KR20180128667A - Led 구동 장치 - Google Patents

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KR20180128667A
KR20180128667A KR1020170064058A KR20170064058A KR20180128667A KR 20180128667 A KR20180128667 A KR 20180128667A KR 1020170064058 A KR1020170064058 A KR 1020170064058A KR 20170064058 A KR20170064058 A KR 20170064058A KR 20180128667 A KR20180128667 A KR 20180128667A
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조민석
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그린칩 주식회사
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    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Abstract

본 발명의 실시예는 맥류 전압을 이용하여 소정의 Vac/2 및 Vac 교류 전압 중 적어도 하나를 발생시키는 전원 회로부; 상기 발생된 소정의 Vac/2 교류 전압 또는 Vac 교류 전압에 따라 서로 직렬 또는 병렬 연결되는 제1/제2 교류 동시 LED부; 및 상기 발생된 소정의 Vac 교류 전압에 따라 역전류 방지 다이오드부 등을 통해 제2 발광 다이오드부와 제3 저항부 사이에 제3 전류 제어부가 직렬 연결되어, 제1 발광 다이오드부와 제2 발광 다이오드부에 흐르는 전류를 제어하고 설정하는 제3 교류 동시 다이오드부를 포함한다.
이에, 본 발명의 실시예는 기존의 교류 순차 구동 또는 동시 구동에 비하여 전류 편차 및 조도 편차를 줄이고, LED 수명을 늘리며, LED 효율을 극대화할 수 있다.

Description

LED 구동 장치{DRIVING APPARATUS FOR LIGHT EMITTING DIODE}
본 발명의 실시예들은 LED 구동 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 교류 순차 구동 방식의 전류 편차 및 조도 편차 단점과 교류 동시 구동의 LED 효율 단점을 동시에 개선하기 위한 LED 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로 교류 순차 구동 방식을 적용하고 있는 LED 조명 장치는 정류된 교류 전압의 전압 레벨에 따라 발광 다이오드(LED)를 직렬 또는 직병렬 연결시에 순차적으로 점등되는 특징이 있다.
예를 들면, 전압 레벨이 낮은 그룹의 LED는 점등되는 빈도가 전압 레벨이 높은 그룹의 LED보다 많으며, 반대로, 전압 레벨이 높은 그룹의 LED는 점등되는 빈도가 전압 레벨이 낮은 그룹의 LED보다 적다.
이로 인하여, 종래의 LED 조명 장치는 LED 수명에 균일성이 없으며, 전류 편차의 발생으로 인해 LED의 조도 편차(밝기의 정도 차)가 심화되는 문제점을 가지고 있다.
특히, 종래의 LED 조명 장치는 직관등 같이 LED를 직렬로 연결시 확연하게 눈으로 볼 수 있을 정도로 조도 편차의 차이가 심화되었다.
아울러, 전술한 교류 순차 구동 방식과는 달리 교류 동시 구동 방식을 적용하고 있는 LED 조명 장치는 2015년 01월 20일자로 공개된 제10- 2015-0007206호에서는 다중 구동단을 구비한 발광 다이오드 조명 장치를 개시하고 있다.
그러나, 상기 발광 다이오드 조명 장치는 전류를 여러번 해당 구동부에 인가하여 발광 다이오드를 동시 구동하기 때문에 LED 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
1. 한국등록특허 : 제10-1128680호, 등록일자 : 2012년 03월 14일, 발명의 명칭 : 교류 직결형 발광다이오드 조명장치. 2. 한국등록특허 : 제10-1301087호, 등록일자 : 2013년 08월 22일, 발명의 명칭 : 발광 다이오드 구동 장치. 3. 한국공개특허 : 제2015-0007206호, 공개일자 : 2015년 01월 20일, 발명의 명칭 : 다중 구동단을 구비한 발광 다이오드 조명 장치.
본 발명의 실시예들은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 각 전류 제어부에 한번의 전류가 흐르는 교류 동시 구동 방식을 갖는 LED 구동 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 맥류 전압을 이용하여 소정의 Vac/2 및 Vac 교류 전압 중 적어도 하나를 발생시키는 전원 회로부; 상기 발생된 소정의 Vac/2 교류 전압에 따라 상기 전원 회로부와 이하의 제2 교류 동시 LED부로부터 병렬 연결되고, 상기 발생된 소정의 Vac 교류 전압에 따라 상기 전원 회로부와 이하의 제2 교류 동시 LED부로부터 직렬 연결되는 제1 교류 동시 LED부; 상기 발생된 소정의 Vac/2 교류 전압에 따라 상기 전원 회로부와 상기 제1 교류 동시 LED부로부터 병렬 연결되고, 상기 발생된 소정의 Vac 교류 전압에 따라 상기 전원 회로부와 상기 제1 교류 동시 LED부로부터 직렬 연결되는 제2 교류 동시 LED부; 및 상기 발생된 소정의 Vac 교류 전압에 따라 제3 전류 제어부와 역전류 방지 다이오드부를 통해 상기 상기 제2 교류 동시 LED부에 구비된 제2 발광 다이오드부와 제3 저항부 사이에 상기 제3 전류 제어부가 직렬 연결되어, 상기 제1 교류 동시 LED부에 구비된 제1 발광 다이오드부와 상기 제2 교류 동시 LED부에 구비된 제2 발광 다이오드부에 흐르는 전류를 제어하고 설정하는 제3 교류 동시 다이오드부를 포함하는 LED 구동 장치를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 제1 교류 동시 LED부는 실질적으로 상기 직렬 연결과 상기 병렬 연결되어 발광하는 상기 제1 발광 다이오드부; 상기 제 1 발광 다이오드부에서 흐르는 제1 전류를 제어하는 제1 전류 제어부; 및 상기 제1 전류를 설정하기 위한 제1 저항부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 발광 다이오드부는 상기 제1 저항부와 제2 저항부 사이에 배치되고, 상기 제1 전류 제어부는 상기 제1 저항부와 상기 전원 회로부 사이에 배치되며, 상기 제1 저항부는 상기 역전류 방지 다이오드부와 상기 제1 전류 제어부로부터 상기 제1 발광 다이오드 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 교류 동시 LED부는 상기 전원 회로부와 상기 제1 교류 동시 LED부 사이로부터 연결되어, 상기 직렬 연결과 상기 병렬 연결되어 발광하는 상기 제2 발광 다이오드부; 상기 제2 발광 다이오드부에 흐르는 제2 전류를 제어하는 제2 전류 제어부; 및 상기 제2 전류를 설정하기 위한 제2 저항부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 발광 다이오드부는 상기 전원 회로부의 출력단과 상기 제1 전류 제어부 사이로부터 상기 제2 전류 제어부 사이에 배치되고, 상기 제2 전류 제어부는, 상기 제2 발광 다이오드부와 상기 제2 저항부 사이 및 상기 제3 교류 동시 다이오드부와 상기 제2 저항부 사이에 배치되며, 상기 제2 저항부는, 상기 제2 전류 제어부와 상기 제1 발광 다이오드부 사이로부터 상기 전원 회로부 사이에 배치되는 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제3 교류 동시 다이오드부는 상기 제1 발광 다이오드부 및 상기 제2 발광 다이오드부에 흐르는 전류들을 제어하는 상기 제3 전류 제어부; 및 상기 제1 발광 다이오드부 및 상기 제2 발광 다이오드부에서 흐르는 전류들을 설정하는 상기 제3 저항부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제3 전류 제어부는 상기 제2 발광 다이오드부와 상기 제2 전류 제어부 사이로부터 상기 제3 저항부 사이에 배치되고, 상기 제3 저항부는 상기 역전류 방지 다이오드부와 상기 제3 전류 제어부 사이에 배치되는 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전원 회로부는 상기 교류 전압을 발생시키는 전원부; 및 상기 전원부로부터 발생된 교류 전압을 맥류 전압으로 변환시키는 브릿지 다이오드부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 교류 동시 LED부 및 상기 제2 교류 동시 LED부는 상기 맥류 전압을 통해 각각 상기 직렬 연결과 상기 병렬 연결되어 동작될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 Vac/2 교류 전압이 인가될 때, 상기 제1 발광 다이오드부 및 상기 제2 발광 다이오드부는 각 Vf(문턱 전압)까지 병렬 연결되어, 상기 제 1 전류 제어부와 상기 제1 저항부의 제1 저항값으로 설정된 전류 만큼 전류가 흐를 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 전류 제어부 및 상기 제2 전류 제어부는 상기 Vac/2 교류 전압시 턴 온(turn on) 동작되고, 상기 제3 전류 제어부는, 턴 오프(turn off) 동작될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 Vac 교류 전압이 인가될 때, 상기 제1 발광 다이오드부 및 상기 제2 발광 다이오드부는 상기 제3 교류 동시 다이오드부로부터 직렬 연결될 경우, 상기 제3 전류 제어부와 상기 제3 저항부의 제3 저항값으로 설정된 전류가 상기 직렬 연결된 상기 제1 발광 다이오드부 및 상기 제2 발광 다이오드부로 공급될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제3 전류 제어부는 상기 Vac 교류 전압시, 턴 온(turn on) 동작되고, 상기 제1 전류 제어부 및 상기 제2 전류 제어부는 턴 오프(turn off) 동작될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예는 교류 전압이 Vac/2 일 때나 Vac 일때 제1과 제2 발광 다이오드부에 동시에 전류가 흐르기 때문에, 전류 편차 및 조도 편차를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 전류 편차 및 조도 편차가 적은 발광 다이오드(LED)의 수명에도 균일한 전류로 인해 전체 발광 다이오드 수명도 늘어나는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 제3 전류 제어부의 위치를 제2 발광 다이오드부와 역전류 방지 다이오드 사이에 직렬로 연결됨으로써, 제1 전류 제어부, 제 2 전류 제어부 및 제3 전류 제어부에 전류를 한번씩만 흐르도록 하여 발광 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명의 실시예는 교류 전압이 Vac/2 이거나, Vac 일때 제1/제2/제3 전류 제어부에 한번의 전류만이 인가되기 때문에 기존의 여러번 전류를 인가하는 교류 동시 구동 방식에 비하여 LED 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 LED 구동 장치를 예시적으로 나타낸 회로 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 도 1의 LED 구동 장치의 구성간 병렬 연결 상태를 나타낸 회로 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 도 1의 LED 구동 장치의 구성간 직렬 연결 상태를 나타낸 회로 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 LED 구동 장치에서 발생되는 동작 파형을 예시적으로 나타낸 신호도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예들에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예들에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 본 실시예들은 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 이하의 실시예들 및 특허청구범위에서 개시되는 용어들은 단지 특정한 일례를 설명하기 위하여 사용된 것이지 이들로부터 제한되는 것은 아니다.
예를 들면, 이하의 실시예들 및 특허청구범위에서 개시되는 '및/또는'은 열거되는 관련 항목들 중 하나 이상의 항목에 대한 임의의 및 모든 가능한 조합들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 이하의 실시예들 및 특허청구범위에서 개시되는 '포함하다' 또는 '배치되다' 또는 '구비하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것으로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 이하의 실시예들 및 특허청구범위에서 개시되는 단수 표현인 '상기'는 아래위 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현도 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 이하의 실시예들 및 특허청구범위에서 개시되는 "제1"과 "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
또한, 이하의 실시예의 설명 및 특허청구범위에 개시되는 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 구성 요소간 회로 동작을 의미하는 것으로서, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이며, 반면, '배치되는' '배치된'의 표현들은 구성 요소간 동작 연결 상태를 의미하는 것이 아닌 구성 요소간 물리적인 연결 상태를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 하며, 이하의 실시예의 설명 및 특허청구범위에 개시되는 교류 동시 구동 방식은 Vac/2 및 Vac 교류 전압 중 어느 하나의 선택에 따라 직렬 또는 직병렬 연결되는 발광 다이오드들을 구현하는데 그 의의가 있다.
이하에서는, 전술한 관점들의 토대로 LED 구동 장치에 대해 보다 구체적으로 설명하고자 한다.
<LED 구동 장치의 실시예>
도 1은 본 발명에 따른 LED 구동 장치를 예시적으로 나타낸 회로 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 도 1의 LED 구동 장치의 구성간 병렬 연결 상태를 나타낸 회로 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 도 1의 LED 구동 장치의 구성간 직렬 연결 상태를 나타낸 회로 구성도이다.
언급된 도 2 및 도 3은 도 1를 설명할 때 보조적으로 인용하기로 한다.
도 1를 참조하면, 일 실시예에 따른 LED 구동 장치(100)는 교류 동시 구동 방식을 실현하기 위하여, 전원 회로부(110), 제1 교류 동시 LED부(120), 제2 교류 동시 LED부(130) 및 제3 교류 동시 다이오드부(140)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전원 회로부(110)는 주기적인 시간에 따라 소정의 교류 전압(Vac)을 발생시키는 전원부(111) 및 전술한 전원부(111)로부터 발생된 교류 전압, 예컨대 소정의 Vac/2 교류 전압과 Vac 교류 전압을 시간 주기에 따라 전파 정류된 맥류 전압으로 변환하여 발생시키는 브릿지 다이오드부(112)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 소정의 Vac/2 교류 전압에서 '소정'이라는 용어의 의미는 Vac/2 교류 전압이 발생된 시점부터 종료까지의 특정 구간을 의미하고, 상기 소정의 Vac 교류 전압에서 '소정'이라는 용어의 의미는 Vac 교류 전압이 발생된 시점부터 종료까지의 특정 구간을 의미할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 교류 동시 LED부(120)는 전술한 전원 회로부(110)에 의해 변환된 맥류 전압을 이용하여 예컨대 Vac/2 및 Vac 교류 전압 중 어느 하나의 동작(선택)에 따라 전원 회로부(110) 및 이후에 설명할 제2 교류 동시 LED부(130)로부터 직렬 연결되거나 병렬 연결되어 제1 발광 다이오드부(121)를 동작시킬 수 있다.
언급된 직렬 연결 또는 병렬 연결은 제1 교류 동시 LED부(120)와 다른 구성간 회로적으로 연결된 상태가 아닌 교류 전압에 따라 동작되는 연결 상태를 의미할 수 있다.
예를 들면, 도 2에서와 같이, 전원 회로부(110)로부터 발생된 소정의 Vac/2c 교류 전압이 제1 교류 동시 LED부(120)에 인가되면, 상기 제1 교류 동시 LED부(120)는 전원 회로부(110)로부터 공급된 소정의 Vac/2에 따라 전원 회로부(110) 및 이후에 설명할 제2 교류 동시 LED부(130)로부터 병렬 연결되어 제1 발광 다이오드부(121)를 동작시킬 수 있다.
게다가, 도 3에서와 같이, 전원 회로부(110)로부터 발생된 소정의 Vac 교류 전압이 제1 교류 동시 LED부(120)에 인가되면, 상기 제1 교류 동시 LED부(120)는 전원 회로부(110)로부터 공급된 Vac 교류 전압에 따라 전원 회로부(110)와 제2 교류 동시 LED부(130) 및 이후에 설명할 제3 교류 동시 다이오드부(140) 중 적어도 하나로부터 직렬 연결되어 제1 발광 다이오드부(121)를 동작시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제2 교류 동시 LED부(130)는 전술한 전원 회로부(110)에 의해 변환된 맥류 전압을 이용하여 예컨대 소정의 Vac/2 및 Vac 교류 전압 중 어느 하나의 동작(선택)에 따라 전술한 제1 교류 동시 LED부(120) 및 전원 회로부(110)로부터 직렬 또는 병렬로 연결되어 제2 발광 다이오드부(132)를 동작시킬 수 있다.
언급된 직렬 연결 및/또는 병렬 연결은 제2 교류 동시 LED부(130)와 다른 구성간 회로적으로 연결된 상태가 아닌 교류 전압에 따라 동작되는 연결 상태를 의미할 수 있다.
예를 들면, 도 2에서와 같이, 전원 회로부(110)로부터 발생된 소정의 Vac/2 교류 전압이 제2 교류 동시 LED부(130)에 인가되면, 상기 제2 교류 동시 LED부(130)는 전원 회로부(110)로부터 공급된 소정의 Vac/2 교류 전압에 따라 전원 회로부(110) 및 제1 교류 동시 LED부(120)로부터 병렬 연결되어 제2 발광 다이오드부(131)를 동작시킬 수 있다.
게다가, 도 3에서와 같이, 전원 회로부(110)로부터 발생된 소정의 Vac 교류 전압이 제2 교류 동시 LED부(130)에 인가되면, 상기 제2 교류 동시 LED부(130)는 전원 회로부(110)로부터 공급된 소정의 Vac 교류 전압에 따라 전원 회로부(110), 제1 교류 동시 LED부(130) 및 이후에 설명할 제3 교류 동시 다이오드부(140) 중 적어도 하나로부터 직렬 연결되어 제2 발광 다이오드부(131)를 동작시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제3 교류 동시 다이오드부(140)는 도 2에서와 같이 전술한 전원 회로부(110)로부터 공급된 Vac/2 교류 전압시, 전술한 제1 교류 동시 LED부(120)와 제2 교류 동시 LED부(130) 사이에 배치된 역전류 방지 다이오드부(141, D1)를 포함할 경우, 상기 역전류 방지 다이오드부(141, D1)와 제1 교류 동시 LED부(120) 사이의 연결이 끊어지는 동작으로 작용할 수 있다.
그러나, 일 실시예에 따른 제3 교류 동시 다이오드부(140)는 도 3에서와 같이 전원 회로부(110)로부터 공급된 Vac 교류 전압시, 전술한 역전류 방지 다이오드부(141, D1) 및 이후에 설명할 제3 전류 제어부(142)를 통해 제2 발광 다이오드부(131)와 이후에 설명할 제3 저항부(143) 사이에 상기 제3 전류 제어부(142)가 직렬 연결됨으로써, 전술한 제1과 제2 교류 동시 LED부(120, 130)에 구비된 제1과 제2 발광 다이오드부(121, 131)에 흐르는 전류를 제어하고 설정하여, 제1과 제2 발광 다이오드부(121, 131)를 동작시킬 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는 교류 전압이 Vac/2 이거나, Vac 일때 제1 발광 다이오드와 제2 발광 다이오드에 동시에 전류가 흐르기 때문에 교류 동시 구동 방식을 실현함으로써, 기존의 교류 순차 구동 방식에 비하여 전류 편차 및 조도 편차를 줄일 수 있다.
더욱이, 전술한 바와 같이, 전류 편차 및 조도 편차가 줄어들면, 궁극적으로 제1과 제2 발광 다이오드(LED)는 균일한 전류 흐름으로 인해 수명이 늘어날 수 있다.
특히, 본 실시예에서는 교류 전압이 Vac/2 이거나, Vac 일때 제1/제2/제3 전류 제어부에 한번의 전류만이 인가되기 때문에 기존의 여러번 전류를 인가하는 교류 동시 구동 방식에 비하여 LED 효율을 높일 수 있다.
예를 들면, 기존의 교류 동시 구동 방식은 여러번의 전류가 해당하는 발광 다이오드들에 흐르기 때문에 발광 다이오드들에서 발생하는 온도차가 커져 LED 효율이 낮은 단점을 가지고 있지만, 한번의 전류가 해당하는 발광 다이오드에 흐르는 본 실시예는 전술한 온도차가 작아져 그 만큼의 LED 효율이 좋아질 수 밖에 없었다.
한편, 전술한 제1 교류 동시 LED부(120), 제2 교류 동시 LED부(130) 및 제3 교류 동시 다이오드부(140)에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
일 실시예에서, LED 구동 장치(100)의 제1 교류 동시 LED부(120)는 제1 발광 다이오드부(121), 제1 전류 제어부(122, CC1) 및 제1 저항부(123, CA1)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 발광 다이오드부(121)는 전원 회로부(110)로부터 공급된 소정의 Vac 교류 전압 인가시 실질적으로 전술한 직렬 연결되고, 전원 회로부(110)로부터 공급된 소정의 Vac/2 교류 전압 인가시 병렬 연결될 때 동작되어 발광될 수 있다.
이러한 제1 발광 다이오드부(121)는 직렬 또는 병렬로 동작되기 위하여 전술한 제1 저항부(123, CA1)와 예컨대 이후에 설명할 제2 저항부(133) 사이에 배치됨으로써, 일단이 제1 저항부(123, CA1)에 연결되고, 타단이 제2 교류 동시 LED부(130)에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 전류 제어부(122, CC1)는 전술한 직렬 연결 및/또는 병렬 연결시 제 1 발광 다이오드부(121)에서 흐르는 제1 전류를 제어할 수 있다. 제1 전류를 제어하기 위해서는 제1 전류 제어부(122, CC1)가 정전류 회로로 설계되는 것이 바람직하다.
이러한 제1 전류 제어부(122, CC1)는 전술한 제1 발광 다이오드부(121)에 흐르는 제1 전류를 제어하기 위하여 제1 저항부(123, CA1)와 전원 회로부(110) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 저항부(123, CA1)는 제1 전류를 설정하기 위한 소정의 저항값일 수 있다. 이러한 제1 저항부(123, CA1)는 전술한 제1 발광 다이오드부(121)와 제1 전류 제어부(122, CC1) 사이 및 역전류 방지 다이오드부(141, D1)와 제1 발광 다이오드 사이에 배치될 수 있다.
다르게 표현하자면, 제1 저항부(123, CA1)는 전술한 역전류 방지 다이오드부(141, D1)와 제1 전류 제어(122)부로부터 제1 발광 다이오드부(121) 사이에 배치될 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 LED 구동 장치(100)의 제2 교류 동시 LED부(130)는 제2 발광 다이오드부(131), 제2 전류 제어부(132, CC2) 및 제2 저항부(133, CA2)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 발광 다이오드부(131)는 전원 회로부(110)로부터 공급된 소정의 Vac 교류 전압 인가시 실질적으로 전술한 직렬 연결이 이루어지고, 소정의 Vac/2 교류 전압시 실질적으로 전술한 병렬 연결될 때 동작되어 발광될 수 있다.
이러한 제2 발광 다이오드부(131)는 예컨대, 전원 회로부(110)로부터 공급된 소정의 Vac/2 교류 전압 인가시 병렬로 동작되기 위하여 전술한 전원 회로부(110)의 출력단과 제1 전류 제어부(122, CC1) 사이로부터 제2 전류 제어부(132, CC2) 사이 및 전원 회로부(110)로부터 공급된 Vac 교류 전압시 전원 회로부(110)의 출력단과 제1 전류 제어부(122, CC1) 사이로부터 제3 교류 동시 다이오드부(140) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 전류 제어부(132, CC2)는 전술한 제2 발광 다이오드부(131)에 흐르는 제2 전류를 제어할 수 있다. 제2 전류를 제어하기 위해서는 제2 전류 제어부(132, CC2)가 정전류 회로로 설계되는 것이 바람직하다.
이를 위해, 제2 전류 제어부(132, CC2)는 전술한 제2 발광 다이오드부(131)와 제2 저항부(133, CA2) 사이 및 제3 교류 동시 다이오드부(140)와 제2 저항부(133, CA2) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 저항부(133, CA2)는 제2 전류를 설정하기 위한 소정의 저항값일 수 있다. 이러한 제2 저항부(133, CA2)는 전술한 제2 전류 제어부(132, CC2)와 전원 회로부(110)의 입력단 사이 또는/및 제1 발광 다이오드부(121)와 전원 회로부(110)의 입력단 사이에 배치될 수 있다.
다르게 표현하자면, 제2 저항부(133, CA2)는 제2 전류 제어부(132, CC2)와 제1 발광 다이오드부(121) 사이로부터 전원 회로부(110)의 입력단 사이에 배치될 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 LED 구동 장치(100)의 제3 교류 동시 다이오드부(140)는 역전류 방지 다이오드부(141), 제3 전류 제어부(142, CC3) 및 제3 저항부(143, CA3)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 역전류 방지 다이오드부(141,D1)는 예컨대 전원 회로부(110)로부터 공급된 소정의 Vac/2 교류 전압 인가시 역전류 방지하고, 소정의 Vac 교류 전압 인가시 전류를 흐르도록 하기 위하여 제1 전류 제어부(122, CC1) 및 제1 저항부(123, CA1) 사이로부터 제3 저항부(143, CA3) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에서 제3 전류 제어부(142, CC3)는 전술한 바와 같이 제 1 발광 다이오드부(121)와 제3 저항부(143, CA3) 사이에 직렬 연결될 때, 전술한 제1 발광 다이오드부(121) 및 제2 발광 다이오드부(131)에서 흐르는 전류들을 제어할 수 있다.
이러한 제3 전류 제어부(142, CC3)는 전술한 제2 발광 다이오드부(131)와 제2 전류 제어부(132, CC2) 사이로부터 제3 저항부(143, CA3) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제3 저항부(143, CA3)는 전술한 바와 같이 제1 발광 다이오드부(121)와 제2 발광 다이오드부(131)로부터 직렬 연결될 때, 제1 발광 다이오드부(121) 및 제2 발광 다이오드부(131)에서 흐르는 전류들을 설정할 수 있다.
이러한 제3 저항부(143, CA3)는 역전류 방지 다이오드부(141, D1)와 제3 전류 제어부(142, CC3) 사이에 배치될 수 있다.
이와 같이, 소정의 Vac/2 교류 전압과 Vac 교류 전압에 따라 제1 교류 동시 LED부(120), 제2 교류 동시 LED부(130) 및 제3 교류 동시 다이오드부(140)의 각 사이에서는 직렬 또는 병렬 연결될 수 있는데, 예를 들면, Vac/2 교류 전압이 전원 회로부(110)로부터 공급(인가)되면, 전술한 제1 발광 다이오드부(121)는 Vf(문턱 전압)까지 병렬 연결되어 제1 전류 제어부(122, CC1)와 제1 저항부(123, CA1)의 제1 저항값으로 설정된 전류 만큼 전류가 흐를 수 있다.
이와 동시에, Vac/2 교류 전압이 전원 회로부(110)로부터 공급(인가)되면, 전술한 제2 발광 다이오드부(131)는 Vf(문턱 전압)까지 병렬 연결되어 제2 전류 제어부(132, CC2)와 제2 저항부(133, CA2)의 제2 저항값으로 설정된 전류 만큼 전류가 흐를 수 있다.
이런 경우는 제1 전류 제어부(122, CC1)와 제2 전류 제어부(132, CC2)가 턴 온(turn on)될 때 가능함을 알 수 있다.
반면, 제1 교류 동시 LED부(120)와 제2 교류 동시 LED부(130)의 사이에 배치된 제3 교류 동시 다이오드부(140)는 끊어질 수 있다. 이는 예컨대 제3 전류 제어부(142, CC3)가 턴 오프(turn off) 동작된 상태임을 알 수 있다.
다른 예로서, Vac 교류 전압이 전원 회로부(110)로부터 공급(인가)되면, 제 1 발광 다이오드부(121)와 제 2 발광 다이오드부(131)는 제3 교류 동시 다이오드부(140)로부터 직렬 연결되어 전류가 흐를(공급될) 수 있다.
그러나, 제1 전류 제어부(122, CC1)와 제2 전류 제어부(132, CC2)는 턴 오프(turn off) 동작될 수 있으며, 대신 제3 전류 제어부(142, CC3)와 제3 저항부(143, CA3)의 제3 저항값으로 설정된 전류가 직렬 연결된 제1 발광 다이오드부(121) 및 제2 발광 다이오드부(131)로 공급(인가)되어 동작될 수 있다.
이와 같이, Vac 교류 전압시, 제3 전류 제어부(142, CC3)가 턴 온(turn on) 동작됨으로써, 제3 전류 제어부(142, CC3)와 제3 저항부(143, CA3)의 제3 저항값으로 설정된 전류가 직렬 연결된 제1 발광 다이오드부(121) 및 제2 발광 다이오드부(131)로 공급되어 동작될 수 있는 것이다.
이와 같이, 본 실시예에서는 교류 전압이 Vac/2 일 때나 Vac 일때 제1과 제2 발광 다이오드부에는 동시에 전류가 흐르도록 하기 때문에, 전류 편차 및 조도 편차를 줄일 수 있으며, 발광 다이오드(LED) 수명에도 균일한 전류 흐름으로 인해 전체 LED 수명도 늘어날 수 있는 장점을 준다.
게다가, 제 3 전류 제어부의 위치를 제1 발광 다이오드부와 역전류 방지 다이오드 사이에 직렬로 연결함으로써, 본 실시예에서는 제1 전류 제어부, 제2 전류 제어부 및 제3 전류 제어부에 전류를 한번씩만 흐르게 하여 기존의 교류 순차 구동 방식 또는 교류 동시 구동 방식에 비하여 LED 효율을 높일 수 있는 장점을 준다.
<LED 구동 장치의 동작 파형 실시예>
도 4는 본 발명에 따른 LED 구동 장치에서 발생되는 동작 파형을 예시적으로 나타낸 신호도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 전원 회로부(110)의 전원부(111)는 소정의 Vac 크기를 갖는 교류 전압을 발생시킨다.
일 실시예에서, 전원 회로부(110)의 브릿지 다이오드부(112)는 전원부(111)로부터 공급된 교류 전압을 맥류 전압(파형)으로 변환시켜 직렬 또는 병렬 연결된 제1 교류 동시 LED부(120), 제2 교류 동시 LED부(130) 및 제3 교류 동시 다이오드부(140) 중 적어도 하나의 구성들로 인가시킬 수 있다.
이런 경우, 제1 교류 동시 LED부(120)의 제1 전류 제어부(122, CC1) 및 제2 교류 동시 LED부(130)의 제1 전류 제어부(122, CC1)는 맥류 전압(파형)을 통해 전원 회로부(110)로부터 인가된 교류 전압 중 예컨대 소정의 Vac/2 교류 전압 인가시 턴 온(turn on) 동작될 수 있고, 제3 교류 동시 다이오드부(140)의 제3 전류 제어부(142, CC3)는 턴 오프(turn off) 동작될 수 있다.
이에 따라, 제1 교류 동시 LED부(120)의 제1 발광 다이오드부(121)와 제2 교류 동시 LED부(130)의 제2 발광 다이오드부(131)는 각 Vf(문턱 전압)까지 병렬 연결되어 제 1 전류 제어부(122)와 제1 저항부(123, CA1)의 제1 저항값으로 설정된 전류 만큼 LED 전류가 흐를 수 있다.
그러나, Vac 교류 전압이 인가되는 경우, 제1 발광 다이오드부(121) 및 제2 발광 다이오드부(131)는 전원 회로부(110) 및 제3 교류 동시 다이오드부(140)로부터 직렬 연결되기 때문에, 제3 교류 동시 다이오드부(140)의 제3 전류 제어부(142, CC3)는 Vac 교류 전압시, 턴 온(turn on) 동작될 수 있고, 제1 교류 동시 LED부(120)의 제1 전류 제어부(122, CC1)와 제2 교류 동시 LED부(130)의 제2 전류 제어부(132, CC2)는 턴 오프(turn off) 동작될 수 있다.
이에 따라, 턴 온으로 동작된 제3 교류 동시 다이오드부(140)의 제3 전류 제어부(142, CC3)와 제3 저항부(143, CA3)의 제3 저항값으로 설정된 LED 전류가 전술한 바와 같이 직렬 연결된 제1 발광 다이오드부(121) 및 제2 발광 다이오드부(131)로 공급(인가)될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는 교류 전압이 Vac/2 일 때나 Vac 일때 제1 발광 다이오드부(121) 및/또는 제2 발광 다이오드부(131)에는 동시에 전류가 흐르기 때문에 전류 편차 및 조도 편차를 줄일 수 있으며, 발광 다이오드(LED)의 수명에도 균일한 전류 흐름으로 전체 LED 수명도 늘어나는 장점을 준다.
아울러, 본 실시예에서는 제3 전류 제어부(142, CC3)의 위치를 제1 발광 다이오드부(121)와 역전류 방지 다이오드(141, D1) 사이에 직렬로 연결됨으로써, 제1 전류 제어부(122), 제2 전류 제어부(132, CC2) 및 제3 전류 제어부(142, CC3)에 LED 전류를 한번씩만 흐르게 하여 기존의 교류 순차 구동 방식과 교류 동시 구동 방식에 비하여 LED 효율을 높일 수 있는 장점을 준다.
이상에서와 같이, 본 출원의 바람직한 실시예 들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : LED 구동 장치 110 : 전원 회로부
111 : 전원부 112 : 브릿지 다이오드부
120 : 제1 교류 동시 LED부 121 : 제1 발광 다이오드부
122 : 제1 전류 제어부 123 : 제1 저항부
130 : 제2 교류 동시 LED부 131 : 제2 발광 다이오드부
132 : 제2 전류 제어부 133 : 제2 저항부
140 : 제3 교류 동시 다이오드부 141 : 역전류 방지 다이오드부
142 : 제3 전류 제어부 143 : 제3 저항부

Claims (13)

  1. 맥류 전압을 이용하여 소정의 Vac/2 및 Vac 교류 전압 중 적어도 하나를 발생시키는 전원 회로부;
    상기 발생된 소정의 Vac/2 교류 전압에 따라 상기 전원 회로부와 이하의 제2 교류 동시 LED부로부터 병렬 연결되고, 상기 발생된 소정의 Vac 교류 전압에 따라 상기 전원 회로부와 이하의 제2 교류 동시 LED부로부터 직렬 연결되는 제1 교류 동시 LED부;
    상기 발생된 소정의 Vac/2 교류 전압에 따라 상기 전원 회로부와 상기 제1 교류 동시 LED부로부터 병렬 연결되고, 상기 발생된 소정의 Vac 교류 전압에 따라 상기 전원 회로부와 상기 제1 교류 동시 LED부로부터 직렬 연결되는 제2 교류 동시 LED부; 및
    상기 발생된 소정의 Vac 교류 전압에 따라 제3 전류 제어부와 역전류 방지 다이오드부를 통해 상기 상기 제2 교류 동시 LED부에 구비된 제2 발광 다이오드부와 제3 저항부 사이에 상기 제3 전류 제어부가 직렬 연결되어, 상기 제1 교류 동시 LED부에 구비된 제1 발광 다이오드부와 상기 제2 발광 다이오드부에 흐르는 전류를 제어하고 설정하는 제3 교류 동시 다이오드부;
    를 포함하는, LED 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 교류 동시 LED부는,
    실질적으로 상기 직렬 연결과 상기 병렬 연결되어 발광하는 상기 제1 발광 다이오드부;
    상기 제 1 발광 다이오드부에서 흐르는 제1 전류를 제어하는 제1 전류 제어부; 및
    상기 제1 전류를 설정하기 위한 제1 저항부;
    를 포함하는, LED 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 발광 다이오드부는, 상기 제1 저항부와 제2 저항부 사이에 배치되고,
    상기 제1 전류 제어부는, 상기 제1 저항부와 상기 전원 회로부 사이에 배치되며,
    상기 제1 저항부는, 상기 역전류 방지 다이오드부와 상기 제1 전류 제어부로부터 상기 제1 발광 다이오드 사이에 배치되는, LED 구동 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 교류 동시 LED부는,
    상기 전원 회로부와 상기 제1 교류 동시 LED부 사이로부터 연결되어, 상기 직렬 연결과 상기 병렬 연결되어 발광하는 상기 제2 발광 다이오드부;
    상기 제2 발광 다이오드부에 흐르는 제2 전류를 제어하는 제2 전류 제어부; 및
    상기 제2 전류를 설정하기 위한 제2 저항부;
    를 포함하는, LED 구동 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 발광 다이오드부는, 상기 전원 회로부의 출력단과 상기 제1 전류 제어부 사이로부터 상기 제2 전류 제어부 사이에 배치되고,
    상기 제2 전류 제어부는, 상기 제2 발광 다이오드부와 상기 제2 저항부 사이 및 상기 제3 교류 동시 다이오드부와 상기 제2 저항부 사이에 배치되며,
    상기 제2 저항부는, 상기 제2 전류 제어부와 상기 제1 발광 다이오드부 사이로부터 상기 전원 회로부 사이에 배치되는, LED 구동 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제3 교류 동시 다이오드부는,
    상기 제1 발광 다이오드부 및 상기 제2 발광 다이오드부에 흐르는 전류들을 제어하는 상기 제3 전류 제어부; 및
    상기 제1 발광 다이오드부 및 상기 제2 발광 다이오드부에서 흐르는 전류들을 설정하는 상기 제3 저항부;
    를 포함하는, LED 구동 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3 전류 제어부는,
    상기 제2 발광 다이오드부와 상기 제2 전류 제어부 사이로부터 상기 제3 저항부 사이에 배치되고,
    상기 제3 저항부는,
    상기 역전류 방지 다이오드부와 상기 제3 전류 제어부 사이에 배치되는, LED 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전원 회로부는,
    상기 교류 전압을 발생시키는 전원부; 및
    상기 전원부로부터 발생된 교류 전압을 맥류 전압으로 변환시키는 브릿지 다이오드부;
    를 포함하는, LED 구동 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 교류 동시 LED부 및 상기 제2 교류 동시 LED부는,
    상기 맥류 전압을 통해 각각 상기 직렬 연결과 상기 병렬 연결되어 동작되는 것을 특징으로 하는, LED 구동 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 Vac/2 교류 전압이 인가될 때, 상기 제1 발광 다이오드부 및 상기 제2 발광 다이오드부는, 각 Vf(문턱 전압)까지 병렬 연결되어, 상기 제 1 전류 제어부와 상기 제1 저항부의 제1 저항값으로 설정된 전류 만큼 전류가 흐르는 것을 특징으로 하는, LED 구동 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 전류 제어부 및 상기 제2 전류 제어부는, 상기 Vac/2 교류 전압시 턴 온(turn on) 동작되고,
    상기 제3 전류 제어부는, 턴 오프(turn off) 동작되는 것을 특징으로 하는, LED 구동 장치.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 Vac 교류 전압이 인가될 때, 상기 제1 발광 다이오드부 및 상기 제2 발광 다이오드부는, 상기 제3 교류 동시 다이오드부로부터 직렬 연결될 경우,
    상기 제3 전류 제어부와 상기 제3 저항부의 제3 저항값으로 설정된 전류가 상기 직렬 연결된 상기 제1 발광 다이오드부 및 상기 제2 발광 다이오드부로 공급되는 것을 특징으로 하는, LED 구동 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제3 전류 제어부는, 상기 Vac 교류 전압시, 턴 온(turn on) 동작되고,
    상기 제1 전류 제어부 및 상기 제2 전류 제어부는, 턴 오프(turn off) 동작되는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
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