KR20120009382A - 발광 장치 구동 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정류 유니트, 한류 유니트 및 부하를 포함하는 발광 장치 구동 회로를 제공한다. 부하는 직열로 연결된 제1 발광 장치, 역전압 제공 장치 및 제2 발광 장치를 포함한다. 정류 유니트가 직류 전압을 출력하기 위해 교류 전압을 정류하고, 한류 유니트가 직류를 미리 결정된 값으로 제한할 때에, 직류가 작동을 위해 제1 발광 장치 또는 제2 발광 장치로 제공된다. 역전압 제공 장치는 구동 효율 및 역률을 향상시키기 위해 발광 장치들의 전체 동작 전압을 감소시키기 위하여 역전압을 제공한다.

Description

발광 장치 구동 회로{LIGHT EMITTING DEVICE DRIVING CIRCUIT}
본 발명은 발광 장치 구동 회로에 관한 것이며, 특히, 발광 장치의 전체 동작 전압이 역전압 제공 장치에 의해 제공된 역전압에 상응하여 감소될 수 있고, 이에 따라 발광 장치의 효율과 역률을 향상시킬 수 있는 역전압 제공 장치를 포함하는 발광 장치 구동 회로에 관한 것이다.
전통적으로, 발광 다이오드들(LEDs)의 구동 회로는 효율을 향상시키기 위해 LED들의 동작 전압을 올린다. 그러나, 교류 전력의 전압은 사인 파의 형상이며, LED들의 동작 전압을 올리는 것은 구동 회로의 역률의 감소를 초래할 것이다. 일단 역률이 감소되면, 전력 소모가 존재하며, 이는 에너지를 절약하기 위한 잘 알려진 개념과 상충된다.
게다가, 역률은 LED들의 동작 전압을 낮춤으로써 증가될 수 있다. 그러나, 이와 같이 함으로써, 전원과 LED들 사이의 전압 강하가 증가할 것이고, 이에 따라 회로들의 전체 효율을 감소시킬 것이다.
그러므로, 종래의 LED 구동 방법들의 문제점들에 근거하여, 본 발명자는 발광 장치 구동 회로의 새로운 발명에 노력을 집중하였다.
본 발명의 목적은 높은 효율과 높은 역률을 가진 안정된 발광 장치 구동 회로를 얻기 위해 발광 장치 구동 회로를 제공하는 것이다.
위의 목적들을 달성하기 위해, 본 발명은 정류 유니트, 한류 유니트(current limiting unit), 및 부하(load)를 포함하는 발광 장치 구동 회로를 제공한다. 부하는 직렬로 연결된 제1 발광 장치, 역전압 제공 장치 및 제2 발광 장치를 포함한다. 정류 유니트는 직류 전압을 출력하기 위해 외부 전원으로부터의 교류 전압을 정류하도록 구성된다. 한류 유니트는 정류 유니트에 전기적으로 연결되고 직류 전압에 상응하는 직류를 생성한다. 부하는 한류 유니트와 정류 유니트 사이에 연결된다. 직류가 제1 발광 장치 또는 제2 발광 장치를 통과할 때에, 전압 강하가 제1 발광 장치 또는 제2 발광 장치의 두 단부들 사이에서 발생되며, 역전압 제공 장치는 역전압을 제공하고, 역전압은 전압 강하에 대한 반대 극성을 가진다.
그러므로, 발광 장치들의 전체 동작 전압이 감소되고, 이에 따라 발광 장치들의 효율과 역률을 향상시킨다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 발광 장치 구동 회로의 개략도이며;
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 발광 장치 구동 회로의 개략도이며;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 발광 장치 구동 회로의 개략도이며;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 발광 장치 구동 회로의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 정류 유니트(2), 한류 유니트(3) 및 부하를 포함하는 발광 장치 구동 회로에 관한 것이다. 부하는 직렬로 연결된 제1 발광 장치(4), 역전압 제공 장치(6) 및 제2 발광 장치(5)를 가진다. 구성 요소들의 전기적 연결들의 상세한 내용들이 도 1에 도시되며 여기서는 설명이 생략된다.
정류 유니트(2)는 직류 전압을 출력하기 위해 외부 전원(1)으로부터의 교류 전압를 정류하도록 구성된다. 한류 유니트(3)는 정류 유니트(2)에 전기적으로 연결되며 제1 발광 장치(4) 및 제2 발광 장치(5)를 구동하기 위해 직류 전압에 상응하는 직류를 생성한다. 제1 발광 장치(4) 및 제2 발광 장치(5)는 바람직하게는 유기 발광 다이오드들 (OLED들), 발광 다이오드들 (LED들) 또는 전계발광성(electroluminescent) 발광 장치들이며, 이 실시예에서 LED들은 예들로서 사용된다.
직류가 제1 발광 장치(4) 또는 제2 발광 장치(5)를 통과할 때에, 전압 강하가 제1 발광 장치(4) 또는 제2 발광 장치(5)의 두 단부들 사이에서 발생되며, 역전압 제공 장치(6)는 역전압을 제공하고, 역전압은 전압 강하에 대한 반대 극성을 가진다. 역전압 제공 장치는 바람직하게는 1차 전지이다.
정류 유니트(2)에 의해 정류되고 한류 유니트(3)에 의해 전류를 제한하는 직류 전력은 발광을 위해 제1 발광 장치(4) 및 제2 발광 장치(5)로 제공된다. 역전압 제공 장치(6)는 역전압을 제공하고, LED 효율 = 출력 전력 / 입력 전력 = (출력 전압 * 출력 전류) / (입력 전압 * 입력 전류)이다.
이 경우에, 출력 전류는 입력 전류와 동일하며, 출력 전압은 제1 발광 장치(4), 역전압 제공 장치(6) 및 제2 발광 장치(5)의 전체 전압 강하이다. 그러므로, 역전압 제공 장치(6)에 의해 제공된 역전압은 LED의 효율 및 역률을 증가시킬 수 있다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 발광 장치 구동 회로의 다른 실시예가 제시된다. 이 실시예는 정류 유니트(2), 한류 유니트(3), 제1 발광 장치(41), 1차 전지(61) 및 제2 발광 장치(51)를 포함한다. 정류 유니트(2)와 한류 유니트(3)는 전기적으로 연결되며, 한류 유니트(3)의 다른 단부와 제1 발광 장치(41)가 전기적으로 연결된다. 1차 전지(61)의 두 단부들은 제1 발광 장치(41) 및 제2 발광 장치(51)로 연결된다. 제2 발광 장치(51)는 정류 유니트(2)에 전기적으로 연결된다. 교류 전원(1)은 교류 전력을 제공하며, 이는 정류 유니트(2)에 의해 직류 전력으로 더 정류되고 한류 유니트(3)에 의해 전류를 제한하며, 그 다음에 발광을 위해 제1 발광 장치(41) 및 제2 발광 장치(51)로 제공된다. 1차 전지(61)는 부하의 전체 전압 차이를 감소시키고 LED의 효율 및 역률을 증가시키기 위해 역전압을 제공한다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 발광 장치 구동 회로의 또 다른 실시예의 가 제시된다. 이 실시예는 정류 유니트(2), 한류 유니트(3), 제1 발광 장치(41), 제2 발광 장치(51), 커패시턴스(62), 다이오드(63), 제어 유니트(7), 제1 스위치(71) 및 제2 스위치(72)를 포함한다. 정류 유니트(2)는 이 실시예에서 브리지 정류기(21)이며, 제어 유니트(7)가 브리지 정류기(21)의 전압을 탐지하고 제1 스위치(71)와 제2 스위치(72)를 제어하기 위해 제공된다.
브리지 정류기(21)와 한류 유니트(3)가 전기적으로 연결되고, 한류 유니트(3)의 다른 단부는 제1 발광 장치(41) 및 제1 스위치(71)에 전기적으로 연결된다. 제1 발광 장치(41)는 제1 노드에서 커패시터(62), 다이오드(63) 및 제2 스위치(72)에 전기적으로 연결된다. 제2 발광 장치(51)의 일 단부는 제2 노드에서 커패시터(62), 다이오드(63) 및 제1 스위치(71)에 전기적으로 연결된다. 제2 발광 장치(51)의 다른 단부는 브리지 정류기(21)에 전기적으로 연결된다. 제어 유니트(7)는 브리지 정류기(21)에 전기적으로 연결되고, 브리지 정류기(21)에 의해 출력된 직류 전압을 감지하고 직류 전압에 상응하여 제1 스위치(71) 및 제2 스위치(72)를 제어하기 위해 제1 스위치(71) 및 제2 스위치(72) 각각에 전기적으로 연결된다.
교류 전압은 사인 파로서 제공된다. 교류 전압이 브리지 정류기(21)에 제공될 때에, 제어 유니트(7)는 브리지 정류기(21)에 의해 발생된 전압(V)을 감지한다. 전압(V)이 미리 결정된 전압 값(Vs)보다 낮을 때에(V < Vs), 제어 유니트(7)는 컨덕턴스를 생성하기 위해 제1 스위치(71) 및 제2 스위치(72)를 스위치 오프하도록 신호를 발생시키며, 그에 따라 전류는 전력 저장을 위해 커패시터(62)로 흐른다. 전압(V)이 미리 결정된 전압 값(Vs)보다 더 높을 때에 (V > Vs), 제어 유니트(7)는 개방 회로를 생성하기 위해 제1 스위치(71) 및 제2 스위치(72)를 스위치 온 하도록 신호를 발생시키며, 그에 따라 전류는 제1 발광 장치(41) 및 제2 발광 장치(51)로 흐른다. 이 경우에, 그 내부에 저장된 전력을 가진 커패시터(62)는 부하의 전체 전압 차이를 감소시키고 LED의 효율 및 역률을 증가시키기 위해 역전압을 발생시키다.
제1 스위치(71) 및 제2 스위치(72)는 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터들(metal??oxide??semiconductor field??effect transistors: MOSFET들), 릴레이들 또는 양극성 접합 트랜지스터들(bipolar junction transistors: BJT들)일 수 있다. MOSFET들은 본 발명의 예들로서 취해진다. 제어 유니트(7)는 감지된 직류 전압에 상응하여 MOSFET들의 게이트 전압을 변경시키고, 그에 따라 MOSFET들의 컨덕턴스 또는 개방 회로를 제어한다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 발광 장치 구동 회로의 또 다른 실시예가 제시된다. 이 실시예는 정류 유니트(2), 한류 유니트(3), 제1 발광 장치(41), 제2 발광 장치(51), 2차 전지(64), 다이오드(63), 제어 유니트(7), 제1 스위치(71) 및 제2 스위치(72)를 포함한다. 제어 유니트(7)는 정류 유니트(2)의 전압을 감지하고 제1 스위치(71) 및 제2 스위치(72)를 제어하기 위해 제공된다.
정류 유니트(2)와 한류 유니트(3)는 전기적으로 연결되고, 한류 유니트(3)의 다른 단부는 제1 발광 장치(41) 및 제1 스위치(71)에 전기적으로 연결된다. 제1 발광 장치(41)는 제1 노드에서 2차 전지(64), 다이오드(63) 및 제2 스위치(72)에 전기적으로 연결된다. 제2 발광 장치(51)의 일 단부는 제2 노드에서 2차 전지(64), 다이오드(63) 및 제1 스위치(71)에 전기적으로 연결된다. 제2 발광 장치(51)의 다른 단부는 정류 유니트(2)에 전기적으로 연결된다. 제어 유니트(7)는 정류 유니트(2)에 전기적으로 연결되고, 정류 유니트(2)에 의해 출력된 직류 전압을 감지하고 직류 전압에 상응하여 제1 스위치(71) 및 제2 스위치(72)를 제어하기 위해 제1 스위치(71) 및 제2 스위치(72) 각각에 전기적으로 연결된다.
교류 전압은 사인 파로서 제공된다. 교류 전압이 정류 유니트(2)에 제공될 때에, 제어 유니트(7)는 정류 유니트(2)에 의해 발생된 전압(V)을 감지한다. 전압(V)이 미리 결정된 전압 값(Vs)보다 더 낮을 때에 (V < Vs), 제어 유니트(7)는 컨덕턴스를 생성하기 위하여 제1 스위치(71) 및 제2 스위치(72)를 스위치 오프하기 위해 신호를 발생시키고, 이에 따라 전류가 전력 저장을 위한 2차 전지(64)로 흐른다. 전압(V)이 미리 결정된 전압 값(Vs)보다 더 높을 때에 (V > Vs), 제어 유니트(7)는 개방 회로를 형성하기 위해서 제1 스위치(71) 및 제2 스위치(72)를 스위치 온하기 위해 신호를 발생시키고, 그에 따라 전류가 제1 발광 장치(41) 및 제2 발광 장치(51)로 흐른다. 이 경우에, 그 내부에 전력이 저장된 2차 전지(64)는 부하의 전체 전압 차이를 감소시키고 LED의 효율 및 역률을 증가시키기 위하여 역전압을 발생시킨다.
본 발명의 바람직한 실시예들이 예들에서 개시되었으나, 이 예들은 본 발명의 실제로 적용할 수 있는 범위에 대한 한정으로 해석되지 말아야 하며, 이와 같이, 본 발명과 첨부된 청구항들의 정신을 벗어나지 않는 모든 변형들과 변경들은 본 발명의 청구항들과 보호 범위 내에 남아 있을 것이다.
2: 정류 유니트 3: 한류 유니트
4: 제1 발광 장치 5: 제2 발광 장치
6: 역전압 제공 장치

Claims (10)

  1. 직류 전압을 출력하기 위해 외부 교류 전압을 정류하기 위하여 구성된 정류 유니트;
    상기 정류 유니트에 전기적으로 연결되고, 상기 직류 전압에 상응하는 직류를 발생시키는 한류 유니트; 및
    상기 한류 유니트와 상기 정류 유니트 사이에 순차적으로 직렬로 연결되는 제1 발광 장치, 역전압 제공 장치 및 제2 발광 장치를 포함하는 부하를 포함하여 이루어지며;
    상기 직류가 상기 제1 발광 장치 또는 상기 제2 발광 장치를 통과할 때에, 전압 강하가 상기 제1 발광 장치 또는 상기 제2 발광 장치의 두 단부들 사이에 발생되고, 상기 역전압 제공 장치는 역전압을 제공하며, 상기 역전압은 상기 전압 강하에 상응하는 반대 극성이 제공되는 것을 특징으로 하는 발광 장치 구동 회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 정류 유니트는 브리지 정류기인 것을 특징으로 하는 발광 장치 구동 회로.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 발광 장치 또는 상기 제2 발광 장치는 유기 발광 다이오드들 (OLED들), 발광 다이오드들 (LED들) 또는 전계발광성 발광 장치들인 것을 특징으로 하는 발광 장치 구동 회로.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 역전압 제공 장치는 1차 전지인 것을 특징으로 하는 발광 장치 구동 회로.
  5. 직류 전압을 출력하기 위해 외부 교류 전압을 정류하기 위하여 구성된 정류 유니트;
    상기 정류 유니트에 전기적으로 연결되고, 상기 직류 전압에 상응하여 직류를 발생시키는 한류 유니트;
    상기 한류 유니트와 상기 정류 유니트 사이에 연결되는 제1 발광 장치, 역전압 제공 장치 및 제2 발광 장치를 포함하며, 상기 제1 발광 장치 및 상기 역전압 제공 장치는 제1 노드와 연결되고, 상기 역전압 제공 장치 및 상기 제2 발광 장치는 제2 노드에 연결되는 부하;
    상기 한류 유니트와 상기 제2 노드 사이에 연결된 제1 스위치;
    상기 정류 유니트와 상기 제1 노드 사이에 연결된 제2 스위치; 및
    상기 정류 유니트와 상기 제2 발광 장치 사이에 연결되어 정류 유니트의 출력 전압을 감지하고, 상기 전압 감지에 상응하여 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 스위치를 온 및 오프하기 위해 제1 스위치 및 제2 스위치에 전기적으로 연결되는 제어 유니트를 포함하여 이루어지며;
    상기 제어 유니트는 감지된 직류 전압값(V)이 미리 결정된 값(Vs)보다 낮을때(V < Vs) 제1 스위치 및 제2 스위치를 오프시켜 역전압 제공장치를 충전하고, 감지된 전압값(V)이 미리 결정된 값(Vs)보다 더 높을때에(V > Vs)에 제1 스위치 및 제2 스위치를 온시켜 역전압 제공장치에 충전된 전력을 제1 발광장치 및 제2 발광장치로 제공하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 발광 장치 구동 회로.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 정류 유니트는 브리지 정류기인 것을 특징으로 하는 발광 장치 구동 회로.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 발광 장치 또는 상기 제2 발광 장치는 유기 발광 다이오드들 (OLED들), 발광 다이오드들 (LED들) 또는 전계발광성 발광 장치들인 것을 특징으로 하는 발광 장치 구동 회로.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터들(metal oxide semiconductor field effect transistors: MOSFET들), 릴레이들 또는 양극성 접합 트랜지스터들(bipolar junction transistors: BJT들)인 것을 특징으로 하는 발광 장치 구동 회로.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 역전압 제공 장치는 2차 전지 또는 커패시터인 것을 특징으로 하는 발광 장치 구동 회로.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 연결된 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치 구동 회로.
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