KR20200111995A - Led 구동 장치 - Google Patents

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KR20200111995A
KR20200111995A KR1020190031770A KR20190031770A KR20200111995A KR 20200111995 A KR20200111995 A KR 20200111995A KR 1020190031770 A KR1020190031770 A KR 1020190031770A KR 20190031770 A KR20190031770 A KR 20190031770A KR 20200111995 A KR20200111995 A KR 20200111995A
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capacitor
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converter
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led driving
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KR1020190031770A
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이봉진
강규철
김인용
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 장치는, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류부; 상기 직류 전원을 이용하여 복수의 LED에 구동 전원을 공급하며, 커패시터가 연결되는 출력단을 포함하는 컨버터부; 상기 컨버터부의 상기 출력단에서 상기 커패시터와 병렬 접속되며, 서로 직렬 연결된 보조 커패시터와 스위치를 포함하는 보호 회로부; 및 상기 컨버터부의 출력에 포함된 리플 성분을 검출하고, 상기 리플 성분의 레벨이 기준값을 초과하면, 상기 스위치를 턴 온하여 상기 보조 커패시터를 상기 커패시터에 병렬 연결하는 보호 회로 제어부;를 포함한다.

Description

LED 구동 장치{LED DRIVING APPARATUS}
본 발명은 LED 구동 장치에 관한 것이다.
반도체 발광소자는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 등의 소자를 포함하며, 낮은 소비 전력, 높은 휘도, 긴 수명 등의 여러 장점을 가지고 있어 광원으로 그 사용 영역을 점점 넓혀가고 있다. 반도체 발광소자는 다양한 분야에 광원으로 적용되며, 최근에는 백라이트 유닛, 조명 장치와 같은 일반적인 발광 장치 이외에도 반도체 발광소자를 적용할 수 있는 다양한 응용 분야가 연구되고 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 과제 중 하나는, LED 구동 장치를 구성하는 커패시터의 리플 전압을 실시간으로 검출하여 잔여 수명을 확인하고, 잔여 수명이 기준 이하인 것으로 판별되면 보호 회로부를 동작하여, 잔여 수명을 증가시킬 수 있는 LED 구동 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 장치는, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류부; 상기 직류 전원을 이용하여 복수의 LED에 구동 전원을 공급하며, 커패시터가 연결되는 출력단을 포함하는 컨버터부; 상기 컨버터부의 상기 출력단에서 상기 커패시터와 병렬 접속되며, 서로 직렬 연결된 보조 커패시터와 스위치를 포함하는 보호 회로부; 및 상기 컨버터부의 출력에 포함된 리플 성분을 검출하고, 상기 리플 성분의 레벨이 기준값을 초과하면, 상기 스위치를 턴 온하여 상기 보조 커패시터를 상기 커패시터에 병렬 연결하는 보호 회로 제어부;를 포함하는 LED 구동 장치를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 장치는, 복수의 LED에 구동 전원을 공급하며, 커패시터가 연결되는 출력단을 포함하는 컨버터부; 상기 복수의 LED에 흐르는 전류에 대응하는 센싱 전압을 생성하는 전류 검출 회로; 소정의 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성 회로; 상기 센싱 전압을 상기 기준 전압과 비교하여 피드백 신호를 출력하는 오차 증폭기; 상기 피드백 신호에 응답하여 상기 컨버터부가 출력 가능한 전류의 최대값을 변경하는 컨트롤러; 상기 오차 증폭기의 비반전 입력단의 입력 저항에 병렬 연결되며, 서로 직렬 연결된 보조 저항과 스위치를 포함하는 보호 회로부; 및 상기 컨버터부의 출력에 포함된 리플 성분을 검출하고, 상기 리플 성분의 레벨이 기준값을 초과하면, 상기 스위치를 턴 온하여 상기 보조 저항을 상기 커패시터에 병렬 연결하여 상기 비반전 입력단에 입력되는 전압을 감소하는 보호 회로 제어부;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, LED 구동 장치를 구성하는 커패시터의 리플 전압을 실시간으로 검출하여 잔여 수명을 확인하고, 잔여 수명이 기준 이하인 것으로 판별되면 보호 회로부를 동작함으로써, LED 구동 장치의 잔여 수명을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 장치가 채용된 조명 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 컨버터부가 복수개 포함된 조명장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 LED 구동 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 장치를 나타낸 회로도이다.
도 5는 LED 구동 장치의 동작을 설명하는 데에 제공되는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 장치가 채용된 조명 장치를 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 장치가 채용된 조명 장치를 나타낸 회로도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 장치가 채용된 조명 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(1)는 전원(20), LED 구동 장치(10) 및 발광부(40)를 포함할 수 있다. 발광부(40)는 복수의 LED들을 포함할 수 있으며, LED 구동 장치(10)는 전원(20)이 공급하는 교류 전원을 이용하여 발광부(40)에 포함된 복수의 LED들을 구동하기 위한 구동 전원을 생성할 수 있다.
본 일실시예의 경우, 상기 LED 구동 장치(10)는 EMI 필터부(30)를 더 포함할 수 있다. EMI 필터부(30)는 전자파(Electro-Magnetic Interference, EMI)를 저감시키기 위한 것으로, 전원(20)에 연결되어 노이즈를 차단하는 필터로 기능할 수 있으며, X 커패시터, Y 커패시터, CM(Common Mode) 초크 트랜스, DM(Differential Mode) 초크 트랜스를 포함하여 구성될 수 있다.
LED 구동 장치(10)는 보호 회로 제어부(100), 정류부(200), 컨버터부(300) 및 보호 회로부(400)를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 보호 회로 제어부(100)는 리플 전압 검출부(101)와 스위치 제어부(102)를 포함할 수 있다. 보호 회로 제어부(100)는 컨버터부(300)의 리플 전압을 검출하고, 리플 성분의 레벨이 기준값을 초과하면, 보호 회로부(400)의 스위치(402)를 턴온하여 보호 회로부(400)를 컨버터부(300)의 커패시터와 병렬로 연결할 수 있다.
리플 전압 검출부(101)는 컨버터부(300)의 출력단에 연결되어 컨버터부(300)의 커패시터에 인가된 출력전압(Vo)을 입력받고, 출력전압(Vo)에서 직류 성분을 제거하여 리플 성분을 검출하고, 리플 성분에 대응하는 출력 신호(Vc5)를 스ㅣ위치 제어부(102)로 출력할 수 있다.
스위치 제어부(102)는 슈미트 트리거 버퍼 회로 및 래치 회로를 포함할 수 있다. 슈미트 트리거 버퍼 회로는 리플 전압 검출부(101)에서 출력된 출력 신호(Vc5)에 포함된 노이즈 성분을 차단할 수 있다. 래치 회로는 OR 게이트를 포함할 수 있으며, 컨버터부(300)의 리플 성분의 크기가 감소할 경우에 스위치 제어부(102)가 온/오프를 무한 반복하는 것을 방지할 수 있다.
보호 회로부(400)는 서로 직렬 연결된 보조 커패시터(401)와 스위치(402)를 포함하며, 컨버터부(300)의 출력단에 병렬 접속되어, 컨버터부(300)에 포함된 커패시터에 인가되는 전압의 리플 성분이 기준값을 초과하면, 스위치(402)를 턴 온하여 보조 커패시터(401)를 컨버터부(300)의 커패시터에 병렬 연결시킬 수 있다. 스위치(402)는 보조 커패시터(401)와 그라운드(GND)사이에 배치되어, 보조 커패시터(401)가 장기간 전원이 인가되지 않은 상태에서 누설전류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
정류부(200)는 전원(20)이 공급하는 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환할 수 있다. 실시예에 따라서는, EMI 필터부(30)를 통해 공급되는 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환할 수 있다. 컨버터부(300)는 플라이백 컨버터, PFC 컨버터, 벅 컨버터, 부스트 컨버터, LLC 컨버터 등을 포함할 수 있으며, 정류부(11)가 복수의 LED들을 구동하기 위한 구동 전원을 생성할 수 있다. 컨버터부(300)는 커패시터가 연결되는 출력단을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는, 컨버터부(300)는 서로 직렬로 연결되는 2개 이상의 컨버터를 포함할 수도 있다.
도 2는 컨버터부가 복수개 포함된 조명장치를 나타낸 블록도이고 도 3은 일 실시예에 따른 LED 구동 장치를 나타낸 블록도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 장치를 나타낸 회로도이고, 도 5는 LED 구동 장치의 동작을 설명하는 데에 제공되는 도면이다.
도 2을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(2)는 전원(20), LED 구동 장치(10) 및 발광부(40)를 포함할 수 있다. 일실시예의 경우, 상기 LED 구동 장치(10)는 EMI 필터부(30)를 더 포함할 수 있다. LED 구동 장치(10)는 보호 회로 제어부(100), 정류부(200), 컨버터부(300) 및 보호 회로부(400)를 포함할 수 있다. 일 실시예는 앞서 설명한 실시예와 비교할 때, 컨버터부(300)가 서로 직렬로 연결되는 2개의 컨버터를 포함하는 차이점이 있다. 그 외의 동일한 도면부호의 구성은 동일한 구성이므로, 설명이 중복되는 것을 방지하기 위해 자세한 설명을 생략한다. 일 실시예의 컨버터부(300)는 2개의 컨버터(310, 320)를 포함하며, 각각은 PFC 컨버터(310) 및 DC-DC 컨버터(320)일 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 외부 전원(V1)에서 입력된 전류는, CX1, CX2 그리고 LF1으로 구성된 파이 필터 형태의 EMI 필터부(30)로 전달되며, EMI 필터부(30)를 통과하여 노이즈가 제거된 전원이 전파 정류 회로(BD1)로 입력된다. 전파 정류 회로(BD1)인 정류부(200)는 입력 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환할 수 있으며, 변환된 전압은 정류부(200)의 출력단에 연결된 커패시터(C1)에 충전될 수 있다.
컨버터부(300) 중 PFC 컨버터(310)의 출력단에는 병렬로 커패시터(C2)의 연결되며, 커패시터(C2)에는 보호 회로부(400)가 병렬 연결될 수 있다. 상기 커패시터(C2)는 전해 커패시터 일 수 있다. 실시예에 따라서는, 보호 회로부(400)는 컨버터부(300) 중 DC-DC 컨버터(320)에 포함된 커패시터에 병렬 연결될 수도 있다.
LED 조명장치의 발광부를 이루는 LED는 긴 수명을 가지나, LED를 구동하는 LED 구동 장치에 포함된 커패시터는 LED에 비해 상대적으로 짧은 수명을 가진다. 특히, 전해 커패시터의 경우, 구동시간이 경과할수록 내부 전해액이 증발하여 커패시터의 용량이 감소하게 되고, 이에 따라, 출력 전압의 리플 성분의 진폭이 점점 증가하게 되며, 이에 비례하여 등가 직렬 저항(Equivalent Series Resistor)이 증가하게 된다. 이와 같이, 전해 커패시터의 등가 직렬 저항이 증가하면 발열량이 증가하게 되며, 결국 커패시터 용량의 감소 속도가 더욱 가속된다. 이러한 상기 사이클이 반복됨에 따라 전해 커패시터는 수명 말기에 도달하게 된다. 전해 커패시터의 수명은 전해 커패시터의 출력 전압 중 리플 성분을 측정하여 간접적으로 판단할 수 있다.
이와 같이, LED 구동 장치에 포함된 커패시터의 수명이 짧으므로, LED 조명장치 및 LED 구동 장치의 수명은 커패시터의 수명으로 제한되게 된다. 따라서, 커패시터의 출력 전압 중 리플 성분의 진폭을 측정하여 커패시터의 잔여 수명을 확인함으로써, LED 조명장치 및 LED 구동 장치의 잔여 수명을 확인 수 있다. 아울러, 커패시터의 잔여 수명을 증가시킴으로써 LED 조명장치 및 LED 구동 장치의 잔여 수명을 증가시킬 수 있다. 일 실시예의 경우, 커패시터의 출력 전압 중 리플 성분의 레벨을 측정하고, 리플 성분의 레벨이 소정의 기준값을 초과하면, 커패시터의 수명을 연장하기 위한 보호 회로부를 턴 온하여, 커패시터의 잔여 수명을 연장할 수 있다.
전해 커패시터의 수명은 구동 온도(Operating Temperature)와 매우 밀접한 관계가 있다. 일반적으로, 전해 커패시터의 구동 온도가 10℃ 감소할 경우, 수명은 2배 정도 증가하는 경향을 보인다. 이러한, 전해 커패시터의 구동 온도는 주로 리플 전류, 등가 직렬 저항 및 주변 온도(Ambient Temperature)에 영향을 받게 된다. 컨버터부(300)에 포함된 커패시터(C2)의 수명은 이러한 3가지 요인에 의해 결정되나, 보호 회로부(400)의 보조 커패시터(401)는 턴 온되기 전까지는 전류가 공급되지 않으므로, 주변 온도에만 영향을 받게 된다. 따라서, 보호 회로부(400)의 보저 커패시터(401)는 컨버터부(300)의 커패시터에 비해 약 30% ~ 50%의 긴 수명을 가질 수 있다.
보호 회로부(400)는 보조 커패시터(401)와 스위치(402)를 포함할 수 있으며, 스위치(402)는 보호 회로 제어부(100)의 턴 온 신호에 의해 온되어, 보조 커패시터(401)를 PFC 컨버터(310)의 커패시터(C2)와 병렬 연결 되도록 할 수 있다. 보조 커패시터(401)는 컨버터부(300)에 포함된 커패시터의 커패시턴스 값의 40% 내지 50%의 커패시턴스 값을 가질 수 있다.
보호 회로 제어부(100)는 리플 전압 검출부(101)와 스위치 제어부(102)를 포함할 수 있으며, 리플 전압 검출부(101)는 C4, R1, D2 그리고 C5로 구성되며, 출력(Vo)에 포함된 직류성분은 C4 양단에 인가되어 제거되고, 리플 성분만 R1에 인가된다. R1의 양단 전압은 D2, C5로 구성된 직류 정류 회로로 입력되어 리플 크기에 비례하는 직류 전압을 출력할 수 있다. 리플 전압 검출부(101)에는 U1, U2, U3 그리고 SW로 구성된 스위치 제어부(102)가 연결되어, C5의 전압은 슈미트 트리거 버퍼 회로(U1)로 입력될 수 있다. 슈미트 트리거 버퍼 회로(U1)는 과도 상태에서 발생한 노이즈가 유입되어 보호 회로 제어부(100)에 오동작이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
커패시터(C2)는 수명 말기에 도달할수록 리플 전압의 진폭이 커지게 되는데, 단순 비교기(Comparator)만 사용할 경우, 진폭에 의해 하이 레벨/로우 레벨 출력이 반복되어 플리커(Flicker)가 발생할 수 있다. 슈미트 트리거 버퍼 회로(U1)를 채용하면, 슈미트 트리거 버퍼 회로(U1)의 히스테리시스(Hysteresis) 특성에 따라, 과도 상태, 구동 중 발생한 서지(Surge) 및 아크(Arc)의 유입에 의한 전원 상태 변동이나, 커패시터의 수명이 짧아짐에 따라 리플 전압의 진폭이 증가하여 보호 회로 제어부(100)에 발생하는 오동작을 방지할 수 있다. 슈미트 트리거 버퍼 회로(U1)는 공급되는 전압의 크기에 따라 문턱전압의 상한값(VT+)과 하한값(VT-)이 설정될 수 있다. 예를 들어, 슈미트 트리거 버퍼 회로(U1)의 공급 전압이 5.5V일 경우, 상한값(VT+)은 3V, 하한값(VT-)은 2.2V로 설정될 수 있다. 리플 전압 검출부(101)의 C5의 직류 정류 전압이, 슈미트 트리거 버퍼 회로(U1)의 문턱 전압의 상한값(VT+)을 넘어서는 순간, 슈미트 트리거 버퍼 회로(U1)의 출력은 로우 레벨에서 하이 레벨로 변경되게 된다. 슈미트 트리거 버퍼 회로(U1)의 출력단에는 OR 게이트로 구성된 래치(Latch) 회로가 연결될 수 있다. 커패시터(C2)의 잔여 수명이 감소하여 보조 커패시터(C3)가 병렬 연결되면 PFC 컨버터(310)의 출력 전압에 포함된 리플 전압의 크기가 감소하게 된다. 이에 따라, 슈미트 트리거 버퍼 회로(U1)로 입력되는 전압 또한 감소하게 되어 문턱 전압의 하한값(VT-)보다 낮아지면, 슈미트 트리거 버퍼 회로(U1)의 출력은 하이 레벨에서 로우 레벨로 전환되게 된다. 래치 회로(U2)가 채용되지 않은 경우에는, 보호 회로부(400)의 스위치(402)가 다시 오프되어 보조 커패시터(C3)의 연결이 해제되게 될 수 있다. 따라서, PFC 컨버터(310)의 리플 전압의 크기가 다시 증가하게 되고, 스위치 제어부(102) 출력은 다시 로우 레벨에서 하이 레벨로 변환되어 스위치(402)가 온/오프되는 동작을 무한 반복하는 오동작이 발생할 수 있다. 실시예에 따라서는, 래치 회로(U2)의 출력단에 스위치(402)를 구동하기 위한 드라이버(U3)가 연결될 수 있다.
도 5는 커패시터(C2)의 가동시간이 경과함에 따라(t1 시점), 커패시터(C2)의 용량이 감소하여 리플 전압이 증가하고, 이에 따라, 각 부분에서 측정되는 전압을 도시한 것이다. 커패시터(C2)의 잔여 수명이 감소함에 따라, 커패시터(C2) 내부의 전해액이 증발하여 커패시턴스가 작아지고, 등가 저항값이 증가하여 발열량이 증가한다. 이로 인해, 전해액이 증발하는 속도가 더욱 빨라지며, 리플 전압도 점점 증가하는 경향이 있다. t2는 커패시터(C2)의 리플 전압이 기준값을 초과하여 보호 회로부(400)가 동작되는 시점으로, 리플 전압 검출부(101)의 C5에 충전되는 전압(VC5)이 슈미트 트리거 버퍼 회로(U1) 문턱 전압의 상한값(VT+)보다 크게 되어, 슈미트 트리거 버퍼 회로(U1)의 출력은 로우 레벨에서 하이 레벨로 전환된다. t3는 스위치(402)가 턴 온되어 보조 커패시터(C3)가 커패시터(C2)에 병렬 연결되는 시점으로서, 커패시터(C2)에 보조 커패시터(C3)가 병렬 연결되어, 전체 커패시터 용량은 증가하고, 리플 전압은 감소한 것을 볼 수 있다. 이로 인해, 슈미트 트리거 버퍼 회로(U1)의 출력은 t2에서 t3 구간만 하이 레벨을 유지하지만, 슈미트 트리거 버퍼 회로(U1)의 출력단에 연결된 래치 회로(U2)에 의해 하이 레벨신호가 유지할 수 있다. 출력(Vo)의 리플이 증가하면, 리플 전압 검출부(101)의 출력 전압도 이와 비례하여 증가하는 것을 볼 수 있다.
도 6은 앞서 설명한 보호 회로부와 보호 회로 제어부를 플라이백(Flyback) 컨버터(1300)에 적용한 것을 도시한 블록도이다.
일 실시예의 LED 조명장치(1000)는 EMI 필터부(1030), 제1 정류부(1210), 스위칭부(1500), 스위칭부(1500)를 제어하기 위한 컨트롤러(1600), 기준전압 생성회로(1700), 제2 정류부(1220), 발광부(1040), 오차 증폭기(1900) 및 오차 증폭기(1900)의 출력을 1차측에 있는 컨트롤러(1600)로 피드백하기 위한 포토 커플러(1800)를 포함할 수 있다. 보호 회로부(1400)와 보호 회로 제어부(1100)의 구성과 동작은 앞서 설명한 일 실시예와 동일하므로, 설명이 중복되는 것을 방지하기 위해, 구체적인 설명은 생략한다.
플라이백 컨버터(1300)의 2차측의 커패시터(C21)의 출력의 리플 성분이 증가함에 따라, 리플전압 검출부(1120)에 리플 성분이 검출되어 스위치 제어부(1110)의 출력은 하이 레벨이 된다. 이 신호를 이용하여 오차 증폭기(1900)의 출력을 감소시키게 되면 포토 커플러(1800)로 흐르는 전류량이 증가하고, 이로 인해 1차측의 컨트롤러(1600)는 가변된 피드백 신호에 비례하여 스위칭 주파수(Switching frequency) 또는 시비율(Duty ratio)을 가변하여 2차측 출력을 감소시키게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 장치가 채용된 조명 장치를 나타낸 회로도이다. 도 7은 앞서 설명한, 보호 회로부와 보호 회로 제어부를 플라이백(Flyback) 컨버터에 적용한 경우에, 플라이백 컨버터의 출력 전압 대신에, 발광부에 인가되는 기준전압을 생성하는 기준 전압 생성 회로에서 생성되는 전류의 크기를 감소시키는 예이다. 앞서 설명한 실시예는, 컨버터부의 커패시터의 잔여 수명이 감소하여 리플 전압이 증가할 경우, 보조 커패시터를 병렬 연결함으로써 컨버터부의 커패시터의 잔여수명을 증가시켰으나, 일 실시예는 리플 전압이 증가할 경우, 발광부에 인가되는 전류의 양을 감소시킴으로써, 조명 장치의 잔여 수명을 증가시키는 차이점이 있다. 구체적으로, 일 실시예는 보호 회로부가 기준 전압 생성 회로의 저항(R15)과 병렬 연결될 수 있다. 일 실시예는 일정한 광량 보다는, 광량이 감소하더라도 조명장치가 점등된 상태가 증가하는 것이 중요한 조명장치에 적용할 수 있다.
일 실시예는 컨버터부, 전류 검출 회로(2300), 기준 전압 생성 회로(2200), 오차 증폭기(2900), 컨트롤러(2600), 보호 회로부(2400) 및 보호 회로 제어부(2100)를 포함할 수 있다.
컨버터부, 보호 회로부(2400), 및 보호 회로 제어부(2100)의 구성과 동작은 앞서 설명한 일 실시예와 동일하므로, 설명이 중복되는 것을 방지하기 위해, 구체적인 설명은 생략한다. C22는 컨버터부 출력단의 커패시터를 도시한 것이다. Rs는 발광부(2040)에 흐르는 전류를 센싱하기 위한 전류 검출회로(2300)의 저항이다.
기준 전압 생성 회로(2200)는 오차 증폭기(2900)의 U6의 비반전 단자에 기준전압을 인가하며, 오차 증폭기(2900)는 전류 검출회로(2300)의 센싱 전압을 기준전압과 비교하여 피드백 신호를 출력한다. 컨트롤러(2600)는 피드백 신호에 응답하여 컨버터부가 출력 가능한 전유의 최대값을 변경한다.
커패시터(C22)의 전압(Vo)의 리플 성분이 증가하여, 스위치 제어부(2110)의 출력이 하이 레벨이 되면 보호 회로부(2400)의 스위치(SW)가 턴 온되어 기준전압 생성회로(2200)의 저항(R15)에 보조 저항(R16)이 병렬 연결된다. 저항(R15)에 보조 저항(R16)이 병렬 연결되면, 오차 증폭기(2900)의 U6의 비반전 단자의 기준 전압이 감소하게 되고, 오차 증폭기(2900)는 기존의 출력 대비 낮은 전압이 출력되어 포토 커플러(2800)의 1차측 다이오드로 흐르는 전류가 증가하게 된다. 이로 인해 포토 커플러(2800)의 2차측 수광 트랜지스터의 베이스 전압이 증가하여 수광 트랜지스터의 컬렉터 전압이 감소된다. 상기 정보는 1차측의 컨트롤러(2600)의 피드백 단자로 입력되어 2차측 출력이 감소하게 된다. 따라서, 보조 저항(R16)이 연결됨으로써, 발광부(2040)에 인가되는 전류를 감소시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
1, 2: LED 조명 장치
10, 20: LED 구동부
30: EMI 필터부
40: 발광부
100: 보호 회로 제어부
200: 정류부
300: 컨버터부
400: 보호 회로부

Claims (10)

  1. 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류부;
    상기 직류 전원을 이용하여 복수의 LED에 구동 전원을 공급하며, 커패시터가 연결되는 출력단을 포함하는 컨버터부;
    상기 컨버터부의 상기 출력단에서 상기 커패시터와 병렬 접속되며, 서로 직렬 연결된 보조 커패시터와 스위치를 포함하는 보호 회로부; 및
    상기 컨버터부의 출력에 포함된 리플 성분을 검출하고, 상기 리플 성분의 레벨이 기준값을 초과하면, 상기 스위치를 턴 온하여 상기 보조 커패시터를 상기 커패시터에 병렬 연결하는 보호 회로 제어부;를 포함하는 LED 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터부는,
    상기 정류부와 연결되는 PFC 컨버터; 및
    상기 PFC 컨버터와 연결되며, 복수의 LED에 대한 구동 신호를 생성하는 DC-DC 컨버터;를 포함하며,
    상기 보호 회로부는 상기 DC-DC 컨버터 및 상기 PFC 컨버터 중 어느 하나의 출력단에 병렬 접속된 LED 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보호 회로 제어부는,
    상기 컨버터부의 출력단에 연결되어 출력 신호에 포함된 리플 성분을 검출하는 리플 전압 검출부; 및
    상기 리플 성분의 레벨이 기준값을 초과하면 상기 컨버터부에 포함된 상기 커패시터의 잔여 수명이 기준 이하인 것으로 판별하고, 상기 스위치를 턴 온하는 제어신호를 출력하는 스위치 제어부;를 포함하는 LED 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스위치 제어부는,
    상기 리플 전압 검출부의 출력단에 연결되어 상기 리플 전압 검출부의 상기 출력 신호에 포함된 노이즈 성분을 차단하는 슈미트 트리거 버퍼 회로; 및
    상기 슈미트 트리거 버퍼 회로의 출력단에 연결되며, OR 게이트로 구성된 래치 회로;를 포함하는 LED 구동 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 리플 전압 검출부는,
    상기 출력 신호에 포함된 직류 성분을 제거하여 상기 리플 성분을 추출하고, 상기 리플 성분에 비례하는 직류 전압을 출력하는 LED 구동 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터부는 플라이백 컨버터이며,
    상기 컨버터부와 상기 보호 회로부 사이에 직렬 접속된 2차 정류부가 더 연결된 LED 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 커패시터는 전해 커패시터인 LED 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보조 커패시터는 상기 컨버터부에 포함된 상기 커패시터의 커패시턴스 값의 40% 내지 50%의 커패시턴스 값을 갖는 LED 구동 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 보조 커패시터와 그라운드(GND) 사이에 배치된 LED 구동 장치.
  10. 복수의 LED에 구동 전원을 공급하며, 커패시터가 연결되는 출력단을 포함하는 컨버터부;
    상기 복수의 LED에 흐르는 전류에 대응하는 센싱 전압을 생성하는 전류 검출 회로;
    소정의 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성 회로;
    상기 센싱 전압을 상기 기준 전압과 비교하여 피드백 신호를 출력하는 오차 증폭기;
    상기 피드백 신호에 응답하여 상기 컨버터부가 출력 가능한 전류의 최대값을 변경하는 컨트롤러;
    상기 오차 증폭기의 비반전 입력단의 입력 저항에 병렬 연결되며, 서로 직렬 연결된 보조 저항과 스위치를 포함하는 보호 회로부; 및
    상기 컨버터부의 출력에 포함된 리플 성분을 검출하고, 상기 리플 성분의 레벨이 기준값을 초과하면, 상기 스위치를 턴 온하여 상기 보조 저항을 상기 커패시터에 병렬 연결하여 상기 비반전 입력단에 입력되는 전압을 감소하는 보호 회로 제어부;를 포함하는 LED 구동 장치.
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