KR20120031120A - Led 구동 회로, led 조명등 기구, led 조명 기기, 및 led 조명 시스템 - Google Patents

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Abstract

위상 제어식 조광기에 접속가능하며 상기 위상 제어식 조광기로부터 입력된 위상 제어된 교류 전압을 정류함으로써 얻어지는 전압에 의해 LED 부하를 구동하는 LED 구동 회로가 제공된다. LED 구동 회로는 현주기의 위상각을 검출하는 제 1 위상각 검출부와, 현주기보다 적어도 1주기 전의 위상각을 검출하는 제 2 위상각 검출부와, 상기 제 1 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각과 상기 제 2 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각을 평균화함으로써 얻어지는 위상각에 소정의 지연 시간을 가산함으로서 검출 신호를 생성하는 바이어스부와, 상기 바이어스부에 의해 생성된 검출 신호에 의거한 타이밍에서 상기 LED 부하에 전류 공급을 개시하는 드라이브부를 포함한다.

Description

ＬＥＤ 구동 회로, ＬＥＤ 조명등 기구, ＬＥＤ 조명 기기, 및 ＬＥＤ 조명 시스템{LED DRIVE CIRCUIT, LED ILLUMINATION COMPONENT, LED ILLUMINATION DEVICE, AND LED ILLUMINATIOIN SYSTEM}
본 발명은 LED(Light Emitting Diode)를 교류 전원을 정류함으로써 얻어지는 전압에 의해 직접 구동하는 LED 구동 회로, 그 LED 구동 회로를 사용한 LED 조명등 기구, LED 조명 기기, 및 LED 조명 시스템에 관한 것이다.
LED는 저소비 전류에 의해 긴 수명 등의 특징을 갖고, 표시 장치뿐만 아니라 조명 기구 등에도 그 용도가 넓혀지고 있다. 또한, LED 조명 기구는 원하는 조도를 얻기 위해서 복수의 LED를 사용하는 경우가 있다.
일반적인 조명 기구는 상용 AC 100V 전원을 자주 사용하고, 예를 들면 LED 조명등 기구가 백열 전구 등의 일반적인 사용 조명등 기구의 배치에 사용되는 경우를 고려하면 일반적인 사용 조명등 기구와 유사하게 LED 조명등 기구도 상용 AC 100V 전원을 사용하는 구성인 것이 바람직하다.
또한, 백열 전구의 광제어를 수행하려고 하면 위상 제어식 조광기(일반적으로, 백열광 제어기로 언급)는 스위칭 소자(일반적으로는, 사이리스터 소자나 트라이액 소자)가 교류 전원 전압의 특정 위상각에서 온되는 곳에 사용되어서, 백열 전구로의 전원 공급의 제어를 통한 조광을 볼륨 요소의 간단한 동작으로 쉽게 수행되게 한다(예를 들면 일본 공개 특허 제 2005-26142호 참조).
AC전원을 사용한 LED 조명등 기구의 광제어를 수행하면 LED 조명등 기구는 기존의 백열 전구용 위상 제어식 조광기로서 접속할 수 있는 것이 바람직하다. 기존의 조광 설비를 사용하면서, 백열 전구로부터 LED 조명등 기구로 조명등 기구만을 변경함으로써 백열 전구를 사용하는 경우에 비해서 전력 소비가 현저하게 감소된다(예를 들면 일본 공개 특허 제 2006-319172호 참조). 또한, 이것은 조광의 설비가 LED 조명등 기구에 대해 전용의 것으로 변경되지 않고 호환성을 확보할 수도 있어 설비 비용의 저감에 연결된다. 또한, LED 조명 기구는 주조명에 대한 조명, 전구, 다운라이트, 간접조명 등 직접 조명에 대한 조명 등의 다수의 다양한 형태를 갖고, 그것을 갖는 형태에 대해 적절한 전원 기술을 사용한다.
그러한 전원 기술 등의 실시예는 LED가 AC전원을 부드럽게 함으로써 얻은 DC전압에 의해 구동되는 AC/DC 방법과, LED가 AC전원을 정류함으로써 얻은 전압에 의해 직접 구동되는 AC 다이렉트 구동 방법 등이 존재한다. 전원 기술로서의 방법은 각각 특징이 있고, AC/DC방법은 다음 2개의 방법이 있다: 전압 승압 형태 및 전압 강하 형태. 이들 형태의 하나는 LED의 고효율 구동을 하게 하고, 구동할 수 있지만 교류 전압을 평활화 수단에 의해 평활화 함으로써 얻은 DC 전압에 의해 LED를 구동하는 것과, 회로의 복잡함의 요인이 되고 큰 완화 시간을 갖는 트랜스포머나 코일, 콘덴서에 대해서는 선택적으로 사용될 필요가 있어 비교적 큰 체적을 갖는 부품이 사용된다.
한편, AC 다이렉트 구동 방법에서, 이 방법은 AC/DC방식에 비해서 효율면에서 다소 뒤떨어지지만, LED는 정류된 입력 전압이 LED가 글로잉(glowing)할 때 얻은 순방향 전압보다 작은 전압이면 오프된다. LED는 일반 전원 주파수의 50㎐~60㎐의 정류되어 얻은 100㎐~120㎐의 주기로 반복되어 오프된다. 이 타이밍이 카메라 등의 경우에서는, 카메라의 촬영 타이밍과 동기화되면 밝기의 큰 변동이 인지되지만, 그러나 인간의 눈에는 점멸 주기가 지나치게 짧기 때문에 거의 인지되지 않는다. 또한, 이 방법은 정류된 전압에 의해 LED를 직접 구동하는 것과 관련해서 코일이나 콘덴서 등의 비교적 간이해서 부품수가 적으므로 초박형의 전원 모듈에 적합하다. 예를 들면, 광선반 아래 등의 조명 기구의 경우에 전원 모듈이 한정된 공간에만 필요하게 되어 AC 다이렉트 구동 방법이 최적이다.
이제, 도 14는 종래의 백열 전구 조명 시스템의 구성을 도시한다. 도 14에 도시된 백열 전구 조명 시스템은 위상 제어식 조광기(2)가, 다이오드 브릿지(DB1)와, 백열 전구(41)를 구비하고 있다. 도 20은 위상 제어식 조광기(2)의 구성예를 도시하지만 반고정 저항(Rvar1)의 저항값이 가변되는 저항값에 의존한 전원 위상각에서 트라이액(Tri1)을 온시킨다. 통상적으로, 반고정 저항(Rvar1)은 회전 노브나 슬라이드식으로 형성되어 설치되고, 노브의 회전각이나 슬라이드 위치를 변경하는 그러한 구성은 조명등 기구의 광제어를 하게 한다. 또한, 위상 제어식 조광기(2)에서는 콘덴서(C1)와 인덕터(L1)가 위상 제어식 조광기(2)로부터 교류 전원 라인에 귀환하는 잡음을 저감하는 잡음 억제 회로를 구성한다.
도 16은 백열 전구(41)가 위상 제어식 조광기(2)에 의하여 조광 구동시킨 경우에 시스템의 각부의 전압, 전류 파형의 일례를 도시한다. 도 16에서는 위상 제어식 조광기(2)의 출력 전압(V1)의 파형, 백열 전구(41)에 걸친 전압(V41)의 파형, 백열 전구(41)를 통해 흐르는 전류(I41)의 파형이 도시되어 있다. 위상 제어식 조광기(2)에 구비된 트라이액(Tri1)이 스위칭 오프로부터 스위칭 온에 스위칭되면, 백열 전구(41)에 걸친 전압(V41)이 급준히 상승해서 백열 전구(41)를 통해 흐르는 전류(I41)가 급준히 상승해서 백열 전구(41)가 점등된다. 그 후에 트라이액(Tri1)이 온된 시간 동안 전류가 백열 전구(41)에 지속해서 흘러서 백열 전구(41)의 점등이 위상 제어식 조광기(2)의 출력 전압(V1)이 0V보다 높은 값을 갖는 만큼 높게 유지된다.
그러나, 도 14에 도시되는 바와 같이 백열 전구(41)를 위상 제어식 조광기(2)로 조광 제어를 수행에도 백열 전구(41)와 같은 낮은 Watt수의 백열 전구의 사용은 깜빡거림이나 점멸이 발생하게 해서 적절하게 조광을 수행할 수 없게 하는 것이 알려져 있다. 조광 제어기의 출력 전압이 위상 제어식 조광기(2)가 갖는 트라이액(Tri1)의 역치 전압에서 상승한다. 이 상승 타이밍은 교류 전원(1)의 변동에 대해서 상당히 변동해서 조광 제어 위상각이 변동한다. 광량이 낮을 때 위상각에서 이 변동량의 비율이 커져 깜빡임의 발생의 요인이 된다.
교류 전원을 사용하는 LED 조명등 기구의 광제어를 수행하려고 하면 위상 제어식 조광기가 백열 전구의 조광을 수행하는 경우와 같이 사용되는 것이 소망된다. 이제, 도 15는 교류 전원을 사용하는 LED 조명등 기구의 광제어 수행할 수 있는 LED 조명 시스템의 종래예를 도시한다. 도 15에 도시한 LED 조명 시스템은 위상 제어식 조광기(2)와, 다이오드 브릿지(DB1)와, LED 모듈(3)과, 전류 제한 회로(4)와, 드라이브부(5)를 구비한다. 도 17A는 밝은 조광 제어 레벨이 고휘도로 설정되었을 경우의 다이오드 브릿지(DB1)의 정극측 출력 끝에 발생되는 전압(V2) 및 LED 모듈(3)의 전류(ILED)의 각 파형을 도시하고, 도 17B는 조광 제어 레벨이 저휘도 레벨에 설정되었을 경우를 도시한다.
조광 제어 레벨이 고휘도 레벨에 설정된 경우 위상 제어식 조광기(2)에 구비된 트라이액(Tri1)이 작은 위상각(예를 들면 40°)에 온오프 상태로부터 온 상태로 스위칭되고, 다이오드 브릿지(DB1)의 정극측 출력 끝에 발생되는 전압(V2)이 급준히 상승(도 17A 참조)되고, 드라이브부(5)가 LED 모듈(3)에 전류가 흐르기 시작하는 것을 검출해서 LED 모듈(3)이 점등된다. 그 후에, LED 모듈(3)을 통해 흐르는 전류가 제어되어, 전류 제한 회로(4)에 의해 유지되고, LED 모듈(3)의 양단 전압이 LED 모듈(3)의 글로잉 시작할 때 얻은 순방향 전압을 상회하고 있는 사이 LED 모듈(3)의 점등이 유지된다. 또한, 조광 제어 레벨이 저휘도 레벨에 설정되었을 경우 트라이액(Tri1)이 큰 위상각(예를 들면 130°)에 오프 상태로부터 온 상태로 스위칭되어, 다이오드 브릿지(DB1)의 정극측 출력 끝에 발생되는 전압(V2)이 급준히 상승되어(도 17B 참조), LED 모듈(3)이 점등되게 한다.
도 18은 백열 전구(41) 및 LED 모듈(3) 각각의 VF-IF커브(순방향 전압과 순방향 전류 사이의 관계)를 도시한다. 각각의 백열 전구(41)와 LED 모듈(3)은 정전류(I4a,Ia)에 의해 구동되고, 이들 사이의 비교는 인가되는 순방향 전압이 높은(Vf>V4a,Va) 기간을 지시하고, 소정의 전류(I4a,Ia)가 백열 전구(41) 및 LED 모듈(3)을 통해 흐르고, 인가되는 순방향 전압이 낮은(Vf<V4a,Va) 기간은 도 18에 도시된 관계에 의거해 정전류(I4a,Ia)가 더 이상 흐를 수 없게 되어서 백열 전구(41), LED 모듈(3)의 각각을 통해 흐르는 전류는 저하가 발생된다. 예를 들면 어떤 순방향 전압(V4b,Vb)에서 전류(I4b,Ib)가 얻어진다. 이제, 도 19는 LED 모듈(3)에 인가되는 순방향 전압 및 LED 모듈(3)의 전류의 시간 변화를 도시한다. 조광 레벨이 저휘도 조광 레벨에 설정되어 위상각이 클 경우 예를 들면 도 19에서 순방향 전압이 타이밍(t1)에서 상승될 때 LED 모듈(3)의 전류는 I1이 된다. 그 후, 타이밍(t1)으로부터 타이밍(t2)으로 위상각의 변동(△tj)의 상승 후에 순방향 전압이 타이밍(t2)에서 상승되면 LED 모듈(3)의 전류는 I2가 된다. 도 18에 도시된 LED 모듈(3)의 VF-IF커브에 의거해 Va이하를 갖는 순방향 전압으로 LED 모듈(3)의 전류는 급격하게 감소하고, 따라서 위상각의 변동(△tj)에 대한 LED 모듈(3)의 전류의 변동(△Ij)은 커진다.
50㎐~60㎐의 주파수를 갖는 교류 전원(1)과 함께 발광 요소가 다이오드 브릿지(DB1)에 의해 정류된 전압에 의해 직접 구동될 때 점멸이 100㎐~120㎐로 반복적으로 발생되지만, 그러나 인간의 눈이 따르기에는 너무 빨라서 발광 요소가 지속적으로 글로잉하는 것으로 인지된다. 일정한 레벨로 밝기를 유지하기 위해서는 LED 모듈(3)의 전류가 매 주기마다 일정값을 갖도록 설정되는 것이 요구된다. 그러나, 일반적으로 교류 전원(1)에는 다양한 기기가 교류 전원(1)에 접속되어 출력 전압이 다양한 주기로 변동된다. 결과적으로, 위상 제어식 조광기(2)에 구비된 트라이액(Tri1)의 스위칭 타이밍의 변동이 발생하여 위상각이 미소한 변동의 원인이 된다. 이에 따라, 조광 레벨이 저휘도 조광 레벨에 설정되었을 경우 이것은 LED 모듈(3)의 전류가 큰 변동이 되고, 교류 전원이 저주파(예를 들면 10㎐ 이하)로 변동될 때 인간의 눈에 의해 추종될 수 있는 변동이 깜빡거림의 형태로 인지된다.
또한, 상기 변동량은 LED 모듈(3)의 발광 기간이 길 때는 상대적으로 작고, LED 모듈(3)의 발광 기간이 짧을 때는 상대적으로 커진다. 예를 들면 트라이액(Tri1)의 스위칭 타이밍이 40μs로 변동하면, 위상각이 30°에서는 변동량이 거의 1%로 되고, 즉 광(휘도)의 변화가 눈으로 보이지 않는 정도로 발생되고, 위상각이 130°이상에서는 광(휘도)의 변화가 눈으로 인지되는 정도를 발생한다.
본 발명의 목적은 교류 전원의 파동 때문에 저휘도 조광시의 LED 부하의 깜빡거림의 발생을 저감할 수 있는 LED 구동 회로, LED 조명등 기구, LED 조명 기기, 및 LED 조명 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 LED 구동 회로는 위상 제어식 조광기에 접속가능하며 상기 위상 제어식 조광기로부터 입력된 위상 제어된 교류 전압을 정류함으로써 얻어지는 전압에 의해 LED 부하를 구동하는 LED 구동 회로이다. LED 구동 회로는 현주기의 위상각을 검출하는 제 1 위상각 검출부와, 현주기보다 적어도 1주기 전의 위상각을 검출하는 제 2 위상각 검출부와, 상기 제 1 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각과 상기 제 2 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각을 평균화함으로써 얻어지는 위상각에 소정의 지연 시간을 가산함으로서 검출 신호를 생성하는 바이어스부와, 상기 바이어스부에 의해 생성된 검출 신호에 의거한 타이밍에서 상기 LED 부하에 전류 공급을 개시하는 드라이브부를 포함한다.
이러한 구성에 의하면, 위상 제어식 조광기의 출력 전압의 위상각이 교류 전원의 변동에 의해 주기마다 미소 변동해도 검출 신호가 평균화함으로써 얻은 위상각에 소정의 지연 시간을 가산함으로서 생성되고, LED 부하에 전류 공급이 그 검출 신호에 의거한 타이밍에서 개시되므로 LED 부하의 깜빡거림의 발생이 저휘도 조광시에 저감될 수 있다.
또한, 위상각 제어식 조광기의 스위칭 소자의 정의 역치 전압과 부의 역치 전압이 서로 다른 경우가 있다. 그러한 경우에도, 예를 들면 1주기마다 평균화를 수행하는 정위상각과 부위상각이 평균화될 수 있다. 또한, 예를 들면 2주기마다 평균화를 행함으로써 정위상각과 부위상각이 각각 평균화될 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 바이어스부는 콘덴서와, 상기 제 2 위상각 검출부에 의해 검출된 현주기보다 1주기 전의 위상각의 기간동안 소정 전압으로 충전된 상기 콘덴서를 제 1 정전류에 의해 방전하고, 상기 제 1 위상각 검출부에 의해 검출된 현주기의 위상각의 기간동안 상기 콘덴서를 상기 제 1 정전류에 의해 충전한 후, 제 2 정전류에 의해 상기 콘덴서를 더 충전하는 충방전 회로와, 상기 제 2 정전류에 의해 상기 콘덴서를 충전한 후 소정 전압에 도달된 것을 검출하는 검출 회로를 갖는 지연 회로를 구비할 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 바이어스부는 콘덴서와, 상기 제 2 위상각 검출부에 의해 검출된 현주기보다 2주기 전의 위상각의 기간동안 소정 전압으로 충전된 상기 콘덴서를 제 1 정전류에 의해 방전하고, 상기 제 1 위상각 검출부에 의해 검출된 현주기의 위상각의 기간동안 상기 콘덴서를 상기 제 1 정전류에 의해 충전한 후, 제 2 정전류에 의해 상기 콘덴서를 더 충전하는 충방전 회로와, 제 2 정전류에 의해 상기 콘덴서를 충전한 후 소정의 전압에 도달된 것을 검출하는 검출 회로를 갖는 지연 회로를 구비할 수 있다.
또한, 상기 기재된 구성 중 어느 하나에서, 상기 제 1 정전류 및 상기 제 2 정전류의 절대치 또는 상기 제 1 정전류 및 상기 제 2 정전류의 절대치 사이의 비율은 외부로부터 조정가능하게 세팅될 수 있다.
이러한 구성에 의하면 지연 시간과 평균화의 비율이 교류 전원의 변동 정도에 대응해 외부로부터 조정될 수 있다.
또한, 상기 기재된 구성 중 어느 하나에서, 상기 드라이브부는 상기 바이어스부에 의해 생성된 검출 신호가 소정의 전압 이하의 전압을 가질때 상기 LED 부하에 전류 공급을 정지하고, 상기 바이어스부에 의해 생성된 검출 신호가 상기 소정의 전압을 초과하는 전압을 가질 때 소정의 시정수로 상기 LED 부하에 전류 공급을 개시하는 구성일 수 있다.
이러한 구성에 의하면, LED 부하의 전류 공급은 바이어스부에 의해 생성된 검출 신호가 소정의 전압을 초과하면 천천히 시작해서 위상각의 변동에 의한 전류의 변동이 저감될 수 있어 LED 부하의 깜빡거림의 발생이 보다 저감될 수 있다.
또한, 상기 기재된 구성 중 어느 하나에서 상기 LED 부하의 전원 공급 라인에 상기 위상 제어식 조광기의 스위칭 소자가 스위칭 온되면 발생되는 스위칭 노이즈를 저감하는 필터가 제공될 수 있다.
이 구성은 위상 제어식 조광기의 스위칭 소자가 온되면 발생되는 스위칭 노이즈에 의한 LED 부하의 깜빡거림의 발생을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 LED 조명등 기구는 상기 기재된 구성 중 어느 하나를 갖는 LED 구동 회로와, 상기 LED 구동 회로의 출력측에 접속된 LED 부하를 구비한다.
또한, 본 발명의 LED 조명 기기는 상기 기재된 구성 중 어느 하나의 구성의 LED 구동 회로 또는 상기 기재된 구성을 갖는 LED 조명등 기구를 구비한다.
또한, 본 발명의 LED 조명 시스템은 상기 기재된 구성을 갖는 LED 조명등 기구, 또는 상기 구성의 LED 조명 기기와, 상기 LED 조명등 기구 또는 LED 조명 기기의 입력측에 접속된 위상 제어식 조광기를 구비한다.
도 1은 본 발명에 의한 LED 조명 시스템의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 LED 구동 회로의 각부의 출력 파형을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 LED 구동 회로의 바이어스부의 구체적 구성예를 도시하는 도면이다.
도 4는 지연 회로의 구체적 구성예를 도시하는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시한 바이어스부에 구비된 지연 회로의 동작을 예시하기 위한 타이밍 차트이다.
도 6은 도 3에 도시된 바이어스부의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 바이어스부가 구비된 지연 회로의 동작을 예시하기 위한 타이밍 차트이다.
도 8은 드라이브부 및 전류 제한 회로의 구체적 구성예를 도시하는 도면이다.
도 9는 LED 모듈에 인가되는 순방향 전압과 LED 모듈에 흐르는 전류 사이의 관계를 도시하는 도면이다.
도 10은 필터가 전원 라인에 삽입된 실시예를 도시하는 도면이다.
도 11은 링잉(ringing)이 입력 전원에 발생된 실시예를 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명에 의한 LED 조명등 기구, LED 조명 기기, 및 LED 조명 시스템의 개략 구조예를 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명에 의한 LED 조명등 기구의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 14는 백열 전구 조명 시스템의 종래예를 도시하는 도면이다.
도 15는 LED 조명 시스템의 종래예를 도시하는 도면이다.
도 16은 도 14에 도시된 백열 전구 조명 시스템의 각 부의 파형을 도시하는 도면이다.
도 17A는 밝은 조광 제어시의 도 15에 도시된 LED 조명 시스템의 각 부의 파형을 도시하는 도면이다.
도 17B는 저휘도 조광 제어시의 도 15에 도시된 LED 조명 시스템의 각 부의 파형을 도시하는 도면이다.
도 18은 백열 전구 및 LED 모듈 각각의 VF-IF커브를 도시하는 도면이다.
도 19는 LED 모듈에 인가되는 순방향 전압과 LED 모듈을 통해 흐르는 전류의 관계를 도시하는 도면이다.
도 20은 위상 제어식 조광기의 구성예를 도시하는 도면이다.
이하에 본 발명의 실시예가 첨부된 도면을 참조해서 설명될 것이다. 도 1은 본 발명에 의한 LED 조명 시스템의 구성예를 도시한다. 도 1에 도시된 LED 조명 시스템에 있어서는 LED 구동 회로가 다이오드 브릿지(DB1)와, 전류 제한 회로(4)와, 드라이브부(5)와, 제 1 위상각 검출부(6)와, 제 2 위상각 검출부(7)와, 바이어스부(8)를 구비하고 있고, 바이어스부(8)는 지연부(9)를 갖고 있다. 조광 제어기(2)에 의해 위상 제어된 교류 전압은 다이오드 브릿지(DB1)에 의해 정류된 전파이고, 도 2에 도시된 맥동 파형을 갖는 전압이 다이오드 브릿지(DB1)로부터 출력된다. 이 맥동 파형의 전압은 제 1 위상각 검출부(6) 및 제 2 위상각 검출부(7)에 출력되고 LED 모듈(3)에도 출력된다.
제 1 위상각 검출부(6)는 다이오드 브릿지(DB1)의 출력 전압의 현주기에서의 제로 교차점으로부터 상승 엣지까지의 시간, 즉 현주기에서의 위상각을 검출한다(도 2에서 T1). 제 2 위상각 검출부(7)는 다이오드 브릿지(DB1)의 출력 전압의 제로 교차점으로부터 진전 주기에서의 상승 엣지까지의 시간, 즉 직전 주기에서의 위상각을 검출한다(도 2에서 T2). 바이어스부(8)는 제 1 위상각 검출부(6)에 의해 검출된 현주기에서의 위상각과 제 2 위상각 검출부(7)에 의해 검출된 직전 주기에서의 위상각을 평균화함으로써 얻은 위상각에 소정의 지연 시간(도 2에서 Tdelay)을 가산함으로써 평균 위상각 검출 신호를 생성해서 드라이브부(5)에 출력한다(도 2의 "바이어스부 출력"). 그 후, 드라이브부(5)는 평균 위상각 검출 신호의 상승 타이밍에서 LED 모듈(3)에의 전류 공급을 개시한다. LED 모듈(3)에의 전류 공급이 시작되면 LED 모듈(3)을 통해 흐르는 전류는 소정값이하가 되도록 LED 모듈(3)에 직렬로 접속된 전류 제한 회로(4)에 의해 제어된다. 이것은 과도한 전압이 인가되기 때문에 발생되는 것으로부터 과도한 전류의 발생을 방지할 수 있다.
따라서, 위상각이 주기마다 변동해도 LED 모듈(3)이 평균화된 위상각의 타이밍에서 구동될 수 있으므로, 특히 저휘도 조광시의 LED 모듈(3)에서 깜빡거림의 발생을 저감할 수 있다.
특히, 직전 주기에서의 제로 크로싱 타이밍으로부터 상승 엣지 검출 타이밍까지의 시간(도 2의 T2)은 현주기에서의 제로 크로싱 타이밍으로부터 상승 엣지 검출 타이밍까지의 시간(도 2의 T1)보다 짧을 경우에 평균화된 위상각은 현주기에서의 제로 크로싱 타이밍으로부터 상승 엣지 검출 타이밍까지의 시간보다 짧다. 이 경우에, 가령 평균화된 위상각의 타이밍에서 LED 모듈(3)을 구동해도 LED 모듈(3)은 그러한 타이밍이 도달될 때 전압에 공급되지 않아서 전류가 LED 모듈(3)을 통해 흘릴 수 없다.
이 실시형태에서, 이에 대한 해법으로서, 본 실시예에서는 바이어스부(8)가 그것을 지연부(9)에 지연해서 평균화함으로써 얻은 위상각에 소정의 지연 시간(도 2의 Tdelay)을 가산함으로써 평균 위상각 검출 신호를 생성하고, 그것을 드라이브부(5)에 출력한다. 드라이브부(5)가 이 평균 위상각 검출 신호의 상승 타이밍에서 LED 모듈(3)을 구동하는 경우에 LED 모듈(3)은 그러한 타이밍이 도달될 때 전압과 공급되어서, 전류는 LED 모듈(3)을 통해 흘릴 수 있다. 이것은 LED 모듈(3)의 구동 타이밍의 결정하기 위한 평균화 범위를 확대할 수 있다.
이제, 도 3은 본 실시형태에 있어서의 바이어스부의 특정 구체적 실시예를 도시한다. 바이어스부(8)는 지연부(9)로서의 제 1 지연 회로(9a) 및 제 2 지연 회로(9b)와, 스위치(SW1~SW3)와, 래치부(10)를 갖고 있다. 스위치(SW1)는 제 2 위상각 검출부(7)의 출력을 목적지로서 제 1 지연 회로(9a) 또는 제 2 지연 회로(9b)에 사이에 스위칭하는 스위치이며, 스위치(SW2)는 제 1 위상각 검출부(6)의 출력을 목적지로서 제 1 지연 회로(9a) 또는 제 2 지연 회로(9b)에 사이에 스위칭하는 스위치이며, 스위치(SW3)는 제 1 지연 회로(9a) 또는 제 2 지연 회로(9b) 사이에 스위칭하고, 스위칭의 결과에 의거하여 제 1 지연 회로(9a) 또는 제 2 지연 회로(9b)의 출력을 래치부(10)에 출력한다.
제 1 지연 회로(9a) 및 제 2 지연 회로(9b)의 구체적 구성예를 도 4에 도시한다. 지연 회로는 정전류원(IaT1, IaT2, 및 IbTdelay), 콘덴서(Ca)와, 콤퍼레이터(Comp1)와, 스위치(SW)를 구비하고 있다. 정전류원(IaT1)과 정전류원(IaT2)은 그라운드에 대해서 직렬로 접속되어, 정전류원(IbTdelay)과 콘덴서(Ca)도 그라운드에 대해서 직렬로 접속된다. 스위치(SW)를 통해서 기준 전압(Va)이 정전류원(IaT1)과 정전류원(IaT2)의 사이의 접속점, 정전류원(IbTdelay)과 콘덴서(Ca)의 사이의 접속점과 콤퍼레이터(Comp1)의 비반전 입력 단자에 인가된다. 또한, 기준 전압(Vb)이 콤퍼레이터(Comp1)의 반전 입력 단자에 인가되어 콤퍼레이터(Comp1)의 출력은 스위치(SW3)에 출력된다(도 3).
이제, 도 5에서 도시된 타이밍 차트에 대해서 지연 회로의 동작이 이어서 기재된다. 우선, 스위치(SW1~SW3)가 H에 스위칭되면 제 1 지연 회로(9a)에서는 제 2 위상각 검출부(7)에 의해 검출된 위상각의 기간(도 5에서 T2)동안 정전류원(IaT2)이 정전류(Ia)를 통해 콘덴서(Ca)가 방전된다[콘덴서(Ca)의 단부전압(Vca)이 기준 전압(Va)보다 저하됨]. 그 후, 다이오드 브릿지(DB1)의 출력 전압의 제로 교차점에서 스위치(SW1~SW3)가 L에 스위칭되면 제 1 지연 회로(9a)에서는 제 1 위상각 검출부(6)에 의해 검출된 위상각의 기간(도 5의 T1) 동안 정전류원(IaT1)이 정전류(Ia)를 통해 콘덴서(Ca)가 충전되고, 그 직후 정전류원(IbTdelay)이 정전류(Ib)를 흘린다. 그 후, 콘덴서(Ca)의 단부전압(Vca)이 기준 전압(Vb)에 도달하면 콤퍼레이터(Comp1)의 출력이 로우 레벨로부터 하이 레벨로 유지된다. 바이어스부(8)의 출력은 로우 레벨로부터 하이 레벨로 유지된다. 바이어스부(8)의 출력은 래치부(10)에 의해 하이 레벨로 유지된다. 제 1 지연 회로(9a)에서는 정전류(Ib)의 통로는 정지되고 스위치(SW)의 온을 통해 콘덴서(Ca)의 단부전압(Vca)이 기준 전압(Va)의 레벨로 유지된다.
여기서, 콘덴서(Ca)의 단부전압(Vca)은 다음으로 표현된다.
Vca=Va+(-Ia×T2+Ia×T1+Ib×Td)/Ca[Ca는 콘덴서(Ca)의 용량].
Vca=Vb 및 Ib=2Ia라고 가정하면,
바이어스부(8)에 의해 검출된 위상각으로 나타내는 T1+Td는 T1+Td=(T1+T2)/2+Tdelay가 된다.
그러나, 이 경우에, Tdelay=(Vb-Va)×Ca/Ib이다.
즉, 바이어스부(8)에 의해 검출된 위상각은 T1과 T2를 평균화함으로써 얻은 위상각에 지연 시간(Tdelay)을 가산함으로써 얻은 위상각인 것으로 규정된다.
또한, 이 때 제 2 지연 회로(9b)에서는 스위치(SW)가 오프되고, 제 2 위상각 검출부(7)에 의해 검출된 위상각의 기간(도 5의 T2')동안 정전류원(IaT2)이 정전류(Ia)를 흘려 콘덴서(Ca)가 방전된다[콘덴서(Ca)의 단부전압(Vca)이 기준 전압(Va)보다 저하됨].
그 후, 다이오드 브릿지(DB1)의 출력 전압의 제로 교차점에서 스위치(SW1~SW3)가 H에 스위칭되면 로우 레벨인 제 2 지연 회로(9b)의 출력이 드라이브부(5)에 출력되어 바이어스부(8)의 출력은 로우 레벨로 터닝된다. 제 2 지연 회로(9b)에서는 제 1 위상각 검출부(6)에 의해 검출된 위상각의 기간(도 5의 T1')정전류원(IaT1)이 정전류(Ia)를 흘려 콘덴서(Ca)를 충전하고, 그 직후 정전류원(IbTdelay)이 정전류(Ib)를 흘린다. 그리고, 콘덴서(Ca)의 단부전압(Vca)이 기준 전압(Vb)에 도달하면 콤퍼레이터(Comp1)의 출력이 로우 레벨로부터 하이 레벨이 되어 바이어스부(8)의 출력이 로우 레벨로부터 하이 레벨로 유지된다. 바이어스부(8)의 출력은 래치부(10)에 의해 하이 레벨로 유지된다. 또한, 제 2 지연 회로(9b)에서는 정전류(Ib)의 통로가 정지되고, 스위치(SW)의 스위칭 온을 통해 콘덴서(Ca)의 단부전압(Vca)이 기준 전압(Va)의 레벨에서 유지된다. 또한, 이 때 제 1 지연 회로(9a)에서는 스위치(SW)가 스위칭 오프되고, 제 2 위상각 검출부(7)에 의해 검출된 위상각의 기간(도 5의 T2'')동안 정전류원(IaT2)이 정전류(Ia)를 흘려 콘덴서(Ca)가 방전된다[콘덴서(Ca)의 단부전압(Vca)이 기준 전압(Va)보다 저하됨]. 이후, 같은 동작이 반복적으로 수행된다.
또한, 도 6은 바이어스부의 구체적 구성의 변형예를 도 6에 도시한다. 도 6에 도시된 바이어스부(8)는 제 1 지연 회로(9a)와, 제 2 지연 회로(9b)와, 제 3 지연 회로(9c)와, 제 4 지연 회로(9d)와, 스위치(SW1 내지 SW9)와, 래치부(10)를 갖고 있다. 또한, 모든 지연 회로가 도 4에 도시된 구성을 갖는 것으로 가정한다. 도 7은 도 6에 도시된 바이어스부(8)가 사용된 경우의 각 부 타이밍의 타이밍 차트를 도시한다.
우선, 스위치(SW1, SW5, SW6, SW8)가 H에, 스위치(SW2, SW3, SW4, SW7, SW9)가 L에 스위칭되면 제 1 지연 회로(9a)에서는 제 2 위상각 검출부(7)에 의해 검출된 위상각의 기간(도 7의 T2) 정전류원(IaT2)이 정전류(Ia)를 흘려 콘덴서(Ca)가 방전된다[콘덴서(Ca)의 단부전압(Vca)이 기준 전압(Va)보다 저하됨]. 그 후, 다이오드 브릿지(DB1)의 출력 전압의 제로 교차점에서 스위치(SW2, SW3, SW6, SW7, SW8, SW9)가 H에, 스위치(SW1, SW4, SW5)가 L에 스위칭되면 제 2 지연 회로(9b)에서는 제 2 위상각 검출부(7)에 의해 검출된 위상각의 기간(도 7의 T2')동안 정전류원(IaT2)이 정전류(Ia)를 흘려 콘덴서(Ca)가 방전된다[콘덴서(Ca)의 단부전압(Vca)이 기준 전압(Va)보다 저하됨].
그 후, 다이오드 브릿지(DB1)의 출력 전압의 제로 교차점에서 스위치(SW1, SW4, SW7, SW9)가 H에, 스위치(SW2, SW3, SW5, SW6, SW8)이 L에 스위칭되면 제 1 지연 회로(9a)에서는 제 1 위상각 검출부(6)에 의해 검출된 위상각의 기간(도 7의 T1) 정전류원(IaT1)이 정전류(Ia)를 흘려 콘덴서(Ca)가 충전되고, 그 직후 정전류원(IbTdelay)이 정전류(Ib)를 흘린다. 그 후, 콘덴서(Ca)의 단부전압(Vca)이 기준 전압(Vb)에 도달하면 콤퍼레이터(Comp1)의 출력이 로우 레벨로부터 하이 레벨이 되어 바이어스부(8)의 출력이 로우 레벨로부터 하이 레벨로 유지된다. 그리고, 바이어스부(8)의 출력은 래치부(10)에 의해 하이 레벨로 유지된다. 또한, 제 1 지연 회로(9a)에서는 정전류(Ib)의 통로는 정지되고, 스위치(SW)의 스위칭 온을 통해 콘덴서(Ca)의 단부전압(Vca)이 기준 전압(Va)의 레벨로 유지된다. 바이어스부(8)에 의해 검출된 위상각은 현주기의 검출된 위상각(T1)과 2주기 전의 검출된 위상각(T2)을 평균화함으로써 얻은 위상각에 지연 시간(Tdelay)을 가산함으로써 얻은 위상각이 되는 것으로 규정된다(도 7의 바이어스부 출력). 유사하게, 제 2 지연 회로(9b), 제 3 지연 회로(9c), 및 제 4 지연 회로(9d)의 각각에서 콘덴서(Ca)의 방전과 충전이 실행되고, 따라서 바이어스부(8)는 현주기의 검출 위상각과 2주기 전의 검출 위상각을 평균화함으로써 얻은 위상각에 지연 시간을 가산함으로써 얻은 위상각을 순차적으로 검출한다.
또한, 상기 콘덴서(Ca)의 충방전에 사용되는 정전류(Ia) 및 정전류(Ib)의 절대치 또는 콘덴서(Ca)와 정전류(Ia) 사이의 비율은 외부보다 조정가능하게 설정되어 위상각의 평균화의 비율과 지연 시간을 조정될 수 있다. 이러한 구성으로, 전원의 변동에 대한 위상각의 변동을 저감하는 기능을 갖는 이미 존재하는 광제어기가 그 설치의 전원 상태에 때문에 기능이 충분하게 작동하지 않아도 위상각과 평균화와 위상각의 평균화 비율이 조절될 수 있다. 또한, 지연 시간이 콘덴서(Ca)를 외부적으로 대체함으로써 조절해도 좋다.
이어서, 도 8을 참조하여 드라이브부(5) 및 전류 제한 회로(4)의 구체적 구성 예에 대해서 설명한다. 도 8에서 드라이브부(5)는 콤퍼레이터(COMP10)와, 트랜지스터(Tr102)와, 콘덴서(C10)를 갖고 있다. 또한, 전류 제한 회로(4)는 트랜지스터(Tr101)와, 저항(R10)과, 에러 앰프(EAＭＰ10)를 갖고 있다.
에러 앰프(EAＭＰ10)는 전유가 기준 전압(Vref101)을 갖는 저항(R10)에 의해 변환된 전압을 비교하고, 그 결과에 의거해 트랜지스터(Tr101)의 게이트 전압을 제어해서 이들 전압이 서로 대등하고, 제어를 수행해서 전류가 LED 모듈(3)을 통해 흐른다. 또한, 콤퍼레이터(COMP10)는 기준 전압(Vref102)을 갖는 바이어스부(8)의 출력과 비교하고 그 결과에 의거해서 트랜지스터(Tr102)의 게이트 전압을 제어한다. 바이어스부(8)의 출력이 로우 레벨일 경우에는 트랜지스터(Tr102)가 스위칭 온되어서 트랜지스터(Tr101)는 스위칭 오프가 되고, 어떤 전류도 LED 모듈(3)을 통해 흐르지 않는다. 바이어스부(8)의 출력이 하이 레벨이 되었을 경우 트랜지스터(Tr102)는 스위칭 오프로 되어서 콘덴서(C10)가 충전되어 트랜지스터(Tr101)의 게이트 전압이 소정의 시간 상수에서 상승되어서, 전류가 LED 모듈(3)을 통해 천천히 흐른다.
저휘도 조광 제어시, 바이어스부(8)의 출력이 상승될 때에 LED 모듈(3)에 인가되는 전압은 도 9에 도시한 바와 같이 제한되는 전류(Ia)에 대응하는 전압(Va)보다 낮다. 트랜지스터(Tr101)가 바이어스부(8)의 출력이 상승되면 즉시 스위칭 온되는 구성의 경우에는 전류가 도 9의 쇄선에 의해 도시된 바와 같이 LED 모듈(3)을 통해 흐른다. 여기서, 위상각의 변동(ΔTj)이 발생되면 LED 모듈(3)을 통해 흐르는 전류의 변동(ΔIj1)이 발생한다. 이를 해결하기 위해, 도 8에 도시된 콘덴서(C10)가 제어를 수행하도록 제공되어 전류가 바이어스부(8)의 출력이 상승할 때에 LED 모듈(3)을 통해 천천히 흐르도록 통과된다. 이 경우에, 전류가 도 9에 실선으로 도시된 바와 같이 LED 모듈(3)을 통해 흘러서, 위상각의 변동(ΔTj)에 대한 LED 모듈(3)의 전류의 변동량은 Δij2으로 저감된다. 위상각의 평균화에 의해 위상각 변동을 저감하는 기술과 함께 조합된 이 기술은 저휘도 조광 제어시의 LED 모듈(3)에서 전류 변동을 저감한다.
또한, 다이오드 브릿지(DB1)의 출력이 도 8에서 콤퍼레이터(COMP10)의 비반전 입력 단자에 입력될 수 있다. 이 경우에, 기준 전압(Vref102)은 외부적으로 조정가능하게 설정될 수 있다. 또한, 기준 전압(Vref102)은 LED 모듈(3)이 글로잉하도록 구동이 시작될 때 얻은 순방향 전압에 대응하도록 조정될 수 있다.
또한, 도 10은 필터(11)가 LED 모듈(3)에 전원을 공급하는 전원 라인에 삽입된 구성예를 도시한다. 위상 제어식 조광의 수행에서, 사용된(즉, 위상각을 상승시키면) 광량은 입력 전원(다이오드 브릿지(DB1)의 출력 전압)의 전압의 상승이 소정의 제한 전류에 대응하는 순방향 전압이 부족해지는 경우가 있을 수 있다. 실시예는 도 19에 도시된 전압(Va) 이하의 전압의 경우이고, LED 모듈(3)에 인가되는 전압에 의한 전류의 변동이 발생된다. 이 경우에, 위상 제어식 조광기(2)에 포함된 트라이액(triac)이 온되면 링잉 파형(도 11)이 입력 전원에 발생되고, LED 모듈(3)을 통해 흐르는 전류가 변동된다. 링잉은 대략 수 십㎑정도의 주파수에서 발생되므로 인간의 눈에는 반응하지 않는다. 그러나, 주기마다 변화되는 링잉의 량은 깜빡거림이 그것을 센싱하기 위해 인간의 눈에 충분한 주파수로 발생되는 것으로서 생각된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 그러한 링잉은 변동을 LED 모듈(3)에 전원을 공급하는 전원 라인에 저역 통과 필터인 필터(11)를 삽입함으로써 감소될 수 있다. 예를 들면, 저역 통과 필터의 상승 시간(Tr)과 차단 주파수(FC) 사이의 관계가 Fc=0.35/Tr이면 상승 시간은 대략 0.1ｍs~1ｍs정도로 설정된다.
전원 라인에서, 인덕터가 LED 모듈(3)과 직렬로 삽입될 수 있다. 또한, 콘덴서가 LED 모듈(3)과 병렬로 접속될 수 있다.
<변형 및 변동>
일실시예로서, 본 발명의 이전 실시형태에 더해 이하의 구성도 가능하다. 예를 들면, 본 발명에 의한 LED 구동 회로의 입력 전압은 일본에서 사용되는 100V의 상용 전원 전압에 한정되지 않는다. 본 발명에 의한 LED 구동 회로의 회로 정수를 적절한 값으로 설정하면 일본 외에서 사용되는 상용 전원 전압 또는 혈압을 내린 다른 교류 전압이 본 발명에 의한 LED 구동 회로의 입력 전압으로서 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 LED 구동 회로에 그러한 전류 휴즈 등의 보호 요소를 부가함으로써 보다 안전한 LED 구동 회로가 제공될 수 있다.
또한, 상기 LED 구동 회로에서는 전류 제한 회로(4)가 LED 모듈(3)의 애노드(anode)측에 접속된다. 적절히 설정된 각각의 회로 정수와 함께 전류 제한 회로(4)를 LED 모듈(3)의 캐소드측에 접속해도 어떤 문제도 없다.
또한, 전류 제한 회로(4)는 정격전류이상의 전류가 LED 모듈(3)을 통해 흐르는 것으로부터 방지하기 위한 회로부이다. 전류 제한 회로(4)가 저항 등 수동 소자만의 사용에 의해, 그리고 저항과 트랜지스터 등의 능동 소자를 조합시켜서 제한을 수행한다.
또한, 정격전류에 대해서 충분한 마진(margin)을 갖는 전류가 LED 모듈(3)을 통해 흐르는 경우에 전류 제한 회로(4)를 생략하는 것은 조광 제어 동작 등에 어떤 영향도 없다.
또한, 본 발명에 의한 LED 구동 회로와 함께 사용되는 위상 제어식 조광기는 위상 제어식 조광기(2)의 구성(도 20 참조)에 한정되지 않는다.
또한, 본 발명에 의한 LED 구동 회로에 입력되는 전압은 정현파형을 갖는 교류 전압에 의거한 전압에 한정되지 않고, 다른 파형을 갖는 교류 전압일 수 있다.
또한, 이전 실시형태 및 상기 기재된 변형예는 그러한 조합에 의해 수반된 모순이 없는 한 임의로 조합에서 실시될 수 있다.
<본 발명에 의한 LED 조명등 기구에 대해서>
최후에 다음에 본 발명에 의한 LED 조명등 기구의 개략 구조가 기재된다. 도 12는 본 발명에 의한 LED 조명등 기구, 본 발명에 의한 LED 조명 기기, 및 본 발명에 의한 LED 조명 시스템의 개략 구조예를 도시한다. 도 12에서, 본 발명에 의한 전구 형상의 LED 조명등 기구(200)가 부분홈 도면에 도시된다. 본 발명에 의한 전구 형상의 LED 조명등 기구(200)는 케이싱 또는 기판(202)과, 케이싱 또는 기판(202)의 정면(전구 형상의 두부측)에 서치된 1개 이상의 LED로 구성된 LED 모듈(201)과, 케이싱 또는 기판(202)의 배면(전구 형상의 하부측)에 설치된 회로(203)를 내부에 구비한다. 회로(203)로서는, 예를 들면 본 발명에 의한 LED 구동 회로의 어떤 이전 실시예도 사용될 수 있다.
본 발명에 의한 전구 형상의 LED 조명등 기구(200)가 나사 삽입되어져 장착되는 LED 조명등 기구 장착부(300)와, 라이트 컨트롤(위상 제어식 조광기)(400)이 교류 전원(1)에 직렬로 접속된다. 본 발명에 의한 전구 형상의 LED 조명등 기구(200)와 LED 조명등 기구 장착부(300)에 의해 LED 조명 기기(실링 라이트, 펜던트 라이트, 키친 라이트, 다운 라이트, 스탠드 라이트, 스포트라이트, 푸트라이트 등)를 구성한다. 본 발명에 의한 전구 형상의 LED 조명등 기구(200)와, LED 조명등 기구 장착부(300)와, 라이트 컨트롤기(400)는 본 발명에 의한 LED 조명 시스템(500)이 구성된다. LED 조명등 기구 장착부(300)는 예를 들면 실내의 천장벽면에 장착되고 라이트 컨트롤기(400)는 예를 들면 실내의 측벽면에 장착된다.
본 발명에 의한 전구 형상의 LED 조명등 기구(200)가 LED 조명등 기구 장착부(300)로부터 착탈가능하다. 따라서, 예를 들면 통상적으로 백열등 또는 형광등 등의 조명등 기구를 사용하는 기존의 조명 기기 및 조명 시스템에서, 백열등 형광등 등의 조명등 기구를 본 발명에 의한 전구 형상의 LED 조명등 기구(200)를 단지 교환함으로써, 이미 설치된 라이트 컨트롤기(400)에 의해 조광 제어가 가능하게 된다.
도 12에서는 도 2 0에 도시된 위상 제어식 조광기(2)가 라이트 컨트롤기(400)로서 사용된 경우에 라이트 컨트롤기(400)의 외관을 도시하고 있고, 라이트 컨트롤기(400)가 구성되어 광 제어기의 정도는 노브의 형태로 체적 요소 상에 동작을 통해 변경될 수 있다. 노브의 형태에서 볼륨 요소 대신에 슬라이드의 형태에서 볼륨 요소가 조광의 정도를 변경할 수 있게 사용될 수도 있는 것은 말할 필요도 없다.
상기 기재는 사람이 라이트 컨트롤기(400)를 노브나 슬라이드 형태의 볼륨 요소를 통해 직접 조작하는 경우를 가리킨다. 그러나, 그것에 한정되지 않고, 사람이 리모트 컨트롤 등을 거쳐 무선 신호를 통해 동작을 수행하게 채용될 수도 있다. 즉, 리모트 동작은 수신측인 라이트 컨트롤기 본체에 무선 신호 수신부를 제공하고, 송신측인 송신기본체(예를 들면 리모트 컨트롤 송신기, 휴대용 단말기 등)에 상기 무선 신호 수신부에 라이트 컨트롤 신호(예를 들면 조광신호, 라이트 ON/OFF 신호 등)를 송신하는 무선 신호 송신부에 제공함으로써 가능하게 한다.
또한, 본 발명에 의한 LED 조명등 기구는 전구 형상의 LED 조명 등에 한정되지 않고, 예를 들면 도 13에 도시한 전등 형상의 LED 조명등 기구(600), 환형의 LED 조명등 기구(700), 또는 직관 형상의 LED 조명등 기구(800)일 수 있다. 어느쪽의 형상에서도 본 발명에 의한 LED 조명등 기구는 LED와, 위상 제어식 조광기에 접속가능하고, 적어도 입력된 교류 전압의 사용으로 LED를 구동하는 LED 구동 회로이며, 입력 전원의 변동에 의한 구동 타이밍을 가변하는 LED 구동 회로를 내부에 구비한다.

Claims (13)

  1. 위상 제어식 조광기에 접속가능하며 상기 위상 제어식 조광기로부터 입력된 위상 제어된 교류 전압을 정류함으로써 얻어지는 전압에 의해 LED 부하를 구동하는 LED 구동 회로로서:
    현주기의 위상각을 검출하는 제 1 위상각 검출부;
    현주기보다 적어도 1주기 전의 위상각을 검출하는 제 2 위상각 검출부;
    상기 제 1 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각과 상기 제 2 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각을 평균화함으로써 얻어지는 위상각에 소정의 지연 시간을 가산함으로서 검출 신호를 생성하는 바이어스부; 및
    상기 바이어스부에 의해 생성된 검출 신호에 의거한 타이밍에서 상기 LED 부하에 전류 공급을 개시하는 드라이브부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이어스부는,
    콘덴서와,
    상기 제 2 위상각 검출부에 의해 검출된 현주기보다 1주기 전의 위상각의 기간동안 소정 전압으로 충전된 상기 콘덴서를 제 1 정전류에 의해 방전하고, 상기 제 1 위상각 검출부에 의해 검출된 현주기의 위상각의 기간동안 상기 콘덴서를 상기 제 1 정전류에 의해 충전한 후, 제 2 정전류에 의해 상기 콘덴서를 더 충전하는 충방전 회로와,
    상기 제 2 정전류에 의해 상기 콘덴서를 충전한 후 소정 전압에 도달된 것을 검출하는 검출 회로를 갖는 지연 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이어스부는,
    콘덴서와,
    상기 제 2 위상각 검출부에 의해 검출된 현주기보다 2주기 전의 위상각의 기간동안 소정 전압으로 충전된 상기 콘덴서를 제 1 정전류에 의해 방전하고, 상기 제 1 위상각 검출부에 의해 검출된 현주기의 위상각의 기간동안 상기 콘덴서를 상기 제 1 정전류에 의해 충전한 후, 제 2 정전류에 의해 상기 콘덴서를 더 충전하는 충방전 회로와,
    제 2 정전류에 의해 상기 콘덴서를 충전한 후 소정의 전압에 도달된 것을 검출하는 검출 회로를 갖는 지연 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 정전류 및 상기 제 2 정전류의 절대치 또는 상기 제 1 정전류 및 상기 제 2 정전류 사이의 비율은 외부로부터 조정가능한 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 정전류 및 상기 제 2 정전류의 절대치 또는 상기 제 1 정전류 및 상기 제 2 정전류 사이의 비율은 외부로부터 조정가능한 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 드라이브부는 상기 바이어스부에 의해 생성된 검출 신호가 소정의 전압 이하의 전압을 가질때 상기 LED 부하에 전류 공급을 정지하고, 상기 바이어스부에 의해 생성된 검출 신호가 상기 소정의 전압을 초과하는 전압을 가질 때 소정의 시정수로 상기 LED 부하에 전류 공급을 개시하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 부하의 전원 공급 라인에 상기 위상 제어식 조광기의 스위칭 소자가 온되면 발생되는 스위칭 노이즈를 저감하는 필터가 제공되는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  8. 위상 제어식 조광기에 접속가능하며 상기 위상 제어식 조광기로부터 입력된 위상 제어된 교류 전압을 정류함으로써 얻어지는 전압에 의해 LED 부하를 구동하는 LED 구동 회로로서,
    현주기의 위상각을 검출하는 제 1 위상각 검출부와,
    현주기보다 적어도 1주기 전의 위상각을 검출하는 제 2 위상각 검출부와,
    상기 제 1 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각과 상기 제 2 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각을 평균화함으로써 얻어지는 위상각에 소정의 지연 시간을 가산함으로서 검출 신호를 생성하는 바이어스부와,
    상기 바이어스부에 의해 생성된 검출 신호에 의거한 타이밍에서 상기 LED 부하에 전류 공급을 개시하는 드라이브부를 포함하는 LED 구동 회로; 및
    상기 LED 구동 회로의 출력측에 접속된 LED 부하를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명등 기구.
  9. 위상 제어식 조광기에 접속가능하며 상기 위상 제어식 조광기로부터 입력된 위상 제어된 교류 전압을 정류함으로써 얻어지는 전압에 의해 LED 부하를 구동하는 LED 구동 회로로서,
    현주기의 위상각을 검출하는 제 1 위상각 검출부와,
    현주기보다 적어도 1주기 전의 위상각을 검출하는 제 2 위상각 검출부와,
    상기 제 1 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각과 상기 제 2 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각을 평균화함으로써 얻어지는 위상각에 소정의 지연 시간을 가산함으로서 검출 신호를 생성하는 바이어스부와,
    상기 바이어스부에 의해 생성된 검출 신호에 의거한 타이밍에서 상기 LED 부하에 전류 공급을 개시하는 드라이브부를 포함하는 LED 구동 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 LED 조명 기기.
  10. 위상 제어식 조광기에 접속가능하며 상기 위상 제어식 조광기로부터 입력된 위상 제어된 교류 전압을 정류함으로써 얻어지는 전압에 의해 LED 부하를 구동하는 LED 구동 회로로서,
    현주기의 위상각을 검출하는 제 1 위상각 검출부와,
    현주기보다 적어도 1주기 전의 위상각을 검출하는 제 2 위상각 검출부와,
    상기 제 1 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각과 상기 제 2 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각을 평균화함으로써 얻어지는 위상각에 소정의 지연 시간을 가산함으로서 검출 신호를 생성하는 바이어스부와,
    상기 바이어스부에 의해 생성된 검출 신호에 의거한 타이밍에서 상기 LED 부하에 전류 공급을 개시하는 드라이브부를 포함하는 LED 구동 회로; 및
    상기 LED 구동 회로의 출력측에 접속된 LED 부하를 포함하는 LED 조명등 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 LED 조명 기기.
  11. 위상 제어식 조광기에 접속가능하며 상기 위상 제어식 조광기로부터 입력된 위상 제어된 교류 전압을 정류함으로써 얻어지는 전압에 의해 LED 부하를 구동하는 LED 구동 회로로서,
    현주기의 위상각을 검출하는 제 1 위상각 검출부와,
    현주기보다 적어도 1주기 전의 위상각을 검출하는 제 2 위상각 검출부와,
    상기 제 1 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각과 상기 제 2 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각을 평균화함으로써 얻어지는 위상각에 소정의 지연 시간을 가산함으로서 검출 신호를 생성하는 바이어스부와,
    상기 바이어스부에 의해 생성된 검출 신호에 의거한 타이밍에서 상기 LED 부하에 전류 공급을 개시하는 드라이브부를 포함하는 LED 구동 회로; 및
    상기 LED 구동 회로의 출력측에 접속된 LED 부하를 포함하는 LED 조명등 기구: 및
    상기 LED 조명등 기구의 입력측에 접속된 위상 제어식 조광기를 구비한 것을 특징으로 하는 LED 조명 시스템.
  12. 위상 제어식 조광기에 접속가능하며 상기 위상 제어식 조광기로부터 입력된 위상 제어된 교류 전압을 정류함으로써 얻어지는 전압에 의해 LED 부하를 구동하는 LED 구동 회로로서,
    현주기의 위상각을 검출하는 제 1 위상각 검출부와,
    현주기보다 적어도 1주기 전의 위상각을 검출하는 제 2 위상각 검출부와,
    상기 제 1 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각과 상기 제 2 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각을 평균화함으로써 얻어지는 위상각에 소정의 지연 시간을 가산함으로서 검출 신호를 생성하는 바이어스부와,
    상기 바이어스부에 의해 생성된 검출 신호에 의거한 타이밍에서 상기 LED 부하에 전류 공급을 개시하는 드라이브부를 포함하는 LED 구동 회로를 구비한 LED 조명 기기; 및
    상기 LED 조명 기기의 입력측에 접속된 위상 제어식 조광기를 구비한 것을 특징으로 하는 LED 조명 시스템.
  13. 위상 제어식 조광기에 접속가능하며 상기 위상 제어식 조광기로부터 입력된 위상 제어된 교류 전압을 정류함으로써 얻어지는 전압에 의해 LED 부하를 구동하는 LED 구동 회로로서,
    현주기의 위상각을 검출하는 제 1 위상각 검출부와,
    현주기보다 적어도 1주기 전의 위상각을 검출하는 제 2 위상각 검출부와,
    상기 제 1 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각과 상기 제 2 위상각 검출부에 의해 검출된 위상각을 평균화함으로써 얻어지는 위상각에 소정의 지연 시간을 가산함으로서 검출 신호를 생성하는 바이어스부와,
    상기 바이어스부에 의해 생성된 검출 신호에 의거한 타이밍에서 상기 LED 부하에 전류 공급을 개시하는 드라이브부를 포함하는 LED 구동 회로; 및
    상기 LED 구동 회로의 출력측에 접속된 LED 부하를 구비한 LED 조명등 기구를 포함하는 LED 조명 기기: 및
    상기 LED 조명 기기의 입력측에 접속된 위상 제어식 조광기를 구비한 것을 특징으로 하는 LED 조명 시스템.
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