KR102382016B1 - 높은 led 활용도를 제공하는 장치 및 이를 포함하는 조명 기기 - Google Patents

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Abstract

장치는, 복수의 LED(light emitting diode)들을 포함하는 LED 어레이, 교류 전압으로부터 정류된 입력 전압을 LED 어레이에 공급하도록 구성된 정류기, LED 어레이로부터 LED 구동 전류를 인출하도록 구성된 LED 드라이버, 및 복수의 LED들 중 적어도 하나의 제1 LED를 통과하는 제1 전류를 감지하고, 제1 전류에 기초하여 복수의 LED들 중 적어도 하나의 제2 LED에 제2 전류를 공급하도록 구성된 전류 분배기를 포함할 수 있다.

Description

높은 LED 활용도를 제공하는 장치 및 이를 포함하는 조명 기기{LED DRIVING DEVICE PROVIDING HIGH LED UTILIZATION AND LIGHTING APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 개시의 기술적 사상은 LED(light emitting diode)에 관한 것으로서, 자세하게는 높은 LED 활용도를 제공하는 장치 및 이를 포함하는 조명 기기에 관한 것이다.
발광 소자의 일예로서 발광 다이오드(light emitting diode; LED)는 양호한 전력소모 및 작은 크기에 기인하여 다양한 어플리케이션들에 사용되고 있다. 통과하는 전류의 크기에 따라 LED에서 방출되는 빛의 세기가 좌우될 수 있고, 교류(AC) 전압을 전원으로 하는 조명 기기는 교류 전압으로부터 LED에 적절한 전류를 제공하기 위한 구성요소를 포함할 수 있다. 이에 따라, 교류 전원으로부터 LED에 효율적으로 전류를 제공하는 것이 요구될 수 있다. 또한, 환경에 따라 상이하게 공급되는 교류 전압의 크기에도 불구하고 조명 기기는 높은 효율을 유지하면서도 빛을 안정적으로 방출할 것이 요구될 수 있다.
본 개시의 기술적 사상은, 다양한 환경들에서 높은 효율을 제공하는 장치 및 이를 포함하는 조명 기기를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 장치는, 복수의 LED(light emitting diode)들을 포함하는 LED 어레이, 교류 전압으로부터 정류된 입력 전압을 LED 어레이에 공급하도록 구성된 정류기, LED 어레이로부터 LED 구동 전류를 인출하도록 구성된 LED 드라이버, 및 복수의 LED들 중 적어도 하나의 제1 LED를 통과하는 제1 전류를 감지하고, 제1 전류에 기초하여 복수의 LED들 중 적어도 하나의 제2 LED에 제2 전류를 공급하도록 구성된 전류 분배기를 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따라, LED 드라이버는, 적어도 하나의 제1 LED 및 적어도 하나의 제2 LED를 포함하는 제1 LED 그룹으로부터 LED 구동 전류를 인출하도록 구성된 전류원, 적어도 하나의 제1 LED 및 전류원 사이에 연결된 제1 스위치, 및 적어도 하나의 제2 LED 및 전류원 사이에 연결된 제2 스위치를 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따라, 입력 전압이 제1 문턱값 이상 제2 문턱값 미만인 경우, 제1 스위치 및 제2 스위치는 턴-온될 수 있고, 입력 전압이 제2 문턱값 이상 제3 문턱값 미만인 경우, 제1 스위치는 턴-오프되고, 제2 스위치는 턴-온될 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따라, 장치는, 적어도 하나의 제1 LED와 제1 스위치가 연결된 제1 노드에 연결된 애노드(anode) 및 전류 분배기로부터 제2 전류가 출력되는 제2 노드에 연결된 캐소드(cathode)를 가지는 제1 다이오드를 더 포함하는 장치.
본 개시의 예시적 실시예에 따라, 전류 분배기는, 제1 다이오드의 애노드의 전압이 캐소드의 전압보다 높은 경우, 제2 전류의 공급을 차단할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따라, 전류 분배기는, 제1 전류에 기초하여 제3 전류를 복수의 LED들 중 적어도 하나의 제3 LED에 공급할 수 있고, LED 드라이버는, 적어도 하나의 제3 LED 및 전류원 사이에 연결된 제3 스위치를 더 포함할 수 있고, 장치는, 적어도 하나의 제2 LED와 제2 스위치가 연결된 제3 노드에 연결된 애노드 및 전류 분배기로부터 제3 전류가 출력되는 제4 노드에 연결된 캐소드를 가지는 제2 다이오드를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따라, 전류 분배기는, 적어도 하나의 제2 LED를 통과하는 전류를 감지하고, 적어도 하나의 제2 LED를 통과하는 전류에 기초하여 제3 전류를 복수의 LED들 중 적어도 하나의 제3 LED에 공급할 수 있고, LED 드라이버는, 적어도 하나의 제3 LED 및 전류원 사이에 연결된 제3 스위치를 더 포함할 수 있고, 장치는, 적어도 하나의 제2 LED와 제2 스위치가 연결된 제3 노드에 연결된 애노드 및 전류 분배기로부터 제3 전류가 출력되는 제4 노드에 연결된 캐소드를 가지는 제2 다이오드를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따라, LED 어레이는, 적어도 하나의 LED를 각각 포함하는 복수의 LED 그룹들을 포함할 수 있고, 제1 LED 그룹은, 복수의 LED 그룹들 중 입력 전압이 인가되는 노드로부터 가장 멀리 이격될 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따라, 전류 분배기는, 제1 전류에 비례하는 제2 전류를 생성하도록 구성된 전류 미러를 포함할 수 있다.
본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 방법은, 교류 전압으로부터 정류된 입력 전압을 복수의 LED들을 포함하는 LED 어레이에 공급하는 단계, LED 어레이로부터 LED 구동 전류를 인출하는 단계, 및 복수의 LED들 중 적어도 하나의 제1 LED 및 적어도 하나의 제2 LED를 포함하는 제1 LED 그룹에서 LED 구동 전류를 분배하는 단계를 포함할 수 있고, LED 구동 전류를 분배하는 단계는, 적어도 하나의 제1 LED를 통과하는 제1 전류를 감지하는 단계, 및 제1 전류에 기초하여 적어도 하나의 제2 LED에 제2 전류를 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따라, LED 구동 전류를 인출하는 단계는, 입력 전압이 제1 문턱값 이상 제2 문턱값 미만인 경우, 전류원을 적어도 하나의 제1 LED 및 적어도 하나의 제2 LED에 연결하는 단계, 및 입력 전압이 제2 문턱값 이상 제3 문턱값 미만인 경우, 전류원을 적어도 하나의 제1 LED로부터 단선시키고, 적어도 하나의 제2 LED에 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따라, 제1 LED 그룹은, 적어도 하나의 제3 LED를 더 포함할 수 있고, LED 구동 전류를 분배하는 단계는, 제1 전류에 기초하여 적어도 하나의 제3 LED에 제3 전류를 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따라, 제1 LED 그룹은, 적어도 하나의 제3 LED를 더 포함할 수 있고, LED 구동 전류를 분배하는 단계는, 적어도 하나의 제2 LED를 통과하는 전류를 감지하는 단계, 및 적어도 하나의 제2 LED를 통과하는 전류에 기초하여 적어도 하나의 제3 LED에 제3 전류를 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 장치 및 조명 기기에 의하면, 교류 전압의 피크가 변동하더라도 조명 기기에 포함된 모든 LED들이 구동될 수 있고, 이에 따라 높은 LED 활용도가 달성될 수 있다.
또한, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 장치 및 조명 기기에 의하면, 높은 LED 활용도에 기인하여 조명 기기에서 높은 광효율이 달성될 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 이하의 기재로부터 본 개시의 예시적 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시의 예시적 실시예들을 실시함에 따른 의도하지 아니한 효과들 역시 본 개시의 예시적 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기를 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기의 동작의 예시를 나타내는 타이밍도이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기의 동작의 예시를 나타내는 타이밍도이다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기를 나타내는 회로도이다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기를 나타내는 회로도이다.
도 9는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 10a 내지 도 10e는 본 개시의 예시적 실시예들에 따른 전류 분배기의 예시들을 나타내는 회로도들이다.
도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기를 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 13은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전류 분배기를 나타내는 회로도이다.
도 14a 및 도 14b는 본 개시의 예시적 실시예들에 따른 조명 기기의 예시들을 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 LED 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
도 16a 및 도 16b는 본 개시의 예시적 실시예들에 따른 LED 구동 방법의 예시들을 나타내는 순서도들이다.
도 17은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 LED 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 아니하는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기(10)를 나타내는 블록도이다. 구체적으로, 도 1의 블록도는 조명 기기(10)에 전력을 제공하는 교류 전압원을 조명 기기(10)와 함께 도시한다. 조명 기기(10)는 교류 전압(VAC)으로부터 제공된 전력에 기초하여 빛을 방출할 수 있다. 일부 실시예들에서, 조명 기기(10)는, 비제한적인 예시로서, 실내 조명, 실외 조명, 휴대 조명, 차량 조명 등을 위한 램프에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서, 조명 기기(10)는 독립적으로 유통되는 단위로서 램프로부터 제거가능한 구조를 가질 수도 있다.
도 1을 참조하면, 조명 기기(10)는, 정류기(11), LED 어레이(12), LED 드라이버(13) 및 전류 분배기(14)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 조명 기기(10)에 포함된 2이상의 구성요소들이 하나의 반도체 패키지에 포함될 수 있다. 예를 들면, 정류기(11), LED 드라이버(13) 및 전류 분배기(14)는 적어도 하나의 반도체 패키지에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서, 조명 기기(10)는 인쇄 회로 기판(printed circuit board; PCB)을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 반도체 패키지가 인쇄 회로 기판에 실장될 수 있다.
정류기(11)는 사인파와 같은 교류 전압(VAC)을 정류함으로써 입력 전압(VIN)을 생성할 수 있다. 예를 들면, 정류기(11)는 교류 전압(VAC)을 전파(full-wave) 정류함으로써 입력 전압(VIN)을 생성할 수 있고, 입력 전압(VIN)을 LED 어레이(12)에 제공할 수 있다. 본 명세서에서 정류기(11)는 전파 정류기로 가정되나, 본 개시의 예시적 실시예들이 이에 제한되지 아니하는 점이 유의된다.
LED 어레이(12)는 적어도 하나의 LED를 포함할 수 있다. 예를 들면, LED 어레이(12)는 단일 LED 또는 직렬 연결된 2이상의 LED들로 구성된 적어도 하나의 LED 스트링을 포함할 수 있다. LED 어레이(12)는, 일부 실시예들에서 실질적으로 동일한 색온도를 가지는 복수의 LED들을 포함할 수도 있고, 일부 실시예들에서 2이상의 상이한 색온도들을 각각 가지는 복수의 LED들을 포함할 수도 있다. LED 어레이(12)에 포함된 LED 그룹들 각각은 LED 구동 전류(IDRV)를 수신할 수 있고, 자신을 통과하는 전류의 크기에 따라 결정된 세기로 빛을 방출할 수 있다.
LED 드라이버(13)는 LED 어레이(12)로부터 LED 구동 전류(IDRV)를 인출(drain)할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, LED 드라이버(13)는 LED 어레이(12)로부터 제1 내지 제4 LED 구동 전류(IDRV1 내지 IDRV4)를 인출할 수 있다. 도면들을 참조하여 후술되는 바와 같이, LED 드라이버(13)는 입력 전압(VIN)의 크기에 따라, 제1 내지 제4 LED 구동 전류(IDRV1 내지 IDRV4) 중 하나를 LED 어레이(12)로부터 인출할 수 있고, 이에 따라 LED 구동 전류(IDRV)는 영(zero) 또는 제1 내지 제4 LED 구동 전류(IDRV1 내지 IDRV4) 중 하나에 대응할 수 있다.
전류 분배기(14)는 LED 어레이(12)에 포함된 LED들에 LED 구동 전류(IDRV)전류를 분배할 수 있다. 예를 들면, 전류 분배기(14)는, LED 어레이(12)에 포함된 LED 그룹들 중 LED 드라이버(13)로부터 제4 LED 구동 전류(IDRV4)가 인출되는 LED 그룹(예컨대, 도 4의 G4)에 포함되는 LED들에 제4 LED 구동 전류(IDRV4)를 분배할 수 있다. 이를 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 LED 구동 전류(IDRV1 내지 IDRV3) 각각이 하나의 노드를 통해서 LED 어레이(12)로부터 인출되는 바와 상이하게, 제4 LED 구동 전류(IDRV4)는 복수의 노드들을 통해서 LED 어레이(12)로부터 인출될 수 있고, 전류 분배기(14)에 의해서 복수의 노드들 각각을 통해 인출되는 전류들이 결정될 수 있다. 도 4 및 도 5 등을 참조하여 후술되는 바와 같이, 전류 분배기(14)는 LED 그룹에 포함된 모든 LED들이 빛을 방출하도록 제4 LED 구동 전류(IDRV4)를 분배할 수 있다. 이에 따라, 교류 전압(VAC)의 피크가 변동하더라도 LED 어레이(12)의 모든 LED들이 빛을 방출하는데 사용될 수 있고, 조명 기기(10)의 광 효율이 증대될 수 있다.
일부 실시예들에서, 전류 분배기(14)는 LED 드라이버(13)에 독립적으로 구현될 수 있다. 예를 들면, LED 드라이버(13)는 반도체 패키지에 포함될 수 있고, 전류 분배기(14)는 별도의 반도체 패키지 또는 2이상의 반도체 패키지들로 구현되어 인쇄 회로 기판 상에 LED 드라이버(13)의 반도체 패키지와 함께 실장될 수 있다. 이에 따라, 전류 분배기(14)는 LED 어레이(12) 및 LED 드라이버(13)를 포함하는 조명 기기(10)에 용이하게 추가되거나 제거될 수 있고, 조명 기기(10)의 다양한 요건들(예컨대, 전력 효율, 비용, 부피 등)에 따라 전류 분배기(14)를 선택적으로 포함할 수 있다. 결과적으로 다양한 종류의 조명 기기들의 생산이 용이하게 가능할 수 있다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기(20)를 나타내는 회로도이고, 도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기(20)의 동작의 예시들을 나타내는 타이밍도이다. 구체적으로, 도 2의 회로도는 도 1의 전류 분배기(14)가 생략된 조명 기기(20)를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 조명 기기(20)는 LED 어레이(22) 및 LED 드라이버(23)를 포함할 수 있고, 도 1을 참조하여 전술된 바와 같이, 정류기(미도시)를 더 포함할 수 있다. LED 어레이(22)는 입력 전압(VIN)을 수신할 수 있고, 상호 직렬 연결된 제1 내지 제4 LED 그룹(G1 내지 G4)을 포함할 수 있다. LED 드라이버(23)는 제1 내지 제4 LED 그룹(G1 내지 G4)에 각각 대응하는 4개의 노드들(N21 내지 N24)을 통해서 LED 어레이(22)와 연결될 수 있고, LED 구동 전류(IDRV)를 인출할 수 있다. 이를 위하여, LED 드라이버(23)는 4개의 노드들(N21 내지 N24)에 각각 연결된 제1 내지 제4 전류원(CS1 내지 CS4)을 포함할 수 있고, 제1 내지 제4 전류원(CS1 내지 CS4)은 인에이블 상태에서 제1 내지 제4 LED 구동 전류(IDRV1 내지 IDRV4)를 각각 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 내지 제4 LED 구동 전류(IDRV1 내지 IDRV4)는 순차적으로 증가하거나 같은 크기를 가질 수 있다(IDRV1 ≤IDRV2 ≤ IDRV3 ≤ IDRV4).
제1 내지 제4 전류원(CS1 내지 CS4)은 4개의 노드들(N21 내지 N24)의 전압들에 따라 상호 배타적으로 각각 인에이블될 수 있다. 예를 들면, 입력 전압(VIN)이 증가함에 따라 제1 내지 제4 전류원(CS1 내지 CS4)이 순차적으로 인에이블될 수 있고, 다른 전류원이 인에이블되면 기존에 인에이블되어 있던 전류원은 디스에이블될 수 있다. 일부 실시예들에서, LED 드라이버(23)는 전술된 바에 따라 제1 내지 제4 전류원(CS1 내지 CS4)을 제어하는 제어 회로를 포함할 수 있다.
이하에서, 4개의 LED 그룹들을 포함하는 LED 어레이 및 4개의 전류원들을 포함하는 LED 드라이버가 주로 설명될 것이나, 본 개시의 예시적 실시예들이 이에 제한되지 아니하는 점이 유의된다. 예를 들면, LED 어레이(22)는 도 2에 도시된 바와 상이한 개수의 LED 그룹들을 포함할 수 있고, LED 드라이버(23)는 도 2에 도시된 바와 상이한 개수의 전류원들을 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서 LED 그룹은 도 2에 도시된 바와 상이한 개수의 상호 직렬 연결된 LED들을 포함할 수 있다. 본 명세서의 도면들에 도시된 하나의 LED는, 하나의 LED뿐만 아니라, 상호 직렬 연결되거나 병렬 연결된 2이상의 LED들에 대응할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 피크(PK1)를 가지는 입력 전압(VIN)이 LED 어레이(22)에 제공될 수 있다. 다양한 요인들에 기인하여 조명 기기(20)에 공급되는 교류 전압(VAC)의 크기(예컨대, 피크)가 변동할 수 있고, 이에 따라 LED 어레이(22)에 제공되는 입력 전압(VIN)의 크기 역시 변동할 수 있다. 시간 t11 내지 시간 t12 구간, 및 시간 t15 내지 시간 t16 구간에서, 입력 전압(VIN)은 제1 LED 그룹(G1)에 걸리는 LED 전압(VLED)보다 높을 수 있고, 제1 전류원(CS1)만이 인에이블될 수 있다. 이에 따라, LED 구동 전류(IDRV)는 제1 LED 구동 전류(IDRV1)와 일치할 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 LED 그룹(G1)이 빛을 방출할 수 있다. 시간 t12 내지 시간 t13 구간, 및 시간 t14 내지 시간 t15 구간에서, 입력 전압(VIN)은 제1 LED 그룹(G1) 및 제2 LED 그룹(G2)에 걸리는 LED 전압(VLED)보다 높을 수 있고, 제2 전류원(CS2)만이 인에이블될 수 있다. 이에 따라, LED 구동 전류(IDRV)는 제2 LED 구동 전류(IDRV2)와 일치할 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 LED 그룹(G1) 및 제2 LED 그룹(G2)이 빛을 방출할 수 있다. 시간 t13 내지 t14 구간에서 입력 전압(VIN)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)에 걸리는 LED 전압(VLED)보다 높을 수 있고, 제3 전류원(C3)만이 인에이블될 수 있다. LED 구동 전류(IDRV)는 제3 LED 구동 전류(IDRV3)와 일치할 수 있고, 이에 따라 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)이 빛을 방출할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 입력 전압(VIN)이 제1 내지 제4 LED 그룹(G1 내지 G4)에 걸리는 LED 전압(VLED)까지 상승하지 못하는 경우, 제4 LED 그룹(G4)에 포함되는 LED들은 빛을 방출하지 아니할 수 있다. 이에 따라, LED 어레이(22)에 포함된 일부 LED들만이 빛을 방출할 수 있고, 조명 기기(20)로부터 방출되는 빛의 세기 및 LED 활용도가 감소할 수 있다. 결과적으로, 조명 기기(20)의 광효율이 저하될 수 있다. 이하에서, 도 4 및 도 5를 참조하여 후술되는 바와 같이, 도 1의 전류 분배기(14)는 시간 t13 내지 t14 구간에 포함되는 구간 내에서 제4 LED 그룹(G4)에 포함된 LED들에 LED 구동 전류(IDRV)를 분배할 수 있고, 이에 따라 LED 어레이(22)에 포함된 모든 LED들이 빛을 방출하는데 사용될 수 있다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기(40)를 나타내는 회로도이고, 도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기(40)의 동작의 예시를 나타내는 타이밍도이다. 구체적으로, 도 4의 회로도는 전류 분배기(44)를 포함하는 조명 기기(40)를 나타낸다. 이하에서, 도 4 및 도 5에 대한 설명 중 도 2 및 도 3을 참조하여 전술된 내용과 중복되는 내용은 생략될 것이다.
도 4를 참조하면, 조명 기기(40)는, LED 어레이(42), LED 드라이버(43), 전류 분배기(44), 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있고, 도 1을 참조하여 전술된 바와 같이, 정류기(미도시)를 더 포함할 수 있다. LED 어레이(42)는 입력 전압(VIN)을 수신할 수 있고, 제1 내지 제4 LED 그룹(G1 내지 G4)을 포함할 수 있다. LED 드라이버(43)는 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)에 각각 대응하는 3개의 노드들(N41 내지 N43)에 각각 연결된 제1 내지 제3 전류원(CS1 내지 CS3)을 포함할 수 있고, 복수의 노드들을 통해서 제4 LED 그룹(G4)과 연결된 제4 전류원(CS4)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 전류원(CS1 내지 CS4)은 인에이블 상태에서 제1 내지 제4 LED 구동 전류(IDRV1 내지 IDRV4)를 각각 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 내지 제4 LED 구동 전류(IDRV1 내지 IDRV4)는 순차적으로 증가하거나 같은 크기를 가질 수 있다(IDRV1 ≤IDRV2 ≤ IDRV3 ≤ IDRV4).
LED 드라이버(43)는 제4 LED 그룹(G4)에 포함된 제1 내지 제4 LED(L1 내지L4)에 각각 대응하는 제1 내지 제4 스위치(SW1 내지 SW4)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 스위치(SW1 내지 SW4)는 온-상태에서 제1 내지 제4 전류(IL1 내지 IL4)를 각각 통과시킬 수 있다. 도 5를 참조하여 후술되는 바와 같이, 제1 내지 제4 스위치(SW1 내지 SW4)는, 제1 내지 제4 전류원(CS1 내지 CS4)과 유사하게, 입력 전압(VIN)의 크기에 따라 순차적으로 온되거나 오프될 수 있다.
전류 분배기(44)는 제4 LED 그룹(G4)에 포함된 LED들에 연결될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 전류 분배기(44)는 제1 내지 제4 LED(L1 내지 L4)에 연결될 수 있다. 전류 분배기(44)는 제2 LED(L2)를 통과하는 제2 LED 전류(IL2)를 감지할 수 있고, 감지된 제2 LED 전류(IL2)에 기초하여 제3 LED 전류(IL3) 및 제4 LED 전류(IL4)를 제3 LED(L3) 및 제4 LED(L4)에 공급할 수 있다. 이에 따라, 입력 전압(VIN)이 제4 LED 그룹(G4)의 제3 LED(L3) 및 제4 LED(L4)에 걸리는 LED 전압(VLED)까지 상승하지 아니하더라도, 제3 LED(L3) 및 제4 LED(L4)가 빛을 방출할 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 4에 도시된 바와 상이하게, 전류 분배기(44)의 제1 단자(T1)는 제3 LED 그룹(G3)에 연결될 수 있고, 전류 분배기(44)는 제1 LED(L1)에 제1 LED 전류(IL1)를 공급할 수 있다. 이 경우, 전류 분배기(44)는 제1 LED 전류(IL1)를 감지할 수 있고, 제1 LED 전류(IL1)에 기초하여 제2 내지 제4 LED 전류(IL2 내지 IL4)를 공급할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 도 4에 도시된 바와 상이하게, 전류 분배기(44)의 제1 단자(T1)는 제2 LED(L2)에 연결될 수 있다. 이 경우, 전류 분배기(44)는 제3 LED 전류(IL3)를 감지할 수 있고, 제3 LED 전류(IL3)에 기초하여 제4 LED 전류(IL4)를 공급할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제2 피크(PK2)를 가지는 입력 전압(VIN)이 LED 어레이(42)에 제공될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 입력 전압(VIN)은, 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3) 및 제4 LED 그룹(G4)의 제1 내지 제3 LED(L1 내지 L3)에 걸리는 LED 전압(VLED)을 초과할 수 있으나, 제4 LED(L4)까지 걸리는 LED 전압(VLED)만큼 상승하지 아니할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 제4 LED(L4)는 제2 LED(L2) 및 제3 LED(L3)와 함께 빛을 방출할 수 있다.
시간 t21 내지 시간 t22 구간, 및 시간 t31 내지 시간 t32 구간에서, 입력 전압(VIN)은 제1 LED 그룹(G1)에 걸리는 LED 전압(VLED)보다 높을 수 있고, 제1 전류원(CS1)만이 인에이블될 수 있다. 이에 따라, LED 구동 전류(IDRV)는 제1 LED 구동 전류(IDRV1)와 일치할 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 LED 그룹(G1)이 빛을 방출할 수 있다. 시간 t22 내지 시간 t23 구간, 및 시간 t30 내지 시간 t31 구간에서, 입력 전압(VIN)은 제1 LED 그룹(G1) 및 제2 LED 그룹(G2)에 걸리는 LED 전압(VLED)보다 높을 수 있고, 제2 전류원(CS2)만이 인에이블될 수 있다. 이에 따라, LED 구동 전류(IDRV)는 제2 LED 구동 전류(IDRV2)와 일치할 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 LED 그룹(G1) 및 제2 LED 그룹(G2)이 빛을 방출할 수 있다. 시간 t23 내지 t24 구간, 및 시간 t29 내지 t30 구간에서, 입력 전압(VIN)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)에 걸리는 LED 전압(VLED)보다 높을 수 있고, 제3 전류원(C3)만이 인에이블될 수 있다. LED 구동 전류(IDRV)는 제3 LED 구동 전류(IDRV3)와 일치할 수 있고, 이에 따라 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)이 빛을 방출할 수 있다.
시간 t24 내지 t25 구간, 및 시간 t28 내지 t29 구간에서, 입력 전압(VIN)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3) 및 제4 LED 그룹(G4)의 제1 LED(L1)에 걸리는 LED 전압(VLED)보다 높을 수 있고, 제4 전류원(C4)만이 인에이블될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 턴-온된 제1 스위치(SW1)에 기인하여, 제4 LED 전류(IDRV4)와 일치하는 LED 구동 전류(IDRV)는 제1 LED(L1) 및 제1 스위치(SW1)를 통과할 수 있고, 도 4의 제1 LED 전류(IL1)가 제4 LED 전류(IDRV4)와 일치할 수 있다.
시간 t25 내지 t26 구간, 및 시간 t27 내지 t28 구간에서, 입력 전압(VIN)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3) 및 제4 LED 그룹(G4)의 제1 LED(L1) 및 제2 LED(L2)에 걸리는 LED 전압(VLED)보다 높을 수 있고, 제4 전류원(C4)만이 인에이블될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 스위치(SW1)는 턴-오프될 수 있고, 제2 내지 제4 스위치(SW2 내지 SW4)는 턴-온 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라, 제4 LED 전류(IDRV4)와 일치하는 LED 구동 전류(IDRV)는 제1 LED(L1)를 통과할 수 있고, 제2 내지 제4 LED(L2 내지 L4)에 분산되어 흐를 수 있다. 즉, 제4 LED 전류(IDRV4)는, 제1 LED 전류(IL1)와 일치할 수 있고, 제2 내지 제4 LED 전류(IL2 내지 IL4)의 합과 일치할 수 있다. 이에 따라, 제2 내지 제4 전류(IL2 내지 IL4)가 제2 내지 제4 LED(L2 내지 L4)에 각각 흐를 수 있고, 제2 내지 제4 LED(L2 내지 L4)는 빛을 방출할 수 있다.
시간 t26 내지 t27 구간에서, 입력 전압(VIN)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3) 및 제4 LED 그룹(G4)의 제1 내지 제3 LED(L1 내지 L3)에 걸리는 LED 전압(VLED)보다 높을 수 있고, 제4 전류원(C4)만이 인에이블될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)는 턴-오프될 수 있고, 제3 스위치(SW2) 및 제4 스위치(SW4)는 턴-온 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라, 제4 LED 전류(IDRV4)와 일치하는 LED 구동 전류(IDRV)는 제1 LED(L1) 및 제2 LED(L2)를 순차적으로 통과할 수 있고, 제3 LED(L3) 및 제4 LED(L4)에 분산되어 흐를 수 있다. 즉, 제4 LED 구동 전류(IDRV4)는, 제1 LED 전류(IL1) 및 제2 LED 전류(IL2)와 각각 일치할 수 있고, 제3 LED 전류(IL3) 및 제4 LED 전류(IL4)의 합과 일치할 수 있다. 이에 따라, 제3 LED 전류(IL3) 및 제4 LED 전류(IL4)가 제3 LED(L3) 및 제4 LED(L4)에 각각 흐를 수 있고, 제3 LED(L3) 및 제4 LED(L4)는 빛을 방출할 수 있다. 이하에서, 도면들을 참조하여 도 5와 같이 제2 내지 제4 LED(L2 내지 L4)에 전류를 분배하는 전류 분배기(44)의 예시들이 설명될 것이다. 그러나, 본 개시의 예시적 실시예들은 이에 제한되지 아니하고, 예컨대 도 10a 내지 도 10e를 참조하여 후술되는 회로들에 의해서, 분배되는 전류들의 크기들은 다양하게 조합될 수 있는 점이 유의된다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기(60)를 나타내는 회로도이고, 도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기(60)의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 6을 참조하면, 조명 기기(60)는, LED 드라이버(63), 전류 분배기(64), 제4 LED 그룹(G4), 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다. 제4 LED 그룹(G4)은 제1 내지 제4 LED(L1 내지 L4)를 포함할 수 있다.
LED 드라이버(63)는 제4 전류원(CS4) 및 제1 내지 제4 트랜지스터(M61 내지 M64)를 포함할 수 있다. 제4 전류원(CS4)은 도 4의 제4 전류원(CS4)에 대응할 수 있고, 제1 내지 제4 트랜지스터(M61 내지 M64)는 도 4의 제1 내지 제4 스위치(SW1 내지 SW4)에 각각 대응할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 전압(V1 내지 V4)이 제1 내지 제4 트랜지스터(M61 내지 M64)의 게이트들에 각각 인가될 수 있다. 도 5를 참조하여 전술된 바와 같이, 제1 내지 제4 트랜지스터(M61 내지 M64)가 동작하도록, 제1 내지 제4 전압(V1 내지 V4)은 순차적으로 증가하는 크기들을 가질 수 있다(V1<V2<V3<V4). 도 4를 참조하여 전술된 바와 같이, LED 드라이버(63)는 추가적인 전류원들을 더 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 LED 드라이버(63)는 일예로서, 일부 실시예들에서 LED 드라이버(63)는 도 6에 도시된 바와 상이한 구조(예컨대, 도 8의 83)를 가질 수 있다.
전류 분배기(64)는 제1 단자(T1), 제1 전류원(CS61) 및 제2 전류원(CS62)을 포함할 수 있다. 제1 전류원(CS61) 및 제2 전류원(CS62)은 전류 제어(current controlled) 전류원들일 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 LED(L2)를 통과하는 제2 LED 전류(IL2), 즉 제1 전류(I1)를 감지함으로써 감지 전압(VSEN)이 생성될 수 있고, 제1 전류원(CS61) 및 제2 전류원(CS62)은 감지 전압(VSEN)의 크기에 대응하는 제2 전류(I2) 및 제3 전류(I3)를 공급할 수 있다. 이하에서, 제1 전류원(CS61) 및 제2 전류원(CS62)은 제1 전류(I1)와 동일한 크기의 제2 전류(I2) 및 제3 전류(I3)를 각각 공급하는 것으로 가정되나, 본 개시의 예시적 실시예들이 이에 제한되지 아니하는 점이 유의된다.
도 7을 참조하면, 입력 전압(VIN)이 점진적으로 상승할 수 있다. 시간 t41에서, 입력 전압(VIN)이 제1 문턱값(THR1)과 교차할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 문턱값(THR1)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)의 LED 전압과 제4 LED 그룹(G4)의 제1 LED(L1)의 LED 전압에 대응할 수 있다. 제1 내지 제4 트랜지스터(M61 내지 M64)가 턴-온 상태이나, 입력 전압(VIN)의 크기에 기인하여 제1 LED(L1)만이 온될 수 있으므로, 제4 LED 전류(IDRV4)와 일치하는 제1 LED 전류(IL1)가 제1 LED(L1)를 통과할 수 있다.
시간 t42에서, 입력 전압(VIN)이 제2 문턱값(THR2)과 교차할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 문턱값(THR2)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)의 LED전압과 제4 LED 그룹(G4)의 제1 LED(L1) 및 제2 LED(L2)의 LED 전압에 대응할 수 있다. 제1 트랜지스터(M61)가 턴-오프될 수 있고, 제2 내지 제4 트랜지스터(M62 내지 M64)가 턴-온 상태를 유지할 수 있다. 제4 LED 구동 전류(IDRV4)와 일치하는 제1 LED 전류(IL1)가 제1 단자(T1)를 통해서 전류 분배기(64)에 유입될 수 있고, 제2 내지 제4 LED 전류(IL2 내지 IL4)의 합이 제1 LED 전류(IL1)와 일치할 수 있다. 제1 전류원(CS61) 및 제2 전류원(CS62)은 제1 전류(I1)와 동일한 크기의 제2 전류(I2) 및 제3 전류(I3)를 각각 공급할 수 있고, 이에 따라 제2 내지 제4 LED 전류(IL2 내지 IL4) 각각은 제4 LED 구동 전류(IDRV4)의 1/3에 대응할 수 있다.
시간 t43에서, 입력 전압(VIN)이 제3 문턱값(THR3)과 교차할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제3 문턱값(THR3)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)의 LED전압과 제4 LED 그룹(G4)의 제1 내지 제3 LED(L1 내지 L3)의 LED 전압에 대응할 수 있다. 제1 트랜지스터(M61) 및 제2 트랜지스터(M62)가 턴-오프될 수 있고, 제3 트랜지스터(M63) 및 제4 트랜지스터(M64)가 턴-온 상태를 유지할 수 있다. 제3 LED 전류(IL3)는 제2 LED 전류(IL2)(즉, 제1 전류(I1)) 및 제1 전류원(CS61)이 공급하는 제2 전류(I2)의 합에 대응할 수 있고, 이에 따라 제3 LED 전류(IL3)는 제4 LED 구동 전류(IDRV4)의 2/3에 대응할 수 있다.
시간 t44에서, 입력 전압(VIN)이 제4 문턱값(THR4)과 교차할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제4 문턱값(THR4)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)의 LED전압과 wp4 LED 그룹(G4)의 제1 내지 제4 LED(L1 내지 L4)의 LED 전압에 대응할 수 있다. 제1 내지 제3 트랜지스터(M61 내지 M63)가 턴-오프될 수 있고, 제4 트랜지스터(M64)가 턴-온될 수 있다. 제4 LED 전류(IL4)는 제3 LED 전류(IL3) 및 제2 전류원(CS61)이 공급하는 제3 전류(I3)의 합에 대응할 수 있고, 이에 따라 제4 LED 전류(IL4)는 제4 LED 구동 전류(IDRV4)의 크기에 대응할 수 있다. 결과적으로, 시간 t41이후 제1 내지 제4 LED(L1 내지 L4) 모두에 전류들이 흐를 수 있고, 제1 내지 제4 LED(L1 내지 L4)가 빛을 방출할 수 있다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기(80)를 나타내는 회로도이고, 도 9는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기(80)의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 8을 참조하면, 조명 기기(80)는, LED 드라이버(83), 전류 분배기(84), 제4 LED 그룹(G4), 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다. 제4 LED 그룹(G4)은 제1 내지 제4 LED(L1 내지 L4)를 포함할 수 있다.
LED 드라이버(83)는 증폭기(A8), 제1 내지 제4 트랜지스터(M81 내지 M84), 다이오드들(D81 내지 D83) 및 저항(R8)을 포함할 수 있다. 증폭기(A8)는, 기준 전압(VREF)이 인가되는 비반전 입력, 저항(R8)에 연결된 반전 입력 및 바이어스 전압(VBAIS)을 제1 내지 제4 트랜지스터들(M81 내지 M84)의 게이트들에 제공할 수 있다. 이에 따라, 'VREF/R8'에 대응하는 크기의 제4 LED 구동 전류(IDRV4)를 제4 LED 그룹(G4)로부터 인출하는 제4 전류원(CS4)이 형성될 수 있다. 또한, 다이오드들(D81 내지 D83)에 의해서 제1 내지 제4 트랜지스터(M81 내지 M84)에 증가하는 크기의 드레인-소스 전압이 인가될 수 있고, 이에 따라 제1 내지 제4 트랜지스터(M81 내지 M84)는 도 4의 제1 내지 제4 스위치(SW1 내지 SW4)에 각각 대응할 수 있다. 도 4를 참조하여 전술된 바와 같이, LED 드라이버(83)는 추가적인 전류원들을 더 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 LED 드라이버(83)는 일예로서, 일부 실시예들에서 LED 드라이버(83)는 도 8에 도시된 바와 상이한 구조(예컨대, 도 6의 63)를 가질 수 있다.
전류 분배기(84)는 제1 단자(T1), 제1 전류원(CS81) 및 제2 전류원(CS82)을 포함할 수 있다. 제1 전류원(CS81) 및 제2 전류원(CS82)은 전류 제어 전류원들일 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 LED(L2)를 통과하는 제2 LED 전류(IL2)를 감지함으로써 제1 감지 전압(VSEN1)이 생성될 수 있고, 제1 전류원(CS81)은 제1 감지 전압(VSEN1)의 크기에 대응하는 제2 전류(I2)를 공급할 수 있다. 또한, 제3 LED(L3)를 통과하는 제3 LED 전류(IL3)를 감지함으로써 제2 감지 전압(VSEN2)이 생성될 수 있고, 제2 전류원(CS82)은 제2 감지 전압(VSEN2)의 크기에 대응하는 제3 전류(I3)를 공급할 수 있다.
도 9를 참조하면, 입력 전압(VIN)이 점진적으로 상승할 수 있다. 시간 t51에서, 입력 전압(VIN)이 제1 문턱값(THR1)과 교차할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 문턱값(THR1)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)의 LED전압과 제4 LED 그룹(G4)의 제1 LED(L1)의 LED 전압에 대응할 수 있다. 제1 내지 제4 트랜지스터(M81 내지 M84)가 턴-온될 수 있으나, 입력 전압(VIN)이 제1 문턱값(THR1) 및 제2 문턱값(THR2) 사이에 있으므로, 제2 내지 제4 트랜지스터(M82 내지 M84)는 전류를 통과시키지 아니할 수 있다.. 이에 따라, 제4 LED 전류(IDRV4)와 일치하는 제1 LED 전류(IL1)가 제1 LED(L1)를 통과할 수 있다.
시간 t52에서, 입력 전압(VIN)이 제2 문턱값(THR2)과 교차할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 문턱값(THR2)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)의 LED전압과 제4 LED 그룹(G4)의 제1 LED(L1) 및 제2 LED(L2)의 LED 전압에 대응할 수 있다. 제1 트랜지스터(M81)가 턴-오프될 수 있고, 제2 내지 제4 트랜지스터(M82 내지 M84)가 턴-온될 수 있다. 제4 LED 구동 전류(IDRV4)와 일치하는 제1 LED 전류(IL1)가 제1 단자(T1)를 통해서 전류 분배기(84)에 유입될 수 있고, 제2 내지 제4 LED 전류(IL2 내지 IL4)의 합이 제1 LED 전류(IL1)와 일치할 수 있다. 제1 전류원(CS81)은 제1 전류(I1)와 동일한 크기의 제2 전류(I2)를 공급할 수 있고, 제2 전류원(CS82)은 제3 LED 전류(ILED3)와 동일한 크기의 제3 전류(I3)를 공급할 수 있고, 이에 따라 제2 LED 전류(IL2)는 제4 LED 구동 전류(IDRV4)의 1/2에 대응할 수 있고, 제3 LED 전류(IL3) 및 제4 LED 전류(IL4) 각각은 제4 LED 구동 전류(IDRV4)의 1/4에 대응할 수 있다.
시간 t53에서, 입력 전압(VIN)이 제3 문턱값(THR3)과 교차할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제3 문턱값(THR3)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)의 LED전압과 제4 LED 그룹(G4)의 제1 내지 제3 LED(L1 내지 L3)의 LED 전압에 대응할 수 있다. 제1 트랜지스터(M81) 및 제2 트랜지스터(M82)가 턴-오프될 수 있고, 제3 트랜지스터(M83) 및 제4 트랜지스터(M84)가 턴-온될 수 있다. 제3 LED 전류(IL3)는 제2 LED 전류(IL2) 및 제1 전류원(CS61)이 공급하는 제2 전류(I2)의 합에 대응할 수 있고, 제4 LED 전류(IL4)의 크기는 제3 LED 전류(IL3)의 크기에 대응할 수 있으며, 제3 LED 전류(IL3) 및 제4 LED 전류(IL4)의 합은 제4 LED 구동 전류(IDRV4)에 대응할 수 있다. 이에 따라 제2 LED 전류(IL2)는 제4 LED 구동 전류(IDRV4)의 1/2에 대응할 수 있고, 제3 LED 전류(IL3) 및 제4 LED 전류(IL4) 또한 제4 LED 구동 전류(IDRV4)의 1/2에 각각 대응할 수 있다.
시간 t54에서, 입력 전압(VIN)이 제4 문턱값(THR4)과 교차할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제4 문턱값(THR4)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)의 LED전압과 제4 LED 그룹(G4)의 제1 내지 제4 LED(L1 내지 L4)의 LED 전압에 대응할 수 있다. 제1 내지 제3 트랜지스터(M61 내지 M63)가 턴-오프될 수 있고, 제4 트랜지스터(M64)가 턴-온될 수 있다. 제4 LED 전류(IL4)는 제4 LED 구동 전류(IDRV4)에 대응할 수 있고, 제2 LED 전류(IL2) 및 제3 LED 전류(IL3)는 제4 LED 전류(IL4)의 1/2에 대응할 수 있다. 결과적으로, 시간 t52이후 제1 내지 제4 LED(L1 내지 L4) 모두에 전류들이 흐를 수 있고, 제1 내지 제4 LED(L1 내지 L4)가 빛을 방출할 수 있다.
도 10a 내지 도 10e는 본 개시의 예시적 실시예들에 따른 전류 분배기의 예시들을 나타내는 회로도들이다. 구체적으로, 도 10a 내지 도 10e는, 감지 전류(ISEN)를 감지하고, 감지 전류(ISEN)에 기초하여 출력 전류(IOUT)를 생성하는, 전류 분배기에 포함되는 회로의 예시들을 나타낸다.
도 10a 내지 도 10d를 참조하면, 일부 실시예들에서 전류 분배기는 전류 미러를 포함할 수 있다. 도 10a를 참조하면, 회로(10a)는 접합형(bipolar junction) 트랜지스터들로 구현된 전류 미러를 포함할 수 있다. 제2 트랜지스터(Q2)를 통과하는 출력 전류(IOUT)는 제1 트랜지스터(Q1)를 통과하는 감지 전류(ISEN)에 비례할 수 있다. 도 10b를 참조하면, 회로(10b)는 제1 트랜지스터(Q1) 및 제2 트랜지스터(Q2)뿐만 아니라 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함할 수 있다. 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)에 기인하여, 제1 트랜지스터(Q1) 및 제2 트랜지스터(Q2) 사이 부정합(mismatch)에 의한 영향이 감소할 수 있고, 감지 전류(ISEN) 및 출력 전류(IOUT)의 비율이 조절될 수 있다. 도 10b를 참조하면, 회로(10c)는 전계 효과(field effect) 트랜지스터들로 구현된 전류 미러를 포함할 수 있다. 제2 트랜지스터(M2)를 통과하는 출력 전류(IOUT)는 제1 트랜지스터(M1)를 통과하는 감지 전류(ISEN)에 비례할 수 있다. 도 10d를 참조하면, 회로(10d)는 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)뿐만 아니라 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함할 수 있다. 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)에 기인하여, 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2) 사이 부정합에 의한 영향이 감소할 수 있고, 감지 전류(ISEN) 및 출력 전류(IOUT)의 비율이 조절될 수 있다.
도 10e 및 도 10e를 참조하면, 일부 실시예들에서 전류 분배기는 증폭기를 포함할 수 있다. 도 10e를 참조하면, 회로(10e)는 증폭기(A10), 제1 트랜지스터(Q1), 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함할 수 있다. 이에 따라 증폭기(A10)의 비반전 입력 및 반전 입력에 감지 전류(ISEN)에 의존하는 전압이 형성될 수 있고, 감지 전류(ISEN)에 의존하는 크기를 가지는 출력 전류(IOUT)가 생성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 13을 참조하여 후술되는 바와 같이, 회로(10e)의 제1 트랜지스터(Q1)는 전계 효과 트랜지스터(즉, PFET)로 대체될 수 있다.
일부 실시예들에서, 전류 분배기는 도 10a 내지 도 10e에 도시된 회로들 각각에 유사한 방식으로 추가적인 회로를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 6의 전류 분배기(64)는, 도 10a의 회로(10a)에서 제1 트랜지스터(Q1) 및 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스에 연결된 베이스 및 제1 트랜지스터(Q1) 및 제2 트랜지스터(Q2)의 에미터에 연결된 에미터를 가지는 제3 트랜지스터를 추가함으로써 구현될 수 있다. 이에 따라, 제1 전류(I1)가 감지 전류(ISEN)에 대응할 수 있고, 제2 전류(I2) 및 제3 전류(I3)가 제2 트랜지스터(Q2) 및 추가된 트랜지스터가 각각 출력하는 출력 전류들에 각각 대응할 수 있다. 또한, 도 6의 전류 분배기(64)는, 도 10e의 회로(10e)에서 제1 트랜지스터(Q1)의 에미터 및 베이스에 각각 연결된 에미터 및 베이스를 가지는 제3 트랜지스터를 추가함으로써 구현될 수 있다. 이에 따라, 제1 전류(I1)가 감지 전류(ISEN)에 대응할 수 있고, 제2 전류(I2) 및 제3 전류(I3)가 제1 트랜지스터(Q1) 및 추가된 트랜지스터가 각각 출력하는 출력 전류들에 각각 대응할 수 있다.
도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기(110)를 나타내는 블록도이고, 도 12는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조명 기기(110)의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 11을 참조하면, 조명 기기(110)는 LED 드라이버(113), 전류 분배기(114), 제4 LED 그룹(G4), 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다. LED 드라이버(113)는 제4 전류원(CS4) 및 제1 내지 제4 스위치(SW1 내지 SW4)를 포함할 수 있다. 도 4의 전류 분배기(44)와 비교할 때, 도 11의 전류 분배기(114)는 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)의 애노드들과 연결될 수 있다. 입력 전압(VIN)이 LED를 구동하기에 충분히 큰 크기를 가지는 경우, 전류 분배기(114)의 적어도 일부가 디스에이블될 수 있고, 이에 따라 전류 분배기(114)에 의한 전력 소비가 감소할 수 있고, LED에 보다 높은 전류가 제공될 수 있다. 이를 위하여, 전류 분배기(114)는, 제1 다이오드(D1)의 양단 전압 및 제2 다이오드(D2)의 양단 전압을 각각 감지할 수 있고, 애노드의 전압이 캐소드의 전압보다 큰 경우, 전류 분배기(114)의 적어도 일부를 디스에이블될 수 있다.
도 12를 참조하면, 입력 전압(VIN)이 점진적으로 상승할 수 있다. 시간 t61에서, 입력 전압(VIN)이 제1 문턱값(THR1)과 교차할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 문턱값(THR1)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)의 LED전압과 제4 LED 그룹(G4)의 제1 LED(L1)의 LED 전압에 대응할 수 있다. 제1 내지 제4 스위치(SW1 내지 SW4)가 턴-온될 수 있으나, 입력 전압(VIN)이 제1 문턱값(THR1) 및 제2 문턱값(THR2) 사이에 있으므로, 제2 내지 제4 스위치(SW2 내지 SW4)는 전류를 통과시키지 아니할 수 있다. 이에 따라, 제4 LED 구동 전류(IDRV4)와 일치하는 제1 LED 전류(IL1)가 제1 LED(L1)를 통과할 수 있다.
시간 t62에서, 입력 전압(VIN)이 제2 문턱값(THR2)과 교차할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 문턱값(THR2)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)의 LED전압과 제4 LED 그룹(G4)의 제1 LED(L1) 및 제2 LED(L2)의 LED 전압에 대응할 수 있다. 제1 스위치(SW1)가 턴-오프될 수 있고, 제2 내지 제4 스위치(SW2 내지 SW4)가 턴-온될 수 있다. 제4 LED 구동 전류(IDRV4)와 일치하는 제1 LED 전류(IL1)가 제1 단자(T1)를 통해서 전류 분배기(114)에 유입될 수 있고, 제2 내지 제4 LED 전류(IL2 내지 IL4)의 합이 제1 LED 전류(IL1)와 일치할 수 있다. 이에 따라 제2 내지 제4 LED 전류(IL2 내지 IL4) 각각은 제4 LED 구동 전류(IDRV4)의 1/3에 대응할 수 있다.
시간 t63에서, 입력 전압(VIN)이 제3 문턱값(THR3)과 교차할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제3 문턱값(THR3)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)의 LED전압과 제4 LED 그룹(G4)의 제1 내지 제3 LED(L1 내지 L3)의 LED 전압에 대응할 수 있다. 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)가 턴-오프될 수 있고, 제3 스위치(SW3) 및 제4 스위치(SW4)가 턴-온될 수 있다. 제2 LED 전류(IL2)는 제1 다이오드(D1)를 통과하여 제3 LED 전류(IL3)의 일부를 구성할 수 있고, 제1 다이오드(D1)의 애노드 전압이 캐소드 전압보다 높을 수 있다. 이에 따라, 전류 분배기(114)는 제2 LED 전류(IL2)에 기초하여 전류를 공급하는 구성요소(예컨대, 도 6의 CS61 또는 도 8의 CS81)를 디스에이블시킬 수 있고, 이에 따라 제2 LED 전류(IL2) 및 제3 LED 전류(IL3)가 일치할 수 있다. 결과적으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 내지 제4 LED 전류(IL2 내지 IL4) 각각은 제4 LED 구동 전류(IDRV4)의 1/2에 대응할 수 있다.
시간 t64에서, 입력 전압(VIN)이 제4 문턱값(THR4)과 교차할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제4 문턱값(THR4)은 제1 내지 제3 LED 그룹(G1 내지 G3)의 LED전압과 제4 LED 그룹(G4)의 제1 내지 제4 LED(L1 내지 L4)의 LED 전압에 대응할 수 있다. 제1 내지 제3 스위치(SW1 내지 SW3)가 턴-오프될 수 있고, 제4 스위치(SW4)가 턴-온될 수 있다. 제3 LED 전류(IL3)는 제2 다이오드(D2)를 통과하여 제4 LED 전류(IL4)의 일부를 구성할 수 있고, 제2 다이오드(D2)의 애노드 전압이 캐소드 전압보다 높을 수 있다. 이에 따라, 전류 분배기(114)는 제3 LED 전류(IL3)에 기초하여 전류를 공급하는 구성요소(예컨대, 도 6의 CS62 또는 도 8의 CS82)를 디스에이블시킬 수 있고, 이에 따라 제2 내지 제4 LED 전류(IL2 내지 IL4)가 일치할 수 있다. 결과적으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 내지 제4 LED 전류(IL2 내지 IL4) 각각은 제4 LED 구동 전류(IDRV4)에 대응할 수 있다. 도 7 및 도 9의 예시들과 비교할 때, 도 12의 예시에서 시간 t62 이후에서 제2 내지 제4 LED(L2 내지 L4)에 보다 큰 크기의 전류들이 통과할 수 있고, 이에 따라 보다 강한 세기의 빛이 방출될 수 있다.
도 13은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전류 분배기(130)를 나타내는 회로도이다. 구체적으로, 도 13의 회로도는, 도 11 및 도 12를 참조하여 전술된 바와 같이, 다이오드의 양단 전압을 감지함으로써 일부를 디스에이블시키는 전류 분배기(130)를 나타낸다.
도 13을 참조하면, 전류 분배기(130)는, 제1 내지 제5 단자(T131 내지 T135), 증폭기(A13), 비교기(C13), 제1 트랜지스터(M131), 제2 트랜지스터(M132), 제1 저항(R131) 및 제2 저항(R132)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 저항(R131) 및/또는 제2 저항(R132)은 전류 분배기(130)의 외부에 있을 수 있다.
비교기(C13)는 다이오드(D)의 양단 전압을 수신할 수 있다. 다이오드(D)의 애노드 전압이 캐소드 전압보다 낮은 경우, 비교기(C13)는 하이 레벨의 출력 신호를 생성할 수 있다. 하이 레벨의 출력 신호에 응답하여 제2 트랜지스터(M132)는 턴-오프될 수 있고, 증폭기(A13), 제1 트랜지스터(M131), 제1 저항(R131) 및 제2 저항(R132)은, 도 10e를 참조하여 전술된 바와 같이, 감지 전류(ISEN)에 의존하는 출력 전류(IOUT)를 생성할 수 있다. 다른 한편으로, 다이오드(D)의 애노드 전압이 캐소드 전압보다 높은 경우, 비교기(C13)는 로우 레벨의 출력 신호를 생성할 수 있다. 로우 레벨의 출력 신호에 응답하여 제2 트랜지스터(M132)는 턴-온될 수 있고, 제1 트랜지스터(M131)의 소스 및 게이트를 전기적으로 연결할 수 있다. 이에 따라 제1 트랜지스터(M131)가 턴-오프될 수 있고, 제1 출력 전압(IOUT)의 공급이 차단될 수 있다. 도 10a 내지 도 10e를 참조하여 전술된 바와 같이, 전류 분배기가 다수의 전류들을 분배하는 경우, 도 13의 구조가 반복될 수 있는 점은 이해될 것이다.
도 14a 및 도 14b는 본 개시의 예시적 실시예들에 따른 조명 기기의 예시들을 나타내는 블록도이다. 일부 실시예들에서, 조명 기기(140a)는 복수의 전류 분배기들을 포함할 수 있고, 복수의 전류 분배기들은 다양하게 조합될 수 있다.
도 14a를 참조하면, 조명 기기(140a)는 제1 내지 제4 전류 분배기(141a 내지 144a), 제1 내지 제4 LED 그룹(G1 내지 G4), 다이오드들(D) 및 LED 드라이버(145a)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 전류 분배기(141a 내지 144a)는 4개의 반도체 패키지들에 각각 포함될 수도 있고, 제1 내지 제4 전류 분배기(141a 내지 144a) 중 2이상의 전류 분배기들이 하나의 반도체 패키지에 포함될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제1 내지 제4 전류 분배기(141a 내지 144a)는 동일한 구조를 가질 수 있다.
도 14a에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 전류 분배기(141a 내지 144a)는 제1 내지 제4 LED 그룹(G1 내지 G4)에 각각 대응할 수 있다. 도면들을 참조하여 전술된 바와 같이, 제1 내지 제4 전류 분배기(141a 내지 144a) 각각은 자신의 LED 그룹에 포함된 LED들 각각에 전류를 분배할 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제4 LED 그룹(G1 내지 G4)의 LED들이 빛을 방출하는 기간이 연장될 수 있을 뿐만 아니라, 입력 전압(VIN)의 피크의 변동에도 불구하고 제1 내지 제4 LED 그룹(G1 내지 G4)의 모든 LED들이 빛을 방출할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 11을 참조하여 전술된 바와 같이, 제1 내지 제4 전류 분배기(141a 내지 144a) 각각은, 다이오드들(D)의 애노드들에 연결될 수 있고, 다이오드의 양단의 전압에 기초하여 적어도 일부 구성을 디스에이블할 수 있다.
도 14b를 참조하면, 조명 기기(140b)는 제1 내지 제3 전류 분배기(141b 내지 143b), 제1 내지 제4 LED 그룹(G1 내지 G4), 제1 내지 제3 다이오드(D1 내지 D3) 및 LED 드라이버(145b)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 전류 분배기(141b 내지 143b)는 3개의 반도체 패키지들에 각각 포함될 수도 있고, 제1 내지 제3 전류 분배기(141b 내지 143b) 중 2이상의 전류 분배기들이 하나의 반도체 패키지에 포함될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제1 내지 제3 전류 분배기(141b 내지 143b)는 동일한 구조를 가질 수 있다.
도 14b에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 전류 분배기(141b 내지 143b)는 캐스캐이드 방식으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 제1 전류 분배기(141b)는 LED 구동 전류(IDRV)를 수신할 수 있고, 제1 LED 그룹(G1)에 제1 LED 그룹 전류(IG1)를 공급할 수 있으며, 제1 LED 그룹 전류(IG1)를 감지하여 제1 출력 전류(IOUT1)를 제2 전류 분배기(142b)에 공급할 수 있다. 제2 전류 분배기(142b)는 제1 출력 전류(IOUT1) 및 제1 다이오드(D1)를 통과한 전류를 수신할 수 있고, 제2 LED 그룹(G2)에 제2 LED 그룹 전류(IG2)를 공급할 수 있으며, 제2 LED 그룹 전류(IG2)를 감지하여 제2 출력 전류(IOUT2)를 제3 전류 분배기(143b)에 공급할 수 있다. 제3 전류 분배기(143b)는 제2 출력 전류(IOUT2) 및 제2 다이오드(D2)를 통과한 전류를 수신할 수 있고, 제3 LED 그룹(G3)에 제3 LED 그룹 전류(IG3)를 공급할 수 있으며, 제3 LED 그룹 전류(IG3)를 감지하여 제3 출력 전류(IOUT3)를 제4 LED 그룹(G4)에 공급할 수 있다. 제4 LED 그룹(G4)은 제3 출력 전류(IOUT3) 및 제3 다이오드(D3)를 통과한 전류를 수신할 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제4 LED 그룹(G1 내지 G4)이 빛을 방출하는 기간이 연장될 수 있을 뿐만 아니라, 입력 전압(VIN)의 피크의 변동에도 불구하고 제1 내지 제4 LED 그룹(G1 내지 G4)이 모두 빛을 방출할 수 있다.
도 11을 참조하여 전술된 바와 같이, 제1 전류 분배기(141b)는 제1 다이오드(D1)의 양단 사이 전압을 감지할 수 있고, 감지된 전압에 기초하여 일부 구성을 디스에이블할 수 있다. 또한, 제2 전류 분배기(142b)는 제2 다이오드(D2)의 양단 사이 전압을 감지할 수 있고, 감지된 전압에 기초하여 일부 구성을 디스에이블할 수 있다. 또한, 제3 전류 분배기(143b)는 제3 다이오드(D3)의 양단 사이 전압을 감지할 수 있고, 감지된 전압에 기초하여 일부 구성을 디스에이블할 수 있다.
도 15는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 LED 구동 방법을 나타내는 순서도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, LED 구동 방법은 복수의 단계들(S20, S40, S60)을 포함할 수 있고, 단계 S40 및 단계 S60은 상호 병렬적으로 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 15의 방법은 도 4의 LED 드라이버(43) 및 전류 분배기(44)에 의해서 수행될 수 있고, 이하에서 도 15는 도 4를 참조하여 설명될 것이다.
도 15를 참조하면, 단계 S20에서, 교류 전압(VAC)으로부터 정류된 입력 전압(VIN)이 LED 어레이(42)에 공급될 수 있다. 예를 들면, 도 1의 정류기(11)는 교류 전압(VAC)을 전파 정류할 수 있고, 전파 정류된 입력 전압(VIN)이 LED 어레이(42)에 공급될 수 있다.
단계 S40에서, 제4 LED 그룹(G4)에서 LED 구동 전류(IDRV)를 분배할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제4 LED 그룹(G4)은 LED 어레이(42)에 포함된 LED 그룹들 중 입력 전압(VIN)이 인가되는 노드로부터 가장 멀리 이격될 수 있다. 입력 전압(VIN)의 피크가 변동하더라도, 제4 LED 그룹(G4)에 포함된 제1 내지 제4 LED(L1 내지 L4)가 빛을 방출하도록, 전류 분배기(44)는 제1 내지 제4 LED(L1 내지 L4)에 전류를 분배할 수 있다. 단계 S40의 예시들이 도 16a 및 도 16b를 참조하여 후술될 것이다.
단계 S60에서, LED 어레이(42)로부터 LED 구동 전류(IDRV)가 인출될 수 있다. 예를 들면, LED 드라이버(43)는, LED 어레이(42)에 포함된 제1 내지 제4 LED 그룹(G1 내지 G4)에 각각 대응하는 제1 내지 제4 전류원(CS1 내지 CS4)을 포함할 수 있고, 제1 내지 제4 전류원(CS1 내지 CS4)은 상이한 구간들에서 LED 어레이(42)로부터 제1 내지 제4 LED 구동 전류(IDRV1 내지 IDRV4)를 각각 인출할 수 있다. 제4 전류원(CS4)은 제4 LED 그룹(G4)으로부터 제4 LED 구동 전류(IDRV4)를 인출할 수 있고, 이에 따라 단계 S40에서 전류 분배기(44)는 제4 LED 구동 전류(IDRV4)를 제4 LED 그룹(G4)에 포함된 제1 내지 제4 LED(L1 내지 L4)에 분배할 수 있다. 단계 S60의 예시가 도 17을 참조하여 후술될 것이다.
도 16a 및 도 16b는 본 개시의 예시적 실시예들에 따른 LED 구동 방법의 예시들을 나타내는 순서도들이다. 구체적으로, 도 16a 및 도 16b의 순서도들은 도 15의 단계 S40의 예시들을 각각 나타낸다. 도 15를 참조하여 전술된 바와 같이, 도 16a의 단계 S40a 및 도 16b의 단계 S40b에서, 제4 LED 그룹에서 LED 구동 전류가 분배될 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 16a의 단계 S40a는 도 6의 전류 분배기(64)에 의해서 수행될 수 있고, 도 16b의 단계 S40b는 도 8의 전류 분배기(84)에 의해서 수행될 수 있다. 이하에서, 도 16a 및 도 16b는 도 6 및 도 8을 참조하여 설명될 것이다.
도 16a를 참조하면, 단계 S40a는 복수의 단계들(S41 내지 S43)을 포함할 수 있다. 단계 S41에서, 제2 LED(L2)를 통과하는 제1 전류(I1)가 감지될 수 있다. 예를 들면, 도 6의 전류 분배기(64)는 제1 전류(I1)를 감지함으로써 감지 전압(VSEN)을 생성할 수 있다.
단계 S42에서, 제1 LED 전류(IL1)에 기초하여, 제3 LED(L3)에 제2 전류(I2)가 공급될 수 있다. 예를 들면, 전류 분배기(64)는 제1 전류원(CS61)을 포함할 수 있고, 제1 전류원(CS61)은 단계 S41에서 생성된 감지 전압(VSEN)에 의존하는 제2 전류(I2)를 제3 LED(L3)에 공급할 수 있다.
단계 S43에서, 제1 전류(I1)에 기초하여, 제4 LED에 제3 전류(I3)가 공급될 수 있다. 예를 들면, 전류 분배기(64)는 제2 전류원(CS62)을 포함할 수 있고, 제2 전류원(CS62)은 단계 S41에서 생성된 감지 전압(VSEN)에 의존하는 제3 전류(I3)를 제4 LED(L4)에 공급할 수 있다.
도 16b를 참조하면, 단계 S40b는 복수의 단계들(S44 내지 S47)을 포함할 수 있다. 단계 S44에서, 제2 LED(L2)를 통과하는 제1 전류(I1)가 감지될 수 있다. 예를 들면, 도 8의 전류 분배기(84)는 제1 전류(I1)를 감지함으로써 제1 감지 전압(VSEN1)을 생성할 수 있다.
단계 S45에서, 제1 전류(I1)에 기초하여, 제3 LED(L3)에 제2 전류(I2)가 공급될 수 있다. 예를 들면, 전류 분배기(84)는 제1 전류원(CS81)을 포함할 수 있고, 제1 전류원(CS81)은 단계 S44에서 생성된 제1 감지 전압(VSEN1)에 의존하는 제2 전류(I2)를 제3 LED(L3)에 공급할 수 있다.
단계 S46에서, 제3 LED(L3)를 통과하는 제3 LED 전류(IL3)를 감지할 수 있다. 예를 들면, 도 8의 전류 분배기(84)는 제3 LED 전류(IL3)를 감지함으로써 제2 감지 전압(VSEN2)을 생성할 수 있다.
단계 S47에서, 제3 LED 전류(IL3)에 기초하여, 제4 LED(L4)에 제3 전류(I3)가 공급될 수 있다. 예를 들면, 전류 분배기(84)는 제2 전류원(CS82)을 포함할 수 있고, 제2 전류원(CS82)은 단계 S46에서 생성된 제2 감지 전압(VSEN2)에 의존하는 제3 전류(I3)를 제4 LED(L4)에 공급할 수 있다.
도 17은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 LED 구동 방법을 나타내는 순서도이다. 구체적으로, 도 17은 도 15의 단계 S60의 예시를 나타낸다. 도 15를 참조하여 전술된 바와 같이, 도 17의 단계 S60'에서, LED 어레이로부터 LED 구동 전류가 인출될 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 단계 S60'은 복수의 단계들(S61 내지 S66)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 단계 S60'은 도 4의 LED 드라이버(43)에 의해서 수행될 수 있고, 이하에서 도 17은 도 4를 참조하여 설명될 것이다.
도 17을 참조하면, 단계 S61에서, 입력 전압(VIN)이 제2 문턱값(THR2) 이상 제3 문턱값(THR3) 미만인지 여부가 판정될 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 입력 전압(VIN)이 제2 문턱값(THR2) 이상 제3 문턱값(THR3) 미만인 경우, 단계 S62에서, 제4 전류원(CS4)이 제2 내지 제4 LED(L2 내지 L4)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 제1 스위치(SW1)가 턴-오프될 수 있고, 제2 내지 제4 스위치(SW2 내지 SW4)가 턴-온될 수 있다.
입력 전압(VIN)이 제2 문턱값(THR2) 이상 제3 문턱값(THR3) 미만이 아닌 경우, 단계 S63에서, 입력 전압(VIN)이 제3 문턱값(THR3) 이상 제4 문턱값(THR4) 미만인지 여부가 판정될 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이 입력 전압(VIN)이 제3 문턱값(THR3) 이상 제4 문턱값(THR4) 미만인 경우, 단계 S64에서, 제4 전류원(CS4)이 제2 LED(L2)로부터 단선될 수 있고, 제3 LED(L3) 및 제4 LED(L4)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)가 턴-오프될 수 있고, 제3 스위치(SW3) 및 제4 스위치(SW4)가 턴-온될 수 있다.
입력 전압(VIN)이 제3 문턱값(THR3) 이상 제4 문턱값(THR4) 미만이 아닌 경우, 단계 S65에서, 입력 전압(VIN)이 제4 문턱값(THR4) 이상인지 여부가 판정될 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 입력 전압(VIN)이 제4 문턱값(THR4) 이상인 경우, 단계 S66에서, 제4 전류원(CS4)이 제2 LED(L2) 및 제3 LED(L3)로부터 단선될 수 있고, 제4 LED(L4)에 연결될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 복수의 LED(light emitting diode)들을 포함하는 LED 어레이;
    교류 전압으로부터 정류된 입력 전압을 상기 LED 어레이에 공급하도록 구성된 정류기;
    상기 LED 어레이로부터 LED 구동 전류를 인출하도록 구성된 LED 드라이버; 및
    상기 복수의 LED들 중 적어도 하나의 제1 LED를 통과하는 제1 전류를 감지하고, 상기 제1 전류에 기초하여 상기 복수의 LED들 중 적어도 하나의 제2 LED에 제2 전류를 공급하도록 구성된 전류 분배기를 포함하고,
    상기 제1 전류 및 상기 제2 전류는, 상기 LED 구동 전류에 포함되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 LED 드라이버는,
    상기 적어도 하나의 제1 LED 및 상기 적어도 하나의 제2 LED를 포함하는 제1 LED 그룹으로부터 상기 LED 구동 전류를 인출하도록 구성된 전류원;
    상기 적어도 하나의 제1 LED 및 상기 전류원 사이에 연결된 제1 스위치; 및
    상기 적어도 하나의 제2 LED 및 상기 전류원 사이에 연결된 제2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 입력 전압이 제1 문턱값 이상 제2 문턱값 미만인 경우, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는 턴-온되고,
    상기 입력 전압이 상기 제2 문턱값 이상 제3 문턱값 미만인 경우, 상기 제1 스위치는 턴-오프되고, 상기 제2 스위치는 턴-온되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 LED와 상기 제1 스위치가 연결된 제1 노드에 연결된 애노드(anode) 및 상기 전류 분배기로부터 상기 제2 전류가 출력되는 제2 노드에 연결된 캐소드(cathode)를 가지는 제1 다이오드를 더 포함하는 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 전류 분배기는, 상기 제1 다이오드의 애노드(anode)의 전압이 캐소드(cathode)의 전압보다 높은 경우, 상기 제2 전류의 공급을 차단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 전류 분배기는, 상기 제1 전류에 기초하여 제3 전류를 상기 복수의 LED들 중 적어도 하나의 제3 LED에 공급하도록 구성되고,
    상기 LED 드라이버는, 상기 적어도 하나의 제3 LED 및 상기 전류원 사이에 연결된 제3 스위치를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제2 LED와 상기 제2 스위치가 연결된 제3 노드에 연결된 애노드 및 상기 전류 분배기로부터 상기 제3 전류가 출력되는 제4 노드에 연결된 캐소드를 가지는 제2 다이오드를 더 포함하는 장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 전류 분배기는, 상기 적어도 하나의 제2 LED를 통과하는 전류를 감지하고, 상기 적어도 하나의 제2 LED를 통과하는 상기 전류에 기초하여 제3 전류를 상기 복수의 LED들 중 적어도 하나의 제3 LED에 공급하도록 구성되고,
    상기 LED 드라이버는, 상기 적어도 하나의 제3 LED 및 상기 전류원 사이에 연결된 제3 스위치를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제2 LED와 상기 제2 스위치가 연결된 제3 노드에 연결된 애노드 및 상기 전류 분배기로부터 상기 제3 전류가 출력되는 제4 노드에 연결된 캐소드를 가지는 제2 다이오드를 더 포함하는 장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 LED 어레이는, 적어도 하나의 LED를 각각 포함하는 복수의 LED 그룹들을 포함하고,
    상기 제1 LED 그룹은, 상기 복수의 LED 그룹들 중 상기 입력 전압이 인가되는 노드로부터 가장 멀리 이격된 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 전류 분배기는, 상기 제1 전류에 비례하는 상기 제2 전류를 생성하도록 구성된 전류 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 교류 전압으로부터 정류된 입력 전압을 복수의 LED(light emitting diode)들을 포함하는 LED 어레이에 공급하는 단계;
    상기 LED 어레이로부터 LED 구동 전류를 인출하는 단계; 및
    상기 복수의 LED들 중 적어도 하나의 제1 LED 및 적어도 하나의 제2 LED를 포함하는 제1 LED 그룹에서 상기 LED 구동 전류를 분배하는 단계를 포함하고,
    상기 LED 구동 전류를 분배하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 제1 LED를 통과하는 제1 전류를 감지하는 단계; 및
    상기 제1 전류에 기초하여 상기 적어도 하나의 제2 LED에 제2 전류를 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 전류 및 상기 제2 전류는, 상기 LED 구동 전류에 포함되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 LED 구동 전류를 인출하는 단계는,
    상기 입력 전압이 제1 문턱값 이상 제2 문턱값 미만인 경우, 전류원을 상기 적어도 하나의 제1 LED 및 상기 적어도 하나의 제2 LED에 연결하는 단계; 및
    상기 입력 전압이 상기 제2 문턱값 이상 제3 문턱값 미만인 경우, 상기 전류원을 상기 적어도 하나의 제1 LED로부터 단선시키고, 상기 적어도 하나의 제2 LED에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 LED 그룹은, 적어도 하나의 제3 LED를 더 포함하고,
    상기 LED 구동 전류를 분배하는 단계는, 상기 제1 전류에 기초하여 상기 적어도 하나의 제3 LED에 제3 전류를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 LED 그룹은, 적어도 하나의 제3 LED를 더 포함하고,
    상기 LED 구동 전류를 분배하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 제2 LED를 통과하는 전류를 감지하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 제2 LED를 통과하는 상기 전류에 기초하여 상기 적어도 하나의 제3 LED에 제3 전류를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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