KR20150006245A - 디밍 제어가 가능한 ｌｅｄ 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED 조명장치에 관한 것이다. 본 LED 조명장치는, 직렬 연결된 복수의 LED를 포함하는 디밍 제어 및 LED 로드부, 입력 전원을 정류 및 평활하며, 평활된 전압을 인덕터 및 스위칭 소자의 오/오프 동작에 따라 부스트 방식으로 승압하여 복수의 LED의 구동 전압으로 출력하며, 액티브 방식의 역률 보정 회로를 이용하여 평활된 전압의 역률이 보상되도록 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어하는 제어 소자와, 제어 소자의 구동 전원을 복수의 LED에 일정한 전류가 흐르도록 하는 정전류부의 기준 전압으로 출력하는 교류-직류 변환부, 및 선택된 디밍 레벨에 대응하는 디밍 제어 전압을 출력하는 디밍 입력부를 포함하며, 디밍 제어 및 LED 로드부는, 디밍 제어 전압에 따라 복수의 LED에 흐르는 전류의 크기를 제어하여, 복수의 LED의 디밍을 제어한다. 본 발명에 따르면, 전압 강하용 고주파 트랜스포머를 사용하지 않고, 출력 전압이 높은 부스트 방식을 사용하여 교류-직류 변환을 수행함으로써, 안정적으로 LED 조명용 교류-직류 변환 효율을 현저하게 향상시킬 수 있으며, 디밍 제어 입력에 따라, LED의 디밍을 제어할 수 있다.

Description

디밍 제어가 가능한 ＬＥＤ 조명장치{ＬＥＤ lighting apparatus capable of dimming control}

본 발명은 LED 조명장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트랜스포머를 사용하지 않고 액티브 방식의 역률 보정을 통해 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 광효율을 높일 수 있으며, LED 디밍 제어도 가능한 LED 조명장치에 관한 것이다.

기술의 발전에 따라, LED(Light Emitting Diode)의 광효율이 실생활에 사용될 수 있을 만큼 향상됨에 따라, LED가 차세대 광원으로 널리 각광받고 있다. LED소자를 광원으로 사용하는 LED 조명장치는, 백열등이나 형광등에 비해 소비전력 적으며, 수명도 매우 길다는 장점이 있다.

LED 조명장치의 종류에는 종래의 백열전구와 치환 가능한 전구 타입, 얇은 박형(flat type) 타입, 형광등 타입, 주로 천장에 매입되는 다운라이트(down light) 타입 등이 있으며, 이외에도 다양한 형태로 제작할 수 있다. 최근에는 LED 조명이 과거보다 비용이 낮아지고, 신뢰성 있는 고효율 LED 다운라이팅 조명기술 확보 및 저전력 무선 통신의 발전, 저가의 다기능 스마트 센서가 보급되면서 LED는 조명제어 시스템과의 연동을 통해 원격에서 운용 현황 모니터링 및 조도 조절이 가능한 통합 제어 시스템과 연계되어 기술개발이 이루어지고 있다.

그런데, 일반 가정 내에 공급되는 입력 전원은 교류 전원이기 때문에, 이러한 LED 조명을 구동하기 위해서는 교류를 직류로 변환해 주는 교류-직류 변환장치가 필요하다. LED 조명에 사용되고 있는 교류-직류 변환장치는, 일반적으로 교류 입력 전원을 정류하여 직류 출력 전압으로 변화시키는 정류 평활 회로 및 직류-직류 변환기, 직류-직류 변환기의 출력 전압을 다운시켜 사용하는 고주파 트랜스포머, 출력 평활 회로 등으로 구성된다.

직류-직류 변환기는 전력의 변환을 담당하는 주요 부분으로 입출력 변환비의 크기 및 회로 구성에 따라 많은 종류의 변환기로 분류되며, 이 부분에서 무효 전력 의 발생 등으로 인하여 전력 손실이 발생하게 된다. 또한, 직류-직류 변환기를 통해 변환된 직류 전원을 일반 기기용 직류 전원으로 변환하기 위해 고주파 트랜스포머가 사용되기 때문에 전력 손실이 추가로 발생한다. 이러한 이유로 인해, 일반적인 교류-직류 변환장치의 교류-직류 변환 효율은 70 ~ 85% 정도밖에 되지 않으므로, LED 유닛이 원래 지니고 있는 광효율을 제대로 구현하기 힘들며, LED 조명의 광효율은 70 ~ 85% 정도밖에 사용할 수 없게 되는 결과를 초래한다.

한편, LED 디밍(dimming)은 설치 장소의 환경에 따라 조도를 유지하여 불필요한 에너지 사용을 절약하는 방식으로 비교적 설치가 용이하고 높은 에너지 절약 기술이다. LED의 보급 증가와 잦은 점멸에도 LED 수명에 영향이 거의 없는 점 등과 같은 이유로 인하여, LED 디밍의 적용 사례는 빠르게 증가하고 있다. LED 디밍을 제어 방식은 크게 아날로그 디밍 방식과 PWM(펄스 폭 변조) 디밍 방식 등으로 구분할 수 있다. 아날로그 디밍 방식은 LED 전류 세기를 조절하는 방식으로, 전류 감지 레지스터나 IC의 일부 DIM 기능 핀에서 아날로그 전압 구동을 통해 수행된다. PWM 디밍 방식은 짧은 시간 동안 LED에 흐르는 전류를 켜고 끄는 수많은 동작을 반복하는 것이다.

따라서, LED 조명 장치에서 디밍 제어가 가능한 경우 에너지 사용을 절약할 수 있으며, 이와 더불어 LED 조명 장치에서 교류-직류 변환 효율을 향상시킬 수 있다면, LED 조명 장치의 에너지 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 트랜스포머를 사용하지 않고 액티브 방식의 역률 보정을 통해 역률을 개선하여 교류-직류 변환 효율을 향상시키며, 디밍 제어에 따라 LED의 밝기를 변화시킬 수 있는 LED 조명장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 LED 조명장치는, 직렬 연결된 복수의 LED를 포함하는 디밍 제어 및 LED 로드부, 입력 전원을 정류 및 평활하며, 평활된 전압을 인덕터 및 스위칭 소자의 오/오프 동작에 따라 부스트 방식으로 승압하여 상기 복수의 LED의 구동 전압으로 출력하며, 액티브 방식의 역률 보정 회로를 이용하여 상기 평활된 전압의 역률이 보상되도록 상기 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어하는 제어 소자와, 상기 제어 소자의 구동 전원을 상기 복수의 LED에 일정한 전류가 흐르도록 하는 정전류부의 기준 전압으로 출력하는 교류-직류 변환부, 및 선택된 디밍 레벨에 대응하는 디밍 제어 전압을 출력하는 디밍 입력부를 포함하며, 상기 디밍 제어 및 LED 로드부는, 상기 디밍 제어 전압에 따라 상기 복수의 LED에 흐르는 전류의 크기를 제어하여, 상기 복수의 LED의 디밍을 제어한다.

상기 디밍 제어 및 LED 로드부는, (+) 입력단에 상기 기준전압이 연결되고, (-) 입력단에 상기 LED의 연결 노드 중 제1 노드에 연결되어 비교기로 사용되는 연산증폭기, 상기 연산증폭기의 출력단에 게이트가 연결되고, 드레인은 상기 LED 연결 노드 중 제2 노드에 연결되는 제1 MOSFET, 상기 제1 MOSFET의 소스에 드레인이 연결되는 제2 MOSFET, 상기 디밍 제어 전압을 입력받는 포토 커플러, 상기 제1 MOSFET의 소스와 상기 포토 커플러의 이미터 사이에 연결되는 제1 저항, 상기 포토 커플러의 컬렉터와 접지단 사이에 연결되는 제2 저항, 상기 제1 MOSFET의 소스와 상기 제2 MOSFET의 게이트 사이에 연결되는 제3 저항, 상기 제2 MOSFET의 소스와 상기 접지단 사이에 연결되는 제4 저항, 및 베이스는 상기 포토커플러의 이미터에 연결되고, 컬렉터는 상기 제2 MOSFET의 게이트에 연결되며, 이미터는 상기 접지단에 연결되는 트랜지스터를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 디밍 제어 입력에 따라 LED 밝기가 변화하도록 디밍 제어를 할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 설정한 디밍 레벨에 따라 LED 밝기를 변화시킬 수 있다. 또한, 전압 강하용 고주파 트랜스포머를 사용하지 않고, 출력 전압이 높은 부스트 방식을 사용하여 교류-직류 변환을 수행함으로써, LED 조명장치 본래의 광효율을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 전체 회로의 크기를 줄일 수 있으며 구동 안전성도 보장할 수 있다. 이에 따라, LED 조명 장치에서 불필요한 에너지 사용을 방지하여, 에너지 효율을 최대화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명장치의 블럭 구성도,
도 2는 정류평활부에 대한 회로 구성의 일 예를 나타낸 도면,
도 3은 컨버터부에 대한 회로 구성의 일 예를 나타낸 도면, 그리고
도 4는 디밍 제어 및 LED 로드부에 대한 회로 구성의 일 예를 나타낸 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명장치의 블럭 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 LED 조명장치(100)는 교류-직류 변환부(200), 디밍 입력부(300), 및 디밍 제어 및 LED 로드부(400) 등을 포함할 수 있다. 그리고, 교류-직류 변환부(200)는 돌입전류 방지부(210), 노이즈 필터링부(220), 정류평활부(230), 컨버터부(240) 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다.

교류-직류 변환부(200)는 교류 입력 전원을 직류 전압으로 변환하여 출력하며, 교류-직류 변환부(200)에서 출력되는 직류 전압은 디밍 제어 및 LED 로드부(400)에 공급되어, 디밍 제어 및 LED 로드부(400)의 동작 전원으로 사용된다.

교류-직류 변환부(200)에서 돌입전류 방지부(210)는 입력 전원의 돌입 전류를 방지하는 기능을 수행한다. 돌입전류(inrush current)란 전자기기에 전원을 인가하는 순간, 정상전류보다 높은 전류가 흐르는 과도 현상을 말한다. 노이즈 필터링부(220)는 돌입전류 방지부(210)를 통한 입력 전원에 대해 노이즈를 필터링하는 기능을 수행한다. 노이즈는 전원선을 통해 다른 기기에 영향을 주는 전도 노이즈, 공기 중을 통해 다른 기기로 전달되는 방사 노이즈 등과 같이 전자기기들에서 일반적으로 발생되는 불필요한 전자파를 포함한다.

정류평활부(230)는 노이즈 필터링부(220)를 거친 입력 전원을 정류 및 평활하는 기능을 수행한다. 그리고, 컨버터부(240)는 정류평활부(230)에서 평활된 전원을 LED 소자를 동작시킬 수 있는 직류 전원으로 변환한다.

디밍 입력부(300)는 사용자의 조작 등에 따라 선택되는 디밍 레벨에 대응하는 디밍 제어 전압을 출력한다.

디밍 제어 및 LED 로드부(400)는 디밍 입력부(300)로부터 입력되는 디밍 제어 전압에 따라, 광원으로 사용되는 LED 소자의 디밍을 제어한다.

도 2는 정류평활부에 대한 회로 구성의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 정류평활부(230)는, 브리지 다이오드(RC1)를 이용하여 입력 전원을 전파정류 방식으로 정류하고, 커패시터 C1, 저항 R1, 코일 L1, L2 등으로 구성된 평활 회로를 이용하여, 정류된 전압을 평활할 수 있다. 정류평활부(230)에서 정류 및 평활된 전압은 출력단(233)과 접지단을 통해 컨버터부(240)로 출력된다.

컨버터부(240) 정전류부(230)에서 평활된 전원을 LED 로드(500)를 동작시킬 수 있는 직류 전원으로 변환한다. 컨버터부(240)는 일반적인 교류-직류 변환장치와 달리 전압 강하용 고주파 트랜스포머를 사용하지 않고, 출력 전압이 높은 부스트 방식을 사용함으로써, 교류에서 직류로 변환한 후에도 상대적으로 높은 출력, 예컨대 직류 380V 이상의 출력을 유지할 수 있다. 또한, 컨버터부(240)는 액티브 방식의 역률 보정 기능 회로를 포함함으로써, 0.9 이상의 상대적으로 높은 역률을 유지할 수 있다.

도 3은 컨버터부에 대한 회로 구성의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 3를 참조하면, 역률 보정(power factor correction)에 의해 스위치 소자의 온/오프를 제어하는 제어소자 IC1은 저항 R19를 통해 MOSFET Q1의 온/오프(On/Off) 동작을 제어한다.

제어소자 IC1에 의해, MOSFET Q1이 온 상태가 되면, 인덕터 전류에 의해 코일 L3에 에너지가 차단되면서, L3에 축척된 에너지가 다이오드 D12 및 커패시터 C17을 통해 직류 전압으로 출력된다. 즉, 일종의 부스트 방식이 사용되어, 컨버터부(400)의 출력 전압은 입력단(310)으로 입력되는 전압보다 높은 값으로 승압된다.

제어소자 IC1은 저항 R23, R24, R25, R26, R27을 사용하여 분압한 전압 등을 피드백 신호로 전달받는다. 이와 같은 피드백 신호에 의해, 제어소자 IC은 정류평활부(300)를 통해 평활된 전압에 대하여 무효 전력을 발생시키는 위상차를 보정하여 역률을 개선되도록 MOSFET Q1의 온/오프 동작을 제어할 수 있다.

이에 따라, 컨버터부(240)를 통해 출력되는 전압은 미리 설정된 범위로 유지되어 안정화된다. 또한, 상대적으로 높은 역률, 예컨대 0.95 이상의 역률을 갖는 출력 전류를 얻을 수 있다. 여기서, 역률(power factor)는 전원에서 공급되는 전력이 부하에서 유효하게 이용되는 비율을 의미한다.

제어소자 IC1은, 내부에 출력 전압의 오차를 증폭하는 오차 증폭기와, 증폭된 오차와 삼각파를 비교하여 구동 펄스를 생성하는 비교기와, 스위치를 구동하는 구동회로 등을 포함할 수 있다.

컨버터부(240)에서, 인덕터 L5, 다이오드 D13, 커패시터 C18, C19, 저항 R31, R33은 MOSFET Q2를 온 상태로 만드는 게이트 구동 전압을 발생시켜, MOSFET Q2를 온 상태로 만들고, 이에 따라, 서지 전류를 제한하는 인턱터 L6 및 저항 R38 및 R39를 거쳐 출력단(145)으로 출력전압이 출력되도록 한다.

컨버터부(240)에서, 포토 커플러(photo coupler) PC1, 다이오드 D14, D15, 저항 R28, R29, R30, R32, R34, R35, R36, R37, 커패시터 C16, 트랜지스터 Q3, Q4 등을 포함하는 전원보호 회로(243)는, 출력단(245)이나 디밍 제어부 및 LED 로드부(400)가 단락되는 경우, MOSFET Q2의 게이트 구동 전압을 로우 레벨로 강하시켜, MOSFET Q2를 턴-오프시킴으로써, 출력단(245)를 통해 출력전압이 출력되는 것을 차단한다.

출력단(245)이나 디밍 제어 및 LED 로드부(400)가 단락되는 경우, 다이오드 D15가 도통되어, 트랜지스터 Q3 오프 상태가 되고, 트랜지스터 Q4는 온 상태가 된다. 트랜지스터 Q4가 온 상태가 되면, 포토 커플러 PC1을 통해 전류가 흐르게 되어, MOSFET Q2는 오프 상태가 된다. 이에 반해, 정상 상태에서는 트랜지스터 Q2는 온, 트랜지스터 Q3는 오프, 포토 커플러 PC1은 오프, MOSFET Q2는 온 상태가 된다.

포토 커플러 PC1은 회로간을 전기적으로 절연한 상태에서 전기 신호를 전달하는 목적으로 발광소자와 수광소자를 광학적으로 결합하여 하나의 패키지에 내장한 광복합 소자이다.

이와 같은 전원보호 회로부(243)의 의해, 출력단(245)에 미리 설정된 전류값 이상이 흐르지 않도록 전원 또는 부하를 보호한다. 전원보호 회로부(243)는, 과전류 보호회로와, 기설정된 출력 전압값 이상 흐르지 않도록 전원 또는 부하를 보호하는 과전압 보호 회로 등으로 구성할 수 있다.

제어소자 IC1은 단자 1을 통해 구동전압을 공급받고, 단자 6은 접지단에 연결된다. 제어소자 IC1의 구동 전압은 기준전압 단자(247)를 통해 디밍 제어 및 LED 로드부(400)로 전달되어, 디밍 제어 및 LED 로드부(400)에 구비된 정전류부의 기준 전압으로 사용된다.

컨버터부(240)의 출력단(245)과 접지단을 통해 출력되는 직류 전압은 트랜스포머를 거치지 않고, 바로 디밍 제어 및 LED 로드부(400)에 동작 전원으로 공급된다. 이에 비해, 일반적인 LED 조명의 경우, 교류-직류 변환 후, 트랜스포머를 사용하여, 전원을 다운시켜 LED 로드에서 사용하고 있다.

도 4는 디밍 제어 및 LED 로드부에 대한 회로 구성의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 디밍 제어 및 LED 로드부(400)는 직렬 연결된 복수의 LED를 포함한다. 컨버터부(240)의 출력단(245)을 통해 디밍 제어 및 LED 로드부(400)로 구동 전압이 인가되며, 컨버터부(240)의 기준전압 단자(247)를 통해 디밍 제어 및 LED 로드부(400)로 기준 전압이 인가된다. 도 4에는 도시하고 있지 않으나, 직렬 연결된 LED의 보호를 위하여, LED 각각에 제너 다이오드가 역방향으로 병렬 연결될 수도 있다.

디밍 제어 및 LED 로드부(400)는 연산증폭기 OP1, MOSFET Q41, Q43, 트랜지스터 Q42, 저항 R41, R42, R43, R44, R45, 및 포트 커플러 PC2 등을 더 포함할 수 있다.

연산증폭기 OP1의 (+) 입력단에는 기준 전압이 연결되고, (-) 입력단에는 직렬 연결된 LED의 연결 노드 중 제1 노드(N1)에 연결된다. MOSFET Q41의 게이트는 연산증폭기 OP1의 출력단에 연결되고, 드레인은 LED 연결 노드 중 제2 노드(N2)에 연결된다. MOSFET Q43의 드레인은 MOSFET Q41의 소스에 연결되며, MOSFET Q41의 소스와 MOSFET Q43의 게이트 사이에는 저항 R44가 연결되고, MOSFET Q43의 소스와 접지단 사이에는 저항 R45가 연결된다. 트랜지스터 Q42의 베이스는 포토커플러 PC2의 이미터에 연결되고, 컬렉터는 MOSFET Q43의 게이트에 연결되며, 이미터는 접지단에 연결된다.

디머 입력부(300)에서 출력되는 디밍 제어 전압은 J1을 통해 디밍 제어 및 LED 로드부(400)로 인가되며, 저항 R41 및 포토 커플러 PC2를 통해 디밍 제어 전압을 입력받는다.

이와 같은 구성에서, 디머 입력부(300)에서 입력되는 디밍 제어 전압이 0V인 경우, 전류는 직렬 연결된 LED를 거쳐 MOSFET Q43 및 저항 R45의 루프를 통해 흐를 수 있다. 따라서, 정상적인 회로 동작 상태에서 MOSFET Q43이 온 상태가 되어, 직렬 연결된 LED에는 전류가 흐르게 된다.

디밍 제어 전압이 1 ~ 10V인 경우에는, 포토 커플러 PC2를 통해 디밍 제어 전압이 디머 제어 및 LED 로드부(400)로 인가되어, 트랜지스터 Q42는 온 상태로 되고, MOSFET Q43 오프 상태가 된다. 이 경우, 직렬 연결된 LED, 저항 R44 및 MOSFET Q42를 통해 흐르는 전류 I1, 저항 R41 및 포토 커플러 PC2를 통해 흐르는 전류 I2, 및 직렬 연결된 LED, 저항 R42, 포토커플러 PC2, 저항 R43을 통해 흐르는 전류 I3가 흐르게 된다. 따라서, 디밍 제어 전압이 증가됨에 따라, 전류 I1, 전류 I2, 전류 I3로 흐르는 전류의 양을 제어함으로써, 직렬 연결된 LED에 흐르는 전류를 제어하여, 직렬 연결된 LED의 디밍을 제어할 수 있다.

또한, 디밍 제어 및 LED 로드부(400)는 과전류 흐름을 방지하는 정전류 기능이 구비되어 있어, 직렬 연결된 LED에 흐르는 전류가 일정하게 유지되도록 한다.

통상 조명용으로 사용되고 있는 LED의 구동 전압 Vf 값은 2.7V ~ 3.3V 정도의 분포를 갖는다. 그러나, 일정한 Vf 값만을 갖는 LED 만을 구매하여 사용할 수 없는 실정이므로, 수십 개의 LED를 직렬 연결하는 경우, 이와 같은 Vf의 편차는 매우 커지게 된다. 예컨대, 120개의 LED를 직렬 연결하는 경우, Vf 편차는 30V 이상이 될 수 있다.

디밍 제어 및 LED 로드부(400)에 구비된 정전류 기능은, 이와 같이 Vf 편차가 있는 LED를 직렬 연결하여 사용할 수 있도록 한다.

디밍 제어 및 LED 로드부(400)에서 연산증폭기 OP1는 비교기로 사용되어, 연산증폭기 OP1의 (-) 입력단에서는 컨버터부(240)에서 제어소자 IC1의 구동 전압이 기준 전압(Vref)으로 사용된다.

연산증폭기 OP1의 (-) 입력이 (+) 입력 전압보다 적을 경우, 연산증폭기 OP1의 출력에 따라, MOSFET Q41, Q43가 온 상태가 되어, 저항 R43으로 전류가 흐른다. 만일, LED의 Vf가 달라져서, 연산증폭기 OP2의 (-) 입력이 (+) 입력보다 커져서, 연산증폭기 OP1의 출력이 없게 되므로, MOSFET Q41, Q43가 오프 상태가 되어, 저항 R45를 통해 전류가 거의 흐르지 않는다. 따라서, 저항 R45 저항값을 적절히 조절하여, LED에 원하는 전류가 흐르도록 할 수 있다.

디머 제어 및 LED 로드부(400)의 평균 전압이 낮아지거나 높아질 경우 기준전압(Vf)의 평균전압이 같이 낮아지거나 높아진다.

이와 같은 회로 구성에 의해, 120개 정도의 LED로 하나의 로드를 구성하여 사용할 수 있다. 일반적인 구성에 따라, 40개 정도의 LED로 구성된 로드 4개를 병렬로 사용하는 경우, 각 LED 로드마다 보호회로 등이 장착되어야 하므로 비효율적이다. 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명장치는, 컨버터부(240)에서 출력되는 380V 정도의 고전압을 트랜스포머를 사용하지 않고, 직접 디머 제어 및 LED 로드부(400)의 동작 전원으로 사용함으로써, 광효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 트랜스포머를 사용하지 않고, 디머 제어 및 LED 로드부(400)에 하나의 보호회로만 구비되면 되므로, 전체적인 구성도 간단하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 LED 조명장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

100 : LED 조명 장치 200 : 교류-직류 변환부
300 : 디밍 입력부 400 : 디밍 제어 및 LED 로드부

Claims (6)

1. 직렬 연결된 복수의 LED를 포함하는 디밍 제어 및 LED 로드부;
   입력 전원을 정류 및 평활하며, 평활된 전압을 인덕터 및 스위칭 소자의 오/오프 동작에 따라 부스트 방식으로 승압하여 상기 복수의 LED의 구동 전압으로 출력하며, 액티브 방식의 역률 보정 회로를 이용하여 상기 평활된 전압의 역률이 보상되도록 상기 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어하는 제어 소자와, 상기 제어 소자의 구동 전원을 상기 복수의 LED에 일정한 전류가 흐르도록 하는 정전류부의 기준 전압으로 출력하는 교류-직류 변환부; 및
   선택된 디밍 레벨에 대응하는 디밍 제어 전압을 출력하는 디밍 입력부를 포함하며,
   상기 디밍 제어 및 LED 로드부는, 상기 디밍 제어 전압에 따라 상기 복수의 LED에 흐르는 전류의 크기를 제어하여, 상기 복수의 LED의 디밍을 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 디밍 제어 및 LED 로드부는,
   (+) 입력단에 상기 기준전압이 연결되고, (-) 입력단에 상기 LED의 연결 노드 중 제1 노드에 연결되어 비교기로 사용되는 연산증폭기;
   상기 연산증폭기의 출력단에 게이트가 연결되고, 드레인은 상기 LED 연결 노드 중 제2 노드에 연결되는 제1 MOSFET;
   상기 제1 MOSFET의 소스에 드레인이 연결되는 제2 MOSFET;
   상기 디밍 제어 전압을 입력받는 제1 포토 커플러;
   상기 제1 MOSFET의 소스와 상기 포토 커플러의 이미터 사이에 연결되는 제1 저항;
   상기 포토 커플러의 컬렉터와 접지단 사이에 연결되는 제2 저항;
   상기 제1 MOSFET의 소스와 상기 제2 MOSFET의 게이트 사이에 연결되는 제3 저항;
   상기 제2 MOSFET의 소스와 상기 접지단 사이에 연결되는 제4 저항; 및
   베이스는 상기 포토커플러의 이미터에 연결되고, 컬렉터는 상기 제2 MOSFET의 게이트에 연결되며, 이미터는 상기 접지단에 연결되는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 LED는, 상기 LED 각각에 역방향으로 병렬 연결되는 제너다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 직류-교류 변환부는, 상기 출력 전압이 기설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 출력 전압이 출력되는 단자를 전류원에 연결하는 전원보호 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 직류-교류 변환부는, 상기 입력 전원에 의한 돌입 전류를 방지하는 돌입전류 방지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 직류-교류 변환부는, 상기 입력 전원에 포함되는 노이즈를 필터링하는 노이즈 필터링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.

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