KR102449566B1 - Led driving circuit with improved flicker performance and led luminescent apparutus the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 교류 순차 구동 방식의 LED 조명장치에 있어, 루프백 보상부를 이용하여 LED 조명장치의 비발광 구간을 없앰으로써, 동작구간 중 발생하는 LED 조명장치의 광 출력 편차를 저감할 수 있는, 플리커 성능이 개선된 LED 조명장치를 개시한다.The present invention provides a flicker, which can reduce the light output deviation of the LED lighting device that occurs during the operation section by eliminating the non-emission section of the LED lighting device by using a loopback compensator in the LED lighting device of the AC sequential driving method. Disclosed is an LED lighting device with improved performance.
Description
본 발명은 플리커 성능이 개선된 LED 구동회로 및 이를 포함하는 LED 조명장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 교류 순차 구동 방식의 LED 조명장치에 있어, LED 오프 구간을 제거함으로써, 동작구간 중 발생하는 LED 조명장치의 광 출력 편차를 저감할 수 있는, 플리커 성능이 개선된 LED 구동회로 및 이를 포함하는 LED 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LED driving circuit having improved flicker performance and an LED lighting device including the same. More specifically, in the LED lighting device of the AC sequential driving method, the LED driving circuit with improved flicker performance, which can reduce the light output deviation of the LED lighting device that occurs during the operation section by removing the LED off section, and the same It relates to an LED lighting device comprising.
LED 구동은 직류구동 방식이 일반적이다. 직류구동 방식의 경우 SMPS 등의 AC-DC 컨버터가 필수적으로 요구되며, 이러한 전원 컨버터는 조명기구의 제조단가를 상승시키고, 조명기구의 소형화를 어렵게 하며, 조명기구의 에너지 효율을 떨어뜨리고, 짧은 수명으로 인해 조명기구의 수명을 단축시킨다는 문제점이 있다. A direct current driving method is common for LED driving. In the case of a DC drive method, an AC-DC converter such as an SMPS is essential, and such a power converter increases the manufacturing cost of the lighting equipment, makes it difficult to miniaturize the lighting equipment, reduces the energy efficiency of the lighting equipment, and has a short lifespan. Accordingly, there is a problem in that the life of the lighting equipment is shortened.
이러한 직류구동 방식의 문제점을 해결하기 위하여, LED의 교류구동 방식이 제안되었다. 그러나 이러한 기술에 따른 회로의 경우 입력전압과 LED에서 출력되는 전류의 불일치로 인하여 역률이 저하되는 문제가 있을 뿐 아니라, LED의 비발광 구간이 길어질 경우, 사용자가 조명의 깜빡거림을 인지하게되는 플리커 현상이 발생한다는 문제점이 있다.In order to solve the problem of such a DC driving method, an AC driving method of an LED has been proposed. However, in the case of a circuit according to this technology, there is a problem in that the power factor is lowered due to the mismatch between the input voltage and the current output from the LED, and when the non-emission period of the LED is long, the user perceives the flicker of the light. There is a problem that the phenomenon occurs.
도 1은 플리커(Flicker) 성능을 설명하기 위한 개념도이다. 최근 에너지 스타(Energy Star) 스펙(SPEC)의 플리커 성능의 기준이 되는 플리커의 정의와 규정은 아래와 같다.1 is a conceptual diagram for explaining a flicker performance. The definition and regulation of flicker, which is the standard of the flicker performance of the recent Energy Star specification (SPEC), are as follows.
(1) 플리커의 정의(1) Definition of Flicker
플리커란 일정 시간 동안 조명의 밝기가 변화하는 현상을 지칭하며, 심할 경우 사용자가 빛이 흔들거리거나 또는 깜박거리는 현상을 인지할 수 있다. 이러한 플리커는 대부분 일정 시간 동안의 최대 광 출력과 최소 광 출력이 달라서 발생하게 되는 현상이다.Flicker refers to a phenomenon in which the brightness of the light changes for a certain period of time, and in severe cases, the user may perceive the light flickering or flickering. Most of the flicker is a phenomenon that occurs because the maximum light output and the minimum light output are different for a certain period of time.
(2) 플리커 성능을 나타내는 지표의 종류(2) Types of indicators indicating flicker performance
a) 플리커 인덱스(Flicker Index) : 도 1에 도시된 바와 같이, 플리커 인덱스란, 1주기의 광출력 파형도 상에서, 평균 광출력 이상의 면적(Area1)을 전체 광출력 면적(Area1+Area2)으로 나눈 값을 의미한다. 따라서, 플리커 인덱스는 1주기 동안 평균 광출력 이상의 광이 얼마나 발생되는지를 수치적으로 나타내는 값으로서, 플리커 인덱스가 낮을수록 플리커 수준이 양호하다.a) Flicker Index: As shown in FIG. 1 , the flicker index is obtained by dividing the area (Area1) above the average light output by the total light output area (Area1+Area2) on the optical output waveform diagram of one period. means value. Accordingly, the flicker index is a value numerically indicating how much light greater than the average light output is generated during one period, and the lower the flicker index, the better the flicker level.
b) 퍼센트 플리커(Percent Flicker) 또는 변조 깊이(Modulation Depth) : 퍼센트 플리커란 일정시간 동안의 최소 광량과 최대 광량을 수치화한 지표를 지칭한다. 이러한 퍼센트 플리커는 100*(최대 광량 - 최소 광량)/(최대 광량 + 최소 광량)으로 산출될 수 있다.b) Percent Flicker or Modulation Depth: Percent flicker refers to an index that quantifies the minimum and maximum amount of light for a certain period of time. This percent flicker may be calculated as 100*(maximum light quantity - minimum light quantity)/(maximum light quantity + minimum light quantity).
(3) 에너지 스타 플리커 인덱스 규정(3) Energy Star Flicker Index Regulations
- 광 출력 파형(Light output waveform) ≥ 120Hz- Light output waveform ≥ 120Hz
- 플리커 인덱스 ≤ 주파수 x 0.001 (at Max. Dimmer, 800Hz 이상의 경우 제외)(따라서, 120 Hz에서의 플리커 인덱스 ≤ 0.12 )- Flicker index ≤ frequency x 0.001 (except at Max. Dimmer, over 800 Hz) (thus, flicker index ≤ 0.12 at 120 Hz)
(4) 퍼센트 플리커에 대한 연구 결과(4) Study results on percent flicker
퍼센트 플리커에 대한 연구 논문들에 따르면,According to research papers on percent flicker,
퍼센트 플리커 < 0.033 x 2 x 주파수 이하는 영향이 없는 구간으로,Percent flicker < 0.033 x 2 x frequency or less is an unaffected section,
퍼센트 플리커 < 0.033 x 2 x 주파수 이하는 저 위험 구간으로 발표되었다. Percent flicker < 0.033 x 2 x frequency or less was declared as a low risk section.
이상에서 살펴본 바와 같이, LED 조명장치의 성능에 있어 플리커 수준이 중요한 기준으로 부각되고 있다.As described above, the level of flicker is emerging as an important criterion in the performance of the LED lighting device.
한편, 도 2는 종래기술에 따른 4단 순차구동 LED 조명장치의 개략적인 구성 블록도이며, 도 3은 도 2에 개시된 종래기술에 따른 4단 순차구동 LED 조명장치의 구동전압 대 LED 구동전류의 관계를 도시한 파형도이다. 이하에서, 도 2 및 도 3을 참조하여, 종래기술에 따른 LED 조명장치의 문제점을 살펴보도록 한다.Meanwhile, FIG. 2 is a schematic block diagram of a 4-stage sequentially driven LED lighting device according to the prior art, and FIG. 3 is a driving voltage versus LED driving current of the 4-stage sequentially driven LED lighting device according to the prior art disclosed in FIG. It is a waveform diagram showing the relationship. Hereinafter, with reference to FIGS. 2 and 3, the problems of the LED lighting device according to the prior art will be looked at.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 LED 조명장치(100)는 정류부(10), LED 발광부(20) 및 LED 구동 제어부(30)를 포함할 수 있다.First, as shown in FIG. 2 , the
종래기술에 따른 LED 조명장치(100)의 정류부(10)는 외부 전원으로부터 입력되는 교류 전압(VAC)을 정류하여 정류전압(Vrec)을 생성하고, 생성된 정류전압(Vrec)을 LED 발광부(20) 및 LED 구동 제어부(30)로 출력하도록 구성된다. 이러한 정류부(10)로서 전파 정류회로, 반파 정류회로 등 공지된 다양한 정류회로 중 하나가 이용될 수 있으며, 도 2에는 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4)로 구성된 브리지 전파 정류회로가 도시되어 있다. 또한, 종래기술에 따른 LED 발광부(20)는 제 1 LED 그룹(21) 내지 제 4 LED 그룹(24)까지의 4개의 LED 그룹들로 구성되며, LED 구동 제어부(30)의 제어에 따라 순차적으로 점등되고 순차적으로 소등되도록 구성된다. 한편, 종래기술에 따른 LED 구동 제어부(30)는 정류전압(Vrec)의 전압레벨에 따라 순차적으로 제 1 LED 그룹(21) 내지 제 4 LED 그룹(24) 점등 및 소등하는 제어기능을 수행하도록 구성된다.The rectifying
특히, 종래기술에 따른 LED 구동 제어부(30)는 입력 전압(즉, 정류전압(Vrec))의 전압레벨에 따라 LED 구동전류를 증감시켜 순차구동 구간별로 정전류 제어기능을 수행하도록 구성되며, 이는 LED 구동전류를 정현파에 가까운 계단파 형태를 취하게 함으로써 역률(power factor: PF) 및 전고조파 왜곡률(total harmonics distortion: THD)을 개선함으로써 LED 조명장치의 전력 품질을 향상시키기 위한 것이다.In particular, the LED
이러한 종래기술에 따른 LED 조명장치(100)의 동작 과정을 도 3을 참조하여 보다 더 상세하게 살펴보도록 한다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 종래기술에 따른 LED 구동 제어부(30)는 LED 그룹들의 순차 구동을 제어하기 위하여, 제 1 정전류 스위치(SW1), 제 2 정전류 스위치(SW2), 제 3 정전류 스위치(SW3), 및 제 4 정전류 스위치(SW4)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 종래기술에 따른 LED 구동 제어부(30)는 정류전압(Vrec)이 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 이상이고 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 미만인 구간(제 1 단 동작구간)에서는 제 1 LED 그룹(21)만을 턴-온하고 LED 구동전류(ILED)를 제 1 LED 구동전류(ILED1)가 되도록 정전류 제어한다. 유사하게, 종래기술에 따른 LED 구동 제어부(30)는 정류전압(Vrec)이 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 이상이고 제 3 순방향 전압레벨(Vf3) 미만인 구간(제 2 단 동작구간)에서는, 제 1 정전류 스위치(SW1)를 턴-오프하고 제 2 정전류 스위치(SW2)를 턴-온함으로써, 제 1 LED 그룹(21) 및 제 2 LED 그룹(22)만을 턴-온하고 LED 구동전류(ILED)를 제 2 LED 구동전류(ILED2)가 되도록 정전류 제어한다. 또한, 종래기술에 따른 LED 구동 제어부(30)는 정류전압(Vrec)이 제 3 순방향 전압레벨(Vf3) 이상이고 제 4 순방향 전압레벨(Vf4) 미만인 구간(제 3 단 동작구간)에서는, 제 2 정전류 스위치(SW2)를 턴-오프하고 제 3 정전류 스위치(SW3)를 턴-온함으로써, 제 1 LED 그룹(21) 내지 제 3 LED 그룹(23)을 턴-온하고 LED 구동전류(ILED)를 제 3 LED 구동전류(ILED3)로 정전류 제어한다. 마지막으로, 종래기술에 따른 LED 구동 제어부(30)는 정류전압(Vrec)이 제 4 순방향 전압레벨(Vf4) 이상인 구간(제 4 단 동작구간)에서는, 제 3 정전류 스위치(SW3)를 턴-오프하고 제 4 정전류 스위치(SW4)를 턴-온함으로써, 제 1 LED 그룹(21) 내지 제 4 LED 그룹(24) 모두를 턴-온하고 LED 구동전류(ILED)를 제 4 LED 구동전류(ILED4)로 정전류 제어한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 단 동작구간에서의 LED 구동전류(즉, 제 1 LED 구동전류(ILED1))보다 제 2 단 동작구간에서의 LED 구동전류(즉, 제 2 LED 구동전류(ILED2))가 더 크도록 제어되며, 마찬가지로 제 2 LED 구동전류(ILED2)보다 제 3 LED 구동전류(ILED3)가 더 크도록 제어되고, 제 4 LED 구동전류(ILED4)가 가장 크도록 제어된다. 이에 따라, 종래기술에 따른 LED 조명장치(100)의 전체 광 출력은 도 3에 도시된 바와 같이 계단파 형태를 가지게 된다. 따라서, 이러한 종래기술에 따른 LED 조명장치(100)를 이용하는 경우, 동작구간에 따라 발광되는 LED들의 총 수 및 구동전류가 상이하기 때문에 동작구간별로 광 출력이 상이하며, 따라서 사용자가 동작구간별 광 출력의 차이로 인한 불편함을 느낄 수 있고, 전술한 바와 같은 플리커가 열악해진다는 문제점이 있다. 즉, 이상에서 설명된 바와 같은 종래기술에 의한 순차구동 방식의 LED 조명장치의 경우, 퍼센트 플리커가 100%에 달하기 때문에 개선이 필요한 실정이다.The operation process of the
또한, 전술한 바와 같은 종래기술에 따른 LED 조명장치(100)의 경우 LED 발광부(20)에 제공되는 구동전압, 즉, 정류전압(Vrec)의 전압레벨에 기초하여 순차구동을 제어하도록 구성되어 있다. 그러나, 이러한 전압검출 방식의 경우, LED 온도에 따른 전류/전압 특성을 제대로 반영하지 못한다는 문제점이 있다. 즉, LED 그룹의 순방향 전압이 "LED의 동작 온도"에 따라 상이하지만, 전압검출 방식의 경우 이러한 LED의 온도에 따른 I/V 특성을 제대로 반영하지 못하기 때문에, 동작구간이 변경되는 시점(예를 들어, 제 1 단 동작구간에서 제 2 단 동작구간으로 변경되는 시점)에 LED 구동전류(LED 광 출력)가 순간적으로 떨어지거나 겹쳐지는(overshoot)되는 현상이 발생하여 LED 조명장치(100)의 광 출력이 일정하지 못하다는 문제점이 있다.In addition, in the case of the
본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above.
본 발명은 교류 순차 구동 방식의 LED 조명장치에 있어, 비발광 구간을 제거하여 광출력의 편차를 저감함으로써 사용자에게 자연스러운 광을 제공할 수 있는, 플리커 성능이 개선된 LED 구동회로 및 이를 포함하는 LED 조명장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.The present invention provides an LED driving circuit with improved flicker performance, which can provide natural light to a user by reducing a deviation in light output by removing a non-emission section in an AC sequential driving type LED lighting device, and an LED including the same One object is to provide a lighting device.
또한, 본 발명은 교류 순차 구동 방식의 LED 조명장치에 있어, 동작구간별로 점등되는 LED 수에 기초하여 LED에 공급되는 LED 구동전류의 크기를 제어함으로써, 동작구간 간 발생하는 LED 조명장치의 광 출력 편차를 저감할 수 있는, 플리커 성능이 개선된 LED 구동회로 및 이를 포함하는 LED 조명장치를 제공하는 것을 다른 일 목적으로 한다.In addition, in the LED lighting device of the AC sequential driving method, the light output of the LED lighting device generated between the operation sections by controlling the size of the LED driving current supplied to the LEDs based on the number of LEDs lit for each operation section Another object of the present invention is to provide an LED driving circuit with improved flicker performance, which can reduce deviation, and an LED lighting device including the same.
또한, 본 발명은 LED 구동전류 검출방식에 기반하여 LED 그룹들 간의 순차구동을 제어함으로써 일정한 광 출력을 제공할 수 있는, 플리커 성능이 개선된 LED 구동회로 및 이를 포함하는 LED 조명장치를 제공하는 것을 또 다른 일 목적으로 한다.In addition, the present invention is to provide an LED driving circuit with improved flicker performance, which can provide a constant light output by controlling sequential driving between LED groups based on an LED driving current detection method, and an LED lighting device including the same for another purpose.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특유의 효과를 달성하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다. In order to achieve the object of the present invention as described above and to achieve the specific effects of the present invention to be described later, the characteristic configuration of the present invention is as follows.
본 발명의 일 측면에 따르면, 교류전원에 연결되어 인가되는 교류전압을 전파정류하고, 전파정류된 정류전압을 제 1 구동전압으로서 LED 발광부에 제공하는 정류부;According to an aspect of the present invention, there is provided a rectifying unit for full-wave rectification of an AC voltage connected to an AC power source and providing the full-wave rectified rectified voltage as a first driving voltage to the LED light emitting unit;
제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹(n은 2 이상의 양의 정수)을 포함하여 구성되고, 비보상 구간에서 상기 정류부로부터 상기 정류전압을 상기 제 1 구동전압으로서 공급받아 발광하며, 보상구간에서 루프백 보상부로부터 제 2 구동전압을 공급받아 발광하는 LED 발광부; The first LED group to the nth LED group (n is a positive integer greater than or equal to 2) is configured to include, and is supplied with the rectified voltage from the rectifier as the first driving voltage in the non-compensation section to emit light, and loopback in the compensation section an LED light emitting unit receiving a second driving voltage from the compensating unit and emitting light;
제 n-1 LED 그룹 및 상기 제 n LED 그룹 사이의 노드와 LED 구동 제어부 사이에 위치되고, 충전구간에서 상기 정류전압을 이용하여 에너지를 충전하며, 상기 보상구간에서 상기 LED 발광부에 상기 제 2 구동전압을 제공하는 루프백(loop-back) 보상부;및It is located between the n-1 th LED group and the node between the n th LED group and the LED driving control unit, and charges energy using the rectified voltage in the charging period, and the second in the LED light emitting unit in the compensation period. A loop-back compensator providing a driving voltage; And
상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 각기 연결된 정전류 스위치들을 통해 흐르는 LED 구동전류를 검출하고, 검출된 LED 구동전류에 따라 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹의 순차구동을 제어하는 LED 구동 제어부를 포함하고,LEDs for detecting LED driving current flowing through constant current switches respectively connected to the first LED group to the nth LED group, and controlling sequential driving of the first LED group to the nth LED group according to the detected LED driving current comprising a drive control unit;
상기 LED 구동 제어부는 상기 루프백 보상부에 연결된 정전류 스위치를 통해 흐르는 충전전류를 검출하여 충전구간 진입 및 이탈 여부를 판단하며, 충전구간 진입 시점에 상기 제 n LED 그룹에 연결된 정전류 스위치를 턴-오프하고, 충전구간 이탈 시점에 상기 제 n LED 그룹에 연결된 정전류 스위치를 턴-온하는, LED 조명장치가 제공된다.The LED driving control unit detects the charging current flowing through the constant current switch connected to the loopback compensator to determine whether to enter or leave the charging period, and turns off the constant current switch connected to the nth LED group at the time of entering the charging period. , Turning on the constant current switch connected to the n-th LED group at the time of departure from the charging section, the LED lighting device is provided.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동 제어부는 상기 정류전압의 상승에 따라 제 n-1 동작구간으로부터 제 n 동작구간으로 진입하는 시점에 상기 루프백 보상부에 연결된 정전류 스위치를 턴-온하고 이를 통해 흐르는 충전전류를 검출하며, 검출된 충전전류가 미리 설정된 값 이상으로 상승하는 경우 상기 제 n LED 그룹을 소등하고 충전구간에 진입하며, 상기 충전구간에 진입한 후 상기 검출된 충전전류가 미리 설정된 값 이하로 떨어지는 경우 상기 제 n LED 그룹을 다시 점등하여 다시 제 n 동작구간에 진입하도록 구성될 수 있다.More preferably, the LED driving control unit turns on the constant current switch connected to the loopback compensator at the time of entering the nth operation period from the n-1 th operation period according to the rise of the rectified voltage, and the charging current flowing through it , and when the detected charging current rises above a preset value, the n-th LED group turns off and enters a charging section, and after entering the charging section, the detected charging current falls below a preset value In this case, the n-th LED group may be turned on again to enter the n-th operation period again.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동 제어부는: 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹 각각의 애노드단에 각기 연결되어 상기 동작구간 따라 제 1 전류 경로 내지 제 n 전류 경로를 연결하거나 또는 분리하고, 각각의 동작구간에서 상기 LED 구동전류를 정전류 제어하기 위한 제 1 정전류 스위치 내지 제 n 정전류 스위치; 및 상기 루프백 보상부와 상기 LED 구동 제어부 사이에 위치되어 상기 루프백 보상부와 상기 LED 구동 제어부 사이의 제 n+1 전류 경로를 연결하거나 또는 분리하고, 상기 충전구간에서 제 n+1 LED 구동전류를 정전류 제어하는 제 n+1 정전류 스위치를 포함할 수 있다.More preferably, the LED driving control unit is: each connected to the anode terminal of each of the first LED group to the nth LED group to connect or separate the first current path to the nth current path according to the operation section, each a first constant current switch to an n-th constant current switch for constant current control of the LED driving current in the operation period; and the loopback compensator and the LED driving control unit to connect or disconnect the n+1th current path between the loopback compensator and the LED driving control unit, and generate the n+1th LED driving current in the charging section. An n+1th constant current switch for constant current control may be included.
보다 바람직하게, 상기 제 n+1 LED 구동전류 값은 제 n-1 구동전류 값과 동일하게 설정될 수 있다.More preferably, the n+1th LED driving current value may be set equal to the n−1th driving current value.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동 제어부는 동작구간별로 발광되는 LED들의 총 수에 기초하여 각 동작구간별 LED 구동전류(제 1 LED 구동전류 내지 제 n LED 구동전류) 값을 설정하고, 설정된 동작구간별 LED 구동전류 값에 따라 해당 동작구간에서의 LED 구동전류를 정전류 제어하되, 상기 제 1 LED 구동전류 내지 제 n LED 구동전류는 순차적으로 감소되는 방식으로 설정될 수 있다.More preferably, the LED driving control unit sets a value of the LED driving current (first LED driving current to nth LED driving current) for each operation section based on the total number of LEDs emitted for each operation section, and sets a value for each set operation section A constant current control of the LED driving current in the corresponding operation section according to the LED driving current value may be set in such a way that the first to nth LED driving currents are sequentially decreased.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동 제어부는 동작구간별로 발광되는 LED들의 총 수에 역비례하도록 각 동작구간별 LED 구동전류(제 1 LED 구동전류 내지 제 n LED 구동전류) 값을 설정하고, 설정된 동작구간별 LED 구동전류 값에 따라 해당 동작구간에서의 LED 구동전류를 정전류 제어하도록 구성될 수 있다.More preferably, the LED driving control unit sets the LED driving current (first LED driving current to nth LED driving current) value for each operation section so as to be inversely proportional to the total number of LEDs emitted for each operation section, and sets a value for each set operation section According to the LED driving current value, it may be configured to control the LED driving current in the corresponding operation section with constant current.
보다 바람직하게, 상기 LED 발광부는 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 포함하며, 제 1 동작구간 동안의 상기 제 1 LED 그룹의 광 출력과 제 2 동작구간 동안의 상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹의 광 출력 사이의 차이는 미리 설정된 광 출력 편차 이하가 되도록 구성될 수 있다.More preferably, the LED light emitting unit includes a first LED group and a second LED group, and the light output of the first LED group during a first operation period and the first LED group and the second LED group during a second operation period The difference between the light outputs of the two LED groups may be configured to be less than or equal to a preset light output deviation.
보다 바람직하게, 상기 LED 발광부는 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 포함하며, 상기 제 2 구동전압은 상기 제 1 LED 그룹의 순방향 전압레벨 이상이 되도록 구성될 수 있다.More preferably, the LED light emitting unit may include a first LED group and a second LED group, and the second driving voltage may be configured to be equal to or higher than a forward voltage level of the first LED group.
보다 바람직하게, 상기 LED 발광부는 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 포함하며, 상기 제 1 LED 그룹의 순방향 전압레벨이 상기 제 2 LED 그룹의 순방향 전압레벨보다 크게 구성될 수 있다.More preferably, the LED light emitting unit may include a first LED group and a second LED group, and a forward voltage level of the first LED group may be greater than a forward voltage level of the second LED group.
보다 바람직하게, 상기 LED 조명장치는, 상기 제 n-1 LED 그룹 및 상기 제 n LED 그룹 사이의 노드와 상기 루프백 보상부 사이에 위치되어 상기 LED 구동 제어부의 제어에 따라 턴-온 또는 턴-오프되는 제 n+2 스위치를 더 포함하며, 상기 LED 구동 제어부는 상기 제 n 동작구간 진입 시점에 상기 제 n+2 스위치를 턴-온하고, 상기 보상구간 진입 시점에 상기 제 n+2 스위치를 턴-오프하도록 구성될 수 있다.More preferably, the LED lighting device is located between the n-1 th LED group and the node between the n th LED group and the loopback compensator to be turned on or off according to the control of the LED driving controller. and an n+2 th switch that becomes an n + 2 th switch, wherein the LED driving control unit turns on the n + 2 th switch at the time of entering the n th operation period, and turns on the n + 2 th switch at the time of entering the compensation period - can be configured to off.
보다 바람직하게, 상기 LED 조명장치는, 상기 제 n LED 그룹에 병렬로 연결되며, 상기 제 n 동작구간 동안 충전되고 상기 제 n LED 그룹이 발광하지 않는 비발광 구간 동안 상기 제 n LED 그룹에 구동전압을 공급하는 제 2 보상부를 더 포함할 수 있다.More preferably, the LED lighting device is connected in parallel to the n-th LED group, and is charged during the n-th operation period and a driving voltage is applied to the n-th LED group during a non-emission period in which the n-th LED group does not emit light. It may further include a second compensation unit for supplying.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동 제어부는 각각 제 1 LED 구동전류 값 내지 제 n+1 LED 구동전류 값 중 대응되는 LED 구동전류 값을 설정할 수 있는 제 1 LED 구동전류 설정부 내지 제 n+1 LED 구동전류 설정부를 더 포함할 수 있다.More preferably, the LED driving control unit drives the first LED driving current setting unit to the n+1th LED driving current that can set the corresponding LED driving current value among the first LED driving current value to the n+1th LED driving current value, respectively. It may further include a current setting unit.
보다 바람직하게, 상기 제 1 LED 구동전류 설정부 내지 상기 제 n+1 LED 구동전류 설정부 각각은 가변저항으로 구성될 수 있다.More preferably, each of the first LED driving current setting unit to the n+1th LED driving current setting unit may be configured as a variable resistor.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 교류전원에 연결되어 인가되는 교류전압을 전파정류하고, 전파정류된 정류전압을 제 1 구동전압으로서 LED 발광부에 제공하는 정류부; 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 포함하여 구성되고, 비보상 구간에서 상기 정류부로부터 상기 정류전압을 상기 제 1 구동전압으로서 공급받아 발광하며, 보상구간에서 루프백 보상부로부터 제 2 구동전압을 공급받아 발광하는 LED 발광부; 상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹 사이의 노드와 LED 구동 제어부 사이에 위치되고, 충전구간(제 1 동작구간)에서 상기 정류전압을 이용하여 에너지를 충전하며, 상기 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹에 상기 제 2 구동전압을 제공하는 루프백 보상부;및 상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹에 각기 연결된 정전류 스위치들을 통해 흐르는 LED 구동전류를 검출하고, 검출된 LED 구동전류에 따라 상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹의 변형 순차구동을 제어하는 LED 구동 제어부를 포함하고, 상기 LED 구동 제어부는 상기 루프백 보상부에 연결된 정전류 스위치를 통해 흐르는 충전전류를 검출하여 충전구간 진입 및 이탈 여부를 판단하며, 충전구간 진입 시점에 상기 제 2 LED 그룹에 연결된 정전류 스위치를 턴-오프하고, 충전구간 이탈 시점에 상기 제 2 LED 그룹에 연결된 정전류 스위치를 턴-온하도록 구성된 LED 조명장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a rectifying unit for full-wave rectification of an AC voltage applied by being connected to an AC power source and providing the full-wave rectified rectified voltage as a first driving voltage to the LED light emitting unit; Consists of a first LED group and a second LED group, receives the rectified voltage from the rectifier as the first driving voltage in the non-compensation section to emit light, and supplies a second drive voltage from the loopback compensator in the compensation section an LED light emitting unit that receives and emits light; It is located between a node between the first LED group and the second LED group and an LED driving control unit, and charges energy using the rectified voltage in a charging period (first operation period), and in the compensation period, the first A loopback compensator for providing the second driving voltage to the LED group and the second LED group; and detecting the LED driving current flowing through the constant current switches respectively connected to the first LED group and the second LED group, and an LED driving control unit for controlling the transformation sequential driving of the first LED group and the second LED group according to the LED driving current, wherein the LED driving control unit detects a charging current flowing through a constant current switch connected to the loopback compensator to determine whether to enter or leave the charging section, turn off the constant current switch connected to the second LED group at the time of entering the charging section, and turn on the constant current switch connected to the second LED group at the time of leaving the charging section A configured LED lighting device is provided.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 포함하며, 정류부로부터 전파정류된 정류전압을 제 1 구동전압으로서 제공받는 LED 발광부의 구동을 제어하는 LED 구동회로로서, 상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹 사이의 노드와 LED 구동 제어부 사이에 위치되고, 충전구간(제 1 동작구간)에서 상기 정류전압을 이용하여 에너지를 충전하며, 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹에 제 2 구동전압을 제공하는 루프백 보상부;및 상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹에 각기 연결된 정전류 스위치들을 통해 흐르는 LED 구동전류를 검출하고, 검출된 LED 구동전류에 따라 상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹의 변형 순차구동을 제어하는 LED 구동 제어부를 포함하고, 상기 LED 구동 제어부는 상기 루프백 보상부에 연결된 정전류 스위치를 통해 흐르는 충전전류를 검출하여 충전구간 진입 및 이탈 여부를 판단하며, 충전구간 진입 시점에 상기 제 2 LED 그룹에 연결된 정전류 스위치를 턴-오프하고, 충전구간 이탈 시점에 상기 제 2 LED 그룹에 연결된 정전류 스위치를 턴-온하도록 구성된 LED 조명장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, an LED driving circuit comprising a first LED group and a second LED group, and controlling the driving of an LED light emitting unit receiving a full-wave rectified rectified voltage from the rectifying unit as a first driving voltage, the LED driving circuit comprising: It is located between a node between the first LED group and the second LED group and an LED driving control unit, and charges energy using the rectified voltage in a charging period (first operation period), and in a compensation period, the first LED A loopback compensator for providing a second driving voltage to the group and the second LED group; and detecting the LED driving current flowing through the constant current switches respectively connected to the first LED group and the second LED group, and driving the detected LED and an LED driving control unit for controlling the transformation sequential driving of the first LED group and the second LED group according to the current, wherein the LED driving control unit detects a charging current flowing through a constant current switch connected to the loopback compensator to charge LED configured to determine whether to enter or leave the section, turn off the constant current switch connected to the second LED group at the time of entering the charging section, and turn on the constant current switch connected to the second LED group at the time of leaving the charging section A lighting device is provided.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 루프백(loop back) 보상부를 이용하여 비발광 구간을 제거함으로써 광출력의 편차를 저감하여 사용자에게 자연스러운 광을 제공할 수 있는 효과를 기대할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, by removing the non-emission section using a loop back compensator, it is possible to reduce the variation in light output and provide natural light to the user.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명은 교류 순차 구동 방식의 LED 조명장치에 있어, 동작구간 별로 점등되는 LED 수에 기초하여 LED에 공급되는 LED 구동전류의 크기를 제어함으로써, 동작구간 중 발생하는 LED 조명장치의 광 출력 편차를 저감할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.In addition, according to the present invention, in the LED lighting device of the AC sequential driving method, by controlling the size of the LED driving current supplied to the LEDs based on the number of LEDs lit for each operation period, the LED generated during the operation period An effect of reducing the light output deviation of the lighting device can be expected.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명은 LED 구동전류 검출방식에 기반하여 LED 그룹들 간의 순차구동을 제어함으로써 LED 구동전압 검출방식에 기반하여 LED 그룹들 간의 순차구동을 제어하는 종래기술에 따른 LED 조명장치보다 더 개선된 일정한 광 출력을 제공할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.In addition, according to the present invention, the present invention is LED lighting according to the prior art for controlling sequential driving between LED groups based on the LED driving voltage detection method by controlling the sequential driving between the LED groups based on the LED driving current detection method An effect of providing a more improved constant light output than the device can be expected.
도 1은 플리커(Flicker) 성능을 설명하기 위한 개념도.
도 2는 종래기술에 따른 4단 순차구동 LED 조명장치의 개략적인 구성 블록도.
도 3은 도 2에 도시된 종래기술에 따른 LED 조명장치의 구동전압과 LED 구동전류 간의 관계를 나타낸 파형도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치의 개략적인 구성 블록도.
도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치의 동작구간별 스위치 제어상태 및 LED 구동전류를 도시한 구성 블록도.
도 6은 도 4에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치의 시간에 따른 정류전압, LED 구동전류, 입력 전류, 및 LED 발광부의 광 출력 관계를 도시한 파형도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명장치의 개략적인 구성 블록도.
도 8a 내지 도 8d는 도 7에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명장치의 동작구간별 스위치 제어상태 및 LED 구동전류를 도시한 구성 블록도.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 LED 조명장치의 개략적인 구성 블록도.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 LED 조명장치의 개략적인 구성 블록도.
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 LED 조명장치의 개략적인 구성 블록도.
도 12a 내지 도 12c는 도 11에 도시된 본 발명의 제 5 실시예에 따른 LED 조명장치의 동작구간별 스위치 제어상태 및 LED 구동전류를 도시한 구성 블록도.
도 13은 도 11에 도시된 본 발명의 제 5 실시예에 따른 LED 조명장치의 시간에 따른 정류전압, LED 구동전류, 입력 전류, 및 LED 발광부의 광 출력 관계를 도시한 파형도.1 is a conceptual diagram for explaining a flicker performance.
Figure 2 is a schematic configuration block diagram of a 4-stage sequentially driven LED lighting device according to the prior art.
3 is a waveform diagram showing the relationship between the driving voltage and the LED driving current of the LED lighting device according to the prior art shown in FIG.
4 is a schematic block diagram of the LED lighting device according to the first embodiment of the present invention.
5A to 5D are block diagrams illustrating a switch control state and an LED driving current for each operation section of the LED lighting device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a waveform diagram illustrating a relationship between a rectified voltage, an LED driving current, an input current, and a light output of an LED light emitting unit according to time of the LED lighting device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 4 .
7 is a schematic structural block diagram of an LED lighting device according to a second embodiment of the present invention.
8A to 8D are block diagrams illustrating a switch control state and an LED driving current for each operation section of the LED lighting device according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 7;
9 is a schematic structural block diagram of an LED lighting device according to a third embodiment of the present invention.
10 is a schematic structural block diagram of an LED lighting device according to a fourth embodiment of the present invention.
11 is a schematic structural block diagram of an LED lighting device according to a fifth embodiment of the present invention.
12A to 12C are block diagrams illustrating a switch control state and an LED driving current for each operation section of the LED lighting device according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 11;
13 is a waveform diagram illustrating the relationship between rectified voltage, LED driving current, input current, and light output of an LED light emitting unit according to time of the LED lighting device according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 11 .
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0012] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0014] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0016] Reference is made to the accompanying drawings, which show by way of illustration specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein with respect to one embodiment may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scopes equivalent to those claimed by the claims. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the various aspects.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily practice the present invention.
[본 발명의 바람직한 실시예][Preferred embodiment of the present invention]
본 발명의 실시예에서, 용어 'LED 그룹'이란 복수의 LED들(또는 복수의 발광셀들)이 직렬/병렬/직병렬로 연결되어, LED 구동모듈의 제어에 따라 하나의 단위로서 동작이 제어되는(즉, 같이 점등/소등되는) LED들의 집합을 의미한다.In an embodiment of the present invention, the term 'LED group' refers to a plurality of LEDs (or a plurality of light emitting cells) connected in series/parallel/serial-parallel, and the operation is controlled as a unit according to the control of the LED driving module. It means a set of LEDs that are turned on (that is, turned on/off together).
또한, 용어 '제 1 순방향 전압레벨(Vf1)'은 제 1 LED 그룹을 구동할 수 있는 임계 전압레벨을 의미하며, 용어 '제 2 순방향 전압레벨(Vf2)'은 직렬로 연결된 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 구동할 수 있는 임계 전압레벨(즉, 제 1 LED 그룹의 순방향 전압레벨과 제 2 LED 그룹의 순방향 전압레벨을 더한 전압레벨)을 의미하고, 용어 '제 3 순방향 전압레벨(Vf3)'은 직렬로 연결된 제 1 내지 제 3 LED 그룹들을 구동할 수 있는 임계 전압레벨을 의미한다. 즉, '제 n 순방향 전압레벨(Vfn)'은 직렬로 연결된 제 1 내지 제 n LED 그룹들을 구동할 수 있는 임계 전압레벨(즉, 제 1 LED 그룹의 순방향 전압레벨 내지 제 n LED 그룹의 순방향 전압레벨들을 모두 더한 전압레벨)을 의미한다.In addition, the term 'first forward voltage level (Vf1)' means a threshold voltage level capable of driving the first LED group, and the term 'second forward voltage level (Vf2)' is a first LED group connected in series and It means a threshold voltage level capable of driving the second LED group (that is, a voltage level obtained by adding the forward voltage level of the first LED group and the forward voltage level of the second LED group), and the term 'third forward voltage level (Vf3) )' means a threshold voltage level capable of driving the first to third LED groups connected in series. That is, the 'n-th forward voltage level (Vfn)' is a threshold voltage level capable of driving the first to n-th LED groups connected in series (ie, the forward voltage level of the first LED group to the forward voltage of the n-th LED group). voltage level that is the sum of all levels).
또한, 용어 '구동전압 검출기반의 순차구동 방식' 또는 '구동전압 검출기반의 다단구동 방식'이란, 시간에 따라 크기가 변화하는 입력전압을 인가받아 LED를 구동하는 LED 구동모듈에 있어, 인가되는 입력전압의 증가에 따라 복수의 LED 그룹들을 순차적으로 발광시키고, 인가되는 입력전압의 감소에 따라 복수의 LED 그룹들을 순차적으로 소등시키는 구동방식을 의미한다. 또한, 용어 '구동전류 검출기반의 순차구동 방식' 또는 '구동전류 검출기반의 다단구동 방식'이란, 시간에 따라 크기가 변화하는 입력전압을 인가받아 LED를 구동하는 LED 구동모듈에 있어, LED 발광부 또는 LED 발광부에 연결된 정전류 스위치에 흐르는 LED 구동전류의 증감에 따라 LED 발광부를 구성하는 복수의 LED 그룹들을 순차적으로 점등 및 소등시키는 구동방식을 의미한다. 한편 구동전압 검출방식 또는 구동전류 검출방식인지와 무관하게, 순차구동방식 또는 다단구동 방식에 있어, 제 1 단 동작구간은 상기 제 1 LED 그룹만이 발광하는 동작구간을 의미하며, 제 2 단 동작구간은 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹만이 발광하는 동작구간을 의미하고, 유사하게, 제 n 단 동작구간은 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹 모두가 발광하는 동작구간을 의미한다.In addition, the term 'sequential driving method based on driving voltage detection' or 'multi-stage driving method based on driving voltage detection' refers to an LED driving module that drives an LED by receiving an input voltage that changes in size with time. It refers to a driving method in which a plurality of LED groups are sequentially emitted according to an increase in an input voltage, and a plurality of LED groups are sequentially turned off according to a decrease in an applied input voltage. In addition, the term 'sequential driving method based on driving current detection' or 'multi-stage driving method based on driving current detection' refers to an LED driving module that drives an LED by receiving an input voltage that changes in size over time, It refers to a driving method in which a plurality of LED groups constituting the LED light emitting unit are sequentially turned on and off according to the increase or decrease of the LED driving current flowing through the negative or constant current switch connected to the LED light emitting unit. Meanwhile, regardless of whether the driving voltage detection method or the driving current detection method is used, in the sequential driving method or the multi-stage driving method, the first stage operation period means an operation period in which only the first LED group emits light, and the second stage operation The period means an operation period in which only the first LED group and the second LED group emit light, and similarly, the nth stage operation period means an operation period in which all of the first LED group to the nth LED group emit light. .
또한, 용어 '제 1 구동전압'이란 입력전압 자체 또는 입력전압이 일정하게 처리되어(예를 들어, 정류회로 등의 과정을 통한 처리) LED 그룹들에 1차적으로 공급되는 구동전압을 의미한다. 또한, 용어 '제 2 구동전압'이란 입력전압이 에너지 저장 소자에 저장된 후, 에너지 저장 소자로부터 LED 그룹들에 2차적으로 공급되는 구동전압을 의미한다. 이러한 제 2 구동전압은, 예시적으로, 입력전압이 캐패시터에 저장된 후, 충전된 캐패시터로부터 LED 그룹들에 공급되는 구동전압일 수 있다. 따라서, 특별히 '제 1 구동전압' 또는 '제 2 구동전압'으로 구별되어 지칭되는 경우 외에, 용어 '구동전압'은 LED 그룹들에 공급되는 제 1 구동전압 및/또는 제 2 구동전압을 포괄하는 의미이다.In addition, the term 'first driving voltage' refers to a driving voltage that is primarily supplied to the LED groups after the input voltage itself or the input voltage is constantly processed (eg, processed through a process such as a rectifier circuit). In addition, the term 'second driving voltage' refers to a driving voltage that is secondarily supplied to the LED groups from the energy storage device after the input voltage is stored in the energy storage device. The second driving voltage may be, for example, a driving voltage supplied to the LED groups from the charged capacitor after the input voltage is stored in the capacitor. Accordingly, except when specifically referred to as a 'first driving voltage' or a 'second driving voltage', the term 'driving voltage' includes the first driving voltage and/or the second driving voltage supplied to the LED groups. it means
또한, 용어 '보상구간'이란 순차구동 방식에 있어, 입력전압(정류전압)의 전압레벨이 미리 설정된 순방향 전압레벨 미만인 구간으로서 LED 그룹에 구동전류를 공급하지 못하는 구간을 의미한다. 예를 들어, 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상구간은 정류전압의 전압레벨이 Vf1 미만인 구간을 의미한다. 이 경우, 보상구간은 비발광 구간이 된다. 또한, 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상구간은 정류전압의 전압레벨이 Vf2 미만인 구간을 의미한다. 따라서 제 n 순방향 전압레벨(Vfn) 보상구간은 정류전압의 전압레벨이 Vfn 미만인 구간을 의미한다. 또한, 용어 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상이란 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상구간에서 제 2 구동전압을 LED 그룹에 공급함으로써 LED 그룹에 구동전류를 공급하는 것을 의미하며, 용어 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상이란 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상구간에서 제 2 구동전압을 LED 그룹에 공급하는 것을 의미한다. 따라서, 제 n 순방향 전압레벨(Vfn) 보상이란 제 n 순방향 전압레벨(Vfn) 보상구간에서 제 2 구동전압을 LED 그룹에 공급하는 것을 의미한다.In addition, the term 'compensation section' refers to a section in which the voltage level of the input voltage (rectified voltage) is less than a preset forward voltage level in the sequential driving method, and means a section in which the driving current cannot be supplied to the LED group. For example, the first forward voltage level (Vf1) compensation section means a section in which the voltage level of the rectified voltage is less than Vf1. In this case, the compensation section is a non-emission section. In addition, the second forward voltage level (Vf2) compensation section means a section in which the voltage level of the rectified voltage is less than Vf2. Therefore, the nth forward voltage level (Vfn) compensation section means a section in which the voltage level of the rectified voltage is less than Vfn. In addition, the term first forward voltage level (Vf1) compensation means supplying a driving current to the LED group by supplying a second driving voltage to the LED group in the first forward voltage level (Vf1) compensation section, and the term second forward The voltage level (Vf2) compensation means that the second driving voltage is supplied to the LED group in the second forward voltage level (Vf2) compensation period. Accordingly, the nth forward voltage level (Vfn) compensation means that the second driving voltage is supplied to the LED group in the nth forward voltage level (Vfn) compensation period.
또한, 용어 '비보상구간'(또는 '정상 동작구간')이란 순차구동 방식에 있어, 입력전압(정류전압)의 전압레벨이 미리 설정된 미리 설정된 순방향 전압레벨 이상인 구간으로서, 입력전압(제 1 구동전압)이 LED 그룹에 공급되어 LED 그룹(들)이 발광하는 구간을 의미한다. 예시적으로, 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상을 수행하는 실시예에 있어 '비보상구간'(또는 '정상 동작구간')은 입력전압의 전압레벨이 Vf1 이상인 구간을 의미하며, 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 수행하는 실시예에 있어 '비보상구간'(또는 '정상 동작구간')은 입력전압의 전압레벨이 Vf2 이상인 구간을 의미한다. 따라서, 제 n 순방향 전압레벨(Vfn) 보상을 수행하는 실시예에 있어 '비보상구간'(또는 '정상 동작구간')은 입력전압의 전압레벨이 Vfn 이상인 구간을 의미한다.In addition, the term 'non-compensation period' (or 'normal operation period') is a period in which the voltage level of the input voltage (rectified voltage) is higher than or equal to a preset forward voltage level in the sequential driving method, and the input voltage (first driving period) voltage) is supplied to the LED group and means a period in which the LED group(s) emit light. Illustratively, in the embodiment in which the first forward voltage level Vf1 compensation is performed, the 'non-compensation period' (or 'normal operation period') means a period in which the voltage level of the input voltage is Vf1 or higher, and the second forward In the embodiment in which the voltage level Vf2 is compensated, the 'non-compensation period' (or 'normal operation period') means a period in which the voltage level of the input voltage is Vf2 or higher. Accordingly, in the embodiment in which the nth forward voltage level Vfn compensation is performed, the 'non-compensation period' (or 'normal operation period') means a period in which the voltage level of the input voltage is Vfn or more.
또한, 본 명세서 내에서 임의의 특정 전압, 특정 시점, 특정 온도 등을 나타내기 위하여 사용되는 V1, V2, V3,..., t1, t2,..., T1, T2, T3, 등의 용어는 절대적인 값을 나타내기 위하여 사용되는 것이 아니라 서로를 구분하기 위하여 사용되는 상대적인 값이다. Also, terms such as V1, V2, V3, ..., t1, t2, ..., T1, T2, T3, etc. used herein to indicate any specific voltage, specific time point, specific temperature, etc. is not used to indicate an absolute value, but is a relative value used to distinguish each other.
LED 조명장치(1000)의 제 1 실시예의 구성 및 기능Configuration and function of the first embodiment of the
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플리커 성능이 개선된 LED 조명장치(이하 'LED 조명장치'라 함)의 개략적인 구성 블록도이다. 이하에서, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)의 구성과 기능에 대해 간략하게 살펴보도록 한다.4 is a schematic structural block diagram of an LED lighting device with improved flicker performance (hereinafter referred to as 'LED lighting device') according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the configuration and function of the
먼저, 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)를 구성하고 있는 전반적인 기술적 사상을 살펴보도록 한다. 이상에서 기술된 바와 같이, 종래기술에 따른 순차구동 방식의 교류 LED 조명장치의 경우, LED 발광부(20)에 공급되는 구동전압의 전압레벨에 따라 LED 그룹들이 순차적으로 점등 및 소등되기 때문에, 구동전압의 전압레벨이 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 미만인 구간에서 LED 그룹들 중 어떤 LED 그룹도 발광하지 않는 비발광 구간이 발생하게 된다. 또한, 종래기술에 따른 순차구동 방식의 교류 LED 조명장치의 경우, LED 발광부(20)에 공급되는 구동전압의 전압레벨이 상승할수록 점등되는 LED의 수가 증가되며, LED 발광부(400)에 공급되는 구동전압의 전압레벨이 하강할수록 점등되는 LED의 수가 감소되게 된다. 순차구동 방식의 교류 LED 조명장치의 이러한 특징들 때문에, 특히 플리커 성능이 열악하다는 문제점이 있다.First, let's look at the overall technical idea constituting the
따라서, 본 발명의 가장 기본적인 기술적 사상은, LED 조명장치(1000)의 동작 중 LED 조명장치(1000)의 LED 발광부(400)가 발광하지 않는 구간, 즉, 비발광 구간을 제거함으로써, LED 조명장치(1000)의 플리커 성능을 개선하는 것이다. 이러한 기능을 수행하기 위하여, 본 발명에서는 루프백(loop back) 방식의 보상부를 제안하며, 이러한 루프백 보상부(300)를 통해 비발광 구간에서 LED 발광부(400)에 제 2 구동전압을 공급함으로써 비발광 구간을 제거하도록 구성된다.Therefore, the most basic technical idea of the present invention is, by removing the section in which the LED
또한, 전술한 바와 같은 플리커 성능과 관련하여, 순차구동 방식의 교류 LED 조명장치에서 플리커 성능이 열악한 이유는, 동작구간별로 점등되는 LED들의 수에 비례하여 LED 구동전류가 제어되기 때문이다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 동작구간별로 점등되는 LED들의 수에 역비례하게 동작구간별 LED 구동전류를 제어하도록 구성된 LED 조명장치를 제안한다. 따라서, 본 발명이 이러한 LED 구동전류 제어방식을 채택함으로써, 동작구간에 따라 점등되는 LED들의 수가 상대적으로 적은 경우 해당 동작구간에서의 LED 구동전류를 상대적으로 더 크게 제어하고, 점등되는 LED들의 수가 상대적으로 더 많은 경우 해당 동작구간에서의 LED 구동전류를 상대적으로 더 작게 제어함으로써, 동작구간별로 거의 균일한 광 출력이 제공될 수 있다. 이러한 본 발명에 따른 LED 구동전류 제어방식에 대해서는 도 5a 내지 도 5d, 및 도 6을 참조하여 후술하도록 한다.In addition, in relation to the flicker performance as described above, the reason that the flicker performance is poor in the alternating current LED lighting device of the sequential driving method is that the LED driving current is controlled in proportion to the number of LEDs lit for each operation section. Therefore, in order to solve this problem, the present invention proposes an LED lighting device configured to control the LED driving current for each operation section in inverse proportion to the number of LEDs lit for each operation section. Therefore, by adopting this LED driving current control method according to the present invention, when the number of LEDs lit according to the operation period is relatively small, the LED driving current in the operation period is controlled relatively larger, and the number of lit LEDs is relatively small. In more cases, by controlling the LED driving current in the corresponding operation period to be relatively smaller, an almost uniform light output can be provided for each operation period. The LED driving current control method according to the present invention will be described later with reference to FIGS. 5A to 5D and FIG. 6 .
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)는 정류부(200), 루프백 보상부(300), LED 발광부(400) 및 LED 구동 제어부(500)를 포함할 수 있다. 또한, 전술한 구성요소들 중, 루프백 보상부(300), 및 LED 구동 제어부(500)가 LED 구동회로를 구성할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 4 , the
먼저, LED 발광부(400)은 복수의 LED 그룹들로 구성될 수 있으며, LED 발광부(400)에 포함된 복수의 LED 그룹들은 LED 구동 제어부(500)의 제어에 따라 순차적으로 발광되고, 순차적으로 소등된다. 도 4에는 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420)을 포함하고 있는 LED 발광부(400)가 개시되어 있으나, 필요에 따라 LED 발광부(400)에 포함되는 LED 그룹의 수가 다양하게 변경될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 다만, 이하에서는, 설명과 이해의 편의를 위하여 LED 발광부(400)가 2개의 LED 그룹들로 구성된 실시예를 기준으로 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, LED 발광부(400)는 제 1 LED 그룹(410) 내지 제 4 LED 그룹(미도시)까지의 4개의 LED 그룹들로 구성될 수도 있으며, 또는, 제 1 LED 그룹(410) 내지 제 n LED 그룹(미도시)까지의 n개의 LED 그룹들로 구성될 수도 있지만, 본 발명의 기술적 요지를 그대로 포함하고 있는 한, 본 발명의 권리범위에 속함은 당업자에게 자명할 것이다.First, the LED light-emitting
한편, 실시예를 구성하기에 따라, 제 1 LED 그룹(410)과 제 2 LED 그룹(420)은 각각 서로 상이한 순방향 전압레벨을 가질 수도 있다. 예를 들어, 제 1 LED 그룹(410)과 제 2 LED 그룹(420)이 각각 상이한 수의 LED 소자를 포함하여 구성되는 경우 또는 제 1 LED 그룹(410)과 제 2 LED 그룹(420)이 상이한 방식의 직렬 또는 병렬 또는 직병렬 연결관계를 가질 경우, 제 1 LED 그룹(410)과 제 2 LED 그룹(420)은 서로 다른 순방향 전압레벨을 가지게 될 것이다. 다만, 본 발명의 바람직할 실시예에 있어, 제 1 LED 그룹(410)은 보상구간에서 루프백 보상부(300)에 의해 공급되는 제 2 구동전압에 의해 구동될 수 있는 순방향 전압레벨을 가지도록 설계되어야 한다. 이와 같이 설계되는 경우, 제 1 LED 그룹(410)은 교류 전압(VAC)의 전 주기에서 항상 턴-온 상태를 유지하게 된다. Meanwhile, according to the configuration of the embodiment, the
또한, 전술한 바와 같은 플리커 성능을 개선하기 위하여, 교류 전압(VAC)의 전구간에서 항상 턴-온 상태를 유지하게 되는 제 1 LED 그룹(410)을 구성하는 LED들의 수가 제 2 동작구간에서만 발광하는 제 2 LED 그룹(420)을 구성하는 LED들의 수보다 더 크게 설계되는 것이 바람직하다. 따라서, 이러한 경우, 제 1 LED 그룹(410)의 순방향 전압레벨이 제 2 LED 그룹(420)의 순방향 전압레벨보다 상당히 크게 설계되는 것이 바람직할 수 있다.In addition, in order to improve the flicker performance as described above, the number of LEDs constituting the
도 4에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 정류부(200)는 외부 전원으로부터 입력되는 교류전압(VAC)을 정류하여 정류전압(Vrec)을 생성 및 출력하도록 구성된다. 이러한 정류부(200)로서 전파 정류회로, 반파 정류회로 등 공지된 다양한 정류회로 중 하나가 이용될 수 있다. 정류부(200)는 생성된 정류전압(Vrec)을 루프백 보상부(300), LED 발광부(400), LED 구동 제어부(500)로 제공하도록 구성된다. 도 4에는 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4)로 구성된 브리지 전파 정류회로가 도시되어 있다. The rectifying
한편, 본 발명에 따른 루프백 보상부(300)는 충전구간에서 정류전압(Vrec)을 이용하여 에너지를 충전하며, 보상구간에서 LED 발광부(400)에 제 2 구동전압을 제공하도록 구성된다. 도 4에는 제 1 커패시터(C1)가 본 발명에 따른 루프백 보상부(300)로서 도시되어 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 공지된 다양한 보상회로들(예를 들어, 밸리필 회로 등) 중 하나가 필요에 따라 채택되어 사용될 수 있다. On the other hand, the
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 루프백 보상부(300)의 일단이 제 3 정전류 스위치(SW3)를 통해 LED 구동 제어부(500)에 연결되며, 루프백 보상부(300)의 타단이 제 1 LED 그룹(410)의 애노드단에 연결된다. 물론 실시예를 구성하기에 따라, 루프백 보상부(300)의 타단이 다른 LED 그룹의 애노드단에 연결될 수도 있다. 예를 들어, 4개의 LED 그룹들로 LED 발광부(400)가 구성되는 실시예에 있어, 루프백 보상부(300)의 타단이 제 2 LED 그룹의 애노드단에 연결되도록 구성될 수 있다. 이러한 경우, 루프백 보상부(300)는 보상구간에서 제 2 LED 그룹(또는 제 2 LED 그룹 내지 제 3 LED 그룹 등)에 제 2 구동전압을 공급하도록 구성된다. 이하에서는 루프백 보상부(300)의 타단이 제 1 LED 그룹(410)의 애노드단에 연결되어, 보상구간에서 제 1 LED 그룹(410)에 제 2 구동전압을 공급하도록 구성된 실시예를 기준으로 설명을 진행하도록 한다.5, one end of the
또한, 도 4에 도시된 실시예에 있어, 본 발명에 따른 루프백 보상부(300)는 제 2 동작구간(즉, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 이상인 구간)에서 충전되며, 비발광 구간(즉, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 미만인 구간)에서 방전되어 제 2 구동전압을 제 1 LED 그룹(410)으로 제공하도록 구성되어 있다. 다만 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)가 제 1 LED 그룹(410) 내지 제 4 LED 그룹(미도시)까지의 4개의 LED 그룹들을 포함하는 경우, 루프백 보상부(300)는 제 4 동작구간(즉, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 4 순방향 전압레벨(Vf4) 이상인 구간)에서 충전될 수도 있다. 또한, 유사하게, 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)가 제 1 LED 그룹(410) 내지 제 n LED 그룹(미도시)까지의 n개의 LED 그룹들을 포함하는 경우, 루프백 보상부(300)는 제 n 동작구간(즉, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 n 순방향 전압레벨(Vfn) 이상인 구간)에서 충전될 수도 있다는 것을 주의해야 한다.In addition, in the embodiment shown in FIG. 4 , the
또한, 본 발명에 따른 루프백 보상부(300)에 의해 보상되는 순방향 전압레벨은 루프백 보상부(300)를 구성하는 에너지 충방전 소자(예를 들어, 도 4의 제 1 커패시터(C1) 등)의 용량에 따라 다양하게 설계될 수 있다. 일 실시예에 있어, 본 발명에 따른 루프백 보상부(300)는 총 순방향 전압레벨(LED 그룹들의 순방향 전압레벨을 모두 합한 전압레벨)의 1/2의 전압레벨을 보상하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제 1 LED 그룹(410)의 순방향 전압레벨이 제 2 LED 그룹(420)의 순방향 전압레벨 이하로 설계된 실시예에 있어, 본 발명에 따른 루프백 보상부(300)는 보상구간에서 제 1 순방향 전압레벨(Vf1)의 전압을 공급하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우, 전술한 바와 같이, 제 1 LED 그룹(410)이 교류전원의 주기와 무관하게 항상 턴-온 상태를 유지하게 된다.In addition, the forward voltage level compensated by the
한편, 도 2에 도시된 종래기술에 따른 LED 구동 제어부(500)가 구동전압 검출방식을 이용하여 다수의 LED 그룹들 간의 순차구동을 제어하도록 구성된 반면, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(500)는 LED 발광부(400)를 통해 흐르는 LED 구동전류(ILED) 또는 LED 발광부(400)에 연결된 정전류 스위치(들)(SW1 ~ SW3)를 통해 흐르는 LED 구동전류(ILED)를 검출하고, 검출된 LED 구동전류(ILED)에 기초하여 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420)의 순차구동을 제어하도록 구성될 수 있다. 그러나, 본 발명이 구동전압 검출방식을 이용하여 다수의 LED 그룹들 간의 순차구동을 제어하도록 구성된 LED 조명장치에도 마찬가지로 적용될 수 있다는 것을 주의해야 한다.On the other hand, while the LED
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)에 있어, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(500)는 전술한 바와 같은 구동전류 검출방식을 통한 순차구동 제어를 위해 제 1 정전류 스위치(SW1), 제 2 정전류 스위치(SW2) 및 제 3 정전류 스위치(SW3)를 포함할 수 있다. 도 4에는 제 1 정전류 스위치(SW1) 내지 제 3 정전류 스위치(SW3)가 LED 구동 제어부(500) 외부에 별도의 스위치들로서 구현된 실시예가 도시되어 있으나, 제 1 정전류 스위치(SW1) 내지 제 3 정전류 스위치(SW3)가 LED 구동 제어부(500) 내에 포함될 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다.More specifically, in the
또한, 본 발명에 따른 제 1 정전류 스위치(SW1) 내지 제 3 정전류 스위치(SW3) 각각은 LED 구동 제어부(500)의 제어에 따라 턴-온되어 전류 경로를 연결하거나 또는 턴-오프되어 전류 경로를 분리하며, 연결된 전류 경로를 통해 흐르는 LED 구동전류(ILED)를 검출하여 LED 구동전류(ILED)를 미리 설정된 값으로 정전류 제어하는 기능을 수행하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 제 1 정전류 스위치(SW1)는 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420) 사이의 노드와 LED 구동 제어부(500) 사이에 위치되어 LED 구동 제어부(500)의 제어에 따라 제 1 전류 경로(P1)를 연결하거나 또는 분리하는 기능을 수행하게 된다. 유사하게, 제 2 정전류 스위치(SW2)는 제 2 LED 그룹(420)과 LED 구동 제어부(500) 사이에 위치되어 LED 구동 제어부(500)의 제어에 따라 제 2 전류 경로(P2)를 연결하거나 또는 분리하는 기능을 수행하게 된다. 또한, 제 3 정전류 스위치(SW3)는 루프백 보상부(300)와 LED 구동 제어부(500) 사이에 위치되어 LED 구동 제어부(500)의 제어에 따라 제 3 전류 경로(P3)를 연결하거나 또는 분리하는 기능을 수행하게 된다. 본 발명에 있어, 전술한 바와 같은 본 발명의 제 1 정전류 스위치(SW1) 내지 제 3 정전류 스위치(SW3)는 다양한 공지된 기술을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같은 정전류 제어기능과 관련하여, 본 발명에 따른 제 1 정전류 스위치(SW1) 내지 제 3 정전류 스위치(SW3) 각각은 전류 검출하기 위한 센싱 저항, 기준 전류 값과 현재 검출된 전류 값을 비교하기 위한 차동 증폭기, 차동 증폭기의 출력에 따라 경로의 연결을 제어하며, 또한 경로가 연결된 경우 경로를 통해 흐르는 LED 구동전류 값을 정전류로 제어하도록 구성되는 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 본 발명의 제 1 정전류 스위치(SW1) 내지 제 3 정전류 스위치(SW3)를 구성하는 스위칭 소자는 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(MOSFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT), 접합형 트랜지스터(BJT), 접합형 전계효과 트랜지스터(JFET), 사이리스터(Silicon controlled rectifier), 트라이악(Triac) 중 하나를 이용하여 구현될 수 있다.In addition, each of the first constant current switches SW1 to the third constant current switches SW3 according to the present invention is turned on according to the control of the
도 4에 도시된 바와 같은 본 발명의 LED 구동 제어부(500)는 LED 구동전류(ILED)를 검출하고, 검출된 LED 구동전류(ILED)에 따라 전술한 바와 같은 제 1 정전류 스위치(SW1) 내지 제 3 정전류 스위치(SW3)를 제어하여 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420)의 순차구동을 제어하도록 구성된다. 이러한 LED 구동 제어부(500)의 상세한 기능에 대해서는 도 5 내지 도 6을 참조하여 이하에서 구체적으로 살펴본다.The LED
도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치의 동작구간별 스위치 제어상태 및 LED 구동전류를 도시한 구성 블록도이다. 이하에서, 도 5a 내지 도 5d를 참조하여, 도 4에 도시된 바와 같은, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)의 동작과정에 대하여 상세하게 살펴보도록 한다.5A to 5D are block diagrams illustrating a switch control state and an LED driving current for each operation section of the LED lighting device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 4 . Hereinafter, with reference to FIGS. 5A to 5D , as shown in FIG. 4 , an operation process of the
먼저, 도 5a는 제 1 동작구간에서의 제 1 정전류 스위치(SW1) 내지 제 3 정전류 스위치(SW3)의 제어상태 및, LED 구동전류(ILED)의 관계를 도시하고 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 제 1 동작구간에서 제 1 정전류 스위치(SW1) 및 제 2 정전류 스위치(SW2)가 턴-온 상태이며, 제 3 정전류 스위치(SW3)가 턴-오프 상태이다. 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)에 있어, LED 발광부(400)에 공급되는 구동전압(비보상구간에서는 정류부(200)로부터 제공되는 제 1 구동전압(정류전압(Vrec)), 보상구간에서는 루프백 보상부(300)로부터 제공되는 제 2 구동전압)의 전압레벨이 제 1 LED 그룹(410)의 순방향 전압레벨, 즉, 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 이상이 되는 시점부터 제 1 LED 그룹(410)에 LED 구동전류(ILED)가 흐르게 되며 그에 따라 제 1 LED 그룹(410)이 점등된다. 이때, 제 1 LED 그룹(410)을 통해 흐르는 LED 구동전류(ILED)는 미리 설정된 제 1 LED 구동전류(ILED1)의 값으로 제 1 정전류 스위치(SW1)에 의해 정전류 제어되게 된다.First, FIG. 5A shows the relationship between the control state of the first constant current switch SW1 to the third constant current switch SW3 and the LED driving current I LED in the first operation section. As shown in FIG. 5A , in the first operation period, the first constant current switch SW1 and the second constant current switch SW2 are turned on, and the third constant current switch SW3 is turned off. In the
다음으로, 도 5b는 제 2 동작구간에서의 제 1 정전류 스위치(SW1) 내지 제 3 정전류 스위치(SW3)의 제어상태 및, LED 구동전류(ILED)의 관계를 도시하고 있다. 도 5a에 도시되어 있는 상태에서, LED 발광부(400)에 공급되는 구동전압이 계속해서 상승하여 제 1 LED 그룹(410)의 순방향 전압레벨과 제 2 LED 그룹(420)의 순방향 전압레벨을 더한 전압레벨, 즉, 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 이상이 되는 시점부터 제 2 LED 그룹(420)에도 LED 구동전류(ILED)가 흐르게 되며 그에 따라 제 2 LED 그룹(420)이 또한 점등된다. 전술한 바와 같이, 제 1 동작구간에서 제 2 LED 그룹(420)을 제 2 전류 경로(P2)를 통해 LED 구동 제어부(500)에 연결하는 제 2 정전류 스위치(SW2)가 턴-온되어 있는 상태이며, 그에 따라 제 2 정전류 스위치(SW2)를 통해 흐르는 LED 구동전류(ILED)가 검출될 수 있다. LED 구동 제어부(500)는 제 2 정전류 스위치(SW2)를 통해 흐르는 LED 구동전류(ILED)를 검출하고, 제 2 정전류 스위치(SW2)를 통해 흐르는 LED 구동전류(ILED)가 과도상태(전류가 상승 및/또는 하강하는 상태)를 지나 정상적으로 정전류 상태를 유지하는지 판단한다. 제 2 정전류 스위치(SW2)를 통해 흐르는 LED 구동전류(ILED)가 정상적인 정전류 상태를 유지하는 경우, 즉, 미리 설정된 제 2 LED 구동전류(ILED2) 값으로 안정적으로 유지되는 경우, LED 구동 제어부(500)는 LED 발광부(400)에 공급되는 구동전압이 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420)을 구동하기에 충분한 것으로 판단하여(즉, 구동전압의 전압레벨이 제 2 순방향 전압레벨 이상이라고 판단하여) 제 1 정전류 스위치(SW1)를 턴-오프하고, 제 2 동작구간에 진입한다. 동시에, LED 구동 제어부(500)는 제 3 정전류 스위치(SW3)를 턴-온하여 제 3 전류 경로(P3)를 연결하고, 제 3 정전류 스위치(SW3)를 통해 흐르는 루프백 보상부 충전전류(Ic)를 검출하기 시작한다. 제 2 동작구간에 진입한 시점에서의 제 1 정전류 스위치(SW1) 및 제 2 정전류 스위치(SW2)의 제어상태 및, LED 구동전류(ILED)의 관계가 도 5b에 도시되어 있다.Next, FIG. 5B shows the relationship between the control state of the first constant current switch SW1 to the third constant current switch SW3 and the LED driving current I LED in the second operation section. In the state shown in Fig. 5a, the driving voltage supplied to the LED
한편, 이러한 제 2 동작구간 동안 제 2 LED 그룹(420)이 제 1 LED 그룹(410)과 함께 발광하게 되므로, 제 1 동작구간보다 제 2 동작구간에서 발광하게 되는 LED들의 수가 증가하게 된다. 따라서, LED 발광부(400)의 광출력을 제 1 동작구간과 제 2 동작구간에서 거의 일정하게 유지하기 위하여, 제 2 LED 구동전류(ILED2)는 제 1 LED 구동전류(ILED1)보다 낮은 값으로 설정될 수 있다. 보다 바람직하게, 동작구간별로 발광하게 되는 LED들의 수에 반비례 관계가 성립되어 동작구간별 광출력이 거의 동일해지도록, 제 2 LED 구동전류(ILED2)와 제 1 LED 구동전류(ILED1) 간의 관계가 설정될 수 있다.On the other hand, since the
다음으로, 도 5c는 충전구간에서의 제 1 정전류 스위치(SW1) 내지 제 3 정전류 스위치(SW3)의 제어상태 및, LED 구동전류(ILED)의 관계를 도시하고 있다. 도 5b에 도시되어 있는 바와 같이 LED 구동 제어부(500)는 제 2 동작구간 동안 충전전류(Ic)를 검출하며, 정류전압(Vrec)이 점점 상승하여 충전전류(Ic)가 미리 설정된 소정의 값에 도달하는 시점에, LED 구동 제어부(500)는 제 2 정전류 스위치(SW2)를 턴-오프함으로써 충전구간에 진입한다. 이러한 상태의 구성 블록도가 도 5c에 도시되어 있다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 충전구간에서 제 2 정전류 스위치(SW2)가 턴-오프된 상태이므로, 제 3 LED 구동전류(ILED3)가 제 3 전류 경로(P3)를 통해 제 1 LED 그룹(410) 및 루프백 보상부(300)를 통해 흐르게 된다. 따라서, 이러한 충전구간에서, 제 1 LED 그룹(410)만이 발광하게 되며 제 2 LED 그룹(420)은 소등된다. LED 구동 제어부(500)는 충전구간 동안 제 3 전류 경로(P3)를 통해 흐르는 제 3 LED 구동전류(ILED3)를 계속해서 검출한다.Next, FIG. 5C shows the relationship between the control state of the first constant current switch SW1 to the third constant current switch SW3 and the LED driving current I LED in the charging section. As shown in FIG. 5B , the LED
한편, 정류전압(Vrec)이 최대 전압레벨에 도달한 후 점차 감소하여 제 3 전류 경로(P3)를 통해 흐르는 제 3 LED 구동전류(ILED3)가 미리 설정된 값 이하가 되면, LED 구동 제어부(500)는 도 5b에 도시된 상태로 제 1 정전류 스위치(SW1) 내지 제 3 정전류 스위치(SW3)를 제어하여 제 2 동작구간으로 복귀한다. 즉, LED 구동 제어부(500)는 제 3 정전류 스위치(SW3)를 턴-오프하고 제 2 정전류 스위치(SW2)를 턴-온한다. 따라서, 전술한 바와 같이, 제 2 동작구간 동안 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420) 모두가 발광하게 되며, 이때 LED 구동전류(ILED)는 제 2 LED 구동전류(ILED2) 값으로 정전류 제어된다.On the other hand, after the rectified voltage Vrec reaches the maximum voltage level, it gradually decreases so that the third LED driving current I LED3 flowing through the third current path P3 becomes less than or equal to a preset value, the LED driving control unit 500 ) controls the first constant current switch SW1 to the third constant current switch SW3 in the state shown in FIG. 5B to return to the second operation period. That is, the LED
계속해서 정류전압(Vrec)이 감소하여 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 미만이 되면, LED 구동 제어부(500)는 도 5b에 도시된 상태로 제 1 정전류 스위치(SW1) 내지 제 3 정전류 스위치(SW3)를 제어하여 제 1 동작구간으로 복귀한다. 전술한 바와 같이, 제 1 동작구간 동안 제 1 LED 그룹(410)만이 발광하게 되며 제 2 LED 그룹(420)은 소등된다. 또한, 이때, LED 구동전류(ILED)는 제 1 LED 구동전류(ILED1) 값으로 정전류 제어된다.If the rectified voltage Vrec continues to decrease and becomes less than the second forward voltage level Vf2, the LED
계속해서 정류전압(Vrec)이 감소하여 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 미만이 되면, LED 구동 제어부(500)는 도 5d에 도시된 상태로 제 1 정전류 스위치(SW1) 내지 제 3 정전류 스위치(SW3)를 제어하여 보상구간으로 진입한다. 도 5a와 도 5d를 비교하면 알 수 있듯이, 도 5a의 정전류 스위치들의 제어 상태와 도 5d의 정전류 스위치들의 제어상태가 동일하다. 따라서, 실질적으로 정전류 스위치들의 제어는 일어나지 않을 수 있으며, 단지 전위차이로 인하여 자연적으로 루프백 보상부(300)로부터 제 2 구동전압이 제 1 LED 발광부(400)에 공급되게 된다. 따라서, 보상구간 동안, 루프백 보상부(300)로부터 제 2 구동전압이 제 1 LED 그룹(410)에 제공되게 되며, 그에 따라, 제 1 전류 경로를 통해 제 4 LED 구동전류(ILED4)가 흐르게 되고, 제 1 LED 그룹(410)의 점등상태가 유지된다. 이때, 제 4 LED 구동전류(ILED4)는 실질적으로 제 1 LED 구동전류(ILED1)와 동일할 수 있다.If the rectified voltage Vrec continues to decrease and becomes less than the first forward voltage level Vf1, the LED
이상에서 살펴본 바와 같이, 정류전압(Vrec)의 1주기 동안 제 1 동작구간, 제 2 동작구간, 충전구간, 제 2 동작구간, 제 1 동작구간, 보상구간에 대한 제어가 순차적으로 수행되며, 정류전압(Vrec)의 매주기마다 이러한 제어가 주기적으로 반복된다.As described above, during one cycle of the rectified voltage Vrec, the control of the first operating section, the second operating section, the charging section, the second operating section, the first operating section, and the compensation section is sequentially performed, and the rectification This control is periodically repeated for every cycle of the voltage Vrec.
도 6은 도 4에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치의 시간에 따른 정류전압, LED 구동전류, 입력 전류, 및 LED 발광부의 광 출력 관계를 도시한 파형도이다. 도 6의 (a)는 시간에 따른 정류전압(Vrec)의 파형을 도시하고 있으며, 도 6의 (b)는 시간에 따른 LED 구동전류(ILED)의 파형을 도시하고, 도 6의 (c)는 시간에 따른 교류 전원(Vac)으로부터 LED 조명장치로 입력되는 입력전류(Iin)의 파형을 도시하며, 도 6의 (d)는 시간에 따른 LED 발광부(400)의 광 출력 파형을 도시하고 있다.6 is a waveform diagram illustrating a relationship between a rectified voltage, an LED driving current, an input current, and a light output of an LED light emitting unit according to time of the LED lighting device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 4 . Figure 6 (a) shows the waveform of the rectified voltage (Vrec) over time, Figure 6 (b) shows the waveform of the LED driving current (I LED ) over time, Figure 6 (c) ) shows the waveform of the input current Iin input from the AC power source (Vac) to the LED lighting device according to time, and (d) of FIG. 6 shows the light output waveform of the LED
도 6을 참조하면, 처음에 LED 조명장치(1000)를 기동하기 시작하면 루프백 보상부(300)가 충전되어 있지 않기 때문에, LED 발광부(400)가 발광하지 않는다. 시간의 경과에 따라 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 1 순방향 전압레벨(Vf1)에 도달하는 시점(t1)에 제 1 LED 그룹(410)이 점등된다. 이때의 상태가 도 5a에 도시되어 있다.Referring to FIG. 6 , when the
계속해서 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 상승하여 제 2 순방향 전압레벨(Vf2)에 도달하면(t2), LED 구동 제어부(500)는 제 2 정전류 스위치(SW2) 및 제 3 정전류 스위치(SW3)를 턴-온하며, 제 1 정전류 스위치(SW1)를 턴-오프함으로써 제 2 동작구간에 진입한다. 이러한 상태가 도 5b에 도시되어 있다. 제 2 동작구간 중 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹(420) 모두가 점등되며, 전술한 바와 같이, 제 2 동작구간에서의 제 2 LED 구동전류(ILED2)는 제 1 LED 구동전류(ILED1)보다 더 낮은 값으로 설정되어 정전류 제어되는 것이 바람직하다. 물론, 필요에 따라 제 1 LED 구동전류(ILED1) 및 제 2 LED 구동전류(ILED2)가 다양한 값으로 설정될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 제 1 LED 구동전류(ILED1) 및 제 2 LED 구동전류(ILED2)가 동일한 값으로 설정될 수도 있으며, 실시예에 따라 제 2 LED 구동전류(ILED2)가 제 1 LED 구동전류(ILED1)보다 더 높게 설정될 수도 있다. 따라서, 도 6의 (d)에 도시되어 있는 바와 같이, 제 2 동작구간에서의 LED 발광부(400)의 광출력이 제 1 동작구간에서의 LED 발광부(400)의 광출력과 거의 동일해질 수 있다. 한편, 전술한 바와 같이, 제 2 동작구간 동안 LED 구동 제어부(500)는 제 3 정전류 스위치(SW3)를 통해 충전전류(Ic)가 흐르는지 여부를 지속적으로 검출하고 있는 상태이다.If the voltage level of the rectified voltage Vrec continues to rise and reaches the second forward voltage level Vf2 (t2), the LED
계속해서 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 상승하여 안정적으로 루프백 보상부(300)에 충전전류(Ic)가 공급되는 시점이 되면(t3), LED 구동 제어부(500)는 제 2 정전류 스위치(SW2)를 턴-오프함으로써 충전구간에 진입한다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 이러한 충전구간에서는 제 1 LED 그룹(410)만이 발광하고 루프백 보상부(300)가 충전되게 된다. 이때, 제 1 LED 그룹(410) 및 루프백 보상부(300)를 통해 흐르는 LED 구동전류(ILED)는 제 3 정전류 스위치(SW3)에 의해 미리 설정된 제 3 LED 구동전류(ILED3) 값으로 정전류 제어될 수 있으며, 실시예에 따라 제 1 LED 구동전류(ILED1)의 값과 제 3 LED 구동전류(ILED3)의 값이 동일하게 설정될 수 있다. 이는 동작구간에 따른 광출력 편차를 저감하기 위함이다. When the voltage level of the rectified voltage Vrec continues to rise and the charging current Ic is stably supplied to the loopback compensator 300 (t3), the LED
정류전압(Vrec)의 전압레벨이 최고점을 지나 하강하여 루프백 보상부(300)에 충전전류가 안정적으로 공급되지 않는 시점이 되면(t4), LED 구동 제어부(500)는 도 5 b에 도시된 바와 같이 제 2 정전류 스위치(SW2)를 턴-온함으로써 제 2 동작구간에 진입한다. When the voltage level of the rectified voltage Vrec falls past the highest point and the charging current is not stably supplied to the loopback compensator 300 (t4), the LED
계속해서 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 하강하여 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 미만이 되면(t5), LED 구동 제어부(500)는 도 5a에 도시된 바와 같이 제 1 정전류 스위치(SW1)를 턴-온하고 제 3 정전류 스위치(SW3)를 턴-오프함으로써 제 1 동작구간에 진입한다. 이때, LED 구동 제어부(500)는 제 2 LED 구동전류(ILED2)를 검출함으로써 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 미만이 되는지 여부를 결정하도록 구성된다. 즉, 검출된 제 2 LED 구동전류(ILED2)가 미리 설정된 값 이하가 되면, LED 구동 제어부(500)는 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 미만이라고 판단하도록 구성될 수 있다.If the voltage level of the rectified voltage Vrec continues to fall and becomes less than the second forward voltage level Vf2 (t5), the LED
계속해서 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 하강하여 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 미만이 되면(t6), 도 5d에 도시된 바와 같이 루프백 보상부(300)로부터 제 2 구동전압이 제 1 LED 그룹(410)에 공급되어 제 1 LED 그룹(410)이 발광하게 된다. 전술한 바와 같이, 이러한 시점에서 별도의 정전류 스위치 제어가 수행되지 않고, 전위차에 의해 자연적으로 루프백 보상부(300)로부터 제 1 LED 그룹(410)으로의 방전이 수행될 수 있다.If the voltage level of the rectified voltage Vrec continues to drop and becomes less than the first forward voltage level Vf1 (t6), the second driving voltage from the
다시 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 상승하여 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 이상이 되면(t8), 다시 도 5a에 도시된 바와 같이 정류전압(Vrec)에 의해 제 1 LED 그룹(410)이 발광하게 된다. 전술한 바와 같은 순차적인 제어과정들이 정류전압(Vrec)의 1 주기마다 주기적으로 반복된다. When the voltage level of the rectified voltage Vrec rises again and becomes equal to or higher than the first forward voltage level Vf1 (t8), the
한편, 도 6의 (d)에서 확인할 수 있는 바와 같이, 정류전압(Vrec)의 모든 구간에 걸쳐 LED 발광부(400)가 거의 일정한 광출력을 유지하고 있음을 확인할 수 있다. 이는 제 2 동작구간에서의 제 2 LED 구동전류(ILED2)를 제 1 LED 구동전류(ILED1)보다 더 낮은 값으로 제어함으로써 달성될 수 있는 효과이다.Meanwhile, as can be seen in (d) of FIG. 6 , it can be confirmed that the LED
이상에서, 설명과 예시의 편의를 위하여, LED 발광부(400)가 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420)의 2개의 LED 그룹들로 이루어진 실시예를 기준으로 설명하였지만, LED 발광부(400)가 3개 또는 4개 또는 그 이상의 LED 그룹들로 이루어진 실시예에 대해서도 동일한 방식이 적용될 수 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이며, 이러한 실시예들이 본 발명의 권리범위에 속한다는 것 역시 당업자에게 자명할 것이다.In the above, for convenience of explanation and illustration, the LED
LED 조명장치(1000)의 제 2 실시예의 구성 및 기능Configuration and function of the second embodiment of the
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명장치의 개략적인 구성 블록도이며, 도 8a 내지 도 8d는 도 7에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명장치의 동작구간별 스위치 제어상태 및 LED 구동전류를 도시한 구성 블록도이다. 이하에서, 도 7 및 도 8a 내지 도 8d를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)의 구성과 기능에 대하여 상세하게 살펴보도록 한다.7 is a schematic structural block diagram of an LED lighting device according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 8A to 8D are the operation sections of the LED lighting device according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. It is a block diagram showing the switch control state and the LED driving current. Hereinafter, the configuration and function of the
도 7에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)는 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420) 사이의 노드와 루프백 보상부(300) 사이에 제 4 스위치(SW4)가 구비된다는 점을 제외하면 도 4에 도시된 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)의 구성이 유사하다. 따라서, 중복되는 구성 및 기능에 대해서는 도 4에 대한 설명을 참조하기로 하며, 이하에서 제 1 실시예와의 차이점을 위주로 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)에 대하여 살펴보도록 한다.The
먼저, 도 7에 도시된 바와 같은 제 4 스위치(SW4)는 LED 구동 제어부(500)의 제어에 따라 루프백 보상부(300)의 충방전 과정을 보다 세밀하게 제어하기 위해 포함될 수 있다.First, the fourth switch SW4 as shown in FIG. 7 may be included to more precisely control the charging/discharging process of the
구체적으로, 제 1 동작구간 동안 제 4 스위치(SW4)는 도 8a에 도시된 바와 같이, 턴-오프 상태를 유지한다. 따라서, 제 1 동작구간 동안 루프백 보상부(300)로 전류가 일체 흐르지 않게 된다.Specifically, during the first operation period, the fourth switch SW4 maintains a turn-off state as shown in FIG. 8A . Accordingly, no current flows to the
다음으로, 도 8b에 도시된 바와 같이, 제 2 동작구간에 진입하는 시점에 제 4 스위치(SW4)가 턴-온되어 정류부(200)와 루프백 보상부(300) 사이의 전류 경로가 연결되며, 이러한 전류 경로를 통해 충전전류(Ic)가 루프백 보상부(300)로 흐를 수 있게 된다.Next, as shown in FIG. 8B , at the time of entering the second operation period, the fourth switch SW4 is turned on and the current path between the
다음으로, 도 8c에 도시된 바와 같이, 충전구간에 진입하는 시점에서도 제 4 스위치(SW4)는 턴-온 상태를 유지하여 지속적으로 루프백 보상부(300)가 충전전류(Ic)에 의해 충전될 수 있게 한다.Next, as shown in FIG. 8C , even at the time of entering the charging section, the fourth switch SW4 maintains the turn-on state so that the
다시, 충전구간으로부터 제 2 동작구간으로 진입하는 시점에서도 도 8b에 도시된 바와 같이, 제 4 스위치(SW4)가 턴-온 상태를 유지한다. 그 다음, 제 2 동작구간으로부터 제 1 동작구간으로 진입하는 시점에, 도 8a에 도시된 바와 같이, 제 4 스위치(SW4)가 턴-오프된다.Again, even when entering the second operation period from the charging period, as shown in FIG. 8B , the fourth switch SW4 maintains the turn-on state. Then, at the time of entering the first operation period from the second operation period, as shown in FIG. 8A , the fourth switch SW4 is turned off.
한편, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 미만이 되면, 제 2 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)가 보상구간에 진입한다. 보상구간 동안에도 제 4 스위치(SW4)는 턴-오프 상태를 유지한다. 도 8d 및 도 8e가 보상구간 동안의 LED 조명장치(1000) 내의 제 1 정전류 스위치(SW1) 내지 제 4 스위치(SW4)의 제어상태를 도시한다.On the other hand, when the voltage level of the rectified voltage Vrec is less than the first forward voltage level Vf1, the
본 발명의 제 2 실시예에 따른 루프백 보상부(300)는 제 1 실시예와 달리 제 2 동작구간 및 제 1 동작구간을 모두 보상할 수 있도록 구성된다는 점을 주목해야 한다. 보다 구체적으로, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 미만이 되면, 전위차에 의해 루프백 보상부(300)로부터 제 2 구동전압이 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420)에 공급되게 된다. 따라서, 이때, 도 8d에 도시된 바와 같이, 제 1 정전류 스위치(SW1)가 턴-오프되며 제 2 정전류 스위치(SW2)는 턴-온 상태를 유지한다. 이때, 제 4 LED 구동전류(ILED4)가 흐르게 되며, 제 4 LED 구동전류(ILED4)는 제 2 정전류 스위치(SW2)에 의해 일정한 값으로 정전류 제어되게 된다. 제 4 LED 구동전류(ILED4)는 제 2 LED 구동전류(ILED2)와 동일한 값으로 설정될 수 있다.It should be noted that, unlike the first embodiment, the
또한, 시간의 경과에 따라 루프백 보상부(300)로부터 공급되는 제 2 구동전압이 하강하여 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 미만이 되면, 제 4 LED 구동전류(ILED4)가 미리 설정된 값 이하로 떨어지게 되며, 이러한 시점에 LED 구동 제어부(500)는 제 1 정전류 스위치(SW1)를 턴-온한다. 따라서, 이러한 구간에서 제 1 LED 그룹(410)만이 발광하게 되며, 이때 흐르게 되는 제 5 LED 구동전류(ILED5)는 제 1 정전류 스위치(SW1)에 의해 미리 설정된 값으로 정전류 제어된다. 제 5 LED 구동전류(ILED5)는 제 1 LED 구동전류(ILED1)와 동일한 값으로 설정될 수 있다.In addition, when the second driving voltage supplied from the
다시 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 상승하여 제 1 순방향 전압레벨(Vf1)에 도달하는 시점이 되면 LED 조명장치(1000)가 도 8a의 상태가 된다. 전술한 바와 같이, 마지막 보상구간에서의 정전류 스위치들의 제어상태와 제 1 구동구간에서의 정전류 스위치들의 제어상태가 동일하므로, 별도의 정전류 스위치들에 대한 제어가 필요한 것은 아니다.When the voltage level of the rectified voltage Vrec rises again to reach the first forward voltage level Vf1, the
LED 조명장치(1000)의 제 3 실시예의 구성 및 기능Configuration and function of the third embodiment of the
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 LED 조명장치의 개략적인 구성 블록도이다. 도 9를 참조하여, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)의 구성과 기능에 대하여 상세하게 살펴보도록 한다.9 is a schematic structural block diagram of an LED lighting device according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9 , the configuration and function of the
도 9에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)는 제 2 LED 그룹(420)과 병렬로 제 2 보상부(310)가 구비된다는 점을 제외하면, 도 4에 도시된 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)의 구성이 유사하다. 따라서, 중복되는 구성 및 기능에 대해서는 도 4에 대한 설명을 참조하기로 하며, 이하에서 제 1 실시예와의 차이점을 위주로 본 발명의 제 3 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)에 대하여 살펴보도록 한다.The
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제 2 보상부(310)는 제 2 커패시터(C2)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 전기적 충방전 소자 및/또는 전기적 충방전 회로를 이용하여 구현될 수 있다. 제 2 보상부(310)는 전술한 바와 같은 제 2 동작구간에서 충전되며, 제 2 동작구간 외의 동작구간(즉, 제 2 LED 그룹(420)이 소등되는 동작구간)에서 제 2 LED 그룹(420)에 제 2 구동전압을 공급하는 기능을 수행하도록 구성된다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같은 제 3 실시예의 경우, 정류전압(Vrec)의 모든 구간에 걸쳐 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420)이 항상 점등상태를 유지할 수 있다.As shown in FIG. 9 , the second compensation unit 310 according to the present invention may be implemented as a second capacitor C2, but is not limited thereto, and various electrical charging/discharging devices and/or electrical charging/discharging circuits. can be implemented using The second compensator 310 is charged in the second operation period as described above, and in an operation period other than the second operation period (ie, an operation period in which the
LED 조명장치(1000)의 제 4 실시예의 구성 및 기능Configuration and function of the fourth embodiment of the
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 LED 조명장치의 개략적인 구성 블록도이다. 도 10을 참조하여, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)의 구성과 기능에 대하여 상세하게 살펴보도록 한다.10 is a schematic structural block diagram of an LED lighting device according to a fourth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10 , the configuration and function of the
도 10에 도시된 본 발명의 제 4 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)는 제 1 LED 구동전류(ILED1)를 원하는 값으로 설정하기 위한 제 1 LED 구동전류 설정부(610), 제 2 LED 구동전류(ILED2)를 원하는 값으로 설정하기 위한 제 2 LED 구동전류 설정부(620), 제 3 LED 구동전류(ILED3)를 원하는 값으로 설정하기 위한 제 3 LED 구동전류 설정부(630)를 더 포함할 수 있다. 이러한 점 외에는, 도 4에 도시된 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)의 구성이 유사하다. 따라서, 중복되는 구성 및 기능에 대해서는 도 4에 대한 설명을 참조하기로 하며, 이하에서 제 1 실시예와의 차이점을 위주로 본 발명의 제 4 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)에 대하여 살펴보도록 한다.The
도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 종래기술에 따른 LED 조명장치(1000)의 경우, 제 1 LED 구동전류(ILED1), 제 2 LED 구동전류(ILED2), 제 3 LED 구동전류(ILED3), 및 제 4 LED 구동전류(ILED4)를 각기 설정할 수 없다는 문제점이 있었다. 즉, 종래기술에 따른 LED 조명장치(1000)의 경우 계단파 형태로 각 동작구간별 LED 구동전류(ILED)를 제어하도록 구성되어 있으므로, 일반적으로 하나의 LED 구동전류(예를 들어, 제 4 LED 구동전류(ILED4))를 설정하고, 나머지 LED 구동전류들은 설정된 LED 구동전류의 비율로서 제어하도록 구성되어 있었다. 예를 들어, 제 3 LED 구동전류(ILED3)는 제 4 LED 구동전류(ILED4)의 80~95%, 제 2 LED 구동전류(ILED2)는 제 4 LED 구동전류(ILED4)의 65~80%, 제 1 LED 구동전류(ILED1)는 제 4 LED 구동전류(ILED4)의 30~65%로 설정되는 방식이었다. 그러나, 이러한 종래기술에 따른 LED 조명장치(1000)의 경우 각각의 LED 구동전류(ILED)만을 별도로 설정할 수 없다는 문제점이 있으며, 이는 특히 플리커 성능을 개선하기 위하여 전술한 바와 같이 비율에 따라 LED 구동전류를 조정하는 것이 아니라, 동작구간별로 임의적으로 LED 구동전류를 설정하기 힘들다는 점에서 문제가 됐다. 따라서, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)의 경우, 제 1 LED 구동전류 설정부(610), 제 2 LED 구동전류 설정부(620), 및 제 3 LED 구동전류 설정부(630)를 각기 별도로 구비하여, 필요에 따라 각각의 LED 구동전류(ILED)를 설정할 수 있도록 구성된다. 도 10에 있어, 이러한 제 1 LED 구동전류 설정부(610), 제 2 LED 구동전류 설정부(620), 및 제 3 LED 구동전류 설정부(630)가 각기 가변저항을 이용하여 구현될 실시예가 도시되어 있지만, 다른 적적한 소자(예를 들어, 커패시터 등) 또는 다른 적절한 회로로 구동전류 설정부가 구현될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.In the case of the
LED 조명장치(1000)의 제 5 실시예의 구성 및 기능Configuration and function of the fifth embodiment of the
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 LED 조명장치의 개략적인 구성 블록도이며, 도 12a 내지 도 12c는 도 11에 도시된 본 발명의 제 5 실시예에 따른 LED 조명장치의 동작구간별 스위치 제어상태 및 LED 구동전류를 도시한 구성 블록도이다. 또한, 도 13은 도 11에 도시된 본 발명의 제 5 실시예에 따른 LED 조명장치의 시간에 따른 정류전압, LED 구동전류, 입력 전류, 및 LED 발광부의 광 출력 관계를 도시한 파형도이다. 이하에서, 도 11 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)의 구성과 기능에 대하여 상세하게 살펴보도록 한다.11 is a schematic structural block diagram of an LED lighting device according to a fifth embodiment of the present invention, and FIGS. 12A to 12C are operation sections of the LED lighting device according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. It is a block diagram showing the switch control state and the LED driving current. Also, FIG. 13 is a waveform diagram illustrating the relationship between the rectified voltage, the LED driving current, the input current, and the light output of the LED light emitting unit according to time of the LED lighting device according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 11 . Hereinafter, the configuration and function of the
먼저, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)는 이상에서 설명된 제 1 실시예 내지 제 4 실시예에 따른 LED 조명장치들(1000)과 동일하게 2단으로 동작한다는 점에 있어 유사한 측면이 있지만, 순차구동되는 것이 아니라 변형 순차구동된다는 점에 있어 차이점이 있다. 기본적으로 "순차구동"이라 함은 정류전압(Vrec)의 1주기를 기준으로 정류전압(Vrec)의 전압레벨에 따라 "1단 동작구간(방전구간) -> 1단 동작구간(비보상구간) -> 2단 동작구간(충전구간) -> 1단 동작구간(비보상구간) -> 1단 동작구간(방전구간)" 순으로 동작구간이 변경되는 구동방식을 의미한다. 반면, 본원발명의 제 5 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)는 정류전압(Vrec)의 1주기를 기준으로 정류전압(Vrec)의 전압레벨에 따라 "2단 동작구간(방전구간) -> 2단 동작구간(비보상구간) -> 1단 동작구간(충전구간) -> 2단 동작구간(비보상구간) -> 2단 동작구간(방전구간)" 순으로 동작구간이 변경되도록 구성되며, 이를 변형 순차구동 방식으로 지칭한다. 즉, 상대적으로 더 낮은 전압레벨 구간에서 더 많은 LED 그룹들이 발광하게 되며, 상대적으로 더 높은 전압레벨 구간에서 더 적은 LED 그룹들이 발광하게 되며 동시에 루프백 보상부(300)가 충전된다. 또한, 이러한 실시예에 있어 충전구간에 진입 및 이탈하는 기준이 되는 충전구간 진입 전압레벨(Vcharge)은 제 2 순방향 전압레벨(Vf2)보다 더 높다. 또한, 이러한 실시예에 있어, 루프백 보상부(300)는 제 2 순방향 전압레벨 보상을 수행할 수 있으도록 선택된다. 즉, 루프백 보상부(300)는 보상구간 동안 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420)에 제 2 구동전압을 공급할 수 있도록 그 용량이 결정된다.First, the
본 발명의 제 5 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)에 있어, 전술한 바와 같은 기능을 수행하기 위하여 루프백 보상부(300)가, 도 11에 도시된 바와 같이, 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420) 사이의 노드와 제 1 정전류 스위치(SW1) 사이에 위치되어 1단 동작구간 동안 충전되고, 비보상구간 동안 방전 경로를 통해 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420)에 제 3 LED 구동전류(ILED3)를 공급하도록 구성된다.In the
또한, 전술한 바와 같은 기능을 수행하기 위하여, 본 발명의 본 발명의 제 5 실시예에 따른 LED 구동 제어부(500)는 정류전압(Vrec)의 전압레벨에 따라 제 1 정전류 스위치(SW1) 및 제 2 정전류 스위치(SW2)를 제어하여 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420)의 변형 순차구동을 제어하도록 구성된다. 이러한 제 1 정전류 스위치(SW1) 및 제 2 정전류 스위치(SW2)를 제어는 전술한 바와 같은 구동전압 검출방식 또는 구동전류 검출방식 중 하나의 방식에 기초하여 수행될 수 있다. 이하에서, 도 12a 내지 도 12c, 및 도 13을 참조하여, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)의 구동제어 과정에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.In addition, in order to perform the function as described above, the LED
먼저, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)가 기동되는 시점에 도 12a에 도시되어 있는 바와 제 2 정전류 스위치(SW2)가 턴-온되어 있고 제 1 정전류 스위치(SW1)가 턴-오프되어 있는 상태이다. LED 조명장치(1000)의 기동시, 도 13에 도시된 바와 같이, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 2 순방향 전압레벨(Vf2)에 도달하기 이전에는 LED 구동전류가 흐르지 않으며, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 2 순방향 전압레벨(Vf2)에 도달하는 시점(t1)부터 제 2 전류 경로(P2)를 통해 제 2 LED 구동전류(ILED2)가 흐르게 된다. 이러한 상태가 도 12a에 도시되어 있다. 이때, 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420)을 통해 흐르는 LED 구동전류(ILED)는 미리 설정된 제 2 LED 구동전류(ILED2)의 값으로 제 2 정전류 스위치(SW2)에 의해 정전류 제어되게 된다.First, when the
또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 시간이 경과함에 따라 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 상승하여 충전구간 진입 전압레벨(Vcharge)에 도달하면(t2), LED 구동 제어부(500)는 제 2 정전류 스위치(SW2)를 턴-오프하고 제 1 정전류 스위치(SW1)를 턴-온함으로써 충전구간에 진입한다. 여기에서, 충전구간 진입 전압레벨(Vcharge)이란 제 1 LED 그룹(410)과 루프백 보상부(300)가 서로 직렬로 연결된 상태에서 충전전류(Ic)가 흐르기 시작하는 임계 전압레벨을 의미한다. 이러한 상태의 구성 블록도가 도 12b에 도시되어 있다. 도 12b에 도시된 바와 같이, 충전구간에서 제 2 정전류 스위치(SW2)가 턴-오프된 상태이므로, 제 1 LED 구동전류(ILED1)가 제 1 전류 경로(P1)를 통해 제 1 LED 그룹(410) 및 루프백 보상부(300)를 통해 흐르게 된다. 따라서, 이러한 충전구간에서, 제 1 LED 그룹(410)만이 발광하게 되며 제 2 LED 그룹(420)은 소등된다. LED 구동 제어부(500)는 충전구간 동안 제 1 전류 경로(P1)를 통해 흐르는 제 1 LED 구동전류(ILED1)를 계속해서 검출하여 이를 미리 설정된 제 1 LED 구동전류(ILED1) 값으로 정전류 제어한다.In addition, as shown in FIG. 13 , when the voltage level of the rectified voltage Vrec increases as time elapses and reaches the charging section entry voltage level Vcharge (t2), the LED
한편, 이러한 제 1 동작구간 동안 제 1 LED 그룹(410)만이 발광하게 되므로, 제 2 동작구간보다 제 1 동작구간에서 발광하게 되는 LED들의 수가 감소하게 된다. 따라서, LED 발광부(400)의 광출력을 제 1 동작구간과 제 2 동작구간에서 거의 일정하게 유지하기 위하여, 제 2 LED 구동전류(ILED2)는 제 1 LED 구동전류(ILED1)보다 낮은 값으로 설정될 수 있다. 보다 바람직하게, 동작구간별로 발광하게 되는 LED들의 수에 반비례 관계가 성립되어 동작구간별 광출력이 거의 동일해지도록, 제 2 LED 구동전류(ILED2)와 제 1 LED 구동전류(ILED1) 간의 관계가 설정될 수 있다. 따라서, 도 13의 (e)에서 확인할 수 있는 바와 같이, 전 구간에 걸쳐 LED 조명장치(1000)의 광 출력이 일정하게 유지될 수 있다.Meanwhile, since only the
도 13에 도시된 바와 같이, 시간의 경과에 따라 정류전압(Vrec)이 최대 전압레벨에 도달한 후 점차 감소하여 충전구간 진입 전압레벨(Vcharge) 미만이 되면(t3), LED 구동 제어부(500)는 충전구간(즉, 제 1 동작구간)에서 이탈하는 것으로 판단하고 다시 도 12a에 도시된 상태로 제 1 정전류 스위치(SW1) 및 제 2 정전류 스위치(SW2)를 제어하여 제 2 동작구간으로 복귀한다. 즉, LED 구동 제어부(500)는 제 1 정전류 스위치(SW1)를 턴-오프하고 제 2 정전류 스위치(SW2)를 턴-온한다.As shown in FIG. 13 , as time elapses, the rectified voltage Vrec gradually decreases after reaching the maximum voltage level and becomes less than the charging section entry voltage level Vcharge (t3), the LED
도 13에 도시된 바와 같이, 시간의 경과에 따라 계속해서 정류전압(Vrec)이 감소하여 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 미만이 되면(t4), LED 구동 제어부(500)는 도 12c에 도시된 상태로 제 1 정전류 스위치(SW1) 및 제 2 정전류 스위치(SW2)를 제어하여 보상구간으로 진입한다. 도 12a와 도 12c를 비교하면 알 수 있듯이, 도 12a의 정전류 스위치들의 제어 상태와 도 12c의 정전류 스위치들의 제어상태가 동일하다. 따라서, 실질적으로 정전류 스위치들의 제어는 일어나지 않을 수 있으며, 단지 전위차이로 인하여 자연적으로 루프백 보상부(300)로부터 제 2 구동전압이 방전경로를 통해 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420)에 공급되게 된다. 따라서, 보상구간 동안, 루프백 보상부(300)로부터 제 2 구동전압이 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420)에 제공되게 되며, 그에 따라, 제 2 전류 경로를 통해 제 3 LED 구동전류(ILED3)가 흐르게 되고, 제 1 LED 그룹(410) 및 제 2 LED 그룹(420)의 점등상태가 유지된다. 이때, 제 3 LED 구동전류(ILED3)는 실질적으로 제 2 LED 구동전류(ILED2)와 동일할 수 있다.As shown in FIG. 13, when the rectified voltage Vrec continues to decrease over time and becomes less than the second forward voltage level Vf2 (t4), the LED
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)에 있어, 초기 기동 후 이후의 정류전압(Vrec)의 1주기 동안 "2단 동작구간(방전구간) -> 2단 동작구간(비보상구간) -> 1단 동작구간(충전구간) -> 2단 동작구간(비보상구간) -> 2단 동작구간(방전구간)"에 대한 제어가 순차적으로 수행되며, 정류전압(Vrec)의 매주기마다 이러한 제어가 주기적으로 반복된다.As described above, in the
이상에서 설명된 바와 같은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)를 이용하는 경우, 전술된 제 1 실시예 내지 제 4 실시예에 비하여, (i) 보상구간에서 모든 LED 그룹들이 발광하게 되므로 광 균일성이 향상되고, (ii) 전기적인 특성들(역률, 전고조파 왜곡률 등)이 향상되며, (iii) 정전류 스위치의 수가 감소되기 때문에 회로 설계가 용이하고 제조단가를 줄이는 효과를 기대할 수 있다.When using the
1000 : LED 조명장치 200 : 정류부
300 : 루프백 보상부 310 : 제 2 보상부
400 : LED 발광부 410 : 제 1 LED 그룹
420 : 제 2 LED 그룹 500 : LED 구동 제어부
SW1 : 제 1 정전류 스위치 SW2 : 제 2 정전류 스위치
SW3 : 제 3 정전류 스위치 SW4 : 제 4 스위치
610: 제 1 LED 구동전류 설정부 620: 제 2 LED 구동전류 설정부
630: 제 3 LED 구동전류 설정부1000: LED lighting device 200: rectifying unit
300: loopback compensation unit 310: second compensation unit
400: LED light emitting unit 410: first LED group
420: second LED group 500: LED driving control unit
SW1: first constant current switch SW2: second constant current switch
SW3: third constant current switch SW4: fourth switch
610: first LED driving current setting unit 620: second LED driving current setting unit
630: third LED driving current setting unit
Claims (27)
제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹(n은 2 이상의 양의 정수)을 포함하여 구성되고, 비보상 구간에서 상기 정류부로부터 상기 정류전압을 상기 제 1 구동전압으로서 공급받아 발광하며, 보상구간에서 루프백 보상부로부터 제 2 구동전압을 공급받아 발광하는 LED 발광부;
제 n-1 LED 그룹 및 상기 제 n LED 그룹 사이의 노드와 LED 구동 제어부 사이에 위치되고, 충전구간에서 상기 정류전압을 이용하여 에너지를 충전하며, 상기 보상구간에서 상기 LED 발광부에 상기 제 2 구동전압을 제공하는 루프백(loop-back) 보상부;및
상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 각기 연결된 정전류 스위치들을 통해 흐르는 LED 구동전류를 검출하고, 검출된 LED 구동전류에 따라 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹의 순차구동을 제어하는 LED 구동 제어부를 포함하고,
상기 LED 구동 제어부는 상기 루프백 보상부에 연결된 정전류 스위치를 통해 흐르는 충전전류를 검출하여 충전구간 진입 및 이탈 여부를 판단하며, 충전구간 진입 시점에 상기 제 n LED 그룹에 연결된 정전류 스위치를 턴-오프하고, 충전구간 이탈 시점에 상기 제 n LED 그룹에 연결된 정전류 스위치를 턴-온하는, LED 조명장치.
a rectifying unit for full-wave rectification of an AC voltage connected to the AC power source and providing the full-wave rectified rectified voltage as a first driving voltage to the LED light emitting unit;
The first LED group to the nth LED group (n is a positive integer greater than or equal to 2) is configured to include, and is supplied with the rectified voltage from the rectifier as the first driving voltage in the non-compensation section to emit light, and loopback in the compensation section an LED light emitting unit receiving a second driving voltage from the compensating unit and emitting light;
It is located between the n-1 th LED group and the node between the n th LED group and the LED driving control unit, and charges energy using the rectified voltage in the charging period, and the second in the LED light emitting unit in the compensation period. A loop-back compensator providing a driving voltage; And
LEDs for detecting LED driving current flowing through constant current switches respectively connected to the first LED group to the nth LED group, and controlling sequential driving of the first LED group to the nth LED group according to the detected LED driving current comprising a drive control unit;
The LED driving control unit detects the charging current flowing through the constant current switch connected to the loopback compensator to determine whether to enter or leave the charging period, and turns off the constant current switch connected to the nth LED group at the time of entering the charging period. , The LED lighting device that turns on the constant current switch connected to the nth LED group at the time of departure from the charging section.
상기 LED 구동 제어부는 상기 정류전압의 상승에 따라 제 n-1 동작구간으로부터 제 n 동작구간으로 진입하는 시점에 상기 루프백 보상부에 연결된 정전류 스위치를 턴-온하고 이를 통해 흐르는 충전전류를 검출하며, 검출된 충전전류가 미리 설정된 값 이상으로 상승하는 경우 상기 제 n LED 그룹을 소등하고 충전구간에 진입하며, 상기 충전구간에 진입한 후 상기 검출된 충전전류가 미리 설정된 값 이하로 떨어지는 경우 상기 제 n LED 그룹을 다시 점등하여 다시 제 n 동작구간에 진입하는, LED 조명장치.
The method of claim 1,
The LED driving control unit turns on the constant current switch connected to the loopback compensator at the time of entering the nth operation period from the n-1 th operation period according to the rise of the rectified voltage and detects the charging current flowing therethrough, When the detected charging current rises above a preset value, the nth LED group is turned off and enters a charging section, and when the detected charging current falls below a preset value after entering the charging section, the nth LED group is turned off An LED lighting device that re-lights the LED group and enters the n-th operation section again.
상기 LED 구동 제어부는:
상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹 각각의 캐소드단에 각기 연결되어 상기 동작구간 따라 제 1 전류 경로 내지 제 n 전류 경로를 연결하거나 또는 분리하고, 각각의 동작구간에서 상기 LED 구동전류를 정전류 제어하기 위한 제 1 정전류 스위치 내지 제 n 정전류 스위치; 및
상기 루프백 보상부와 상기 LED 구동 제어부 사이에 위치되어 상기 루프백 보상부와 상기 LED 구동 제어부 사이의 제 n+1 전류 경로를 연결하거나 또는 분리하고, 상기 충전구간에서 제 n+1 LED 구동전류를 정전류 제어하는 제 n+1 정전류 스위치를 포함하는, LED 조명장치.
3. The method of claim 2,
The LED driving control unit is:
Each of the first LED group to the nth LED group is connected to the cathode terminal to connect or separate the first current path to the nth current path according to the operation period, and the LED driving current is converted into a constant current in each operation period. a first constant current switch to an nth constant current switch for controlling; and
It is located between the loopback compensator and the LED driving control unit to connect or disconnect the n+1th current path between the loopback compensator and the LED driving control unit, and converts the n+1th LED driving current into a constant current in the charging section. An n+1 th constant current switch for controlling, the LED lighting device.
상기 제 n+1 LED 구동전류 값은 제 n-1 구동전류 값과 동일하게 설정되는, LED 조명장치.
4. The method of claim 3,
The n+1th LED driving current value is set equal to the n-1th driving current value, the LED lighting device.
상기 LED 구동 제어부는 동작구간별로 발광되는 LED들의 총 수에 기초하여 각 동작구간별 LED 구동전류(제 1 LED 구동전류 내지 제 n LED 구동전류) 값을 설정하고, 설정된 동작구간별 LED 구동전류 값에 따라 해당 동작구간에서의 LED 구동전류를 정전류 제어하되, 상기 제 1 LED 구동전류 내지 제 n LED 구동전류는 순차적으로 감소되는 방식으로 설정되는, LED 조명장치.
The method of claim 1,
The LED driving control unit sets the LED driving current (first LED driving current to the nth LED driving current) value for each operation section based on the total number of LEDs emitted for each operation section, and sets the LED driving current value for each operation section In accordance with the constant current control of the LED driving current in the corresponding operation section, the first LED driving current to the nth LED driving current are set in a sequentially decreasing manner.
상기 LED 구동 제어부는 동작구간별로 발광되는 LED들의 총 수에 역비례하도록 각 동작구간별 LED 구동전류(제 1 LED 구동전류 내지 제 n LED 구동전류) 값을 설정하고, 설정된 동작구간별 LED 구동전류 값에 따라 해당 동작구간에서의 LED 구동전류를 정전류 제어하는, LED 조명장치.
The method of claim 1,
The LED driving control unit sets the LED driving current (first LED driving current to nth LED driving current) value for each operation section so as to be inversely proportional to the total number of LEDs emitted for each operation section, and sets the LED driving current value for each operation section. An LED lighting device that controls the LED driving current in the corresponding operation section with constant current according to the
상기 LED 발광부는 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 포함하며,
제 1 동작구간 동안의 상기 제 1 LED 그룹의 광 출력과 제 2 동작구간 동안의 상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹의 광 출력 사이의 차이는 미리 설정된 광 출력 편차 이하인, LED 조명장치.
The method of claim 1,
The LED light emitting unit includes a first LED group and a second LED group,
The difference between the light output of the first LED group during the first operation period and the light output of the first LED group and the second LED group during the second operation period is equal to or less than a preset light output deviation.
상기 LED 발광부는 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 포함하며,
상기 제 2 구동전압은 상기 제 1 LED 그룹의 순방향 전압레벨 이상인, LED 조명장치.
The method of claim 1,
The LED light emitting unit includes a first LED group and a second LED group,
The second driving voltage is equal to or higher than the forward voltage level of the first LED group, the LED lighting device.
상기 LED 발광부는 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 포함하며,
상기 제 1 LED 그룹의 순방향 전압레벨이 상기 제 2 LED 그룹의 순방향 전압레벨보다 큰, LED 조명장치.
The method of claim 1,
The LED light emitting unit includes a first LED group and a second LED group,
and a forward voltage level of the first LED group is greater than a forward voltage level of the second LED group.
상기 LED 조명장치는,
상기 제 n-1 LED 그룹 및 상기 제 n LED 그룹 사이의 노드와 상기 루프백 보상부 사이에 위치되어 상기 LED 구동 제어부의 제어에 따라 턴-온 또는 턴-오프되는 제 n+2 스위치를 더 포함하며,
상기 LED 구동 제어부는 상기 제 n 동작구간 진입 시점에 상기 제 n+2 스위치를 턴-온하고, 상기 보상구간 진입 시점에 상기 제 n+2 스위치를 턴-오프하는, LED 조명장치.
3. The method of claim 2,
The LED lighting device,
The n-1 th LED group and the n+2 th switch positioned between the loopback compensator and the node between the n-1 th LED group and turned on or off according to the control of the LED driving controller further comprises: ,
The LED driving control unit turns on the n + 2 th switch at the time of entering the n th operation period, and turns off the n + 2 th switch at the time of entering the compensation period, the LED lighting device.
상기 LED 조명장치는,
상기 제 n LED 그룹에 병렬로 연결되며, 상기 제 n 동작구간 동안 충전되고 상기 제 n LED 그룹이 발광하지 않는 비발광 구간 동안 상기 제 n LED 그룹에 구동전압을 공급하는 제 2 보상부를 더 포함하는, LED 조명장치.
3. The method of claim 2,
The LED lighting device,
A second compensator connected in parallel to the n-th LED group, charged during the n-th operation period and supplying a driving voltage to the n-th LED group during a non-emission period in which the n-th LED group does not emit light, further comprising , LED lighting devices.
상기 LED 구동 제어부는 각각 제 1 LED 구동전류 값 내지 제 n+1 LED 구동전류 값 중 대응되는 LED 구동전류 값을 설정할 수 있는 제 1 LED 구동전류 설정부 내지 제 n+1 LED 구동전류 설정부를 더 포함하는, LED 조명장치.
The method of claim 1,
The LED driving control unit further includes a first LED driving current setting unit to an n+1th LED driving current setting unit capable of setting a corresponding LED driving current value among the first LED driving current value to the n+1th LED driving current value, respectively. Including, LED lighting system.
상기 제 1 LED 구동전류 설정부 내지 상기 제 n+1 LED 구동전류 설정부 각각은 가변저항으로 구성되는, LED 조명장치.
13. The method of claim 12,
Each of the first LED driving current setting unit to the n+1th LED driving current setting unit is composed of a variable resistor, an LED lighting device.
제 n-1 LED 그룹 및 상기 제 n LED 그룹 사이의 노드와 LED 구동 제어부 사이에 위치되고, 충전구간에서 상기 정류전압을 이용하여 에너지를 충전하며, 보상구간에서 상기 LED 발광부에 제 2 구동전압을 제공하는 루프백(loop-back) 보상부;및
상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 각기 연결된 정전류 스위치들을 통해 흐르는 LED 구동전류를 검출하고, 검출된 LED 구동전류에 따라 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹의 순차구동을 제어하는 LED 구동 제어부를 포함하고,
상기 LED 구동 제어부는 상기 루프백 보상부에 연결된 정전류 스위치를 통해 흐르는 충전전류를 검출하여 충전구간 진입 및 이탈 여부를 판단하며, 충전구간 진입 시점에 상기 제 n LED 그룹에 연결된 정전류 스위치를 턴-오프하고, 충전구간 이탈 시점에 상기 제 n LED 그룹에 연결된 정전류 스위치를 턴-온하는, LED 구동회로.
An LED driving circuit comprising a first LED group to an nth LED group (n is a positive integer of 2 or more) and controlling the driving of an LED light emitting unit receiving a full-wave rectified rectified voltage from the rectifying unit as a first driving voltage,
It is located between the n-1 th LED group and the node between the n th LED group and the LED driving control unit, and charges energy using the rectified voltage in the charging period, and a second driving voltage to the LED light emitting unit in the compensation period. A loop-back compensation unit that provides; And
LEDs for detecting LED driving current flowing through constant current switches respectively connected to the first LED group to the nth LED group, and controlling sequential driving of the first LED group to the nth LED group according to the detected LED driving current comprising a drive control unit;
The LED driving control unit detects the charging current flowing through the constant current switch connected to the loopback compensator to determine whether to enter or leave the charging period, and turns off the constant current switch connected to the nth LED group at the time of entering the charging period. , LED driving circuit for turning on the constant current switch connected to the nth LED group at the time of departure from the charging section.
상기 LED 구동 제어부는 상기 정류전압의 상승에 따라 제 n-1 동작구간으로부터 제 n 동작구간으로 진입하는 시점에 상기 루프백 보상부에 연결된 정전류 스위치를 턴-온하고 이를 통해 흐르는 충전전류를 검출하며, 검출된 충전전류가 미리 설정된 값 이상으로 상승하는 경우 상기 제 n LED 그룹을 소등하고 충전구간에 진입하며, 상기 충전구간에 진입한 후 상기 검출된 충전전류가 미리 설정된 값 이하로 떨어지는 경우 상기 제 n LED 그룹을 다시 점등하여 다시 제 n 동작구간에 진입하는, LED 구동회로.
15. The method of claim 14,
The LED driving control unit turns on the constant current switch connected to the loopback compensator at the time of entering the nth operation period from the n-1 th operation period according to the rise of the rectified voltage and detects the charging current flowing therethrough, When the detected charging current rises above a preset value, the nth LED group is turned off and enters a charging section, and when the detected charging current falls below a preset value after entering the charging section, the nth LED group is turned off An LED driving circuit that re-lights the LED group and enters the n-th operation section again.
상기 LED 구동 제어부는:
상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹 각각의 캐소드단에 각기 연결되어 상기 동작구간 따라 제 1 전류 경로 내지 제 n 전류 경로를 연결하거나 또는 분리하고, 각각의 동작구간에서 상기 LED 구동전류를 정전류 제어하기 위한 제 1 정전류 스위치 내지 제 n 정전류 스위치; 및
상기 루프백 보상부와 상기 LED 구동 제어부 사이에 위치되어 상기 루프백 보상부와 상기 LED 구동 제어부 사이의 제 n+1 전류 경로를 연결하거나 또는 분리하고, 상기 충전구간에서 제 n+1 LED 구동전류를 정전류 제어하는 제 n+1 정전류 스위치를 포함하는, LED 구동회로.
16. The method of claim 15,
The LED driving control unit is:
Each of the first LED group to the nth LED group is connected to the cathode terminal to connect or separate the first current path to the nth current path according to the operation period, and the LED driving current is converted into a constant current in each operation period. a first constant current switch to an nth constant current switch for controlling; and
It is located between the loopback compensator and the LED driving control unit to connect or disconnect the n+1th current path between the loopback compensator and the LED driving control unit, and converts the n+1th LED driving current into a constant current in the charging section. Including an n+1th constant current switch for controlling, the LED driving circuit.
상기 제 n+1 LED 구동전류 값은 제 n-1 구동전류 값과 동일하게 설정되는, LED 구동회로.
17. The method of claim 16,
The n+1th LED driving current value is set equal to the n-1th driving current value.
상기 LED 구동 제어부는 동작구간별로 발광되는 LED들의 총 수에 기초하여 각 동작구간별 LED 구동전류(제 1 LED 구동전류 내지 제 n LED 구동전류) 값을 설정하고, 설정된 동작구간별 LED 구동전류 값에 따라 해당 동작구간에서의 LED 구동전류를 정전류 제어하되, 상기 제 1 LED 구동전류 내지 제 n LED 구동전류는 순차적으로 감소되는 방식으로 설정되는, LED 구동회로.
15. The method of claim 14,
The LED driving control unit sets the LED driving current (first LED driving current to the nth LED driving current) value for each operation section based on the total number of LEDs emitted for each operation section, and sets the LED driving current value for each operation section In accordance with the constant current control of the LED driving current in the corresponding operation period, the first LED driving current to the nth LED driving current are set in a sequentially decreasing manner.
상기 LED 구동 제어부는 동작구간별로 발광되는 LED들의 총 수에 역비례하도록 각 동작구간별 LED 구동전류(제 1 LED 구동전류 내지 제 n LED 구동전류) 값을 설정하고, 설정된 동작구간별 LED 구동전류 값에 따라 해당 동작구간에서의 LED 구동전류를 정전류 제어하는, LED 구동회로.
15. The method of claim 14,
The LED driving control unit sets the LED driving current (first LED driving current to nth LED driving current) value for each operation section so as to be inversely proportional to the total number of LEDs emitted for each operation section, and sets the LED driving current value for each operation section. LED driving circuit that controls the LED driving current in the corresponding operation section with constant current according to the
상기 LED 발광부가 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 포함하는 경우,
상기 제 2 구동전압은 상기 제 1 LED 그룹의 순방향 전압레벨 이상인, LED 구동회로.
15. The method of claim 14,
When the LED light emitting unit includes a first LED group and a second LED group,
The second driving voltage is equal to or higher than the forward voltage level of the first LED group, the LED driving circuit.
상기 LED 발광부가 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 포함하는 경우,
상기 제 1 LED 그룹의 순방향 전압레벨이 상기 제 2 LED 그룹의 순방향 전압레벨보다 큰, LED 구동회로.
15. The method of claim 14,
When the LED light emitting unit includes a first LED group and a second LED group,
and a forward voltage level of the first LED group is greater than a forward voltage level of the second LED group.
상기 LED 구동회로는,
상기 제 n-1 LED 그룹 및 상기 제 n LED 그룹 사이의 노드와 상기 루프백 보상부 사이에 위치되어 상기 LED 구동 제어부의 제어에 따라 턴-온 또는 턴-오프되는 제 n+2 스위치를 더 포함하며,
상기 LED 구동 제어부는 상기 제 n 동작구간 진입 시점에 상기 제 n+2 스위치를 턴-온하고, 상기 보상구간 진입 시점에 상기 제 n+2 스위치를 턴-오프하는, LED 구동회로.
16. The method of claim 15,
The LED driving circuit,
The n-1 th LED group and the n+2 th switch positioned between the loopback compensator and the node between the n-1 th LED group and turned on or off according to the control of the LED driving controller further comprises: ,
The LED driving control unit turns on the n+2 th switch at the time of entering the nth operation period, and turns off the n+2 th switch at the time of entering the compensation period, the LED driving circuit.
상기 LED 구동회로는,
상기 제 n LED 그룹에 병렬로 연결되며, 상기 제 n 동작구간 동안 충전되고 상기 제 n LED 그룹이 발광하지 않는 비발광 구간 동안 상기 제 n LED 그룹에 구동전압을 공급하는 제 2 보상부를 더 포함하는, LED 구동회로.
16. The method of claim 15,
The LED driving circuit,
A second compensator connected in parallel to the n-th LED group, charged during the n-th operation period and supplying a driving voltage to the n-th LED group during a non-emission period in which the n-th LED group does not emit light, further comprising , LED driving circuit.
상기 LED 구동 제어부는 각각 제 1 LED 구동전류 값 내지 제 n+1 LED 구동전류 값 중 대응되는 LED 구동전류 값을 설정할 수 있는 제 1 LED 구동전류 설정부 내지 제 n+1 LED 구동전류 설정부를 더 포함하는, LED 구동회로.
15. The method of claim 14,
The LED driving control unit further includes a first LED driving current setting unit to an n+1th LED driving current setting unit capable of setting a corresponding LED driving current value among the first LED driving current value to the n+1th LED driving current value, respectively. Including, LED driving circuit.
상기 제 1 LED 구동전류 설정부 내지 상기 제 n+1 LED 구동전류 설정부 각각은 가변저항으로 구성되는, LED 구동회로.
25. The method of claim 24,
Each of the first LED driving current setting unit to the n+1th LED driving current setting unit is composed of a variable resistor, an LED driving circuit.
제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 포함하여 구성되고, 비보상 구간에서 상기 정류부로부터 상기 정류전압을 상기 제 1 구동전압으로서 공급받아 발광하며, 보상구간에서 루프백 보상부로부터 제 2 구동전압을 공급받아 발광하는 LED 발광부;
상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹 사이의 노드와 LED 구동 제어부 사이에 위치되고, 충전구간(제 1 동작구간)에서 상기 정류전압을 이용하여 에너지를 충전하며, 상기 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹에 상기 제 2 구동전압을 제공하는 루프백 보상부;및
상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹에 각기 연결된 정전류 스위치들을 통해 흐르는 LED 구동전류를 검출하고, 검출된 LED 구동전류에 따라 상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹의 변형 순차구동을 제어하는 LED 구동 제어부를 포함하고,
상기 LED 구동 제어부는 상기 루프백 보상부에 연결된 정전류 스위치를 통해 흐르는 충전전류를 검출하여 충전구간 진입 및 이탈 여부를 판단하며, 충전구간 진입 시점에 상기 제 2 LED 그룹에 연결된 정전류 스위치를 턴-오프하고, 충전구간 이탈 시점에 상기 제 2 LED 그룹에 연결된 정전류 스위치를 턴-온하는, LED 조명장치.
a rectifying unit for full-wave rectification of an AC voltage connected to the AC power source and providing the full-wave rectified rectified voltage as a first driving voltage to the LED light emitting unit;
Consists of a first LED group and a second LED group, receives the rectified voltage from the rectifier as the first driving voltage in the non-compensation section to emit light, and supplies a second drive voltage from the loopback compensator in the compensation section an LED light emitting unit that receives and emits light;
It is located between a node between the first LED group and the second LED group and an LED driving control unit, and charges energy using the rectified voltage in a charging period (first operation period), and in the compensation period, the first a loopback compensator providing the second driving voltage to the LED group and the second LED group; And
The LED driving current flowing through the constant current switches respectively connected to the first LED group and the second LED group is detected, and the transformation sequential driving of the first LED group and the second LED group is controlled according to the detected LED driving current. Including an LED driving control unit,
The LED driving control unit detects the charging current flowing through the constant current switch connected to the loopback compensation unit to determine whether to enter or leave the charging period, and turns off the constant current switch connected to the second LED group at the time of entering the charging period. , The LED lighting device that turns on the constant current switch connected to the second LED group at the time of departure from the charging section.
상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹 사이의 노드와 LED 구동 제어부 사이에 위치되고, 충전구간(제 1 동작구간)에서 상기 정류전압을 이용하여 에너지를 충전하며, 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹에 제 2 구동전압을 제공하는 루프백 보상부;및
상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹에 각기 연결된 정전류 스위치들을 통해 흐르는 LED 구동전류를 검출하고, 검출된 LED 구동전류에 따라 상기 제 1 LED 그룹 및 상기 제 2 LED 그룹의 변형 순차구동을 제어하는 LED 구동 제어부를 포함하고,
상기 LED 구동 제어부는 상기 루프백 보상부에 연결된 정전류 스위치를 통해 흐르는 충전전류를 검출하여 충전구간 진입 및 이탈 여부를 판단하며, 충전구간 진입 시점에 상기 제 2 LED 그룹에 연결된 정전류 스위치를 턴-오프하고, 충전구간 이탈 시점에 상기 제 2 LED 그룹에 연결된 정전류 스위치를 턴-온하는, LED 조명장치.An LED driving circuit comprising a first LED group and a second LED group, the LED driving circuit controlling the driving of an LED light emitting unit receiving a full-wave rectified rectified voltage from the rectifying unit as a first driving voltage,
It is located between a node between the first LED group and the second LED group and an LED driving control unit, and charges energy using the rectified voltage in a charging period (first operation period), and in a compensation period, the first LED a loopback compensator for providing a second driving voltage to the group and the second LED group; And
The LED driving current flowing through the constant current switches respectively connected to the first LED group and the second LED group is detected, and the transformation sequential driving of the first LED group and the second LED group is controlled according to the detected LED driving current. Including an LED driving control unit,
The LED driving control unit detects the charging current flowing through the constant current switch connected to the loopback compensation unit to determine whether to enter or leave the charging period, and turns off the constant current switch connected to the second LED group at the time of entering the charging period. , The LED lighting device that turns on the constant current switch connected to the second LED group at the time of departure from the charging section.
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