KR20130042510A - Power supply and driving device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전원공급장치 및 구동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply and a driving device.
발광소자(LED, Light Emitting Device)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaAlP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로써, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다. 이러한 발광소자는 우수한 단색성 피크 파장을 가지며 광 효율성이 우수하고 소형화가 가능하다는 장점과 친환경, 저소비전력 등의 이유로 TV, 컴퓨터, 조명, 자동차 등 여러 분야에서 널리 사용되고 있으며, 점차적으로 활용분야를 넓혀 나가고 있는 실정이다.
A light emitting device (LED) is a semiconductor device that can emit light of various colors by configuring a light emitting source by changing compound semiconductor materials such as GaAs, AlGaAs, GaN, and InGaAlP. Such a light emitting device has been widely used in various fields such as TV, computer, lighting, automobile and the like due to advantages of excellent monochromatic peak wavelength, excellent light efficiency and miniaturization, and environment friendly and low power consumption. It is the situation that is going out.
이러한 발광소자(LED)는 양단에 인가된 전압에 대하여 전류가 지수 함수적으Such a light emitting device (LED) has an exponential current with respect to the voltage applied to both ends.
로 증가하는 특성을 가지므로, 발광소자를 광원으로 이용한 조명장치를 가정이나 사무실 또는 옥외 등에서 사용하는 상용 교류(AC) 전원에 적용하는 경우, 일정한 전류를 발생시키는 정전류 회로를 이용하는 것이 일반적이다. 즉, LED는 인가되는 전압에 대해 전류가 매우 민감하게 변화하므로, 전압 변동 폭이 매우 큰 교류 전원을 입력 전원으로 이용하기 위해서는, LED에 흐르는 전류를 안정적으로 제어하기 위한 장치 또는 방법이 요구된다.
Since the light emitting device is used as a light source for a commercial AC power source used in homes, offices, or outdoors, it is common to use a constant current circuit that generates a constant current. That is, since the current is very sensitive to the voltage applied to the LED, an apparatus or method for stably controlling the current flowing through the LED is required in order to use an AC power source having a very wide voltage fluctuation range as an input power source.
본 발명의 목적 중 하나는, 고효율 저비용의 발광장치 및 이를 이용한 LED 구동방법을 제공하는 것이다.One of the objects of the present invention is to provide a light emitting device having a high efficiency and a low cost and a LED driving method using the same.
본 발명의 일실시형태에 의한 전원공급장치는 광원부에 직류 전원을 공급하며, 상기 광원부에 흐르는 전류를 검출하여 상기 광원부의 출력단에 흐르는 전류가 상한 및 하한을 갖도록 기 설정된 전류 범위를 벗어나는 경우, 상기 광원부에서 구동하는 광원의 수가 변경되도록 자동 제어한다.The power supply apparatus according to an embodiment of the present invention supplies a DC power to the light source unit, and when the current flowing through the light source unit detects a current flowing through the output terminal of the light source unit is out of a predetermined current range to have an upper limit and a lower limit, the The number of light sources driven by the light source unit is controlled automatically.
상기 전원공급장치는 상기 광원부의 출력단에 흐르는 전류를 검출하여 입력신호를 생성하고, 상기 입력신호와 기준신호를 비교하여 상기 기 설정된 전류 범위를 벗어나는지 여부를 판단할 수 있다.The power supply device may generate an input signal by detecting a current flowing through the output terminal of the light source unit, and compare the input signal with a reference signal to determine whether the predetermined current range is exceeded.
상기 광원부에 흐르는 전류를 검출하여 생성된 입력신호를 상기 기준신호와 비교하여 상기 기 설정된 전류 범위를 벗어나는 경우 제어신호를 출력하는 비교기; 상기 비교기로부터 출력된 제어신호가 입력되며, 상기 제어신호가 입력되면 상기 광원부에서 구동하는 광원의 수를 변경시키기 위한 신호를 출력하는 스위치 제어기; 및 상기 광원부와 연결되어 상기 스위치 제어기에서 출력된 신호에 의해 온/오프되는 스위치;를 포함할 수 있다.A comparator for outputting a control signal when the input signal generated by detecting a current flowing in the light source unit is out of the preset current range by comparing with the reference signal; A switch controller for inputting a control signal output from the comparator and outputting a signal for changing the number of light sources driven by the light source unit when the control signal is input; And a switch connected to the light source unit and turned on / off by a signal output from the switch controller.
상기 비교기는 상기 광원부의 출력단에서 검출된 전류가 상기 기 설정된 전류 범위를 벗어나는 경우 상한 또는 하한 제어신호를 출력할 수 있다.The comparator may output an upper limit or a lower limit control signal when the current detected at the output of the light source is outside the preset current range.
상기 상한 제어신호가 입력되면 구동하는 광원의 수가 증가하도록 제어하고, 상기 하한 제어신호가 입력되면 구동하는 광원의 수가 감소하도록 제어하기 위한 신호를 출력할 수 있다.When the upper limit control signal is input, the number of driving light sources may be controlled to increase, and when the lower limit control signal is input, a signal for controlling the number of driving light sources may be reduced.
상기 입력신호를 제1 기준신호와 비교하여 상기 입력신호가 상기 제1 기준신호보다 클 때 상한 제어신호를 출력하는 제1 비교기; 및 상기 입력신호를 제2 기준신호와 비교하여 상기 입력신호가 상기 제2 기준신호보다 작을 때 하한 제어신호를 출력하는 제2 비교기; 를 포함할 수 있다.A first comparator comparing the input signal with a first reference signal and outputting an upper limit control signal when the input signal is larger than the first reference signal; And a second comparator comparing the input signal with a second reference signal and outputting a lower limit control signal when the input signal is smaller than the second reference signal. It may include.
본 발명의 일 실시형태에 의한 구동 장치는 복수의 광원을 포함하는 광원부의 출력단에 흐르는 전류를 검출하여 생성된 입력신호와 상한 및 하한 기준신호를 비교하여, 상기 상한 및 하한 기준신호에 의해 설정된 전류 범위를 벗어나는 경우 제어신호를 출력하는 비교기; 및 상기 비교기로부터 출력된 제어신호가 입력되며, 상기 제어신호가 입력되면 상기 광원부에서 구동하는 광원의 수를 변경시키기 위한 신호를 출력하는 스위치 제어기;를 포함한다,The driving apparatus according to an embodiment of the present invention compares an input signal generated by detecting a current flowing through an output end of a light source unit including a plurality of light sources with an upper limit and a lower limit reference signal, and sets the current set by the upper and lower limit reference signals. A comparator for outputting a control signal when out of range; And a switch controller which receives a control signal output from the comparator, and outputs a signal for changing the number of light sources driven by the light source unit when the control signal is input.
상기 비교기는 상기 입력신호가 상기 기준신호에 의해 설정된 전류 범위를 벗어나는 경우 상한 또는 하한 제어신호를 출력할 수 있다. The comparator may output an upper limit or a lower limit control signal when the input signal is out of the current range set by the reference signal.
상기 스위치 제어기는, 상기 상한 제어신호가 입력되면 구동하는 광원의 수가 증가하도록 제어하고, 상기 하한 제어신호가 입력되면 구동하는 광원의 수가 감소하도록 제어하기 위한 신호를 출력할 수 있다.The switch controller may output a signal for controlling the number of light sources to be driven when the upper limit control signal is input and to control the number of light sources to be driven when the lower limit control signal is input.
상기 비교기는, 상기 입력신호를 제1 기준신호와 비교하여 상기 입력신호가 상기 제1 기준신호보다 클 때 상한 제어신호를 출력하는 제1 비교기; 및 상기 입력신호를 제2 기준신호와 비교하여 상기 입력신호가 상기 제2 기준신호보다 작을 때 하한 제어신호를 출력하는 제2 비교기;를 포함할 수 있다.
The comparator includes: a first comparator comparing the input signal with a first reference signal and outputting an upper limit control signal when the input signal is larger than the first reference signal; And a second comparator comparing the input signal with a second reference signal and outputting a lower limit control signal when the input signal is smaller than the second reference signal.
간단한 회로로 구성되어 저비용, 고효율로 구동 가능한 발광장치 및 LED 구동방법에 제공될 수 있다.It can be provided in a light emitting device and a LED driving method capable of driving with a low cost, high efficiency by consisting of a simple circuit.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전원공급장치 및 구동 장치를 포함하는 발광장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시형태에 따른 전원공급장치 및 구동 장치를 포함하는 발광장치의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전원공급장치 및 구동 장치에 적용될 수 있는 전압 및 전류의 파형을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 전원공급장치 및 구동 장치를 포함하는 발광장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 전원공급장치 및 구동 장치에 의해 구동될 수 있는 전압 및 전류의 파형을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 전원공급장치 및 구동 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view schematically showing a light emitting device including a power supply device and a driving device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a light emitting device including a power supply device and a driving device according to the embodiment shown in FIG. 1.
3 schematically illustrates waveforms of voltages and currents that may be applied to a power supply and a driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view schematically illustrating a light emitting device including a power supply device and a driving device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating waveforms of voltages and currents that may be driven by the power supply device and the driving device shown in FIG. 4.
6 is a view for explaining the operation of the power supply device and the driving device shown in FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전원공급장치 및 구동 장치를 포함하는 발광장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a light emitting device including a power supply device and a driving device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 전원공급장치(30)는 광원부(20)에 직류 전원을 공급하며, 상기 광원부(20)에 흐르는 전류를 검출하여 기 설정된 전류 범위를 벗어나는 경우 상기 광원부(20)에서 구동하는 광원의 수가 변경되도록 제어할 수 있다.
Referring to FIG. 1, the
본 실시형태에 따른 전원공급장치(30)에 적용될 수 있는 광원부(20)는, 직류 전원에 의해 구동되며 순차적으로 직렬 연결된 제1 내지 제n LED 그룹(G1, G2...Gn)을 포함할 수 있으며, 상기 전원공급장치(30)는 상기 광원부(20)의 출력단에 흐르는 전류를 검출하여 기 설정된 전류 범위를 벗어나는 경우 상기 광원부에서 구동하는 LED 그룹의 수를 변경시키킬 수 있다.The
본 실시형태에서, 상기 전원공급장치(30)는 외부로부터 입력된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류부(10)를 더 포함할 수 있으며, 상기 정류부(10)에서 변환된 직류 전원이 상기 광원부(20)로 입력될 수 있다.
In the present embodiment, the
상기 정류부(10)는 외부로부터 인가되는 교류 전원(예를 들면, 220VAC 또는 100VAC 상용 교류 전원)을 정류할 수 있다. 상기 정류부(10)로부터 정류된 출력 전압 중 상기 광원부(20)와 연결되는 쪽이 전위가 높은 쪽을, 상기 전원공급장치(30)와 연결되는 쪽이 전위가 낮은 쪽을 말하며, 본 실시형태에서는 전위가 낮은 쪽을 기준전위, 즉, 접지(GND)로 이해할 수 있다. 따라서, 전류는 정류부(10)에서 광원부(20)를 거쳐 접지(GND)로 흐르게 된다. 본 실시형태에서는, 상기 정류부(10)에서 외부교류 전원이 전파(full wave) 정류된 것을 기준으로 설명하기로 한다. The
한편, 본 발명에서 설명하는 직류 전원은 시간에 따라 전압의 크기가 일정한 경우뿐만 아니라, 시간에 따라 크기가 변화하되 극성이 일정한 경우를 포함하는 넓은 의미의 직류 전원을 말한다. 또한, 전압 변화의 기본 주파수는 사람의 눈으로 플리커(Flicker)가 인식될 수 없도록 100Hz 이상으로 상정한다.
On the other hand, the DC power source described in the present invention refers to a DC power source having a broad meaning including not only a case where the magnitude of the voltage is constant with time, but also a case where the magnitude changes with time but the polarity is constant. In addition, the fundamental frequency of the voltage change is assumed to be 100 Hz or more so that the flicker cannot be recognized by the human eye.
상기 광원부(20)는 순차적으로 직렬 연결된 제1 내지 제n LED 그룹(G1, G2...Gn)을 포함할 수 있고, 상기 제1 내지 제n LED 그룹(G1, G2...Gn) 각각은 상기 전원공급장치(30)와 연결될 수 있다. 상기 제1 내지 제n LED 그룹(G1, G2...Gn)은 적어도 하나의 LED를 광원으로 하는 디바이스(device)로, 복수일 경우 복수의 LED가 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬 연결이 혼용된 형태의 다양한 전기적 연결관계를 갖도록 구성되어 하나의 단위로서 구동될 수 있다. 도 1에서, 상기 광원부(20)를 구성하는 각각의 LED 그룹(G1, G2...Gn)은 설명의 편의상 하나의 LED를 포함하는 것으로 도시하였으나 이에 제한되는 것은 아니며 복수 개의 LED가 다양한 전기적 연결관계를 갖도록 구성될 수 있다.
The
본 실시형태에 따른 전원공급장치(30)는 상기 정류부(10)로부터 출력된 전압(V1)의 크기에 따라, 상기 광원부(20)를 구성하는 제1 내지 제n LED 그룹(G1, G2...Gn) 중 적어도 일부가 구동하도록 제어할 수 있다.The
상기 전원공급장치(30)는 정류된 직류 전원 전압(V1)의 크기가 증가하는 구간에서 구동하는 LED 그룹의 수를 증가시키고, 정류된 직류 전원 전압의 크기가 감소하는 구간에서는 구동하는 LED 그룹의 수를 감소시킴으로써, 주기적으로 변화하는 입력 전압, V1의 크기에 따라 구동할 수 있는 최대 개수의 LED가 구동되도록 할 수 있다. 이때, 구동하는 LED 그룹의 수를 감소, 증가시키는 동작은 광원부(20)에 흐르는 전류를 검출하여 기준신호와 비교하고, 검출된 전류가 일정 범위를 유지하도록 함으로써 제어할 수 있다.
The
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 전원공급장치(30)의 동작에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the
도 2는 도 1에 도시된 실시형태에 따른 전원공급장치 및 구동 장치를 포함하는 발광장치의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전원공급장치 및 구동 장치에 적용될 수 있는 전압 및 전류의 파형을 개략적으로 나타낸 것이다.
FIG. 2 is a view showing an example of a light emitting device including a power supply device and a driving device according to the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 3 is applied to a power supply device and a driving device according to an embodiment of the present invention. A schematic of the voltage and current waveforms that can be present.
우선, 도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 전원공급장치(30)는 광원부(20)에 직류 전원을 공급하며, 상기 광원부(20)에 흐르는 전류를 검출하여 기 설정된 전류 범위를 벗어나는 경우 상기 광원부(20)에서 구동하는 광원의 수가 변경되도록 제어할 수 있다.First, referring to FIG. 2, the
상기 전원공급장치(30)는 외부로부터 입력된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류부(10)를 더 포함할 수 있으며, 상기 정류부(10)에 의해 변환된 직류 전원에 의해 구동되며 순차적으로 직렬 연결된 제1 내지 제n LED 그룹을 포함하는 광원부(20)에 구동 전원을 공급할 수 있으며, 상기 광원부(20)의 출력단에 흐르는 전류를 검출하여 기 설정된 전류의 범위를 벗어나는 경우 상기 광원부(20)에서 구동하는 LED 그룹의 수를 변경시킬 수 있다.
The
본 실시형태에서, 상기 정류부(10)는 외부에서 입력되는 교류 전원(Vac)을 직류 전원으로 변환하기 위해 브릿지 다이오드(bridge diode)가 적용될 수 있다. 상기 정류부(10)에서 정류된 직류 전원 전압(V1)은 전파 정류된 정현파(sinusoidal wave)의 형태를 나타내고, 상기 정류부(10)의 출력단으로부터 광원부(20)를 거쳐 접지(GND)로 구동 전류(If)가 흐르게 된다.
In the present embodiment, a bridge diode may be applied to the
상기 광원부(20)는 상기 정류부(10)의 출력단에 순차적으로 직렬 연결된 제1 내지 제4 LED 그룹(G1, G2, G3, G4)을 포함하고, 상기 제1 내지 제4 LED 그룹(G1, G2, G3, G4)은 하나의 LED를 포함하는 것으로 도시하였으나 이에 제한되는 것은 아니며, 각 그룹은 직렬 및 병렬로 연결된 복수의 LED를 포함할 수 있다.
The
일반적인 AC 상용 전원을 입력으로 하는 LED 구동 회로에서, SMPS의 boost 회로를 제외하면 브릿지 다이오드(bridge diode)로 구성된 정류부(10)의 출력단에 복수 개의 LED가 직렬 연결되는 경우 정류부의 출력 전압(V1)이 복수 개의 LED의 전체 구동 전압보다 작은 구간에서 전류가 흐르지 않게 된다. 즉, 전파 정류된 정현파에서 구동 전압(Vf)보다 큰 전압을 나타내는 구간에서만 모든 LED가 구동하고, 구동 전압(Vf)보다 작은 전압을 나타내는 구간에서는 모든 LED가 구동할 수 없다.
In the LED driving circuit using a general AC commercial power source, except for the boost circuit of the SMPS, when a plurality of LEDs are connected in series to the output terminal of the rectifying
그러나, 본 실시형태에 따른 전원공급장치(30)의 경우 스위치(31)에 의해 정류된 전원 전압(V1)의 크기에 따라 제1 내지 제n LED 그룹(G1, G2.. Gn) 중 적어도 일부가 순차적으로 점등되도록 함으로써, 모든 LED가 점등되지 않는 구간을 최소화하여 구동 효율을 향상시킬 수 있다.However, in the case of the
또한, 정류부(10)의 출력단에 소용량 캐패시터(capacitor)를 배치하여, 전원 전류 고조파 규제를 만족하면서 구동 전류(If)가 0이 되는 구간을 없애는 것도 가능하다.
In addition, by arranging a small capacitor at the output terminal of the
이를 위하여, 상기 전원공급장치(30)는 상기 광원부(20)의 출력단과 연결되며, 상기 광원부(20)에 흐르는 전류를 검출하여 생성된 입력신호를 상기 기준신호와 비교하여 상기 기 설정된 전류 범위를 벗어나는 경우 제어신호를 출력하는 비교기(31)와, 상기 비교기(31')로부터 출력된 제어신호를 입력받아 구동하는 LED 그룹의 수가 증가 또는 감소하도록 제어하기 위한 신호를 출력하는 스위치 제어기(32)와, 상기 제1 내지 제n LED 그룹(G1, G2...Gn), 여기서는 제1 내지 제4 LED 그룹(G1, G2, G3, G4)의 출력단 중 적어도 일부와 연결되어 상기 스위치 제어기(32)에서 출력된 신호에 의해 온/오프되는 스위치(33)를 포함할 수 있다.To this end, the
여기서, 상기 비교기(31)은 상기 광원부(20)의 출력단에서 검출된 전류가 기 설정된 전류 범위를 벗어나는 경우 상한 또는 하한 제어신호를 출력할 수 있으며, 상기 스위치 제어기(32)를 상기 상한 제어신호가 입력되면 구동하는 LED 그룹의 수가 증가하도록 제어하고, 상기 하한 제어신호가 입력되면 상기 구동하는 LED 그룹의 수가 감소하도록 제어할 수 있다.
Here, the
상기 비교기(31)은, 상기 광원부(20)에 흐르는 전류를 검출하여 기준 신호와 비교하는 적어도 두 개의 제1 및 제2 비교기(U1, U2)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 비교기는 예를 들어 컴퍼레이터(comparator) 또는 오피 앰프(operational amplifier: OP amp)가 적용될 수 있다.The
상기 제1 비교기(U1)는 상기 입력신호를 제1 기준신호(VR1)와 비교하여 상기 입력신호가 제1 기준신호(VR1)보다 클 때 상한 제어신호(UL)를 출력할 수 있으며, 상기 제2 비교기(U2)는 상기 입력신호를 제2 기준신호(VR2)와 비교하여 상기 입력신호가 제2 기준신호(VR2)보다 작을 때 하한 제어신호(LL)를 출력할 수 있다.The first comparator U1 may output an upper limit control signal UL when the input signal is greater than the first reference signal VR1 by comparing the input signal with the first reference signal VR1. The comparator U2 may output the lower limit control signal LL when the input signal is smaller than the second reference signal VR2 by comparing the input signal with the second reference signal VR2.
이때, 상기 제1 비교기(U1)의 반전 입력단자(-)에는 제1 기준신호(VR1)가 입력될 수 있으며, 상기 제2 비교기(U2)의 비반전 입력단자(+)에는 제2 기준신호(VR2)가 입력될 수 있다. 상기 제1 및 제2 기준신호(VR1, VR2)는 고정된 값이며, 본 실시형태에서와 같이 전압 조정기(voltage regulator)에 의해 안정화된 전압(VREF)의 일부로 설정될 수 있다. 구체적으로 도시하지는 않았으나, 상기 전압 조정기에서 출력된 전압의 일부를 이용하여 상기 스위치 제어기를 구동할 수 있다.
In this case, a first reference signal VR1 may be input to the inverting input terminal (-) of the first comparator U1 and a second reference signal to the non-inverting input terminal (+) of the second comparator U2. VR2 may be input. The first and second reference signals VR1 and VR2 are fixed values and may be set as part of the voltage VREF stabilized by the voltage regulator as in the present embodiment. Although not shown in detail, the switch controller may be driven using a part of the voltage output from the voltage regulator.
상기 전압 조정기(voltage regulator)는 상기 정류부(10)의 출력단과 연결되어 상기 정류부(10)에 의해 변환된 직류 전원 전압(V1)의 일부를 입력받아 일정한 전압을 출력할 수 있으며, 상기 전압 조정기의 출력단과 접지(GND) 사이에는 복수 개의 저항(R3, R4, R5)이 연결될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 비교기(U1, U2)에 입력되는 상기 제1 및 제2 기준신호(VR1, VR2)는 상기 복수 개의 저항(R3, R4, R5)에 의해 분배된 전압으로 설정될 수 있다.
The voltage regulator may be connected to an output terminal of the
구체적으로, 도 2에 도시된 실시형태에서 상기 제1 기준신호(VR1)는 로 설정될 수 있으며, 이와 유사하게, 상기 제2 기준신호(VR2)는 로 설정될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 기준신호(VR1, VR2) 각각은 상기 광원부(20)에 흐르는 전류의 상한(If(UL)) 및 하한(If(LL))을 설정할 수 있다.
Specifically, in the embodiment shown in FIG. 2, the first reference signal VR1 is It may be set to, similarly, the second reference signal VR2 is It can be set to. In this case, each of the first and second reference signals VR1 and VR2 may set an upper limit If (UL) and a lower limit If (LL) of the current flowing through the
상기 광원부(20)의 출력단(d)에서 검출되는 구동 전류(If)의 상한(Upper Limit: UL)과 하한(Lower Limit: LL)은 하기와 같이 상기 제1 및 제2 비교기(U1, U2)와 접지(GND) 사이에 연결된 저항(R3, R4, R5) 및 상기 광원부(20)의 출력단과 접지(GND) 사이에 연결된 저항(R2)의 크기에 의해 아래와 같이 설정될 수 있다. 여기서, 구동 전류의 상한 및 하한은 광원부(20)를 구성하는 LED 그룹의 구동 전압을 고려하여 설정될 수 있다. Upper limit (UL) and lower limit (LL) of the driving current If detected at the output terminal d of the
상기 비교기(31)은 제1 비교기(U1)를 통해 If>If(UL)가 되면 스위치 제어기(32)에 상한 제어신호(UL)를 출력하고, 이때 상기 스위치 제어기(32)를 상한 제어신호(UL)에 따라 구동하는 LED 그룹의 수를 늘리도록 스위치를 제어할 수 있다.The
반대로, 상기 비교기(31)은 제2 비교기(U2)를 통해 구동 전류 If<If(LL)가 되면 스위치 제어기(32)에 하한 제어신호(LL)를 출력하고, 상기 스위치 제어기(32)를 하한 제어신호(LL)에 따라 구동하는 LED 수가 감소하도록 스위치를 제어할 수 있다.
On the contrary, the
구체적으로, 상기 제1 비교기(U1)는 상기 광원부(20)에 흐르는 전류로부터 검출된 전압(Vd)을 비반전 입력단자(+)로 입력받고 상기 제1 기준신호(VR1)을 반전 입력단자(-)로 입력받아 그 크기를 비교하며, 검출된 전압(Vd)이 제1 기준신호(VR1)보다 큰 경우 상기 스위치 제어부(32)로 상한 제어신호(UL)를 발생시킬 수 있다.Specifically, the first comparator U1 receives the voltage Vd detected from the current flowing through the
한편, 상기 제2 비교기(U2)는 상기 광원부(20)에 흐르는 전류로부터 검출된 전압(Vd)을 반전 입력단자(-)로 입력받고 상기 제2 기준신호(VR2)를 비반전 입력단자(+)로 입력받아 그 크기를 비교하며, 검출된 전압(Vd)이 제2 기준신호(VR2)보다 작은 경우 상기 스위치 제어(32)로 하한 제어신호(LL)를 발생시킬 수 있다.
Meanwhile, the second comparator U2 receives the voltage Vd detected from the current flowing in the
상기 스위치 제어기(32)를 상기 비교기(31)에서 출력된 상한 또는 하한 제어신호(UL 또는 LL)를 입력받으며, 상기 제1 비교기(U1)로부터 상한 제어신호(UL)가 입력된 경우 구동하는 LED 그룹의 수가 많아지도록 제어하고, 반대로, 상기 제2 비교기(U2)로부터 하한 제어신호(LL)가 입력된 경우 구동하는 LED 그룹의 수가 적어지도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 스위치 제어기(32)를 쉬프트 레지스터(shift resistor), 또는 카운터(counter)와 디코터(decoder) 등이 적용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
The
스위치(33)는 상기 제1 내지 제n LED 그룹(G1, G2...Gn)의 출력단 중 적어도 일부와 연결되어 상기 스위치 제어기(32)에서 출력된 신호에 의해 온(ON)/오프(OFF)됨으로써, 광원부(20)에 흐르는 전류의 경로를 변경할 수 있다.The
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스위치(33)는 상기 제1 내지 제n LED 그룹(G1, G2...Gn) 중 제1 내지 제n-1 LED 그룹(G1, G2...Gn-1)의 출력단과 전류검출저항(R2) 또는 접지(GND) 사이에 각각 연결되는 제1 내지 제n-1 스위치(SW1, SW2...SWn-1)를 포함할 수 있다. 또한, LED 그룹의 출력단과 접지(GND) 사이에 전류검출저항 이외의 다른 능동, 수동 소자를 더 추가할 수 있다.
As shown in FIG. 2, the
예를 들어, 상기 제2 스위치(SW2)가 닫혀있고 제1 및 제3 스위치(SW1, SW3)가 열려있을 때 전류(If)는 제1 및 제2 LED 그룹(G1, G2)을 거쳐 제2 스위치(SW2) 및 저항(R2)을 통과하여 접지(GND)로 흐르게 된다. 이때, 상기 비교기(31)에서 검출된 전압(Vd=If×R2)이 제1 및 제2 기준신호(VR1, VR2) 사이에 있으면 제1 내지 제3 스위치(SW1, SW2, SW3 )의 상태는 종전과 동일하게 유지된다.For example, when the second switch SW2 is closed and the first and third switches SW1 and SW3 are open, the current If passes through the first and second LED groups G1 and G2 to the second. It flows through the switch SW2 and the resistor R2 to the ground GND. At this time, when the voltage Vd = If × R2 detected by the
한편, 상기 비교기(31)에서 검출된 전압(Vd)이 제1 기준신호(VR1)보다 큰 경우, 제2 스위치(SW2)가 열리고 제3 스위치(SW3)가 닫혀 구동 전류(If)는 제1 내지 제3 LED 그룹(G1, G2, G3)으로부터 저항(R2)를 통과하여 접지(GND)로 흐르게 되며, 반대로, 비교기(31)에서 검출된 전압(Vd)이 제2 기준신호(VR2)보다 작 경우, 제2 스위치(SW2)가 열리고 제1 스위치(SW1)가 닫혀 구동 전류(If)는 제1 LED 그룹(G1)으로부터 저항(R2)를 통과하여 접지(GND)로 흐르게 된다.
On the other hand, when the voltage Vd detected by the
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전원공급장치 및 구동장치에 적용될 수 있는 전압 및 전류의 파형을 개략적으로 나타낸 것이다. 구체적으로, 도 2에 도시된 전원공급장치(30)를 적용했을 때의 전압, 전류의 파형 및 LED 그룹과 스위치의 동작을 나타내는 것으로, 정류된 직류 전원 전압(V1)의 한 주기를 기준으로 도시하였다.3 schematically shows waveforms of voltages and currents that can be applied to a power supply and a driving apparatus according to an embodiment of the present invention. Specifically, the voltage, the waveform of the current and the operation of the LED group and the switch when the
도 3(a)의 상부에 도시된 두 개의 파형은 정류부(10)에 의해 전파 정류된 전압(V1) 및 제1 내지 제4 LED 그룹(G1, G2, G3, G4)의 구동 전압(LED total Vf)의 파형을 나타내며, 도 3(a)의 하부에 도시된 파형은 광원부(20)를 흐르는 구동 전류(If)를 나타낸다. 도 3(b)는 스위치(33)의 제1 내지 제3 스위치(SW1, SW2, SW3)의 온/오프 동작을 나타내며, 도 3(c)는 비교기(31)의 제1 및 제2 비교기(U1, U2)에서 검출되는 신호 및 이에 따라 구동하게 되는 LED 그룹을 도시한 것이다.
The two waveforms shown in the upper portion of FIG. 3A are voltage V1 propagated and rectified by the
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 전파 정류된 직류 전원 전압(V1)의 한 주기 내에서의 동작 및 구동 방법을 상세히 설명하기로 한다. 여기서, 설명의 편의와 발명의 용이한 이해를 돕고자 정류된 직류 전원 전압(V1)은 광원부(20)를 구동하는 데에만 사용되는 것으로 가정하였으며, 이의 나머지 회로를 구동하는 데 소모되는 전력은 매우 작으므로 고려하지 않기로 한다.2 and 3, an operation and a driving method in one cycle of the full-wave rectified DC power supply voltage V1 will be described in detail. Here, it is assumed that the rectified DC power supply voltage V1 is used only to drive the
다만, 이는 본 실시형태에 따른 발광장치를 정류된 직류 전원 전압(V1)이 광원부(20)를 구동하는 데에만 적용되는 실시형태로 제한하고자 함은 아니며, 상기 정류된 직류 전원 전압(V1)의 일부가 다른 구동 회로의 구동을 위한 전원으로 사용될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
However, this is not intended to limit the light emitting device according to the present embodiment to an embodiment in which the rectified DC power supply voltage V1 is applied only to drive the
본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 구동방법은, 정류된 직류 전원에 순차적으로 직렬 연결된 제1 내지 제n LED 그룹(G1, G2...Gn)에 흐르는 전류를 검출하는 단계와, 상기 제1 내지 제n LED 그룹(G1, G2...Gn)에 흐르는 전류를 제어하기 위한 구동 전류의 범위를 설정하는 단계와, 상기 제1 내지 제n LED 그룹(G1, G2...Gn)으로부터 검출된 전류가 기 설정된 전류의 범위를 벗어나는 시점에 구동하는 LED 그룹의 수가 변경되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
An LED driving method according to an embodiment of the present invention, detecting the current flowing through the first to n-th LED group (G1, G2 ... Gn) connected in series to the rectified DC power supply, and the first Setting a range of a driving current for controlling a current flowing through the n th through n th LED groups G1, G2 ... Gn, and detecting from the first th n th LED groups G1, G2 ... Gn The method may include controlling the number of LED groups to be driven at a time when the current is out of the preset current range.
우선, t1~t2 구간에서의 동작을 살펴보면, 전압이 낮은 초기 상태에서 구동 전류(If)는 흐르지 않으며(If=0), 이때 구동 전류(If)에 의해 검출된 전압(Vd)은 제2 비교기(U2)의 제2 기준신호(VR2)보다 작은 값을 가진다. (여기서, 제2 비교기(U2)의 기준신호는 전술한 바와 같이 저항을 이용하여 적절한 값으로 설정될 수 있다.) 따라서, 상기 제2 비교기(U2)는 스위치 제어기(32)로 하한 제한신호(LL)를 출력하며, 이에 따라 스위치 제어기(32)를 제1 스위치(SW1)가 온(on)이 되도록 제어할 수 있다. 일단 제1 스위치(SW1)가 온(on)으로 되면, 그 후 하한 제한신호(LL)가 검출(H)되어도 제1 스위치(SW1)의 상태는 변화하지 않는다. 점차적으로 직류 전원 전압(V1)이 증가함에 따라 구동 전류(If)가 흐르기 시작하여, 구동 전류(If)에 의해 검출된 전압(Vd)이 제1 기준신호(VR1)보다 크고 제2 기준신호(VR2)보다 작은 값을 갖게 되며(VR1<Vd<VR2), 이때에도 제1 스위치(SW1)는 닫힌 상태로 유지된다.
First, in operation t1 to t2, the driving current If does not flow in the initial state where the voltage is low (If = 0), and the voltage Vd detected by the driving current If is the second comparator. It has a smaller value than the second reference signal VR2 of U2. (In this case, the reference signal of the second comparator U2 may be set to an appropriate value using a resistor as described above.) Therefore, the second comparator U2 uses the
직류 전원 전압(V1)이 증가함에 따라 구동 전류(If)도 함께 증가하여 구동 전류(If)에 의해 검출된 전압(Vd)이 제1 비교기(U1)의 제1 기준신호(VR1)보다 커지게 되면, 즉, 도 3에서 t2 시점이 되면, 제1 비교기(U1)가 스위치 제어기(32)로 상한 제어신호(UL)를 출력하고, 상기 스위치 제어기(32)를 제1 비교기(U1)로부터 입력된 상한 제어신호(UL)에 따라 제1 스위치(SW1)가 오프(OFF)로 되고 제2 스위치(SW2)가 온(ON)이 되도록 하여 구동하는 LED 수가 증가하도록 할 수 있다.As the DC power supply voltage V1 increases, the driving current If also increases so that the voltage Vd detected by the driving current If becomes greater than the first reference signal VR1 of the first comparator U1. That is, when it is time t2 in FIG. 3, the first comparator U1 outputs an upper limit control signal UL to the
이때, 제1 LED 그룹(G1)에서 제1 스위치(SW1)로부터 R2를 거쳐 접지(GND)로 흐르던 구동 전류(If)는 제1 및 제2 LED 그룹(G1, G2)과 제2 스위치(SW2)로부터 R2를 거쳐 접지(GND)로 흐르게 된다. 또한, 제1 스위치(SW1)가 오프(OFF)가 되고 제2 스위치(SW2)가 온(ON)이 되는 순간(t2), 제2 LED 그룹(G2)에 의해 구동 전압(Vf)이 증가하게 되므로 구동 전류(If)는 순간적으로 감소하게 된다At this time, the driving current If flowing from the first switch SW1 to the ground GND in the first LED group G1 is the first and second LED groups G1 and G2 and the second switch SW2. ) Is passed through R2 to ground (GND). In addition, when the first switch SW1 is turned off and the second switch SW2 is turned on (t2), the driving voltage Vf is increased by the second LED group G2. As a result, the driving current If decreases instantaneously.
이하, 설명을 편의를 위해 제1 내지 제4 LED 그룹(G1, G2, G3, G4)의 구동 전압은 모두 Vf0로 동일한 것으로 가정한다. t2에서의 구동 전류(If)는 추가적으로 구동되는 제2 LED 그룹(G2)에 의해 감소되며, 구체적으로, 에서 로 변화된다.
Hereinafter, for convenience of explanation, it is assumed that the driving voltages of the first to fourth LED groups G1, G2, G3, and G4 are all the same as Vf0. The driving current If at t2 is reduced by the second LED group G2 which is additionally driven, specifically, in Is changed.
다음으로, t2~t3 구간에서의 동작을 살펴보면, 구동 전류(If)가 감소된 상태에서 정류된 직류 전원 전압(V1)이 증가함에 따라 구동 전류(If) 및 상기 구동 전류(If)에 의해 검출된 전압(Vd)도 점차 증가한다. Next, the operation in the period t2 to t3 is detected by the driving current If and the driving current If as the rectified DC power supply voltage V1 increases while the driving current If decreases. The voltage Vd gradually increases.
상기 구동 전류(If)에 의해 검출되는 전압(Vd)이 제1 기준신호(VR1)보다 커지게 되면(Vd>VR1), 즉, t3가 되면, 제1 비교기(U1)는 스위치 제어기(32)로 신호(UL)를 출력하며, 스위치 제어기(32)를 더 많은 수의 LED가 구동할 수 있도록 제2 스위치(SW2)를 오프(OFF)로 하고, 제3 스위치(SW3)를 온(ON)으로 하는 신호(H)를 출력할 수 있다. 이때, 제1 및 제2 LED 그룹(G1, G2) 로부터 저항(R2)을 거쳐 접지(GND)로 흐르던 구동 전류(If)는 제1 내지 제3 LED 그룹(G1, G2, G3) 로부터 저항(R2)을 거쳐 접지(GND)로 흐르게 되고, t3에서 LED의 구동 전압(Vf)이 증가함에 따라 구동 전류(If)가 순간적으로 감소하게 된다. 즉, t3에서의 구동 전류(If)는에서 로 변경될 수 있다.
When the voltage Vd detected by the driving current If becomes greater than the first reference signal VR1 (Vd> VR1), that is, when t3, the first comparator U1 switches the
다음으로, t3~t4 구간의 동작을 살펴보면, 감소된 구동 전류(If)에 의해 검출된 전압(Vd)이 제1 기준신호(VR1)와 제2 기준신호(VR2) 사이에 있을 때, 즉, VR2<Vd<VR1일 때, 구동 전류(If)는 제1 내지 제3 LED 그룹(G1, G2, G3)을 거쳐 흐르게 되고, 따라서, 제1 내지 제3 LED 그룹(G1, G2, G3)이 동작할 수 있다.Next, referring to the operation of the period t3 to t4, when the voltage Vd detected by the reduced driving current If is between the first reference signal VR1 and the second reference signal VR2, that is, When VR2 <Vd <VR1, the driving current If flows through the first to third LED groups G1, G2, and G3, and therefore, the first to third LED groups G1, G2, and G3 It can work.
이전과 마찬가지로, 구동 전류(If)가 점차 증가하여 구동 전류(If)에 의해 검출된 전압(Vd)이 제1 기준전압(VR1)보다 커지게 되면(t4), 스위치 제어기(32)를 제3 스위치(SW3)를 오프(OFF)로 하여 모든 스위치가 오프(OFF)가 되도록 함으로써 구동 전류(If)가 제1 내지 제4 LED 그룹(G1, G2, G3, G4)을 통과하여 흐르도록 할 수 있다. 즉, t4에서의 구동 전류(If)는에서 로 변경될 수 있다.
As before, when the drive current If gradually increases and the voltage Vd detected by the drive current If becomes larger than the first reference voltage VR1 (t4), the
다음으로, t4~t5 구간의 동작을 살펴보면, t4에서 제3 스위치(SW3)가 오프(OFF)로 되고, 비교기(31)에서 구동 전류(If)에 의해 검출된 전압(Vd)이 제1 기준전압(VR1)과 제2 기준전압(VR2) 사이에 있을 때, 제3 스위치(SW3)는 오프(OFF) 상태로 유지된다.Next, referring to the operation of the period t4 to t5, the third switch SW3 is turned off at t4, and the voltage Vd detected by the driving current If in the
이때, 구동 전류(If)는 제1 내지 제4 LED 그룹(G1, G2, G3, G4)로부터 R2를 거쳐 접지(GND)로 흐르게 되며, 정류된 직류 전원 전압(V1)이 피크(peak)에 이른 후 점차로 감소함에 따라 구동 전류(If)도 함께 감소한다.
In this case, the driving current If flows from the first to fourth LED groups G1, G2, G3, and G4 to RND via R2, and the rectified DC power supply voltage V1 reaches a peak. As it gradually decreases afterwards, the driving current If also decreases together.
구동 전류(If)가 감소함에 따라 구동 전류(If)에 의해 검출된 전압(Vd)이 제2 비교기(U2)의 제2 기준신호(VR2)보다 작아지게 되면, 즉 t5에 이르면, 상기 제2 비교기(U2)는 스위치 제어기(32)로 하한 제어신호(LL)를 출력하고, 상기 스위치 제어기(32)를 구동하는 LED의 수가 감소하도록 제3 스위치(SW3)를 온(ON)으로 할 수 있다. 이 경우, 제4 LED 그룹(G4)이 소등되고, 제1 내지 제3 LED 그룹(G1, G2, G3)만 구동하게 된다.As the driving current If decreases, when the voltage Vd detected by the driving current If becomes smaller than the second reference signal VR2 of the second comparator U2, that is, when t5 is reached, the second The comparator U2 may output the lower limit control signal LL to the
이때, 구동하는 LED의 수가 순간적으로 감소하므로, 이에 따라 LED 구동 전압(Vf)이 감소하여 구동 전류(If)가 일시적으로 증가하게 되며, 구체적으로 즉, t5에서의 구동 전류(If)는 에서 로 변경될 수 있다.
At this time, since the number of LEDs driven is instantaneously reduced, accordingly, the LED driving voltage Vf decreases and the driving current If temporarily increases, that is, the driving current If at t5 is in . ≪ / RTI >
다음으로, t5~t6 구간의 동작을 살펴보면, 증가된 구동 전류(If)가 피크(peak)를 지난 직류 전원 전압(V1)의 감소에 따라 점차 감소하게 된다. 이 경우, 구동 전류(If)에 의해 검출된 전압(Vd)이 제1 및 제2 기준신호(VR2) 사이에 있을 때(VR2<Vd<VR1) 제1 내지 제3 스위치(SW1, SW2, SW3)의 상태는 그대로 유지되며, 구동 전류(If)가 감소하여 전류에 의해 검출된 전압이 제2 기준신호(VR2)보다 작은 값을 갖게 되면(t6), 제2 비교기(U2)는 스위치 제어부(32)로 하한 제어신호(LL)를 출력할 수 있다.Next, looking at the operation of the period t5 ~ t6, the increased driving current (If) is gradually reduced with the decrease in the DC power supply voltage (V1) past the peak (peak). In this case, when the voltage Vd detected by the driving current If is between the first and second reference signals VR2 (VR2 <Vd <VR1), the first to third switches SW1, SW2, and SW3. ) Is maintained as it is, and when the driving current If decreases and the voltage detected by the current has a value smaller than the second reference signal VR2 (t6), the second comparator U2 switches to the switch controller ( 32, the lower limit control signal LL can be output.
이때, 스위치 제어기(32)를 제2 비교기(U2)로부터 입력된 하한 제어신호(LL)에 따라 더 적은 수의 LED가 구동하도록 온(ON) 상태의 제3 스위치(SW3)를 오프(OFF)로 하고, 오프(OFF) 상태의 제2 스위치(SW2)를 온(ON)으로 하여 제1 및 제2 LED 그룹(G1, G2)만 구동하도록 할 수 있다.
At this time, according to the lower limit control signal LL input from the second comparator U2, the
다음으로, t6~t7 구간에서의 동작을 살펴보면, t6에서 제3 스위치(SW3)가 오프(OFF)로 되고, 제2 스위치(SW2)가 온(ON)으로 됨에 따라 LED의 구동 전압(Vf)이 감소하여 구동 전류(If)가 순간적으로 증가한다. 구체적으로, t6에서의 구동 전류(If)는 에서 로 변경될 수 있다.Next, looking at the operation in the period t6 ~ t7, the driving voltage (Vf) of the LED as the third switch (SW3) is turned off (OFF) at t6, the second switch (SW2) is turned on (ON) This decrease causes the drive current If to increase instantaneously. Specifically, the driving current If at t6 is in . ≪ / RTI >
t5~t6 구간에서와 마찬가지로, 증가된 구동 전류(If)는 정류된 직류 전원 전압(V1)이 감소함에 따라 함께 감소되고 제2 비교기(U2)가 스위치 제어기(32)로 하한 제어신호(LL)를 발생시키는 시점(t7)에서 제2 스위치(SW2)가 오프(OFF)로 되고 제1 스위치(SW1)가 온(ON)으로 되며, 이때 제2 LED 그룹(G2)은 동작하지 않게 된다. 이때, t7에서의 구동 전류(If)는에서 로 변경될 수 있다.
As in the periods t5 to t6, the increased driving current If decreases together as the rectified DC power supply voltage V1 decreases, and the second comparator U2 switches to the lower limit control signal LL. At the time t7 of generating the second switch SW2 is turned off and the first switch SW1 is turned on, the second LED group G2 is not operated. At this time, the driving current If at t7 is in . ≪ / RTI >
다음으로, t7~t8 구간에서의 동작을 살펴보면, t7에서 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)의 동작에 의해 제1 LED 그룹(G1)만이 구동하게 되며, 직류 전원 전압(V1)이 더 낮아져 제1 LED 그룹(G1)도 구동할 수 없는 상태가 되면 제1 LED 그룹(G1)이 소등된다.Next, referring to the operation in the period t7 to t8, only the first LED group G1 is driven by the operation of the first and second switches SW1 and SW2 at t7, and the DC power voltage V1 is further increased. When the first LED group G1 is turned off, the first LED group G1 is turned off.
정류된 직류 전원 전압(V1)은 최저점을 지나 다시 증가하게 되므로, 그 이후에는 t1 내지 t8 구간의 동작을 반복하게 된다.
Since the rectified DC power supply voltage V1 increases again after passing the lowest point, the operation of the period t1 to t8 is repeated thereafter.
본 실시형태에서 스위치(33)를 구성하는 제1 내지 제3 스위치(SW1, SW2, SW3)는 그 중 어느 하나가 온(ON)이거나 모두 오프(OFF) 상태가 되며, 동시에 2개 이상의 스위치가 온(ON)으로 되지는 않는다. 다만, n번째 스위치가 온(ON)일 때, n+1번째 이후의 스위치의 온(ON)/오프(OFF) 여부는 구동 회로의 동작에 영향을 주지 않는다.In the present embodiment, one of the first to third switches SW1, SW2, and SW3 constituting the
도 3(b)에 도시된 바와 같이, 정류된 직류 전원 전압(V1)이 증가함에 따라 제1 내지 제3 스위치(SW1, SW2, SW3)가 순차적으로 온(ON)으로 된 후 모두 오프(OFF) 되고, 정류된 직류 전압(V1)이 피크(peak)를 지나 감소하기 시작하면 제3 스위치(SW3)부터 제1 스위치(SW1)가 순차적으로 온(ON)으로 된다.
As shown in FIG. 3 (b), as the rectified DC power supply voltage V1 increases, the first to third switches SW1, SW2, and SW3 are sequentially turned ON, and then all are OFF. When the rectified DC voltage V1 begins to decrease past the peak, the first switch SW1 is sequentially turned ON.
이에 따라, 정류된 직류 전원 전압(V1)이 증가하는 구간에서 제1 내지 제4 LED 그룹(G1, G2, G3, G4)이 순차적으로 점등되고(여기서, 순차적으로 점등된다 함은 제1 LED 그룹(G1)이 소등된 후 제2 LED 그룹(G2)이 점등된다는 의미가 아니라 제1 LED 그룹(G1)에 추가적으로 제2 내지 제4 LED 그룹(G2, G3, G4)이 점등됨을 의미한다.), 정류된 직류 전원 전압(V1)이 감소하는 구간에서 제4 내지 제1 LED 그룹(G4, G3, G2, G1)이 순차적으로 소등된다.
Accordingly, when the rectified DC power supply voltage V1 increases, the first to fourth LED groups G1, G2, G3, and G4 are sequentially turned on (here, sequentially turned on). It does not mean that the second LED group G2 is turned on after G1 is turned off, but the second to fourth LED groups G2, G3, and G4 are lit in addition to the first LED group G1.) In the period where the rectified DC power supply voltage V1 decreases, the fourth to first LED groups G4, G3, G2, and G1 are sequentially turned off.
본 실시형태에 따르면, 정류된 직류 전압(V1)의 변화에 수반하여 정류부(10)에 흐르는 구동 전류(If)를 검출하고, 미리 설정된 상한 전류값(If(UL)) 및 하한 전류값(If(LL))과 검출된 구동 전류(If)를 비교하여 스위치를 제어함으로써 구동되는 LED 수를 조정할 수 있다. 즉, 각 구간에 따라 서로 다른 크기의 전류를 구동하기 위한 별도의 전류 구동회로 없이도 스위치와 저항만을 이용하여 구간에 따라 서로 다른 수의 LED가 구동하도록 제어 가능하므로, 구성이 간단하고 전력 소비가 감소되어 전력 효율이 향상된 LED 구동회로를 제공할 수 있다.
According to the present embodiment, the drive current If flowing through the rectifying
본 실시형태와는 달리, 제1 내지 제4 LED 그룹(G1, G2, G3, G4)이 정류된 직류 전원 전압(V1)의 크기에 맞춰 서로 다른 수의 LED 그룹이 구동하도록 하기 위하여, 제1 내지 제4 LED 그룹(G1, G2, G3, G4) 각각의 구동 전압의 크기에 맞추어 스위치를 제어하는 방식이 적용될 수 있다.Unlike the present embodiment, the first to fourth LED groups G1, G2, G3, and G4 are driven in order to drive different numbers of LED groups according to the magnitude of the rectified DC power supply voltage V1. The method of controlling the switch according to the magnitude of the driving voltage of each of the to fourth LED groups G1, G2, G3, and G4 may be applied.
구체적으로, 정류된 직류 전원 전압(V1)이 제1 LED 그룹(G1)의 구동 전압과 제1 및 제2 LED 그룹(G1, G2)의 구동전압 사이에 있을 때 제1 스위치(SW1)를 온(ON)으로 하여 전류가 제1 LED 그룹(G1) 만을 통과하여 접지(GND)로 흐르도록 하고, 정류된 직류 전원 전압(V1)이 제1 및 제2 LED 그룹(G1, G2)의 구동전압보다 커지는 시점(t2)에서 제1 스위치(SW1)를 오프(OFF)로 하고 제2 스위치(SW2)가 온(ON)으로 하여 구동 전류(If)가 제1 및 제2 LED 그룹(G1, G2) 을 통과하여 접지(GND)로 흐르도록 제어할 수 있다.
Specifically, the first switch SW1 is turned on when the rectified DC power supply voltage V1 is between the driving voltage of the first LED group G1 and the driving voltages of the first and second LED groups G1 and G2. (ON) so that a current passes through only the first LED group G1 and flows to ground GND, and the rectified DC power supply voltage V1 drives the driving voltages of the first and second LED groups G1 and G2. At a larger time t2, the first switch SW1 is turned off and the second switch SW2 is turned on so that the driving current If is the first and second LED groups G1 and G2. Control to flow to ground (GND).
그러나 이 경우, 각각의 LED는 구동 전압에 있어서 공차(tolerance)를 가지므로, 이를 고려하여 스위치의 제어 시점을 설계해야 한다. 즉, LED 그룹의 평균 구동 전압을 Vf(typical)이라 하고, 공차(tolerance) 내의 최대 구동전압을 Vf(max)라 할 때, Vf(typical)을 기준으로 스위치의 문턱(threshold) 전압을 설정하게 되면 스위치의 동작에 따라 LED 그룹이 점등하지 않는 경우가 발생할 수 있다.
In this case, however, since each LED has a tolerance in driving voltage, the control point of the switch must be designed in consideration of this. That is, when the average driving voltage of the LED group is called Vf (typical) and the maximum driving voltage in the tolerance is Vf (max), the threshold voltage of the switch is set based on Vf (typical). In this case, the LED group may not light up depending on the operation of the switch.
예를 들어, 도 2에서 제2 스위치(SW2)가 온(ON)으로 되어 제1 및 제2 LED 그룹(G1, G2)이 구동하고 있을 때, 정류된 전원 전압(V1)이 제1 내지 제3 LED 그룹(G1, G2, G3)에 대한 구동 전압의 평균치 Vf(typical)에 도달하면 제3 스위치(SW3)가 온(ON)이 되도록 제어하는 경우를 가정하자. 이때, 제3 LED 그룹(G3)의 구동 전압이 공차 내 최대값인 Vf(max)를 갖게 되면, 제3 스위치(SW3)가 온(ON)으로 되어도 정류된 직류 전원 전압(V1)은 제3 LED 그룹(G1)의 구동 전압 Vf(max)보다 작은 값을 가지게 되므로, 결국, 제1 내지 제3 LED 그룹(G1, G2, G3)은 구동할 수 없다.
For example, in FIG. 2, when the second switch SW2 is turned on and the first and second LED groups G1 and G2 are driven, the rectified power supply voltage V1 is first to first. Assume that the third switch SW3 is turned on when the average value Vf (typical) of the driving voltages for the three LED groups G1, G2, and G3 is reached. At this time, when the driving voltage of the third LED group G3 has Vf (max) which is the maximum value within the tolerance, the rectified DC power supply voltage V1 is set to 3rd even if the third switch SW3 is turned ON. Since the driving voltage Vf (max) of the LED group G1 has a value smaller than that, the first to third LED groups G1, G2, and G3 may not be driven.
따라서, 이러한 현상을 방지하기 위해서는 제1 내지 제4 LED 그룹(G1, G2, G3, G4) 전체에 대하여 공차 범위내 최대 구동 전압값(Vf(max))을 기준으로 스위치의 문턱 전압값을 설계해야 한다. 즉, 스위치가 n개인 경우, 제n LED 그룹이 구동하도록 하기 위한 문턱 전압은 n×Vf(max)로 설정해야 하며(제1 내지 제n LED 그룹이 구동 전압이 Vf로 동일한 하나의 LED를 각각 포함하는 경우), 구동 전압의 공차에 의한 전력 손실(Vf(max)-Vf(min))은 스위치의 개수(n)에 비례하여 증가하게 되므로 스위치의 개수가 늘어날수록 전력 효율이 감소하는 문제가 발생한다.
Therefore, in order to prevent such a phenomenon, the threshold voltage value of the switch is designed based on the maximum driving voltage value Vf (max) within the tolerance range for the entire first to fourth LED groups G1, G2, G3, and G4. Should be. That is, when n switches, the threshold voltage for driving the n-th LED group should be set to n × Vf (max) (the first to n-th LED groups each have one LED having the same driving voltage as Vf. If included), the power loss due to the tolerance of the driving voltage (Vf (max)-Vf (min)) increases in proportion to the number of switches (n), so that the power efficiency decreases as the number of switches increases Occurs.
또한, 구동 전압에 맞추어 각각의 스위치를 제어해야 하므로 스위치 수만큼의 비교기(comparator)와, 각 스위치의 온/오프 상태를 검출하기 위한 회로와, 스위치의 상태에 따라 다른 전류를 구동하기 위한 전류 구동 회로가 필요하게 되어 회로 구성이 복잡해지고, 각각의 회로를 구동하기 위한 전력이 추가적으로 요구된다. In addition, each switch must be controlled in accordance with the driving voltage, so as many comparators as the number of switches, a circuit for detecting an on / off state of each switch, and a current driving for driving a different current according to the state of the switch. Circuitry is required, which complicates the circuit configuration, and additionally requires power for driving each circuit.
한편, 구동 회로의 소형화를 위해서는 전류를 구동하기 위한 회로 부분을 집적 회로(IC) 내에 내장해야 하지만, 구동 전류가 IC 내부에 흐르게 되어 집적회로 내에서 큰 소비 전력이 발생하게 되므로, 열적으로 불리하고 IC 의 소비 전력에 한계가 있다. 따라서, 주위 온도가 높은 환경에서의 동작에 어려움이 있으며, 하나의 단위(1 unit)로 높은 전력에 대응하기 어렵다.
On the other hand, in order to miniaturize the driving circuit, a circuit portion for driving the current must be embedded in the integrated circuit (IC), but since the driving current flows inside the IC, a large power consumption is generated in the integrated circuit, which is thermally disadvantageous. There is a limit to the power consumption of the IC. Therefore, it is difficult to operate in an environment with high ambient temperature, and it is difficult to cope with high power in one unit.
그러나, 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광장치의 경우, 각 LED 그룹의 구동 전압 크기에 따라 각각의 스위치의 상태를 검출하여 직접 제어하는 것이 아니라, 광원부(20)에 흐르는 구동 전류(If)의 크기를 검출하여 각각의 스위치를 자동 제어할 수 있다.However, in the light emitting device according to the exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 2, the driving flows through the
즉, 각 LED 그룹의 구동 전압의 크기를 고려하여 스위치를 제어하는 방식이 아니므로 스위치 개수의 증가에 따른 전력 손실이 발생하지 않으며, 따라서, 고효율의 발광장치를 제공할 수 있다.That is, since the switch is not controlled in consideration of the magnitude of the driving voltage of each LED group, power loss does not occur due to an increase in the number of switches, thereby providing a high-efficiency light emitting device.
또한, 제1 내지 제n LED 그룹 각각에 대하여 별도의 비교기 또는 오피 앰프를 필요로 하는 것이 아니라, 구동 전류가 상한 전류값(If(UL)) 및 하한 전류값(If(LL)) 값 사이에 있는지를 비교하기 위한 2개의 비교기(U1, U2) 또는 오피 앰프만을 구비할 수 있다. 한편, 제1 내지 제n LED 그룹 각각에 대하여 미리 설정된 전류를 구동하기 위한 별도의 전류 구동 회로를 필요로 하지 않고 스위치와 저항만을 포함하는 간단한 회로로 복수의 LED 그룹을 개별 구동 제어할 수 있다.
Also, instead of requiring a separate comparator or op amp for each of the first to nth LED groups, the driving current is between the upper limit current value If (UL) and the lower limit current value If (LL). Only two comparators (U1, U2) or op amps can be provided for comparing the presence. Meanwhile, the plurality of LED groups may be individually driven and controlled by a simple circuit including only a switch and a resistor without requiring a separate current driving circuit for driving a preset current for each of the first to nth LED groups.
또한, 본 실시형태의 경우 구동 전류(If)가 집적 회로(IC) 내부로 흐르지 않으므로 소비 전력과 발열이 적어 온도가 높은 환경에서의 동작이 유리하고, 따라서, 고온의 환경에서 동작하는 데 유리하다. 또한, 저항과 스위치(예를 들면, FET)는 집적 회로(IC) 외부에 위치하므로, 설계 자유도가 높고, 하나의 단위(1 unit)로 비교적 넓은 범위의 전력에 대응 가능하다.
In addition, in the present embodiment, since the driving current If does not flow into the integrated circuit IC, the power consumption and the heat generation are low, so that the operation in the high temperature environment is advantageous, and therefore, the operation in the high temperature environment is advantageous. . In addition, since the resistor and the switch (for example, the FET) are located outside the integrated circuit (IC), the design freedom is high and the unit can cope with a relatively wide range of power in one unit.
또한, 200V계와 100V계의 외부 상용 전원에 대하여 같은 전력이 요구되는 경우, 200V계와 비교할 때 100V계에서 구동 전류(If)가 약 2배가 된다. 따라서, 200V계와 100V계에 동일한 집적 회로(IC)를 적용하기 위해서는 비용이 증가하고 회로의 크기가 커지는 문제가 있다. In addition, when the same power is required for the external commercial power supply of the 200V system and the 100V system, the driving current If is approximately doubled in the 100V system when compared with the 200V system. Therefore, in order to apply the same integrated circuit (IC) to the 200V series and the 100V series, there is a problem in that the cost increases and the size of the circuit increases.
그러나, 본 실시형태의 경우, 구동 전류(If)가 집적 회로(IC)의 내부로 흐르지 않기 때문에 200V계와 100V계의 전원에 모두 적용될 수 있는 집적 회로(IC)의 설계가 용이하다.
However, in the case of the present embodiment, since the drive current If does not flow into the integrated circuit IC, the design of the integrated circuit IC which can be applied to both 200V and 100V power sources is easy.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 전원공급장치(30') 및 구동 장치(IC)를 포함하는 발광장치(101)를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 전원공급장치(30') 및 구동 장치(IC)에 의해 구동될 수 있는 전압 및 전류의 파형을 나타내는 도면이며, 도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 전원공급장치(30') 및 구동 장치(IC)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
4 is a schematic view of a
우선, 도 4를 참조하면, 본 실시형태에 따른 전원공급장치(30')는 광원부(20')에 직류 전원을 공급하며, 상기 광원부(20')에 흐르는 전류를 검출하여 기 설정된 전류 범위를 벗어나는 경우 상기 광원부(20')에서 구동하는 광원의 수가 변경되도록 제어할 수 있다.First, referring to FIG. 4, the
또한, 상기 전원공급장치(30')는 외부로부터 입력된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류부(10')를 더 포함할 수 있으며, 상기 정류부(10')에 의해 변환된 직류 전원에 의해 구동되며 순차적으로 직렬 연결된 제1 내지 5 LED 그룹(G1, G2, G3, G4, G5)을 포함하는 광원부(20')에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
In addition, the
본 실시형태에 따른 전원공급장치(30')는 광원부(20')에 흐르는 전류를 검출하여 생성된 입력 신호와 기준 신호를 비교하여 스위치 제어신호를 출력하는 비교기(31')와, 상기 비교기(31')으로부터 출력된 스위치 제어 신호를 입력받아 스위치를 온/오프 제어하는 스위치 제어기(32')과, 상기 제1 내지 제5 LED 그룹(G1, G2, G3, G4, G5)의 출력단과 연결되어 상기 스위치 제어기(32')으로부터 입력된 신호에 의해 구동 전류의 경로를 변경하는 스위치(33')를 포함할 수 있다.The power supply device 30 'according to the present embodiment includes a comparator 31' for comparing a reference signal with an input signal generated by detecting a current flowing in the light source unit 20 'and outputting a switch control signal, and the comparator ( 31 ') is connected to the switch controller 32' for receiving the switch control signal output from the 31 ') and on / off the switch and the output terminal of the first to fifth LED groups G1, G2, G3, G4 and G5. And a switch 33 'for changing the path of the driving current by the signal input from the switch controller 32'.
본 실시형태의 경우, 도 2에 도시된 실시형태에 따른 전원공급장치(30) 및 구동 회로(IC)에서 플리커(flicker) 방지 회로를 더 포함할 수 있다.
In the present embodiment, a flicker prevention circuit may be further included in the
도4 및 도 5를 참조하면, 본 실시형태에 따른 전원공급장치(30')는 t5~t6 구간을 제외하면 도 2 및 도 3에 도시된 전원공급장치(30)와 유사한 방식으로 구동될 수 있다.4 and 5, the
구체적으로, 도 5에 도시된 전압 및 전류 파형에서 t1~t4 구간은 도 3에 도시된 t1~t4 구간과 유사하고, t7~t10 구간은 도 3에 도시된 t5~t8 구간과 유사한 방식으로 구동될 수 있으며, 정류된 직류 전원 전압(V1)의 피크(peak)를 포함하는 구간(t4~t7)에서만 동작에 차이가 존재하므로, t3~t7에서의 동작만을 간단히 살펴보기로 한다.
Specifically, in the voltage and current waveforms shown in FIG. 5, the sections t1 to t4 are similar to the sections t1 to t4 shown in FIG. 3, and the sections t7 to t10 are driven in a similar manner to the sections t5 to t8 shown in FIG. 3. Since there is a difference in operation only in a section t4 to t7 including a peak of the rectified DC power supply voltage V1, only the operation in t3 to t7 will be briefly described.
우선, t3~t4 구간에서 감소된 구동 전류(If)에 의해 검출된 전압(Vd)이 제1 기준신호(VR1)와 제2 기준신호(VR2) 사이에 있을 때, 즉, VR2<Vd<VR1일 때, 구동 전류(If)는 제1 내지 제3 LED 그룹(G1, G2, G3)을 거쳐 흐르게 된다.First, when the voltage Vd detected by the driving current If decreased in the period t3 to t4 is between the first reference signal VR1 and the second reference signal VR2, that is, VR2 <Vd <VR1. In this case, the driving current If flows through the first to third LED groups G1, G2, and G3.
정류된 직류 전원 전압(V1)이 증가함에 따라 구동 전류(If)도 점차 증가하여 구동 전류(If)에 의해 검출된 전압(Vd)이 제1 기준전압(VR1)보다 커지게 되면(t4), 스위치 제어기(32)를 제3 스위치(SW3)를 오프(OFF)로 하고 제4 스위치(SW4)를 온(ON)으로 하여 구동 전류(If)가 제1 내지 제4 LED 그룹(G1, G2, G3, G4)을 통과하여 흐르도록 할 수 있다.
As the rectified DC power supply voltage V1 increases, the driving current If gradually increases, and when the voltage Vd detected by the driving current If becomes greater than the first reference voltage VR1 (t4), The
다음으로, t5~t6를 제외한 t4~t7 구간의 동작을 살펴보면, t4에서 제4 스위치(SW4)가 온(ON)으로 되고, 비교기(31)에서 구동 전류(If)에 의해 검출된 전압(Vd)이 제1 기준전압(VR1)과 제2 기준전압(VR2) 사이에 있을 때, 제4 스위치(SW4)는 온(ON) 상태로 유지된다.Next, referring to the operation of the sections t4 to t7 except t5 to t6, the fourth switch SW4 is turned ON at t4 and the voltage Vd detected by the drive current If in the comparator 31. ) Is between the first reference voltage VR1 and the second reference voltage VR2, the fourth switch SW4 is kept in an ON state.
도 3에 도시된 파형과 비교할 때, 도 3(c)에서는 제3 스위치(SW3)가 오프(OFF)로 되어 모든 스위치가 오프(OFF) 상태인 반면, 도 4(c)에서는 제3 스위치(SW3)가 오프(OFF)로 되고 제4 스위치(OFF)가 온(ON)으로 되는 차이가 있으나, 제4 LED 그룹(G4)을 구동하기 위한 동작이라는 점에서는 유사하다.
Compared with the waveform shown in FIG. 3, in FIG. 3C, the third switch SW3 is turned OFF, so that all the switches are OFF, while in FIG. 4C, the third switch ( SW3) is OFF and the fourth switch OFF is ON, but there is a difference in that it is an operation for driving the fourth LED group G4.
t4~t7에서 정류된 직류 전원 전압(V1)이 피크(peak)를 지나 감소하기 시작하면, 직류 전원 전압(V1)이 감소함에 따라 구동 전류(If)도 감소한다. 감소되는 구동 전류(If)에 의해 검출된 전압(Vd)이 제2 비교기(U2)의 제2 기준신호(VR2)보다 작아지게 되면, 즉 t7에 이르면, 상기 제2 비교기(U2)는 스위치 제어기(32)로 하한 제어신호(LL)를 출력하고, 상기 스위치 제어기(32)를 구동하는 LED의 수가 감소하도록 제4 스위치(SW4)를 오프(OFF)로 하고 제3 스위치(SW3)를 온(ON)으로 할 수 있다. 이 경우, 제4 LED 그룹(G4)이 소등되고, 제1 내지 제3 LED 그룹(G1, G2, G3)만 구동하게 된다. When the DC power supply voltage V1 rectified at t4 to t7 begins to decrease past the peak, the driving current If also decreases as the DC power supply voltage V1 decreases. When the voltage Vd detected by the reduced driving current If becomes smaller than the second reference signal VR2 of the second comparator U2, that is, reaches t7, the second comparator U2 is a switch controller. Outputs the lower limit control signal LL to (32), turns off the fourth switch (SW4) and turns on the third switch (SW3) so that the number of LEDs driving the
이후의 동작은 도 2 및 도 3을 통해 상술한바 있으므로 생략하기로 한다.
Since the operation is described above with reference to FIGS. 2 and 3 will be omitted.
도 5(a) 하부에 도시된 구동 전류(If)의 파형을 살펴보면, 정류된 직류 전원 전압(V1)이 피크(peak)를 포함하는 구간(t4~t7)에서의 구동 전류(If)는 전류 상한값(UL) 이하로 유지된다. Referring to the waveform of the driving current If shown in the lower part of FIG. 5A, the driving current If in the period t4 to t7 where the rectified DC power supply voltage V1 includes a peak is a current. It is kept below the upper limit UL.
그러나, 이와 달리 정류된 직류 전원 전압(V1)의 변동이나 각 LED 그룹의 구동 전압(Vf) 공차(tolerance)에 의해, 직류 전원 전압(V1)의 피크(peak)에서 우연히 구동 전류(If)가 제1 비교기(U1)의 상한(Upper Limit)과 같아지는 경우(If=If(UL))가 발생할 수 있다.However, due to the fluctuation of the rectified DC power supply voltage V1 or the tolerance of the driving voltage Vf of each LED group, the driving current If occurs accidentally at the peak of the DC power supply voltage V1. If the same as the Upper Limit (If = If (UL)) of the first comparator U1 may occur.
특히, 구동 효율을 높이기 위해 스위치의 수를 증가시켜 LED 그룹의 구동 전압(LED total Vf)과 정류된 직류 전원 전압(V1)의 파형을 최대한 가깝게 하는 경우에, 구동 효율이 높아지는 한편 전압의 피크(peak)를 포함하는 구간에서 상기 구동 전류(If)가 제1 비교기(U1)의 상한 전류값(If(UL))과 같아지는 경우가 발생할 가능성이 높아진다.
In particular, when the number of switches is increased to increase driving efficiency, the driving voltage (LED total Vf) of the LED group and the waveform of the rectified DC power supply voltage (V1) are as close as possible, driving efficiency is increased while the peak of the voltage ( In the section including the peak, the case where the driving current If becomes equal to the upper limit current value If (UL) of the first comparator U1 increases.
이 경우, 도 6(a)에 도시된 바와 같이 제1 비교기(U1)가 상기 스위치 제어기(32)로 상한 제어신호(UL)를 발생시켜 스위치의 동작을 바꾸어 다음 단계로 진행하거나, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 상한 제어신호(UL) 발생 없이 이전 단계가 그대로 유지될 수 있다.In this case, as shown in FIG. 6A, the first comparator U1 generates an upper limit control signal UL to the
이때, 다음 단계로 진행(도 6(a))하거나 이전 단계가 그대로 유지(도 6(b))되는 동작 중의 하나로 고정되면 문제가 없으나, 한 주기에서는 다음 단계로 진행되고 다음 주기에서는 종전 단계가 유지되는 등 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 서로 다른 파형이 번갈아 나타나는 경우 밝기의 변화가 120Hz 또는 100Hz보다 낮은 주파수가 되어 사람의 눈에 플리커(Flicker)로 인식 가능하게 된다.
At this time, if it is fixed to one of the operations to proceed to the next step (Fig. 6 (a)) or the previous step is maintained (Fig. 6 (b)), there is no problem, but proceeds to the next step in one cycle and the previous step in the next cycle When different waveforms shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) alternately appear, the brightness change becomes a frequency lower than 120 Hz or 100 Hz, so that the human eye can be recognized as a flicker.
이하에서, 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 회로의 동작을 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, the operation of the circuit shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) will be described in detail.
우선, 도 6(a)를 참조하면, t1'~t4'에서의 동작은 도 5(a)의 t1~t4에서의 동작과 유사하나, t4'~t5'에서 제1 내지 제4 LED 그룹(G1, G2, G3, G4)가 구동하고 있을 때 구동 전류(If)가 제1 비교기(U1)의 상한과 같아지면 더 많은 수의 LED가 구동 가능하도록 제1 내지 제4 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4)가 오프(OFF)가 되어 제1 내지 제5 LED 그룹(G1, G2, G3, G4, G5)이 구동하게 된다.First, referring to FIG. 6 (a), the operation at t1 'to t4' is similar to the operation at t1 to t4 in FIG. 5 (a), but the first to fourth LED groups (t4 'to t5') When the driving current If is equal to the upper limit of the first comparator U1 when the driving devices G1, G2, G3, and G4 are driven, the first to fourth switches SW1, SW2, SW3 and SW4 are turned off to drive the first to fifth LED groups G1, G2, G3, G4, and G5.
구동되는 LED의 수가 증가될 때 구동 전류(If)는 순간적으로 감소하게 된다(t5'). t5'~t6' 구간에서는 정류된 전원 전압(V1)이 피크(peak)를 지나 감소함에 따라 구동 전류(If)도 함께 감소하며, 구동 전류(If)가 제2 비교기(U2)의 하한보다 작아지면 제2 비교기(U2)에서 출력된 하한 제어신호(LL)에 의해 상기 스위치 제어 기(32)는 더 적은 수의 LED가 구동하도록 제4 스위치(SW4)를 온(ON)으로 하게 된다. t6' 이후의 동작은 도 5에서 t7 이후의 동작과 유사하다. When the number of LEDs to be driven increases, the driving current If decreases instantaneously (t5 '). In the period t5 'to t6', as the rectified power supply voltage V1 decreases past the peak, the driving current If also decreases, and the driving current If is smaller than the lower limit of the second comparator U2. By the lower limit control signal LL output from the second comparator U2, the
한편, 도 6(b)의 경우, 도 5의 t5~t6 구간을 제외하면 도 5와 유사한 동작을 하게 되어 제5 LED 그룹(G5)은 점등하지 않는다.
Meanwhile, in the case of FIG. 6B, except for the period t5 to t6 of FIG. 5, the operation is similar to that of FIG. 5, and the fifth LED group G5 is not turned on.
*따라서, 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 파형이 불규칙적으로 나타남으로 인한 플리커(flicker) 현상을 방지하기 위하여, 제1 비교기(U1)에서 최초 상한 제어신호(UL)가 발생한 때(t2)로부터 제2 비교기(U2)에서 최초 하한 제어신호(LL)가 발생한 때까지의 구간에서 일정 기간(도 5(a)에서 t4~t5) 동안 제1 비교기(U1)에서 상한 제어신호(UL)가 발생하지 않는 경우, 강제적으로 더미 펄스(dummy pulse)를 발생시켜 반드시 다음 단계로 진행하도록 함으로써 플리커(flicker) 현상을 억제할 수 있다.Therefore, in order to prevent a flicker phenomenon caused by irregularly appearing waveforms shown in FIGS. 6A and 6B, an initial upper limit control signal UL is generated in the first comparator U1. The upper limit control signal in the first comparator U1 for a predetermined period (t4 to t5 in FIG. 5 (a)) in the interval from the time t2 to the first lower limit control signal LL in the second comparator U2. When (UL) does not occur, the flicker phenomenon can be suppressed by forcibly generating a dummy pulse to proceed to the next step.
즉, 구동 전류(If)가 제1 비교기(U1)에서 검출되는 상한 전류값 If(UL)과 같아지는 경우 언제나 다음 단계로 진행하여 도 6(a)에 도시된 파형을 갖도록 함으로써, 주기에 따라 서로 다른 파형을 보임으로 인해 발생하는 플리커(flicker) 현상을 방지할 수 있다.
That is, when the driving current If becomes equal to the upper limit current value If (UL) detected by the first comparator U1, the process proceeds to the next step so that the waveform shown in FIG. It is possible to prevent flicker caused by showing different waveforms.
본 실시형태에 따른 전원공급장치(30')는 제1 비교기(U1)에서 최초 신호(UL)가 발생한 때(t2)로부터 제2 비교기(U2)에서 최초 신호(LL)가 발생한 때까지의 구간에서 일정 기간 동안 제1 비교기(U1)에서 신호(UL)가 발생하지 않는 경우 제1 비교기(U1)로부터 더미 펄스(dummy pulse)가 발생하도록 함으로써(t5~t6), 정류된 직류 전원 전압(V1)이 가장 높은 구간(t4~47) 내에서 플리커(flicker) 방지를 위한 동작이 이루어지도록 할 수 있다.
The power supply device 30 'according to the present embodiment has a section from when the first signal UL is generated at the first comparator U1 (t2) to when the first signal LL is generated at the second comparator U2. When the signal UL does not occur in the first comparator U1 for a predetermined period of time, a dummy pulse is generated from the first comparator U1 (t5 to t6), and thus the rectified DC power supply voltage V1 is generated. ) Can be performed to prevent flicker within the highest section (t4 ~ 47).
도 5에 도시된 바와 같이, 정류된 직류 전원 전압(V1)의 피크(peak)를 포함하는 구간(가장 많은 수의 LED 그룹이 구동할 수 있는 구간) 내에서, 구동 전류(If)가 제1 비교기(U1)의 상한(UL)과 같아지는지 여부에 관계없이 일정 시간(t4~t5) 동안 단계 변화가 없을 때 강제적으로 다음 단계로 진행하도록 하면, 제5 LED 그룹(G5)이 한 주기 내에서 항상 점등되게 되므로 플리커(flicker) 현상을 완화할 수 있다.
As shown in FIG. 5, within a section including a peak of the rectified DC power supply voltage V1 (a section in which the largest number of LED groups can drive), the driving current If is the first. Regardless of whether the upper limit UL of the comparator U1 is equal to the upper limit UL, if the step change is forcibly performed when there is no step change for a predetermined time t4 to t5, the fifth group of LEDs G5 within one period Since it is always lit, flicker can be alleviated.
이 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 구동 전류가 상한(UL) 및 하한(LL)으로 규정된 전류범위 내에서 동작하는 경우에도, 미리 정해진 시점(t5)에서 제5 LED 그룹(G5)이 구동할 수 있도록 모든 스위치를 강제로 오프(OFF) 함으로써 구동 전류가 제1 내지 제5 LED그룹(G1, G2, G3, G4, G5)을 통과하여 흐르게 되고, 이때 제5 LED 그룹(G5)에 의해 구동 전압(Vf)이 증가함에 따라 구동 전류(If)가 감소한다. 감소된 구동 전류(If)가 제2 비교기(U2)의 하한(If(LL))보다 작아지면 상기 스위치 제어기(32)는 구동하는 LED의 수가 적어지는 방향으로 스위치를 제어하여 제4 스위치(SW4)가 온(ON)으로 되고, 제1 내지 제4 LED 그룹(G1, G2, G3, G4)이 구동하는 다음 단계(t6~t7)로 진행된다.
In this case, as shown in FIG. 5, even when the driving current operates within the current range defined by the upper limit UL and the lower limit LL, the fifth LED group G5 is driven at the predetermined time point t5. By forcibly turning off all the switches so that the driving current flows through the first to fifth LED groups G1, G2, G3, G4, and G5, and by the fifth LED group G5. As the driving voltage Vf increases, the driving current If decreases. When the reduced driving current If is smaller than the lower limit If (LL) of the second comparator U2, the
본 발명의 또 다른 측면은, 광원부(20, 20')를 구동하기 위한 구동 장치(IC)를 포함할 수 있으며, 상기 구동 장치(IC)는 입력신호와 기준신호를 비교하여 기 설정된 전류 범위를 벗어나는 경우 제어신호를 출력하는 비교기 및 상기 비교기로부터 출력된 제어신호가 입력되며, 상기 제어신호가 입력되면 구동하는 광원의 수를 변경시키기 위한 신호를 출력하는 스위치 제어기를 구비할 수 있다.Another aspect of the present invention may include a driving device (IC) for driving the light source unit (20, 20 '), the driving device (IC) compares the input signal and the reference signal to a predetermined current range In case of deviation, a comparator for outputting a control signal and a control signal output from the comparator are input, and when the control signal is input, a switch controller for outputting a signal for changing the number of light sources to be driven may be provided.
이 경우, 상기 구동 장치(IC)는 도 2 및 도 4에 도시된 실시형태에 따른 발광장치(100, 101)에서 점선으로 표시된 IC 영역(전압 조정기, 스위치 제어기(32), 비교기(31))를 의미하는 것으로 이해될 수 있으며, 상기 전압 조정기는 필요에 따라 생략될 수 있을 것이다.
In this case, the driving device IC includes an IC region (voltage regulator,
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.
100, 101: 발광장치 10, 10': 정류부
20, 20': 광원부 30, 30': 전원공급장치
31, 31': 비교기 32, 32': 스위치 제어기
33, 33': 스위치100, 101: light emitting
20, 20 ':
31, 31 ':
33, 33 ': switch
Claims (10)
Supplying DC power to the light source unit, and detects the current flowing in the light source unit to automatically control the number of light sources to be driven in the light source unit when the current flowing out of the preset current range to have an upper limit and a lower limit Power supply.
상기 전원공급장치는 상기 광원부의 출력단에 흐르는 전류를 검출하여 입력신호를 생성하고, 상기 입력신호와 기준신호를 비교하여 상기 기 설정된 전류 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
The method of claim 1,
The power supply device detects a current flowing through the output terminal of the light source unit to generate an input signal, and compares the input signal and the reference signal to determine whether or not out of the predetermined current range.
상기 광원부에 흐르는 전류를 검출하여 생성된 입력신호를 상기 기준신호와 비교하여 상기 기 설정된 전류 범위를 벗어나는 경우 제어신호를 출력하는 비교기;
상기 비교기로부터 출력된 제어신호가 입력되며, 상기 제어신호가 입력되면 상기 광원부에서 구동하는 광원의 수를 변경시키기 위한 신호를 출력하는 스위치 제어기; 및
상기 광원부와 연결되어 상기 스위치 제어기에서 출력된 신호에 의해 온/오프되는 스위치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
The method of claim 2, wherein the power supply device,
A comparator for outputting a control signal when the input signal generated by detecting a current flowing in the light source unit is out of the preset current range by comparing with the reference signal;
A switch controller for inputting a control signal output from the comparator and outputting a signal for changing the number of light sources driven by the light source unit when the control signal is input; And
A switch connected to the light source unit and turned on / off by a signal output from the switch controller;
Power supply comprising a.
상기 비교기는 상기 광원부의 출력단에서 검출된 전류가 상기 기 설정된 전류 범위를 벗어나는 경우 상한 또는 하한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
The method of claim 3,
The comparator outputs an upper limit or a lower limit control signal when the current detected at the output of the light source is outside the preset current range.
상기 상한 제어신호가 입력되면 구동하는 광원의 수가 증가하도록 제어하고, 상기 하한 제어신호가 입력되면 구동하는 광원의 수가 감소하도록 제어하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
The method of claim 4, wherein the switch controller,
And outputting a signal for controlling the number of light sources to be driven when the upper limit control signal is input, and outputting a control to reduce the number of light sources to be driven when the lower limit control signal is input.
상기 입력신호를 제1 기준신호와 비교하여 상기 입력신호가 상기 제1 기준신호보다 클 때 상한 제어신호를 출력하는 제1 비교기; 및
상기 입력신호를 제2 기준신호와 비교하여 상기 입력신호가 상기 제2 기준신호보다 작을 때 하한 제어신호를 출력하는 제2 비교기;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
The method of claim 3, wherein the comparator,
A first comparator comparing the input signal with a first reference signal and outputting an upper limit control signal when the input signal is larger than the first reference signal; And
A second comparator comparing the input signal with a second reference signal and outputting a lower limit control signal when the input signal is smaller than the second reference signal;
Power supply comprising a.
상기 비교기로부터 출력된 제어신호가 입력되며, 상기 제어신호가 입력되면 상기 광원부에서 구동하는 광원의 수를 변경시키기 위한 신호를 출력하는 스위치 제어기;
을 포함하는 구동 장치.
A comparator that compares an input signal generated by detecting a current flowing through an output terminal of a light source unit including a plurality of light sources with an upper limit and a lower limit reference signal, and outputs a control signal when it is out of the current range set by the upper and lower limit reference signals; And
A switch controller for inputting a control signal output from the comparator and outputting a signal for changing the number of light sources driven by the light source unit when the control signal is input;
Driving device comprising a.
상기 비교기는 상기 입력신호가 상기 기준신호에 의해 설정된 전류 범위를 벗어나는 경우 상한 또는 하한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
The method of claim 7, wherein
And the comparator outputs an upper limit or a lower limit control signal when the input signal is out of the current range set by the reference signal.
상기 상한 제어신호가 입력되면 구동하는 광원의 수가 증가하도록 제어하고, 상기 하한 제어신호가 입력되면 구동하는 광원의 수가 감소하도록 제어하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
The method of claim 8, wherein the switch controller,
And outputting a signal for controlling the number of light sources to be driven when the upper limit control signal is input, and for outputting a control to reduce the number of light sources to be driven when the lower limit control signal is input.
상기 입력신호를 제1 기준신호와 비교하여 상기 입력신호가 상기 제1 기준신호보다 클 때 상한 제어신호를 출력하는 제1 비교기; 및
상기 입력신호를 제2 기준신호와 비교하여 상기 입력신호가 상기 제2 기준신호보다 작을 때 하한 제어신호를 출력하는 제2 비교기;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.The method of claim 7, wherein the comparator,
A first comparator comparing the input signal with a first reference signal and outputting an upper limit control signal when the input signal is larger than the first reference signal; And
A second comparator comparing the input signal with a second reference signal and outputting a lower limit control signal when the input signal is smaller than the second reference signal;
Drive device comprising a.
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---|---|---|---|
KR1020130022469A KR20130042510A (en) | 2013-02-28 | 2013-02-28 | Power supply and driving device |
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KR1020120023819A Division KR101293584B1 (en) | 2011-10-18 | 2012-03-08 | Power Supply and Driving Device |
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