KR20160125820A - 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로 및 그 구동 회로를 포함한 led 형광등 - Google Patents

전·자기식 안정기 호환형 구동 회로 및 그 구동 회로를 포함한 led 형광등 Download PDF

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Abstract

본 발명의 기술적 사상은 기존 전·자기식 안정기와 호환할 수 있고, LED 형광등을 구성하는 LED 광원들을 안정적으로 점등하며, 또한 LED 광원들의 어레이 구조를 변경하여 전류를 조절할 수 있는 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로 및 그 구동 회로를 포함한 LED 형광등을 제공한다. 그 호환형 구동회로는 전자식 또는 자기식 안정기의 출력단에 연결되고, 상기 안정기의 인덕턴스(L)와 커패시턴스(C)의 공진을 제어하는 예비 전압(pre-voltage) 구동부; 상기 예비 전압 구동부에 연결되어 브릿지(bridge) 다이오드를 이용하여 AC 전압을 DC 전압으로 정류하는 정류부; 상기 정류부에 연결되고, 상기 정류부의 출력이 기 설정된 제1 전압까지 도달할 때까지 부하(load)의 연결을 지연시켜 상기 안정기의 출력 전압이 상승하도록 하는 부하 전압 결정부; 및 상기 부하 전압 결정부의 출력단(또는 부하의 입력단) 및 상기 부하의 출력단에 연결되고, 상기 부하로 인가되는 전압 및 전류를 조절하는 전압전류 조절부;를 포함한다.

Description

전·자기식 안정기 호환형 구동 회로 및 그 구동 회로를 포함한 LED 형광등{Driving circuit compatible with electronic or magnetic ballast and LED(Light Emitting Diode) fluorescent lamp comprising the same}
본 발명의 기술적 사상은 조명 장치에 관한 것으로, 특히 LED 형광등용 구동 회로 및 그 구동 회로를 포함한 LED 형광등에 관한 것이다.
최근 에너지 절감을 위하여 형광등을 포함한 각종의 조명용 등기구가, 외관이 유사하고 소켓을 공용할 수 있으면서 효율이 좋은 LED 등으로 교체되는 추세에 있다. 그러나 기 설치되어 있는 기존의 형광등 등기구 내에는 기존의 형광등용 안정기가 내장되어 있어, 일반 LED 형광등을 사용하기 위해서는 기존의 형광등 등기구 내에 탑재된 형광등용 안정기를 LED 컨버터로 교체해야 하는 불편함이 있어 LED 형광등의 보급이 활성화되지 못하고 있다.
본 발명의 기술적 사상은 기존 전·자기식 안정기와 호환할 수 있고, LED 형광등을 구성하는 LED 광원들을 안정적으로 점등하며, 또한 LED 광원 어레이 내의 LED 광원들의 연결 구조를 변경하여 전류를 조절할 수 있는 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로 및 그 구동 회로를 포함한 LED 형광등을 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은 전자식 또는 자기식 안정기의 출력단에 연결되고, 상기 안정기의 인덕턴스(L)와 커패시턴스(C)의 공진을 제어하는 예비 전압(pre-voltage) 구동부; 상기 예비 전압 구동부에 연결되어 브릿지(bridge) 다이오드를 이용하여 AC 전압을 DC 전압으로 정류하는 정류부; 상기 정류부에 연결되고, 상기 정류부의 출력이 기 설정된 제1 전압까지 도달할 때까지 부하(load)의 연결을 지연시켜 상기 안정기의 출력 전압이 상승하도록 하는 부하 전압 결정부; 및 상기 부하 전압 결정부의 출력단(또는 부하의 입력단) 및 상기 부하의 출력단에 연결되고, 상기 부하로 인가되는 전압 및 전류를 조절하는 전압전류 조절부;를 포함하는 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 예비 전압 구동부는, 상기 안정기 출력단에 연결되어 상기 안정기의 인덕터와 커패시터를 연결하는 입력 스위치를 포함하고, 상기 부하 전압 결정부는 상기 부하의 연결을 위한 부하 스위치를 포함하며, 상기 제1 전압에 도달하기 전까지, 상기 입력 스위치는 온(On) 상태를 유지하며, 상기 제1 전압에 도달하면, 상기 부하 스위치가 온 되어 상기 부하가 연결되고, 상기 입력 스위치는 오프(Off) 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전압전류 조절부는, 상기 부하 전압 결정부의 출력단에 연결되고 서로 직렬로 연결된 제1 저항과 제2 저항, 상기 부하의 출력단에 연결된 FET(Field Effect Transistor), 및 상기 FET에 연결된 제3 저항을 포함하고, 상기 FET의 드레인에 상기 부하의 출력단이 연결되고, 상기 FET의 게이트에 상기 제1 저항과 제2 저항 사이의 단자가 연결되며, 상기 FET의 소스와 상기 제2 저항에 상기 제3 저항이 연결되며, 상기 FET의 게이트 전압은 상기 안정기의 출력 전압의 부분 전압에 해당하고, 상기 안정기의 출력 전압이 상승하여 상기 FET의 게이트 전압이 상기 FET의 문턱 전압 이상이 되면, 상기 FET이 온 되어 부하에 전류가 흐르며, 상기 제3 저항으로 흐르는 전류가 센싱되어 상기 부하에 흐르는 전류가 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 부하는 다수의 LED 광원들을 포함한 LED 광원 어레이이고, 상기 LED 광원 어레이 내의 상기 LED 광원들의 연결 관계가 변경되어 상기 전류가 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로는, 상기 부하 전압 결정부의 출력단에 연결된 AC/DC 벅 컨버터를 더 포함하며, 상기 AC/DC 벅 컨버터는 상기 부하 전압 결정부의 출력 전압을 강하시켜 다운 전압을 생성하고, 상기 다운 전압은 상기 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로 내에 포함된 스위치의 동작이나 회로 연결 관계의 변경에 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상은 상기 과제를 해결하기 위하여, 인덕턴스와 커패시턴스의 공진을 통해 전압을 상승시키고 출력되는 전류를 제한하는 전자식 또는 자기식 안정기; 상기 안정기의 출력단에 연결되어 상기 공진을 제어하는 예비 전압 구동부; 상기 예비 전압 구동부에 연결되어 브릿지 다이오드를 이용하여 AC 전압을 DC 전압으로 정류하는 정류부; 상기 정류부에 연결되고, 상기 정류부의 출력이 기 설정된 제1 전압까지 도달할 때까지 부하의 연결을 지연시켜 상기 안정기의 출력 전압이 상승하도록 하는 부하 전압 결정부; 상기 부하 전압 결정부에 연결되고 다수의 LED 광원들을 포함한 상기 부하; 및 상기 부하 전압 결정부의 출력단 (또는 부하의 입력단) 및 상기 부하의 출력단에 연결되고, 상기 부하로 인가되는 전압 및 전류를 조절하는 전압전류 조절부;를 포함하는 LED 형광등을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 예비 전압 구동부는, 상기 안정기 출력단에 연결되어 상기 안정기의 인덕터와 커패시터를 연결하는 입력 스위치를 포함하고, 상기 부하 전압 결정부는 상기 부하의 연결을 위한 부하 스위치를 포함하며, 상기 제1 전압에 도달하기 전까지, 상기 입력 스위치는 온 상태를 유지하며, 상기 제1 전압에 도달하면, 상기 부하 스위치가 온 되어 상기 부하가 연결되고, 상기 입력 스위치는 오프 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 부하 전압 결정부는, 상기 정류부의 출력단과 그라운드 사이에 직렬 연결된 2개의 저항을 포함하며, 2개의 상기 저항들 사이 단자의 전압을 센싱하여 상기 제1 전압에 도달하였는지 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전압전류 조절부는, 상기 부하 전압 결정부의 출력단에 연결되고 서로 직렬로 연결된 제1 저항과 제2 저항, 상기 부하의 출력단에 연결된 FET 및 상기 FET에 연결된 제3 저항을 포함하고, 상기 FET의 드레인에 상기 부하의 출력단이 연결되고, 상기 FET의 게이트에 상기 제1 저항과 제2 저항 사이의 단자가 연결되며, 상기 FET의 소스와 상기 제2 저항에 상기 제3 저항이 연결되며, 상기 FET의 게이트 전압은 상기 안정기의 출력 전압의 부분 전압에 해당하고, 상기 안정기의 출력 전압이 상승하여 상기 FET의 게이트 전압이 상기 FET의 문턱 전압 이상이 되면, 상기 FET이 온 되어 부하에 전류가 흐르며, 상기 제3 저항으로 흐르는 전류가 센싱되어 상기 부하에 흐르는 전류가 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 부하는, 상기 LED 광원들이 직렬 연결 및 병렬 연결 중 적어도 하나로 서로 연결된 LED 광원 어레이 구조를 가지며, 상기 LED 광원 어레이 내에서 상기 LED 광원들 사이의 연결이 직렬 연결이 병렬 연결로 변경되거나 또는 병렬 연결이 직렬 연결로 변경되어 상기 전류가 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 예비 전압 구동부는, 상기 안정기 출력단에 연결되어 상기 안정기의 인덕터와 커패시터를 연결하는 입력 스위치를 포함하고, 상기 부하 전압 결정부는 상기 부하 연결을 위한 부하 스위치를 포함하며, 상기 부하는 상기 LED 광원들 사이의 연결을 직렬 연결에서 병렬 연결로 변경하거나 또는 병렬 연결에서 직렬 연결로 변경하기 위한 적어도 2개의 직렬병렬 스위치를 포함하며, 상기 LED 형광등은 상기 부하 전압 결정부의 출력단에 연결된 AC/DC 벅 컨버터를 더 포함하며, 상기 AC/DC 벅 컨버터는 상기 부하 전압 결정부의 출력 전압을 강하시켜 DC 다운 전압을 생성하고, 상기 DC 다운 전압은 상기 입력 스위치, 부하 스위치 및 직렬병렬 스위치의 구동에 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 입력 스위치, 부하 스위치 및 직렬병렬 스위치는, BJT(Bipolar Junction Transistor), UJT(UniJunction Transistor), PUT(Programmable Unijunction Transistor), JPET(Junction Field Effect Transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET), 및 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 중 적어도 하나의 트랜지스터, SCR(Silicon Controlled Rectifier), 트라이악(TRIAC), 및 GTO(Gate Turn Off) 중 적어도 하나의 사이리스터(thyristor), 또는 릴레이(relay)로 구현될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로 및 그 구동 회로를 포함한 LED 형광등은, 예비 전압 구동부를 통해 안정기의 출력 전압을 기 설정된 예비 전압까지 상승하도록 제어하고, 또한 부하 전압 결정부를 통해 안정기의 출력 전압이 예비 전압에 도달한 이후에 LED 광원 어레이로 인가되도록 조절할 수 있다. 한편, 전압전류 조절부를 통해 LED 광원 어레이로 인가되는 전압을 제어할 수 있고, 또한 LED 광원 어레이 내의 LED 광원들의 연결 관계를 직렬 또는 병렬 연결로 변환시킬 수 있다. 이에 따라, 본 실시예의 호환형 구동 회로를 포함한 LED 형광등은 기존의 각종 안정기의 특성에 적절하게 대응하여 안정적으로 LED 광원들을 점등하고, 또한 점등이 안정적으로 유지되도록 할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로에 연결되는 안정기의 기능을 설명하기 위한 회로도들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로를 포함한 LED 형광등에 대한 회로도이다.
도 3은 도 2의 LED 형광등에서, 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로의 동작 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 LED 형광등에서, LED 광원 어레이가 직렬병렬 스위치를 통해 병렬 연결된 구조와 직렬 연결된 구조를 구체적으로 보여주는 회로도들이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 통상의 기술자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
이하의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결된다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소와 바로 연결될 수도 있지만, 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있다. 유사하게, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 상부에 존재한다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소의 바로 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있다. 또한, 도면에서 각 구성 요소의 구조나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되었고, 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 한편, 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로에 연결되는 안정기의 기능을 설명하기 위한 회로도들로서, 도 1a는 예열(pre-heat) 과정을 나타내고, 도 1b는 방전(ignition) 과정을 나타낸다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 일반적으로 안정기는 보통 전자식과 자기식으로 크게 구분될 수 있다. 이러한 안정기는 출력부의 인덕터(L)와 커패시터(C2)에 의한 공진으로 형광등의 필라멘트(F)를 가열할 수 있는 전기 에너지를 만들어 낼 수 있다. 기존 형광등의 경우, 이러한 과정을 예열이라 하며, 예열 과정을 통해 형광등 램프의 방전이 이루어지면, 램프의 전류는 증가하고, 램프의 전압은 감소하는 부저항 특성을 가질 수 있다. 이러한 부저항 특성으로 인해 점등이 불안해지거나, 램프의 파손을 가져올 수 있으므로, 안정기는 램프의 전압이 일정 동작 전압에 이르게 되면 전류를 제한하는 기능을 할 수 있다.
도 1a의 예열 과정에서의 전류의 흐름은 화살표로 표시된 바와 같이, 인덕터(L)--> 왼쪽 필라멘트(F1) --> 제2 커패시터(C2) --> 오른쪽 필라멘트(F2) --> 제1 커패시터(C1)로 흐를 수 있다. 또한, 인덕터(L)의 인덕턴스와 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)의 합성 커패시턴스에 의한 공진이 발생할 수 있고, 공진 시 전압 이득은 대략 100에 가까운 큰 값을 가질 수 있다.
예열 과정에 의해 필라멘트들(F1, F2)이 예열 되면, 형광등은 방전관을 통해 전류가 흐르기 시작되는데, 이때를 형광등이 '방전한다' 또는 '점등한다' 라고 한다.
도 1b의 방전 과정에서의 전류의 흐름은 화살표로 도시된 바와 같이 2가지 경로로 나타날 수 있다. 첫 번째 경로(I1)는 인덕터(L)--> 왼쪽 필라멘트(F1) --> 제2 커패시터(C2) --> 오른쪽 필라멘트(F2) --> 제1 커패시터(C1) 이다. 두 번째 경로(I2)는, 방전관 내의 임피던스 값을 RIm라 하면, 제2 커패시터(C2) --> RIm 이다. 실제 형광등이 빛을 발생시키는 경로는 두 번째 경로(I2)이고 이상적인 전압이득은 1 전후가 될 수 있다.
본 실시예의 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로(이하, '호환형 구동 회로'라 한다)에 연결되는 안정기 역시 예열 과정과 방전 과정에 대응하는 과정이 진행될 수 있다. 다만, 본 실시예의 호환형 구동 회로는 LED 형광등을 점등하기 위하여 이용하는 회로이므로, 실제로 필라멘트를 예열하거나 방전이 발생하지는 않을 수 있다. 따라서, 본 실시예의 호환형 구동 회로에서, 상기 예열 과정은 인덕터와 커패시터 간의 공진에 의해 전압이 상승하여 예비 전압에 도달하는 과정에 대응하고, 상기 방전 과정은 호환형 구동 회로의 부하(load)인 LED 광원들이 점등하는 과정에 대응할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로를 포함한 LED 형광등에 대한 회로도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 LED 형광등(1000)은 안정기(100), 호환형 구동 회로, 및 LED 광원 어레이(700)를 포함할 수 있다.
도 1a 및 도 1b에서 전술한 바와 같이, 안정기(100)는 인덕터(110)와 커패시터(120) 간의 공진을 통한 전압 상승 기능, 및 점등 이후의 전류 제한 기능을 수행할 수 있다. 안정기(100)는 예컨대, 전자식 또는 자기식 어느 타입도 가능할 수 있다. 안정기(100)의 구체적인 구조는 이미 알려져 있고, 그에 따라 편의상 인덕터(110)와 커패시터(120)만이 도시되고 있다.
호환형 구동 회로는 예비 전압(pre-voltage) 구동부(200), 정류부(300), 부하 전압 결정부(400), AC/DC 벅(buck) 컨버터(500), 및 전압전류 조절부(600)를 포함할 수 있다.
예비 전압 구동부(200)는 안정기(100)의 출력단으로 연결되며 2개의 입력 스위치(230, 250)를 포함할 수 있다. 2개의 입력 스위치 중 제1 입력 스위치(230)는 안정기(100)의 인덕터(110)와 커패시터(120)를 서로 연결하는 기능을 할 수 있다. 2개의 입력 스위치 중 제2 입력 스위치(250) 역시 인덕터(110)와 커패시터(120)를 전기적으로 연결하는 기능을 하나, 그 배치 위치상 서로를 직접 연결한다기보다는 전기적 패스를 제공하는 기능을 할 수 있다.
한편, 도시된 바와 같이 제1 입력 스위치(230)는 후단 정류부(300)의 제1 브릿지(bridge) 다이오드(310)에 연결되고, 제2 입력 스위치(250)는 정류부(300)의 제2 브릿지 다이오드(330)에 연결될 수 있다.
인덕터(110)와 커패시터(120) 간의 공진에 의한 전압 상승 과정에서, 제1 및 제2 입력 스위치(230, 250)는 온(On) 상태를 유지할 수 있다. 본 실시예의 호환형 구동 회로에서, 제1 및 제2 입력 스위치(230, 250)는 온 상태를 디폴트(default)로서 유지할 수 있다. 따라서, 안정기(100)에 전원이 입력되는 경우에 공진에 의한 전압 상승 과정이 바로 진행될 수 있다. 한편, 제1 및 제2 입력 스위치(230, 250)가 오프(Off) 되는 경우에는, 안정기(100)의 출력 전류 패턴이 도 1b에서와 같이 기존 형광등의 예열(pre-heat) 과정 후의 전류 패턴과 동일하게 될 수 있다. 그에 따라, 본 실시예의 호환형 구동 회로에서 안정기(100)의 출력 전압을 예비 전압으로 상승시키는 과정이 기존 형광등의 예열 과정에 대응할 수 있고, 따라서 기존의 전자식 또는 자기식 안정기를 그대로 채용하여 이용할 수 있다.
제1 및 제2 입력 스위치(230, 250)는 스위치 기능을 수행할 수 있는 다양한 소자를 통해 구현될 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 입력 스위치(230, 250)는BJT(Bipolar Junction Transistor), UJT(UniJunction Transistor), PUT(Programmable Unijunction Transistor), JPET(Junction Field Effect Transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET), 및 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등의 트랜지스터로 구현될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 입력 스위치(230, 250)는 SCR(Silicon Controlled Rectifier), 트라이악(TRIAC), 및 GTO(Gate Turn Off) 등의 사이리스터(thyristor)로 구현되거나, 또는 릴레이(relay)로 구현될 수 있다.
한편, 차후 부하 전압 결정부(400)에 대한 설명 부분에서 설명하겠지만, 공진에 의한 전압 상승 과정의 안정기(100)의 출력 전압은 LED 광원 어레이(700)에 인가되지 않을 수 있다. 이는, 부하 전압 결정부(400)에 포함된 부하 스위치(470)가 오프 상태로 있기 때문이다.
한편, 제1 스위치(230)의 양단으로는 퓨즈(fuse)의 일종인 OCP(Over Current Protection) 소자(210a, 210b)가 배치될 수 있다. 이러한 OCP 소자(210a, 210b)는 전압 상승 과정의 과전류 또는 점등 후 부하로 인가되는 과전류를 차단하는 기능을 할 수 있다. 경우에 따라, OCP 소자(210a, 210b)는 생략될 수도 있다.
정류부(300)는 예비 전압 구동부(200)의 출력단으로 연결되며 2개의 브릿지 다이오드(310, 330)를 포함할 수 있다. 정류부(300)는 예비 전압 구동부(200)에서 출력된 AC 전압을 DC 전압으로 정류하는 기능을 할 수 있다. 브릿지 다이오드(310, 330)에 의한 정류 원리는 이미 알려져 있는바 그에 대한 설명은 생략한다. 참고로, 예비 전압 구동부(200)의 출력단으로 언급하고 있으나 회로 연결 관계상 예비 전압 구동부(200)의 출력단은 안정기(100)의 출력단과 동일할 수 있다. 따라서, 정류부(300)는 안정기(100)에서 출력된 AC 전압을 DC 전압으로 정류한다고 말할 수 있다.
부하 전압 결정부(400)는 평활 커패시터(410), 전압 측정용 저항(430a, 430b) 및 OVP(Over Voltage Protection) 소자(450), 부하 스위치(470), 및 버퍼 커패시터(490)를 포함할 수 있다.
평활 커패시터(410)는 정류부(300)의 맥류를 평활하여, 전압 측정용 저항(430a, 430b)에서 전압 측정을 안정적이고 정확하게 수행할 수 있도록 할 수 있다. 전압 측정용 저항(430a, 430b)은 도시된 바와 같이, 직렬 연결된 제1 전압 측정용 저항(430a) 및 제2 전압 측정용 저항(430b)을 포함할 수 있다. 저항의 직렬 연결에 의한 부분 전압 원리에 기초하여, 제1 및 제2 전압 측정용 저항(430a, 430b) 사이 단자의 전압을 측정함으로써, 안정기(100)로부터의 출력 전압을 센싱할 수 있다.
OVP 소자(450)는 과전압이나 써지(surge) 전압으로부터 회로를 보호하는 기능을 할 수 있다.
부하 스위치(470)는 안정기(100)의 출력 전압이 기 설정된 예비 전압에 도달하면, 온(On) 상태로 전환됨으로써, 부하 전압 결정부(400)의 출력 전압이 LED 광원 어레이(700)에 인가되도록 할 수 있다. 부하 스위치(470)는 오프 상태를 디폴트로서 유지할 수 있다. 따라서, 처음 안정기(100)에서의 공진에 의한 전압 상승 과정에서는 부하 전압 결정부(400)의 출력 전압이 LED 광원 어레이(700)에 인가되지 않을 수 있다. 부하 스위치(470)는 전술한 제1 및 제2 입력 스위치(230, 250)와 같이 스위치 기능을 하는 다양한 소자들을 통해 구현될 수 있다.
한편, 회로를 통해 알 수 있듯이, 부하 스위치(470)가 온 상태로 됨에 따라, 부하 전압 결정부(400)의 출력 전압은 전압전류 조절부(600)에도 인가됨을 알 수 있다. 참고로, 정류부(300)에서의 전압 강하가 없다고 가정할 때, 부하 전압 결정부(400)의 출력 전압과 안정기(100)의 출력 전압은 동일할 수 있다. 따라서, 부하 스위치(470)가 온 상태로 됨에 따라, 안정기(100)의 출력 전압이 LED 광원 어레이(700)에 인가된다고 말할 수도 있다.
버퍼 커패시터(490)는 부하 스위치(470)가 온 상태로 될 때, 안정기의 출력 전압, 예컨대 고압의 예비 전압이 LED 광원 어레이(700)에 바로 인가되어 LED 광원 어레이(700) 내의 LED 광원들(711)이 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 부하 전압 결정부(400)의 출력단으로는 AC/DC 벅(buck) 컨버터(500)가 연결될 수 있다. AC/DC 벅 컨버터(500)는 부하 전압 결정부(400)의 출력 전압, 즉 안정기(100)의 출력 전압을 강하시켜 DC 다운 전압을 생성할 수 있다. 상기 DC 다운 전압은 예컨대, DC 12V일 수 있다. 물론, 상기 DC 다운 전압의 수치가 12V에 한정되는 것은 아니다. 상기 DC 다운 전압은 호환형 구동 회로 내의 배치된 스위치들을 구동하는데 이용될 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 입력 스위치(230, 250), 부하 스위치(470), 그리고 LED 광원 어레이(700) 내의 직렬병렬 스위치(751, 753)를 구동하는데 이용될 수 있다. 만약, 상기 스위치들 구동을 위해 별도의 전원이 공급되는 경우에는 AC/DC 벅 컨버터(500)가 생략될 수도 있다.
전압전류 조절부(600)는 부하 전압 결정부(400)의 출력단 및 LED 광원 어레이(700)의 출력단 사이에 연결되어 LED 광원 어레이(700)로 인가되는 전압 및 전류를 조절할 수 있다. 한편, 부하 전압 결정부(400)의 출력단은 안정기(100)의 출력단과 일치하며, 또한 LED 광원 어레이(700)의 입력단과도 일치할 수 있다. 따라서, 전압전류 조절부(600)는 LED 광원 어레이(700)의 입력단과 출력단 사이에 연결된다고 할 수도 있다.
좀더 구체적으로, 전압전류 조절부(600)는 제1 저항(610a), 제2 저항(610b), FET(Feild Effect Transitor, 630), 및 제3 저항(680)을 포함할 수 있다. FET(630)의 드레인에는 LED 광원 어레이(700)의 출력단이 연결되고, FET(630)의 게이트에는 제1 저항(610a)과 제2 저항(610b) 사이의 단자가 연결되며, FET(630)의 소스에는 제3 저항(680)이 연결될 수 있다.
한편, 제1 저항(610a) 및 제2 저항(610b)은 서로 직렬로 연결되고, 부하 전압 결정부(400)의 출력단과 제3 저항(680) 사이에 연결될 수 있다. 또한, 제1 저항(610a)과 제2 저항(610b) 사이의 단자가 FET(630)의 게이트로 연결될 수 있다.
제1 저항(610a)과 제2 저항(610b) 사이 단자의 전압은, 저항의 직렬 연결에 의한 부분 전압 원리에 기초하여, 부하 전압 결정부(400)의 출력 전압, 즉 안정기(100)의 출력 전압의 부분 전압에 해당할 수 있다. 이러한 제1 저항(610a)과 제2 저항(610b) 일종의 전압 측정용 저항일 수 있다. 한편, 제1 저항(610a)과 제2 저항(610b) 사이 단자의 전압이 FET(630)의 게이트로 입력되므로, 제1 저항(610a)과 제2 저항(610b) 사이 단자의 전압의 크기에 따라, FET(630)의 온-오프가 결정될 수 있다.
예컨대, 제1 저항(610a)과 제2 저항(610b) 사이 단자의 전압, 즉 FET(630)의 게이트 전압이 FET(630)의 문턱 전압보다 작으면, FET(630)은 오프 상태가 되고, 그에 따라 LED 광원 어레이(700)로 전류가 흐를 수 없다. 또한, 제1 저항(610a)과 제2 저항(610b) 사이 단자의 전압이 FET(630)의 문턱 전압 이상이 되면 FET(630)은 온 상태가 되고, 그에 따라 LED 광원 어레이(700)로 전류가 흐르게 된다.
다시 말해서, 안정기(100)의 출력 전압이 LED 광원 어레이(700)에 인가되더라도 FET(630)이 오프 상태에 있으므로 LED 광원 어레이(700) 내의 LED 광원들(711)은 점등되지 않을 수 있다. 이어, 안정기(100)의 출력 전압은 계속 상승하게 되고, 안정기(100)의 출력 전압이 상승함에 따라, 제1 저항(610a)과 제2 저항(610b) 사이 단자의 전압이 상승하여 FET(630)이 온 상태로 전환됨으로써, LED 광원 어레이(700) 내의 LED 광원들이 점등될 수 있다.
한편, LED 광원들이 점등된 이후에도 안정기(100)의 출력 전압은 계속 상승할 수 있다. 그러나, 그에 따라 FET(630) 게이트 전압이 상승하고 FET(630)에 흐르는 전류도 동반 상승하여 안정기(100) 출력 전압의 과도한 전압 상승이 방지될 수 수 있다.
한편, 제2 저항(610b)과 FET(630)의 소스에는 제3 저항(680)이 배치되고, 제3 저항(680)을 통해 흐르는 전류가 센싱될 수 있다. 제3 저항(680)은 일종의 전류 센싱용 저항일 수 있다. 전압전류 조절부(600)는 센싱된 전류에 기초하여 LED 광원 어레이(700) 내의 LED 광원들의 연결 관계를 변경함으로써, LED 광원 어레이(700) 내로 흐르는 전류를 조절할 수 있다. 예컨대, LED 광원 어레이(700)로 흐르는 전류가 기준 이상으로 큰 경우에는, LED 광원 어레이(700) 내의 LED 광원들을 병렬 연결 관계에서 직렬 연결 관계로 변경시킴으로써, LED 광원 어레이(700)로 흐르는 전류를 감소시킬 수 있다. 반대로, LED 광원 어레이(700)로 흐르는 전류가 기준 이하인 경우에는 LED 광원들을 직렬 연결 관계에서 병렬 연결 관계로 변경하거나 또는 병렬 연결 관계를 유지시킴으로써, LED 광원 어레이(700)로 흐르는 전류를 증가시킬 수 있다.
LED 광원 어레이(700)는 호환형 구동 회로에 대한 부하(load)로서, 다수의 LED 광원들(711)을 포함할 수 있다. LED 광원들(711)은 직렬 연결 및 병렬 연결 중 적어도 하나의 연결 구조로 서로 연결될 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이 각각 3개의 LED 광원(711)이 병렬로 연결된 다수의 제1 LED 광원쌍들(710-1, ..., 710-n)이 서로 직렬로 연결되고, 또한 각각 3개의 LED 광원(711)이 병렬로 연결된 다수의 제2 LED 광원쌍들(730-1, ..., 730-n)이 서로 직렬로 연결될 수 있다. 한편, 서로 직렬 연결된 제1 LED 광원쌍들(710-1, ..., 710-n)을 제1 LED 광원그룹이라하고, 서로 직렬 연결된 제2 LED 광원쌍들(730-1, ..., 730-n)을 제2 LED 광원 그룹이라 할 때, 상기 제1 LED 광원 그룹과 제2 LED 광원 그룹은 직렬병렬 스위치(751, 753)를 통해 서로 직렬 연결되거나 병렬 연결될 수 있다. 직렬병렬 스위치(751, 753)는 전술한 제1 및 제2 입력 스위치(230, 250)와 같이 스위치 기능을 하는 다양한 소자들을 통해 구현될 수 있다.
상기 제1 LED 광원 그룹과 제2 LED 광원 그룹의 직렬 연결과 병렬 연결에 대해서는 도 4a 및 도 4b에 대한 설명 부분에서 좀더 구체적으로 설명한다.
한편, 도시된 LED 광원들(711)의 연결 관계는 하나의 예시에 지나지 않는다. 따라서, LED 광원 어레이(700) 내에서, LED 광원들(711)은 도 2에 예시된 연결 관계와는 다른 다양한 직렬 및/또는 병렬 연결 구조를 가지고 서로 연결될 수 있다. 또한, LED 광원 어레이(700) 내에 적어도 2개의 스위치가 포함됨으로써, LED 광원들(711)의 연결 관계가 상기 스위치들을 통해 변환될 수 있다.
본 실시예의 호환형 구동 회로를 포함한 LED 형광등(1000)은, 예비 전압 구동부(200)를 통해 안정기(100)의 출력 전압을 기 설정된 예비 전압까지 상승하도록 제어하고, 또한 부하 전압 결정부(400)를 통해 안정기(100)의 출력 전압이 예비 전압에 도달한 이후에 LED 광원 어레이(700)로 인가되도록 조절할 수 있다. 한편, 전압전류 조절부(600)를 통해 LED 광원 어레이(700)로 인가되는 전압을 제어할 수 있고, 또한 LED 광원 어레이(700) 내의 LED 광원들의 연결 관계를 직렬 또는 병렬 연결로 변환시킬 수 있다. 이에 따라, 본 실시예의 호환형 구동 회로를 포함한 LED 형광등(1000)은 기존의 각종 안정기의 특성에 적절하게 대응하여 안정적으로 LED 광원들을 점등하고, 또한 점등이 안정적으로 유지되도록 할 수 있다.
도 3은 도 2의 LED 형광등에서, 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로의 동작 과정을 보여주는 흐름도이다. 설명의 편의를 위해 도 2의 LED 형광등에 대한 회로도를 함께 참조한다
도 3을 참조하면, 먼저, 안정기(100)의 초기 전압이 예비 전압 구동부(200)로 인가된다(S111). 초기 전압은 AC 파워 형태로 인가될 수 있다.
다음, 안정기(100)의 초기 전압이 인가될 때, 예비 전압 구동부(200) 내의 입력 스위치들(230, 250)이 온 상태로 유지된다(S113). 전술한 바와 같이, 입력 스위치들(230, 250)은 온 상태를 디폴트로 유지하므로, 별도의 변화는 없을 수 있다.
이후, 안정기(100)의 출력 전압이 상승한다(S115). 안정기(100)의 출력 전압의 상승은 인덕터(110)와 커패시터(120)가 입력 스위치들(230, 250)에 의한 연결을 통해 공진이 발생함으로써 이루어질 수 있다.
안정기(100)의 출력 전압이 기 설정된 예비 전압에 도달하였는지 판단한다(S117). 부하 전압 결정부(400)의 전압 측정 저항들(430a, 430b)을 이용하여 부분 전압이 센싱됨으로써, 상기 예비 전압의 도달 여부가 판단될 수 있다. 상기 예비 전압에 도달된 경우에(Yes), 부하 스위치(470)가 온 상태로 되고(S119), 상기 예비 전압에 도달하지 못한 경우에(No), 안정기(100)의 출력 전압 상승 단계(S115)로 돌아가 계속 공진에 의한 안정기(100)의 출력 전압이 상승한다. 참고로, 부하 스위치(470)는 오프 상태를 디폴트로 유지하므로, 처음에는 오프 상태로 있다가 안정기(100)의 출력 전압이 상기 예비 전압에 도달할 때 온 상태로 전환한다.
스위치(470)가 온 상태로 된 후, 버퍼 커패시터(490)가 충전된다(S121).
버퍼 커패시터(490)의 충전을 통해, 부하 스위치(470)가 온 상태로 될 때, 안정기(100)의 출력 전압, 예컨대 고압의 예비 전압이 LED 광원 어레이(700)에 바로 인가되어 LED 광원 어레이(700) 내의 LED 광원들(711)이 파괴되는 것을 방지한다.
AC/DC 벅 컨버터(500)에 의해 안정기(100)의 출력 전압이 강하되어 안정적인 DC 다운 전압이 생성된다(S123). 상기 DC 다운 전압은 예컨대, DC 12V일 수 있다. 물론, 상기 DC 다운 전압이 DC 12V에 한정되는 것은 아니다. 이러한 상기 DC 다운 전압은 입력 스위치(230, 750)와 직렬병렬 스위치(751, 753)의 구동에 이용될 수 있다.
다음, 입력 스위치(230, 750)가 오프 상태로 전환된다(S125). 입력 스위치(230, 750)의 오프 상태로의 전환은 상기 DC 다운 전압을 이용하고, 또한, 입력 스위치(230, 750)가 오프 상태로 됨에 안정기(100)의 출력 전류 패턴이 기존 형광등의 예열(pre-heat) 과정 후의 전류 패턴과 동일하게 됨은 전술한 바와 같다.
안정기(100)의 출력 전압이 계속 상승한다(S127). 안정기(100)의 출력 전압은 안정기(100)의 정격 출력에 도달할 때까지 상승할 수 있다. 안정기(100)의 출력 전압은 안정기(100)의 정격 출력에 도달하면, 안정화될 수 있다.
FET(630)의 게이트 전압이 문턱 전압(Vth) 이상인지 판단된다(S129). FET(630)의 게이트 전압이 문턱 전압 이상인지 여부는 직렬 연결된 제1 및 제2 저항(610a, 610b) 사이 단자의 전압을 FET(630)의 게이트로 인가하여, FET(630)의 온-오프 여부에 따라 판단할 수 있다. 한편, 제1 및 제2 저항(610a, 610b) 사이 단자의 전압은 안정기(100)의 출력 전압의 부분 전압에 해당하므로, FET(630)의 온-오프는 결국 안정기(100)의 출력 전압에 의존할 수 있다.
FET(630)의 게이트 전압이 문턱 전압 이상인 경우(Yes), LED 광원 어레이(700) 내의 LED 광원들(711)이 점등되고(S131), FET(630)의 게이트 전압이 FET(630)의 문턱 전압 미만인 경우(No), 안정기(100)의 전압 상승 단계(S127)로 돌아가 안정기(100)의 출력 전압이 계속 상승한다. LED 광원들(711)의 점등은 결국, LED 광원 어레이(700)의 출력단에 연결된 FET(630)이 온 되어 전류가 흐름으로써, 이루어질 수 있다.
LED 광원들(711)의 점등 이후에, FET(630)의 게이트 전압이 계속 상승한다(S133). FET(630)의 게이트 전압의 상승은 결국 안정기(100)의 출력 전압 상승에 기초할 수 있다. 안정기(100)의 출력 전압 상승은 앞서 안정기(100)의 출력 전압 상승 단계(S127)에서 설명한 바와 같이, 안정기(100)의 정격 출력에 도달할 때까지 진행될 수 있다.
LED 광원 어레이(700)의 전류가 증가한다(S135). LED 광원 어레이(700)의 전류 증가의 이유는 다음과 같다. 안정기(100)의 출력 전압이 증가하면, FET(630)의 게이트 전압이 증가하고, FET(630)의 특성상 FET(630)의 소스 및 드레인을 통해 흐르는 전류가 증가하므로, LED 광원 어레이(700)에 흐르는 전류도 증가하게 된다. 이와 같이, FET(630)을 통해 LED 광원 어레이(700)에 흐르는 전류를 제어함으로써, 안정기(100)의 출력 전압이 과도하게 상승하는 것이 방지될 수 있다.
안정기(100)의 출력이 정격 출력에 도달하였는지 판단한다(S137). 안정기(100)의 출력이 정격 출력에 도달한 경우(Yes), 안정기(100)의 전압이 안정화되어 안정기(100)의 출력 전압이 그대로 유지될 수 있다(S139). 만약, 안정기(100)의 출력이 정격 출력에 도달하지 못한 경우(No), FET(630)의 게이트 전압 상승 단계(S133)로 돌아가 FET(630)의 게이트 전압이 상승한다. FET(630)의 게이트 전압의 상승은 안정기(100)의 출력 전압의 상승에 대응함은 전술한 바와 같다.
이후, LED 광원 어레이(700)의 전류가 기 설정된 전류값보다 큰지 판단한다(S141). LED 광원 어레이(700)의 전류가 기 설정된 전류값보다 큰 경우(Yes), LED 광원 어레이(700) 내의 LED 광원들의 연결 관계를 직렬 연결 구조로 변경 한다(S143). 만약, LED 광원 어레이(700)의 전류가 기 설정된 전류값보다 크지 않은 경우(No), LED 광원 어레이(700) 내의 LED 광원들의 연결 관계를 병렬 연결 구조로 유지한다(S145). LED 광원 어레이(700) 내의 LED 광원들의 연결 관계가 직렬 연결 구조를 가질 때, 부하 임피던스가 커져 소모 전류가 줄어들 수 있다. 반대로, LED 광원들의 연결 관계가 병렬 연결 구조를 가질 때 소모 전류가 증가할 수 있다. 한편, LED 광원 어레이(700) 내의 LED 광원들의 연결 관계의 디폴트는 병렬 연결 구조일 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 LED 형광등에서, LED 광원 어레이(700) 내의 LED 광원들(711)이 직렬병렬 스위치를 통해 병렬 연결된 구조와 직렬 연결된 구조를 구체적으로 보여주는 회로도들로서, 도 4a는 LED 광원들(711)이 병렬 연결된 구조를 나타내고, 도 4b는 LED 광원들(711)이 직렬 연결된 구조를 나타낸다.
도 4a를 참조하면, 제1 LED 광원쌍들(710-1, ..., 710-n)로 구성된 제1 LED 광원그룹(710)과 제2 LED 광원쌍들(730-1, ..., 730-n)로 구성된 제2 LED 광원그룹(730)은 제1 직렬병렬 스위치(751)를 통해 제1 단자(①)와 제2 단자(②)가 연결되고, 제2 직렬병렬 스위치(753)를 통해 제4 단자(④)와 제5 단자(⑤)가 연결됨으로써, 제1 LED 광원그룹(710)과 제2 LED 광원그룹(730)이 병렬 연결 구조로 연결될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 제1 직렬병렬 스위치(751)를 통해 제2 단자(②)와 제3 단자(③)가 연결되고, 제2 직렬병렬 스위치(753)가 오프 되어 제4 단자(④)와 제5 단자(⑤)가 끊어짐으로써, 제1 LED 광원그룹(710)과 제2 LED 광원그룹(730)이 직렬 연결 구조로 연결될 수 있다.
도 4a 및 도 4b의 LED 광원들(711)의 연결 관계는 하나의 예시에 지나지 않는다. 예컨대, 제1 LED 광원쌍들((710-1, ..., 710-n) 또는 제2 LED 광원쌍들(730-1, ..., 730-n) 각각은 2개의 LED 광원들(711)이 병렬로 연결되거나 또는 4개 이상의 LED 광원들(711)이 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 경우에 따라, 하나의 LED 광원(711)으로 구성될 수도 있다.
한편, LED 광원 어레이(700)는 3개 이상의 LED 광원 그룹은 포함할 수도 있다. 또한, LED 광원 어레이(700)는 3개 이상의 직렬병렬 스위치를 포함할 수도 있다.
지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 안정기, 110: 인덕터, 120: 커패시터, 200: 예비 전압 구동부, 230, 250: 입력 스위치, 210a, 210b: OCP 소자, 300: 정류부, 310, 320: 브릿지 다이오드, 400: 부하 전압 결정부, 410: 평활 커패시터, 490: 버퍼 커패시터, 430a, 430b: 전압 측정 저항, 450: OVP 소자, 470: 부하 스위치, 500: AC/DC 벅 컨버터, 600: 전압전류 조절부, 610a, 610b, 680: 저항, 630: FET, 700: LED 광원 어레이, 711: LED 광원, 710, 730: LED 광원 그룹, 710-1, ... 710-n: 제1 LED 광원쌍들, 730-1, ... 730-n: 제3 LED 광원쌍들, 751, 753: 직렬병렬 스위치.

Claims (12)

  1. 전자식 또는 자기식 안정기의 출력단에 연결되고, 상기 안정기의 인덕턴스(L)와 커패시턴스(C)의 공진을 제어하는 예비 전압(pre-voltage) 구동부;
    상기 예비 전압 구동부에 연결되어 브릿지(bridge) 다이오드를 이용하여 AC 전압을 DC 전압으로 정류하는 정류부;
    상기 정류부에 연결되고, 상기 정류부의 출력이 기 설정된 제1 전압까지 도달할 때까지 부하(load)의 연결을 지연시켜 상기 안정기의 출력 전압이 상승하도록 하는 부하 전압 결정부; 및
    상기 부하 전압 결정부의 출력단(또는 부하의 입력단) 및 상기 부하의 출력단에 연결되고, 상기 부하로 인가되는 전압 및 전류를 조절하는 전압전류 조절부;를 포함하는 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 예비 전압 구동부는, 상기 안정기 출력단에 연결되어 상기 안정기의 인덕터와 커패시터를 연결하는 입력 스위치를 포함하고,
    상기 부하 전압 결정부는 상기 부하의 연결을 위한 부하 스위치를 포함하며,
    상기 제1 전압에 도달하기 전까지, 상기 입력 스위치는 온(On) 상태를 유지하며,
    상기 제1 전압에 도달하면, 상기 부하 스위치가 온 되어 상기 부하가 연결되고, 상기 입력 스위치는 오프(Off) 되는 것을 특징으로 하는 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전압전류 조절부는, 상기 부하 전압 결정부의 출력단에 연결되고 서로 직렬로 연결된 제1 저항과 제2 저항, 상기 부하의 출력단에 연결된 FET(Field Effect Transistor), 및 상기 FET에 연결된 제3 저항을 포함하고,
    상기 FET의 드레인에 상기 부하의 출력단이 연결되고, 상기 FET의 게이트에 상기 제1 저항과 제2 저항 사이의 단자가 연결되며, 상기 FET의 소스와 상기 제2 저항에 상기 제3 저항이 연결되며,
    상기 FET의 게이트 전압은 상기 안정기의 출력 전압의 부분 전압에 해당하고, 상기 안정기의 출력 전압이 상승하여 상기 FET의 게이트 전압이 상기 FET의 문턱 전압 이상이 되면, 상기 FET이 온 되어 부하에 전류가 흐르며,
    상기 제3 저항으로 흐르는 전류가 센싱되어 상기 부하에 흐르는 전류가 조절되는 것을 특징으로 하는 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 부하는 다수의 LED 광원들을 포함한 LED 광원 어레이이고,
    상기 LED 광원 어레이 내의 상기 LED 광원들의 연결 관계가 변경되어 상기 전류가 조절되는 것을 특징으로 하는 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로는, 상기 부하 전압 결정부의 출력단에 연결된 AC/DC 벅 컨버터를 더 포함하며,
    상기 AC/DC 벅 컨버터는 상기 부하 전압 결정부의 출력 전압을 강하시켜 다운 전압을 생성하고, 상기 다운 전압은 상기 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로 내에 포함된 스위치의 동작이나 회로 연결 관계의 변경에 이용되는 것을 특징으로 전·자기식 안정기 호환형 구동 회로.
  6. 인덕턴스와 커패시턴스의 공진을 통해 전압을 상승시키고 출력되는 전류를 제한하는 전자식 또는 자기식 안정기;
    상기 안정기의 출력단에 연결되어 상기 공진을 제어하는 예비 전압 구동부;
    상기 예비 전압 구동부에 연결되어 브릿지 다이오드를 이용하여 AC 전압을 DC 전압으로 정류하는 정류부;
    상기 정류부에 연결되고, 상기 정류부의 출력이 기 설정된 제1 전압까지 도달할 때까지 부하의 연결을 지연시켜 상기 안정기의 출력 전압이 상승하도록 하는 부하 전압 결정부;
    상기 부하 전압 결정부에 연결되고 다수의 LED 광원들을 포함한 상기 부하; 및
    상기 부하 전압 결정부의 출력단 (또는 부하의 입력단) 및 상기 부하의 출력단에 연결되고, 상기 부하로 인가되는 전압 및 전류를 조절하는 전압전류 조절부;를 포함하는 LED 형광등.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 예비 전압 구동부는, 상기 안정기 출력단에 연결되어 상기 안정기의 인덕터와 커패시터를 연결하는 입력 스위치를 포함하고,
    상기 부하 전압 결정부는 상기 부하의 연결을 위한 부하 스위치를 포함하며,
    상기 제1 전압에 도달하기 전까지, 상기 입력 스위치는 온 상태를 유지하며,
    상기 제1 전압에 도달하면, 상기 부하 스위치가 온 되어 상기 부하가 연결되고, 상기 입력 스위치는 오프 되는 것을 특징으로 하는 LED 형광등.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 부하 전압 결정부는, 상기 정류부의 출력단과 그라운드 사이에 직렬 연결된 2개의 저항을 포함하며,
    2개의 상기 저항들 사이 단자의 전압을 센싱하여 상기 제1 전압에 도달하였는지 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 형광등.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 전압전류 조절부는, 상기 부하 전압 결정부의 출력단에 연결되고 서로 직렬로 연결된 제1 저항과 제2 저항, 상기 부하의 출력단에 연결된 FET 및 상기 FET에 연결된 제3 저항을 포함하고,
    상기 FET의 드레인에 상기 부하의 출력단이 연결되고, 상기 FET의 게이트에 상기 제1 저항과 제2 저항 사이의 단자가 연결되며, 상기 FET의 소스와 상기 제2 저항에 상기 제3 저항이 연결되며,
    상기 FET의 게이트 전압은 상기 안정기의 출력 전압의 부분 전압에 해당하고, 상기 안정기의 출력 전압이 상승하여 상기 FET의 게이트 전압이 상기 FET의 문턱 전압 이상이 되면, 상기 FET이 온 되어 부하에 전류가 흐르며,
    상기 제3 저항으로 흐르는 전류가 센싱되어 상기 부하에 흐르는 전류가 조절되는 것을 특징으로 하는 LED 형광등.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 부하는, 상기 LED 광원들이 직렬 연결 및 병렬 연결 중 적어도 하나로 서로 연결된 LED 광원 어레이 구조를 가지며,
    상기 LED 광원 어레이 내에서 상기 LED 광원들 사이의 연결이 직렬 연결이 병렬 연결로 변경되거나 또는 병렬 연결이 직렬 연결로 변경되어 상기 전류가 조절되는 것을 특징으로 하는 LED 형광등.
  11. 제6 항에 있어서,
    상기 예비 전압 구동부는, 상기 안정기 출력단에 연결되어 상기 안정기의 인덕터와 커패시터를 연결하는 입력 스위치를 포함하고,
    상기 부하 전압 결정부는 상기 부하 연결을 위한 부하 스위치를 포함하며,
    상기 부하는 상기 LED 광원들 사이의 연결을 직렬 연결에서 병렬 연결로 변경하거나 또는 병렬 연결에서 직렬 연결로 변경하기 위한 적어도 2개의 직렬병렬 스위치를 포함하며,
    상기 LED 형광등은 상기 부하 전압 결정부의 출력단에 연결된 AC/DC 벅 컨버터를 더 포함하며,
    상기 AC/DC 벅 컨버터는 상기 부하 전압 결정부의 출력 전압을 강하시켜 DC 다운 전압을 생성하고, 상기 DC 다운 전압은 상기 입력 스위치, 부하 스위치 및 직렬병렬 스위치의 구동에 이용되는 것을 특징으로 LED 형광등.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 입력 스위치, 부하 스위치 및 직렬병렬 스위치는,
    BJT(Bipolar Junction Transistor), UJT(UniJunction Transistor), PUT(Programmable Unijunction Transistor), JPET(Junction Field Effect Transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET), 및 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 중 적어도 하나의 트랜지스터,
    SCR(Silicon Controlled Rectifier), 트라이악(TRIAC), 및 GTO(Gate Turn Off) 중 적어도 하나의 사이리스터(thyristor), 또는
    릴레이(relay)로 구현되는 것을 특징으로 하는 LED 형광등.
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