KR102453820B1 - 발광소자 구동회로 및 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플리커를 개선함과 동시에 광 효율 및 전기 특성을 향상시킬 수 있는 발광소자 구동회로 및 조명장치가 개시된다.
개시된 발광소자 구동회로는 선택된 조광수준에 따라 입력된 교류전압을 변조하는 조광기와, 조광기로부터 출력되는 변조된 교류전압을 전파정류하여 구동전압을 생성 및 출력하는 정류부와, 정류부의 구동전압을 입력받아 선택된 조광수준을 검출하고, 검출된 조광수준에 따라 복수의 발광소자 그룹의 구동모드를 제어하는 구동모듈을 포함하고, 구동모듈은 복수의 발광소자 그룹 전체를 구동시키는 저항 구동모드 또는 순차 구동모드 중 하나를 선택하여 광 효율 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.

Description

발광소자 구동회로 및 조명장치{DRIVING CIRCUIT AND LIGHTING APPARATUS FOR LIGHT EMITTING DIODE}
본 발명은 발광소자 구동회로 및 조명장치에 관한 것으로, 플리커를 개선함과 동시에 광 효율 및 전기 특성을 향상시킬 수 있는 발광소자 구동회로 및 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 발광소자와 같은 발광용 2극(Diode) 소자는 다이오드 특성에 의해 직류(DC) 전원에서만 구동할 수 있었다. 이에 종래의 발광 소자를 이용한 발광 장치는 그 사용이 제한적일 뿐 아니라, 현재 가정에서 사용하는 교류(AC) 220V의 전원에서 사용하기 위해서는 스위칭 전원(SMPS)와 같은 별도의 회로를 포함하여야 한다. 이에 따라 발광 장치의 회로가 복잡해지고, 이의 제작 단가가 높아지게 되는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 다수의 발광 셀을 직렬 또는 병렬 연결하여 AC전원에서도 구동할 수 있는 발광 소자에 관한 연구가 활발히 진행 중이다.
전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 교류전원을 이용한 발광소자의 순차구동 방식이 제안되었다. 이러한 순차구동 방식에 따르면, 3개의 발광소자 그룹들을 포함하고 있는 조명장치를 가정할 때, 입력전압이 시간에 따라 증가하는 상황에서, 제1 순방향 전압레벨 내지 제2 순방향 전압레벨보다 높은 제2 순방향 전압레벨에서 제1 발광소자 그룹이 먼저 발광을 시작하고, 제2 순방향 전압레벨 내지 제2 순방향 전압레벨보다 높은 전압인 제3 순방향 전압레벨에서 제2 발광소자 그룹이 제1 발광소자 그룹과 직렬로 연결되어 제2 발광소자 그룹이 발광을 시작하며, 제3 순방향 전압레벨 내지 제3 순방향 전압레벨보다 높은 전압인 제4 순방향 전압레벨에서 제3 발광소자 그룹이 제2 발광소자 그룹 및 제1 발광소자 그룹과 직렬로 연결된 제3 발광소자 그룹이 발광을 시작하게 된다. 한편, 입력전압이 시간에 따라 감소하는 상황에서, 제2 순방향 전압레벨 내지 제3 순방향 전압레벨에서 제3 발광소자 그룹이 먼저 발광을 중지하고, 제1 순방향 전압레벨 내지 제2 순방향 전압레벨에서 제2 발광소자 그룹이 발광을 중지하며, 제1 순방향 전압레벨 이하의 전압레벨에서 제1 발광소자 그룹이 마지막으로 발광을 중지함으로써, 발광소자 구동전류가 입력전압에 근사하도록 설계된다.
그러나, 일반적인 순차구동 방식의 발광소자 구동회로는 각각의 발광소자 그룹이 순차적으로 구동되는 시점에서 플리커가 발생한다. 특히, 일반적인 순차구동 방식의 발광소자 구동회로는 높은 순방향 전압레벨에서 낮은 순방향 전압레벨로 진행하는 구간에서 플리커가 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 플리커를 개선함과 동시에 광 효율 및 디밍(dimming) 특성을 향상시킬 수 있는 발광소자 구동회로 및 조명장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 구동회로는 선택된 조광수준에 따라 입력된 교류전압을 변조하는 조광기; 상기 조광기로부터 출력되는 변조된 교류전압을 전파정류하여 구동전압을 생성 및 출력하는 정류부; 및 상기 정류부의 상기 구동전압을 입력받아 상기 선택된 조광수준을 검출하고, 검출된 조광수준에 따라 상기 복수의 발광소자 그룹의 구동모드를 제어하는 구동모듈을 포함하고, 상기 구동모듈은 상기 복수의 발광소자 그룹 전체를 구동시키는 저항 구동모드 또는 순차 구동모드 중 하나를 선택하여 광 효율 및 디밍 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 구동모듈은 상기 조광수준을 검출하는 조광수준 검출부를 더 포함하고, 상기 조광수준 검출부는 모드단자에 접속된 제1 및 제2 저항과, 상기 제1 및 제2 저항 사이에 병렬접속된 제1 캐패시터와, 내부 직류전원 단자에 접속된 제2 캐패시터를 포함할 수 있다.
상기 조광수준 검출부는 상기 구동모듈의 클럭 신호를 이용하여 상기 조광기의 변조된 신호 구간을 검출하는 저항 및 캐패시터를 포함할 수 있다.
상기 조광기는 트라이악(TRIAC)을 사용하여 교류전원의 위상을 제어(Phase cut)하는 트라이악 조광기, 펄스폭 변조(PWM) 조광기, 교류전압을 변화시키는 아날로그 전압 조광기(Analog Voltage Dimmer) 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 구동회로는 선택된 조광수준에 따라 입력된 교류전압을 변조하는 조광기; 상기 조광기로부터 출력되는 변조된 교류전압을 전파정류하여 구동전압을 생성 및 출력하는 정류부; 및 상기 정류부의 상기 구동전압을 입력받아 상기 선택된 조광수준을 검출하고, 검출된 조광수준에 따라 정지 모드, 저항 구동모드, 및 순차 구동모드의 3개의 구동모드 중 하나를 선택하는 구동모듈을 포함하여 저항 구동모드에 의한 플리커를 개선 및, 순차 구동모드에 의한 광 효율 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 정지 모드는 제1 조광수준과 대응되고, 상기 제1 조광수준은 1 내지 30° 이하의 조광수준을 가질 수 있다.
상기 저항 구동모드는 제2 조광수준과 대응되고, 상기 제2 조광수준은 31° 내지 90°의 조광수준을 가질 수 있다.
상기 순차 구동모드는 제3 조광수준과 대응되고, 상기 제3 조광수준은 91° 내지 180°의 조광수준을 가질 수 있다.
상기 구동모듈은 상기 조광수준을 검출하는 조광수준 검출부를 더 포함하고, 상기 조광수준 검출부는, 모드단자에 접속된 제1 및 제2 저항; 상기 제1 및 제2 저항 사이에 병렬접속된 제1 캐패시터; 및 내부 직류전원 단자에 접속된 제2 캐패시터를 포함할 수 있다.
상기 조광수준 검출부는 상기 구동모듈의 클럭 신호를 이용하여 상기 조광기의 변조된 신호 구간을 검출하는 저항 및 캐패시터를 포함할 수 있다.
상기 조광기는 트라이악(TRIAC)을 사용하여 교류전원의 위상을 제어(Phase cut)하는 트라이악 조광기, 펄스폭 변조(PWM) 조광기, 교류전압을 변화시키는 아날로그 전압 조광기(Analog Voltage Dimmer) 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광소자 조명장치는 선택된 조광수준에 따라 입력된 교류전압을 변조하는 조광기; 상기 조광기로부터 출력되는 변조된 교류전압을 전파정류하여 구동전압을 생성 및 출력하는 정류부; 상기 정류부의 상기 구동전압을 입력받아 상기 선택된 조광수준을 검출하고, 검출된 조광수준에 따라 복수의 발광소자 그룹의 구동모드를 제어하는 구동모듈; 및 상기 구동모듈의 제어에 따라 발광하는 복수의 발광소자 그룹;을 포함하고, 상기 구동모듈은 상기 복수의 발광소자 그룹 전체를 구동시키는 저항 구동모드 또는 순차 구동모드 중 하나를 선택하여 광 효율 및 디밍 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광소자 조명장치는 선택된 조광수준에 따라 입력된 교류전압을 변조하는 조광기; 상기 조광기로부터 출력되는 변조된 교류전압을 전파정류하여 구동전압을 생성 및 출력하는 정류부; 상기 정류부의 상기 구동전압을 입력받아 상기 선택된 조광수준을 검출하고, 검출된 조광수준에 따라 정지 모드, 저항 구동모드, 및 순차 구동모드의 3개의 구동모드 중 하나를 선택하는 구동모듈; 및 상기 구동모듈의 제어에 따라 발광하는 복수의 발광소자 그룹;을 포함하여 저항 구동모드에 의한 플리커를 개선 및, 순차 구동모드에 의한 광 효율 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광소자 구동회로는, 선택된 조광수준에 따라 입력된 교류전압을 변조하는 트라이악 조광기; 상기 조광기로부터 출력되는 변조된 교류전압을 전파정류하여 구동전압을 생성 및 출력하는 정류부; 상기 정류부의 상기 구동전압을 입력받아 상기 선택된 조광수준을 검출하고, 검출된 조광수준에 따라 복수의 발광소자 그룹을 구동하는 구동모듈; 및 상기 트라이악 조광기에 블리더 전류(bleeder current)를 제공하는 블리더 회로를 포함하고, 상기 블리더 회로는 상기 복수의 발광소자 그룹 중 적어도 하나의 발광소자 그룹을 통해 흐르는 발광소자 구동전류를 검출하고, 검출된 발광소자 구동전류에 기초하여 상기 블리더 전류의 크기를 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 블리더 회로는 상기 검출된 조광수준이 미리 설정된 임계 조광수준 이상인 경우 상기 블리더 전류를 제공하지 않도록 구성될 수 있다.
상기 블리더 회로는 상기 발광소자 구동전류와 상기 블리더 전류의 합이 미리 설정된 임계 전류값으로 유지되도록 상기 블리더 전류의 크기를 제어하도록 구성될 수 있으며, 상기 임계 전류값은 상기 트라이악 조광기의 유지 전류값 이상으로 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광소자 조명장치는, 선택된 조광수준에 따라 입력된 교류전압을 변조하는 트라이악 조광기; 상기 조광기로부터 출력되는 변조된 교류전압을 전파정류하여 구동전압을 생성 및 출력하는 정류부; 상기 정류부의 상기 구동전압을 입력받아 상기 선택된 조광수준을 검출하고, 검출된 조광수준에 따라 복수의 발광소자 그룹을 구동하는 구동모듈; 상기 구동모듈의 제어에 따라 발광하는 복수의 발광소자 그룹; 및 상기 트라이악 조광기에 블리더 전류(bleeder current)를 제공하는 블리더 회로를 포함하고, 상기 블리더 회로는 상기 복수의 발광소자 그룹 중 적어도 하나의 발광소자 그룹을 통해 흐르는 발광소자 구동전류를 검출하고, 검출된 발광소자 구동전류에 기초하여 상기 블리더 전류의 크기를 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 블리더 회로는 상기 검출된 조광수준이 미리 설정된 임계 조광수준 이상인 경우 상기 블리더 전류를 제공하지 않도록 구성될 수 있다.
상기 블리더 회로는 상기 발광소자 구동전류와 상기 블리더 전류의 합이 미리 설정된 임계 전류값으로 유지되도록 상기 블리더 전류의 크기를 제어하도록 구성될 수 있으며, 상기 임계 전류값은 상기 트라이악 조광기의 유지 전류값 이상으로 설정될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광소자 구동회로는 선택된 조광수준에 따라 입력된 교류전압을 변조하는 트라이악 조광기에 연결되어 동작하며, 상기 발광소자 구동회로는, 상기 조광기로부터 출력되는 변조된 교류전압을 전파정류하여 구동전압을 생성 및 출력하는 정류부; 상기 정류부의 상기 구동전압을 입력받아 상기 선택된 조광수준을 검출하고, 검출된 조광수준에 따라 복수의 발광소자 그룹을 구동하는 구동모듈; 및 상기 트라이악 조광기에 블리더 전류(bleeder current)를 제공하는 블리더 회로를 포함하고, 상기 블리더 회로는 미리 설정된 온-듀티 시간 동안만 상기 블리더 전류를 제공하도록 구성될 수 있다.
상기 블리더 회로는 상기 온-듀티 시간의 설정이 가능하도록 구성될 수 있다.
상기 블리더 전류의 전류값은 상기 트라이악 조광기의 점호 전류값 이상이 되도록 구성될 수 있다.
상기 복수의 발광소자 그룹 중 적어도 하나의 발광소자 그룹을 통해 흐르는 발광소자 구동전류의 최소 전류값은 상기 트라이악 조광기의 유지 전류값 이상이 되도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광소자 조명장치는 선택된 조광수준에 따라 입력된 교류전압을 변조하는 트라이악 조광기에 연결되어 동작하며, 상기 발광소자 조명장치는, 상기 조광기로부터 출력되는 변조된 교류전압을 전파정류하여 구동전압을 생성 및 출력하는 정류부; 상기 정류부의 상기 구동전압을 입력받아 상기 선택된 조광수준을 검출하고, 검출된 조광수준에 따라 복수의 발광소자 그룹을 구동하는 구동모듈; 상기 구동모듈의 제어에 따라 발광하는 복수의 발광소자 그룹; 및 상기 트라이악 조광기에 블리더 전류(bleeder current)를 제공하는 블리더 회로를 포함하고, 상기 블리더 회로는 미리 설정된 온-듀티 시간 동안만 상기 블리더 전류를 제공하도록 구성될 수 있다.
상기 블리더 회로는 상기 온-듀티 시간의 설정이 가능하도록 구성될 수 있다.
상기 블리더 전류의 전류값은 상기 트라이악 조광기의 점호 전류값 이상이 되도록 구성될 수 있다.
상기 복수의 발광소자 그룹 중 적어도 하나의 발광소자 그룹을 통해 흐르는 발광소자 구동전류의 최소 전류값은 상기 트라이악 조광기의 유지 전류값 이상이 되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 구동회로 및 조명장치는 조광기에 의한 변조된 교류전압을 검출하여 각각의 조광수준에 따라 상이한 구동모드를 적용하여 저항 구동모드에 의해 플리커가 발생하는 구간동안 발광소자 그룹들을 전체구동시켜 플리커를 개선하고, 순차 구동모드에 의해 플리커가 발생하지 않는 구간동안 발광소자 그룹들을 순차구동시켜 플리커를 개선함과 동시에 광 효율 및 디밍 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 구동회로 및 제1 내지 제4 발광소자 그룹을 포함하는 발광소자 조명장치를 도시한 도면이다.
도 2는 조광수준에 따른 복수의 구동모드를 도시한 그래프이다.
도 3 내지 도 5는 복수의 구동모드에 따른 스위칭 소자의 구동을 도시한 도면이다.
도 6은 복수의 구동모드에 따른 복수의 발광소자 그룹의 구동전류를 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 정지 모드에서 조광기를 구동시키는 블리더 전류를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 저항 구동모드에서 발광소자 구동전류 및 블리더 전류를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 구동회로 및 제1 내지 제4 발광소자 그룹을 포함하는 발광소자 조명장치를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 구동회로 및 제1 내지 제4 발광소자 그룹을 포함하는 발광소자 조명장치를 도시한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 도 10에 도시된 발광소자 조명장치의 조광수준에 따른 발광소자 구동전류 및 블리더 전류를 도시한 도면들이다.
도 12a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블리더 회로를 포함하는 발광소자 구동회로 및 발광소자 조명장치를 도시한 도면이다.
도 12b는 도 12a에 도시된 발광소자 조명장치를 통해 흐르는 블리더 전류 및 발광소자 구동전류를 도시한 도면이다.
도 13a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블리더 회로를 포함하는 발광소자 구동회로 및 발광소자 조명장치를 도시한 도면이다.
도 13b는 도 13a에 도시된 발광소자 조명장치를 통해 흐르는 블리더 전류 및 발광소자 구동전류를 도시한 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당 업자가 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 청구 항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구 항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
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.
본 발명의 실시예에서, 용어 '발광소자 그룹'란 복수의 발광소자들(또는 복수의 발광 셀들)이 직렬/병렬/직병렬로 연결되어, 발광소자 구동모듈의 제어에 따라 하나의 단위로서 동작이 제어되는(즉, 같이 점등/소등되는) 발광소자들의 집합을 의미한다.
또한, 용어 '제1 순방향 전압 레벨(Vf1)'은 하나의 발광소자 그룹을 구동시킬 수 있는 임계 전압레벨을 의미하며, 용어 '제2 순방향 전압 레벨(Vf2)'은 직렬로 연결된 2개의 발광소자 그룹을 구동시킬 수 있는 임계 전압레벨을 의미하고, 용어 '제3 순방향 전압 레벨(Vf3)'은 직렬로 연결된 3개의 발광소자 그룹을 구동할 수 있는 임계 전압레벨을 의미한다. 즉, '제n 순방향 전압 레벨(Vfn)'은 직렬로 연결된 n개의 발광소자 그룹들을 구동할 수 있는 임계 전압레벨을 의미한다. 한편, 발광소자 그룹별 순방향 전압레벨은 발광소자 그룹을 구성하는 발광소자들의 수/특성에 따라 동일하거나, 또는 상이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 구동회로 및 제1 내지 제4 발광소자 그룹을 포함하는 발광소자 조명장치를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 조명장치(100)는 발광소자 구동회로 및 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)을 포함하며, 상기 발광소자 구동회로는 상기 정류부(110) 및 상기 구동모듈(130)을 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 정류부(110)는 위상이 변조된 교류전압을 정류하여 구동전압을 생성하고, 생성된 구동전압을 출력한다. 상기 정류부(110)는 특별히 한정되지 않고, 전파 정류회로, 반파 정류회로 등 공지된 다양한 정류회로 중 하나가 이용될 수 있다. 예컨대 상기 정류부(110)는 4개의 다이오드들(D1 내지 D4)로 구성된 브릿지 전파 정류회로일 수 있다.
상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)은 적어도 2 이상의 발광소자가 직렬연결 또는 병렬 연결된 복수의 발광소자들을 포함하고, 본 발명의 실시예에서는 4개의 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)을 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 발광소자 그룹의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)은 상기 구동모듈(130)의 스위칭 단자(CS1 내지 CS4)로부터의 제어신호에 의해 전체가 일정한 구동전류에 의해 구동되는 저항 구동모드로 구동되거나, 순차 구동되는 순차 구동모드로 구동될 수 있다.
도면에는 도시되지 않았지만, 상기 발광소자 구동회로는 조광기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 조광기는 교류 전압 원으로부터 교류전압(VAC)을 입력 받고, 입력된 교류전압(VAC)을 사용자의 조작에 의해 선택된 조광수준으로 변조된 교류전원을 생성 및 출력한다. 상기 조광기는 트라이악(TRIAC)을 사용하여 교류전원의 위상을 제어(Phase cut)하는 트라이악 조광기, 펄스폭 변조(PWM) 조광기, 교류전압을 변화시키는 아날로그 전압 조광기(Analog Voltage Dimmer), 및 이와 균등한 조광기들 중 하나로 구성될 수 있다. 즉, 상기 조광기는 교류전압을 선택된 조광수준에 따라 변조된 교류전압을 생성/출력하고, 조광기에 의해 변조된 교류전압으로부터 후술하는 조광수준 검출부에 의해 선택된 조광수준이 검출될 수 있도록 하는 조광기라면 어떠한 조광기도 사용될 수 있다. 상기 조광기는 일 실시예로써 트라이악 조광기를 본 발명을 설명하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 포함하고 있는 한, 전술한 바와 같은 다양한 조광기들 중 하나를 사용하는 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속한다는 것이 자명할 것이다.
상기 발광소자 구동회로는 조광기의 안정적인 구동을 위한 블리더 저항(BLDR)을 포함하는 블리더 회로(Bleeder Circuit)를 포함할 수 있다.
상기 발광소자 구동회로는 조광수준을 검출하는 조광수준 검출부를 더 포함한다. 상기 조광수준 검출부는 모드단자(Mode)에 접속된 제1 및 제2 저항(R1, R2)과, 상기 제1 및 제2 저항(R1, R2) 사이에 병렬접속된 제1 캐패시터(C1)와, 내부 직류전원 단자(Vcc)에 접속된 제2 캐패시터(C2)를 포함할 수 있다.
본 발명에서는 상기 조광수준 검출부를 제1 저항(R1), 제2 저항(R1, R2), 제1 캐패시터(C1), 및 제2 캐패시터(C2)를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 도 9에 도시된 바와 같이, 구동모듈(130)의 내부 클럭신호를 이용하여 조광기의 변조된 신호 구간을 검출하는 저항(R3) 및 캐패시터(C3)를 포함하는 구성일 수도 있다.
상기 조광수준 검출부는 제1 저항(R1), 제2 저항(R2) 및 제1 캐패시터(C1)를 이용하여 제2 저항(R2) 및 제2 캐패시터(C2)의 전압을 검출한다.
상기 조광수준 검출부로부터 검출된 조광수준은 상기 구동모듈(130)에서 조광수준에 대응되는 정전압 값을 갖는 직류 신호일 수 있다. 예컨대 상기 조광수준이 80°일 경우, 1.8V일 수 있고, 상기 조광수준이 20°일 경우, 0.2V일 수 있고, 상기 조광수준이 50°일 경우, 1.0V일 수 있다.
상기 구동모듈(130)은 상기 조광수준 검출부에 의해 검출된 조광수준에 따라 정지 모드, 저항 구동모드 및 순차 구동모드 중 하나를 선택한다.
상기 정지 모드는 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)의 구동이 정지되는 구간으로 제1 조광수준일 수 있다. 예컨대 상기 제1 조광수준은 특별히 한정되지 않으나, 1~30°일 수 있다.
상기 저항 구동모드는 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4) 전체가 구동되고, 상기 저항 구동모드는 제2 조광수준일 수 있다. 예컨대 상기 제2 조광수준은 특별히 한정되지 않으나, 31~90°일 수 있다.
상기 순차 구동모드는 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)이 입력된 구동전압의 레벨에 따라 순차적으로 구동된다. 상기 순차 구동모드는 제3 조광수준일 수 있다. 예컨대 상기 제3 조광수준은 특별히 한정되지 않으나, 91° 내지 180°일 수 있다. 구체적으로 상기 순차 구동모드는 상기 제3 조광수준에 응답하여 제1 발광소자 그룹들(LED1-1 내지 LED 1-4)을 순차 구동시킨다. 본 발명에서는 4단 구동을 일예로 설명한다. 상기 4단 구동은 제1 내지 제7 구간으로 구분되고, 상기 제1 구간은 상기 정류부(110)로부터 입력된 구동전압의 전압레벨이 제1 순방향 전압레벨(Vf1)과 제2 순방향 전압레벨(Vf2) 사이의 구간으로 제1 스위치 단자(CS1)에 의해 제1 발광소자 그룹(LED1)이 발광된다. 또한, 상기 제2 구간은 정류부(110)로부터 입력된 구동전압의 전압레벨이 제2 순방향 전압레벨(Vf2)과 제3 순방향 전압레벨(Vf3) 사이의 구간으로 제2 스위치 단자(CS2)가 연결되어 제1 및 제2 발광소자 그룹(LED1, LED2)이 발광된다. 또한, 상기 제3 구간은 정류부(110)로부터 입력된 구동전압의 전압레벨이 제3 순방향 전압레벨(Vf3)과 제4 순방향 전압레벨(Vf4) 사이의 구간으로 제3 스위치 단자(CS3)가 연결되어 제1 내지 제3 발광소자 그룹(LED1 내지 LED3)이 발광된다. 또한, 상기 제4 구간은 정류부(110)로부터 입력된 구동전압의 전압레벨이 제4 순방향 전압레벨(Vf4) 이상의 구간으로 제4 스위치 단자(CS4)가 연결되어 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)이 발광된다. 또한, 상기 제5 구간은 정류부(110)로부터 입력된 구동전압의 전압레벨이 제3 순방향 전압레벨(Vf3)과 제4 순방향 전압레벨(Vf4) 사이의 구간으로 제3 스위치 단자(CS3)가 연결되어 제1 내지 제3 발광소자 그룹(LED1 내지 LED3)이 발광된다. 또한, 상기 제6 구간은 정류부(110)로부터 입력된 구동전압의 전압레벨이 제2 순방향 전압레벨(Vf2)과 제3 순방향 전압레벨(Vf3) 사이의 구간으로 제2 스위치 단자(CS2)가 연결되어 제1 및 제2 발광소자 그룹(LED1, LED2)이 발광된다. 또한, 상기 제7 구간은 상기 정류부(110)로부터 입력된 구동전압의 전압레벨이 제1 순방향 전압레벨(Vf1)과 제2 순방향 전압레벨(Vf2) 사이의 구간으로 제1 스위치 단자(CS1)에 의해 제1 발광소자 그룹(LED1)이 발광된다.
상기 제1 및 제7 구간은 제1 단 구동구간으로 정의할 수 있고, 상기 제2 및 제6 구간은 제2 단 구동구간으로 정의할 수 있고, 상기 제3 및 제5 구간은 제3 단 구동구간으로 정의할 수 있고, 제4 구간은 제4 단 구동구간으로 정의할 수 있다. 상기 제1 발광소자 그룹(LED1 내지 LED 4)은 각각 상이한 순방향 전압 레벨을 가질 수 있다. 예컨대 상기 제1 발광소자 그룹들(LED1 내지 LED 4)이 각각 상이한 수의 발광소자를 포함하는 경우, 서로 상이한 순방향 전압 레벨을 가진다.
도 2는 조광수준에 따른 복수의 구동모드를 도시한 그래프이고, 도 3 내지 도 5는 복수의 구동모드에 따른 스위칭 소자의 구동을 도시한 도면이고, 도 6은 복수의 구동모드에 따른 복수의 발광소자 그룹의 구동전류를 도시한 그래프이다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 조광기로부터 변환된 구동전압의 조광수준에 따라 정지 모드, 저항 구동모드, 순차 구동모드로 구분될 수 있다. 도 2에는 조광수준에 따른 발광소자 구동전류의 실효값이 도시되어 있다.
상기 정지 모드는 도 3을 참조하여 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)를 제어하는 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)가 턴오프된다.
따라서, 상기 정지 모드는 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)의 구동이 정지되는 구간이고, 예컨대 상기 정지 모드는 특별히 한정되지 않으나, 조광수준이 1~30°일 수 있다.
상기 저항 구동모드는 도 4를 참조하여 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)를 제어하는 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4) 중 제4 스위칭 소자(Q4)가 턴온되고, 제1 내지 제3 스위칭 소자(Q1 내지 Q3)가 턴오프된다.
따라서, 상기 저항 구동모드는 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)이 직렬 연결되어 전체 구동되는 구간이고, 예컨대 상기 저항 구동모드는 특별히 한정되지 않으나, 조광수준이 31~90°일 수 있다.
상기 순차 구동모드는 도 5를 참조하여 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)를 제어하는 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)가 입력된 구동전압의 전압레벨에 따라 순차적으로 구동된다. 즉, 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)가 순차적으로 턴온될 수 있다.
따라서, 상기 순차 구동모드는 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)이 순차구동되는 구간이고, 예컨대 상기 순차 구동모드는 특별히 한정되지 않으나, 조광수준이 91~180°일 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 발광소자 구동회로는 조광기에 의한 변조된 교류전압을 검출하여 제1 내지 제3 조광수준(P1 내지 P3)에 따라 상이한 구동모드를 적용하여 저항 구동모드에 의해 플리커가 발생하는 구간동안 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)를 전체구동시켜 플리커를 개선하고, 순차 구동모드에 의해 플리커가 발생하지 않는 구간동안 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)를 순차구동시켜 플리커를 개선함과 동시에 광 효율 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 정지 모드에서 조광기를 구동시키는 블리더 전류를 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발광소자 구동회로는 제1 내지 제4 발광소자 그룹의 구동이 정지되는 정지 모드의 구간에 있어서, 조광기에 블리더 전류를 제공하여 조광기의 오동작을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 저항 구동모드에서 발광소자 구동전류 및 블리더 전류를 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발광소자 구동회로는 제1 내지 제4 발광소자 그룹이 전체 구동되는 저항 구동모드의 구간에 있어서, 제1 내지 제4 발광소자 그룹의 구동전류를 검출하고, 검출된 발광소자 구동전류의 크기에 따라 동적으로 블리더 전류의 크기를 조절하여 조광기에 블리더 전류를 제공하도록 구성될 수 있다. 이에 대한 더 상세한 설명은 이하에서 도 10 내지 도 11b를 참조하여 후술하도록 한다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 발광소자 구동회로를 저항 구동모드의 구간에서 발광소자 구동전류를 20mA로 정전류 제어하도록 구성될 수 있다. 한편, 발광소자 구동전류가 정전류로 제어되더라도, 조광수준에 낮아지면 자동적으로 발광소자 그룹이 발광하는 시간이 작아지기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이 발광소자 구동전류의 실효값이 조광수준에 비례하여 증감될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 구동회로 및 제1 내지 제4 발광소자 그룹을 포함하는 발광소자 조명장치(200)를 도시한 도면이며, 도 11a 및 도 11b는 도 10에 도시된 발광소자 조명장치의 조광수준에 따른 발광소자 구동전류 및 블리더 전류를 도시한 도면들이다. 이하에서, 도 10, 도 11a 및 도 11b를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 구동회로에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 10 내지 도 11b를 참조하여 설명하는 발광소자 구동회로는 트라이악 조광기(300)와 함께 동작하도록 구성된 구동회로로서, 조광수준에 따라 또는 발광소자 구동전류의 크기에 따라 동적으로 블리더 전류의 제공 여부 및 블리더 전류의 크기를 조절하도록 구성된다. 구동모듈(230)의 다른 기능은 이상에서 설명된 실시예의 구동모듈(130)과 동일하므로, 중복되는 내용에 대해서는 이상의 설명을 원용하기로 하며, 이상의 실시예들과 구별되는 기술적 특징들에 대해 중점적으로 설명을 진행하도록 한다.
먼저, 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 조명장치(200)는 발광소자 구동회로 및 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)을 포함하며, 발광소자 구동회로는 정류부(110), 구동모듈(230) 및 블리더 회로(250)를 포함하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 구동모듈(230)은 전술한 구동모듈(130)과 동일하게 조광수준을 검출하고, 검출된 조광수준에 따라 정지 모드, 저항 구동 모드, 순차 구동 모드 중 하나의 모드로 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)을 구동하도록 구성된다.
또한, 보다 바람직하게, 본 발명에 따른 구동모듈(230)은 순차 구동 모드인 경우, 발광소자 구동전류가 입력전압의 파형에 근사화되도록 각 구동구간별로 발광소자 구동전류의 크기를 다르게 제어하도록 구성될 수 있다. 즉, 구동모듈(230)은 제1 단 구동구간에서 제1 발광소자 그룹(LED1)을 통해 흐르는 제1 발광소자 구동전류(I_LED1)로부터 제4 단 구동구간에서 제1 발광소자 그룹(LED1) 내지 제4 발광소자 그룹(LED4)을 통해 흐르는 제4 발광소자 구동전류(I_LED4)가 구동구간의 증가에 따라 순차적으로 증가하도록 발광소자 구동전류의 크기를 제어할 수 있다. 다시 말해서, 구동모듈(230)은 '제1 발광소자 구동전류(I_LED1) < 제2 발광소자 구동전류(I_LED2) < 제3 발광소자 구동전류(I_LED3) < 제4 발광소자 구동전류(I_LED4)'의 관계가 성립되도록, 각 구동구간의 발광소자 구동전류를 미리 설정된 구동구간별 발광소자 구동전류값으로 정전류 제어하도록 구성된다. 이러한 관계가 도 11a및 도 11b에 도시되어 있다. 이러한 기능을 수행하기 위하여, 제1 스위칭 소자(Q1) 내지 제4 스위칭 소자(Q4)가 구동모듈(230)의 제어에 따라 각각의 스위치를 통해 흐르는 발광소자 구동전류(I_LED)의 전류값을 미리 설정된 값으로 정전류 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 이러한 제1 스위칭 소자(Q1) 내지 제4 스위칭 소자(Q4)는 다양한 공지된 기술을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 제1 스위칭 소자(Q1) 내지 제4 스위칭 소자(Q4) 각각은 전류 검출하기 위한 센싱 저항, 기준 전류값과 현재 검출된 전류값을 비교하기 위한 차동 증폭기를 더 포함할 수 있으며, 차동 증폭기의 출력에 따라 경로의 연결을 제어하고 경로가 연결된 경우 경로를 통해 흐르는 발광소자 구동전류값을 미리 설정된 전류값으로 정전류로 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 정전류 스위치를 구성하는 스위칭 소자는 BJT(bipolar junction transistor), FET(field effect transistor) 등의 공지된 다양한 전자식 스위칭 소자들 중 하나로 구현될 수 있다.
또한, 보다 바람직하게, 본 발명에 따른 구동모듈(230)은 선택된 조광수준에 따라 발광소자 구동전류의 크기를 조절하도록 구성될 수 있다. 주지된 바와 같이, 발광소자의 특성상 발광소자로부터 출력되는 광 출력은 발광소자 구동전류의 크기에 비례하기 때문에, 본 발명에 따른 구동모듈(230)은 조광수준의 증감에 따라 발광소자 구동전류(I_LED)의 크기를 그에 맞추어 증감시킴으로써 더 효율적으로 조광 제어를 수행하도록 구성될 수 있다.
한편, 트라이악 조광기(300)를 사용하는 경우, 트라이악의 소자 특성상 점호 전류(trigger current)에 의해 트라이악이 턴-온된 후 턴-온 상태를 유지하기 위한 최소전류인 유지 전류(holding current)가 트라이악에 공급되어야 한다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광소자 조명장치(200)는 이러한 유지 전류를 안정적으로 유지하기 위한 블리더 회로(250)를 포함할 수 있다. 트라이악 조광기측에서 바라보면, 트라이악 조광기(300)를 통해 발광소자 조명장치(200) 내로 흐르는 입력 전류(Iin)는 '발광소자 구동전류(I_LED) + 블리더 전류(I_BLD)'로 표현될 수 있으며, 따라서, 이러한 입력 전류(Iin)가 트라이악 조광기(300)의 유지 전류 이상으로 유지되어야 트라이악 조광기(300)의 오작동이 방지될 수 있다. 반면, 이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 발광소자 조명장치(200)는 구동모드(정지 모드, 저항 구동모드, 순차 구동모드)별로, 및/또는 구동구간(제1 단 구동구간, 제2 단 구동구간, 제3 단 구동구간, 제4 단 구동구간)별로, 및/또는 조광수준에 따라 발광소자 구동전류(I_LED)의 크기가 변화되도록 구성된다. 따라서, 발광소자 구동전류(I_LED)의 크기가 변화하는 경우에도 트라이악 조광기(300)를 안정적으로 동작시킬 수 있는 해법이 요구된다.
이러한 기능을 제공하기 위하여, 본 발명에 따른 구동회로는 블리더 회로(250)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 블리더 회로(250)는 입력 전류(Iin)가 미리 정해진 임계 전류값으로 유지될 수 있도록, 현재 흐르는 발광소자 구동전류(I_LED)를 검출하고, 검출된 발광소자 구동전류(I_LED)에 따라 동적으로 블리더 전류(I_BLD)의 크기를 조절하여 제공하도록 구성될 수 있다. 여기에서 상술한 임계 전류값은 트라이악 조광기(300)의 유지 전류 이상의 소정의 값으로 설정될 수 있으며, 예를 들어, 트라이악 조광기(300)의 특성에 따라 20mA, 40mA, 또는 60mA 등으로 설정될 수 있다. 도 8, 및 도 11b에는 이러한 임계값이 40mA로 설정된 실시예가 도시되어 있으며, 트라이악 조광기(300)의 특성에 따라 다양한 임계값이 설계되어 이용될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
보다 구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 블리더 회로(250)는 전술한 바와 같은 기능을 수행하기 위하여, 블리더 저항(BLDR), 블리더 전류 제어 스위칭 소자(Q_BLD), 블리더 전류 센싱 저항(I_BLD Sensing), 제1 비교기(Com_1), 제2 비교기(Com_2), 및 기준 전압원(Reference Voltage)을 포함할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제2 비교기(Com_2)의 반전 입력단은 구동모듈(230)에 연결되어 구동모듈(230)로부터 출력되는 발광소자 구동전류(I_LED) 센싱값(센싱된 발광소자 구동전류(I_LED)의 전류값에 대응되는 전압값)을 입력받으며, 제2 비교기(Com_2)의 비반전 입력단은 기준 전압원(Reference Voltage)에 연결되어 기준 전압값을 입력받도록 구성된다. 제2 비교기(Com_2)는 입력된 발광소자 구동전류(I_LED) 센싱값과 기준 전압값을 비교하고, 그 결과를 제1 비교기(Com_1)의 비반전 입력단으로 출력하도록 구성된다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 비교기(Com_1)의 비반전 입력단은 블리더 전류 센싱 저항(I_BLD Sensing)에 연결되어 블리더 전류 센싱 저항에 걸리는 전압값(센싱된 블리더 전류값에 대응함)을 입력받도록 구성되며, 그에 따라 제1 비교기(Com_1)는 제2 비교기(Com_2)의 출력값과 센싱된 블리더 전류값을 비교하고 그 결과를 블리더 전류 제어 스위칭 소자(Q_BLD)의 게이트 단자로 출력하도록 구성된다.
결과적으로 블리더 전류 제어 스위칭 소자(Q_BLD)는 제1 비교기(Com_1)로부터 입력되는 신호에 따라 블리더 전류(I_BLD)의 크기를 제어하도록 구성된다. 따라서, 이상과 같은 블리더 회로(250)의 구성들을 통해, 본 발명에 따른 블리더 회로(250)는 발광소자 구동전류(I_LED)의 전류값을 검출하고, 검출된 발광소자 구동전류(I_LED)의 전류값에 기초하여 입력 전류(Iin)가 미리 설정된 임계 전류값으로 유지될 수 있도록 블리더 전류(I_BLD)의 크기를 제어하여 트라이악 조광기(300)에 제공하는 기능을 수행하게 된다.
한편, 또 다른 실시예에 있어, 본 발명에 따른 블리더 회로(250)는 검출된 조광수준이 미리 설정된 임계 조광수준 이상인 경우(예를 들어, 91° 이상인 경우), 블리더 전류(I_BLD)를 제공하지 않도록 구성될 수 있다. 이는, 조광수준에 따라 발광소자 구동전류(I_LED)의 전류값이 제어되는 실시예에 있어, 임계 조광수준 이상에서는 발광소자 구동전류(I_LED)의 최소값이 트라이악 조광기(300)를 안정적으로 구동하기에 충분하기 때문에, 블리더 회로(250)는 전력 효율을 향상시키기 위하여 블리더 전류(I_BLD)를 흐르게 하지 않도록 구성된다.
또한, 도 10에서 블리더 회로(250)가 구동모듈(230)과 별개의 구성요소로서 도시되고 설명되었지만, 실시예를 구성하기에 따라 블리더 회로(250)가 구동모듈(230) 내에 포함될 수 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이다.
도 11a는 조광수준이 180°인 경우, 즉, 100% 조광수준인 경우의 트라이악 조광기(300)의 출력 전압, 발광소자 구동전류(I_LED) 및 블리더 전류(I_BLD)의 파형도를 도시하고 있다. 또한, 도 11a에 도시된 실시예는 조광수준이 91° 이상인 경우 블리더 전류(I_BLD)를 제공하지 않도록 구성된 실시예를 도시하고 있다. 도 11a에 도시된 바와 같이, 조광수준이 180°이므로 블리더 회로(250)는 블리더 전류(I_BLD)를 제공하지 않는다. 또한, 조광수준이 180°이므로 본 발명에 따른 발광소자 조명장치는 순차 구동모드로 동작하게 되어 발광소자 구동전류(I_LED)가 구동구간별로 미리 설정된 값으로 정전류 제어된다. 즉, 제1 단 구동구간에서 발광소자 구동전류(I_LED)는 설정된 제1 발광소자 구동전류(I_LED1)의 값으로 정전류 제어되고, 제2 단 구동구간에서 발광소자 구동전류(I_LED)는 설정된 제2 발광소자 구동전류(I_LED2)의 값으로 정전류 제어되며, 제3 단 구동구간에서 발광소자 구동전류(I_LED)는 설정된 제3 발광소자 구동전류(I_LED3)의 값으로 정전류 제어되고, 제4 단 구동구간에서 발광소자 구동전류(I_LED)는 설정된 제2 발광소자 구동전류(I_LED2)의 값으로 정전류 제어된다.
도 11b는 조광수준이 90°인 경우의, 트라이악 조광기(300)의 출력 전압, 발광소자 구동전류(I_LED) 및 블리더 전류(I_BLD)의 파형도를 도시하고 있다. 도 11b에 도시된 실시예는 조광수준이 90° 이상인 경우 순차 구동모드로 동작하며, 조광수준이 91° 이상인 경우 블리더 전류(I_BLD)를 제공하지 않도록 구성된 실시예를 도시하고 있다. 이러한 실시예에 있어, 도 11b에 도시된 바와 같이, 조광수준이 90°이므로 발광소자 조명장치가 순차 구동모드로 동작하게 되며, 블리더 회로(250)가 블리더 전류(I_BLD)를 공급하게 된다. 또한, 이때, 전술한 바와 같이 임계 전압값은 40mA로 설정되어 있는 상태이며, 조광수준이 90°인 상태에서 제4 발광소자 구동전류(I_LED4)는 20mA로 정전류 제어되고, 제3 발광소자 구동전류(I_LED3)는 18mA로 정전류 제어되며, 제2 발광소자 구동전류(I_LED2)는 14mA로 정전류 제어되고, 제1 발광소자 구동전류(I_LED1)는 8.4mA로 정전류 제어되도록 설정되어 있다. 따라서, 본 발명에 따른 블리더 회로(250)는 발광소자 구동전류(I_LED)를 검출하고 미리 설정된 임계 전류값(40mA)이 유지되도록 블리더 전류(I_BLD)의 크기를 제어하도록 구성되어 있으므로, 도 11b에 도시된 바와 같이 제4 구동구간에서는 20mA의 블리더 전류(I_BLD)를 제공하고, 제3 구동구간에서는 22mA의 블리더 전류(I_BLD)를 제공하며, 제2 구동구간에서는 26mA의 블리더 전류(I_BLD)를 제공하며, 제1 구동구간에서는 31.6mA의 블리더 전류(I_BLD)를 제공하게 된다. 따라서, 이상과 같은 구성을 통하여, 트라이악 조광기(300)의 안정적인 동작상태를 유지하면서 전력효율을 극대화할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 12a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블리더 회로를 포함하는 발광소자 구동회로 및 발광소자 조명장치를 도시한 도면이며, 도 12b는 도 12a에 도시된 발광소자 조명장치를 통해 흐르는 블리더 전류 및 발광소자 구동전류를 도시한 도면이다. 이하에서, 도 12a 및 도 12b를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블리더 회로 및 발광소자 구동회로에 대하여 살펴보도록 한다.
먼저, 도 12a에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 조명장치(400)는 발광소자 구동회로 및 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)을 포함하며, 발광소자 구동회로는 정류부(110), 구동모듈(230) 및 블리더 회로(350)를 포함할 수 있다. 도 12a에 있어, 블리더 회로(350)를 제외한 나머지 구성요소들은 도 10 내지 도 11b를 참조하여 설명된 실시예와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 구성요소들에 대한 설명은 이상의 도 10 내지 도 11b의 실시예에 대한 설명을 원용하기로 하며, 이하에서는 도 12a의 블리더 회로(350)에 대하여 중점적으로 설명하도록 한다.
도 12a에 도시된 바와 같은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블리더 회로(350)는 블리더 전류(I_BLD)의 공급을 보다 더 정밀하게 제어하도록 구성될 수 있다. 도 12a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블리더 회로(350)는 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제1 FET(T1), 및 블리더 저항(BLDR)을 포함할 수 있다. 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)은 분압용 저항이며, 제1 FET(T1)는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 통해 게이트 단자에 인가되는 전압에 따라 블리더 경로를 연결하거나 또는 분리하기 위한 전자식 스위칭 소자이다. 따라서, 제1 FET(T1)는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 통해 게이트 단자에 인가되는 분압된 구동전압의 전압레벨이 제1 FET(T1)의 턴-온 전압 이상일 때 턴-온되어 블리더 저항(BLDR)을 통해 블리더 전류(I_BLD)가 흐르게 하며, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 통해 게이트 단자에 인가되는 분압된 구동전압의 전압레벨이 제1 FET(T1)의 턴-온 전압 미만일 때 턴-오프되어 블리더 전류(I_BLD)가 흐르지 않도록 제어한다. 또한, 도 12a에 있어, 블리더 전류(I_BLD)의 전류값은 블리더 저항(BLDR)의 크기를 조정함으로써 설정될 수 있다.
도 12b는 예시적인 목적을 위하여, 위상이 제어되지 않은 정류전압(Vrec)이 구동전압으로서 제공되는 실시예에 있어, 정류전압(Vrec)의 1주기 동안의 블리더 전류(I_BLD) 및 발광소자 구동전류(I_LED)의 파형을 도시한다. 도 12b에 도시된 바와 같이, 제1 FET(T1)는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 통해 인가되는 분압된 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제1 FET(T1)의 턴-온 전압 이상인 구간 동안 턴-온 상태를 유지하며, 따라서 이러한 구간 동안 블리더 저항(BLDR)을 통해 블리더 전류(I_BLD)가 흐르게 된다.
한편, 도 12a 및 도 12b를 참조하여 이상에서 설명된 블리더 회로(350)는 도 10 내지 도 11b를 참조하여 설명된 블리더 회로(250)와 함께 사용될 수 있다는 것을 주의해 한다.
도 13a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블리더 회로를 포함하는 발광소자 구동회로 및 발광소자 조명장치를 도시한 도면이며, 도 13b는 도 13a에 도시된 발광소자 조명장치를 통해 흐르는 블리더 전류 및 발광소자 구동전류를 도시한 도면이다. 이하에서, 도 13a 및 도 13b를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블리더 회로 및 발광소자 구동회로에 대하여 살펴보도록 한다.
도 13a에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 조명장치(500)는 발광소자 구동회로 및 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)을 포함하며, 발광소자 구동회로는 정류부(110), 구동모듈(230) 및 블리더 회로(450)를 포함할 수 있다. 도 13a에 있어, 블리더 회로(450)를 제외한 나머지 구성요소들은 도 10 내지 도 11b를 참조하여 설명된 실시예와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 구성요소들에 대한 설명은 이상의 도 10 내지 도 11b의 실시예에 대한 설명을 원용하기로 하며, 이하에서는 도 13a의 블리더 회로(450)에 대하여 중점적으로 설명하도록 한다.
먼저 도 12a 및 도 12b에 도시된 블리더 회로(350)의 경우, 이상에서 살펴본 바와 같이, 제1 FET(T1)의 게이트 단자에 인가되는 전압의 전압레벨이 제1 FET(T1)의 턴-온 전압레벨 이상인 구간 전부에서 블리더 전류(I_BLD)가 흐르게 된다. 이에 따라, 블리더 전류(I_BLD)가 필요하지 않는 구간에서도 블리더 저항(BLDR)을 통해 블리더 전류(I_BLD)가 흐르게 되어 불필요한 전력 손실이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 이하에서, 이러한 문제점을 구체적으로 살펴보도록 한다.
트라이악 조광기(300)의 특성상 트라이악 조광기(300)가 턴-온되어 동작하기 위해서 점호 전류가 필요하며, 동작상태를 유지하기 위하여 유지 전류가 필요하다. 또한, 트라이악의 특성 상 일단 턴-온되면, 트라이악의 제1 단자와 제2 단자를 통해 흐르는 전류(즉, 트라이악 조광기(300)를 통해 LED 조명장치(500)로 입력되는 입력 전류(Iin))가 유지 전류값 이상으로 유지되기만 하면 트라이악의 게이트 단자의 전압이 0이 되더라도 턴-온 상태를 유지하게 된다. 한편, 순차구동 방식의 발광소자 조명장치(500)의 특성 상, 구동전압의 전압레벨이 복수의 발광소자 그룹의 제1 순방향 전압레벨(Vf1) 미만인 구간 동안 발광소자 구동전류(I_LED)가 흐르지 않으며, 구동전압의 전압레벨이 복수의 발광소자 그룹의 제1 순방향 전압레벨(Vf1) 이상인 구간 동안 발광소자 구동전류(I_LED)가 흐른다. 따라서, 이러한 트라이악 조광기(300)의 특성 및 순차구동 방식의 발광소자 조명장치(500)의 특성을 함께 고려하면, 발광소자 구동전류(I_LED)의 최소값(예를 들어 도 12a 및 도 12b를 참조하여 설명된 실시예에 있어, 제1 발광소자 구동전류(I_LED1)의 전류값)이 트라이악 조광기(300)의 유지 전류값 이상인 경우, 발광소자 조명장치(500)가 발광하는 구간(즉, 발광소자 구동전류(I_LED)가 흐르는 구간)에서는 별도의 블리더 전류(I_BLD)가 필요하지 않는다. 이러한 특성에도 불구하고, 도 12a에 도시된 블리더 회로(350)의 경우, 도 12b에서 확인할 수 있는 바와 같이, 블리더 전류(I_BLD)가 필요하지 않은 구간에서도 블리더 저항(BLDR)을 통해 블리더 전류(I_BLD)가 흐르게 되어 불필요한 전력 손실이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 도 12a에 도시된 블리더 회로(350)는 블리더 전류(I_BLD)의 전류값만을 설정할 수 있기 때문에, 다양한 트라이악 디머들과의 호환성이 떨어진다는 문제점이 있다.
도 13a에 도시된 바와 같은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블리더 회로(450)는 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 블리더 회로이다. 도 13a에 도시된 바와 같은 블리더 회로(450)는 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 블리더 저항(BLDR)을 통해 블리더 전류(I_BLD)가 흐르는 시간, 즉, 온 듀티(on duty) 시간을 설정할 수 있도록 구성된다. 보다 구체적으로, 도 13a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블리더 회로(450)는 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제1 캐패시터(C1), 제1 제너다이오드(ZD1), 제3 저항(R3), 제1 FET(T1), 및 블리더 저항(BLDR)을 포함할 수 있다. 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제1 FET(T1), 및 블리더 저항(BLDR)은 도 12a를 참조하여 이상에서 설명된 블리더 회로(350)의 대응 구성요소와 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 바, 중복되는 구성요소에 대한 설명은 도 12a에 대한 설명을 원용하기로 한다.
제1 캐패시터(C1)는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2) 사이의 노드와 제1 FET(T1)의 게이트 단자 사이에 연결되며, 블리더 회로(450)의 핵심적인 기능을 수행하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 제1 캐패시터(C1)는 직류 전류 또는 저주파수 교류 전류는 통과시키지 않고, 고주파수 교류 전류는 통과시키는 캐패시터의 기본적인 특성을 이용한다. 예를 들어, 제1 캐패시터(C1)는 60Hz의 교류 전류(120Hz의 정류 전류)를 통과시키지 않도록 선택될 수 있다. 이러한 제1 캐패시터(C1)로 인하여, 발광소자 조명장치(500)가 60Hz 교류전원에 연결되고 트라이악 조광기(300)가 사용되지 않는 경우, 제1 FET(T1)가 전혀 동작하지 않기 때문에 불필요한 전력 소모가 방지될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 제1 캐패시터(C1)는 트라이악 조광기(300)가 턴-온될 때 발생하는 순간적인 고주파수 교류 전류만을 통과시켜 제1 FET(T1)의 게이트 단자에 공급함으로써 제1 FET(T1)를 턴-온하며, 트라이악 조광기(300)가 사용되지 않는 안정적인 60Hz의 저주파수 교류 전류를 필터링하여 차단함으로써 제1 FET(T1)를 턴-오프 상태로 유지하도록 구성될 수 있다. 제1 캐패시터(C1)가 통과시키는 교류의 주파수는 제1 캐패시터(C1)의 커패시턴스 등의 물리적 특성을 적절히 선택함으로써 설정될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
한편, 발광소자 조명장치(500)에 트라이악 디머(300)가 연결되어 스위치를 턴-온하는 경우, 순간적으로 수십 KHz의 매우 큰 주파수의 전류가 흐르게 되고, 이러한 전류는 제1 캐패시터(C1)를 통과하여 제1 FET(T1)의 게이트 단자에 인가되어 제1 FET(T1)가 턴-온된다. 제1 FET(T1)가 턴-온되면, 블리더 저항(BLDR)을 통해 블리더 전류(I_BLD)가 흐르게 되며, 이러한 블리더 전류(I_BLD)의 전류값이 사용되는 트라이악 조광기(300)의 점호 전류 요건을 충족시키는 경우 트라이악 조광기(300)가 정상 동작하게 된다. 전술한 바와 같이, 블리더 전류(I_BLD)의 전류값은 블리더 저항(BLDR)의 저항값을 필요에 따라 결정함으로써 조절될 수 있다. 일 실시예에 있어, 블리더 저항(BLDR)은 가변 저항으로 구성되어, 필요에 따라 저항값을 다양하게 설정할 수 있도록 구성될 수 있다.
제1 제너다이오드(ZD1) 및 제3 저항(R3)은 각기 제1 저항(R1)과 제1 FET(T1) 사이에 병렬로 연결된다. 제3 저항(R3)은 방전 저항으로써, 제1 FET(T1)의 게이트 단자에 쌓여 있는 전압을 방전시킴으로써 제1 FET(T1)를 턴-오프하도록 구성된다. 제3 저항(R3)의 저항값을 조정함으로써 제1 FET(T1)의 게이트 전압이 방전되는 시간, 즉, 제1 FET(T1)이 턴-온 상태를 유지하는 온-듀티(on-duty) 시간을 조절할 수 있다. 일 실시예에 있어, 제3 저항(R3)이 가변 저항으로 구성되어, 필요에 따라 저항값을 다양하게 설정할 수 있도록 구성될 수 있다. 한편, 전술한 바와 같이, 발광소자 구동전류(I_LED)의 최소값이 트라이악 조광기(300)의 유지 전류값 이상으로 설정되어 발광소자 조명장치(500)가 발광하는 구간에서 별도의 블리더 전류(I_BLD)가 필요하지 않도록 구성된 실시예에 있어, 트라이악 조광기(300)의 안정적인 동작을 위하여 최소한 발광소자 조명장치(500)가 발광을 시작할 때까지(즉, 구동전압의 전압레벨이 제1 순방향 전압레벨(Vf1) 이상이 되는 시점까지) 블리더 전류(I_BLD)가 공급되어야만 한다. 따라서, 이러한 사항을 고려하여 제3 저항(R3)의 저항값이 결정되고 그에 따라 온-듀티 시간이 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 발광소자 조명장치(500)에 연결되는 트라이악 디머(300)들은 트라이악 디머(300)의 사양에 따라 요구되는 점호 전류값 요건 및 온-듀티 시간 요건이 상이할 수 있다. 도 13a에 도시된 바와 같은 블리더 회로(450)를 이용하는 경우, 이러한 트라이악 디머(300)의 사양에 따라 점호 전류값 및/또는 온-듀티 시간을 설정할 수 있으며, 그에 따라 다양한 트라이악 디머들(300)에 대한 뛰어난 호환성을 제공할 수 있다.
도 13b는 예시적인 목적을 위하여, 위상이 제어되지 않은 정류전압(Vrec)이 구동전압으로서 제공되는 실시예에 있어, 정류전압(Vrec)의 1주기 동안의 블리더 전류(I_BLD) 및 발광소자 구동전류(I_LED)의 파형을 도시한다. 도 13b에 도시된 바와 같이, 제1 FET(T1)는 온-듀티 시간(Td) 동안 턴-온 상태를 유지하며, 따라서 이러한 온-듀티 시간(Td) 동안 블리더 저항(BLDR)을 통해 블리더 전류(I_BLD)가 흐르게 된다.
이상에서 다양한 실시예들에 대해 설명하였지만, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한 특정 실시예에서 설명한 구성요소는 본원 발명의 사상을 벗어나지 않는 한 다른 실시예에서 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다.
110: 정류부 130, 230: 구동모듈
250, 350, 450: 블리더 회로

Claims (36)

  1. 선택된 조광수준에 따라 입력된 교류전압을 변조하는 트라이악 조광기에 연결되어 동작하는 발광소자 조명장치로서,
    상기 트라이악 조광기로부터 출력되는 변조된 교류전압을 전파정류하여 구동전압을 생성 및 출력하는 정류부;
    상기 정류부의 상기 구동전압을 입력받아 상기 선택된 조광수준을 검출하고, 검출된 조광수준에 따라 복수의 발광소자 그룹을 구동하는 구동모듈;
    상기 구동모듈의 제어에 따라 발광하는 복수의 발광소자 그룹; 및
    상기 트라이악 조광기에 블리더 전류(bleeder current)를 제공하는 블리더 회로를 포함하고,
    상기 블리더 회로는 상기 복수의 발광소자 그룹 중 적어도 하나의 발광소자 그룹을 통해 흐르는 발광소자 구동전류를 검출하고, 검출된 발광소자 구동전류에 기초하여 상기 블리더 전류의 크기를 제어하며,
    상기 블리더 회로는 상기 발광소자 구동전류와 상기 블리더 전류의 합이 미리 설정된 임계 전류값으로 유지되도록 상기 블리더 전류의 크기를 제어하며,
    상기 임계 전류값은 상기 트라이악 조광기의 유지 전류값 이상인 발광소자 조명장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 블리더 회로는 상기 검출된 조광수준이 미리 설정된 임계 조광수준 이상인 경우 상기 블리더 전류를 제공하지 않는 발광소자 조명장치.
  3. 삭제
  4. 선택된 조광수준에 따라 입력된 교류전압을 변조하는 트라이악 조광기에 연결되어 동작하는 발광소자 구동회로로서,
    상기 트라이악 조광기로부터 출력되는 변조된 교류전압을 전파정류하여 구동전압을 생성 및 출력하는 정류부;
    상기 정류부의 상기 구동전압을 입력받아 상기 선택된 조광수준을 검출하고, 검출된 조광수준에 따라 복수의 발광소자 그룹을 구동하는 구동모듈; 및
    상기 트라이악 조광기에 블리더 전류(bleeder current)를 제공하는 블리더 회로를 포함하고,
    상기 블리더 회로는 미리 설정된 온-듀티 시간 동안만 상기 블리더 전류를 제공하며,
    상기 블리더 회로는 상기 온-듀티 시간의 설정이 가능하도록 구성되고, 상기 블리더 회로는 상기 블리더 전류의 전류값의 설정이 가능하도록 구성되는 발광소자 구동회로.
  5. 삭제
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 블리더 전류의 전류값은 상기 트라이악 조광기의 점호 전류값 이상인 발광소자 구동회로.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 발광소자 그룹 중 적어도 하나의 발광소자 그룹을 통해 흐르는 발광소자 구동전류의 최소 전류값은 상기 트라이악 조광기의 유지 전류값 이상인 발광소자 구동회로.
  8. 선택된 조광수준에 따라 입력된 교류전압을 변조하는 트라이악 조광기에 연결되어 동작하는 발광소자 조명장치로서,
    상기 트라이악 조광기로부터 출력되는 변조된 교류전압을 전파정류하여 구동전압을 생성 및 출력하는 정류부;
    상기 정류부의 상기 구동전압을 입력받아 상기 선택된 조광수준을 검출하고, 검출된 조광수준에 따라 복수의 발광소자 그룹을 구동하는 구동모듈;
    상기 구동모듈의 제어에 따라 발광하는 복수의 발광소자 그룹; 및
    상기 트라이악 조광기에 블리더 전류(bleeder current)를 제공하는 블리더 회로를 포함하고,
    상기 블리더 회로는 미리 설정된 온-듀티 시간 동안만 상기 블리더 전류를 제공하며,
    상기 블리더 회로는 상기 온-듀티 시간의 설정이 가능하도록 구성되고, 상기 블리더 회로는 상기 블리더 전류의 전류값의 설정이 가능하도록 구성되는 발광소자 조명장치.
  9. 삭제
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 블리더 전류의 전류값은 상기 트라이악 조광기의 점호 전류값 이상인 발광소자 조명장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 발광소자 그룹 중 적어도 하나의 발광소자 그룹을 통해 흐르는 발광소자 구동전류의 최소 전류값은 상기 트라이악 조광기의 유지 전류값 이상인 발광소자 조명장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
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  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102453820B1 (ko) * 2015-08-21 2022-10-17 서울반도체 주식회사 발광소자 구동회로 및 조명장치
CN108240613B (zh) 2016-12-23 2021-10-26 首尔半导体股份有限公司 Led驱动用系统级封装及含其的led照明装置
CN110784955B (zh) * 2017-04-07 2022-07-05 首尔半导体株式会社 发光二极管驱动模块、其驱动方法以及包括此的照明装置
CN107046751B (zh) * 2017-05-27 2019-03-08 深圳市明微电子股份有限公司 一种线性恒流led驱动电路、驱动芯片及驱动装置
CN107645804A (zh) 2017-07-10 2018-01-30 昂宝电子（上海）有限公司 用于led开关控制的系统
TWI633531B (zh) * 2017-10-13 2018-08-21 點晶科技股份有限公司 發光二極體驅動電路以及發光二極體顯示裝置
CN108200685B (zh) 2017-12-28 2020-01-07 昂宝电子（上海）有限公司 用于可控硅开关控制的led照明系统
CN109757008B (zh) * 2018-05-08 2021-06-18 杰华特微电子股份有限公司 照明电路的控制电路、控制方法及照明电路
CN108770119A (zh) * 2018-05-25 2018-11-06 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 具有可控硅调光器的led驱动电路、电路模块及控制方法
KR102553265B1 (ko) 2018-07-09 2023-07-07 삼성전자 주식회사 발광 소자 및 이를 포함하는 광원 모듈
CN109548224A (zh) * 2018-09-07 2019-03-29 吴哲 基于载波通信实现场所照明的智能化控制系统
US10531533B1 (en) * 2018-09-16 2020-01-07 Iml International Light-emitting diode lighting system with automatic bleeder current control
CN109922564B (zh) 2019-02-19 2023-08-29 昂宝电子（上海）有限公司 用于triac驱动的电压转换系统和方法
CN110493913B (zh) 2019-08-06 2022-02-01 昂宝电子（上海）有限公司 用于可控硅调光的led照明系统的控制系统和方法
CN110831295B (zh) 2019-11-20 2022-02-25 昂宝电子（上海）有限公司 用于可调光led照明系统的调光控制方法和系统
CN110831289B (zh) 2019-12-19 2022-02-15 昂宝电子（上海）有限公司 Led驱动电路及其操作方法和供电控制模块
CN111031635B (zh) * 2019-12-27 2021-11-30 昂宝电子（上海）有限公司 用于led照明系统的调光系统及方法
CN114222398A (zh) * 2021-12-31 2022-03-22 厦门普为光电科技有限公司 高光效发光二极管照明装置驱动器及其提升发光二极管照明装置光效的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012168844A2 (en) * 2011-06-10 2012-12-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Led light source
KR101357916B1 (ko) * 2012-08-06 2014-02-03 메를로랩 주식회사 발광소자를 이용한 조명장치의 디밍 시스템

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5491690B2 (ja) * 2007-09-25 2014-05-14 パナソニック株式会社 点灯装置、および照明器具
KR101310917B1 (ko) * 2008-07-17 2013-09-25 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광표시장치와 이의 제조방법
TWI495389B (zh) * 2008-09-05 2015-08-01 Eldolab Holding Bv 以發光二極體為光源之照明系統
US8569956B2 (en) 2009-06-04 2013-10-29 Point Somee Limited Liability Company Apparatus, method and system for providing AC line power to lighting devices
US8299730B2 (en) * 2010-02-09 2012-10-30 Power Integrations, Inc. Integrated on-time extension for non-dissipative bleeding in a power supply
RU2603842C2 (ru) 2010-03-18 2016-12-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Способ и устройство для увеличения диапазона затемнения фиксаторов твердотельного освещения
TW201143513A (en) * 2010-05-24 2011-12-01 Delta Electronics Inc Light source module
TWI422130B (zh) * 2011-01-26 2014-01-01 Macroblock Inc 自適型洩流電路
JP5947786B2 (ja) * 2011-03-07 2016-07-06 ローム株式会社 スイッチング電流制御回路、ｌｅｄ調光システムおよびｌｅｄ照明機器
KR101814775B1 (ko) * 2011-04-13 2018-01-04 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 표시장치의 제조방법
US8847517B2 (en) * 2011-06-17 2014-09-30 Marvell World Trade Ltd. TRIAC dimming systems for solid-state loads
TWI441428B (zh) 2011-07-06 2014-06-11 Macroblock Inc 自選維持電流電路
KR101330252B1 (ko) * 2011-09-09 2013-11-15 서울바이오시스 주식회사 발광 다이오드 패키지
WO2013044266A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Zynnovation Llc Disposable diaper recycling and applications thereof
KR101876559B1 (ko) * 2011-10-19 2018-07-10 엘지디스플레이 주식회사 플렉서블 표시장치의 제조방법
TWI489911B (zh) * 2011-12-30 2015-06-21 Richtek Technology Corp 可全相位啟動三極交流開關之主動洩流電路及使用該主動洩流電路之發光元件電源供應電路與三極交流開關控制方法
DE102012203068A1 (de) * 2012-02-29 2013-08-29 Zf Friedrichshafen Ag Mehrgängiges Planetengetriebe für ein Fahrzeug
US8823283B2 (en) 2012-03-13 2014-09-02 Dialog Semiconductor Inc. Power dissipation monitor for current sink function of power switching transistor
US20140033322A1 (en) * 2012-07-30 2014-01-30 Sunil Nair Method and apparatus for mapping
KR102061318B1 (ko) * 2012-10-08 2019-12-31 서울반도체 주식회사 Led 연속구동을 위한 led 구동장치 및 구동방법
US9288864B2 (en) * 2012-12-10 2016-03-15 Dialog Semiconductor Inc. Adaptive holding current control for LED dimmer
US9173258B2 (en) * 2013-03-14 2015-10-27 Cree, Inc. Lighting apparatus including a current bleeder module for sinking current during dimming of the lighting apparatus and methods of operating the same
US9197110B2 (en) 2013-03-14 2015-11-24 Lawrence Livermore National Security, Llc Electrostatic stabilizer for a passive magnetic bearing system
US9408261B2 (en) * 2013-05-07 2016-08-02 Power Integrations, Inc. Dimmer detector for bleeder circuit activation
WO2015016592A1 (ko) * 2013-08-02 2015-02-05 주식회사 르코어테크놀러지 Led 구동 집적회로 및 그 구동 방법
KR101702387B1 (ko) 2013-08-02 2017-02-03 주식회사 르코어테크놀러지 Led 구동 집적회로 및 그 구동 방법
US9543845B2 (en) * 2013-10-15 2017-01-10 Power Integrations, Inc. Generating a control signal based on leading edge dimming detection for maintaining input current of a power converter
EP2890220B1 (en) * 2013-12-24 2023-10-25 Silergy Semiconductor (Hong Kong) Limited Bleeder circuit controller
US9214851B1 (en) 2014-07-02 2015-12-15 Power Integrations, Inc. Trailing edge detector using current collapse
US9307593B1 (en) 2014-09-15 2016-04-05 Dialog Semiconductor Inc. Dynamic bleeder current control for LED dimmers
KR20160049961A (ko) * 2014-10-28 2016-05-10 서울반도체 주식회사 발광소자 구동회로 및 조명장치
US9484814B2 (en) 2014-11-07 2016-11-01 Power Integrations, Inc. Power converter controller with analog controlled variable current circuit
US9572224B2 (en) * 2014-11-07 2017-02-14 Power Integrations, Inc. Bleeder protection using thermal foldback
KR102453820B1 (ko) * 2015-08-21 2022-10-17 서울반도체 주식회사 발광소자 구동회로 및 조명장치
US9883560B2 (en) * 2015-09-25 2018-01-30 Osram Sylvania Inc. Controller for a phase cut dimmable LED driver
US10231295B2 (en) 2016-06-02 2019-03-12 Semiconductor Components Industries, Llc Multiple linear regulation
US10349478B2 (en) 2017-01-27 2019-07-09 ISine Inc. High tolerance auto-ranging AC LED driver apparatus and methods

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012168844A2 (en) * 2011-06-10 2012-12-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Led light source
KR101357916B1 (ko) * 2012-08-06 2014-02-03 메를로랩 주식회사 발광소자를 이용한 조명장치의 디밍 시스템

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