KR20170133160A - 역률 개선 및 정전류 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 역률 개선 및 정전류 구동 장치에 관한 것으로, 특히 역률 개선 및 정전류 구동 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 입력 측이 전원을 공급하는 교류 전원의 일측 출력 단자와 연결되는 다수의 엘이디 어레이를 포함하는 제1 엘이디 그룹; 입력 측이 상기 제1 엘이디 그룹의 출력 측과 연결되는 제1 정전류 회로; 입력 측이 전원을 공급하는 교류 전원의 일측 출력 단자와 연결되는 제1 충방전부; 입력 측이 전원을 공급하는 교류 전원의 일측 출력 단자와 연결되는 제1 구동 전류 제어부; 제1 충방전부와 직렬 연결된 제2 충방전부; 상기 제2 충방전부에 병렬 연결되며 상기 제1 엘이디 그룹이 포함하는 엘이디 어레이의 개수와 다른 개수의 엘이디 어레이를 포함하는 제2 엘이디 그룹; 입력 측이 상기 제2 엘이디 그룹의 출력 측과 연결되어 상기 제2 엘이디 그룹에 정전류를 제공하기 위한 제2 정전류 회로; 상기 제2 엘이디 그룹에 병렬 연결된 제2 구동 전류 제어부; 입력 측이 제2 구동 전류 제어부에 연결되는 제3 정전류 회로; 상기 제2 엘이디 그룹과 제2 충방전부에 연결되어 정전류를 제공하기 위한 제4 정전류 회로; 및 상기 제1 엘이디 그룹 및 제2 충방전부와 제4 정전류 회로 사이에 위치하는 제3 구동 전류 제어부를 포함하는 역률 개선 및 정전류 구동 장치를 제공하여 역률이 개선되고 플리커가 제거된다.

Description

역률 개선 및 정전류 구동 장치{Driving circuit using the constant current for improving power factor}
본 발명은 역률 개선 및 정전류 구동 장치에 관한 것으로, 특히 플리커를 개선한 역률 개선 및 정전류 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 LED 구동 회로는, 교류 전원 전압을 브리지 다이오드의 두 입력 단자로 인가하고, 브리지 다이오드에 의하여 정류된 전류를 제어하여 LED 모듈에 구비된 LED들이 발광하도록 구동한다. 관련기술로서 대한민국특허출원번호 10-2010-0056623, 10-2010-0056683 등이 참조될 수 있다.
이외에도 대한민국특허출원번호 10-2011-0113891(엘이디 다단 구동 제어 장치)에는 도 1과 같은 LED 모듈을 구동하기 위한 회로가 개시되어 있다.
도 1과 같은 LED 구동 회로에서는, 입력 전원 Vac의 변화에 따라 주전류 iQ1이 흐를 때 보조전류들(iQ2, iQ3, iQ4)의 흐름을 멈추게 하기 위해 Roff20, Roff30, Roff40을 사용하였고, 보조전류 iQ2가 흐를 때 나머지 보조 전류들(iQ3, iQ4)의 흐름을 멈추게 하기 위해 D1, Roff31, 및 D2, Roff42를 사용하였고, 보조전류 iQ3이 흐를 때 나머지 보조 전류 iQ4의 흐름을 멈추게 하기 위해 D3, Roff41을 사용하였다. 또한, 주전류와 보조 전류를 센싱하기 위해 각각의 센싱 저항들(Rsen1, Rsen2, Rsen3, Rsen4)을 사용하였다. 자세한 동작 과정은 해당특허 문헌을 참조할 수 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 LED 구동 회로에서는, 도 1에 4단의 전류 레벨 수를 예시하였으나, 전류 레벨의 수를 증가시켜 광효율 및 고조파 특성을 개선하기 위하여, 전류 레벨 수를 더 늘림에 따라 위와 같이 보조전류의 흐름을 차단하기 위한 다이오드, 저항 등의 부품의 수가 기하급수적으로 증가하는 문제점이 있다.
또한, 도 1과 같이 기존의 직구동 방법은 전류 파형을 만듦에 있어서 입력 전압이 전압보다 클 때에만 주 전류와 보조전류를 흐르게 할 수 있기에 입력 전압이 낮은 경우는 전류가 흐르지 않는 구간이 존재하는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위하여 대한민국 특허출원번호 2013-73436가 개발되었는데, 참조된 특허문헌에서는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 정현파 전류의 AC(Alternating Current: 교류) 전원으로 LED(Light Emitting Diode)를 직접 구동 및 디밍(dimming)이 가능하도록 하며, 부품수의 큰 증대 없이도 간단한 회로를 이용해, 낮은 AC 입력에도 구동이 가능하며, 입력 AC 전압의 변동에도 전류가 일정하게 유지되어 플리커(flicker) 특성이 우수하도록 구동할 수 있는 LED 구동 회로를 제공하고 있다.
하지만 개선된 상기 종래 기술은 파고률과 LED 그룹 1의 플리커는 개선할 수 있으나 LED 그룹 2의 전류는 기존과 마찬가지로 입력 전압이 낮은 경우는 전류가 흐르지 않는 구간이 존재하여 플리커 개선이 안되는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 특허출원 2015-0160633호에는 플리커를 개선한 LED 직구동 장치가 개시되어 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 플리커가 개선된 LED 직구동 장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 플리커가 개선된 LED 직구동 장치는 교류 전원(20), 정류부(30), 제1 엘이디 그룹(41), 제2 엘이디 그룹(42), 제1 구동 전류 제어부(51), 제2 구동 전류 제어부(52), 제1 충방전부(61), 제2 충방전부(62), 제1 정전류 회로(71), 제2 정전류 회로(72), 제3 정전류 회로(73) 및 제1 다이오드(Df1)를 구비하고 있다.
이와 같은 구성에서 제1 정전류 회로(71)와 제2 정전류 회로(72)는 제1 엘이디 그룹(41)과 제2 엘이디 그룹(42)를 항상 정전류로 구동하고, 제3 정전류 회로(73)은 역률을 높이고자 입력 전압이 낮을 때에는 작은 전류값(L2)로 제어하고, 입력 전압이 높을 때에는 큰 전류값(L1)로 제어한다.
하지만, 이와 같은 종래 기술은 전류 레벨이 2개만 존재함으로 역률 개선과 효율 향상에 한계가 있었다.
대한민국특허출원번호 10-2010-0056623 대한민국특허출원번호 10-2010-0056683 대한민국특허출원번호 10-2011-0113891 대한민국특허출원번호 10-2012-0120901
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 다이오드 Df2를 추가하고 스위치의 동작 방법과 LED 그룹1과 그룹2의 개수를 달리하여 전류 레벨 3을 발생시켜 역율을 개선하고 효율을 향상시킨 플리커를 더욱더 개선한 역률 개선 및 정전류 구동 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면은 입력 측이 전원을 공급하는 교류 전원의 일측 출력 단자와 연결되는 다수의 엘이디 어레이를 포함하는 제1 엘이디 그룹; 입력 측이 상기 제1 엘이디 그룹의 출력 측과 연결되는 제1 정전류 회로; 입력 측이 전원을 공급하는 교류 전원의 일측 출력 단자와 연결되는 제1 충방전부; 입력 측이 전원을 공급하는 교류 전원의 일측 출력 단자와 연결되는 제1 구동 전류 제어부; 제1 충방전부와 직렬 연결된 제2 충방전부; 상기 제2 충방전부에 병렬 연결되며 상기 제1 엘이디 그룹이 포함하는 엘이디 어레이의 개수와 다른 개수의 엘이디 어레이를 포함하는 제2 엘이디 그룹; 입력 측이 상기 제2 엘이디 그룹의 출력 측과 연결되어 상기 제2 엘이디 그룹에 정전류를 제공하기 위한 제2 정전류 회로; 상기 제2 엘이디 그룹에 병렬 연결된 제2 구동 전류 제어부; 입력 측이 제2 구동 전류 제어부에 연결되는 제3 정전류 회로; 상기 제2 엘이디 그룹과 제2 충방전부에 연결되어 정전류를 제공하기 위한 제4 정전류 회로; 및 상기 제1 엘이디 그룹 및 제2 충방전부와 제4 정전류 회로 사이에 위치하는 제3 구동 전류 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 정류된 교류 전원과 제1 충방전부에서 공급되는 전원에 따라 동작하며 다수의 엘이디 어레이를 포함하고, 제1 정전류 회로를 통하여 정전류 제어되는 제1 엘이디 그룹; 및 정류된 교류 전원과 제2 충방전부에서 공급되는 전원에 따라 동작하며 상기 제1 엘이디 그룹에 포함된 엘이디 어레이의 개수와 다른 개수의 엘이디 어레이를 포함하며, 제2 정전류 회로를 통하여 정전류 제어되는 제2 엘이디 그룹을 포함하며, 상기 제2 엘이디 그룹의 입력단에 위치하는 제1 구동 전류 제어부와, 상기 제1 엘이디 그룹의 출력단에 위치하는 제2 구동 전류 제어부 및 상기 제2 엘이디 그룹의 출력단에 위치하는 제3 구동 전류 제어부가 온오프되어 입력 전류를 3개의 전류 레벨값이 되도록 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면은 플리커가 개선된 LED 직구동 장치에 있어서, 정류된 교류 전원과 제1 충방전부에서 공급되는 전원에 따라 동작하는 제1 엘이디 그룹에 포함된 엘이디 어레이의 개수가 정류된 교류 전원과 제2 충방전부에서 공급되는 전원에 따라 동작하는 제2 엘이디 그룹에 포함된 엘이디 어레이의 개수가 상이하고, 상기 제1 충방전부의 정격 전압과 상기 제2 충방전부의 정격 전압은 해당하는 엘이디 그룹에 포함된 엘이디 어레이의 개수에 비례하며, 상기 제2 엘이디 그룹의 입력단에 위치하는 제1 구동 전류 제어부와, 상기 제1 엘이디 그룹의 출력단에 위치하는 제2 구동 전류 제어부 및 상기 제2 엘이디 그룹의 출력단에 위치하는 제3 구동 전류 제어부가 온오프되어 입력 전류를 3개의 전류 레벨값이 되도록 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 기존의 회로 구조에서 다이오드 Df2하나만 추가하고, 스위치의 동작 방법과 LED 그룹1과 그룹2의 개수를 달리하여 전류 레벨을 3개 발생시켜 역률을 더욱 더 개선하고 효율 향상도 가능하도록 하였다.
도 1은 종래의 LED 구동 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 플리커를 개선한 ＬＥＤ 직구동 장치의 구성도이다.
도 3a은 본 발명의 일 실시 예에 따른 역률 개선 및 정전류 구동 장치의 구성도이며, 도 3b는 그에 따른 전류 전압 파형도이다.
도 4a는 도 3a에 도시된 역률 개선 및 정전류 구동 장치의 하나의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 4b는 그에 따른 전류 전압 파형도이다.
도 5a는 도 3a에 도시된 역률 개선 및 정전류 구동 장치의 다른 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 5b는 그에 따른 전류 전압 파형도이다.
도 6a는 도 3a에 도시된 역률 개선 및 정전류 구동 장치의 또 다른 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 6b는 그에 따른 전류 전압 파형도이다.
도 7a는 도 3a에 도시된 역률 개선 및 정전류 구동 장치의 또 다른 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 7b는 그에 따른 전류 전압 파형도이다.
도 8은 도 3a의 역률 개선 및 정전류 구동 장치의 구현 예시도이다.
도 9는 커패시터 전압, DC 링크 전압, LED 전류 및 입력 전류 파형을 보여준다.
도 10은 본 발명에 따른 LED 구동 상태를 보여준다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 역률 개선 및 정전류 구동 장치의 구성도이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 역률 개선 및 정전류 구동 장치는 교류 전원(110), 정류부(120)(BD1), 입력 전압 센싱부(130), 제1 엘이디 그룹(141), 제2 엘이디 그룹(142), 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5), 제2 구동 전류 제어부(152)(Q3), 제3 구동 전류 제어부(153)(Q4), 제1 충방전부(161)(C1), 제2 충방전부(162)(C2), 제1 정전류 회로(171)(I1), 제2 정전류 회로(172)(I2), 제3 정전류 회로(173)(I3), 제4 정전류 회로(174)(I4), 제1 다이오드(Df1) 및 제2 다이오드(Df2)를 구비하고 있다.
상기 교류 전원(110)은 제1 엘이디 그룹(141)과 제2 엘이디 그룹(142)을 구동시키기 위한 전압(Vac)과 전류(Iac)를 공급하며, 제1 엘이디 그룹(141)의 입력측에 출력측이 연결되어 있으며, 제2 엘이디 그룹(142)의 입력측에 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5)를 경유하여 출력측이 연결되어 있다.
정류부(120)는 교류 전원(110)의 출력 측 및 제1 엘이디 그룹(141)의 입력 측 사이에 연결되며, 보다 상세하게는 정류부(120)의 출력측(다시 말해서, 정류부(120)를 구성하는 다이오드의 출력 측)이 제1 엘이디 그룹(141), 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5) 및 제1 충방전부(161)(C1)와 연결되어 교류 전원(110)으로부터 공급되는 전원을 정류한 후 제1 엘이디 그룹(141), 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5) 및 제1 충방전부(161)(C1)로 공급할 수 있게 된다.
이때, 제1 엘이디 그룹(141)와 제2 엘이디 그룹(142)은 직렬 연결된 복수 개의 엘이디를 포함하는 엘이디 어레이 각각이 순방향으로 병렬 연결된 형태로 구성될 수 있다. 상기 제1 엘이디 그룹(141)은 2개의 엘이디 어레이를 구비하고 있으며 제2 엘이디 그룹(142)은 1개의 엘이디 어레이를 구비하고 있어 서로 엘이디 어레이의 개수가 상이하다. 이처럼 제1 엘이디 그룹(141)과 제2 엘이디 그룹(142)에 포함된 엘이디 어레이의 개수가 상이하기 때문에 전압 레벨을 3개 이상 가질 수 있게 되어 역률이 개선되고 효율이 향상된다.
상기 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5)는 제1 엘이디 그룹(141)과 병렬 연결되며 제2 엘이디 그룹(142)과 직렬 연결된다. 다시 말해, 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5)는 제1 엘이디 그룹(141)과 병렬 연결되며 출력 측이 제2 엘이디 그룹(142)의 입력 측과 연결된다.
이때, 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5)는 일측이 제1 엘이디 그룹(141)과 제1 충방전부(161)(C1)의 접점에 연결되며 교류 전원(110)의 전압 크기에 따라 스위칭 한다. 여기서, 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5)는 MOSFET 또는 트랜지스터로 구현될 수 있다.
다음으로, 상기 제2 구동 전류 제어부(152)(Q2)는 제2 엘이디 그룹(142)과 병렬 연결된다.
이때, 제2 구동 전류 제어부(152)(Q2)는 일측이 제1 충방전부(161)(C1)에 연결되며 교류 전원(110)의 전압 크기에 따라 스위칭 한다. 여기서, 제2 구동 전류 제어부(152)(C2)는 MOSFET 또는 트랜지스터로 구현될 수 있다.
그리고, 상기 제3 구동 전류 제어부(153)(Q4)는 제2 엘이디 그룹(142)과 직렬 연결된다.
이때, 제3 구동 전류 제어부(153)(Q4)는 일측이 제2 충방전부(162)(C2)에 연결되며 교류 전원(110)의 전압 크기에 따라 스위칭 한다. 여기서, 제3 구동 전류 제어부(153)(Q4)는 MOSFET 또는 트랜지스터로 구현될 수 있다.
한편, 제1 충방전부(161)(C1)는 일측이 정류부(120)의 출력 측 및 제1 엘이디 그룹(141)의 입력 측과 연결되며, 교류 전원(110)으로부터 공급되는 전압의 크기에 따라 제1 엘이디 그룹(141)의 동작을 위한 전압을 공급하거나 또는 상기 전압 공급을 위해 교류 전원(110)으로부터 공급되는 전원을 충전한다.
한편, 제2 충방전부(162)(C2)는 일측이 제1 충방전부(161)(C1)의 출력 측 및 제2 엘이디 그룹(142)의 입력 측과 연결되며, 교류 전원(110)으로부터 공급되는 전압의 크기에 따라 제2 엘이디 그룹(142)의 동작을 위한 전압을 공급하거나 또는 상기 전압 공급을 위해 교류 전원(110)으로부터 공급되는 전원을 충전한다.
다음으로, 제1 정전류 회로(171)(I1)는 일측이 제1 엘이디 그룹(141)의 출력 측과 연결되어 제1 엘이디 그룹(171)에 일정한 제1 전류를 제공한다.
그리고, 제2 정전류 회로(172)(I2)는 일측이 제2 엘이디 그룹(142)의 출력 측과 연결되어 제2 엘이디 그룹(142)의 출력 측으로부터 제2 엘이디 그룹(142)에 일정한 제2 전류를 제공한다.
제3 정전류 회로(173)(I3)은 일측이 제2 구동 전류 제어부(152)(Q3)와 연결되고 다른측은 제4 정전류 회로(174)(I4)의 출력측 접점에 연결되어 제3 전류를 제공한다.
다음으로, 제4 정전류 회로(174)(I4)은 일측이 제3 구동 전류 제어부(153)(Q4)와, 제2 충방전부(162)(C2) 및 제2 정전류 회로(172)(I2)의 출력측 접점에 연결되어 제4 전류를 제공한다.
한편, 제1 다이오드(Df1)는 제1 정전류 회로(171)(I1)와 제3 정전류 회로(173)(I3) 사이에 위치하여 제3 정전류 회로(173)(I3)에서 역류하는 전압을 억제한다.
그리고, 제2 다이오드(Df2)는 제1 충방전부(161)(C1)와 제2 충방전부(162)(C2) 사이에 위치하여 제2 충방전부(162)(C2)에서 역류하는 전압을 억제한다.
이와 같은 구성에서 제1 엘이디 그룹(141)이 포함한 엘이디 어레이의 개수가 제2 엘이디 그룹(142)이 포함한 엘이디 어레이의 개수의 배 또는 많이 되도록 설계하여 제1 충방전부(161)(C1)의 전압이 제2 충방전부(162)(C2)의 전압의 배 또는 이상이 되도록 하였으며 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5)와 제2 구동 전류 제어부(152)(Q3)의 동작을 각각 다르게 하여 3개의 전류 레벨이 나오도록 하여 역률 개선과 효율 개선이 이루어지도록 하였다.
또한, 제1 엘이디 그룹(141)에서 흐르는 전류는 제1 정전류 회로(171)(I1)에서 연속적으로 흐르도록 하고, 제2 엘이디 그룹(142)에서 흐르는 전류는 제2 정전류 회로(172)(I2)에서 연속적으로 흐르도록 하고 있다.
상기 구성에 대하여 전원(110)의 입력 전압에 대한 동작을 도 3b를 참조하여 살펴보면, 전원(110)의 입력 전압(Vac)이 증가하여 제2 충방전부(162)(C2)의 전압(VC2)보다 커지면 입력 전류는 가장 낮은 전류 레벨값(L3)만큼 흐르도록 제어된다.
이때 스위치의 동작을 살펴보면 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5)는 완전히 켜져 있고(ON), 제2 구동 전류 제어부(152)(Q3)는 완전히 꺼져 있고(OFF), 제3 구동 전류 제어부(153)(Q4)는 전류 레벨값 L3를 유지하도록 활성 영역에서 동작한다.
한편, 전원(110)의 입력 전압이 더욱더 증가하여 제1 충방전부(161)(C1)의 전압(VC1)보다 커지면 입력 전류(Iac)는 중간 전류 레벨값(L2)만큼 흐르도록 제어된다.
이때 스위치의 동작을 살펴보면 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5)와 제3 구동 전류 제어부(153)(Q4)는 완전히 꺼져 있고(OFF), 제2 구동 전류 제어부(152)(Q3)는 전류 레벨값 L2를 유지하도록 활성 영역에서 동작한다.
계속해서, 전원(110)의 입력 전압이 더욱더 증가하여 제1 충방전부(161)와 제2 충방전부(162)의 합산 전압(VC1+VC2)보다 커지면 입력 전류는 가장 높은 전류 레벨값(L1)만큼 흐르도록 제어된다.
이때, 스위치의 동작을 살펴보면, 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5)와 제2 구동 전류 제어부(152)(Q3)는 완전히 꺼져 있고(OFF), 제3 구동 전류 제어부(153)(Q4)는 전류 레벨값 L1을 유지하도록 활성 영역에서 동작한다.
도 4a는 도 3a에 도시된 역률 개선 및 정전류 구동 장치의 하나의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도 4a에 도시한 바와 같이, 입력 전압(Vac)이 제2 충방전부(162)의 전압(VC2)보다 작을 때에는(이때는 도 4b에서 t0~t1 구간을 의미한다) 제1 구동 전류 제어부(151) 내지 제3 구동 전류 제어부(153)(Q3~Q5)의 온오프에 관계없이 제1 충방전부(161)가 제1 엘이디 그룹(141)에 전류를 제공하고, 제2 충방전부(162)가 제2 엘이디 그룹(142)에 전류를 제공한다.
참고로 도 3b에서는 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5)는 완전히 켜져 있고(ON), 제2 구동 전류 제어부(152)(Q3)는 완전히 꺼져 있고(OFF), 제3 구동 전류 제어부(153)(Q4)는 완전히 켜져 있도록(ON) 제어하고 있다.
도 5a는 도 3a에 도시된 역률 개선 및 정전류 구동 장치의 다른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 입력 전압(Vac)이 제2 충방전부(162)의 전압(VC2)보다 크고 제1 충방전부(161)의 전압(VC1)보다 작을 때에는(이때는 도 5b에서 t1~t2 구간을 의미한다) 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5)는 온되고, 제2 구동 전류 제어부(152)(Q3)는 오프되고, 제3 구동 전류 제어부(153)(Q4)는 온되어 정전류 동작을 한다.
제1 충방전부(161)에 충전된 전압으로 제1 엘이디 그룹(141)을 구동하고, 입력 전압으로 제2 엘이디 그룹(142)를 구동하며, 이때 입력 전류를 제2 엘이디 그룹(142)의 전류보다 크게 흐르게 하여 제2 충방전부(162)를 충전한다. 이에 따라 제2 충방전부(162)의 전압은 증가하고 제1 충방전부(161)의 전압은 감소한다.
이와 같이 입력 전류가 흐르며 도 5b에 도시된 바와 같이 이때 입력 전류는 입력 전압이 가장 낮을 때이므로 제4 정전류 회로(174)에서 가장 낮은 전류 레벨값(L3)으로 제어한다.
도 6a는 도 3a에 도시된 역률 개선 및 정전류 구동 장치의 또 다른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a를 참조하면, 입력 전압(Vac)이 제1 충방전부(161)의 전압(VC1)보다 크고 제1 충방전부(161)와 제2 충방전부(162)의 합산한 전압(VC1+VC2)보다 작을 때에는(이때는 도 6b에서 t2~t3 구간을 의미한다) 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5)과 제3 구동 전류 제어부(153)(Q4)는 오프되고 제2 구동 전류 제어부(152)(Q3)은 온되어 정전류 동작을 한다.
이때, 제2 충방전부(162)(C2)에 충전된 전압으로 제2 엘이디 그룹(142)을 구동하고, 입력 전압으로 제1 엘이디 그룹(141)을 구동한다.
그 결과, 입력 전류를 제1 엘이디 그룹(141)의 전류보다 크게 흐르게 하여 제1 충방전부(161)(C1)를 충전한다. 이에 따라 제1 충방전부(161)의 전압은 증가하고 제2 충방전부(162)의 전압은 감소한다.
이와 같이 입력 전류가 흐르며 도 6b에 도시된 바와 같이 이때 입력 전류는 입력 전압이 중간 정도임으로 제3 정전류 회로(173)(I3)에서 두번째로 높은 전류 레벨값(L2)으로 제어한다.
그 결과, 전류 레벨값(L2)을 제1 엘이디 그룹(141)의 정전류 값(I3)보다 크게 설정하면 입력 전압이 제1 엘이디 그룹(141)에 전류를 제공하면서 제1 충방전부(61)도 충전할 수 있어 전압이 증가한다. 한편 제2 충방전부(162)의 전압이 제2 엘이디 그룹(142)에 전류를 제공하므로 제2 충방전부(162)는 서서히 감소한다.
도 7a는 도 3a에 도시된 역률 개선 및 정전류 구동 장치의 또 다른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 입력 전압(Vac)이 제1 충방전부(161)(C1)와 제2 충방전부(162)(C2)의 합산한 전압(VC1+VC2)보다 클때에는(이때는 도 7b에서 t3~t4 구간을 의미한다) 제1 구동 전류 제어부(151)(Q5)와 제2 구동 전류 제어부(152)(Q3)가 오프되고, 제3 구동 전류 제어부(153)(Q4)은 온되어 정전류 동작을 한다.
그 결과, 입력 전압이 제1 엘이디 그룹(141)에 전류를 제공하고, 입력 전압(Vac)이 계속해서 제2 엘이디 그룹(142)에 전류를 제공한다.
그리고, 입력 전압은 제1 충방전부(161)(C1)와 제2 충방전부(162)(C2)를 충전시킨다.
이때, 입력 전압이 제1 충방전부(161)(C1)와 제2 충방전부(162)(C2)의 전압의 합보다 크기 때문에 제4 정전류 회로(174)(I4)는 가장 높은 전류 L1으로 동작한다.
도 8은 도 3a에 도시된 역률 개선 및 정전류 구동 장치를 구현한 예시도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 역률 개선 및 정전류 구동 장치는 교류 전원(110), 정류부(120), 입력 전압 센싱부(130), 제1 엘이디 그룹(141), 제2 엘이디 그룹(142), 제1 구동 전류 제어부(151), 제2 구동 전류 제어부(152), 제3 구동 전류 제어부(153), 제1 충방전부(161), 제2 충방전부(162), 제1 정전류 회로(171), 제2 정전류 회로(172), 제3 정전류 회로(173), 제4 정전류 회로(174), 제1 다이오드(Df1), 제2 다이오드(Df2), 스위치 구동부(180), 제1 동작 제어부(191), 제2 동작 제어부(192) 및 제3 동작 제어부(193)를 포함하고 있다.
여기에서, 입력 전압 센싱부(130)는 제1 및 제2 션트 레귤레이터(u1,u2)로 이루어져 있으며, 제1 제어 MOSFET(M1) 내지 제4 제어 MOSFET(M4)를 포함하고, 입력 센싱 저항들(Ri1~Ri9)를 포함하며, 커패시터들(c1~c4)을 포함한다.
그리고, 제1 구동 전류 제어부(151)는 전원측에 소스 단자가 연결된 P 채널의 제5 MOSFET(Q5)와, 제5 MOSFET의 소스와 게이트 사이에 연결된 제4 제너 다이오드(ZD4)와, 제5 MOSFET의 소스와 게이트 사이에 연결된 저항(Rgs5과 Rgn5)으로 이루어져 있다.
이와 같은 P 채널 제5 MOSFET의 동작은 소스 대비 게이트가 특정 음의 전압으로 떨어져야 소스에서 드레인으로 전류가 흐른다. 이를 위해 제5 MOSFET는 스위치 구동부(180)의 제6 MOSFET(Q6)가 동작하게 되면 제5 MOSFET의 게이트가 소스 대비 음으로 떨어진다.
이때 떨어지는 비는 저항(Rgs5과 Rgn5)의 분압비로 떨어지며, 이와 같은 상황에서 특정 전압 이상으로 떨어지는 것을 제4 제너다이오드가 제한하고 있다.
여기에서, 스위치 구동부(180)는 제6 MOSFET(Q6)를 포함하며, 이는 제1 동작 제어부(191)를 이루는 제9 제어 MOSFET(M9)에 의해 제어된다.
다음으로, 제2 구동 전류 제어부(152)는 제1 엘이디 그룹(141)의 출력측에 소스 단자가 연결된 P 채널의 제3 MOSFET(Q3)로 이루어져 있다.
이러한 제2 구동 전류 제어부(152)의 제3 MOSFET(Q3)의 기능의 조정은 제2 동작 제어부(192)에 의해 이루어지며 제2 동작 제어부(192)는 서로 병렬 연결된 제5 제어 MOSFET(M5)와 제6 제어 MOSFET(M6)를 구비하고 있다.
그리고, 제3 구동 전류 제어부(153)은 제2 엘이디 그룹(142)의 출력측에 소스 단자가 연결된 N 채널의 제4 MOSFET(Q4)로 이루어져 있다.
이러한 제3 구동 전류 제어부(153)의 제4 MOSFET(Q4)의 기능의 조정은 제3 동작 제어부(193)에 의해 이루어지며 제3 동작 제어부(193)는 제7 제어 MOSFET(M7)와 제8 제어 MOSFET(M8)를 구비하고 있다.
한편, 제1 정전류 회로(171)는 제1 엘이디 그룹(141)의 출력측에 드레인이 연결된 N채널 제1 MOSFET(Q1)와, 전원(110)의 출력측에 연결된 분배 저항들(RB1 ,RB11)과, 제1 MOSFET의 게이트와 제2 구동 전류 제어부(152)의 입력측에 연결된 제3 션트 레귤레이터(u3)와, 제1 MOSFET의 소스와 제2 구동 전류 제어부(152) 사이에 연결된 센싱 저항(RS1)과, 제3 션트 레귤레이터와 상기 센싱 저항 사이에 연결된 저항(Rgs1) 및 분배 저항들의 접점과 제2 구동 전류 제어부의 입력측에 연결된 제2 제너 다이오드(ZD2)를 포함하고 있다.
이와 같은 구성에서 제1 MOSFET의 게이트 구동을 위해 제1 충방전부의 양단전압으로부터 분배 저항과 제2 제너 다이오드를 이용하여 구동전압을 만들고 분배 저항을 통해 게이트를 구동하여 제1 MOSFET에 전류를 흐르게 한다.
일단 전류가 흐르면 센싱 저항을 통해 전압으로 바뀌고 이 전압이 제3 션트 레귤레이터의 기준(reference) 전압(2.5V 또는 1.25V)이 되면 제3 션트 레귤레이터의 캐소드 전압이 떨어진다. 즉 제1 MOSFET는 포화(saturation) 영역에서 활성 영역으로 들어간다.
다음으로, 제2 정전류 회로(172)는 제2 엘이디 그룹(142)의 출력측에 드레인이 연결된 N채널 제2 MOSFET(Q2)와, 제1 엘이디 그룹(141)의 출력측에 연결된 분배 저항들(RB2과 RB21)과, 제2 MOSFET의 게이트와 제3 정전류 회로(173)의 입력측에 연결된 제4 션트 레귤레이터(u4)와, 제2 MOSFET의 소스와 제3 정전류 회로(173) 사이에 연결된 센싱 저항(RS2)과, 제4 션트 레귤레이터와 상기 센싱 저항 사이에 연결된 저항(Rgs2) 및 분배 저항들의 접점과 제3 정전류 회로의 입력측에 연결된 제3 제너 다이오드(ZD3)를 포함하고 있다.
다음으로, 제3 정전류 회로(173)는 입력 전압 센싱부(130)의 출력측에 연결된 분배 저항(RB43)과, 제3 션트 레귤레이터(u3)와, 제3 MOSFET의 소스와 전원 사이에 연결된 센싱 저항(RS3)과, 제3 션트 레귤레이터와 상기 센싱 저항 사이에 연결된 저항(Rgs3)을 포함하고 있다.
다음으로, 제4 정전류 회로(174)는 입력 전압 센싱부(130)의 출력측에 연결된 분배 저항(RB44)과, 제6 션트 레귤레이터(u6)와, 제4 MOSFET(Q4)의 소스와 전원 사이에 연결된 센싱 저항(RS5)과, 제6 션트 레귤레이터와 상기 센싱 저항 사이에 연결된 저항(Rgs4)을 포함하고 있다.
한편, 제1 동작 제어부(191)는 제1 구동 전류 제어부와 전원의 출력 측에 연결된 제9 제어 MOSFET(M9)를 포함하고 있으며 제2 동작 제어부(192)는 제2 구동 전류 제어부와 전원의 출력측에 연결된 제5 및 6 제어 MOSFET(M5와 M6)를 포함한다.
그리고, 제3 동작 제어부(193)는 제3 구동 전류 제어부와 전원의 출력측에 연결된 제7 및 제8 제어 MOSFET(M7과 M8)을 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 역률 개선 및 정전류 구동 장치의 구현 예에서, 각각의 MOSFET(Q1, Q2, Q3, Q4)를 저항들과 제어 다이오드를 이용하여 구동하고, 정전류 제어는 각각 센싱 저항(RS1, RS2, RS3, RS5)과 션트 레귤레이터(u1, u2, u3, u4)를 이용한다.
제5 MOSFET(Q5)의 동작과 제3 정전류 회로(I3)와 제4 정전류 회로(I4)에 연결된 제3 MOSFET(Q3)와 제4 MOSFET(Q4)의 동작은 입력 전압에 따라 달라진다.
먼저 제1 션트 레귤레이터(u1)와 제2 션트 레귤레이터(u2)의 동작을 살펴보면, 입력전압이 ‘0’에서부터 서서히 증가하여 제1 충방전부(161)의 전압 VC1보다 작을때에는 제1 션트 레귤레이터(u1)와 제2 션트 레귤레이터(u2)의 캐소드(cathode)가 모두 하이(high) 상태에 있다.
입력전압이 더욱 증가하여 제1 충방전부(161)의 전압 VC1보다 커지면 제1 션트 레귤레이터(u1)의 캐소드(cathode)는 로(low) 상태가 되며 제2 션트 레귤레이터(u2)의 캐소드(cathode)는 하이(high) 상태를 유지한다.
입력전압이 더욱 증가하여 제1 충방전부(161)의 전압VC1과 제2 충방전부(162)의 전압 VC2의 합산 전압보다 커지면 제1 션트 레귤레이터(u1)와 제2 션트 레귤레이터(u2)의 캐소드(cathode)가 로상태(low)가 된다.
입력전압이 제1 충방전부(161)의 전압VC1보다 작을때를 자세히 살펴보면, 제1 션트 레귤레이터(u1)과 제2 션트 레귤레이터(u2)의 캐소드(cathode)가 모두 하이상태(high)이므로 제2 제어 MOSFET(M2)와 제4 제어 MOSFET(M4)를 완전히 온시킨 상태로 제2 제어 MOSFET(M2)와 제4 제어 MOSFET(M4)의 드레인은 로 상태(low)이다.
이로 인해 제5 제어 MOSFET(M5)와 제9 제어 MOSFET(M9)를 온시키지 못한다. 따라서 제6 MOSFET(Q6)의 게이트에 구동전압이 저항(RB46)을 통해 공급되어 제6 MOSFET(Q6)는 온된다.
이로 인해 p 채널 제5 MOSFET(Q5)의 게이트 소스에 음의 전압을 유발되며 제5 MOSFET(Q5)는 온된다.
제6 MOSFET(Q6)의 게이트에 공급된 전압은 제6 제어 MOSFET(M6)를 온시켜 제3 정전류 회로(I3)의 제3 MOSFET(Q3)의 동작을 멈춘다.
한편 제4 정전류 회로(I4)의 제4 MOSFET(Q4)의 동작은 정상동작한다. 즉 입력전압이 제2 충방전부(162)의 전압VC2보다 커지면 입력전류가 제2 충방전부(162)와 제2 엘이디 그룹(142)를 통해 흐르기 시작하고 그 전류는 제4 정전류 회로(I4)에서 전류 레벨값 L3이 되도록 제4 MOSFET(Q4)가 활성 영역에서 동작하게 제어된다(L3 값은 제6 션트 레귤레이터(u6)의 기준 전압 값에서 저항(RS5로 나눈 값이다).
다음으로, 입력전압이 제1 충방전부(161)의 전압 VC1보다는 크고 제1 충방전부(161)의 전압VC1과 제2 충방전부(162)의 전압 VC2의 합산 전압보다 작을 때를 자세히 살펴보면, 제2 션트 레귤레이터(u2)의 캐소드(cathode)는 하이상태를 유지하고, 제1 션트 레귤레이터(u1)의 캐소드는 로 상태로 바뀌므로 제4 제어 MOSFET(M4)는 로상태를 유지하고 제2 제어 MOSFET(M2)의 드레인은 하이 상태로 바뀐다.
이로 인해 제9 제어 MOSFET(M9)가 온이 되고 제6 MOSFET(Q6)의 게이트가 로상태가 됨에 따라 제6 MOSFET(Q6)는 오프된다.
제6 MOSFET(Q6)가 오프됨으로 p 채널의 제5 MOSFET(Q5)의 게이트 소스에 걸리던 음의 전압도 없어짐으로 제5 MOSFET(Q5)의 동작도 오프된다.
아울러 제6 MOSFET(Q6)의 게이트가 로상태가 됨에따라 제6 제어 MOSFET(M6)을 오프시켜 제3 정전류 회로(I3)의 제3 MOSFET(Q3)의 동작을 정상화한다.
또한 제3 MOSFET(Q3)의 게이트 전압이 제7 제어 MOSFET(M7)을 온시켜 제4 MOSFET(Q4)의 동작을 오프시킨다.
즉, 입력전압이 제1 충방전부(161)의 전압VC1보다 커짐에 따라 제5 MOSFET(Q5)와 제4 MOSFET(Q4)의 동작은 멈추고 제3 MOSFET(Q3)의 동작만 정상화되어, 입력전류가 제1 충방전부(161)와 제1 엘이디 그룹(141)을 통해 흐르기 시작하고 그 전류는 제3 정전류 회로(I3)에서 전류 레벨값 L2가 되도록 제3 MOSFET(Q3)가 활성화 영역에서 동작하도록 제어된다.
이 동작은 입력전압이 제1 충방전부(161)의 전압VC1과 제2 충방전부(162)의 전압 VC2의 합산 전압보다 작을 때까지 지속된다(L2의 값은 u5의 기준 전압 값에서 저항 RS3로 나눈 값이다).
다음으로, 입력전압이 제1 충방전부(161)의 전압 VC1과 제2 충방전부(161)의 VC2의 합산 전압보다 클 때를 자세히 살펴보면, 제1 션트 레귤레이터(u1)의 캐소드는 로상태를 유지하고, 제2 션트 레귤레이터(u2)의 캐소드가 로상태로 바뀐다.
이때, 제2 션트 레귤레이터(u2)의 캐소드가 로 상태로 바뀌므로 제4 제어 MOSFET(M4)의 드레인은 하이상태로 바뀐다.
이로 인해 제5 제어 MOSFET(M5)가 온이 되고 제3 MOSFET(Q3)의 게이트가 로상태가 됨에 따라 제3 MOSFET(Q3)는 오프된다.
이때 제3 MOSFET(Q3)의 게이트가 로상태가 됨에 따라 제7 제어 MOSFEET(M7)는 오프되고 제4 MOSFET(Q4)의 동작은 정상화 되어 제4 정전류 회로(I4)의 동작도 정상화 된다.
제6 MOSFET(Q6)는 계속 오프상태를 유지한다. 아울러 하이 상태가 된 제4 제어 MOSFET(M4)의 드레인으로 인해 제8 제어 MOSFET(M8)을 온시킨다.
이로 인해 제4 정전류 회로(I4)에서 전류 레벨값 L1이 L3보다 커지게 된다. 즉 제6 션트 레귤레이터(u6)의 기준 전압 값은 일정한데 제8 제어 MOSFET(M8)로 인해 전류가 흐를수 있는 통로가 센싱 저항(RS4)으로 늘어난다.
이때 L1 값은 제6 션트 레귤레이터(u6)의 기준 전압 값을 센싱 저항(RS5)로 나눈 값에 제6 션트 레귤레이터(u6)의 기준 전압 값을 센싱 저항(RS4) 나눈 값을 더한 값이다.
한편, 제1 션트 레귤레이터(u1)와 제2 션트 레귤레이터(u2)의 입력전압 센싱 판단 기능을 살펴보면 다음과 같다.
제1 션트 레귤레이터(u1)는 제1 충방전부(161)의 전압 VC1을 판단하여 입력전압이 VC1의 전압보다 커지면 제1 션트 레귤레이터(u1)의 캐소드는 로우 상태가 된다.
제1 충방전부(161)의 전압 VC1은 제1 엘이디 그룹(141)의 순방향 전압보다 높게 설정되며 제1 션트 레귤레이터(u1)의 판단은 입력 전압 센싱 저항 Ri1, Ri2, Ri3과 Ri4의 값으로 정해진다.
마찬가지로 제2 션트 레귤레이터(u2)는 제1 충방전부(161)의 전압 VC1과 제2 충방전부(162)의 전압 VC2의 합산 전압을 판단하여 입력전압이 제1 충방전부(161)의 전압 VC1과 제2 충방전부(162)의 전압VC2의 합산 전압보다 커지면 제2 션트 레귤레이터(u2)의 캐소드는 로상태가 된다.
상기 제1 션트 레귤레이터(u1)에서의 판단은 입력 전압 센싱 저항 Ri6, Ri7, Ri8과 Ri9의 값으로 정해진다. 한편, 커패시터 c1, c2, c3, c4의 기능은 노이즈 제거 기능을 수행한다.
마지막으로 제1 제어 MOSFET(M1)와 제3 제어 MOSFET(M3)의 역할을 살펴보면 다음과 같다. 이는 제1 션트 레귤레이터(u1)와 제2 션트 레귤레이터(u2)의 입력전압 센싱 판단을 보완하는 기능이다.
즉 제1 션트 레귤레이터(u1)는 제1 충방전부(161)의 전압VC1을 판단하고 제2 션트 레귤레이터(u2)는 제1 충방전부(161)의 전압 VC1과 제2 충방전부(162)의 전압VC2의 합산 전압을 판단하는데, 제1 충방전부(161)의 전압 VC1과 이로 인해 제1 충방전부(161)(VC1)과 제2 충방전부(162)의 전압 VC2의 합산 전압이 커패시터의 충전과 방전으로 인해 일정하지 않다.
각각의 커패시터 전압은 입력전압이 상승할때 보다 입력전압이 하강할 때 더 크다.
이렇게 하강할 때 더 커지는 전압을 보상하기 위해 제1 충방전부(161)의 전압 VC1과 제1 충방전부(161)의 전압VC1에 제2 충방전부(162)의 전압 VC2을 합산한 전압보다 커지면 제1 제어 MOSFET(M1)과 제3 제어 MOSFET(M3)을 온시켜 입력 전압 센싱 저항 Ri4와 Ri8에 병렬로 저항 Ri5와 Ri9가 연결되도록 한다.
이로 인해 제1 션트 레귤레이터(u1)와 제2 션트 레귤레이터(u2)에서 판단하는 전압은 입력전압이 상승할때 보다 하강할 때 더 높은 전압 값일때 판단하게 되며 충전과 방전으로 인한 판단 전압 차이를 보상한다.
한편, 도 9는 커패시터 전압, DC 링크 전압, LED 전류 및 입력 전류 파형을 보여주며, 도 10은 본 발명에 따른 LED 구동 상태를 보여준다.
도 9에 도시된 바와 같이 본 발명에 따르면 LED에 흐르는 전류가 일정하여 도 10에 도시된 바와 같이 플리커가 없는 개선된 LED를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 기존의 회로 구조에서 다이오드 Df2하나만 추가하고, 스위치의 동작 방법과 LED 그룹1과 그룹2의 개수를 달리하여 전류 레벨을 3개 발생시켜 역률을 더욱 더 개선하고 효율 향상도 가능하도록 하였다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 전원
120 : 정류부
130 : 입력 전압 센싱부
141, 142 : 엘이디 그룹
151, 152, 153 : 구동 전류 제어부
161, 162 : 충방전부
171, 172, 173, 174 : 정전류 회로
180 : 스위치 구동부
191, 192, 193 : 동작 제어부

Claims (14)

  1. 입력 측이 전원을 공급하는 교류 전원의 일측 출력 단자와 연결되는 다수의 엘이디 어레이를 포함하는 제1 엘이디 그룹;
    입력 측이 상기 제1 엘이디 그룹의 출력 측과 연결되는 제1 정전류 회로;
    입력 측이 전원을 공급하는 교류 전원의 일측 출력 단자와 연결되는 제1 충방전부;
    입력 측이 전원을 공급하는 교류 전원의 일측 출력 단자와 연결되는 제1 구동 전류 제어부;
    제1 충방전부와 직렬 연결된 제2 충방전부;
    상기 제2 충방전부에 병렬 연결되며 상기 제1 엘이디 그룹이 포함하는 엘이디 어레이의 개수와 다른 개수의 엘이디 어레이를 포함하는 제2 엘이디 그룹;
    입력 측이 상기 제2 엘이디 그룹의 출력 측과 연결되어 상기 제2 엘이디 그룹에 정전류를 제공하기 위한 제2 정전류 회로;
    상기 제2 엘이디 그룹에 병렬 연결된 제2 구동 전류 제어부;
    입력 측이 제2 구동 전류 제어부에 연결되는 제3 정전류 회로;
    상기 제2 엘이디 그룹과 제2 충방전부에 연결되어 정전류를 제공하기 위한 제4 정전류 회로; 및
    상기 제1 엘이디 그룹 및 제2 충방전부와 제4 정전류 회로 사이에 위치하는 제3 구동 전류 제어부를 포함하는 역률 개선 및 정전류 구동 장치.
  2. 청구항 1항에 있어서,
    상기 제1 구동 전류 제어부 내지 상기 제3 구동 전류 제어부를 동작시켜 3개의 전류 레벨을 갖도록 한 역률 개선 및 정전류 구동 장치.
  3. 청구항 1항에 있어서,
    상기 제1 엘이디 그룹과 상기 제3 정전류 회로 사이에 위치하여 상기 제3 정전류 회로에서 역류하는 전류를 차단하는 제1 다이오드; 및
    상기 제1 충방전부와 제2 충방전부 사이에 위치하여 제2 충방전부에서 역류하는 전류를 차단하는 제2 다이오드를 더 포함하는 역률 개선 및 정전류 구동 장치.
  4. 청구항 1항에 있어서,
    상기 제2 구동 전류 제어부와 제3 구동 전류 제어부는 서로 반대로 동작하는 역률 개선 및 정전류 구동 장치.
  5. 청구항 1항에 있어서,
    상기 제1 엘이디 그룹에 포함된 상기 엘이디 어레이의 개수는 상기 제2 엘이디 그룹에 포함된 상기 엘이디 어레이의 개수보다 많으며, 상기 제1 충방전부의 정격 전압을 상기 제2 충방전부의 정격 전압보다 큰 역률 개선 및 정전류 구동 장치.
  6. 청구항 1항에 있어서,
    상기 전원의 입력 전압이 상기 제1 충방전부와 제2 충방전부의 합산 전압보다 커지면 입력 전류가 제1 전류 레벨값으로 흐르고,
    상기 전원의 입력 전압이 상기 제1 충방전부의 전압보다 크고 상기 제1 충방전부와 제2 충방전부의 합산 전압보다 작으면 입력 전류가 제2 전류 레벨값으로 흐르고,
    상기 전원의 입력 전압이 상기 제2 충방전부의 전압보다 크고, 상기 제1 충방전부의 전압보다 작으면 입력 전류가 제3 전류 레벨값으로 흐르며,
    제1 전류 레벨값이 제2 전류 레벨값보다 크고, 제2 전류 레벨값이 제3 전류 레벨값보다 크며, 제1 충방전부의 정격 전압이 제2 충방전부의 정격 전압보다 큰 역률 개선 및 정전류 구동 장치.
  7. 청구항 6항에 있어서,
    상기 제1 전류 레벨값을 위해 제1 구동 전류 제어부와 제2 구동 전류 제어부는 오프되고, 제3 구동 전류 제어부는 활성 영역에서 동작하며,
    상기 제2 전류 레벨값을 위해 제1 구동 전류 제어부와 제3 구동 전류 제어부는 오프되고, 제2 구동 전류 제어부는 활성 영역에서 동작하고,
    상기 제3 전류 레벨값을 위해 제1 구동 전류 제어부(151)는 온되어 있고, 제2 구동 전류 제어부는 오프되어 있으며, 제3 구동 전류 제어부는 활성 영역에서 동작하는 역률 개선 및 정전류 구동 장치.
  8. 청구항 1항에 있어서,
    상기 전원에 연결된 정류부의 양단에 직렬로 설치되는 제1 내지 제4 입력 센싱 저항과, 상기 제2 입력 센싱 저항과 제3 입력 센싱 저항 사이에 접속되고 상기 제1 충방전부와 제2 충방전부의 접점에 연결된 제1 션트 레귤레이터와, 상기 제1 입력 센싱 저항과 제2 입력 센싱 저장 사이에 접속되고 상기 제1 충방전부와 제2 충방전부의 접점에 연결된 제2 션트 레귤레이터를 포함하며, 상기 제1 션트 레귤레이터를 제어하는 제1 제어 MOSFET와 제2 제어 MOSFET를 포함하고, 상기 제2 션트 레귤레이터를 제어하는 제3 제어 MOSFET와 제4 제어 MOSFET를 포함하는 입력 센싱 전압부를 더 포함하는 역률 개선 및 정전류 구동 장치.
  9. 청구항 8항에 있어서,
    상기 제1 제어 MOSFET와 제3 제어 MOSFET는 제1 션트 레귤레이터와 제2 션트 레귤레이터의 입력전압 센싱 판단을 보완하는 역률 개선 및 정전류 구동 장치.
  10. 정류된 교류 전원과 제1 충방전부에서 공급되는 전원에 따라 동작하며 다수의 엘이디 어레이를 포함하고, 제1 정전류 회로를 통하여 정전류 제어되는 제1 엘이디 그룹; 및
    정류된 교류 전원과 제2 충방전부에서 공급되는 전원에 따라 동작하며 상기 제1 엘이디 그룹에 포함된 엘이디 어레이의 개수와 다른 개수의 엘이디 어레이를 포함하며, 제2 정전류 회로를 통하여 정전류 제어되는 제2 엘이디 그룹을 포함하며,
    상기 제2 엘이디 그룹의 입력단에 위치하는 제1 구동 전류 제어부와, 상기 제1 엘이디 그룹의 출력단에 위치하는 제2 구동 전류 제어부 및 상기 제2 엘이디 그룹의 출력단에 위치하는 제3 구동 전류 제어부가 온오프되어 입력 전류를 3개의 전류 레벨값이 되도록 하는 역률 개선 및 정전류 구동 장치.
  11. 청구항 10항에 있어서,
    상기 제1 엘이디 그룹에 포함된 상기 엘이디 어레이의 개수는 상기 제2 엘이디 그룹에 포함된 상기 엘이디 어레이의 개수보다 많으며, 상기 제1 충방전부의 정격 전압을 상기 제2 충방전부의 정격 전압보다 큰 역률 개선 및 정전류 구동 장치.
  12. 청구항 10항에 있어서,
    상기 전원의 입력 전압이 상기 제1 충방전부와 제2 충방전부의 합산 전압보다 커지면 입력 전류가 제1 전류 레벨값으로 흐르고,
    상기 전원의 입력 전압이 상기 제1 충방전부의 전압보다 크고 상기 제1 충방전부와 제2 충방전부의 합산 전압보다 작으면 입력 전류가 제2 전류 레벨값으로 흐르고,
    상기 전원의 입력 전압이 상기 제2 충방전부의 전압보다 크고, 상기 제1 충방전부의 전압보다 작으면 입력 전류가 제3 전류 레벨값으로 흐르며,
    제1 전류 레벨값이 제2 전류 레벨값보다 크고, 제2 전류 레벨값이 제3 전류 레벨값보다 크며, 제1 충방전부의 정격 전압이 제2 충방전부의 정격 전압보다 큰 역률 개선 및 정전류 구동 장치.
  13. 청구항 12항에 있어서,
    상기 제1 전류 레벨값을 위해 제1 구동 전류 제어부와 제2 구동 전류 제어부는 오프되고, 제3 구동 전류 제어부는 활성 영역에서 동작하며,
    상기 제2 전류 레벨값을 위해 제1 구동 전류 제어부와 제3 구동 전류 제어부는 오프되고, 제2 구동 전류 제어부는 활성 영역에서 동작하고,
    상기 제3 전류 레벨값을 위해 제1 구동 전류 제어부(151)는 온되어 있고, 제2 구동 전류 제어부는 오프되어 있으며, 제3 구동 전류 제어부는 활성 영역에서 동작하는 역률 개선 및 정전류 구동 장치.
  14. 역률 개선 및 정전류 구동 장치에 있어서,
    정류된 교류 전원과 제1 충방전부에서 공급되는 전원에 따라 동작하는 제1 엘이디 그룹에 포함된 엘이디 어레이의 개수가 정류된 교류 전원과 제2 충방전부에서 공급되는 전원에 따라 동작하는 제2 엘이디 그룹에 포함된 엘이디 어레이의 개수가 상이하고,
    상기 제1 충방전부의 정격 전압과 상기 제2 충방전부의 정격 전압은 해당하는 엘이디 그룹에 포함된 엘이디 어레이의 개수에 비례하며,
    상기 제2 엘이디 그룹의 입력단에 위치하는 제1 구동 전류 제어부와, 상기 제1 엘이디 그룹의 출력단에 위치하는 제2 구동 전류 제어부 및 상기 제2 엘이디 그룹의 출력단에 위치하는 제3 구동 전류 제어부가 온오프되어 입력 전류를 3개의 전류 레벨값이 되도록 하는 역률 개선 및 정전류 구동 장치.
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