KR20220133797A

KR20220133797A - Ac 직결형 발광다이오드 구동회로

Info

Publication number: KR20220133797A
Application number: KR1020220035950A
Authority: KR
Inventors: 박시홍; 김준식
Original assignee: 단국대학교 산학협력단
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2022-10-05

Abstract

본 발명은, 발광 다이오드, AC 전압을 DC 전압으로 정류하는 정류기, 상기 DC 전압으로 충전한 충전 전압을 방전하는 커패시터, 상기 DC 전압에 대응하는 입력 전류를 결정하는 입력전류 구동기 및 상기 발광 다이오드와 연결되며, 상기 발광 다이오드로 설정된 다이오드 전류가 흐르게 헤드룸 전압을 제어하는 헤드룸 전압 제어기를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로를 제공한다.

Description

AC 직결형 발광다이오드 구동회로{AC DIRECT LED DRIVER CIRCUIT}

본 발명은 AC 직결형 발광다이오드 구동회로에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 DC 전압의 변동에 따라 발생되는 플리커 특성을 감소시키기 용이한 AC 직결형 발광다이오드 구동회로에 관한 것이다.

인덕터 또는 트랜스포머를 사용하는 일반 컨버터 구동방식을 사용하는 LED 조명의 경우 시스템의 구성이 복잡하고 시스템의 크기와 무게를 감소시키기가 힘들 뿐 아니라, 스위칭 시 발생하는 전자파 발생을 억제하기 위한 추가적인 회로를 구성해야 하므로 생산원가가 높은 문제점이 있다. 또한 트라이악을 사용한 디밍 제어를 구현하기 위해서도 복잡한 회로가 추가적으로 필요하다.

컨버터를 사용하지 않는 AC 직결형 리니어 구동 방식은, 인덕터 또는 트랜스포머의 사용없이 상용 전원인 교류 전원을 직접 이용하여 발광다이오드에 흐르는 전류를 제어하므로, 컨버터 방식에 비해 회로가 단순한 장점이 있으나, 입력전압이 최소 발광다이오드 전압 강하보다 낮으면 전류가 공급되지 않아 플리커(Flicker)가 발생하는 문제점이 있다.

AC 직결형 구동 방식에서 플리커 특성 개선을 위해서는 전원이 공급되지 않는 시간 동안 발광다이오드를 구동할 에너지 저장소 역할을 하는 커패시터를 사용한다.

정류단에 커패시터를 사용하거나 발광다이오드에 병렬로 커패시터를 사용하여 입력전압이 발광다이오드 전압보다 낮은 구간 동안에 커패시터에 저장된 전압으로 발광다이오드에 전류를 공급하는 방식이 많이 사용되고 있다.

정류기에 직접적으로 커패시터를 사용하여 정류된 전압으로 발광다이오드를 구동하는 방식은 플리커 특성은 뛰어난 반면 AC 전원 인가 시 큰 돌입전류가 발생한다.

특히 여러 조명의 병렬 동작 시 과전류 차단기 작동의 우려가 있을 만큼의 큰 돌발전류가 발생한다.

이외에도 트라이악 디머를 적용할 경우에는 디머가 턴온하는 매순간에 큰 돌입 전류가 발생하기 때문에 디머를 사용할 수가 없다. 디머를 사용하지 않는 경우에도 역률과 THD 특성이 매우 좋지 않아 사용이 매우 제한적이다.

발광 다이오드에 병렬로 커패시터를 사용하는 방식은 역률과 THD 특성이 커패시터를 사용하지 않는 방식과 동일하게 양호한 특성을 보이며 트라이악 사용 시에도 과전류가 발생하는 문제가 없다. 그러나 낮은 값의 퍼센티지 플리커 특성을 위해서는 매우 큰 값의 캐패시턴스를 사용해야 하는 단점이 있다. 또한 트라이악 디머를 사용할 경우 플리커 특성은 더 나빠지는 특성을 나타낸다.

발광다이오드를 사용한 조명의 광품질 개선 요구가 활발하게 제기되면서 기존의 AC 직결형 구동 방식을 사용하면서도 작은 값의 커패시터를 사용하여 정상 입력전압은 물론이고 디밍을 적용하는 조건에서도 플리커 특성이 우수한 새로운 발광다이오드 구동방식이 요구된다.

한편, 최근의 LED 조명에 대해서는 한층 더 강화된 플리커 규정을 설정하려는 움직임이 활발하다. 플리커 규정의 강화 근거는 높은 퍼센티지 플리커를 갖는 조명에 장시간 노출된 경우 민감한 사람에게서 어지러움이나 발작 같은 문제를 일으킬 수 있기 때문이다. 자연광과 비교해서 손색없는 최고의 광품질을 제공하기 위해서는 퍼센티지 플리커는 낮게 관리하여야만 한다.

유럽이 먼저 플리커에 대한 강화된 신 규정을 적용하고 있으며 디머를 사용하는 조명에서도 강화된 동일하게 신 규정을 적용하고 있다. 이를 만족하기 위해서 디밍 여부와 상관없이 낮은 플리커 특성을 갖으며 인덕터나 트랜스포머를 사용하지 않아 경박단소하고 제조원가가 낮은 특징을 갖는 AC 직결형 LED 구동 방식이 요구된다.

본 발명의 목적은, DC 전압의 변동에 따라 발생되는 플리커 특성을 감소시키기 용이한 AC 직결형 발광다이오드 구동회로를 제공함에 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로는, 발광 다이오드, AC 전압을 DC 전압으로 정류하는 정류기, 상기 DC 전압으로 충전한 충전 전압을 방전하는 커패시터, 상기 DC 전압에 대응하는 입력 전류를 결정하는 입력전류 구동기 및 상기 발광 다이오드와 연결되며, 상기 발광 다이오드로 설정된 다이오드 전류가 흐르게 헤드룸 전압을 제어하는 헤드룸 전압 제어기를 포함할 수 있다.

상기 DC 전압이 상기 충전 전압보다 낮은 경우, 상기 커패시터는, 상기 충전 전압을 방전할 수 있다.

상기 DC 전압이 상기 충전 전압보다 높은 경우, 상기 커패시터는, 상기 DC 전압을 충전할 수 있다.

상기 커패시터는, 상기 발광 다이오드 및 상기 헤드룸 전압 제어기와 서로 병렬 연결할 수 있다.

상기 발광 다이오드는, 상기 헤드룸 전압 제어기와 직렬 연결할 수 있다.

상기 헤드룸 전압 제어기는, 상기 발광 다이오드와 상기 입력전류 구동기 사이에 연결되거나, 또는 상기 정류기와 상기 발광 다이오드 사이에 연결할 수 있다.

상기 헤드룸 전압 제어기는, 상기 발광 다이오드와 상기 입력전류 구동기 사이에 연결되고, 상기 헤드룸 전압 제어기는, 상기 다이오드 전류 및 설정된 기준 전압을 기반으로 차동 증폭하는 차동 증폭기, 상기 차동 증폭기에서 출력된 증폭 전압을 필터링하는 필터 커패시터 및 상기 차동 전압을 헤드룸 전류로 변환하여, 상기 헤드룸 전압을 제어하는 트랜지스터를 포함할 수 있다.

상기 차동 증폭기는, 상기 기준 전압을 공급하는 전압원, 상기 다이오드 전류에 따른 분배 전압을 생성하는 제1, 2 저항 및 상기 분배 전압 및 상기 기준 전압 사이의 차이 전압을 차동 증폭한 상기 증폭 전압을 출력하는 OP 엠프를 포함할 수 있다.

상기 트랜지스터는, 상기 증폭 전압을 상기 헤드룸 전류로 변환하는 MOSFET, BJT 및 IJBT 중 어느 하나일 수 있다.

상기 헤드룸 전압은, 상기 트랜지스터의 드레인 단자 및 소오스 단자 사이에 흐르는 상기 헤드룸 전류에 의해 결정할 수 있다.

상기 헤드룸 전압 제어기는, 상기 정류기 및 상기 발광 다이오드 사이에 연결되고, 상기 헤드룸 전압 제어기는, 상기 입력 전류 및 설정된 기준 전압으로 차동 증폭하는 차동 증폭기, 상기 차동 증폭기에서 출력된 증폭 전압을 필터링하는 필터 커패시터 및 상기 차동 전압을 헤드룸 전류로 변환하여, 상기 헤드룸 전압을 제어하는 트랜지스터를 포함할 수 있다.

상기 입력 전류 구동기는, 상기 입력 전압이 상기 발광 다이오드에 인가되는 다이오드 전압 및 상기 헤드룸 전압의 합 전압보다 낮으면 상기 입력 전류가 흐르지 않게 패스를 형성하지 않을 수 있다.

상기 입력 전류 구동기는, 상기 입력 전압이 상기 합 전압보다 높으면 상기 입력 전류가 흐르게 패스를 형성할 수 있다.

상기 입력 전류 구동기는, 기준 전압원, 상기 합 전압을 생성하는 저항, 상기 기준 전압원에서 출력된 기준 설정 전압이 상기 합 전압 보다 낮으면 온 신호를 출력하는 비교기 및 상기 온 신호 입력 시, 상기 패스를 형성되게 온 동작하는 스위치를 포함할 수 있다.

상기 비교기는, 상기 기준 설정 전압이 상기 합 전압 보다 높으면 오프 신호를 출력할 수 있다.

상기 스위치는, 상기 오프 신호 입력 시, 상기 패스가 형성되지 않게 오프 동작할 수 있다.

본 발명에 따른 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로는, 입력전압의 변동, 트라이악 디머에 의한 입력전압의 변동에 따라 커패시터 및 입력전류 구동기와 직렬로 연결된 발광 다이오드와 헤드룸 제어기에 의해서 각 상황에 맞게 최소 헤드룸 전압의 유지에 필요한 다이오드 전류를 제어함으로써, 효율 및 플리커 특성을 개선할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로는, 입력전류의 크기에 따라 최소 헤드룸 전압으로 낮게 유지될 수 있도록 발광다이오드의 다이오드 전류를 제어함으로써, 일정한 발광다이오드 전류를 확보함과 동시에 낮은 헤드룸 전압 특성을 얻을 수 있어 큰 효율 감소 없이 뛰어난 플리커 특성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로를 나타낸 회로도이다.
도 2은 도 1에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로의 정상 동작시 전류 및 전압을 나타낸 도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로의 트라이악 디머 사용시 전류 및 전압을 나타낸 도이다.
도 4 내지 도 11는 도 1에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로에 대한 다양한 실시 예를 나타낸 회로도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로를 나타낸 회로도이다.
도 13은 도 12에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로의 정상 동작시 전류 및 전압을 나타낸 도이다.
도 14는 도 12에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로의 트라이악 디머 사용시 전류 및 전압을 나타낸 도이다.
도 15 내지 도 21은 도 12에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로에 대한 다양한 실시 예를 나타낸 회로도이다.
도 22 내지 도 25는 본 발명에 따른 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로의 헤드룸 전압 제어기의 다양한 실시예를 나타낸 도이다.
도 26 내지 도 29는 본 발명에 따른 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로의 입력전류 구동기 및 전류 충전기의 다양한 실시예를 나타낸 도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수개의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수개의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로를 나타낸 회로도이다.

도 1을 참조하면, AC 직결형 발광 다이오드 구동회로(100)는 전원(AC), 정류기(110), 발광 다이오드(LED), 입력전류 구동기(120), 커패시터(C) 및 헤드롬 전압 제어기(130)를 포함할 수 있다.

먼전, 전원(VAC)은 상용 교류 전원, 즉 AC 전압을 공급할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.

정류기(110)는 전원(VAC)에서 입력된 AC 전압을 DC 전압(VIN)으로 정류할 수 있다.

여기서, 정류기(110)는 브릿지(Brige) 다이오드로 구현될 수 있으며, AC 전압의 양 주기 및 음 주기를 한 방향으로 갖는 전압으로 정류할 있는 다른 회로로 구현될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.

발광 다이오드(LED)는 정류기(110)로부터 출력된 DC 전압(VIN)으로 구동될 수 있으며, 다이오드 전압(VLED)을 소비할 수 있다.

입력전류 구동기(120)는 입력전류(I_IN)를 결정하는 역할을 하며 전체 시스템의 사용전력을 결정한다.

또한, 입력전류 구동기(120)는 DC 전압(VIN)이 다이오드 전압(VLED)과 후술하는 헤드룸 전압(VOH)의 합 전압보다 클 경우 설정된 입력전류(I_IN)가 흐르게 패스를 형성하고, DC 전압(VIN)이 다이오드 전압(VLED)과 후술하는 헤드룸 전압(VOH)의 합 전압보다 작을 경우 전류가 흐르지 않게 패스를 형성하지 않을 수 있다.

입력전류 구동기(120)는 기준 전압원, 상기 합 전압을 생성하는 저항, 상기 기준 전압원에서 출력된 기준 설정 전압이 상기 합 전압 보다 낮으면 온 신호를 출력하는 비교기 및 상기 온 신호 입력 시, 상기 패스를 형성되게 온 동작하는 스위치를 포함할 수 있다.

이때, 상기 비교기는 상기 기준 설정 전압이 상기 합 전압 보다 높으면 오프 신호를 출력할 수 있다.

또한, 상기 스위치는 상기 오프 신호 입력 시, 상기 패스가 형성되지 않게 오프 동작할 수 있다. 여기서, 상기 스위치는 릴레이 또는 전자 스위치로 이루어질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.

입력전류 구동기(120)는 저항만 사용하거나 특성 개선을 위해서는 캐스코드 혹은 앰프를 사용할 수 있다.

커패시터(C)는 발광 다이오드(LED) 및 헤드룸 전압 제어기(130)와 서로 병렬연결될 수 있다.

이때, 커패시터(C)는 DC 전압(VIN)을 충전하고, 충전된 충전 전압(Vc)을 방전할 수 있다.

커패시터(C)는 DC 전압(VIN)이 충전 전압(Vc)보다 낮은 경우 충전 전압(Vc)을 방전하며, DC 전압(VIN)이 충전 전압(Vc)보다 높은 경우 DC 전압(VIN)을 충전할 수 있다.

먼저, 헤드룸 전압 제어기(130)는 DC 전압(VIN)의 변동과 디밍 여부에 따라 변경되는 입력전류(I_IN)에 대응하여 변화하는 커패시터(C)의 충전전압(Vc)에 대응되게 다이오드 전류(I_LED)를 제어하여 헤드룸 전압(VOH)이상에서 동작하게 제어할 수 있다.

발광 다이오드(LED)에 흐르는 다이오드 전류(I_LED)는 헤드룸 전압 제어기(130)에 의해서 결정되며, 커패시터(C)의 충전 및 방전전류(I_C)는 입력전류 구동기(120)의 전류(I_IN)와 헤드룸 전압 제어기(130)의 전류, 즉 다이오드 전류(I_LED)에 의해서 결정될 수 있다.

즉, 정상상태에서 DC 전압(VIN)이 발광 다이오드(LED)의 소비 전압(VLED)과 헤드룸 전압 제어기(130)의 헤드룸 전압(VOH)보다 높을 경우, 커패시터(C)는 입력 전류(I_IN) 및 다이오드 전류(I_LED) 사이의 차 전류에 의해서 충전되며, 반대로 DC 전압(VIN)이 발광 다이오드(LED)의 소비 전압(VLED)과 헤드룸 전압 제어기(130)의 헤드룸 전압(VOH)보다 낮을 경우에는 다이오드 전류(I_LED)로 방전하는 동작을 반복하게 된다.

이 동작에서 헤드룸 전압 제어기(130)는 헤드룸 전압(VOH)이 전류원으로 동작하기 위한 최소 헤드룸 전압(VOH) 이상되도록 제어하는 역할을 한다. 즉, 헤드룸전압 제어기(130)의 전류가 감소하면 커패시터(C)의 충전전류가 늘어나고 방전전류가 감소하여 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)이 높아져 헤드룸 전압(VOH)이 상승하게 될 수 있으며, 반대로 헤드룸룸 전압 제어기(130)의 전류가 증가하면 충전전류가 감소하고 방전전류가 증가하여 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)이 감소하여 헤드룸 전압(VOH)이 하강하게 될 수 있다.

헤드룸 전압 제어기(130)는 차동 증폭기(132), 필터 커패시터(CF) 및 트랜지스터(MF)를 포함할 수 있다.

먼저, 차동 증폭기(132)는 전압원(DC), 제1, 2 저항(R1, R2) 및 OP 엠프(OP)를 포함할 수 있다.

전압원(DC)는 기준 전압(Vref)을 OP 엠프(OP)의 마이너스 단자(-)와 연결되며, 제1, 2 저항(R1, R2)는 발광 다이오드(LED)에 흐르는 다이오드 전류(I_LED)에 따른 분배 전압을 생성할 수 있다.

이때, 상기 분배 전압은 OP 엠프(OP)의 플러스 단자(+)로 공급될 수 있다.

OP 엠프(OP)는 상기 분배 전압 및 기준 전압(Vref) 사이의 차이 전압을 차동 증폭한 증폭 전압을 출력할 수 있다.

필터 커패시터(C)는 low-pass filter 역할을 하는데 AC 전압의 주파수로 변동하는 헤드룸 전압(VOH)과 기준 전압(Vref)과의 차를 증폭하고 적분하여 헤드룸 전압 제어기(130)의 전류값에 나타나는 DC 전압(VIN)의 영향이 매우 작게 제어하는 역할을 한다.

이때, 필터 커패시터(C)에 의한 시상수는 DC 전압(VIN) 혹은 디밍이 생성하는 시상수보다 훨씬 크게 사용하여야 입력 전압 변동에 따른 전류편차를 감소시킬 수 있다.

트랜지스터(MF)는 필터 커패시터(C)에서 필터링된 증폭 전압을 대응하는 헤드룸 전류로 변환할 수 있다.

여기서, 트랜지스터(MF)는 MOSFET, BJT 및 IJBT 중 어느 하나일 수 있고, 달링톤, 앰프 또는 캐스코드 형태로 사용할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.

헤드룸 전압(VOH)은 트랜지스터(MF)의 드레인 단자 및 소오스 단자 사이에 흐르는 상기 헤드룸 전류에 의해 결정될 수 있다.

도 2은 도 1에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로의 정상 동작시 전류 및 전압을 나타낸 도이다.

여기서, 도 2는 DC 전압(VIN)이 인가되었을 때의 정상상태(Steady-state Condition) 동작을 설명하기 위한 그래프로 각 노드의 전압 및 전류 파형을 나타낸다.

DC 전압(VIN)과 커패시터(C)의 전압 크기에 따라 충전 및 방전 구간으로 나눌 수 있다.

즉, 커패시터(C)의 충전(Charging) 구간은 DC 전압(VIN)이 충전 전압(Vc) 이상이며, 커패시터(C)의 방전(Discharging) 구간은 DC 전압(VIN)이 충전 전압(Vc) 미만일 때이다.

여기서, 충전 전압(Vc)는 다이오드 전압(VLED) 및 헤드룸 전압(VOH)의 합 전압일 수 있다.

충전 구간에서, 커패시터(C)는 입력 전류(I_N)에서 다이오드 전류(I_LED)의 차이 전류로 충전되며, 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)는 아래의 [수학식 1]과 같이 증가할 수 있다.

여기서, ΔVc는 충전 전압(Vc)의 변화량, C는 커패시터 용량일 수 있다.

방전 구간에서, 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)는 DC 전압(VIN)이 크며, 커패시터(C)는 다이오드 전류(I_LED)를 공급하면서 방전하며, 이때 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)는 아래의 [수학식 2]와 같이 감소할 수 있다.

정상상태에서, 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)는 방전 전압과 동일하며, [수학식 1] 및 [수학식 2]를 기반으로, 다이오드 전류(I_LED)는 I_IN × t1 / (t1 +t2)로 정의될 수 있다.

이때, ΔVc는 I_LED × t2 / C 또는 ΔVc는 I_IN × (1- t1/(t1+t2)) × t1 / C일 수 있다.

헤드룸 전압(VOH)의 평균값(VOH,avg)은 제1, 2 저항(R1, R2)에 의한 분배 전압과 기준 전압(Vref)가 동일하게 제어될 수 있다.

Vref = R2 / (R1+R2) × VOH,avg 에서

VOH,avg = Vref × (1 + R1/R2)일 수 있다.

헤드룸 전압(VOH)의 최소값(VOH,min)은 아래와 같다.

VOH,min = Vref × (1 + R1/R2) - I_IN × (1- t1/(t1+t2)) × t1 / C /2일 수 있다.

상술한 바와 같이, 입력 전류(I_IN), 다이오드 전압(VLED) 및 커패시터(C)의 용량값이 정해지면, t1, t2 및 듀티(D = t1/(t1+t2))가 결정될 수 있고, 제1, 2 저항(R1, R2) 각각의 저항값을 조절하여 헤드룸 전압(VOH)의 최소값(VOH,min)을 설정할 수 있다.

여기서, 헤드룸 전압(VOH)의 최소값(VOH,min)은 트랜지스터(MF)가 드레인 단자와 소오스 단자 사이의 전압(VDS)의 변동 시 전류값의 차이가 작은 전류원으로 동작하기 위하여 필요하다.

트랜지스터(MF)가 드레인 단자와 소오스 단자 사이의 전압(VDS)이 헤드룸 전압(VOH)의 최소값(VOH,min)보다 작아지면, 전류원으로 동작하는 트랜지스터(MF)가 액티브 영역에서 Triode 영역으로 전환되면서 전류값이 급격히 감소하게 되어 구동 전류가 0A로 감소될 수 있다.

그러므로, 다이오드 전류(I_LED)를 결정하는 헤드룸 전압 제어기(130)는 헤드룸 전압(VH)의 최소값(VOH,avg)보다 작지 않으면서 낮은 전압으로 제어할 수 있으므로, 플리커를 줄일 수 있으며 효율을 상승시킬 수 있다.

디밍 여부와 무관하게 모든 구간에서 전류가 일정하게 유지되면 아래의 [수하식 3]과 같이 플리커 특성은 이론적으로 0%까지 감소할 수 있다.

도 3은 도 1에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로의 트라이악 디머 사용시 전류 및 전압을 나타낸 도이다.

여기서, 도 3은 트라이악 디머를 적용한 DC 전압(VIN)이 인가되었을 때의 정상상태(Steady-state Condition) 동작을 설명하기 위한 그래프로 각 노드의 전압 및 전류 파형을 나타낸다.

충방전을 나타내는 전압 및 전류 그래프는 도 2와 동일하게 DC 전압(VIN)이 커패시터(C)의 전압보다 클 경우 C 는 I_IN - I_LED 전류로 충전되고 작을 경우는 I_LED 전류로 방전하는 동작을 수행할 수 있다.

DC 전압(VIN)의 듀티가 감소하면 커패시터(C)에 충전되는 전류가 감소하기 때문에 헤드룸 전압 제어기(130)는 다이오드 전류(I_LED)를 감소시켜 헤드룸 전압(VOH)을최소값(VOH,min) 보다 크게 되도록 피드백되어 있어 DC 전압(VIN)의 듀티에 따라 다이오드 전류(I_LED)가 결정된다.

듀티가 더 감소하면 피드백 동작에 의해서 다이오드 전류(I_LED)도 더 많이 감소하여 헤드룸 전압(VOH)을 유지할 수 있는 일정한 전류로 제어된다.

따라서 더 낮은 디밍 상황에서도 플리커 특성 개선 및 효율 상승을 기대할 수 있다.

도 4 내지 도 11는 도 1에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로에 대한 다양한 실시 예를 나타낸 회로도이다.

도 4를 참조하면, AC 직결형 발광 다이오드 구동회로(100)는 전원(AC), 정류기(110), 발광 다이오드(LED), 입력전류 구동기(120), 커패시터(C) 및 헤드롬 전압 제어기(130)를 포함할 수 있다.

도 4에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로(100)는 도 1에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로(100)과 비교하여, 발광 다이오드(LED) 및 헤드룸 전압 제어기(130)의 결합 위치가 바뀐 회로이다.

도 5에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로(100)는 헤드룸 전압 제어기(130)가 헤드룸 전압(VOH)을 대신하여 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)를 검출하여 피드백 제어 동작을 할 수 있다.

여기서, 헤드룸 전압(VOH)은 충전 전압(Vc)에 발광 다이오드(LED)의 다이오드 전압(VLED)의 차 전압일 수 있으며, 다이오드 전압(VLED)의 전류 변화에도 큰 전압의 변화가 발생하지 않는 특성을 이용하면 충전 전압(Vc)의 제어를 통하여 제어할 수 있다.

Vc,avg = Vref × (1 + R1/R2) 이고, Vc,min = Vc,avg - △Vc / 2 이므로,

Vc,min = Vref × (1 + R1/R2) - I_IN × (1 - D) × t1 / C / 2로 제어할 경우, VOH,min = Vc,min - VLED = Vref × (1 + R1/R2) - I_IN (1 - D) × t1 / C / 2 - VLED 이므로, 충전 전압(Vc) 제어를 통해 헤드룸 전압(VOH)을 제어할 수 있다.

도 6에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로(100)는 헤드룸 전압 제어기(130)의 트랜지스터(MF)를 N-type MOSFET 대신에 P-type MOSFET을 사용하여 구성된 회로이다.

도 7에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로(100)는 도 6에 나타낸 발광 다이오드(LED)와 헤드룸 전압 제어기(130)의 결합 위치를 변경한 회로도이다.

도 8에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로(100)는 도 6과 같이 헤드룸 전압 제어기(130)의 트랜지스터(MF)를 P-type MOSFET을 사용하고, 헤드룸 전압 제어기(130)가 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)를 검출하여 동작할 수 있다.

도 9에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로(100)는 도 1에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로(100)에 두개의 MOSFET 및 하나의 다이오드(D1)를 추가한 회로이다.

여기서, AC 직결형 발광 다이오드 구동회로(100)는 DC 전압(VIN)이 커패시터(C)의 충전 전압보다 낮은 경우 발광 다이오드(LED)의 잔광을 제거할 수 있는 전류 경로를 제공할 수 있다.

즉, DC 전압(VIN)이 커패시터(C)의 충전 전압보다 높은 경우, 제2 MOSFET(M1)은 턴온되어 커패시터(C)와 발광 다이오드(LED)를 구동하며, 제1 MOSFET(M1)은 턴오프를 유지할 수 있다.

또한, DC 전압(VIN)이 커패시터(C)의 충전 전압보다 낮은 경우, 제2 MOSFET(M1)은 턴오프되고, 제1 MOSFET(M1)은 턴온될 수 있다.

전원 스위치에 표시등을 사용하는 경우와 같이 스위치 턴오프 상태에서 미세한 전류가 흐를 경우 발광다이오드를 미세하게 턴온시키는 잔광현상을 발생할 수 있다. 이 때, 제1 MOSFET(M1)에 흐르는 전류는 미세전류를 우회시켜 잔광현상을 제거한다. 또한 이 전류는 입력전류가 낮을 경우에 발생하는 전류로 역률이나 THD 를 개선할 수 있다.

도 10에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로(100)는 제1 MOSFET(M1)과 정류기(110) 사이에 저항(Rs)을 추가하여 DC 전압(VIN)이 낮을 경우 제1 MOSFET(M1)가 DC 전압(VIN)에 비례하는 전류를 발생시키는 회로이다.

저항(Rs)은 저항값 변경을 통해서 잔광방지용 전류의 값을 조절할 수 있게 한다. 도 9와 비교하여 추가적으로 발생하는 전력을 감소시켜 효율 감소를 줄일 수 있으며 전류의 형태가 일차함수로 증감하여 역률이나 THD를 더 개선시키는 역할을 한다.

도 11에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로(100)는 두 개 이상의 발광 다이오드(LED) 채널을 구성할 경우 사용할 수 있는 회로의 도면을 나타낸 예로 발광다이오드의 잔광을 제거할 수 있는 회로도이다.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로를 나타낸 회로도이다.

도 12를 참조하면, AC 직결형 발광 다이오드 구동회로(200)는 전원(AC), 정류기(210), 발광 다이오드(LED), 충전 전류기(220), 커패시터(C) 및 헤드롬 전압 제어기(230)를 포함할 수 있다.

정류기(210)는 전원(VAC)에서 입력된 AC 전압을 DC 전압(VIN)으로 정류할 수 있다.

여기서, 정류기(210)는 브릿지(Bridge) 다이오드로 구현될 수 있으며, AC 전압의 양 주기 및 음 주기를 한 방향으로 갖는 전압으로 정류할 있는 다른 회로로 구현될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.

발광 다이오드(LED)는 정류기(210)로부터 출력된 DC 전압(VIN)으로 구동될 수 있으며, 다이오드 전압(VLED)을 소비할 수 있다.

충전 전류기(220)는 커패시터(C)의 충전전류(I_CH)를 설정하여 입력 전류(IIN)를 결정할 수 있으며, 충전 전류(I_CH) 및 다이오드 전류(I_LED)의 합 전류를 입력전류(I_IN)로 결정하여 회로 내의 사용전력을 결정할 수 있다.

충전 전류기(220)는 DC 전압(VIN)이 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)보다 클 경우 설정된 충전 전류가 흐르게 되고 DC 전압(VIN)이 커패시터(C)의 충전 전압(Vc) 작을 경우 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)으로 발광 다이오드(LED)로 전류를 공급하게 된다.

충전 전류기(220)는 저항만 사용하거나 특성 개선을 위해서는 캐스코드 혹은 앰프를 사용할 수 있다.

커패시터(C)는 발광 다이오드(LED) 및 헤드룸 전압 제어기(230)와 서로 병렬연결될 수 있다.

먼저, 헤드룸 전압 제어기(230)는 DC 전압(VIN)의 변동과 디밍 여부에 따라 변경되는 입력전류(I_IN)에 대응하여 변화하는 커패시터(C)의 충전전압(Vc)에 대응되게 다이오드 전류(I_LED)를 제어하여 헤드룸 전압(VOH)이상에서 동작하게 제어할 수 있다.

발광 다이오드(LED)에 흐르는 다이오드 전류(I_LED)는 헤드룸 전압 제어기(230)에 의해서 결정되며, 커패시터(C)의 충전 및 방전전류(I_C)는 충전 전류기(220)의 전류(I_CH)와 헤드룸 전압 제어기(230)의 전류, 즉 다이오드 전류(I_LED)에 의해서 결정될 수 있다.

즉, 정상상태에서 DC 전압(VIN)이 발광 다이오드(LED)의 소비 전압(VLED)과 헤드룸 전압 제어기(230)의 헤드룸 전압(VOH)보다 높을 경우, 커패시터(C)는 입력 전류(I_IN) 및 다이오드 전류(I_LED) 사이의 차 전류에 의해서 충전되며, 반대로 DC 전압(VIN)이 발광 다이오드(LED)의 소비 전압(VLED)과 헤드룸 전압 제어기(230)의 헤드룸 전압(VOH)보다 낮을 경우에는 다이오드 전류(I_LED)로 방전하는 동작을 반복하게 된다.

이 동작에서 헤드룸 전압 제어기(230)는 헤드룸 전압(VOH)이 전류원으로 동작하기 위한 최소 헤드룸 전압(VOH) 이상되도록 제어하는 역할을 한다. 즉, 헤드룸전압 제어기(230)의 전류가 감소하면 커패시터(C)의 충전전류가 늘어나고 방전전류가 감소하여 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)이 높아져 헤드룸 전압(VOH)이 상승하게 될 수 있으며, 반대로 헤드룸룸 전압 제어기(230)의 전류가 증가하면 충전전류가 감소하고 방전전류가 증가하여 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)이 감소하여 헤드룸 전압(VOH)이 하강하게 될 수 있다.

헤드룸 전압 제어기(230)는 차동 증폭기(232), 필터 커패시터(CF) 및 트랜지스터(MF)를 포함할 수 있다.

먼저, 차동 증폭기(232)는 전압원(DC), 제1, 2 저항(R1, R2) 및 OP 엠프(OP)를 포함할 수 있다.

필터 커패시터(C)는 low-pass filter 역할을 하는데 AC 전압의 주파수로 변동하는 헤드룸 전압(VOH)과 기준 전압(Vref)과의 차를 증폭하고 적분하여 헤드룸 전압 제어기(230)의 전류값에 나타나는 DC 전압(VIN)의 영향이 매우 작게 제어하는 역할을 한다.

도 13은 도 12에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로의 정상 동작시 전류 및 전압을 나타낸 도이다.

여기서, 도 13은 DC 전압(VIN)이 인가되었을 때의 정상상태(Steady-state Condition) 동작을 설명하기 위한 그래프로 각 노드의 전압 및 전류 파형을 나타낸다.

충전 구간에서, 커패시터(C)는 충전 전류기(220)의 전류(I_CH)로 충전되며, 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)는 아래의 [수학식 4]과 같이 증가할 수 있다.

방전 구간에서, 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)는 DC 전압(VIN)이 크며, 커패시터(C)는 다이오드 전류(I_LED)를 공급하면서 방전하며, 이때 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)는 아래의 [수학식 5]와 같이 감소할 수 있다.

정상상태에서, 커패시터(C)의 충전 전압(Vc)는 방전 전압과 동일하며, [수학식 4] 및 [수학식 5]를 기반으로, 다이오드 전류(I_LED)는 I_CH × t1 / t2로 정의될 수 있다.

Vref = R2 / (R1+R2) × VOH,avg 에서

VOH,avg = Vref × (1 + R1/R2)일 수 있다.

헤드룸 전압(VOH)의 최소값(VOH,min)은 아래와 같다.

VOH,min = Vref × (1 + R1/R2) - I_CH × t1 / C /2일 수 있다.

상술한 바와 같이, 충전 전류기(220)의 전류(I_CH), 다이오드 전압(VLED) 및 커패시터(C)의 용량값이 정해지면, 제1, 2 저항(R1, R2) 각각의 저항값을 조절하여 헤드룸 전압(VOH)의 최소값(VOH,min)을 설정할 수 있다.

그러므로, 다이오드 전류(I_LED)를 결정하는 헤드룸 전압 제어기(230)는 헤드룸 전압(VH)의 최소값(VOH,avg)보다 작지 않으면서 낮은 전압으로 제어할 수 있으므로, 플리커를 줄일 수 있으며 효율을 상승시킬 수 있다.

도 14는 도 12에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로의 트라이악 디머 사용시 전류 및 전압을 나타낸 도이다.

여기서, 도 14는 트라이악 디머를 적용한 DC 전압(VIN)이 인가되었을 때의 정상상태(Steady-state Condition) 동작을 설명하기 위한 그래프로 각 노드의 전압 및 전류 파형을 나타낸다.

충방전을 나타내는 전압 및 전류 그래프는 도 13와 동일하게 DC 전압(VIN)이 커패시터(C)의 전압보다 클 경우 커패시터(C) 는 충전 전류기(220)의 전류(I_CH)로 충전되고 작을 경우는 다이오드 전류(I_LED)로 방전하는 동작을 수행할 수 있다.

DC 전압(VIN)의 듀티가 감소하면 커패시터(C)에 충전되는 전류가 감소하기 때문에 헤드룸 전압 제어기(230)는 다이오드 전류(I_LED)를 감소시켜 헤드룸 전압(VOH)을최소값(VOH,min) 보다 크게 되도록 피드백되어 있어 DC 전압(VIN)의 듀티에 따라 다이오드 전류(I_LED)가 결정된다.

도 15 내지 도 21은 도 12에 나타낸 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로에 대한 다양한 실시 예를 나타낸 회로도이다.

도 15 내지 도 17은 도 12에서 변형된 회로를 나타내며, 도 15은 도 12에서 발광 다이오드(LED)와 헤드룸 전압 제어기(230)의 위치를 바꾼 도면으로 동일한 특성을 갖으며, 도 16은 헤드룸 전압 제어기(230)의 구성에 있어 최종 전류원을 N-type MOSFET 을 사용하여 구성하는 대신 P-type MOSFET을 사용한 회로를 나타낸 도면이며, 도 17은 도 12의 도면에서 발광 다이오드(LED)와 헤드룸 전압 제어기(230)의 위치를 바꾼 도면이다. 상기의 변형형태도 유사하다.

도 18은 도 12에 상기한 발광 다이오드(LED)의 잔광 제거 회로 기능을 추가한 회로를 나타낸 도면이고 도 19는 도 18에 저항을 추가하여 상기한 기능 개선을 한 회로이다.

도 20은 도 19에서 다이오드(D2)를 추가하여 커패시터의 방전 경로저항을 감소시티는 회로를 나타낸 도면이며 도 21은 도 20에서 추가로 다이오드(D3)를 사용하여 커패시터(C) 방전시 MOSFET 으로의 전류 경로를 완전히 차단하는 회로를 나타낸 도면이다.

도 22 내지 도 25는 본 발명에 따른 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로의 헤드룸 전압 제어기의 다양한 실시예를 나타낸 도이다.

도 22에 나타낸 헤드룸 전압 제어기는 N-type MOSFET을 적용한 헤드룸 전압 제어기로 사용 가능한 회로이며, 도 23은 도 22에 나타낸 헤드룸 전압 제어기의 특성 개선을 위해서 공통게이트 회로를 추가하여 캐스코드 형태로 전류원의 특성을 개선한 회로를 나타낸 도면이다.

도 23에 나타낸 헤드룸 전압 제어기는 P-type MOSFET을 적용한 헤드룸 전압 제어기로 사용 가능한 회로이며, 도 24는 도 23에 나타낸 헤드룸 전압 제어기의 특성 개선을 위해서 공통게이트 회로를 추가하여 캐스코드 형태로 전류원의 특성을 개선한 회로를 나타낸 도면이다.

도 26 내지 도 29는 본 발명에 따른 AC 직결형 발광 다이오드 구동회로의 입력전류 구동기 및 전류 충전기의 다양한 실시예를 나타낸 도이다.

도 26은 입력전류 구동기 및 전류 충전기에 사용 가능한 회로이며, 도 27은 도 26에 사용된 전류원의 특성 개선을 위해서 공통게이트 회로를 추가하여 캐스코드 형태로 사용한 회로이다.

도 28은 도 26에서 충전전류기의 방전 경로를 제공하는 다이오드를 포함하는 회로이며, 도 29는 도 27에서 충전전류기의 방전 경로를 제공하는 다이오드를 포함하는 회로이다.

이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

발광 다이오드;
AC 전압을 DC 전압으로 정류하는 정류기;
상기 DC 전압으로 충전한 충전 전압을 방전하는 커패시터;
상기 DC 전압에 대응하는 입력 전류를 결정하는 입력전류 구동기; 및
상기 발광 다이오드와 연결되며, 상기 발광 다이오드로 설정된 다이오드 전류가 흐르게 헤드룸 전압을 제어하는 헤드룸 전압 제어기를 포함하는,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.
제 1 항에 있어서,
상기 DC 전압이 상기 충전 전압보다 낮은 경우,
상기 커패시터는,
상기 충전 전압을 방전하는,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.
제 1 항에 있어서,
상기 DC 전압이 상기 충전 전압보다 높은 경우,
상기 커패시터는,
상기 DC 전압을 충전하는,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.
제 1 항에 있어서,
상기 커패시터는,
상기 발광 다이오드 및 상기 헤드룸 전압 제어기와 서로 병렬 연결된,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.
제 1 항에 있어서,
상기 발광 다이오드는,
상기 헤드룸 전압 제어기와 직렬 연결된,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.
제 1 항에 있어서,
상기 헤드룸 전압 제어기는,
상기 발광 다이오드와 상기 입력전류 구동기 사이에 연결되거나,
또는 상기 정류기와 상기 발광 다이오드 사이에 연결된,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.
제 1 항에 있어서,
상기 헤드룸 전압 제어기는,
상기 발광 다이오드와 상기 입력전류 구동기 사이에 연결되고,
상기 헤드룸 전압 제어기는,
상기 다이오드 전류 및 설정된 기준 전압을 기반으로 차동 증폭하는 차동 증폭기;
상기 차동 증폭기에서 출력된 증폭 전압을 필터링하는 필터 커패시터; 및
상기 차동 전압을 헤드룸 전류로 변환하여, 상기 헤드룸 전압을 제어하는 트랜지스터를 포함하는,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.
제 7 항에 있어서,
상기 차동 증폭기는,
상기 기준 전압을 공급하는 전압원;
상기 다이오드 전류에 따른 분배 전압을 생성하는 제1, 2 저항; 및
상기 분배 전압 및 상기 기준 전압 사이의 차이 전압을 차동 증폭한 상기 증폭 전압을 출력하는 OP 엠프를 포함하는,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.
제 7 항에 있어서,
상기 트랜지스터는,
상기 증폭 전압을 상기 헤드룸 전류로 변환하는 MOSFET, BJT 및 IJBT 중 어느 하나인,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.
제 9 항에 있어서,
상기 헤드룸 전압은,
상기 트랜지스터의 드레인 단자 및 소오스 단자 사이에 흐르는 상기 헤드룸 전류에 의해 결정되는,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.
제 1 항에 있어서,
상기 헤드룸 전압 제어기는,
상기 정류기 및 상기 발광 다이오드 사이에 연결되고,
상기 헤드룸 전압 제어기는,
상기 입력 전류 및 설정된 기준 전압으로 차동 증폭하는 차동 증폭기;
상기 차동 증폭기에서 출력된 증폭 전압을 필터링하는 필터 커패시터; 및
상기 차동 전압을 헤드룸 전류로 변환하여, 상기 헤드룸 전압을 제어하는 트랜지스터를 포함하는,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.
제 1 항에 있어서,
상기 입력 전류 구동기는,
상기 입력 전압이 상기 발광 다이오드에 인가되는 다이오드 전압 및 상기 헤드룸 전압의 합 전압보다 낮으면 상기 입력 전류가 흐르지 않게 패스를 형성하지 않는,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.
제 12 항에 있어서,
상기 입력 전류 구동기는,
상기 입력 전압이 상기 합 전압보다 높으면 상기 입력 전류가 흐르게 패스를 형성하는,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.
제 12 항에 있어서,
상기 입력 전류 구동기는,
기준 전압원;
상기 합 전압을 생성하는 저항;
상기 기준 전압원에서 출력된 기준 설정 전압이 상기 합 전압 보다 낮으면 온 신호를 출력하는 비교기; 및
상기 온 신호 입력 시, 상기 패스를 형성되게 온 동작하는 스위치를 포함하는,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.
제 14 항에 있어서,
상기 비교기는,
상기 기준 설정 전압이 상기 합 전압 보다 높으면 오프 신호를 출력하는,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.
제 15 항에 있어서,
상기 스위치는,
상기 오프 신호 입력 시, 상기 패스가 형성되지 않게 오프 동작하는,
AC 직결형 발광 다이오드 구동회로.