KR20140001672A

KR20140001672A - 엘이디 조명 구동 회로 및 방법

Info

Publication number: KR20140001672A
Application number: KR1020120070050A
Authority: KR
Inventors: 박득희; 차상현; 이연중; 이창석
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-01-07
Also published as: US20140001980A1; CN103533703A

Abstract

본 발명은 LED 조명 구동 회로 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 하나의 실시예에 따라, LED 조명으로 제공되는 라인전압과 기준전압을 비교하고 비교신호에 따라 충전되는 충전전압의 피크 치를 제1 기준신호로 출력하는 디밍 블럭; 디밍 블럭에서 출력되는 제1 기준신호와 LED 구동 스위치의 전류를 센싱한 센싱전압의 피크 치를 비교하여 오차를 증폭하고 오차 증폭된 신호와 라인전압을 곱하여 제2 기준신호로 출력하는 기준신호 생성블럭; 및 기준신호 생성블럭에서 출력되는 제2 기준신호와 센싱전압을 비교하여 듀티가 조절된 PWM신호를 출력하는 PWM 제어블럭; 을 포함하는 LED 조명 구동회로가 제안된다. 또한, LED 조명 구동 방법이 제안된다.

Description

엘이디 조명 구동 회로 및 방법{CIRCUIT AND METHOD FOR DRIVING LED LIGHT}

본 발명은 LED 조명 구동 회로 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로는 라인전압에 따라 PWM 기준신호가 변하는 LED 조명 구동 회로 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 발광 다이오드(LED)는 친환경성 광원으로 조명 분야 등 다양한 분야에서 주목받고 있다. 예컨대, 단파장 계열의 광을 생성하는 LED 소자는 특정 형광체 또는 형광체 조합과 결합하여, 백색광을 제공하는 조명용 발광장치에 활발히 응용되고 있다. LED는 조명으로 사용할 경우 긴 수명, 저전력 등의 장점이 있어, LED 조명이 전구와 형광등을 대체할 것으로 예상된다.

이러한, LED 조명 장치는 원하는 광원의 휘도를 조절하기 위해 구동 장치가 채용된다. 종래의 LED 구동 장치는 휘도를 조절하기 위해 신호 처리된 디밍 신호(Dimming Signal)에 따라 스위치에서 기준 레벨의 전류 크기로 스위칭하며 LED에 흐르는 전류를 단속하여 LED를 구동하고 디밍을 제어한다. 디밍 신호로 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍 신호가 주로 사용된다. 종래와 같이, 디밍 신호가 외부로부터 입력되어 구동 장치의 출력을 디밍 제어하면 부가적인 회로가 필요하고 전체적인 제품의 원가가 상승하게 된다.

이때, 기존 가정과 호텔, 사무실 등에 설치되어 있는 트라이악 디머(Triac Dimmer)를 호환할 수 있는 LED 구동 회로를 설계하는 것은 큰 이점이 될 수 있다.

하지만, PWM 제어신호 생성을 위해, LED 구종 스위치의 전류를 센싱하는 센싱전압 CS 신호와 비교하는 PWM 기준신호가 고정되어 있으면 트라이악 디머(Triac Dimmer)의 호환이 이루어지지 않는다.

미국 공개특허공보 US20110285301(2011년 11월 24일 공개) 미국 등록특허공보 US20110140620(2011년 6월 16일 공개)

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해, 라인전압에 따라 PWM 기준신호가 변하는 LED 조명 구동 회로 및 방법을 제안하고자 한다.

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 실시예에 따라, LED 조명으로 제공되는 라인전압과 기준전압을 비교하고 비교신호에 따라 충전되는 충전전압의 피크 치를 제1 기준신호로 출력하는 디밍 블럭; 디밍 블럭에서 출력되는 제1 기준신호와 LED 구동 스위치의 전류를 센싱한 센싱전압의 피크 치를 비교하여 오차를 증폭하고 오차 증폭된 신호와 라인전압을 곱하여 제2 기준신호로 출력하는 기준신호 생성블럭; 및 기준신호 생성블럭에서 출력되는 제2 기준신호와 센싱전압을 비교하여 듀티가 조절된 PWM신호를 출력하는 PWM 제어블럭; 을 포함하는 LED 조명 구동회로가 제안된다.

또한, 하나의 예에 있어서, 디밍 블럭은: 라인전압과 기준전압을 비교하여 비교신호를 출력하는 비교부; 비교부에서 출력되는 비교신호에 따라 정전류원으로부터 전류를 공급받아 충전을 수행하는 충전전압 생성부; 및 충전전압 생성부에서 출력되는 충전전압의 한 주기의 피크 치를 유지하여 제1 기준신호로 출력하는 제1 샘플앤홀드부; 를 포함할 수 있다.

이때, 하나의 예에서, 충전전압 생성부는: 전류를 공급하는 정전류원; 비교부에서 출력되는 비교신호에 따라 스위칭하는 스위치; 및 스위치와 병렬 연결되고, 스위치의 오프 동작 시 정전류원으로부터 전류를 공급받아 충전되는 충전 커패시터; 를 포함할 수 있다.

또 하나의 예에 따르면, 기준신호 생성블럭은: LED 구동 스위치의 전류를 센싱한 센싱전압의 한 주기의 피크 치를 유지하여 출력하는 제2 샘플앤홀드부; 제2 샘플앤홀드부의 출력신호를 디밍 블럭에서 출력되는 제1 기준신호와 비교하여 오차를 증폭하여 출력하는 오차증폭부; 및 오차증폭부에서 출력되는 오차증폭신호와 라인전압을 곱하여 제2 기준신호로 출력하는 곱셈부; 를 포함할 수 있다.

또한, 하나의 예에서, PWM 제어블럭은 PWM 비교기를 포함하고, PWM 비교기는 기준신호 생성블럭에서 출력되는 제2 기준신호를 기준신호로 입력받고 센싱전압을 비교신호로 입력받아 제2 기준신호와 센싱전압을 비교하여 듀티가 조절된 PWM신호를 출력한다.

또한, 하나의 예에 있어서, LED 조명 구동회로는 LED 조명으로 제공되는 라인전압을 센싱하는 라인전압 센싱블럭을 더 포함하고, 디밍 블럭 및 기준신호 생성블럭에 제공되는 라인전압은 라인전압 센싱블럭에 센싱된 전압이다.

또한, 하나의 예에 따르면, LED 조명으로 제공되는 라인전압은 디머의 출력전압이다.

다음으로, 전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제2 실시예에 따라, LED 조명으로 제공되는 라인전압과 기준전압을 비교하고 비교신호에 따라 충전되는 충전전압의 피크 치를 제1 기준신호로 출력하는 제1 기준신호 출력단계; 제1 기준신호 출력단계에서 출력되는 제1 기준신호와 LED 구동 스위치의 전류를 센싱한 센싱전압의 피크 치를 비교하여 오차를 증폭하고 오차 증폭된 신호와 라인전압을 곱하여 제2 기준신호로 출력하는 제2 기준신호 생성단계; 및 제2 기준신호 생성단계에서 출력되는 제2 기준신호와 센싱전압을 비교하여 듀티가 조절된 PWM신호를 출력하는 PWM 제어단계; 를 포함하는 LED 조명 구동방법이 제안된다.

또한, 하나의 예에 있어서, 제1 기준신호 출력단계는: 라인전압과 기준전압을 비교하여 비교신호를 출력하는 비교단계; 비교단계에서 출력되는 비교신호에 따라 정전류원으로부터 전류를 공급받아 충전을 수행하는 충전전압 생성단계; 및 충전전압 생성단계에서 충전된 후 출력되는 충전전압의 한 주기의 피크 치를 유지하여 제1 기준신호로 출력하는 제1 샘플앤홀드 단계; 를 포함할 수 있다.

또 하나의 예에 따르면, 제2 기준신호 생성단계는: LED 구동 스위치의 전류를 센싱한 센싱전압의 한 주기의 피크 치를 유지하여 출력하는 제2 샘플앤홀드 단계; 제2 샘플앤홀드 단계에서의 출력신호를 제1 기준신호 출력단계에서 출력되는 제1 기준신호와 비교하여 오차를 증폭하여 출력하는 오차증폭단계; 및 오차증폭단계에서 출력되는 오차증폭신호와 라인전압을 곱하여 제2 기준신호로 출력하는 승산단계; 를 포함할 수 있다.

또한, 하나의 예에서, PWM 제어단계에서는 PWM 비교기를 구비하여, 제2 기준신호 생성단계에서 출력되는 제2 기준신호를 PWM 비교기의 기준신호로 입력받고 센싱전압을 PWM 비교기의 비교신호로 입력받아 제2 기준신호와 센싱전압을 비교하여 듀티가 조절된 PWM신호를 출력한다.

또 하나의 예에 있어서, LED 조명으로 제공되는 라인전압은 디머의 출력전압이다.

본 발명의 실시예에 따라, 라인전압에 따라 PWM 기준신호가 변하므로, 트라이악 디머의 호환이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따라, 높은 디밍 성능과 라인 레귤레이션(Line Regulation) 성능을 구비할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라 직접적으로 언급되지 않은 다양한 효과들이 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 구성들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에 의해 도출될 수 있음은 자명하다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 LED 조명 구동 회로를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 2는 도 1에 따른 LED 조명 구동 회로의 디밍 블럭에서의 구간별 신호를 나타내는 그래프이다.
도 3은 도 1에 따른 LED 조명 구동 회로의 기준신호 생성블럭에서의 신호를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 LED 조명 구동 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 LED 조명 구동 방법의 일부 공정을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 LED 조명 구동 방법의 다른 일부 공정을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 설명에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 이해를 도모하기 위하여 부차적인 설명은 생략될 수도 있다.

본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 연결, 결합 또는 배치 관계에서 '직접'이라는 한정이 없는 이상, '직접 연결, 결합 또는 배치'되는 형태뿐만 아니라 그들 사이에 또 다른 구성요소가 개재됨으로써 연결, 결합 또는 배치되는 형태로도 존재할 수 있다.

본 명세서에 비록 단수적 표현이 기재되어 있을지라도, 발명의 개념에 반하거나 명백히 다르거나 모순되게 해석되지 않는 이상 복수의 구성 전체를 대표하는 개념으로 사용될 수 있음에 유의하여야 한다. 본 명세서에서 '포함하는', '갖는', '구비하는', '포함하여 이루어지는' 등의 기재는 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소 또는 그들의 조합의 존재 또는 부가 가능성이 있는 것으로 이해되어야 한다.

우선, 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 조명 구동 회로를 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다. 이때, 참조되는 도면에 기재되지 않은 도면부호는 동일한 구성을 나타내는 다른 도면에서의 도면부호일 수 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 LED 조명 구동 회로를 개략적으로 나타낸 회로도이다. 도 2는 도 1에 따른 LED 조명 구동 회로의 디밍 블럭에서의 구간별 신호를 나타내는 그래프이고, 도 3은 도 1에 따른 LED 조명 구동 회로의 기준신호 생성블럭에서의 신호를 나타내는 그래프이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 조명 구동 회로는 디밍 블럭(10), 기준신호 생성블럭(30) 및 PWM 제어블럭(50)을 포함하여 이루어진다. 또 하나의 예에 따르면, LED 조명 구동 회로는 라인전압 센싱블럭(70)을 더 포함할 수 있다.

또한, 하나의 예에서, LED 조명(도시되지 않음)으로 제공되는 라인전압은 디머(1)의 출력전압이다. 이때, 디머(1)는 트라이악 디머일 수 있다.

도 1에서, 디밍 블럭(10)은 LED 조명(도시되지 않음)으로 제공되는 라인전압 Vline과 기준전압 Vth을 비교한다. 라인전압 Vline과 기준전압 Vth의 비교는 비교기(11)에서 이루어진다. 디밍 블럭(10)에서 비교되는 라인전압은, 예컨대, 도 1의 라인전압 센싱블럭(70)에서 센싱된 전압이다. 또한, 디밍 블럭(10)은 라인전압과 기준전압의 비교신호 Vsel에 따라 충전되는 충전전압의 피크 치를 제1 기준신호 Vref1로 출력한다. 예컨대, 샘플앤홀드 회로를 사용하여 충전전압의 피크 치를 제1 기준신호 Vref1로 출력할 수 있다.

도 1을 참조하여, 디밍 블럭(10)을 더 구체적으로 살펴본다. 하나의 예에서, 디밍 블럭(10)은 비교부(11), 충전전압 생성부(13) 및 제1 샘플앤홀드부(15)를 포함할 수 있다.

이때, 도 1 및 2를 참조하면, 비교부(11)는 비교기(11)를 구비하여 라인전압 Vline과 기준전압 Vth을 비교하고 비교신호 Vsel를 출력한다. 예컨대, 도 1 및 2를 참조하면, 라인전압 센싱블럭(70)에서 센싱된 라인전압 Vline이 멀티핀 PIN1을 통해 제공되어 비교부(11)의 비교기(11)로 입력되면, 비교기(11)에서 비교된다. 이때, 라인전압 Vline이 기준전압 Vth 이상인 구간에서 비교신호 Vsel이 하이(high)로 출력되고, 라인전압 Vline이 기준전압 Vth 보다 낮은 구간에서 비교신호 Vsel이 로우(low)로 출력된다.

충전전압 생성부(13)는 비교부(11)에서 출력되는 비교신호에 따라 정전류원(131)으로부터 전류를 공급받아 충전을 수행한다. 이때, 도 1을 참조하여, 하나의 예에 따라 충전전압 생성부(13)를 더 살펴보면, 충전전압 생성부(13)는 정전류원(131), 스위치(133) 및 충전 커패시터(Cdim)(135)를 포함할 수 있다. 정전류원(131)은 충전 커패시터(Cdim)(135)에 전압이 충전되도록 전류를 공급한다. 스위치(133)는 비교부(11)에서 출력되는 비교신호 Vsel에 따라 스위칭한다. 다음으로, 충전 커패시터(Cdim)(135)는 스위치(133)와 병렬 연결된다. 충전 커패시터(Cdim)(135)는 스위치(133)의 오프 동작 시 정전류원(131)으로부터 전류를 공급받아 충전된다. 더 구체적으로 살펴보면, 비교부(11)에서 출력되는 비교신호 Vsel가 하이(high) 신호인 경우 스위치(133)를 오프시키고, 비교신호 Vsel가 로우(low) 신호인 경우 스위치(133)를 온(on)시킬 수 있다. 만일, 스위치(133)가 온(on)되면 정전류원(131)에서 충전 커패시터(Cdim)(135)로 공급되던 전류가 바이패스되어 접지로 빠지게 되고, 반대로 스위치(133)가 오프되면 정전류원(131)에서 충전 커패시터(Cdim)(135)로 전류가 공급되어 충전 커패시터(Cdim)(135)에서 충전이 이루어진다.

예컨대, 도 1 및 2를 참조하면, 비교기(11)의 출력신호인 비교신호 Vsel이 하이(high)가 되는 동안 충전 커패시터(135) Cdim이 충전된다. 비교신호 Vsel이 하이(high)와 로우(low)가 반복됨에 따라, 충전 커패시터(135) Cdim의 충전전압 Vint가 도 2에 도시된 바와 같이 출력된다.

계속하여, 도 1의 디밍 블럭(10)을 살펴보면, 디밍 블럭(10)의 제1 샘플앤홀드부(15)는 샘플앤홀드 회로(15)를 구비하여, 충전전압 생성부(13)에서 출력되는 충전전압 Vint의 한 주기의 피크 치를 유지하여 제1 기준신호 Vref1로 출력한다. 이때, 제1 기준신호는 기준신호 생성블럭(30)에서 센싱전압과 비교하기 위한 기준신호가 된다. 예컨대, 도 1 및 2를 참조하면, 충전 커패시터(135) Cdim로부터 충전전압 Vint가 출력되고, 이때 샘플앤홀드(Sample and hold)를 수행하여 제1 기준신호 Vref1이 생성된다.

다음, 도 1에서, 기준신호 생성블럭(30)은 디밍 블럭(10)에서 출력되는 제1 기준신호 Vref1와 LED 구동 스위치(도시되지 않음)의 전류를 센싱한 센싱전압 CS의 피크 치를 비교하여 오차를 증폭한다. 센싱전압 CS의 피크 치는 샘플앤홀드 회로를 구비하여 얻을 수 있다. 또한, 기준신호 생성블럭(30)은 오차 증폭된 신호와 라인전압 Vline을 곱하여 제2 기준신호로 출력한다.

도 1을 참조하여, 기준신호 생성블럭(30)을 더 살펴본다. 하나의 예에 따르면, 기준신호 생성블럭(30)은 제2 샘플앤홀드부(31), 오차증폭부(33) 및 곱셈부(35)를 포함할 수 있다.

제2 샘플앤홀드부(31)는 샘플앤홀드 회로를 구비하여 LED 구동 스위치(도시되지 않음)의 전류를 센싱한 센싱전압 CS의 한 주기의 피크 치를 유지하여 출력한다. 제2 샘플앤홀드부(31)에서 출력되는 신호는 오차증폭부(33)의 비교신호로 입력된다. 예컨대, LED 구동 스위치(도시되지 않음)의 전류를 센싱한 센싱전압 CS 신호는 핀 PIN2를 통해 제공된다. 이때, 센싱전압 CS 신호는 도 3에 도시된 바와 같이 PWM 신호에 따라 변화하므로, 샘플앤홀드 회로(31)에서 샘플앤홀드(Sample and hold)를 수행하여 한 클럭 동안 일정한 신호를 생성한다. 샘플앤홀드 회로(31)에서 생성된 피크 치가 유지되는 신호는 도 1 및 2에서의 제1 기준신호 Vref1과 함께 오차증폭부(33)의 오차증폭기(Error Amp)로 입력된다.

다음, 도 1의 오차증폭부(33)는 제2 샘플앤홀드부(31)의 출력신호를 디밍 블럭(10)에서 출력되는 제1 기준신호 Vref1와 비교하여 오차를 증폭하여 출력한다. 예컨대, 디밍 블럭(10)에서 출력되는 제1 기준신호 Vref1는 제1 샘플앤홀드부(15)에서 출력되는 신호이다. 예컨대, 오차증폭부(33)의 오차증폭기(Error Amp)(33)에서 도 3의 센싱전압 CS 신호의 피크 치가 유지되는 신호와 도 2의 제1 기준신호 Vref1를 입력받아 오차 증폭된 신호를 출력한다.

다음으로, 도 1의 곱셈부(35)는 오차증폭부(33)에서 출력되는 오차증폭신호와 라인전압 Vline을 곱하여 제2 기준신호 Vref2로 출력한다. 이때, 곱셈부(35)는 곱셈기(multiplier)(35)를 구비하여 이루어질 수 있다. 곱셈부(35)에서 출력되는 제2 기준신호는 PWM 제어블럭(50)의 PWM 기준신호로 입력된다. 예컨대, 도 1 및 3을 참조하면, 오차증폭부(33)에서 출력되는 오차증폭신호는 멀티핀 PIN1을 통해 제공된 라인전압 Vline과 곱셈부(35)의 곱셈기(multiplier)에서 곱해져서 제2 기준신호 Vref2가 생성되고, PWM 비교기(51)의 PWM 기준신호로 입력된다. 도 3의 Vref2 신호는 도 1의 곱셈기에서 라인전압 Vline과 오차증폭신호가 곱해진 신호이다.

또한, 도 1을 참조하면, 오차증폭부(33)에서 출력되는 신호는 접지단과 연결된 커패시터(37)에 저장되며 곱셈부(35)로 제공될 수 있다. 이때, 접지단에 연결된 커패시터(37)는 오차증폭기(33)의 출력과 연결되어 오차증폭기(33)와 함께 적분기로 동작하며 전체적인 시스템의 안정성을 향상시킨다.

다음으로, 도 1에서, PWM 제어블럭(50)은 기준신호 생성블럭(30)에서 출력되는 제2 기준신호 Vref2와 센싱전압 CS을 비교하여 듀티가 조절된 PWM신호를 출력한다.

또한, 도 1을 참조하여 살펴보면, 하나의 예에서, PWM 제어블럭(50)은 PWM 비교기(51)를 포함하고, PWM 비교기(51)는 기준신호 생성블럭(30)에서 출력되는 제2 기준신호 Vref2를 PWM 기준신호로 입력받고 센싱전압을 비교신호로 입력받아 제2 기준신호 Vref2와 센싱전압 CS을 비교하여 듀티가 조절된 PWM신호를 출력한다. 예컨대, PWM 비교기(51)는 곱셈부(35)에서 출력되는 제2 기준신호 Vref2를 PWM 기준신호로 입력받고, LED 구동 스위치(도시되지 않음)의 전류를 센싱한 센싱전압 CS을 비교신호로 입력받아 PWM신호를 출력한다.

이때, PWM 비교기(51)의 비교신호로 입력되는 센싱전압 CS 신호가 PWM 비교기(51)의 PWM 기준신호로 입력되는 제2 기준신호 Vref2 보다 커지면 PWM 비교기(51)의 출력이 로우(low)가 되고, 센싱전압 CS 신호가 제2 기준신호 Vref2 보다 작아지면 PWM 비교기(51)의 출력이 하이(high)가 된다.

도시되지 않았으나, PWM 제어블럭(50)은 PWM 비교기(51) 외에 플립플롭회로를 더 구비하여 PWM 비교기(51)에서 출력되는 PWM신호에 따른 제어신호를 출력할 수 있다. 또한, 보다 정교한 제어신호를 인가하기 위해 플립플롭회로(도시되지 않음) 외에 CMOS 트랜지스터 회로(도시되지 않음)를 더 포함할 수도 있다.

또한, 도 1을 참조하면, 하나의 예에서, LED 조명 구동회로는 라인전압 센싱블럭(70)을 더 포함할 수 있다. 라인전압 센싱블럭(70)은 LED 조명(도시되지 않음)으로 제공되는 라인전압을 센싱한다. 라인전압 센싱블럭(70)에서 센싱된 라인전압Vline은 디밍 블럭(10) 및 기준신호 생성블럭(30)에 제공된다. 예컨대, 라인전압 센싱블럭(70)에서 센싱된 라인전압 Vline은 비교부(11)로 제공되어 기준전압 Vth과 비교되어 비교신호 Vsel로 출력되고, 곱셈부(35)로 제공되어 오차증폭부(33)에서 출력된 오차증폭신호와 곱해져 제2 기준신호 Vref2를 생성할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 조명 구동 방법을 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다. 이때, 전술한 제1 실시예에 따른 LED 조명 구동회로들 및 도 1 내지 3이 참조될 수 있고, 그에 따라 중복되는 설명들은 생략될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 LED 조명 구동 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 LED 조명 구동 방법의 일부 공정을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 LED 조명 구동 방법의 다른 일부 공정을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 조명 구동 방법은 제1 기준신호 출력단계(S100), 제2 기준신호 생성단계(S200) 및 PWM 제어단계(S300)를 포함할 수 있다.

하나의 예에서, LED 조명(도시되지 않음)으로 제공되는 라인전압은 디머(1)의 출력전압이다. 이때, 라인전압은 예컨대 도 1의 라인전압 센싱블럭(70)에서 센싱된 전압이다. 디머(1)는 트라이악 디머일 수 있다.

구체적으로 살펴보면, 제1 기준신호 출력단계(S100)에서는 LED 조명(도시되지 않음)으로 제공되는 라인전압과 기준전압을 비교하고 비교신호에 따라 충전되는 충전전압의 피크 치를 제1 기준신호로 출력한다. 예컨대, LED 조명(도시되지 않음)으로 제공되는 라인전압은 도 1의 라인전압 센싱블럭(70)에서 센싱된 라인전압이다.

또한, 도 5를 참조하면, 하나의 예에서, 도 4의 제1 기준신호 출력단계(S100)는 비교단계(S110), 충전전압 생성단계(S130) 및 제1 샘플앤홀드 단계(S150)를 포함할 수 있다. 도 5에서, 비교단계(S110)에서는 라인전압과 기준전압을 비교하여 비교신호를 출력한다. 다음, 도 5의 충전전압 생성단계(S130)에서는 비교단계(S110)에서 출력되는 비교신호에 따라 정전류원(131)으로부터 전류를 공급받아 충전을 수행한다. 예컨대, 도 1을 참조하면, 비교단계(S110)에서 출력되는 비교신호에 따라 스위치(133)가 스위칭되고, 스위치(133)가 오프되면 정전류원(131)으로부터 스위치(133)와 병렬 연결된 충전 커패시터(Cdim)(135)로 전류가 공급되어 충전이 이루어질 수 있다. 다음으로, 도 5의 제1 샘플앤홀드 단계(S150)에서는 충전전압 생성단계(S130)에서 충전된 후 출력되는 충전전압의 한 주기의 피크 치를 유지하여 제1 기준신호로 출력한다.

다시 도 4를 참조하여 LED 조명 구동 방법을 계속 살펴본다. 도 4의 제2 기준신호 생성단계(S200)에서는 제1 기준신호 출력단계(S100)에서 출력되는 제1 기준신호와 LED 구동 스위치(도시되지 않음)의 전류를 센싱한 센싱전압의 피크 치를 비교하여 오차를 증폭하고, 오차 증폭된 신호와 라인전압을 곱하여 제2 기준신호로 출력한다.

도 6을 참조하여, 제2 기준신호 생성단계(S200)를 구체적으로 살펴본다. 하나의 예에서, 제2 기준신호 생성단계(S200)는 제2 샘플앤홀드 단계(S210), 오차증폭단계(S230) 및 승산단계(S250)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 6의 제2 샘플앤홀드 단계(S210)에서는 LED 구동 스위치(도시되지 않음)의 전류를 센싱한 센싱전압의 한 주기의 피크 치를 유지하여 출력한다. 다음, 도 6의 오차증폭단계(S230)에서는 제2 샘플앤홀드 단계(S210)에서의 출력신호를 도 4의 제1 기준신호 출력단계(S100), 예컨대 더 구체적으로, 도 5의 제1 샘플앤홀드 단계(S150)에서 출력되는 제1 기준신호와 비교하여 오차를 증폭하여 출력한다. 그리고, 도 6의 승산단계(S250)에서는 오차증폭단계(S230)에서 출력되는 오차증폭신호와 라인전압을 곱하여 제2 기준신호로 출력한다.

다음으로, 도 4의 PWM 제어단계(S300)에서는 제2 기준신호 생성단계(S200)에서 출력되는 제2 기준신호와 센싱전압을 비교하여 듀티가 조절된 PWM신호를 출력한다. 이때, 센싱전압은 LED 구동 스위치(도시되지 않음)의 전류를 센싱한 센싱전압이다.

또한, 하나의 예에서, PWM 제어단계(S300)에서는 PWM 비교기(51)를 구비하여, 제2 기준신호 생성단계(S200)에서 출력되는 제2 기준신호를 PWM 비교기(51)의 PWM 기준신호로 입력받고 센싱전압을 PWM 비교기(51)의 비교신호로 입력받아 제2 기준신호와 센싱전압을 비교하여 듀티가 조절된 PWM신호를 출력할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 라인전압에 따라 PWM 기준신호인 제2 기준신호가 변하게 되므로, 트라이악 디머(1)의 호환이 가능하게 되고, 또한, 라인 레귤레이션(Line Regulation) 성능을 개선할 수 있다.

이상에서, 전술한 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니라 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 또한, 전술한 구성들의 다양한 조합에 따른 실시예들이 앞선 구체적인 설명들로부터 당업자에게 자명하게 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물들을 포함하고 있다.

1 : 디머 10 : 디밍 블럭
11 : 비교부 또는 비교기 13 : 충전전압 생성부
131 : 정전류원 133 : 스위치
135 : 충전 커패시터 15 : 제1 샘플앤홀드부
30 : 기준신호 생성블럭 31 : 제2 샘플앤홀드부
33 : 오차증폭부 또는 오차증폭기 35 : 곱셈부 또는 곱셈기
50 : PWM 제어블럭 51 : PWM 비교기
70 : 라인전압 센싱블럭

Claims

LED 조명으로 제공되는 라인전압과 기준전압을 비교하고 비교신호에 따라 충전되는 충전전압의 피크 치를 제1 기준신호로 출력하는 디밍 블럭;
상기 디밍 블럭에서 출력되는 상기 제1 기준신호와 LED 구동 스위치의 전류를 센싱한 센싱전압의 피크 치를 비교하여 오차를 증폭하고 오차 증폭된 신호와 상기 라인전압을 곱하여 제2 기준신호로 출력하는 기준신호 생성블럭; 및
상기 기준신호 생성블럭에서 출력되는 상기 제2 기준신호와 상기 센싱전압을 비교하여 듀티가 조절된 PWM신호를 출력하는 PWM 제어블럭; 을 포함하는 LED 조명 구동회로.
청구항 1에 있어서,
상기 디밍 블럭은:
상기 라인전압과 상기 기준전압을 비교하여 상기 비교신호를 출력하는 비교부;
상기 비교부에서 출력되는 상기 비교신호에 따라 정전류원으로부터 전류를 공급받아 충전을 수행하는 충전전압 생성부; 및
상기 충전전압 생성부에서 출력되는 상기 충전전압의 한 주기의 피크 치를 유지하여 제1 기준신호로 출력하는 제1 샘플앤홀드부; 를 포함하는,
LED 조명 구동회로.
청구항 2에 있어서,
상기 충전전압 생성부는:
전류를 공급하는 정전류원;
상기 비교부에서 출력되는 상기 비교신호에 따라 스위칭하는 스위치; 및
상기 스위치와 병렬 연결되고, 상기 스위치의 오프 동작 시 상기 정전류원으로부터 전류를 공급받아 충전되는 충전 커패시터; 를 포함하는,
LED 조명 구동회로.
청구항 1에 있어서,
상기 기준신호 생성블럭은:
상기 LED 구동 스위치의 전류를 센싱한 상기 센싱전압의 한 주기의 피크 치를 유지하여 출력하는 제2 샘플앤홀드부;
상기 제2 샘플앤홀드부의 출력신호를 상기 디밍 블럭에서 출력되는 상기 제1 기준신호와 비교하여 오차를 증폭하여 출력하는 오차증폭부; 및
상기 오차증폭부에서 출력되는 오차증폭신호와 상기 라인전압을 곱하여 상기 제2 기준신호로 출력하는 곱셈부; 를 포함하는,
LED 조명 구동회로.
청구항 2에 있어서,
상기 기준신호 생성블럭은:
상기 LED 구동 스위치의 전류를 센싱한 상기 센싱전압의 한 주기의 피크 치를 유지하여 출력하는 제2 샘플앤홀드부;
상기 제2 샘플앤홀드부의 출력신호를 상기 제1 샘플앤홀드부에서 출력되는 상기 제1 기준신호와 비교하여 오차를 증폭하여 출력하는 오차증폭부; 및
상기 오차증폭부에서 출력되는 오차증폭신호와 상기 라인전압을 곱하여 상기 제2 기준신호로 출력하는 곱셈부; 를 포함하는,
LED 조명 구동회로.
청구항 1에 있어서,
상기 PWM 제어블럭은 PWM 비교기를 포함하고,
상기 PWM 비교기는 상기 기준신호 생성블럭에서 출력되는 상기 제2 기준신호를 기준신호로 입력받고 상기 센싱전압을 비교신호로 입력받아 상기 제2 기준신호와 상기 센싱전압을 비교하여 듀티가 조절된 상기 PWM신호를 출력하는,
LED 조명 구동회로.
청구항 1에 있어서,
상기 LED 조명 구동회로는 상기 LED 조명으로 제공되는 라인전압을 센싱하는 라인전압 센싱블럭을 더 포함하고,
상기 디밍 블럭 및 기준신호 생성블럭에 제공되는 상기 라인전압은 상기 라인전압 센싱블럭에 센싱된 전압인,
LED 조명 구동회로.
청구항 1 내지 7 중의 어느 하나에 있어서,
상기 LED 조명으로 제공되는 상기 라인전압은 디머의 출력전압인,
LED 조명 구동회로.
LED 조명으로 제공되는 라인전압과 기준전압을 비교하고 비교신호에 따라 충전되는 충전전압의 피크 치를 제1 기준신호로 출력하는 제1 기준신호 출력단계;
상기 제1 기준신호 출력단계에서 출력되는 상기 제1 기준신호와 LED 구동 스위치의 전류를 센싱한 센싱전압의 피크 치를 비교하여 오차를 증폭하고 오차 증폭된 신호와 상기 라인전압을 곱하여 제2 기준신호로 출력하는 제2 기준신호 생성단계; 및
상기 제2 기준신호 생성단계에서 출력되는 상기 제2 기준신호와 상기 센싱전압을 비교하여 듀티가 조절된 PWM신호를 출력하는 PWM 제어단계; 를 포함하는 LED 조명 구동방법.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 기준신호 출력단계는:
상기 라인전압과 상기 기준전압을 비교하여 상기 비교신호를 출력하는 비교단계;
상기 비교단계에서 출력되는 상기 비교신호에 따라 정전류원으로부터 전류를 공급받아 충전을 수행하는 충전전압 생성단계; 및
상기 충전전압 생성단계에서 충전된 후 출력되는 상기 충전전압의 한 주기의 피크 치를 유지하여 제1 기준신호로 출력하는 제1 샘플앤홀드 단계; 를 포함하는,
LED 조명 구동방법.
청구항 9에 있어서,
상기 제2 기준신호 생성단계는:
상기 LED 구동 스위치의 전류를 센싱한 상기 센싱전압의 한 주기의 피크 치를 유지하여 출력하는 제2 샘플앤홀드 단계;
상기 제2 샘플앤홀드 단계에서의 출력신호를 상기 제1 기준신호 출력단계에서 출력되는 상기 제1 기준신호와 비교하여 오차를 증폭하여 출력하는 오차증폭단계; 및
상기 오차증폭단계에서 출력되는 오차증폭신호와 상기 라인전압을 곱하여 상기 제2 기준신호로 출력하는 승산단계; 를 포함하는,
LED 조명 구동방법.
청구항 10에 있어서,
상기 제2 기준신호 생성단계는:
상기 LED 구동 스위치의 전류를 센싱한 상기 센싱전압의 한 주기의 피크 치를 유지하여 출력하는 제2 샘플앤홀드 단계;
상기 제2 샘플앤홀드 단계의 출력신호를 상기 제1 샘플앤홀드 단계에서 출력되는 상기 제1 기준신호와 비교하여 오차를 증폭하여 출력하는 오차증폭단계; 및
상기 오차증폭단계에서 출력되는 오차증폭신호와 상기 라인전압을 곱하여 상기 제2 기준신호로 출력하는 승산단계; 를 포함하는,
LED 조명 구동방법.
청구항 9에 있어서,
상기 PWM 제어단계에서는 PWM 비교기를 구비하여, 상기 제2 기준신호 생성단계에서 출력되는 상기 제2 기준신호를 상기 PWM 비교기의 기준신호로 입력받고 상기 센싱전압을 상기 PWM 비교기의 비교신호로 입력받아 상기 제2 기준신호와 상기 센싱전압을 비교하여 듀티가 조절된 상기 PWM신호를 출력하는,
LED 조명 구동방법.
청구항 9 내지 13 중의 어느 하나에 있어서,
상기 LED 조명으로 제공되는 상기 라인전압은 디머의 출력전압인,
LED 조명 구동방법.