KR20170135102A - 발광 다이오드 조명 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광 다이오드 조명 장치를 개시하며, 상기 발광 다이오드 조명 장치는 순차 발광에 의하여 마지막 발광하는 제1 LED 광원과 제1 LED 광원을 제외하고 가장 낮은 광량을 갖는 제2 LED 광원을 인접하게 쌍을 이루도록 배치하고, 전력 환경에 의하여 교류 전압이 LED 광원들을 모두 발광시키기에 불충분한 피크치를 갖도록 제공되는 경우에도 사용자가 불편함을 느끼지 않도록 발광 상태를 유지할 수 있다.

Description

발광 다이오드 조명 장치{LED LIGHTING APPARATUS}

본 발명은 발광 다이오드 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광 상태를 개선한 발광 다이오드 조명 장치에 관한 것이다.

조명 장치는 에너지 절감을 위하여 적은 양의 에너지로 높은 발광 효율을 갖는 광원을 이용하도록 개발되고 있다. 조명 장치에 이용되는 대표적인 광원은 발광 다이오드(LED)가 예시될 수 있다.

발광 다이오드는 에너지 소비량, 수명 및 광질 등과 같은 다양한 요소에서 다른 광원들과 차별화되는 이점을 갖는다. 발광 다이오드는 전류에 의하여 구동되는 특성을 갖는다. 그러므로, 발광 다이오드를 광원으로 하는 조명 장치는 전류 구동을 위한 추가적인 회로가 많이 필요한 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하고자, 조명 장치는 교류 다이렉트 방식(AC DIRECT TYPE)으로 교류 전원을 발광 다이오드에 제공하도록 개발된 바 있다. 교류 다이렉트 방식에 의한 조명 장치는 교류 전압을 정류 전압으로 변환하고 정류 전압을 이용한 전류 구동에 의하여 발광 다이오드가 발광하도록 구성된다. 정류 전압은 교류 전압이 전파 정류된 전압을 의미한다. 상기한 교류 다이렉트 방식에 의한 조명 장치는 인덕터 및 캐패시터를 사용하지 않고 정류 전압을 사용하기 때문에 역률(POWER FACTOR)이 양호한 특성이 있다.

정류 전압을 이용하는 조명 장치는 LED 광원들이 정류 전압에 대하여 직렬로 구성되며, LED 광원들은 정류 전압의 변화에 대응하여 순차 발광한다. 그러므로, LED 광원들은 발광 시간과 전류량에 따라 각각 다른 광량을 갖는다. 대개의 경우, 늦은 순서로 발광하는 LED 광원일수록 낮은 광량을 갖는다.

한편, 전력 환경은 국가, 지역 또는 건물에 따라 다른 환경으로 제공될 수 있으며, 일시적인 이상에 의하여 변화될 수 있다. 즉, 교류 전원 중 교류 전압의 피크치가 전력 환경에 따라 변화될 수 있다.

그러므로, 조명 장치는 설계 값보다 낮은 피크치를 갖는 교류 전압을 공급받을 수 있다. 정류 전압의 피크치는 교류 전압의 피크치에 따라 결정될 수 있다.

상기한 이유로, 순차 발광하는 조명 장치의 LED 광원들에 모든 LED 광원들을 발광시키기에 불충분한 피크치를 갖는 정류 전압이 제공되면, LED 광원들 중 마지막 순서로 순차 발광하는 LED 광원이 발광되지 않거나 비정상적으로 발광될 수 있다.

일반적인 조명 장치는 마지막 순서로 순차 발광하는 LED 광원이 발광되지 않거나 비정상적으로 발광하는 상태를 사용자가 쉽게 알 수 있도록 LED 광원이 배치된다.

그러므로, 사용자는 조명 장치에 이상이 없음에도 불구하고 발광 상태로서만조명 장치에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있으며, 그 결과 조명 장치의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 조명 장치에는 조도를 제어하기 위한 위상 제어형 조광기가 구성될 수 있다. 조광기를 이용하여 디밍을 낮게 설정한 경우에도 순차 발광에서 후 순위의 LED 광원이 발광되지 않는다. 그러므로, 디밍을 낮게 제어한 경우에도, 순차 발광에서 후 순위의 LED 광원이 발광하지 않는 상태를 완화시킬 필요가 있다.

본 발명은 순차 발광하는 LED 광원 모두를 발광시키기에 불충분한 피크치를 갖는 교류 전압이 제공되는 경우에도 조명 장치의 조명 상태가 사용자가 불편함을 느끼지 않게 유지될 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 낮은 디밍 상태에서 순차 발광에서 후 순위인 LED 광원이 발광하지 않는 상태를 완화함을 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치는, 기판의 일면에 배치되며, 정류 전압의 변화에 대응하여 순차 발광하는 복수 개의 LED 광원; 및 상기 복수 개의 LED 광원의 상기 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공하는 드라이버;를 포함하며, 상기 복수 개의 LED 광원은 상기 순차 발광에 의하여 마지막 발광하는 제1 LED 광원과 상기 제1 LED 광원을 제외하고 가장 낮은 광량을 갖는 제2 LED 광원을 포함하고, 상기 제1 및 제2 LED 광원은 쌍을 이루도록 인접하게 배치되어 복합 광원을 형성됨을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 발광 다이오드 조명 장치는, 기판의 일면에 배치되며 정류 전압의 변화에 대응하여 독립적으로 순차 발광하는 둘 이상의 발광 단위로 구분되는 복수 개의 LED 광원; 및 상기 발광 단위 별로 LED 광원들의 상기 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공하는 드라이버;를 포함하며, 상기 발광 단위 별로 상기 순차 발광에 의하여 마지막 발광하는 제1 LED 광원과 상기 제1 LED 광원을 제외하고 가장 낮은 광량을 갖는 제2 LED 광원을 포함하는 복합 광원이 구성되고, 각 복합 광원의 상기 제1 및 제2 LED 광원은 쌍을 이루도록 인접하게 배치됨을 특징으로 한다.

본 발명은 순차 발광시 마지막으로 발광하는 제1 LED 광원과 가장 낮은 광량을 갖는 제2 LED 광원을 인접하게 배치하여 복합 광원을 형성함으로써 모든 LED 광원을 발광시키기에 불충분한 피크치를 갖는 교류 전압에 의한 제1 LED 광원의 비발광과 비정상적인 발광을 인접한 제2 LED 광원의 발광으로 상쇄시킬 수 있다. 그러므로, 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치는 사용자가 불편함을 느끼지 않도록 발광 상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 제2 LED 광원의 광량이 제1 LED 광원의 발광에 의하여 보충됨으로써 복합 광원과 나머지 LED 광원들이 균일한 광량으로 발광하도록 함으로써 양질의 조명 상태를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 디밍을 낮게 제어한 경우에도, 순차 발광에서 후 순위의 LED 광원이 발광하지 않는 상태를 완화될 수 있으므로 양질의 조명 상태를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치의 바람직한 실시예를 나타내는 회로도.
도 2는 도 1의 드라이버의 상세 회로도
도 3은 도 1의 실시예의 동작을 설명하기 위한 파형도.
도 4는 일반적인 LED 광원들의 배치를 설명하는 평면도.
도 5는 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치에 의한 LED 광원들의 배치를 설명하는 평면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.

본 발명의 실시예는 광원으로서 반도체 발광 특성을 갖는 복수의 발광 다이오드를 포함한다. 본 발명의 LED 광원은 하나 또는 복수 개의 발광 다이오드를 포함하여 그룹 형태로 구성될 수 있으며, 순차 발광시 발광 또는 소광하는 단위로 작용하도록 구성된다. 본 발명은 실시예의 설명을 위하여 LED 광원을 하나의 LED로 표현한다.

본 발명의 실시예는 교류 다이렉트 방식으로 개시된다. 교류 다이렉트 방식은 교류 전압을 변환한 정류 전압을 이용하여 발광 다이오드를 발광하는 것을 의미한다. 여기에서 정류 전압은 상술한 바와 같이 정현파 파형을 갖는 교류 전압을 전파 정류한 파형을 갖는다. 즉, 정류 전압은 상용 교류 전압의 반 주기 단위로 전압 레벨이 승하강하는 리플 성분을 갖는 특성이 있다.

그러므로, 본 발명의 실시예는 도 1과 같이 교류 전원에 의하여 발광 다이오드를 포함하는 조명부(200)가 발광하며, 조명부(200)의 발광에 대응하여 드라이버(300)가 전류 경로를 제공하도록 구성된다.

보다 구체적으로, 본 발명의 실시예는 전원부(100), 조명부(200), 드라이버(300) 및 센싱 저항(Rs)을 포함한다.

전원부(100)는 교류 전원(Vs)의 교류 전압을 정류하여서 정류 전압으로 출력하는 구성을 갖는다. 전원부(100)는 교류 전압을 제공하는 교류 전원(Vs) 및 교류 전압을 정류하여 정류 전압을 출력하는 정류 회로(12)를 포함할 수 있다. 여기에서, 교류 전원(Vs)은 상용 전원일 수 있다.

정류 회로(12)는 교류 전압을 전파 정류한 정류 전압을 출력한다. 본 발명의 실시예에서 정류 전압의 상승 또는 하강은 정류 전압의 리플 성분의 상승 또는 하강을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 정류 전압의 상승 또는 하강에 대응하여 정류 회로(12)에서 출력되는 전류는 정류 전류에 해당된다.

조명부(200)는 기판의 일면에 배치되는 복수 개의 LED 광원을 포함하며, 각 LED 광원은 복수개의 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 그리고, 각 LED 광원은 하나 또는 복수 개의 발광 다이오드를 실장한 모듈 또는 칩으로 구성될 수 있다. 복수 개의 LED 광원은 전원부(100)에서 제공되는 정류 전압의 증감에 의하여 순차적으로 발광 및 소광된다.

도 1에서 조명부(200)는 직렬로 연결되어서 정류 전압을 수신하는 하나의 발광 단위를 예시하고 있다. 그러나, 본 발명의 조명부(200)는 후술하는 도 4 및 도 5와 같이 직렬로 연결되어서 정류 전압을 각각 수신하는 둘 이상의 발광 단위를 포함할 수 있다. 이 경우, 각 발광 단위는 동일한 수의 LED 광원들을 포함하며, 정류 전압에 대하여 병렬로 연결되며 정류 전압의 변화에 대응하여 독립적으로 순차 발광하도록 구성된다.

도 1의 조명부(200)는 순차 발광 및 소광 동작을 설명하기 위하여 네 개의 LED 광원(LED1, LED2, LED3, LED4)을 포함한 것으로 예시한다. 도 1의 네 개의 LED 광원(LED1, LED2, LED3, LED4)이 후술하는 도 4 및 도 5의 하나의 발광 단위를 형성한다. 상기 네 개의 LED 광원의 광속(Lumen)은 LED1 : LED2 : LED3 : LED4가 2 : 1.8 : 1.5 : 1의 비를 갖도록 설정될 수 있다.

드라이버(300)는 센싱 전압과 LED 광원들(LED1~LED4)에 각각 대응하는 기준 전압들을 비교함으로써 LED 광원들(LED1~LED4)의 발광에 대응한 전류 경로를 제공하도록 구성된다.

드라이버(300)는 LED 광원들(LED1~LED4)의 출력단에 각각 연결되는 채널 단자들(C1~C4) 및 센싱 저항(Rs)이 연결된 센싱 단자(Ri)를 갖는다. 드라이버(300)는 채널 단자들(C1~C4)과 센싱 단자(Ri) 간의 전류 경로의 변화를 제어한다.

센싱 저항(Rs)은 드라이버(300)와 접지 사이에 구성된다. 상기한 구성에 의하여 센싱 저항(Rs)은 LED 광원들(LED1~LED4)의 발광 상태에 대응하는 센싱 전압을 제공한다. 센싱 저항(Rs)을 흐르는 전류는 조명부(200)의 LED 광원들(LED1~LED4)의 발광 상태에 따라 변화될 수 있으며, 구동 전류 Id로 정의될 수 있다.

상기한 구성에 의하여, 드라이버(300)는 각 LED 광원(LED1~LED4)의 발광에 대응한 전류 경로를 제공하며, 전류 경로에서 센싱 저항(Rs)으로 제공되는 구동 전류 Id의 흐름을 규제한다.

조명부(200)의 LED 광원들(LED1~LED4)은 정류 전압의 변화에 대응하여 순차적으로 발광하거나 소광한다.

정류 전압이 상승하여서 LED 광원(LED1~LED4) 별 발광 전압에 순차적으로 도달하면, 드라이버(300)는 각 LED 광원(LED1~LED4)의 발광에 대응한 전류 경로를 제공한다.

여기에서, LED 광원(LED4)을 발광시키는 발광 전압 V4은 LED 광원들(LED1~LED4)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. LED 광원(LED3)을 발광시키는 발광 전압 V3은 LED 광원들(LED1~LED3)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. LED 광원(LED2)을 발광시키는 발광 전압 V2은 LED 광원들(LED1, LED2)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. LED 광원(LED1)을 발광시키는 발광 전압 V1은 LED 광원(LED1)만 발광시키는 전압으로 정의된다.

상기한 드라이버(300)는 도 2와 같이 LED 광원들(LED1~LED4)에 대한 전류 경로를 제공하는 스위칭 회로들(31~34)과 기준 전압들 VREF1~VREF4을 제공하기 위한 기준 전압 공급부(20)를 포함한다.

기준 전압 공급부(20)는 제작자의 의도에 따라 다양하게 서로 다른 레벨의 기준 전압들 VREF1~VREF4를 제공하는 것으로 구현될 수 있다.

기준 전압 공급부(20)는 예시적으로 정전압 VDD이 인가되는 직렬 연결된 복수의 저항을 포함하며 저항 간의 노드 별로 서로 다른 레벨의 기준 전압들 VREF1~ VREF4을 출력하는 것으로 구성될 수 있다. 기준 전압 공급부(20)는 상기한 구성과 달리 서로 다른 레벨의 기준 전압들 VREF1~ VREF4를 각각 제공하는 독립적인 전압공급원들을 포함하는 것으로 구성될 수 있다.

서로 다른 레벨의 기준 전압들 VREF1~ VREF4은 기준 전압 VREF1이 가장 낮은 전압 레벨을 가지며 기준 전압 VREF4가 가장 높은 전압 레벨을 가지고, 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4의 순으로 기준 전압은 점차 높은 레벨을 갖도록 설정될 수 있다.

여기에서, 기준 전압 VREF1은 발광 다이오드 그룹(LED2)이 발광하는 시점에 스위칭 회로(31)를 턴오프하기 위한 레벨을 갖는다. 보다 구체적으로 기준 전압 VREF1은 발광 다이오드 그룹(LED2)의 발광에 대응하여 형성되는 센싱 전압보다 낮은 레벨로 설정될 수 있다.

그리고, 기준 전압 VREF2은 발광 다이오드 그룹(LED3)이 발광하는 시점에 스위칭 회로(32)를 턴오프하기 위한 레벨을 갖는다. 보다 구체적으로 기준 전압 VREF2는 발광 다이오드 그룹(LED3)의 발광에 대응하여 형성되는 센싱 전압보다 낮은 레벨로 설정될 수 있다.

그리고, 기준 전압 VREF3은 발광 다이오드 그룹(LED4)이 발광하는 시점에 스위칭 회로(33)를 턴오프하기 위한 레벨을 갖는다. 보다 구체적으로 기준 전압 VREF3은 발광 다이오드 그룹(LED4)의 발광에 대응하여 형성되는 센싱 전압보다 낮은 레벨로 설정될 수 있다.

그리고, 기준전압 VREF4는 정류 전압의 상한 레벨 영역에서 센싱 전압보다 높도록 설정됨이 바람직하다.

한편, 스위칭 회로들(31~34)은 전류 레귤레이션 및 전류 경로 형성을 위하여 센싱 단자(Ri)를 통하여 센싱 저항(Rs)에 공통으로 연결된다.

스위칭 회로들(31~34)은 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압과 기준 전압 생성 회로(20)의 각각의 기준 전압들 VREF1~VREF4를 비교하여서 조명부(200)의 발광에 대응하는 전류 경로를 형성한다.

스위칭 회로들(31~34)은 정류 전압이 인가되는 위치에서 먼 LED 광원에 연결된 것일수록 높은 레벨의 기준 전압을 제공받는다.

각 스위칭 회로(31~34)는 비교기(50)와 스위칭 소자를 포함하며, 스위칭 소자는 NMOS 트랜지스터(52)로 구성됨이 바람직하다.

각 스위칭 회로(31~34)의 비교기(50)는 포지티브 입력단(+)에 기준 전압이 인가되고, 네가티브 입력단(-)에 센싱 전압이 인가되며, 출력단으로 기준 전압과 센싱 전압을 비교한 결과를 출력한다.

그리고, 각 스위칭 회로(31~34)의 NMOS 트랜지스터(52)는 게이트로 인가되는 각 비교기(50)의 출력에 따라 구동 전류 Id의 흐름을 제어하기 위한 스위칭 동작을 수행한다.

본 발명의 실시예의 동작에 대하여 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

먼저, 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하여 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 발광 상태가 변화하며, 발광 상태의 변화에 대응하여 전류 경로가 드라이버(300)에 의하여 변경되는 동작들을 설명한다.

정류 전압 Vrec가 초기 상태인 경우, 각 스위칭 회로(31~34)는 포지티브 입력단(+)에 인가되는 기준 전압들 VREF1~VREF4이 네가티브 입력단(-)에 인가되는 센싱 전압보다 높으므로 모두 턴온된 상태를 유지한다. 이때 LED 광원들(LED1~LED4)은 소광 상태이다.

그 후, 정류 전압 Vrec가 상승하여 발광 전압 V1에 도달하면, LED 광원(LED1)이 발광한다. LED 광원(LED1)이 발광하면, LED 광원(LED1)에 연결된 스위칭 회로(31)는 전류 경로를 제공한다. 즉 스위칭 회로(31)에 의하여 전류 경로가 형성된다.

LED 광원(LED1)이 발광하면, 스위칭 회로(31)에 의한 전류 경로에 구동 전류 Id의 흐름이 개시된다. 그러나, 이때의 센싱 전압의 레벨은 낮기 때문에 스위칭 회로들(31~34)의 턴온 상태는 변경되지 않는다.

그 후 정류 전압 Vrec가 발광 전압 V2에 도달하는 과정에서, 구동 전류 Id는 스위칭 회로(31)의 레귤레이션 동작에 의하여 일정한 양을 유지하도록 규제된다.

정류 전압 Vrec가 발광 전압 V2에 도달하면, LED 광원(LED2)이 발광한다. 그리고, LED 광원(LED2)이 발광하면, LED 광원(LED2)에 연결된 스위칭 회로(32)는 전류 경로를 제공한다. 이때, LED 광원(LED1)도 발광 상태를 유지한다.

LED 광원(LED2)이 발광하면, 스위칭 회로(32)에 의한 정류 경로에 구동 전류 Id의 흐름이 개시되며, 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF1보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(31)의 NMOS 트랜지스터(52)는 비교기(50)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(31)는 턴오프되고, 스위칭 회로(32)가 LED 광원(LED2)의 발광에 대응한 선택적인 전류 경로를 제공한다.

그 후 정류 전압 Vrec가 발광 전압 V3에 도달하는 과정에서, 구동 전류 Id는 스위칭 회로(32)의 레귤레이션 동작에 의하여 일정한 양을 유지하도록 규제된다.

정류 전압 Vrec가 발광 전압 V3에 도달하면, LED 광원(LED3)이 발광한다. LED 광원(LED3)이 발광하면, LED 광원(LED3)에 연결된 스위칭 회로(33)는 전류 경로를 제공한다. 이때, LED 광원들(LED1, LED2)도 발광 상태를 유지한다.

LED 광원(LED3)이 발광하면, 스위칭 회로(33)에 의한 정류 경로에 구동 전류 Id의 흐름이 개시되며, 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF2보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(32)의 NMOS 트랜지스터(52)는 비교기(50)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(32)는 턴오프되고, 스위칭 회로(33)가 LED 광원(LED3)의 발광에 대응한 선택적인 전류 경로를 제공한다.

그 후 정류 전압 Vrec가 발광 전압 V4에 도달하는 과정에서, 구동 전류 Id는 스위칭 회로(33)의 레귤레이션 동작에 의하여 일정한 양을 유지하도록 규제된다.

정류 전압 Vrec가 발광 전압 V4에 도달하면, LED 광원(LED4)이 발광한다. LED 광원(LED4)이 발광하면, LED 광원(LED4)에 연결된 스위칭 회로(34)는 전류 경로를 제공한다. 이때, LED 광원들(LED1, LED2, LED3)도 발광 상태를 유지한다.

LED 광원(LED4)이 발광하면, 스위칭 회로(34)에 의한 정류 경로에 구동 전류 Id의 흐름이 개시되며, 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF3보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(33)의 NMOS 트랜지스터(52)는 비교기(50)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(33)는 턴오프되고, 스위칭 회로(34)가 LED 광원(LED4)의 발광에 대응한 선택적인 전류 경로를 제공한다.

그 후 정류 전압 Vrec는 상한 레벨까지 상승한 후 하강을 시작한다.

정류 전압 Vrec가 상한 레벨까지 도달하는 과정에서, 구동 전류 Id는 스위칭 회로(34)의 레귤레이션 동작에 의하여 일정한 양을 유지하도록 규제된다.

이와 반대로, 정류 전압 Vrec가 상한 레벨에서 발광 전압 V4, V3, V2, V1 이하로 단계적으로 감소하면, LED 광원들(LED4~LED1)은 순차적으로 소광된다. 그리고, LED 광원들(LED4~LED1)의 소광에 대응하여 구동 전류 Id도 단계적으로 줄어든다.

상술한 바와 같이, 드라이버(300)는 LED 광원들(LED1~LED4)의 발광 상태 변화에 대응하여 전류 경로를 변경하여 제공할 수 있다.

한편, 일반적으로 상기한 LED 광원들(LED1~LED4)은 도 4와 같이 기판(400)의 일면에 배치될 수 있다.

도 4에서, 기판(400)은 직하형으로 조명을 수행하는 벌브(Bulb) 타입의 조명 장치를 위하여 원형으로 구성된 것을 예시하며, LED 광원들(LED1~LED4)은 동심원 상에 등 간격으로 배치된 것을 예시한다.

도 4의 LED 광원들은 두 개의 발광 단위로 구분되며, 각 발광 단위는 도 1과 같이 직렬로 연결된 LED 광원들(LED1~LED4)을 포함하며, 각 발광 단위들은 정류 전압에 대하여 병렬로 연결된다. 도 4에서, 우측에 배치된 LED 광원들(LED1~LED4)은 제1 발광 단위라 구분될 수 있고, 좌측에 배치된 LED 광원들(LED1~LED4)은 제2 발광 단위로 구분될 수 있다.

각 발광 단위들의 LED 광원들(LED1~LED4)은 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하여 독립적으로 순차 발광 및 소광할 수 있으며, 순차 발광 및 소광은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 및 제2 발광 단위의 LED 광원들(LED1~LED4)은 동시에 순차적으로 발광 및 소광할 수 있다.

전력 환경에 의하여 교류 전압은 LED 광원들을 모두 발광 시키기에 불충분한 피크치를 갖도록 제공될 수 있다. 상기한 교류 전압에 의하여 정류 전압의 피크치가 LED 광원(LED4)을 발광시킬 수 있는 레벨에 미달하는 경우, 가장 높은 발광 전압 V4을 갖는 LED 광원(LED4)은 발광되지 않을 수 있다. 정류 전압의 피크치가 LED 광원(LED4)을 발광시킬 수 있는 레벨에 근접하는 경우 가장 높은 발광 전압 V4을 갖는 LED 광원(LED4)은 비정상적으로 발광될 수 있다.

이와 같이 LED 광원(LED4)이 발광되지 않거나 비정상적으로 발광하는 경우, LED 광원(LED4)이 배치된 기판(400)의 소정 영역은 다른 LED 광원들(LED1~LED3)이 배치된 기판(400)의 영역과 대비하여 사용자가 쉽게 인지할 수 있을 정도의 차이를 갖는 낮은 조도를 형성한다.

상기와 같이 전력 환경에 의하여 피크치가 낮은 교류 전압이 발광 다이오드 조명 장치에 제공되는 경우, 발광 다이오드 조명 장치는 정상적으로 동작함에도 불구하고 사용자는 LED 광원(LED4)가 발광되지 않거나 비정상적으로 발광하는 것에 의하여 발광 다이오드 조명 장치의 동작에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.

본 발명은 도 4의 발광 다이오드 조명 장치에서 발생할 수 있는 사용자의 오해를 해소하기 위하여 도 5와 같이 실시될 수 있으며, 도 5는 복합 광원(220)을 구성한 것을 예시한다.

본 발명의 도 5의 실시예는 LED 광원 모두를 발광시키기에 불충분한 피크치를 갖는 교류 전압이 발광 다이오드 조명 장치에 제공되는 경우에도 사용자가 불편함을 느끼지 않는 발광 상태를 유지할 수 있다.

보다 구체적으로 살펴보면, 도 5도 도 4와 같이 기판(400)은 직하형으로 조명을 수행하는 벌브(Bulb) 타입의 조명 장치를 위하여 원형으로 구성된 것을 예시한다.

도 5에서 LED 광원들은 기판(400)의 우측에 배치된 LED 광원들(LED1~LED4)(제1 발광 단위)과 기판(400)의 좌측에 배치된 LED 광원들(LED1~LED4)(제2 발광 단위)을 포함한다. 각 발광 단위의 LED 광원들은 도 1과 같이 직렬로 연결되며 정류 전압의 변화에 대응하여 독립적으로 순차 발광하고, 각 발광 단위들은 정류 전압에 대하여 병렬로 연결된다.

도 5의 각 발광 단위는 복합 광원(220)을 포함하며, 복합 광원(220)은 순차 발광에 의하여 마지막 발광하는 제1 LED 광원과 제1 LED 광원을 제외하고 가장 낮은 광량을 갖는 제2 LED 광원을 포함한다. 여기에서, LED 광원(LED4)이 제1 LED 광원에 해당하고, LED 광원들(LED1~ LED3) 중 어느 하나가 제2 LED 광원에 해당할 수 있다. 도 5의 실시예는 각 발광 단위의 복합 광원(220)에 포함되는 제2 LED 광원으로 순차 발광에 의하여 발광 순서가 제1 LED 광원인 LED 광원(LED4)이 발광하기 바로 전인 LED 광원(LED3)이 해당하는 것으로 예시한다.

복합 광원(220)의 제1 및 제2 LED 광원에 해당하는 LED 광원들(LED3, LED4)은 쌍을 이루도록 인접하게 배치된다.

그리고, 복합 광원(220)과 다른 LED 광원들(LED1, LED2)은 기판(400) 상에 규칙적으로 배치된다. 이에 대한 실시예로 도 5와 같이 본 발명의 실시예는 원형의 기판(400) 상에 복합 광원(220)과 다른 LED 광원들(LED1, LED2)을 동일한 상기 발광 단위 내에서 등간격으로 배치하는 것으로 실시될 수 있다.

그리고, 복합 광원(220)에 포함되는 LED 광원들(LED3, LED4)는 동일한 발광 단위 내에서 복합 광원(220)과 다른 LED 광원들(LED1, LED2)이 배치되는 방향에 대하여 병렬로 배치될 수 있다.

보다 구체적으로, 복합 광원(220)의 제2 LED 광원에 해당하는 LED 광원(LED3)은 다른 LED 광원들(LED1, LED2)과 동심원 상에 배치되며, 제1 LED 광원인 LED 광원(LED4)은 동심원을 벗어나서 배치될 수 있다. 바람직하게, 발광 단위들에 포함되는 제1 LED 광원인 LED 광원(LED4)은 별도의 동심원 상에 배치될 수 있다.

또한, 이와 다르게, 복합 광원(220)의 제1 LED 광원에 해당하는 LED 광원(LED4)은 다른 LED 광원들(LED1, LED2)과 동심원 상에 배치되며, 제2 LED 광원인 LED 광원(LED3)은 동심원을 벗어나서 배치될 수 있다. 바람직하게, 발광 단위들에 포함되는 제2 LED 광원인 LED 광원(LED3)은 별도의 동심원 상에 배치될 수 있다.

상기와 같이 각 발광 단위들의 복합 광원(220)에 포함되는 제1 LED 광원과 제2 LED 광원은 다른 LED 광원들(LED1, LED2)이 배치되는 동심원의 반지름선 또는 반지름선의 연장선에 배치됨이 바람직하다. 그리고, LED 광원들(LED1, LED2)이 배치되는 동심원을 벗어나는 발광 단위들의 복합 광원(220)에 포함되는 LED 광원들은 더 크거나 더 작은 직경의 별도의 동심원 상에 배치됨이 바람직하다.

상술한 도 5와 같이 본 발명의 조명부(200)를 이루는 복합 광원(220)과 LED 광원들(LED1, LED2)이 발광 단위 별로 할당된 영역의 기판(400) 상에 배치되고, 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하여 각 발광 단위 별로 LED 광원들(LED1~LED4)은 순차 발광 및 소광한다. 순차 발광 및 소광은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 수행될 수 있다. 제1 및 제2 발광 단위의 LED 광원들(LED1~LED4)은 동시에 순차적으로 발광 및 소광할 수 있다.

전력 환경에 의하여 교류 전압이 LED 광원들을 모두 발광 시키기에 충분한 피크치를 갖도록 제공되는 경우, 발광 시간의 차에 따라서 LED 광원들(LED3, LED4)는 다른 LED 광원들(LED1, LED2) 보다 낮은 조도로 발광할 수 있다. LED 광원들(LED3, LED4)는 인접하여 쌍을 이루어서 복합 광원(220)으로 구성되며, 복합 광원(220)은 다른 LED 광원들(LED1, LED2)와 같이 점 광원으로 인식될 수 있다. 이 경우, 복합 광원(220)은 LED 광원들(LED3, LED4)의 조도를 합한 것에 대응하는 수준의 조도 즉 다른 LED 광원들(LED1 LED2)과 균등한 수준의 조도로 발광할 수 있다.

또한, 전력 환경에 의하여 가장 높은 발광 전압 V4을 갖는 LED 광원(LED4)이 비정상적으로 발광하는 경우에도, 복합 광원(220)은 LED 광원들(LED3, LED4)의 조도를 합한 것에 대응하는 수준의 조도를 제공한다.

그러므로, 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치는 기판(400)의 전면에 대하여 균일한 광량을 확보할 수 있고 사용자가 불편함을 느끼지 않도록 발광 상태를 유지할 수 있다.

또한, 전력 환경에 의하여 교류 전압이 LED 광원들을 모두 발광 시키기에 불충분한 피크치를 갖도록 제공되는 경우, 가장 높은 발광 전압 V4을 갖는 LED 광원(LED4)은 발광되지 않을 수 있다. 상술한 바와 같이 LED 광원들(LED3, LED4)는 인접하여 쌍을 이루어서 복합 광원(220)으로 구성되므로, 복합 광원(220)은 LED 광원(LED3)만 발광하는 점 광원으로 인식될 수 있다.

그러므로, 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치는 LED 광원(LED4)가 발광하지 않는 것이 복합 광원(220)에 포함된 LED 광(LED3)의 발광에 의하여 숨겨지는 효과를 기대할 수 있다. 즉, 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치는 사용자가 불편함을 느끼지 않도록 발광 상태를 유지할 수 있다.

또한, 본 발명은 디밍을 낮게 제어한 경우에도, 순차 발광에서 후 순위의 LED 광원이 발광하지 않는 상태를 완화시킬 수 있어서 양호한 조명 상태를 유지할 수 있다.

Claims (10)

1. 기판의 일면에 배치되며, 정류 전압의 변화에 대응하여 순차 발광하는 복수 개의 LED 광원; 및
   상기 복수 개의 LED 광원의 상기 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공하는 드라이버;를 포함하고,
   상기 복수 개의 LED 광원은 상기 순차 발광에 의하여 마지막 발광하는 제1 LED 광원과 상기 제1 LED 광원을 제외하고 가장 낮은 광량을 갖는 제2 LED 광원을 포함하며,
   상기 제1 및 제2 LED 광원은 쌍을 이루도록 인접하게 배치되어 복합 광원을 형성함을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 복합 광원과 상기 다른 LED 광원들은 등간격으로 배치되는 발광 다이오드 조명 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 LED 광원은 상기 다른 LED 광원들이 배치되는 방향에 대하여 병렬로 배치되는 발광 다이오드 조명 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 LED 광원과 상기 제2 LED 광원 각각은 복수 개의 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 LED 광원은 상기 순차 발광에 의하여 발광 순서가 상기 제1 LED 광원이 발광하기 바로 전 것인 발광 다이오드 조명 장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 LED 광원과 상기 제2 LED 광원은 다른 LED 광원들이 배치되는 동심원의 반지름선 또는 상기 반지름선의 연장선에 배치되는 발광 다이오드 조명 장치.
7. 기판의 일면에 배치되며 정류 전압의 변화에 대응하여 독립적으로 순차 발광하는 둘 이상의 발광 단위로 구분되는 복수 개의 LED 광원; 및
   상기 발광 단위 별로 LED 광원들의 상기 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공하는 드라이버;를 포함하며,
   상기 발광 단위 별로 상기 순차 발광에 의하여 마지막 발광하는 제1 LED 광원과 상기 제1 LED 광원을 제외하고 가장 낮은 광량을 갖는 제2 LED 광원을 포함하는 복합 광원이 구성되고,
   각 복합 광원의 상기 제1 및 제2 LED 광원은 쌍을 이루도록 인접하게 배치됨을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치.
8. 제7 항에 있어서,
   동일한 상기 발광 단위 내에서, 상기 복합 광원과 상기 다른 LED 광원들은 등간격으로 배치되는 발광 다이오드 조명 장치.
9. 제7 항에 있어서,
   동일한 상기 발광 단위 내에서, 상기 제1 및 제2 LED 광원은 상기 다른 LED 광원들이 배치되는 방향에 대하여 병렬로 배치되는 발광 다이오드 조명 장치.
10. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 LED 광원과 상기 제2 LED 광원은 다른 LED 광원들이 배치되는 동심원의 반지름선 또는 상기 반지름선의 연장선에 배치되는 발광 다이오드 조명 장치.

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