KR20120085966A - 발광 다이오드 조명 구동 장치 - Google Patents

발광 다이오드 조명 구동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 간단한 회로 구조를 이용하여 LED를 안정되게 구동하도록 함으로써, 전력 효율 및 역률, 고조파 성분을 개선 및 증대시킬 수 있도록 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치를 제공한다.
이를 위해 본 발명은 전원 공급부에 병렬로 접속되고, 적어도 하나의 LED로 이루어진 다수의 LED 그룹이 형성되어, 다수의 LED 그룹이 직렬로 배열되어 있는 LED 어레이 그룹, 상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, DMOSFET를 포함하는 회로의 구동을 통하여 스위칭부와 출력 정전류원에 각각 제1 및 제2기준전압을 공급하는 기준전압 생성부, 상기 전원 공급부의 입력 전압의 반 주기당 상기 LED 어레이 그룹의 다수의 LED 그룹에 대해 n-1개의 DMOSFET로 이루어진 스위치를 갖추고, 상기 기준전압 생성부의 제1기준전압을 공급받고 출력 정전류원으로부터 정전류를 공급받아 입력 전압의 반 주기 간격으로 스위치가 구동되어 제1기준전압을 기준으로 각 LED 그룹 별로 피크 전류를 제어하도록 순차적으로 점등시키는 스위칭부 및, 상기 LED 어레이 그룹 및 상기 스위칭부의 접속단과 상기 기준전압 생성부의 사이에 접속되어, 상기 기준전압 생성부로부터의 제2기준전압을 인가받아 상기 LED 어레이 그룹의 출력전류를 귀환시켜 비교하는 비교기의 비교 결과에 따라 전류변화를 보상하는 정전류를 공급하는 출력 정전류원을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

발광 다이오드 조명 구동 장치{Apparatus for Driving Illumination of Light Emitting Diode}
본 발명은 발광다이오드(이하 LED라 칭함)를 사용하는 조명 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 구조의 회로 구성으로 전력 효율과 역률의 개선 및 증대, 저고조파 특성을 갖도록 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 밝기 조절이 가능한 LED 조명 장치는 일정한 전압을 바탕으로 공급되는 전류를 변화시켜 밝기를 조정하는 방법을 적용하는 것이 널리 사용되고 있다. 또한 전류를 센싱하여 일정 전류를 흐르도록 하는 전류제어방식도 널리 사용되고 있는 방법중의 하나이다.
점차로 확대되고 있는 상용화 시장의 임박 및 표준 규격이 확립되는 LED 조명시장에서, LED 조명구동회로 설계 및 테스트시 크게 부각 되고 있는 중요한 인자(Factor)들로서 효율 및 역률, THD(Total Harmonic Distortion)의 규격 만족이 가장 큰 이슈로 부각되고 있다.
이에, LED 구동장치에 있어서 회로의 효율을 높이기 위해 다양한 방법이 사용되고 있는데, 전력 개념에 있어서의 가장 중요한 요소인 역률은 공급된 피상 전력이 얼마 만큼 효율적으로 소비되는가를 나타내는 것으로서, 이는 피상 전력과 실제 유효 전력과의 비로 나타낼 수 있으며, 현재 대두되고 있는 스마트 그리드 일환으로 효율적인 에너지 관리를 통한 에너지 손실 및 에너지 소비를 획기적으로 줄이고자 하는 세계적인 추세에 필수적인 요소로 작용하고 있다.
또한, THD로서 역률의 요소가 중요한 인자로 부각이 되면서 단순히 전압과 전류의 위상 차만이 아닌 THD와의 비율도 관리를 하는 추세이다. 이러한 역률 및 THD를 개선하기 위해 PFC(Power Factor Correction) 회로를 보완적으로 적용하고 있다. 능동형 PFC 회로는 출력 전압 안정화 및 전류 레퍼런스 파형을 만들어주고, 제어 회로는 션트 스위치(Shunt Switch)를 관리하여 인덕터 전류가 레퍼런스 파형을 따르도록 하는 CRM(Critical Conduction Mode)와, 평균 전류를 AC 레퍼런스 신호와 동일하게 유지해주는 CCM(Continuous Current Mode)로 구분되어진다. 세계 각 전력 IC 제조 업체들이 다양한 기능들과 함께 이 두 가지 모두를 지원하는 IC를 생산 중이다.
일반적인 역률 보상 방식인 PFC 방식에는 커패시터와 퓨즈, 스위칭 기어 등이 있으며, 이러한 커패시터의 사용은 충전 전류의 주기적인 충방전에 의한 기본전류 파형에 고조파 성분을 발생시키게 되는 바, 역률과 함께 고조파 성분이 LED 조명 규격에 있어서 중요한 요소로 작용한다.
또한, 현재 대부분의 LED 조명 회로에서는 회로의 효율 증대를 도모함과 더불어, LED가 직류 전원을 사용하기 때문에 교류 상용 전원을 직류로 변환하고 점등에 필요한 전압 크기를 변환하기 위한 일환으로 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 사용하고 있는데, 이러한 SMPS 방식을 사용하는 경우에는 전기 효율은 높아지는 반면 회로가 복잡해지고 스위칭 모드(Switching Mode)를 사용하므로 높은 주파수의 노이즈 발생, 커패시터 및 인덕터의 사용에 의한 수명의 저하, 역률이 감소한다는 문제점을 갖게 된다.
또한, 다른 방식으로서 스위칭 레귤레이터를 이용한 전류제어형 LED 구동회로를 적용하고 있는데, 이러한 스위칭 레귤레이터를 이용한 회로에서는 LED에 흐르는 전류를 스위칭 방식의 회로와 연산 증폭기로 조정하게 되는 구조로서, 감지 저항에 걸리는 전압을 피드백시켜 LED에 흐르는 전류를 조정하도록 되어 있다. 이 방식은 리니어 방식과 달리 스위칭 방식을 이용하게 되므로 스위칭 블록에서의 전력소모가 줄어들게 되어 전기적인 효율이 증대되는 장점을 가지므로 비교적 큰 전력이 소모되는 경우에 널리 사용되는 방식이다.
그러나 이러한 스위칭 레귤레이터를 이용한 전류제어형 LED 구동회로는 스위칭 레귤레이터를 적용해야 하므로 회로가 복잡해지고, 스위칭 레귤레이터를 구성하는 인덕터, 캐패시터 등이 요구되므로 전기적인 수명이 낮아질 뿐만 아니라 회로 설계가 잘못되는 경우에는 효율 저하가 발생할 우려가 있다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 간단한 회로 구조를 이용하여 LED를 안정되게 구동하도록 함으로써, 전력 효율 및 역률, 고조파 성분을 개선 및 증대시킬 수 있도록 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 교류 전원을 안정화 및 반파 정류하여 공급하는 전원 공급부와, 상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, 적어도 하나의 LED로 이루어진 다수의 LED 그룹이 형성되어, 다수의 LED 그룹이 직렬로 배열되어 있는 LED 어레이 그룹, 상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, DMOSFET를 포함하는 회로의 구동을 통하여 스위칭부와 출력 정전류원에 각각 제1 및 제2기준전압을 공급하는 기준전압 생성부, 상기 전원 공급부의 입력 전압의 반 주기당 상기 LED 어레이 그룹의 다수의 LED 그룹에 대해 n-1개의 DMOSFET로 이루어진 스위치를 갖추고, 상기 기준전압 생성부의 제1기준전압을 공급받고 출력 정전류원으로부터 정전류를 공급받아 입력 전압의 반 주기 간격으로 스위치가 구동되어 제1기준전압을 기준으로 각 LED 그룹 별로 피크 전류를 제어하도록 순차적으로 점등시키는 스위칭부 및, 상기 LED 어레이 그룹 및 상기 스위칭부의 접속단과 상기 기준전압 생성부의 사이에 접속되어, 상기 기준전압 생성부로부터의 제2기준전압을 인가받아 상기 LED 어레이 그룹의 출력전류를 귀환시켜 비교하는 비교기의 비교 결과에 따라 전류변화를 보상하는 정전류를 공급하는 출력 정전류원을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치를 제공한다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 기준전압 생성부 및 정전류원을 이용하여 다수의 LED 어레이 그룹을 제어하는 스위칭부를 구성하여, 그 스위칭부에서 입력 전압의 증가에 따라 각 LED 어레이 별로 첨두전류를 효율적으로 제어할 수 있도록 함에 따라, 고조파 성분 및 전류의 위상 편이를 최소화할 수 있도록 하고, 기존 회로 구조의 복잡함 및 캐패시터, 인덕터, PFC IC 사용없이 간단한 회로 구조를 이용하여 획기적인 역률 개선 및 고조파 성분의 규격을 만족시킬 수 있다는 효과를 갖게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 발광 다이오드 조명 구동 장치의 회로 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 각 전압별 피크 출력 전류가 동일하게 유지되고 있는 전류 파형 특성을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 입력전압의 변화에 따른 전력보상이 적용되어 있는 상태의 전류 파형 특성을 나타낸 도면이다.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 발광 다이오드 조명 구동 장치의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드 조명 구동 장치는, 전원 공급부(10)와, LED 어레이 그룹(20), 기준전압 생성부(140), 스위칭부(80), 출력 정전류원(150), 전력 보상부(160)로 구성된다.
상기 전원 공급부(10)는 상용 교류 전원이 커패시터(C1,C2,C3)로 이루어진 안정화 회로를 통해서 브릿지 다이오드(BD)에 접속된 것으로서, 상기 안정화 회로에서는 입력되는 교류 전원의 과부하나 서지(Surge)를 방지하고 어스(Earth) 접지를 할 수 있도록 되어 있으며, 브릿지 다이오드(BD)를 통해 교류 전원이 반파 정류된 직류 전원으로 변환되어 공급된다.
상기 LED 어레이 그룹(20)은 상기 전원 공급부(10)의 브릿지 다이오드(BD)와 병렬로 접속된 것으로서, 다수의 LED 그룹(Group 1?Group n)이 각각 직렬로 배열되어 있다.
상기 LED 어레이 그룹(20)에서는 반파 정류된 교류 전원의 첨두전압 레벨과 준하는 LED 순방향 전압을 보장해야 하므로, 통상의 소형 LED 단품 소자의 순방향 전압이 3?6V 정도로 생각할 때, 반파 정류된 교류 전원의 첨두 전압 레벨에 가까운 LED 직렬 연결을 필히 요구한다. 이에, 구동할 수 있는 LED 개수를 세분화하여 한 주기 동안 LED 그룹을 나눈 갯수 N 개 만큼의 전압 레벨에 따라 첨두 전류를 보다 효율적으로 사용한다. 기본 LED 어레이의 설계는 역률과 구동드라이버 측인 스위칭부(40)의 효율을 모두 고려하여 그룹 별로 LED 개수가 동일하도록 한다.
또한, 상기 LED 어레이 그룹(20)은 설계하고자 하는 조명기기의 소모전력의 크기에 따라 추가적으로 병렬로 LED 그룹의 수를 정수 배 늘릴 수 있도록 되어 있는 바, 기본적인 LED 어레이의 총 LED 칩의 개수는 n × a × b 이다. 여기서, 칩(Chip)이라는 개념을 LED 최종 제품에 대한 패키지(Package)라고 정의할 경우에는, 1 패키지 내에 1 개의 LED 칩 또는 다수개(K)의 칩이 적용되는 것을 고려하면 최종 사용되는 LED의 패키지 개수는 (n × a × b)/ K 이다.
상기 스위칭부(80)는 상기 전원 공급부(10)의 입력 전압의 증가 및 감소에 따라 상기 기준전압 생성부(140)에서 공급되는 제1기준전압(Vref1)을 기준으로 상기 LED 어레이 그룹(20)의 각 LED 그룹 별로 피크 전류(Peak Current)를 효율적으로 제어하기 위한 스위칭을 수행하는 것이다.
상기 스위칭부(80)는 상기 LED 어레이 그룹(20)의 다수의 LED 그룹(Group 1?Group n)의 그룹 개수에 대해 n-1개로 이루어진 다수의 스위치(SW1?SWn-1)로 이루어진다. 상기 각 스위치(SW1?SWn-1)는 각각 저항(R2-1?R2-n)과, N 채널형 의 DMOSFET(FET1-1?FET1-n-1), 게이트와 소오스 간의 바이어스 저항(R3-1?R3-n), 다이오드(D2-1?D2-n-1)을 포함하고 있다.
상기 다수의 DMOSFET(FET1-1?FET1-n-1)는 각 게이트단이 각 저항(R2-1?R2-n-1)을 매개로 상기 기준전압 생성부(140)의 제1기준전압(Vref1) 출력단과 공통 접속되고, 첫번째 DMOSFET(FET1-1)의 드레인단은 제1LED 그룹(Group 1)과 제2LED 그룹(Group 2)의 사이에 접속된다. 또한, 나머지 DMOSFET(FET1-2?FET1-n-1)의 드레인단이 각 LED 그룹(Group 2?Group n)의 사이에 접속됨과 더불어, 각각 상위의 DMOSFET(FET1-1?FET1-n-2)의 소오스단과 접속되어 있으며, 마지막 DMOSFET(FET1-n-1)의 소오스단은 상기 출력 정전류원(150)와 접속된다.
상기 기준전압 생성부(140)는 각 LED 그룹의 점등 제어를 위해 상기 스위칭부(80)의 구동 및 상기 출력 정전류원(150)의 기준 전위 측, 상기 전력 보상부(160)측으로 순환하는 경로를 형성하는 제1 및 제2기준 전압(Vref1,Vref2)을 각각 생성하여 공급해 주는 것이다.
상기 기준전압 생성부(140)에 대한 구체적인 구성은, 상기 브릿지 다이오드(BD)와 접지단 사이에 각각 직렬로 접속되어 있는 복수의 저항(R36, R37)과, 제너 다이오드(ZD7), 상기 저항(R36) 및 저항(R37)의 접속단 사이와 접지단 사이에 병렬 접속되어 있는 커패시터(C10), 상기 저항(R37)과 상기 제너 다이오드(ZD7)의 접속단 사이에 그 게이트단이 접속되고, 그 드레인단이 상기 브릿지 다이오드(BD)와 접속되어 있으며, 그 소오스단이 저항(R38)을 매개로 접지단과 접속되어, 소오스단과 저항(R38)의 사이에 제1기준전압(Vref1)을 발생하는 출력단이 상기 스위칭부(80)와 접속되어 있는 DMOSFET(FET21)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 제1기준전압(Vref1)의 출력단과 접지단의 사이에 저항(R39)과 온도보상 적용타입 밴드갭 기준전압원(Bandgap REF)(BG)이 직렬 접속되어 있고, 해당 저항(R39)과 온도보상 적용타입 밴드갭 기준전압원(Bandgap REF)(BG)의 접속단 사이에 상기 출력 정전류원(150)의 비교기(152)의 비반전 단자(+)와 접속된 제2기준전압(Vref2)의 출력단이 형성되도록 구성된다.
상기 출력 정전류원(150)은 상기 스위칭부(80)와 상기 LED 어레이 그룹(20)의 사이에 접속되어, 회로 주변의 온도, 전압 등과 같은 환경 변화에 따른 전류 변화를 최소화시키고 상기 LED 어레이 그룹(20)의 각 LED 그룹(Group 1 ? Group n)에 안정된 정전류를 공급하여 전체 출력 전력을 일정하게 유지시키도록 해 주기 위한 것이다.
이를 위해, 상기 출력 정전류원(150)은 상기 LED 어레이 그룹(20)의 출력 전류를 귀환시켜서 기준치와 비교함에 의해, 그 비교 결과값을 다시 출력 전류로서 반환함에 의해, 출력측 전류(IE)가 항싱 일정하게 유지되도록 함으로써, 주변 환경 변화에 따른 전류변화를 보상할 수 있도록 되어 있다. 특히, 상기 출력 정전류원(150)은 조명장치에서 많이 발생하는 전압 변동 및 주변 온도에 의한 LED 전류가 변화되거나, IC의 열적 특성에 의한 출력 변화를 최소화할 수 있다.
상기 출력 정전류원(150)의 구체 구성은, 그 비반전 단자(+)가 상기 기준전압 생성부(140)의 제2기준전압(Vref2)의 출력단과 접속되고, 그 반전 단자(-)가 상기 LED 어레이 그룹(20)의 출력단과 연결된 FET(FET20)의 소오스단과 저항(R34)의 사이에 저항(R33)을 매개로 접속됨과 동시에, 상기 전력 보상부(150)와 접속되어 있는 비교기(152)와, 그 게이트단이 상기 비교기(152)로부터의 출력단과 접속되고, 그 드레인단이 상기 LED 어레이 그룹(20)과 상기 스위칭부(80) 및 상기 전력 보상부(150)의 공통 접속단과 접속되며, 그 소오스단이 저항(R34)을 통해 상기 전원 공급부(10)의 접지단과 접속된 상태에서 출력 전류 귀환을 위해 상기 비교기(152)의 반전 단자(-)와 접속되어 있는 FET(FET20)를 포함하여 구성된다.
상기 전력 보상부(160)는 상기 전원 공급부(10)의 브릿지 다이오드(BD)에 대해 병렬로 접속되어, 고전압이 인가되었을때 상기 LED 어레이 그룹(20)의 출력전력이 증가하지 않도록 보상하여 회로의 손상을 보호하는 기능을 수행하는 것이다.
상기 전력 보상부(160)는 상기 LED 어레이 그룹(20)을 형성하는 다수의 LED 그룹(Group 1?Group n)의 각 LED 그룹간 접속단 중에서 어느 하나의 접속단과 "A"의 접속 포인트가 연결되고, 상기 "A"의 접속 포인트와 상기 출력 정전류원(150)의 비교기(152)의 반전 단자(-)의 사이에 제너 다이오드(ZD6)와 저항(R35)이 직렬 접속되도록 구성되어 있다.
즉, 상기 전력 보상부(160)는 상기 LED 어레이 그룹(20)을 형성하는 다수의 LED 그룹(Group 1?Group n)의 각 LED 그룹간을 연결하는 다수의 접속단 중에서 어느 접속단 이라도 최적의 성능을 내기 위해 선택적으로 상기 "A"의 접속 포인트와 연결이 가능하도록 되어 있는 것이다.
한편, 상기 비교기(152)의 반전 단자(-)에 입력되는 전압(Vref)은 하기한 수학식 1에 따라 정의할 수 있다.
Figure pat00001
(여기서, 상기 RE는 상기 전력 보상부(160)의 FET(FET20)의 드레인 측과 접속된 저항(R34)의 저항치이고, VZ는 상기 전력 보상부(160)의 제너 다이오드(ZD6)의 오프셋값이며, R1은 상기 전력 보상부(160)의 저항(R35)의 저항치이고, RF는 상기 출력 정전류원(150)의 비교기(152) 반전 단자(-)와 상기 FET(FET20)의 드레인 측 사이의 저항(R33)에 대한 저항치)
상기 수학식 1에 따르면, 상기 비교기(152)의 반전 단자(-)에 입력되는 전압(Vref)은 상기 출력 정전류원(150)의 회로 구성 소자와, 상기 전력 보상부(160)의 회로 구성 소자와 상호 연관되어, 가변적으로 입력되고, 상기 비반전 단자(+)에 입력되는 제2기준전압(Vref2)과 비교할 수 있다.
여기서, 상기 기준전압 생성부(140)의 구체적인 구성에 적용되어 있는 상기 저항(R39) 및 온도보상 적용타입 밴드캡 기준전압원(BG)은 상기 수학식 1에 따라 결정되는 입력 전압(Vref)의 가변치에 근거하여 그 저항치 및 기준전압의 오프셋 값을 적절하게 설정하도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 출력 정전류원(150)은 그 비교기(152)를 통해 기본출력 전류를 반전 단자(-)를 통해 입력받고, 그 비반전 단자(+)를 통해 입력되는 제2기준전압(Vref2)와의 출력측 전류제어 전압으로 실시간 제어함으로써, 도 2에 도시된 바와 같이 출력측 전류인 IE가 항상 일정하게 유지되도록 한다.
한편, 상기한 구성을 갖는 전력 보상부(160)는 입력 전압의 레벨을 감지하기 위한 포인트로서 상기 LED 어레이 그룹(20)의 다수의 LED 그룹(Group 1?Group n) 중에서 특정 각 LED 그룹과의 접속점인 "A"의 접속 포인트에서 전압을 측정하게 된다.
상기 전력 보상부(160)에서는 정격 전원보다 높은 전압이 인가되어 "A"의 접속 포인트에서의 전압이 상승하게 되는 경우, 상기 제너 다이오드(ZD6)의 오프셋을 제외한 전압이 상기 저항(R35)을 거쳐서 상기 출력 정전류원(150)에 구성된 비교기(152)의 반전 단자(-)로 입력된다.
여기서, 상기 출력 정전류원(150)의 저항(R34)을 거쳐 흐르는 전류(IE)는 하기한 수학식 2에 의해 결정된다.
Figure pat00002
(여기서, 상기 VREF는 상기 비교기(152)의 반전 단자(-)의 입력 전압이고, 상기 RE는 상기 저항(R34)의 저항치이며, VDD는 "A"의 접속 포인트에서 전압이고, VZ는 상기 제너 다이오드(ZD6)의 오프셋값이고, R1은 상기 저항(R35)의 저항치이이며, RF는 상기 저항(R33)에 대한 저항치)
따라서, 상기 수학식 2에 따라 상기 저항(R35)과 상기 저항(R33)의 관계에서 저항값 차이에 의해 상기 비교기(152)의 증폭 비율이 결정되기 때문에, 상기 "A"의 접속 포인트에서의 전압이 상승하면 출력측 전류 IE를 감소시켜서 최종 출력 전력(Power)을 낮추어 주는 역할을 수행할 수 있게 된다. 이와 반대로, 정격 전원보다 낮은 전압이 인가되어 상기 "A"의 접속 포인트의 전압이 감소하게 되는 경우에도 출력측 전류 IE가 일정하게 흐르도록 할 수 있다. 이러한 과정을 통해서 입력 전압의 변화에도 불구하고 최종 소비전력 변화율을 최소화시켜줄 수 있게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전력 보상부(160)에 의한 전력 보상이 적용되면, 입력 전압이 공칭 전압에서 +/- 10% 변화하는 경우에, 출력 소비 전력의 변화가 5% 내외로 변화하는 것을 볼 수 있다. 이는 외부의 시정수를 조절함으로써 그 차이를 가변시킬 수 있도록 하는 것이다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
10:전원 공급부, 20:LED 어레이 그룹,
140:기준전압 생성부, 80:스위칭부,
150:출력 정전류원, 160:전력 보상부.

Claims (8)

  1. 교류 전원을 안정화 및 반파 정류하여 공급하는 전원 공급부와;
    상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, 적어도 하나의 LED로 이루어진 다수의 LED 그룹이 형성되어, 다수의 LED 그룹이 직렬로 배열되어 있는 LED 어레이 그룹;
    상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, DMOSFET(Depletion Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)를 포함하는 회로의 구동을 통하여 스위칭부와 출력 정전류원에 각각 제1 및 제2기준전압을 공급하는 기준전압 생성부;
    상기 전원 공급부의 입력 전압의 반 주기당 상기 LED 어레이 그룹의 다수의 LED 그룹에 대해 n-1개의 DMOSFET로 이루어진 스위치를 갖추고, 상기 기준전압 생성부의 제1기준전압을 공급받고 출력 정전류원으로부터 정전류를 공급받아 입력 전압의 반 주기 간격으로 스위치가 구동되어 제1기준전압을 기준으로 각 LED 그룹 별로 피크 전류(Peak Current)를 제어하도록 순차적으로 점등시키는 스위칭부; 및
    상기 LED 어레이 그룹 및 상기 스위칭부의 접속단과 상기 기준전압 생성부의 사이에 접속되어, 상기 기준전압 생성부로부터의 제2기준전압을 인가받아 상기 LED 어레이 그룹의 출력전류를 귀환시켜 비교하는 비교기의 비교 결과에 따라 전류변화를 보상하는 정전류를 공급하는 출력 정전류원을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭부는 각 DMOSFET의 게이트단이 저항을 매개로 상기 기준전압 생성부와 공통 접속되고, 첫번째 DMOSFET의 드레인단은 제1LED 그룹과 제2LED 그룹의 사이에 접속되는 한편, 나머지 DMOSFET의 드레인단이 각 LED 그룹의 사이에 접속됨과 동시에 각각 상위의 DMOSFET의 소오스단과 접속되어 있으며, 마지막 DMOSFET의 소오스단은 상기 출력 정전류원과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준전압 생성부는 상기 전원 공급부와 접지단 사이에 복수의 저항과, 제너 다이오드가 각각 직렬 접속되고, 상기 복수의 저항 간의 접속단 사이와 접지단 사이에 커패시터가 병렬 접속되어 있으며, 상기 저항과 상기 제너 다이오드의 접속단 사이에 그 게이트단이 접속되고, 그 드레인단이 상기 전원 공급부와 접속되어 있으며, 그 소오스단이 저항을 매개로 접지단과 접속되어 있는 DMOSFET에서 그 소오스단과 저항의 사이에 제1기준전압을 발생하는 출력단이 상기 스위칭부와 접속되어 있고, 상기 제1기준전압의 출력단과 접지단의 사이에 저항과 온도보상 적용타입 밴드갭 기준전압원(Bandgap REF)이 직렬 접속되어 있되, 해당 저항과 온도보상 적용타입 밴드갭 기준전압원의 접속단 사이에 상기 출력 정전류원의 비교기와 접속된 제2기준전압의 출력단이 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 공급부에 병렬로 접속되어 상기 LED 어레이 그룹의 출력 전력이 증가하지 않도록 보상하는 전력 보상부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전력 보상부는 상기 LED 어레이 그룹을 형성하는 다수의 LED 그룹의 각 LED 그룹간 접속단 중에서 어느 하나의 접속단과 "A"의 접속 포인트가 연결되고, 상기 "A"의 접속 포인트와 상기 출력 정전류원의 비교기의 사이에 제너 다이오드와 저항이 직렬 접속되어 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전력 보상부는 상기 LED 어레이 그룹에서 다수의 LED 그룹의 각 LED 그룹간을 연결하는 다수의 접속단 중에서 어느 접속단 이라도 선택적으로 상기 "A"의 접속 포인트와 연결이 가능하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 출력 정전류원은 비반전 단자(+)가 상기 기준전압 생성부의 제2기준전압의 출력단과 접속되고, 반전 단자(-)가 상기 LED 어레이 그룹의 출력단과 연결된 FET의 소오스단과 저항의 사이에 저항을 매개로 접속됨과 동시에, 상기 전력 보상부와 접속되어 있는 비교기와, 게이트단이 상기 비교기로부터의 출력단과 접속되고, 드레인단이 상기 LED 어레이 그룹과 상기 스위칭부 및 상기 전력 보상부의 공통 접속단과 접속되며, 소오스단이 저항을 통해 상기 전원 공급부의 접지단과 접속된 상태에서 출력 전류 귀환을 위해 상기 비교기와 접속되어 있는 FET를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 비교기의 반전단자에 입력되는 전압(Vref)은,
    Figure pat00003

    (여기서, 상기 RE는 상기 전력 보상부를 구성하는 FET의 드레인 측과 접속된 저항의 저항치이고, VZ는 상기 전력 보상부의 제너 다이오드의 오프셋값이며, R1은 상기 전력 보상부의 저항의 저항치이고, RF는 상기 출력 정전류원의 비교기 반전 단자(-)와 상기 FET의 드레인 측 사이의 저항에 대한 저항치)
    에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
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