KR20140121621A - 발광 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 발광 소자를 포함하는 발광 유닛, 그리고 상기 발광 유닛에 출력 전원을 제공하는 전원 공급 장치를 포함하며, 상기 전원 공급 장치는 제어신호에 따라 스위칭 신호를 출력하는 제어집적회로를 포함하는 제어부, 상기 제어부로부터의 1차측의 전압을 변압하여 2차측으로 상기 출력 전원을 출력하는 변압부, 그리고 상기 2차측의 출력을 받고, 상기 발광 유닛에 흐르는 출력 전류를 센싱하여 출력정보를 상기 제어집적회로에 피드백하는 출력집적회로를 포함하는 출력부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 출력정보에 따라 상기 출력 전류를 보상하여 상기 스위칭 신호를 생성하는 발광 모듈을 제공한다. 따라서, 부스트업 회로 없이 발광 다이오드의 출력을 센싱하여 필요한 전압 정보를 1차측으로 전달하고, 1차측에서 보상하여 전압을 2차측으로 출력함으로써 효율이 향상된다. 또한, 부스트업 회로 없이 부스트가 진행되어 비용이 절감되고, 별도의 인덕터 등의 부품이 사용되지 않아 소형화가 가능하다.

Description

발광 모듈{Light Emitting Module}

본 발명은 발광 모듈에 관한 것이다.

유기발광 다이오드(OLED: Organic Light-Emitting-Diode, 이하 OLED라 함)는 친환경적이고, 응답 속도가 수 나노 초로 고속 응답이 가능하여 비디오 신호 스트림에 효과적이다.

또한, OLED는 임펄시브(Impulsive) 구동이 가능하고 색 재현성이 100% 이상이고 다양한 색의 OLED의 광량을 조정하여 휘도, 색 온도 등을 임의로 변경할 수 있다.

이러한 유기발광 다이오드에 전원을 공급하는 구동 회로의 경우, 1차단에서 교류 전압을 직류로 변환하고, 변환된 직류 전압을 변압기를 통해 변압한다.

이때, 2차단에서 변압된 전압을 받아 각각의 유기발광 다이오드로 인가될 전압에 상응하도록 승압하여 출력한다.

따라서, 종래의 유기발광 다이오드의 전원 공급 회로는 승압을 위한 부스트업회로, 즉, 인덕터, 트랜지스터, 커패시터 등의 회로를 필요로하며, 따라서 효율 및 비용에 비효율적이다.

또한, 인덕터의 경우, 공간을 많이 차지하므로, 소형화에 반하며, 유기발광다이오드의 수가 증가할수록 부스트업 회로의 수도 증가하여 상기 손실은 더욱 커진다.

실시예는 부스트업 회로 없이 유기발광 다이오드의 필요 전압으로 변환하여 전원을 공급하는 전원 공급 장치를 제공한다.

실시예는 복수의 유기발광 다이오드를 포함하는 발광 유닛, 그리고 상기 발광 유닛에 출력 전원을 제공하는 전원 공급 장치를 포함하며, 상기 전원 공급 장치는 제어신호에 따라 스위칭 신호를 출력하는 제어집적회로를 포함하는 제어부, 상기 제어부로부터의 1차측의 전압을 변압하여 2차측으로 상기 출력 전원을 출력하는 변압부, 그리고 상기 2차측의 출력을 받고, 상기 발광 유닛에 흐르는 출력 전류를 센싱하여 출력정보를 상기 제어집적회로에 피드백하는 출력집적회로를 포함하는 출력부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 출력정보에 따라 상기 출력 전류를 보상하여 상기 스위칭 신호를 생성하는 발광 모듈을 제공한다.

본 발명에 따르면, 부스트업 회로 없이 발광 다이오드의 출력을 센싱하여 필요한 전압 정보를 1차측으로 전달하고, 1차측에서 보상하여 전압을 2차측으로 출력함으로써 효율이 향상된다. 또한, 부스트업 회로 없이 부스트가 진행되어 비용이 절감되고, 별도의 인덕터 등의 부품이 사용되지 않아 소형화가 가능하다.

또한, 피드백 신호를 디지털화하여 전송하는 경우, 2차측의 제어칩을 디지털칩으로 구현함으로써 호환성이 향상된다.

도 1은 본 발명에 따른 전원 공급 장치를 포함하는 조명기기의 구성도이다.
도 2는 도 1의 일 예인 전원 공급 장치의 블럭도이다.
도 3은 도 2의 전원 공급 장치의 일 예인 회로도이다.
도 4는 도 3의 출력 신호의 제1 적용예를 나타내는 파형도이다.
도 5는 도 3의 출력 신호의 제2 적용예를 나타내는 파형도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 부스트 회로 없이 부스트를 1차측에서 수행하는 전원공급장치를 제공한다.

이하에서는 도 1 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 조명기기를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전원 공급 장치를 포함하는 조명기기의 구성도이고, 도 2는 도 1의 일 예인 전원 공급 장치의 블록도이고, 도 3은 도 2의 전원 공급 장치의 일 예인 회로도이고, 도 4는 도 3의 피드백신호의 제1 적용예를 나타내는 파형도이며, 도 5는 도 3의 피드백신호의 제2 적용예를 나타내는 파형도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 전원 공급 장치(100)를 포함하는 조명 기기(10)는 전원 공급 장치(100) 및 조명부(200)을 포함할 수 있다.

상기 조명부(200)은 복수의 발광 모듈일 수 있으며, 각 발광 모듈이 복수의 발광 소자를 포함할 때, 조명부(200)는 도 1과 같이 서로 직렬 연결되어 열을 이루는 복수의 발광 소자와, 발광 소자 하단에 직렬 연결되어 있는 스위칭 소자(SW)를 포함하는 발광 유닛을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.

상기 발광 소자는 발광 다이오드(LED) 또는 유기 발광 다이오드(OLED)일 수 있다.

또한, 복수의 발광 유닛을 하나의 그룹으로 그루핑하는 경우, 각 그룹에 전원을 공급하는 출력부(140)를 각각 포함할 수 있다.

상기 전원공급장치(100)는 외부로부터의 디밍신호(DIM)에 따라 상기 스위칭 소자(SW)의 온오프를 제어하며 발광 유닛에 기준전원을 공급한다.

상기 전원공급장치(100)는 외부로부터의 디밍신호(DIM)를 수신하기 위한 무선 통신 모듈(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있으며, 상기 무선 통신 모듈은 무선 통신망을 이용하여 상기 제어 신호를 수신하고, 이를 기저대역 신호로 변환하고, 복호 및 복조를 진행하여 디지털 제어 신호를 생성한다.

이하에서는 도 2 내지 도 5를 참고하여 전원 공급 장치(100)의 구성 및 동작을 설명한다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 전원 공급 장치(100)는 정류부(110), 제어부(120), 변압부(130) 및 출력부(140)를 포함한다.

상기 정류부(110)는 외부로부터 인가되는 교류 전원을 수신하고, 이를 정류하여 출력단(n1)으로 출력한다.

상기 정류부(110)는 도 3과 같이 교류 전원을 수신하는 입력단(111), 수신한 교류 전원을 필터링하는 필터링부 및 교류 전원을 정류하여 하나의 극성을 가지는 전압으로 변환하여 출력하는 정류기(113)를 포함한다.

상기 정류기(113)는 브릿지 정류기(113)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 필터링부는 복수의 커패시터 및 저항으로 이루어지는 필터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 정류부(110)는 입력단(111)과 연결되어 정전기를 필터링하는 보호소자(112)를 포함할 수 있으며, 상기 보호소자(112)는 제너 다이오드 또는 바리스터일 수 있다.

제어부(120)는 상기 정류부(110)로부터 정류된 교류 전압을 수신하고, 외부로부터의 제어 신호에 따라 역률을 보상하여 스위칭 신호를 출력하는 제어칩(121), 상기 제어칩(121)의 출력단에 제1 트랜지스터(Q1)를 포함한다.

상기 제어칩(121)은 역률 보상 회로를 구현하는 집적회로일 수 있으며, 변압부(130)의 1차측과 2차측의 출력을 피드백하여 VCC 전압을 보정하거나 스위칭 신호를 제어하여 출력한다.

상기 제어칩(121)은 복수의 입력핀과 복수의 출력핀을 포함하며, 일 예로, 도 3과 같이 입력 핀으로 VCC 전압을 피드백하는 FB핀, 스위칭 컨트롤 신호를 수신하는 CT핀, 2차측 피드백을 받는 ENABLE핀, 그리고 1차측 피드백을 받는 CS핀을 포함한다.

또한, 출력 핀으로 VCC 전압을 출력하는 VCC핀, 스위칭 신호를 출력하는 DRV핀, 제1 접지인 GND핀 및 제2 접지인 ZCD핀을 포함한다.

각각의 출력 핀 및 입력 핀에는 필터링을 위하여 커패시터가 형성될 수 있으며, 과전류를 제거하기 위한 보호 소자가 형성될 수 있다.

상기 제어부(120)는 제어칩(121)의 DRV핀으로부터 스위칭 신호를 받아 VCC 전압을 변압부(130)로 선택적으로 제공하는 제1 트랜지스터(Q1)를 포함한다.

즉, 상기 제어부(120)는 출력단(n1)에 입력 전원이 인가되면, 제어칩(121)의VCC핀으로 기준 전압을 제공하여 제어칩(121)의 구동이 시작되고, 상기 제어칩(121)이 구동되고 외부로부터의 제어 신호에 따라 스위칭 신호가 출력되면 제1 트랜지스터(Q1)가 턴온되어 변압부(130)로 VCC 전압을 출력하는 구성을 가진다.

이때, 스위칭 신호는 소정의 듀티비를 가지며, 상기 듀티비를 제어하여 출력을 제어할 수 있다.

변압부(130)는 변압기(131) 및 센싱부(132)를 포함한다.

상기 변압기(131)는 트랜스미터를 포함하며, 상기 제어부(120)의 제1 트랜지스터(Q1)로부터 인가되는 1차 전압을 수신하는 1차 코일 및 상기 1차 코일의 전압을 변압하여 출력하는 2차 코일을 포함한다.

변압기(131)에서 변압되어 출력되는 전압은 출력부(140)의 입력이 된다.

상기 변압기(131)의 출력단에는 전류 역행을 방지하기 위한 복수의 다이오드(도시하지 않음)가 정방향으로 형성될 수 있다.

센싱부(132)는 상기 변압기(131)의 출력 중 일부와 연결되어 상기 출력에 대한 정보를 제어칩(121)의 ENABLE핀으로 전달한다.

상기 센싱부(132)는 변압기(131)의 2차 정보를 1차측으로 전달하는 소자로서, 포토 커플러 등을 포함할 수 있다.

출력부(140)는 변압기의 출력단의 전압을 받아 발광 그룹의 요구 전압으로 전환하여 출력하는 출력제어부를 포함한다.

상기 조명부(200)가 복수의 발광 그룹을 가지는 경우, 출력부(140)는 각각의 발광 그룹에 대응하는 출력제어부를 포함할 수 있다.

출력제어부가 복수개일 때, 복수의 출력제어부는 동일한 구성을 가지므로, 출력부를 하나의 출력제어부로 가정하고 설명한다.

상기 출력제어부(140)는 디밍신호(DIM)에 따라 발광 유닛의 스위칭 소자(SW)의 듀티를 제어하는 출력집적회로(142) 및 출력집적회로(142)로부터의 발광 유닛의 출력 전압 정보를 센싱부(132)를 통해 1차측으로 전달하는 피드백부(145)를 포함한다.

상기 출력집적회로(142)는 변압기(131)의 출력단으로부터 제1 및 제2 저항(R1, R2)에 의해 분압된 기준 전압을 수신하고, 디밍신호(DIM)에 따라 스위칭 소자(SW)의 턴온 전압의 듀티를 제어한다.

이때, 상기 출력집적회로(142)는 스위칭 소자(SW)의 입력단의 전압을 센싱선(SL)을 통하여 발광 소자를 통해 흐르는 전류값을 읽어들인다.

상기 출력집적회로(142)는 발광 다이오드(LED)를 통해 흐르는 전류값을 읽어들여, 이에 대한 출력정보(VFB)를 피드백부(145)로 출력한다.

상기 피드백부(145)는 센싱부(132), 즉, 포토커플러의 발광 다이오드의 출력단에 연결되어 발광 다이오드에 흐르는 전류값을 제어하는 에러엠프(AMP) 및 상기 에러앰프(AMP)에 기준전압을 인가하는 제3 및 제4 전압(R3, R4)을 포함한다.

상기 제3 및 제4 저항(R3, R4)에 의해 분압된 전압이 에러엠프(AMP)의 기준 전압으로 인가되며, 상기 출력집적회로(142)로부터 출력되는 출력정보(VFB)를 수신하고, 두 신호의 차를 증폭하여 증폭된 값에 따라 포토커플러의 발광 다이오드의 출력을 제어한다.

따라서, 발광 다이오드의 출력광은 변압기(131)의 출력전압과 발광 유닛의 발광 소자를 흐른 전류 값의 차에 대한 에러 정보가 실려있다.

상기 에러 정보는 포토커플러를 통해 1차측의 제어집적회로(121)의 ENABLE핀으로 인가된다.

제어집적회로(121)는 2차측으로부터 인가된 에러 정보에 따라 발광 유닛에 흐르는 실제 전류값 정보를 수신할 수 있으며, 이러한 전류값이 기준 값보다 작거나 큰 경우, 1차측의 VCC 값을 제어하거나 제1 스위칭 소자(Q1)의 듀티를 제어함으로써 변압기(131)의 출력 전압을 보상한다.

따라서, 발광 유닛의 실제 전류에 따라 변압기(131)의 출력이 올라가거나 하강함으로 보상된 전압을 제공할 수 있다.

이러한 출력집적회로(142)는 도 4와 같이 아날로그 전압을 출력정보(VFB)로 피드백부(145)로 전달하는 아날로그 집적회로일 수 있다.

이러한 아날로그 집적회로는 발광 유닛에 흐르는 전류값을 피드백하여 아날로그 전압으로 변환하여 피드백부(145)에 제공할 수 있다.

한편, 출력집적회로(142)는 도 5와 같이 펄스 신호를 출력정보(VFB)로 피드백부(145)로 전달하는 디지털집적회로일 수 있다.

도 5와 같이 출력정보(VFB)를 펄스 신호로 출력하는 경우, 발광 유닛에 따라 프로세스의 업데이트가 용이하고, 펄스의 듀티값에 따라 정상 상태로 판단할 수 있다.

이러한 디지털 집적회로는 마이컴과 같은 집적회로일 수 있으며, 입출력단을 복수로 형성함으로써 복수의 발광 유닛에 대한 출력 정보를 함께 방출할 수 있어 출력집적회로(142)의 수효를 줄일 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

전원 공급 장치 100
조명부 200
정류부 110
제어부 120
변압부 130
출력부 140

Claims (9)

1. 복수의 발광 소자를 포함하는 발광 유닛, 그리고
   상기 발광 유닛에 출력 전원을 제공하는 전원 공급 장치
   를 포함하며,
   상기 전원 공급 장치는
   제어신호에 따라 스위칭 신호를 출력하는 제어집적회로를 포함하는 제어부,
   상기 제어부로부터의 1차측의 전압을 변압하여 2차측으로 상기 출력 전원을 출력하는 변압부, 그리고
   상기 2차측의 출력을 받고, 상기 발광 유닛에 흐르는 출력 전류를 센싱하여 출력정보를 상기 제어집적회로에 피드백하는 출력집적회로를 포함하는 출력부
   를 포함하며,
   상기 제어부는 상기 출력정보에 따라 상기 출력 전류를 보상하여 상기 스위칭 신호를 생성하는 발광 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전원 공급 장치는 교류 전원을 수신하여 제어부 및 변압부에 공급하는 정류부를 더 포함하는 발광 모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 발광 유닛은
   직렬로 연결되어 있는 복수의 상기 발광 소자, 그리고
   상기 발광 소자의 끝단에 연결되어 상기 발광 소자에 흐르는 전류를 제어하는 발광 스위칭 소자를 더 포함하는
   발광 모듈.
4. 제3항에 있어서,
   상기 출력집적회로는 상기 발광 스위칭 소자의 입력단의 전류를 센싱하여 상기 출력정보를 생성하는 발광 모듈.
5. 제4항에 있어서,
   상기 전원 공급 장치는
   상기 변압부의 2차측 출력을 피드백하여 상기 제어집적회로로 전달하는 센싱부, 그리고
   상기 출력집적회로의 출력정보에 따라 상기 센싱부의 출력을 제어하는 피드백부를 더 포함하는 발광 모듈.
6. 제5항에 있어서,
   상기 센싱부는 포토커플러인 발광 모듈.
7. 제6항에 있어서,
   상기 피드백부는 상기 포토커플러의 발광을 제어하는 에러앰프를 포함하며,
   상기 에러앰프는 상기 출력집적회로로부터의 상기 출력정보를 증폭하여 상기 포토커플러의 발광을 제어하는 발광 모듈.
8. 제7항에 있어서,
   상기 출력집적회로는 상기 출력정보를 아날로그 전압으로 생성하는 아날로그 집적회로인 발광 모듈.
9. 제7항에 있어서,
   상기 출력집적회로는 상기 출력정보를 디지털 펄스 신호로 생성하는 디지털집적회로인 발광 모듈.

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