WO2010107161A1 - 발광장치 및 그의 구동회로 - Google Patents

발광장치 및 그의 구동회로 Download PDF

Info

Publication number
WO2010107161A1
WO2010107161A1 PCT/KR2009/003671 KR2009003671W WO2010107161A1 WO 2010107161 A1 WO2010107161 A1 WO 2010107161A1 KR 2009003671 W KR2009003671 W KR 2009003671W WO 2010107161 A1 WO2010107161 A1 WO 2010107161A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light emitting
unit
node
parallel
emitting diode
Prior art date
Application number
PCT/KR2009/003671
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
강현구
이상민
이윤석
김원일
권유진
Original Assignee
서울반도체 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=43009443&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2010107161(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 서울반도체 주식회사 filed Critical 서울반도체 주식회사
Priority to JP2012500702A priority Critical patent/JP5560322B2/ja
Priority to DE112009004979.6T priority patent/DE112009004979B4/de
Publication of WO2010107161A1 publication Critical patent/WO2010107161A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/46—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs disposed in parallel lines
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/36—Circuits for reducing or suppressing harmonics, ripples or electromagnetic interferences [EMI]

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device and a driving circuit thereof, and more particularly, to a light emitting device and a driving circuit thereof capable of improving power factor, reducing harmonic distortion and flicker, and improving light efficiency.
  • a light emitting diode has the characteristics of a general diode that is turned on and operates when a forward threshold voltage or more is applied when a forward voltage is applied.
  • two or more light emitting diodes are connected in reverse parallel (hereinafter referred to as 'AC LED' for convenience) in order to increase the light emission period when AC power is applied.
  • the amount of AC power In the half cycle of, the signal is turned on when the forward threshold voltage of the light emitting diodes connected in the forward direction is applied to the positive half cycle voltage. In the case of being turned on.
  • FIG. 1 is an equivalent circuit diagram illustrating a problem of a conventional AC LED
  • FIG. 2 is a graph showing voltage and current characteristics of FIG. 1.
  • the light emitting device 10 the AC power source V ac , and the resistor R 11 are connected in series with each other.
  • the LEDs D 11 , D 12 ; 12 and the LEDs D 13 , D 14 ; 14 in the light emitting device 10 are referred to as AC LEDs, respectively.
  • the light emitting diodes D 11 and D 13 operate.
  • the light emitting diodes D 11 and D 13 are connected in series, they operate when the magnitude of the voltage is greater than the sum of the forward threshold voltages of the light emitting diodes D 11 and D 13 .
  • the light emitting diodes D 14 and D 12 operate when a negative half period of the AC power supply V ac is applied to the AC LEDs 14 and 12, and in this case, the magnitude of the voltage is equal to that of the light emitting diodes. It operates when the larger than the sum of the forward threshold voltage of each of (D 14 , D 12 ).
  • the operation of the light emitting diodes here means the light emitting operation of the light emitting diodes, and all of the following descriptions are to be interpreted in the same manner.
  • the magnitude of the current during the operation of the AC LEDs 12 and 14 in the positive half cycle or the negative half cycle of the AC power source V ac is determined by the resistance element R 11 .
  • v 1 is a voltage graph and i 1 is a current graph.
  • the X axis represents time and the Y axis represents the magnitude of voltage and current. This is the same for both graphs of voltage and current below.
  • the operating characteristic of the AC LEDs 12 and 14 that is, the forward threshold voltage of the light emitting diodes connected forward by the application of the AC power supply V ac is greater than or equal to the forward threshold voltage. Due to the characteristic that the current flows suddenly and the AC LED has a short operating period for one cycle of applied AC power, total harmonic distortion (THD) increases and flicker occurs excessively. Occurs, and furthermore, there is a problem that the light efficiency is lowered.
  • TDD total harmonic distortion
  • the problem to be solved by the present invention is the characteristic that the current flows suddenly when the forward threshold voltage of the LED connected in the forward direction when the AC power is applied, and the operation period of the AC LED is short for one cycle of the applied AC power. Due to the characteristics, there is provided a light emitting device and a driving circuit thereof for improving the problem of decreasing power factor, increasing harmonic distortion, excessive flicker, and lowering light efficiency.
  • a light emitting device for solving the above problems, including one or more light emitting diodes, the first light emitting unit and the second light emitting unit connected in series with each other, and the first light emitting unit is connected in parallel
  • the second light emitting unit includes a PTF unit connected in series.
  • any one or both of the first light emitting unit and the second light emitting unit includes two light emitting diodes connected in anti-parallel.
  • the PTF unit causes the second light emitting unit to operate before the first light emitting unit operates when AC power is applied.
  • the first light emitting unit includes a first light emitting diode and a second light emitting diode connected in anti-parallel
  • the second light emitting unit includes a third light emitting diode and a fourth light emitting diode in anti-parallel.
  • the first light emitting diode and the third light emitting diode are operated in the positive half-cycle period of the AC power source, and the second light emitting diode and the fourth light emitting diode are operated in the negative half-cycle period of the AC power source,
  • the third light emitting diode is operated before the first light emitting diode is operated in the positive half-cycle period, and the fourth light emitting diode is operated before the second light emitting diode is operated in the negative half-cycle period of the AC power supply.
  • the light emitting device further includes a rectifier connected between the light emitting device and the AC power source.
  • the PTF unit causes the second light emitting unit to operate before the first light emitting unit operates when the AC power is applied.
  • said PTF unit comprises a capacitor.
  • a light emitting device comprising: first and second light emitting units each including at least two light emitting diodes connected in series and connected in parallel to each other, and the first light emitting unit; And a first PTF unit connected in parallel to some light emitting diodes of the second light emitting diode, and a second PTF unit connected in parallel to some light emitting diodes of the second light emitting unit.
  • the first PTF unit and the second PTF unit when the AC power is applied before the first light emitting diodes connected in parallel to the first PTF unit or some light emitting diodes connected in parallel to the second PTF unit, the first A light emitting diode other than some light emitting diodes in which the first PTF unit is connected in parallel in the first light emitting unit or a light emitting diode other than some light emitting diodes in which the second PTF unit is connected in parallel in the second light emitting unit is operated.
  • a light emitting device comprising: a first light emitting group including at least one first light emitting unit including at least one light emitting diode, and a second light emitting diode including at least one light emitting diode; And a second light emitting group including one or more units, and one or more PTF units connected in parallel to the first light emitting group and in series to the second light emitting group.
  • the PTF unit causes the second light emitting group to operate before the first light emitting group operates when power is applied.
  • the first light emitting group includes two or more first light emitting units
  • the first light emitting units are connected in parallel to each other, and the PTF unit is commonly connected to the first light emitting units in parallel. do.
  • the first light emitting group includes at least two first light emitting units
  • the second light emitting group includes at least two second light emitting units, each of the first light emitting units and the second light emitting unit.
  • Each of the units correspond to each other and are connected in series with each other, and the PTF unit is connected to each of the first light emitting units in parallel.
  • the two or more light emitting diodes are connected to each other in forward serial connection, parallel connection, anti-parallel connection, And a combination of any one of a series or parallel connection.
  • the first light emitting group or the second light emitting group is monolithically integrated on a single substrate.
  • each of the first light emitting units or each of the second light emitting units is formed in a separate package.
  • each of the light emitting diodes of the first light emitting units or each of the light emitting diodes of the second light emitting units is formed in a separate package.
  • the first light emitting group or the second light emitting group is formed in one package, and each of the light emitting diodes in the first light emitting group or the light emitting diodes in the second light emitting group is formed as one package. It is formed into a package.
  • the first light emitting unit includes first to fourth light emitting diodes connected to each other through first to fourth nodes, wherein the first light emitting diode is connected to the third node at the first node.
  • the second light emitting diode is forward connected in the direction of the first node from the fourth node
  • the third light emitting diode is forward connected in the direction of the third node from the second node
  • the fourth The light emitting diode is forward-connected from the fourth node toward the second node, and is electrically connected between the third node and the fourth node.
  • a fifth light emitting diode connected between the third node and the fourth node in a forward direction from the third node to the fourth node.
  • the first light emitting unit having at least one light emitting diode and the second light emitting unit is driven by an AC power source in which the light emitting device is connected in series through the first node And a PTF unit connected in parallel to the first light emitting unit and connected in series to the second light emitting unit.
  • any one or both of the first light emitting unit and the second light emitting unit includes two light emitting diodes connected in anti-parallel.
  • the PTF unit causes the second light emitting unit to operate before the first light emitting unit operates when the AC power is applied.
  • said PTF unit comprises a capacitor.
  • the first light emitting unit and the PTF unit further comprises a resistance element connected in series through a second node, wherein the first light emitting unit and the PTF unit are the first node and the second Parallel connections between nodes.
  • the first light emitting unit includes a first light emitting diode and a second light emitting diode connected in anti-parallel
  • the second light emitting unit includes a third light emitting diode and a fourth light emitting diode in anti-parallel.
  • the first light emitting diode and the third light emitting diode are operated in the positive half-cycle period of the AC power source, and the second light emitting diode and the fourth light emitting diode are operated in the negative half-cycle period of the AC power source,
  • the third light emitting diode is operated before the first light emitting diode is operated in the positive half-cycle period, and the fourth light emitting diode is operated before the second light emitting diode is operated in the negative half-cycle period of the AC power supply.
  • a rectifier connected between the light emitting device and the AC power source.
  • the PTF unit causes the second light emitting unit to operate before the first light emitting unit operates when the AC power is applied.
  • the first light emitting unit having at least one light emitting diode and the second light emitting unit is driven by an AC power source in which the light emitting device is connected in series through the first node And a first resistor element connected in series to the first light emitting unit through a second node, and a capacitor connected in parallel to the first light emitting unit and the first resistor element connected in series between a third node and the first node. And a second resistor element connected in series with the capacitor between the third node and the first node.
  • the second resistance element may serve to adjust the charge / discharge time of the capacitor and to reduce noise and electronic interference.
  • the method may further include a thermistor element connected in series between the AC power source and the light emitting device.
  • the present invention provides an improved light emitting device and a driving circuit thereof, so that when the AC power is applied, the current suddenly flows and operates when the AC voltage is higher than the forward threshold voltage of the LED connected in the forward direction. Due to the characteristic that the operating period of the AC LED is short, power factor is reduced, harmonic distortion is increased, excessive flicker occurs, and light efficiency is reduced.
  • 1 is an equivalent circuit diagram illustrating a problem of a conventional AC LED.
  • FIG. 2 is a graph illustrating voltage and current characteristics of FIG. 1.
  • 3 to 5 are block diagrams illustrating a light emitting device or a light emitting device driving circuit according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a graph illustrating voltage and current characteristics of the light emitting device or the light emitting device driving circuit of FIGS. 3 to 5.
  • FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of a light emitting device or a light emitting device driving circuit corresponding to FIG. 4.
  • 8 to 9 are equivalent circuit diagrams for explaining the operation when a positive half-cycle application of the AC power supply.
  • FIGS. 8 to 9 are voltage and current graph corresponding to FIGS. 8 to 9.
  • 11 to 12 are equivalent circuit diagrams for explaining the operation when the negative half-cycle of the AC power supply.
  • FIG. 13 is a voltage and current graph corresponding to FIGS. 11 to 12.
  • FIG. 14 is a graph of voltage and current within one cycle of an AC power supply considering both a positive half cycle and a negative half cycle of the AC power described with reference to FIGS. 8 to 13.
  • FIG. 15 is an equivalent circuit diagram illustrating a light emitting device or a light emitting device driving circuit corresponding to FIG. 5, and further including a resistance element to further perform a low frequency filter.
  • 16 is an equivalent circuit diagram illustrating a light emitting device or a light emitting device driving circuit according to another embodiment of the present invention.
  • 17 is a voltage and current graph corresponding to FIG. 16.
  • 18 is an equivalent circuit diagram illustrating a light emitting device or a light emitting device driving circuit according to another embodiment of the present invention.
  • 19 and 20 are block diagrams illustrating a light emitting device according to other exemplary embodiments of the present invention.
  • 21 and 22 are equivalent circuit diagrams showing an example of a light emitting unit according to an embodiment of the present invention.
  • 23 is an equivalent circuit diagram illustrating various examples of a light emitting unit according to an embodiment of the present invention.
  • 3 to 5 are block diagrams illustrating a light emitting device or a light emitting device driving circuit according to various embodiments of the present disclosure.
  • a first light emitting unit 32, a second light emitting unit 34, and a PTF unit 36 are included.
  • Each of the first light emitting unit 32 and the second light emitting unit 34 includes at least two light emitting diodes connected in anti-parallel.
  • the PTF unit 36 is connected in parallel to the first light emitting unit 32 and connected in series to the second light emitting unit 34 so that the AC power is applied to the power input terminals IN 1 and IN 2 . ) Operates to operate the second light emitting unit 34.
  • the PTF unit 36 may include, for example, various elements such as a resistor, a capacitor, and an inductor, and the second light emitting unit 34 before the first light emitting unit 32 operates when AC power is applied. ) May be used in addition to these devices if they function to operate.
  • the first light emitting unit 32 is an alternating current LED in which two LEDs are antiparallel connected
  • the second light emitting unit 32 is also an alternating current LED in which two LEDs are antiparallel connected
  • the operation period of the light emitting device is much longer than in the conventional case without the PTF unit 36, and the positive half cycle or the negative of the AC power in the first light emitting unit 32 and the second light emitting unit 34 is negative. If the voltage is greater than or equal to the sum of the forward threshold voltages of the LEDs forwardly connected to each other according to the half cycle, the problem of sudden current flow is also reduced. Therefore, it may result in an improvement in power factor, a reduction in total harmonic distortion, and a reduction in flicker.
  • the PTF units are thus named from their initials because they relate to the improvement of power factor, harmonic distortion, and flicker phenomenon.
  • each light emitting unit may be a combination of the anti-parallel structure of a single LED device, as well as the anti-parallel connection combination of at least two LEDs in one package, a single light emitting unit including the PTF unit 36 It can also be configured as a package.
  • each of the first light emitting unit 32 and the second light emitting unit 34 is exemplified only one by one, each of the first light emitting unit 32 and the second light emitting unit 34 has at least one other light emitting unit. Can be added in parallel.
  • one light emitting device including the first light emitting unit 32 and the PTF unit 36 and the second light emitting unit 34 may be continuously connected in parallel.
  • At least one or more other light emitting units may be connected in series to each of the first light emitting unit 32 or the second light emitting unit 34, and the first light emitting unit 32 and the second light emitting unit 34 may be connected to each other in series.
  • Another light emitting unit may be further connected in series to each light emitting unit while at least one or more other light emitting units are added in parallel.
  • the position where the PTF unit 36 is connected in parallel may vary, and the number of light emitting units connected in parallel with the PTF unit 36 may vary.
  • the resistor 48 is connected between an AC power source applied between IN 1 and IN 2 and the node N 44 to connect the resistor 48 to the first light emitting unit 42 connected in parallel.
  • the PTF unit 46, and the second light emitting unit 44 may be viewed in series.
  • the PTF unit 46 is connected to the first light emitting unit 42 and the second light emitting unit 44, and the first light emitting unit 42 is connected in parallel to the second light emitting unit 42.
  • the light emitting unit 44 is connected in series and functions to operate the second light emitting unit 44 before the first light emitting unit 42 operates when AC power is applied.
  • the added resistance element 48 serves to determine the magnitude of the current when the first light emitting unit 42 and / or the second light emitting unit 44 operates.
  • the resistor 48 is connected between the AC power source and the first light emitting unit 42 in FIG. 4, a case in which the resistor 48 is connected between the AC power source and the first light emitting unit 42 is illustrated.
  • the resistor element 48 may be connected in series between IN 2 and the second light emitting unit 44 among the input terminals of the AC power source. It may be.
  • the resistor 58 and the first light emitting unit 52 are connected in series, and the resistor 58 and the first light emitting unit 52 connected in series are connected to the PTF unit 56 in parallel.
  • the PTF unit 56 functions to operate the second light emitting unit 54 before the first light emitting unit 52 operates when AC power is applied.
  • the resistance element 58 determines the magnitude of the current when the first light emitting unit 52 and / or the second light emitting unit 54 operates.
  • the resistance element 58 may be connected in series between IN2 and the second light emitting unit 54 among input terminals of the AC power source.
  • FIG. 6 is a graph illustrating voltage and current characteristics of the light emitting device or the light emitting device driving circuit of FIGS. 3 to 5. 2 and 6 together, it can be seen that the operating period of the light emitting device is wider than in the conventional case without the PTF units 36, 46, and 56. That is, since the second light emitting units 34, 44, and 54 operate prior to the operation of the first light emitting units 32, 42, and 52 in the current graph i 10 , the PTF units 36, 46, and 56 do not have the prior art.
  • the operation section becomes wider as a result, thus contributing to the reduction of the flicker phenomenon and contributing to the reduction of harmonic distortion as it is turned on at a low voltage in advance.
  • the number of AC LEDs constituting the first light emitting unit 32 and the second light emitting unit 34 may be the same or different. The same applies to the case of the first light emitting units 42 and 52 and the second light emitting units 44 and 54 of FIGS. 4 and 5. If the number of AC LEDs constituting the first light emitting units 32, 42, 52 and the number of AC LEDs constituting the second light emitting units 34, 44, 54 are different, the second light emitting units 34, 44, 54 may be used. Since it may affect the operation time and the operation time of the first light emitting unit (32, 42, 52), it should be appropriately designed according to the needs of the user in consideration of this.
  • various types of serial and parallel connection structures may be used, or the light emitting units may be connected to individual light emitting diodes.
  • a plurality of light emitting diodes may be disposed in one chip.
  • FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of a light emitting device or a light emitting device driving circuit corresponding to FIG. 4.
  • the PTF unit 46 includes a capacitor C 41 , and each of the first light emitting unit 42 and the second light emitting unit 44 includes two light emitting diodes.
  • the light emitting unit 42 and the second light emitting unit 44 are connected in series through the first node N 42 .
  • the resistor 48 is connected in series to the first light emitting unit 42 and the capacitor C 41 connected in parallel with each other through the second node N 44 . That is, the first light emitting unit 42 and the capacitor C 41 are connected in parallel between the first node N 42 and the second node N 44 .
  • the capacitor C 41 is connected in parallel with the first light emitting unit 42.
  • the light emitting unit 44 is connected in series.
  • the first light emitting unit 42 includes a first light emitting diode D 41 and a second light emitting diode D 42 connected in anti-parallel to each other, and the second light emitting unit 44 includes a third light emitting diode connected in anti-parallel to each other ( D 43 ) and a fourth light emitting diode D 44 . Since the first light emitting unit 42 and the second light emitting unit 44 shown in FIG. 7 are merely examples of the most basic AC LEDs, the first light emitting unit 42 and the second light emitting unit 44 are each As described above, one AC LED may be included and a larger number of AC LEDs may be included. Furthermore, one AC LED (eg, 42) may also include more than two light emitting diodes as long as they have characteristics that can be operated by the application of an AC power source.
  • the first light emitting diode D 41 and the third light emitting diode D 43 operate in a positive half-cycle period
  • the second light emitting diode D 43 and the fourth light emitting diode D ( D 44 ) operates in the negative half-cycle period.
  • the third light emitting diode D 43 operates before the first light emitting diode D 41 operates in the positive half cycle period of the AC power source V ac
  • the second light emitting diode D 43 operates in the negative half period period of the AC power source V ac .
  • a light-emitting diode (D 42), the fourth light-emitting diode (D 44) prior to operation operates.
  • the PTF unit 46 is one capacitor C 41.
  • the PTF unit 46 may be a connection of various elements such as a resistor, an inductor, a resistor, a capacitor, and the like.
  • the light emitting device driving circuit may further include a thermistor element R 44 connected in series between the AC power supply V ac and the light emitting device 40.
  • Thermistor element is generally characterized by a negative temperature coefficient thermistor (NTC) having a characteristic of negative resistance temperature coefficient of decreasing resistance as the temperature increases, and a PTC (characteristic of a constant resistance temperature coefficient of increasing resistance value as the temperature increases). Positive Temperature Coefficient thermistor), where the latter is preferred in order to reduce the supply current to the light emitting device 40 when the temperature of the light emitting device 40 becomes high.
  • the number and size of the resistance elements 48 and the resistance elements R 43 for determining the magnitude of the current during the operation of the light emitting device 40 are merely two resistance elements R 41 and R 42 for convenience of description.
  • the number and size of resistors or the type of connection between the resistor elements may be determined in consideration of the number and rated power of the light emitting diodes in the light emitting device 40. It can be designed in various ways.
  • the resistive element R 43 is illustrated only in the form of being connected in parallel with the thermistor element R 44 , but may be modified in various forms without being limited to this example.
  • FIGS. 8 to 13 are equivalent circuit diagrams and graphs for explaining the operation of the light emitting device or the light emitting device driving circuit of FIG. 7.
  • FIGS. 8 to 9 illustrate operations when a positive half cycle of the AC power supply V ac is applied.
  • 10 is an equivalent voltage and current graph
  • FIGS. 11 to 12 are equivalent circuit diagrams for explaining an operation when a negative half-cycle of the AC power supply V ac is applied
  • FIG. 13 is corresponding thereto. Voltage and current graphs.
  • the capacitor (C 41) is smaller than the forward threshold voltage at which in the positive half cycle, the size of the voltage 0V in time, the AC power supply ( Even when the magnitude of the voltage of V ac ) is smaller than the forward voltage of the third light emitting diode D 43 , a current flowing along the arrows A 1 and A 2 flows through the light emitting device (the AC power supply V ac to be described later). Considering the negative half-cycle of and considering the phase leading of the current of the operating characteristics of the capacitor (C 41 )).
  • the third light emitting diode D 43 is first turned on before the operation of the first light emitting diode D 41 (A 1 and A of FIG. 8). Current path along 2 ), and then the first light emitting diode D 41 and the third light emitting diode D 43 are operated together.
  • FIG. 10 is a graph of voltage g 1 and current g 2 of a positive half-cycle interval of the AC power supply V ac , as described with reference to FIGS. 8 and 9.
  • the third light emitting diode D 43 operates first, after which the first light emitting diode D 41 is turned on, so that the first light emitting diode D 41 and the third light emitting diode D are operated. 43 ) work together.
  • the magnitude of the voltage increases to be greater than the sum of the respective forward threshold voltages of the second light emitting diode D 42 and the fourth light emitting diode D 44 .
  • a current path is formed along the arrows A 7 and A 8 .
  • a fourth light-emitting diode (D 44) in the negative half cycle of the AC power supply (V ac) a fourth light-emitting diode (D 44), and a current in accordance with a capacitor (C 41) flow the second light emitting diode (D 42) of the capacitor (C 41 to which on-time Current is blocked and current flows through the fourth light emitting diode D 44 and the second light emitting diode D 42 .
  • the new positive half period after the negative half period of the AC voltage may be regarded as repeating the same operation as described with reference to FIGS. 8 to 10.
  • FIG. 13 is a graph of the voltage g 3 and the current g 4 of the negative half-cycle period of the AC power supply V a c as described with reference to FIGS. 11 and 12.
  • the fourth light emitting diode D 44 operates first, after which the second light emitting diode D 42 is turned on, so that the second light emitting diode D 42 and the fourth light emitting diode D are operated. 44 ) will work together.
  • FIG. 14 shows the voltage g 5 and the current (a) within one period of the AC power source V ac considering the positive and negative half periods of the AC power source V ac described with reference to FIGS. 8 to 13. g 6 ) graph.
  • the first light emitting diode (D 41) prior to operating the third light emitting diode of claim 1 the light emitting diode after the (D 43) the first operation, and the (D 41 ) and the third light emitting diode D 43 are operated together, and in a negative half cycle, the fourth light emitting diode D 44 is operated before the operation of the second light emitting diode D 42 , and thereafter.
  • the second light emitting diode D 42 and the fourth light emitting diode D 44 are operated together.
  • the light emitting device or the light emitting device driving circuit according to the present invention has a wider operation section, thereby reducing the flicker phenomenon.
  • a voltage equal to or greater than the sum of the threshold voltages of the two LEDs connected in the forward direction is applied, the phenomenon in which the light emitting device suddenly operates is reduced, the peak current is also reduced, and the harmonic distortion and power factor are improved, and the light efficiency is also improved. It has the advantage of being improved.
  • the first light emission may be performed in consideration of the specific capacitor capacity, the resistance value of the resistance element, the number of AC LEDs in the light emitting device, and the load power. It will be appreciated that there may be slight differences in the timing of operation of the unit and the second light emitting unit.
  • FIG. 15 is an equivalent circuit diagram illustrating a light emitting device or a light emitting device driving circuit corresponding to FIG. 5, and further including a resistance element to further perform a low frequency filter.
  • a first light emitting unit 52, a second light emitting unit 54, a capacitor C 51 , a first resistance element 58, and a second resistance element R c are illustrated.
  • the light emitting device driving circuit for applying and driving AC power V ac to the light emitting device 50 includes a first resistor element 58, a capacitor C 51 , and a second resistor element R c . .
  • the first resistance element 58 is connected in series to the first light emitting unit 52 through the second node N 54 , and determines the magnitude of the current when the light emitting device 50 operates.
  • the capacitor C 51 is connected in parallel between the first light emitting unit 52 and the first resistance element 58 connected in series between the third node 58 and the first node N 52 .
  • Capacitor C 5 1 has already been described in the description of PTF element 56 in the description with reference to FIG. 5 above.
  • the second resistor element R c is connected in series to the capacitor C 51 between the third node 58 and the first node N 52 .
  • the second resistor element R c and the capacitor C 51 are connected in series, but the order of connection may be changed.
  • the second resistive element R c is illustrated as one resistive element, the number or connection is not particularly limited.
  • the second resistor element R c may serve as a low frequency filter for controlling the current charge / discharge time of the capacitor C 51 and blocking a high frequency caused by electromagnetic interference or other noise. do.
  • thermistor element R 54 may be further added in series between the AC power source V ac and the light emitting device 50.
  • the function of the thermistor element has been described above. Since the basic operation according to the application of the AC power supply V ac is substantially the same as that described with reference to FIGS. 8 to 13, redundant description thereof will be omitted.
  • the light emitting device or the light emitting device driving circuit includes a rectifying unit 68, a first light emitting unit D 61 , a second light emitting unit D 62 , and a PTF unit 66.
  • the rectifier 68 exemplifies a bridge rectifier circuit using four rectifier diodes, but various types of known rectifier circuits may be used.
  • Each of the first light emitting unit D 61 and the second light emitting unit D 62 exemplifies only one light emitting diode, but is not limited thereto.
  • the plurality of light emitting diodes may be connected in parallel to each other in the forward direction.
  • FIG. 17 is a voltage and current graph corresponding to FIG. 16. As can be seen from the current graph i 20 of FIG. 17, when there is no PTF unit 66 (see the current graph i 1 of the positive half-period portion of FIG. 2), the operation time of the light emitting device You can see that this is much faster.
  • FIG. 18 is an equivalent circuit diagram illustrating a light emitting device or a light emitting device driving circuit according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 18, first light emitting units D 71 and D 73 , second light emitting units D 72 and D 74 , a first PTF unit 76a, and a second PTF unit 76b are illustrated. .
  • Each of the first light emitting units D 71 and D 73 and the second light emitting units D 72 and D 74 includes at least two light emitting diodes connected in series in a forward direction.
  • each light emitting unit is illustrated as only two light emitting diodes connected in series in the forward direction.
  • each light emitting unit may include a plurality of light emitting diodes connected in series in the forward direction.
  • the first PTF unit 76a is connected in parallel to one of the light emitting diodes of the first light emitting units D 71 and D 73
  • the second PTF unit 76b is connected to the light emitting diodes of the second light emitting units D 72 and D 74 . It is connected in parallel to either light emitting diode.
  • each of the first PTF unit 76a and the second PTF unit 76b may include various elements such as a resistor, a capacitor, an inductor, and the like.
  • the second PTF unit (77a) is a light emitting diode (D 72) before the light-emitting diode (D 74) of the second light emitting unit operation before the operation To work.
  • the light emitting device or the light emitting device driving circuit has not been clearly distinguished, or in some cases, the light emitting device is described as including only the light emitting units.
  • the light emitting device includes all of the first light emitting unit 32, the second light emitting unit 34, and the PTF unit 36. Only the light emitting device can be seen, and in the latter case, the remaining part including the PTF unit 36 (for example, the resistive elements 48 and R 47 of FIG. 7) can be viewed as the light emitting device driving circuit. Therefore, they are not strictly distinguished.
  • the light emitting device includes a first light emitting group 191 including one or more first light emitting units 192 1 ,..., 192 n including one or more light emitting diodes, one or more light emitting devices.
  • a second light emitting group 193 including one or more second light emitting units 194 1 ,..., 194 n including a diode, and the first light emitting group 191 are connected in parallel to each other;
  • Group 193 includes PTF units 196 connected in series. When power is applied through the input terminals IN1 and IN2, the PTF unit 196 functions to operate the second light emitting group 193 before the first light emitting group 191 operates.
  • the first light emitting group 191 When the first light emitting group 191 includes only one first light emitting unit (for example, 192 1 ), the first light emitting group 191 becomes a first light emitting unit 192 1 , which is described above. Same as described in the description of the embodiment with reference to 3. Similarly to the case of the second light emitting group 193, the first light emitting group 191 includes two or more light emitting units 192 1 ,..., 192 n , and the second light emitting group 193. 193 describes two or more light emitting units 194 1 ,..., 194 n .
  • the first light emitting units 192 1 ,..., 192 n are connected in parallel to each other between the node N 194 and the node N 192 .
  • the PTF unit 196 is connected between the node N 194 and the node N 192 and consequently connected in parallel to the first light emitting units 192 1 ,..., 192 n .
  • the second light emitting units 194 1 ,..., 194 n are also connected in parallel with each other.
  • the PTF unit 196 and the first light emitting group 191 are connected in parallel with each other, and the PTF unit 196 and the second light emitting group 193 are connected in series with each other.
  • the one or more light emitting diodes constituting each of the road to 21 As shown in FIG. 23, a single light emitting diode (a in FIG. 23) may be configured, and a plurality of light emitting diodes may be arranged in series (b in FIG. 23), parallel (c in FIG. 23), and in parallel (FIG. 23). d), a combination of anti-parallel (e) of FIG. 23 and a combination of series or parallel connection (FIGS. 21 and 22), but is not limited thereto.
  • the first light emitting group 191 and the second light emitting group 193 may be implemented in various ways.
  • the first light emitting group 191 or the second light emitting group 193 may be formed in a single package by a monolithic integrated circuit process on a single substrate.
  • each of the first light emitting units 192 1 ,..., 192 n or each of the second light emitting units 194 1 ,..., 194 n may be formed as a separate package.
  • the first light emitting units (192 1, ..., 192 n ) light emitting diodes e.g., light emitting diode of FIG. 21 to FIG.
  • each of the light emitting diodes (eg, the light emitting diodes of FIGS. 21 to 23) of 194 n may be formed as a separate package.
  • the first light emitting group 191 or the second light emitting group 193 is formed in one package, and the light emitting diodes in the first light emitting group 191 (for example, the light emitting diodes of FIGS. 21 to 23).
  • each of the light emitting diodes (eg, the light emitting diodes of FIGS. 21 to 23) in the second light emitting group 193 may be formed as a separate package.
  • the first light emitting group includes one or more light emitting units 202 1 ,..., 202 n
  • the second light emitting group includes one or more light emitting units 204 1 ,... 204 n ).
  • the first light emitting group includes only one light emitting unit (for example, 202 1 )
  • the first light emitting group is the first light emitting unit
  • the first light emitting group is the same as that described in the description of the embodiment with reference to FIG. 3. same.
  • the second light emitting group is similar, the first light emitting group includes two or more light emitting units 202 1 ,..., 202 n
  • the second light emitting group includes two or more light emitting units. (204 1 , ..., 204 n ) will be described.
  • Each of the first light emitting units 202 1 ,..., 202 n and each of the second light emitting units 204 1 , ..., 204 n correspond to each other and are connected in series with each other. That is, the first light emitting unit (for example, 202 1 ) of any one of the first light emitting groups and the second light emitting unit (for example, 204 1 ) of any one of the second light emitting groups correspond to each other in series.
  • Form a connection form 200 1 Each of the first light emitting units 202 1 ,..., 202 n is connected in parallel with each of the PTF units 206 1 ,..., 206 n .
  • each of the light emitting units 202 1 , 202 n , 204 1 , ..., 204 n may be connected in various forms as illustrated in FIGS. 21 to 23. have.
  • each of the light emitting units 202 1 ,..., 202 n , 204 1 , ..., 204 n may be formed in a separate package, and the first light emitting units 202 1 ,. n ) each of the light emitting units 202 1 ,..., 202 n , 204 1 , ... may be formed as a separate package together with the corresponding PTF units 206 1 ,..., 206 n . , 204 n ) may be formed in individual packages.
  • 21 and 22 are equivalent circuit diagrams showing an example of a light emitting unit according to an embodiment of the present invention.
  • a first light emitting unit 210 and a second light emitting unit 211 are connected in series through a node N 212 .
  • the first light emitting unit 210 includes first, second, third and fourth light emitting diodes (in turn, connected to each other through first, second, third and fourth nodes (N 211 , N 212 , N 213 , N 214 ). As such, D 211 , D 212 , D 213 , D 214 ).
  • the first node N211 and the second node N212 are nodes to which a PTF unit (not shown) is connected in parallel with the first light emitting unit 210.
  • the second node N 212 is a node to which the second light emitting unit 211 is connected.
  • the first light emitting diode D 211 is forwardly connected from the first node N 211 toward the third node N 213
  • the second light emitting diode D 212 is connected to the first node N 211 at the fourth node N 214 .
  • the third light emitting diode D 213 is forwardly connected from the second node N 212 to the third node N 213
  • the fourth light emitting diode D 214 is the fourth node N 214 is forward connected in the direction of the second node N 212
  • the third node N 213 and the fourth node N 214 are electrically connected (for example, by electrical wiring means such as a wire).
  • the light emitting diodes of the first light emitting unit 210 may be connected to the same.
  • FIG. 22 illustrates an example of a light emitting unit in which a fifth light emitting diode D 231 is further connected between the nodes N 213 and N 214 of FIG. 21. That is, the fifth light-emitting diode (D 231) the third node (N 223) to the fourth between nodes (N 224), the third node is (N 223) forward-connected in a direction the fourth node (N 224).
  • harmonic distortion and flicker may be further reduced and optical efficiency may be increased.
  • 23 is an equivalent circuit diagram illustrating various examples of a light emitting unit according to an embodiment of the present invention.
  • the light emitting unit is composed of one light emitting diode
  • b is an example in which a plurality of light emitting diodes are connected in series
  • c is an example in parallel connection
  • d is an example of anti-parallel connection
  • e is a combination of anti-parallel connection.
  • the light emitting diodes are connected in reverse parallel as in the example of d or e.
  • full-wave rectified power is applied through the rectifier circuit, it is preferable to be unidirectionally connected in the form of a, b, and c.
  • the light emitting device or the light emitting device driving circuit according to the present invention as described above can be variously designed and modified without departing from the scope of the present invention, the protection scope of the present invention is the embodiments in the detailed description It should not be determined by the following, but rather by the following claims.

Landscapes

  • Led Devices (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

역률 개선, 고조파 왜곡 및 플리커 현상 저감 및 광 효율 증가를 위한 발광장치 및 발광장치 구동회로가 개시된다. 그러한 발광장치 및 발광장치 구동회로는, 하나 이상의 발광다이오드를 포함하며, 서로 간에 직렬 연결되는 제1 발광유닛 및 제2 발광유닛을 포함하고, 제1 발광유닛에는 병렬 연결되고 제2 발광유닛에는 직렬 연결되어 교류 전원의 인가시 제1 발광유닛이 동작하기 전에 제2 발광유닛이 동작하도록 하는 PTF 유닛을 포함한다.

Description

발광장치 및 그의 구동회로
본 발명은 발광장치 및 그의 구동회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 역률을 개선하고, 고조파 왜곡 및 플리커 현상 등을 줄이고, 광 효율을 높일 수 있는 발광장치 및 그의 구동회로에 관한 것이다.
발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 순방향 전압의 인가시 순방향 문턱 전압 이상이 인가되는 경우에 턴온되어 동작하는 일반적인 다이오드의 특성을 그대로 갖고 있다. 또한, 교류 전원의 인가시 발광 구간을 늘리기 위해 두 개 또는 그 보다 많은 발광다이오드들을 역병렬로 연결(이하에서는 편의상 '교류 LED' 라 칭함)하여 사용하기도 하는데, 이 경우에도 마찬가지로, 교류 전원의 양의 반주기에서는 양의 반주기 전압에 대해 순방향으로 연결된 발광다이오드의 순방향 문턱전압 이상이 인가되는 경우에 턴온되고, 음의 반주기에서도 음의 반주기 전압에 대해 순방향으로 연결된 발광다이오드의 순방향 문턱전압 이상이 인가되는 경우에 턴온되는 특성을 갖는다.
따라서, 교류 전원에서 사용하는 경우 각각의 발광다이오드의 턴온 구간이 짧음으로 인해 플리커 현상이나 고조파 왜곡 현상이 많이 발생하며, 그에 따라 광 효율도 저하되는 문제점이 존재한다. 이러한 문제점들은 특히 위와 같이 교류 LED가 여러단으로 직렬 연결될 경우에는 더욱 뚜렷하게 나타난다. 이하에서는 그러한 문제점들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1은 종래의 교류 LED의 문제점을 설명하기 위한 등가 회로도이고, 도 2는 도 1에서의 전압 및 전류 특성을 나타낸 그래프이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 발광장치(10), 교류 전원(Vac) 및 저항 소자(R11)가 서로 직렬로 연결되어 있다. 여기서는, 앞서 언급한 바와 같이 발광장치(10) 중의 LED(D11, D12 ; 12) 및 LED(D13, D14 ; 14)는 각각 교류 LED라 칭하도록 한다.
교류 전원(Vac)의 양의 반주기가 교류 LED(12, 14) 측으로 인가되는 경우에는 발광다이오드들(D11, D13)이 동작한다. 물론, 발광다이오드들(D11, D13)이 직렬 연결된 형태이므로, 전압의 크기가 발광다이오드들(D11, D13) 각각의 순방향 문턱 전압의 합보다 더 큰 경우에 동작한다.
이와 유사하게, 교류 전원(Vac)의 음의 반주기가 교류 LED(14, 12) 측으로 인가되는 경우에는 발광다이오드들(D14, D12)이 동작하는데, 이 경우에도 전압의 크기가 발광다이오드들(D14, D12) 각각의 순방향 문턱 전압의 합보다 더 큰 경우에 동작한다. 여기서의 발광다이오드의 동작은 발광다이오드의 발광 동작을 의미하고, 이하의 설명들에서도 모두 동일하게 해석되는 것으로 한다.
위에서 교류 전원(Vac)의 양의 반주기 또는 음의 반주기에서 교류 LED(12, 14)동작시 전류의 크기 결정은 저항 소자(R11)에 의해 결정된다.
다음으로 도 2를 살펴 보면, v1은 전압 그래프이고, i1은 전류 그래프이다. X축은 시간을 나타내고, Y축은 전압 및 전류의 크기를 나타낸다. 이는 이하의 전압 및 전류의 그래프들에서 모두 동일하다.
앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 교류 전원(Vac)의 인가시 양의 반주기 또는 음의 반주기에 따라 각각의 전압에 순방향으로 연결되는 발광다이오드들의 각각의 순방향 문턱 전압의 합보다 더 큰 경우에 전류가 흐르게 되고, 이러한 특성은 도 2의 전압 및 전류 그래프에 잘 나타나 있다. 물론, 하나의 교류 LED(12 또는 14)만 연결된 경우에도 이러한 전압 및 전류 그래프는 유사하게 나타나고, 나아가, 도 1에서는 두 개의 교류 LED(12, 14)인 경우만 예시되어 있으나, 그 보다 더 많은 경우에도 마찬가지로 도 2의 전압 전류 그래프와 유사하게 나타난다.
이와 같이, 인가되는 전압의 크기가 순방향 문턱 전압 이상인 경우에만 동작하는 교류 LED(12, 14)의 동작 특성, 즉 교류 전원(Vac)의 인가에 의해 순방향 연결되는 발광다이오드의 순방향 문턱 전압 이상인 경우에 급작스럽게 전류가 흘러 동작하는 특성 및 인가되는 교류 전원의 한 주기에 대해 교류 LED의 동작 구간이 짧은 특성으로 인해, 고조파 왜곡(total harmonic distortion, THD)이 증가하고, 플리커(flicker) 현상이 과다하게 발생하며, 나아가 광 효율이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 교류 전원의 인가에 따른 교류 LED의 동작 특성으로 인한 역률 저하, 고조파 왜곡 문제, 플리커 현상의 과다 발생 문제를 개선하기 위한 발광장치 또는 그의 구동회로가 절실히 요구되는 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 교류 전원의 인가시 순방향으로 연결되는 LED의 순방향 문턱 전압 이상인 경우에 급작스럽게 전류가 흘러 동작하는 특성 및 인가되는 교류 전원의 한 주기에 대해 교류 LED의 동작 구간이 짧은 특성으로 인해, 역률이 감소하고, 고조파 왜곡이 증가하며, 플리커 현상이 과다하게 발생하며, 광 효율이 저하되는 문제점을 개선하기 위한 발광장치 및 그의 구동회로를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 발광장치는, 하나 이상의 발광다이오드를 포함하며, 서로간에 직렬 연결되는 제1 발광유닛 및 제2 발광유닛, 및 상기 제1 발광유닛에는 병렬 연결되고 상기 제2 발광유닛에는 직렬 연결되는 PTF 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 발광유닛 및 상기 제2 발광유닛 중 어느 하나 또는 둘 모두는 역병렬 연결된 두 개의 발광다이오드를 포함한다.
바람직하게는, 상기 PTF 유닛은 교류 전원의 인가시 상기 제1 발광유닛이 동작하기 전에 상기 제2 발광유닛이 동작하도록 한다.
바람직하게는, 상기 제1 발광유닛은 역병렬 연결된 제1 발광다이오드 및 제2 발광다이오드를 포함하고, 상기 제2 발광유닛은 역병렬 연결된 제3 발광다이오드 및 제4 발광다이오드를 포함하고, 상기 제1 발광다이오드 및 상기 제3 발광다이오드는 상기 교류 전원의 양의 반주기 구간에서 동작하며, 상기 제2 발광다이오드 및 상기 제4 발광다이오드는 상기 교류 전원의 음의 반주기 구간에서 동작하되, 상기 교류 전원의 양의 반주기 구간에서 상기 제1 발광다이오드가 동작하기 전에 상기 제3 발광다이오드가 동작하고, 상기 교류 전원의 음의 반주기 구간에서 상기 제2 발광다이오드가 동작하기 전에 상기 제4 발광다이오드가 동작한다.
바람직하게는, 상기 발광장치는 상기 발광장치와 상기 교류 전원 사이에 연결되는 정류부를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 PTF 유닛은 상기 교류 전원의 인가시 상기 제1 발광유닛이 동작하기 전에 상기 제2 발광유닛이 동작하도록 한다.
바람직하게는, 상기 PTF 유닛은 커패시터를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따른 발광장치는, 순방향 직렬 연결된 적어도 두 개의 발광다이오드를 각각 포함하며, 서로간에 역병렬 연결되는 제1 및 제2 발광유닛과, 상기 제1 발광유닛의 일부 발광다이오드에 병렬 연결되는 제1 PTF 유닛과, 상기 제2 발광유닛의 일부 발광다이오드에 병렬 연결되는 제2 PTF 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 PTF 유닛 및 제2 PTF 유닛은 교류 전원의 인가시 상기 제1 PTF 유닛이 병렬 연결된 일부 발광다이오드 또는 상기 제2 PTF 유닛이 병렬 연결된 일부 발광다이오드가 동작하기 전에, 상기 제1 발광유닛에서 상기 제1 PTF 유닛이 병렬 연결된 일부 발광다이오드 이외의 발광다이오드 또는 상기 제2 발광유닛에서 상기 제2 PTF 유닛이 병렬 연결된 일부 발광다이오드 이외의 발광다이오드가 동작하도록 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 양상에 따른 발광장치는, 하나 이상의 발광다이오드를 포함하는 제1 발광유닛을 하나 이상 포함하는 제1 발광그룹과, 하나 이상의 발광다이오드를 포함하는 제2 발광유닛을 하나 이상 포함하는 제2 발광그룹과, 상기 제1 발광그룹에는 병렬 연결되고 상기 제2 발광그룹에는 직렬 연결되는 하나 이상의 PTF 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 PTF 유닛은 전원의 인가시 상기 제1 발광그룹이 동작하기 전에 상기 제2 발광그룹이 동작하도록 한다.
바람직하게는, 상기 제1 발광그룹이 두 개 이상의 제1 발광유닛들을 포함하는 경우, 상기 제1 발광유닛들 간은 서로 병렬 연결되고, 상기 PTF 유닛은 상기 제1 발광유닛들에 공통으로 병렬 연결된다.
바람직하게는, 상기 제1 발광그룹이 두 개 이상의 제1 발광유닛들을 포함하고, 상기 제2 발광그룹이 두 개 이상의 제2 발광유닛들을 포함하며, 상기 제1 발광유닛들 각각과 상기 제2 발광유닛들 각각은 하나씩 대응되어 서로간에 직렬 연결되되, 상기 제1 발광유닛들 각각에 상기 PTF 유닛이 병렬 연결된다.
바람직하게는, 상기 제1 발광유닛 및 제2 발광유닛 중 어느 하나 또는 둘 모두가 두 개 이상의 발광다이오드들을 포함할 경우, 상기 두 개 이상의 발광다이오드들은 서로 순방향 직렬 연결, 병렬 연결, 역병렬 연결, 및 직렬 또는 병렬 연결의 조합 중 어느 하나의 연결 형태를 갖는다.
바람직하게는, 상기 제1 발광그룹 또는 상기 제2 발광그룹은 단일 기판 상에 모놀리식으로 집적된다.
바람직하게는, 상기 제1 발광유닛들 각각 또는 상기 제2 발광유닛들 각각이 개별 패키지로 형성된다.
바람직하게는, 상기 제1 발광유닛들의 발광다이오드 각각 또는 상기 제2 발광유닛들의 발광다이오드 각각이 개별 패키지로 형성된다.
바람직하게는, 상기 제1 발광그룹 또는 상기 제2 발광그룹이 하나의 패키지로 형성되되, 하나의 패키지로 형성된 상기 제1 발광그룹 내의 발광다이오드들 또는 상기 제2 발광그룹 내의 발광다이오드들 각각이 개별 패키지로 형성된다.
바람직하게는, 상기 제1 발광유닛은, 제1 내지 제4 노드를 통해 서로간에 연결된 제1 발광다이오드 내지 제4 발광다이오드를 포함하되, 상기 제1 발광다이오드는 상기 제1 노드에서 상기 제3 노드 방향으로 순방향 연결되며, 상기 제2 발광다이오드는 제4 노드에서 상기 제1 노드 방향으로 순방향 연결되며, 상기 제3 발광다이오드는 상기 제2 노드에서 상기 제3 노드 방향으로 순방향 연결되며, 상기 제4 발광다이오드는 상기 제4 노드에서 상기 제2 노드 방향으로 순방향 연결되며, 상기 제3 노드와 상기 제4 노드 간은 전기적으로 연결된다.
바람직하게는, 상기 제3 노드와 상기 제4 노드 사이에는, 상기 제3 노드에서 상기 제4 노드 방향으로 순방향 연결되는 제5 발광다이오드를 더 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 발광장치 구동회로는, 하나 이상의 발광다이오드를 갖는 제1 발광유닛 및 제2 발광유닛이 제1 노드를 통해 직렬 연결되는 발광장치를 교류 전원으로 구동하며, 상기 제1 발광유닛에는 병렬 연결되고 상기 제2 발광유닛에는 직렬 연결되는 PTF 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 발광유닛 및 상기 제2 발광유닛 중 어느 하나 또는 둘 모두는 역병렬 연결된 두 개의 발광다이오드를 포함한다.
바람직하게는, 상기 PTF 유닛은 상기 교류 전원의 인가시 상기 제1 발광유닛이 동작하기 전에 상기 제2 발광유닛이 동작하도록 한다.
바람직하게는, 상기 PTF 유닛은 커패시터를 포함한다.
바람직하게는, 병렬 연결된 상기 제1 발광유닛 및 상기 PTF 유닛에, 제2 노드를 통해 직렬 연결되는 저항 소자를 더 포함하되, 상기 제1 발광유닛 및 상기 PTF 유닛은 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에서 병렬 연결된다.
바람직하게는, 상기 교류 전원과 상기 제1 발광 유닛 사이에서 상기 제1 발광유닛과 직렬 연결되는 저항 소자를 더 포함하되, 상기 PTF 유닛은 직렬 연결된 상기 저항 소자와 상기 제1 발광유닛에 병렬 연결된다.
바람직하게는, 상기 제1 발광유닛은 역병렬 연결된 제1 발광다이오드 및 제2 발광다이오드를 포함하고, 상기 제2 발광유닛은 역병렬 연결된 제3 발광다이오드 및 제4 발광다이오드를 포함하고, 상기 제1 발광다이오드 및 상기 제3 발광다이오드는 상기 교류 전원의 양의 반주기 구간에서 동작하며, 상기 제2 발광다이오드 및 상기 제4 발광다이오드는 상기 교류 전원의 음의 반주기 구간에서 동작하되, 상기 교류 전원의 양의 반주기 구간에서 상기 제1 발광다이오드가 동작하기 전에 상기 제3 발광다이오드가 동작하고, 상기 교류 전원의 음의 반주기 구간에서 상기 제2 발광다이오드가 동작하기 전에 상기 제4 발광다이오드가 동작한다.
바람직하게는, 상기 발광장치와 상기 교류 전원 사이에 연결된 정류부를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 PTF 유닛은 상기 교류 전원의 인가시 상기 제1 발광유닛이 동작하기 전에 상기 제2 발광유닛이 동작하도록 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따른 발광장치 구동회로는, 하나 이상의 발광다이오드를 갖는 제1 발광유닛 및 제2 발광유닛이 제1 노드를 통해 직렬 연결되는 발광장치를 교류 전원으로 구동하며, 제2 노드를 통해 상기 제1 발광유닛에 직렬 연결되는 제1 저항 소자, 제3 노드와 상기 제1 노드 사이에서, 직렬 연결된 상기 제1 발광유닛과 상기 제1 저항 소자에 병렬 연결되는 커패시터, 및 상기 제3 노드와 상기 제1 노드 사이에서, 상기 커패시터에 직렬 연결되는 제2 저항 소자를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제2 저항 소자는 상기 커패시터의 충/방전 시간 조절 역할과 노이즈 및 전자기간섭을 저감하는 역할을 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 교류 전원과 상기 발광장치 사이에 직렬 연결되는 서미스터 소자를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 개선된 발광장치 및 그의 구동회로를 제공함으로써, 교류 전원의 인가시 순방향으로 연결되는 LED의 순방향 문턱 전압 이상인 경우에 급작스럽게 전류가 흘러 동작하는 특성과, 인가되는 교류 전원의 한 주기에 대해 교류 LED의 동작 구간이 짧은 특성으로 인해, 역률이 감소하고, 고조파 왜곡이 증가하며, 플리커 현상이 과다하게 발생하며, 광 효율이 저하되는 문제점을 해결하는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 교류 LED의 문제점을 설명하기 위한 등가 회로도이다.
도 2는 도 1에서의 전압 및 전류 특성을 나타낸 그래프이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 발광장치 또는 발광장치 구동회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 도 3 내지 도 5의 발광장치 또는 발광장치 구동회로의 전압 및 전류 특성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 4에 상응하는 발광장치 또는 발광장치 구동회로의 등가 회로도이다.
도 8 내지 도 9는 교류 전원의 양의 반주기 인가시 동작을 설명하기 위한 등가 회로도이다.
도 10은 도 8 내지 도 9에 상응하는 전압 및 전류 그래프이다.
도 11 내지 도 12는 교류 전원의 음의 반주기 인가시 동작을 설명하기 위한 등가 회로도이다.
도 13은 도 11 내지 도 12에 상응하는 전압 및 전류 그래프이다.
도 14는 도 8 내지 도 13을 참조하여 설명된 교류 전원의 양의 반주기 및 음의 반주기를 함께 고려한 교류 전원의 한 주기 내에서의 전압 및 전류 그래프이다.
도 15는 도 5에 상응하는 발광장치 또는 발광장치 구동회로를 설명하고, 나아가 저주파 필터 역할을 더 수행할 수 있도록 하는 저항 소자를 더 구비하는 등가 회로도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광장치 또는 발광장치 구동회로를 설명하기 위한 등가 회로도이다.
도 17은 도 16에 상응하는 전압 및 전류 그래프이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광장치 또는 발광장치 구동회로를 설명하기 위한 등가 회로도이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 발광장치를 설명하기 위한 블록도들이다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광유닛의 일 예를 나타낸 등가 회로도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광유닛의 다양한 예들을 나타낸 등가 회로도이다.
<도면의 중요 부분에 대한 부호의 설명>
30, 40, 50 : 발광장치
32, 34, 42, 44, 52, 54, 1921~192n, 1941~194n, 2021~202n, 2041~204n, 210, 211, 220, 221, 232~235 : 발광유닛
36, 46, 56, 66, 76a, 76b, 196, 2061~206n : PTF 유닛
48, 58, Rc : 저항 소자 R44, R54 : 서미스터 소자
68 : 정류부
D41~D44, D51~D54, D61~D64, D71~D74, D211~D218, D221~D228, D231 : 발광다이오드
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 살펴보도록 한다. 이하의 설명 및 도면들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명에 대한 이해를 도울 의도로 예시된 것에 불과하므로, 이러한 설명 및 도면들이 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니될 것이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 발광장치 또는 발광장치 구동회로를 설명하기 위한 블록도이다.
먼저 도 3을 참조하면, 제1 발광유닛(32), 제2 발광유닛(34) 및 PTF 유닛(36)을 포함한다. 제1 발광유닛(32) 및 제2 발광유닛(34) 각각은 역병렬 연결된 적어도 두 개의 발광다이오드를 포함한다. PTF 유닛(36)은 제1 발광유닛(32)에는 병렬 연결되고 제2 발광유닛(34)에는 직렬 연결되어 전원 입력단(IN1, IN2)으로 교류 전원이 인가되는 경우 제1 발광유닛(32)이 동작하기 전에 제2 발광유닛(34)이 동작하도록 기능한다.
PTF 유닛(36)은, 예를 들면 저항 소자, 커패시터, 및 인덕터 등의 다양한 소자들을 포함할 수 있으며, 교류 전원이 인가되는 경우 제1 발광유닛(32)이 동작하기 전에 제2 발광유닛(34)이 동작하도록 기능한다면 이들 소자 이외의 다양한 소자들이 더 사용될 수도 있다.
예를 들어, 제1 발광유닛(32)이 두 개의 LED가 역병렬 연결된 교류 LED이고, 제2 발광유닛(32)도 두 개의 LED가 역병렬 연결된 교류 LED라면, 위의 제1 발광유닛(32)의 동작은 실제로는 두 개의 LED 중 순방향 연결된 LED가 동작하는 경우를 의미한다.
즉, 이하의 예들에서 더욱 상세히 설명되고 있으나 먼저 간단히 살펴보면, 인가되는 교류 전원에 대해 순방향 연결되는 제1 발광유닛(32) 내의 LED가 동작하기 이전(즉, 순방향 전압의 크기가 제1 발광유닛(32) 내의 LED의 순방향 문턱 전압보다 작고 제2 발광유닛(34) 내의 LED의 순방향 문턱 전압보다는 큰 경우)에는 전류가 노드(N34), PTF 유닛(36), 노드(N32), 제2 발광유닛(34) 및 노드(N36)의 경로로 흐르게 된다. 이에 반해 PTF 유닛(36)이 없는 경우의 발광장치의 경우에는 제1 발광유닛(32) 내의 LED의 순방향 문턱 전압과 제2 발광유닛(34) 내의 LED의 순방향 문턱 전압의 합 보다 더 큰 전압이 인가되는 경우에만 발광장치가 동작하는 것은 이미 앞서 살펴 보았다.
그리하여, PTF 유닛(36)이 없는 종래의 경우에 비해 발광장치의 동작 구간이 훨씬 길어지게 되고, 제1 발광유닛(32)과 제2 발광유닛(34)에서 교류 전원의 양의 반주기 또는 음의 반주기에 따라 각각에 순방향 연결되는 LED의 순방향 문턱 전압의 합 이상의 전압 크기인 경우에 급작스럽게 전류가 흐르게 되는 문제점도 줄어들게 된다. 따라서, 역률(Power Factor)의 개선, 고조파 왜곡(Total Harmonics Distortion)의 감소, 플리커(Fliker) 현상의 감소로 귀결될 수 있다. 상기 PTF 유닛은 이와 같이 역률, 고조파 왜곡, 플리커 현상의 개선과 관련되므로, 이들의 이니셜로부터 명명되었다.
도 3에서는 PTF 유닛(36)이 제1 발광유닛(32)에 병렬로 연결된 경우를 예시하고 있으나 제2 발광유닛(34)에 병렬로 연결된 경우에도 결국 동일한 기능을 수행하는 발광장치임을 알 수 있다. 또한, 각각의 발광유닛은 LED 단일 소자의 역병렬 구조 뿐만 아니라 적어도 두 개의 LED의 역병렬 연결 조합이 하나의 패키지로 형성된 것일 수도 있고, PTF 유닛(36)을 포함하는 전체의 발광유닛을 하나의 패키지로 구성할 수도 있다.
나아가, 제1 발광유닛(32) 및 제2 발광유닛(34) 각각을 하나씩으로만 예시하였으나, 제1 발광유닛(32) 및 제2 발광유닛(34) 각각에는 적어도 하나 이상의 또 다른 발광유닛이 병렬로 부가될 수 있다. 또한, 제1 발광유닛(32) 및 PTF 유닛(36)과, 제2 발광유닛(34)를 포함하는 하나의 발광장치가 계속해서 병렬로 연결될 수도 있다.
더 나아가, 제1 발광유닛(32) 또는 제2 발광유닛(34) 각각에 적어도 하나 이상의 또 다른 발광유닛이 직렬로 연결될 수도 있고, 앞서 제1 발광유닛(32) 및 제2 발광유닛(34) 각각에 적어도 하나 이상의 또 다른 발광유닛이 병렬로 부가된 상태에서 각각의 발광유닛에 또 다른 발광유닛이 직렬로 더 연결될 수도 있다.
더 나아가, PTF 유닛(36)이 병렬 연결되는 위치는 가변될 수 있고, PTF 유닛(36)에 병렬로 연결되는 발광유닛의 개수는 다양할 수 있다.
위와 같이, 직렬 및/또는 병렬로 부가되는 방법 및 그들의 개수는 다양할 수 있으며, 이러한 변형 구조들도 또한 본 발명의 범위 이내에 있음은 자명하다 할 것이다.
다음으로 도 4를 참조하면, 저항 소자(48)가 IN1과 IN2 사이에 인가되는 교류 전원과 노드(N44) 사이에 연결되어, 저항 소자(48), 병렬 연결된 제1 발광유닛(42)과 PTF 유닛(46), 및 제2 발광유닛(44)이 직렬 연결된 형태로 볼 수 있다.
앞서의 도 3에서와 마찬가지로, PTF 유닛(46)은 제1 발광유닛(42) 및 제2 발광유닛(44)과의 상호 연결 관계를 살펴보면, 제1 발광유닛(42)에는 병렬 연결되고 제2 발광유닛(44)에는 직렬 연결되어 교류 전원이 인가되는 경우 제1 발광유닛(42)이 동작하기 전에 제2 발광유닛(44)이 동작하도록 기능한다. 추가된 저항 소자(48)는 제1 발광유닛(42) 및/또는 제2 발광유닛(44)의 동작시 전류의 크기를 결정하는 역할을 한다.
도 4에서는 저항 소자(48)가 교류 전원과 제1 발광유닛(42) 사이에 연결된 경우가 예시되어 있으나, 이와는 달리 교류 전원의 입력단 중 IN2와 제2 발광유닛(44) 사이에 직렬로 연결될 수도 있다.
도 5는 저항 소자(58)와 제1 발광유닛(52)이 직렬 연결되고, 이렇게 직렬 연결된 저항 소자(58)와 제1 발광유닛(52)이 PTF 유닛(56)과 병렬 연결된 형태이다. 이는 도 4의 경우에서와 마찬가지로, PTF 유닛(56)은 교류 전원이 인가되는 경우 제1 발광유닛(52)이 동작하기 전에 제2 발광유닛(54)이 동작하도록 기능한다. 또한 저항 소자(58)는 제1 발광유닛(52) 및/또는 제2 발광유닛(54)의 동작시 전류의 크기를 결정하는 역할을 한다. 또한 도 4의 경우에서와 마찬가지로 저항 소자(58)는 교류 전원의 입력단 중 IN2와 제2 발광유닛(54) 사이에 직렬로 연결될 수도 있다.
도 6은 도 3 내지 도 5의 발광장치 또는 발광장치 구동회로의 전압 및 전류 특성을 나타낸 그래프이다. 도 2 및 도 6을 함께 참조하면, PTF 유닛(36, 46, 56)이 없는 종래의 경우에 비해 발광장치의 동작 구간이 넓어짐을 알 수 있다. 즉, 전류 그래프(i10)에서 제1 발광유닛(32, 42, 52)의 동작에 앞서 제2 발광유닛(34, 44, 54)이 동작하므로 PTF 유닛(36, 46, 56)이 없는 종래의 경우에는 동작하지 않았던 구간에서도 발광장치가 동작하므로, 그 만큼 동작 구간이 넓어지게 되므로 결과적으로 플리커 현상의 감소에 크게 기여하게 되고, 낮은 전압에서 미리 온되어 있으므로 고조파 왜곡의 감소에도 크게 기여하게 된다.
도 3에서 제1 발광유닛(32) 및 제2 발광유닛(34)을 구성하는 교류 LED의 개수는 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 도 4 및 도 5의 제1 발광유닛(42, 52) 및 제2 발광유닛(44, 54)의 경우에도 마찬가지이다. 제1 발광유닛(32, 42, 52)을 이루는 교류 LED의 개수와 제2 발광유닛(34, 44, 54)을 이루는 교류 LED의 개수가 상이한 경우에는 제2 발광유닛(34, 44, 54)의 동작 시점 및 제1 발광유닛(32, 42, 52)의 동작 시점에 영향을 미칠 수 있으므로, 이를 고려하여 사용자의 필요에 따라 적절하게 설계되어야 할 것이다. 나아가, 앞서 설명된 바와 같이 사용되는 교류 전원이나 교류 LED를 이루는 발광다이오드들의 순방향 문턱 전압을 고려하여 다양한 형태의 직병렬 연결 구조가 사용될 수도 있고, 발광유닛들도 개별 발광다이오드를 연결하여 사용할 수도 있고, 하나의 칩 내에 여러 개의 발광다이오드를 배치하여 사용할 수도 있다.
도 7은 도 4에 상응하는 발광장치 또는 발광장치 구동회로의 등가 회로도이다. 도 7을 참조하면, PTF 유닛(46)은 커패시터(C41)를 포함하고 있고, 제1 발광유닛(42) 및 제2 발광유닛(44) 각각은 두 개의 발광다이오드를 포함하고 있으며, 제1 발광유닛(42) 및 제2 발광유닛(44) 간은 제1 노드(N42)를 통해 직렬 연결되어 있다. 또한, 서로 병렬 연결된 제1 발광유닛(42)과 커패시터(C41)에는 저항 소자(48)가 제2 노드(N44)를 통해 직렬 연결되어 있다. 즉, 제1 노드(N42)와 제2 노드(N44) 사이에서 제1 발광유닛(42)과 커패시터(C41)가 병렬 연결된 형태이다. 또한, 커패시터(C41), 제1 발광유닛(42) 및 제2 발광유닛(44) 간의 연결 관계를 살펴보면, 커패시터(C41)는 제1 발광유닛(42)과는 병렬 연결되어 있고, 제2 발광유닛(44)과는 직렬 연결되어 있다.
제1 발광유닛(42)은 서로 역병렬 연결된 제1 발광다이오드(D41) 및 제2 발광다이오드(D42)를 포함하고, 제2 발광유닛(44)은 서로 역병렬 연결된 제3 발광다이오드(D43) 및 제4 발광다이오드(D44)를 포함한다. 도 7에 도시된 제1 발광유닛(42) 및 제2 발광유닛(44)은 각각 가장 기본적인 교류 LED에 대한 예시일 뿐이므로, 제1 발광유닛(42) 및 제2 발광유닛(44) 각각은 이와 같이 하나의 교류 LED를 포함할 수도 있고, 그 보다 많은 개수의 교류 LED를 포함할 수 있음은 앞서 언급하였다. 더 나아가, 하나의 교류 LED(예를 들면, 42)도 교류 전원의 인가에 의해 동작할 수 있는 특성을 갖는다면 두 개보다 더 많은 개수의 발광다이오드들을 포함할 수도 있다.
교류 전원(Vac)의 인가시, 제1 발광다이오드(D41) 및 제3 발광다이오드(D43)은 양의 반주기 구간에서 동작하며, 제2 발광다이오드(D43) 및 제4 발광다이오드(D44)는 음의 반주기 구간에서 동작한다. 교류 전원(Vac)의 양의 반주기 구간에서 제1 발광다이오드(D41)가 동작하기 전에 제3 발광다이오드(D43)가 동작하고, 교류 전원(Vac)의 음의 반주기 구간에서 제2 발광다이오드(D42)가 동작하기 전에 제4 발광다이오드(D44)가 동작한다.
도 7에서는 PTF 유닛(46)이 하나의 커패시터(C41)인 경우를 예시하고 있으나, 앞서 언급한 바와 같이 저항 소자나 인덕터, 또는 저항 소자, 커패시터 등의 다양한 소자들의 연결일 수도 있다.
또한, 발광장치 구동회로는 교류 전원(Vac)과 발광장치(40) 사이에 직렬 연결되는 서미스터(thermistor) 소자(R44)를 더 포함할 수 있다. 서미스터 소자는 일반적으로 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 부저항온도 계수의 특성을 갖는 NTC(Negative Temperature Coefficient thermistor)와, 온도가 높아지면 저항값이 증가하는 정저항온도계수의 특성을 갖는 PTC(Positive Temperature Coefficient thermistor)로 분류될 수 있는 데, 여기서는 발광장치(40)의 온도가 높아지는 경우 발광장치(40)로의 공급 전류를 감소시킬 수 있도록하는 후자가 바람직하다.
또한, 발광장치(40)의 동작시 전류의 크기를 결정하기 위한 저항 소자(48) 및 저항 소자(R43)의 개수 및 크기는 설명의 편의를 위해 간단히 두 개의 저항 소자(R41, R42)의 하나의 저항 소자(R43)로 예시하였으나, 저항 소자의 개수 및 저항 크기, 또는 저항 소자들 간의 연결 형태 등은 발광장치(40) 내의 발광다이오드의 개수 및 정격 전력 등을 고려하여 필요에 따라 다양하게 설계될 수 있을 것이다. 또한, 저항 소자(R43)은 서미스터 소자(R44)와 병렬 연결된 형태만 예시되어 있으나, 이러한 예시에 국한되지 않고 다양한 형태로 변형될 수 있을 것이다.
도 8 내지 도 13은 도 7의 발광장치 또는 발광장치 구동회로의 동작 설명을 위한 등가 회로도 및 그래프로서, 특히 도 8 내지 도 9는 교류 전원(Vac)의 양의 반주기 인가시 동작을 설명하기 위한 등가 회로도이고, 도 10은 그에 상응하는 전압 및 전류 그래프이고, 도 11 내지 도 12는 교류 전원(Vac)의 음의 반주기 인가시 동작을 설명하기 위한 등가 회로도이고, 도 13은 그에 상응하는 전압 및 전류 그래프이다.
우선, 도 8을 살펴보면, 교류 전원(Vac)의 양의 반주기에서 전압의 크기가 제1 발광다이오드(D41)와 제3 발광다이오드(D43) 각각의 순방향 문턱 전압의 합보다 작은 경우에는 제3 발광다이오드(D43)만 동작한다. 즉, 전류의 경로가 화살표 A1 및 A2를 따르게 된다. 여기서, 교류 전원(Vac)의 양의 반주기에서 전압의 크기가 0V인 시점에서 제3 발광다이오드(D43)의 순방향 문턱 전압 보다 작은 경우에는 커패시터(C41)의 영향으로 인해, 교류 전원(Vac)의 전압의 크기가 제3 발광다이오드(D43)의 순방향 전압보다 작은 경우에도 발광장치에 화살표 A1 및 A2를 따르는 전류가 흐르게 된다(이는 이후에 설명될 교류 전원(Vac)의 음의 반주기를 고려하고, 커패시터(C41)의 동작 특성 중 전류의 위상 앞섬 현상을 고려하면 이해될 수 있다).
계속해서, 전압의 크기가 증가하여 제1 발광다이오드(D41) 및 제3 발광다이오드(D43)의 각각의 순방향 문턱 전압의 합보다 더 커지게 되는 경우에는 화살표 A3 및 A4를 따르는 전류 경로가 형성된다. 그리하여, 제1 발광다이오드(D41) 및 제3 발광다이오드(D43)가 동작하게 된다.
즉, 화살표 A1 및 A2를 따라 전류가 흐르다가 제1 발광다이오드(D41)가 온되는 시점에 커패시터(C41)에 흐르던 전류는 차단되어 화살표 A3 및 A4를 따라 전류가 흐르게 된다.
교류 전원(Vac)의 양의 반주기 전체를 고려해 보면, 제1 발광다이오드(D41)의 동작에 앞서 제3 발광다이오드(D43)가 먼저 온되어 동작하게 되고(도 8의 A1 및 A2를 따르는 전류 경로), 이후에 제1 발광다이오드(D41) 및 제3 발광다이오드(D43)가 함께 동작하게 된다.
도 10은 도 8 및 도 9를 참조하여 설명된 바와 같이, 교류 전원(Vac)의 양의 반주기 구간의 전압(g1)과 전류(g2) 그래프이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제3 발광다이오드(D43)가 먼저 동작하고, 그 이후에 제1 발광다이오드(D41)가 온되어 제1 발광다이오드(D41) 및 제3 발광다이오드(D43)가 함께 동작하게 된다.
다음으로, 도 11을 살펴보면, 교류 전원(Vac)의 음의 반주기에서 전압의 크기가 제2 발광다이오드(D42)와 제4 발광다이오드(D44) 각각의 순방향 문턱 전압의 합보다 작은 경우에는 제4 발광다이오드(D44)만 동작한다. 즉, 전류의 경로는 화살표 A5 및 A6을 따른다. 여기서, 교류 전원(Vac)의 음의 반주기에서 전압의 크기가 0V인 시점에서 제4 발광다이오드(D44)의 순방향 문턱 전압보다 작은 경우에는 커패시터(C41)의 영향으로 인해, 교류 전원(Vac)의 전압의 크기가 제4 발광다이오드(D44)의 순방향 전압보다 작은 경우에도 발광장치에 화살표 A5 및 A6을 따르는 전류가 흐르게 된다. 이는 커패시터(C41)의 동작 특성 중 전류의 위상이 전압의 위상에 비해 앞서는 특성을 고려하면 이해될 수 있다.
계속해서, 교류 전원(Vac)의 음의 반주기에서 전압의 크기가 증가하여 제2 발광다이오드(D42) 및 제4 발광다이오드(D44)의 각각의 순방향 문턱 전압의 합보다 더 커지게 되는 경우에는 화살표 A7 및 A8을 따르는 전류 경로가 형성된다. 그리하여, 제2 발광다이오드(D42) 및 제4 발광다이오드(D44)가 함께 동작하게 된다.
즉, 교류 전원(Vac)의 음의 반주기에서는 제4 발광다이오드(D44) 및 커패시터(C41)를 따라 전류가 흐르다가 제2 발광다이오드(D42)가 온되는 시점에 커패시터(C41)으로의 전류는 차단되고 제4 발광다이오드(D44) 및 제2 발광다이오드(D42)를 통해 전류가 흐르게 된다.
이후, 교류 전압의 음의 반주기 이후의 새로운 양의 반주기는 앞서 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명된 동작과 같은 동작을 반복하는 것으로 보면 된다.
도 13은 도 11 및 도 12를 참조하여 설명된 바와 같이, 교류 전원(Vac)의 음의 반주기 구간의 전압(g3) 및 전류(g4) 그래프이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 제4 발광다이오드(D44)가 먼저 동작하고, 그 이후에 제2 발광다이오드(D42)가 온되어 제2 발광다이오드(D42) 및 제4 발광다이오드(D44)가 함께 동작하게 된다.
도 14는 도 8 내지 도 13을 참조하여 설명된 교류 전원(Vac)의 양의 반주기 및 음의 반주기를 함께 고려한 교류 전원(Vac)의 한 주기 내에서의 전압(g5) 및 전류(g6) 그래프이다.
교류 전원(Vac)의 한 주기 전체를 고려해 보면, 양의 반주기에서, 제1 발광다이오드(D41)의 동작에 앞서 제3 발광다이오드(D43)가 먼저 동작하고, 이후에 제1 발광다이오드(D41) 및 제3 발광다이오드(D43)가 함께 동작하게 되며, 음의 반주기에서, 제2 발광다이오드(D42)의 동작에 앞서 제4 발광다이오드(D44)가 동작하고, 이후에 제2 발광다이오드(D42) 및 제4 발광다이오드(D44)가 함께 동작하게 된다.
그리하여, 도 1 및 도 2의 경우, 즉 PTF 유닛이 없는 경우의 발광장치와 비교할 경우, 본 발명에 따른 발광장치 또는 발광장치 구동회로는 동작 구간이 넓어지게 되므로 플리커 현상이 줄어들게 되고, 종래의 경우와 같이 순방향 연결되는 두 개의 발광다이오드 각각의 문턱 전압의 합 이상의 전압이 인가되는 경우 발광장치가 급작스럽게 동작하는 현상이 줄어들고, 첨두치 전류도 줄어들게 되어, 고조파 왜곡 및 역률이 개선되고, 광 효율도 개선되는 이점을 갖게 된다.
이상의 설명들은 본 발명의 특징을 효과적으로 나타낼 수 있도록 하기 위해, 정성적 분석에 입각하여 이루어졌음을 이해하여야 할 것이다. 즉, 본 발명의 실시예들에 따른 발광장치 또는 발광장치 구동회로에서 구체적인 커패시터의 용량이나 저항 소자의 저항 값, 및 부하인 발광장치 내의 교류 LED의 개수나 부하전력 등을 고려할 경우에는 제1 발광유닛 및 제2 발광유닛의 동작 시점에는 약간의 차이가 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
도 15는 도 5에 상응하는 발광장치 또는 발광장치 구동회로를 설명하고, 나아가 저주파 필터 역할을 더 수행할 수 있도록 하는 저항 소자를 더 구비하는 등가 회로도이다. 도 15를 참조하면, 제1 발광유닛(52), 제2 발광유닛(54), 커패시터(C51), 제1 저항 소자(58) 및 제2 저항 소자(Rc)가 도시되어 있다.
즉, 제1 발광유닛(52) 및 제2 발광유닛(54)이 제1 노드(N52)를 통해 직렬 연결되어 발광장치(50)를 이룬다. 이러한 발광장치(50)에 교류 전원(Vac)을 인가하여 구동하기 위한 발광장치 구동회로는, 제1 저항 소자(58), 커패시터(C51) 및 제2 저항 소자(Rc)를 포함한다.
제1 저항 소자(58)는 제2 노드(N54)를 통해 제1 발광유닛(52)에 직렬 연결되며, 발광장치(50)의 동작시 전류의 크기를 결정하게 된다. 커패시터(C51)는 제3 노드(58)와 제1 노드(N52) 사이에서, 직렬 연결된 제1 발광유닛(52)과 제1 저항 소자(58)에 병렬 연결된다. 커패시터(C51)는 앞서 도 5를 참조한 설명에서 PTF 소자(56)의 설명에서 이미 설명되었다.
제2 저항 소자(Rc)는 제3 노드(58)와 제1 노드(N52) 사이에서 커패시터(C51)에 직렬 연결된다. 제3 노드(58)에서 제1 노드(N52) 방향 볼 때, 제2 저항 소자(Rc), 커패시터(C51) 순서로 직렬 연결된 형태가 예시되어 있으나, 연결 순서가 바뀌어도 무방하다. 또한 제2 저항 소자(Rc)가 하나의 저항 소자로 도시되어 있으나, 개수나 연결에는 특별한 제한은 없다.
이러한 제2 저항 소자(Rc)는 커패시터(C51)의 전류 충/방전 시간 조절과 아울러, 전자기 간섭 또는 기타 노이즈에 기인한 고주파가 유입되는 경우에 이를 차단하는 저주파 필터 역할을 수행할 수 있게 된다.
나아가, 교류 전원(Vac)과 발광장치(50) 사이에는 서미스터 소자(R54)가 직렬로 더 부가될 수 있고, 이러한 서미스터 소자의 기능에 대해서는 앞서 살펴 보았다. 그리고, 교류 전원(Vac)의 인가에 따른 기본적인 동작은 도 8 내지 도 13을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광장치 또는 발광장치 구동회로를 설명하기 위한 등가 회로도이다. 도 16을 참조하면, 발광장치 또는 발광장치 구동회로는 정류부(68) 및 제1 발광유닛(D61), 제2 발광유닛(D62) 및 PTF 유닛(66)을 포함한다.
정류부(68)는 네 개의 정류 다이오드를 사용한 브릿지 정류회로를 예시하였으나, 다양한 형태의 공지의 정류회로가 사용될 수 있다.
제1 발광유닛(D61) 및 제2 발광유닛(D62) 각각은 하나의 발광다이오드만을 예시하였으나 이에 국한되지 않고, 복수 개의 발광다이오드들이 순방향으로 서로 직병렬 연결되는 형태일 수 있다.
도 17은 도 16에 상응하는 전압 및 전류 그래프이다. 도 17의 전류 그래프(i20)에서 알 수 있는 바와 같이, PTF 유닛(66)이 없는 경우(도 2의 양의 반주기 부분의 전류 그래프(i1) 참조)와 비교할 경우, 발광장치의 동작 시점이 훨씬 빨라졌음을 알 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광장치 또는 발광장치 구동회로를 설명하기 위한 등가 회로도이다. 도 18을 참조하면, 제1 발광유닛(D71, D73), 제2 발광유닛(D72, D74), 제1 PTF 유닛(76a), 및 제2 PTF 유닛(76b)이 도시되어 있다.
제1 발광유닛(D71, D73) 및 제2 발광유닛(D72, D74) 각각은 순방향 직렬 연결되는 적어도 두 개의 발광다이오드를 포함한다. 도 18에는 각각의 발광유닛은 순방향 직렬 연결된 두 개의 발광다이오드들로서만 도시되어 있으나, 앞서의 실시예들에서와 마찬가지로, 순방향 직렬 연결된 복수 개의 발광다이오드들을 포함할 수 있다.
제1 PTF 유닛(76a)은 제1 발광유닛(D71, D73)의 어느 하나의 발광다이오드에 병렬 연결되며, 제2 PTF 유닛(76b)은 제2 발광유닛(D72, D74)의 어느 하나의 발광다이오드에 병렬 연결된다. 제1 PTF 유닛(76a) 및 제2 PTF 유닛(76b) 각각은 앞서 설명한 바와 같이 저항 소자, 커패시터, 인덕터 등의 다양한 소자들을 포함할 수 있으며, 제1 PTF 유닛(76a)은 제1 발광유닛의 발광다이오드(D71)이 동작하기 전에 발광다이오드(D73)이 동작하도록 하며, 제2 PTF 유닛(77a)은 제2 발광유닛의 발광다이오드(D74)가 동작하기 전에 발광다이오드(D72)가 동작하도록 한다.
도 3 내지 도 18를 참조한 설명에서, 발광장치 또는 발광장치 구동회로를 명확하게 구별하여 설명하지 않았거나, 어떤 경우에는 발광장치를 발광유닛들만을 포함하는 것으로 설명하였다. 도 3의 경우를 예를 들면, 제1 발광유닛(32), 제2 발광유닛(34) 및 PTF 유닛(36) 모두를 포함하는 것을 발광장치로 볼 수 있고, 발광유닛들의 직렬 연결(30) 만을 발광장치로도 볼 수 있으며, 후자의 경우 PTF 유닛(36)을 포함하는 나머지 부분(예를 들면, 도 7의 저항 소자(48, R47 등 포함))을 발광장치 구동회로로 볼 수 있기 때문에 엄격하게 구별하여 설명하지 않았다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 발광장치를 설명하기 위한 블록도들이다. 먼저, 도 19를 참조하면, 발광장치는 하나 이상의 발광다이오드를 포함하는 제1 발광유닛들(1921, ..., 192n)을 하나 이상 포함하는 제1 발광그룹(191), 하나 이상의 발광다이오드를 포함하는 제2 발광유닛들(1941, ..., 194n)을 하나 이상 포함하는 제2 발광그룹(193), 및 상기 제1 발광그룹(191)에는 병렬 연결되고 상기 제2 발광그룹(193)에는 직렬 연결되는 PTF 유닛(196)을 포함한다. PTF 유닛(196)은, 입력단(IN1, IN2)을 통해 전원이 인가되는 경우, 제1 발광그룹(191)이 동작하기 전에 제2 발광그룹(193)이 동작하도록 기능한다.
제1 발광그룹(191)이 하나의 제1 발광유닛(예를 들어 1921) 만을 포함하는 경우에는, 제1 발광그룹(191)이 곧 제1 발광유닛(1921)이 되고, 이는 앞서 도 3을 참조한 실시예의 설명에서 설명된 것과 동일하다. 제2 발광그룹(193)의 경우에도 그와 유사하므로, 여기서는 제1 발광그룹(191)이 두 개 이상의 발광유닛들(1921, ..., 192n)을 포함하고, 제2 발광그룹(193)이 두 개 이상의 발광유닛들(1941, ..., 194n)에 대해 설명하도록 한다.
제1 발광유닛들(1921, ..., 192n)은 노드(N194)와 노드(N192) 사이에서 서로 간에 병렬 연결된다. PTF 유닛(196)은 노드(N194)와 노드(N192) 사이에 연결되어 결과적으로 제1 발광유닛들(1921, ..., 192n)에 공통으로 병렬 연결되는 형태이다.
마찬가지로, 제2 발광유닛들(1941, ..., 194n)도 서로 간에 병렬 연결된다.
그리하여, 앞서 언급한 바와 같이 PTF 유닛(196)과 제1 발광그룹(191)은 서로 병렬 연결되고, PTF 유닛(196)과 제2 발광그룹(193)은 서로 직렬 연결된다.
제1 발광유닛들(1921, ..., 192n) 각각 및 제2 발광유닛들(1941, ..., 194n) 각각을 구성하는 하나 이상의 발광다이오드의 구체적인 예는 도 21 내지 도 23에 도시되어 있는 바와 같이, 단일 발광다이오드(도 23의 a)로 구성될 수도 있고, 복수 개의 발광다이오드들이 직렬(도 23의 b), 병렬(도 23의 c), 역병렬(도 23의 d), 역병렬의 조합(도 23의 e) 및 직렬 또는 병렬 연결의 조합(도 21, 도 22) 중 어느 하나일 수 있으나, 이러한 발광다이오드들의 연결 예로 제한되는 것은 아니다.
제1 발광그룹(191) 및 제2 발광그룹(193)은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 제1 발광그룹(191) 또는 제2 발광그룹(193)은 단일 기판 상에 모놀리식(monolithic) 집적회로 공정에 의해 단일 패키지로 형성될 수 있다. 이와는 달리, 제1 발광유닛들(1921, ..., 192n) 각각 또는 제2 발광유닛들(1941, ..., 194n) 각각이 개별(separate) 패키지로 형성될 수도 있다. 또 다르게는, 제1 발광유닛들(1921, ..., 192n)의 발광다이오드들(예를 들면, 도 21 내지 도 23의 발광다이오드들) 각각 또는 제2 발광유닛들(1941, ..., 194n)의 발광다이오드들(예를 들면, 도 21 내지 도 23의 발광다이오드들) 각각이 개별 패키지로 형성될 수도 있다. 나아가, 제1 발광그룹(191) 또는 제2 발광그룹(193)이 하나의 패키지로 형성되되, 제1 발광그룹(191) 내의 발광다이오드들(예를 들면, 도 21 내지 도 23의 발광다이오드들) 또는 제2 발광그룹(193) 내의 발광다이오드들(예를 들면, 도 21 내지 도 23의 발광다이오드들) 각각이 개별 패키지로 형성될 수도 있다.
다음으로, 도 20을 참조하면, 제1 발광그룹은 하나 이상의 발광유닛(2021, ..., 202n)을 포함하고, 제2 발광그룹은 하나 이상의 발광유닛(2041, ..., 204n)을 포함한다. 이 경우에도, 제1 발광그룹이 하나의 발광유닛(예를 들어, 2021)만을 포함하는 경우에는 제1 발광그룹이 제1 발광유닛이므로, 이는 앞서 도 3을 참조한 실시예의 설명에서 설명된 것과 동일하다. 제2 발광그룹의 경우에도 그와 유사하므로, 여기서는 제1 발광그룹이 두 개 이상의 발광유닛들(2021, ..., 202n)을 포함하고, 제2 발광그룹이 두 개 이상의 발광유닛들(2041, ..., 204n)에 대해 설명하도록 한다.
제1 발광유닛들(2021, ..., 202n) 각각과 제2 발광유닛들(2041, ..., 204n) 각각이 서로 하나씩 대응되어 서로간에 직렬 연결된다. 즉, 제1 발광그룹 중의 어느 하나의 제1 발광유닛(예를 들어, 2021)과 제2 발광그룹 중의 어느 하나의 제2 발광유닛(예를 들어, 2041)이 서로 대응되어 하나의 직렬 연결 형태(2001)를 이룬다. 그리고, 제1 발광유닛들(2021, ..., 202n) 각각에는 PTF 유닛들(2061, ..., 206n) 각각이 병렬로 연결된다.
이 경우에도, 발광유닛들(2021, ..., 202n, 2041, ..., 204n) 각각을 구성하는 발광다이오드들은 도 21 내지 도 23에 예시된 것과 같이 다양한 형태로 연결될 수 있다.
또한, 발광유닛들(2021, ..., 202n, 2041, ..., 204n) 각각이 개별 패키지로 형성될 수도 있으며, 제1 발광유닛들(2021, ..., 202n) 각각에 상응하는 PTF 유닛들(2061, ..., 206n)과 함께 개별 패키지로 형성될 수도 있으며, 발광유닛들(2021, ..., 202n, 2041, ..., 204n)을 구성하는 발광다이오드들 각각이 개별 패키지로 형성될 수도 있다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광유닛의 일 예를 나타낸 등가 회로도이다. 먼저 도 21을 참조하면, 제1 발광유닛(210) 및 제2 발광유닛(211)이 노드(N212)를 통해 직렬로 연결된다.
제1 발광유닛(210)은 제1, 2, 3 및 4 노드(차례대로, N211, N212, N213, N214)를 통해 서로간에 연결된 제1, 2, 3 및 4 발광다이오드(차례대로, D211, D212, D213, D214)를 포함한다.
제1 노드(N211) 및 제2 노드(N212)는 제1 발광유닛(210)과 병렬로 PTF 유닛(미도시)이 연결되는 노드들이다. 또한, 제2 노드(N212)는 제2 발광유닛(211)이 연결되는 노드이다.
제1 내지 제4 노드(N211, N212, N213, N214)를 통한 제1 내지 제4 발광다이오드(D211, D212, D213, D214) 간의 연결을 살펴보면, 제1 발광다이오드(D211)는 제1 노드(N211)에서 제3 노드(N213) 방향으로 순방향 연결되며, 제2 발광다이오드(D212)는 제4 노드(N214)에서 제1 노드(N211) 방향으로 순방향 연결되며, 제3 발광다이오드(D213)는 제2 노드(N212)에서 제3 노드(N213) 방향으로 순방향 연결되며, 제4 발광다이오드(D214)는 제4 노드(N214)에서 제2 노드(N212) 방향으로 순방향 연결된다. 여기서, 제3 노드(N213)와 제4 노드(N214) 간은 전기적(예를 들면, 와이어 등의 전기 배선 수단에 의해)으로 연결된다. 마찬가지로, 제2 발광유닛(211)의 경우에도 제1 발광유닛(210)의 발광다이오드들의 연결 형태와 동일할 수 있다.
도 22는 도 21의 노드들(N213, N214) 사이에 제5 발광다이오드(D231)가 더 연결된 발광유닛의 예를 보여주고 있다. 즉, 제5 발광다이오드(D231)가 제3 노드(N223) 내지 제4 노드(N224) 사이에서, 제3 노드(N223) 에서 제4 노드(N224) 방향으로 순방향 연결된다.
도 21 및 도 22에 도시된 것과 같은 발광유닛 내의 발광다이오드들의 연결을 통해, 고조파 왜곡, 플리커 현상이 더욱 감소될 수 있으며, 광효율도 증가될 수 있따.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광유닛의 다양한 예들을 나타낸 등가 회로도이다. 도 23의 a는 발광유닛이 하나의 발광다이오드로 이루어진 예이고, b는 복수 개가 직렬 연결된 예이고, c는 병렬 연결된 예이며, d는 역병렬 연결된 예이고, e는 역병렬 연결의 조합이다.
예를 들어, 이러한 다양한 발광유닛을 포함하는 발광장치에 정류회로없이 직접 교류 전원이 인가되는 경우에는 d 나 e의 예에서와 같이 발광다이오드들이 역병렬 연결되는 것이 바람직하다. 이와는 달리, 예를 들어 정류회로를 통해 전파정류된 전원이 인가되는 경우에는 a, b, c와 같은 형태로 단방향으로 연결되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 발광장치 또는 발광장치 구동회로는 본 발명의 범위를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 설계 변경되고 개조될 수 있으므로, 본 발명의 보호범위는 상세한 설명에서의 실시예들에 의해 정해져서는 아니되고 이하의 청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 하나 이상의 발광다이오드를 포함하며, 서로간에 직렬 연결되는 제1 발광유닛 및 제2 발광유닛; 및
    상기 제1 발광유닛에는 병렬 연결되고 상기 제2 발광유닛에는 직렬 연결되며, 교류 전원의 인가시 상기 제1 발광유닛이 동작하기 전에 상기 제2 발광유닛이 동작하도록 하는 PTF 유닛을 포함하는 발광장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 발광유닛 및 상기 제2 발광유닛 중 어느 하나 또는 둘 모두는 역병렬 연결된 두 개의 발광다이오드를 포함하는 발광장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 발광유닛은 역병렬 연결된 제1 발광다이오드 및 제2 발광다이오드를 포함하고, 상기 제2 발광유닛은 역병렬 연결된 제3 발광다이오드 및 제4 발광다이오드를 포함하고, 상기 제1 발광다이오드 및 상기 제3 발광다이오드는 상기 교류 전원의 양의 반주기 구간에서 동작하며, 상기 제2 발광다이오드 및 상기 제4 발광다이오드는 상기 교류 전원의 음의 반주기 구간에서 동작하되,
    상기 교류 전원의 양의 반주기 구간에서 상기 제1 발광다이오드가 동작하기 전에 상기 제3 발광다이오드가 동작하고, 상기 교류 전원의 음의 반주기 구간에서 상기 제2 발광다이오드가 동작하기 전에 상기 제4 발광다이오드가 동작하는 발광장치.
  4. 순방향 직렬 연결된 적어도 두 개의 발광다이오드를 각각 포함하며, 서로간에 역병렬 연결되는 제1 및 제2 발광유닛;
    상기 제1 발광유닛의 일부 발광다이오드에 병렬 연결되는 제1 PTF 유닛; 및
    상기 제2 발광유닛의 일부 발광다이오드에 병렬 연결되는 제2 PTF 유닛을 포함하는 발광장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제1 PTF 유닛 및 제2 PTF 유닛은 교류 전원의 인가시 상기 제1 PTF 유닛이 병렬 연결된 일부 발광다이오드 또는 상기 제2 PTF 유닛이 병렬 연결된 일부 발광다이오드가 동작하기 전에, 상기 제1 발광유닛에서 상기 제1 PTF 유닛이 병렬 연결된 일부 발광다이오드 이외의 발광다이오드 또는 상기 제2 발광유닛에서 상기 제2 PTF 유닛이 병렬 연결된 일부 발광다이오드 이외의 발광다이오드가 동작하도록 하는 발광장치.
  6. 하나 이상의 발광다이오드를 포함하는 제1 발광유닛을 하나 이상 포함하는 제1 발광그룹;
    하나 이상의 발광다이오드를 포함하는 제2 발광유닛을 하나 이상 포함하는 제2 발광그룹; 및
    상기 제1 발광그룹에는 병렬 연결되고 상기 제2 발광그룹에는 직렬 연결되어 전원의 인가시 상기 제1 발광그룹이 동작하기 전에 상기 제2 발광그룹이 동작하도록 하는 하나 이상의 PTF 유닛을 포함하는 발광장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제1 발광그룹이 두 개 이상의 제1 발광유닛들을 포함하는 경우, 상기 제1 발광유닛들 간은 서로 병렬 연결되고, 상기 PTF 유닛은 상기 제1 발광유닛들에 공통으로 병렬 연결되는 발광장치.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 제1 발광그룹이 두 개 이상의 제1 발광유닛들을 포함하고, 상기 제2 발광그룹이 두 개 이상의 제2 발광유닛들을 포함하며, 상기 제1 발광유닛들 각각과 상기 제2 발광유닛들 각각은 하나씩 대응되어 서로간에 직렬 연결되되,
    상기 제1 발광유닛들 각각에 상기 PTF 유닛이 병렬 연결되는 발광장치.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 발광유닛 및 제2 발광유닛 중 어느 하나 또는 둘 모두가 두 개 이상의 발광다이오드들을 포함할 경우,
    상기 두 개 이상의 발광다이오드들은 서로 순방향 직렬 연결, 병렬 연결, 역병렬 연결, 및 직렬 또는 병렬 연결의 조합 중 어느 하나의 연결 형태를 갖는 발광장치.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 발광그룹 또는 상기 제2 발광그룹은 단일 기판 상에 모놀리식으로 집적된 발광장치.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 발광유닛들 각각 또는 상기 제2 발광유닛들 각각이 개별 패키지로 형성되는 발광장치.
  12. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 발광유닛들의 발광다이오드 각각 또는 상기 제2 발광유닛들의 발광다이오드 각각이 개별 패키지로 형성되는 발광장치.
  13. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 발광그룹 또는 상기 제2 발광그룹이 하나의 패키지로 형성되되,
    하나의 패키지로 형성된 상기 제1 발광그룹 내의 발광다이오드들 또는 상기 제2 발광그룹 내의 발광다이오드들 각각이 개별 패키지로 형성되는 발광장치.
  14. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 발광유닛은, 제1 내지 제4 노드를 통해 서로간에 연결된 제1 발광다이오드 내지 제4 발광다이오드를 포함하되,
    상기 제1 발광다이오드는 상기 제1 노드에서 상기 제3 노드 방향으로 순방향 연결되며, 상기 제2 발광다이오드는 제4 노드에서 상기 제1 노드 방향으로 순방향 연결되며, 상기 제3 발광다이오드는 상기 제2 노드에서 상기 제3 노드 방향으로 순방향 연결되며, 상기 제4 발광다이오드는 상기 제4 노드에서 상기 제2 노드 방향으로 순방향 연결되며, 상기 제3 노드와 상기 제4 노드 간은 전기적으로 연결되는 발광장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 제3 노드와 상기 제4 노드 사이에는, 상기 제3 노드에서 상기 제4 노드 방향으로 순방향 연결되는 제5 발광다이오드를 더 포함하는 발광장치.
  16. 청구항 1, 4 및 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PTF 유닛은 커패시터를 포함하는 발광장치.
  17. 하나 이상의 발광다이오드를 갖는 제1 발광유닛 및 제2 발광유닛이 제1 노드를 통해 직렬 연결되는 발광장치를 교류 전원으로 구동하기 위한 발광장치 구동회로에 있어서,
    제2 노드를 통해 상기 제1 발광유닛에 직렬 연결되는 제1 저항 소자;
    제3 노드와 상기 제1 노드 사이에서, 직렬 연결된 상기 제1 발광유닛과 상기 제1 저항 소자에 병렬 연결되는 커패시터; 및
    상기 제3 노드와 상기 제1 노드 사이에서, 상기 커패시터에 직렬 연결되는 제2 저항 소자를 포함하는 발광장치 구동회로.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 교류 전원과 상기 발광장치 사이에 직렬 연결되는 서미스터 소자를 더 포함하는 발광장치 구동회로.
PCT/KR2009/003671 2009-03-18 2009-07-06 발광장치 및 그의 구동회로 WO2010107161A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012500702A JP5560322B2 (ja) 2009-03-18 2009-07-06 発光装置及びその駆動回路
DE112009004979.6T DE112009004979B4 (de) 2009-03-18 2009-07-06 Lichtemittierende Vorrichtung und Treiberschaltung davon

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20090022891 2009-03-18
KR10-2009-0022891 2009-03-18
KR10-2009-0042325 2009-05-15
KR1020090042325A KR20100105290A (ko) 2009-03-18 2009-05-15 발광장치 및 그의 구동회로

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010107161A1 true WO2010107161A1 (ko) 2010-09-23

Family

ID=43009443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2009/003671 WO2010107161A1 (ko) 2009-03-18 2009-07-06 발광장치 및 그의 구동회로

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8513899B2 (ko)
JP (1) JP5560322B2 (ko)
KR (1) KR20100105290A (ko)
DE (1) DE112009004979B4 (ko)
TW (1) TWI468078B (ko)
WO (1) WO2010107161A1 (ko)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010038190A1 (en) * 2008-10-02 2010-04-08 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Led circuit arrangement with improved flicker performance
UA91761C2 (ru) * 2008-12-05 2010-08-25 Юрій Миколайович Самойлєнко Светодиодная лампа
US8373363B2 (en) 2009-08-14 2013-02-12 Once Innovations, Inc. Reduction of harmonic distortion for LED loads
US9380665B2 (en) 2009-08-14 2016-06-28 Once Innovations, Inc. Spectral shift control for dimmable AC LED lighting
US9433046B2 (en) 2011-01-21 2016-08-30 Once Innovations, Inc. Driving circuitry for LED lighting with reduced total harmonic distortion
US9232590B2 (en) 2009-08-14 2016-01-05 Once Innovations, Inc. Driving circuitry for LED lighting with reduced total harmonic distortion
TWI499347B (zh) * 2009-12-31 2015-09-01 Epistar Corp 發光元件
US9482397B2 (en) 2010-03-17 2016-11-01 Once Innovations, Inc. Light sources adapted to spectral sensitivity of diurnal avians and humans
US9091399B2 (en) * 2010-11-11 2015-07-28 Bridgelux, Inc. Driver-free light-emitting device
PL2666220T3 (pl) * 2011-01-21 2020-05-18 Signify North America Corporation Zespół obwodów sterujących oświetleniem led ze zmniejszonym współczynnikiem zawartości wyższych harmonicznych
US9374985B2 (en) 2011-12-14 2016-06-28 Once Innovations, Inc. Method of manufacturing of a light emitting system with adjustable watt equivalence
JP5968183B2 (ja) * 2012-10-04 2016-08-10 公益財団法人鉄道総合技術研究所 鉄道用発光機制御回路
US9255674B2 (en) 2012-10-04 2016-02-09 Once Innovations, Inc. Method of manufacturing a light emitting diode lighting assembly
US8890427B2 (en) * 2012-10-26 2014-11-18 Liteideas, Llc Apparatus and method of operation of a low-current LED lighting circuit
US9288908B2 (en) 2012-11-02 2016-03-15 Rohm Co., Ltd. Chip capacitor, circuit assembly, and electronic device
US20140168962A1 (en) * 2012-12-17 2014-06-19 Shih-Hsien Chang Direct-current light-emitting diode lamp with polarity-holding function
CN109600884B (zh) 2013-08-02 2021-02-12 昕诺飞北美公司 对家畜进行照明的系统和方法
US10206378B2 (en) 2014-01-07 2019-02-19 Once Innovations, Inc. System and method of enhancing swine reproduction
US9247603B2 (en) 2014-02-11 2016-01-26 Once Innovations, Inc. Shunt regulator for spectral shift controlled light source
WO2017172869A1 (en) 2016-03-29 2017-10-05 Zdenko Grajcar System and method of illuminating livestock
US10314125B2 (en) 2016-09-30 2019-06-04 Once Innovations, Inc. Dimmable analog AC circuit

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006230896A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Koizumi Sangyo Corp ショーケースの照明構造および照明ユニット
KR100843402B1 (ko) * 2007-06-22 2008-07-03 삼성전기주식회사 Ｌｅｄ 구동회로 및 ｌｅｄ 어레이 장치
KR20080076504A (ko) * 2007-02-16 2008-08-20 이건영 조명 장치
KR100878852B1 (ko) * 2007-06-29 2009-01-15 서울반도체 주식회사 교류 구동 ｌｅｄ의 조광기

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6182700A (ja) * 1984-09-29 1986-04-26 林原　健 サイリスタの導通保持回路及びその回路を用いる白熱電球への突入電流防止装置並びに白熱電球用点燈装置
JPS63269584A (ja) * 1987-04-27 1988-11-07 Victor Co Of Japan Ltd 発光器
TW210412B (en) * 1992-12-11 1993-08-01 Chao-Cheng Lu Solid-state releys with indicator lamps
US6285140B1 (en) * 1999-04-21 2001-09-04 Pharos Innovations Inc. Variable-effect lighting system
DE19950388A1 (de) 1999-10-11 2001-04-12 Peter Marx Schaltungsanordnung zum Betrieb von Leuchtdioden mit Konstantwechselstromspeisung
JP2006012622A (ja) * 2004-06-25 2006-01-12 Matsushita Electric Works Ltd Ｌｅｄ点灯装置、ｌｅｄ実装基板およびｌｅｄパッケージ
JP4385868B2 (ja) * 2004-06-25 2009-12-16 パナソニック電工株式会社 表示付スイッチ用点灯回路
JP4858444B2 (ja) * 2005-09-20 2012-01-18 株式会社村田製作所 Ｌｅｄ照明装置
JP4945112B2 (ja) * 2005-10-28 2012-06-06 スタンレー電気株式会社 Ｌｅｄ照明装置
CN2929447Y (zh) * 2006-06-29 2007-08-01 宗慎平 一种与交流市电可直接连接的晶体灯
JP4326554B2 (ja) * 2006-10-30 2009-09-09 株式会社シマノ 自転車用照明装置
US7791285B2 (en) * 2007-04-13 2010-09-07 Cree, Inc. High efficiency AC LED driver circuit
US7800316B2 (en) * 2008-03-17 2010-09-21 Micrel, Inc. Stacked LED controllers
CN101316072A (zh) * 2008-07-23 2008-12-03 赵大庆 一种提高电网功率因数的节能电路及其应用
WO2010038190A1 (en) 2008-10-02 2010-04-08 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Led circuit arrangement with improved flicker performance
US8035307B2 (en) * 2008-11-03 2011-10-11 Gt Biomescilt Light Limited AC to DC LED illumination devices, systems and methods
KR101008458B1 (ko) * 2009-03-23 2011-01-14 삼성전기주식회사 Ｌｅｄ 구동 회로

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006230896A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Koizumi Sangyo Corp ショーケースの照明構造および照明ユニット
KR20080076504A (ko) * 2007-02-16 2008-08-20 이건영 조명 장치
KR100843402B1 (ko) * 2007-06-22 2008-07-03 삼성전기주식회사 Ｌｅｄ 구동회로 및 ｌｅｄ 어레이 장치
KR100878852B1 (ko) * 2007-06-29 2009-01-15 서울반도체 주식회사 교류 구동 ｌｅｄ의 조광기

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100105290A (ko) 2010-09-29
TWI468078B (zh) 2015-01-01
JP2012521067A (ja) 2012-09-10
DE112009004979T5 (de) 2012-09-27
TW201036490A (en) 2010-10-01
US20100237800A1 (en) 2010-09-23
JP5560322B2 (ja) 2014-07-23
US8513899B2 (en) 2013-08-20
DE112009004979B4 (de) 2023-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010107161A1 (ko) 발광장치 및 그의 구동회로
WO2014189298A1 (ko) 발광다이오드 구동장치
WO2010095813A2 (ko) 절전형 ｌｅｄ 조명장치
WO2013115439A1 (ko) 히트싱크 및 이를 포함하는 엘이디 조명장치
WO2014126392A1 (ko) 발광다이오드의 점멸주파수를 변환시키는 전원공급회로
WO2011052834A1 (ko) 정전류 구동 led 모듈 장치
WO2014137099A1 (ko) 발광 다이오드 구동 장치
WO2015152548A1 (ko) 발광 모듈
WO2014209008A1 (ko) 발광 다이오드 조명 장치 및 그의 제어 회로
WO2014209009A1 (ko) 발광 다이오드 조명 장치 및 그의 제어 회로
WO2010058923A2 (en) Ac light emitting device, driving device thereof, and driving method thereby
WO2013085158A1 (ko) 교류 직결형 발광다이오드 조명장치
WO2016028043A1 (ko) 동기식 다채널 발광 다이오드 구동 장치
WO2016060465A2 (ko) 플리커 성능이 개선된 led 구동회로 및 이를 포함하는 led 조명장치
WO2021040184A1 (ko) 코일 구동 장치
WO2017069522A1 (ko) 플리커리스 ｌｅｄ 드라이버 장치
WO2015190646A1 (ko) Led 구동 회로
WO2015142042A1 (ko) 형광등 호환형 엘이디 조명장치와 이를 위한 감전보호장치
WO2018117720A1 (en) System-in-package for led driving and led lighting device including the same
WO2014073911A1 (ko) 교류 ｌｅｄ 구동 및 조광 제어장치와 그 방법
WO2016104940A1 (ko) 발광 소자 구동 장치
WO2014092499A1 (ko) 발광 다이오드 조명등 및 발광 다이오드 조명 장치
WO2010056004A2 (ko) 엘이디 조명 및 램프의 효율적 구동을 위한 전류 발란스 회로
WO2017086674A1 (ko) 발광 다이오드 조명 장치
WO2017057925A1 (ko) 전력 분배 회로 및 전력 분배 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09841945

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012500702

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2120090001503

Country of ref document: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120090049796

Country of ref document: DE

Ref document number: 112009004979

Country of ref document: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

Effective date: 20110919

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09841945

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1