KR20180028775A - 발광 다이오드 조명 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광 다이오드 조명 장치를 개시한다. 상기 발광 다이오드 조명 장치는 교류 전압의 포지티브 전압에 대해 순차 발광하고 교류 전압의 네가티브 전압에 대해 역순차 발광을 하며, 한 주기의 교류 전압에서 전체 발광 다이오드 조명 장치의 전류량을 분산하여 발광편차를 개선할 수 있다.

Description

발광 다이오드 조명 장치{LED LIGHTING APPARATUS}

본 발명은 발광 다이오드 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교류 전압의 포지티브 전압과 네가티브 전압에 대응하여 발광하는 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. 조명 장치는 교류 전원을 정류 전압으로 변환하고 정류 전압을 이용한 전류 구동에 의하여 발광 다이오드가 발광하도록 구성된다. 상기한 조명 장치는 인덕터 및 캐패시터를 사용하지 않고 정류 전압을 사용하기 때문에 역률(POWER FACTOR)이 양호한 특성이 있다. 정류 전압은 정류기의 전파 정류에 의하여 교류 전압이 전파 정류된 전압을 의미한다.

종래의 교류 다이렉트 방식의 조명 장치는 멀티 그룹으로 구분하여 발광 다이오드들을 구동한다. 그러므로, 높은 레벨에 대응하여 발광하는 발광 다이오드 그룹은 짧은 시간에 많은 전류가 흐르면서 발광한다. 그러므로, 종래의 교류 다이렉트 방식의 조명 장치는 발광 다이오드 그룹들 상호간에 발광량의 편차가 발생하는 문제점이 있다.

한국 공개특허 10-2009-0096321(발명의 명칭 : 유니폴라 방식으로 충방전되는 발광 다이오드 구동 방법 및 회로)

본 발명은 다수의 발광 다이오드 그룹으로 구분하여 발광하며 교류 전압의 한 주기 내의 포지티브 전압과 네가티브 전압에 대응하여 동일 발광 다이오드 그룹이 다른 전류량으로 발광함으로써 전류량의 분산을 통하여 전체 발광 다이오드 그룹의 발광 편차를 개선함을 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치는, 둘 이상의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 조명부; 교류 전압의 포지티브 전압에 의한 제1 발광을 위하여 상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹을 미리 설정된 제1 방향에 대해 순방향(Forward direction)으로 연결하고, 상기 교류 전압의 네가티브 전압에 의한 제2 발광을 위하여 상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹을 상기 제1 방향에 대해 역방향(Reverse direction)으로 연결하는 연결부; 상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 상기 제1 발광에 대응하는 제1 전류 경로를 상기 제1 방향에 대해 순차적으로 제공하며, 상기 제1 전류 경로의 제1 구동 전류를 규제하는 제1 구동 회로; 및 상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 상기 제2 발광에 대응하는 제2 전류 경로를 상기 제1 방향의 반대의 순서로 순차적으로 제공하며, 상기 제2 전류 경로의 제2 구동 전류를 규제하는 제2 구동 회로;를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치는, 교류 전압의 포지티브 전압에 의한 제1 발광을 위하여 미리 설정된 제1 방향에 대해 순방향(Forward direction)으로 제1 둘 이상의 발광 다이오드 그룹으로 구분되고, 상기 교류 전압의 네가티브 전압에 의한 제2 발광을 위하여 상기 제1 방향에 대해 역방향(Reverse direction)으로 제2 둘 이상의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 조명부; 상기 포지티브 전압에 의한 상기 제1 발광을 위하여 상기 제1 둘 이상의 발광 다이오드 그룹을 상기 제1 방향에 대하여 상기 순방향으로 연결하고, 상기 네가티브 전압에 의한 상기 제2 발광을 위하여 상기 제2 둘 이상의 발광 다이오드 그룹을 상기 제1 방향에 대하여 상기 역방향으로 연결하는 연결부; 상기 제1 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 제1 발광에 대응하는 제1 전류 경로를 상기 제1 방향에 대해 순차적으로 제공하며, 상기 제1 전류 경로의 제1 구동 전류를 규제하는 제1 구동 회로; 및 상기 제2 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 상기 제2 발광에 대응하는 제2 전류 경로를 상기 제1 방향의 반대의 순서로 순차적으로 제공하며, 상기 제2 전류 경로의 제2 구동 전류를 규제하는 제2 구동 회로;를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 한 주기의 교류 전압에 포함된 포지티브 전압과 네가티브 전압에 대한 동일 발광 다이오드 그룹의 전류량이 달라진다.

그러나 교류 포지티브 전압과 네가티브 전압에 대한 한 주기 전체를 기준으로 보면 각 발광 다이오드 그룹별 평균전류량의 편차가 줄어들게 된다.

따라서 각 발광 다이오드 그룹별 밝기 편차가 개선이 된다.

한편으로 발광을 위한 전류량의 분산으로, 전체 발광 다이오드 조명 장치의 전류 분산 효과에 의해 발광 효율을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치의 바람직한 실시예를 나타내는 회로도.
도 2는 도 1의 구동 회로(300)의 상세 회로도.
도 3은 한 주기의 포지티브 전압의 변화에 대응한 제1 구동 전류(IF)의 변화를 나타내는 그래프.
도 4는 한 주기의 교류 전압에 대응하는 도 1의 실시예의 동작을 설명하기 위한 파형도.
도 5는 본 발명의 발광 다이오드 조명 장치의 다른 실시예를 나타내는 회로도.
도 6은 도 5의 실시예에 따른 제1 구동 전류(IFD)의 변화를 설명하기 위한 그래프.
도 7은 한 주기의 교류 전압에 대응하는 도 5의 실시예의 동작을 설명하기 위한 파형도.

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

본 발명의 실시예는 도 1과 같이 교류 전압에 대응하여 구동되는 발광 다이오드 조명 장치로 개시된다. 도 1의 실시예의 조명 장치는 교류 전원의 교류 전압(VAC)에 의하여 광원이 발광하며, 광원의 발광에 대응하여 전류를 규제하기 위한 전류 레귤레이션을 수행되도록 구성된다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예는 조명부(100), 연결부(200), 제1 구동 회로(300), 제2 구동 회로(320) 및 제어 회로(400)를 포함한다.

본 발명의 실시예는 교류 전원에 의한 교류 전압(VAC)에 의하여 발광하며, 교류 전원은 상용 교류 전원일 수 있다.

교류 전압(VAC)은 통상적으로 정현파형을 가지며 포지티브 영역과 네가티브 영역을 교번하여 주기적으로 스윙하는 전압 성분을 포함한다. 포지티브 영역의 전압은 포지티브 전압이라 하고 네가티브 영역의 전압은 네가티브 전압이라 한다. 한 주기의 교류 전압은 포지티브 전압과 네가티브 전압을 포함한다.

도 1의 조명부(100)는 복수의 발광 다이오드를 포함하며 둘 이상의 발광 다이오드 그룹으로 구분된다. 도 1에서 조명부(100)는 바람직하게 네 개의 발광 다이오드 그룹(LED1~LED4)으로 구분되는 것을 예시하며, 각 발광 다이오드 그룹(LED1~LED4)은 각각 동일하거나 다른 수의 직렬 연결된 발광 다이오드를 포함하도록 구성될 수 있다. 도 1의 각 발광 다이오드 그룹(LED1~LED4)은 바람직하게 직렬 연결된 8개의 발광 다이오드를 포함하는 것으로 예시된다.

도 1의 연결부(200)는 조명부(100)의 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)을 미리 설정된 제1 방향에 대하여 순방향 또는 역방향으로 연결한다. 여기에서, 실시예에서 제1 방향은 도 1의 교류 전압(VAC)의 포지티브 전압에 의한 제1 구동 전류(IF)가 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)을 순차적으로 경유하여 제1 구동 회로(300)로 흐르는 방향으로 이해될 수 있다. 순방향은 제1 방향과 동일한 방향을 의미하며, 역방향은 제1 방향과 반대 방향을 의미한다.

즉, 연결부(200)는 교류 전압(VAC)의 포지티브 전압에 의한 제1 발광을 위하여 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 제1 방향에 대한 순방향(Forward direction) 연결을 제공한다. 이 경우, 제1 구동 전류(IF)가 발광 다이오드 그룹(LED1), 발광 다이오드 그룹(LED2), 발광 다이오드 그룹(LED3) 및 발광 다이오드 그룹(LED4)의 순서로 흐른다.

또한, 연결부(200)는 교류 전압(VAC)의 네가티브 전압에 의한 제2 발광을 위하여 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 제1 방향에 대한 역방향(Reverse direction) 연결을 제공한다. 이 경우, 제2 구동 전류(IR)가 발광 다이오드 그룹(LED4), 발광 다이오드 그룹(LED3), 발광 다이오드 그룹(LED2) 및 발광 다이오드 그룹(LED1)의 순서로 흐른다.

상기와 같이, 연결부(200)는 제1 발광을 순차(Sequential) 발광으로 수행하기 위한 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 순방향 연결과 제2 발광을 역순차(Reverse sequential) 발광으로 수행하기 위한 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 역방향 연결을 교류 전압(VAC)의 변화에 대응하여 번갈아서 제공하도록 구성된다.

상기한 연결부(200)의 작용에 의하여, 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)은 역순차 발광시 순차 발광의 역순으로 발광할 수 있다.

그리고, 적어도 순차 발광에서 마지막으로 발광하는 발광 다이오드 그룹(LED4)과 역순차 발광에서 마지막으로 발광하는 발광 다이오드 그룹(LED1)의 교류 전압(VAC)의 한 주기에 대한 평균 전류의 양은 편차가 적도록 구성될 수 있다. 이에 대하여 도 4를 참조하여 후술한다.

한편, 연결부(200)는 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 순방향 연결 또는 역방향 연결을 제공하기 위하여 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 각 입력단 별로 다이오드(DP1, DP2, D1, D2, D3)와 다이오드(DP3, DP4, D4, D5, D6, D7)가 구성된다.

발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 각 입력단에는 다이오드(DP1, DP2, D1, D2, D3) 또는 다이오드(DP3, DP4, D4, D5, D6, D7)에 의하여 제1 구동 전류(IF) 또는 제2 구동 전류(IR)가 공급된다.

그러므로, 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)은 각 입력단 별 다이오드(DP1, DP2, D1, D2, D3)에 의해 포지티브 전압에 대응하여 순방향으로 연결된다. 또한, 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)은 각 입력단 별 다이오드(DP3, DP4, D4, D5, D6, D7)에 의해 네가티브 전압에 대응하여 역방향으로 연결된다. 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 순방향 연결과 역방향 연결은 교류 전압(VAC)의 상태(극성)에 따라 결정될 수 있다.

보다 구체적으로, 교류 전압(VAC)의 포지티브 전압에 의해서, 다이오드(DP1), 발광 다이오드 그룹(LED1), 다이오드(D1), 발광 다이오드 그룹(LED2), 다이오드(D2), 발광 다이오드 그룹(LED3), 다이오드(D3) 및 발광 다이오드 그룹(LED4)의 순방향 연결이 형성된다. 이때, 다이오드(DP2)가 교류 전압(VAC)에 대하여 접지를 제공하도록 교류 전원에 구성된다.

그리고, 교류 전압(VAC)의 네가티브 전압에 의해서, 다이오드(DP4), 다이오드(D4), 발광 다이오드 그룹(LED4), 다이오드(D5), 발광 다이오드 그룹(LED3), 다이오드(D6), 발광 다이오드 그룹(LED2), 다이오드(D7) 및 발광 다이오드 그룹(LED1)의 역방향 연결이 형성된다. 이때, 다이오드(DP3)가 교류 전압(VAC)에 대하여 접지를 제공하도록 교류 전원에 구성된다.

상기한 연결부(200)의 작용에 의하여 발광 다이오드 그룹들(LED1)은 교류 전압(VAC)의 변화에 대응하여 발광한다.

발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)이 순방향으로 연결된 경우, 발광 다이오드 그룹(LED4)을 발광시키는 포지티브 발광 전압 V4은 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED3)을 발광시키는 포지티브 발광 전압 V3은 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED3)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED2)을 발광시키는 포지티브 발광 전압 V2는 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED1)을 발광시키는 포지티브 발광 전압 V1은 발광 다이오드 그룹(LED1)만 발광시키는 전압으로 정의된다.

발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)이 역방향으로 연결된 경우, 발광 다이오드 그룹(LED1)을 발광시키는 네가티브 발광 전압 V4은 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED2)을 발광시키는 네가티브 발광 전압 V3은 발광 다이오드 그룹들(LED2~LED3)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED3)을 발광시키는 네가티브 발광 전압 V2는 발광 다이오드 그룹들(LED3, LED4)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED4)을 발광시키는 네가티브 발광 전압 V1은 발광 다이오드 그룹(LED4)만 발광시키는 전압으로 정의된다.

도 1의 실시예는 제1 구동 회로(300)와 제2 구동 회로(320)를 포함한다.

여기에서, 제1 구동 회로(300)는 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 제1 발광 즉 순차 발광에 대응하는 제1 전류 경로를 제1 방향에 대해 순차적으로 제공하며, 제1 전류 경로의 제1 구동 전류(IF)를 규제한다.

그리고, 제2 구동 회로(320)는 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 제2 발광 즉 역순차 발광에 대응하는 제2 전류 경로를 제1 방향의 반대의 순서로 순차적으로 제공하며, 제2 전류 경로의 제2 구동 전류(IR)를 규제한다.

또한, 도 1의 실시예는 제어 회로(400)를 포함하며, 제어 회로(400)는 포지티브 전압에 대응하여 제1 구동 회로(300)를 활성화하고 네가티브 전압에 대응하여 제2 구동 회로(320)를 활성화한다.

이를 위하여, 제어 회로(400)는 교류 전압(VAC)의 포지티브 전압과 네가티브 전압 중 적어도 하나를 센싱함으로써 제1 구동 회로(300)의 활성화와 제2 구동 회로(320)의 활성화를 선택적으로 제어하도록 구성될 수 있다. 도 1에서 제어 회로(400)는 네가티브 전압을 센싱함으로써 제1 구동 회로(300)의 활성화와 제2 구동 회로(320)의 활성화를 선택적으로 제어하도록 구성된 것을 예시한다.

제어 회로(400)는 제1 구동 회로(300)와 제2 구동 회로(320)의 각 인에이블 단자(EN1, EN2)의 전위를 제어함으로써 활성화를 선택적으로 제어한다. 제1 구동 회로(300)와 제2 구동 회로(320)는 후술하는 바와 같이 각 인에이블 단자(EN1, EN2)를 통하여 내부의 기준 전압을 제어하도록 구성된다. 각 인에이블 단자(EN1, EN2)는 제1 및 제2 구동 회로(300, 320)의 내부에서 저항으로 높은 전압에 풀업되어 있어서 개방되거나 전위가 높은 상태를 유지하는 경우 전류 경로를 제공하는 활성화 상태가 되며 각 인에이블 단자(EN1, EN2)의 전위가 낮은 상태를 유지하는 경우 내부의 기준 전압이 낮아져서 전류 경로를 제공하기 어려운 비활성화 상태가 된다. 즉, 제1 구동 회로(300)와 제2 구동 회로(320)는 각 인에이블 단자(EN1, EN2)가 접지 전위에 가깝게 전위가 낮아지면 비활성화 상태가 된다. 상술한 인에이블 단자들(EN1, EN2)의 전위 변화에 따른 제1 구동 회로(300)와 제2 구동 회로(320)의 활성화 및 비활성화는 도 2를 참조하여 후술한다.

한편, 제어 회로(400)는 NPN 바이폴라 트랜지스터(Q1)와 NMOS 트랜지스터(Q2)를 포함한다.

발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 역방향 연결에 이용되는 다이오드들(DP4, D4) 사이의 노드에 직렬 연결된 저항들(R1, R2)이 구성되며, 저항들(R1, R2) 사이의 노드는 NPN 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결된다. NPN 바이폴라 트랜지스터(Q1)는 제1 구동 회로(300)의 인에이블 단자(EN1)에 연결되어서 베이스의 전위에 따라서 제1 구동 회로(300)의 인에이블 단자(EN1)의 전위를 제어하도록 구성된다.

그리고, 제1 구동 회로(300)의 인에이블 단자(EN1)는 NMOS 트랜지스터(Q2)의 게이트에 연결된다. NMOS 트랜지스터(Q2)는 제2 구동 회로(320)의 인에이블 단자(EN2)에 연결되어서 게이트의 전위에 따라서 제2 구동 회로(320)의 인에이블 단자(EN2)의 전위를 제어하도록 구성된다.

교류 전압(VAC)의 네가티브 전압이 인가되면 다이오드 DP4를 통해 정류되는 전류에 의해 저항(R1)에 포지티브 전압이 인가된다. 그러므로, 상기한 제어 회로(400)의 구성에 의하여, 저항들(R1, R2)이 교류 전압(VAC)의 네가티브 전압을 센싱하면, NPN 바이폴라 트랜지스터(Q1)는 베이스 전위의 상승에 의해 턴온되며 제1 구동 회로(300)의 인에이블 단자(EN1)를 접지로 전위를 낮춘다. 이 경우, 제1 구동 회로(300)의 인에이블 단자(EN1)는 로우 레벨로 강하된다. 그리고, 제1 구동 회로(300)의 인에이블 단자(EN1)가 로우 레벨로 강하되면, NMOS 트랜지스터(Q2)는 베이스 전위의 하강에 의해 턴오프된다. 이 경우 제2 구동 회로(302)의 인에이블 단자(EN2)는 내장된 저항 풀업 회로에 의해 하이 레벨을 유지한다.

이와 달리, 교류 전압(VAC)의 포지티브 전압은 저항들(R1, R2)에 의해 센싱되지 않는다. 그러므로, NPN 바이폴라 트랜지스터(Q1)는 낮은 상태의 베이스 전위에 의해 턴오프되며 제1 구동 회로(300)의 인에이블 단자(EN1)는 내장된 저항 풀업 회로에 의해 하이 레벨을 유지한다. 그리고, 제1 구동 회로(300)의 인에이블 단자(EN1)가 하이 레벨을 유지하면, NMOS 트랜지스터(Q2)는 하이 레벨의 베이스 전위에 의해 턴온된다. 이 경우 제2 구동 회로(302)의 인에이블 단자(EN2)는 로우 레벨로 강하된다.

상기한 제어 회로(400)의 제어에 의해서, 제1 구동 회로(300)와 제2 구동 회로(320)는 선택적으로 활성화되도록 제어된다.

제1 구동 회로(300)는 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 제1 발광 즉 순차 발광에 대응하는 제1 전류 경로를 제1 방향에 대해 순차적으로 제공하기 위하여 포지티브 전압에 대응하여 활성화되며, 제2 구동 회로(320)는 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 제2 발광 즉 역순차 발광에 대응하는 제2 전류 경로를 제1 방향의 반대의 순서로 순차적으로 제공하기 위하여 네가티브 전압에 대응하여 활성화된다.

제1 구동 회로(300)와 제2 구동 회로(320)는 하나의 센싱 저항(Rs)을 공유하거나 각각 별도의 센싱 저항(도시되지 않음)에 연결되도록 구성될 수 있다.

제1 구동 회로(300)는 채널 단자들(C11~C14), 인에이블 단자(EN1), 그라운드 단자(GND) 및 센싱 저항 단자(Riset)를 갖는다. 제2 구동 회로(320)도 채널 단자들(C21~C24), 인에이블 단자(EN2), 그라운드 단자(GND) 및 센싱 저항 단자(Riset2)를 갖는다. 제1 구동 회로(300)와 제2 구동 회로(320) 간에, 채널 단자들(C11~C14)는 채널 단자들(C21~C24)에 상응하고, 인에이블 단자(EN1)는 인에이블 단자(EN2)에 상응하며, 그라운드 단자(GND)는 접지되고, 센싱 저항 단자(Riset1)는 센싱 저항 단자(Riset2)에 상응한다.

그러나, 제1 구동 회로(300)와 제2 구동 회로(320)는 연결부(200)를 통하여 각 채널 단자들이 조명부(100)의 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 출력단에 연결되는 구조가 다르다.

보다 구체적으로, 제1 구동 회로(300)의 채널 단자들(C11~C14)은 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)에 대하여 각각 순서대로 연결된다. 즉, 채널 단자(C11)가 발광 다이오드 그룹(LED1)의 출력단에 연결되고, 채널 단자(C12)가 발광 다이오드 그룹(LED2)의 출력단에 연결되며, 채널 단자(C13)가 발광 다이오드 그룹(LED3)의 출력단에 연결되고, 채널 단자(C14)가 발광 다이오드 그룹(LED4)의 출력단에 연결된다.

이와 달리 제2 구동 회로(320)의 채널 단자들(C21~C24)은 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)에 대하여 제1 구동 회로(300)와 반대 순서로 연결된다. 즉, 채널 단자(C21)가 발광 다이오드 그룹(LED4)의 출력단에 연결되고, 채널 단자(C22)가 발광 다이오드 그룹(LED3)의 출력단에 연결되며, 채널 단자(C23)가 발광 다이오드 그룹(LED2)의 출력단에 연결되고, 채널 단자(C24)가 발광 다이오드 그룹(LED1)의 출력단에 연결된다.

제1 구동 회로(300)와 제2 구동 회로(320)는 동일한 내부 구성을 갖도록 설계될 수 있다. 대표적으로 제1 구동 회로(300)의 내부 구성은 도 2를 참조하여 설명한다. 제2 구동 회로(300)의 내부 구성은 제1 구동 회로(300)와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

제1 구동 회로(300)는 발광 다이오드 그룹들(LED1~ LED1)에 대한 제1 전류 경로를 제공하는 복수의 스위칭 회로(31, 32, 33, 34)와 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4을 제공하기 위한 기준 전압 공급부(30)를 포함할 수 있으며, 하나의 칩으로 구성될 수 있다.

기준 전압 공급부(30)는 제작자의 의도에 따라 다양하게 서로 다른 레벨의 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4을 제공하는 것으로 구현될 수 있다.

기준 전압 공급부(30)는 예시적으로 정전압(VDD)이 인가되는 직렬 연결된 복수의 저항을 포함하여 저항 간의 노드 별로 서로 다른 레벨의 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4을 출력하는 것으로 구성될 수 있으며, 이와 달리 서로 다른 레벨의 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4을 제공하는 독립적인 전압공급원들을 포함하는 것으로 구성될 수 있다.

서로 다른 레벨의 기준 전압들 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4은 기준 전압 VREF1이 가장 낮은 전압 레벨을 가지며 기준 전압 VREF4이 가장 높은 전압 레벨을 갖도록 제공될 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 센싱 저항(Rs)에 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 센싱 저항(Rs)에 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 VREF3는 발광 다이오드 그룹(LED4)의 발광에 대응하여 센싱 저항(Rs)에 형성되는 센싱 전압보다 낮은 레벨로 설정될 수 있다.

그리고, 기준전압 VREF4은 포지티브 전압의 상한 레벨 영역에서 스위칭 회로(34)를 통한 전류 경로를 유지하도록 설정됨이 바람직하다.

상기한 기준 전압 공급부(30)는 인에이블 단자(EN1)에 연결되며, 인에이블 단자(EN1)는 정전압(VDD)이 직렬 연결된 복수의 저항에 인가되는 노드에 연결된다. 그러므로, 상기한 제어 회로(400)의 NPN 바이폴라 트랜지스터(Q1)이 턴온되어서 인에이블 단자(EN1)가 접지에 연결되면, 복수의 저항에 인가되는 전압이 정전압(VDD)에서 접지 레벨로 강하된다. 이 경우 기준 전압 공급부(30)는 기준 전압들(VREF1~VREF4)을 생성하지 못한다. 이와 달리 제어 회로(400)의 NPN 바이폴라 트랜지스터(Q1)가 턴오프되면 복수의 저항에 인가되는 전압이 정전압(VDD) 레벨로 NMOS 트랜지스터(Q2)의 게이트에 제공된다. 상기와 같이 인에이블 단자(EN1)가 정전압(VDD) 레벨을 유지하면, 기준 전압 공급부(30)는 기준 전압들(VREF1~VREF4)을 정상적으로 생성한다.

한편, 스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)은 전류 레귤레이션 및 제1 전류 경로 형성을 위하여 센싱 전압을 제공하는 센싱 저항(Rs)에 공통으로 연결된다.

스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)은 센싱 저항(Rs)에서 센싱된 센싱 전압과 기준 전압 공급부(30)의 각각의 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4를 비교하여서 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 발광에 대응하여 선택적인 제1 전류 경로를 형성한다.

제1 구동 회로(300)의 스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)은 각 발광 다이오드 그룹(LED1~LED4)의 발광에 대응하여 규제된 정전류의 흐름을 유도하며, 각 발광 다이오드 그룹(LED1~LED4)의 순차적인 발광에 대응하여 설정된 전류량을 초과하지 않도록 전류 레귤레이션을 수행한다.

즉, 스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)은 자신에 설정된 규제 전류량 이하의 제1 구동 전류(IF)에 대해서는 전류 레귤레이션 동작을 수행하지 않고 자신에 설정된 규제 전류량 이상의 제1 구동 전류(IF)에 대해서는 전류 레귤레이션 동작을 수행한다.

스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)은 포지티브 전압이 인가되는 위치에서 먼 발광 다이오드 그룹에 연결된 것일수록 높은 레벨의 기준 전압을 제공받는다.

각 스위칭 회로(31, 32, 33, 34)는 비교기(36)와 스위칭 소자(37)를 포함하며, 스위칭 소자(37)는 NMOS 트랜지스터로 구성됨이 바람직하다.

각 스위칭 회로(31, 32, 33, 34)의 비교기(36)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, 32, 33, 34)의 스위칭 소자(37)는 게이트로 인가되는 각 비교기(36)의 출력에 따라 스위칭 동작을 수행한다.

도 2의 제1 구동 회로(300)의 동작은 도 3을 참조하여 설명할 수 있다.

제1 구동 회로(300)는 교류 전압(VAC) 중 포지티브 전압에 대응하여 활성화되며 제1 전류 경로를 제공한다.

이때, 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)은 연결부(200)에 의하여 순방향으로 연결된 상태이다.

포지티브 전압이 초기 상태인 경우, 각 스위칭 회로(31, 32, 33, 34)는 포지티브 입력단(+)에 인가되는 기준 전압들 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4이 네가티브 입력단(-)에 인가되는 전류 센싱 저항(Rs1) 양단의 센싱 전압보다 높으므로 모두 턴온된 상태를 유지한다. 이때, 스위칭 회로(31)에 흐르는 제1 구동 전류(IF)의 전류량은 스위칭 회로(31)에 의하여 규제되는 수준 이하이다. 그러므로, 스위칭 회로(31)는 제1 구동 전류(IF)를 규제하지 않는다. 즉, 스위칭 회로(31)에 의한 전류 레귤레이션 동작은 수행되지 않는다.

그 후 포지티브 전압이 상승하여 발광 전압 V1에 도달하면, 발광 다이오드 그룹(LED1)이 발광된다. 발광 다이오드 그룹(LED1)이 발광되면, 발광 다이오드 그룹(LED1)에 연결된 제1 구동 회로(300)의 스위칭 회로(31)는 제1 전류 경로를 제공한다.

상기와 같이 포지티브 전압이 발광 전압 V1에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED1)이 발광되고 스위칭 회로(31)를 통한 제1 전류 경로가 형성되면, 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 그러나, 이때의 센싱 전압의 레벨은 낮기 때문에 스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)의 턴온 상태는 변경되지 않는다. 그리고, 스위칭 회로(31)에 흐르는 제1 구동 전류(IF)는 스위칭 회로(31)의 전류 레귤레이션 동작에 의하여 규제된다.

그 후 포지티브 전압이 발광 전압 V1 이상으로 상승할 수 있다. 이때, 스위칭 회로(32)에 흐르는 제1 구동 전류(IF)의 전류량은 스위칭 회로(32)에 의하여 규제되는 수준 이하이다. 그러므로, 스위칭 회로(32)는 제1 구동 전류(IF)를 규제하지 않는다. 즉, 스위칭 회로(31)에 의한 전류 레귤레이션 동작이 수행되고, 스위칭 회로(32)에 의한 전류 레귤레이션 동작은 수행되지 않는다.

그 후 포지티브 전압이 계속 상승하여 발광 전압 V2에 도달하면, 발광 다이오드 그룹(LED2)이 발광된다. 발광 다이오드 그룹(LED2)이 발광되면, 발광 다이오드 그룹(LED2)에 연결된 제1 구동 회로(300)의 스위칭 회로(32)는 제1 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹(LED1)도 발광 상태를 유지한다.

상기와 같이 포지티브 전압이 발광 전압 V2에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED2)이 발광되고 스위칭 회로(32)를 통한 제1 전류 경로가 형성되면, 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF1보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(31)의 스위칭 소자(37)는 비교기(36)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(31)는 턴오프되고, 스위칭 회로(32)가 발광 다이오드 그룹(LED2)의 발광에 대응하여 제1 전류 경로를 제공한다. 이때, 스위칭 회로(32)의 제1 구동 전류(IF)는 스위칭 회로(32)의 전류 레귤레이션 동작에 의하여 규제된다.

그 후 포지티브 전압이 계속 상승하여 발광 전압 V3에 도달하면, 발광 다이오드 그룹(LED3)이 발광된다. 그리고, 발광 다이오드 그룹(LED3)이 발광되면, 발광 다이오드 그룹(LED3)에 연결된 제1 구동 회로(300)의 스위칭 회로(33)는 제1 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)도 발광 상태를 유지한다.

상기와 같이 포지티브 전압이 발광 전압 V3에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED3)이 발광되고 스위칭 회로(33)를 통한 제1 전류 경로가 형성되면, 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF2보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(32)의 스위칭 소자(37)는 비교기(36)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(32)는 턴오프되고, 스위칭 회로(33)가 발광 다이오드 그룹(LED3)의 발광에 대응하여 제1 전류 경로를 제공한다. 이때, 스위칭 회로(33)에 흐르는 제1 구동 전류(IF)는 스위칭 회로(33)의 전류 레귤레이션 동작에 의하여 규제된다.

그 후 포지티브 전압이 발광 전압 V4에 도달하면, 발광 다이오드 그룹(LED4)이 발광된다. 그리고, 발광 다이오드 그룹(LED4)이 발광되면, 발광 다이오드 그룹(LED4)에 연결된 제1 구동 회로(300)의 스위칭 회로(34)는 제1 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED13)도 발광 상태를 유지한다.

상기와 같이 포지티브 전압이 발광 전압 V4에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED4)이 발광되고, 스위칭 회로(34)를 통한 제1 전류 경로가 형성되면, 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF3보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(33)의 스위칭 소자(37)는 비교기(36)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(33)는 턴오프되고, 스위칭 회로(34)가 발광 다이오드 그룹(LED4)의 발광에 대응한 제1 전류 경로를 제공한다. 이때, 스위칭 회로(34)에 흐르는 제1 구동 전류(IF)는 스위칭 회로(34)의 전류 레귤레이션 동작에 의하여 규제된다.

그 후 포지티브 전압이 발광 전압 V4 이상으로 상승할 수 있다. 이때, 스위칭 회로(34)는 제1 구동 전류(IF)를 규제할 수 있다. 그리고, 포지티브 전압이 계속 상승하여도, 스위칭 회로(34)는 제1 구동 전류(IF)를 규제한다.

상술한 바와 같이 포지티브 전압의 상승에 대응하여 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)이 순차적으로 발광되면 제1 전류 경로 상의 제1 구동 전류(IF)도 도 3과 같이 계단 전류 파형을 갖도록 단계적으로 증가한다.

한편, 포지티브 전압은 상술한 바와 같이 상한 레벨까지 상승한 후 하강을 시작한다. 포지티브 전압이 하강하여서 발광 전압 V4 이하로 떨어지면, 발광 다이오드 그룹(LED4)이 소광된다.

조명부(100)는 발광 다이오드 그룹(LED4)이 소광되면, 발광 다이오드 그룹들(LED3, LED2, LED1)에 의한 발광 상태를 유지하며, 그에 따라서 발광 다이오드 그룹(LED3)에 연결된 스위칭 회로(33)에 의하여 전류 경로가 형성된다.

그 후 포지티브 전압이 발광 전압 V3, V2, V1 이하로 순차적으로 하강하면, 조명부(200)의 발광 다이오드 그룹들(LED3, LED2, LED1)은 순차적으로 소광된다.

상기한 발광 다이오드 그룹들(LED3, LED2, LED1)의 순차적 소광에 대응하여, 제1 구동 회로(300)는 스위칭 회로(33, 32, 31)들에 의하여 형성되는 제1 전류 경로를 시프트하면서 제공한다. 그리고, 제1 전류 경로 상의 제1 구동 전류(IF)도 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3)의 소광 상태에 대응하여 계단 전류 파형을 갖도록 단계적으로 감소한다.

한편, 상기한 교류 전압(VAC) 중 포지티브 전압에 이어서 네가티브 전압이 인가되면, 제1 구동 회로(300)는 비활성화되고 제2 구동 회로(320)가 활성화된다. 즉, 네가티브 전압에 대응하여 제2 구동 회로(320)가 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 역순차 발광에 대응하여 제2 전류 경로를 제공한다.

이때, 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)은 연결부(200)의 작용에 의하여 역방향으로 연결된 상태이다. 그리고, 제2 구동 회로(320)에서, 스위칭 회로(31)는 채널 단자(C21)를 통하여 발광 다이오드 그룹(LED4)의 출력단에 연결되고, 스위칭 회로(32)는 채널 단자(C22)를 통하여 발광 다이오드 그룹(LED3)의 출력단에 연결되며, 스위칭 회로(33)는 채널 단자(C23)를 통하여 발광 다이오드 그룹(LED2)의 출력단에 연결되고, 스위칭 회로(34)는 채널 단자(C24)를 통하여 발광 다이오드 그룹(LED1)의 출력단에 연결된다.

그러므로, 네가티브 전압의 상승에 대응하여, 조명부(100)는 발광 다이오드 그룹(LED4), 발광 다이오드 그룹(LED3), 발광 다이오드 그룹(LED2) 및 발광 다이오드 그룹(LED1)의 순서로 발광한다. 상기한 조명부(100)의 발광에 대응하여 제2 구동 회로(320)는 네가티브 전압의 상승에 따라 발광 다이오드 그룹(LED4), 발광 다이오드 그룹(LED3), 발광 다이오드 그룹(LED2) 및 발광 다이오드 그룹(LED1)의 순서로 제2 구동 전류(IR)를 위한 제2 전류 경로를 제공한다. 그리고, 제2 구동 회로(320)는 네가티브 전압의 하강에 따라 발광의 역순으로 제2 전류 경로를 제공한다.

제2 구동 회로의 스위칭 회로들(31~34)의 전류 경로 형성 방법은 제1 구동 회로와 동일하므로 중복 설명은 생략한다.

상기한 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예는 도 4와 같이 교류 전압(vac)의 한 주기에 포함되는 포지티브 전압과 네가티브 전압에 대응하여 조명부(100)의 순차 발광과 역순차 발광을 연속적으로 수행한다.

이때, 각 발광 다이오드 그룹(LED1~LED4)의 구동 전류는 I1~I4로 표현될 수 있다.

발광 다이오드 그룹(LED1)은 포지티브 전압에 대응한 순차 발광시 가장 먼저 발광하고 네가티브 전압에 대응한 역순차 발광시 가장 늦게 발광한다. 그리고, 발광 다이오드 그룹(LED4)은 포지티브 전압에 대응한 순차 발광시 가장 늦게 발광하고 네가티브 전압에 대응한 역순차 발광시 가장 먼저 발광한다.

본 발명의 실시예는 적어도 순차 발광에서 마지막으로 발광하는 발광 다이오드 그룹(LED4)과 역순차 발광에서 마지막으로 발광하는 발광 다이오드 그룹(LED1)의 교류 전압(VAC)의 한 주기에 대한 평균 전류의 양은 편차가 적도록 구성됨이 바람직하다.

도 4를 참조하면, 교류 전압(VAC)의 포지티브 전압이 형성되는 구간에서 제1 구동 회로(300)의 인에이블 단자(EN1)의 전위가 하이 레벨을 유지하고, 제2 구동 회로(320)의 인에이블 단자(EN2)의 전위가 로우 레벨을 유지한다. 그러므로, 제1 구동 회로(300)는 활성화되고 제2 구동 회로(320)는 비활성화된다. 제2 구동 회로(320)는 비활성화 상태에서 제2 구동 전류(IR)의 흐름을 발생하지 않는다. 그리고, 네가티브 전압이 형성되는 구간에서 제1 구동 회로(300)의 인에이블 단자(EN1)의 전위가 로우 레벨을 유지하고, 제2 구동 회로(320)의 인에이블 단자(EN2)의 전위가 하이 레벨을 유지한다. 그러므로, 제1 구동 회로(300)는 비활성화되고 제2 구동 회로(320)는 활성화된다. 제1 구동 회로(300)는 비활성화 상태에서 제1 구동 전류(IF)의 흐름을 발생하지 않는다.

한편, 본 발명은 전체 발광 다이오드 조명 장치의 교류전압의 한 주기내에서 구동 전류를 분산시킴으로써 전기적 특성을 개선하기 위하여 도 5와 같이 변형 실시될 수 있다.

그리고, 본 발명은 다수의 발광 다이오드 그룹이 교류 전압의 포지티브 전압과 네가티브 전압에 대응하여 일부 구간에서 다르게 발광하며 교류전압의 한 주기내에서 전류를 분산시킴으로써 전기적 특성을 개선할 수 있다.

도 5의 실시예에서, 조명부(100)는 교류 전압(VAC)의 포지티브 전압에 의한 제1 발광을 위하여 미리 설정된 제1 방향에 대해 순방향(Forward direction)으로 제1 둘 이상의 발광 다이오드 그룹으로 구분되고, 교류 전압의 네가티브 전압에 의한 제2 발광을 위하여 제1 방향에 대해 역방향(Reverse direction)으로 제2 둘 이상의 발광 다이오드 그룹으로 구분된다.

조명부(100)는 제1 둘 이상의 발광 다이오드 그룹과 제2 둘 이상의 발광 다이오드 그룹을 동일한 수로 구분하며, 제1 둘 이상의 발광 다이오드 그룹과 제2 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 동일한 발광 순서를 갖는 적어도 하나의 발광 다이오드 그룹의 쌍이 다른 발광 시점을 갖도록 구성될 수 있다.

보다 구체적으로, 조명부(100)는 발광 다이오드들을 순방향으로 네 개의 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)로 구분되고 역방향으로 네 개의 발광 다이오드 그룹들(LED21~LED24)로 구분된다.

제1 구동 회로(300)는 순방향으로 구분된 네 개의 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)의 발광에 대응하는 제1 전류 경로를 순차적으로 제공한다. 이를 위하여 제1 구동 회로(300)의 채널 단자들(C11~C14)은 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)에 대하여 각각 순서대로 연결된다. 즉, 채널 단자(C11)가 발광 다이오드 그룹(LED11)의 출력단에 연결되고, 채널 단자(C12)가 발광 다이오드 그룹(LED12)의 출력단에 연결되며, 채널 단자(C13)가 발광 다이오드 그룹(LED13)의 출력단에 연결되고, 채널 단자(C14)가 발광 다이오드 그룹(LED14)의 출력단에 연결된다.

제2 구동 회로(320)는 역방향으로 구분된 네 개의 발광 다이오드 그룹들(LED21~LED24)의 발광에 대응하는 제2 전류 경로를 순차적으로 제공한다. 이를 위하여 제2 구동 회로(320)의 채널 단자들(C21~C24)은 발광 다이오드 그룹들(LED21~LED24)에 대하여 제1 구동 회로(300)와 반대 순서로 연결된다. 즉, 채널 단자(C21)가 발광 다이오드 그룹(LED24)의 출력단에 연결되고, 채널 단자(C22)가 발광 다이오드 그룹(LED23)의 출력단에 연결되며, 채널 단자(C23)가 발광 다이오드 그룹(LED22)의 출력단에 연결되고, 채널 단자(C24)가 발광 다이오드 그룹(LED21)의 출력단에 연결된다.

상기한 제1 구동 회로(300)와 제2 구동 회로(320)의 상세 구성은 도 1의 실시예에서 도 2를 참조하여 설명한 것과 동일하므로 이에 대한 중복 설명을 생략한다.

또한, 제1 구동 회로(300)와 제2 구동 회로(320)의 활성화와 비활성화를 선택적으로 제어하는 제어 회로(400)도 도 1의 실시예에서 설명한 것과 동일하므로 이에 대한 중복 설명을 생략한다.

한편, 순방향으로 구분된 네 개의 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14) 중, 발광 다이오드 그룹(LED11)은 직렬 연결된 4 개의 발광 다이오드를 포함하고, 발광 다이오드 그룹(LED12, 13)은 직렬 연결된 개의 발광 다이오드를 각각 포함하며, 발광 다이오드 그룹(LED14)은 직렬 연결된 12 개의 발광 다이오드를 포함한다.

역방향으로 구분된 네 개의 발광 다이오드 그룹들(LED21~LED24)은 각각 8 개의 발광 다이오드를 포함한다.

그러므로, 포지티브 전압에 대응한 순차 발광 시 첫째로 발광하는 발광 다이오드 그룹(LED11)의 발광 전압은 네가티브 전압에 대응한 역순차 발광시 첫째로 발광하는 발광 다이오드 그룹(LED24)의 발광 전압보다 낮게 형성된다. 그리고, 포지티브 전압에 대응한 순차 발광 시 발광 다이오드 그룹(LED11)에 이어서 순차적으로 발광하는 발광 다이오드 그룹들(LED12, LED13, LED14)의 발광 전압도 네가티브 전압에 대응한 역순차 발광시 발광 다이오드 그룹(LED24)에 이어서 발광하는 발광 다이오드 그룹들(LED23, LED22, LED21)의 발광 전압보다 낮게 형성된다.

그러므로, 포지티브 전압의 상승에 대응하여 순차 발광하는 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)의 발광 시점은 네가티브 전압의 상승에 대응하여 역순차 발광하는 동일 순서의 발광 다이오드 그룹들(LED21~LED24)의 발광 시점보다 빠르다. 그리고, 포지티브 전압의 하강에 대응하여 순차 소광하는 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)의 소광 시점은 네가티브 전압의 하강에 대응하여 역순차 소광하는 동일 순서의 발광 다이오드 그룹들(LED21~LED24)의 발광 시점보다 느리다.

포지티브 전압의 상승과 하강에 대응한 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)의 순차 발광 시점 및 순차 소광 시점은 네가티브 전압의 상승과 하강에 대응한 발광 다이오드 그룹들(LED21~LED24)의 순차 발광 시점 및 순차 소광 시점과 차이를 갖는다.

이에 대해 도 6을 참조하여 포지티브 전압의 상승과 하강에 대응한 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)의 순차 발광 시점과 순차 소광 시점은 도 1의 실시예의 포지티브 전압의 상승과 하강에 대응한 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 순차 발광 시점과 및 순차 소광 시점을 비교함으로써 이해할 수 있다.

도 5의 실시예에서 포지티브 전압의 상승에 대응한 순차 발광하는 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)의 발광 시점은 도 1의 실시예에서 포지티브 전압의 상승에 대응하여 동일 순서의 순차 발광하는 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 발광 시점보다 빠르다. 그러므로, 도 6과 같이 도 5의 실시예에서 포지티브 전압의 상승에 대응한 순차 발광하는 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)의 제1 구동 전류(IFD)는 도 1의 실시예에서 포지티브 전압의 상승에 대응하여 동일 순서의 순차 발광하는 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 제1 구동 전류(IF) 보다 빠르게 형성된다.

그리고, 도 5의 실시예에서 포지티브 전압의 하강에 대응한 순차 소광하는 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)의 소광 시점은 도 1의 실시예에서 포지티브 전압의 하강에 대응하여 동일 순서의 순차 소광하는 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 소광 시점보다 늦다. 그러므로, 도 6과 같이 도 5의 실시예에서 포지티브 전압의 하강에 대응한 순차 소광하는 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)의 제1 구동 전류(IFD)는 도 1의 실시예에서 포지티브 전압의 하강에 대응하여 동일 순서의 순차 소광하는 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 제1 구동 전류(IF) 보다 느리게 흐름이 종료된다.

그러므로, 도 5의 실시예에서 포지티브 전압에 대응하여 순차 발광하는 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)의 전류량은 도 1의 실시예에서 포지티브 전압에 대응하여 동일 순서로 순차 발광하는 발광 다이오드 그룹들(LED1~LED4)의 전류량보다 많다. 그러므로, 도 5의 실시예에서, 포지티브 전압에 대응하여 순차 발광하는 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)의 전류량은 네가티브 전압에 대응하여 동일 순서로 순차 발광하는 발광 다이오드 그룹들(LED21~LED24)의 전류량보다 많다.

도 7을 살펴보면, 포지티브 전압에 대응하여 순차 발광하는 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)의 구동 전류들(I1~I4)의 전류량은 네가티브 전압에 대응하여 동일 순서로 순차 발광하는 발광 다이오드 그룹들(LED21~LED24)의 구동 전류들(I1~I4)의 전류량보다 많음을 알 수 있다.

즉, 도 5의 실시예는 포지티브 전압에 대응한 제1 구동 전류(IFD)가 네가티브 전압에 대응한 제2 구동 전류(IR)보다 전류량이 많다. 즉, 한 주기의 교류 전압(VAC)에 대해서 발광을 위한 전류의 양이 분산된다.

그러므로, 본 발명의 도 5의 실시예는 전체 발광 다이오드 장치의 전류량을 분산시켜서 전기적 특성을 개선할 수 있다.

Claims (15)

1. 둘 이상의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 조명부;
   교류 전압의 포지티브 전압에 의한 제1 발광을 위하여 상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹을 미리 설정된 제1 방향에 대해 순방향(Forward direction)으로 연결하고, 상기 교류 전압의 네가티브 전압에 의한 제2 발광을 위하여 상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹을 상기 제1 방향에 대해 역방향(Reverse direction)으로 연결하는 연결부;
   상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 상기 제1 발광에 대응하는 제1 전류 경로를 상기 제1 방향에 대해 순차적으로 제공하며, 상기 제1 전류 경로의 제1 구동 전류를 규제하는 제1 구동 회로; 및
   상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 상기 제2 발광에 대응하는 제2 전류 경로를 상기 제1 방향의 반대의 순서로 순차적으로 제공하며, 상기 제2 전류 경로의 제2 구동 전류를 규제하는 제2 구동 회로;를 포함함을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 포지티브 전압에 대응하여 상기 제1 구동 회로를 활성화하고 상기 네가티브 전압에 대응하여 상기 제2 구동 회로를 활성화하는 제어 회로;를 더 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 연결부는 상기 제1 발광을 순차(Sequential) 발광으로 수행하기 위한 상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 상기 순방향 연결과 상기 제2 발광을 역순차(Reverse sequential) 발광으로 수행하기 위한 상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 상기 역방향 연결을 상기 교류 전압의 변화에 대응하여 번갈아서 제공하는 발광 다이오드 조명 장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹은 상기 역순차 발광시 상기 순차 발광의 역순으로 발광하는 발광 다이오드 조명 장치.
5. 제3 항에 있어서,
   적어도 상기 순차 발광에서 마지막으로 발광하는 제1 발광 다이오드 그룹과 상기 역순차 발광에서 마지막으로 발광하는 제2 발광 다이오드 그룹의 상기 교류 전압의 한 주기에 대한 평균 전류의 양은 편차가 적도록 구성되는 발광 다이오드 조명 장치.
6. 제1 항에 있어서, 상기 연결부는,
   상기 포지티브 전압에 의한 상기 제1 구동 전류를 상기 순방향으로 전달하는 제1 다이오드;
   상기 네가티브 전압에 의한 상기 제2 구동 전류를 상기 역방향으로 전달하는 제2 다이오드;
   상기 제1 다이오드와 상기 제2 다이오드는 상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 각 입력단으로 상기 제1 구동 전류 또는 상기 제2 구동 전류를 공급하도록 연결되고,
   상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹은 각 입력단 별 상기 제1 다이오드에 의해 상기 포지티브 전압에 대응하여 상기 순방향으로 연결되며,
   상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹은 각 입력단 별 상기 제2 다이오드에 의해 상기 네가티브 전압에 대응하여 상기 역방향으로 연결되는 발광 다이오드 조명 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 구동 회로는 상기 포지티브 전압이 인가되는 구간에서 상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 상기 제1 발광에 대응하는 상기 제1 전류 경로를 제공하며, 상기 제1 방향에 대해 상기 순방향으로 연결된 상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹에 대응하는 기준 전압들과 상기 제1 전류 경로의 상기 제1 구동 전류에 의한 센싱 전압을 비교하여 상기 제1 구동 전류를 규제하는 발광 다이오드 조명 장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 구동 회로는 상기 네가티브 전압이 인가되는 구간에서 상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 상기 제2 발광에 대응하는 상기 제2 전류 경로를 제공하며, 상기 제1 방향에 대해 상기 역방향으로 연결된 상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹에 대응하는 기준 전압들과 상기 제1 전류 경로의 상기 제1 구동 전류에 의한 센싱 전압을 비교하여 상기 제2 구동 전류를 규제하는 발광 다이오드 조명 장치.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 제어 회로는 상기 포지티브 전압과 상기 네가티브 전압 중 적어도 하나를 센싱함으로써 상기 제1 구동 회로의 활성화와 상기 제2 구동 회로의 활성화를 선택적으로 제어하는 발광 다이오드 조명 장치.
10. 교류 전압의 포지티브 전압에 의한 제1 발광을 위하여 미리 설정된 제1 방향에 대해 순방향(Forward direction)으로 제1 둘 이상의 발광 다이오드 그룹으로 구분되고, 상기 교류 전압의 네가티브 전압에 의한 제2 발광을 위하여 상기 제1 방향에 대해 역방향(Reverse direction)으로 제2 둘 이상의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 조명부;
    상기 포지티브 전압에 의한 상기 제1 발광을 위하여 상기 제1 둘 이상의 발광 다이오드 그룹을 상기 제1 방향에 대하여 상기 순방향으로 연결하고, 상기 네가티브 전압에 의한 상기 제2 발광을 위하여 상기 제2 둘 이상의 발광 다이오드 그룹을 상기 제1 방향에 대하여 상기 역방향으로 연결하는 연결부;
    상기 제1 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 제1 발광에 대응하는 제1 전류 경로를 상기 제1 방향에 대해 순차적으로 제공하며, 상기 제1 전류 경로의 제1 구동 전류를 규제하는 제1 구동 회로; 및
    상기 제2 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 상기 제2 발광에 대응하는 제2 전류 경로를 상기 제1 방향의 반대의 순서로 순차적으로 제공하며, 상기 제2 전류 경로의 제2 구동 전류를 규제하는 제2 구동 회로;를 포함함을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 포지티브 전압에 대응하여 상기 제1 구동 회로를 활성화하고 상기 네가티브 전압에 대응하여 상기 제2 구동 회로를 활성화하는 제어 회로;를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
12. 제10 항에 있어서,
    상기 조명부는 상기 제1 둘 이상의 발광 다이오드 그룹과 상기 제2 둘 이상의 발광 다이오드 그룹을 동일한 수로 구분하며,
    상기 제1 둘 이상의 발광 다이오드 그룹과 상기 제2 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 동일한 발광 순서를 갖는 적어도 하나의 발광 다이오드 그룹의 쌍이 다른 발광 시점을 갖는 발광 다이오드 조명 장치.
13. 제10 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 제1 발광을 순차(Sequential) 발광으로 수행하기 위한 상기 제1 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 상기 순방향 연결과 상기 제2 발광을 역순차(Reverse sequential) 발광으로 수행하기 위한 상기 제2 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 상기 역방향 연결을 상기 교류 전압의 변화에 대응하여 번갈아서 제공하는 발광 다이오드 조명 장치.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 둘 이상의 발광 다이오드 그룹은 상기 역순차 발광시 상기 제1 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 상기 순차 발광의 역순으로 발광하는 발광 다이오드 조명 장치.
15. 제10 항에 있어서, 상기 연결부는 상기 둘 이상의 발광 다이오드 그룹의 각 입력단의 제1 다이오드와 제2 다이오드를 포함하고,
    상기 제1 다이오드는 상기 포지티브 전압을 상기 순방향으로 전달하고,
    상기 제2 다이오드는 상기 네가티브 전압을 상기 역방향으로 전달하며,
    상기 제2 둘 이상의 발광 다이오드 그룹은 각 입력단 별 상기 제1 다이오드에 의해 상기 포지티브 전압에 대응하여 상기 순방향으로 연결되며,
    상기 제2 둘 이상의 발광 다이오드 그룹은 각 입력단 별 상기 제2 다이오드에 의해 상기 네가티브 전압에 대응하여 상기 역방향으로 연결되는 발광 다이오드 조명 장치.

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