KR20110074650A - Ｌｅｄ 구동 회로, 위상 제어식 조광기, ｌｅｄ 조명등 기구, ｌｅｄ 조명 기기, 및 ｌｅｄ 조명 시스템 - Google Patents

Ｌｅｄ 구동 회로, 위상 제어식 조광기, ｌｅｄ 조명등 기구, ｌｅｄ 조명 기기, 및 ｌｅｄ 조명 시스템 Download PDF

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Abstract

LED 구동 회로는 위상 제어식 조광기에 접속가능하고, 교번 전압의 입력에 의해 LED를 구동한다. 상기 LED 구동 회로는 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프되지 않도록 상기 위상 제어식 조광기 내부에 전류를 계속해서 흘려보내기 위한 전류 추출기를 구비한다.

Description

ＬＥＤ 구동 회로, 위상 제어식 조광기, ＬＥＤ 조명등 기구, ＬＥＤ 조명 기기, 및 ＬＥＤ 조명 시스템{LED DRIVE CIRCUIT, PHASE CONTROL DIMMER, LED ILLUMINATION FIXTURE, LED ILLUMINATION DEVICE, AND LED ILLUMINATION SYSTEM}
본 발명은 LED(Light Emitting Diode)를 구동하는 LED 구동 회로, LED 구동 회로에 접속가능한 위상 제어식 조광기, LED를 광원으로서 갖는 LED 조명등 기구, LED 조명 기기, 및 LED 조명 시스템에 관한 것이다.
LED는 저전류 소비 및 장수명의 특징을 갖고, LED 용도는 표시 장치뿐만아니라 조명 기구 및 다른 용도에도 확장되고 있다. LED 조명 기구에서는 소망의 조도를 얻기 위해 복수의 LED 유닛이 종종 사용된다.
일반적인 조명 기구는 상용 AC 100V 전원을 통상 사용하고, 백열 전구 또는 일반적인 조명등 기구 대신에 LED 조명등 기구를 사용할 경우에 LED 조명등 기구도 일반적인 조명등 기구와 같이 상용 AC 100V 전원을 사용하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 백열 전구에 조광 제어를 적용할 경우에 스위칭 소자(일반적으로는 사이리스터 소자나 트라이액 소자)를 교류 전원 전압의 어떤 위상각에서 온함으로써 백열 전구로의 전원 공급을 하나의 볼륨 소자로 용이하게 조광 제어할 수 있는 위상 제어식 조광기(일반적으로 백열 라이트 컨트롤이라 언급됨)가 이용되고 있다. 그러나, 백열 전구가 위상 제어식 조광기에 의해 조광될 경우에 와트수가 적은 백열 전구가 조광기에 접속되면 플리커링(flickering) 또는 블링킹(blinking)이 발생되어 정상 조광이 불가능하는 것이 알려져 있다.
교류 전원을 사용하는 LED 조명등 기구에 조광 제어가 적용될 경우에 백열 전구의 조광 제어에 사용되는 동일 형태의 위상 제어식 조광기가 이용되는 것이 바람직하다. 도 17 및 도 18은 교류 전원을 사용하는 LED 조명등 기구에 조광 제어가 적용될 수 있는 종래의 LED 조명 시스템의 예를 나타낸다.
도 17에 나타낸 LED 조명 시스템은 위상 제어식 조광기(2)와, 다이오드 브리지(DB1) 및 전류 제한 회로(5)를 갖는 LED 구동 회로와, LED 모듈(3)을 구비하고 있다. 교류 전원(1)과 상기 LED 구동 회로 사이에 위상 제어식 조광기(2)가 직렬 접속되어 있다. 위상 제어식 조광기(2)에서는 반고정 저항(Rvar1)의 노브(도면에 도시되지 않음)가 어떤 위치에 설정되면 그 설정된 위치에 대응하는 전원 위상각에서 트라이액(Tri1)이 온된다. 또한, 위상 제어식 조광기(2)에서는 콘덴서(C1)와 인덕터(L1)를 사용한 잡음 방지 회로가 설치되어 있고, 위상 제어식 조광기(2)로부터 전원 라인에 귀환하는 단자 잡음이 상기 잡음 방지 회로에 의해 저감된다.
도 18에 나타낸 LED 조명 시스템은 위상 제어식 조광기(2)와, LED 모듈(3)과, 다이오드 브리지(DB1), 스위칭 제어 회로(CNT1), 스위칭 소자(Q1), 코일(L2), 다이오드(D1), 콘덴서(C4), 및 저항(R2)을 갖는 LED 구동 회로를 구비하고 있다. 도 18에 나타낸 LED 조명 시스템에서는 스위칭 제어 회로(CNT1)가 다이오드 브리지(DB1)의 정극측 출력단에 발생하는 전압의 실효값과 저항(R2)에 흐르는 전류의 값을 검출하고, 그 검출 결과에 의거해서 스위칭 소자(Q2)의 온/오프 상태를 제어한다.
도 20은 백열 전구(13)를 위상 제어식 조광기(2)에 의해 동작시켰을 때(도 19 참조)의 각 부의 전압 및 전류 파형의 일예를 나타낸다. 도 20은 교류 전원(1)의 출력 전압(V1)의 파형, 백열 전구(13)의 양단 전압(V13)의 파형, 및 백열 전구(13)에 흐르는 전류(I13)의 파형을 나타낸다. 트라이액(Tri1)이 오프로부터 온으로 바뀌면 백열 전구(13)의 양단 전압(V13)이 급준히 상승하고, 백열 전구(13)에 흐르는 전류(I13)도 급준히 상승해서 백열 전구(13)가 점등된다. 그 후, 트라이액(Tri1)이 온되어 있는 동안 백열 전구(13)에 전류가 계속해서 흐르기 때문에 교류 전원(1)의 출력 전압(V1)이 0V 부근의 값에 도달할 때까지 백열 전구(13)가 계속해서 점등된다.
도 21a~도 21c는 도 17에 나타낸 LED 조명 시스템에 있어서의 LED 모듈(3)의 양단 전압(V3)의 파형예를 나타낸다. 도 21a는 밝은 조광 레벨에서의 LED 모듈(3)의 양단 전압(V3)의 파형을 나타내고, 도 21b는 어두운 조광 레벨에서의 LED 모듈(3)의 양단 전압(V3)의 파형을 나타내고, 도 21c는 중간 조광 레벨(밝은 조광 레벨과 어두운 조광 레벨 사이의 레벨)에서의 LED 모듈(3)의 양단 전압(V3)의 파형을 나타내고 있다.
밝은 조광 레벨이 설정되었을 경우에 트라이액(Tri1)이 오프로부터 온으로 바뀌어서 LED 모듈(3)이 점등된 후 LED 모듈(3)의 양단 전압(V3)이 LED 모듈(3)의 순방향 전압(VF)을 하회하면 LED 모듈(3)에 전류가 흐르지 않게 되고, 트라이액(Tri1)이 오프된다. 그러므로, LED 모듈(3)의 양단 전압(V3)이 급준히 저하한다 (도 21a 참조).
도 22a는 상기 밝은 조광 레벨이 설정되었을 경우의 도 17에 나타낸 LED 조명 시스템의 각 부의 전압/전류의 시뮬레이션 파형을 나타낸다. 도 22a는 교류 전원(1)의 출력 전압(V1)의 파형, LED 모듈(3)의 양단 전압(V3), 및 LED 모듈(3)에 흐르는 전류(I3)를 나타낸다. 또한, 도 22a는 반고정 저항(Rvar1)의 노브가 LED 모듈(3)의 최대 광강도의 위치, 즉 반고정 저항(Rvar1)의 저항값이 0Ω인 위치에 설정되었을 때의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 22a에 있어서, 트라이액(Tri1)의 온으로의 바뀜 및 LED 모듈(3)의 양단 전압(V3)의 상승이 발생하는 것은 위상이 53°일 때이다. LED 모듈(3)의 광강도는 LED 모듈(3)의 평균 전류에 비례하기 때문에 LED 모듈(3)의 평균 전류로부터 추정가능하다. 한편, LED 모듈(3)의 평균 전류와 반고정 저항(Rvar1)의 저항값의 관계는 도 23에 도시되어 있다. 위상 제어식 조광기(2)를 설치하지 않은 상태에서의 LED 모듈(3)의 광강도를 100%로 가정하면 도 22a의 시뮬레이션 결과를 얻는 조건에서의 LED 모듈(3)의 광강도는 90.5%이다.
한편, 어두운 조광 레벨이 설정되었을 경우에 트라이액(Tri1)이 오프로부터 온으로 바뀌어서 LED 모듈(3)이 점등된 후 LED 모듈(3)의 양단 전압(V3)이 LED 모듈(3)의 순방향 전압(VF)을 하회하면 LED 모듈(3)에 전류가 흐르지 않게 된다. 그러나, 위상 제어식 조광기(2) 내부에 위상 시프트용의 콘덴서(C2 및 C3)가 제공되기 때문에 그 콘덴서(C2 및 C3)로부터 트라이액(Tri1)으로 전류가 흘러 트라이액(Tri1)이 오프되지 않는다(도 21b 참조).
도 22b는 상기 어두운 조광 레벨이 설정되었을 경우의 도 17에 나타낸 LED 조명 시스템의 각 부의 전압/전류의 시뮬레이션 파형을 나타낸다. 도 22b는 교류 전원(1)의 출력 전압(V1)의 파형, LED 모듈(3)의 양단 전압(V3), 및 LED 모듈(3)에 흐르는 전류(I3)를 나타낸다. 또한, 도 22b는 반고정 저항(Rvar1)의 저항값이 150㏀인 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 22b에 있어서, 트라이액(Tri1)의 온으로의 바뀜 및 LED 모듈(3)의 양단 전압(V3)의 상승이 발생하는 것은 위상이 141°일 때이다. 도 22b의 시뮬레이션 결과를 얻는 조건에서의 LED 모듈(3)의 광강도는 0.71%이다.
예를 들면, 콘덴서(C2)의 정전용량이 100㎋이고, 저항(R1)의 저항값이 5.6㏀이며, 콘덴서(C2)의 양단 전압의 초기값이 141V이면 콘덴서(C2)로부터 흐르는 전류가 트라이액(Tri1)의 유지 전류값(이 경우에는 5㎃)을 하회할 때까지 약 900㎲ 걸린다. 특히, 콘덴서(C2)에 의한 트라이액(Tri1)의 유지 시간은 약 900㎲이다. 트라이액(Tri1)이 온된 후 900㎲가 경과된 이후에 LED 모듈(3)에 전류가 흐르지 않게 될 경우에 도 21a에 나타낸 바와 같은 파형이 발생되고, 900㎲이내에 LED 모듈(3)에 전류가 흐르지 않게 될 경우에 도 21b에 나타낸 바와 같은 파형이 발생된다. 도 21c에 나타낸 바와 같이, 도 21a에 나타낸 파형과 도 21b에 나타낸 파형이 혼재된 파형은 조건이 그 2개의 파형 사이에 정확히 있는 경우, 즉 트라이액(Tri1)이 온된 후 900㎲에서 LED 모듈(3)에 전류가 흐르지 않게 될 경우에 발생된다. 도 21c에 나타낸 상태가 발생될 때 콘덴서(C2)의 챠지량과, 저항(R1) 및 콘덴서(C2)의 시정수의 변동에 의해 LED 모듈(3)에 흐르는 전류가 안정하지 않고, 광이 플리커링되고, 저조광시의 플리커링이 발생된다.
도 22c는 상기 중간 조광 레벨이 설정되었을 경우의 도 17에 나타낸 LED 조명 시스템의 각 부의 전압/전류의 시뮬레이션 파형을 나타낸다. 도 22c는 교류 전원(1)의 출력 전압(V1)의 파형, LED 모듈(3)의 양단 전압(V3), 및 LED 모듈(3)에 흐르는 전류(I3)를 나타낸다. 또한, 도 22c는 반고정 저항(Rvar1)의 저항값이 135㏀인 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 22c에 있어서, 트라이액(Tri1)이 오프로부터 온으로 바뀌어서 LED 모듈(3)의 양단 전압(V3)이 상승하는 타이밍은 137°의 위상과 141°의 위상 사이에서 교대로 나타난다. 도 22c의 시뮬레이션 결과를 얻는 조건에서의 LED 모듈(3)의 광강도는 1.58%이다.
상기 저조광 시의 플리커링의 문제는 통상 LED 모듈(3)의 광강도가 1~5%정도 시에 발생하지만, 조광기에는 여러가지 타입이 존재하기 때문에 1~5%의 범위만이 근사값이고, 1~5%이외에서도 저조광 시의 플리커링의 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 LED의 저조광 시의 플리커를 저감할 수 있는 LED 구동 회로, 위상 제어식 조광기, LED 조명등 기구, LED 조명 기기, 및 LED 조명 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 LED 구동 회로는 위상 제어식 조광기에 접속가능하고, 교번 전압을 입력해서 LED를 구동하는 LED 구동 회로이며, LED 구동 회로는 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프되지 않도록 상기 위상 제어식 조광기 내부에 전류를 계속해서 흘려보내기 위한 전류 추출기를 포함한다.
상기 전류 추출기는 LED 구동 전류를 상기 LED에 공급하기 위한 전원 공급 라인을 흐르는 전류의 값이 검출 판정값을 하회했을 때에 동작을 개시할 수 있다.
과전류를 검출하기 위한 전류 검출 회로 또는 과전압을 검출하기 위한 전압 검출 회로가 제공될 수 있고, 상기 전류 검출 회로 또는 상기 전압 검출 회로의 검출 결과로부터 LED 구동 전류를 상기 LED에 공급하기 위한 전원 공급 라인을 흐르는 전류의 값이 간접적으로 검출된다.
상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프일 때에도 상기 전류 추출기가 동작될 수 있다.
상기 전류 추출기는 이 전류 추출기의 동작 개시 후 상기 교번 전압이 0V에 도달하면 동작을 정지할 수 있다.
상기 전류 추출기는 이 전류 추출기의 동작 개시 후 소정 시간이 경과하면 동작을 정지할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 위상 제어식 조광기는 교번 전압을 입력해서 LED를 구동하는 LED 구동 회로에 접속가능한 위상 제어식 조광기이며, 상기 위상 제어식 조광기는 위상 제어 소자, 및 상기 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어 소자를 강제적으로 오프하는 강제 오프 유닛을 포함한다.
LED 구동 전류를 상기 LED에 공급하기 위한 전원 공급 라인을 흐르는 전류의 값이 검출 판정값을 하회했을 때에 상기 강제 오프 유닛이 상기 위상 제어 소자를 강제적으로 오프할 수 있다.
과전류를 검출하기 위한 전류 검출 회로 또는 과전압을 검출하기 위한 전압 검출 회로는 상기 LED 구동 회로에 제공될 수 있고, 상기 전류 검출 회로 또는 상기 전압 검출 회로의 검출 결과로부터 LED 구동 전류를 상기 LED에 공급하기 위한 전원 공급 라인을 흐르는 전류의 값이 간접적으로 검출된다.
상기 교번 전압을 검출하는 전압 검출 회로의 검출 결과로부터 LED 구동 전류를 상기 LED에 공급하기 위한 전원 공급 라인을 흐르는 전류의 값이 간접적으로 검출될 수 있다.
상기 전압 검출 회로에 의해 검출된 전압값이 상기 LED의 순방향 전압보다 높은 소정값에 도달하면 상기 강제 오프 유닛이 상기 위상 제어 소자를 강제적으로 오프할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 LED 조명등 기구는 상기 본 발명의 어느 하나의 양상에 의한 LED 구동 회로와, 상기 LED 구동 회로의 출력측에 접속된 LED를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 LED 조명등 기구는 LED와, 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 위상 제어식 조광기에 입력되는 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프됨으로써 상기 LED의 플리커링을 저감하는 LED 플리커 저감 유닛을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 LED 조명 기기는 상기 본 발명의 어느 하나의 양상에 의한 LED 구동 회로 또는 상기 본 발명의 어느 하나의 양상에 의한 LED 조명등 기구를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 LED 조명 시스템은 상기 본 발명의 어느 하나의 양상에 의한 LED 조명등 기구 또는 상기 본 발명에 의한 LED 조명 기기와, 상기 LED 조명등 기구 또는 LED 조명 기기의 입력측에 접속된 위상 제어식 조광기를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 LED 조명 시스템은 LED 조명등 기구 또는 LED 조명 기기의 입력측에 접속된 상기 본 발명의 어느 하나의 양상에 의한 위상 제어식 조광기를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 도 22c와 같은 상태가 발생되지 않으므로 저조광 시의 플리커링이 저감될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타내는 도이며;
도 1b는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타내는 도이며;
도 2는 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타내는 도이며;
도 3은 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타내는 도이며;
도 4는 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타내는 도이며;
도 5는 LED 모듈의 전압-전류 특성을 나타내는 도이며;
도 6은 본 발명의 제 6 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타내는 도이며;
도 7은 본 발명의 제 7 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타내는 도이며;
도 8a는 본 발명에 의한 LED 조명 시스템에 이용되는 LED 구동 회로의 제 1 변형예를 나타내는 도이며;
도 8b는 본 발명에 의한 LED 조명 시스템에 이용되는 LED 구동 회로의 제 2 변형예를 나타내는 도이며;
도 9는 본 발명에 의한 LED 조명 시스템에 이용되는 LED 구동 회로의 제 3 변형예를 나타내는 도이며;
도 10은 본 발명에 의한 LED 조명 시스템에 도 9에 나타낸 LED 구동 회로를 사용했을 경우의 각 부 전압/전류 파형을 나타내는 타이밍 차트이며;
도 11은 본 발명에 의한 LED 조명 시스템에 이용되는 LED 구동 회로의 제 4 변형예를 나타내는 도이며;
도 12는 본 발명에 의한 LED 조명 시스템에 이용되는 LED 구동 회로의 제 5 변형예를 나타내는 도이며;
도 13은 본 발명에 의한 LED 조명 시스템에 이용되는 LED 구동 회로의 제 6 변형예를 나타내는 도이며;
도 14는 본 발명의 제 8 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타내는 도이며;
도 15는 본 발명에 의한 LED 조명등 기구, 본 발명에 의한 LED 조명 기기, 및 본 발명에 의한 LED 조명 시스템의 개략 구조 예를 나타내는 도이며;
도 16은 본 발명에 의한 LED 조명등 기구의 다른 개략 구조 예를 나타내는 도이며;
도 17은 종래의 LED 조명 시스템의 일예를 나타내는 도이며;
도 18은 종래의 LED 조명 시스템의 다른 예를 나타내는 도이며;
도 19는 백열 전구 조명 시스템의 일구성 예를 나타내는 도이며;
도 20은 도 19에 나타낸 백열 전구 조명 시스템의 각 부의 전압/전류 파형의 일예를 나타내는 도이며;
도 21a는 밝은 조광 레벨이 설정되었을 경우의 도 17에 나타낸 LED 조명 시스템에 있어서의 LED 모듈의 양단 전압의 파형 예를 나타내는 도이며;
도 21b는 어두운 조광 레벨이 설정되었을 경우의 도 17에 나타낸 LED 조명 시스템에 있어서의 LED 모듈의 양단 전압의 파형 예를 나타내는 도이며;
도 21c는 중간 조광 레벨이 설정되었을 경우의 도 17에 나타낸 LED 조명 시스템에 있어서의 LED 모듈의 양단 전압의 파형 예를 나타내는 도이며;
도 22a는 밝은 조광 레벨이 설정되었을 경우의 도 17에 나타낸 LED 조명 시스템의 각 부의 전압/전류의 시뮬레이션 파형도이며;
도 22b는 어두운 조광 레벨이 설정되었을 경우의 도 17에 나타낸 LED 조명 시스템의 각 부의 전압/전류의 시뮬레이션 파형도이며;
도 22c는 중간 조광 레벨이 설정되었을 경우의 도 17에 나타낸 LED 조명 시스템의 각 부의 전압/전류의 시뮬레이션 파형도이고;
도 23은 LED 모듈의 평균 전류와 반고정 저항의 저항값의 관계를 나타내는 도이다.
본 발명의 실시형태는 도면을 참조해서 이하에 설명될 것이다.
<<제 1 실시형태>>
도 1a는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타낸다. 도 1a에 있어서 도 17과 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 사용하여 그 상세한 설명을 제공하지 않을 것이다. 도 1a에 나타낸 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 LED 조명 시스템은 위상 제어식 조광기(2)와, LED 모듈(3)과, LED 구동 회로(4A)를 구비하고 있다. LED 구동 회로(4A)는 본 발명에 의한 LED 구동 회로의 일예이며, 다이렉트 방식(비스위칭 방식)의 LED 구동 회로이고, 다이오드 브리지(DB1)와, 전류 제한 회로(5)와, 전류 추출기(6)를 갖고 있다. 전류 추출기(6)는 다이오드 브리지(DB1)의 출력 양단 사이에 설치되어 있고, 동작시에 LED 구동 전류를 LED 모듈(3)에 공급하기 위한 전원 공급 라인(LN1)으로부터 전류를 추출한다. 도 1a에 나타낸 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 LED 조명 시스템에서는 교류 전원(1)과 LED 구동 회로(4A)의 입력단 사이에 위상 제어식 조광기(2)가 설치되고, LED 구동 회로(4A)의 출력단 사이에 1개 이상의 LED로 이루어지는 LED 모듈(3)이 설치되어 있다.
위상 제어식 조광기(2) 내부의 트라이액(Tri1)이 온으로 되어 LED 모듈(3)이 발광된 후 교류 전원(1)의 출력 전압(V1)이 0V에 도달할 때까지 전류 추출기(6)의 동작에 의해 위상 제어식 조광기(2) 내부의 트라이액(Tri1)에 전류가 흘러 위상 제어식 조광기(2) 내부의 트라이액(Tri1)이 오프되지 않는다. 그러므로, 도 22b에 도시된 바와 같이, 교류 전원(1)의 출력 전압(V1)과 LED 모듈(3)의 양단 전압(V3)이 일치한다. 이에 따라, 도 22c에 도시된 것과 같은 상태가 방지되어 저조광 시의 플리커링이 저감될 수 있다.
<<제 2 실시형태>>
도 1b는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타낸다. 도 1b에 있어서 도 18과 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 사용하여 그 상세한 설명을 제공하지 않을 것이다. 도 1b에 나타낸 본 발명에 의한 LED 조명 시스템은 위상 제어식 조광기(2)와, LED 모듈(3)과, LED 구동 회로(4B)를 구비하고 있다. LED 구동 회로(4B)는 본 발명에 의한 LED 구동 회로의 다른 예이며, 스위칭 방식의 LED 구동 회로이며, 다이오드 브리지(DB1)와, 스위칭 제어 회로(CNT1)와, 스위칭 소자(Q1)와, 코일(L2)과, 다이오드(D1)와, 콘덴서(C4)와, 저항(R2)과, 전류 추출기(6)를 갖고 있다. 전류 추출기(6)는 다이오드 브리지(DB1)의 출력단 사이에 설치되어 있고, 동작시에 LED 구동 전류를 LED 모듈(3)에 공급하기 위한 전원 공급 라인(LN1)으로부터 전류를 추출한다. 도 1b에 나타낸 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 LED 조명 시스템에서는 교류 전원(1)과 LED 구동 회로(4B)의 입력단 사이에 위상 제어식 조광기(2)가 설치되고, LED 구동 회로(4B)의 출력단 사이에 1개 이상의 LED로 이루어지는 LED 모듈(3)이 설치되어 있다.
위상 제어식 조광기(2) 내부의 트라이액(Tri1)이 온으로 되어 LED 모듈(3)이 발광된후 교류 전원(1)의 출력 전압(V1)이 0V에 도달할 때까지 전류 추출기(6)의 동작에 의해 위상 제어식 조광기(2) 내부의 트라이액(Tri1)에 전류가 흘러 위상 제어식 조광기(2) 내부의 트라이액(Tri1)이 오프되지 않는다. 그러므로, 도 22b에 도시된 바와 같이, 교류 전원(1)의 출력 전압(V1)과 LED 모듈(3)의 양단 전압(V3)이 일치한다. 이에 따라, 도 22c에 도시된 것과 같은 상태가 방지되어 저조광 시의 플리커링이 저감될 수 있다.
<<제 3 실시형태>>
도 2는 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타낸다. 도 2에 있어서 도 17과 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 사용하여 그 상세한 설명을 제공하지 않을 것이다. 도 2에 나타낸 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 LED 조명 시스템은 위상 제어식 조광기(2')와, LED 모듈(3)과, LED 구동 회로(4)를 구비하고 있다. LED 구동 회로(4A)는 다이렉트 방식(비스위칭 방식)의 LED 구동 회로이며, 다이오드 브리지(DB1)와, 전류 제한 회로(5)를 갖고 있다. 도 2에 나타낸 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 LED 조명 시스템에서는 교류 전원(1)과 LED 구동 회로(4)의 입력단 사이에 위상 제어식 조광기(2')가 설치되고, LED 구동 회로(4)의 출력단 사이에 1개 이상의 LED로 이루어지는 LED 모듈(3)이 설치되어 있다.
위상 제어식 조광기(2')는 도 17에 나타낸 위상 제어식 조광기(2)에 스위치(S1)를 추가함으로써 형성된다. 위상 제어식 조광기(2') 내부의 트라이액(Tri1)이 온으로 되어 LED 모듈(3)이 발광된 후 교류 전원(1)의 출력 전압(V1)이 0V에 도달하기 전에 스위치(S1)를 온함으로써 콘덴서(C2)와 트라이액(Tri1)이 병렬 접속되어 콘덴서(C2)가 즉시 방전된다. 그러므로, 도 22a에 도시된 바와 같이, 위상 제어식 조광기(2') 내부의 트라이액(Tri1)이 오프된다. 이에 따라, 도 22c에 도시된 것과 같은 상태가 방지되어 저조광 시의 플리커링이 저감될 수 있다.
<<제 4 실시형태>>
도 3은 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타낸다. 도 3에 있어서 도 1a과 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 사용하여 그 상세한 설명을 제공하지 않을 것이다. 도 3에 나타낸 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 LED 조명 시스템은 도 1a에 나타낸 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구체 예이다.
도 3에 나타낸 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 LED 조명 시스템에서는 LED 구동 회로(4A)가 전류 검출 회로(7)를 갖고 있다. 전류 검출 회로(7)는 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값이 검출 판정값을 하회하는 지를 검출한다. 전류 추출기(6)는 전류 검출 회로(7)에 의해 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값이 검출 판정값을 하회하는 것이 검출되면 동작을 개시한다.
<<제 5 실시형태>>
도 4는 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타낸다. 한편, 도 4에 있어서 도 1a와 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 사용하여 그 상세한 설명을 제공하지 않을 것이다. 도 4에 나타낸 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 LED 조명 시스템은 도 1a에 나타낸 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 다른 구체 예이다.
도 4에 나타낸 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 LED 조명 시스템에서는 LED 구동 회로(4A)가 전압 검출 회로(8)를 갖고 있다. 전압 검출 회로(8)는 다이오드 브리지(DB1)의 출력 양단간 전압의 값을 검출한다. 전류 추출기(6)는 전압 검출 회로(8)에 의해 검출된 전압값에 의거하여 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값이 검출 판정값을 하회했을 때에 동작을 개시한다. LED 모듈(3)의 전압-전류 특성이 도 5에 나타낸 바와 같은 경우, 예를 들면 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값[=LED 모듈(3)의 전류값]이 20㎃일 때 전류 제한 회로(5)에서의 6V의 전압 강하가 발생하면 전압 검출 회로(8)에 의해 검출되는 전압값은 86V이다.
<<제 6 실시형태>>
도 6은 본 발명의 제 6 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타낸다. 도 6에 있어서 도 2와 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 사용하여 그 상세한 설명을 제공하지 않을 것이다. 도 6에 나타낸 본 발명의 제 6 실시형태에 의한 LED 조명 시스템은 도 2에 나타낸 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구체 예이다.
도 6에 나타낸 본 발명의 제 6 실시형태에 의한 LED 조명 시스템에서는 LED 구동 회로(4)가 전류 검출 회로(7)를 갖고 있다. 전류 검출 회로(7)는 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값을 검출한다. 전류 검출 회로(7)는 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값이 검출 판정값을 하회하는 지를 검출한다. 위상 제어식 조광기(2') 내부의 스위치(S1)는 전류 검출 회로(7)에 의해 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값이 검출 판정값을 하회하는 것이 검출되면 온된다.
<<제 7 실시형태>>
도 7은 본 발명의 제 7 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타낸다. 도 7에 있어서 도 2와 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 사용하여 그 상세한 설명을 제공하지 않을 것이다. 도 7에 나타낸 본 발명의 제 7 실시형태에 의한 LED 조명 시스템은 도 2에 나타낸 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 다른 구체 예이다.
도 7에 나타낸 본 발명의 제 7 실시형태에 의한 LED 조명 시스템에서는 LED 구동 회로(4)가 전압 검출 회로(8)를 갖고 있다. 전압 검출 회로(8)는 다이오드 브리지(DB1)의 출력 양단간 전압의 값을 검출한다. 스위치(S1)는 전압 검출 회로(8)에 의해 검출된 전압값에 의거하여 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값이 검출 판정값을 하회했을 때에 온된다. LED 모듈(3)의 전압-전류 특성이 도 5에 나타낸 바와 같은 경우, 예를 들면 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값[=LED 모듈(3)의 전류값]이 20㎃일 때 전류 제한 회로(5)에서의 6V의 전압 강하가 발생하면 전압 검출 회로(8)에 의해 검출되는 전압값은 86V이다.
<<LED 구동 회로의 제 1 및 제 2 변형예>>
상술한 본 발명의 제 4 실시형태와 같이 전류 검출 회로(7)가 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값을 직접 검출하는 것이 아니고, 도 8a에 나타낸 다이렉트 방식(비스위칭 방식)의 LED 구동 회로(4A)나 도 8b에 나타낸 스위칭 방식의 LED 구동 회로(4B)와 같이, LED 모듈(3)(도 8a 및 도 8b에 도시되지 않음)을 흐르는 전류를 제어하기 위한 저항(52 또는 R2)의 양단에 발생하는 전압을 이용하고, 전류 검출 회로(7)가 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값을 간접적으로 검출하는 구성이 채택될 수 있다. 도 8a에 나타낸 다이렉트 방식(비스위칭 방식)의 LED 구동 회로(4A)에 있어서는 전류 제한 회로(5)가 PNP 트랜지스터(51)와, PNP 트랜지스터(51)의 컬렉터에 접속되는 저항(52)과, 저항(52)의 양단 전압을 입력하는 컴퍼레이터(53)와, 컴퍼레이터(53)의 출력에 따라 PNP 트랜지스터(51)를 제어하는 구동 회로(54)에 의해 구성되어 있다.
또한, 상술한 본 발명의 제 6 실시형태에 이용되는 LED 구동 회로(4)는 도 8a에 나타낸 다이렉트 방식(비스위칭 방식)의 LED 구동 회로(4A)와 같이 LED 모듈(3)을 흐르는 전류를 제어하기 위한 저항(52)의 양단에 발생하는 전압을 이용하고, 전류 검출 회로(7)가 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값을 간접적으로 검출하도록 변형될 수 있다.
<<LED 구동 회로의 제 3 변형예>>
상술한 본 발명의 제 4 실시형태와 같이 전류 검출 회로(7)가 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값을 직접 검출하는 것이 아니고, 도 9에 나타낸 다이렉트 방식(비스위칭 방식)의 LED 구동 회로(4A)와 같이 컴퍼레이터(10)에 의해 검출되는 전류 제한 회로(5)에서의 전압 강하를 이용하고, 전류 검출 회로(7)가 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값을 간접적으로 검출하는 구성이 채택될 수 있다.
도 10은 본 발명에 의한 LED 조명 시스템에 도 9에 나타낸 다이렉트 방식(비스위칭 방식)의 LED 구동 회로(4A)를 이용했을 경우의 전원 공급 라인(LN1)의 전압(VLN1), LED 모듈(3)을 흐르는 전류(I3), 및 전류 제한 회로(5)에서의 전압 강하(VD)의 타이밍 차트이다. 도 10으로부터 명확한 바와 같이, LED 모듈(3)에 전류가 흐르지 않게 될 때 전류 제한 회로(5)에서의 전압 강하(VD)가 저하한다. 따라서, 전류 검출 회로(7)가 이 전압 강하(VD)의 저하를 검지하고, 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값[=LED 모듈(3)에 흐르고 있는 전류의 값]을 간접적으로 검출한다.
또한, 상술한 본 발명의 제 6 실시형태에 사용되는 LED 구동 회로(4)는, 도 9에 나타낸 다이렉트 방식(비스위칭 방식)의 LED 구동 회로(4A)와 같이, 컴퍼레이터(10)에 의해 검출되는 전류 제한 회로(5)에서의 전압 강하를 이용하고, 전류 검출 회로(7)가 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값을 간접적으로 검출하도록 변형될 수 있다.
<<LED 구동 회로의 제 4 변형예>>
상술한 본 발명의 제 4 실시형태와 같이 전류 검출 회로(7)가 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값을 직접 검출하는 것이 아니고, 도 11에 나타낸 다이렉트 방식(비스위칭 방식)의 LED 구동 회로(4A)와 같이 LED 모듈(3)(도 11에 도시되지 않음)을 흐르는 전류를 제어하기 위한 저항(52)의 양단에 발생하는 전압을 이용하고, 전류 검출 회로(7)가 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값을 간접적으로 검출하는 구성이 채택될 수 있다. 도 11에 나타낸 다이렉트 방식(비스위칭 방식)의 LED 구동 회로(4A)에 있어서는 전류 제한 회로(5)가 과전류 보호 기능을 갖고 있고, PNP 트랜지스터(51)와, PNP 트랜지스터(51)의 컬렉터에 접속되는 저항(52)과, 저항(52)의 양단 전압을 입력하는 컴퍼레이터(53)와, PNP 트랜지스터(51)를 구동하는 구동 회로(54)와, 컴퍼레이터(53)의 출력이 소정값을 초과하면 PNP 트랜지스터(51)를 오프하도록 구동 회로(54)에 지시를 내는 과전류 보호 회로(55)에 의해 구성되어 있다.
과전류 보호 기능에서의 전류 검출을 위해 전류 검지 회로(7)가 이용되고 있으므로 회로 사이즈 및 코스트가 저감될 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 제 6 실시형태에 사용되는 LED 구동 회로(4)는, 도 11에 나타낸 다이렉트 방식(비스위칭 방식)의 LED 구동 회로(4A)와 같이, LED 모듈(3)을 흐르는 전류를 제어하기 위한 저항(52)의 양단에 발생하는 전압을 이용하고, 전류 검출 회로(7)가 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값을 간접적으로 검출하도록 변형될 수 있다.
<<LED 구동 회로의 제 5 변형예>>
상술한 본 발명의 제 4 실시형태와 같이 전류 검출 회로(7)가 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값을 직접 검출하는 것이 아니고, 도 12에 나타낸 다이렉트 방식(비스위칭 방식)의 LED 구동 회로(4A)와 같이 컴퍼레이터(53)에 의해 검출되는 전류 제한 회로(5)에서의 전압 강하를 이용하고, 전류 검출 회로(7)가 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값을 간접적으로 검출하는 구성이 채택될 수 있다. 도 12에 나타낸 다이렉트 방식(비스위칭 방식)의 LED 구동 회로(4A)에 있어서는 전류 제한 회로(5)가 과전압 보호 기능을 갖고 있고, PNP 트랜지스터(51)와, PNP 트랜지스터(51)의 컬렉터에 접속되는 저항(52)과, 전류 제한 회로(5)에서의 전압 강하를 입력하는 컴퍼레이터(53)와, PNP 트랜지스터(51)를 구동하는 구동 회로(54)와, 컴퍼레이터(53)의 출력이 소정값을 초과하면 PNP 트랜지스터(51)를 오프하도록 구동 회로(54)에 지시를 내는 과전압 보호 회로(56)에 의해 구성되어 있다.
과전압 보호 기능에서의 전압 검출을 전류 검지 회로(7)이 이용하고 있으므로, 회로 사이즈 및 코스트의 저감될 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 제 6 실시형태에 사용되는 LED 구동 회로(4)는, 도 12에 나타낸 다이렉트 방식(비스위칭 방식)의 LED 구동 회로(4A)와 같이, 컴퍼레이터(53)에 의해 검출되는 전류 제한 회로(5)에서의 전압 강하를 이용하고, 전류 검출 회로(7)가 전원 공급 라인(LN1)에 흐르고 있는 전류의 값을 간접적으로 검출하도록 변형될 수 있다.
<<LED 구동 회로의 제 6 변형예>>
예를 들면, 상술한 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 LED 조명 시스템에서는 위상 제어식 조광기(2)의 트라이액(Tri1)이 오프되어 있을 때는 위상 제어식 조광기(2) 내의 임피던스보다도 LED 모듈(3)과 LED 구동 회로(4A)의 총 임피던스를 낮게 해야 한다. LED 모듈(3)에 있어서 복수의 LED를 직렬로 접속할 경우 LED 모듈(3)과 LED 구동 회로(4A)의 총 임피던스는 높기 때문에 트라이액(Tri1)이 오프될 때에 전원 공급 라인(LN1)에 저임피던스 회로를 접속하는 것이 일반적이다. 도 13에 나타낸 LED 구동 회로(4A)와 같이, 저임피던스 회로로서 전류 추출기(6)를 사용함으로써 회로 소자의 개수를 저감할 수 있고, LED 구동 회로(4)의 사이즈 및 코스트가 저감될 수 있다. 도 13에 나타낸 LED 구동 회로(4A)에서는 전류 추출기(6)가 저항(R4~R8)과, NPN 트랜지스터(Q2~Q4)와, 스위치(S2)에 의해 구성되어 있다.
예를 들면, 다이오드 브리지(DB1)의 출력 양단간 전압이 30V이하인 경우에는 NPN 트랜지스터(Q2)가 오프되어 NPN 트랜지스터(Q3)가 온되고, NPN 트랜지스터(Q4)의 베이스-이미터간 전압과 저항(R8)의 저항값에 의해 정해지는 전류가 전류 추출기(6)를 흐르고, 다이오드 브리지(DB1)의 출력 양단간 전압이 30V보다 클 경우에는 NPN 트랜지스터(Q2)가 온되어 NPN 트랜지스터(Q3)가 오프된다.
또한, 전류 추출기(6)는 전류 검출 회로(7)에 의해 검출된 전류값이 소정 범위일 때에 스위치(S2)가 온되어 NPN 트랜지스터(Q3)가 온됨으로써 전류를 추출한다.
<<LED 구동 회로의 제 7 변형예>>
예를 들면, 상술한 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 LED 조명 시스템에 이용되는 LED 구동 회로(4A)에 있어서 상술한 LED 구동 회로의 제 6 변형예와 다르고, 전류 추출기(6)가 전류 추출을 개시한 후 다이오드 브리지(DB1)의 출력 양단간 전압이 0V에 도달하면 전류 추출을 정지하는 구성이 채택될 수 있다. 이에 따라, 전류 추출기(6)가 필요 최저한으로 동작될 수 있고, 전류 추출기(6)에서의 전류 소비가 억제될 수 있다. 다이오드 브리지(DB1)의 출력 양단간 전압을 입력하는 컴퍼레이터는, 예를 들면 다이오드 브리지(DB1)의 출력 양단간 전압을 검출하기 위해 사용될 수 있다.
<<LED 구동 회로의 제 8 변형예>>
예를 들면, 상술한 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 LED 조명 시스템에 이용되는 LED 구동 회로(4A)에 있어서 상술한 LED 구동 회로의 제 6 변형예와 다르고, 전류 추출기(6)에 의한 전류 추출의 개시 후 위상 시프트용 콘덴서(C2, C3)에 의한 트라이액 유지 시간 이상의 일정한 시간이 경과하면 전류 추출을 정지하는 구성이 채택될 수 있다. 이에 따라, 전류 추출기(6)가 필요 최저한으로 동작될 수 있고, 전류 추출기(6)에서의 전류 소비가 억제될 수 있다. 상기 일정한 시간의 경과를 측정하는 수단으로서는, 예를 들면 타이머가 사용될 수 있다.
<<제 8 실시형태>>
도 14는 본 발명의 제 8 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구성을 나타낸다. 도 14에 있어서 도 2와 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 사용하여 그 상세한 설명을 제공하지 않을 것이다. 도 14에 나타낸 본 발명의 제 8 실시형태에 의한 LED 조명 시스템은 도 2에 나타낸 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 LED 조명 시스템의 구체 예이다.
도 14에 나타낸 본 발명의 제 8 실시형태에 의한 LED 조명 시스템은 LED 구동 회로(4)의 입력 전압을 검출하는 전압 검출 회로(9)를 구비하고 있다. 위상 제어식 조광기(2') 내부의 스위치(S1)는 전압 검출 회로(9)에 의해 검출된 전압값이 소정 범위인 때에 온된다. 상기 소정 범위는 LED 모듈(3)의 순방향 전압(VF)보다도 큰 소정값인 것이 바람직하다. 이러한 설정이 채택되면 위상 시프트용 콘덴서(C2)가 방전되어 LED 모듈(3)의 전류 저하에 의해 트라이액(Tri1)이 강제적으로 오프될 수 있다.
<<변형예>>
본 발명에 의한 LED 구동 회로 또는 본 발명에 의한 위상 제어식 조광기의 입력 전압은 일본 국내의 상용 전원 전압 100V에 한정되지 않는다. 본 발명에 의한 LED 구동 회로나 본 발명에 의한 위상 제어식 조광기의 회로 정수를 적절한 값으로 설정함으로써 해외에서의 상용 전원 전압 또는 강압 교류 전압은 본 발명에 의한 LED 구동 회로 또는 본 발명에 의한 위상 제어식 조광기의 입력 전압으로서 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 LED 구동 회로에 전류 퓨즈 또는 다른 보호 소자를 부가함으로써 보다 안전한 LED 구동 회로가 제공될 수 있다.
상술한 본 발명에 의한 LED 구동 회로의 구성에서는 전류 제한 회로의 전단인 다이오드 브리지의 출력측에 전류 추출기를 설치했지만, 다이오드 브리지의 입력측에 전류 추출기를 설치할 수 있고, 전류 제한 회로의 후단에 전류 추출기를 설치할 수 있다. 그러나, 전류 제한 회로의 후단에 전류 추출기를 설치할 경우 전류 추출기에 흐르는 전류는 전류 제한 회로의 전류 제한값보다 작은 값으로 설정될 수 있다.
상술한 다이렉트 방식(비스위칭 방식)의 LED 구동 회로에서는 전류 제한 회로(5)가 LED 모듈(3)의 애노드측에 접속되어 있지만, 각 회로 정수를 적절한 값으로 설정함으로써 전류 제한 회로(5)를 LED 모듈(3)의 캐소드측에 접속해도 문제없다.
LED 모듈(3)에 흐르는 전류가 LED의 정격 전류에 대하여 충분한 마진을 갖는 경우 전류 제한 회로(5)를 설치하지 않아도 조광 동작 또는 다른 동작에 영향은 없다.
본 발명에 의한 LED 구동 회로에 입력되는 전압은 정현파형의 교류 전압에 의거하는 전압에 한정되지 않고, 다른 교번 전압일 수도 있다. 또한, 본 발명에 의한 위상 제어식 조광기에 입력되는 전압은 정현파형의 교류 전압에 의거하는 전압에 한정되지 않고, 다른 교번 전압일 수 있다.
또한, 상술한 LED 구동 회로는 모두 다이오드 브리지를 구비하고 있지만, 본 발명에 의한 LED 구동 회로에 있어서 다이오드 브리지는 필수구성 요소가 아니다. 다이오드 브리지를 제공하지 않는 구성의 예에서는 순방향이 서로 다른 2개의 LED 모듈을 설치하고, 각 LED 모듈에 전류 제한 회로, 전류 추출기, 및 추출 타이밍 조정기를 설치한다. 이러한 구성은 다이오드 브리지가 필요하지 않고, 상기 다이오드 브리지가 필요하지 않다는 사실에 의해 전원 효율이 다소 향상되고, 전파 정류 후에 LED가 구동되는 방식에 대하여 LED 구동 전류의 듀티비가 반으로 됨으로써 LED의 수명이 연장된다는(광속의 저하가 완화) 장점을 갖는다. 그러나, 이러한 구성은 LED의 개수가 2배가 됨으로써 코스트를 증가시킨다는 단점을 갖는다.
상술한 실시형태 및 변형예는 그 특징이 서로 모순되는 한 임의로 조합되어 실시될 수 있다.
<<본 발명에 의한 LED 조명등 기구>>
최후에, 본 발명에 의한 LED 조명등 기구의 개략 구조가 설명될 것이다. 도 15는 본 발명에 의한 LED 조명등 기구, 본 발명에 의한 LED 조명 기기, 및 본 발명에 의한 LED 조명 시스템의 개략 구조 예를 나타낸다. 도 15는 전구형의 본 발명에 의한 LED 조명등 기구(200)의 부분 절단도를 나타내고 있다. 전구형의 본 발명에 의한 LED 조명등 기구(200)는 하우징 또는 기판(202)과, 하우징 또는 기판(202)의 정면(전구형의 상부측)에 설치되는 1개 이상의 LED로 이루어지는 LED 모듈(201)과, 하우징 또는 기판(202)의 배면(전구형의 하부측)에 설치되어 회로(203)를 내부에 구비하고 있다. 회로(203)에는, 예를 들면 상술한 본 발명에 의한 LED 구동 회로의 가 이용될 수 있다. 또한, 회로(203)는 상술한 본 발명에 의한 LED 구동 회로의 예에 한정되지 않고, 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 LED가 발광된 후 위상 제어식 조광기에 입력되는 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프됨으로써 LED가 플리커링 또는 블링킹을 저감할 수 있는 회로(LED 플리커 저감 유닛)를 적어도 구비한 회로일 수 있는 것은 분명하다.
전구형의 본 발명에 의한 LED 조명등 기구(200)가 나사로 고정되는 LED 조명등 기구 장착부(300)와, 라이트 컨트롤러(위상 제어식 조광기)(400)가 교류 전원(1)에 직렬 접속된다. 전구형의 본 발명에 의한 LED 조명등 기구(200)와 LED 조명등 기구 장착부(300)는 LED 조명 기기(실링 라이트, 펜던트 라이트, 키친 라이트, 리세스 라이트, 플로어 램프, 스폿라이트, 풋 라이트 등)를 구성한다. 그리고, 전구형의 본 발명에 의한 LED 조명등 기구(200)와, LED 조명등 기구 장착부(300)와, 라이트 컨트롤러(400)에 의해 본 발명에 의한 LED 조명 시스템(500)이 구성된다. LED 조명등 기구 장착부(300)는, 예를 들면 실내의 천장 벽면에 배치되고, 예를 들면 라이트 컨트롤러(400)는 실내측 벽면에 배치된다.
전구형의 본 발명에 의한 LED 조명등 기구(200)가 LED 조명등 기구 장착부(300)에 대하여 착탈가능하기 때문에, 예를 들면 종래의 백열등, 형광등 등의 기존의 조명등 기구를 이용하고 있었던 기존의 조명 기기 및 조명 시스템에 있어서, 백열등, 형광등, 또는 조명등 기구를 전구형의 본 발명에 의한 LED 조명등 기구(200)로 교환하는 것만으로 위상 제어식 조광기의 출력 발진에 따른 전원 공급 라인의 전압 변동에 의해 위상 제어 소자의 유지 전류가 부족되어 LED의 플리커링 또는 블링킹이 저감될 수 있다.
전구형의 본 발명에 의한 LED 조명등 기구(200)를 일반적인 LED 조명등 기구로 교환할 경우에는 라이트 컨트롤러(400)는, 예를 들면 본 발명에 의한 위상 제어식 조광기(2')도 2 참조)일 수 있다.
도 15는 라이트 컨트롤러(400)가 도 1a에 나타낸 위상 제어식 조광기일 경우의 라이트 컨트롤러(400)의 외관을 나타내고 있고, 볼륨 노브를 사용함으로써 조광의 정도를 변경할 수 있도록 구성된다. 또한, 노브 대신에 볼륨 슬라이더를 사용함으로써 조광의 정도를 변경할 수 있는 구성이 채택될 수 있다.
상기에서는 라이트 컨트롤러(400)로서 볼륨 노브 또는 볼륨 슬라이더를 사용함으로써 사용자가 직접 조작가능하지만, 이 구성에 한정되지 않고, 리모트 컨트롤 또는 다른 무선 신호를 사용함으로써 사용자가 라이트 컨트롤러(400)로 원격 조잘할 수 있다. 특히, 수신측인 상기 라이트 컨트롤러의 본체에 무선 신호 수신기를 설치하고, 송신측인 송신기 본체(예를 들면, 리모트 컨트롤 송신기, 휴대 단말 등)에 상기 무선 신호 수신기에 라이트 컨트롤 신호(예를 들면, 조광 신호, 라이트 온/오프 신호, 및 다른 신호)을 송신하는 무선 신호 송신 유닛을 설치함으로써 원격 조작이 가능하다.
본 발명에 의한 LED 조명등 기구는 전구형의 LED 조명등 기구에 한정되지 않고, 예를 들면 도 16에 나타낸 램프형의 LED 조명등 기구(600), 환형의 LED 조명등 기구(700), 또는 직관형의 LED 조명등 기구(800)일 수 있다. 어느 형태의 조명등 기구에서도, 본 발명에 의한 LED 조명등 기구는 LED와, 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 LED가 발광된 후 위상 제어식 조광기에 입력되는 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프됨으로써 LED의 플리커링 또는 블링킹을 저감할 수 있는 회로(LED 플리커 저감 유닛)을 적어도 내부에 구비한다.

Claims (23)

  1. 위상 제어식 조광기에 접속가능하고, 교번 전압을 입력해서 LED를 구동하는 LED 구동 회로로서:
    상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프되지 않도록 상기 위상 제어식 조광기 내부에 전류를 계속해서 흘려보내기 위한 전류 추출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    LED 구동 전류를 상기 LED에 공급하기 위한 전원 공급 라인을 흐르는 전류의 값이 검출 판정값을 하회했을 때에 상기 전류 추출기가 동작을 개시하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    과전류를 검출하기 위한 전류 검출 회로 또는 과전압을 검출하기 위한 전압 검출 회로를 포함하고;
    상기 전류 검출 회로 또는 상기 전압 검출 회로의 검출 결과로부터 LED 구동 전류를 상기 LED에 공급하기 위한 전원 공급 라인을 흐르는 전류의 값이 간접적으로 검출되는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프일 때에도 상기 전류 추출기가 동작되는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 추출기는 이 전류 추출기의 동작 개시 후 상기 교번 전압이 0V에 도달하면 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 추출기는 이 전류 추출기의 동작 개시 후 소정 시간이 경과하면 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  7. 교번 전압을 입력해서 LED를 구동하는 LED 구동 회로에 접속가능한 위상 제어식 조광기로서:
    위상 제어 소자; 및
    상기 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어 소자를 강제적으로 오프하는 강제 오프 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 제어식 조광기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    LED 구동 전류를 상기 LED에 공급하기 위한 전원 공급 라인을 흐르는 전류의 값이 검출 판정값을 하회했을 때에 상기 강제 오프 유닛이 상기 위상 제어 소자를 강제적으로 오프하는 것을 특징으로 하는 위상 제어식 조광기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 LED 구동 회로에 과전류를 검출하기 위한 전류 검출 회로 또는 과전압을 검출하기 위한 전압 검출 회로를 포함하고;
    상기 전류 검출 회로 또는 상기 전압 검출 회로의 검출 결과로부터 LED 구동 전류를 상기 LED에 공급하기 위한 전원 공급 라인을 흐르는 전류의 값이 간접적으로 검출되는 것을 특징으로 하는 위상 제어식 조광기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 교번 전압을 검출하는 전압 검출 회로의 검출 결과로부터 LED 구동 전류를 상기 LED에 공급하기 위한 전원 공급 라인을 흐르는 전류의 값이 간접적으로 검출되는 것을 특징으로 하는 위상 제어식 조광기.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 전압 검출 회로에 의해 검출된 전압값이 상기 LED의 순방향 전압보다 높은 소정값에 도달하면 상기 강제 오프 유닛이 상기 위상 제어 소자를 강제적으로 오프하는 것을 특징으로 하는 위상 제어식 조광기.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 전압 검출 회로에 의해 검출된 전압값이 상기 LED의 순방향 전압보다 높은 소정값에 도달하면 상기 강제 오프 유닛이 상기 위상 제어 소자를 강제적으로 오프하는 것을 특징으로 하는 위상 제어식 조광기.
  13. LED 구동 회로, 및
    상기 LED 구동 회로의 출력측에 접속된 LED를 포함하는 LED 조명등 기구로서:
    상기 LED 구동 회로는,
    위상 제어식 조광기에 접속가능하고, 교번 전압을 입력해서 LED를 구동하는 LED 구동 회로이며;
    상기 LED 구동 회로는,
    상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프되지 않도록 상기 위상 제어식 조광기 내부에 전류를 계속해서 흘려보내기 위한 전류 추출기를 포함하는 것을 특징으로 LED 조명등 기구.
  14. LED; 및
    위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 위상 제어식 조광기에 입력되는 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프됨으로써 상기 LED의 플리커링을 저감하는 LED 플리커 저감 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명등 기구.
  15. LED 구동 회로를 포함하는 LED 조명 기기로서:
    상기 LED 구동 회로는,
    위상 제어식 조광기에 접속가능하고, 교번 전압을 입력해서 LED를 구동하는 LED 구동 회로이며;
    상기 LED 구동 회로는,
    상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프되지 않도록 상기 위상 제어식 조광기 내부에 전류를 계속해서 흘려보내기 위한 전류 추출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 기기.
  16. LED 조명등 기구를 포함하는 LED 조명 기기로서:
    상기 LED 조명등 기구는,
    LED 구동 회로, 및
    상기 LED 구동 회로의 출력측에 접속된 LED를 포함하는 조명등 기구이며;
    상기 LED 구동 회로는,
    위상 제어식 조광기에 접속가능하고, 교번 전압을 입력해서 LED를 구동하는 LED 구동 회로이고;
    상기 LED 구동 회로는,
    상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프되지 않도록 상기 위상 제어식 조광기 내부에 전류를 계속해서 흘려보내기 위한 전류 추출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 기기.
  17. LED 조명등 기구를 포함하는 LED 조명 기기로서:
    상기 LED 조명등 기구는,
    LED, 및
    위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 위상 제어식 조광기에 입력되는 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프됨으로써 상기 LED의 플리커링을 저감하는 LED 플리커 저감 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 기기.
  18. LED 조명등 기구, 및
    상기 LED 조명등 기구의 입력측에 접속된 위상 제어식 조광기를 포함하는 LED 조명 시스템으로서:
    상기 LED 조명등 기구는,
    LED 구동 회로, 및
    상기 LED 구동 회로의 출력측에 접속된 LED를 포함하는 조명등 기구이며;
    상기 LED 구동 회로는,
    위상 제어식 조광기에 접속가능하고, 교번 전압을 입력해서 LED를 구동하는 LED 구동 회로이고;
    상기 LED 구동 회로는,
    상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프되지 않도록 상기 위상 제어식 조광기 내부에 전류를 계속해서 흘려보내기 위한 전류 추출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 시스템.
  19. LED 조명등 기구, 및
    상기 LED 조명등 기구의 입력측에 접속된 위상 제어식 조광기를 포함하는 LED 조명 시스템으로서:
    상기 LED 조명등 기구는,
    LED, 및
    위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 위상 제어식 조광기에 입력되는 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프됨으로써 상기 LED의 플리커링을 저감하는 LED 플리커 저감 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 시스템.
  20. LED 조명 기기, 및
    상기 LED 조명 기기의 입력측에 접속된 위상 제어식 조광기를 포함하는 LED 조명 시스템으로서:
    상기 LED 조명 기기는,
    LED 구동 회로를 포함하는 LED 조명 기기이며;
    상기 LED 구동 회로는,
    위상 제어식 조광기에 접속가능하고, 교번 전압을 입력해서 LED를 구동하는 LED 구동 회로이고;
    상기 LED 구동 회로는,
    상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프되지 않도록 상기 위상 제어식 조광기 내부에 전류를 계속해서 흘려보내기 위한 전류 추출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 시스템.
  21. LED 조명 기기, 및
    상기 LED 조명 기기의 입력측에 접속된 위상 제어식 조광기를 포함하는 LED 조명 시스템으로서:
    상기 LED 조명 기기는,
    LED 조명등 기구를 포함하는 LED 조명 기기이며;
    상기 LED 조명등 기구는,
    LED 구동 회로, 및
    상기 LED 구동 회로의 출력측에 접속된 LED를 포함하는 조명등 기구이며;
    상기 LED 구동 회로는,
    위상 제어식 조광기에 접속가능하고, 교번 전압을 입력해서 LED를 구동하는 LED 구동 회로이고;
    상기 LED 구동 회로는,
    상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프되지 않도록 상기 위상 제어식 조광기 내부에 전류를 계속해서 흘려보내기 위한 전류 추출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 시스템.
  22. LED 조명 기기, 및
    상기 LED 조명 기기의 입력측에 접속된 위상 제어식 조광기를 포함하는 LED 조명 시스템으로서:
    상기 LED 조명 기기는,
    LED 조명등 기구를 포함하는 LED 조명 기기이며;
    상기 LED 조명등 기구는,
    LED, 및
    위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 위상 제어식 조광기에 입력되는 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어식 조광기 내부의 위상 제어 소자가 오프됨으로써 상기 LED의 플리커링을 저감하는 LED 플리커 저감 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 시스템.
  23. LED 조명등 기구 또는 LED 조명 기기의 입력측에 접속된 위상 제어식 조광기를 포함하는 LED 조명 시스템으로서:
    상기 위상 제어식 조광기는,
    교번 전압을 입력해서 LED를 구동하는 LED 구동 회로에 접속가능한 위상 제어식 조광기이고;
    상기 위상 제어식 조광기는,
    위상 제어 소자, 및
    상기 위상 제어 소자가 온으로 되어 상기 LED가 발광된 후 상기 교번 전압이 0V에 도달하기 전에 상기 위상 제어 소자를 강제적으로 오프하는 강제 오프 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 시스템.
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