KR20170136307A - 발광 다이오드 조명 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광 다이오드 조명 장치에 관한 것으로서, 정전과 같은 응급 상황에 발광을 유지하기 위한 예비 전압을 공급하는 배터리를 구비하며, 정류 전압(또는 교류 전압)이 정상적인 상황에서 배터리를 지속적으로 충전할 수 있으며, 발광시 발생하는 구동 전류를 이용하여 개선된 전력 효율을 갖도록 충전될 수 있다.

Description

발광 다이오드 조명 장치{LED LIGHTING APPARATUS}

본 발명은 발광 다이오드 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정전과 같은 응급 상황에 발광을 유지하기 위한 예비 전압을 공급하는 배터리를 구비하며, 배터리의 충전을 위한 전력 효율을 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.

상기한 정류 전압을 이용하는 조명 장치는 복도나 계단과 같은 장소에 비상등으로 사용될 수 있다. 정전과 같은 응급 상황에 교류 전압은 상기한 장소에 사용되는 조명 장치에 정상적으로 공급되기 어렵다. 그러나, 조명 장치는 상기한 응급 상황에도 수 십분 또는 수 시간 이상 발광을 유지하도록 요구된다.

이를 위하여, 조명 장치는 정전과 같은 응급 상황에 발광을 유지하기 위한 예비 전압을 공급하기 위한 배터리의 채용이 고려될 수 있다. 배터리는 항상 완전 충전 상태를 유지해야 하며, 이를 위하여 조명 장치와 별도로 교류 전압을 이용하여 충전하도록 구성될 수 있다.

그러나, 이 경우, 충전을 위해서 교류 전압이 조명 장치와 별도로 배터리에 공급되어야 하므로 전력 효율이 떨어지며, 조명 장치와 별도로 충전을 위한 별도의 많은 회로 구성이 필요한 문제점이 야기될 수 있다.

등록특허 10-1320670(등록일 : 2013년 10월 15일, 명칭 : 엘이디 조명의 충전 시스템 및 정전감지 장치)

본 발명은 조명 장치가 응급 상황에 조명을 위한 예비 전압을 공급하는 배터리를 발광 다이오드의 발광에 이용된 구동 전류를 이용하여 충전하여서 전력 효율을 개선하고, 배터리의 충전 전압을 이용하여 응급 상황에도 발광을 유지할 수 있는 발광 다이오드 조명 장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 정류 전압이 미리 설정된 입력 레벨 이상이고 배터리가 미리 설정된 충전 레벨 미만인 경우 발광 다이오드의 발광에 이용된 구동 전류를 이용하여 배터리를 충전함으로써 전력 효율을 개선한 발광 다이오드 조명 장치를 제공함을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 조명 장치의 정류 전압을 분압한 전압을 이용하여 배터리를 충전하도록 구성되므로 충전을 위해서 구동되는 부품의 수를 절감함을 또다른 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치는, 정류 전압과 예비 전압 중 어느 하나에 의해 발광을 수행하는 발광 다이오드들을 포함하며, 상기 발광 다이오드들은 적어도 상기 정류 전압의 변화에 대응하여 순차 발광하는 조명부; 발광을 위한 전류 경로를 상기 조명부에 제공하며, 상기 순차 발광에 대응하여 변화되는 상기 전류 경로를 제공하고, 상기 전류 경로의 구동 전류를 규제하는 드라이버; 상기 전류 경로에 연결되는 센싱 저항; 상기 센싱 저항을 통하여 제공되는 상기 구동 전류를 이용하여 충전 전류를 제공하는 레귤레이터; 충전 전압을 제공하는 배터리; 상기 배터리의 충전을 위하여 상기 레귤레이터에서 상기 배터리로 흐르는 전류를 제어하는 전류 스위치; 상기 정류 전압이 정상이고 상기 배터리의 상기 충전 전압이 미리 설정된 레벨 미만이면 상기 배터리의 충전을 위해 상기 전류 스위치를 통한 상기 전류의 흐름을 보장하고, 상기 정류 전압이 비정상적이거나 상기 배터리의 상기 충전 전압이 상기 미리 설정된 레벨 이상이면 상기 전류 스위치를 통한 상기 전류의 흐름을 차단하는 배터리 제어부; 및 상기 정류 전압이 비정상적인 경우 상기 배터리의 상기 충전 전압을 이용하여 상기 조명부에 상기 예비 전압을 공급하는 예비 전압 회로;를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치는, 교류 전압과 예비 전압 중 어느 하나를 이용하여 정류 전압을 제공하며, 상기 교류 전압이 비정상적인 경우 상기 예비 전압을 이용하여 상기 정류 전압을 제공하는 전원부; 상기 정류 전압에 의해 순차 발광하는 발광 다이오드들을 포함하는 조명부; 상기 순차 발광에 대응하여 변화되는 전류 경로를 상기 조명부에 제공하며 상기 전류 경로의 구동 전류를 규제하는 드라이버; 상기 전류 경로에 연결되는 센싱 저항; 상기 센싱 저항을 통하여 제공되며 상기 순차 발광에 대응하여 전류량이 변화되는 상기 구동 전류를 이용하여 충전 전류를 제공하는 레귤레이터; 충전 전압을 제공하는 배터리; 상기 레귤레이터에서 상기 배터리로 흐르는 전류를 제어하는 전류 스위치; 상기 교류 전압이 정상이고 상기 배터리의 상기 충전 전압이 미리 설정된 레벨 미만이면 상기 배터리의 충전을 위해 상기 전류 스위치를 통한 상기 전류의 흐름을 보장하고, 상기 교류 전압이 비정상적이거나 상기 배터리의 상기 충전 전압이 상기 미리 설정된 레벨 이상이면 상기 전류 스위치를 통한 상기 전류의 흐름을 차단하는 배터리 제어부; 및 상기 교류 전압이 비정상적인 경우 상기 배터리의 상기 충전 전압을 이용하여 상기 전원부에 상기 예비 전압을 공급하는 예비 전압 회로;를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치는, 발광 다이오드를 포함하는 조명부에 제공되는 교류 전압을 센싱하는 센싱부; 충전 전압을 제공하는 배터리; 상기 센싱부의 센싱에 의하여 상기 조명부의 구동 전류를 이용하여 상기 배터리를 충전하는 것을 제어하는 충전 제어 회로; 및 상기 교류 전압이 비정상적인 것으로 상기 센싱부가 센싱하면, 상기 배터리의 상기 충전 전압을 변환한 예비 전압을 상기 조명부에 제공하는 예비 전압 회로;를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명은 정류 전압이 미리 설정된 입력 레벨 이상이고 배터리가 미리 설정된 충전 레벨 미만인 경우 발광 다이오드의 발광에 이용된 구동 전류를 이용하여 배터리를 충전함으로써, 상시에 배터리를 충전할 수 있고, 충전에 따른 전력 효율을 개선하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 개선된 전력 효율로 충전된 배터리를 이용하여 정전과 같은 응급 상황에 대응하여 발광 다이오드를 포함하는 조명부의 발광을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 발광 다이오드를 포함하는 조명 장치의 정류 전압을 분압한 전압을 이용하여 배터리를 충전하도록 구성되므로 응급 상황에 대비한 예비 전압을 제공하기 위한 부품을 절감할 수 있는 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 레귤레이터의 상세 회로도.
도 4는 도 1의 실시예의 동작을 설명하기 위한 파형도.
도 5는 센싱부의 구성을 변경한 도 1의 변형 실시예의 회로도.
도 6은 센싱 저항의 구성을 변경한 도 1의 변형 실시예의 회로도.
도 7은 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치의 다른 실시예를 나타내는 회로도.

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 조명을 위하여 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 반도체 발광 특성을 갖는 광원을 이용할 수 있으며, 반도체 발광 특성을 갖는 광원은 발광 다이오드를 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예는 교류 다이렉트 방식으로 개시된다. 교류 다이렉트 방식은 교류 전원을 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. 교류 전원을 변환한 정류 전압에 대응하여 발광 다이오드에 제공되는 전류는 정류 전류라 한다.

본 발명에서 미리 설정된 입력 레벨 미만의 정류 전압을 비정상적인 정류 전압이라 하고, 미리 설정된 입력 레벨 이상의 정류 전압을 정상적인 정류 전압이라 한다. 정류 전압의 정상 또는 비정상은 예시적으로 정류 전압의 피크치를 검출하고 피크치가 미리 설정된 입력 레벨 미만을 소정 시간 유지하는 여부에 따라 판단할 수 있다. 그리고, 상기한 비정상적인 정류 전압이 공급되는 상황은 응급 상황이라 하고, 정상적인 정류 전압이 공급되는 상황은 정상 상황이라 한다.

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

도 1의 실시예는 전원부(100), 조명부(200), 드라이버(300), 센싱 저항(Rs), 레귤레이터(400), 충전 소자(Cv), 센싱부(500), 전류 스위치(600), 배터리 제어부(700), 배터리(Bat) 및 예비 전압 회로를 포함한다.

도 1의 실시예에서, 조명부(200)는 전원부(100)에서 제공되는 정류 전압이나 예비 전압 회로에서 제공되는 예비 전압을 제공받도록 구성된다.

그리고, 드라이버(300)와 센싱 저항(Rs)은 조명부(200)의 발광을 위한 전류 레귤레이션과 전류 경로 제공을 수행한다.

또한, 레귤레이터(400), 충전 소자(Cv), 전류 스위치(600), 배터리 제어부(700), 배터리(Bat) 및 예비 전압 회로는 배터리(Bat)를 충전하고 충전 전압을 변환하여 예비 전압을 제공하도록 구성된다.

예비 전압 회로는 인버터(800)와 정류 회로(900)를 포함하며, 충전 전압을 승압하고, 승압된 예비 전압을 정류하여 출력하도록 구성된다.

그리고, 비정상적인 정류 전압이 공급되는 응급 상황은 센싱부(500)의 정류 전압에 대한 센싱 동작 결과로 제공되는 센싱 신호 SEN에 의해 판단될 수 있다. 응급상황으로 판단하기 위한 비정상적인 정류 전압은 정전에 의해서 정류 전압이 제공되지 않거나 조명에서 필요로 하는 미리 설정된 입력 레벨보다 낮은 전압인 경우로 정의할 수 있다.

상기한 도 1의 실시예의 각 부품들에 대하여 보다 상세히 설명한다.

전원부(100)는 교류 전원의 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 상기한 정류 전류에 해당된다.

조명부(200)는 발광 다이오드들을 포함하며, 발광 다이오드들은 하나 이상의 발광 다이오드 그룹으로 구분된다. 조명부(200)는 전원부(100)에서 제공되는 정류 전압의 증감에 의하여 발광 다이오드 그룹 별로 순차적으로 발광 및 소광된다.

도 1의 조명부(200)는 네 개의 발광 다이오드 그룹(LED1, LED2, LED3, LED4)을 포함한 것을 예시한다. 각 발광 다이오드 그룹(LED1, LED2, LED3, LED4)은 하나 이상의 발광 다이오드를 포함할 수 있으며, 설명의 편의를 위하여 하나의 다이오드 부호로 도면에 표기한다.

드라이버(300)는 센싱 전압과 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)에 각각 대응하는 기준 전압들을 비교함으로써 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)에 대한 전류 경로를 제공하도록 구성된다.

드라이버(300)는 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 출력단에 각각 연결되는 채널 단자들(C1~C4), 그라운드에 연결을 위한 그라운드 단자(GND) 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 레귤레이터(400) 사이에 연결되며, 레귤레이터(400)와 센싱 저항(Rs) 사이의 노드에 드라이버(300)의 그라운드 단자(GND)가 연결된다. 상기한 구성에 의하여 센싱 저항(Rs)은 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 발광 상태에 대응하는 센싱 전압을 제공하며 레귤레이터(400)가 드라이버(300) 내의 전류 경로와 직렬로 연결되도록 중계한다.

센싱 저항(Rs)을 흐르는 전류는 조명부(200)의 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 발광 상태에 따라 변화될 수 있으며, 구동 전류 Id로 정의될 수 있다.

레귤레이터(400)는 센싱 저항(Rs)을 통하여 드라이버(300)의 전류 경로에 직렬로 연결되어서 정류 전압에 의한 분압 전압이 형성되고, 분압 전압을 미리 정해진 전압 이하로 규제하며, 분압 전압에 대응하는 충전 전류를 제공하도록 구성된다. 즉, 레귤레이터(400)는 센싱 저항(Rs)을 통하여 제공되는 구동 전류를 이용하여 충전 전류를 제공한다.

센싱부(500)는 전원부(100)에서 출력되는 정류 전압을 센싱하고 센싱 동작 결과를 제공하며, 정류 전압이 정상적으로 공급되는 정상 상황과 정류 전압이 비정상적으로 공급되는 응급 상황에 대응하여 다른 전기 레벨을 갖는 센싱 신호(SEN)를 출력한다. 센싱부(500)는 센싱 신호를 배터리 제어부(700)와 인버터(800)에 각각 제공할 수 있다.

충전 소자(Cv)는 충전 전류에 의한 충전을 수행한다.

배터리(Bat)는 전류 스위치를 통하여 전달되는 전류에 의한 충전을 수행하고 인버터(800)에 충전 전압을 제공한다.

전류 스위치(600)는 배터리(Bat)의 충전을 위하여 충전 소자(Cv)에서 배터리(Bat)로 흐르는 전류를 제어하며, MOS 트랜지스터 등의 소자를 이용하여 구성될 수 있다.

그리고, 배터리 제어부(700)는 센싱 신호(SEN)를 수신하여서 정류 전압의 상태를 판단한다. 배터리 제어부(700)는 정류 전압이 미리 설정된 입력 레벨 이상이고 배터리(Bat)의 충전 전압이 미리 설정된 충전 레벨 미만이면 배터리(bat)의 충전을 위해 전류 스위치(600)를 통한 전류의 흐름을 보장하고, 정류 전압이 입력 레벨 미만이거나 배터리(Bat)의 충전 전압이 충전 레벨 이상이면 전류 스위치(600)를 통한 전류의 흐름을 차단한다. 배터리 제어부(700)는 배터리(Bat)의 충전 전압을 판단하기 위하여 전류 스위치(600)와 배터리(Bat)가 접속되는 노드에 병렬로 연결되어서 배터리(Bat)의 충전 전압을 감지할 수 있다.

인버터(800)는 센싱 신호(SEN)를 수신하여서 정류 전압의 상태를 판단한다. 인버터(800)는 정류 전압이 입력 레벨 미만인 경우 배터리(Bat)의 충전 전압을 승압한 제1 예비 전압(Vemr)을 생성하며, 이를 위하여 트랜스포머를 구비하는 DC-AC 전력 변환 회로로 구성될 수 있다.

정류 회로(900)는 인버터(800)에서 제공되는 제1 예비 전압(Vemr)을 정류하며, 정류한 제2 예비 전압(Vemr_r)을 조명부(200)의 입력단에 제공한다.

도 1의 실시예에서 조명부(200)에 제공되는 예비 전압은 정류 회로(900)에서 출력되는 제2 예비 전압(Vemr_r)을 의미한다.

도 1의 실시예에서, 배터리(Bat)는 충전 소자(Cy)보다 큰 충전 용량을 갖도록 설계될 수 있다.

또한, 도 1의 실시예에서, 충전 소자(Cy)는 제작자의 의도에 따라 설계가 배제될 수 있다. 이 경우, 전류 스위치(600)는 레귤레이터(400)에서 배터리(Bat)로 흐르는 전류를 제어하도록 구성된다.

상기한 도 1의 각 부품들 중 드라이버(300)의 동작 및 구성을 보다 상세히 설명한다.

드라이버(300)는 각 발광 다이오드 그룹(LED1~LED4)의 발광에 대응한 전류 경로를 제공하며, 전류 경로에서 센싱 저항(Rs)으로 제공되는 구동 전류 Id의 흐름을 규제한다.

조명부(200)의 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)은 정류 전압의 변화에 대응하여 순차적으로 발광하거나 소광한다.

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

여기에서, 발광 다이오드 그룹(LED4)을 발광시키는 발광 전압 V4은 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED3)을 발광시키는 발광 전압 V3은 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED3)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED2)을 발광시키는 발광 전압 V2은 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED1)을 발광시키는 발광 전압 V1은 발광 다이오드 그룹(LED1)만 발광시키는 전압으로 정의된다.

상기한 드라이버(300)는 도 2와 같이 발광 다이오드 그룹들(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(VDD)이 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. 그리고, 기준 전압 공급부(20)는 센싱 저항(Rs)과 그라운드를 공유하며 이를 위하여 그라운드 단자(GND)에 연결된다.

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 발광 다이오드 그룹에 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.

한편, 상기한 도 1의 각 부품들 중 레귤레이터(400)의 동작 및 구성을 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

레귤레이터(400)는 센싱 저항(Rs)을 통하여 드라이버(300)의 전류 경로에 직렬로 연결되는 출력 저항(Rc)을 포함한다. 상기한 구성에 의하여 구동 전류 Id가 출력 저항(Rc)에 유입될 수 있고, 그 결과 정류 전압에 의한 분압 전압이 출력 저항(Rc)에 형성된다.

그리고, 레귤레이터(400)는 출력 저항(Rc)의 분압 전압을 미리 정해진 레벨 이하로 규제하는 전압 유지 회로를 포함한다.

전압 유지 회로는 제너 다이오드(Zd1)를 이용하여 출력 저항(Rc)의 전류를 레귤레이션하여 분압 전압의 레벨을 제어하도록 구성될 수 있다. 이를 위하여 전압 유지 회로는 NPN 바이폴라 트랜지스터(Q1), 제너 다이오드(Zd1) 및 저항(Rd)을 포함하여 구성될 수 있다. NPN 바이폴라 트랜지스터(Q1)는 출력 저항(Rc)과 병렬로 연결되어서 출력 저항(Rc)을 흐르는 전류를 제어하도록 구성되고, 저항(Rd)은 NPN 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 베이스와 그라운드 사이에 연결되며, 제너 다이오드(Zd1)는 NPN 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 베이스 전압이 미리 설정된 레벨을 초과하지 않도록 구성된다.

NPN 바이폴라 트랜지스터(Q1)는 출력 저항(Rc)에 인가되는 분압 전압이 일정 레벨 이상으로 상승하는 경우 베이스 전압의 변화로 인하여 출력 저항(Rc)에 전달되는 전류를 그라운드로 분산시킨다. 결과적으로 전압 유지 회로는 출력 저항(Rc)에 인가되는 분압 전압이 일정 레벨 이상 상승하지 않도록 규제한다.

상기한 구성에 의하여, 레귤레이터(400)는 출력 저항(Rc)에 인가되는 분압 전압에 대응하는 전류를 충전 소자(Cv)에 제공할 수 있다. 레귤레이터(400)는 순방향으로 구성된 다이오드(Ds)를 경유하여 전류를 충전 소자(Cv)에 제공하도록 구성됨이 바람직하다.

설명의 편의를 위하여, 상술한 본 발명의 실시예는 드라이버(300)에 의하여 전류 경로가 제공되는 제1 동작과 배터리(Bat)를 충전하고 예비 전압을 조명부(200)에 제공하는 제2 동작으로 구분하여 설명될 수 있다.

본 발명의 실시예의 구성에 의한 상기 제1 동작은 도 4를 참조하여 설명될 수 있다.

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 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)은 소광 상태이다.

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

발광 다이오드 그룹(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, 발광 다이오드 그룹(LED2)이 발광한다. 그리고, 발광 다이오드 그룹(LED2)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED2)에 연결된 스위칭 회로(32)는 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹(LED1)도 발광 상태를 유지한다.

발광 다이오드 그룹(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 발광 다이오드 그룹(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, 발광 다이오드 그룹(LED3)이 발광한다. 발광 다이오드 그룹(LED3)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED3)에 연결된 스위칭 회로(33)는 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)도 발광 상태를 유지한다.

발광 다이오드 그룹(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 발광 다이오드 그룹(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, 발광 다이오드 그룹(LED4)이 발광한다. 발광 다이오드 그룹(LED4)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED4)에 연결된 스위칭 회로(34)는 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3)도 발광 상태를 유지한다.

발광 다이오드 그룹(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 발광 다이오드 그룹(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, 발광 다이오드 그룹들(LED4~LED1)은 순차적으로 소광된다. 그리고, 발광 다이오드 그룹들(LED4~LED1)의 소광에 대응하여 구동 전류 Id도 단계적으로 줄어든다.

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

한편, 본 발명의 실시예는 배터리(Bat)를 충전하고 예비 전압을 조명부(200)에 제공하는 제2 동작을 수행한다.

먼저, 레귤레이터(400)에 의하여 충전 소자(Cv)가 충전되는 동작을 설명한다.

정류 전압 Vrec이 발광 전압 V1 이상에서 변화되는 경우, 드라이버(300)는 발광에 대응한 전류 경로를 제공하고, 전류 경로 상에 구동 전류 Id가 흐른다. 구동 전류 Id는 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하여 단계적으로 증가 또는 감소하는 파형을 갖는다.

상기한 구동 전류 Id는 센싱 저항(Rs)을 통하여 출력 저항(Rc)으로 흐르며, 출력 저항(Rc)에는 구동 전류 Id에 의한 분압 전압이 형성된다. 결국 드라이버(300), 센싱 저항(Rs) 및 출력 저항(Rc)에 정류 전압 Vrec이 분압되며, 출력 저항(Rc)에는 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하는 분압 전압이 형성된다.

그러므로, 분압 전압에 의한 전류가 다이오드(Ds)를 경유하여 충전 소자(Cv)에 제공될 수 있으며, 충전 소자(Cv)는 다이오드(Ds)를 통하여 제공되는 전류에 의한 충전 전압을 갖는다. 충전 소자(Cv)의 충전 전압은 배터리(Bat)의 정격에 맞추어 설정될 수 있다.

레귤레이터(400)는 NPN 바이폴라 트랜지스터(Q1)와 제너 다이오드(Zd1) 및 저항(Rd)을 포함하는 전압 유지 회로에 의하여 충전 소자(Cv)에 과 전압이 형성되는 것을 제어할 수 있다.

전압 유지 회로에서, NPN 바이폴라 트랜지스터(Q1)는 베이스에 인가되는 전압이 제너 다이오드(Zd1)에 의하여 규제된다. 그러므로 출력 저항(Rc)의 분압 전압은 일정한 수준 이하로 유지되며, 충전 소자(Cv)에 과 전압이 형성되는 것이 제어될 수 있다.

충전 소자(Cv)는 상술한 바와 같이 충전이 제어되고 전류 스위치(600)를 통하여 전류를 제공한다.

전류 스위치(600)는 배터리 제어부(700)의 제어에 의하여 충전 소자(Cv)에서 배터리(Bat)로 전류가 흐르는 것을 보장하거나 차단한다.

도 1의 실시예에서, 충전 소자(Cy)는 제작자의 의도에 따라 설계가 배제되는 경우, 전류 스위치(600)에 의해서 레귤레이터(400)에서 배터리(Bat)로 전류가 흐르는 것이 보장된 상태에서 레귤레이터(400)의 충전 전류에 의하여 배터리(Bat)가 충전될 수 있다. 이때배터리(Bat)의 충전 방법은 상기한 레귤레이터(400)에 의하여 충전 소자(Cv)가 충전되는 것과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

배터리 제어부(700)는 센싱 신호(SEN)에 의하여 정류 전압이 입력 레벨 이상인지 판단하고 배터리(Bat)를 센싱하여 충전 전압이 미리 설정된 충전 레벨 미만인지 판단하여 전류 스위치(600)의 스위칭 동작을 제어한다.

그 결과, 배터리 제어부(700)는 정류 전압이 입력 레벨 이상이고 배터리(Bat)의 충전 전압이 충전 레벨 미만이면 전류 스위치(600)를 통한 전류의 흐름을 보장한다. 따라서 배티리(Bat)는 충전 소자(Cv)로부터 전류 스위치(600)를 경유하여 제공되는 전류에 의하여 충전된다.

이와 달리, 배터리 제어부(700)는 정류 전압이 입력 레벨 미만이거나 배터리(Bat)의 충전 전압이 충전 레벨 이상이면 전류 스위치(600)를 통한 전류의 흐름을 차단한다. 따라서 배터리(Batt)의 충전은 중지된다.

인버터(800)는 정류 전압이 입력 레벨 미만인 경우 제공되는 센싱 신호(SEN)에 의해서 인버팅 동작이 활성화될 수 있으며, 직류인 배터리(Bat)의 충전 전압을 승압하여 교류인 제1 예비 전압(Vemr)을 출력하도록 구성된다.

이를 위하여, 인버터(800)는 직류를 교류로 승압하여 변환하는 DC-AC 전력 변환 회로로 구성됨이 바람직하며, 전력 변환 회로는 트랜스포머를 포함하는 것으로 구성될 수 있다.

상기한 구성에 의하여 인버터(800)는 제1 예비 전압(Vemr)을 출력할 수 있다.

제1 예비 전압(Vemr)은 정류 회로(900)에 의하여 정류되며, 정류 회로(900)는 제1 예비 전압(Vemr)을 정류한 제2 예비 전압(Vemr_r)을 조명부(200)의 입력측에 제공할 수 있다.

이때, 제2 예비 전압(Vemr_r)은 제1 예비 전압(Vemr)이 정류 회로(900)에 의해 전파 정류된 것으로 이해될 수 있으며 도 1의 실시예에서 조명부(200)에 제공되는 예비 전압으로 정의될 수 있다.

상기한 구성에 의하여, 정류 전압이 입력 레벨 이상으로 센싱된 경우, 조명부(200)는 전원부(100)에서 제공되는 정류 전압에 의하여 발광한다.

이와 달리, 입력 레벨 미만의 정류 전압이 조명부(200)에 제공되는 것으로 센싱된 경우, 조명부(200)는 예비 전압(Vemr_r)에 의하여 발광한다.

이때, 예비 전압(Vemr_r)의 레벨은 제작자에 의하여 다양하게 설정될 수 있으나 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 그룹을 발광할 수 있는 레벨 이상으로 설정됨이 바람직하다.

그리고, 예비 전압(Vemr_r)은 조명부(200)에 구성되는 발광 다이오드 그룹의 입력단 중 선택된 임의의 것에 제공될 수 있으며, 본 발명은 발광 전압이 가장 낮은 발광 다이오드 그룹의 입력단 즉 조명부(200)의 입력단에 예비 전압(Vemr_r)이 제공되는 것으로 예시한다.

또한, 센싱부(500)는 도1과 같이 전원부(100)에서 출력되는 정류 전압을 센싱하고 센싱 동작 결과를 제공하도록 구성될 수 있으나, 제작자에 따라 도 5와 같이 교류 전원(Vs)에서 출력되는 교류 전압이 미리 설정된 입력 레벨 이상인지 센싱하고 센싱 동작 결과를 제공하도록 구성될 수 있다.

도 5의 실시예는 도 1과 대비하여 센싱부(500)의 센싱 위치가 다르며, 나머지 구성 요소와 동작은 도 1의 실시예와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치는 도 6과 같이 전원부(100)의 정류 전압과 정류 회로(900)에서 제공되는 예비 전압(Vemr_r) 중 어느 하나로 구동될 수 있다. 이 경우 광 출력이 상이할 수 있다. 광 출력이 상이한 것을 조정하기 위하여, 도 6의 실시예는 센싱 저항 값을 변경하여 광 출력을 일치시키도록 구성된다.

도 6의 실시예는 도 1과 대비하여 스위치(SW) 및 센싱 저항들(Rs1, Rs2)의 구성이 상이하고, 나머지 구성요소와 동작은 도 1의 실시예와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

도 6의 실시예에서 센싱 저항은 센싱 저항(Rs1, 제1 센싱 저항)과 센싱 저항(Rs2, 제2 센싱 저항)을 포함하도록 구성된다. 센싱 저항의 센싱 저항 값은 조명부(200)에 정류 전압이 제공되는 제1 경우와 조명부(200)에 예비 전압(Vemr_r)이 제공되는 제2 경우에 대하여 달라질 수 있다.

도 6의 실시예는 센싱 저항이 직렬 연결된 센싱 저항들(Rs1, Rs2)을 포함하는 것으로 예시하고 있다. 그러나, 필요에 따라 센싱 저항은 병렬로 연결된 센싱 저항들을 포함하는 것으로 실시될 수 있다.

상기와 같은 센싱 저항들(Rs1, Rs2)의 조합 상태가 달라지면 센싱 저항값은 변화된다. 센싱 저항들(Rs1, Rs2)의 조합 상태는 스위치(SW)의 스위칭 상태에 따라 변경될 수 있다.

도 6의 실시예는 입력 레벨 이상의 정류 전압이 조명부(200)에 제공되는 경우보다 예비 전압(Verm_r)이 조명부(200)에 제공되는 경우 조명부(200)의 광량이 많은 것으로 가정한다. 그러므로, 조명부(200)는 예비 전압(Verm_r)에 의하여 발광할 때 광량을 줄일 필요가 있으며, 이를 위하여 센싱 저항의 조합 상태에 따라 센싱 저항 값이 결정될 수 있다.

도 6의 실시예는 입력 레벨 이상의 정류 전압이 조명부(200)에 제공되는 것으로 센싱된 경우 센싱 신호(SEN)에 의하여 스위치(SW)를 턴온시킨다. 이 경우, 드라이버(300)는 센싱 저항(Rs1)에 의한 센싱 저항 값을 이용하여 정류 전압에 대응한 구동 전류의 레귤레이션을 수행한다.

이와 달리, 도 6의 실시예는 입력 레벨 미만의 정류 전압이 조명부(200)에 제공되는 것으로 센싱된 경우 센싱 신호(SEN)에 의하여 스위치(SW)를 턴오프시킨다. 이 경우, 드라이버(300)는 직렬 연결된 센싱 저항들(Rs1, Rs2)에 의한 센싱 저항값을 이용하여 예비 전압(Vemr_r)에 대응한 구동 전류의 레귤레이션을 수행한다.

상술한 도 6의 실시예는 조명부(200)에 인가되는 정류 전압이나 예비 전압(Vemr_r)에 따라 변경되는 센싱 저항 값을 이용하여 드라이버(300)의 구동 전류에 대한 레귤레이션을 수행한다. 그러므로, 드라이버(300)는 조명부(200)에 인가되는 전압의 종류에 따라 발광을 위한 구동 전류를 효과적으로 레귤레이션 할 수 있다.

상술한 도 6의 실시예와 달리 본 발명은 서로 다른 저항값을 가지며 병렬로 연결되는 센싱 저항들(Rs1, Rs2)을 포함하는 것으로 센싱 저항을 구성할 수 있다. 이 경우, 센싱 저항의 조합 상태는 센싱 저항들(Rs1, Rs2) 중 하나를 선택하는 것으로 이해될 수 있다.

또한, 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치는 도 7과 같이, 교류 전원(Vs)에서 출력되는 교류 전압을 센싱하고, 인버터(800)에서 출력되는 예비 전압(Vemr)을 제공하도록 구성될 수 있다.

도 7의 실시예는 도 1과 대비하여 전원부(100)와 센싱부(500) 및 예비 전압 회로의 구성이 상이하고, 나머지 구성요소와 동작은 도 1의 실시예와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

도 7에서, 전원부(100)는 교류 전원(Vs)의 교류 전압과 인버터(800)에서 제공되는 예비 전압(Vemr) 중 어느 하나를 이용하여 정류 전압을 제공하며, 교류 전압이 입력 레벨 미만인 경우 예비 전압(Vemr)을 이용하여 정류 전압을 제공하도록 구성된다.

응급 상황으로 판단하기 위한 비정상적인 교류 전압은 정전에 의해서 교류 전압이 제공되지 않거나 교류 전압이 조명에서 필요로 하는 입력 레벨보다 낮은 경우로 정의할 수 있다.

전원부(100)는 교류 전원(Vs)과 정류 회로(12) 사이에 선택 회로(14)가 구성된다. 선택 회로(14)는 센싱 신호(SEN)에 의하여 교류 전원(Vs)의 교류 전압과 인버터(800)의 예비 전압(Vemr) 중 하나를 선택하여 출력하도록 구성된다.

그리고, 예비 전압 회로는 인버터(800)를 포함하며, 인버터(800)는 센싱 신호(SEN)에 의하여 교류 전압이 입력 레벨 미만인 것을 판단하고, 교류 전압이 입력 레벨 미만인 경우 배터리(Bat)의 충전 전압을 이용하여 전원부(100)에 예비 전압(Vemr)을 공급하도록 구성된다.

센싱부(500)는 교류 전원(Vs)의 교류 전압이 입력 레벨 미만인지 판단하고 그에 대응하는 센싱 신호(SEN)를 출력한다.

상기한 구성에 의하여, 센싱부(500)에 의하여 교류 전압이 입력 레벨 이상인 것으로 센싱된 경우, 도 7의 실시예의 전원부(100)는 교류 전원(Vs)의 교류 전압을 이용하여 정류 전압을 출력한다.

이와 달리, 센싱부(500)에 의하여 교류 전압이 입력 레벨 미만인 것으로 센싱된 경우, 도 7의 실시예의 전원부(100)는 인버터(800)의 교류의 예비 전압(Vemr)을 이용하여 정류 전압을 출력한다.

그러므로, 조명부(200)는 교류 전압이 입력 레벨 이상인 경우 교류 전원(Vs)의 교류 전압을 이용하여 생성된 정류 전압에 대응하여 발광한다. 그리고, 조명부(200)는 교류 전압이 입력 레벨 미만인 경우 인버터(800)의 예비 전압(Vemr)을 이용하여 생성된 정류 전압에 대응하여 발광한다.

상기와 같이 본 발명의 실시예는 응급 상황에 조명을 위한 예비 전압을 공급하는 배터리를 정류 전압(또는 교류 전압)이 입력 레벨 이상인 상황에서 지속적으로 충전할 수 있으며, 순차 발광시 발생하는 구동 전류를 이용하여 충전함으로써 충전을 위한 개선된 전력 효율을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 순차 발광을 위한 정류 전압을 분압하여 배터리를 충전하도록 구성되므로 충전을 위하여 구동되는 부품의 수를 절감할 수 있다.

Claims (18)

1. 정류 전압과 예비 전압 중 어느 하나에 의해 발광을 수행하는 발광 다이오드들을 포함하는 조명부;
   발광에 대응하여 변화되는 전류 경로를 상기 조명부에 제공하고, 상기 전류 경로의 구동 전류를 규제하는 드라이버;
   상기 전류 경로에 연결되는 센싱 저항;
   상기 센싱 저항을 통하여 제공되는 상기 구동 전류를 이용하여 충전 전류를 제공하는 레귤레이터;
   상기 충전 전류를 이용하여 충전하는 배터리;
   상기 정류 전압이 미리 설정된 입력 레벨 미만인 경우 상기 배터리의 충전 전압을 이용하여 상기 조명부에 상기 예비 전압을 공급하는 예비 전압 회로;를 포함함을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 레귤레이터에서 상기 배터리로 흐르는 상기 충전 전류를 제어하는 전류 스위치; 및
   상기 정류 전압이 상기 입력 레벨 이상이고 상기 배터리의 상기 충전 전압이 미리 설정된 충전 레벨 미만이면 상기 배터리의 충전을 위해 상기 전류 스위치를 통한 상기 충전 전류의 흐름을 보장하고, 상기 정류 전압이 상기 입력 레벨 미만이거나 상기 배터리의 상기 충전 전압이 상기 충전 레벨 이상이면 상기 전류 스위치를 통한 상기 충전 전류의 흐름을 차단하는 배터리 제어부;를 더 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   교류 전압을 이용하여 상기 조명부에 상기 정류 전압을 제공하는 전원부; 및
   상기 교류 전압을 센싱한 센싱 신호를 제공하는 센싱부;를 더 포함하며,
   상기 센싱 신호에 의하여 상기 배터리 제어부와 상기 예비 전압 회로는 상기 정류 전압이 상기 입력 레벨 미만인지 판단하는 발광 다이오드 조명 장치.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 정류 전압을 센싱한 센싱 신호롤 제공하는 센싱부;를 더 포함하며,
   상기 센싱 신호에 의하여 상기 배터리 제어부와 상기 예비 전압 회로는 상기 정류 전압이 상기 입력 레벨 미만인지 판단하는 발광 다이오드 조명 장치.
5. 제1 항에 있어서, 상기 레귤레이터는,
   상기 센싱 저항에 직렬로 연결되어서 상기 정류 전압에 의한 분압 전압을 형성하고, 상기 분압 전압을 규제하며, 규제된 상기 분압 전압에 대응하는 상기 충전 전류를 제공하는 발광 다이오드 조명 장치.
6. 제1 항에 있어서, 상기 예비 전압 회로는,
   상기 정류 전압이 상기 입력 레벨 미만인 경우 상기 배터리의 상기 충전 전압을 승압한 제1 예비 전압을 생성하는 인버터; 및
   상기 제1 예비 전압을 정류하여 상기 예비 전압으로 제공하는 정류 회로;를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 센싱 저항은 제1 센싱 저항과 제2 센싱 저항을 포함하고,
   상기 조명부에 정류 전압이 제공되는 제1 경우와 상기 조명부에 예비 전압이 제공되는 제2 경우에 대하여 상기 제1 센싱 저항과 상기 제2 센싱 저항의 조합이 다르게 설정되는 발광 다이오드 조명 장치.
8. 교류 전압과 예비 전압 중 어느 하나를 이용하여 정류 전압을 제공하며, 상기 교류 전압이 미리 설정된 입력 레벨 미만인 경우 상기 예비 전압을 이용하여 상기 정류 전압을 제공하는 전원부;
   상기 정류 전압에 의해 발광하는 발광 다이오드들을 포함하는 조명부;
   발광에 대응하여 변화되는 전류 경로를 상기 조명부에 제공하며 상기 전류 경로의 구동 전류를 규제하는 드라이버;
   상기 전류 경로에 연결되는 센싱 저항;
   상기 센싱 저항을 통하여 제공되는 상기 구동 전류를 이용하여 충전 전류를 제공하는 레귤레이터;
   충전 전압을 제공하는 배터리;
   상기 교류 전압이 상기 입력 레벨 미만인 경우 상기 배터리의 상기 충전 전압을 이용하여 상기 전원부에 상기 예비 전압을 공급하는 예비 전압 회로;를 포함함을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 레귤레이터에서 상기 배터리로 흐르는 전류를 제어하는 전류 스위치; 및
   상기 교류 전압이 상기 입력 레벨 이상이고 상기 배터리의 상기 충전 전압이 미리 설정된 충전 레벨 미만이면 상기 배터리의 충전을 위해 상기 전류 스위치를 통한 상기 전류의 흐름을 보장하고, 상기 교류 전압이 상기 입력 레벨 미만이거나 상기 배터리의 상기 충전 전압이 상기 충전 레벨 이상이면 상기 전류 스위치를 통한 상기 전류의 흐름을 차단하는 배터리 제어부;를 더 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 교류 전압을 센싱한 센싱 신호를 제공하는 센싱부;를 더 포함하며,
    상기 센싱 신호에 의하여 상기 전원부, 상기 배터리 제어부 및 상기 예비 전압 회로는 상기 교류 전압이 상기 입력 레벨 미만인지 판단하는 발광 다이오드 조명 장치.
11. 제10 항에 있어서, 상기 전원부는,
    상기 센싱 신호에 의하여 상기 교류 전압과 상기 예비 전압 중 하나를 선택하여 출력하는 선택 회로; 및
    상기 선택 회로의 출력을 전파 정류하여 상기 정류 전압을 출력하는 정류 회로;를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
12. 제8 항에 있어서, 상기 레귤레이터는,
    상기 센싱 저항에 직렬로 연결되어서 상기 정류 전압에 의한 분압 전압을 형성하고, 상기 분압 전압을 규제하며, 규제된 상기 분압 전압에 대응하는 상기 충전 전류를 제공하는 발광 다이오드 조명 장치.
13. 제8 항에 있어서,
    상기 센싱 저항은 제1 센싱 저항과 제2 센싱 저항을 포함하고,
    상기 조명부에 정류 전압이 제공되는 제1 경우와 상기 조명부에 예비 전압이 제공되는 제2 경우에 대하여 상기 제1 센싱 저항과 상기 제2 센싱 저항의 조합이 다르게 설정되는 발광 다이오드 조명 장치.
14. 충전 전압을 제공하는 배터리;발광 다이오드를 포함하는 조명부의 발광에 사용된 적어도 일부의 구동 전류를 이용하여 상기 배터리를 충전하는 충전 제어 회로; 및
    상기 교류 전압이 미리 설정된 입력 레벨 미만인 경우 상기 배터리의 상기 충전 전압을 변환한 예비 전압을 상기 조명부에 제공하는 예비 전압 회로;를 포함함을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치.
15. 제14 항에 있어서, 상기 충전 제어 회로는,
    상기 구동 전류를 이용하여 충전 전류를 제공하는 레귤레이터;
    상기 레귤레이터에서 상기 배터리로 흐르는 상기 충전 전류를 제어하는 전류 스위치; 및
    상기 교류 전압이 상기 입력 레벨 이상이고 상기 배터리의 상기 충전 전압이 미리 설정된 충전 레벨 미만이면 상기 배터리의 충전을 위해 상기 전류 스위치를 통한 상기 전류의 흐름을 보장하고, 상기 교류 전압이 상기 입력 레벨 미만이거나 상기 배터리의 상기 충전 전압이 상기 충전 레벨 이상이면 상기 전류 스위치를 통한 상기 전류의 흐름을 차단하는 배터리 제어부;를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
16. 제15 항에 있어서, 상기 레귤레이터는,
    상기 구동 전류를 이용하여 분압 전압을 형성하고, 상기 분압 전압을 규제하며, 규제된 상기 분압 전압에 대응하는 상기 충전 전류를 제공하는 발광 다이오드 조명 장치.
17. 제14 항에 있어서,
    상기 교류 전압을 센싱한 센싱 신호롤 제공하는 센싱부;를 더 포함하며,
    상기 센싱 신호를 이용하여 상기 교류 전압이 상기 입력 레벨 미만인지 판단하는 발광 다이오드 조명 장치.
18. 제14 항에 있어서, 상기 예비 전압 회로는,
    상기 교류 전압이 상기 입력 레벨 미만인 경우 상기 배터리의 상기 충전 전압을 승압한 예비 전압을 생성하는 인버터; 및
    상기 예비 전압을 정류하여 제공하는 정류 회로;를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.

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