KR20120054517A - Method and device for driving light-emitting diode - Google Patents

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치엔쿠오 리
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알더 옵토메카니컬 코포레이션
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Abstract

PURPOSE: A driving method and apparatus of a light emitting diode are provided to reduce power loss by being established so that maximum light emitting diode modules emit light in the fixed voltage level. CONSTITUTION: A voltage source provides an AC voltage. A rectifier circuit(40) changes the AC voltage from the voltage source into a pulse DC voltage source. A current source circuit(30) is combined between the rectifier circuit and plurality of light emitting diode modules. The current source circuit provides a loop current corresponding to different current level of a positive portion of the voltage source. Two or more modules(11-15) comprise a plurality of light emitting diodes which are connected. A current guide control circuit is combined between the adjacent light emitting diode modules.

Description

발광 다이오드의 구동 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DRIVING LIGHT-EMITTING DIODE}METHOD AND DEVICE FOR DRIVING LIGHT-EMITTING DIODE}

본 발명은 구동 방법에 관한 것이며, 특히 역률 및 전력 이용 효율이 개선되고 전자기적 간섭이 감소된 발광 다이오드(LED)를 구동하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a driving method, and more particularly, to a method and apparatus for driving a light emitting diode (LED) with improved power factor and power utilization efficiency and reduced electromagnetic interference.

천연 에너지 자원이 고갈됨에 따라, 새로운 대체 에너지 자원이 제안되나 전 인류가 필요로 하는 요구에 대한 즉답은 될 수 없다. 그러므로, 천연 자원 절약이 매우 중요한 이슈가 되고 있다. 따라서, 전력 소비를 감소하기 위하여 많은 전자 장치 또는 장비가 개선되고 있다. 예를 들면, 종래 기술의 텅스텐 램프가 100 유닛의 전력을 소비하는 것으로 가정하면, 단지 5 유닛의 전력만이 광으로 변환되고, 전력의 나머지는 열로 변환된다. 그러므로, 종래 기술의 텅스텐 램프의 변환 효율은 만족과는 거리가 멀다. 또한, 종래의 텅스텐 램프로부터 발생하는 열을 방출하기 위해 히트 싱크 또는 쿨러 시스템이 필요할 수 있으며, 이는 추가 전력을 소비할 것이다. 종래 기술의 램프 장비는 오랫동안 전력 이용 효율이 낮다는 단점이 있어 왔다. 반도체 산업에서 기술 개발 및 혁신이 근년 신속히 진행됨에 따라, 발광 다이오드(LED)는 긴 수명과 저 전력 소비의 장점으로 계속 대중성을 얻으며 점차 조명 분야에 이용된다.As natural energy resources are depleted, new alternative energy sources are proposed but cannot be an immediate answer to the needs of all mankind. Therefore, conservation of natural resources has become a very important issue. Thus, many electronic devices or equipment have been improved to reduce power consumption. For example, assuming that a tungsten lamp of the prior art consumes 100 units of power, only 5 units of power are converted to light and the remainder of the power is converted to heat. Therefore, the conversion efficiency of the tungsten lamp of the prior art is far from satisfying. In addition, a heat sink or cooler system may be required to dissipate heat generated from conventional tungsten lamps, which will consume additional power. Prior art lamp equipment has long had the disadvantage of low power utilization efficiency. As technology development and innovation in the semiconductor industry progress rapidly in recent years, light emitting diodes (LEDs) continue to be popular due to their long life and low power consumption, and are increasingly used in the lighting field.

상술한 것처럼, LED는 긴 수명, 저 전력 소비 및 낮은 열 손실 발생에 장점이 있다. 이들 장점 모두는 LED 조명 장비의 개발을 촉진한다. LED는 일반적으로 DC 전원에 의해 구동된다. 그러므로, LED가 주 전원으로서 AC 전원에 연결되는 경우, 입력 AC 전력을 펄스 DC 전원으로 변환하여, LED가 DC 전력을 받아들여 광을 방출할 수 있도록 하는 LED 구동 회로가 제공된다.As mentioned above, LEDs have the advantage of long life, low power consumption and low heat loss. All of these advantages facilitate the development of LED lighting equipment. LEDs are typically powered by a DC power supply. Therefore, when the LED is connected to an AC power source as a main power source, an LED drive circuit is provided that converts the input AC power into a pulsed DC power source so that the LED can receive DC power and emit light.

도 4a에 도시된 것처럼, 종래의 LED 구동 회로(100)는 적어도 하나의 LED(101)에 연결되고, AC 전력(VAC)을 수신할 수 있게 된다. LED 구동 회로(100)는 기본적으로 브리지 정류기(110) 및 커패시터(C)를 포함한다. 브리지 정류기(110)는 AC 전력(VAC)을 펄스 DC 전력으로 정류하는데 이용되며, 커패시터(C)는 LED(101)를 구동하여 광을 방출하도록 펄스 DC 전력의 전압을 안정화시킨다. 도 4b에 도시된 것처럼, 전류를 상수 레벨로 유지하기 위하여 상전류 회로가 추가로 제공되어, LED로부터 방출되는 광의 명도 및 색도를 안정화시킨다. 커패시터 또는 인턱터와 같은 유도 리액턴스 소자는, 회로내에 존재한다면, 도 4c에 도시된 것처럼, 위상차(θ) 만큼 전압과 전류가 위상이 다르도록 할 것이다. 수식 PF(역률)=V(전압)×I(전류)×cosθ을 고려할 때, 전압과 전류가 이 경우 위상이 다르므로, 위상차(θ)의 존재는 역률의 감소를 초래하고, 이는 다시 전력 손실의 증가를 초래한다.As shown in FIG. 4A, the conventional LED driving circuit 100 is connected to at least one LED 101 and is capable of receiving AC power V AC . The LED driving circuit 100 basically includes a bridge rectifier 110 and a capacitor (C). Bridge rectifier 110 is used to rectify AC power V AC to pulse DC power, and capacitor C drives LED 101 to stabilize the voltage of pulse DC power to emit light. As shown in FIG. 4B, a phase current circuit is further provided to maintain the current at a constant level to stabilize the brightness and chromaticity of the light emitted from the LED. Inductive reactance elements such as capacitors or inductors, if present in the circuit, will cause the voltage and current to be out of phase by the phase difference [theta], as shown in FIG. 4C. Considering the formula PF (power factor) = V (voltage) × I (current) × cosθ, since the voltage and current are out of phase in this case, the presence of the phase difference θ causes a decrease in power factor, which in turn causes power loss. Causes an increase.

대만 특허 제I220047호 "LED 구동 회로"는 도 5에 도시된 것과 같은 LED 구동 회로를 개시하고, 이는 전원(51), 하나 이상의 공통-접지 전류 제어 유닛(521)으로 구성된 다중 전류 가이드 제어 회로(52), 및 공급되는 전력의 전압 레벨을 검출하기 위한 전압 검출 회로(53)를 포함한다. 전원(51)은 각각이 하나 이상의 LED로 구성된 하나 이상의 LED 세트(54)에 직렬로 연결된다. 전류 가이드 제어 회로(52)의 전류 제어 유닛(521)은 각 LED 세트(54)의 N-전극(네가티브 전극)에 순차적으로 연결된다. 공급 전원의 포지티브 부분의 전압 레벨이 전압 검출 회로(53)에 의해 검출된다. 다음으로, 전류 가이드 제어 회로(52) 중 하나가 전압 레벨에 따라 선택적으로 도전 상태로 위치하여, 이에 의해 적절한 수량의 LED 세트(54)가 광을 방출하기 위하여 구동된다. 그러한 회로 설계로 공급되는 전력의 포지티브 부분의 전압이 직접 LED 세트를 구동하도록 하여, 필터링된 커패시터에 결합하지 않고 전압 레벨에 따라 최대 수의 LED 세트가 광을 방출하도록 구동되어, 전력을 효율적으로 이용하고, 역률을 증가시키고, 전력 손실을 감소시키는 목적을 달성한다.Taiwan Patent No. I220047 “LED Driving Circuit” discloses an LED driving circuit as shown in FIG. 5, which is a multi-current guide control circuit composed of a power supply 51 and one or more common-ground current control units 521. 52, and a voltage detection circuit 53 for detecting a voltage level of the supplied electric power. The power source 51 is connected in series to one or more LED sets 54 each consisting of one or more LEDs. The current control unit 521 of the current guide control circuit 52 is sequentially connected to the N-electrode (negative electrode) of each LED set 54. The voltage level of the positive portion of the power supply is detected by the voltage detection circuit 53. Next, one of the current guide control circuits 52 is selectively placed in a conductive state according to the voltage level, thereby driving the appropriate number of LED sets 54 to emit light. The voltage of the positive portion of the power supplied by such a circuit design drives the LED set directly, so that the maximum number of LED sets are driven to emit light according to the voltage level without coupling to the filtered capacitors, effectively utilizing power. And increase the power factor and reduce the power loss.

그러나, 전술한 구동 회로는 아래와 같은 단점을 갖는다.However, the driving circuit described above has the following disadvantages.

1. 공급된 전력의 포지티브 부분의 전압 레벨을 검출하기 위해 전압 검출 회로가 필요하여, 회로 구조를 복잡하게 한다.1. A voltage detection circuit is needed to detect the voltage level of the positive portion of the supplied power, which complicates the circuit structure.

2. 전류 가이드 제어 회로 중 선택된 하나가 전압 검출 회로가 입력 전압 레벨을 검출하는 환경에서 도전 상태로 위치되어(나머지 전류 가이드 제어 회로는 전기적으로 분리된 상태를 유지함), 특정 수의 LED 세트가 광을 방출하도록 한다. 전압 검출 회로가 오동작하는 경우, 어떠한 LED 세트도 광을 방출하기 위하여 구동될 수 없다.2. A selected one of the current guide control circuits is placed in a conductive state in an environment where the voltage detection circuit detects the input voltage level (the remaining current guide control circuits remain electrically isolated), so that a certain number of LED sets To release. If the voltage detection circuit malfunctions, no set of LEDs can be driven to emit light.

따라서, 본 발명의 목적은 구동 방법을 제공하는 것이고, 특히 주파수를 전환하지 않고도 발광 다이오드(LED)를 AC 주 전력에 의해 직접 구동하여 역률을 개선하고 전력 손실 및 전자기 간섭을 감소할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a driving method, and in particular, a method for directly driving a light emitting diode (LED) by AC main power without changing frequency, to improve power factor and to reduce power loss and electromagnetic interference, and To provide a device.

이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 구동 방법은 복수의 LED 모듈을 구동하기 위한 복수의 전류 가이드 제어 회로를 이용하며, 상기 전류 가이드 제어 회로 각각은 적어도 2개의 스위치 회로를 구성하도록 병렬로 연결된 적어도 2개의 트랜지스터를 포함한다. 각각의 전류 가이드 제어 회로는 전압원의 포지티브 부분의 소정 전압 레벨에 응답하여 LED 모듈 중 바로 하류의 것으로 전류가 흐르도록 하는 것을 허용하거나 방지하도록 된다. 각 전류 가이드 제어 회로는 상이한 전압 레벨에 응답한다.In order to achieve this object, the driving method according to the present invention uses a plurality of current guide control circuits for driving a plurality of LED modules, each of which is connected in parallel to constitute at least two switch circuits. At least two transistors. Each current guide control circuit is adapted to allow or prevent current from flowing immediately downstream of the LED module in response to a predetermined voltage level of the positive portion of the voltage source. Each current guide control circuit responds to a different voltage level.

결과적으로, 주어진 전압 레벨에서 최대 수의 LED 모듈이 광을 방출하도록 구동되어, 전력을 효율적으로 이용하고 전력 손실을 저감하는 목적을 달성하게 된다.As a result, the maximum number of LED modules are driven to emit light at a given voltage level, thereby achieving the purpose of utilizing power efficiently and reducing power loss.

본 발명의 상술한 및 다른 목적, 특징 및 효과는 첨부된 도면과 결합하여 양호한 실시예의 이하 설명을 참조로 더욱 명백해진다.
도 1은 본 발명에 따른 구동 장치를 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 구동 장치의 부분 확대도.
도 3a는 본 발명에 따른 펄스 DC 전압원 및 펄스 DC 전류원의 위상을 도시하는 도면.
도 3b는 공급되는 AC 전력의 파형 주기의 절반내의 각 LED 모듈의 ON/OFF 상태를 도시하는 도면.
도 4a는 종래 기술의 구동 장치를 도시하는 개략적 도면.
도 4b는 필터 회로를 구비한 종래 기술의 구동 장치를 이용함에 의한 전류 흐름을 도시하는 도면.
도 4c는 전류가 전압을 진상하는 것을 도시하는 도면.
도 5는 대만특허 제I220047호에 개시된 구동 회로를 도시하는 개략도.
The above and other objects, features and effects of the present invention will become more apparent with reference to the following description of the preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings.
1 shows schematically a drive device according to the invention;
2 is a partially enlarged view of a drive device according to the present invention;
3A illustrates the phases of a pulsed DC voltage source and a pulsed DC current source in accordance with the present invention.
Fig. 3B is a diagram showing the ON / OFF state of each LED module in half of the waveform period of supplied AC power.
4A is a schematic diagram showing a drive device of the prior art;
FIG. 4B shows the current flow by using a prior art drive with a filter circuit. FIG.
4C shows that current advances the voltage.
5 is a schematic view showing a driving circuit disclosed in Taiwan Patent No. I220047.

본 발명은 발광 다이오드를 구동하기 위한 방법을 제공한다. 방법은 복수의 LED 모듈을 구동하기 위한 복수의 전류 가이드 제어 회로를 이용하는 것을 포함하며, 각각의 전류 가이드 제어 회로는 적어도 2개의 스위치 회로를 구성하기 위하여 연결된 적어도 2개의 트랜지스터를 포함하며, 각 전류 가이드 제어 회로는 전압원의 상이한 전류 레벨에 대한 응답에 의해 서로 상이하여, 그들의 제어하의 각각의 LED 모듈은 상이한 전압 레벨에서 광을 방출하도록 선택적으로 구동된다. 실제 실험에서는, 본 발명은 도 1에 도시된 것처럼 구동 장치를 더 제공하며, 이는 이하의 구성 요소를 포함한다:The present invention provides a method for driving a light emitting diode. The method includes using a plurality of current guide control circuits for driving a plurality of LED modules, each current guide control circuit comprising at least two transistors connected to constitute at least two switch circuits, each current guide The control circuits differ from each other by the response to the different current levels of the voltage source, so that each LED module under their control is selectively driven to emit light at different voltage levels. In a practical experiment, the present invention further provides a drive device as shown in FIG. 1, which includes the following components:

(1) 전압원(Vs)(1) Voltage source (Vs)

전압원은 정류 회로(40)(예를 들면, 브리지 정류기)를 구비하여, 전압원으로부터 수신한 교류 전류(AC) 전력은 도 3a에 도시된 것처럼 펄스 직류(DC) 전압원으로 변환된다.The voltage source includes a rectifier circuit 40 (e.g., bridge rectifier) so that the alternating current (AC) power received from the voltage source is converted to a pulsed direct current (DC) voltage source as shown in FIG. 3A.

(2) 전류 가이드 제어 회로(2) current guide control circuit

적어도 2개의 LED 모듈이 본 발명에 포함된다. 도 1에 도시된 실시예에 따르면, 5개의 LED 모듈(11, 12, 13, 14, 15)이 장치에 포함되고, 각각은 단일 또는 직렬 또는 병렬로 연결된 복수개의 LED(L), 또는 이 둘의 조합을 포함한다. 바람직하게는, 각 LED 모듈내의 장착된 LED의 수량은 LED 모듈(11)에서 LED 모듈(15)로 가면서 점차 증가하다가 감소한다.At least two LED modules are included in the present invention. According to the embodiment shown in FIG. 1, five LED modules 11, 12, 13, 14, 15 are included in the device, each of which has a single or a plurality of LEDs L connected in series or in parallel, or both. It includes a combination of. Preferably, the quantity of LEDs mounted in each LED module gradually increases and decreases from the LED module 11 to the LED module 15.

적어도 하나의 전류 가이드 제어 회로가 2개의 인접하는 LED 모듈 사이에 결합된다. 도 1에 도시된 실시예에 따르면, 4개의 전류 가이드 제어 회로(21, 22, 23, 24)가 장치내에 포함되며, 각각은 제1 및 제2 트랜지스터(251, 252), 제1 내지 제4 저항(253, 254, 259, 250), 제1 및 제2 입력 단자(255, 256) 및 제1 및 제2 출력 단자(257, 258)를 구비한다.At least one current guide control circuit is coupled between two adjacent LED modules. According to the embodiment shown in FIG. 1, four current guide control circuits 21, 22, 23, 24 are included in the device, each of the first and second transistors 251, 252, the first through the fourth. Resistors 253, 254, 259, 250, first and second input terminals 255, 256 and first and second output terminals 257, 258.

제1 및 제2 트랜지스터(251, 252)는 각각 제1 단자, 제2 단자 및 제어 단자를 구비한다. 이 실시예에 따르면, 제1 및 제2 트랜지스터(251, 252)는 NPN-형 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT: bipolar junction transistor)이며, 제1 단자, 제2 단자 및 제어 단자는 각각 에미터(E), 콜렉터(C) 및 베이스(B)와 관련된다.The first and second transistors 251 and 252 have a first terminal, a second terminal and a control terminal, respectively. According to this embodiment, the first and second transistors 251 and 252 are NPN-type bipolar junction transistors (BJTs), and the first terminal, the second terminal and the control terminal are each emitter E. , Collector C and base B.

도 2를 참조로, 제1 입력 단자(255)는 LED 모듈(12, 13, 14, 15) 중 하나의 포지티브 전극에 병렬로 연결되고, 상기 하나의 LED 모듈의 상류에 있는 하나의 LED 모듈(11, 12, 13, 14) 중 다른 하나의 네가티브 전극에 직렬로 연결된다. 제2 입력 단자(256)는 정류된 전력을 받아들이기 위하여 전압원(Vs)에 연결된다. 제1 입력 단자(255)는 제1 트랜지스터(251)의 제1 단자에서 에미터(E)에 연결된다. 제어 단자에서의 베이스(B)는 제1 저항(253)의 일단에 연결되고, 제1 저항(253)의 타단 및 제2 트랜지스터(252)의 제1 단자에 있는 콜렉터(C)는 공통 라인을 통해 제3 저항(259)이 장착되는 제2 출력 단자(256)에 연결된다. 제2 트랜지스터(252)의 제어 단자에서의 베이스(B)는 제2 저항(254)의 일단에 연결되고, 제2 저항(254)의 타단 및 제1 트랜지스터(251)의 제2 단자에서의 에미터(E)는 공통 라인을 통해 제어하의 LED 모듈의 네가티브 전극에 연결되는 제1 출력 단자(257)에 연결된다. 제2 트랜지스터(252)의 제2 단자에서의 에미터(E)는 상기 하나의 LED 모듈의 하류에 있는 LED 모듈(13, 14, 15) 중 다른 하나의 포지티브 전극에 연결되는 제2 출력 단자(258)에 결합된다. 제4 저항(250)은 제2 트랜지스터(252)의 제어 단자에서의 베이스(B)와 제2 단자에서의 에미터(E) 사이에 결합된다. Referring to FIG. 2, the first input terminal 255 is connected in parallel to one positive electrode of the LED modules 12, 13, 14, and 15, and includes one LED module upstream of the one LED module ( 11, 12, 13, 14) in series with the other negative electrode. The second input terminal 256 is connected to the voltage source Vs to receive the rectified power. The first input terminal 255 is connected to the emitter E at the first terminal of the first transistor 251. The base B at the control terminal is connected to one end of the first resistor 253, and the collector C at the other end of the first resistor 253 and the first terminal of the second transistor 252 connects a common line. The second output terminal 256 is mounted to the second output terminal 256 through the third resistor 259. The base B at the control terminal of the second transistor 252 is connected to one end of the second resistor 254, the other end of the second resistor 254 and an emi at the second terminal of the first transistor 251. The emitter E is connected to a first output terminal 257 which is connected to the negative electrode of the LED module under control via a common line. The emitter E at the second terminal of the second transistor 252 is connected to a second output terminal connected to the other positive electrode of the LED modules 13, 14, 15 downstream of the one LED module ( 258). The fourth resistor 250 is coupled between the base B at the control terminal of the second transistor 252 and the emitter E at the second terminal.

(3) 전류원 회로(3) current source circuit

전류원 회로(30)는 정류 회로(40)와 LED 모듈(11-15) 사이에 결합되고, 펄스 DC 전압원을 이와는 동상인 펄스 DC 전류원으로 변환하도록 된다. 전류원 회로(30)는 만족할 만한 역률을 달성하기 위하여 각 LED 모듈(11-15)에 루프 전류를 제공한다. The current source circuit 30 is coupled between the rectifier circuit 40 and the LED module 11-15 to convert the pulsed DC voltage source into a pulsed DC current source in phase with it. Current source circuit 30 provides loop current to each LED module 11-15 to achieve a satisfactory power factor.

도 3b는 공급되는 AC 전력의 파형 주기의 절반내의 각 LED 모듈의 ON/OFF 상태를 도시하는 도면이다. 제1 LED 모듈(11)은 전원의 전압이 Vs1 레벨에 도달할 때 충분한 전류를 수신하고 광 방출을 시작한다. 전원의 전압이 Vs2 레벨까지 더 증가하여 제2 LED 모듈이 전력을 받아들이도록 하기 이전에, 트랜지스터(252)의 베이스(B)와 에미터(E) 사이에 결합된 제4 저항(250)에 인가된 전압이 이 트랜지스터를 도전성이 되도록 하기에는 불충분하므로, 제1 전류 가이드 제어 회로내의 제2 트랜지스터(252)는 컷-오프 영역에서 동작되고 OFF로 스위칭된다. 결과적으로, 제2 출력 단자(258)는 전기적으로 분리된 상태에 놓인다. 반면에, 제1 트랜지스터(251)는 제3 저항(259)을 통해 제2 입력 단자(256)로부터 전압을 수신하고, 따라서 포화 영역에서 동작하고 ON으로 스위칭되어, 전류가 제1 트랜지스터(251)의 에미터(E)와 콜렉터(C)를 통해 바로 하류의 LED 모듈 및 바로 하류의 전류 가이드 제어 회로로 흐른다.FIG. 3B is a diagram showing the ON / OFF state of each LED module in half of the waveform period of supplied AC power. The first LED module 11 receives sufficient current and starts emitting light when the voltage of the power supply reaches the Vs1 level. Before the voltage of the power supply is further increased to the Vs2 level to allow the second LED module to receive power, it is applied to the fourth resistor 250 coupled between the base B and the emitter E of the transistor 252. Since the applied voltage is insufficient to make this transistor conductive, the second transistor 252 in the first current guide control circuit is operated in the cut-off region and switched off. As a result, the second output terminal 258 is in an electrically separated state. On the other hand, the first transistor 251 receives the voltage from the second input terminal 256 through the third resistor 259 and thus operates in the saturation region and is switched ON so that the current is switched to the first transistor 251. Through emitter (E) and collector (C), it flows directly to the LED module immediately downstream and the current guide control circuit immediately downstream.

유사하게, 바로 하류의 전류 가이드 제어 회로내의 제2 트랜지스터는 입력 전압이 Vs2 보다 낮으므로 도전성으로 바이어스되지 않는다. 결과적으로, 제1 트랜지스터는 ON 상태가 되고, 전류가 다음 하류 LED 모듈 및 다음 하류 전류 가이드 제어 회로로 흘러가도록 한다.Similarly, the second transistor in the immediately downstream current guide control circuit is not biased conductively since the input voltage is lower than Vs2. As a result, the first transistor is turned on and allows current to flow to the next downstream LED module and the next downstream current guide control circuit.

전원의 전압이 전류가 제2 LED 모듈로 흐르도록 하는 Vs2 보다 높은 레벨까지 상승한다면, 인가되는 전압이 제1 전류 가이드 제어 회로(21)내의 제4 저항(250)이 바이어스되기에 충분하므로, 제2 트랜지스터(252)는 포워드 바이어스되고, 포화 영역에서 동작한다. 이는 제2 트랜지스터(252)의 에미터(E)와 콜렉터(C) 사이가 폐회로가 되도록 한다. 이 순간, 제1 트랜지스터(251)는 바이어스되지 않고, 따라서 컷-오프 영역에서 동작하고, OFF로 스위칭되어, 제1 입력 단자(255)를 전기적으로 분리된 상태로 위치시킨다. 따라서 전류는 도전 경로를 통해 제2 LED 모듈(12)의 포지티브 전극에서 네가티브 전극으로 흐르도록 하여, 제1 및 제2 LED 모듈(11, 12)을 온으로 하고, 조명하도록 한다. 나머지 전류 가이드 제어 회로는 공급되는 전압이 불충분한 레벨이므로, 전류가 제1 트랜지스터를 통해 하류 LED 모듈 및 그 다음 하류 전류 가이드 제어 회로로 흐르도록 한다. 도 3b에서 도시된 것처럼 t2에서 t3까지의 시간 간격내에, 전원의 전압 레벨(Vs2에서 Vs3까지)은 전류가 제2 LED 모듈(12)로 흐르도록 하는 것보다 더 높아서, 제1 및 제2 LED 모듈(11, 12)만이 온 되어, (구역 1 및 2에 표시된 것처럼)광을 방출한다. 나머지는 유사하게 추론될 수 있다.If the voltage of the power supply rises to a level higher than Vs2 that causes current to flow to the second LED module, the applied voltage is sufficient to bias the fourth resistor 250 in the first current guide control circuit 21, and thus The two transistors 252 are forward biased and operate in the saturation region. This causes the closed circuit between the emitter E and the collector C of the second transistor 252. At this moment, the first transistor 251 is unbiased and therefore operates in the cut-off region and is switched OFF to place the first input terminal 255 in an electrically isolated state. Thus, current flows from the positive electrode of the second LED module 12 to the negative electrode through the conductive path, thereby turning on and illuminating the first and second LED modules 11 and 12. The remaining current guide control circuit has insufficient voltage to supply, so that current flows through the first transistor to the downstream LED module and then the downstream current guide control circuit. Within the time interval from t2 to t3, as shown in FIG. 3B, the voltage level of the power supply (Vs2 to Vs3) is higher than causing the current to flow to the second LED module 12, so that the first and second LEDs Only modules 11 and 12 are turned on, emitting light (as indicated in zones 1 and 2). The rest can be deduced similarly.

본 발명에 따른 장치를 제조하기 위하여, 각 전류 가이드 제어 회로는 회로 기판상에 장착되고, 다음으로 각 LED 모듈에 전기적으로 연결된다. 다르게는, 각 전류 가이드 제어 회로 및 각 LED 모듈은 집적 회로 패키지에 함께 패키징된다.In order to manufacture the device according to the invention, each current guide control circuit is mounted on a circuit board and then electrically connected to each LED module. Alternatively, each current guide control circuit and each LED module are packaged together in an integrated circuit package.

본 발명은 적어도 2개의 스위치 회로를 구성하기 위하여 적어도 2개의 트랜지스터를 채용하고, LED 모듈을 제어하기 위한 전류 가이드 제어 회로의 역할을 한다. 본 발명은 전압원으로부터 전력을 받아들여 펄스 직류(DC) 전압원을 제공하기 위한 정류 회로를 제공하고, 전압원의 포지티브 부분의 상이한 전압 레벨에 대응하는 루프 전류를 제공하고, 각 전류 가이드 제어 회로에 의해 구동되는 경우에 각 LED 모듈이 광을 방출하도록 하는 전류원 회로를 제공한다. 각각의 전류 가이드 제어 회로는 인가되는 소정 전압 레벨에 응답하여 전류가 선택적으로 흘러가도록 할 수 있다. 전류 가이드 제어 회로는 각각이 전류가 제어하에 있는 LED 모듈에 전류가 흘러가도록 제어하는 전압 임계 레벨을 설정하기 위한 제4 저항을 구비한다. 따라서, 각 LED 모듈은 해당하는 전류 가이드 제어 회로가 소정의 전류 임계 레벨에 도달하는 경우에 AC 주전력의 일 사이클내에 광을 방출하도록 구동된다. 개시된 본 발명으로 인하여, 주어진 전압 레벨에서 최대 수의 LED 모듈이 광을 방출하도록 구동되어, 전력 이용을 효율적으로 하고 전력 손실을 감소하려는 목적을 달성하게 된다.The present invention employs at least two transistors to form at least two switch circuits, and serves as a current guide control circuit for controlling the LED module. The present invention provides a rectifying circuit for receiving power from a voltage source to provide a pulsed direct current (DC) voltage source, providing a loop current corresponding to different voltage levels of the positive portion of the voltage source, and being driven by each current guide control circuit. If so, provide a current source circuit that allows each LED module to emit light. Each current guide control circuit can selectively allow current to flow in response to a predetermined voltage level applied. The current guide control circuit has a fourth resistor for setting a voltage threshold level, each of which controls the flow of current through the LED module under current control. Thus, each LED module is driven to emit light within one cycle of AC main power when the corresponding current guide control circuit reaches a predetermined current threshold level. Due to the disclosed invention, the maximum number of LED modules are driven to emit light at a given voltage level, thereby achieving the object of efficient power utilization and reducing power loss.

결론적으로, 본 발명에 따른 LED 구동 방법 및 장치는 전술한 구조적 배열로 인하여 본 발명에서 의도하는 목적 및 효과를 달성할 수 있다. 본 발명이 상기 양호한 실시예를 참조로 설명되었지만, 양호한 실시예는 단지 설명을 위한 것으로, 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아니며, 당업자들에게는 본 발명의 기술 사상으로부터 벗어나지 않고 다양한 개조 및 변경이 가능하며, 그 범위는 첨부된 청구 범위에서 한정됨이 명확할 것이다.In conclusion, the LED driving method and apparatus according to the present invention can achieve the objects and effects intended by the present invention due to the above-described structural arrangement. Although the present invention has been described with reference to the above preferred embodiments, the preferred embodiments are merely illustrative and are not intended to limit the scope of the present invention, and various modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It will be apparent that the scope is defined in the appended claims.

11, 12, 13, 14, 15: LED 모듈
21, 22, 23, 24: 제어 회로
251: 제1 트랜지스터
252: 제2 트랜지스터
253: 제1 저항
254: 제2 저항
255: 제1 입력 단자
256: 제2 입력 단자
257: 제1 출력 단자
258: 제2 출력 단자
259: 제3 저항
250: 제4 저항
11, 12, 13, 14, 15: LED module
21, 22, 23, 24: control circuit
251: first transistor
252: second transistor
253: first resistance
254: second resistance
255: first input terminal
256: second input terminal
257: first output terminal
258: second output terminal
259: third resistance
250: fourth resistance

Claims (8)

발광 다이오드를 구동하기 위한 방법으로서,
전압원으로부터 전력을 받아들여 펄스 직류(DC) 전압원을 제공하기 위한 정류 회로를 제공하는 단계;
상기 전압원의 포지티브 부분의 상이한 전류 레벨에 대응하는 루프 전류를 제공하기 위한 전류원 회로를 제공하는 단계; 및
각 LED 모듈이 각 전류 가이드 제어 회로에 의해 구동되는 경우에 광을 방출하도록 복수의 LED 모듈을 복수의 전류 가이드 제어 회로의 제어하에 두는 단계로서, 각각의 상기 전류 가이드 제어 회로는 인가되는 소정의 전류 레벨에 응답하여 전류가 선택적으로 통과되도록 하기 위한 적어도 2개의 스위치 회로를 구성하기 위한 적어도 2개의 트랜지스터를 포함하며, 각 전류 가이드 제어 회로는 상이한 소정 전류 레벨에 응답하는, 단계를 포함하되,
해당하는 상기 전류 가이드 제어 회로에 인가된 전압 레벨이 상기 소정의 전류 레벨에 도달하는 경우에, 각 LED 모듈은 AC 메인 전력의 일 사이클내에 광을 방출하도록 구동되는, 구동 방법.
A method for driving a light emitting diode,
Providing a rectifying circuit for receiving power from the voltage source to provide a pulsed direct current (DC) voltage source;
Providing a current source circuit for providing a loop current corresponding to a different current level of the positive portion of the voltage source; And
Placing a plurality of LED modules under the control of a plurality of current guide control circuits so as to emit light when each LED module is driven by each current guide control circuit, wherein each of the current guide control circuits has a predetermined current applied thereto. At least two transistors for configuring at least two switch circuits for selectively passing current in response to the level, each current guide control circuit comprising the steps of responding to a different predetermined current level:
And when the voltage level applied to the corresponding current guide control circuit reaches the predetermined current level, each LED module is driven to emit light within one cycle of AC main power.
청구항 1에 있어서, 상기 전류원 회로는, 각 LED 모듈에 상기 루프 전류를 제공하도록, 상기 펄스 DC 전압원을 동상인 펄스 DC 전류원으로 변환하는, 구동 방법.The method of claim 1, wherein the current source circuit converts the pulsed DC voltage source into a pulsed DC current source in phase to provide the loop current to each LED module. 발광 다이오드를 구동하기 위한 장치로서,
AC 전압을 제공하기 위한 전압원;
상기 전압원으로부터의 AC 전압을 펄스 직류(DC) 전압원으로 변환하기 위한 정류 회로;
상기 정류 회로와 복수의 LED 모듈 사이에 결합되며, 각 LED 모듈에 루프 전류를 제공하도록 상기 펄스 DC 전압원을 동상인 펄스 DC 전류원으로 변환하도록 된 전류원 회로;
각각이 직렬, 병렬 또는 둘의 조합으로 연결된 복수개의 LED를 포함하는 적어도 2개의 LED 모듈; 및
인접하는 LED 모듈 개체 사이에 결합되며, 각각이 제1 및 제2 트랜지스터, 제1 내지 제4 저항, 제1 및 제2 입력 단자 및 제1 및 제2 출력 단자를 구비한 적어도 2개의 전류 가이드 제어 회로
를 포함하되, 상기 제1 입력 단자는 하나의 LED 모듈의 포지티브 전극에 병렬로 연결되고, 상기 하나의 LED 모듈의 상류에 있는, 다른 하나의 LED 모듈의 네가티브 전극에 직렬로 연결되며, 상기 제2 입력 단자는 상기 제3 저항을 통해 상기 전압원에 연결되고, 상기 제1 출력 단자는 상기 하나의 LED 모듈의 네가티브 전극에 연결되고, 상기 제2 출력 단자는 상기 하나의 LED 모듈의 하류에 있는 다른 하나의 LED 모듈의 포지티브 전극에 연결되는, 발광 다이오드 구동 장치.
An apparatus for driving a light emitting diode,
A voltage source for providing an AC voltage;
A rectifier circuit for converting an AC voltage from said voltage source into a pulsed direct current (DC) voltage source;
A current source circuit coupled between the rectifier circuit and a plurality of LED modules, the current source circuit adapted to convert the pulsed DC voltage source into a pulsed DC current source in phase to provide a loop current to each LED module;
At least two LED modules each comprising a plurality of LEDs connected in series, in parallel or in a combination of the two; And
At least two current guide controls coupled between adjacent LED module entities, each having first and second transistors, first to fourth resistors, first and second input terminals, and first and second output terminals. Circuit
The first input terminal is connected in parallel to the positive electrode of one LED module, upstream of the one LED module, connected in series to the negative electrode of the other LED module, the second An input terminal is connected to the voltage source through the third resistor, the first output terminal is connected to the negative electrode of the one LED module, and the second output terminal is the other one downstream of the one LED module. The LED driving device connected to the positive electrode of the LED module.
청구항 3에 있어서, 상기 제1 및 제2 트랜지스터 각각은 제1 단자, 제2 단자 및 제어 단자를 구비하며, 상기 제1 입력 단자는 상기 제1 트랜지스터의 제1 단자에 연결되고, 상기 제1 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제1 저항의 일 단에 연결되며, 상기 제1 저항의 타단 및 상기 제2 트랜지스터의 제1 단자는 공통 라인을 통해 상기 제2 출력 단자에 결합되며, 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제2 저항의 일단에 연결되고, 상기 제2 저항의 타단 및 상기 제1 트랜지스터의 제2 단자는 공통 라인을 통해 상기 제1 출력 단자에 연결되며, 상기 제2 트랜지스터의 제2 단자는 상기 제2 출력 단자에 연결되고, 상기 제4 저항은 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자와 제2 단자 사이에 결합되는, 발광 다이오드 구동 장치.The method of claim 3, wherein each of the first and second transistors includes a first terminal, a second terminal, and a control terminal, wherein the first input terminal is connected to a first terminal of the first transistor, and the first transistor is used. The control terminal of is connected to one end of the first resistor, the other end of the first resistor and the first terminal of the second transistor is coupled to the second output terminal through a common line, the control of the second transistor A terminal is connected to one end of the second resistor, the other end of the second resistor and the second terminal of the first transistor are connected to the first output terminal through a common line, and the second terminal of the second transistor is Coupled to the second output terminal, wherein the fourth resistor is coupled between a control terminal and a second terminal of the second transistor. 청구항 4에 있어서, 상기 제1 및 제2 트랜지스터는 NPN-형 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)이며, 제1 단자, 제2 단자 및 제어 단자는 각각 에미터, 콜렉터 및 베이스인, 발광 다이오드 구동 장치.The device of claim 4, wherein the first and second transistors are NPN-type bipolar junction transistors (BJTs), and the first terminal, the second terminal, and the control terminal are emitter, collector, and base, respectively. 청구항 3에 있어서, 각 LED 모듈에 장착된 LED는 상류에서 하류로 가면서 수량이 점차 증가하다가 감소하는, 발광 다이오드 구동 장치.The LED driving device according to claim 3, wherein the LEDs mounted on each LED module gradually increase and decrease in quantity while going from upstream to downstream. 청구항 6에 있어서, 각각의 상기 전류 가이드 제어 회로는 회로 기판상에 장착되어 각 LED 모듈에 전기적으로 연결되는, 발광 다이오드 구동 장치.The device of claim 6, wherein each of the current guide control circuits is mounted on a circuit board and electrically connected to each LED module. 청구항 6에 있어서, 각각의 상기 전류 가이드 제어 회로 및 각각의 상기 LED 모듈은 함께 집적 회로 패키지내에 패키징되는, 발광 다이오드 구동 장치.The device of claim 6, wherein each said current guide control circuit and each said LED module are packaged together in an integrated circuit package.
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