KR20110137266A - Ｌｅｄ 구동 장치 - Google Patents

Abstract

정류된 전압의 전력효율을 조절하는 전력효율 교정부, 상기 전력효율 교정부의 출력을 트랜스포머로 스위칭하는 스위칭부 및 상기 트랜스포머의 양단 출력을 정류한후 합성하여 구형파 형태의 신호로 출력하되 이를 효율 개선부를 추가하여 정현파의 형태로 적어도 하나의 LED를 구동하는 LED 구동 장치가 개시된다.

Description

ＬＥＤ 구동 장치{LED driving device}

본 발명은 LED에 관한 것으로 특히, 전원 공급 효율을 개선한 LED(Light Emitting Diode) 구동 장치에 관한 것이다.

일반적으로 현재 널리 사용하고 있는 LED(Light Emitting Diode)는 가전, TV, 모니터 등 전자제품에서 여러 가지 신호 전달용 또는 발광용으로 많이 사용하고 있다.

이러한 LED는 LED에 인가되는 전압이 문턱 전압(Threshold Voltage) 이상이면 LED에 전류가 흐르기 시작하여 빛이 발생한다. 이러한 LED를 구동하기 위해서 건전지, 밧데리 또는 전원 공급 장치(Power Supply) 등을 이용하여 저전압 직류전원을 공급하게 된다.

상술한 저전압 직류 전원을 공급하는 장치로는 전원 공급 장치가 주로 사용되는데, 전원 공급 장치는 상용 교류 전원을 공급받아 사전에 설정된 직류 전원으로 변환하고, 이를 다시 LED 구동용 전원으로 변환하여 LED에 공급한다.

이때, LED 구동용 전원은 외부로부터의 디밍(Dimming) 신호에 따라 공급 및 차단이 제어되며 이에 따라 LED의 휘도가 조절될 수 있다.

한편, 한편, 상술한 종래의 전원 공급 장치는 상용 교류 전원을 사전에 설정된 직류 전원으로 변환하기 위해 교류 전원을 입력 받는 1차 코일 및 1차 코일과 전자기 결합되어 권선비에 따라 전압을 변환하는 2차 코일을 갖는 트랜스포머(Transformer)를 사용하며 이 트랜스포머의 출력인 DC 전압을 이용 LED를 구동하는 회로가 추가 되는데, 이러한 방식은 전력 변환 효율이 낮아지고 회로가 복잡해 지는 문제가 있다.

도 1, 도 2는 종래 기술에 의한 LED 구동 방식을 나타낸다.

도 1은 종래 기술에 의한 다수의 채널(다수의 LED 직렬 연결 모듈 이하 CHANNEL)을 가지는 구동 방식의 예시 도로, 직류 출력 또는 부스트(BOOST) 회로의 출력에 다수의 채널을 연결하여 병렬 구동하는 방식이다. 이는 각 채널 후단에 트랜지스터와 저항을 연결한 정전류 방식을 갖는다. 그러나 각 채널의 편차가 발생 시 트랜지스터의 저항의 변화로 전류를 맞추게 된다. 그러나 이러한 방식은 결국 저항 부하를 쓰는 것과 같기 때문에 효율에 있어 문제를 내포한다.

도 2 역시 종래 기술에 의한 다수의 채널을 가지는 구동 방식의 예시 도로, 채널 별로 부스트 회로를 추가하는 방식이다. 이 방식을 이용 각 채널 별로 부스트 회로를 사용하여 트랜지스터 등을 이용 정전류 회로를 구성하지 않아도 전류를 맞출 수 있다. 그러나 이러한 도2의 LED 구동 방식은 직류를 다시 부스트 회로 로 승압하는 과정에서 손실이 있으며, 채널수와 같은 부스트 회로를 사용해야하므로 회로가 많이 복잡해지는 문제가 있다.

이와 같이. 도 1 또는 도 2에서와 같이 종래에는 높은 전압 또는 다수의 채널을 구동 시, 지금까지의 방식에서는 회로의 복잡성과 효율의 문제가 발생하게 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로 1차 전원을 이용하여 2차 전원단의 LED를 직접 구동하며, 구동효율을 좋게 하는 LED 구동 장치를 제공함으로써, 회로를 간소화하고 효율을 증대시키는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 LED 구동 장치는,

적어도 하나의 발광소자를 포함하는 LED부;

교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부;

상기 정류된 전원을 외부의 제어신호에 따라 스위칭하는 스위칭부;

상기 스위칭부의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는 트랜스포머;

상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 정류하고 합성하여 출력하는 합성부;

상기 합성부의 출력의 주파수에 대응하여 충방전을 하며, 상기 LED부에 전류를 공급하는 효율 개선부;

상기 LED부의 전류를 피드백받고 상기 LED부에 공급되는 전류가 일정해지도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 LED 구동 장치는,

적어도 하나의 발광소자를 포함하는 LED부;

교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부;

상기 정류된 전원을 외부의 제어신호에 따라 스위칭하는 스위칭부;

상기 스위칭부의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는 트랜스포머;

상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 정류하고 합성하여 상기 LED를 구동하는 합성부;

상기 LED부의 후단에 연결되고, 상기 LED부에 흐르는 전류의 주파수에 대응하여 충방전을 하는 효율 개선부;

상기 LED부의 전류를 피드백받고 상기 LED부에 공급되는 전류가 일정해지도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 LED 구동 장치는,

적어도 하나의 발광소자를 포함하는 LED부;

상기 LED부의 전류를 피드백받고 상기 LED부에 공급되는 전류가 일정해지도록 제어하는 제어부;

교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부;

상기 정류부에서 정류된 전원을 상기 제어부의 제어신호에 따라 전력효율을 조절하는 전력효율 교정부,

상기 전력효율 교정부의 출력 전원을 상기 제어부의 제어신호에 따라 스위칭하는 스위칭부;

상기 스위칭부의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는 트랜스포머;

상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 정류하고 합성하여 상기 LED를 구동하는 합성부;

상기 합성부의 출력 주파수에 대응하여 충방전하여 상기 LED부에 공급하는 효율 개선부를 포함한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 LED 구동 장치는,

적어도 하나의 발광소자를 포함하는 LED부;

상기 LED부의 전류를 피드백받고 상기 LED부에 공급되는 전류가 일정해지도록 제어하는 제어부;

교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부;

상기 정류부에서 정류된 전원을 상기 제어부의 제어신호에 따라 전력효율을 조절하는 전력효율 교정부,

상기 전력효율 교정부의 출력 전원을 상기 제어부의 제어신호에 따라 스위칭하는 스위칭부;

상기 스위칭부의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는 트랜스포머;

상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 정류하고 합성하여 상기 LED를 구동하는 합성부;

상기 LED부의 후단에 연결되고, 상기 LED부에 흐르는 전류의 주파수에 대응하여 충방전을 하는 효율 개선부를 포함한다.

상기 효율 개선부는 소정의 인덕턴스를 갖는 코일이고, 상기 LED부의 각 LED와 직렬로 연결되는 직렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 효율 개선 부의 코일은 상기 트랜스포머의 출력 주파수에 따라 에너지의 충/방전을 해 줌으로써 에너지 효율의 증대를 가져온다.

상기 효율 개선 부의 코일의 인덕턴스는 LED 채널의 구동 전력량과 LED 구동 전원 장치에서 공급되는 주파수 등의 구동 형식에 따라 인덕턴스 값을 변화함으로써 최대의 효율 개선 효과를 얻을 수 있다.

상기 스위칭부는 각종(Half OR Full Bridge, Push-pull 등) 토폴로지를 사용하여 1차 전원을 스위칭하고, 스위칭된 전원을 LED 구동을 위한 트랜스포머의 1차 코일에 전달한다.

상기 트랜스포머의 출력은 스위칭부의 출력인 1차 코일측의 전원 공급 파형에 따라 2차 코일에서 출력을 내며, 이를 LED를 구동하기 위해 정류 회로에서 +전원으로 정류하고, 1차 코일에 공급되는 상기 스위칭부의 스위칭 파형에 따라 출력이 변화되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 트랜스포머의 출력은 LED와의 사이에 Vpeak 감소 회로나, 전류 밸런스 회로 등은 부가될 수 있으나, 기존의 전기캡, 부스트 회로 등 DC 평활 회로를 생략한 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 LED부의 출력 전류를 피드백 받아 트랜스포머 1차측의 스위칭부를 제어함으로써 LED를 직접구동하는 트랜스포머의 2차 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서는, 1차 PFC 출력 전압을 제어함으로써 절연 트랜스포머를 이용하여 LED를 직접 구동하는 구동 장치를 제공함으로써, 직류(DC) 변환을 하지 않으므로 효율의 증대를 가져올 수 있다. 또한, 직류 변환부의 전기캡(ELEC-CAP)이 필요없고, 부스트(BOOST) 회로(IC, IC 주변회로, BOOST를 위한 Inductor, ELEC-CAP, FET, DIODE 등) 등의 회로가 필요 없으므로 구동 장치가 간소화 될 수 있다. 또한, LED 직접 구동을 위한 제어 집적회로를 제공함으로써, 트랜스포머의 출력 단에 전기캡, 부스트 회로 등이 없이 LED를 구동하므로 저 전압에서 고전압까지 LED 채널의 전압에 맞추어 출력 전압을 설계할 수 있어, LED의 채널수를 줄일 수 있다. 또한, LED DIRECT 구동을 위한 제어 IC에 의한 트랜스포머의 출력은 다이오드의 정류를 거쳐 직접 LED부로 출력됨으로써, 제어부에서 LED 구동 전류를 주파수의 듀티를 이용 가변이 가능해 지며, 공진형의 경우 주파수의 변환으로도 LED 구동 전류의 변환이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한 필요에 따라 LED 구동 장치는 LED의 전류량에 따라 전력효율 교정부를 어함으로써, 전력효율 교정부의 출력을 LED 구동을 위한 부스트회로로 쓸 수 있는 가변성을 갖는다.

이러한 제어부의 제공으로 인해 효율 개선 및 회로의 간소화를 위해 각종 스위칭 토팔로지(SWITCHING TOPOLOGY, Half OR Full Bridge, Push-pull, Flyback, Forward 등)로 구동하는 절연 트랜스포머를 이용한 LED의 직접 구동이 가능하게 된다. 또한, 출력을 제어부 주파수, 듀티, PFC 전압 변화 등을 이용하여 다양하게 설계 할 수 있음으로 설계가 용이해지는 이점이 있다.

이뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에서는 효율 개선부를 부가하고, 인덕턴스 값을 갖는 효율 개선부의 효율 개선 코일을 이용하여 다수의 LED를 구동하는 데 있어 기존의 방식에 비하여 고효율을 달성함으로써 에너지 소비에 있어 많은 절감 효과를 얻을 수 있다.

이는 기존의 방식인 AC 전원 , 1차 DC, 2차 LED의 순서로 구동을 하는 DC/DC의 변환, 그리고 DC를 부스트하여 다수의 LED를 구동하는 방식을 탈피하여, AC전원을 DC화 한 후 이를 직접 절연 트랜스포머를 이용하여 LED를 구동함으로써 회로의 간소화 및 효율을 증대하는 회로에 있어서, 출력 전류를 구형파에서 정현파에 가깝도록 해주며, 이때 충전된 에너지를 출력의 오프시 방전하여 줌으로써 출력의 연속성을 최대화 하여 효율을 높여 줄 수 있다.

이는 효율의 증대를 위한 절연 트랜스포머를 이용한 LED 구동에 또 다시 효율을 증대 시키는 효율 개선 코일을 삽입함으로써 기존 DC를 이용한 LED 구동 방식에 비하여 월등한 효율 개선 효과를 볼 수 있다. 또한, LED를 절연 트랜스포머를 이용 정류 후 직접 구동하는 방식에 있어, 인덕턴스를 갖는 효율 개선 코일 만으로 효율을 증대시킴으로써 다수의 LED을 직렬 구동 하는데 있어 높은 출력 전압에 의한 높은 내압을 필요로 하는 다른 반도체 소자와 달리 충분한 내압을 가지고 있는 효율 코일 만으로 간단히 회로를 구성할 수 있으므로 설계가 용이한 장점을 갖는다.

도 1 또는 도 2는 종래의 LED 구동 방식을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 구동 장치를 나타낸 구성도이다.
도 4 및 도5는 도 3의 각부 파형도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 구동 장치를 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 구동 장치를 나타낸 구성도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 구동 장치의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에서는 AC 입력 부(100), AC 정류부(200, DC 포함), 전력효율 교정부(300), 스위칭부(400), 트랜스포머(500), 제어부(600), 합성부(700), LED부(800), 효율개선부(900)를 포함한다.

도 3의 블록도에서 내부 회로구성요소들은 설명을 위한 개략적인 도시일뿐 실제 연결관계는 아니며, 다른 구성요소들이 추가로 연결되며, 해당 블록의 내부 구성은 이 분야에서 잘 알려져 있으므로 상세 구성은 도시하지 않았다.

LED부(800)는 내부에 LED(810)를 포함하고 전류의 공급에 따라 발광을 한다. 그리고 LED에 공급되는 전류는 트랜지스터, 저항 등(도면 미도시)의 소자를 이용하여 제어부(600)로 피드백된다.

제어부(600)는 상기 LED부(800)의 전류를 피드백받고 상기 LED부(800)에 공급되는 전류가 일정해지도록 제어한다.

정류부(200)는 AC 교류 전원(100)을 입력받아 정류한다.

전력효율 교정부(300)는 상기 정류부(200)에서 정류된 전원을 상기 제어부(600)의 제어신호에 따라 전력효율을 조절하는데, 필요에 따라 생략될 수 있다.

스위칭부(400)는 상기 전력효율 교정부(300)의 출력 전원을 상기 제어부(600)의 제어신호에 따라 스위칭하는데, 전력효율 교정부(300)가 없는 경우에는 정류부(200)의 출력신호를 스위칭한다.

트랜스포머(500)는 상기 스위칭부(400)의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는데, 도 3에 개략적인 일부 출력 파형이 도시되어 있다.

합성부(700)는 상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 다이오드(710, 720)를 이용하여 각각 정류하고, 합성하여 출력한다.

효율 개선부(900)는 합성부(700)에서 출력되는 구형파의 신호의 주파수에 대응하여 내부의 코일(L1)이 충방전을 하고, 이 파형으로 상기 LED부(800)를 직접 구동하게 된다.

상기 효율 개선부(900)는 소정의 인덕턴스를 갖는 코일(L1)이고, 상기 LED부(800)의 LED(810)와 직렬로 연결되는 직렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 효율 개선부(900)의 코일(L1)은 상기 트랜스포머(500)의 출력 주파수에 따라 에너지의 충/방전을 해 줌으로써 에너지 효율의 증대를 가져온다.

상기 효율 개선부(900)의 코일의 인덕턴스는 LED 채널의 구동 전력량과 LED 구동 전원 장치에서 공급되는 주파수 등의 구동 형식에 따라 인덕턴스 값을 변화함으로써 최대의 효율 개선 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 부스터 회로나 각종 부가회로 등이 생략되어 회로가 간소화되고 제조비용을 상당히 절약할 수 있다.

상기 스위칭부(400)는 필요에 따라 각종(Half OR Full Bridge, Push-pull 등) 토폴로지를 사용하여 1차 전원을 스위칭하고, 스위칭된 전원을 LED 구동을 위한 트랜스포머의 1차 코일에 전달한다.

상기 트랜스포머(500)의 출력은 스위칭부(400)의 출력인 1차 코일측의 전원 공급 파형에 따라 2차 코일에서 출력을 내며, 이를 LED를 구동하기 위해 정류 회로에서 +전원으로 정류하고, 1차 코일에 공급되는 상기 스위칭부(400)의 스위칭 파형에 따라 출력이 변화되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 트랜스포머(500)의 출력은 LED와의 사이에 Vpeak 감소 회로나, 전류 밸런스 회로 등은 부가될 수 있으나, 기존의 전기캡, 부스트 회로 등 DC 평활 회로를 생략한 것을 특징으로 한다.

상기 제어부(600)는 LED부의 출력 전류를 피드백 받아 트랜스포머 1차측의 스위칭부를 제어함으로써 LED를 직접구동하는 트랜스포머의 2차 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이러한 LED 구동 장치의 동작을 도 4 및 도 5의 파형을 추가로 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3을 참조하면, AC 전원은 AC 입력부(100)에서 입력되고, AC 정류부(200)를 통해 직류로 변환된다.

그리고 나서, 전력효율 교정부(300)에서 소정의 전압으로 출력된다.

스위칭부(400)는 하프(HALF) or 풀브릿지(FULL BRIDGE)를 이용한 스위칭방식으로 스위칭을 하며, 제어부(600)의 제어로 1차 PFC 출력 전압을 스위칭한다.

그리고 필요에 따라 제어부(600)는 스위칭부(400) 또는 전력효율 교정부(300)를 제어하여 원하는 출력전압을 얻을 수 있다.

그리고 나서, 스위칭부(400)의 출력전압은 LED 구동하기 위한 절연 트랜스포머(500)를 통해 소정의 권선비에 따라 유도전류를 생성하게 된다. 여기서, 도 4 또는 도5를 참조하면, 스위칭부(400)의 출력신호(SWITCHING SIGNAL1, SWITCHING SIGNAL2)에 따라 절연 트랜스포머(500)의 양단으로 스위칭 신호가 출력되고, 2개의 출력은 각각 합성부(700)의 다이오드(710, 720)에 의해 정류된후(SECONDARY DIODE OUT1, SECONDARY DIODE OUT2) 하나의 +전원의 신호로 합성되어 출력된다.

그러면, 효율 개선부(900)는 내부의 코일(L1)이 출력신호의 주파수에 대응하여 충방전하며 신호의 파형을 정현파에 근사하게 출력하여(LED INPUT VOLT, LED INPUT CURRENT) LED부(800)의 LED(810)를 구동한다.

여기서 효율 개선부(900)를 사용하지 않았을 경우의 파형을 도 4에 도시하였고, 효율 개선부(900)를 사용한 경우의 출력파형을 도 5에 도시하였다.

도 4 또는 도 5를 참조하면, 인덕턴스를 갖는 코일(L1)에 의한 충/방전의 효과로 도4의 구형파에 가까웠던 출력 파형이 맥류로서 정현파에 가깝게 변형되는 모습을 보여준다.

이러한 파형은 코일(L1)의 용량과 출력 주파수 및 출력 전류, 스우칭 토팔로지(Switching Topology) 등 여러 변수에 의하여 직류가 포함된 맥류로 변형되거나 0점을 갖는 반파 정류 형상 등으로 변화 할 수 있으며, 효율 개선부(900)의 효율 개선 코일(L1)은 이러한 변수에 맞춰 최대의 효율을 얻는 인덕턴스를 갖도록 설계함으로써 효율을 최대화 할 수 있다.

이러한 제1 실시예의 구성은 코일의 모양과 구동 방식에 따라 다양하게 변형할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에서는 트랜스포머(500)의 출력 전압으로 직접 LED부(800)를 구동하게 되며, 종래와 같이 전기캡이나 부스트 회로 등을 거치지 않고 직접 LED를 구동하게 된다. 따라서 회로가 간소화 될 수 있다.

그리고 도 3을 참조하면, 제어부(600)는 LED부(800)로부터 구동 전류를 피드백받아 스위칭 신호(SWICHING SIGNAL) 및 제어신호(PFC CONTROL)를 생성하여 트랜스포머(500)의 입력신호를 제어하며, 이렇게 함으로써 LED를 직접 구동하는 트랜스포머(500)의 출력을 제어할 수 있게 된다.

도 3의 제어부(600)는 대표적인 LED 직접 구동을 위한 예시일뿐 스위칭부(400)의 토폴로지(Half OR Full Bridge, Push-pull, Flyback, Forward 등)나, 제어부(600)의 제어 방식은 필요에 따라 변형이 가능하다. 그리고, 전력효율 교정부(300)는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 경우에 따라서는 전류 밸런스 또는 Vpeak 감소를 위한 부가 회로가 추가 될 수도 있다. 또한, 토폴로지, 부가 회로 등에 따라 제어부의 기능 추가 또는 감소가 이루어 질 수 있다.

제어부(600)는 트랜스포머(500)의 2차측에 있는 LED부(800)의 구동신호를 피드백 받아 1차측의 스위칭부(400)를 제어함으로써 LED를 직접 구동하는 절연 트랜스포머(500)의 출력을 제어하게 된다.

집적회로의 피드백 입력(FEEDBACK)은 LED 구동 전류로서 제어부(600)는 LED 구동 전류의 Peak 및 RMS를 입력받는다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 제어부는 필요에 따라 다양하게 출력 제어 기능을 추가 할 수 있으며, 제어 방식을 주파수 제어, 듀티 제어, PFC 제어중 하나의 기능을 선택적으로 사용하거나 모든 기능을 추가하여 사용할 수도 있다.

이러한 변형예중에서 하나의 예를 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 구동 장치를 나타낸 구성도이다.

도 6을 참조하면 제2 실시예는 제1 실시예에서 효율 개선부(910)의 위치가 LED부(800)의 후단으로 변형되었으며, 나머지 부분은 동일하고 동작에서도 동일하므로 상세설명은 생략한다.

그리고, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 구동 장치를 나타낸 구성도이다.

도 7은 제1 실시예에서 효율 개선부(900)의 코일(L!, L2)을 LED부(800)의 LED(810, 820)와 병렬 연결시킨 것으로서 LED부(800)가 다수의 LED를 포함하는 경우의 실시예로서 모든 동작은 유사하다. 따라서 상세설명은 생략한다.

이외에도 도 6의 제2 실시예를 복수의 LED를 사용한 실시예도 있을 수 있고, 필요에 따라 다양한 변형이 가능하다.

이와 같이 본 발명의 실시예에서는 1차 전력효율 교정부 출력 전압을 제어함으로써 절연 트랜스포머를 이용하여 LED를 직접 구동하는 집적 회로를 제공함으로써, 직류(DC) 변환을 하지 않으므로 효율의 증대를 가져올 수 있다.

또한, 직류 변환부의 전기캡(ELEC-CAP)이 필요없고, 부스트(BOOST) 회로(IC, IC 주변회로, BOOST를 위한 Inductor, ELEC-CAP, FET, DIODE 등) 등의 회로가 필요 없으므로 회로가 간소화 될 수 있다.

또한, LED 직접 구동을 위한 제어 집적회로를 제공함으로써, 트랜스포머의 출력 단에 전기캡, 부스트 회로 등이 없이 LED를 구동하므로 저 전압에서 고전압까지 LED 채널의 전압에 맞추어 출력 전압을 설계할 수 있어, LED의 채널수를 줄일 수 있다.

또한, LED 직접 구동을 위한 제어부에 의한 트랜스포머의 출력은 다이오드의 정류를 거쳐 직접 LED로 출력됨으로써, 제어부에서 LED 구동 전류를 주파수의 듀티를 이용하여 가변이 가능해 지며, 공진형의 경우 주파수의 변환으로도 LED 구동 전류의 변환이 가능하다.

또한 필요에 따라 제어부는 LED의 전류량에 따라 전력효율 교정부(300)의 출력 전압을 제어함으로써, 전력효율 교정부(300) 출력 전압을 LED 구동을 위한 BOOST 회로로 쓸 수 있는 가변성을 갖는다.

이러한 LED 구동장치의 제공으로 인해 효율 개선 및 회로의 간소화를 위해 각종 스위칭 토팔로지(SWITCHING TOPOLOGY, Half OR Full Bridge, Push-pull, Flyback, Forward 등)로 구동하는 절연 트랜스포머를 이용한 LED의 직접 구동이 가능하게 된다.

또한, 출력을 제어부의 주파수, DUTY, PFC 전압 변화 등을 이용하여 다양하게 설계 할 수 있음으로 설계가 용이해지는 이점이 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (4)

1. 적어도 하나의 발광소자를 포함하는 LED부;
   교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부;
   상기 정류된 전원을 외부의 제어신호에 따라 스위칭하는 스위칭부;
   상기 스위칭부의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는 트랜스포머;
   상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 정류하고 합성하여 출력하는 합성부;
   상기 합성부의 출력의 주파수에 대응하여 충방전을 하며, 상기 LED부에 전류를 공급하는 효율 개선부;
   상기 LED부의 전류를 피드백받고 상기 LED부에 공급되는 전류가 일정해지도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 LED 구동 장치.
2. 적어도 하나의 발광소자를 포함하는 LED부;
   교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부;
   상기 정류된 전원을 외부의 제어신호에 따라 스위칭하는 스위칭부;
   상기 스위칭부의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는 트랜스포머;
   상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 정류하고 합성하여 상기 LED를 구동하는 합성부;
   상기 LED부의 후단에 연결되고, 상기 LED부에 흐르는 전류의 주파수에 대응하여 충방전을 하는 효율 개선부;
   상기 LED부의 전류를 피드백받고 상기 LED부에 공급되는 전류가 일정해지도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 LED 구동 장치.
3. 적어도 하나의 발광소자를 포함하는 LED부;
   상기 LED부의 전류를 피드백받고 상기 LED부에 공급되는 전류가 일정해지도록 제어하는 제어부;
   교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부;
   상기 정류부에서 정류된 전원을 상기 제어부의 제어신호에 따라 전력효율을 조절하는 전력효율 교정부,
   상기 전력효율 교정부의 출력 전원을 상기 제어부의 제어신호에 따라 스위칭하는 스위칭부;
   상기 스위칭부의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는 트랜스포머;
   상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 정류하고 합성하여 상기 LED를 구동하는 합성부;
   상기 합성부의 출력 주파수에 대응하여 충방전하여 상기 LED부에 공급하는 효율 개선부를 포함하는 LED 구동 장치.
4. 적어도 하나의 발광소자를 포함하는 LED부;
   상기 LED부의 전류를 피드백받고 상기 LED부에 공급되는 전류가 일정해지도록 제어하는 제어부;
   교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부;
   상기 정류부에서 정류된 전원을 상기 제어부의 제어신호에 따라 전력효율을 조절하는 전력효율 교정부,
   상기 전력효율 교정부의 출력 전원을 상기 제어부의 제어신호에 따라 스위칭하는 스위칭부;
   상기 스위칭부의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는 트랜스포머;
   상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 정류하고 합성하여 상기 LED를 구동하는 합성부;
   상기 LED부의 후단에 연결되고, 상기 LED부에 흐르는 전류의 주파수에 대응하여 충방전을 하는 효율 개선부를 포함하는 LED 구동 장치.
   
   

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