KR20200114786A

KR20200114786A - Light apparatus, light driving appratus and driving method thereof

Info

Publication number: KR20200114786A
Application number: KR1020190037077A
Authority: KR
Inventors: 김용신; 윤성진
Original assignee: 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2020-10-07
Also published as: KR102172227B1

Abstract

The present invention relates to a light apparatus, light driving apparatus, and driving method thereof. The light driving apparatus includes: a power supply unit; at least one lighting unit electrically connected to the power supply unit; and a switching control unit electrically connected to the power supply unit and the lighting unit and generating a control signal for each of the at least one lighting unit. The switching control unit is provided to generate the control signal for each of the at least one lighting unit based on a total applied voltage applied to the entire at least one lighting unit and a voltage of each of the at least one lighting unit. The present invention can maintain flicker at an appropriate level while having a high power factor.

Description

Lighting device, lighting driving device and method {LIGHT APPARATUS, LIGHT DRIVING APPRATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 조명 장치, 조명 구동 장치 및 조명 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lighting device, a lighting driving device and a lighting driving method.

발광 다이오드(LED, Light emitting diode)는 전자와 양공 쌍의 재결합을 이용하여 전기 에너지를 광 에너지로 변환하는 반도체 소자로, 수명이 길고 발광 효율이 높아 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 발광 다이오드는 실내 또는 야외 조명등, 광고판, 디스플레이 장치 또는 차량용 조명등과 같이 다양한 분야의 다양한 장치에 채용되어 이용되고 있다.A light emitting diode (LED) is a semiconductor device that converts electrical energy into light energy by recombination of an electron and a positive hole pair, and is widely used in various fields due to its long lifespan and high luminous efficiency. For example, light-emitting diodes are employed and used in various devices in various fields, such as indoor or outdoor lighting, billboards, display devices, or vehicle lighting.

근자에는 교류 전원에 의해 직접 발광 다이오드가 구동되는 직접 교류 발광 다이오드 구동 장치(direct AC LED drive)가 연구되고 있다. 직접 교류 발광 다이오드 구동 장치는 낮은 비용으로 높은 역률(power factor)을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 교류 발광 다이오드 구동 장치의 구현을 위해, 종래에는 단순한 발광 다이오드 브리지 구조를 사용하는 직접 교류 발광다이오드 구동 장치가 소개된 바가 있다. 그러나, 이와 같은 장치는 20% 미만의 %플리커(%flicker) 유지가 불가능한 문제점이 있었다. 이의 해결을 위해, 직접 교류 발광다이오드 구동 장치에 자성체 및 전용 집적회로를 채용한 장치도 소개되었으나, 자성체는 부피가 커서 장치 자체의 부피도 증가될 수밖에 없다는 문제점이 있었고, 전용 집적회로는 직접 교류 발광다이오드 구동 장치의 시스템적 복잡성을 야기하여, 설계, 개발 및 제조 비용을 증가시키는 문제점을 가지고 있었다.In recent years, a direct AC LED drive in which a direct light emitting diode is driven by an AC power source is being studied. The direct AC light emitting diode driving device has the advantage of obtaining a high power factor at low cost. In order to implement an AC light emitting diode driving device, a direct AC light emitting diode driving device using a simple light emitting diode bridge structure has been introduced. However, such a device has a problem that it is impossible to maintain a% flicker of less than 20%. To solve this problem, a device employing a magnetic substance and a dedicated integrated circuit in the direct AC light emitting diode driving device was also introduced, but there was a problem that the volume of the device itself was increased due to the large volume of the magnetic substance. Due to the systemic complexity of the diode driving device, it has a problem of increasing design, development, and manufacturing costs.

대한민국 공개특허 제2016-0033656호Republic of Korea Patent Publication No. 2016-0033656 대한민국 등록특허 제1385129호Korean Registered Patent No. 1385129 대한민국 등록특허 제1854038호Korean Patent Registration No. 1854038

본 발명은 높은 역률을 가지면서 플리커를 적절한 수준으로 유지할 수 있는 조명 장치, 조명 구동 장치 및 조명 구동 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a lighting device, a lighting driving device, and a lighting driving method capable of maintaining flicker at an appropriate level while having a high power factor.

상술한 과제를 해결하기 위하여 조명 장치, 조명 구동 장치 및 조명 구동 방법이 제공된다.In order to solve the above-described problem, a lighting device, a lighting driving device, and a lighting driving method are provided.

조명 구동 장치는, 전력 공급부, 상기 전력 공급부와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 조명부 및 상기 전력 공급부 및 상기 조명부와 전기적으로 연결되고, 상기 적어도 하나의 조명부 각각에 대한 제어 신호를 생성하는 스위칭 제어부를 포함하되, 상기 스위칭 제어부는, 상기 적어도 하나의 조명부 전체에 인가되는 전체 인가 전압과, 상기 적어도 하나의 조명부 각각의 전압을 기반으로 상기 적어도 하나의 조명부 각각에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.The lighting driving device includes a power supply unit, at least one lighting unit electrically connected to the power supply unit, and a switching control unit electrically connected to the power supply unit and the lighting unit, and generating a control signal for each of the at least one lighting unit, , The switching control unit may generate a control signal for each of the at least one lighting unit based on a total applied voltage applied to the entire at least one lighting unit and a voltage of each of the at least one lighting unit.

상기 적어도 하나의 조명부는, 서로 순차적으로 직렬 연결된 제1 조명부, 제2 조명부 및 제3 조명부를 포함할 수 있다.The at least one lighting unit may include a first lighting unit, a second lighting unit, and a third lighting unit sequentially connected to each other in series.

상기 제1 조명부는, 외부로 광을 방출하는 제1 조명 소자 및 상기 제1 조명 소자와 병렬로 연결되고 상기 제어 신호의 수신에 대응하여 온 또는 오프로 전환되는 제1 스위치 및 상기 제1 조명 소자 및 상기 제1 스위치와 병렬로 연결된 제1 커패시터를 포함할 수 있다.The first lighting unit may include a first lighting device emitting light to the outside, a first switch connected in parallel with the first lighting device and switched on or off in response to reception of the control signal, and the first lighting device And a first capacitor connected in parallel with the first switch.

상기 스위칭 제어부는, 상기 전체 인가 전압 및 상기 제1 커패시터의 전압을 기반으로 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.The switching control unit may generate the control signal based on the total applied voltage and the voltage of the first capacitor.

상기 스위칭 제어부는, 상기 제1 조명부의 제1 스위치, 상기 제2 조명부의 제2 스위치 및 상기 제3 조명부의 제3 스위치 각각에 대한 제어 신호를 생성하되, 상기 제1 조명부의 제1 커패시터의 전압, 상기 제2 조명부의 제2 커패시터의 전압 및 상기 제3 조명부의 제3 커패시터의 전압 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.The switching control unit generates a control signal for each of the first switch of the first lighting unit, the second switch of the second lighting unit, and the third switch of the third lighting unit, the voltage of the first capacitor of the first lighting unit , The control signal may be generated by using at least one of a voltage of a second capacitor of the second lighting part and a voltage of a third capacitor of the third lighting part.

상기 스위칭 제어부는, 상기 제1 커패시터의 전압, 상기 제2 커패시터의 전압 및 상기 제3 커패시터의 전압 중 적어도 두 개의 커패시터의 전압의 합과 상기 전체 인가 전압 사이의 비교 결과를 기반으로 상기 적어도 하나의 조명부 중 적어도 하나에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.The switching control unit is based on a comparison result between the total applied voltage and the sum of the voltages of at least two of the voltage of the first capacitor, the voltage of the second capacitor, and the voltage of the third capacitor, the at least one A control signal for at least one of the lighting units may be generated.

상기 스위칭 제어부는, 상기 전체 인가 전압이 상기 제1 커패시터의 전압 및 상기 제3 커패시터의 전압의 합보다 작거나 또는 상기 제2 커패시터의 전압 및 상기 제3 커패시터의 전압의 합보다 작으면, 상기 제1 스위치가 턴 온 되고, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치가 턴 오프 되도록 하거나, 상기 전체 인가 전압이 상기 제1 커패시터의 전압 및 상기 제3 커패시터의 전압의 합보다 크고 상기 제1 커패시터의 전압 및 상기 제2 커패시터의 전압의 합보다 작으면, 상기 제2 스위치가 턴 온 되고, 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치가 턴 오프 되도록 하거나, 상기 전체 인가 전압이 상기 제1 커패시터의 전압 및 상기 제2 커패시터의 전압의 합보다 크고 상기 제1 커패시터의 전압 내지 상기 제3 커패시터의 전압의 합보다 작으면, 상기 제3 스위치가 턴 온 되고, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 턴 오프 되도록 하거나, 또는 상기 전체 인가 전압이 상기 제1 커패시터의 전압 내지 상기 제3 커패시터의 전압의 합보다 크면, 상기 제1 스위치 내지 상기 제3 스위치가 턴 오프 되도록 할 수 있다.When the total applied voltage is less than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the third capacitor or less than the sum of the voltage of the second capacitor and the voltage of the third capacitor, the switching control unit 1 switch is turned on, the second switch and the third switch are turned off, or the total applied voltage is greater than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the third capacitor and the voltage of the first capacitor And if it is less than the sum of the voltages of the second capacitors, the second switch is turned on, the first switch and the third switch are turned off, or the total applied voltage is the voltage of the first capacitor and the When it is greater than the sum of the voltages of the second capacitor and less than the sum of the voltages of the first capacitor to the third capacitor, the third switch is turned on, and the first switch and the second switch are turned off. Alternatively, if the total applied voltage is greater than the sum of the voltage of the first capacitor to the voltage of the third capacitor, the first switch to the third switch may be turned off.

상기 전력 공급부는, 교류 전류를 공급하는 교류 전원 및 상기 교류 전류의 위상-컷을 수행하는 위상 제어부를 포함할 수 있다.The power supply unit may include an AC power supply for supplying an AC current and a phase control unit for performing a phase-cut of the AC current.

조명 구동 장치는, 상기 전력 공급부와 전기적으로 연결되고, 기준 전압을 출력하는 기준 전압 출력부 및 상기 기준 전압을 기반으로 상기 적어도 하나의 조명부를 통과하여 출력된 전류를 조정하는 전류 조정부를 더 포함할 수 있다.The lighting driving apparatus further includes a reference voltage output unit electrically connected to the power supply unit and outputting a reference voltage, and a current adjusting unit configured to adjust a current output through the at least one lighting unit based on the reference voltage. I can.

상기 전류 조정부는, 상기 위상 제어부에 의해 수행된 위상-컷에 반비례하도록 상기 적어도 하나의 조명부를 통과하여 출력된 전류를 조정할 수 있다.The current adjusting unit may adjust the current output through the at least one lighting unit in inverse proportion to the phase-cut performed by the phase control unit.

조명 구동 장치는, 상기 스위칭 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 스위칭 제어부로부터 조정 전압이 인가되면 조정 전압에 대응하여 역률 보정 전류를 출력하여 상기 조명부를 통과하여 출력된 전류를 조정하는 역률보정부를 더 포함할 수 있다.The lighting driving device further includes a power factor correction unit electrically connected to the switching control unit and outputting a power factor correction current in response to the adjusted voltage when an adjustment voltage is applied from the switching control unit to adjust the current output through the lighting unit. can do.

상기 위상 제어부는, 트라이액 조광기를 포함할 수 있다.The phase control unit may include a triac dimmer.

조명 장치는, 전력 공급부, 상기 전력 공급부와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 조명부 및 상기 적어도 하나의 조명부 각각에 대한 제어 신호를 생성하는 스위칭 제어부를 포함할 수 있으며, 상기 스위칭 제어부는, 상기 적어도 하나의 조명부 전체에 인가되는 전체 인가 전압과, 상기 적어도 하나의 조명부 각각에 인가되는 전압을 기반으로 상기 적어도 하나의 조명부 각각에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.The lighting device may include a power supply unit, at least one lighting unit electrically connected to the power supply unit, and a switching control unit for generating a control signal for each of the at least one lighting unit, wherein the switching control unit includes the at least one lighting unit A control signal for each of the at least one lighting unit may be generated based on a total applied voltage applied to the whole and a voltage applied to each of the at least one lighting unit.

조명 구동 방법은, 전력 공급부로부터 전류가 출력되는 단계, 상기 전력 공급부로부터 적어도 하나의 조명부 전체에 인가되는 전체 인가 전압이 획득되는 단계 및 상기 적어도 하나의 조명부 각각에 인가되는 전압과 상기 전체 인가 전압을 이용하여 상기 적어도 하나의 조명부 각각에 대한 제어 신호가 생성되는 단계를 포함할 수 있다.The lighting driving method includes: outputting a current from a power supply unit, obtaining a total applied voltage applied to at least one lighting unit from the power supply unit, and applying a voltage applied to each of the at least one lighting unit and the total applied voltage. And generating a control signal for each of the at least one lighting unit.

상기 적어도 하나의 조명부는, 서로 직렬로 순차적으로 연결된 제1 조명부, 제2 조명부 및 제3 조명부를 포함할 수 있다.The at least one lighting unit may include a first lighting unit, a second lighting unit, and a third lighting unit sequentially connected to each other in series.

상기 적어도 하나의 조명부 각각에 인가되는 전압과 상기 전체 인가 전압을 이용하여 상기 적어도 하나의 조명부 각각에 대한 제어 신호가 생성되는 단계는, 상기 제1 조명부의 제1 스위치, 상기 제2 조명부의 제2 스위치 및 상기 제3 조명부의 제3 스위치 각각에 대한 제어 신호를 생성하되, 상기 제1 조명부의 제1 커패시터의 전압, 상기 제2 조명부의 제2 커패시터의 전압 및 상기 제3 조명부의 제3 커패시터의 전압 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.Generating a control signal for each of the at least one lighting unit using a voltage applied to each of the at least one lighting unit and the total applied voltage may include: a first switch of the first lighting unit and a second of the second lighting unit A switch and a control signal for each of the third switch of the third lighting unit are generated, the voltage of the first capacitor of the first lighting unit, the voltage of the second capacitor of the second lighting unit, and of the third capacitor of the third lighting unit. It may include generating the control signal using at least one of voltages.

상기 제1 조명부의 제1 스위치, 상기 제2 조명부의 제2 스위치 및 상기 제3 조명부의 제3 스위치 각각에 대한 제어 신호를 생성하는 단계는, 상기 제1 커패시터의 전압, 상기 제2 커패시터의 전압 및 상기 제3 커패시터의 전압 중 적어도 둘의 합과, 상기 전체 인가 전압을 비교하고, 비교 결과를 기반으로 상기 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.Generating a control signal for each of the first switch of the first lighting unit, the second switch of the second lighting unit, and the third switch of the third lighting unit may include a voltage of the first capacitor and a voltage of the second capacitor And comparing the sum of at least two of the voltages of the third capacitor with the total applied voltage, and generating the control signal based on a result of the comparison.

상기 제1 커패시터의 전압, 상기 제2 커패시터의 전압 및 상기 제3 커패시터의 전압 중 적어도 둘의 합과, 상기 전체 인가 전압을 비교하고, 비교 결과를 기반으로 상기 제어 신호를 생성하는 단계는, 상기 전체 인가 전압이 상기 제1 커패시터의 전압 및 상기 제3 커패시터의 전압의 합보다 작거나 또는 상기 제2 커패시터의 전압 및 상기 제3 커패시터의 전압의 합보다 작으면, 상기 제1 스위치가 턴 온 되고, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치가 턴 오프 되도록 제어 신호를 생성하는 단계, 상기 전체 인가 전압이 상기 제1 커패시터의 전압 및 상기 제3 커패시터의 전압의 합보다 크고 상기 제1 커패시터의 전압 및 상기 제2 커패시터의 전압의 합보다 작으면, 상기 제2 스위치가 턴 온 되고, 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치가 턴 오프 되도록 제어 신호를 생성하는 단계, 상기 전체 인가 전압이 상기 제1 커패시터의 전압 및 상기 제2 커패시터의 전압의 합보다 크고 상기 제1 커패시터의 전압 내지 상기 제3 커패시터의 전압의 합보다 작으면, 상기 제3 스위치가 턴 온 되고, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 턴 오프 되도록 제어 신호를 생성하는 단계 및 상기 전체 인가 전압이 상기 제1 커패시터의 전압 내지 상기 제3 커패시터의 전압의 합보다 크면, 상기 제1 스위치 내지 상기 제3 스위치가 턴 오프 되도록 제어 신호를 생성하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Comparing the sum of at least two of the voltage of the first capacitor, the voltage of the second capacitor, and the voltage of the third capacitor, the total applied voltage, and generating the control signal based on the comparison result, the When the total applied voltage is less than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the third capacitor or less than the sum of the voltage of the second capacitor and the voltage of the third capacitor, the first switch is turned on. , Generating a control signal such that the second switch and the third switch are turned off, wherein the total applied voltage is greater than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the third capacitor and the voltage of the first capacitor and If it is less than the sum of voltages of the second capacitors, generating a control signal such that the second switch is turned on and the first switch and the third switch are turned off, and the total applied voltage is the first capacitor When the voltage is greater than the sum of the voltage of the second capacitor and the voltage of the second capacitor is less than the sum of the voltage of the first capacitor to the voltage of the third capacitor, the third switch is turned on, and the first switch and the second switch Generating a control signal to be turned off, and when the total applied voltage is greater than the sum of the voltages of the first capacitor to the third capacitor, the first switch to the third switch are turned off. It may include at least one of the steps of generating.

상술한 조명 장치, 조명 구동 장치 및 조명 구동 방법에 의하면, 높은 역률을 달성하면서도 플리커를 원하는 수준에서 유지할 수 있게 되는 효과를 얻을 수 있다.According to the above-described lighting device, lighting driving device, and lighting driving method, it is possible to obtain an effect of maintaining a flicker at a desired level while achieving a high power factor.

또한, 별도의 부품 없이, %플리커가 일정 수준 이하가 되도록 하면서 동시에 트라이악 디밍(TRIAC dimming)을 구현할 수 있게 되는 효과도 얻을 수 있다.In addition, without a separate part, it is possible to obtain the effect of being able to implement TRIAC dimming while keeping the% flicker below a certain level.

또한, 자성체, 변압기, 인턱터 또는 별도로 제작된 맞춤형 인쇄회로 없이도 트라이악 디머(TRIAC dimmer)와 호환되는 직접 교류 발광 다이오드 드라이버 및 이를 기반으로 하는 장치를 구현할 수 있게 되는 장점을 얻을 수 있다.In addition, it is possible to obtain an advantage of being able to implement a direct AC light emitting diode driver compatible with a TRIAC dimmer and a device based thereon without a magnetic substance, a transformer, an inductor, or a separately manufactured customized printed circuit.

또한, 다수의 불필요한 부품의 설치를 필요로 하지 않기 때문에 전체적인 장치의 부피가 감소되고 제작의 난이도가 낮아지며 제작비가 절감되는 효과도 얻을 수 있다.In addition, since the installation of a large number of unnecessary parts is not required, the overall volume of the device is reduced, the difficulty of manufacturing is lowered, and the manufacturing cost can be reduced.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 조명 구동 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 조명 구동 장치의 회로도의 일 예이다.
도 3은 조명 구동 장치의 각 단계에서의 동작 상태를 설명하기 위한 도표이다.
도 4는 조명 구동 장치의 동작의 변화의 일례를 시간에 따라 도시한 타이밍 다이어그램이다.
도 5는 스위칭 제어부의 일 실시예에 대한 회로도이다.
도 6은 스위칭 제어부의 동작의 일례에 대한 타이밍 그래프이다.
도 7은 전압 상태에 따라서 스위칭 제어부의 각 부품의 동작의 일례를 도시한 도포이다.
도 8은 기준 전압 출력부의 일 실시예에 대한 회로도이다.
도 9는 위상 컷(phase-cut)을 하지 않은 경우에서의 전압 파형의 일례를 도시한 것이다.
도 10은 위상 컷을 한 경우에서의 전압 파형의 일례를 도시한 것이다.
도 11은 역률 보정을 위한 전류의 공급의 일례를 설명하기 위한 도표이다.
도 12는 조명 장치의 일 실시예에 대한 사시도이다.
도 13은 조명 장치의 과도 응답(transient response)에 대한 측정 결과의 일례를 도시한 그래프 도면이다.
도 14는 조명 장치의 밝기에 대한 측정 결과의 일례를 도시한 그래프 도면이다.
도 15는 위상 컷 비율에 따른 평균 밝기의 일례를 도시한 것이다.
도 16은 조명 구동 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.A detailed description of each drawing is provided in order to more fully understand the drawings cited in the detailed description of the present invention.
1 is a block diagram of a lighting driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an example of a circuit diagram of the lighting driving apparatus shown in FIG. 1.
3 is a diagram for explaining the operation state of the lighting driving device in each step.
4 is a timing diagram showing an example of a change in the operation of the lighting drive device over time.
5 is a circuit diagram of an embodiment of a switching control unit.
6 is a timing graph for an example of the operation of the switching control unit.
7 is a coating showing an example of the operation of each component of the switching control unit according to the voltage state.
8 is a circuit diagram of an embodiment of a reference voltage output unit.
9 shows an example of a voltage waveform in the case of not performing a phase-cut.
10 shows an example of a voltage waveform in the case of performing a phase cut.
11 is a chart for explaining an example of supply of current for power factor correction.
12 is a perspective view of an embodiment of a lighting device.
13 is a graph showing an example of a measurement result of a transient response of a lighting device.
14 is a graph showing an example of a measurement result of the brightness of the lighting device.
15 shows an example of average brightness according to the phase cut ratio.
16 is a flowchart of an embodiment of a lighting driving method.

이하 명세서 전체에서 동일 참조 부호는 특별한 사정이 없는 한 동일 구성요소를 지칭한다. 이하에서 사용되는 '부'가 부가된 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예에 따라 '부'가 하나의 부품으로 구현되거나, 하나의 '부'가 복수의 부품들로 구현되는 것도 가능하다.In the following specification, the same reference numerals refer to the same elements unless otherwise specified. The term "unit" used below may be implemented as software or hardware, and depending on the embodiment, the term "unit" may be implemented as one part or one "unit" may be implemented as a plurality of parts. It is possible.

명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 어떤 부분과 다른 부분에 따라서 물리적 연결을 의미할 수도 있고, 또는 전기적으로 연결된 것을 의미할 수도 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분을 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분 이외의 또 다른 부분을 제외하는 것이 아니며, 설계자의 선택에 따라서 또 다른 부분을 더 포함할 수 있음을 의미한다.When a part is said to be connected to another part throughout the specification, it may mean a physical connection depending on the part and another part, or may mean electrically connected. In addition, when a part includes another part, this does not exclude another part other than the other part unless otherwise stated, and it means that another part may be included further according to the designer's choice. do.

'제1' 이나 '제2' 등의 용어는 하나의 부분을 다른 부분으로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 특별한 기재가 없는 이상 이들이 순차적인 표현을 의미하는 것은 아니다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Terms such as'first' or'second' are used to distinguish one part from another, and unless otherwise specified, they do not mean sequential expressions. In addition, expressions in the singular may include plural expressions unless there is a clear exception in context.

이하 도 1 내지 도 15를 참조하여 조명 구동 장치 및 이를 이용하는 조명 장치의 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.Hereinafter, an embodiment of a lighting driving device and a lighting device using the same will be described with reference to FIGS. 1 to 15.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 조명 구동 장치의 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 조명 구동 장치의 회로도의 일 예이다.1 is a block diagram of a lighting driving apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an example of a circuit diagram of the lighting driving apparatus shown in FIG. 1.

도 1과 도 2를 참조하면, 조명 구동 장치(100)는 전력 공급부(110), 스위칭 제어부(120) 및 조명 모듈(160)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 조명 구동 장치(100)는 기준 전압 출력부(130), 역률 보정부(140) 및 전류 조정부(150) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 전력 공급부(110), 스위칭 제어부(120), 기준 전압 출력부(130), 역률 보정부(140), 전류 조정부(150) 및 조명 모듈(160) 중 적어도 둘은 상호 전기적으로 연결되어, 적어도 일 방향으로 전류가 전달될 수 있도록 마련된다. 또한, 전력 공급부(110), 스위칭 제어부(120), 기준 전압 출력부(130), 역률 보정부(140), 전류 조정부(150) 및/또는 조명 모듈(160)은 하나 또는 둘 이상의 물리적으로 분리된 장치나 부품(예를 들어, 기판 등)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 하나의 물리적 기판 내에 전력 공급부(110), 스위칭 제어부(120), 기준 전압 출력부(130), 역률 보정부(140), 전류 조정부(150) 및 조명 모듈(160)이 모두 설치될 수도 있고, 물리적으로 분리된 둘 이상의 기판에 전력 공급부(110), 스위칭 제어부(120), 기준 전압 출력부(130), 역률 보정부(140), 전류 조정부(150) 및 조명 모듈(160)이 분산되어 설치될 수도 있다. 또한, 설계자의 선택에 따라서 이들 구성 중 일부는 생략될 수도 있다.1 and 2, the lighting driving apparatus 100 may include a power supply unit 110, a switching control unit 120, and a lighting module 160. Depending on the embodiment, the lighting driving apparatus 100 may further include at least one of a reference voltage output unit 130, a power factor correction unit 140, and a current adjustment unit 150. At least two of the power supply unit 110, the switching control unit 120, the reference voltage output unit 130, the power factor correction unit 140, the current adjustment unit 150, and the lighting module 160 are electrically connected to each other, and at least one It is provided so that current can be transmitted in the direction. In addition, the power supply unit 110, the switching control unit 120, the reference voltage output unit 130, the power factor correction unit 140, the current adjustment unit 150 and / or the lighting module 160 is one or more physically separated It can be installed on a device or component (for example, a substrate, etc.). For example, the power supply unit 110, the switching control unit 120, the reference voltage output unit 130, the power factor correction unit 140, the current adjusting unit 150, and the lighting module 160 are all installed in one physical substrate. The power supply unit 110, the switching control unit 120, the reference voltage output unit 130, the power factor correction unit 140, the current adjusting unit 150, and the lighting module 160 to two or more physically separated substrates. May be installed distributedly. In addition, some of these configurations may be omitted depending on the designer's choice.

전력 공급부(110)는 조명 구동 장치(100) 내에 소정의 크기의 전압(Vrect, 이하 정류 전압)을 인가하여, 조명 구동 장치(100) 내에서 유동하는 전류를 공급한다. 일 실시예에 의하면, 전원 공급부(110)는 소정 전압(Vin)의 교류 전류를 제공하는 교류 전원(111) 및 교류 전원(111)에서 출력된 교류 전류의 위상-컷(phase-cut)을 수행하는 위상 제어부(112)를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라, 전원 공급부(110)는 외부 교류 전원으로부터 교류 전류를 제공받을 수도 있다. 즉, 전원 공급부(110)에는 교류 전원이 포함되지 않을 수도 있다.The power supply unit 110 supplies a current flowing in the lighting driving device 100 by applying a voltage (Vrect, hereinafter rectified voltage) of a predetermined size to the lighting driving device 100. According to an embodiment, the power supply unit 110 performs a phase-cut of the AC power 111 providing an AC current of a predetermined voltage Vin and the AC current output from the AC power 111 It may include a phase control unit 112. According to an embodiment, the power supply unit 110 may receive AC current from an external AC power source. That is, AC power may not be included in the power supply unit 110.

일 실시예에 의하면, 위상 제어부(112)는 교류의 위상 제어를 위해 사이리스터(Thyristor) 소자를 포함할 수 있다. 사이리스터는, 예를 들어, 트라이액(TRIAC, Triode AC)일 수 있다. 다시 말해서, 위상 제어부(112)는 트라이액을 이용하여 입력 교류 전압/전류의 일부만을 출력하는 트라이액 조광기(TRIAC dimmer)일 수 있다. According to an embodiment, the phase control unit 112 may include a thyristor element for phase control of AC. The thyristor may be, for example, TRIAC (Triode AC). In other words, the phase control unit 112 may be a TRIAC dimmer that outputs only a part of the input AC voltage/current using a triac.

도 2에 도시된 바에 의하면, 전력 공급부(110)와 다른 부품(120 내지 160) 사이에는 브리지 정류기(190)가 더 마련될 수도 있다. 브리지 정류기(190)는 전원 공급부(110)의 교류 전원(111) 및 위상 제어부(112)와 전기적으로 연결되고, 전원 공급부(110)의 교류 전원(111)에서 출력되는 교류 입력 전압(VIN)으로부터 정류 전압(Vrect)을 출력한다. 출력된 정류 전압(Vrect)은 스위칭 제어부(120), 기준 전압 출력부(130) 및 조명 모듈(160) 중 적어도 하나에 인가될 수 있다. 브리지 정류기(190)는, 예를 들어 복수의 다이오드(191 내지 194, 이하 제1 정류기 다이오드 내지 제4 정류기 다이오드) 및 케이블(또는 금속회로 등)을 포함할 수 있다. 만약 교류 전류가 교류 전원(111)에서 위상 제어부(112)를 경유하여 브리지 정류기(190)에 제공되면, 전류는 제1 정류기 다이오드(191)를 통해 다른 부품(120 내지 160 등)으로 전달되고, 제2 정류기 다이오드(192)를 통해 교류 전원(111)으로 되돌아온다. 만약 전류가 교류 전원(111)에서 바로 브리지 정류기(190)로 입력되면, 전류는 제3 정류기 다이오드(193)를 통해 다른 부품(120 내지 160 등)으로 전달되고, 제4 정류기 다이오드(194)를 경유하여 위상 제어부(112)로 입력된 후, 교류 전원(111)으로 되돌아 오게 된다.As shown in FIG. 2, a bridge rectifier 190 may be further provided between the power supply unit 110 and the other components 120 to 160. The bridge rectifier 190 is electrically connected to the AC power source 111 and the phase control unit 112 of the power supply unit 110, and from the AC input voltage VIN output from the AC power source 111 of the power supply unit 110 Outputs the rectified voltage (Vrect). The output rectified voltage Vrect may be applied to at least one of the switching control unit 120, the reference voltage output unit 130, and the lighting module 160. The bridge rectifier 190 may include, for example, a plurality of diodes 191 to 194 (hereinafter, first rectifier diodes to fourth rectifier diodes) and cables (or metal circuits, etc.). If the AC current is provided from the AC power source 111 to the bridge rectifier 190 via the phase control unit 112, the current is transferred to other components (120 to 160, etc.) through the first rectifier diode 191, It returns to the AC power source 111 through the second rectifier diode 192. If the current is directly input from the AC power source 111 to the bridge rectifier 190, the current is transferred to other components (120 to 160, etc.) through the third rectifier diode 193, and the fourth rectifier diode 194 After being input to the phase control unit 112 via the passage, it is returned to the AC power supply 111.

스위칭 제어부(120)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 각 조명부(161, 162, 163)의 스위치(161-2, 162-2, 163-2) 각각과 전기적으로 연결되어, 각각의 스위치(161-2, 162-2, 163-2)의 개폐를 제어할 수 있도록 마련된다.As shown in FIG. 2, the switching control unit 120 is electrically connected to each of the switches 161-2, 162-2, 163-2 of each lighting unit 161, 162, 163, and each switch ( 161-2, 162-2, 163-2) are provided to control opening and closing.

구체적으로, 스위칭 제어부(120)는 조명 모듈(160)에 대한 소정 전압의 전기적 신호(Vsc)를 생성할 수 있다. 이 경우, 스위칭 제어부(120)는 적어도 하나의 조명부(161 내지 163) 중 적어도 하나에 대응하는 전기적 신호(Vsc1 내지 Vsc3)를 각각마다 생성할 수 있다. 예를 들어, 조명 모듈(160)이 3개의 조명부, 즉 제1 조명부 내지 제3 조명부(161 내지 163)를 포함하는 경우, 스위칭 제어부(120)는 제1 조명부(161)에 대한 제어 신호(Vsc1), 제2 조명부(162)에 대한 제어 신호(Vsc2) 및 제3 조명부(163)에 대한 제어 신호(Vsc3) 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.Specifically, the switching control unit 120 may generate an electrical signal Vsc of a predetermined voltage for the lighting module 160. In this case, the switching control unit 120 may generate electrical signals Vsc1 to Vsc3 corresponding to at least one of the at least one lighting unit 161 to 163, respectively. For example, when the lighting module 160 includes three lighting units, that is, the first to third lighting units 161 to 163, the switching control unit 120 may control the first lighting unit 161 (Vsc1). ), at least one of a control signal Vsc2 for the second lighting unit 162 and a control signal Vsc3 for the third lighting unit 163 may be generated.

일 실시예에 의하면, 스위칭 제어부(120)는 조명 모듈(160)에 인가되는 전체적인 전압(이하, 전체 인가 전압, Vled) 및 각 조명부(161 내지 163)의 전압(Vled1 내지 Vled3, 이하 전체 인가 전압)을 기반으로 각 조명부(161 내지 163) 중 적어도 하나에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 스위칭 제어부(120)는 조명부(161 내지 163)의 각각의 커패시터(161-3 내지 163-3)에 인가된 전압(Vled1 내지 Vled3) 중 적어도 하나와, 전체 인가 전압(Vled)를 이용하여, 소정의 전압의 제어 신호(Vsc1 내지 Vsc3)를 각각 발생시킬 수도 있다. According to an embodiment, the switching control unit 120 includes an overall voltage applied to the lighting module 160 (hereinafter, a total applied voltage, Vled) and a voltage of each of the lighting units 161 to 163 (Vled1 to Vled3, hereinafter, a total applied voltage). ), a control signal for at least one of the lighting units 161 to 163 may be generated. In this case, the switching control unit 120 uses at least one of the voltages Vled1 to Vled3 applied to each of the capacitors 161-3 to 163-3 of the lighting units 161 to 163 and the total applied voltage Vled. Thus, control signals Vsc1 to Vsc3 of a predetermined voltage may be generated, respectively.

이와 같이, 전기적 신호(Vsc1 내지 Vsc3)가 발생되면, 발생된 전기적 신호(Vsc)는 도선이나 회로 등을 통하여 각 조명부(161 내지 163)로 전달될 수 있으며, 각 조명부(161 내지 163)의 스위치(161-2, 162-2, 163-2)는 스위칭 제어부(120)에서 전달되는 전기적 신호(Vsc)에 의해 턴 온 되거나 또는 턴 오프된다.In this way, when the electric signals Vsc1 to Vsc3 are generated, the generated electric signals Vsc may be transmitted to each of the lighting units 161 to 163 through wires or circuits, and the switches of each of the lighting units 161 to 163 The (161-2, 162-2, 163-2) is turned on or off by the electrical signal Vsc transmitted from the switching control unit 120.

또한, 일 실시예에 의하면, 스위칭 제어부(120)는 역률 보정부(140)에 대한 전기적 신호(Vpf, 이하 조정 전압)를 발생시킬 수도 있다. 조정 전압은 역률 보정부(140)에 인가되고, 이에 따라 역률 보정부(140)는 전기적 신호(Vpf)에 대응하는 역률 보정 전류(Ipf)를 생성할 수 있다. In addition, according to an embodiment, the switching control unit 120 may generate an electric signal (Vpf, hereinafter referred to as an adjustment voltage) for the power factor correcting unit 140. The adjusted voltage is applied to the power factor correcting unit 140, and accordingly, the power factor correcting unit 140 may generate a power factor correcting current Ipf corresponding to the electric signal Vpf.

기준 전압 출력부(130)는 위상 제어부(112)의 동작에 따른 위상 컷에 반비례하는 기준 전압(Vref)을 발생시킬 수 있다. 기준 전압(Vref)은 전류 조정부(150)에 인가된다. 보다 구체적으로 기준 전압(Vref)은 앰프(152)의 양극(+)에 인가되고, 이에 따라 전류 조정부(150)는 조명 모듈(160)을 통과하여 출력되는 전류(Is)를 조정할 수 있게 된다.The reference voltage output unit 130 may generate a reference voltage Vref that is inversely proportional to a phase cut according to the operation of the phase control unit 112. The reference voltage Vref is applied to the current adjusting unit 150. More specifically, the reference voltage Vref is applied to the anode (+) of the amplifier 152, and accordingly, the current adjusting unit 150 can adjust the current Is outputted through the lighting module 160.

역률 보정부(140)는 스위칭 제어부(120)로부터 전달된 전기적 신호(즉, 인가된 조정 전압(Vpf)에 대응하여 역률 보정 전류(Ipf)를 생성할 수 있다. 이에 따라서, 조명 모듈(160)을 통과하여 출력되는 전류(Is)의 역률(power factor)은 조정될 수 있다. 역률 보정 전류(Ipf)는 전류 조정부(150)에 공급될 수 있으며, 전류 조정부(150) 내에서 전류 조정부(150)에 의해 조정된 전류(Icr)에 추가될 수 있다. 역률 보정 전류(Ipf)의 추가에 의해, 입력 전류(Iin)는 사인파와 보다 유사하게 될 수 있으며, 이에 따라 역률을 개선할 수 있다. 역률 보정부(140)는 트랜지스터를 이용하여 구현될 수 있으며, 트랜지스터는, 예를 들어, 장 효과 트랜지스터(FET, Field effect transistor)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 역률 보정부(140)는 모스펫(MOSFET, Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)을 채용하여 구현되는 것도 가능하다.The power factor correcting unit 140 may generate a power factor correcting current Ipf in response to an electric signal (ie, the applied adjustment voltage Vpf) transmitted from the switching control unit 120. Accordingly, the lighting module 160 The power factor of the current Is output through the power factor (Is) may be adjusted. The power factor correction current Ipf may be supplied to the current adjusting unit 150, and the current adjusting unit 150 in the current adjusting unit 150 By the addition of the power factor correction current Ipf, the input current Iin can be made more similar to a sine wave, thereby improving the power factor. The correction unit 140 may be implemented using a transistor, and the transistor may include, for example, a field effect transistor (FET) More specifically, the power factor correction unit 140 is a MOSFET. MOSFET, Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) can also be used.

전류 조정부(150)는 기준 전압 출력부(130)에 의해 인가되는 기준 전압(Vref)을 기반으로 조명 모듈(160)을 통과하여 출력되는 전류(Is)를 조정할 수 있다. 이 경우, 전류 조정부(150)는 조명 모듈(160)을 통과하여 출력된 전류(Is)를 위상-컷 비율(phase-cut ratio)에 반비례하도록 조정할 수도 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 기준 전압 출력부(120) 및 전류 조절부(150)는 상호 전기적으로 연결되어 있으며, 이에 따라 기준 전압 출력부(120)에서 출력된 기준 전압(Vref)은 전류 조절부(150)에 입력될 수 있게 된다. 결과적으로, 위상-컷 비율에 반비례하도록 각각의 조명부(161, 162, 163)를 통과한 전류(Is)의 제어가 가능해진다.The current adjusting unit 150 may adjust the current Is outputted through the lighting module 160 based on the reference voltage Vref applied by the reference voltage output unit 130. In this case, the current adjustment unit 150 may adjust the current Is output through the lighting module 160 to be in inverse proportion to the phase-cut ratio. As shown in FIGS. 1 and 2, the reference voltage output unit 120 and the current control unit 150 are electrically connected to each other, and accordingly, the reference voltage Vref output from the reference voltage output unit 120 is It can be input to the current control unit 150. As a result, it is possible to control the current Is passing through each of the lighting units 161, 162, 163 in inverse proportion to the phase-cut ratio.

전류 조정부(150)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 드레인이 제3 조명부(163)와 연결된 트랜지스터(151), 트랜지스터(151)의 게이트와 연결되고 트랜지스터(151)의 게이트에 게이트 전압을 인가하는 앰프(152) 및 트랜지스터(151)의 소스와 연결된 저항(153)을 포함할 수 있다. 또한, 전류 조정부(150)는 역률 보정부(140)를 구현하는 트랜지스터의 소스 및 드레인과 연결되고, 전류 조정부(150)에서 저항(153)을 통과하는 전류(Icr)는 역률 보정부(140)에서 인가되는 전류(Ipf)가 부가된 후, 전력 공급부(110) 방향으로 전달된다. 상술한 바와 같이, 전류는 순차적으로 브리지 정류기(190)의 제2 정류기 다이오드(192) 또는 제4 정류기 다이오드(194)로 전달될 수 있다.As shown in FIG. 2, the current adjuster 150 has a drain connected to the gate of the transistor 151 and the transistor 151 connected to the third lighting unit 163 and applies a gate voltage to the gate of the transistor 151 It may include an amplifier 152 and a resistor 153 connected to the source of the transistor 151. In addition, the current adjusting unit 150 is connected to the source and drain of the transistor implementing the power factor correcting unit 140, and the current Icr passing through the resistor 153 from the current adjusting unit 150 is the power factor correcting unit 140 After the current Ipf applied from is added, it is transferred to the power supply unit 110. As described above, the current may be sequentially transferred to the second rectifier diode 192 or the fourth rectifier diode 194 of the bridge rectifier 190.

조명 모듈(160)은 광을 방출할 수 있도록 마련된다. 일 실시예에 따르면, 조명 모듈(160)은 적어도 하나의 조명부(161 내지 163)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 모듈(160)은 도 1에 도시된 바와 같이 세 개의 조명부, 즉 제1 조명부 내지 제3 조명부(161 내지 163)를 포함할 수도 있다. 그러나, 조명 모듈(160)이 포함하는 조명부(161 내지 163)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니다. 설계자의 선택에 따라서 조명 모듈(160)은 2개 또는 4개 이상의 조명부를 포함하는 것도 가능하다. The lighting module 160 is provided to emit light. According to an embodiment, the lighting module 160 may include at least one lighting unit 161 to 163. For example, the lighting module 160 may include three lighting units, that is, first to third lighting units 161 to 163 as illustrated in FIG. 1. However, the number of lighting units 161 to 163 included in the lighting module 160 is not limited thereto. According to the designer's selection, the lighting module 160 may include two or four or more lighting units.

세 개의 조명부, 즉 제1 조명부 내지 제3 조명부(161 내지 163)는 서로 직렬로 연결되어 있을 수 있다. 상세하게는, 제1 조명부 내지 제3 조명부(161 내지 163) 각각의 제1 조명 소자 내지 제3 조명 소자(161-1, 162-1, 163-1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 순차적으로 직렬로 연결되어 있을 수 있다.The three lighting units, that is, the first to third lighting units 161 to 163 may be connected to each other in series. In detail, the first to third lighting elements 161-1, 162-1 and 163-1 of each of the first to third lighting units 161 to 163 are, as shown in FIG. 2, They may be connected in series in sequence.

제1 조명부(161)는 제1 조명 소자(161-1), 제1 스위치(161-2) 및 제1 커패시터(161-3)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 조명부(161)와 동일하게, 제2 조명부(162)는 제2 조명 소자(162-1), 제2 스위치(162-2) 및 제2 커패시터(162-3)를 포함할 수 있으며, 제3 조명부(163)는 제3 조명 소자(163-1), 제3 스위치(163-2) 및 제3 커패시터(163-3)를 포함할 수 있다. The first lighting unit 161 may include a first lighting element 161-1, a first switch 161-2 and a first capacitor 161-3. Also, like the first lighting unit 161, the second lighting unit 162 may include a second lighting element 162-1, a second switch 162-2, and a second capacitor 162-3. In addition, the third lighting unit 163 may include a third lighting element 163-1, a third switch 163-2, and a third capacitor 163-3.

제1 조명 소자(161-1), 제2 조명 소자(162-1) 및 제3 조명 소자(163-1)는 광을 방출할 수 있는 장치를 의미하며, 예를 들어 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 조명 소자 내지 제3 조명 소자(161-1, 162-1 및 163-1)의 동작 전압(예컨대, 각각의 발광 다이오드의 문턱 전압)은 제1 조명 소자(161-1), 제2 조명 소자(162-1), 제3 조명 소자(163-1) 순으로 클 수 있다. 제1 조명 소자(161-1), 제2 조명 소자(162-1) 및 제3 조명 소자(163-1)는 서로 동종의 부품/장치를 이용하여 구현될 수도 있고, 모두 서로 상이한 부품/장치를 이용하여 구현될 수도 있으며, 일부만이 서로 동종의 부품/장치를 이용하여 구현될 수도 있다.The first lighting element 161-1, the second lighting element 162-1, and the third lighting element 163-1 mean a device capable of emitting light, for example, a light emitting diode (LED). Can include. In addition, the operating voltage of the first to third lighting elements 161-1, 162-1, and 163-1 (for example, the threshold voltage of each light emitting diode) is the first lighting element 161-1, The 2 lighting device 162-1 and the third lighting device 163-1 may be large in order. The first lighting element 161-1, the second lighting element 162-1, and the third lighting element 163-1 may be implemented using parts/devices of the same type, or all different parts/devices It may be implemented using, and only some may be implemented using components/devices of the same kind with each other.

제1 조명 소자(161-1)는 하나의 발광 장치(예를 들어, 발광 다이오드)를 포함할 수도 있고, 복수의 발광 장치를 포함할 수도 있다. 다시 말해서, 제1 조명 소자(161-1)는 복수의 발광 다이오드 소자(들)의 조합으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 복수의 발광 다이오드 소자는 서로 직렬로 연결되어 있을 수도 있고, 및/또는 서로 병렬로 연결되어 있을 수도 있다. 또한, 동일하게 제2 조명 소자(162-1) 및 제3 조명 소자(163-1) 각각도, 하나 또는 둘 이상의 발광 장치를 포함할 수도 있다.The first lighting element 161-1 may include one light-emitting device (eg, a light-emitting diode), or may include a plurality of light-emitting devices. In other words, the first lighting element 161-1 may be implemented as a combination of a plurality of light emitting diode element(s). In this case, the plurality of light emitting diode devices may be connected to each other in series and/or may be connected to each other in parallel. In addition, each of the second lighting element 162-1 and the third lighting element 163-1 may also include one or more light emitting devices.

제1 스위치(161-2), 제2 스위치(162-2) 및 제3 스위치(163-2)는 스위칭 제어부(120)에서 전달되는 각각의 제어 신호(Vsc1 내지 Vsc3)에 따라 턴 온 되거나 또는 턴 오프 된다. 제1 스위치(161-2), 제2 스위치(162-2) 및 제3 스위치(163-2) 각각은 동일한 조명부(161, 162, 163) 내의 각각의 조명 소자, 즉 제1 조명 소자(161-1), 제2 조명 소자(162-1) 및 제3 조명 소자(163-1)에 병렬적으로 연결되어 마련된다. The first switch 161-2, the second switch 162-2, and the third switch 163-2 are turned on according to respective control signals Vsc1 to Vsc3 transmitted from the switching controller 120, or It turns off. Each of the first switch 161-2, the second switch 162-2 and the third switch 163-2 is each lighting element in the same lighting unit 161, 162, 163, that is, the first lighting element 161 -1), the second lighting device 162-1 and the third lighting device 163-1 are connected in parallel to each other.

제1 스위치(161-2), 제2 스위치(162-2) 및 제3 스위치(163-2)는 모두 동종일 수도 있고, 이들(161-2 내지 163-2) 중 일부만 동종일 수도 있으며, 또는 모두(161-2 내지 163-2) 서로 상이할 수도 있다. 일 실시예에 의하면, 제1 스위치(161-2), 제2 스위치(162-2) 및 제3 스위치(163-2)는, 바이패스 스위치를 이용하여 구현될 수 있으며, 보다 구체적으로는 PNP 달링턴 페어 바이패스 스위치(PNP Darlington pair bypass switch)를 이용하여 구현될 수도 있다.The first switch 161-2, the second switch 162-2, and the third switch 163-2 may all be of the same type, and only some of them 161-2 to 163-2 may be of the same type, Alternatively, all (161-2 to 163-2) may be different from each other. According to an embodiment, the first switch 161-2, the second switch 162-2, and the third switch 163-2 may be implemented using a bypass switch, and more specifically, the PNP It may be implemented using a PNP Darlington pair bypass switch.

제1 스위치(161-2), 제2 스위치(162-2) 및/또는 제3 스위치(163-2)는, 외부로부터 소정의 전압이 인가되는 베이스를 포함할 수 있으며, 베이스에 인가되는 전압에 따라서, 전류를 흐르게 하거나 또는 흐르지 않게 할 수 있다. 이에 따라 제1 스위치(161-2), 제2 스위치(162-2) 및/또는 제3 스위치(163-2)는 온 상태 또는 오프 상태로 전환될 수 있게 된다. 이 경우, 베이스는 스위칭 제어부(120)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 스위칭 제어부(120)에서 인가되는 전압에 따라서 온 상태 또는 오프 상태가 될 수도 있다.The first switch 161-2, the second switch 162-2, and/or the third switch 163-2 may include a base to which a predetermined voltage is applied from the outside, and a voltage applied to the base Depending on, the current can be made to flow or not to flow. Accordingly, the first switch 161-2, the second switch 162-2 and/or the third switch 163-2 may be switched to an on state or an off state. In this case, the base may be electrically connected to the switching control unit 120 and may be turned on or off according to a voltage applied from the switching control unit 120.

각각의 스위치(161-2 내지 163-2)의 온/오프 동작에 따라서, 제1 조명 소자(161-1), 제2 조명 소자(162-1) 및 제3 조명 소자(163-1)는 모두 플로팅 되거나 또는 제1 조명 소자(161-1), 제2 조명 소자(162-1) 및 제3 조명 소자(163-1) 중 적어도 하나에 전류(Is)가 흐르게 될 수 있다.According to the on/off operation of each of the switches 161-2 to 163-2, the first lighting element 161-1, the second lighting element 162-1, and the third lighting element 163-1 are All of them may be floating or current Is may flow through at least one of the first lighting device 161-1, the second lighting device 162-1, and the third lighting device 163-1.

제1 커패시터(161-3)는 제1 조명 소자(161-1)에 병렬로 장치(100) 내에 배치될 수 있다. 동일하게 제2 커패시터(162-3)는 제2 조명 소자(162-1)에 병렬로 배치되고, 제3 커패시터(163-3)는 제3 조명 소자(163-1)에 병렬로 설치될 수 있다.The first capacitor 161-3 may be disposed in the device 100 in parallel to the first lighting element 161-1. Similarly, the second capacitor 162-3 may be disposed in parallel to the second lighting element 162-1, and the third capacitor 163-3 may be installed in parallel to the third lighting element 163-1. have.

제1 커패시터 내지 제3 커패시터(161-3 내지 163-3)는 대응되는 제1 조명 소자 내지 제3 조명 소자(161-1 내지 161-3) 각각에 전류가 연속적으로 공급될 수 있도록 마련된다. 즉, 만약 특정한 스위치(161-2 내지 163-2)가 턴 온 되더라도, 제1 조명 소자 내지 제3 조명 소자(161-1, 162-1. 163-1)의 전류는 제1 커패시터 내지 제3 커패시터(161-3 내지 163-3)에 의해 연속적으로 공급될 수 있게 된다.The first to third capacitors 161-3 to 163-3 are provided so that current can be continuously supplied to each of the corresponding first to third lighting elements 161-1 to 161-3. That is, even if the specific switches 161-2 to 163-2 are turned on, the current of the first to third lighting elements 161-1 and 162-1. 163-1 is It is possible to be continuously supplied by the capacitors (161-3 to 163-3).

제1 커패시터(161-3), 제2 커패시터(162-3) 및 제3 커패시터(163-3)는 모두 동종일 수도 있고, 이들(161-3 내지 163-3) 중 일부만 이종일 수도 있고 또는 모두(161-3 내지 163-3) 이종일 수도 있다. 일 실시예에 의하면, 제1 커패시터(161-3), 제2 커패시터(162-3) 및 제3 커패시터(163-3)는 디커플링 커패시터를 이용하여 구현 가능하다.The first capacitor 161-3, the second capacitor 162-3, and the third capacitor 163-3 may all be of the same type, some of them 161-3 to 163-3 may be of different types, or all (161-3 to 163-3) It may be heterogeneous. According to an embodiment, the first capacitor 161-3, the second capacitor 162-3, and the third capacitor 163-3 may be implemented using a decoupling capacitor.

실시예에 따라서, 각 조명부(161 내지 163)는 다이오드(161-4 내지 163-4)를 각각 더 포함할 수도 있다. 각각의 다이오드(161-4 내지 163-4)는 각각에 대응하는 스위치(161-2, 162-2, 163-2)가 턴 온 된 경우, 각각의 조명 소자(161-1, 162-1. 163-1)와 커패시터(161-3, 162-3, 163-3)의 플로팅을 위해서 장치(100) 내에 설치된 것일 수 있다.Depending on the embodiment, each of the lighting units 161 to 163 may further include diodes 161-4 to 163-4, respectively. When the switches 161-2, 162-2, and 163-2 corresponding to each of the diodes 161-4 to 163-4 are turned on, the respective lighting elements 161-1 and 162-1. It may be installed in the device 100 for floating of the 163-1) and the capacitors 161-3, 162-3, and 163-3.

조명부(160)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 소정의 전류(Is)를 출력할 수 있다. 이 경우, 출력되는 전류(Is)는 전류 조절부(150)를 통과하는 전류(ICR) 및 역률 보정부(140)를 통해 흐르는 전류(IPF)의 합과 동일할 수 있다. 여기서, 전류 조절부(150)를 통과하는 전류(ICR)는 기준 전압 출력부(130)에 의해 발생된 기준 전압(VREF)에 의해 제어되는 전류이고, 역률 보정부(140)를 통해 흐르는 전류(IPF)는 역률을 개선하기 위한 입력 전압(Vin)과 유사하게 생성된 전류이다.The lighting unit 160 may output a predetermined current Is as illustrated in FIGS. 1 and 2. In this case, the output current Is may be equal to the sum of the current ICR passing through the current adjusting unit 150 and the current IPF flowing through the power factor correcting unit 140. Here, the current ICR passing through the current adjusting unit 150 is a current controlled by the reference voltage VREF generated by the reference voltage output unit 130, and the current flowing through the power factor correcting unit 140 ( IPF) is a current generated similar to the input voltage Vin to improve the power factor.

이하 상술한 조명 구동 장치(100)의 동작에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the operation of the above-described lighting driving apparatus 100 will be described in detail.

도 3은 조명 구동 장치의 각 단계에서의 동작 상태를 설명하기 위한 도표이다. 도 4는 조명 구동 장치의 동작의 변화의 일례를 시간에 따라 도시한 타이밍 다이어그램으로, 입력 전압(Vin)의 반주기의 전압 및 전류의 파형을 도시한 것이다. 도 4의 x축은 시간이고, y축은 위로부터 각각 전압(V), 전류(I), 스위치의 상태 및 단계(위상)을 나타낸다. 도 4의 Vd는 전류 조정부(150)에 인가되는 전압이다.3 is a diagram for explaining the operation state of the lighting driving device in each step. 4 is a timing diagram showing an example of a change in the operation of the lighting driving apparatus over time, and shows waveforms of voltage and current in a half cycle of the input voltage Vin. In FIG. 4, the x-axis represents time, and the y-axis represents voltage (V), current (I), and the state and phase (phase) of the switch from above. Vd in FIG. 4 is a voltage applied to the current adjusting unit 150.

도 3에 도시된 바와 같이, 각 조명부(161, 162, 163)의 스위치(161-2, 162-2, 162-3)는 전체 인가 전압(Vled) 및 각각의 커패시터(161-3, 162-3, 162-3)의 전압(Vled1, Vled2, Vled3)에 따라서 온 상태로 전환되거나 또는 오프 상태로 전환될 수 있다. 이에 따라서 각각의 조명부(161, 162, 163)의 상태(즉, 전류가 흐르는 상태인지 또는 플로팅 상태인지 여부)가 결정된다. 스위치(161-2, 162-2, 163-2)의 온/오프 상태 전환은, 도 4에 도시된 바와 같이 시간의 변화에 따라 수행될 수 있다. As shown in FIG. 3, the switches 161-2, 162-2, and 162-3 of each of the lighting units 161, 162, 163 are applied to the total voltage Vled and each of the capacitors 161-3 and 162- Depending on the voltages Vled1, Vled2, and Vled3 of the 3, 162-3), it may be turned on or turned off. Accordingly, the state of each of the lighting units 161, 162, and 163 (ie, whether a current flows or a floating state) is determined. Switching of the on/off state of the switches 161-2, 162-2, and 163-2 may be performed according to a change in time as shown in FIG. 4.

도 3 및 도 4의 제1 상과 같이, 만약 전체 인가 전압(Vled)이 제2 커패시터(162-3)의 전압(Vled2, 이하 제2 전압) 및 제3 커패시터(163-3)의 전압(Vled3, 이하 제3 전압)의 합보다 작으면, 제1 스위치(161-2)는 턴 온 상태로 전환되거나 또는 턴 온 상태를 유지하게 된다. 제1 스위치(161-2)의 턴 온 상태 전환/유지는 상술한 바와 같이 스위칭 제어부(120)로부터 전달된 전기적 신호(제어 신호)에 의해 수행될 수 있다. 한편, 제2 스위치(162-2) 및 제3 스위치(163-2)는 턴 오프 상태로 전환되거나 유지된다. 만약 제2 스위치(162-2) 및/또는 제3 스위치(163-2)가 이미 턴 오프 상태인 경우라면, 기존의 턴 오프 상태가 유지되고, 반대로 만약 제2 스위치(162-2) 및/또는 제3 스위치(163-2)가 턴 온 상태였다면, 스위칭 제어부(120)의 제어 신호 등에 의해 제2 스위치(162-2) 및/또는 제3 스위치(163-2)는 턴 오프 상태로 전환된다. 이 경우, 제1 조명 소자 내지 제3 조명 소자(161-1 내지 163-1)는 모두 플로팅되게 된다. As in the first phase of FIGS. 3 and 4, if the total applied voltage Vled is the voltage of the second capacitor 162-3 (Vled2, hereinafter the second voltage) and the voltage of the third capacitor 163-3 ( If it is less than the sum of Vled3 (hereinafter, referred to as the third voltage), the first switch 161-2 is turned on or maintained in the turned-on state. Conversion/maintenance of the turn-on state of the first switch 161-2 may be performed by an electrical signal (control signal) transmitted from the switching controller 120 as described above. Meanwhile, the second switch 162-2 and the third switch 163-2 are switched to or maintained in a turn-off state. If the second switch 162-2 and/or the third switch 163-2 is already turned off, the existing turn-off state is maintained. Conversely, if the second switch 162-2 and/or Alternatively, if the third switch 163-2 is turned on, the second switch 162-2 and/or the third switch 163-2 are switched to a turn-off state by a control signal from the switching control unit 120. do. In this case, all of the first to third lighting elements 161-1 to 163-1 are floated.

제2 상과 같이 만약 전체 인가 전압(Vled)이 제2 전압(Vled2)과 제3 전압(Vled3)의 합보다는 크지만, 제1 커패시터(162-1)의 전압(Vled1, 이하 제1 전압)과 제3 전압(Vled3)의 합보다 작으면, 제1 스위치(161-2)가 온 상태가 되도록 제어되고, 제2 스위치(162-2)와 제3 스위치(163-2)는 오프 상태가 되도록 제어된다. 다시 말해서, 스위칭 제어부(120)는 제1 스위치(161-2)만 턴 온 시킨다. 이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 조명 소자(161-1)는 플로팅 된다. 이에 따라, 조명 모듈(160)에 입력된 전류(Is: Iled2, Iled3)는, 제2 조명 소자(162-1) 및 제3 조명 소자(163-1)를 경유하여 전류 조정부(150)로 전달되게 된다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 조명 소자(162-1)를 경유하는 전류(Iled2) 및 제3 조명 소자(163-1)를 경유하는 전류(Iled3)는 증가한다.Like the second phase, if the total applied voltage Vled is greater than the sum of the second voltage Vled2 and the third voltage Vled3, the voltage of the first capacitor 162-1 (Vled1, hereinafter the first voltage) If it is less than the sum of the voltage and the third voltage Vled3, the first switch 161-2 is controlled to be turned on, and the second switch 162-2 and the third switch 163-2 are turned off. Controlled to be possible. In other words, the switching control unit 120 turns on only the first switch 161-2. In this case, as shown in FIG. 3, the first lighting element 161-1 is floating. Accordingly, the current (Is: Iled2, Iled3) input to the lighting module 160 is transferred to the current adjusting unit 150 via the second lighting element 162-1 and the third lighting element 163-1. It will be. Accordingly, as shown in FIG. 4, the current Iled2 passing through the second lighting element 162-1 and the current Iled3 passing through the third lighting element 163-1 increase.

제3 상과 같이 만약 전체 인가 전압(Vled)이 제1 전압(Vled1) 및 제3 전압(Vled3)보다 크고, 제1 전압(Vled1) 및 제2 전압(Vled2)의 합보다 작으면, 제2 스위치(162-2)가 턴 온 된다. 제1 스위치(161-2)와 제3 스위치(163-2)는 턴 오프 상태를 갖게 된다. 구체적으로, 스위칭 제어부(120)의 제어에 따라 제1 스위치(161-2)는 턴 오프 되고, 제2 스위치(162-2)는 턴 온 된다. 제3 스위치(162-3)는 오프 상태를 유지한다. 전류(Is: Iled1, Iled3)는 제1 조명 소자(161-1) 및 제3 조명 소자(163-1)를 경유하여 흐르게 된다. 아울러, 제2 조명 소자(163-2)는 플로팅된다. 따라서, 제1 조명 소자(161-1)를 경유하는 전류(Iled1) 및 제3 조명 소자(163-1)를 경유하는 전류(Iled3)는 증가하게 된다.Like the third phase, if the total applied voltage Vled is greater than the first voltage Vled1 and the third voltage Vled3 and less than the sum of the first voltage Vled1 and the second voltage Vled2, the second voltage The switch 162-2 is turned on. The first switch 161-2 and the third switch 163-2 are turned off. Specifically, the first switch 161-2 is turned off and the second switch 162-2 is turned on under the control of the switching control unit 120. The third switch 162-3 maintains an off state. Current (Is: Iled1, Iled3) flows through the first lighting element 161-1 and the third lighting element 163-1. In addition, the second lighting element 163-2 is floating. Accordingly, the current Iled1 passing through the first lighting element 161-1 and the current Iled3 passing through the third lighting element 163-1 are increased.

제4 상과 같이, 만약 전체 인가 전압(Vled)이 제1 전압(Vled1) 및 제2 전압(Vled2)의 합보다 크되, 제1 전압 내지 제3 전압(Vled1, Vled2, Vled3) 모두의 합보다 작으면, 제3 스위치(163-2)가 턴 온 된다. 한편, 제1 스위치(161-2) 및 제2 스위치(162-2)는 꺼진다. 이 경우, 제3 조명 소자(163-3)는 플로팅 되고, 전류(Is: Iled1, Iled2)는 제1 조명 소자(161-1) 및 제2 조명 소자(162-1)를 통하여 흐르게 된다. 이에 따라 제1 조명 소자(161-1)를 경유하는 전류(Iled1) 및 제2 조명 소자(162-1)를 경유하는 전류(Iled2)가 도 4에 도시된 바와 같이 증가하게 된다.Like the fourth phase, if the total applied voltage Vled is greater than the sum of the first voltage Vled1 and the second voltage Vled2, but is greater than the sum of all of the first to third voltages Vled1, Vled2, and Vled3 If it is small, the third switch 163-2 is turned on. Meanwhile, the first switch 161-2 and the second switch 162-2 are turned off. In this case, the third lighting device 163-3 is floating, and currents Is: Iled1 and Iled2 flow through the first lighting device 161-1 and the second lighting device 162-1. Accordingly, the current Iled1 passing through the first lighting element 161-1 and the current Iled2 passing through the second lighting element 162-1 increase as shown in FIG. 4.

제5 상과 같이, 만약 전체 인가 전압(Vled)이 모든 전압의 합, 즉 제1 전압 내지 제3 전압(Vled1, Vled2, Vled3)의 합보다 작게 되면, 모든 스위치는 꺼지고 턴 오프 상태가 된다. 이 경우, 어떤 조명 소자(161-1 내지 163-1)도 플로팅 상태가 되지 않으며, 전류(Is: Iled1 내지 Iled3)는 모든 조명 소자(161-1 내지 163-1)를 통해 흐르게 된다. 따라서, 모든 조명 소자(161-1 내지 163-1)의 전류(Iled1, Iled2, Iled3) 모두 증가하게 된다.Like the fifth phase, if the total applied voltage Vled is smaller than the sum of all voltages, that is, the sum of the first to third voltages Vled1, Vled2, and Vled3, all switches are turned off and turned off. In this case, none of the lighting elements 161-1 to 163-1 are in a floating state, and currents Is: Iled1 to Iled3 flow through all the lighting elements 161-1 to 163-1. Accordingly, the currents Iled1, Iled2, and Iled3 of all the lighting elements 161-1 to 163-1 are all increased.

상술한 제1 상 내지 제5 상은, 도 4에 도시된 바와 같이, 순차적으로 수행될 수 있다. 조명 모듈(160)에는 인가되는 교류 전압(Vled)은 시간의 흐름에 따라 점차적으로 증가하다가 감소하게 된다. 교류 전압(Vled)이 증가하면, 이에 따라서 교류 전압(Vled)의 크기는 제1 전압 내지 제3 전압(Vled1, Vled2, Vled3) 중 적어도 둘의 합보다 커지고(제1 상 내지 제4 상), 최종적으로는 제1 전압 내지 제3 전압(Vled1, Vled2, Vled3) 모두의 합보다도 커지게 된다(제5 상). 즉, 조명 모듈(160)에는 인가되는 교류 전압(Vled)은 최초에는 제2 전압 및 제3 전압(Vled2, Vled3)의 합보다 작다가도, 시간의 경과에 따라 제2 전압 및 제3 전압(Vled2, Vled3)의 합, 제1 전압 및 제3 전압(Vled1, Vled3)의 합, 제1 전압 및 제2 전압(Vled1, Vled2)의 합 및 제1 전압 내지 제3 전압(Vled1, Vled2, Vled3)의 합보다 더 커지게 된다. 이 경우, 스위칭 제어부(120)는 조명 모듈(160)에 인가되는 교류 전압(Vled)의 증가에 따라서, 상술한 제1 상 내지 제5 상의 순서로 제1 스위치 내지 제3 스위치(161-2, 162-2, 163-2)의 동작 상태를 전환하여 제어한다. 이에 따라서, 각 조명 소자(161-1, 162-1, 163-1)는 상황에 따라 플로팅 상태가 되거나 또는 전류가 흐를 수 있는 상태가 될 수 있게 된다. The first to fifth phases described above may be sequentially performed, as shown in FIG. 4. The AC voltage Vled applied to the lighting module 160 gradually increases and then decreases with the passage of time. When the AC voltage Vled increases, accordingly, the magnitude of the AC voltage Vled becomes larger than the sum of at least two of the first to third voltages Vled1, Vled2, and Vled3 (first to fourth phase), Finally, it becomes larger than the sum of all of the first to third voltages Vled1, Vled2, and Vled3 (the fifth phase). That is, although the AC voltage Vled applied to the lighting module 160 is initially smaller than the sum of the second and third voltages Vled2 and Vled3, the second voltage and the third voltage ( The sum of Vled2 and Vled3, the sum of the first and third voltages Vled1 and Vled3, the sum of the first and second voltages Vled1 and Vled2, and the first to third voltages Vled1, Vled2 and Vled3 Is greater than the sum of ). In this case, the switching control unit 120 may include the first to third switches 161-2 in the order of the first to fifth phases described above according to an increase in the AC voltage Vled applied to the lighting module 160. 162-2 and 163-2) are switched and controlled. Accordingly, each of the lighting elements 161-1, 162-1 and 163-1 may be in a floating state or a state in which current can flow depending on the situation.

또한, 반대로 교류 전압(Vled)이 시간의 흐름에 따라 감소하는 경우, 스위칭 제어부(120)는 교류 전압(Vled)이 증가할 때와는 반대의 순서(즉, 제5 상, 제4 상, 제3 상, 제2 상 및 제1 상의 순서)로 제1 스위치 내지 제3 스위치(161-2, 162-2, 163-2)의 동작 상태를 전환함으로써 각 조명 소자(161-1, 162-1, 163-1)가 상황에 따라 플로팅 상태 또는 전류가 흐를 수 있는 상태가 되도록 제어할 수 있게 된다. In addition, if the AC voltage Vled decreases with the passage of time on the contrary, the switching control unit 120 performs the reverse order (that is, the fifth phase, the fourth phase, and the fourth phase) as compared to when the AC voltage Vled increases. Each lighting element (161-1, 162-1) by switching the operating states of the first to third switches (161-2, 162-2, 163-2) in the order of three phases, the second phase, and the first phase). , 163-1) can be controlled to become a floating state or a state in which current can flow depending on the situation.

이와 같이 조명 모듈(160)에 인가되는 교류 전압(Vled)의 변화에 대응하여, 스위칭 제어부(120)는, 상술한 바와 같이 각 조명부(161, 162, 163)의 스위치(161-2, 162-2, 163-2)를 턴 온 시키거나 또는 턴 오프 시킴으로써, 소정의 조명부(161, 162, 163)의 조명 소자(161-1, 162-1, 163-1) 상태를 제어할 수 있게 된다.In response to the change in the AC voltage Vled applied to the lighting module 160 in this way, the switching control unit 120, as described above, the switches 161-2 and 162- of the lighting units 161, 162, and 163. By turning on or off the 2, 163-2, it is possible to control the state of the lighting elements 161-1, 162-1, 163-1 of the predetermined lighting units 161, 162, 163.

한편, 상술한 바와 같이 제어 신호에 따라서 스위치(161-2, 162-2, 163-2)가 턴 온 상태가 되었다고 하더라도, 각 조명 소자(161-1, 162-1, 163-1)에는 대응하는 커패시터(161-3, 162-3, 163-3)으로부터 계속적으로 전류가 공급된다.On the other hand, even if the switches 161-2, 162-2, 163-2 are turned on according to the control signal as described above, they correspond to the respective lighting elements 161-1, 162-1, 163-1. Current is continuously supplied from the capacitors 161-3, 162-3, and 163-3.

실시에에 따라서, 각 상(제1 상 내지 제5 상)에 대한 3개의 조명 소자(161-1, 162-1. 163-1)의 조합은, 최대 변환 효율을 가지도록 선택된 것일 수도 있다.Depending on implementation, the combination of the three lighting elements 161-1, 162-1 and 163-1 for each phase (the first to fifth phases) may be selected to have the maximum conversion efficiency.

이하 스위칭 제어부(120)의 일 실시예에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the switching control unit 120 will be described in detail.

도 5는 스위칭 제어부의 일 실시예에 대한 회로도이고, 도 6은 스위칭 제어부의 동작의 일례에 대한 타이밍 그래프이다. 도 6에서 y축은 전압, x축은 시간을 의미한다. 도 7은 전압 상태에 따라서 스위칭 제어부의 각 부품의 동작의 일례를 도시한 도포이다.5 is a circuit diagram of an embodiment of the switching controller, and FIG. 6 is a timing graph for an example of an operation of the switching controller. In FIG. 6, the y-axis represents voltage and the x-axis represents time. 7 is a coating showing an example of the operation of each component of the switching control unit according to the voltage state.

도 5에 도시된 바를 참조하면, 스위칭 제어부(120)는, 전체 인가 전압(Vled)이 인가되는 입력단(121)과, 각각의 스위치(161-2, 162-2, 163-2)에 대응하는 각각의 출력단, 일례로 제1 출력단(122), 제2 출력단(123) 및 제3 출력단(124)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5, the switching control unit 120 includes an input terminal 121 to which the total applied voltage Vled is applied, and corresponding switches 161-2, 162-2, and 163-2. Each output terminal may include, for example, a first output terminal 122, a second output terminal 123, and a third output terminal 124.

출력단(122, 123, 124)은 스위치 제어를 위한 전기적 신호(이하 스위치 제어 신호, Vsc1, Vsc2, Vsc3)를 출력할 수 있다. 출력단(121, 122, 123)의 개수는 제어 대상이 되는 스위치(161-2, 162-2, 163-2)의 개수에 대응하여 마련된다. 출력단(121, 122, 123)은, 각각 제1 스위치 내지 제3 스위치(161-2 내지 163-2)와 전기적으로 연결되고, 출력단(121, 122, 123) 각각의 출력 전압(VSC1 내지 VSC3)은 제1 스위치 내지 제3 스위치(161-2 내지 163-2)에 제공되어 제1 스위치 내지 제3 스위치(161-2 내지 163-2)를 온/오프 시킬 수 있다. 예를 들어, 각각의 출력 전압(VSC1 내지 VSC3)은 제1 스위치 내지 제3 스위치(161-2 내지 163-2)의 베이스에 각각 인가되어 제1 스위치 내지 제3 스위치(161-2 내지 163-2)를 통한 전류의 이동을 차단하거나 또는 가능하게 할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 출력단(122, 123, 124)은, 각각 트렌지스터(B1, B3, B6)의 콜렉터에 연결되어 있을 수 있다.The output terminals 122, 123, 124 may output electrical signals (hereinafter, switch control signals, Vsc1, Vsc2, and Vsc3) for switch control. The number of output terminals 121, 122, 123 is provided corresponding to the number of switches 161-2, 162-2, and 163-2 to be controlled. The output terminals 121, 122, 123 are electrically connected to the first to third switches 161-2 to 163-2, respectively, and the output voltages VSC1 to VSC3 of each of the output terminals 121, 122, 123 Is provided to the first to third switches 161-2 to 163-2 to turn on/off the first to third switches 161-2 to 163-2. For example, each of the output voltages VSC1 to VSC3 is applied to the bases of the first to third switches 161-2 to 163-2, respectively, so that the first to third switches 161-2 to 163- It can block or enable the movement of current through 2). According to an embodiment, the output terminals 122, 123, and 124 may be connected to the collectors of the transistors B1, B3, and B6, respectively.

또한, 스위칭 제어부(120)는 입력된 전체 인가 전압(Vled)의 분압을 위해 직렬로 연결된 적어도 하나의 저항(R1 내지 R4)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 저항(R1 내지 R4)은 입력단(121)에서 분기되는 두 개의 회선 중 어느 하나에 설치될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 저항(R1 내지 R4)은 제어 대상이 되는 스위치(161-2, 162-2, 163-2)의 개수에 대응하여 마련된 것일 수도 있다.In addition, the switching control unit 120 may include at least one resistor R1 to R4 connected in series for dividing the input total applied voltage Vled. At least one resistor R1 to R4 may be installed in any one of two lines branched from the input terminal 121. Also, at least one resistor R1 to R4 may be provided corresponding to the number of switches 161-2, 162-2, and 163-2 to be controlled.

각 저항(R1 내지 R4) 사이의 일 지점(p1, p2, p3)에서 회로는 분기되고 각각 트랜지스터(이하 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2) 및 제3 트랜지스터(M3))와 연결될 수 있다. 여기서 트랜지스터(M1, M2, M3)는, 예를 들어, 모스펫일 수 있으며, 이 경우, 각 저항(R1 내지 R4) 사이의 일 지점(p1, p2, p3)에서 분기된 회로는 이들 트랜지스터(M1, M2, M3)의 게이트와 연결될 수 있다. 각각의 저항(R1 내지 R4)으로 전류가 흐르면, 각 지점(p1, p2, p3)의 전압(V1, V2, V3)은 각각 대응되는 트랜지스터(M1, M2, M3)의 게이트에 인가된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 각 지점(p1, p2, p3)의 전압(V1, V2, V3)도 전체 인가 전압(Vled)의 변화에 대응하여 변화하게 된다. At one point (p1, p2, p3) between the resistors (R1 to R4), the circuit is branched and connected to each transistor (hereinafter, the first transistor M1, the second transistor M2, and the third transistor M3). I can. Here, the transistors M1, M2, M3 may be, for example, MOSFETs, and in this case, the circuit branched at one point p1, p2, p3 between the resistors R1 to R4 is these transistors M1 , M2, M3) can be connected to the gate. When a current flows through each of the resistors R1 to R4, the voltages V1, V2, and V3 at each point p1, p2, and p3 are applied to the gates of the corresponding transistors M1, M2, and M3, respectively. As shown in FIG. 6, the voltages V1, V2, and V3 at each point p1, p2, and p3 also change in response to a change in the total applied voltage Vled.

각각의 트랜지스터(M1, M2, M3)의 드레인은 입력단(121)에서 분기되는 두 개의 회선 중에서 다른 하나의 회선으로부터 분기된 적어도 하나의 회선에 각각 연결될 수 있다. 여기서, 다른 하나의 회선 및 이로부터 분기된 적어도 하나의 회선에는 각각 소정 크기의 저항이 더 설치되어 있을 수도 있다.The drains of each of the transistors M1, M2, and M3 may be respectively connected to at least one of the two lines branched from the input terminal 121 and branched from the other line. Here, a resistor having a predetermined size may be further installed in the other line and at least one line branched therefrom.

또한, 스위칭 제어부(120)는 복수의 트랜지스터(B1 내지 B6)를 포함할 수도 있다. 복수의 트랜지스터(B1 내지 B6)는, 예를 들어, 바이폴라 트랜지스터일 수 있으며, 보다 상세하게는 npn 트랜지스터일 수 있다(이하 이들 트랜지스터(B1 내지 B6)를 바이폴라 트랜지스터라 지칭하나, 이들 트랜지스터(B1 내지 B6)은 반드시 바이폴라 트랜지스터일 필요는 없으며, 이와 동일하거나 유사한 기능을 수행하는 다른 트랜지스터 등을 이용할 수도 있다). 이들 트랜지스터(B1 내지 B6) 중 일부의 트랜지스터(B1, B3, B6)는 콜렉터가 출력단(122, 123, 124)과 연결되어 있을 수 있다. 출력단(122, 123, 124)과 연결된 트랜지스터(B1, B3, B6) 각각의 베이스는 각각에 대응하는 트랜지스터(M1, M2, M3)의 드레인과 연결될 수 있으며, 소정의 전압(VB1, VB2, VB3, 이하 각각 제1 스위칭 제어부 전압(VB1), 제2 스위칭 제어부 전압(VB2) 및 제3 스위칭 제어부 전압(VB3)으로 지칭한다)이 인가 가능하도록 마련된다. In addition, the switching control unit 120 may include a plurality of transistors B1 to B6. The plurality of transistors B1 to B6 may be, for example, bipolar transistors, and more specifically, npn transistors (hereinafter, these transistors B1 to B6 are referred to as bipolar transistors, but these transistors B1 to B6) B6) is not necessarily a bipolar transistor, and other transistors that perform the same or similar functions may be used). Some of the transistors B1, B3, and B6 among the transistors B1 to B6 may have collectors connected to the output terminals 122, 123, and 124. The base of each of the transistors B1, B3, and B6 connected to the output terminals 122, 123, 124 may be connected to the drains of the corresponding transistors M1, M2, M3, and predetermined voltages VB1, VB2, VB3 , Hereinafter referred to as a first switching control voltage VB1, a second switching control voltage VB2, and a third switching control voltage VB3, respectively) are provided to be applicable.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 스위칭 제어부 전압(VB1), 제2 스위칭 제어부 전압(VB2) 및/또는 제3 스위칭 제어부 전압(VB3)의 변화는 상의 변화에 대응한다. 예를 들어, 제1 상 및 제2 상에서는 제1 스위칭 제어부 전압(VB1)은 양의 값을 가지나, 제2 스위칭 제어부 전압(VB2) 및 제3 스위칭 제어부 전압(VB3)은 0을 유지하게 된다. 제3 상에서는 제1 스위칭 제어부 전압(VB1) 및 제3 스위칭 제어부 전압(VB3)은 0을 유지하나, 제2 스위칭 제어부 전압(VB2)은 양의 값을 가지게 된다. 제4 상에서는 제3 스위칭 제어부 전압(VB3)만이 양의 값을 갖는다. 아울러 제5 상에서는 모두(VB1, VB2, VB3) 0의 값을 가지게 된다. 이에 따라 각각 트랜지스터(B1, B3, B6)에는 각각의 상에 따라서 대응하는 전압이 인가되게 된다. 예를 들어, 제1 상의 경우에는 제1 스위칭 제어부 전압(VB1)이 제1 트랜지스터(B1)의 베이스에 인가되고, 이에 따라 제1 바이폴라 트랜지스터(B1)에 연결된 제1 출력단(122)에서 제1 스위치(161-2)를 턴 온 하기 위한 전기적 신호가 출력되게 된다. 다른 출력단(122, 123) 역시 동일하게 다른 트랜지스터(B3, B6)의 베이스에 인가되고 이에 따라 상에 따라서 출력단(122, 123)으로부터 제어 신호가 출력되게 된다.As shown in FIG. 6, changes in the first switching control voltage VB1, the second switching control voltage VB2, and/or the third switching control voltage VB3 correspond to a change in the phase. For example, in the first phase and the second phase, the first switching control voltage VB1 has a positive value, but the second switching control voltage VB2 and the third switching control voltage VB3 are maintained at zero. In the third phase, the first switching controller voltage VB1 and the third switching controller voltage VB3 are maintained at 0, but the second switching controller voltage VB2 has a positive value. In the fourth phase, only the third switching control voltage VB3 has a positive value. In addition, in the fifth phase, all (VB1, VB2, VB3) have a value of 0. Accordingly, voltages corresponding to the respective phases are applied to the transistors B1, B3, and B6, respectively. For example, in the case of the first phase, the first switching control voltage VB1 is applied to the base of the first transistor B1, and accordingly, the first output terminal 122 connected to the first bipolar transistor B1 An electrical signal for turning on the switch 161-2 is output. The other output terminals 122 and 123 are similarly applied to the bases of the other transistors B3 and B6, and accordingly, control signals are output from the output terminals 122 and 123 according to the phases.

도 7에 도시된 바를 참조하여, 각 상에 따라서 출력단(121 내지 123)이 전기적 신호를 출력하는 과정을 설명한다. Referring to FIG. 7, a process of outputting electrical signals by the output terminals 121 to 123 according to each phase will be described.

도 7에 도시된 바와 같이, 스위칭 제어부(120)의 트랜지스터(M1 내지 M3, B1 내지 B6) 각각의 동작은 임계 전압(Vth)을 기초로 수행될 수도 있다. As shown in FIG. 7, the operation of each of the transistors M1 to M3 and B1 to B6 of the switching control unit 120 may be performed based on the threshold voltage Vth.

예를 들어, 제1 상 및 제2 상의 경우, 임계 전압(Vth)은 각 지점(p1, p2, p3)의 전압(V1, V2, V3) 보다 더 클 수 있으며, 이 경우, 도 5에 도시된 바를 참조하면, 제1 바이폴라 트랜지스터(B1), 제2 바이폴라 트랜지스터(B2) 및 제5 바이폴라 트랜지스터(B5)가 온 상태가 되고, 이에 따라 제1 출력단(192)에서 소정 전압(Vsc1)의 제어 신호가 출력되게 된다. For example, in the case of the first phase and the second phase, the threshold voltage Vth may be greater than the voltages V1, V2, V3 of each point p1, p2, p3, and in this case, shown in FIG. As described above, the first bipolar transistor B1, the second bipolar transistor B2, and the fifth bipolar transistor B5 are turned on, and accordingly, the first output terminal 192 controls the predetermined voltage Vsc1. The signal is output.

제3 상의 경우, 임계 전압(Vth)은 각 지점(p1, p2, p3)의 전압(V1, V2, V3) 중 가장 먼저 분기되는 지점(p1)의 전압(V1)보다는 작되, 다른 전압(V2, V3)보다는 더 클 수 있다. 이때, 제1 트랜지스터(M1), 제3 바이폴라 트랜지스터(B3) 및 제4 바이폴라 트랜지스터(B4)는 온 상태가 되고, 이에 따라 제2 출력단(193)는 소정 전압(Vsc2)의 제어 신호를 출력하게 된다.In the case of the third phase, the threshold voltage Vth is less than the voltage V1 of the first branching point p1 among the voltages V1, V2, and V3 of each point p1, p2, p3, but the other voltage V2 , Can be larger than V3). At this time, the first transistor M1, the third bipolar transistor B3, and the fourth bipolar transistor B4 are turned on, and accordingly, the second output terminal 193 outputs a control signal of a predetermined voltage Vsc2. do.

제4 상에서는, 두 개의 지점(p1, p2)의 전압(V1, V2)이 임계 전압(Vth)보다 커지고, 이 경우 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2) 및 제6 바이폴라 트랜지스터(B6)는 온 상태가 된다. 제3 출력단(194)은 상술한 바와 동일하게 제어 신호를 출력한다.In the fourth phase, the voltages V1 and V2 of the two points p1 and p2 are greater than the threshold voltage Vth, and in this case, the first transistor M1, the second transistor M2 and the sixth bipolar transistor B6 ) Is turned on. The third output terminal 194 outputs a control signal in the same manner as described above.

또한, 제5 상의 경우, 임계 전압(Vth)은 각 지점(p1, p2, p3)의 전압(V1, V2, V3) 보다 더 작게 되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2) 및 제3 트랜지스터(M3)만이 턴 온 된다. 따라서, 어느 출력단(192 내지 194)도 전기적 신호를 출력하지 않게 된다. In addition, in the case of the fifth phase, the threshold voltage Vth is smaller than the voltages V1, V2, V3 of each point p1, p2, p3, and as shown in FIG. 7, the first transistor M1 , Only the second transistor M2 and the third transistor M3 are turned on. Therefore, neither of the output terminals 192 to 194 output an electrical signal.

이와 같이 각 상에 따라서 각각의 출력단(121 내지 123)은 전기적 신호를 출력하거나 또는 출력하지 않게 되고, 결과적으로 각 조명부(161 내지 163)의 스위치(161-1, 162-1, 163-1)는 턴 온 되거나 또는 턴 오프가 될 수 있게 된다.In this way, each of the output terminals 121 to 123 outputs or does not output an electrical signal, and as a result, the switches 161-1, 162-1, 163-1 of each lighting unit 161 to 163 Can be turned on or turned off.

이하 기준 전압 출력부(130)의 일 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the reference voltage output unit 130 will be described.

도 8은 기준 전압 출력부의 일 실시예에 대한 회로도이다.8 is a circuit diagram of an embodiment of a reference voltage output unit.

도 8에 도시된 바를 참조하면, 기준 전압 출력부(130)는 정류 전압(Vrect)이 입력되는 입력단(131)과 기준 전압(Vref)이 출력되는 출력단(132)을 포함할 수 있으며, 입력단(131)과 출력단(132) 사이에는 적어도 하나의 저항(R5, R6, R7, R8, 이하 각각 제5 저항 내지 제8 저항), 적어도 하나의 트랜지스터(M4, 이하 제4 트랜지스터) 및 적어도 하나의 다이오드(Dz)가 전기적으로 연결되어 마련될 수 있다. Referring to FIG. 8, the reference voltage output unit 130 may include an input terminal 131 to which a rectified voltage Vrect is input and an output terminal 132 to which a reference voltage Vref is output, and the input terminal ( Between 131 and the output terminal 132, at least one resistor (R5, R6, R7, R8, hereinafter the fifth to eighth resistors, respectively), at least one transistor (M4, hereinafter fourth transistor), and at least one diode (Dz) may be provided by being electrically connected.

구체적으로 입력단(131)에 연결된 도선은 일 지점(p4)에서 분기되고, 분기된 각각의 도선에는 제5 저항(R5) 및 제6 저항(R6)이 설치된다. 제5 저항(R5)과 출력단(132) 사이에는 적어도 하나의 다이오드(Dz)가 설치될 수 있다. 여기서, 다이오드(Dz)는 일 실시예에 의하면 제너 다이오드(Zener Diode)를 포함할 수 있다. 제너 다이오드(Dz)에는 제너 전압(Vz)이 인가된다. 도선은 제5 저항(R5) 및 다이오드(Dz) 사이의 일 지점(p5)에서 분기될 수 있으며, 분기된 도선은 제4 트랜지스터(M4)의 게이트(또는 베이스)에 연결된다. 제6 저항(R6)과 출력단(132) 사이에는 제4 트랜지스터(M4)가 설치될 수 있다. 제4 트랜지스터(M4)는, 예를 들어, 모스펫 등을 이용하여 구현 가능하다. 일 실시예에 의하면, 제4 트랜지스터(M4) 및 다이오드(Dz) 각각과 출력단(132) 사이에는 저항 분배기(RD1)가 더 설치될 수 있다. 저항 분배기(RD1)는 제7 저항(R7) 및 제8 저항(R8)을 포함할 수 있다. 제7 저항(R7)은 제6 저항(R6) 및 제4 트랜지스터(M4)에 대해 직렬로 연결되어 설치된다. 제8 저항(R8)은 제7 저항(R7)과 출력단(132) 사이의 일 지점(p6)에서 분기된 도선에 설치될 수 있다. 분기된 도선은 제5 저항(R5) 및 다이오드(Dz)가 설치된 도선과 연결될 수 있다. Specifically, the conductor wire connected to the input terminal 131 is branched at one point p4, and a fifth resistor R5 and a sixth resistor R6 are installed on each branched conductor. At least one diode Dz may be installed between the fifth resistor R5 and the output terminal 132. Here, the diode Dz may include a Zener diode according to an embodiment. A Zener voltage Vz is applied to the Zener diode Dz. The conductive line may be branched at a point p5 between the fifth resistor R5 and the diode Dz, and the branched conductive line is connected to the gate (or base) of the fourth transistor M4. A fourth transistor M4 may be installed between the sixth resistor R6 and the output terminal 132. The fourth transistor M4 can be implemented using, for example, a MOSFET. According to an embodiment, a resistor divider RD1 may be further installed between each of the fourth transistor M4 and the diode Dz and the output terminal 132. The resistance divider RD1 may include a seventh resistor R7 and an eighth resistor R8. The seventh resistor R7 is connected and installed in series with the sixth resistor R6 and the fourth transistor M4. The eighth resistor R8 may be installed on a conductive line branched at a point p6 between the seventh resistor R7 and the output terminal 132. The branched wire may be connected to the wire on which the fifth resistor R5 and the diode Dz are installed.

상술한 바와 같이 기준 전압 출력부(130)가 구현된 경우에 있어서, 기준 전압 출력부(130)의 입력단(131)에 정류 전압(Vrect)이 인가되고, 만약 입력된 정류 전압(Vrect)이 다이오드(DZ)의 전압(VZ, 일례로 제너 전압)보다 상대적으로 크면, 제4 트랜지스터(M4)의 게이트(또는 베이스)에 인가되는 전압(VG, 일례로 게이트 전압)은 다이오드(DZ)의 제너 전압(Vz)과 동일하게 된다(즉, VG=V_Z). 이와 반대로 정류 전압(Vrect)이 다이오드(DZ)의 전압(V_Z)보다 상대적으로 작으면, 제4 트랜지스터(M4)의 게이트 또는 베이스에 인가되는 전압(VG)은 정류 전압(Vrect)과 동일하게 된다(즉, VG=Vrect). 이때, 제7 저항(R7) 및 제9 저항(R9) 사이의 일 지점(p6)에서의 전압(VS)은 하기의 수학식 1을 통해 연산 될 수 있다.When the reference voltage output unit 130 is implemented as described above, the rectified voltage Vrect is applied to the input terminal 131 of the reference voltage output unit 130, and if the input rectified voltage Vrect is a diode If the voltage (VZ, for example, Zener voltage) of (DZ) is relatively larger, the voltage (VG, for example, the gate voltage) applied to the gate (or base) of the fourth transistor M4 is the Zener voltage of the diode DZ It becomes equal to (Vz) (ie, VG=V _Z ). Conversely, when the rectified voltage Vrect is relatively smaller than the voltage V _Z of the diode DZ, the voltage VG applied to the gate or base of the fourth transistor M4 is the same as the rectified voltage Vrect. Becomes (i.e., VG=Vrect). In this case, the voltage VS at a point p6 between the seventh resistor R7 and the ninth resistor R9 may be calculated through Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

여기서 V_TH는 제4 트랜지스터(M4)의 임계 전압을 의미한다. Here, V _TH means the threshold voltage of the fourth transistor M4.

기준 전압 출력부(130)는, 로우 패스 필터(L1)를 더 포함할 수도 있다. 로우 패스 필터(L1)는 제6 지점(p6)과 출력단(132) 사이에는 위치할 수 있다. 로우 패스 필터(L1)는 기준 전압(VREF)을 제7 저항(R7)과 제9 저항(R9) 사이의 전압(VS)의 평균값으로 변경함으로써, 출력될 기준 전압(VREF)을 조절할 수 있다. 로우 패스 필터(L1)는 패시브 로우 패스 필터일 수 있으며, 보다 구체적으로는, 저항-커패시터 필터(RC filter)일 수도 있다. 이 경우, 로우 패스 필터(L1)는, 예를 들어, 저항(R9) 및 커패시터(C1)을 포함하되, 저항(R9)은 제6 지점(p6) 및 출력단(132) 사이에 위치하고, 커패시터(C1)는 저항(R9)과 출력단(p2)을 연결하는 회선에서 분기되고 다이오드(Dz)로 연장되는 회선에 마련된 것일 수 있다. The reference voltage output unit 130 may further include a low pass filter L1. The low pass filter L1 may be positioned between the sixth point p6 and the output terminal 132. The low pass filter L1 may adjust the reference voltage VREF to be output by changing the reference voltage VREF to an average value of the voltage VS between the seventh resistor R7 and the ninth resistor R9. The low pass filter L1 may be a passive low pass filter, and more specifically, a resistance-capacitor filter (RC filter). In this case, the low pass filter L1 includes, for example, a resistor R9 and a capacitor C1, but the resistor R9 is located between the sixth point p6 and the output terminal 132, and the capacitor ( C1) may be provided in a line that is branched from the line connecting the resistor R9 and the output terminal p2 and extends to the diode Dz.

도 9는 위상 컷(phase-cut)을 하지 않은 경우에서의 전압 파형의 일례를 도시한 것이다. 도 10은 위상 컷을 한 경우에서의 전압 파형의 일례를 도시한 것으로, 위상 컷 비율이 50%인 경우에서의 전압 파형의 일례를 도시한 것이다. 도 9 및 도 10의 각각의 x축은 시간을, y축은 전압을 의미하고, Vrect는 정류 전압, Vref는 기준 전압, Vg는 제4 트랜지스터(M4)의 게이트 또는 베이스에 인가되는 전압, Vs는 평균 전압을 각각 의미한다.9 shows an example of a voltage waveform in the case of not performing a phase-cut. Fig. 10 shows an example of a voltage waveform in a case where a phase cut is performed, and shows an example of a voltage waveform in a case where the phase cut ratio is 50%. 9 and 10, the x-axis represents time, the y-axis represents voltage, Vrect is a rectified voltage, Vref is a reference voltage, Vg is a voltage applied to the gate or base of the fourth transistor M4, and Vs is an average. Each means voltage.

도 9에 도시된 바를 참조하면, 위상-컷이 부재한 경우에는 기준 전압 출력부(130)에는 T/2 주기의 사인파 형태로 변화하는 정류 전압(Vrect)이 입력된다. 이 경우, 제4 트랜지스터(M4)의 게이트(또는 베이스)에 인가되는 전압(VG)은, 정류 전압(Vrect)의 입력에 대응하여, 대략 0, T/2 및 T 주변의 구간에서는 급격하게 감소 및 증가하게 되고, 이외의 구간에서는 대체적으로 일정한 값을 유지하게 된다. 평균 전압(Vs)은, 수학식 1를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 제4 트랜지스터(M4)의 게이트(또는 베이스)에 인가되는 전압(VG) 보다 상대적으로 작게 결정된다. 또한, 평균 전압(Vs)은 대략 0, T/2 및 T 주변의 구간에서는 급격하게 감소 및 증가하고, 이외의 구간에서는 대체적으로 일정하게 유지된다. 출력 전압(Vref)은, 대체적으로 평균 전압(Vs)과 근사하게 발생되고, 대략 0, T/2 및 T 주변의 구간에서는 상대적으로 덜 급격하게 감소하고, 이외의 구간에서는 대체적으로 증가하여 대략 T/2 및 T의 시점에서 평균 전압(Vs)와 동일한 값을 갖는 경향을 보인다. 한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 위상-컷이 된 경우에는, 위상-컷 비율에 따라서 기준 전압 출력부(130)에는, 도 9의 T/2 주기의 사인파의 일부(예를 들어, 50%)만이 입력되게 된다. 이 경우, 제4 트랜지스터(M4)의 게이트(또는 베이스)에 인가되는 전압(VG) 및 평균 전압(Vs)는, 정류 전압(Vrect)이 인가된 경우에는, 정류 전압(Vrect)에 대응하여 대체적으로 일정하게 유지된다. 반면에, 출력 전압(Vref)는, 제4 트랜지스터(M4)의 게이트(또는 베이스)에 인가되는 전압(VG) 및 평균 전압(Vs) 보다 낮게 형성된다. 한편, 출력 전압(Vref)은, 정류 전압(Vrect)이 입력되는 경우에는 증가하고, 정류 전압(Vrect)이 입력되지 않는 경우에는 감소한다.Referring to FIG. 9, in the absence of a phase-cut, a rectified voltage Vrect that changes in a sine wave form of a T/2 period is input to the reference voltage output unit 130. In this case, the voltage VG applied to the gate (or base) of the fourth transistor M4 corresponds to the input of the rectified voltage Vrect, and decreases rapidly in the period around 0, T/2, and T. And increases, and generally maintains a constant value in other sections. As can be seen through Equation 1, the average voltage Vs is determined to be relatively smaller than the voltage VG applied to the gate (or base) of the fourth transistor M4. In addition, the average voltage Vs rapidly decreases and increases in sections around 0, T/2, and T, and remains substantially constant in other sections. The output voltage (Vref) is generally generated close to the average voltage (Vs), decreases relatively less rapidly in the intervals around 0, T/2, and T, and generally increases in the other intervals to approximately T It tends to have the same value as the average voltage (Vs) at the time points of /2 and T. Meanwhile, as shown in FIG. 10, when the phase-cut is performed, the reference voltage output unit 130 according to the phase-cut ratio includes a part of the sine wave of the T/2 period of FIG. 9 (for example, 50 %) will be entered. In this case, the voltage VG and the average voltage Vs applied to the gate (or base) of the fourth transistor M4 are substantially corresponding to the rectified voltage Vrect when the rectified voltage Vrect is applied. Is kept constant. On the other hand, the output voltage Vref is formed to be lower than the voltage VG and the average voltage Vs applied to the gate (or base) of the fourth transistor M4. On the other hand, the output voltage Vref increases when the rectified voltage Vrect is input, and decreases when the rectified voltage Vrect is not input.

이와 같이, 정류 전압(Vrect), 제너 전압(Vz) 및 제4 트랜지스터(M4)의 임계 전압(VTH)에 따라서 기준 전압 출력부(130)은 여러 크기의 기준 전압(Vref)을 출력할 수 있게 된다. 기준 전압 출력부(120)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 전류 조절부(150)와 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 기준 전압 출력부(120)에서 출력된 기준 전압(Vref)은, 전류 조절부(150)에 입력되고, 결과적으로 전류 조절부(150)가 위상-컷 비율에 반비례하도록 조명부(161-1, 162-1. 163-1)의 전류를 제어할 수 있게 된다.In this way, the reference voltage output unit 130 can output the reference voltages Vref of various sizes according to the rectified voltage Vrect, the zener voltage Vz, and the threshold voltage VTH of the fourth transistor M4. do. The reference voltage output unit 120 is electrically connected to the current control unit 150 as shown in FIGS. 1 and 2. Accordingly, the reference voltage Vref output from the reference voltage output unit 120 is input to the current adjusting unit 150, and as a result, the lighting unit 161-1 so that the current adjusting unit 150 is in inverse proportion to the phase-cut ratio. , 162-1. The current of 163-1) can be controlled.

이하 각 단계(위상) 별로 역률 보정을 위한 전류 공급의 일 실시예를 설명하도록 한다.Hereinafter, an embodiment of supplying current for power factor correction for each step (phase) will be described.

도 11은 역률 보정을 위한 전류의 공급의 일례를 설명하기 위한 도표이다.11 is a chart for explaining an example of supply of current for power factor correction.

상술한 바와 같이 스위칭 제어부(120)는 역률 보정부(140)로 소정 크기의 조정 전압(Vpf)을 인가할 수 있다. 여기서, 조정 전압(Vpf)은, 예를 들어, 일 지점(p1)의 전압(V1)일 수 있다. 역률 보정부(140)는, 이에 응하여, 조정 전압(Vpf)에 대응하는 역률 보정 전류(Ipf)를 전류 조정부(150)에 제공하여 조명 모듈(160)에서 출력되는 전류(Is)의 역률을 보정할 수 있다. 이 경우, 도 11에 도시된 바를 참조하면, 역률을 보정하기 위해 역률 보정부(140)에서 출력되는 전류(Ipf)는 현재의 상에 따라서 상이할 수 있다. As described above, the switching control unit 120 may apply an adjustment voltage Vpf of a predetermined size to the power factor correction unit 140. Here, the adjustment voltage Vpf may be, for example, the voltage V1 at one point p1. The power factor correction unit 140 corrects the power factor of the current Is output from the lighting module 160 by providing a power factor correction current Ipf corresponding to the adjustment voltage Vpf to the current adjustment unit 150 in response thereto. can do. In this case, referring to FIG. 11, the current Ipf output from the power factor correcting unit 140 to correct the power factor may be different according to the current phase.

구체적으로 전체 인가 전압(Vled)은 제2 패시터(162-3)의 전압(Vled2) 및 제3 전압(Vled3)의 합보다 작은 제1 상의 경우, 제1 스위치(161-2)가 턴 온 상태를 유지하게 된다. 이때, 역률 보정부(140)로부터는 출력되는 전류(Ipf1)는 0의 값을 갖는다. 다시 말해서, 전류 조정부(150)로는 전류(Ipf1)가 인가되지 않을 수 있다.Specifically, when the total applied voltage Vled is the first phase less than the sum of the voltage Vled2 and the third voltage Vled3 of the second capacitor 162-3, the first switch 161-2 is turned on. You will stay in the state. At this time, the current Ipf1 output from the power factor correction unit 140 has a value of 0. In other words, the current Ipf1 may not be applied to the current adjusting unit 150.

제2 상(즉, 전체 인가 전압(Vled)이 제2 전압(Vled2)과 제3 전압(Vled3)의 합보다는 크지만, 제1 커패시터(162-1)의 전압(Vled1, 이하 제1 전압)과 제3 전압(Vled3)의 합보다 작아 제1 스위치(161-2)가 턴 온 된 경우)에서는, 0보다 큰 전류(Ipf2)가 역률 보정부(140)로부터 출력되어 전류 조정부(150)에 제공되고, 전류(Is)의 역률은 보정된다.Second phase (that is, the total applied voltage Vled is greater than the sum of the second voltage Vled2 and the third voltage Vled3, but the voltage of the first capacitor 162-1 (Vled1, hereinafter the first voltage)) In the case where the first switch 161-2 is turned on, which is smaller than the sum of the voltage and the third voltage Vled3), a current Ipf2 greater than 0 is output from the power factor correction unit 140 to the current adjuster 150. Is provided, and the power factor of the current Is is corrected.

제3 상과 같이 만약 전체 인가 전압(Vled)이 제1 전압(Vled1) 및 제3 전압(Vled3)보다 크고, 제1 전압(Vled1) 및 제2 전압(Vled2)의 합보다 작아 제2 스위치(162-2)가 턴 온 된 경우라면, 제2 상에서 출력된 전류(Ipf2)보다 상대적으로 큰 전류(Ipf3)가 역률 보정부(140)로부터 출력된다.Like the third phase, if the total applied voltage Vled is greater than the first voltage Vled1 and the third voltage Vled3, and less than the sum of the first voltage Vled1 and the second voltage Vled2, the second switch ( When 162-2 is turned on, a current Ipf3 that is relatively larger than the current Ipf2 output in the second phase is output from the power factor correction unit 140.

전체 인가 전압(Vled)이 제1 전압(Vled1) 및 제2 전압(Vled2)의 합보다 크되, 제1 전압 내지 제3 전압(Vled1, Vled2, Vled3) 모두의 합보다 작은 제4 상의 경우에는, 제3 스위치(163-2)가 턴 온 되며, 제3 상에서 출력된 전류(Ipf3)보다 상대적으로 큰 전류(Ipf4)가 역률 보정부(140)로부터 출력되어 전류 조정부(150)에 제공된다.In the case of the fourth phase, the total applied voltage Vled is greater than the sum of the first voltage Vled1 and the second voltage Vled2, but less than the sum of all of the first to third voltages Vled1, Vled2, and Vled3, The third switch 163-2 is turned on, and a current Ipf4 which is relatively larger than the current Ipf3 output from the third phase is output from the power factor correcting unit 140 and provided to the current adjusting unit 150.

또한, 제5 상처럼 전체 인가 전압(Vled)이 모든 전압의 합, 즉 제1 전압 내지 제3 전압(Vled1, Vled2, Vled3)의 합보다 작은 경우에는, 모든 스위치는 턴 오프 상태가 되며, 제4 상의 경우에 출력된 전류(Ipf4)보다 더 큰 전류(Ipf5)가 역률 보정부(140)로부터 출력되고, 전류 조정부(150)로 전달된다.Also, as in the fifth phase, when the total applied voltage Vled is less than the sum of all voltages, that is, the sum of the first to third voltages Vled1, Vled2, and Vled3, all switches are turned off, and In the case of the fourth phase, a current Ipf5 that is larger than the output current Ipf4 is output from the power factor correcting unit 140 and transmitted to the current adjusting unit 150.

다시 말해서, 역률 보정부(140)는 상에 대응하여 서로 상이한 조정 전류(Ipf: Ipf1 내지 Ipf4)를 출력하여 전류 조정부(150)에 제공할 수 있으며, 이에 따라 장치(100) 내에 유동하는 전류(Is)의 역률은 보다 적절하게 보정될 수 있게 된다.In other words, the power factor correction unit 140 may output different adjustment currents (Ipf1 to Ipf4) corresponding to the phases and provide them to the current adjustment unit 150, and accordingly, the current flowing in the device 100 ( The power factor of Is) can be more appropriately corrected.

이하 상술한 조명 구동 장치(100)를 기반으로 구현된 조명 장치(200)의 일 실시예에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, an embodiment of the lighting device 200 implemented based on the lighting driving device 100 described above will be described.

도 12는 조명 장치의 일 실시예에 대한 사시도이다.12 is a perspective view of an embodiment of a lighting device.

도 12에 도시된 바에 의하면, 조명 장치(200)는 기판(201), 기판(201)에 설치되는 조명 소자(210), 및/또는 조명 소자(210)의 동작을 제어하기 위한 각종 부품(211)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 12, the lighting device 200 includes a substrate 201, a lighting element 210 installed on the substrate 201, and/or various components 211 for controlling the operation of the lighting element 210. ) Can be included.

기판(201)은 조명 소자(210) 및 부품(211)이 적절히 설치될 수 있는 구조 및 소재로 구현될 수 있다. 예를 들어, 기판(201)은 도 12에 도시된 바와 같이 원판의 형상을 가질 수도 있으며, 이외에도 설계자의 선택에 따라서 삼각형이나 사각형 등의 다각형 판의 형상 등과 같은 다양한 형상으로 디자인될 수도 있다. 또한, 기판(201)은 금속이나 합성 수지 등을 소재로 하여 제작될 수도 있다.The substrate 201 may be implemented with a structure and a material in which the lighting device 210 and the component 211 can be properly installed. For example, the substrate 201 may have a shape of a disk as shown in FIG. 12, and may be designed in various shapes such as a shape of a polygonal plate such as a triangle or a square according to a designer's selection. Further, the substrate 201 may be made of a metal or synthetic resin.

조명 소자(210)는 기판(201)에 적어도 하나 이상 설치될 수 있으며, 예컨대 원형 기판의 테두리를 따라서 적어도 하나의 열로 설치될 수 있다. 물론, 이외에도 설계자의 선택에 따라 다양한 방법/패턴으로 조명 소자(210)를 기판(201)에 배치시킬 수 있다.At least one lighting element 210 may be installed on the substrate 201, and for example, may be installed in at least one row along the edge of the circular substrate. Of course, in addition to the designer's selection, the lighting device 210 may be disposed on the substrate 201 in various methods/patterns.

조명 소자(210)는 복수의 조명 소자(210-1 내지 210-N, N은 1보다 큰 자연수)를 포함할 수 있다. 이 경우, 복수의 조명 소자(210-1 내지 210-N) 중에서 일부의 조명 소자(210-1 내지 210-k, 이하 제1 조명 소자 군)는 상술한 제1 조명 소자(161-1)로 이용되고, 다른 일부의 조명 소자(210-k+1 내지 210-l, 이하 제2 조명 소자 군)는 상술한 제2 조명 소자(162-1)로 이용되며, 또 다른 일부의 조명 소자(210-l+1 내지 210-N, 이하 제3 조명 소자 군)는 상술한 제3 조명 소자(163-1)로 이용될 수 있다. 각각의 조명 소자 군(210-1 내지 210-k, 210-k+1 내지 210-l, 210-l+1 내지 210-N)이 포함하는 조명 소자의 개수는 모두 동일할 수도 있고, 일부는 동일하고 다른 일부는 상이할 수도 있으며, 또는 모두 상이할 수도 있다. 예를 들어, 제1 조명 소자 군(210-1 내지 210-k)은 12개의 조명 소자를 포함하고, 제2 조명 소자 군(210-k+1 내지 210-l)은, 8개의 조명 소자를 포함하며, 제3 조명 소자 군(210-l+1 내지 210-N)은 4 개의 조명 소자를 포함하도록 마련될 수도 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로 설계자의 선택에 따라 각각의 조명 소자 군(210-1 내지 210-k, 210-k+1 내지 210-l, 210-l+1 내지 210-N)이 포함하는 조명 소자의 개수는 다양하게 선택될 수 있다.The lighting device 210 may include a plurality of lighting devices 210-1 to 210-N, where N is a natural number greater than 1). In this case, some of the lighting elements 210-1 to 210-k (hereinafter, the first lighting element group) among the plurality of lighting elements 210-1 to 210-N are referred to as the above-described first lighting elements 161-1. Is used, and some other lighting elements 210-k+1 to 210-l, hereinafter referred to as the second lighting element group) are used as the above-described second lighting element 162-1, and another part of the lighting element 210 -l+1 to 210-N, hereinafter the third lighting element group) may be used as the third lighting element 163-1 described above. The number of lighting elements included in each of the lighting element groups 210-1 to 210-k, 210-k+1 to 210-l, and 210-l+1 to 210-N may all be the same, and some Some of the same and different may be different, or all may be different. For example, the first lighting element group (210-1 to 210-k) includes 12 lighting elements, the second lighting element group (210-k+1 to 210-l), 8 lighting elements It includes, and the third lighting element group (210-l+1 to 210-N) may be provided to include four lighting elements. However, this is exemplary, and lighting elements included in each of the lighting element groups 210-1 to 210-k, 210-k+1 to 210-l, and 210-l+1 to 210-N according to the designer's selection The number of can be selected in various ways.

각각의 조명 소자 군(210-1 내지 210-k, 210-k+1 내지 210-l, 210-l+1 내지 210-N)에 대응하는 커패시턴스는 서로 동일하도록, 또는 일부만 동일하도록, 또는 모두 상이하도록 마련될 수도 있다. 예를 들어, 제1 조명 소자군(210-1 내지 210-k)의 커패시턴스는 150μF로, 제2 조명 소자 군(210-k+1 내지 210-l)의 커패시턴스는 150μF로, 제3 조명 소자 군(210-l+1 내지 210-N)의 커패시턴스는 270uF로 설정될 수 있다.Capacitances corresponding to each of the lighting element groups 210-1 to 210-k, 210-k+1 to 210-l, 210-l+1 to 210-N are the same as each other, or only partially, or all It may be arranged to be different. For example, the capacitance of the first lighting element group 210-1 to 210-k is 150 μF, the capacitance of the second lighting element group 210-k+1 to 210-l is 150 μF, and the third lighting element The capacitance of the groups 210-l+1 to 210-N may be set to 270uF.

조명 소자(210)는, 예를 들어 발광 다이오드를 포함할 수 있다.The lighting element 210 may include, for example, a light emitting diode.

각종 부품(211)은 조명 소자(210-1 내지 210-N)의 발광을 위해 필요한 동작을 수행하며, 전력의 입출력 단자나 조명 소자(210-1 내지 210-N)에 대응하는 적어도 하나의 조명 구동 장치 등을 포함할 수 있다.Various parts 211 perform operations necessary for light emission of the lighting elements 210-1 to 210-N, and input/output terminals of power or at least one lighting corresponding to the lighting elements 210-1 to 210-N It may include a driving device or the like.

이하 상술한 조명 장치(200)의 성능에 대한 실험 결과를 설명한다.Hereinafter, the experimental results for the performance of the above-described lighting device 200 will be described.

도 13은 조명 장치의 과도 응답(transient response)에 대한 측정 결과의 일례를 도시한 그래프 도면으로, 상단은 전압의 변화를, 하단은 전류의 변화를 도시한 것이다. x축은 시간이고, y축은 각각 전압 및 전류이다.13 is a graph showing an example of a measurement result for a transient response of the lighting device, the upper part showing the change in voltage and the lower part showing the change in current. The x-axis is time, and the y-axis is voltage and current, respectively.

도 13에 도시된 바를 참조하면, 정류 전압(Vrect)의 변화에 대응하여 상술한 전류 조절부(150)에 입력되는 전압(Vd)는 각각의 위상마다 최소화된다. 이에 따라 전류 조절부(150)에서 전력 손실은 감소될 수 있으며, 이에 따라 조명 장치(200)의 효율은 개선될 수 있게 된다. 입력 전류(IIN)는 전류 조정부(150)에 의해 조정된 전류(Icr)에 역률 조정 전류(Ipf)를 추가함으로써, 사인파를 형성하게 된다. 이에 따라 더 높은 역률을 얻을 수 있게 된다. 역률이 높은 경우, 효율 역시 증가하게 된다. 실험 결과 상으론 역률 96.7%에서 84.7%의 효율을 얻었다.Referring to FIG. 13, the voltage Vd input to the above-described current adjusting unit 150 in response to a change in the rectified voltage Vrect is minimized for each phase. Accordingly, the power loss in the current controller 150 may be reduced, and thus, the efficiency of the lighting device 200 may be improved. The input current IIN forms a sine wave by adding the power factor adjusting current Ipf to the current Icr adjusted by the current adjusting unit 150. Accordingly, a higher power factor can be obtained. When the power factor is high, the efficiency also increases. As a result of the experiment, the power factor was 96.7% to 84.7%.

도 14는 조명 장치의 밝기에 대한 측정 결과의 일례를 도시한 그래프 도면으로, 위상-컷이 없이 조명 구동 장치(100)에 의해 동작하는 각 조명 소자(210-1 내지 210-N)의 밝기는 광 전압 변환 광학 센서(light-to-voltage optical sensor)를 기반으로 측정한 것이다. 도 14의 x축은 시간을, y축은 전압을 의미한다.14 is a graph showing an example of a measurement result of the brightness of the lighting device, in which the brightness of each of the lighting elements 210-1 to 210-N operated by the lighting driving device 100 without a phase-cut is It was measured based on a light-to-voltage optical sensor. In FIG. 14, the x-axis represents time and the y-axis represents voltage.

도 14에 도시된 그래프를 참조하면, 시간의 흐름에 따라서 조명 소자(210-1 내지 210-N)의 밝기에 대응하는 전압은 대략 1V의 범위 내에서 주기적으로 변동하게 될 수 있다. 실험 결과 상으로는 전압의 최대값은 3.94V이고, 최저값은 2.70V이었다. 다시 말해서, 조명 소자(210-1 내지 210-N)의 밝기는 일정한 범위 내에서 깜박인다. 이때 측정된 %플리커는 대략 18.6%이었다.Referring to the graph shown in FIG. 14, the voltage corresponding to the brightness of the lighting elements 210-1 to 210 -N may periodically fluctuate within a range of approximately 1V over time. As a result of the experiment, the maximum value of the voltage was 3.94V and the minimum value was 2.70V. In other words, the brightness of the lighting elements 210-1 to 210-N flicker within a certain range. The measured% flicker at this time was approximately 18.6%.

도 15는 위상 컷 비율에 따른 평균 밝기의 일례를 도시한 것이다. 도 15의 x축은 위상-컷 비율을 나타내고, y축은 밝기(%)를 나타낸다. 15 shows an example of average brightness according to the phase cut ratio. The x-axis of FIG. 15 represents the phase-cut ratio, and the y-axis represents the brightness (%).

도 15에 도시된 바를 참조하면, 위상-컷 비율이 증가함에 따라 밝기는 점차로 감소한다. 위상-컷 비율이 0에 근접할수록 밝기는 최대가 되고, 위상-컷 비율이 대략 30% 내지 35%를 초과하면 밝기는 급격히 감소하고, 50% 정도의 위상-컷 비율에서는 밝기가 대략 10%까지 낮아지게 된다. 또한, 위상-컷 비율이 대략 55%(실험 결과 상으로는 55.6%)를 초과하는 경우에는, 밝기는 0%가 된다. 이는 상술한 3개의 조명 소자(161-1, 162-1. 163-1) 각각에 병렬로 배치된 3개의 커패시터(161-3, 162-3, 163-3)는, 각 조명 소자(161-1, 162-1. 163-1)의 입력 전압을 평균화 시키기 때문에, 위상-컷 비율이 55.6%를 초과하는 경우에는 조명 소자(161-1, 162-1, 163-1)를 턴 온 시킬 수 있을 만큼 커패시터(161-3, 162-3, 163-3) 각각의 전압(Vled1, Vled2, Vled3)이 충분히 높지 않기 때문이다.15, the brightness gradually decreases as the phase-cut ratio increases. As the phase-cut ratio approaches 0, the brightness becomes maximum, and when the phase-cut ratio exceeds approximately 30% to 35%, the brightness decreases rapidly, and at a phase-cut ratio of about 50%, the brightness reaches approximately 10%. Becomes lower. Further, when the phase-cut ratio exceeds approximately 55% (55.6% in the experimental results), the brightness becomes 0%. This means that the three capacitors 161-3, 162-3, and 163-3 arranged in parallel to each of the three lighting elements 161-1, 162-1, and 163-1 described above are each of the lighting elements 161-1. 1, 162-1. 163-1) is averaged, so if the phase-cut ratio exceeds 55.6%, the lighting elements (161-1, 162-1, 163-1) can be turned on. This is because the voltages Vled1, Vled2, and Vled3 of each of the capacitors 161-3, 162-3, and 163-3 are not high enough.

이하, 도 16을 참조하여 조명 구동 방법의 일 실시예에 대해서 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a lighting driving method will be described with reference to FIG. 16.

도 16은 조명 구동 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.16 is a flowchart of an embodiment of a lighting driving method.

도 16에 도시된 조명 구동 방법은 상술한 조명 구동 장치(100) 및/또는 조명 장치(200)에 의해 수행되는 것일 수 있다.The lighting driving method illustrated in FIG. 16 may be performed by the lighting driving device 100 and/or the lighting device 200 described above.

도 16에 도시된 바를 참조하면, 먼저 조명 구동 장치(100) 및/또는 조명 장치(200)에 교류 전류가 공급된다(300). 교류 전류의 공급은 교류 전원에 의해 수행된다. 위상 제어부(예를 들어, 트라이액 디머)는 장치 내의 교류 전류에 대한 위상-컷을 수행할 수 있다. 실시예에 따라서 교류 전류는 브리지 정류기에 입력될 수도 있다. 브리지 정류기는 교류 전류에 대응하는 정류 전압을 출력할 수 있다. 출력된 정류 전압은 기준 전압 출력부, 조명 모듈 및/또는 스위칭 제어부에 인가될 수 있다.Referring to FIG. 16, first, an alternating current is supplied to the lighting driving device 100 and/or the lighting device 200 (300). The supply of alternating current is carried out by an alternating current power source. The phase control unit (eg, triac dimmer) may perform a phase-cut on the AC current in the device. AC current may be input to a bridge rectifier according to an embodiment. The bridge rectifier may output a rectified voltage corresponding to an alternating current. The output rectified voltage may be applied to the reference voltage output unit, the lighting module and/or the switching control unit.

조명 모듈 및 스위칭 제어부에는 전체 인가 전압이 인가된다(302). 이에 따라 스위칭 제어부는 조명 모듈 전체에 인가되는 전체 인가 전압을 획득할 수 있게 된다.The entire applied voltage is applied to the lighting module and the switching control unit (302). Accordingly, the switching control unit can obtain the total applied voltage applied to the entire lighting module.

조명 모듈은 상술한 바와 같이 서로 직렬로 연결된 적어도 하나의 조명부(예를 들어, 순차적으로 연결된 제1 조명부 내지 제3 조명부)를 포함할 수 있으며, 스위칭 제어부는 각각의 조명부의 커패시터의 전압과 상술한 전체 인가 전압을 기반으로 적어도 하나의 조명부 각각에 대응하는 제어 신호를 출력할 수 있다(304). 이 경우, 스위칭 제어부는 각각의 조명부의 커패시터의 전압(예를 들어, 제1 커패시터의 전압, 제2 커패시터의 전압 및 제3 커패시터의 전압) 중 적어도 둘의 합과 전체 인가 전압을 비교하고, 비교 결과를 기반으로 제어 신호를 생성할 수도 있다.As described above, the lighting module may include at least one lighting unit (for example, a first to a third lighting unit connected in sequence) connected in series with each other, and the switching control unit includes a voltage of the capacitor of each lighting unit and the above-described A control signal corresponding to each of the at least one lighting unit may be output based on the total applied voltage (304). In this case, the switching control unit compares the sum of at least two of the voltages of the capacitors of each lighting unit (for example, the voltage of the first capacitor, the voltage of the second capacitor, and the voltage of the third capacitor) with the total applied voltage, and compares It is also possible to generate a control signal based on the result.

스위칭 제어부에서 출력된 제어 신호는 대응하는 각각의 조명부에 전달되고, 각각의 조명부의 스위치(예를 들어, PNP 달링턴 페어 바이패스 스위치)는 스위칭 제어부에서 출력된 제어 신호의 전압이 인가됨에 따라서 온 상태가 되거나 또는 오프 상태가 된다(306). 이에 따라 각 조명부의 적어도 하나의 조명 소자는 플로팅 되거나 또는 전류가 전달될 수 있는 상태가 된다.The control signal output from the switching control unit is transmitted to each corresponding lighting unit, and the switch of each lighting unit (for example, a PNP Darlington pair bypass switch) is turned on as the voltage of the control signal output from the switching control unit is applied. Or goes off (306). Accordingly, at least one lighting element of each lighting unit is in a state in which the floating or current can be transmitted.

보다 상세하게는, 스위칭 제어부는 전체 인가 전압이 제1 커패시터의 전압 및 제3 커패시터의 전압의 합보다 작거나 또는 제2 커패시터의 전압 및 제3 커패시터의 전압의 합보다 작으면, 제어 신호를 생성하여 제1 스위치를 턴 온 시킬 수 있다. 이때, 제2 스위치 및 제3 스위치는 턴 오프 되거나 턴 오프 상태를 유지하게 된다.More specifically, the switching control unit generates a control signal when the total applied voltage is less than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the third capacitor or less than the sum of the voltage of the second capacitor and the voltage of the third capacitor. Thus, the first switch can be turned on. At this time, the second switch and the third switch are turned off or maintained in a turned off state.

만약, 전체 인가 전압이 제1 커패시터의 전압 및 제3 커패시터의 전압의 합보다 크고 제1 커패시터의 전압 및 제2 커패시터의 전압의 합보다 작으면, 스위칭 제어부는 제2 스위치를 턴 온 시키기 위해 제어 신호를 생성하여 출력한다. 제1 스위치 및 제3 스위치는 턴 오프 되거나 턴 오프 상태를 유지한다.If the total applied voltage is greater than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the third capacitor and is less than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the second capacitor, the switching controller controls to turn on the second switch. Generate and output a signal. The first switch and the third switch are turned off or remain turned off.

또한, 전체 인가 전압이 제1 커패시터의 전압 및 제2 커패시터의 전압의 합보다 크고 제1 커패시터의 전압 내지 제3 커패시터의 전압의 합보다 작으면, 스위칭 제어부는 이에 대응하는 제어 신호를 생성하고, 스위칭 제어부의 제어 신호에 따라서 제3 스위치가 턴 온 된다. 제1 스위치 및 제2 스위치는 턴 오프 되거나 턴 오프 상태를 유지하게 된다. In addition, when the total applied voltage is greater than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the second capacitor and is less than the sum of the voltage of the first capacitor to the third capacitor, the switching controller generates a control signal corresponding thereto, The third switch is turned on according to the control signal from the switching control unit. The first switch and the second switch are turned off or maintained in a turned off state.

전체 인가 전압이 제1 커패시터의 전압 내지 제3 커패시터의 전압의 합보다 큰 경우에는, 제1 스위치 내지 제3 스위치 모두 턴 오프 된다. 스위칭 제어부는 이에 대응하는 제어 신호를 생성한다.When the total applied voltage is greater than the sum of the voltages of the first capacitor to the third capacitor, all of the first to third switches are turned off. The switching control unit generates a control signal corresponding thereto.

또한, 조명 구동 방법은 조명 모듈을 통과하여 출력되는 전류를 조정하는 단계 및/또는 조명 모듈을 통과하여 출력되는 전류의 역률 또는 조정된 전류의 역률을 보정하는 단계를 더 포함할 수도 있다(308). 전류의 조정은 기준 전압 출력부에서 출력된 기준 전압을 기반으로 수행될 수 있다. 기준 전압 출력부는 정류 전압을 기반으로 기준 전압을 출력하도록 마련된 것일 수 있다. 구체적으로 기준 전압은 전류 조정부의 앰프의 양극에 인가될 수 있으며, 이에 따라 전류의 조정이 수행될 수 있다. 역률의 보정은, 스위칭 제어부에서 출력된 조정 전압을 소정의 트랜지스터(예를 들어, 모스펫)의 게이트에 인가하여 조정 전류가 트랜지스터를 통해 출력되도록 하고, 출력된 조정 전류를 조명 모듈을 통과하여 출력되는 전류 또는 조정된 전류에 추가함으로써 수행될 수 있다.In addition, the lighting driving method may further include adjusting the current output through the lighting module and/or correcting the power factor of the current output through the lighting module or the adjusted current (308). . Adjustment of the current may be performed based on the reference voltage output from the reference voltage output unit. The reference voltage output unit may be provided to output a reference voltage based on the rectified voltage. Specifically, the reference voltage may be applied to the anode of the amplifier of the current adjusting unit, and accordingly, the current may be adjusted. In the correction of the power factor, the adjustment voltage output from the switching control unit is applied to the gate of a predetermined transistor (for example, MOSFET) so that the adjustment current is output through the transistor, and the output adjustment current is output through the lighting module. This can be done by adding to the current or regulated current.

이상 조명 장치, 조명 구동 장치 및 방법의 여러 실시예에 대해 설명하였으나, 장치 및 방법은 오직 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 상술한 실시예를 기초로 수정 및 변형하여 구현 가능한 다양한 조명 장치, 조명 구동 장치나 방법 역시 상술한 장치 및 방법의 일례가 될 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성 요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나 다른 구성 요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 또는 치환되더라도 상술한 조명 장치, 조명 구동 장치 및 방법의 일 실시예가 될 수 있다.Although various embodiments of the lighting device, the lighting driving device, and the method have been described above, the device and method are not limited to the above-described embodiments. Various lighting devices, lighting driving devices or methods that can be implemented by modifying and modifying based on the above-described embodiment by a person of ordinary skill in the art may also be an example of the above-described devices and methods. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or components such as systems, structures, devices, circuits, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components or Even if it is replaced or substituted by an equivalent, it may be an embodiment of the above-described lighting device, lighting driving device, and method.

100: 조명 구동 장치 110: 전력 공급부
111: 교류 전원 112: 트라이악 제공부
120: 스위칭 제어부 130: 기준 전압 출력부
140: 역률 보정부 150: 전류 조정부
160: 조명 모듈 161: 제1 조명부
161-1: 제1 조명 소자 161-2: 제1 스위치
161-3: 제1 커패시터 162: 제2 조명부
162-1: 제2 조명 소자 162-2: 제2 스위치
162-3: 제2 커패시터 163: 제3 조명부
163-1: 제3 조명 소자 163-2: 제3 스위치
163-3: 제3 커패시터 190: 브리지 정류기
200: 조명 장치100: lighting driving device 110: power supply
111: AC power 112: Triac supply unit
120: switching control unit 130: reference voltage output unit
140: power factor correction unit 150: current adjustment unit
160: lighting module 161: first lighting unit
161-1: first lighting element 161-2: first switch
161-3: first capacitor 162: second lighting unit
162-1: second lighting element 162-2: second switch
162-3: second capacitor 163: third lighting unit
163-1: third lighting element 163-2: third switch
163-3: third capacitor 190: bridge rectifier
200: lighting device

Claims

Power supply;
At least one lighting unit electrically connected to the power supply unit; And
Including; a switching control unit that is electrically connected to the power supply unit and the lighting unit, and generates a control signal for each of the at least one lighting unit,
The switching control unit,
A lighting driving device that generates a control signal for each of the at least one lighting unit based on a total applied voltage applied to the entire at least one lighting unit and a voltage of each of the at least one lighting unit.

The method of claim 1,
The at least one lighting unit,
A lighting driving device comprising a first lighting unit, a second lighting unit, and a third lighting unit sequentially connected to each other in series.

The method of claim 2,
The first lighting unit,
A first lighting element that emits light to the outside; And
A first switch connected in parallel with the first lighting element and turned on or off in response to reception of the control signal; And
A lighting driving apparatus comprising a; a first capacitor connected in parallel with the first lighting element and the first switch.

The method of claim 3,
The switching control unit is a lighting driving device that generates the control signal based on the total applied voltage and the voltage of the first capacitor.

The method of claim 2,
The switching control unit,
Generating a control signal for each of the first switch of the first lighting unit, the second switch of the second lighting unit, and the third switch of the third lighting unit, the voltage of the first capacitor of the first lighting unit, the second lighting unit A lighting driving device generating the control signal using at least one of a voltage of a second capacitor of and a voltage of a third capacitor of the third lighting unit.

The method of claim 5,
The switching control unit,
At least one of the at least one lighting unit based on a comparison result between the sum of voltages of at least two capacitors among the voltage of the first capacitor, the voltage of the second capacitor, and the voltage of the third capacitor and the total applied voltage A lighting driving device that generates a control signal for.

The method of claim 6,
The switching control unit,
When the total applied voltage is less than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the third capacitor or less than the sum of the voltage of the second capacitor and the voltage of the third capacitor, the first switch is turned on. And the second switch and the third switch are turned off, or
When the total applied voltage is greater than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the third capacitor and is less than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the second capacitor, the second switch is turned on, The first switch and the third switch are turned off, or
When the total applied voltage is greater than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the second capacitor and is less than the sum of the voltage of the first capacitor to the third capacitor, the third switch is turned on, The first switch and the second switch are turned off, or
When the total applied voltage is greater than the sum of the voltages of the first capacitor to the third capacitor, the first switch to the third switch to be turned off.

The method of claim 1,
The power supply unit,
AC power supply supplying an alternating current; And
Lighting driving apparatus comprising a; phase control unit for performing a phase-cut of the AC current.

The method of claim 6,
A reference voltage output unit electrically connected to the power supply unit and outputting a reference voltage; And
The lighting driving device further comprises a; current adjustment unit for adjusting the current output through the at least one lighting unit based on the reference voltage.

The method of claim 9,
The current adjusting unit is a lighting driving device for adjusting the current output through the at least one lighting unit so as to be in inverse proportion to the phase-cut performed by the phase control unit.

The method of claim 9,
A power factor correction unit that is electrically connected to the switching control unit and outputs a power factor correction current in response to the adjusted voltage when an adjustment voltage is applied from the switching control unit to adjust the current output through the lighting unit; Device.

The method of claim 8,
The phase control unit, a lighting driving device comprising a triac dimmer.

Power supply;
At least one lighting unit electrically connected to the power supply unit; And
Including; a switching control unit for generating a control signal for each of the at least one lighting unit,
The switching control unit,
A lighting device that generates a control signal for each of the at least one lighting unit based on a total applied voltage applied to the entire at least one lighting unit and a voltage applied to each of the at least one lighting unit.

Outputting a current from a power supply;
Obtaining a total applied voltage applied to the entire at least one lighting unit from the power supply unit; And
And generating a control signal for each of the at least one lighting unit using a voltage applied to each of the at least one lighting unit and the total applied voltage.

The method of claim 14,
The at least one lighting unit,
A lighting driving method comprising a first lighting unit, a second lighting unit, and a third lighting unit sequentially connected to each other in series.

The method of claim 15,
Generating a control signal for each of the at least one lighting unit using a voltage applied to each of the at least one lighting unit and the total applied voltage,
Generating a control signal for each of the first switch of the first lighting unit, the second switch of the second lighting unit, and the third switch of the third lighting unit, the voltage of the first capacitor of the first lighting unit, the second lighting unit And generating the control signal using at least one of a voltage of a second capacitor of and a voltage of a third capacitor of the third lighting unit.

The method of claim 16,
Generating a control signal for each of the first switch of the first lighting unit, the second switch of the second lighting unit, and the third switch of the third lighting unit,
Comparing the sum of at least two of the voltage of the first capacitor, the voltage of the second capacitor, and the voltage of the third capacitor with the total applied voltage, and generating the control signal based on the comparison result; How to drive lighting.

The method of claim 17,
Comparing the sum of at least two of the voltage of the first capacitor, the voltage of the second capacitor, and the voltage of the third capacitor, the total applied voltage, and generating the control signal based on the comparison result,
When the total applied voltage is less than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the third capacitor or less than the sum of the voltage of the second capacitor and the voltage of the third capacitor, the first switch is turned on. Generating a control signal such that the second switch and the third switch are turned off;
When the total applied voltage is greater than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the third capacitor and is less than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the second capacitor, the second switch is turned on, Generating a control signal such that the first switch and the third switch are turned off;
When the total applied voltage is greater than the sum of the voltage of the first capacitor and the voltage of the second capacitor and is less than the sum of the voltage of the first capacitor to the third capacitor, the third switch is turned on, Generating a control signal such that the first switch and the second switch are turned off; And
Generating a control signal such that the first switch to the third switch are turned off when the total applied voltage is greater than the sum of the voltage of the first capacitor to the third capacitor; Lighting driving method comprising at least one of.