KR20140089808A - Vcc 안정화 회로를 구비하는 LED 구동회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 Vcc 안정화 회로를 구비하는 LED 구동회로에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 교류전원을 인가받아 전파 정류하며, 각각 n개(n은 1 이상의 양의 정수)의 LED로 구성되는 제 1 LED 블럭, 제 2 LED 블럭, 제 3 LED 블럭, 제 4 LED 블럭을 포함하는 브리지 정류회로;와 상기 브리지 정류회로에 흐르는 전류를 일정하게 제한하는 정전류 IC; 및 상기 제 1 내지 제 4 LED 블럭 중 어느 하나의 LED 블럭을 구성하는 LED들 사이의 구동전압 공급노드와 정전류 IC 사이에 연결되어 상기 브리지 정류회로를 통해 인가되는 전압을 안정화하여 안정화된 구동전압을 정전류 IC로 제공하는 Vcc 안정화 회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 LED 구동회로가 제안된다.

Description

Vcc 안정화 회로를 구비하는 LED 구동회로{LED DRIVING CIRCUIT HAVING Vcc STABILIZATION CIRCUIT}
본 발명은 Vcc 안정화 회로를 구비하는 LED 구동회로에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 정전류 IC에 안정적인 구동전압(Vcc)을 공급할 수 있는 Vcc 안정화 회로를 구비하는 LED 구동회로에 관한 것이다.
LED(light emitting diode), 즉, 발광 다이오드란 Ga(갈륨), P(인), As(비소), 인듐(In), 질소(N), 알루미늄(Al) 등을 재료로 하여 만들어진 반도체로서, 다이오드의 특성을 가지고 있으며, 전류를 흐르게 하면 붉은색, 녹색, 노란색으로 빛을 발한다. 전구에 비해 수명이 길고 응답 속도(전류가 흘러서 빛을 발하기까지의 시간)가 빠르며, 전력 소비량이 작다는 이점이 있어 널리 이용되고 있는 추세이다.
일반적으로 발광 소자는 다이오드 특성에 의해 DC전원에서만 구동할 수 있었다. 이에 종래의 발광 소자를 이용한 발광 장치는 그 사용이 제한적일 뿐 아니라, 현재 가정에서 사용하는 교류전원에서 사용하기 위해서는 SMPS와 같은 별도의 회로를 포함하여야 한다. 이에 따라 발광 장치의 회로가 복잡해지고, 이의 제작 단가가 높아지게 되는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 다수의 발광 셀을 직렬 또는 병렬 연결하여 AC전원에서도 구동할 수 있는 발광 소자에 관한 연구가 활발히 진행 중이다. 이러한 기술로서, LED 구동회로 내에 교류전압을 인가받아 정류전압을 출력하는 전파 정류부를 구비하는 LED 구동회로가 제안되었다.
그러나 전술한 LED 구동회로의 경우 인가되는 전압의 변화에 따라 과전류가 흐르게 되어 LED가 손상될 수 있다는 문제점이 있다. 이러한 과전류에 따른 LED 손상을 방지하기 위하여, 저항소자를 직렬로 연결하여 과전류를 방지할 수 있는 LED 구동회로와, 정전류 IC를 이용하여 LED에 흐르는 전류를 일정하게 유지하도록 하여 입력 전압의 변화에 대해 안정된 특성을 가질 수 있도록 하는 LED 구동회로 등이 제안되었다.
특히, 미국 등록특허 공보 US 7,863,825호에는 브리지 정류회로에 포함되는 브리지 다이오드를 LED 그룹들로 구성하고, 브리지 다이오드의 LED 그룹들 사이에 정전류 IC를 구비한 LED 구동회로를 제안하고 있다.
도 1은 전술한 종래기술에 따른 LED 구동회로의 구성 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 LED 구동회로는 각기 2개의 LED를 포함하고 있는 제 1 브리지 암(10), 제 2 브리지 암(20), 제 3 브리지 암(30), 제 4 브리지 암(40)으로 구성되는 브리지 회로와 브리지 회로를 통해 흐르는 전류를 정전류로 제어하기 위한 정전류 IC(50)를 포함하여 구성된다. 이때, 정전류 IC(50)를 구동하기 위해서 안정적인 IC 구동전압(Vcc)이 필요하다. 그러나 전술한 종래기술에 따른 LED 구동회로의 경우 LED 구동회로에 공급되는 교류전원이 시간에 따라 변화하기 때문에 정류 IC(50)에 안정적인 구동전압(Vcc)을 공급할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 위에서 언급한 종래기술의 문제점을 해결하는 것이다.
본 발명의 일 목적은, LED 구동전류를 정전류로 유지할 수 있는 LED 구동회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, LED 구동전류를 정전류로 유지하는 정전류 IC에 안정화된 구동전압(Vcc)을 공급하여 LED의 밝기를 정확하게 제어할 수 있는 LED 구동회로를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특유의 효과를 달성하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 교류전원을 인가받아 전파 정류하며, 각각 n개(n은 1 이상의 양의 정수)의 LED로 구성되는 제 1 LED 블럭, 제 2 LED 블럭, 제 3 LED 블럭, 제 4 LED 블럭을 포함하는 브리지 정류회로;와 상기 브리지 정류회로에 흐르는 전류를 일정하게 제한하는 정전류 IC; 및 상기 제 1 내지 제 4 LED 블럭 중 어느 하나의 LED 블럭을 구성하는 LED들 사이의 구동전압 공급노드와 정전류 IC 사이에 연결되어 상기 브리지 정류회로를 통해 인가되는 전압을 안정화하여 안정화된 구동전압을 정전류 IC로 제공하는 Vcc 안정화 회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 LED 구동회로가 제공된다.
보다 바람직하게, 상기 Vcc 안정화 회로는 상기 제 1 내지 제 4 LED 블럭 중 어느 하나의 LED 블럭을 구성하는 LED들 사이의 구동전압 공급노드와 정전류 IC 사이에 연결되도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 구동전압 공급노드의 위치는 인가되는 교류전압, 구동전압 공급노드 앞에 위치한 적어도 하나의 LED의 순방향 전압, 정전류 IC 자체의 강하전압, 정전류 IC의 최소동작전압, 요구되는 밝기 중 적어도 하나 이상의 요인에 의해 설정될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 1 LED 블럭, 제 2 LED 블럭, 제 3 LED 블럭 및 제 4 LED 블럭은, 상기 교류전원의 양의 반주기 동안 상기 제 2 LED 블럭 및 상기 제 3 LED 블럭이 발광되고, 상기 교류전원의 음의 반주기 동안 상기 제 1 LED 블럭 및 상기 제 4 LED 블럭이 발광되도록 연결될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 브리지 정류회로는 상기 교류전원의 양의 반주기 동안 전압이 인가되는 제 1 노드, 상기 교류전원의 음의 반주기 동안 전압이 인가되는 제 3 노드, 상기 제 3 LED 블럭과 상기 제 4 LED 블럭 사이의 제 2 노드, 상기 제 1 LED 블럭과 상기 제 2 LED 블럭 사이의 제 4 노드를 포함하고, 상기 제 1 LED 블럭과 상기 제 3 LED 블럭은 상기 제 1 노드에 서로 극성을 달리하여 병렬로 연결되며, 상기 제 2 LED 블럭과 상기 제 4 LED 블럭은 상기 제 3 노드에 서로 극성을 달리하여 병렬로 연결되고, 상기 제 1 LED 블럭과 상기 제 2 LED 블럭은 상기 제 4 노드를 중심으로 서로 극성을 달리하여 직렬로 연결되고, 상기 제 3 LED 블럭과 상기 제 4 LED 블럭은 상기 제 2 노드를 중심으로 서로 극성을 달리하여 직렬로 연결되도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 정전류 IC는 상기 제 2 노드와 상기 제 4 노드 사이에 연결되도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 3 LED 블럭은 상기 구동전압 공급노드인 제 5 노드를 포함하며, 상기 Vcc 안정화 회로는 상기 제 5 노드에 연결되도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 4 LED 블럭은 또 다른 구동전압 공급노드인 제 6 노드를 포함하며, 상기 Vcc 안정화 회로는 상기 제 6 노드에 더 연결되도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 Vcc 안정화 회로는, 상기 노드 전압을 분배하기 위한 저항; 상기 저항에 직렬로 연결되며, 상기 저항에 의해 분배된 전압을 정전압으로 유지하는 제너 다이오드; 및 상기 제너 다이오드에 병렬로 연결되며, 정전류 IC의 구동전압 이상에서 충전되고, 상기 정전류 IC의 구동전압 미만에서 방전되어 상기 정전류 IC에 구동전압을 공급하는 커패시터를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 Vcc 안정화 회로는 상기 커패시터의 방전시 상기 노드로 전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 다이오드를 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 1 LED 블럭, 제 2 LED 블럭, 제 3 LED 블럭, 제 4 LED 블럭은 적어도 하나의 단일 LED로 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 1 LED 블럭, 제 2 LED 블럭, 제 3 LED 블럭, 제 4 LED 블럭은 각각은 적어도 하나의 LED로 이루어진 복수의 LED 그룹이 직렬로 연결된 LED 어레이로 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 안정화된 정전류 IC 구동전압(Vcc)을 공급하여 불안정한 정전류 IC 구동전압 공급으로 인한 소비전력의 편차를 개선할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 정전류 IC에 공급되는 구동전압으로 비교기(OPamp)에 제공되는 기준전압(Vref)를 생성하는 경우, Vcc가 안정화되므로 기준전압을 이용한 정밀한 제어가 가능하다는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, Vcc의 노이즈에 따라 발생될 수 있는 EMI 문제(방사, 전도 등)를 개선할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 LED 조명장치의 구성 블록도.
도 2a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 LED 구동회로의 구성 블록도.
도 2b는 본 발명의 다른 바람직한 일 실시예에 따른 LED 구동회로의 구성 블록도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 LED 구동회로의 회로도.
도 4는 본 발명의 다른 바람직한 일 실시예에 따른 LED 구동회로의 회로도.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
[본 발명의 바람직한 실시예]
도 2a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 LED 구동회로의 구성 블록도이다. 이하에서, 도 2a를 참조하여 본 발명에 따른 LED 구동회로의 구성과 기능에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 구동회로는 브리지 정류회로, Vcc 안정화 회로(150) 및 정전류 IC(100)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 브리지 정류회로는 인가되는 교류전원(Vac)을 전파정류하여 정류전압을 출력하는 기능을 수행하는 구성요소로서, 브리지 다이오드(bridge diode)들로 구성되는 일반적인 브리지 정류회로와 달리 LED 블럭들(110, 120, 130, 140)로 구성된다는 점에서 차이가 있다. 즉, 본 발명에 따른 브리지 정류회로는 브리지 정류회로의 노드와 노드 사이에 정류기능을 수행하는 동시에 발광할 수 있는 4개의 LED 블럭들(110, 120, 130, 140)을 구비한다. 따라서, 교류전원(Vac)의 극성에 따라 4개의 LED 블럭들(110, 120, 130, 140) 중 2개씩 교대로 발광하게 된다. 한편, 본 발명에 따르는 브리지 정류회로를 구성하는 LED 블럭들(110, 120, 130, 140) 각각은 n개(n은 1 이상의 양의 정수)의 LED를 포함할 수 있다. LED 블럭을 구성하는 LED의 수는 필요에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명 및 이해의 편의를 위하여, LED 블럭들(110, 120, 130, 140) 각각이 n개의 LED(제 1 LED 내지 제 n LED)를 포함하여 구성되는 실시예를 기준으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2a를 참조하여, 본 발명에 따른 브리지 정류회로의 구성을 보다 상세하게 살펴본다. 도시된 바와 같이, 브리지 정류회로는, 교류전원(Vac)의 양의 반주기에 정방향 전압이 인가되는 제 1 노드(node1), 교류전원(Vac)의 음의 반주기에 정방향 전압이 인가되는 제 3 노드(node3)를 포함한다. 즉, 제 1 노드(node1)와 제 3 노드(node3)는 전극의 기능을 수행할 수 있다. 한편, 제 1 LED 블럭(110)과 제 2 LED 블럭(120)은 LED의 극성을 달리하여 서로 직렬로 연결된다. 이때, 제 1 LED 블럭(110)과 제 2 LED 블럭(120) 사이에 제 4 노드(node4)가 위치된다. 유사하게, 제 3 LED 블럭(130)과 제 4 LED 블럭(140)은 LED의 극성을 달리하여 서로 직렬로 연결되며, 사이에 제 2 노드(node2)가 위치된다. 서로 직렬로 연결된 제 1 LED 블럭(110) 및 제 2 LED 블럭(120)과, 서로 직렬로 연결된 제 3 LED 블럭(130) 및 제 4 LED 블럭(140)은 제 1 노드(node1)와 제 3 노드(node3) 사이에서 서로 병렬로 연결된다.
한편, 본 발명에 따른 정전류 IC(100)는 브리지 정류회로의 제 2 노드와 제 4 노드(node4) 사이에 연결되며, 브리지 정류회로에 흐르는 전류를 미리 설정된 정전류 값으로 일정하게 유지하는 기능을 수행하게 된다.
브리지 정류회로와 정전류 IC(100)가 전술한 바와 같이 구성되므로, 교류전원(Vac)의 양의 반주기 동안에는 제 1 노드(node1)에 정방향 전압이 인가되어 제 3 LED 블럭(130)과 제 2 LED 블럭(120)이 발광되고, 교류전원(Vac)의 음의 반주기 동안에는 제 3 노드(node3)에 정방향 전압이 인가되어 제 4 LED 블럭(140)과 제 1 LED 블럭(110)이 발광된다. 한편, 전술한 바와 같이, 이때 흐르게 되는 LED 구동전류는 정전류 IC(100)에 의해 정전류 값으로 유지된다.
한편, 정전류 IC(100)가 구동되기 위해서는 안정적인 DC 구동전압이 공급되어야 한다. 본 발명에 따른 LED 구동회로는 정전류 IC(100)에 안정적인 DC 구동전압(Vcc)을 공급하기 위한 Vcc 안정화 회로(150)를 포함한다. Vcc 안정화 회로(150)는 전술한 바와 같은 제 1 LED 블럭(110), 제 2 LED 블럭(120), 제 3 LED 블럭(130), 제 4 LED 블럭(140) 중 어느 하나의 LED 블럭을 구성하는 복수의 LED들 사이의 구동전압 공급노드와 정전류 IC(100)에 연결되어, 구동전압 공급노드의 노드 전압을 안정화하고, 안정화된 구동전압(Vcc)을 정전류 IC(100)에 공급하는 기능을 수행하게 된다. 예를 들어, 도 2a에서 Vcc 안정화 회로(150)의 입력단은 제 3 LED 블럭(130)을 구성하는 n개의 LED(131D1 내지 131Dn) 사이의 소정의 위치의 제 5 노드(node5)에 연결된다. Vcc 안정화 회로(150)의 입력단에 인가되는 전압은 제 5 노드(node5)의 전압(Vnode5)이 된다. 이러한 방식으로 특정 LED 블럭을 구성하는 복수의 LED들 사이의 구동전압 공급노드로부터 안정화되지 않은 구동전압을 공급받는 경우, 전체 전압에서 구동전압 공급노드의 이전에 연결된 LED(들)의 순방향 전압에 의한 강하전압을 뺀 전압이 안정화되지 않은 구동전압이 된다. 따라서, 구동전압 공급노드는 인가되는 교류전압, 특정 LED 블록을 구성하는 복수의 LED들 사이에서, 구동전압 공급노드(node 5) 앞에 위치한 LED(들)의 순방향 전압, 정전류 IC(100)의 구동전압 범위/전압 강하량, 요구되는 밝기 등을 종합적으로 고려하여 최적의 위치로 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 정전류 IC(100)의 구동에 높은 구동전압이 필요한 경우, LED(들)의 순방향 전압에 의한 전압강하를 최소화하기 위하여, 구동전압 공급노드(node 5)의 위치는 특정 LED 블록을 구성하는 복수의 LED들 사이에서 상대적으로 앞쪽(예를 들어, 제 1 LED와 제 2 LED 사이에)에 위치되는 것이 보다 바람직하다. 반면, 정전류 IC(100)의 구동에 높은 구동전압이 필요하지 않으며 정전류 IC(100)의 정격전압의 허용범위가 상대적으로 낮은 경우, 구동전압 공급노드(node 5)의 위치는 특정 LED 블록을 구성하는 복수의 LED들 사이에서 상대적으로 뒤쪽(예를 들어, 제 n-1 LED와 제 n LED 사이에)에 위치될 수 있다.
도 2b는 본 발명의 다른 바람직한 일 실시예에 따른 LED 구동회로의 구성 블록도이다. 도 2b를 참조하여 본 발명의 다른 바람직한 일 실시예에 따른 LED 구동회로의 구성과 기능에 대하여 상세하게 살펴보도록 한다.
도 2a에 도시된 실시예의 경우 제 1 LED 블럭(110) 내지 제 4 LED 블럭(140)이 1개 내지 n개의 단일 LED 칩을 이용하여 구성되는 반면, 도 2b에 도시된 실시예에 있어, 제 1 LED 블럭(110) 내지 제 4 LED 블럭(140)이 m개(m은 1 이상의 정수)의 LED 그룹으로 구성된다는 점에 있어 차이점이 있다. LED 그룹 각각은 적어도 1개 이상의 LED를 포함하여 구성된다. 따라서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제 1 LED 블럭(110)은 각각 적어도 1개 이상의 LED를 포함하여 구성되는 m개의 LED 그룹(112D1~112Dm)을 포함한다. 또한, 제 2 LED 블럭(120)은 각각 적어도 1개 이상의 LED를 포함하여 구성되는 m개의 LED 그룹(122D1~122Dm)을 포함한다. 동일하게, 제 3 LED 블럭(130)과 제 4 LED 블럭(140) 또한 각각 적어도 1개 이상의 LED를 포함하여 구성되는 m개의 LED 그룹(132D1~132Dm, 142D1~142Dm)을 포함한다.
제 1 LED 블럭(110) 내지 제 4 LED 블럭(140)이 LED 그룹들을 포함하여 구성되므로, 전술한 바와 같은 안정화되지 않은 구동전압을 공급하는 구동전압 공급노드(node 5)는 LED 그룹들 사이에 위치된다. 따라서, 도 2a에 도시된 실시예가 15개의 LED로 구성된 제 3 LED 블럭(130)을 포함하고, 도 2b에 도시된 실시예가 각각 5개의 LED로 구성된 제 1 LED 그룹 내지 제 3 LED 그룹로 구성된 제 3 LED 블럭(130)을 포함하는 경우, 제 3 LED 블럭(130) 내에 포함되는 LED의 수는 동일하지만, 도 2a에 도시된 실시예의 경우 제 1 내지 제 15 LED들 사이의 소정의 위치에 구동전압 공급노드(node 5)가 위치될 수 있는 반면, 도 2b에 도시된 실시예의 경우 제 1 내지 제 3 LED 그룹들 사이의 소정의 위치에만 구동전압 공급노드(node 5)가 위치될 수 있다는 차이점이 있다.
한편, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한 바와 같은, Vcc 안정화 회로(150)는 교류전원(Vac)의 크기 및 극성 변화와 무관하게 일정한 직류 구동전압을 정전류 IC(100)에 공급하는 기능을 수행하게 된다. 이러한 Vcc 안정화 회로(150)로서 공지된 다양한 정전압 공급 회로들 중 하나가 채택되어 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 Vcc 안정화 회로(150)의 구체적인 구성과 기능에대하여 도 3을 참조하여 살펴보도록 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 LED 구동회로의 회로도이다. 보다 구체적으로, 도 3에는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 Vcc 안정화 회로(150)를 구현하기 위한 구체적인 일 실시예가 도시되어 있다. 이하에서, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 Vcc 안정화 회로(150)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 Vcc 안정화 회로(150)는 전압분배 저항(R1), 역류방지 다이오드(D151), 전압제한 제너 다이오드(D156) 및 충방전 커패시터(C1)를 포함할 수 있다.
전압분배 저항(R1)은 구동전압 공급노드(node5)의 전압을 분배하며, 과전류 인입을 방지하여 Vcc 안정화 회로(150)를 보호하는 기능을 수행하게 된다. 역류방지 다이오드(D151)는 충방전 커패시터(C1)의 방전시 전류가 전압분배 저항(R1) 및 구동전압 공급노드(node5)로 흐르지 않도록 하는 기능을 수행하게 된다.
전압제한 제너 다이오드(D156)는 전압분배 저항(R1)에 의해 분배된 전압, 즉, 충방전 커패시터(C1)에 걸리는 충전전압이 미리 설정된 정전류 IC(100)의 최대동작전압 이하로 유지될 수 있도록 전압을 제어하는 기능을 수행하게 된다.
충방전 커패시터(C1)는 전압제한 제너 다이오드(D156)에 병렬로 연결되며, 정전류 IC(100)의 구동전압 이상에서 충전되고, 정전류 IC(100)의 구동전압 미만에서 방전되어 정전류 IC(100)에 구동전압을 공급하는 기능을 수행하게 된다.
이하에서 전술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 Vcc 안정화 회로(150)의 동작에 대하여 살펴보도록 한다. 먼저, 교류전원(Vac)이 전원공급을 개시하면 구동전압 공급노드(node5), 저항(R1), 역전류 방지 다이오드(D151)를 통과한 전류가 충방전 커패시터(C1)에 충전되기 시작한다. 충방전 커패시터(C1)의 양단 전압(Vcc)이 정전류 IC(100)를 구동할 수 있는 최소동작전압(예를 들어, DC 5V) 이상이 되면 정전류 IC(100)가 동작을 개시한다.
시간의 경과에 따라 교류전원(Vac)의 전압레벨이 점차 상승하여 미리 설정된 정전류 IC(100)의 최대동작전압을 초과하게 되는 경우, 전압제어 제너 다이오드(D156)는 정전류 IC(100)에 인가되는 전압을 정격전압의 허용범위 이내로 제한하는 기능을 수행하게 된다.
시간의 경과에 따라 교류전원(Vac)의 전압레벨이 점차 감소하여 충방전 커패시터(C1)에 걸리는 전압이 최소동작전압 미만으로 떨어지면, 충방전 커패시터(C1)가 방전을 시작하여 정전류 IC(100)에 구동전원을 공급하게 된다. 충방전 커패시터(C1)의 정전류 IC(100)로의 구동전원 공급은, 충방전 커패시터(C1)에 걸리는 전압이 정전류 IC(100)의 최소동작전압 이상이 될 때까지 계속된다.
도 4는 본 발명의 다른 바람직한 일 실시예에 따른 LED 구동회로의 회로도이다. 이하에서, 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 LED 구동회로의 구성과 기능에 대하여 살펴보도록 한다. 도 4에 도시된 LED 구동회로는 도 3에 도시된 LED 구동회로와 거의 유사하므로, 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 구동회로에 포함되는 Vcc 안정화 회로(150)는 제 4 LED 블럭(140)을 구성하는 제 1 LED(141D1)와 제 n LED(141Dn) 사이의 임의의 위치에 구현된 제 6 노드(node6)로부터 전원을 더 공급받도록 구성된다. 이러한 구성으로 인하여, 본 발명에 따른 Vcc 안정화 회로(150)는 교류전원(Vac)의 음의 반주기 동안에도 제 6 노드(node6)를 통해 정방향 전압을 공급받을 수 있게 된다. 따라서, Vcc 안정화 회로(150)에 포함되는 충방전 커패시터의 용량을 줄일 수 있는 효과를 더 기대할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 교류전원을 인가받아 전파 정류하며, 각각 n개(n은 1 이상의 양의 정수)의 LED로 구성되는 제 1 LED 블럭, 제 2 LED 블럭, 제 3 LED 블럭, 제 4 LED 블럭을 포함하는 브리지 정류회로;와
    상기 브리지 정류회로에 흐르는 전류를 일정하게 제한하는 정전류 IC; 및
    상기 제 1 내지 제 4 LED 블럭 중 어느 하나의 LED 블럭을 구성하는 LED들 사이의 구동전압 공급노드와 정전류 IC 사이에 연결되어 상기 브리지 정류회로를 통해 인가되는 전압을 안정화하여 안정화된 구동전압을 정전류 IC로 제공하는 Vcc 안정화 회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동전압 공급노드의 위치는 인가되는 교류전압, 구동전압 공급노드 앞에 위치한 적어도 하나의 LED의 순방향 전압, 정전류 IC 자체의 강하전압, 정전류 IC의 최소동작전압, 요구되는 밝기 중 적어도 하나 이상의 요인에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    정전류 IC의 구동에 높은 구동전압이 필요한 경우, 상기 구동전압 공급노드의 위치는 상기 제 1 내지 제 4 LED 블럭 중 어느 하나의 LED 블럭을 구성하는 제 1 LED와 제 2 LED 사이에 위치되고, 정전류 IC의 정격전압의 허용범위가 상대적으로 낮은 경우, 구동전압 공급노드의 위치는 제 n-1 LED와 제 n LED 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 LED 블럭, 제 2 LED 블럭, 제 3 LED 블럭 및 제 4 LED 블럭은,
    상기 교류전원의 양의 반주기 동안 상기 제 2 LED 블럭 및 상기 제 3 LED 블럭이 발광되고, 상기 교류전원의 음의 반주기 동안 상기 제 1 LED 블럭 및 상기 제 4 LED 블럭이 발광되도록 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 브리지 정류회로는 상기 교류전원의 양의 반주기 동안 전압이 인가되는 제 1 노드, 상기 교류전원의 음의 반주기 동안 전압이 인가되는 제 3 노드, 상기 제 3 LED 블럭과 상기 제 4 LED 블럭 사이의 제 2 노드, 상기 제 1 LED 블럭과 상기 제 2 LED 블럭 사이의 제 4 노드를 포함하고,
    상기 제 1 LED 블럭과 상기 제 3 LED 블럭은 상기 제 1 노드에 서로 극성을 달리하여 병렬로 연결되며, 상기 제 2 LED 블럭과 상기 제 4 LED 블럭은 상기 제 3 노드에 서로 극성을 달리하여 병렬로 연결되고,
    상기 제 1 LED 블럭과 상기 제 2 LED 블럭은 상기 제 4 노드를 중심으로 서로 극성을 달리하여 직렬로 연결되고, 상기 제 3 LED 블럭과 상기 제 4 LED 블럭은 상기 제 2 노드를 중심으로 서로 극성을 달리하여 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 정전류 IC는 상기 제 2 노드와 상기 제 4 노드 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 LED 블럭은 상기 구동전압 공급노드인 제 5 노드를 포함하며,
    상기 Vcc 안정화 회로는 상기 제 5 노드에 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 4 LED 블럭은 또 다른 구동전압 공급노드인 제 6 노드를 포함하며,
    상기 Vcc 안정화 회로는 상기 제 6 노드에 더 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 Vcc 안정화 회로는,
    상기 노드 전압을 분배하기 위한 저항;
    상기 저항에 직렬로 연결되며, 상기 저항에 의해 분배된 전압을 정전압으로 유지하는 제너 다이오드; 및
    상기 제너 다이오드에 병렬로 연결되며, 정전류 IC의 구동전압 이상에서 충전되고, 상기 정전류 IC의 구동전압 미만에서 방전되어 상기 정전류 IC에 구동전압을 공급하는 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 Vcc 안정화 회로는 상기 커패시터의 방전시 상기 노드로 전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 LED 블럭, 제 2 LED 블럭, 제 3 LED 블럭, 제 4 LED 블럭은 적어도 하나의 단일 LED로 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 LED 블럭, 제 2 LED 블럭, 제 3 LED 블럭, 제 4 LED 블럭은 적어도 하나의 LED로 이루어진 복수의 LED 그룹이 직렬로 배열되어 있는 LED 어레이인 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
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