KR102335456B1

KR102335456B1 - 발광 다이오드 조명 장치

Info

Publication number: KR102335456B1
Application number: KR1020170075664A
Authority: KR
Inventors: 문경식; 권기수
Original assignee: 주식회사 엘엑스세미콘
Priority date: 2017-06-15
Filing date: 2017-06-15
Publication date: 2021-12-06
Also published as: KR20180136668A; US20180368226A1; US10219336B2

Abstract

본 발명은 발광 다이오드 그룹들을 포함하며 정류 전압의 변화에 대응하여 발광하는 발광 다이오드 조명 장치를 개시하며, 정류 전압이 발광 다이오드 그룹들에 병렬로 인가되거나 발광 다이오드 그룹들에 직렬로 인가되는 것을 제어하는 밸런싱 회로를 포함한다.

Description

발광 다이오드 조명 장치{LED LIGHTING APPARATUS}

본 발명은 발광 다이오드 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광 다이오드 그룹들을 포함하며 정류 전압의 변화에 대응하여 발광하는 발광 다이오드 조명 장치에 관한 것이다.

조명 장치는 에너지 절감을 위하여 적은 양의 에너지로 높은 발광 효율을 갖는 광원을 이용하도록 개발되고 있다. 조명 장치에 이용되는 대표적인 광원은 발광 다이오드(LED)가 예시될 수 있다.

발광 다이오드는 에너지 소비량, 수명 및 광질 등과 같은 다양한 요소에서 다른 광원들과 차별화되는 이점을 갖는다. 발광 다이오드는 전류에 의하여 구동되는 특성을 갖는다. 그러므로, 발광 다이오드를 광원으로 하는 조명 장치는 전류 구동을 위한 추가적인 회로가 많이 필요한 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하고자, 조명 장치는 교류 다이렉트 방식(AC DIRECT TYPE)으로 교류 전원을 발광 다이오드에 제공하도록 개발된 바 있다.

교류 다이렉트 방식의 조명 장치(이하, "발광 다이오드 조명 장치"라 함)는 교류 전원을 정류 전압으로 변환하고 정류 전압을 이용한 전류 구동에 의하여 발광 다이오드가 발광하도록 구성된다. 상기한 발광 다이오드 조명 장치는 인덕터 및 캐패시터를 사용하지 않고 정류 전압을 사용하기 때문에 역률(POWER FACTOR)이 양호한 특성이 있다. 정류 전압은 정류기의 전파 정류에 의하여 교류 전압이 전파 정류된 전압을 의미한다.

상기한 발광 다이오드 조명 장치는 발광 다이오드들을 발광 다이오드 그룹들로 구분하고, 정류 전압의 변화에 대응하여 발광 다이오드그룹들이 순차적으로 발광하도록 구성된다.

이 경우, 발광 다이오드 그룹들은 포함하는 발광 다이오드의 수 또는 발광 전압의 차이를 가질 수 있으며 그로 인하여 조도에 차이를 가질 수 있다. 그러므로, 종래의 발광 다이오드 조명 장치는 발광 다이오드 그룹들 간 조도가 불균일한 문제점을 가질 수 있다.

그리고, 발광 다이오드 조명 장치의 발광 다이오드 그룹들은 순차적인 발광에 의해서 발광에 이용되는 시간이 다르다. 즉, 발광 다이오드 그룹 별로 발광 다이오드의 사용률이 달라진다. 그러므로, 발광 다이오드 종래의 조명 장치는 발광 다이오드의 사용률이 낮은 문제점을 가질 수 있다.

그리고, 발광 다이오드 조명 장치는 디밍 기능을 구현하기 위하여 디머(Dimmer)를 채용할 수 있다.

디머는 위상각이 제어된 교류 전압을 출력할 수 있으며, 발광 다이오드 조명 장치는 위상각이 제어된 교류 전압을 이용하여 정류 전압을 생성하고, 발광 다이오드를 포함하는 광원은 위상각이 제어된 정류 전압에 대응하여 발광한다.

발광 다이오드 조명 장치는 디머에 의해서 소광을 위한 디밍 오프 레벨에서 최대치 사이로 정류 전압의 위상각이 제어됨에 따라 밝기가 조절될 수 있다.

그러나, 디머는 비선형적 동작 특성을 가지며, 그로 인하여 발광 다이오드 조명 장치는 조도가 불균일해지는 문제점을 가질 수 있다.

그리고, 디머는 디밍 오프 레벨 이하의 정류 전압에 대응하여 안정적인 동작을 위한 유지 전류를 필요로 한다.

그러나, 정류 전압이 소광을 위한 디밍 오프 레벨 이하로 디머에 의해 제어되는 경우, 광원의 일부 발광 다이오드를 통하여 디머의 유지 전류가 흐를 수 있다.

발광 다이오드 조명 장치는 정류 전압이 광원의 소광을 위한 디밍 오프 레벨 이하로 제어되었음에도 불구하고 일부 발광 다이오드를 통하여 유지 전류가 흐름에 의하여 약한 수준으로 점등될 수 있다.

상기와 같은 디머의 유지 전류에 의하여 광원의 일부 발광 다이오드가 원하지않게 약하게 점등하는 현상은 발광 다이오드 조명 장치의 신뢰성을 저하시킨다.

본 발명은 발광 다이오드 조명 장치의 발광 다이오드 그룹들 간의 조도 편차를 개선하고 발광 다이오드 그룹들에 포함된 발광 다이오드의 사용률과 수명을 개선함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 디머의 채용에 따라 발생할 수 있는 불균일한 조도를 해결하여 발광 다이오드 조명 장치가 유니폼 디밍(Uniform Dimming)을 구현함을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 디머에 의해 정류 전압이 소광을 위한 레벨로 제어되는 경우 발광 다이오드로 흐르는 유지 전류를 차단함으로써 유지 전류에 의해서 일부 발광 다이오드가 약하게 점등하는 현상을 방지함을 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치는, 정류 전압을 출력하는 정류 회로; 상기 정류 전압이 제1 레벨 이상이면 상기 정류 회로의 출력단에 방전 경로를 제공하는 채널부; 상기 정류 회로에 연결되며 상기 제1 레벨보다 높은 제2 레벨 이상의 상기 정류 전압에 대응하여 발광하는 제1 발광 다이오드 그룹; 상기 제1 발광 다이오드 그룹의 출력단에 연결되는 밸런싱 저항; 상기 제2 레벨보다 높은 제3 레벨 미만의 상기 정류 전압에 대응하여, 상기 정류 회로와 상기 밸런싱 저항 사이의 밸런싱 경로를 형성하고 상기 밸런싱 경로의 전류에 대한 제1 레귤레이션을 수행하는 밸런싱 회로; 상기 밸런싱 저항에 연결되며, 상기 밸런싱 경로와 상기 제1 발광 다이오드 그룹 중 어느 하나를 통하여 인가되는 상기 정류 전압에 대응하여 발광하는 제2 발광 다이오드 그룹; 센싱 전압과 내부의 기준 전압을 비교함으로써 상기 채널부의 상기 방전 경로, 발광된 상기 제1 발광 다이오드 그룹 및 발광된 상기 제2 발광 다이오드 그룹에 대한 전류 경로를 선택적으로 제공하는 드라이버; 및 상기 전류 경로를 통하여 상기 드라이버에서 출력되는 구동 전류를 센싱하여 상기 센싱 전압을 제공하는 센싱 저항;을 포함함을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 발광 다이오드 그룹들이 동일 전압에 발광하고 동일 전류의 양으로 발광을 유지할 수 있다. 그러므로, 발광 다이오드 그룹들 간의 조도 편차를 개선하고 발광 다이오드 그룹들에 포함된 발광 다이오드의 사용률을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명은 정류 전압이 디머에 의해 소광을 위한 레벨로 제어되는 경우 발광 다이오드로 흐르는 유지 전류를 차단함으로써 유지 전류에 의해서 일부 발광 다이오드가 약하게 점등하는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 디머의 채용에 따라 발생할 수 있는 불균일한 조도를 균일하게 할 수 있으며, 그 결과 발광 다이오드 그룹들의 발광에 대한 유니폼 디밍을 구현하고 캐패시터의 충전 및 방전을 이용하여 플리커를 해소할 수 있다.

도 1은 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치의 바람직한 실시예를 나타내는 회로도.
도 2는 도 1의 밸런싱 회로와 발광 다이오드 그룹의 상세 회로도.
도 3은 도 1의 드라이버의 상세 회로도.
도 4는 발광 다이오드 그룹들에 구성된 캐패시터들(C1, C2)이 없는 것을 가정한 도 1의 실시예의 동작에 따른 파형도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.

본 발명의 조명 장치는 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 반도체 발광 특성을 갖는 광원을 이용할 수 있으며, 반도체 발광 특성을 갖는 광원은 발광 다이오드를 포함할 수 있다.

본 발명의 발광 다이오드 조명 장치는 교류 다이렉트 방식으로 구동되는 것으로 개시된다. 교류 다이렉트 방식은 교류 전원을 변환한 정류 전압 Vrec을 이용하여 발광 다이오드를 발광하는 것을 의미한다.

정류 전압 Vrec은 정현파 파형을 갖는 교류 전압을 전파 정류한 파형을 갖는다. 즉, 정류 전압 Vrec은 상용 교류 전압의 반 주기 단위로 레벨이 승하강하는 리플 성분을 갖는 특성이 있다.

도 1과 같이, 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치의 실시예는 디머(100), 정류 회로(200), 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2), 밸런싱 저항(Rb), 드라이버(300), 밸런싱 회로(400) 및 채널부(500)를 포함한다.

디머(100)는 내부의 충전 전압의 변화에 대응하여 교류 전원(VAC)에서 제공되는 교류 전압의 위상각이 트리거되는 위치를 결정함으로써 교류 전압의 위상각을 제어하는 구성을 갖는다. 즉 디머(100)는 위상각이 제어된 교류 전압을 출력한다. 여기에서, 교류 전원(VAC)은 상용 전원일 수 있다.

정류 회로(200)는 디머(100)에 의해 위상각이 제어된 교류 전압을 전파 정류하여 정류 전압 Vrec을 출력하도록 구성된다. 본 발명의 실시예에서 정류 전압 Vrec의 상승 또는 하강은 리플 성분의 상승 또는 하강을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

그리고, 정류 회로(200)의 출력단에 채널부(500)가 구성된다. 채널부(500)는 정류 회로(200)에서 출력되는 정류 전압 Vrec이 인가되며, 정류 전압 Vrec이 제1 레벨 이상이면 정류 회로(200)의 출력단에 방전 경로를 제공한다.

방전 경로 제공을 위하여, 채널부(500)는 발광 다이오드 그룹(LED1)과 병렬로 정류 회로(200)의 출력단에 연결되며, 제너 다이오드(ZD)를 포함한다.

제너 다이오드(ZD)는 제1 레벨의 정전압이 바이어스되는 정전압원으로 작용하며 양단에 제1 레벨 이상의 전압이 인가되면 도통된다. 그러므로, 정류 전압 Vrec이 제1 레벨 이상 상승하면 제너 다이오드(ZD)의 도통에 의하여 채널부(500)는 유지 전류 경로를 제공한다.

여기에서, 제1 레벨의 전압은 발광 다이오드 그룹(LED1)이 발광할 수 있는 제2 레벨 전압을 기준으로 설정가능하며 본 발명의 실시예로 제2 레벨 전압의 60 퍼센트로 설정된다.

상기한 구성에 의하여, 채널부(500)는 제1 레벨 이상의 정류 전압 Vrec에 대하여 방전 경로를 제공하여 발광 다이오드 그룹(LED1)이나 밸런싱 회로(400)로 전류가 흐르는 것을 차단한다. 채널부(500)의 방전 경로를 통하여 흐르는 전류는 후술하는 드라이버(300)의 전류 경로를 통하여 방전될 수 있다.

상기한 구성에 의하여 채널부(500)는 디머(100)에 의해 제1 레벨 이상과 제2 레벨 미만의 정류 전압 Vrec에 의한 유지 전류를 방전할 수 있다. 그러므로, 정류 전압 Vrec이 디밍 오프 레벨 이하로 제어되는 경우 유지 전류에 의해서 일부 발광 다이오드가 약하게 점등하는 현상이 방지될 수 있다. 상기한 제2 레벨은 후술하는 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)가 발광하는 전압 레벨로 설명될 수 있다.

한편, 본 발명은 실시예의 설명을 위하여 두 개의 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)을 포함하는 것으로 예시한다. 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)은 각각 하나 이상의 발광 다이오드를 포함하며 밸런싱 저항(Rb)를 통하여 직렬로 연결된다.

발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)은 양단에 제1 레벨보다 높은 제2 레벨 이상의 전압이 인가되면 발광하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 발광 다이오드 그룹(LED1)은 정류 회로(200)에 연결되며 제2 레벨 이상의 정류 전압 Vrec에 대응하여 발광한다.

그리고, 발광 다이오드 그룹(LED2)은 밸런싱 저항(Rb)에 연결되며, 밸런싱 회로(400)의 밸런싱 경로와 발광 다이오드 그룹(LED1) 중 어느 하나를 통하여 인가되는 정류 전압 Vrec에 대응하여 발광한다. 발광 다이오드 그룹(LED2)은 실시예로서 제2 레벨 이상의 전압에 대응하여 발광하는 것으로 구성될 수 있다.

그리고, 발광 다이오드 그룹(LED1)에 병렬로 캐패시터(C1)가 구성될 수 있고, 발광 다이오드 그룹(LED2)에 병렬로 캐패시터(C2)가 구성될 수 있다. 캐패시터들(C1, C2)은 플리커를 개선하기 위하여 구성된 것이며 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)을 흐르는 전류가 완만히 변화될 수 있도록 충전과 방전을 수행한다.

그리고, 발광 다이오드 그룹(LED1)의 입력단 및 출력단에 각각 역전류를 차단하기 위한 다이오드(D0, D1)이 구성되며, 발광 다이오드 그룹(LED2)의 입력단에 역전류를 차단하기 위한 다이오드(D2)가 구성된다.

밸런싱 저항(Rb)은 발광 다이오드 그룹(LED1)의 출력단에 구성된 다이오드(D1)와 발광 다이오드 그룹(LED2)의 입력단에 구성된 다이오드(D2) 사이에 구성된다.

밸런싱 회로(400)는 발광 다이오드 그룹(LED1)과 병렬로 정류 회로(200)의 출력단에 연결되며, 밸런싱 저항(Rb)의 양단의 밸런싱 전압을 센싱하도록 구성된다. 상기한 구성에 의해 밸런싱 회로(400)는 제2 레벨 이상과 제3 레벨 미만의 정류 전압 Vrec에 대응하여 정류 회로(200)와 밸런싱 저항(Rb) 사이의 밸런싱 경로를 형성하고 밸런싱 경로의 전류에 대한 레귤레이션을 수행한다. 여기에서, 제3 레벨은 제2 레벨보다 높은 것을 의미한다.

드라이버(300)는 채널들(CH0, CH1, CH2), 센싱 저항단(Riset) 및 접지단(GND)를 가지며, 센싱 전압과 내부의 기준 전압을 비교함으로써 채널부(500)의 방전 경로, 발광된 발광 다이오드 그룹(LED1) 및 발광된 발광 다이오드 그룹(LED2)에 대한 전류 경로를 선택적으로 제공하도록 구성된다.

드라이버(300)의 채널(CH0)은 채널부(500)의 방전 경로에 연결되고, 드라이버(300)의 채널(CH1)은 발광 다이오드 그룹(LED1)의 출력단에 연결되며, 드라이버(300)의 채널(CH2)은 발광 다이오드 그룹(LED2)의 출력단에 연결된다.

드라이버(300)의 상세한 구성은 도 3을 참조하여 후술한다.

그리고, 센싱 저항(Rs)은 센싱 저항단(Riset)을 통하여 드라이버(300)의 전류 경로에 연결되며, 전류 경로를 통하여 드라이버(300)에서 출력되는 전류를 센싱하여 센싱 전압을 제공하도록 구성된다. 센싱 저항(Rs)은 드라이버(300)와 접지 간에 구성됨이 바람직하다.

상기한 구성에서, 밸런싱 회로(400)와 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)의 상세한 구성은 도 2를 참조하여 설명할 수 있다.

도 2에서 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)은 각각 8개의 직렬 연결된 발광 다이오드를 포함하는 것으로 예시된다. 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)에 포함되는 발광 다이오드의 수는 제작자에 의해 다양하게 선택될 수 있다.

밸런싱 회로(400)는 밸런싱 경로를 제공하는 제1 트랜지스터(Q1) 및 밸런싱 경로의 전류의 레귤레이션과 밸런싱 경로의 형성을 제어하는 제2 트랜지스터(Q2)를 포함하는 것으로 예시된다. 여기에서, 제1 트랜지스터(Q1)는 NMOS 트랜지스터로 구성될 수 있으며, 제2 트랜지스터(Q2)는 NPN 바이폴라 트랜지스터로 구성될 수 있다.

밸런싱 회로(400)에서, 제1 트랜지스터(Q1)는 드레인이 정류 전압 Vrec을 제공하는 정류 회로(200)의 출력단에 연결되고 소스가 다이오드(D1)와 밸런싱 저항(Rb) 사이의 노드에 연결되며 게이트는 저항(R1)을 통하여 정류 회로(200)의 출력단에 연결되도록 구성된다.

밸런싱 회로(400)에서, 제2 트랜지스터(Q2)는 콜렉터가 저항(R1)과 제1 트랜지스터(Q1)의 게이트 사이의 노드에 연결되고 베이스가 저항(R2)을 통하여 제1 트랜지스터(Q1)의 소스와 밸런싱 저항(Rb) 사이의 노드에 연결되며 에미터가 밸런싱 저항(Rb)과 다이오드(D2) 사이의 노드에 연결되도록 구성된다.

밸런싱 회로(400)는 발광 다이오드 그룹(LED1)이 발광하는 제2 레벨 이상의 정류 전압 Vrec에 대해 밸런싱 경로를 제공하고, 제3 레벨 이상의 정류 전압 Vrec에 대해 밸런싱 경로를 차단한다. 즉, 밸런싱 경로는 제2 레벨 이상과 제3 레벨 미만의 정류 전압 Vrec에 대응하여 제공된다. 그리고, 밸런싱 경로의 전류는 레귤레이션된다.

이를 위하여, 저항(R1) 및 저항(R2)의 저항값들은 제1 트랜지스터(Q1)가 제3 레벨의 정류 전압 Vrec에 도달할 때 제2 트랜지스터(Q2)의 전류 제어에 의해 턴오프될 수 있도록 설정됨이 바람직하다.

그리고, 밸런싱 저항(Rb)은 발광 다이오드 그룹(LED2)으로 공급되는 전류를 센싱한다. 밸런싱 저항(Rb)의 저항값은 밸런싱 경로 즉 제1 트랜지스터(Q1)를 통하여 발광 다이오드 그룹(LED2)으로 공급되는 전류를 레귤레이션하기 위하여 설정된다. 본 발명의 실시예에서 밸런싱 저항(Rb)은 제2 레벨 이상의 정류 전압 Vrec에 대응하여 발광 다이오드 그룹(LED2)으로 공급되는 전류를 레귤레이션함으로써 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2) 간의 전류의 밸런스를 조절하기 위한 밸런싱 전압을 제공한다.

상기한 밸런싱 전압을 제공하는 밸런싱 저항(Rb)의 저항값은 밸런싱 회로(400)가 레귤레이션하는 전류 레벨과 후술하는 드라이버(300)의 스위칭 회로(32)가 레귤레이션하는 전류 레벨이 동일하도록 설정됨이 바람직하다. 상기한 밸런싱 저항(Rb)의 저항값 설정에 의해서, 제2 레벨 이상 내지 제3 레벨 미만의 정류 전압 Vrec에 대해 발광 다이오드 그룹(LED1)과 발광 다이오드 그룹(LED2)은 동일한 전류 양에 의해 균일한 밝기로 발광할 수 있다.한편, 상기한 구성에 의하여, 제1 트랜지스터(Q1)는 정류 전압 Vrec에 의해 드레인과 게이트 간 전압이 턴온 조건에 해당하면 턴온된다.

정류 전압 Vrec가 제2 레벨 미만인 경우, 정류 회로(200)에서 출력되는 입력 전류는 채널부(500)의 방전 경로로 방전된다. 그러므로, 정류 전압 Vrec가 제2 레벨 미만인 경우, 정류 회로(200)에서 출력되는 입력 전류는 제1 트랜지스터(Q1)로 전달되지 않는다.

정류 전압 Vrec이 제2 레벨 이상으로 증가하면, 정류 회로(200)에서 출력되는 입력 전류에 대응하는 전류가 제1 트랜지스터(Q1)에 의한 밸런싱 경로 및 밸런싱 저항(Rb)을 통하여 발광 다이오드 그룹(LED2)으로 전달된다.

이때, 밸런싱 저항(Rb)의 밸런싱 전압은 제2 트랜지스터(Q2)의 에미터와 베이스 간에 작용하고, 제1 트랜지스터(Q1)는 제2 트랜지스터(Q2)의 제어에 의해 밸런싱 경로를 통하여 레귤레이션된 전류가 흐르도록 제어된다.

정류 전압 Vrec이 제3 레벨 이상으로 증가하면, 제2 트랜지스터(Q2)에 의해 제1 트랜지스터(Q1)의 게이트 전압이 턴오프 레벨로 낮아지며, 그 결과 제1 트랜지스터(Q1)는 턴오프되고 밸런싱 경로는 차단된다.

즉, 밸런싱 회로(400)는 제2 레벨 이상과 제3 레벨 미만의 정류 전압 Vrec에 대응하여 발광 다이오드 그룹(LED1)을 바이패스하여 정류 회로(200)의 입력 전류(Irec)를 정류한 전류를 발광 다이오드 그룹(LED2)으로 전달하는 밸런싱 경로를 제공한다.

그러므로, 정류 전압 Vrec이 제2 레벨 이상과 제3 레벨 미만인 경우, 발광 다이오드 그룹(LED1)과 발광 다이오드 그룹(LED2)은 밸런싱 경로의 형성에 의해서 정류 회로(200)에 대하여 병렬로 구성되며 동일한 레벨의 정류 전압 Vrec이 인가된다.

즉, 발광 다이오드 그룹(LED1)과 발광 다이오드 그룹(LED2)은 제2 레벨의 정류 전압 Vrec이 인가되면 동시에 발광하고, 제2 레벨에서 제3 레벨로 정류 전압 Vrec이 상승하는 동안 레귤레이션된 전류에 의하여 발광을 유지한다. 이때, 발광 다이오드 그룹(LED1)에 제공되는 입력 전류는 후술하는 드라이버(300)에 의해 레귤레이션될 수 있다.

한편, 드라이버(300)의 상세한 구성과 레귤레이션 동작은 도 3를 참조하여 설명한다.

드라이버(300)는 스위칭 회로들(31~33)과 기준 전압들 VREF1~VREF3을 제공하기 위한 기준 전압 공급부(30)를 포함한다.

채널부(500)는 드라이버(300)의 채널 단자(CH0)를 통하여 스위칭 회로(31)에 연결된다. 발광 다이오드 그룹(LED1)의 출력단은 드라이버(300)의 채널 단자(CH1)를 통하여 스위칭 회로(32)에 연결된다. 그리고, 발광 다이오드 그룹(LED2)의 출력단은 드라이버(300)의 채널 단자(CH2)를 통하여 스위칭 회로(33)에 연결된다.

기준 전압 공급부(30)는 제작자의 의도에 따라 다양하게 서로 다른 레벨의 기준 전압들 VREF1~VREF3를 제공하는 것으로 구현될 수 있다.

기준 전압 공급부(30)는 예시적으로 정전압 VDD가 인가되는 직렬 연결된 복수의 저항을 포함하며 저항들 간의 노드 별로 서로 다른 레벨의 기준 전압 VREF1~ VREF3을 출력하는 것으로 구성될 수 있다.

기준 전압 공급부(30)는 상기한 구성과 달리 서로 다른 레벨의 기준 전압들 VREF1~ VREF3를 각각 제공하는 독립적인 전압공급원들을 포함하는 것으로 구성될 수 있다.

그리고, 기준 전압 공급부(30)는 그라운드를 공유하며 이를 위하여 그라운드 단자(GND)에 연결된다.

서로 다른 레벨의 기준 전압들 VREF1~ VREF3은 기준 전압 VREF1이 가장 낮은 전압 레벨을 가지며 기준 전압 VREF3가 가장 높은 전압 레벨을 가지고, 기준 전압들 VREF1~VREF3은 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3의 순으로 점차 높은 레벨을 갖도록 설정될 수 있다.

여기에서, 기준 전압 VREF1은 발광 다이오드 그룹(LED1)이 발광하는 시점의 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압보다 낮아서 스위칭 회로(31)를 턴오프하기 위한 레벨을 갖는다.

그리고, 기준 전압 VREF2는 발광 다이오드 그룹(LED2)이 발광하는 시점의 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압보다 낮아서 스위칭 회로(32)를 턴오프하기 위한 레벨을 갖는다.

그리고, 기준전압 VREF3은 정류 전압 Vrec의 피크 레벨까지 대응하는 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압과 같거나 높도록 설정됨이 바람직하다.

한편, 스위칭 회로들(31~33)은 전류의 레귤레이션 및 전류 경로 형성을 위하여 센싱 저항단(Riset)를 통하여 센싱 저항(Rs)에 공통으로 연결된다.

스위칭 회로들(31~33)은 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압과 기준 전압 공급부(30)의 각각의 기준 전압들 VREF1~VREF3을 비교하여서 채널부(500)의 방전 경로 및 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)의 발광에 대응하는 전류 경로를 형성한다.

스위칭 회로들(31~33)은 정류 전압 Vrec이 인가되는 위치에서 멀수록 높은 레벨의 높은 레벨의 기준 전압을 제공받는다.

각 스위칭 회로(31~33)는 비교기(36)와 스위칭 소자를 포함하며, 스위칭 소자는 NMOS 트랜지스터(37)로 구성됨이 바람직하다.

각 스위칭 회로(31~33)의 비교기(36)는 포지티브 입력단(+)에 기준 전압이 인가되고, 네가티브 입력단(-)에 센싱 전압이 인가되며, 출력단으로 기준 전압과 센싱 전압을 비교한 결과를 출력한다.

그리고, 각 스위칭 회로(31~33)의 NMOS 트랜지스터(37)는 게이트로 인가되는 각 비교기(36)의 출력에 따라 전류 경로를 형성하고 전류 경로의 전류의 흐름을 제어하기 위한 동작을 수행한다.

도 1 내지 도 3과 같이 구성되는 본 발명의 실시예의 동작은 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 도 1의 실시예에서 캐패시터들(C1, C2)을 제거한 상태의 파형도이며, 설명의 편의를 위하여 캐패시터들(C1, C2)이 제거된 상태의 실시예의 동작을 설명을 한다.

도 4에서 Irec는 정류 회로(200)에서 출력되는 입력 전류이고, Iled는 발광에 이용된 전류이며, ILED1은 발광 다이오드 그룹(LED1)을 흐르는 전류이고, ILED2는 발광 다이오드 그룹(LED2)을 흐르는 전류이다.

디머(100)가 풀 앵글(Full Angle)의 교류 전압을 정류 회로(200)에 제공하는 경우, 정류 전압 Vrec은 도 4와 같이 교류 전압의 반 주기 단위로 상승 및 하강하는 파형을 갖는다.

한 주기의 정류 전압 Vrec은 최저 레벨에서 제1 레벨 내지 제3 레벨을 거쳐서 피크 레벨까지 상승하고, 피크 레벨에서 제3 레벨 내지 제1 레벨을 거쳐서 최저 레벨까지 하강한다.

상술한 바와 같이, 제1 레벨의 정류 전압 Vrec은 채널부(500)에 방전 경로를 형성할 수 있는 것으로 정의할 수 있고, 제2 레벨의 정류 전압 Vrec은 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)을 각각 발광할 수 있는 것으로 정의할 수 있고, 제3 레벨의 정류 전압 Vrec은 직렬로 연결되는 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)을 발광할 수 있는 것으로 정의할 수 있다.

정류 전압 Vrec가 초기 상태(최저 레벨)인 경우, 드라이버(300)의 각 스위칭 회로(31~33)는 비교기(36)의 포지티브 입력단(+)에 인가되는 기준 전압들 VREF1~VREF3이 비교기(36)의 네가티브 입력단(-)에 인가되는 센싱 전압보다 높으므로 모두 턴온된 상태를 유지한다. 이때 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)은 소광 상태이다.

정류 전압 Vrec이 상승하여서 제1 레벨에 도달하면, 채널부(500)의 제너 다이오드(ZD)의 양단에 제1 레벨이 인가되며, 그 결과 제너 다이오드(ZD)가 턴온된다.

제1 레벨의 정류 전압 Vrec은 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)을 턴온시키기에 불충분한 레벨이다. 그러므로, 정류 회로(200)에서 출력되는 입력 전류는 채널부(500)의 방전 경로 및 드라이버(300)의 턴온된 스위칭 회로(31)를 통하여 방전된다.

정류 전압 Vrec이 제1 레벨에서 제2 레벨로 상승하는 동안 채널부(500)의 방전 경로가 유지되며, 정류 회로(200)에서 출력되는 입력 전류 Irec는 채널부(500) 및 드라이버(300)의 스위칭 회로(31)를 통하여 방전된다. 제2 레벨 미만의 정류 전압 Vrec에 의한 입력 전류는 센싱 저항(Rs)에 의해 센싱될 수 있다. 그러나, 이때 센싱 전압은 기준 전압들 VREF1~VREF3보다 낮으므로, 드라이버(300)의 각 스위칭 회로(31~33)는 모두 턴온된 상태를 유지한다.

그 후, 정류 전압 Vrec이 제2 레벨에 도달하면, 제2 레벨의 정류 전압 Vrec이 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)의 양단에 인가된다. 이때, 발광 다이오드 그룹(LED2)은 밸런싱 경로를 제공하는 밸런싱 회로(400)를 경유하여 정류 회로(200)의 정류 전압 Vrec을 전달받는다.

발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)은 각각 양단에 인가된 제2 레벨의 정류 전압 Vrec에 의해 발광하고, 발광 다이오드 그룹(LED1)의 전류(ILED1)은 드라이버(300)의 턴온된 스위칭 회로(32)를 통하여 흐르며, 발광 다이오드 그룹(LED2)의 전류(ILED2)는 드라이버(300)의 턴온된 스위칭 회로(33)를 통하여 흐른다.

이때, 채널부(500)의 제너 다이오드(ZD)도 양단에 제2 레벨의 정류 전압 Vrec이 인가됨에 따라 턴온을 유지할 수 있다. 그러나, 채널부(500)를 통한 전류 흐름은 드라이버(300)의 스위칭 회로(31)의 턴오프에 의해 차단된다.

보다 구체적으로, 제2 레벨의 정류 전압 Vrec에 대응하여 입력 전류(Irec)는 증가하며, 센싱 저항(Rs)은 증가된 입력 전류(Irec)에 비례하는 레벨의 센싱 전압을 제공하고, 드라이버(300)의 스위칭 회로(31)는 비교기(36)의 포지티브 입력단(+)에 인가되는 기준 전압 VREF1보다 네가티브 입력단(-)에 인가되는 센싱 전압이 높아지므로 턴오프된다.

그 후, 정류 전압 Vrec이 제2 레벨에서 제3 레벨 미만으로 상승하면, 드라이버(300)의 스위칭 회로(32)는 턴온 상태를 유지하면서 발광 다이오드 그룹(LED1)에 흐르는 전류(ILED1)를 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압을 이용하여 레귤레이션한다. 이때, 밸런싱 회로(400)는 밸런싱 경로의 턴온 상태를 유지하면서 발광 다이오드 그룹(LED2)로 흐르는 전류(ILED2)를 밸런싱 저항(Rb)의 밸런싱 전압을 이용하여 레귤레이션한다.

그 결과, 정류 전압 Vrec이 제2 레벨에서 제3 레벨 미만으로 상승하는 동안, 발광 다이오드 그룹(LED1)의 발광에 대응하여 드라이버(300)의 스위칭 회로(32)를 흐르는 전류(ILED1)와 발광 다이오드 그룹(LED2)의 발광에 대응하여 밸런싱 회로(300)의 제1 트랜지스터(Q1), 밸런싱 저항(Rb) 및 드라이버(300)의 스위칭 회로(33)를 흐르는 전류(ILED2)는 정전류를 유지한다.

여기에서, 밸런싱 회로(400)가 레귤레이션하는 전류 레벨과 드라이버(300)의 스위칭 회로(32)가 레귤레이션하는 전류 레벨은 동일하도록 설정될 수 있으며, 이 경우, 발광 다이오드 그룹(LED1)의 발광에 대응한 정전류의 레벨과 발광 다이오드 그룹(LED2)의 발광에 대응한 정전류의 레벨은 동일하게 형성될 수 있다.

그 후, 정류 전압 Vrec이 제3 레벨에 도달하면, 밸런싱 회로(400)의 제1 트랜지스터(Q1)는 낮아진 게이트 전압에 의해 턴오프되고, 결과적으로 밸런싱 경로가 차단된다.

그러므로, 제3 레벨의 정류 전압 Vrec이 다이오드들(D1, D2) 및 밸런싱 저항(Rb)를 통하여 직렬로 연결된 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)의 양단에 인가되며, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)은 양단에 인가된 제3 레벨의 정류 전압 Vrec에 의하여 발광 상태를 유지한다.

제3 레벨의 정류 전압 Vrec에 대응하여 입력 전류(Irec)는 증가하며, 직렬 연결된 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)의 발광에 의한 전류의 양도 제2 레벨의 정류 전압 Vrec에 대응한 것보다 증가한다. 도 4를 참조하면, 제3 레벨의 정류 전압 Vrec에 대응하여 직렬 연결된 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)의 발광에 의한 전류의 양이 제2 레벨의 정류 전압 Vrec에 대응하여 병렬 연결된 각 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)의 전류들(ILED1, ILED2)보다 증가함을 알 수 있다. 이때, 제3 레벨의 정류 전압 Vrec에 대응하여 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)을 흐르는 전류의 양은 동일하다.

제3 레벨 이상의 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하여, 드라이버(300)의 스위칭 회로(33)는 턴온 상태를 유지하면서 전류를 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압을 이용하여 레귤레이션한다.

그 결과, 정류 전압 Vrec이 제3 레벨 이상에서 피크 레벨로 상승 후 제3 레벨로 하강하는 동안, 직렬 연결된 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)의 발광에 의한 전류는 정전류를 유지한다.

그 후, 정류 전압 Vrec이 제3 레벨 미만과 제2 레벨 이상으로 하강하면, 발광 다이오드 그룹(LED1)과 발광 다이오드 그룹(LED2)는 정류 회로(200)에 대하여 병렬로 연결된 상태로 발광을 유지한다. 이때, 드라이버(300)의 스위칭 회로(32)가 턴온되어서 발광에 대응한 전류 경로를 제공한다.

그리고, 정류 전압 Vrec이 제2 레벨 미만으로 하강하면 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)은 소광된다. 이때, 드라이버(300)의 스위칭 회로(31)가 턴온되어서 채널부(500)의 방전 경로를 통한 전류의 방전을 위한 전류 경로를 제공한다.

본 발명의 실시예는 발광 다이오드 그룹들이 동일한 전압에 발광하고, 동일한 전류에 의해 발광이 유지될 수 있다. 그러므로 본 발명은 발광 다이오드 그룹들 간의 조도 편차를 해소할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예는 발광 다이오드 그룹들 전체가 병렬 또는 직렬로 연결되어서 발광 상태를 유지할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 순차 발광하도록 발광 다이오드 그룹들이 구성된 것과 대비하여 전체 발광 다이오드들의 사용률을 개선할 수 있고, 발광 다이오드들의 수명을 개선할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예는 채널부의 방전 경로 형성에 의해서 소광을 위한 레벨로 정류 전압이 디머에 의해 제어되는 경우 발생하는 일부 발광 다이오드의 약한 점등 현상이 방지할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예의 동작은 도 1의 실시예에서 캐패시터들(C1, C2)을 제거한 상태에 대해 설명되었다.

도 1과 같이 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)에 캐패시터들(C1, C2)가 각각 병렬로 구성된 경우, 캐패시터들(C1, C2)은 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)로 공급되는 충전 및 방전을 수행할 수 있다.

즉, 캐패시터들(C1, C2)은 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)에 인가되는 전압이 상승하는 경우 충전하고, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)에 인가되는 전압이 충전 전압보다 낮은 경우 방전한다.

본 발명의 실시예는 디머(100)의 동작 특성에 따른 불균일한 조도가 해결될 수 있으며 상기한 캐패시터들(C1, C2)의 충전 및 방전 동작에 의해서 플리커가 해소 될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 정류 전압 Vrec이 낮아지는 구간에도 충전 전압에 의한 전류를 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)에 공급할 수 있으므로, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)의 발광 상태가 유지될 수 있다. 그러므로, 정류 전압 Vrec의 주기적인 변화에 따라 발생할 수 있는 플리커가 해소될 수 있다.

한편, 본 발명의 도 1의 밸런싱 회로는 도 5와 같이 변형 실시될 수 있다.

도 5의 실시예는 밸런싱 회로를 제외한 나머지 부품들의 구성 및 동작은 도 2와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다. 그리고, 도 5에서 밸런싱 회로는 도 1 및 도 2와 구분을 위하여 410으로 표시한다.

도 5에서 밸런싱 회로(410)는 트랜지스터(Q11), 기준 전압 생성부(412) 및 비교기(414)를 포함한다.

트랜지스터(Q11)는 정류 회로(200)와 밸런싱 저항(Rb) 사이에 구성되며 비교기(414)의 출력에 의하여 밸런싱 경로를 형성하는 동작이 제어된다.

그리고, 기준 전압 생성부(412)는 정류 회로(200)에서 출력되는 정류 전압 Vrec을 수신하며, 미리 설정된 일정한 레벨의 기준 전압 REF를 생성하여 비교기(414)의 포지티브 입력단(+)에 인가하도록 구성된다. 이를 위하여, 기준 전압 생성부(412)는 정전압원을 이용하여 구성될 수 있다.

그리고, 비교기(414)는 포지티브 입력단(+), 네가티브 입력단(-), 출력단 및 구동단을 갖는다. 비교기(414)에서, 포지티브 입력단(+)은 상술한 바와 같이 기준 전압 생성부(412)의 기준 전압 REF가 인가되도록 구성되고, 네가티브 입력단(-)은 트랜지스터(Q11)의 출력단 즉 다이오드(D1)와 밸런싱 저항(Rb) 사이의 노드에 연결되며, 출력단은 트랜지스터(Q11)의 게이트에 연결되고, 구동단은 밸런싱 저항(Rb)과 다이오드(D2) 사이의 노드에 연결된다.

상기한 구성에 의해서, 비교기(414)의 네가티브 입력단(-)에는 밸런싱 저항(Rb)의 양단에 인가되는 밸런싱 전압이 인가된다.

즉, 비교기(414)는 기준 전압 REF와 밸런싱 저항(Rb)의 밸런싱 전압을 비교하며 비교 결과로써 트랜지스터(Q11)를 제어함으로써 트랜지스터(Q11)에 의한 밸런싱 경로의 형성과 밸런싱 경로를 흐르는 전류에 대한 레귤레이션을 제어할 수 있다.

보다 구체적으로, 기준 전압 생성부(412)는 정류 전압 Vrec가 제3 레벨에 도달하기 전까지 밸런싱 저항(Rb)의 양단에 형성되는 밸런싱 전압보다 높고 정류 전압 Vrec가 제3 레벨에 도달할 때 밸런싱 저항(Rb)의 양단에 형성되는 밸런싱 전압보다 낮은 레벨의 기준 전압 REF을 제공하도록 구성됨이 바람직하다.

정류 전압 Vrec이 제2 레벨 미만인 경우 밸런싱 저항(Rb)에 전류 흐름이 없으므로 밸런싱 전압이 형성되지 않는다. 이 경우, 비교기(414)는 포지티브 입력단(+)의 전압이 높으므로 비교 결과로써 하이 레벨의 전압을 출력하여서 트랜지스터(Q11)를 턴온시킨다.

그 후, 정류 전압 Vreec이 제2 레벨 이상과 제3 레벨 미만으로 상승하면, 별런싱 저항(Rb)의 밸런싱 전압은 증가된 전류량에 대응하여 상승된다. 이 경우에도, 비교기(414)는 네가티브 입력단(-)의 밸런싱 전압보다 포지티브 입력단(+)의 전압이 높으므로 비교 결과로써 하이 레벨의 전압을 유지하여서 트랜지스터(Q11)의 턴온을 유지한다. 그리고, 밸런싱 전압이 상승하면, 비교기(414)에서 트랜지스터(Q11)의 게이트에 인가하는 전압의 레벨이 낮아진다. 즉, 비교기(414)는 정류 전압 Vreec이 제2 레벨 이상에서 제3 레벨 미만으로 상승하는 동안 트랜지스터(Q11)에 흐르는 전류의 양이 일정하도록 트랜지스터(Q11)을 흐르는 전류에 대한 레귤레이션을 수행한다.

그 후, 정류 전압 Vreec이 제3 레벨 이상으로 상승하면, 별런싱 저항(Rb)의 밸런싱 전압은 기준 전압 REF보다 높게 형성된다. 이 경우, 비교기(414)는 비교 결과로써 로우 레벨의 전압을 출력하고, 트랜지스터(Q11)는 낮아진 게이트 전압에 의해서 턴오프된다. 즉, 밸런싱 회로(410)에 의한 밸런싱 경로가 차단된다.

도 5의 밸런싱 회로(410)를 적용한 경우의 본 발명의 실시예도 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)이 동일한 전압에 발광하고, 동일한 전류에 의해 발광이 유지될 수 있다. 그러므로 본 발명은 발광 다이오드 그룹들 간의 조도 편차를 해소할 수 있다.

또한, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)이 병렬 또는 직렬로 연결되어서 발광 상태를 유지할 수 있다. 그러므로, 전체 발광 다이오드들의 사용률을 개선할 수 있고, 발광 다이오드들의 수명을 개선할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예는 다양한 효과를 구현할 수 있으므로, 발광 다이오드 조명 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims

정류 전압을 출력하는 정류 회로;
상기 정류 전압이 제1 레벨 이상이면 상기 정류 회로의 출력단에 방전 경로를 제공하는 채널부;
상기 정류 회로에 연결되며 상기 제1 레벨보다 높은 제2 레벨 이상의 상기 정류 전압에 대응하여 발광하는 제1 발광 다이오드 그룹;
상기 제1 발광 다이오드 그룹의 출력단에 연결되는 밸런싱 저항;
상기 제2 레벨보다 높은 제3 레벨 미만의 상기 정류 전압에 대응하여, 상기 정류 회로와 상기 밸런싱 저항 사이의 밸런싱 경로를 형성하고 상기 밸런싱 경로의 전류에 대한 제1 레귤레이션을 수행하는 밸런싱 회로;
상기 밸런싱 저항에 연결되며, 상기 밸런싱 경로와 상기 제1 발광 다이오드 그룹 중 어느 하나를 통하여 인가되는 상기 정류 전압에 대응하여 발광하는 제2 발광 다이오드 그룹;
센싱 전압과 내부의 기준 전압을 비교함으로써 상기 채널부의 상기 방전 경로, 발광된 상기 제1 발광 다이오드 그룹 및 발광된 상기 제2 발광 다이오드 그룹에 대한 전류 경로를 선택적으로 제공하는 드라이버; 및
상기 전류 경로를 통하여 상기 드라이버에서 출력되는 구동 전류를 센싱하여 상기 센싱 전압을 제공하는 센싱 저항;을 포함하며,
상기 채널부는 상기 제1 발광 다이오드 그룹과 병렬로 구성되어서 상기 방전 경로를 제공함을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서,
위상각을 제어한 교류 전압을 상기 정류 회로에 제공하는 디머를 더 포함하며,
상기 정류 회로는 상기 위상각이 제어된 상기 교류 전압에 대응하는 상기 정류 전압을 출력하는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서,
상기 채널부는 상기 제1 레벨의 정전압을 형성하는 정전압원을 포함하도록 구성되며 상기 정류 전압이 상기 제1 레벨 이상인 경우 상기 방전 경로를 제공하는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 발광 다이오드 그룹과 상기 제2 발광 다이오드 그룹은 각각 양단에 상기 제2 레벨 이상의 전압이 인가되면 발광하도록 구성되는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 발광 다이오드 그룹에 병렬로 구성되는 제1 캐패시터와 상기 제2 발광 다이오드 그룹에 병렬로 구성되는 제2 캐패시터를 더 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서,
상기 밸런싱 회로는 상기 제2 레벨 이상과 상기 제3 레벨 미만의 상기 정류 전압에 대응하여 상기 제1 발광 다이오드 그룹에 흐르는 전류와 동일한 양으로 상기 제2 발광 다이오드 그룹에 전류를 제공하는 발광 다이오드 조명 장치.
제6 항에 있어서,
상기 밸런싱 회로는 상기 밸런싱 저항의 저항값에 따라 상기 제1 레귤레이션에 의해 제한되는 전류의 양이 결정되며,
상기 밸런싱 저항의 상기 저항값은 상기 밸런싱 회로의 상기 제1 레귤레이션과 상기 제2 레벨 이상과 상기 제3 레벨 미만의 상기 정류 전압에 대응하여 상기 제2 발광 다이오드 그룹에서 출력되는 전류에 대한 상기 드라이버의 제2 레귤레이션에 의한 전류의 동일하도록 설정되는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서, 상기 밸런싱 회로는,
상기 정류 회로와 상기 밸런싱 저항 사이에 구성되며 상기 밸런싱 경로를 형성하는 제1 트랜지스터; 및
상기 밸런싱 저항에 인가되는 밸런싱 전압의 변화에 대응하여 상기 제1 트랜지스터를 통하여 흐르는 전류의 양을 제어하는 제2 트랜지스터;를 포함하며,
상기 제1 트랜지스터는 상기 제3 레벨 미만의 상기 밸런싱 전압에 대응하여 상기 밸런싱 경로의 형성과 상기 밸런싱 경로를 흐르는 전류에 대한 상기 제1 레귤레이션을 수행하고 상기 제3 레벨 이상의 상기 밸런싱 전압에 대응하여 상기 밸런싱 경로를 차단하는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서, 상기 밸런싱 회로는,
상기 정류 회로와 상기 밸런싱 저항 사이에 구성되며 상기 밸런싱 경로를 형성하는 트랜지스터;
상기 정류 전압에 대응하여 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부;
상기 기준 전압과 상기 밸런싱 저항의 밸런싱 전압을 비교하며 비교 결과로써 상기 트랜지스터를 제어함으로써 상기 밸런싱 경로의 형성과 상기 밸런싱 경로를 흐르는 전류에 대한 레귤레이션을 제어하는 비교기;를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서, 상기 드라이버는,
제1 기준 전압, 제1 기준 전압보다 높은 제2 기준 전압 및 상기 제2 기준 전압보다 높은 제3 기준 전압을 제공하는 기준전압 공급부;
상기 센싱 전압과 상기 제1 내지 제3 기준 전압들을 각각 비교하는 제1 내지 제3 비교부; 및
상기 방전 경로, 상기 제1 발광 다이오드 그룹 및 상기 제2 발광 다이오드 그룹에 각각 연결되며, 상기 제1 내지 제3 비교부의 비교 결과에 따라 제1 전류 경로 내지 제3 전류 경로를 각각 형성하고, 상기 센싱 저항에 공통으로 연결되는 제1 내지 제3 스위칭 소자;을 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서,
상기 드라이버는 상기 제2 레벨 이상과 상기 제3 레벨 미만의 상기 정류 전압에 대응하여 상기 제1 발광 다이오드 그룹에서 출력되는 전류에 대한 제2 레귤레이션을 수행하고 상기 제3 레벨 이상의 상기 정류 전압에 대응하여 상기 제2 발광 다이오드 그룹에서 출력되는 전류에 대한 제3 레귤레이션을 수행하는 발광 다이오드 조명 장치.
제11 항에 있어서,
상기 드라이버는 상기 제1 및 제2 레귤레이션에 의해 제한되는 것보다 높은 레벨의 전류를 제한하도록 제3 레귤레이션을 수행하는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제2 레벨 이상과 상기 제3 레벨 미만의 상기 정류 전압에 대응하여,
상기 밸런싱 경로의 형성에 의하여 상기 제1 발광 다이오드 그룹과 상기 제2 발광 다이오드 그룹은 병렬로 입력 전류를 제공받고,
상기 드라이버는 상기 방전 경로를 위한 제1 전류 경로를 차단하고, 상기 제1 발광 다이오드 그룹의 발광에 대응한 제2 전류 경로와 상기 제2 발광 다이오드 그룹의 발광에 대응한 제3 전류 경로를 병렬로 제공하고, 상기 제2 전류 경로의 전류의 양을 상기 센싱 전압과 상기 기준 전압의 비교에 따른 제2 레귤레이션에 의해 제어하고,
상기 제3 전류 경로의 전류의 양은 상기 밸런싱 회로의 상기 제1 레귤레이션에 의해 제어되는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제3 레벨 이상의 상기 정류 전압에 대응하여,
상기 밸런싱 경로의 턴오프에 의하여 상기 정류 전압이 상기 밸런싱 저항을 통하여 직렬 연결된 상기 제1 발광 다이오드 그룹과 상기 제2 발광 다이오드 그룹의 양단에 인가되고,
상기 드라이버는 직렬 연결된 상기 제1 발광 다이오드 그룹과 상기 제2 발광 다이오드 그룹의 발광에 대응한 제3 전류 경로를 상기 제2 발광 다이오드 그룹의 출력단에 제공하고, 상기 제3 전류 경로의 전류의 양을 상기 센싱 전압과 상기 기준 전압의 비교에 따른 제3 레귤레이션에 의해 제어하는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 발광 다이오드 그룹과 상기 제2 발광 다이오드 그룹의 입력단들에 각각 제1 다이오드와 제2 다이오드가 더 구성되는 발광 다이오드 조명 장치.