WO2014104776A1 - Led 연속구동을 위한 led 구동회로, 이를 포함하는 led 조명장치 및 구동방법 - Google Patents

Led 연속구동을 위한 led 구동회로, 이를 포함하는 led 조명장치 및 구동방법 Download PDF

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led
driving
led group
voltage
driving voltage
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정혜만
강현구
한상욱
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서울반도체 주식회사
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    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the present invention relates to an LED driving circuit for driving LEDs continuously, an LED lighting device including the same, and a method of driving the same. More specifically, the LED driving circuit can compensate for the light output of the LED lighting by using an energy charging / discharging device and / or a circuit.
  • the present invention relates to an LED driving circuit for driving, an LED lighting device including the same, and a driving method.
  • LED driving is generally DC driving.
  • AC-DC converters such as SMPS are indispensable in the case of direct current driving, and these power converters increase the manufacturing cost of the lighting fixture, make it difficult to miniaturize the lighting fixture, reduce the energy efficiency of the lighting fixture, and short lifespan. Due to this there is a problem that shortens the life of the lighting fixture.
  • a sequential driving method of the AC LED has been proposed (Korean Patent Publication No. 10-2012-0041093, etc.).
  • the sequential driving method of the AC LED when the input voltage increases with time, the first LED starts emitting light first at Vf1, and the second LED is connected in series with the first LED at Vf2, which is higher than Vf1.
  • the second LED starts to emit light, and at Vf3, the voltage higher than Vf2, the third LED is connected in series with the second LED and the first LED to start emitting light.
  • the third LED first stops emitting light at Vf3, the second LED stops emitting light at Vf2, and the first LED at Vf1 finally stops emitting light.
  • the drive current is designed to approximate the input voltage.
  • the power factor is improved because the LED driving current converges in a form similar to the AC input voltage, but there is still a flicker phenomenon in the non-light emitting section where the input voltage does not reach Vf1.
  • the light characteristics of the lighting device is not uniform because the light emitting time of each LED light emitting module is different.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2012-0032509
  • Patent Document 2 Korean Patent Publication No. 10-2012-0041093
  • Patent Document 3 Korean Patent Publication No. 10-2010-0107196
  • the present invention is to solve the problems of the prior art as described above.
  • the present invention is the energy storage device (or circuit) for providing the second driving voltage is connected to the intermediate node of the LED group connected in series rather than the entire LED group, the energy storage of the energy charging and discharging device or circuit required
  • Another object of the present invention is to provide an LED driving circuit, an LED lighting device including the same, and a driving method capable of reducing the capacity, reducing the manufacturing cost, and miniaturizing the LED lighting fixture.
  • the present invention is that the energy charging and discharging element (or circuit) for providing the second driving voltage is connected to the intermediate node of the LED group connected in series, rather than connected to the entire LED group, thereby connecting the entire LED group and the smoothing capacitor
  • Another object of the present invention is to provide an LED driving circuit, an LED lighting device including the same, and a driving method in which an energy charging / discharging device (or a circuit) can be charged in a relatively long section.
  • the present invention improves the uniformity of the emission time between a plurality of LED groups by turning off the LED group of the front end with a relatively long light emission period in the non-light emitting period, and selectively driving the LED group of the rear end with a relatively short light emission period. By doing so, it is another object to prevent partial deterioration of the LED group.
  • the present invention monitors the voltage applied to the LED group (s), LED driving circuit that can accurately control the on / off timing of the energy charging and discharging device (or circuit) according to the monitoring result, LED lighting apparatus comprising the same And to provide a driving method for another object.
  • the present invention monitors the driving current for driving the LED group (s), LED driving circuit that can accurately control the on / off timing of the energy charging and discharging device (or circuit) according to the monitoring result, LED including the same
  • Another object is to provide a lighting apparatus and a driving method.
  • a first driving voltage having a voltage value that changes with time, a minimum voltage value of at least Vf1 or less, and a maximum voltage value of at least Vfn or more includes a first LED group to an nth LED group.
  • a second driving voltage providing module selectively providing a second driving voltage to some of the LED groups except for the LED driving module, wherein the LED driving module detects an operating state of the mth LED group,
  • the LED driving circuit may be determined to enter the Vfm compensation section when it does not operate normally, and to depart from the Vfm compensation section when the m-th LED group operates normally again.
  • the first driving voltage is a full-wave rectified alternating voltage
  • the LED light emitting module includes a k-th node between the cathode end of the kth LED group and the anode end of the k + 1 LED group. (1 ⁇ k ⁇ n ⁇ 1, m ⁇ k), and the second driving voltage providing module includes an energy charge / discharge unit connected to the k-th node, wherein the LED groups are included in the Vfm compensation interval.
  • the second driving voltage may be selectively provided to the k + 1 LED group to the n th LED group except for the first LED group to the k th LED group.
  • the LED driving module is configured to detect a voltage across the m-th LED group, and compare the detected m-th LED group voltage with a preset reference voltage to determine an operating state of the m-th LED group. Can be.
  • the LED driving module may be configured to detect the driving current of the m-th LED group and determine the operation state of the m-th LED group by comparing the detected driving current with a preset reference current.
  • the LED driving module may be configured to control the first LED group to the m-th LED group not to be driven in the Vfm compensation section.
  • the LED driving module provides the first driving voltage according to the voltage level of the first driving voltage by the first LED group to the mth LED group in the Vfm compensation interval. It can be configured to control to receive the sequential drive.
  • the LED light emitting module, current blocking unit for blocking the input of the current by the second driving voltage to the k-th LED group between the k-th node and the cathode of the k-th LED group; It may include.
  • the second driving voltage providing module is connected to the second node of the LED light emitting module, and the third LED group except for the first LED group and the second LED group among the LED groups in the Vf2 compensation interval. And may be configured to selectively provide the second driving voltage to the nth LED group.
  • the LED driving module drives the first LED group to the first driving voltage according to the voltage level of the first driving voltage in the Vf2 compensation section, and uses the second driving voltage to generate the third driving voltage.
  • the LED group may be configured to drive at least one LED group of the n-th LED group.
  • the second driving voltage providing module is connected to a second node of the LED light emitting module, and the third LED group except for the first LED group and the second LED group among the LED groups in the Vf1 compensation section. And may be configured to selectively provide the second driving voltage to the nth LED group.
  • the second driving voltage providing module further includes a charging current controller configured to limit the charging current input to the second driving voltage providing module to a predetermined constant current value when storing a part of the first driving voltage. It may include.
  • the second driving voltage providing module further includes a switching unit controlling an electrical connection between the energy charging and discharging unit and the k-th node, wherein the energy charging and discharging unit is in an off state.
  • the battery pack may be configured to enter a charging mode charged by the first driving voltage, and to be discharged when the switching unit is in an on-state to provide the second driving voltage to the LED light emitting module.
  • the LED driving module (n is an integer of 2 or more) provides a first driving voltage whose voltage value changes over time, a minimum voltage value is at least Vf1 or less, and a maximum voltage value is at least Vfn or more. And a LED driving module sequentially driving the first to nth LED groups according to the voltage level of the first driving voltage.
  • An LED light emitting module including a first LED group, a second LED group to an nth LED group, and receiving the first driving voltage from the LED driving module (n is an integer of 2 or more); And storing a part of the first driving voltage, and controlling at least the first LED group to the m th LED group among the LED groups in a Vfm compensation interval (1 ⁇ m ⁇ n ⁇ 1) under control of the LED driving module.
  • a second driving voltage providing module selectively providing a second driving voltage to some of the LED groups except for the LED driving module, wherein the LED driving module detects an operating state of the mth LED group, When not operating normally, it is determined that the Vfm compensation section is entered, and when the m-th LED group operates normally, it is determined that the LED lighting apparatus is determined to be out of the Vfm compensation section.
  • the first driving voltage is a full-wave rectified alternating voltage
  • the LED light emitting module includes a k-th node between the cathode end of the kth LED group and the anode end of the k + 1 LED group. (1 ⁇ k ⁇ n ⁇ 1, m ⁇ k), and the second driving voltage providing module includes an energy charge / discharge unit connected to the k-th node, wherein the LED groups are included in the Vfm compensation interval.
  • the second driving voltage may be selectively provided to the k + 1 LED group to the n th LED group except for the first LED group to the k th LED group.
  • the LED driving module is configured to detect a voltage across the m-th LED group, and compare the detected m-th LED group voltage with a preset reference voltage to determine an operating state of the m-th LED group. Can be.
  • the LED driving module may be configured to detect the driving current of the m-th LED group and determine the operation state of the m-th LED group by comparing the detected driving current with a preset reference current.
  • the LED driving module may be configured to control the first LED group to the m-th LED group not to be driven in the Vfm compensation section.
  • the LED driving module provides the first driving voltage according to the voltage level of the first driving voltage by the first LED group to the mth LED group in the Vfm compensation interval. It can be configured to control to receive the sequential drive.
  • the LED light emitting module, current blocking unit for blocking the input of the current by the second driving voltage to the k-th LED group between the k-th node and the cathode of the k-th LED group; It may include.
  • the second driving voltage providing module is connected to the second node of the LED light emitting module, and the third LED group except for the first LED group and the second LED group among the LED groups in the Vf2 compensation interval. And may be configured to selectively provide the second driving voltage to the nth LED group.
  • the LED driving module drives the first LED group to the first driving voltage according to the voltage level of the first driving voltage in the Vf2 compensation section, and uses the second driving voltage to generate the third driving voltage.
  • the LED group may be configured to drive at least one LED group of the n-th LED group.
  • the second driving voltage providing module is connected to a second node of the LED light emitting module, and the third LED group except for the first LED group and the second LED group among the LED groups in the Vf1 compensation section. And may be configured to selectively provide the second driving voltage to the nth LED group.
  • the LED light emitting module including the first LED group to the nth LED group (n is an integer of 2 or more) sequentially
  • a method of driving an LED lighting device comprising: (a) detecting an operating state of an m-th LED group (1 ⁇ m ⁇ n ⁇ 1); (b) when the mth LED group operates normally, the first LED group to the nth LED group are sequentially driven using the first driving voltage according to the voltage level of the first driving voltage.
  • the first driving voltage is a full-wave rectified alternating voltage
  • the LED light emitting module includes a k-th node between the cathode end of the kth LED group and the anode end of the k + 1 LED group. (1 ⁇ k ⁇ n ⁇ 1, m ⁇ k), and the second driving voltage providing module includes an energy charge / discharge unit connected to the k-th node, wherein the LED groups are included in the Vfm compensation interval.
  • the second driving voltage may be selectively provided to the k + 1 LED group to the n th LED group except for the first LED group to the k th LED group.
  • the step (a) detects the voltage across the m-th LED group and compares the detected m-th LED group voltage with a preset reference voltage to determine an operation state of the m-th LED group.
  • a preset reference voltage can be configured.
  • the step (a) may be configured to detect the driving current of the m-th LED group and determine the operation state of the m-th LED group by comparing the detected driving current with a preset reference current. have.
  • step (c) may be configured to control the first LED group to the m-th LED group not to be driven in the Vfm compensation section when the Vfm is Vf2 or more.
  • the first driving voltage according to the voltage level of the first driving voltage is set by the first LED group to the mth LED group in the Vfm compensation interval. It may be configured to control to be provided with sequential drive.
  • the LED light emitting module, current blocking unit for blocking the input of the current by the second driving voltage to the k-th LED group between the k-th node and the cathode of the k-th LED group; It may include.
  • the second driving voltage providing module is connected to a second node of the LED light emitting module, and in step (c), the first LED group and the second LED group of the LED groups in the Vf2 compensation interval are included. It may be configured to selectively provide the second driving voltage to the third LED group to the nth LED group except for.
  • the step (c) drives the first group of LEDs to the first driving voltage according to the voltage level of the first driving voltage in the Vf2 compensation section, and uses the second driving voltage to perform the driving. It may be configured to drive at least one LED group of the third LED group to the n-th LED group.
  • the second driving voltage providing module is connected to a second node of the LED light emitting module, and the third LED group except for the first LED group and the second LED group among the LED groups in the Vf1 compensation section. And may be configured to selectively provide the second driving voltage to the nth LED group.
  • step (b) may be configured to limit the charging current input to the second driving voltage providing module to a predetermined constant current value when storing a part of the first driving voltage.
  • the second driving voltage providing module further includes a switching unit controlling an electrical connection between the energy charging and discharging unit and the k-th node, and the step (b) switches the switch unit to an off-state. And charging the energy charging and discharging unit with the first driving voltage, and in the step (c), the switch unit is turned on to provide the LED driving module with the second driving voltage discharged from the energy charging and discharging unit. Can be configured.
  • a first driving voltage having a voltage value that changes with time, a minimum voltage value of at least Vf1 or less, and a maximum voltage value of at least Vfn or more includes a first LED group to an nth LED group.
  • a second driving voltage providing module for selectively providing a second driving voltage to some of the LED groups except the second driving voltage providing module, wherein the second driving voltage providing module includes a plurality of energy charging and discharging elements.
  • the charging and discharging device is charged with receiving a portion of the first driving voltage in series in the charging mode and providing the second driving voltage in parallel in the discharge mode.
  • the second driving voltage providing module includes: a first energy charging / discharging device configured to be charged by a part of the first driving voltage in the charging mode and discharged in the discharge mode to provide the second driving voltage;
  • a switching unit controlling an electrical connection between the energy charging and discharging unit and the LED light emitting module;
  • a charging current controller configured to limit the charging current input to the energy charging and discharging unit to a predetermined constant current value in the charging mode, wherein the first energy charging and discharging unit to the first energy charging and discharging unit are configured to receive the first driving voltage.
  • the input terminals are connected in series with each other, and the switching units are connected in parallel with each other.
  • the energy charging and discharging unit enters a charging mode charged by the first driving voltage when the switching unit is in an off state, and discharges the second driving voltage when the switching unit is in an on state. It may be configured to enter a discharge mode provided to the LED light emitting module.
  • the energy charging and discharging unit a first energy charging and discharging element connected to the first driving voltage input terminal; A second energy charge / discharge device connected in series with the first energy charge / discharge device based on the first driving voltage input terminal, and connected in parallel to the first energy charge / discharge device based on the switching unit; A first current blocking unit positioned between the first driving voltage input terminal and the first energy charging / discharging element to block discharge current output from the first energy charging / discharging element from being input to the first driving voltage input terminal; And a second current located between the first energy charging and discharging element and the second energy charging and discharging element to block discharge current output from the second energy charging and discharging element from being input to the first energy charging and discharging element. It may include a blocking unit.
  • the energy charging and discharging unit is located between the first energy charging and discharging device and the switching unit, and the discharge current output from the first energy charging and discharging device is input to the second energy charging and discharging device.
  • a third current blocking unit to cut off;
  • a fourth current blocking unit positioned between the second energy charging and discharging device and the switching unit to block a discharge current output from the second energy charging and discharging device from being input to the first energy charging and discharging device. It may further include.
  • the LED driving module detects an operating state of the m-th LED group, and when the m-th LED group does not operate normally, determines that the Vfm compensation section is entered, and the m-th LED group is normally returned. In operation, it may be configured to determine that the deviation from the Vfm compensation interval.
  • the first driving voltage is a full-wave rectified alternating voltage
  • the LED light emitting module includes a k-th node between the cathode end of the kth LED group and the anode end of the k + 1 LED group. (1 ⁇ k ⁇ n ⁇ 1, m ⁇ k), and the second driving voltage providing module includes the energy charge / discharge unit connected to the k-th node, wherein the LED group is included in the Vfm compensation interval.
  • the second LED may be configured to selectively provide the second driving voltage to the k + 1 LED group to the n th LED group except for the first LED group to the k th LED group.
  • the LED driving module is configured to detect a voltage across the m-th LED group, and compare the detected m-th LED group voltage with a preset reference voltage to determine an operating state of the m-th LED group. Can be.
  • the LED driving module may be configured to detect the driving current of the m-th LED group and determine the operation state of the m-th LED group by comparing the detected driving current with a preset reference current.
  • the LED driving module may be configured to control the first LED group to the m-th LED group not to be driven in the Vfm compensation section.
  • the LED driving module provides the first driving voltage according to the voltage level of the first driving voltage by the first LED group to the mth LED group in the Vfm compensation interval. It can be configured to control to receive the sequential drive.
  • the LED light emitting module, current blocking unit for blocking the input of the current by the second driving voltage to the k-th LED group between the k-th node and the cathode of the k-th LED group; It may include.
  • the second driving voltage providing module is connected to the second node of the LED light emitting module, and the third LED group except for the first LED group and the second LED group among the LED groups in the Vf2 compensation interval. And may be configured to selectively provide the second driving voltage to the nth LED group.
  • the LED driving module drives the first LED group to the first driving voltage according to the voltage level of the first driving voltage in the Vf2 compensation section, and uses the second driving voltage to generate the third driving voltage.
  • the LED group may be configured to drive at least one LED group of the n-th LED group.
  • the second driving voltage providing module is connected to a second node of the LED light emitting module, and the third LED group except for the first LED group and the second LED group among the LED groups in the Vf1 compensation section. And may be configured to selectively provide the second driving voltage to the nth LED group.
  • the LED driving module (n is an integer of 2 or more) provides a first driving voltage whose voltage value changes over time, a minimum voltage value is at least Vf1 or less, and a maximum voltage value is at least Vfn or more. And a LED driving module sequentially driving the first to nth LED groups according to the voltage level of the first driving voltage.
  • An LED light emitting module including a first LED group, a second LED group to an nth LED group, and receiving the first driving voltage from the LED driving module (n is an integer of 2 or more); And storing a part of the first driving voltage, and controlling at least the first LED group to the m th LED group among the LED groups in a Vfm compensation interval (1 ⁇ m ⁇ n ⁇ 1) under control of the LED driving module.
  • a second driving voltage providing module for selectively providing a second driving voltage to some of the LED groups except the second driving voltage providing module, wherein the second driving voltage providing module includes a plurality of energy charging and discharging elements.
  • the charging and discharging device is charged by receiving a portion of the first driving voltage in series in the charging mode, and providing the second driving voltage in parallel in the discharge mode.
  • the second driving voltage providing module includes: a first energy charging / discharging device configured to be charged by a part of the first driving voltage in the charging mode and discharged in the discharge mode to provide the second driving voltage;
  • a switching unit controlling an electrical connection between the energy charging and discharging unit and the LED light emitting module;
  • a charging current controller configured to limit the charging current input to the energy charging and discharging unit to a predetermined constant current value in the charging mode, wherein the first energy charging and discharging unit to the first energy charging and discharging unit are configured to receive the first driving voltage.
  • the input terminal may be connected in series with each other and may be configured to be connected in parallel with each other based on the switching unit.
  • the energy charging and discharging unit enters a charging mode charged by the first driving voltage when the switching unit is in an off state, and discharges the second driving voltage when the switching unit is in an on state. It may be configured to enter a discharge mode provided to the LED light emitting module.
  • the energy charging and discharging unit a first energy charging and discharging element connected to the first driving voltage input terminal; A second energy charge / discharge device connected in series with the first energy charge / discharge device based on the first driving voltage input terminal, and connected in parallel to the first energy charge / discharge device based on the switching unit; A first current blocking unit positioned between the first driving voltage input terminal and the first energy charging / discharging element to block discharge current output from the first energy charging / discharging element from being input to the first driving voltage input terminal; And a second current located between the first energy charging and discharging element and the second energy charging and discharging element to block discharge current output from the second energy charging and discharging element from being input to the first energy charging and discharging element. It may include a blocking unit.
  • the energy charging and discharging unit is located between the first energy charging and discharging device and the switching unit, and the discharge current output from the first energy charging and discharging device is input to the second energy charging and discharging device.
  • a third current blocking unit to cut off;
  • a fourth current blocking unit positioned between the second energy charging and discharging device and the switching unit to block a discharge current output from the second energy charging and discharging device from being input to the first energy charging and discharging device. It may further include.
  • the LED driving module detects an operating state of the m-th LED group, and when the m-th LED group does not operate normally, determines that the Vfm compensation section is entered, and the m-th LED group is normally returned. In operation, it may be configured to determine that the deviation from the Vfm compensation interval.
  • the first driving voltage is a full-wave rectified alternating voltage
  • the LED light emitting module includes a k-th node between the cathode end of the kth LED group and the anode end of the k + 1 LED group. (1 ⁇ k ⁇ n ⁇ 1, m ⁇ k), and the second driving voltage providing module includes the energy charge / discharge unit connected to the k-th node, wherein the LED group is included in the Vfm compensation interval.
  • the second LED may be configured to selectively provide the second driving voltage to the k + 1 LED group to the n th LED group except for the first LED group to the k th LED group.
  • the LED driving module is configured to detect a voltage across the m-th LED group, and compare the detected m-th LED group voltage with a preset reference voltage to determine an operating state of the m-th LED group. Can be.
  • the LED driving module may be configured to detect the driving current of the m-th LED group and determine the operation state of the m-th LED group by comparing the detected driving current with a preset reference current.
  • the LED driving module may be configured to control the first LED group to the m-th LED group not to be driven in the Vfm compensation section.
  • the LED driving module provides the first driving voltage according to the voltage level of the first driving voltage by the first LED group to the mth LED group in the Vfm compensation interval. It can be configured to control to receive the sequential drive.
  • the LED light emitting module, current blocking unit for blocking the input of the current by the second driving voltage to the k-th LED group between the k-th node and the cathode of the k-th LED group; It may include.
  • the second driving voltage providing module is connected to the second node of the LED light emitting module, and the third LED group except for the first LED group and the second LED group among the LED groups in the Vf2 compensation interval. And may be configured to selectively provide the second driving voltage to the nth LED group.
  • the LED driving module drives the first LED group to the first driving voltage according to the voltage level of the first driving voltage in the Vf2 compensation section, and uses the second driving voltage to generate the third driving voltage.
  • the LED group may be configured to drive at least one LED group of the n-th LED group.
  • the second driving voltage providing module is connected to a second node of the LED light emitting module, and the third LED group except for the first LED group and the second LED group among the LED groups in the Vf1 compensation section. And may be configured to selectively provide the second driving voltage to the nth LED group.
  • the LED light emitting module including the first LED group to the nth LED group (n is an integer of 2 or more)
  • a method of driving a sequential driving LED lighting device comprising: (a) determining whether or not a preset Vfm compensation section; (b) in the case of not the Vfm compensation interval, sequentially driving the first LED group to the nth LED group using the first driving voltage according to the voltage level of the first driving voltage, and the first driving voltage Storing a portion of the second driving voltage supply module; And (c) the second driving voltage output from the second driving voltage providing module in the case of the Vfm compensation section, wherein the LED groups of some of the LED groups except at least the first LED group to the mth LED group are among the LED groups.
  • the second driving voltage providing module comprises a plurality of energy charging and discharging elements, wherein in the step (b) the plurality of energy charging and discharging elements are part of the first driving voltage Is provided in series and charged, and in the step (c), the plurality of energy charging and discharging elements are provided with the LED lighting device driving method, characterized in that the second driving voltage is provided in parallel.
  • the second driving voltage providing module includes: a first energy charging / discharging device configured to be charged by a part of the first driving voltage in the charging mode and discharged in the discharge mode to provide the second driving voltage;
  • a switching unit controlling an electrical connection between the energy charging and discharging unit and the LED light emitting module;
  • a charging current controller configured to limit the charging current input to the energy charging and discharging unit to a predetermined constant current value in the charging mode, wherein the first energy charging and discharging unit to the first energy charging and discharging unit are configured to receive the first driving voltage.
  • the input terminal may be connected in series with each other and may be configured to be connected in parallel with each other based on the switching unit.
  • the switching unit in the step (b), is turned off to enter a charging mode in which the energy charging and discharging unit is charged by the first driving voltage, and in the step (c), the switching unit is turned on. It may be configured to enter a discharge mode for providing the second driving voltage to the LED light emitting module.
  • the energy charging and discharging unit a first energy charging and discharging element connected to the first driving voltage input terminal; A second energy charge / discharge device connected in series with the first energy charge / discharge device based on the first driving voltage input terminal, and connected in parallel to the first energy charge / discharge device based on the switching unit; A first current blocking unit positioned between the first driving voltage input terminal and the first energy charging / discharging element to block discharge current output from the first energy charging / discharging element from being input to the first driving voltage input terminal; And a second current located between the first energy charging and discharging element and the second energy charging and discharging element to block discharge current output from the second energy charging and discharging element from being input to the first energy charging and discharging element. It may include a blocking unit.
  • the energy charging and discharging unit is located between the first energy charging and discharging device and the switching unit, and the discharge current output from the first energy charging and discharging device is input to the second energy charging and discharging device.
  • a third current blocking unit to cut off;
  • a fourth current blocking unit positioned between the second energy charging and discharging device and the switching unit to block a discharge current output from the second energy charging and discharging device from being input to the first energy charging and discharging device. It may further include.
  • the step (a) detects the operation state of the m-th LED group, and when the m-th LED group does not operate normally, it is determined that the Vfm compensation section is entered, and the m-th LED group is When the normal operation again, it may be configured to determine that the deviation from the Vfm compensation interval.
  • the first driving voltage is a full-wave rectified alternating voltage
  • the LED light emitting module includes a k-th node between the cathode end of the kth LED group and the anode end of the k + 1 LED group. (1 ⁇ k ⁇ n ⁇ 1, m ⁇ k), wherein the second driving voltage providing module is connected to the kth node, and step (c) is performed by the first of the LED groups in the Vfm compensation interval.
  • the second driving voltage may be selectively provided to the k + 1 LED groups to the n th LED group except for the 1 LED group to the k th LED group.
  • the step (a) detects the voltage across the m-th LED group and compares the detected m-th LED group voltage with a preset reference voltage to determine an operation state of the m-th LED group.
  • a preset reference voltage can be configured.
  • the step (a) may be configured to detect the driving current of the m-th LED group and determine the operation state of the m-th LED group by comparing the detected driving current with a preset reference current. have.
  • step (c) may be configured to control the first LED group to the m-th LED group not to be driven in the Vfm compensation section when the Vfm is Vf2 or more.
  • the first driving voltage according to the voltage level of the first driving voltage is set by the first LED group to the mth LED group in the Vfm compensation interval. It may be configured to control to be provided with sequential drive.
  • the LED light emitting module, current blocking unit for blocking the input of the current by the second driving voltage to the k-th LED group between the k-th node and the cathode of the k-th LED group; It may include.
  • the second driving voltage providing module is connected to the second node of the LED light emitting module, and the step (c) may include the first LED group and the second LED group of the LED groups in a Vf2 compensation interval. It may be configured to selectively provide the second driving voltage to the third LED group to the nth LED group except for.
  • the step (c) drives the first group of LEDs to the first driving voltage according to the voltage level of the first driving voltage in the Vf2 compensation section, and uses the second driving voltage to perform the driving. It may be configured to drive at least one LED group of the third LED group to the n-th LED group.
  • the second driving voltage providing module is connected to the second node of the LED light emitting module, and the step (c) includes the first LED group and the second LED group among the LED groups in the Vf1 compensation interval.
  • the second driving voltage may be selectively provided to the third to nth LED groups except for the second driving voltage.
  • the energy charging and discharging device (or circuit) for providing the second driving voltage is connected to the intermediate node of the LED group connected in series, not connected to the entire LED group, whereby the energy charging and discharging device ( Or a circuit) maintains a voltage above Vfn-Vfk, which is smaller than Vfn, so that a relatively low energy storage capacity is required, resulting in a manufacturing price due to an energy charging / discharging element (or circuit).
  • the effect of reducing the increase factor and miniaturization of the LED lighting fixture can be expected.
  • the charging is possible only in a relatively short period of more than a relatively high voltage value Vfn (the voltage emitted by the last LED group).
  • Vfn the voltage emitted by the last LED group.
  • the energy charging / discharging element (or the circuit) can be charged in a relatively long period of more than a relatively low voltage value 'Vfn-Vfk'.
  • the present invention it is possible to expect the effect of monitoring the voltage applied to the LED group (s), and accurately control the on / off timing of the energy charging and discharging device (or circuit) according to the monitoring result.
  • the present invention it is possible to expect the effect of monitoring the driving current for driving the LED group (s), and accurately control the on / off timing of the energy charging and discharging element (or circuit) according to the monitoring result.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an LED lighting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a detailed block diagram of the LED lighting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of an LED lighting device including a second driving voltage providing module according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a waveform diagram for explaining the compensation interval of the four-sequential driving LED lighting device.
  • 5A and 5B are graphs for explaining capacitor capacity determination according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a waveform illustrating the rectified voltage, rectified current, LED driving current, charge / discharge control signal, charge current / discharge current of the LED lighting apparatus performing the first forward voltage level compensation according to the preferred embodiment of the present invention. Degree.
  • FIG. 7 is a waveform illustrating the rectified voltage, the rectified current, the LED driving current, the charge / discharge control signal, the charge current / discharge current of the LED lighting apparatus performing the second forward voltage level compensation according to the preferred embodiment of the present invention. Degree.
  • FIG. 8 is a circuit diagram of an LED lighting device including a second driving voltage providing module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flow chart showing the operation of the LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the term 'LED group' means that a plurality of LEDs (or a plurality of light emitting cells) are connected in series / parallel / parallel and parallel, so that the operation is controlled as one unit according to the control of the LED driving module. Means a set of LEDs that are (i.e. lit / turned off together).
  • first forward voltage level Vf1' refers to a threshold voltage level capable of driving the first group of LEDs
  • second forward voltage level Vf2' refers to a first group of LEDs connected in series and The threshold voltage level capable of driving the second LED group
  • 'third forward voltage level Vf3' refers to the threshold voltage level capable of driving the first to third LED groups connected in series. That is, the 'n th forward voltage level Vfn' means a threshold voltage level capable of driving the first to n th LED groups connected in series.
  • the term 'LED driving module' refers to a module for driving and controlling the LED by receiving an AC voltage, and has been described based on the embodiment of controlling the driving of the LED using the rectified voltage in the present specification, but is not limited thereto. It should not be interpreted comprehensively nor broadly.
  • first driving voltage' refers to a driving voltage that is supplied to the LED groups primarily because the input voltage itself or the input voltage is uniformly processed (for example, through a process such as a rectifying circuit).
  • the term 'second driving voltage' refers to a driving voltage supplied second to the LED groups from the energy storage element after the input voltage is stored in the energy storage element.
  • the second driving voltage may be a driving voltage supplied to the LED groups from the charged capacitor after the input voltage is stored in the capacitor.
  • the term 'compensation section' refers to a section in which the driving current is not supplied to the LED group as a section in which the voltage level of the input voltage (rectified voltage) is less than the predetermined forward voltage level.
  • the first forward voltage level Vf1 compensation section means a section where the voltage level of the rectified voltage is less than Vf1
  • the second forward voltage level Vf2 compensation section means a section where the voltage level of the rectified voltage is less than Vf2. do.
  • the nth forward voltage level Vfn compensation section means a section in which the voltage level of the rectified voltage is less than Vfn.
  • first forward voltage level (Vf1) compensation means to supply a drive current to the LED group by supplying a second drive voltage to the LED group in the first forward voltage level (Vf1) compensation interval
  • second forward Voltage level Vf2 compensation means supplying a second driving voltage to the LED group in the second forward voltage level Vf2 compensation period. Therefore, the n th forward voltage level Vfn compensation means supplying the second driving voltage to the LED group in the n th forward voltage level Vfn compensation section.
  • the term 'non-compensation section' refers to a section in which the voltage level of the input voltage (rectified voltage) is equal to or greater than a predetermined forward voltage level in the sequential driving method, and the input voltage (first driving Voltage) is supplied to the LED group so that the LED group (s) emit light.
  • the 'non-compensation section' refers to a section in which the voltage level of the input voltage is Vf1 or more, and the second forward direction.
  • the 'non-compensation section' (or 'normal operation section') means a section in which the voltage level of the input voltage is Vf2 or more. Therefore, in the embodiment of performing the n th forward voltage level Vfn compensation, the 'non-compensation section' (or 'normal operation section') means a section in which the voltage level of the input voltage is Vfn or more.
  • the term 'LED group voltage level' refers to the voltage level across the specific LED group.
  • the first LED group voltage level means a voltage level across both ends of the first LED group
  • the second LED group voltage level means a voltage level across both ends of the second LED group.
  • the 'nth LED group voltage level' means a voltage level across both nth LED groups.
  • V1, V2, V3, ..., t1, t2, ..., T1, T2, T3, etc. used to indicate any particular voltage, a specific time point, a specific temperature, etc. within the present specification. are not used to represent absolute values, but to distinguish them from one another.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an LED lighting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the configuration and function of the LED lighting apparatus 1000 according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.
  • the LED lighting apparatus 1000 controls the LED driving circuit 1500 and the LED driving circuit including the rectifying module 1100, the LED driving module 1200, and the second driving voltage providing module 1300. It may include a LED light emitting module 1300 driven according to.
  • the LED driving circuit 1500 receives an AC voltage Vac from an AC voltage source, rectifies the input AC voltage, and generates a rectified voltage Vrec.
  • the LED driving circuit 1500 is configured to control the driving of the LED light emitting module 1300 by providing a first driving voltage to the LED light emitting module 1300 using the generated rectified voltage Vrec.
  • the first driving voltage is the rectified voltage Vrec.
  • the LED driving circuit 1500 according to the present invention is not limited to using the rectified voltage Vrec. Rather, the sequential driving method may be adopted, that is, the magnitude of the input voltage varies with time. In this case, it should be noted that the LED driving circuit 1500 according to the present invention can be applied.
  • the LED driving circuit 1500 according to the present invention drives AC LEDs (eg, LED groups in which LED groups are arranged in parallel in parallel with each other) which can be sequentially driven by receiving an AC voltage Vac directly. It may also be used for.
  • the LED driving circuit 1500 according to the present invention stores a part of the first driving voltage during the normal operation period as described above, and then uses the energy stored in the compensation period as described above as the second driving voltage as the LED light emitting module. And to perform the function of supplying to 1300. Due to this configuration, the LED driving circuit 1500 according to the present invention can improve the flicker phenomenon by eliminating the non-emitting section of the LED light emitting module 1300.
  • the LED lighting apparatus 1000 according to the present invention, as shown in Figure 1, the rectifying module 1100, LED driving module 1200, the second driving voltage providing module ( 1400 and the LED light emitting module 1300 may be included.
  • the LED light emitting module 1300 may be composed of a plurality of LED groups, and the plurality of LED groups included in the LED light emitting module 1300 sequentially emit light under the control of the LED driving module 1200, and sequentially Is turned off. 1 to 3, an LED light emitting module 1300 including a first LED group 1301, a second LED group 1302, a third LED group 1303, and a fourth LED group 1304 is disclosed. However, it will be apparent to those skilled in the art that the number of LED groups included in the LED light emitting module 1300 may be variously changed as necessary.
  • the first LED group 1301, the second LED group 1302, the third LED group 1303, and the fourth LED group 1304 may each have different forward voltage levels. It may be.
  • the first LED group 1301, the second LED group 1302, the third LED group 1303, and the fourth LED group 1304 each include a different number of LED elements, The first LED group 1301, the second LED group 1302, the third LED group 1303, and the fourth LED group 1304 will have different forward voltage levels.
  • Rectification module 1100 is configured to rectify the AC voltage (Vac) input from the external power source to generate and output a rectified voltage (Vrec).
  • the rectifier module 1100 one of various known rectifier circuits such as a full wave rectifier circuit and a half wave rectifier circuit may be used.
  • the rectified voltage Vrec output from the rectifying module 1100 is output to the LED light emitting module 1300, the LED driving module 1200, and the second driving voltage providing module 1400.
  • 2 and 3 show a bridge full-wave rectification circuit composed of four diodes D1, D2, D3, and D4.
  • the LED driving module 1200 determines the magnitude of the input rectified voltage, and according to the determined rectified voltage, the LED light emitting module 1300 (more specifically, the plurality of LED light emitting modules 1300 included in the LED light emitting module 1300). The size of the LED driving signal to be provided to each of the LED groups 1301 to 1304) of the LED, the timing of providing and blocking the LED driving signal is determined.
  • the LED driving module 1200 provides an LED driving signal having a size determined as one or a plurality of LED group (s) (one or more of 1301 to 1304) at the time of providing the determined LED driving signal, and the determined LED driving signal
  • the driving of the LED light emitting module 1300 is configured by stopping the provision of the LED driving signal to the one or the plurality of LED group (s) 1301 to 1304 at the time of blocking.
  • Detailed configuration and functions of the LED driving module 1200 according to the present invention will be described later with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the LED driving module 1200 according to the present invention may further perform a function of controlling the operation of the second driving voltage providing module 1400. That is, the LED driving module 1200 according to the present invention monitors the voltage level of any one or more than one of the LED groups 1301 to 1304 or the current flowing through the LED group 1301 to 1304 and the compensation interval. If it is determined to enter the compensation section, and controls the second driving voltage providing module 1400 to allow the second driving voltage to be supplied to the LED light emitting module 1300, the compensation section is terminated If it is determined that the second driving voltage providing module 1400 may be controlled to stop the supply of the second driving voltage. Details of the operation control function of the second driving voltage providing module 1400 of the LED driving module 1200 will be described later with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the second driving voltage providing module 1400 is positioned between the rectifying module 1100 and the LED light emitting module 1300 and receives a rectified voltage (ie, the first driving voltage) from the rectifying module 1100. It stores energy and performs a function of providing the stored energy as the second driving voltage to the LED light emitting module 1300 when a preset condition is met or under the control of the LED driving module 1200. Detailed configuration and function of the second driving voltage providing module 1400 according to the present invention will be described later with reference to FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 2 is a detailed block diagram of an LED lighting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a circuit diagram of an LED lighting apparatus including a second drive voltage providing module according to a first embodiment of the present invention. .
  • FIGs 2 and 3 it will be described in detail the configuration and function of the LED lighting apparatus 1000 according to the present invention.
  • the LED driving voltages V LEDs are respectively applied to the LED light emitting module 1300 and the second driving voltage providing module 1400 in which the rectified voltages Vrec output from the rectifying module 1100 are connected in parallel. And is applied equally to the charging voltage (V charge ).
  • V charge the charging voltage
  • the rectified voltage Vrec output from the rectifying module 1100 is the first driving voltage as the LED light emitting module 1300 and the LED driving module 1200.
  • the LED lighting apparatus 1000 according to the present invention with reference to the embodiment to be provided to the second driving voltage providing module 1400.
  • the LED driving module 1200 includes a plurality of LED group driving units 1220 and an LED driving control unit for driving and controlling the LED groups 1301 to 1304. 1210.
  • the LED driving controller 1210 determines the magnitude of the rectified voltage input from the rectifying module 1100, and according to the magnitude of the rectified voltage, the magnitude of the LED driving signal to be provided to each of the LED groups 1301 to 1304, and the LED. And a timing of providing a driving signal and a timing of blocking the driving signal.
  • the LED driving controller 1210 turns on the corresponding LED group by controlling the LED group driving units 1220 at the time of providing the determined LED driving signal for each LED group and providing the LED driving signal to the corresponding LED group (s). By controlling the LED group driving units 1220 at the time of blocking the LED driving signal for each LED group, it is configured to turn off the LED group by blocking the provision of the LED driving signal to the corresponding LED group (s).
  • the LED driving control unit 1210 interlocks with the second driving voltage providing module 1400, and also suitable LED groups in the compensation section. Providing the LED drive signal to the LED (s). This function will be described later with reference to FIG. 5.
  • the plurality of LED group drivers 1220 correspond one-to-one to the plurality of LED groups 1301 to 1304, and to each of the plurality of LED groups 1301 to 1304 under the control of the LED driving controller 1210. It provides a LED driving signal or serves to block the provision of the LED driving signal.
  • the first LED group driver 1221 is connected to the first LED group 1301 and is controlled by the LED driving controller 1210.
  • the LED group 1301 is configured to provide or block the LED drive signal.
  • the second LED group driver 1222 is connected to the second LED group 1302, and the third LED group driver 1223 is connected to the third LED group 1303 to LEDs to the corresponding LED groups. And to provide a driving signal and a blocking function.
  • the fourth LED group driver 1224 is connected to the fourth LED group 1304 and provides an LED driving signal to the fourth LED group 1304 under the control of the LED driving controller 1210 or Configured to block.
  • the LED group drivers 1221 to 1224 as described above may be implemented using electronic switching elements such as bipolar junction transistors (BJTs) and field effect transistors (FETs), respectively, and are not limited thereto.
  • the LED driving controller 1210 may turn on each of the LED group drivers 1221 to 1224 by using a control signal in a pulse form. By controlling the turn-off, it controls the provision and blocking of the LED drive signal to a specific LED group.
  • 3 shows an embodiment in which the LED group driver 1220 according to the present invention is implemented as an N-channel enhancement-mode MOSFET (E-MOSFET).
  • E-MOSFET enhancement-mode MOSFET
  • the LED group driver 1221 to 1224 according to the present invention is preferably configured to perform a constant current control function in addition to the on / off control function of the path (P1, P2, P3, P4), respectively.
  • the LED group drivers 1221 to 1224 according to the present invention each have one electronic switching element Q2, Q3, Q4, or Q5. It may include a resistor (RS1, RS2, RS3, or RS4), one differential amplifier (OP2, OP3, OP4, or OP5).
  • the non-inverting input terminal of the differential amplifier OP2, OP3, OP4, or OP5 inputs a voltage value corresponding to the reference current, and the non-inverting input terminal has a voltage value across both sensing resistors RS1, RS2, RS3, or RS4 ( That is, the voltage value corresponding to the current value flowing through the current path) is input.
  • the differential amplifier OP2, OP3, OP4 or OP5 compares the voltage value input through the non-inverting input stage with the voltage value input through the inverting input stage and accordingly the electronic switching element Q2, Q3, Q4 or Q5.
  • the constant current control function is performed by controlling the gate voltage of.
  • the second switch Q2 when the second switch Q2 is turned on and the first current path P1 is connected, the second switch Q2 corresponds to the first reference current I REF1 at the non-inverting input terminal of the second differential amplifier OP2.
  • the reference voltage value is input, and a voltage value across the first sensing resistor RS1 (that is, a voltage value corresponding to the current flowing in the first LED driving current I LED1 ) is input to the inverting input terminal.
  • the second differential amplifier OP2 compares the reference voltage value and the voltage value across the first sensing resistor RS1 to compare the first LED driving signal (driving current) currently flowing through the first LED group 1301 (I LED1 ). ) Is controlled to perform the constant current control function by controlling the gate voltage of the second switch Q2 to maintain the first reference current I REF1 .
  • the non-inverting input terminal of the third differential amplifier OP3 is connected.
  • a reference voltage value corresponding to the second reference current I REF2 is input, and an inverting input terminal corresponds to a voltage value across the second sensing resistor RS2 (that is, the second LED driving current I LED2 currently flowing). Voltage value) is input.
  • the third differential amplifier OP3 drives the second LED flowing through the first LED group 1301 and the second LED group 1302 by comparing the reference voltage value and the voltage value across the second sensing resistor RS2.
  • the constant current control function is performed by controlling the gate voltage of the third switch Q3 so that the signal (drive current) I LED2 can be maintained as the second reference current I REF2 .
  • the third switch Q3 when the third switch Q3 is turned off and the fourth switch Q4 is turned on so that the third current path P3 is connected, the third switch Q3 is turned on and is connected to the non-inverting input terminal of the fourth differential amplifier OP4.
  • a reference voltage value corresponding to the third reference current I REF3 is input, and a voltage value across the third sensing resistor RS3 (that is, the third LED driving current I LED3 currently flowing) is input to the inverting input terminal. Voltage value) is input.
  • the fourth differential amplifier OP4 compares the reference voltage value and the voltage value across the third sensing resistor RS3 to present the first LED group 1301, the second LED group 1302, and the third LED group 1303. To perform the constant current control function by controlling the gate voltage of the fourth switch Q4 so that the third LED driving signal (driving current) I LED3 flowing through) can be maintained as the third reference current I REF3 . do.
  • the non-inverting input terminal of the fifth differential amplifier OP5 is connected.
  • the reference voltage value corresponding to the fourth reference current I REF4 is input, and the inverting input terminal corresponds to the voltage value across the fourth sensing resistor RS4 (that is, the fourth LED driving current I LED4 currently flowing). Voltage value) is input.
  • the fifth differential amplifier OP5 compares the reference voltage value and the voltage value across the fourth sensing resistor RS4 to present the first LED group 1301, the second LED group 1302, and the third LED group 1303. ) And the gate voltage of the fifth switch Q5 so that the fourth LED driving signal (driving current) I LED4 flowing through the fourth LED group 1404 can be maintained at the fourth reference current I REF4 .
  • the constant current control function is performed.
  • the waveform of the LED driving current is approximated to the waveform of the rectified voltage in order to improve the power factor (PF) and total harmonic distortion (THD) characteristics.
  • the first LED is driven.
  • the current I LED1 to the fourth LED driving current I LED4 may be configured to approximate a sine wave.
  • the fourth LED group driver 1224 may operate by receiving a fourth driving control signal (for example, 4V), and may be configured to control the fourth LED driving current I LED4 to 100 mA at a constant current. .
  • the third LED group driver 1223 operates by receiving a third driving control signal (for example, 3V), and converts the third LED driving current I LED3 to 80 of the fourth LED driving current I LED4 . It can be configured to control the constant current to any one of 80mA to 95mA, which is% to 95%.
  • the second LED group driver 1222 operates by receiving a second driving control signal (for example, 2V), and converts the second LED driving current I LED2 into the fourth LED driving current I LED4 . It can be configured to control the constant current to any one of 65mA to 80mA, which is 65% to 80%.
  • the first LED group driver 1221 operates by receiving a first driving control signal (for example, 1V), and converts the first LED driving current I LED1 to 30 of the fourth LED driving current I LED4 . It can be configured to control the constant current to any one of 30mA to 65mA, which is% to 65%.
  • a first driving control signal for example, 1V
  • FIG. 4 is a waveform diagram illustrating a compensation section of the four-sequential driving LED lighting device.
  • the compensation section is a section in which the voltage level of the rectified voltage Vrec is less than the predetermined forward voltage level of the LED, and is a section in which compensation by the second driving voltage providing module 1400 is performed. Therefore, in the case of performing the first forward voltage level Vf1 compensation, the first forward voltage level Vf1 compensation intervals are the time intervals t0 to t1, t8 to t10, and t17 to t18 in FIG. 4. In this case, the non-compensation section is a time section t1 to t8 and t10 to t17 in FIG.
  • the second forward voltage level Vf2 compensation period is a time interval t0 to t2, t7 to t11, and t16 to t18.
  • the non-compensation section is a time section t2 to t7 and t11 to t16 in FIG.
  • the LED lighting apparatus 1000 according to the present invention performs only the first forward voltage level Vf1 compensation or only the second forward voltage level Vf2 compensation, or the first forward voltage level Vf1 compensation and the first forward voltage level Vf1 compensation. It may be configured to selectively perform any one of the two forward voltage level (Vf2) compensation.
  • FIGS. 6 and 7 are waveform illustrating the rectified voltage, rectified current, LED driving current, charge / discharge control signal, charge current / discharge current of the LED lighting apparatus performing the first forward voltage level compensation according to the preferred embodiment of the present invention.
  • 7 is a view illustrating rectified voltage, rectified current, LED driving current, charge / discharge control signal, and charge / discharge current of an LED lighting apparatus performing second forward voltage level compensation according to an exemplary embodiment of the present invention. It is a waveform diagram for that.
  • FIGS. 6 and 7 the LED driving control in the non-compensation section and the LED driving control in the compensation section according to the present invention will be described in detail.
  • the first forward voltage Vf1 compensation section is a section in which the voltage level of the rectified voltage Vrec is less than Vf1. Therefore, the non-compensation section is a section in which the voltage level of the rectifying voltage Vrec is Vf1 or more. As shown in FIG. 6A, the rectified voltage Vrec varies between 0 and Vrec max as time passes.
  • the LED driving controller 1210 determines the magnitude of the rectified voltage Vrec, and if the magnitude of the input rectified voltage Vrec is a size capable of driving only the first LED group 1301 ( That is, when the voltage level of the rectified voltage Vrec belongs to the first forward voltage level (Vf1 ⁇ Vrec ⁇ Vf2) (time period t1 to t2 and time period t7 to t8 based on one period of the rectified voltage), The plurality of LED group drivers 1220 such that the first LED driving signal I LED1 may be provided only to the first LED group 1301 of the four LED groups 1301 to 1304 through the first current path P1. To control.
  • Vrec belongs to the second forward voltage level (Vf2 ⁇ Vrec ⁇ Vf3) (the time period t2 to t3 based on one period of the rectified voltage).
  • Time period t6 to t7 and the first LED group 1301 and the second LED group 1302 are connected in series, and the second LED group 1301 and the second LED group 1302 are connected in series.
  • the plurality of LED group drivers 1220 are controlled to provide the second LED driving signal I LED2 through the current path P2.
  • LED driving The controller 1210 allows the first LED group 1301, the second LED group 1302, and the third LED group 1303 to be connected in series, and the first LED group 1301 and the second LED group 1302. And control the plurality of LED group drivers 1220 to provide the third LED driving signal I LED3 to the third LED group 1303 through the third current path P3.
  • the LED driving controller 1210 may generate a second voltage.
  • the first LED group 1301, the second LED group 1302, the third LED group 1303, and the fourth LED group 1304 are connected in series, and the first LED group 1301, the second LED group ( 1302, the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 so that the fourth LED driving signal I LED4 may be provided through the fourth current path P4. ).
  • FIG. 6 (b) shows a waveform diagram of the voltage level of the rectified voltage Vrec and the rectified current Irec outputted from the rectifying module 1100 over time
  • FIG. 6 (c) shows the passage of time.
  • Discharge control signal CON_SW1 output from the LED driving controller 1210 according to the second driving voltage providing module 1400, the charging current Ic input to the second driving voltage providing module 1400, and 2 illustrates a discharge current Idis output from the driving voltage providing module 1400.
  • the LED driving controller 1210 is disposed between the second driving voltage providing module 1400 and the LED light emitting module 1300. Disconnect. The connection between the second driving voltage providing module 1400 and the LED light emitting module 1300 is controlled according to the discharge switch control signal CON_SW1 output from the LED driving controller 1210, and for example, the discharge switch control signal CON_SW1.
  • the second driving voltage providing module 1400 and the LED light emitting module 1300 are connected, and the discharge switch control signal CON_SW1 is supplied to the second driving voltage providing module (
  • the second driving voltage providing module 1400 and the LED light emitting module 1300 may be configured to be disconnected. Since the connection between the second driving voltage providing module 1400 and the LED light emitting module 1300 is released, the first driving voltage output from the rectifying module 1100 is applied to the LED light emitting module 1300, and thus the rectified current. (Irec) flows.
  • Part of the rectified current (Irec) in the non-compensation section is used as the LED driving current (I LED ) for driving the LED light emitting module 1300, the remaining charge current for charging the second driving voltage providing module 1400. It is used as (Ic).
  • the charging current Ic flows until the second driving voltage providing module 1400 is full.
  • the first forward voltage level compensation interval in this embodiment is based on one period of the rectified voltage. Are time intervals t0 to t1 and time intervals t8 to t9.
  • the LED driving controller 1210 allows the second driving voltage to be supplied to the LED light emitting module 1300 from the second driving voltage providing module 1400 in the compensation section, and the second driving when the compensation section is terminated. It is configured to block providing of the second driving voltage from the voltage providing module 1400.
  • the LED driving controller 1210 largely uses one of three methods to determine whether to enter the compensation section (ie, when the second driving voltage is provided) and whether the compensation section is out of time (that is, when the second driving voltage is cut off). Can be configured to determine.
  • the LED driving controller 1210 may be configured to determine whether to enter or leave the compensation section by determining the voltage level V LED G1 across the first LED group 1301. have.
  • the LED driving controller 1210 according to the present invention may include a first LED group voltage detector 1211 and a comparator 1213 to perform such a function. Since only the voltage level across the first LED group 1301 is configured to determine whether to enter or leave the compensation section based on this, the LED driving control unit 1210 according to the present invention in this embodiment is shown in FIG. The second LED group voltage detector 1212 shown in FIG. 8 is not included.
  • the first LED group voltage detector 1211 is configured to detect and output an operating state of the first LED group 1301. More specifically, the first LED group voltage detector 1211 receives the voltage Va of the node located in front of the anode terminal of the first LED group 1301 to the non-inverting terminal, and the first LED group 1301.
  • a sixth differential amplifier OP6 that receives the voltage Vb of the node located behind the cathode of the input terminal and outputs a signal V LED G1 corresponding to the voltage level across the first LED group 1301. It includes.
  • the sixth differential amplifier OP6 receives a signal corresponding to V LED G1 of 65V (when the operating voltage of each LED group is 65V).
  • Sig_LED_G1_ON for example, a signal of DC 5V or a signal in which the voltage level of the first LED group is scaled
  • Sig_LED_G1_OFF for example, DC 2.5V, the signal whose voltage level of the first LED group is scaled
  • the comparator 1213 receives a signal Sig_LED_G1_ON or Sig_LED_G1_OFF corresponding to the detected V LED G1 output from the sixth differential amplifier OP6, and according to the operating state of the first LED group 1301, the second driving voltage. By controlling the connection between the providing module 1400 and the LED light emitting module 1300, the second driving voltage is supplied or cut off to the LED light emitting module 1300.
  • the comparator 1213 is a signal corresponding to the V LED G1 output from the sixth differential amplifier OP6. It is configured to control the switching unit 1430 on the basis of. That is, for example, when the input signal is a signal (Sig_LED_G1_OFF) corresponding to the V LED G1 of less than 65V (time point t0, time point t8 in FIG. 6), the comparison unit 1213 according to the present invention may be configured to be a second signal.
  • the discharge switch control signal SW Gate is output to the switching unit 1430 in order to connect the energy charging / discharging unit 1410 to the LED light emitting module 1300 to compensate for the forward voltage level Vf1.
  • the discharge switch control signal SW Gate is input to the switching unit 1430, the discharge switch SW1 is turned on, and a fifth current path P5 is provided between the energy charging and discharging unit 1410 and the LED driving module 1200.
  • a fifth current path P5 is provided between the energy charging and discharging unit 1410 and the LED driving module 1200.
  • the second driving voltage is applied to the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 through the second node node2, and the fourth LED driving current I through the fourth current path P4.
  • LED4 flows.
  • the fourth LED driving current I LED4 is controlled to be a constant current by the preset fourth reference current I REF4 .
  • Discharging switch (SW1) is turned on while it is turned on, the comparing unit 1213 of the both ends of the time (i.e., the 1 LED group 1301 continuously monitors the V LED G1, and, V LED G1 is that 65V
  • the output of the discharge switch control signal (SW Gate ) is stopped.
  • the discharge switch SW1 Since the discharge switch control signal SW Gate is not input, the discharge switch SW1 is turned off to disconnect the energy charge / discharge unit 1410 from the LED light emitting module 1300, and at the same time, the fourth current path P4 is disconnected.
  • the first current path P1 is disconnected and the LED light emitting module 1300 receives the first driving voltage (rectified voltage Vrec) to sequentially emit light in the non-compensation section.
  • a 'node' means a cathode stage of a specific LED group (eg, kth LED group) and another specific LED group (eg, k + 1 LED group) disposed next to the specific LED group.
  • a point of the conductive line connecting the anode terminal it means a point to which the second driving voltage providing module 1400 can be connected.
  • a first node exists between the first LED group 1301 and the second LED group 1302, and a second node exists between the second LED group 1302 and the third LED group 1303, There is a third node between the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304.
  • the second driving voltage supplied from the second driving voltage providing module 1400 is applied to the anode terminal of the k + 1 LED group through the k-th node, the first LED group to the k-th LED group are the second. It does not emit light because the driving voltage is not supplied, and the k + 1th LED group to the nth LED group receive the second driving voltage to emit light.
  • the second driving voltage providing module 1400 is connected to a second node node 2 between the second LED group 1301 and the third LED group 1302. have.
  • the second driving voltage providing module 1400 is connected to the second node 2 and the LED driving controller 1210 according to the present invention is configured or set to perform the first forward voltage level Vf1 compensation.
  • the first LED group 1301 and the second LED group 1302 do not emit light
  • the third LED group ( 1304 and the fourth LED group 1304 are connected in series to receive the second driving voltage from the second driving voltage providing module 1400 through the second node 2 to emit light. Therefore, at the time when the first forward voltage level Vf1 is entered into the compensation section (V LED G1 becomes less than 65 V, the time points t8 and t17 in FIG.
  • the LED driving control unit 1210 turns on the discharge switch SW1.
  • the energy charging and discharging unit 1410 is turned on to be connected to the second node 2 to provide a second driving voltage, and the fourth LED group driver 1224 is turned on to turn on the fourth current path.
  • P4 is controlled to be connected, and the fourth LED group driver 1224 controls to maintain the fourth LED driving current I LED4 flowing through the fourth current path P4 as the fourth reference current I REF4 .
  • the LED driving control unit 1210 at the time when the first forward voltage level (Vf1) is out of the compensation interval (V LED G1 becomes 65V, time points t1, t10 of Figs. 4 and 6).
  • the discharge switch SW1 is turned off to release the connection between the energy charging and discharging unit 1410 and the second node 2 to cut off the supply of the second driving voltage, and to turn the fourth LED group driving unit 1224 off. Turn off and turn on the first LED group driver 1221 to control the first current path P1 to be connected, and drive the first LED through which the first LED group driver 1221 flows through the first current path P1.
  • the current I LED1 is controlled to be maintained as the first reference current I REF1 .
  • the LED driving module 1400 according to the present invention since the second driving voltage providing module 1400 according to the present invention is connected to a specific node (for example, k-th node) in the LED driving module 1200, the LED driving module according to the present invention
  • the 1200 may further include a backflow prevention diode for preventing the LED driving current generated due to the application of the second driving voltage from flowing into the k-th LED group.
  • the embodiment shown in FIG. 3 is configured to connect the second driving voltage providing module 1400 to the second node node2 in the LED driving module 1200, and thus, It can be seen that a backflow prevention diode DBL is provided between the cathode end and the second node.
  • the LED driving control unit 1210 may be configured to determine whether to enter or leave the compensation section by determining the LED driving current value flowing through any one of the LED group of the LED group. have. That is, since the LED group 1301 to 1304 also has a diode characteristic, the LED current flowing through the LED group (s) becomes zero or the LED current gradually decreases by using such device characteristics, so that the preset set current. When the value is reached, it may be configured to determine to enter the compensation section. Also, in a similar manner, the LED driving control unit 1210 according to the present invention may be configured to perform a compensation period when the LED current flowing through one of the LED group (s) for which the second driving voltage is not provided reaches a preset current value.
  • the LED driving control unit 1210 uses the first current path ( By monitoring the value of the first LED driving current I LED1 flowing through the first current path P1 while P1 is connected, the first LED driving current I LED1 is set to a preset value (for example, It is determined that the compensation period is entered when falling below 1% of the reference current I REF1 ), and when the first LED driving current I LED1 rises above the preset value, it is determined that the compensation interval is left out. It may be configured to. Since the function of the LED driving controller 1210 according to the entry and departure of the compensation section is similar to that described above, further description thereof will be omitted.
  • the LED driving control unit 1210 may be configured to determine the entry and departure of the compensation section according to the driving time.
  • the LED driving controller 1210 may generate a clock signal by using an oscillator (not shown) that oscillates at an integer multiple of the frequency of the AC power source Vac, and synchronizes the generated clock signal with the AC power source.
  • the clock signal may be counted to determine an entry point and a departure point of the first forward voltage Vf1 compensation section.
  • the first forward voltage Vf1 compensation section is configured in this manner, the number of clocks corresponding to the entry point of the first forward voltage Vf1 compensation section and the departure time of the first forward voltage Vf1 compensation section are determined.
  • the corresponding clock number is stored in the LED driving control unit 1210, the LED driving control unit 1210 counts the clock generated / output through the oscillator, and the counted clock number enters the first forward voltage Vf1 compensation period.
  • the first forward voltage Vf1 compensation period is determined.
  • the counted clock reaches the departure point of the first forward voltage Vf1, the first forward voltage Vf1 compensation period is determined. Judging by the departure. Since the function of the LED driving controller 1210 according to the entry and departure of the first forward voltage Vf1 compensation section is similar to that described above, further description thereof will be omitted.
  • the second forward voltage Vf2 compensation section is a section in which the voltage level of the rectified voltage Vrec is less than Vf2. Therefore, the non-compensation section is a section in which the voltage level of the rectifying voltage Vrec is greater than or equal to Vf2. As shown in FIG. 7A, the rectified voltage Vrec changes between 0 and Vrec max as time passes.
  • the LED driving controller 1210 determines the magnitude of the rectified voltage Vrec, and when the voltage level of the input rectified voltage Vrec belongs to the second forward voltage level (Vf 2 ⁇ ).
  • Vrec ⁇ Vf3) time interval t2 to t3, time interval t6 to t7 based on one period of the rectified voltage, so that the first LED group 1301 and the second LED group 1302 are connected in series, and in series
  • the plurality of LED group drivers 1220 may be connected to the first LED group 1301 and the second LED group 1302 to be provided with the second LED driving signal I LED2 through the second current path P2. To control.
  • LED driving The controller 1210 allows the first LED group 1301, the second LED group 1302, and the third LED group 1303 to be connected in series, and the first LED group 1301 and the second LED group 1302. And control the plurality of LED group drivers 1220 to provide the third LED driving signal I LED3 to the third LED group 1303 through the third current path P3.
  • the LED driving control unit 1210 When the voltage level of the rectified voltage Vrec belongs to the fourth forward voltage level (Vf4 ⁇ Vrec ⁇ Vrec_max) (time period t4 to t5 based on one period of the rectified voltage), the LED driving control unit 1210 The first LED group 1301, the second LED group 1302, the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 are connected in series, and the first LED group 1301, the second LED A plurality of LED group drivers such that the fourth LED drive signal I LED4 can be provided to the group 1302, the third LED group 1303, and the fourth LED group 1304 through the fourth current path P4. Control 1220.
  • FIG. 7 (b) shows a waveform diagram of the voltage level of the rectified voltage (Vrec) and the rectified current (Irec) output from the rectifying module 1100 over time
  • Figure 7 (c) shows the passage of time Discharge control signal CON_SW1 output from the LED driving controller 1210 according to the second driving voltage providing module 1400, the charging current Ic input to the second driving voltage providing module 1400
  • 2 illustrates a discharge current Idis output from the driving voltage providing module 1400.
  • the LED driving controller 1210 is disposed between the second driving voltage providing module 1400 and the LED light emitting module 1300. Disconnect. Since the connection between the second driving voltage providing module 1400 and the LED light emitting module 1300 is released, the first driving voltage output from the rectifying module 1100 is applied to the LED light emitting module 1300, and thus the rectified current. (Irec) flows. Part of the rectified current (Irec) in the non-compensation section is used as the LED driving current (I LED ) for driving the LED light emitting module 1300, the remaining charge current for charging the second driving voltage providing module 1400. It is used as (Ic). The charging current Ic flows until the second driving voltage providing module 1400 is full.
  • the second forward voltage level compensation section in this embodiment is based on one period of the rectified voltage. Are time intervals t0 to t2 and time intervals t7 to t9.
  • the LED driving controller 1210 allows the second driving voltage to be supplied to the LED light emitting module 1300 from the second driving voltage providing module 1400 in the compensation section, and the second driving when the compensation section is terminated. It is configured to block providing of the second driving voltage from the voltage providing module 1400.
  • the LED driving controller 1210 largely uses one of three methods to determine whether to enter the compensation section (ie, when the second driving voltage is provided) and whether the compensation section is out of time (that is, when the second driving voltage is cut off). Can be configured to determine.
  • the LED driving controller 1210 may be configured to determine whether the compensation section is entered or exited by determining the voltage level V LED G2 across the second LED group 1301. have.
  • the LED driving controller 1210 according to the present invention may include a second LED group voltage detector 1212 and a comparator 1213 to perform this function. Since only the voltage level of both ends of the second LED group 1301 is configured to determine whether to enter or leave the compensation section, the LED driving controller 1210 according to the present invention is illustrated in FIGS. 3 and 8.
  • the first LED group voltage detector 1211 may not be included.
  • the second LED group voltage detector 1212 is configured to detect and output an operating state of the second LED group 1302. More specifically, the second LED group voltage detector 1212 receives the voltage Vb of the node located in front of the anode terminal of the second LED group 1302 to the non-inverting terminal, and the second LED group 1302.
  • a seventh differential amplifier OP7 that receives the voltage Vc of the node positioned behind the cathode of the input terminal and outputs a signal corresponding to the voltage level V LED G2 of both ends of the second LED group 1301. It includes.
  • the seventh differential amplifier OP7 When the second LED group 1302 is operating normally (that is, emitting light), the seventh differential amplifier OP7 outputs a signal Sig_LED_G2_ON corresponding to the V LED G2 of 65V, and the second LED group ( When 1302 is abnormally operating (that is, not emitting light), a signal Sig_LED_G2_OFF corresponding to V LED G2 of less than 65V is output.
  • the comparator 1213 receives a signal Sig_LED_G2_ON or Sig_LED_G2_OFF corresponding to the detected V LED G2 output from the seventh differential amplifier OP7, and according to the operating state of the second LED group 1302, the second driving voltage. By controlling the connection between the providing module 1400 and the LED light emitting module 1300, the second driving voltage is supplied or cut off to the LED light emitting module 1300.
  • the comparator 1213 is a signal corresponding to the V LED G2 output from the seventh differential amplifier OP7.
  • the switching unit 1430 is controlled based on (Sig_LED_G2_ON or Sig_LED_G2_OFF). That is, for example, at the time when the detected V LED G2 becomes less than 65 V (time t0 and time t7 in FIG. 7), the comparator 1213 according to the present invention performs the first forward voltage level Vf2.
  • the discharge switch control signal SW Gate is output to the switching unit 1430 to connect the energy charging and discharging unit 1410 to the LED light emitting module 1300 for compensation.
  • the discharge switch control signal SW Gate is input to the switching unit 1430, the discharge switch SW1 is turned on, and a fifth current path P5 is provided between the energy charging and discharging unit 1410 and the LED driving module 1200.
  • a fifth current path P5 is provided between the energy charging and discharging unit 1410 and the LED driving module 1200.
  • the second driving voltage is applied to the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 through the second node node2, and the fourth LED driving current I through the fourth current path P4.
  • LED4 flows.
  • the fourth LED driving current I LED4 is controlled to be a constant current by the preset fourth reference current I REF4 .
  • Discharging switch (SW1) is turned on while it is turned on, the comparing unit 1213 of the both ends of the time (i.e., the 2 LED group 1302 continuously monitors the V LED G2, and, V LED G2 is that 65V
  • the discharge switch to disconnect the energy charging and discharging unit 1410 and the LED light emitting module 1300 at a time when the voltage becomes a voltage level sufficient to drive the second LED group 1302 (times t2 and t11 in FIG. 7).
  • the output of the control signal (SW Gate ) is stopped. Since the discharge switch control signal SW Gate is not input, the discharge switch SW1 is turned off to disconnect the energy charge / discharge unit 1410 from the LED light emitting module 1300, and at the same time, the fourth current path P4 is disconnected.
  • the second current path P2 is disconnected and the LED light emitting module 1300 receives the first driving voltage (rectified voltage Vrec) to sequentially emit light in the non-compensation section.
  • the second driving voltage providing module 1400 is connected to the second node 2 and the LED driving control unit 1210 according to the present invention is configured or set to perform the second forward voltage level Vf2 compensation.
  • the second forward voltage level Vf1 compensation intervals t0 to t2, t7 to t11, and t16 to t18 the first LED group 1301 and the second LED group 1302 do not emit light, and the third LED group ( 1304 and the fourth LED group 1304 are connected in series to receive the second driving voltage from the second driving voltage providing module 1400 through the second node 2 to emit light. Therefore, at the time when the second forward voltage level Vf1 is entered into the compensation section (V LED G2 becomes less than 65 V, and the time points t7 and t16 of FIG.
  • the LED driving control unit 1210 turns on the discharge switch SW1.
  • the energy charging and discharging unit 1410 is turned on to be connected to the second node 2 to provide a second driving voltage, and the fourth LED group driver 1224 is turned on to turn on the fourth current path.
  • P4 is controlled to be connected, and the fourth LED group driver 1224 controls to maintain the fourth LED driving current I LED4 flowing through the fourth current path P4 as the fourth reference current I REF4 .
  • the LED driving control unit 1210 at the time of leaving the second forward voltage level Vf1 compensation section (the time when V LED G2 becomes 65V, the time points t2 and t11 of FIG.
  • SW1 is turned off to disconnect the connection between the energy charging and discharging unit 1410 and the second node (node 2) to cut off the second driving voltage supply, and to turn off the fourth LED group driving unit 1224 and The second LED driving current I flowing through the second LED path driving unit 1222 and controlling the second current path P2 to be connected, and the second LED group driving unit 1222 flowing through the second current path P2.
  • LED2 is controlled to maintain the second reference current I REF2 .
  • the LED driving control unit 1210 may be configured to determine whether to enter or leave the compensation section by determining the LED driving current value flowing through any one of the LED group of the LED group. have. In the embodiment described with reference to FIG.
  • the LED driving control unit 1210 uses the second current path ( By monitoring the value of the second LED driving current I LED2 flowing through the second current path P2 while P2 is connected, the second LED driving current I LED2 is set to a preset value (for example, 2) If it falls below 90% of the reference current (I REF2 ), it is determined to enter the compensation section, and if the second LED driving current (I LED2 ) rises above the preset value, it is determined to leave the compensation section. It may be configured to. Since the function of the LED driving controller 1210 according to the entry and departure of the compensation section is similar to that described above, further description thereof will be omitted.
  • the LED driving control unit 1210 may be configured to determine the entry and departure of the compensation section according to the driving time.
  • the LED driving controller 1210 may generate a clock signal by using an oscillator (not shown) that oscillates at an integer multiple of the frequency of the AC power source Vac, and synchronizes the generated clock signal with the AC power source. Thereafter, by counting the clock signal, it may be configured to determine the entry point and departure point of the compensation section.
  • the compensation period is configured in this manner, the number of clocks corresponding to the entry point of the second forward voltage Vf2 compensation period and the number of clocks corresponding to the departure point of the compensation period are stored in the LED driving controller 1210.
  • the LED driving controller 1210 counts the clock generated / output through the oscillator, and when the counted clock number reaches the entry point of the second forward voltage Vf2 compensation section, determines that the compensation period has been entered. When the number of clocks reaches the departure point of the second forward voltage Vf2 compensation section, it is determined that the number of clocks leaves the compensation section. Since the function of the LED driving controller 1210 according to the entry and departure of the second forward voltage Vf2 compensation section is similar to that described above, further description thereof will be omitted.
  • the LED drive control unit 1210 When configured to selectively perform the first forward voltage level (Vf1) compensation or the second forward voltage level (Vf2) compensation, the LED drive control unit 1210 according to the present invention is the first forward voltage level ( Vf1) controls the driving of the LED in the non-compensation section according to the control method of the LED driving control of the non-compensation section according to the compensation or the LED drive control of the non-compensation section according to the second forward voltage level (Vf2) compensation. . That is, when the first forward voltage level Vf1 is set to perform compensation, the LED driving controller 1210 according to the present invention uses the first driving voltage when the voltage level of the rectified voltage Vrec is greater than or equal to Vf1. The groups 1301 to 1304 are sequentially driven.
  • the LED driving controller 1210 uses the first driving voltage when the voltage level of the rectified voltage Vrec is greater than or equal to Vf2.
  • the groups 1301 to 1304 are sequentially driven. Since the detailed control method is the same as described above, description of overlapping contents will be omitted.
  • the LED drive control unit 1210 When configured to selectively perform the first forward voltage level (Vf1) compensation or the second forward voltage level (Vf2) compensation, the LED drive control unit 1210 according to the present invention is the first forward voltage level ( Vf1) controls the driving of the LED in the non-compensation section according to the control method of the LED driving control of the non-compensation section according to the compensation or the LED drive control of the non-compensation section according to the second forward voltage level (Vf2) compensation. .
  • the LED driving controller 1210 largely uses one of three methods to determine whether to enter the compensation section (ie, when the second driving voltage is provided) and whether the compensation section is out of time (that is, when the second driving voltage is cut off). Can be configured to determine.
  • the LED driving controller 1210 includes the voltage level V LED G1 across the first LED group 1301 and / or the voltage level V LED across the second LED group 1302. By determining G2 ), it may be configured to determine whether to enter or leave the compensation section. As shown in FIG. 3, in order to perform such a function, the LED driving controller 1210 according to the present invention includes a first LED group voltage detector 1211, a second LED group voltage detector 1212, and a comparison unit 1213. It may include.
  • the first LED group voltage detector 1211 is configured to detect and output an operating state of the first LED group 1301. More specifically, the first LED group voltage detector 1211 receives the voltage Va of the node located in front of the anode terminal of the first LED group 1301 to the non-inverting terminal, and the first LED group 1301. A sixth outputting a signal Sig_LED_G1_ON or Sig_LED_G1_OFF corresponding to the voltage level V LED G1 at both ends of the first LED group 1301 by receiving the voltage Vb of the node located behind the cathode terminal of the first LED group 1301. A differential amplifier OP6.
  • the sixth differential amplifier OP6 When the first LED group 1301 is operating normally (i.e., emitting light), the sixth differential amplifier OP6 outputs a signal Sig_LED_G1_ON corresponding to V LED G1 of 65V, and the first LED group ( When 1301 is abnormally operating (ie, fails to emit light), a signal Sig_LED_G1_OFF corresponding to V LED G1 of less than 65V is output.
  • the second LED group voltage detector 1212 receives the voltage Vb of the node located in front of the anode terminal of the second LED group 1302 to the non-inverting terminal, and the second LED group 1302.
  • a differential amplifier OP7 A differential amplifier OP7.
  • the seventh differential amplifier OP7 When the second LED group 1302 is operating normally (that is, emitting light), the seventh differential amplifier OP7 outputs a signal Sig_LED_G2_ON corresponding to the V LED G2 of 65V, and the second LED group ( When 1302 is abnormally operating (that is, not emitting light), a signal Sig_LED_G2_OFF corresponding to V LED G2 of less than 65V is output.
  • the comparator 1213 has a signal Sig_LED_G1 corresponding to the detected V LED G1 output from the sixth differential amplifier OP6 and a signal Sig_LED_G2 corresponding to the detected V LED G2 output from the seventh differential amplifier OP7. ) Is connected to the energy charging and discharging unit 1410 to the LED light emitting module 1300 by controlling the switching unit 1430 according to the operation state of the first LED group 1301 and the second LED group 1302. Release it.
  • the comparator 1213 When the comparator 1213 according to the present invention is set to perform compensation of the first forward voltage level Vf1, the comparator 1213 may receive a signal corresponding to V LED G1 output from the sixth differential amplifier OP6.
  • the switching unit 1430 is controlled based on Sig_LED_G1. That is, for example, when the input signal Sig_LED_G1 means that the V LED G1 is less than 65 V, the comparator 1213 according to the present invention may provide an energy charge / discharge unit 1410 to compensate for the first forward voltage level Vf1. ) Outputs a discharge switch turn-on control signal SW Gate_on for connecting the LED light emitting module 1300 to the switching unit 1430.
  • Discharging switch (SW1) is turned on while it is turned on, the comparing unit 1213 continuously monitors the V LED G1, and, V LED G1 is 65V energy chungbang all 1410 and LED light-emitting module at the time of (1300 ) To output the discharge switch turn-off control signal SW Gate_OFF to the switching unit 1430.
  • the comparator 1213 according to the present invention when the comparator 1213 according to the present invention is set to perform the second forward voltage level Vf2 compensation, the comparator 1213 is connected to the detected V LED G1 output from the sixth differential amplifier OP6. And configured to control the switching unit 1430 on the basis of a signal Sig_LED_G2 corresponding to the detected signal V LED G2 output from the corresponding signal Sig_LED_G1 and the seventh differential amplifier OP7.
  • the comparator 1213 according to the present invention compensates for the second forward voltage level Vf2.
  • a discharge switch control signal SW Gate for connecting the energy charging and discharging unit 1410 to the LED light emitting module 1300 to the switching unit 1430.
  • the comparison unit 1213 continuously monitors the LED V G1 and V G2, and LED, LED V G1 and V G2 are all LED
  • the energy charge / discharge unit 1410 and the LED emit light at a time point of 65V (that is, a time point at which both the first LED group 1301 and the second LED group 1302 can operate normally) (times t2 and t11 of FIG. 6).
  • the output of the discharge switch control signal SW Gate_OFF is stopped.
  • the voltage level of the applied rectified voltage Vrec may drive the first LED group 1301 in a section in which V LED G1 is 65V but V LED G2 is less than 65V. Therefore, the LED driving controller 1210 may be configured to control the first LED group driver 1221 so that the first current path P1 is connected so that the first LED group 1301 can emit light. Therefore, in this case, the V LED G1 is 65V, but the section in which the V LED G2 is less than 65V (in FIG. 6, the first current path P1 and the fourth current path P4 are simultaneously connected, and thus the first LED group 1301 is connected.
  • the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 may emit light at the same time, at this time, the first LED driving current flowing through the first LED group 1301 through the first current path P1 ( I LED1 is constant-current controlled by the first LED group driver 1221 to the first reference current I REF1 , and the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 through the fourth current path P4.
  • the fourth LED driving current I LED4 flowing through is controlled by the fourth LED group driver 1224 as the fourth reference current I REF4 , which will be described in more detail below with reference to FIG. 7. Do it.
  • the LED driving control unit 1210 may be configured to determine whether to enter or leave the compensation section by determining the LED driving current value flowing through any one of the LED group of the LED group. have.
  • the LED driving controller 1210 according to the present invention may be configured to selectively perform the first forward voltage level Vf1 compensation and the second forward voltage level Vf2 compensation according to the setting. Accordingly, when the first forward voltage level Vf1 is set to compensate, the LED driving controller 1210 according to the present invention monitors the first LED driving current I LED1 as described above to determine whether to enter or leave the compensation section. You will be judged.
  • the LED driving controller 1210 when it is set to compensate for the second forward voltage level (Vf2), the LED driving controller 1210 according to the present invention monitors the second LED driving current (I LED2 ) as described above to determine whether to enter or leave the compensation section. You will be judged.
  • the second forward voltage level Vf2 is compensated for, and when the first LED group 1301 is operable, the first LED group 1301 is emitted through the first current path P1.
  • the LED driving controller 1210 may be configured to emit light. As described above, it is determined whether to enter or leave the compensation section based on the second LED driving current I LED2 , and at the same time, the LED driving controller 1210 is based on the first LED driving current I LED1 as described above. It may be configured to control whether the first current path (P1) is connected.
  • the LED driving control unit 1210 may be configured to determine the entry and departure of the compensation section according to the driving time.
  • the LED driving controller 1210 may include a first forward voltage level Vf1.
  • the number of clocks corresponding to the entry and exit points of the compensation section during compensation and the number of clocks corresponding to the entry and exit points of the compensation section during compensation of the second forward voltage level Vf2 are stored, respectively.
  • the compensation period may be determined based on the number of clocks corresponding to the interval entry and departure time points. Since the function of the LED driving controller 1210 according to the entry and departure of the compensation section is similar to that described above, further description thereof will be omitted.
  • the second driving voltage providing module 1400 may include an energy charging / discharging unit 1410 and a switch unit 1430.
  • the energy charging and discharging unit 1410 stores a part of the first driving voltage applied by receiving the first driving voltage (that is, the rectified voltage Vrec in the present embodiment) in the charging mode, and in the discharge mode, the second driving voltage. It is configured to provide a voltage to the LED driving module 1200 through the switch unit 1430.
  • the energy charging and discharging unit 1410 according to the present invention is implemented as a capacitor (C1).
  • the energy charge and discharge unit 1410 according to the present invention is not limited to a capacitor, and an element or a circuit having various energy charge and discharge functions may be used as the energy charge and discharge unit 1410 according to the present invention.
  • the energy charging and discharging unit 1410 may further include a backflow preventing diode Dch1 for preventing current from flowing into the power supply terminal during energy discharge.
  • a backflow preventing diode Dch1 for preventing current from flowing into the power supply terminal during energy discharge.
  • the capacitance of the capacitor C1 may be determined according to the type and number of LED groups to be driven using the second driving voltage and the length of the compensation interval. 2, 3, and 6, the capacitor C1 needs to supply a second driving voltage to the third LED group 1302 and the fourth LED group 1303 in the compensation period, and thus, is in operation.
  • the capacitance of capacitor C1 should be determined such that the minimum value of capacitor C1 voltage is Vf2. Therefore, in this case, the capacitor C1 is charged in the section in which the voltage level of the first driving voltage is greater than or equal to Vf2, and the capacitor C1 is discharged in the section in which the voltage level of the first driving voltage is less than Vf2.
  • the capacitor in an embodiment comprising the first to nth LED groups, wherein the capacitor is configured to be connected to the k-th node, the capacitor has a capacitance of the capacitor such that the minimum voltage value can be Vfn-Vfk. It must be decided. In this case, the capacitor C1 is charged in a section in which the voltage level of the first driving voltage is greater than or equal to Vfn-Vfk, and the capacitor C1 is discharged in a section in which the voltage level of the first driving voltage is less than Vfn-Vfk.
  • 5A and 5B are graphs for describing capacitor capacitance determination according to an exemplary embodiment of the present invention. 5A and 5B, the capacitance determination of the capacitor C1 for supplying the second driving voltage in the compensation section will be described in more detail.
  • the capacitance of the capacitor C1 may be calculated by a simplified equation as shown in Equation 1 below.
  • Equation 1 is a simplified equation for designing the value of the compensation capacitor (C1), and in actual product design, the currents I and ⁇ V in Equation 1 take the value of the compensation capacitor (C1) in consideration of the sequential driving current control characteristics. You must decide.
  • FIG. 5A is a graph showing the relationship between the LED off-time (compensation section) and the capacitance of the compensation capacitor C1 at 220V effective voltage (Vrms) in consideration of these characteristics
  • FIG. 5B is a 120V effective voltage considering these characteristics. It is a graph showing the relationship between the LED off-time (compensation section,? T) at Vrms and the capacitance of the compensation capacitor C1.
  • the capacitance represented in the graph is set larger than the value calculated in consideration of the error value (10 ⁇ 20%) of the part in actual use.
  • ⁇ t means the compensation period described with reference to FIG. 4, and I means the effective value Irms of the current consumed during the compensation period.
  • ⁇ V is the maximum value of the rectified voltage Vrec minus the LED operating voltage operating during the compensation period, and is the ripple voltage of the voltage Vc charged in the compensation capacitor C1 (first forward voltage level Vf1 compensation). Vcmax-Vf1, or Vcmax-Vf2 for the second forward voltage level (Vf2) compensation.
  • the capacitance of the compensation capacitor C1 may be determined in a range of up to 2 ms for the first forward voltage level Vf1 compensation and 3 ms for the second forward voltage level Vf2 compensation. have.
  • the operation time of each stage is determined by the magnitude of the input AC voltage by the LED operating voltage.
  • the capacitance of the compensation capacitor C1 should be designed to be at least 20% larger in the graphs shown in FIGS. 5A and 5B.
  • the switch unit 1430 is located between the energy charging and discharging unit 1410 and the LED light emitting module 1300, between the energy charging and discharging unit 1410 and the LED light emitting module 1300 under the control of the LED driving control unit 1210. And to perform a function of turning on / off an electrical connection.
  • the switch unit 1430 When the switch unit 1430 is turned on, the energy charging and discharging unit 1410 enters a discharge mode and provides a second driving voltage to the LED light emitting module 1300, and when the switch unit 1430 is turned off, energy is supplied.
  • the charging and discharging unit 1410 enters the charging mode and does not provide the second driving voltage to the LED light emitting module 1300.
  • the switch unit 1430 may be implemented using an electronic switching device such as a bipolar junction transistor (BJT), a field effect transistor (FET), and the like as described above. As illustrated in FIG. 3, the switch unit 1430 according to the present invention is an electronic switching element selectively turned on and off in accordance with the discharge switch control signal CON_SW1 output from the LED driving controller 1210. SW1) and a backflow prevention diode Dch2.
  • BJT bipolar junction transistor
  • FET field effect transistor
  • the switch unit 1430 according to the invention is located between the cathode end of the second LED group 1302 and the anode end of the third LED group 1303 It is connected to node2.
  • which node the switch unit 1430 according to the present invention is connected to may be variously changed according to an embodiment. That is, in the embodiment configured to include the first to nth LED groups, the switch unit 1430 may include the first to nth LED groups according to its purpose (to which LED group (s) to provide the second driving voltage). Note that it may be connected to any one of the k th nodes.
  • the second driving voltage providing module 1400 according to the present invention may further include a charging current controller 1420 for maintaining the charging current input to the capacitor C1 at a predetermined value.
  • a charging current controller 1420 for maintaining the charging current input to the capacitor C1 at a predetermined value.
  • a transient current is input to the capacitor C1 due to the device characteristics of the capacitor at the start of charging of the capacitor C1, thereby causing damage to the capacitor C1 and generation of high frequency noise. Therefore, in order to solve this problem, the second driving voltage providing module 1400 according to the present invention may be configured to include a charging current control unit 1420.
  • the charging current control unit 1420 is a kind of constant current control circuit. As shown in FIG.
  • the charging current controller 1420 measures the switching element Q1 performing the current control function, the current value flowing through the capacitor C1, and switches according to the measured current value. It may be configured to include a constant current control circuit that can control the element (Q1) to maintain the current flowing through the capacitor (C1) to a constant current. In addition, as shown in FIG. 3, the constant current control circuit compares the sensing resistor Rs for sensing the current value flowing through the capacitor C1, the sensed current value, and the reference current I REF to switch the device Q1. ) May be configured to include a first differential amplifier OP1 for controlling the charging current. Since the constant current control function is already known, further detailed description thereof will be omitted.
  • the energy charge / discharge unit 1410 includes one capacitor C1 and is charged in series and discharged in series.
  • the energy charge / discharge unit 1410 includes two capacitors C11 and a capacitor. It consists of (C12) and is comprised so that it may be charged in series and discharged in parallel.
  • the efficiency of the second driving voltage providing module 1400 may be improved as compared with the first embodiment.
  • Vsw' Vrec (input voltage)-[Vc1 (charge voltage of capacitor C11) + Vc2 (capacitor C12). ) Charging voltage)) '.
  • the maximum charging voltage of Vc1 and Vc2 is Vs / 2 (Vs is the maximum charging voltage of the capacitor C1 of the first embodiment), and in actual implementation, the minimum voltage (DC) required for driving the charging current controller 1420. 20V) should be taken into account. That is, Vc1 and Vc2 each have a maximum charging voltage of (Vrec-20V) / 2.
  • the charging time of the energy charging and discharging unit 1410 according to the second embodiment is shorter than the charging time of the energy charging and discharging unit 1410 according to the first embodiment.
  • the charging current Ic necessary for charging the energy charging / discharging unit 1410 according to the second embodiment charges the energy charging / discharging unit 1410 according to the first embodiment. It becomes smaller than the charging current Ic required in order to. Accordingly, the second driving voltage providing module 1400 according to the second embodiment may be expected to have an effect of improving efficiency by reducing the amount of power consumed compared to the second driving voltage providing module 1400 according to the first embodiment. Can be.
  • the energy charging and discharging unit 1410 according to the second embodiment as described above is charged by receiving the rectified voltage Vrec in the charging mode, and is discharged in the discharge mode to provide the second driving power.
  • the first capacitor C11 and the second capacitor C11 are connected in series with the first capacitor C11.
  • the energy charging and discharging unit 1410 according to the second embodiment includes a backflow prevention diode Dch11 for preventing the discharge current output from the first capacitor C11 from entering the power stage in the discharge mode, and the discharge charge diode 1411 in the discharge mode.
  • the reverse current prevention diode Dch12 for preventing the discharge current output from the second capacitor C12 to flow into the first capacitor C11, and is located between the first capacitor C11 and the switching unit 1430 to provide reverse current.
  • the reverse current preventing diode Dch4 may be configured to further include a reverse current preventing diode Dch5 positioned between the second capacitor C12 and the switching unit 1430 to prevent reverse current.
  • the charging current control unit 1420 measures and measures the current value flowing through the switching element Q1 and the first capacitor C11 and the second capacitor C12 performing the current control function. It may include a constant current control circuit for controlling the switching element (Q1) according to the current value to maintain the charging current (Ic) flowing in the first capacitor (C11) and the second capacitor (C12) as a constant current, constant current control circuit And a reverse current prevention diode Dch16 positioned between the first capacitor C11 and a reverse current prevention diode Dch13 positioned between the constant current control circuit and the second capacitor C12.
  • a constant current control circuit for controlling the switching element (Q1) according to the current value to maintain the charging current (Ic) flowing in the first capacitor (C11) and the second capacitor (C12) as a constant current, constant current control circuit
  • a reverse current prevention diode Dch16 positioned between the first capacitor C11 and a reverse current prevention diode Dch13 positioned between the constant current control circuit and the second capacitor C12.
  • the constant current control circuit includes a sensing resistor Rs for sensing current values flowing through the first capacitor C11 and the second capacitor C12, the sensed current value, and the reference current I.
  • the first differential amplifier OP1 may be configured to control the charging current by comparing the REF ) to control the switching element Q1.
  • the switching unit 1430 when it is determined by the LED driving controller 1210 that the charging section is entered, the switching unit 1430 is turned off, and the first capacitor C11 and the second capacitor C12 are connected in series. The battery is charged with the rectified voltage Vrec. In addition, when the LED driving controller 1210 determines that the discharge period has been entered, the switching unit 1430 is turned on, and the first capacitor C11 and the second capacitor C12 are discharge current Idis in parallel. ) To provide a second driving power to the LED light emitting module (1300).
  • the second driving voltage providing module 1400 according to the second embodiment of the present invention is a second node (node 2) between the second LED group 1302 and the third LED group 1303. Although illustrated as being connected to, but is not limited thereto. Rather, since the technical characteristics of the second driving voltage providing module 1400 according to the second embodiment of the present invention are to improve the efficiency by minimizing the power consumption of the charging current control unit 1420, the second embodiment of the present invention As long as it includes the gist of the second driving voltage providing module 1400 according to the second embodiment of the present invention, regardless of the position where the second driving voltage providing module 1400 according to the embodiment is connected, the scope of the present invention Will belong to.
  • the second driving voltage is supplied to the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 in the compensation period by performing the second forward voltage level Vf2 compensation. And configured to drive the first LED group 1301 together when the voltage of the first LED group 1301 is normally a voltage level capable of driving the first LED group 1301 in the forward voltage level Vf2 compensation interval. Yes.
  • Table 1 below is based on the embodiment shown in Figure 9, of the first LED group voltage (V LED G1 ), the second LED group voltage (V LED G2 ) of one period of the rectified voltage (Vrec) Tables showing the operating states of the first to fourth LED groups 1301 to 1304 and the switching unit 1430 according to the change.
  • V LED G1 the first LED group voltage
  • V LED G2 the second LED group voltage
  • Vrec the rectified voltage
  • the LED driving control unit 1210 continuously detects the first LED group voltage level V LED G1 and the second LED group voltage level V LED G2 and sets each of the reference voltages V REF ( For example, the operating state of the first LED group 1301 and the second LED group 1302 is monitored by comparing with 65V).
  • the LED driving control unit 1210 according to the embodiment shown in FIG. 7 is configured to perform the second forward voltage level Vf2 compensation, and the LED driving control unit 1210 includes the second LED group voltage level V LED G2 . If it is less than this reference voltage (that is, when the second LED group 1302 is not operating normally), it is determined that the compensation period is entered, and the second LED group voltage level (V LED G2 ) becomes a reference voltage. Case (ie, when the second LED group 1302 is normally operated) is determined to be out of the compensation interval.
  • the first LED group voltage level (V LED G1 ) and the second LED group voltage level (V LED G2 ) are both less than 65V at the time point t0 at which the cycle of FIG. 7 begins. Since the LED groups are not all operating normally, the LED driving controller 1210 determines that the LED driving controller 1210 is still in the compensation section entered before the time point t0 shown in FIG. 7A and discharges the output to the switching unit 1430. The output of the switch control signal CON_SW1 is maintained. Accordingly, the switching unit 1430 is continuously turned on as the discharge switch control signal CON_SW1 is input, and the second driving voltage supplied from the second driving voltage providing module 1400 compensates for the previous period.
  • the discharge current Idis output from the second driving voltage providing module 1400 may include the fifth current path P5, the third LED group 1303, the fourth LED group 1304, and the fourth current path P4. Since the LED drive controller 1210 continuously applies the fourth drive control signal to the fourth LED group driver 1224 to maintain the connection state of the fourth current path P4, the LED drive current 12 I LED ) controls the constant current so that the fourth reference current I REF4 can be maintained. Therefore, as illustrated in FIG. 7A, in the compensation period t0 to t1, the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 emit light by the second driving voltage. In FIG. 7C, the discharge switch control signal CON_SW1 output from the LED driving controller 1210 and the discharge current Idis discharged from the second driving voltage providing module 1400 in the compensation period t0 to t1 are shown. Is shown.
  • the LED driving controller 1210 moves in the second forward direction. Compensation of the voltage level Vf2 is continuously performed, and the first driving control signal is applied to the first LED group driver 1221 to drive the first LED group 1301 using the rectified voltage Vrec.
  • the current path P1 is connected, and the first LED driving current I LED1 flows to the first LED group 1301.
  • the first LED group 1301 is the first current path.
  • the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 are driven by the second driving voltage through the fourth current path P4 through P1. That is, the first current path P1 and the fourth current path P4 are simultaneously connected to the LED driving controller 1210. Therefore, as shown in FIG. At t2), the first LED group 1301, the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 emit light.
  • the discharge switch control signal CON_SW1 output from the LED driving controller 1210 and the discharge current Idis discharged from the second driving voltage providing module 1400 in the compensation period t1 to t2 are shown. Is shown.
  • the LED driving controller 1210 determines that the compensation section is out of phase, performs control to leave the compensation section, and simultaneously starts the LED driving control of the non-compensation section. Accordingly, the LED driving controller 1210 turns off the discharge switch SW1 by stopping the output of the discharge switch control signal CON_SW1 outputted to the switching unit 1430, and the second driving voltage providing module 1400. Disconnect from the second node (node 2).
  • the LED driving controller 1210 turns off the first LED group driver 1221 to disconnect the first current path P1 so that the second current path P2 is turned off, and the second driving control signal is supplied.
  • the second LED group driver 1222 is applied to the second LED group driver 1222 so that the second current path P2 is connected to the second LED group driver 1222.
  • the second LED driving current I LED2 flowing through the first LED group 1301 and the second LED group 1302 is a constant current by the second LED group driver 1222 as the second reference current I REF2 . Controlled.
  • the first LED group 1301 and the second LED group 1302 are emitted by the first driving voltage during the non-compensation period t2 to t3.
  • the output of the discharge switch control signal CON_SW1 is stopped at a time t2, and accordingly, the discharge current Idis from the second driving voltage providing module 1400 is no longer output. You can see that.
  • the charging current Ic at a predetermined point in time t2 has elapsed (a point in time when the voltage level of the rectified voltage Vrec exceeds the voltage level of the current energy charging / discharging unit 1410). Occurs and the energy charge / discharge unit 1410 begins to charge. Meanwhile, in FIG.
  • the LED driving controller 1210 determines that the compensation section is out of the compensation section at time t2, the following processes are based on the LED driving control method in the non-compensation section. Accordingly, the LED driving controller 1210 determines the magnitude of the rectified voltage Vrec input, and sequentially drives the first to fourth LED groups 1301 to 1304.
  • the LED driving control unit 1210 performs the second LED group driving unit ( 1222 is turned off and the third driving control signal is applied to the third LED group driver 1223.
  • the third LED group driver 1223 is driven, the third current path P3 is connected, and the third LED driving current I LED3 constant current controlled by the preset reference current I REF3 flows therethrough.
  • the first LED group 1301, the second LED group 1302, and the third LED group 1303 emit light.
  • the LED driving control unit 1210 performs the third LED group.
  • the driver 1223 is turned off and the fourth driving control signal 1224 is applied to the fourth LED group driver 1224.
  • the fourth LED driving current I LED4 constant-controlled by the preset reference current I REF4 flows through the fourth current path P4 to flow in the first LED group. All of the first and second LEDs 1301 to 1304 emit light.
  • the LED driving controller 1210 performs a fourth operation.
  • the LED group driver 1224 is turned off and a third driving control signal is applied to the third LED group driver 1223.
  • the fourth LED group driver 1224 is turned off and the third LED group driver 1223 is driven, the third LED constant current controlled by the preset reference current I REF3 through the third current path P3.
  • the driving current I LED3 flows, the first LED group 1301 to the third LED group 1303 emit light.
  • the LED driving control unit 1210 turns off the third LED group driving unit 1223 and the second LED.
  • the second driving control signal is applied to the group driver 1222.
  • the third LED group driver 1223 is turned off and the second LED group driver 1222 is driven, the second LED constant current controlled by the preset reference current I REF2 through the second current path P2.
  • the driving current I LED2 flows, the first LED group 201 and the second LED group 202 emit light.
  • the LED driving controller 1210 determines that the second forward voltage level Vf2 has entered the compensation section, and performs control according to entry of the compensation section.
  • the LED driving control unit 1210 outputs the discharge switch control signal CON_SW1 to the switching unit 1430 in order to turn on the switching unit 1430, and accordingly, the switching unit 1430 is turned on to drive the second drive.
  • the voltage providing module 1400 is connected to the second node 2, and the second driving voltage from the second driving voltage providing module 1400 is applied to the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304. Is provided.
  • the discharge current Idis output from the second driving voltage providing module 1400 may include the fifth current path P5, the third LED group 1303, the fourth LED group 1304, and the fourth current path P4. Since the LED driving control unit 1210 applies a fourth driving control signal to the fourth LED group driving unit 1224 to form a fourth current path P4, the fourth LED driving current I LED4 . The constant current is controlled to maintain the fourth reference current I REF4 . At the same time, since the voltage level of the first driving voltage is a voltage level capable of driving the first LED group 1301, as described above, the first LED using the first driving voltage in the compensation period t7 to t8.
  • the LED driving controller 1210 turns off the second LED group driving unit 1222, and outputs a first driving control signal to the first LED group driving unit 1221 to display the first LED. Allow the group driver 1221 to be turned on. As the first LED group driver 1221 is turned on, the first current path P1 is connected, and the first LED group driver 1221 is connected to the first LED driving current flowing through the first current path P1. The constant current control is performed to maintain the I LED1 ) as the first reference current I REF1 .
  • the discharge switch control signal CON_SW1 output from the LED driving controller 1210 and the discharge current Idis discharged from the second driving voltage providing module 1400 in the compensation period t7 to t8 are shown. Is shown.
  • the LED driving controller 1210 receives the first LED.
  • the driving of the group 1301 is stopped and the driving of the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 by the second driving voltage is continued.
  • the LED driving controller 1210 may turn off the first LED group driver 1221 to disconnect the first current path P1 or stop driving the first LED group 1301. In order to do this, separate control may not be performed (at this point, since the first LED group 1301 does not emit light regardless of whether or not the first current path P1 is connected). Therefore, as shown in FIG.
  • the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 are driven by the second driving voltage.
  • the discharge switch control signal CON_SW1 output from the LED driving controller 1210 and the discharge current Idis discharged from the second driving voltage providing module 1400 in the compensation period t7 to t8 are shown. Is shown.
  • the discharge switch control signal CON_SW1 is input to the switching unit 1430 during t0 to t2 and t7 to t9, and accordingly, the discharge current Idis is applied to the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304. It can be seen that it is supplied.
  • the discharge switch control signal CON_SW1 is not input to the switching unit 1430, and as a result, no discharge occurs from the second driving voltage providing module 1400, thereby generating a discharge current.
  • the charging current Ic may be generated at a predetermined time when the magnitude of the rectified voltage Vrec becomes greater than or equal to the minimum voltage level of the energy charging and discharging unit 1410, thereby charging the energy charging and discharging unit 1410.
  • FIG. 9 is a flow chart showing the operation of the LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the first to fourth LED groups 1301 to 1304 may be configured to perform a second forward voltage level Vf2 compensation to generate a second driving voltage in the compensation period.
  • the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 are supplied through the node node 2, and the voltage of the first LED group 1301 in the second forward voltage level Vf2 compensation interval is applied to the first LED group 1303.
  • the first LED group 1301 is configured to be driven together.
  • FIG. 9 looks at in detail the operation of the LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the LED driving controller 1210 continuously detects the first LED group voltage level V LED G1 and the second LED group voltage level V LED G2 . (S900). The detection of the first LED group voltage level (V LED G1 ) and the second LED group voltage level (V LED G2 ) continues while the LED illuminator 1000 is operating.
  • the LED driving controller 1210 compares the detected second LED group voltage level V LED G2 with a set reference voltage V REF (for example, 65V), so that the second LED group 1302 operates normally. It is determined whether or not (S902). In the exemplary embodiment described with reference to FIG. 9, since the second forward voltage level Vf2 is configured to perform compensation, when the second LED group voltage level is less than the set reference voltage V REF , the LED driving controller ( 1210 determines that the compensation period is entered, and outputs the discharge switch control signal CON_SW1 to the switching unit 1430 to turn on the discharge switch SW1, thereby providing the second driving voltage providing module 1400 and the first driving voltage.
  • V REF for example, 65V
  • the second node node2 is connected to supply the second driving voltage to the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 (S906).
  • the fourth current path P4 is connected through the fourth LED group driver 1224, and the fourth LED driving current I LED4 drives the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304. Done.
  • the comparison between the first LED group voltage level V LED G1 and the set reference voltage V REF is performed together (S904), and as a result of the comparison, the first LED group 1301 is normally operated.
  • the LED driving control unit 1210 causes the first current path P1 to be connected at the same time to drive the first LED group 1301.
  • the LED group 1301 may be driven together by the first driving voltage (rectified voltage Vrec) (S906).
  • the first LED group 1301 is driven by the first LED driving current I LED1 controlled by the first LED group driver 1221. Therefore, at this point, the first current path P1 and the fourth current path P4 remain connected at the same time, and the first LED group 1301 is driven by the first driving voltage and the third LED group. 1303 and fourth LED group 1304 are driven by the second driving voltage.
  • the LED driving controller 1210 continuously compares the first LED group voltage level V LED G1 with a reference voltage (S908), and the voltage level of the rectified voltage Vrec decreases as time passes, so that the first LED When the group voltage level V LED G1 falls below the reference voltage, the driving of the first LED group 1301 is stopped and the driving of the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 by the second driving voltage. This is to be continued (S910). In this case, the LED driving controller 1210 may release the connection of the first current path P1 or may not perform a separate control to stop driving of the first LED group 1301 (this At this point, since the first LED group 1301 does not emit light regardless of whether the first current path P1 is connected).
  • the LED driving controller 1210 causes the first LED to be driven by the first driving voltage.
  • the group 1301 may be driven (S912 and S914).
  • step S910 when the first current path P1 is configured to be disconnected, at this point, the LED driving control unit 1210 controls the first LED group driving unit 1221 so that the first current path P1 is closed.
  • the first LED group 1301 can be driven by the first driving voltage.
  • step S910 when configured to maintain the connection of the first current path (P1), the LED driving control unit 1210 does not perform a separate control at this time. In this case, the third LED group 1303 and the fourth LED group 1304 are continuously driven by the second driving voltage.
  • the LED When the voltage level of the rectified voltage Vrec increases as time passes and both the first LED group voltage level V LED G1 and the second LED group voltage level V LED G2 reach the reference voltage, the LED is driven.
  • the control unit 1210 determines that the compensation section is out of control and performs the compensation section departure control (S916, S918). Accordingly, the LED driving controller 1210 stops outputting the discharge switch control signal CON_SW1 output to the switching unit 1430, and as a result, the discharge switch SW1 is turned off to provide the second driving voltage providing module 1400. ) And the second node (node 2) is disconnected. In addition, the LED driving controller 1210 turns off the first LED group driver 1221 and turns on the second LED group driver 1222 so that the second current path P2 is connected.
  • the LED driving control unit 1210 sequentially drives the LED groups according to the voltage level of the rectified voltage Vrec input according to the driving control method in the non-compensation section as described above (S920). At the same time, steps S902 to S904 are performed.
  • the charging current Ic is introduced into the energy charging / discharging unit 1410 in the second driving voltage providing module 1400 in the non-compensation section to charge the energy charging / discharging unit 1410.
  • the charging current Ic during charging may be controlled to be a constant current to a preset value by the charging current controller 1420.

Abstract

본 발명은 LED 연속구동을 위한 LED 구동회로, 이를 포함하는 LED 조명장치 및 구동방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 에너지 충방전이 가능한 소자 및/또는 회로를 이용하여 LED 조명의 광출력을 보상할 수 있는 LED 연속구동을 위한 LED 구동회로, 이를 포함하는 LED 조명장치 및 구동방법를 개시한다.

Description

LED 연속구동을 위한 LED 구동회로, 이를 포함하는 LED 조명장치 및 구동방법
LED 연속구동을 위한 LED 구동회로, 이를 포함하는 LED 조명장치 및 구동방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 에너지 충방전이 가능한 소자 및/또는 회로를 이용하여 LED 조명의 광출력을 보상할 수 있는 LED 연속구동을 위한 LED 구동회로, 이를 포함하는 LED 조명장치 및 구동방법에 관한 것이다.
LED 구동은 직류구동 방식이 일반적이다. 직류구동 방식의 경우 SMPS 등의 AC-DC 컨버터가 필수적으로 요구되며, 이러한 전원 컨버터는 조명기구의 제조단가를 상승시키고, 조명기구의 소형화를 어렵게 하며, 조명기구의 에너지 효율을 떨어뜨리고, 짧은 수명으로 인해 조명기구의 수명을 단축시킨다는 문제점이 있다.
이러한 직류구동 방식의 문제점을 해결하기 위하여, LED의 교류구동 방식이 제안되었다(한국 특허공개공보 제10-2012-0032509호 등). 그러나 이러한 기술에 따른 회로의 경우 입력전압과 LED에서 출력되는 전류의 불일치로 인하여 역률이 저하되는 문제가 있을 뿐 아니라, LED의 비발광 구간이 길어 사용자가 조명의 깜빡거림을 인지하게되는 플리커 현상이 발생한다는 문제점이 있다.
전술한 바와 같은 LED 교류구동 방식의 문제점을 해결하기 위하여, 교류 LED의 순차구동 방식이 제안되었다(한국 특허공개공보 제10-2012-0041093호 등). 이러한 교류 LED의 순차구동 방식에 따르면, 입력전압이 시간에 따라 증가하는 상황에서, Vf1에서 제 1 LED가 먼저 발광을 시작하고, Vf1보다 높은 전압인 Vf2에서 제 2 LED가 제 1 LED와 직렬연결되어 제 2 LED가 발광을 시작하고, Vf2보다 높은 전압인 Vf3에서 제 3 LED가 제 2 LED 및 제 1 LED와 직렬연결되어 제 3 LED가 발광을 시작하게 된다. 또한, 입력전압이 시간에 따라 감소하는 상황에서, Vf3에서 제 3 LED가 먼저 발광을 중지하고, Vf2에서 제 2 LED가 발광을 중지하며, Vf1에서 제 1 LED가 마지막으로 발광을 중지함으로써, LED 구동전류가 입력전압에 근사하도록 설계된다. 이러한 교류 LED 순차구동 방식에 따르는 경우, LED 구동전류가 교류 입력전압과 비슷한 형태로 수렴하기 때문에 역률이 개선되는 장점이 있으나, 여전히 입력전압이 Vf1에 미치지 못하는 비발광구간에서의 플리커 현상이 발생되며, LED 발광모듈별 발광시간이 상이하여 조명장치의 광특성이 균일하지 못하다는 문제점이 있다.
한편, 전술한 바와 같은 교류 LED 순차구동 방식의 문제점을 해결하기 위하여, 평활 캐패시터, 역률 보상회로 등을 이용하여 비발광구간을 제거하기 위한 다양한 기술이 제안되었다(한국 특허공개공보 제10-2010-0107196호). 그러나 이러한 기술에 따르는 경우, 평활 캐패시터가 충전을 시작하는 시점에서 전류가 급격히 증가하는 소자특성으로 인해 전체 고조파 왜곡률(Total Harmonic Distortion, THD)이 오히려 악화되는 문제점이 있다. 또한, 비발광구간에서 모든 LED를 구동하기 위해서 평활 캐패시터는 적어도 Vf3 이상의 전압을 유지해야 하기 때문에 높은 정전용량이 요구된다는 문제점이 있다. 또한, 이로 인하여, 평활 캐패시터의 가격이 증가하고, LED 조명기구의 소형화가 어려워진다는 문제점이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국 특허공개공보 제10-2012-0032509호
(특허문헌 2) 한국 특허공개공보 제10-2012-0041093호
(특허문헌 3) 한국 특허공개공보 제10-2010-0107196호
본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다.
본 발명은 비발광구간을 제거하여 플리커 현상을 효과적으로 제거할 수 있는 LED 구동회로, 이를 포함하는 LED 조명장치 및 구동방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 제 2 구동전압 제공을 위한 에너지 충방전 소자(또는 회로)가 LED 그룹 전체와 연결되지 않고 직렬연결된 LED 그룹의 중간 노드와 연결됨으로써, 요구되는 에너지 충방전 소자 또는 회로의 에너지 저장용량을 낮출 수 있고, 제조비용을 절감하며, LED 조명기구를 소형화할 수 있는 LED 구동회로, 이를 포함하는 LED 조명장치 및 구동방법을 제공하는 것을 다른 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 제 2 구동전압 제공을 위한 에너지 충방전 소자(또는 회로)가 LED 그룹 전체와 연결되지 않고 직렬연결된 LED 그룹의 중간 노드와 연결됨으로써, 이로 인해 LED 그룹들 전체와 평활 캐패시터가 연결되는 종래기술 비해 상대적으로 긴 구간에서 에너지 충방전 소자(또는 회로)가 충전될 수 있는 LED 구동회로, 이를 포함하는 LED 조명장치 및 구동방법을 제공하는 것을 또 다른 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 비발광구간에서 발광구간이 상대적으로 긴 전단의 LED 그룹을 OFF하고, 발광구간이 상대적으로 짧은 후단의 LED 그룹을 선택적으로 구동함으로써 복수의 LED 그룹 간 발광시간의 균일성을 제고함으로써 LED 그룹의 부분적인 열화를 방지하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 LED 그룹(들)에 걸리는 전압을 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 에너지 충방전 소자(또는 회로)의 온/오프 시점을 정확하게 제어할 수 있는 LED 구동회로, 이를 포함하는 LED 조명장치 및 구동방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 LED 그룹(들)을 구동하는 구동 전류를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 에너지 충방전 소자(또는 회로)의 온/오프 시점을 정확하게 제어할 수 있는 LED 구동회로, 이를 포함하는 LED 조명장치 및 구동방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특유의 효과를 달성하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 시간에 따라 전압값이 변화하고 최소 전압값이 적어도 Vf1 이하이며, 최대 전압값이 적어도 Vfn 이상인 제 1 구동전압을, 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 포함하는 LED 발광모듈(n은 2 이상의 정수)에 제공하고, 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 순차구동하는 LED 구동모듈; 및 상기 제 1 구동전압의 일부를 저장하고, 상기 LED 구동모듈에 제어에 따라 Vfm 보상구간(1≤m≤n-1)에서 상기 LED 그룹들 중 적어도 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 m LED 그룹을 제외한 일부의 상기 LED 그룹들에 선택적으로 제 2 구동전압을 제공하는 제 2 구동전압 제공모듈;을 포함하되, 상기 LED 구동모듈은 제 m LED 그룹의 동작상태를 검출하고, 상기 제 m LED 그룹이 정상적으로 동작하지 않는 경우 상기 Vfm 보상구간에 진입하는 것으로 판단하고, 상기 제 m LED 그룹이 다시 정상적으로 동작하는 경우 상기 Vfm 보상구간에서 이탈한 것을 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로가 제공된다.
보다 바람직하게, 상기 제 1 구동전압은, 전파정류된 교류전압(alternating voltage)이고, 상기 LED 발광모듈은, 제 k LED 그룹의 캐소드 단과 제 k+1 LED 그룹의 애노드 단 사이의 제 k 노드를 포함하고(1≤k≤n-1, m≤k), 상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 제 k 노드에 연결되는 에너지 충방전부를 포함하여 구성되어, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 k LED 그룹을 제외한 상기 제 k+1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹 양단의 전압을 검출하고, 검출된 상기 제 m LED 그룹 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹의 구동전류를 검출하고, 검출된 상기 구동전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 구동되지 않도록 제어하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 구동전압을 제공받아 순차구동되도록 제어하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 발광모듈은, 상기 제 k 노드와 상기 제 k LED 그룹의 캐소드 사이에 상기 제 2 구동전압에 의한 전류가 상기 제 k LED 그룹으로 입력되는 것을 차단하는 전류 차단부;를 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf2 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 Vf2 보상구간에서 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹을 상기 제 1 구동전압으로 구동하며, 상기 제 2 구동전압을 이용하여 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹 중 적어도 하나 이상의 LED 그룹을 구동하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf1 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 제 1 구동전압의 일부를 저장하는 경우 상기 제 2 구동전압 제공모듈에 입력되는 충전전류를 미리 설정된 정전류 값으로 제한하는 충전전류 제어부;를 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 에너지 충방전부와 상기 제 k 노드 사이의 전기적 연결을 제어하는 스위칭부;를 더 포함하고, 상기 에너지 충방전부는, 상기 스위칭부가 오프-상태인 경우 상기 제 1 구동전압에 의해 충전되는 충전모드에 진입하고, 상기 스위칭부가 온-상태인 경우 방전되어 상기 제 2 구동전압을 상기 LED 발광모듈에 제공하는 방전모드에 진입하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 시간에 따라 전압값이 변화하고 최소 전압값이 적어도 Vf1 이하이며, 최대 전압값이 적어도 Vfn 이상인 제 1 구동전압을 LED 발광모듈(n은 2 이상의 정수)에 제공하고, 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 순차구동하는 LED 구동모듈; 제 1 LED 그룹, 제 2 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 포함하여 구성되고, 상기 LED 구동모듈로부터 상기 제 1 구동전압을 제공받는 LED 발광모듈(n은 2 이상의 정수); 및 상기 제 1 구동전압의 일부를 저장하고, 상기 LED 구동모듈에 제어에 따라 Vfm 보상구간(1≤m≤n-1)에서 상기 LED 그룹들 중 적어도 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 m LED 그룹을 제외한 일부의 상기 LED 그룹들에 선택적으로 제 2 구동전압을 제공하는 제 2 구동전압 제공모듈;을 포함하되, 상기 LED 구동모듈은 제 m LED 그룹의 동작상태를 검출하고, 상기 제 m LED 그룹이 정상적으로 동작하지 않는 경우 상기 Vfm 보상구간에 진입하는 것으로 판단하고, 상기 제 m LED 그룹이 다시 정상적으로 동작하는 경우 상기 Vfm 보상구간에서 이탈한 것을 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치가 제공된다.
보다 바람직하게, 상기 제 1 구동전압은, 전파정류된 교류전압(alternating voltage)이고, 상기 LED 발광모듈은, 제 k LED 그룹의 캐소드 단과 제 k+1 LED 그룹의 애노드 단 사이의 제 k 노드를 포함하고(1≤k≤n-1, m≤k), 상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 제 k 노드에 연결되는 에너지 충방전부를 포함하여 구성되어, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 k LED 그룹을 제외한 상기 제 k+1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹 양단의 전압을 검출하고, 검출된 상기 제 m LED 그룹 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹의 구동전류를 검출하고, 검출된 상기 구동전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 구동되지 않도록 제어하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 구동전압을 제공받아 순차구동되도록 제어하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 발광모듈은, 상기 제 k 노드와 상기 제 k LED 그룹의 캐소드 사이에 상기 제 2 구동전압에 의한 전류가 상기 제 k LED 그룹으로 입력되는 것을 차단하는 전류 차단부;를 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf2 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 Vf2 보상구간에서 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹을 상기 제 1 구동전압으로 구동하며, 상기 제 2 구동전압을 이용하여 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹 중 적어도 하나 이상의 LED 그룹을 구동하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf1 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 시간에 따라 전압값이 변화하는 제 1 구동전압을 이용하여, 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹(n은 2 이상의 정수)을 포함하는 LED 발광모듈을 순차구동하는 LED 조명장치의 구동방법에 있어서, (a) 제 m LED 그룹의 동작상태를 검출하는 단계((1≤m≤n-1)); (b) 상기 제 m LED 그룹이 정상적으로 동작하는 경우, 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹을 상기 제 1 구동전압을 이용하여 순차구동하며, 상기 제 1 구동전압의 일부를 제 2 구동전압 공급모듈에 저장하는 단계; 및 (c) 상기 제 m LED 그룹이 정상적으로 동작하지 않는 경우, Vfm 보상구간에 있는 것으로 판단하고, 상기 제 2 구동전압 제공모듈로부터 출력되는 제 2 구동전압을 상기 LED 그룹들 중 적어도 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 m LED 그룹을 제외한 일부의 상기 LED 그룹들에 선택적으로 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법가 제공된다.
보다 바람직하게, 상기 제 1 구동전압은, 전파정류된 교류전압(alternating voltage)이고, 상기 LED 발광모듈은, 제 k LED 그룹의 캐소드 단과 제 k+1 LED 그룹의 애노드 단 사이의 제 k 노드를 포함하고(1≤k≤n-1, m≤k), 상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 제 k 노드에 연결되는 에너지 충방전부를 포함하여 구성되어, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 k LED 그룹을 제외한 상기 제 k+1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 (a) 단계는, 상기 제 m LED 그룹 양단의 전압을 검출하고, 검출된 상기 제 m LED 그룹 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 (a) 단계는, 상기 제 m LED 그룹의 구동전류를 검출하고, 검출된 상기 구동전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 (c) 단계는, 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 구동되지 않도록 제어하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 (c) 단계는, 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 구동전압을 제공받아 순차구동되도록 제어하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 발광모듈은, 상기 제 k 노드와 상기 제 k LED 그룹의 캐소드 사이에 상기 제 2 구동전압에 의한 전류가 상기 제 k LED 그룹으로 입력되는 것을 차단하는 전류 차단부;를 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, 상기 (c)단계는, Vf2 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 (c) 단계는, 상기 Vf2 보상구간에서 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹을 상기 제 1 구동전압으로 구동하며, 상기 제 2 구동전압을 이용하여 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹 중 적어도 하나 이상의 LED 그룹을 구동하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf1 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 (b) 단계는, 상기 제 1 구동전압의 일부를 저장하는 경우 상기 제 2 구동전압 제공모듈에 입력되는 충전전류를 미리 설정된 정전류 값으로 제한하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 에너지 충방전부와 상기 제 k 노드 사이의 전기적 연결을 제어하는 스위칭부;를 더 포함하고, 상기 (b) 단계는 상기 스위치부를 오프-상태로 전환하여 상기 에너지 충방전부에 상기 제 1 구동전압을 충전하고, 상기 (c) 단계는 상기 스위치부를 온-상태로 전환하여 상기 에너지 충방전부로부터 방전되는 상기 제 2 구동전압을 상기 LED 발광모듈에 제공하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 시간에 따라 전압값이 변화하고 최소 전압값이 적어도 Vf1 이하이며, 최대 전압값이 적어도 Vfn 이상인 제 1 구동전압을, 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 포함하는 LED 발광모듈(n은 2 이상의 정수)에 제공하고, 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 순차구동하는 LED 구동모듈; 및 상기 제 1 구동전압의 일부를 저장하고, 상기 LED 구동모듈에 제어에 따라 Vfm 보상구간(1≤m≤n-1)에서 상기 LED 그룹들 중 적어도 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 m LED 그룹을 제외한 일부의 상기 LED 그룹들에 선택적으로 제 2 구동전압을 제공하는 제 2 구동전압 제공모듈;을 포함하되, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 복수의 에너지 충방전소자를 포함하며, 상기 복수의 에너지 충방전소자는 충전모드에서 상기 제 1 구동전압의 일부를 직렬로 제공받아 충전되며, 방전모드에서 상기 제 2 구동전압을 병렬로 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로가 제공된다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 충전모드에서 상기 제 1 구동전압의 일부에 의해 충전되고, 상기 방전모드에서 방전되어 상기 제 2 구동전압을 제공하는 제 1 에너지 충방전소자 내지 제 l 에너지 충방전소자(l은 2 이상의 양의 정수)를 포함하는 에너지 충방전부; 상기 에너지 충방전부와 상기 LED 발광모듈 사이의 전기적 연결을 제어하는 스위칭부; 및 상기 충전모드에서 상기 에너지 충방전부로 입력되는 충전전류를 미리 설정된 정전류 값으로 제한하는 충전전류 제어부;를 포함하되, 제 1 에너지 충방전부 내지 제 l 에너지 충방전부는 상기 제 1 구동전압이 입력되는 입력단을 기준으로 서로 직렬로 연결되며, 상기 스위칭부를 기준으로 서로 병렬로 연결된다.
보다 바람직하게, 상기 에너지 충방전부는, 상기 스위칭부가 오프-상태인 경우 상기 제 1 구동전압에 의해 충전되는 충전모드에 진입하고, 상기 스위칭부가 온-상태인 경우 방전되어 상기 제 2 구동전압을 상기 LED 발광모듈에 제공하는 방전모드에 진입하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 에너지 충방전부는, 상기 제 1 구동전압 입력단에 연결되는 제 1 에너지 충방전소자; 상기 제 1 구동전압 입력단을 기준으로 상기 제 1 에너지 충방전소자에 직렬로 연결되며, 상기 스위칭부를 기준으로 상기 제 1 에너지 충방전소자에 병렬로 연결되는 제 2 에너지 충방전소자; 상기 제 1 구동전압 입력단과 상기 제 1 에너지 충방전소자 사이에 위치되어, 상기 제 1 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 구동전압 입력단으로 입력되는 것을 차단하는 제 1 전류 차단부; 및 상기 제 1 에너지 충방전소자와 상기 제 2 에너지 충방전소자 사이에 위치되어, 상기 제 2 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 2 전류 차단부;를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 에너지 충방전부는, 상기 제 1 에너지 충방전소자와 상기 스위칭부 사이에 위치되어, 상기 제 1 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 2 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 3 전류 차단부; 및 상기 제 2 에너지 충방전소자와 상기 스위칭부 사이에 위치되어, 상기 제 2 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 4 전류 차단부;를 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 제 m LED 그룹의 동작상태를 검출하고, 상기 제 m LED 그룹이 정상적으로 동작하지 않는 경우 상기 Vfm 보상구간에 진입하는 것으로 판단하고, 상기 제 m LED 그룹이 다시 정상적으로 동작하는 경우 상기 Vfm 보상구간에서 이탈한 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 1 구동전압은, 전파정류된 교류전압(alternating voltage)이고, 상기 LED 발광모듈은, 제 k LED 그룹의 캐소드 단과 제 k+1 LED 그룹의 애노드 단 사이의 제 k 노드를 포함하고(1≤k≤n-1, m≤k), 상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 제 k 노드에 연결되는 상기 에너지 충방전부를 포함하여 구성되어, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 k LED 그룹을 제외한 상기 제 k+1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹 양단의 전압을 검출하고, 검출된 상기 제 m LED 그룹 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹의 구동전류를 검출하고, 검출된 상기 구동전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 구동되지 않도록 제어하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 구동전압을 제공받아 순차구동되도록 제어하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 발광모듈은, 상기 제 k 노드와 상기 제 k LED 그룹의 캐소드 사이에 상기 제 2 구동전압에 의한 전류가 상기 제 k LED 그룹으로 입력되는 것을 차단하는 전류 차단부;를 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf2 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 Vf2 보상구간에서 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹을 상기 제 1 구동전압으로 구동하며, 상기 제 2 구동전압을 이용하여 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹 중 적어도 하나 이상의 LED 그룹을 구동하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf1 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 시간에 따라 전압값이 변화하고 최소 전압값이 적어도 Vf1 이하이며, 최대 전압값이 적어도 Vfn 이상인 제 1 구동전압을 LED 발광모듈(n은 2 이상의 정수)에 제공하고, 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 순차구동하는 LED 구동모듈; 제 1 LED 그룹, 제 2 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 포함하여 구성되고, 상기 LED 구동모듈로부터 상기 제 1 구동전압을 제공받는 LED 발광모듈(n은 2 이상의 정수); 및 상기 제 1 구동전압의 일부를 저장하고, 상기 LED 구동모듈에 제어에 따라 Vfm 보상구간(1≤m≤n-1)에서 상기 LED 그룹들 중 적어도 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 m LED 그룹을 제외한 일부의 상기 LED 그룹들에 선택적으로 제 2 구동전압을 제공하는 제 2 구동전압 제공모듈;을 포함하되, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 복수의 에너지 충방전소자를 포함하며, 상기 복수의 에너지 충방전소자는 충전모드에서 상기 제 1 구동전압의 일부를 직렬로 제공받아 충전되며, 방전모드에서 상기 제 2 구동전압을 병렬로 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치가 제공된다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 충전모드에서 상기 제 1 구동전압의 일부에 의해 충전되고, 상기 방전모드에서 방전되어 상기 제 2 구동전압을 제공하는 제 1 에너지 충방전소자 내지 제 l 에너지 충방전소자(l은 2 이상의 양의 정수)를 포함하는 에너지 충방전부; 상기 에너지 충방전부와 상기 LED 발광모듈 사이의 전기적 연결을 제어하는 스위칭부; 및 상기 충전모드에서 상기 에너지 충방전부로 입력되는 충전전류를 미리 설정된 정전류 값으로 제한하는 충전전류 제어부;를 포함하되, 제 1 에너지 충방전부 내지 제 l 에너지 충방전부는 상기 제 1 구동전압이 입력되는 입력단을 기준으로 서로 직렬로 연결되며, 상기 스위칭부를 기준으로 서로 병렬로 연결되도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 에너지 충방전부는, 상기 스위칭부가 오프-상태인 경우 상기 제 1 구동전압에 의해 충전되는 충전모드에 진입하고, 상기 스위칭부가 온-상태인 경우 방전되어 상기 제 2 구동전압을 상기 LED 발광모듈에 제공하는 방전모드에 진입하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 에너지 충방전부는, 상기 제 1 구동전압 입력단에 연결되는 제 1 에너지 충방전소자; 상기 제 1 구동전압 입력단을 기준으로 상기 제 1 에너지 충방전소자에 직렬로 연결되며, 상기 스위칭부를 기준으로 상기 제 1 에너지 충방전소자에 병렬로 연결되는 제 2 에너지 충방전소자; 상기 제 1 구동전압 입력단과 상기 제 1 에너지 충방전소자 사이에 위치되어, 상기 제 1 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 구동전압 입력단으로 입력되는 것을 차단하는 제 1 전류 차단부; 및 상기 제 1 에너지 충방전소자와 상기 제 2 에너지 충방전소자 사이에 위치되어, 상기 제 2 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 2 전류 차단부;를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 에너지 충방전부는, 상기 제 1 에너지 충방전소자와 상기 스위칭부 사이에 위치되어, 상기 제 1 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 2 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 3 전류 차단부; 및 상기 제 2 에너지 충방전소자와 상기 스위칭부 사이에 위치되어, 상기 제 2 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 4 전류 차단부;를 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 제 m LED 그룹의 동작상태를 검출하고, 상기 제 m LED 그룹이 정상적으로 동작하지 않는 경우 상기 Vfm 보상구간에 진입하는 것으로 판단하고, 상기 제 m LED 그룹이 다시 정상적으로 동작하는 경우 상기 Vfm 보상구간에서 이탈한 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 1 구동전압은, 전파정류된 교류전압(alternating voltage)이고, 상기 LED 발광모듈은, 제 k LED 그룹의 캐소드 단과 제 k+1 LED 그룹의 애노드 단 사이의 제 k 노드를 포함하고(1≤k≤n-1, m≤k), 상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 제 k 노드에 연결되는 상기 에너지 충방전부를 포함하여 구성되어, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 k LED 그룹을 제외한 상기 제 k+1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹 양단의 전압을 검출하고, 검출된 상기 제 m LED 그룹 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹의 구동전류를 검출하고, 검출된 상기 구동전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 구동되지 않도록 제어하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 구동전압을 제공받아 순차구동되도록 제어하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 발광모듈은, 상기 제 k 노드와 상기 제 k LED 그룹의 캐소드 사이에 상기 제 2 구동전압에 의한 전류가 상기 제 k LED 그룹으로 입력되는 것을 차단하는 전류 차단부;를 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf2 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 구동모듈은 상기 Vf2 보상구간에서 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹을 상기 제 1 구동전압으로 구동하며, 상기 제 2 구동전압을 이용하여 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹 중 적어도 하나 이상의 LED 그룹을 구동하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf1 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 시간에 따라 전압값이 변화하는 제 1 구동전압을 이용하여, 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹(n은 2 이상의 정수)을 포함하는 LED 발광모듈을 순차구동하는 LED 조명장치의 구동방법에 있어서, (a) 미리 설정된 Vfm 보상구간인지 여부를 판단하는 단계; (b) 상기 Vfm 보상구간이 아닌 경우, 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹을 상기 제 1 구동전압을 이용하여 순차구동하며, 상기 제 1 구동전압의 일부를 제 2 구동전압 공급모듈에 저장하는 단계; 및 (c) 상기 Vfm 보상구간인 경우, 상기 제 2 구동전압 제공모듈로부터 출력되는 제 2 구동전압을 상기 LED 그룹들 중 적어도 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 m LED 그룹을 제외한 일부의 상기 LED 그룹들에 선택적으로 제공하는 단계;를 포함하되, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 복수의 에너지 충방전소자를 포함하며, 상기 (b) 단계에서 상기 복수의 에너지 충방전소자는 상기 제 1 구동전압의 일부를 직렬로 제공받아 충전되며, 상기 (c) 단계에서 상기 복수의 에너지 충방전소자는 상기 제 2 구동전압을 병렬로 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법이 제공된다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 충전모드에서 상기 제 1 구동전압의 일부에 의해 충전되고, 상기 방전모드에서 방전되어 상기 제 2 구동전압을 제공하는 제 1 에너지 충방전소자 내지 제 l 에너지 충방전소자(l은 2 이상의 양의 정수)를 포함하는 에너지 충방전부; 상기 에너지 충방전부와 상기 LED 발광모듈 사이의 전기적 연결을 제어하는 스위칭부; 및 상기 충전모드에서 상기 에너지 충방전부로 입력되는 충전전류를 미리 설정된 정전류 값으로 제한하는 충전전류 제어부;를 포함하되, 제 1 에너지 충방전부 내지 제 l 에너지 충방전부는 상기 제 1 구동전압이 입력되는 입력단을 기준으로 서로 직렬로 연결되며, 상기 스위칭부를 기준으로 서로 병렬로 연결되도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 (b) 단계에서 상기 스위칭부가 턴-오프되어 상기 에너지 충방전부가 상기 제 1 구동전압에 의해 충전되는 충전모드에 진입하고, 상기 (c) 단계에서 상기 스위칭부가 턴-온되어 상기 제 2 구동전압을 상기 LED 발광모듈에 제공하는 방전모드에 진입하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 에너지 충방전부는, 상기 제 1 구동전압 입력단에 연결되는 제 1 에너지 충방전소자; 상기 제 1 구동전압 입력단을 기준으로 상기 제 1 에너지 충방전소자에 직렬로 연결되며, 상기 스위칭부를 기준으로 상기 제 1 에너지 충방전소자에 병렬로 연결되는 제 2 에너지 충방전소자; 상기 제 1 구동전압 입력단과 상기 제 1 에너지 충방전소자 사이에 위치되어, 상기 제 1 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 구동전압 입력단으로 입력되는 것을 차단하는 제 1 전류 차단부; 및 상기 제 1 에너지 충방전소자와 상기 제 2 에너지 충방전소자 사이에 위치되어, 상기 제 2 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 2 전류 차단부;를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 에너지 충방전부는, 상기 제 1 에너지 충방전소자와 상기 스위칭부 사이에 위치되어, 상기 제 1 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 2 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 3 전류 차단부; 및 상기 제 2 에너지 충방전소자와 상기 스위칭부 사이에 위치되어, 상기 제 2 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 4 전류 차단부;를 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 (a) 단계는, 제 m LED 그룹의 동작상태를 검출하고, 상기 제 m LED 그룹이 정상적으로 동작하지 않는 경우 상기 Vfm 보상구간에 진입하는 것으로 판단하고, 상기 제 m LED 그룹이 다시 정상적으로 동작하는 경우 상기 Vfm 보상구간에서 이탈한 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 1 구동전압은, 전파정류된 교류전압(alternating voltage)이고, 상기 LED 발광모듈은, 제 k LED 그룹의 캐소드 단과 제 k+1 LED 그룹의 애노드 단 사이의 제 k 노드를 포함하고(1≤k≤n-1, m≤k), 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 제 k 노드에 연결되며, 상기 (c) 단계는 상기 Vfm 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 k LED 그룹을 제외한 상기 제 k+1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 (a) 단계는, 상기 제 m LED 그룹 양단의 전압을 검출하고, 검출된 상기 제 m LED 그룹 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 (a) 단계는, 상기 제 m LED 그룹의 구동전류를 검출하고, 검출된 상기 구동전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 (c) 단계는, 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 구동되지 않도록 제어하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 (c) 단계는, 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 구동전압을 제공받아 순차구동되도록 제어하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 LED 발광모듈은, 상기 제 k 노드와 상기 제 k LED 그룹의 캐소드 사이에 상기 제 2 구동전압에 의한 전류가 상기 제 k LED 그룹으로 입력되는 것을 차단하는 전류 차단부;를 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, 상기 (c) 단계는, Vf2 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 (c) 단계는, 상기 Vf2 보상구간에서 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹을 상기 제 1 구동전압으로 구동하며, 상기 제 2 구동전압을 이용하여 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹 중 적어도 하나 이상의 LED 그룹을 구동하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, 상기 (c) 단계는 Vf1 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 비발광구간을 제거하여 플리커 현상을 제거할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제 2 구동전압 제공을 위한 에너지 충방전 소자(또는 회로)가 LED 그룹 전체와 연결되지 않고 직렬연결된 LED 그룹의 중간 노드와 연결됨으로써, 비발광구간에서 에너지 충방전 소자(또는 회로)는 Vfn이 아닌 그보다 크기가 작은 'Vfn-Vfk'에 해당하는 전압 이상을 유지하기 때문에, 상대적으로 낮은 에너지 저장용량이 요구되며, 이로 인해 에너지 충방전 소자(또는 회로)로 인한 제조가격 증가요인을 저감하고, LED 조명기구의 소형화가 가능하게 된다는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, LED 그룹들 전체와 평활 캐패시터가 연결되는 종래기술의 경우 상대적으로 높은 전압값인 Vfn(최후의 LED 그룹이 발광하는 전압) 이상인 상대적으로 짧은 구간에서만 충전이 가능한 것에 비해, LED 그룹들의 중간노드와 에너지 충방전 소자(또는 회로)가 연결되는 본 발명의 경우 상대적으로 낮은 전압값인 'Vfn-Vfk' 이상인 상대적으로 긴 구간에서 에너지 충방전 소자(또는 회로)의 충전이 가능하여 에너지 충방전 소자(또는 회로)가 보다 많은 전하를 충전할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, LED 그룹(들)에 걸리는 전압을 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 에너지 충방전 소자(또는 회로)의 온/오프 시점을 정확하게 제어할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, LED 그룹(들)을 구동하는 구동 전류를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 에너지 충방전 소자(또는 회로)의 온/오프 시점을 정확하게 제어할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 LED 조명장치의 개략적인 구성 블록도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 LED 조명장치의 상세 구성 블록도.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 제 2 구동전압 제공모듈을 포함하는 LED 조명장치의 회로도.
도 4는 4단 순차구동 LED 조명장치의 보상구간을 설명하기 위한 파형도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 커패시터 용량 결정을 설명하기 위한 그래프.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 제 1 순방향 전압레벨 보상을 수행하는 LED 조명장치의 정류전압, 정류전류, LED 구동전류, 충방전 제어신호, 충전전류/방전전류를 설명하기 위한 파형도.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 제 2 순방향 전압레벨 보상을 수행하는 LED 조명장치의 정류전압, 정류전류, LED 구동전류, 충방전 제어신호, 충전전류/방전전류를 설명하기 위한 파형도.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 제 2 구동전압 제공모듈을 포함하는 LED 조명장치의 회로도.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 LED 조명장치의 동작과정을 도시한 순서도.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
[본 발명의 바람직한 실시예]
본 발명의 실시예에서, 용어 'LED 그룹'이란 복수의 LED들(또는 복수의 발광셀들)이 직렬/병렬/직병렬로 연결되어, LED 구동모듈의 제어에 따라 하나의 단위로서 동작이 제어되는(즉, 같이 점등/소등되는) LED들의 집합을 의미한다.
또한, 용어 '제 1 순방향 전압 레벨(Vf1)'은 제 1 LED 그룹을 구동할 수 있는 임계 전압레벨을 의미하며, 용어 '제 2 순방향 전압 레벨(Vf2)'은 직렬로 연결된 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 구동할 수 있는 임계 전압레벨을 의미하고, 용어 '제 3 순방향 전압 레벨(Vf3)'은 직렬로 연결된 제 1 내지 제 3 LED 그룹들을 구동할 수 있는 임계 전압레벨을 의미한다. 즉, '제 n 순방향 전압 레벨(Vfn)'은 직렬로 연결된 제 1 내지 제 n LED 그룹들을 구동할 수 있는 임계 전압레벨을 의미한다.
또한, 용어 'LED 구동모듈'란 교류전압을 입력받아 LED를 구동 및 제어하는 모듈을 의미하며, 본 명세서 내에서 정류전압을 이용해 LED의 구동을 제어하는 실시예를 기준으로 설명하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 포괄적이고 광의적으로 해석되어야 한다.
또한, 용어 '순차구동 방식'이란 시간에 따라 크기가 변화하는 입력전압을 인가받아 LED를 구동하는 LED 구동모듈에 있어, 인가되는 입력전압의 증가에 따라 복수의 LED 그룹들을 순차적으로 발광시키고, 인가되는 입력전압의 감소에 따라 복수의 LED 그룹들을 순차적으로 소등시키는 구동방식을 의미한다.
또한, 용어 '제 1 구동전압'이란 입력전압 자체 또는 입력전압이 일정하게 처리되어(예를 들어, 정류회로 등의 과정을 통한 처리) LED 그룹들에 1차적으로 공급되는 구동전압을 의미한다.
또한, 용어 '제 2 구동전압'이란 입력전압이 에너지 저장 소자에 저장된 후, 에너지 저장 소자로부터 LED 그룹들에 2차적으로 공급되는 구동전압을 의미한다. 이러한 제 2 구동전압은, 예시적으로, 입력전압이 캐패시터에 저장된 후, 충전된 캐패시터로부터 LED 그룹들에 공급되는 구동전압일 수 있다.
또한, 용어 '보상구간'이란 순차구동 방식에 있어, 입력전압(정류전압)의 전압레벨이 미리 설정된 순방향 전압레벨 미만인 구간으로서 LED 그룹에 구동전류를 공급하지 못하는 구간을 의미한다. 예를 들어, 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상구간은 정류전압의 전압레벨이 Vf1 미만인 구간을 의미하며, 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상구간은 정류전압의 전압레벨이 Vf2 미만인 구간을 의미한다. 따라서 제 n 순방향 전압레벨(Vfn) 보상구간은 정류전압의 전압레벨이 Vfn 미만인 구간을 의미한다. 또한, 용어 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상이란 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상구간에서 제 2 구동전압을 LED 그룹에 공급함으로써 LED 그룹에 구동전류를 공급하는 것을 의미하며, 용어 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상이란 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상구간에서 제 2 구동전압을 LED 그룹에 공급하는 것을 의미한다. 따라서, 제 n 순방향 전압레벨(Vfn) 보상이란 제 n 순방향 전압레벨(Vfn) 보상구간에서 제 2 구동전압을 LED 그룹에 공급하는 것을 의미한다.
또한, 용어 '비보상구간'(또는 '정상 동작구간')이란 순차구동 방식에 있어, 입력전압(정류전압)의 전압레벨이 미리 설정된 미리 설정된 순방향 전압레벨 이상인 구간으로서, 입력전압(제 1 구동전압)이 LED 그룹에 공급되어 LED 그룹(들)이 발광하는 구간을 의미한다. 예시적으로, 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상을 수행하는 실시예에 있어 '비보상구간'(또는 '정상 동작구간')은 입력전압의 전압레벨이 Vf1 이상인 구간을 의미하며, 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 수행하는 실시예에 있어 '비보상구간'(또는 '정상 동작구간')은 입력전압의 전압레벨이 Vf2 이상인 구간을 의미한다. 따라서, 제 n 순방향 전압레벨(Vfn) 보상을 수행하는 실시예에 있어 '비보상구간'(또는 '정상 동작구간')은 입력전압의 전압레벨이 Vfn 이상인 구간을 의미한다.
또한, 용어 'LED 그룹 전압레벨'이란 특정 LED 그룹의 양단에 걸리는 전압레벨을 의미한다. 예를 들어, 제 1 LED 그룹 전압레벨이란, 제 1 LED 그룹의 양단에 걸리는 전압레벨을 의미하며, 제 2 LED 그룹 전압레벨이란, 제 2 LED 그룹의 양단에 걸리는 전압레벨을 의미한다. 따라서, '제 n LED 그룹 전압레벨'이란, 제 n LED 그룹의 양단에 걸리는 전압레벨을 의미한다.
또한, 본 명세서 내에서 임의의 특정 전압, 특정 시점, 특정 온도 등을 나타내기 위하여 사용되는 V1, V2, V3,..., t1, t2,..., T1, T2, T3, 등의 용어는 절대적인 값을 나타내기 위하여 사용되는 것이 아니라 서로를 구분하기 위하여 사용된다.
LED 조명장치의 개괄
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 LED 조명장치의 개략적인 구성 블록도이다. 이하에서, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)의 구성과 기능에 대하여 개괄적으로 살펴보도록 한다.
먼저, 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)는 정류모듈(1100), LED 구동모듈(1200) 및 제 2 구동전압 제공모듈(1300)을 포함하는 LED 구동회로(1500)와 LED 구동회로의 제어에 따라 구동되는 LED 발광모듈(1300)을 포함할 수 있다.
LED 구동회로(1500)는 교류 전압원으로부터 교류전압(Vac)을 입력받고, 입력된 교류전압을 정류하여 정류전압(Vrec)을 생성한다. 또한, LED 구동회로(1500)는 생성된 정류전압(Vrec)을 이용하여 LED 발광모듈(1300)로 제 1 구동전압을 제공함으로써 LED 발광모듈(1300)의 구동을 제어하도록 구성된다. 예시적인 목적으로, 그리고, 명료한 이해를 위하여, 이하에서, 본 발명에 따른 LED 구동회로(1500)가 입력되는 교류전압(Vac)을 정류한 후, 생성된 정류전압을 이용하여 LED 발광모듈(1300)의 구동을 제어하는 실시예를 기준으로 설명한다. 따라서, 이러한 실시예에 있어, 제 1 구동전압은 정류전압(Vrec)이다. 그러나, 본 발명에 따른 LED 구동회로(1500)가 정류전압(Vrec)을 이용하는 것에 한정되는 것은 아니며, 오히려, 순차구동방식이 채택될 수 있는, 즉, 입력전압의 크기가 시간에 따라 변화하는 다양한 경우에 있어 본 발명에 따른 LED 구동회로(1500)가 적용될 수 있음에 유의하여야 한다. 예를 들어, 본 발명에 따른 LED 구동회로(1500)는 교류전압(Vac)을 직접적으로 인가받아 순차구동될 수 있는 교류 LED(예시적으로, LED 그룹들이 서로 역병렬로 배치된 LED)의 구동에 이용될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 LED 구동회로(1500)는 전술한 바와 같이 정상 동작구간 동안 제 1 구동전압의 일부를 저장한 후, 전술한 바와 같은 보상구간 동안 저장된 에너지를 제 2 구동전압으로서 LED 발광모듈(1300)에 공급하는 기능을 함께 수행하도록 구성된다. 이러한 구성으로 인하여, 본 발명에 따른 LED 구동회로(1500)는 LED 발광모듈(1300)의 비발광구간을 없앰으로써 플리커 현상을 개선할 수 있다.
전술한 바와 같은 기능을 수행하기 위하여, 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 정류모듈(1100), LED 구동모듈(1200), 제 2 구동전압 제공모듈(1400) 및 LED 발광모듈(1300)을 포함할 수 있다.
먼저, LED 발광모듈(1300)은 복수의 LED 그룹들로 구성될 수 있으며, LED 발광모듈(1300)에 포함된 복수의 LED 그룹들은 LED 구동모듈(1200)의 제어에 따라 순차적으로 발광되고, 순차적으로 소등된다. 도 1 내지 도 3에는 제 1 LED 그룹(1301), 제 2 LED 그룹(1302), 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)을 포함하고 있는 LED 발광모듈(1300)이 개시되어 있으나, 필요에 따라 LED 발광모듈(1300)에 포함되는 LED 그룹의 수가 다양하게 변경될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
한편, 실시예를 구성하기에 따라, 제 1 LED 그룹(1301), 제 2 LED 그룹(1302), 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)은 각각 서로 상이한 순방향 전압 레벨을 가질 수도 있다. 예를 들어, 제 1 LED 그룹(1301), 제 2 LED 그룹(1302), 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)이 각각 상이한 수의 LED 소자를 포함하여 구성되는 경우, 제 1 LED 그룹(1301), 제 2 LED 그룹(1302), 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)은 서로 다른 순방향 전압 레벨을 가지게 될 것이다.
본 발명에 따른 정류모듈(1100)은 외부 전원으로부터 입력되는 교류전압(Vac)을 정류하여 정류전압(Vrec)을 생성 및 출력하도록 구성된다. 이러한 정류모듈(1100)로서 전파 정류회로, 반파 정류회로 등 공지된 다양한 정류회로 중 하나가 이용될 수 있다. 정류모듈(1100)로부터 출력되는 정류전압(Vrec)은 LED 발광모듈(1300), LED 구동모듈(1200) 및 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로 출력된다. 도 2 및 도 3에는 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4)로 구성된 브리지 전파 정류회로가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 LED 구동모듈(1200)은 입력되는 정류전압의 크기를 판단하고, 판단된 정류전압의 크기에 따라 LED 발광모듈(1300)(보다 구체적으로는 LED 발광모듈(1300)에 포함되는 복수의 LED 그룹들(1301~1304) 각각)에 제공될 LED 구동신호의 크기, LED 구동신호의 제공시점 및 차단시점을 결정한다. 또한, LED 구동모듈(1200)은 결정된 LED 구동신호의 제공시점에 하나 또는 복수의 LED 그룹(들)(1301~1304 중 하나 이상)으로 결정된 크기를 갖는 LED 구동신호를 제공하며, 결정된 LED 구동신호의 차단시점에 하나 또는 복수의 LED 그룹(들)(1301~1304 중 하나 이상)으로의 LED 구동신호의 제공을 중지함으로써, LED 발광모듈(1300)의 구동을 제어하도록 구성된다. 이러한 본 발명에 따른 LED 구동모듈(1200)의 상세 구성과 기능에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 LED 구동모듈(1200)은 제 2 구동전압 제공모듈(1400)의 동작을 제어하는 기능을 더 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 LED 구동모듈(1200)은 LED 그룹들(1301~1304) 중 어느 하나 또는 하나 이상의 양단의 전압레벨 또는 LED 그룹(1301~1304 중 어느 하나)에 흐르는 전류를 모니터링하여 보상구간을 판단하고, 보상구간에 진입하는 것으로 판단되는 경우 제 2 구동전압 제공모듈(1400)을 제어하여 제 2 구동전압이 LED 발광모듈(1300)로 공급될 수 있도록 하며, 또한, 보상구간이 종료되는 것으로 판단되는 경우 제 2 구동전압 제공모듈(1400)을 제어하여 제 2 구동전압의 공급을 중단하도록 구성될 수 있다. 이러한 LED 구동모듈(1200)의 제 2 구동전압 제공모듈(1400) 동작제어 기능의 상세한 내용에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.
본 발명에 따른 제 2 구동전압 제공모듈(1400)은 정류모듈(1100)과 LED 발광모듈(1300) 사이에 위치되어, 정류모듈(1100)로부터 정류전압(즉, 제 1 구동전압)을 입력받아 에너지를 저장하며, 미리 설정된 조건을 충족하는 경우 또는 LED 구동모듈(1200)의 제어에 따라 저장된 에너지를 제 2 구동전압으로서 LED 발광모듈(1300)에 제공하는 기능을 수행하도록 구성된다. 이러한 본 발명에 따른 제 2 구동전압 제공모듈(1400)의 상세 구성과 기능에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.
LED 구동모듈의 구성과 기능
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 LED 조명장치의 상세 구성 블록도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 제 2 구동전압 제공모듈을 포함하는 LED 조명장치의 회로도이다. 이하에서, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)의 상세 구성과 기능에 대하여 설명하도록 한다.
먼저, 도 2 및 도 3에는 정류모듈(1100)로부터 출력되는 정류전압(Vrec)이 병렬로 연결된 LED 발광모듈(1300)과 제 2 구동전압 제공모듈(1400)에 각기 LED 구동전압(VLED)와 충전전압(Vcharge)으로 동일하게 인가되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 이는 예시적인 도면이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 실시예를 구성하기에 따라 LED 발광모듈(1300)로 공급되는 LED 구동전압(VLED)와 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로 제공되는 충전전압(Vcharge)가 상이하도록 구성될 수도 있는 점에 유의해야 한다. 이하에서는, 설명의 편의 및 이해의 명료성을 위하여, 도 1을 참조하여, 정류모듈(1100)로부터 출력되는 정류전압(Vrec)이 제 1 구동전압으로서 LED 발광모듈(1300), LED 구동모듈(1200) 및 제 2 구동전압 제공모듈(1400)에 제공되도록 구성될 실시예를 기준으로 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)에 대하여 설명하도록 한다.
LED 구동제어 기능
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 구동모듈(1200)은 LED 그룹들(1301~1304)의 구동 및 제어를 위하여, 복수의 LED 그룹 구동부들(1220) 및 LED 구동 제어부(1210)를 포함할 수 있다.
먼저, LED 구동 제어부(1210)는 정류모듈(1100)로부터 입력되는 정류전압의 크기를 판단하고, 정류전압의 크기에 따라 LED 그룹들(1301~1304) 각각에 제공될 LED 구동신호의 크기, LED 구동신호의 제공시점 및 차단시점을 결정하도록 구성된다. 또한, LED 구동 제어부(1210)는 결정된 LED 그룹별 LED 구동신호의 제공시점에 LED 그룹 구동부들(1220)을 제어하여 해당 LED 그룹(들)으로 LED 구동신호를 제공함으로써 해당 LED 그룹을 점등시키고, 결정된 LED 그룹별 LED 구동신호의 차단시점에 LED 그룹 구동부들(1220)을 제어하여 해당 LED 그룹(들)으로의 LED 구동신호의 제공을 차단함으로써 해당 LED 그룹을 소등하도록 구성된다. 또한, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 순차구동기능만을 수행하는 종래기술에 따른 LED 구동 제어부(1210)와 달리, 제 2 구동전압 제공모듈(1400)과 연동하여 보상구간에서도 적절한 LED 그룹(들)으로 LED 구동신호를 제공함으로써 해당 LED 그룹의 점등상태를 유지하도록 구성된다. 이러한 기능에 대해서는 상세한 설명은 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.
복수의 LED 그룹 구동부들(1220)은 복수의 LED 그룹들(1301~1304)에 1대1로 대응되며, LED 구동 제어부(1210)의 제어에 따라 복수의 LED 그룹들(1301~1304) 각각에 LED 구동신호를 제공하거나 또는 LED 구동신호의 제공을 차단하는 기능을 수행하게 된다. 이를 보다 상세하게 살펴보면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 LED 그룹 구동부(1221)는 제 1 LED 그룹(1301)에 연결되어 있으며, LED 구동 제어부(1210)의 제어에 따라 제 1 LED 그룹(1301)으로 LED 구동신호를 제공하거나 또는 차단하도록 구성된다. 유사하게, 제 2 LED 그룹 구동부(1222)는 제 2 LED 그룹(1302)에 연결되고, 제 3 LED 그룹 구동부(1223)는 제 3 LED 그룹(1303)에 연결되어, 대응하는 LED 그룹으로의 LED 구동신호 제공 및 차단 기능을 수행하도록 구성된다. 또한, 마찬가지로, 제 4 LED 그룹 구동부(1224)는 제 4 LED 그룹(1304)에 연결되어 있으며, LED 구동 제어부(1210)의 제어에 따라 제 4 LED 그룹(1304)으로 LED 구동신호를 제공하거나 또는 차단하도록 구성된다.
전술한 바와 같은 LED 그룹 구동부들(1221~1224)은 각기 BJT(bipolar junction transistor), FET(field effect transistor) 등의 전자식 스위칭 소자를 이용하여 구현될 수 있으며, 그 종류에 제한을 받지 않는다. LED 그룹 구동부들(1221~1224)이 전자식 스위칭 소자를 이용하여 구현되는 경우, LED 구동 제어부(1210)는 펄스 형태의 제어신호를 이용하여 LED 그룹 구동부들(1221~1224) 각각의 턴-온 및 턴-오프를 제어함으로써, 특정 LED 그룹으로의 LED 구동신호 제공 및 차단을 제어하게 된다. 도 3에는 이러한 본 발명에 따른 LED 그룹 구동부(1220)가 N채널 E-MOSFET(N-channel enhancement-mode MOSFET)으로 구현된 실시예가 도시되어 있다. 따라서, 도 3에 도시된 실시예에서, Vgs가 0인 경우 LED 그룹 구동부(1220)가 턴-오프된다.
한편, 보다 바람직하게, 본 발명에 따른 LED 그룹 구동부들(1221~1224)은 각각 경로(P1, P2, P3, P4)의 온/오프 제어기능 외에 정전류 제어기능을 수행할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 정전류 제어기능을 수행하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 LED 그룹 구동부들(1221~1224)은 각각 하나의 전자식 스위칭 소자(Q2, Q3, Q4, 또는 Q5), 하나의 센싱 저항(RS1, RS2, RS3, 또는 RS4), 하나의 차동 증폭기(OP2, OP3, OP4, 또는 OP5)를 포함할 수 있다. 차동 증폭기(OP2, OP3, OP4, 또는 OP5)의 비반전 입력단에는 기준 전류에 대응되는 전압값이 입력되며, 비반전 입력단에는 센싱 저항(RS1, RS2, RS3, 또는 RS4) 양단에 걸치는 전압값(즉, 현재 경로를 통해 흐르고 있는 전류값에 대응되는 전압값)이 입력된다. 차동 증폭기(OP2, OP3, OP4, 또는 OP5)는 비반전 입력단을 통해 입력되는 전압값과 반전 입력단을 통해 입력되는 전압값을 비교하고, 그에 따라 전자식 스위칭 소자(Q2, Q3, Q4, 또는 Q5)의 게이트 전압을 제어함으로써 정전류 제어기능을 수행하게 된다.
이를 구체적으로 살펴보면, 제 2 스위치(Q2)가 턴-온되어 제 1 전류경로(P1)가 연결되는 경우, 제 2 차동 증폭기(OP2)의 비반전 입력단에 제 1 기준전류(IREF1)에 대응되는 기준 전압값이 입력되며, 반전 입력단에는 제 1 센싱 저항(RS1) 양단에 걸친 전압값(즉, 현재 흐르고 있는 제 1 LED 구동전류(ILED1)에 대응되는 전압값)이 입력된다. 제 2 차동 증폭기(OP2)는 기준 전압값과 제 1 센싱 저항(RS1) 양단에 걸친 전압값을 비교하여 현재 제 1 LED 그룹(1301)을 통해 흐르는 제 1 LED 구동신호(구동전류)(ILED1)가 제 1 기준전류(IREF1)로 유지될 수 있도록, 제 2 스위치(Q2)의 게이트 전압을 제어함으로써 정전류 제어기능을 수행하게 된다.
유사하게, 제 2 스위치(Q2)가 턴-오프되고, 제 3 스위치(Q3)가 턴-온되어 제 2 전류경로(P2)가 연결되는 경우, 제 3 차동 증폭기(OP3)의 비반전 입력단에 제 2 기준전류(IREF2)에 대응되는 기준 전압값이 입력되며, 반전 입력단에는 제 2 센싱 저항(RS2) 양단에 걸친 전압값(즉, 현재 흐르고 있는 제 2 LED 구동전류(ILED2)에 대응되는 전압값)이 입력된다. 제 3 차동 증폭기(OP3)는 기준 전압값과 제 2 센싱 저항(RS2) 양단에 걸친 전압값을 비교하여 현재 제 1 LED 그룹(1301)과 제 2 LED 그룹(1302)을 통해 흐르는 제 2 LED 구동신호(구동전류)(ILED2)가 제 2 기준전류(IREF2)로 유지될 수 있도록, 제 3 스위치(Q3)의 게이트 전압을 제어함으로써 정전류 제어기능을 수행하게 된다.
또한, 제 3 스위치(Q3)가 턴-오프되고, 제 4 스위치(Q4)가 턴-온되어 제 3 전류경로(P3)가 연결되는 경우, 제 4 차동 증폭기(OP4)의 비반전 입력단에 제 3 기준전류(IREF3)에 대응되는 기준 전압값이 입력되며, 반전 입력단에는 제 3 센싱 저항(RS3) 양단에 걸친 전압값(즉, 현재 흐르고 있는 제 3 LED 구동전류(ILED3)에 대응되는 전압값)이 입력된다. 제 4 차동 증폭기(OP4)는 기준 전압값과 제 3 센싱 저항(RS3) 양단에 걸친 전압값을 비교하여 현재 제 1 LED 그룹(1301)과 제 2 LED 그룹(1302) 및 제 3 LED 그룹(1303)을 통해 흐르는 제 3 LED 구동신호(구동전류)(ILED3)가 제 3 기준전류(IREF3)로 유지될 수 있도록, 제 4 스위치(Q4)의 게이트 전압을 제어함으로써 정전류 제어기능을 수행하게 된다.
유사하게, 제 4 스위치(Q4)가 턴-오프되고, 제 5 스위치(Q5)가 턴-온되어 제 4 전류경로(P4)가 연결되는 경우, 제 5 차동 증폭기(OP5)의 비반전 입력단에 제 4 기준전류(IREF4)에 대응되는 기준 전압값이 입력되며, 반전 입력단에는 제 4 센싱 저항(RS4) 양단에 걸친 전압값(즉, 현재 흐르고 있는 제 4 LED 구동전류(ILED4)에 대응되는 전압값)이 입력된다. 제 5 차동 증폭기(OP5)는 기준 전압값과 제 4 센싱 저항(RS4) 양단에 걸친 전압값을 비교하여 현재 제 1 LED 그룹(1301), 제 2 LED 그룹(1302), 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1404)을 통해 흐르는 제 4 LED 구동신호(구동전류)(ILED4)가 제 4 기준전류(IREF4)로 유지될 수 있도록, 제 5 스위치(Q5)의 게이트 전압을 제어함으로써 정전류 제어기능을 수행하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 LED 구동회로(1500)는 역률(Power Factor, PF)과 전고조파 왜곡(Total Harmonic Distortion, THD) 특성을 향상시키기 위하여, LED 구동전류의 파형이 정류전압의 파형에 근사화될 수 있도록 제 1 기준전류(IREF1), 제 2 기준전류(IREF2), 제 3 기준전류(IREF3), 제 4 기준전류(IREF4)의 값을 서로 상이하게 설정하여, 제 1 LED 구동전류(ILED1) 내지 제 4 LED 구동전류(ILED4)를 사인파형에 근사화할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 4 LED 그룹 구동부(1224)는 제 4 구동 제어신호(예를 들어, 4V)를 인가받아 동작하며, 제 4 LED 구동전류(ILED4)를 100mA로 정전류 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 제 3 LED 그룹 구동부(1223)는 제 3 구동 제어신호(예를 들어, 3V)를 인가받아 동작하며, 제 3 LED 구동전류(ILED3)를 제 4 LED 구동전류(ILED4)의 80%~95%인 80mA~95mA 중 어느 하나의 값으로 정전류 제어하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 제 2 LED 그룹 구동부(1222)는 제 2 구동 제어신호(예를 들어, 2V)를 인가받아 동작하며, 제 2 LED 구동전류(ILED2)를 제 4 LED 구동전류(ILED4)의 65%~80%인 65mA~80mA 중 어느 하나의 값으로 정전류 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 제 1 LED 그룹 구동부(1221)는 제 1 구동 제어신호(예를 들어, 1V)를 인가받아 동작하며, 제 1 LED 구동전류(ILED1)를 제 4 LED 구동전류(ILED4)의 30%~65%인 30mA~65mA 중 어느 하나의 값으로 정전류 제어하도록 구성될 수 있다.
보상구간과 비보상구간(정상 동작구간)의 개념
도 4는 4단 순차구동 LED 조명장치의 보상구간을 설명하기 위한 파형도이다. 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)의 보상구간과 비보상구간(정상 동작구간)에서의 동작을 설명하기 위하여, 먼저, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 보상구간과 비보상구간의 개념에 대하여 살펴보도록 한다.
도 4에는 시간의 경과에 따른 정류전압(Vrec)의 전압레벨과 LED 구동전류(ILED)의 파형이 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 보상구간이라 함은 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 미리 설정된 LED의 순방향 전압레벨 미만인 구간으로서, 제 2 구동전압 제공모듈(1400)에 의한 보상이 이루어지는 구간이다. 따라서, 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상을 실시하는 경우, 도 4에 있어 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상구간은 시간구간(t0~t1, t8~t10, t17~t18)이다. 이 경우, 비보상구간은 도 4에서 시간구간(t1~t8, t10~t17)이 된다. 또한, 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 실시하는 경우, 도 4에 있어 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상구간은 시간구간(t0~t2, t7~t11, t16~t18)이다. 이 경우, 비보상구간은 도 4에서 시간구간(t2~t7, t11~t16)이 된다. 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)는 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상만을 수행하거나, 또는 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상만을 수행하거나, 또는 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상과 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상 중 어느 하나를 선택적으로 수행하도록 구성될 수 있다.
LED 구동제어
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 제 1 순방향 전압레벨 보상을 수행하는 LED 조명장치의 정류전압, 정류전류, LED 구동전류, 충방전 제어신호, 충전전류/방전전류를 설명하기 위한 파형도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 제 2 순방향 전압레벨 보상을 수행하는 LED 조명장치의 정류전압, 정류전류, LED 구동전류, 충방전 제어신호, 충전전류/방전전류를 설명하기 위한 파형도이다. 이하에서, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 비보상구간에서의 LED 구동제어 및 보상구간에서의 LED 구동제어에 대하여 상세하게 살펴보도록 한다.
1. 제 1 순방향 전압레벨 보상을 수행하는 LED 조명장치의 LED 구동제어
비보상구간에서의 LED 구동제어
먼저, 도 6을 참조하여, 제 1 순방향 전압(Vf1) 보상을 수행하도록 구성된 실시예에 있어, 비보상구간에서의 LED 구동회로(1500)의 LED 구동제어에 대하여 살펴보도록 한다. 제 1 순방향 전압(Vf1) 보상구간은 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 Vf1 미만인 구간이며, 따라서 비보상구간은 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 Vf1 이상인 구간이 된다. 도 6(a)에 도시된 바와 같이 정류전압(Vrec)은 시간의 경과에 따라 0 ~ Vrec max 사이에서 변화한다. 따라서, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 정류전압(Vrec)의 크기를 판단하고, 입력되는 정류전압(Vrec)의 크기가 제 1 LED 그룹(1301)만을 구동할 수 있는 크기인 경우(즉, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 1 순방향 전압레벨에 속하는 경우(Vf1 ≤ Vrec < Vf2))(정류전압의 한 주기를 기준으로 시간구간 t1~t2, 시간구간 t7~t8), 제 1 전류경로(P1)를 통해 4개의 LED 그룹들(1301~1304) 중 제 1 LED 그룹(1301)에만 제 1 LED 구동신호(ILED1)가 제공될 수 있도록 복수의 LED 그룹 구동부들(1220)을 제어한다. 유사하게, LED 구동 제어부(1210)는, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 2 순방향 전압레벨에 속하는 경우(Vf2 ≤ Vrec < Vf3)(정류전압의 한 주기를 기준으로 시간구간 t2~t3, 시간구간 t6~t7), 제 1 LED 그룹(1301)과 제 2 LED 그룹(1302)이 직렬로 연결되도록 하고, 직렬로 연결된 제 1 LED 그룹(1301)과 제 2 LED 그룹(1302)에 제 2 전류경로(P2)를 통해 제 2 LED 구동신호(ILED2)가 제공될 수 있도록 복수의 LED 그룹 구동부들(1220)을 제어한다. 또한, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 3 순방향 전압레벨에 속하는 경우(Vf3 ≤ Vrec < Vf4)(정류전압의 한 주기를 기준으로 시간구간 t3~t4, 시간구간 t5~t6), LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹(1301), 제 2 LED 그룹(1302) 및 제 3 LED 그룹(1303)이 직렬로 연결되도록 하고, 제 1 LED 그룹(1301), 제 2 LED 그룹(1302) 및 제 3 LED 그룹(1303)에 제 3 전류경로(P3)를 통해 제 3 LED 구동신호(ILED3)가 제공될 수 있도록 복수의 LED 그룹 구동부들(1220)을 제어한다. 또한, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 4 순방향 전압레벨에 속하는 경우(Vf4 ≤ Vrec ≤ Vrec_max)(정류전압의 한 주기를 기준으로 시간구간 t4~t5), LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹(1301), 제 2 LED 그룹(1302), 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)이 직렬로 연결되도록 하고, 제 1 LED 그룹(1301), 제 2 LED 그룹(1302), 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)에 제 4 전류경로(P4)를 통해 제 4 LED 구동신호(ILED4)가 제공될 수 있도록 복수의 LED 그룹 구동부들(1220)을 제어한다.
도 6(b)에는 시간의 경과에 따른 정류모듈(1100)로부터 출력되는 정류전압(Vrec)의 전압레벨과 정류전류(Irec)의 파형도가 도시되어 있으며, 도 6(c)에는 시간의 경과에 따른 LED 구동 제어부(1210)로부터 출력되어 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로 입력되는 방전 스위치 제어신호(CON_SW1), 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로 입력되는 충전전류(Ic) 및 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 출력되는 방전전류(Idis)가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 시점(t1)이 되면 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 Vf1 이상이 되므로, LED 구동 제어부(1210)는 제 2 구동전압 제공모듈(1400)과 LED 발광모듈(1300) 사이의 연결을 해제한다. 제 2 구동전압 제공모듈(1400)과 LED 발광모듈(1300) 사이의 연결은 LED 구동 제어부(1210)로부터 출력되는 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)에 따라 제어되며, 예시적으로 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)가 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로 입력되는 경우 제 2 구동전압 제공모듈(1400)과 LED 발광모듈(1300)이 연결되고, 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)가 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로 입력되지 않는 경우 제 2 구동전압 제공모듈(1400)과 LED 발광모듈(1300)이 연결이 해제되도록 구성될 수 있다. 제 2 구동전압 제공모듈(1400)과 LED 발광모듈(1300) 사이의 연결이 해제되었으므로, 정류모듈(1100)로부터 출력되는 제 1 구동전압이 LED 발광모듈(1300)로 인가되며, 그에 따라 정류전류(Irec)가 흐르게 된다. 비보상구간에서 정류전류(Irec)의 일부는 LED 발광모듈(1300)의 구동을 위한 LED 구동전류(ILED)로 이용되고, 나머지는 제 2 구동전압 제공모듈(1400)의 충전을 위한 충전전류(Ic)로서 이용된다. 충전전류(Ic)는 제 2 구동전압 제공모듈(1400)이 만충될 때까지 흐르게 된다.
보상구간에서의 LED 구동제어
전술한 바와 같이, 도 6을 참조하여 설명하는 실시예의 경우 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상을 수행하도록 구성되므로, 이러한 실시예에 있어 제 1 순방향 전압레벨 보상구간은 정류전압의 한 주기를 기준으로 시간구간(t0~t1), 시간구간 (t8~t9)이다. 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 보상구간에서, 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 제 2 구동전압이 LED 발광모듈(1300)에 공급되도록 하며, 보상구간이 종료되는 경우 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터의 제 2 구동전압 제공을 차단할 수 있도록 구성된다.
LED 구동 제어부(1210)는 크게 3가지 방식 중 하나의 방식을 이용하여 보상구간 진입 여부(즉, 제 2 구동전압의 제공시점) 및 보상구간 이탈 여부(즉, 제 2 구동전압의 차단시점)을 판단하도록 구성될 수 있다.
1) 제 1 LED 그룹(1301)의 전압레벨에 기초한 보상구간의 판단 및 제어
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹(1301) 양단의 전압레벨(VLED G1)을 판단함으로써, 보상구간의 진입 및 이탈 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 기능을 수행하기 위하여 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹 전압 검출부(1211) 및 비교부(1213)를 포함할 수 있다. 제 1 LED 그룹(1301) 양단의 전압레벨만을 검출하고, 이에 기초하여 보상구간 진입 여부 및 이탈 여부를 판단하도록 구성되므로, 이러한 실시예에 있어 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 도 3 및 도 8에 도시된 제 2 LED 그룹 전압 검출부(1212)를 포함하지 않는다.
제 1 LED 그룹 전압 검출부(1211)는 제 1 LED 그룹(1301)의 동작상태를 검출하여 출력하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 제 1 LED 그룹 전압 검출부(1211)는 제 1 LED 그룹(1301)의 어노드 단의 앞에 위치된 노드의 전압(Va)을 비반전 단자에 입력받고, 제 1 LED 그룹(1301)의 캐소드 단의 뒤에 위치된 노드의 전압(Vb)을 반전 단자에 입력받아, 제 1 LED 그룹(1301) 양단의 전압레벨에 대응되는 신호(VLED G1)를 출력하는 제 6 차동 증폭기(OP6)를 포함한다. 제 1 LED 그룹(1301)이 정상적으로 동작하고 있는 경우(즉, 발광하고 있는 경우) 제 6 차동 증폭기(OP6)는 65V의 VLED G1(각 LED 그룹의 동작전압이 65V인 경우)에 대응하는 신호(Sig_LED_G1_ON, 예를 들어, DC 5V의 신호, 또는 제 1 LED 그룹의 전압레벨이 스케일링된 신호)를 출력하며, 제 1 LED 그룹(1301)이 비정상적으로 동작하고 있는 경우(즉, 발광하지 못하고 있는 경우) 65V 미만의 VLED G1에 대응하는 신호(Sig_LED_G1_OFF, 예를 들어, DC 2.5V, 제 1 LED 그룹의 전압레벨이 스케일링된 신호)를 출력하게 된다.
비교부(1213)는 제 6 차동 증폭기(OP6)로부터 출력되는 검출된 VLED G1에 대응하는 신호(Sig_LED_G1_ON 또는 Sig_LED_G1_OFF)를 입력받고, 제 1 LED 그룹(1301)의 동작상태에 따라 제 2 구동전압 제공모듈(1400)과 LED 발광모듈(1300) 사이의 연결을 제어함으로써, 제 2 구동전압을 LED 발광모듈(1300)로 공급하거나 차단하게 된다.
본 발명에 따른 비교부(1213)가 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상을 수행하도록 구성 또는 설정되므로, 비교부(1213)는 제 6 차동 증폭기(OP6)로부터 출력되는 VLED G1에 대응하는 신호를 기준으로 하여 스위칭부(1430)를 제어하도록 구성된다. 즉, 예를 들어, 입력되는 신호가 65V 미만인 VLED G1에 대응하는 신호(Sig_LED_G1_OFF)인 경우(도 6에서 시점(t0), 시점(t8)), 본 발명에 따른 비교부(1213)는 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상을 위해 에너지 충방전부(1410)를 LED 발광모듈(1300)에 연결하기 위하여 방전 스위치 제어신호(SWGate)를 스위칭부(1430)로 출력한다. 방전 스위치 제어신호(SWGate)가 스위칭부(1430)에 입력됨에 따라 방전 스위치(SW1)가 턴-온되고, 에너지 충방전부(1410)와 LED 구동모듈(1200) 사이에 제 5 전류경로(P5)가 연결되어 제 2 구동전압이 LED 구동모듈(1200)로 공급된다. 이때, 제 2 구동전압은 제 2 노드(node2)를 통해 제 3 LED 그룹(1303)과 제 4 LED 그룹(1304)에 인가되며, 제 4 전류경로(P4)를 통해 제 4 LED 구동전류(ILED4)가 흐르게 된다. 전술한 바와 같이, 제 4 LED 구동전류(ILED4)는 미리 설정된 제 4 기준전류(IREF4)로 정전류 제어된다.
방전 스위치(SW1)가 턴-온되어 있는 상태에서, 비교부(1213)는 VLED G1을 지속적으로 모니터링하고, VLED G1가 65V가 되는 시점(즉, 제 1 LED 그룹(1301)의 양단의 전압이 제 1 LED 그룹(1301)을 구동하기에 충분한 전압레벨이 되는 시점)(도 6에서 시점(t1), 시점(t10))에서 에너지 충방전부(1410)와 LED 발광모듈(1300)의 연결을 끊기 위해 방전 스위치 제어신호(SWGate)의 출력을 중단한다. 방전 스위치 제어신호(SWGate)가 입력되지 않으므로 방전 스위치(SW1)가 턴-오프되어 에너지 충방전부(1410)와 LED 발광모듈(1300)의 연결이 해제되고, 동시에 제 4 전류경로(P4)가 연결해제되며 제 1 전류경로(P1)가 연결되어 LED 발광모듈(1300)은 제 1 구동전압(정류전압(Vrec))을 인가받아 비보상구간에서 순차발광하게 된다.
한편, 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 공급되는 제 2 구동전압을 공급받는 LED 그룹(들)은 제 2 구동전압 제공모듈(1400)이 연결되는 LED 발광모듈(1300) 내의 노드에 따라 결정된다. 본 발명에 있어 '노드'란, 특정 LED 그룹(예를 들어, 제 k LED 그룹)의 캐소드 단과 특정 LED 그룹의 다음에 배치되는 다른 특정 LED 그룹(예를 들어, 제 k+1 LED 그룹)의 애노드 단을 연결하는 도선의 일 지점으로서, 제 2 구동전압 제공모듈(1400)이 연결될 수 있는 지점을 의미한다. 따라서, 제 1 LED 그룹(1301)과 제 2 LED 그룹(1302) 사이에는 제 1 노드가 존재하며, 제 2 LED 그룹(1302)과 제 3 LED 그룹(1303) 사이에는 제 2 노드가 존재하고, 제 3 LED 그룹(1303)과 제 4 LED 그룹(1304) 사이에는 제 3 노드가 존재한다. 유사한 방식으로, 제 k LED 그룹과 제 k+1 LED 그룹 사이에는 제 k 노드가 존재한다(1≤k≤n-1). 제 1 내지 제 n LED 그룹을 포함하고, 제 2 구동전압 제공모듈(1400)이 제 k 노드에 연결되어 있는 경우를 가정한다. 이 경우, 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 공급되는 제 2 구동전압은 제 k 노드를 통해 제 k+1 LED 그룹의 애노드 단에 인가되므로, 제 1 LED 그룹 내지 제 k LED 그룹은 제 2 구동전압을 공급받지 못해 발광하지 않으며, 제 k+1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹이 제 2 구동전압을 공급받아 발광하게 된다. 도 2 및 도 3에 도시된 실시예에 있어, 제 2 구동전압 제공모듈(1400)은 제 2 LED 그룹(1301)과 제 3 LED 그룹(1302) 사이의 제 2 노드(node 2)에 연결되어 있다.
제 2 구동전압 제공모듈(1400)이 제 2 노드(node 2)에 연결되어 있고, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상을 수행하도록 구성 또는 설정되어 있으므로, 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상구간(t0~t1, t8~t10, t17~t18)에서 제 1 LED 그룹(1301)과 제 2 LED 그룹(1302)은 발광하지 않으며, 제 3 LED 그룹(1304)과 제 4 LED 그룹(1304)이 직렬로 연결되어 제 2 노드(node 2)를 통해 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 제 2 구동전압을 공급받아 발광하게 된다. 따라서, 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상구간에 진입하는 시점(VLED G1가 65V 미만이 되는 시점, 도 6의 시점 t8, t17)에서, LED 구동 제어부(1210)는 방전 스위치(SW1)를 턴-온하여 에너지 충방전부(1410)가 제 2 노드(node 2)에 연결되어 제 2 구동전압을 제공할 수 있도록 하며, 제 4 LED 그룹 구동부(1224)를 턴-온하여 제 4 전류경로(P4)가 연결되도록 제어하고, 제 4 LED 그룹 구동부(1224)가 제 4 전류경로(P4) 통해 흐르는 제 4 LED 구동전류(ILED4)를 제 4 기준전류(IREF4)로 유지하도록 제어하게 된다. 시간의 경과에 따라, 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상구간을 이탈하는 시점(VLED G1가 65V이 되는 시점, 도 4 및 도 6의 시점 t1, t10)에서, LED 구동 제어부(1210)는 방전 스위치(SW1)를 턴-오프하여 에너지 충방전부(1410)와 제 2 노드(node 2)사이의 연결을 해제하여 제 2 구동전압 공급을 차단하며, 제 4 LED 그룹 구동부(1224)를 턴-오프하고 제 1 LED 그룹 구동부(1221)를 턴-온하여 제 1 전류경로(P1)가 연결되도록 제어하고, 제 1 LED 그룹 구동부(1221)가 제 1 전류경로(P1) 통해 흐르는 제 1 LED 구동전류(ILED1)를 제 1 기준전류(IREF1)로 유지하도록 제어하게 된다.
한편, 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 제 2 구동전압 제공모듈(1400)이 LED 구동모듈(1200) 내의 특정 노드(예를 들어, 제 k 노드)에 연결되므로, 본 발명에 따른 LED 구동모듈(1200)은 제 2 구동전압의 인가로 인해 발생하는 LED 구동전류가 제 k LED 그룹에 유입되는 것을 방지하기 위한 역류 방지용 다이오드를 더 포함할 수 있다. 잠깐 도 3을 참조하면, 도 3에 도시된 실시예는 제 2 구동전압 제공모듈(1400)이 LED 구동모듈(1200) 내의 제 2 노드(node2)에 연결되도록 구성되어 있으므로, 제 2 LED 그룹의 캐소드 단과 제 2 노드 사이에 역류 방지용 다이오드(DBL)가 구비되는 것을 알 수 있다.
2) LED 구동전류에 기초한 보상구간의 판단 및 제어
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 LED 그룹들 중 어느 하나의 LED 그룹을 흐르는 LED 구동전류 값을 판단함으로써, 보상구간의 진입 및 이탈 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 즉, LED 그룹(1301~1304 중 어느 하나)은 다이오드의 특성도 가지고 있으므로, 이러한 소자특성을 이용하여 LED 그룹(들)을 흐르는 LED 전류가 0이 되거나 또는 LED 전류가 점차 감소되어 미리 설정된 설정 전류값에 도달하는 경우, 보상구간에 진입하는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다. 또한, 유사한 방식으로, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 제 2 구동전압이 제공되지 않는 LED 그룹(들) 중 하나를 통해 흐르는 LED 전류가 미리 설정된 전류값에 도달하는 경우, 보상구간에서 이탈하는 것으로 판단하도록 구성될 수도 있다. 도 6을 참조하여 설명하는 실시예에 있어, LED 구동회로(1500)가 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상을 수행하도록 구성되므로, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 제 1 전류경로(P1)가 연결되어 있는 상태에서 제 1 전류경로(P1)를 통해 흐르는 제 1 LED 구동전류(ILED1) 값을 모니터링하여 제 1 LED 구동전류(ILED1)가 미리 설정된 값(예를 들어, 제 1 기준전류(IREF1)의 90% 등) 이하로 떨어지는 경우 보상구간에 진입하는 것으로 판단하고, 제 1 LED 구동전류(ILED1)가 미리 설정된 값 이상으로 상승하는 경우 보상구간을 이탈하는 것으로 판단하도록 구성될 수도 있다. 보상구간 진입 및 이탈에 따른 LED 구동 제어부(1210)의 기능은 전술한 바와 유사하므로, 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
3) 동기화 및 클럭 카운팅에 따른 보상구간의 판단 및 제어
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 구동시간에 따라 보상구간의 진입과 이탈을 결정하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 교류전원(Vac)의 주파수의 정수배로 발진하는 발진기(미도시)를 이용하여 클럭신호를 생성하고, 생성되는 클럭신호와 교류전원을 동기화한 후, 클럭신호를 카운팅함으로써 제 1 순방향 전압(Vf1) 보상구간의 진입시점과 이탈시점을 결정하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로 제 1 순방향 전압(Vf1) 보상구간을 판단하도록 구성되는 경우, 제 1 순방향 전압(Vf1) 보상구간의 진입시점에 대응하는 클럭수와 제 1 순방향 전압(Vf1) 보상구간의 이탈시점에 대응하는 클럭수가 LED 구동 제어부(1210)에 저장되어 있으며, LED 구동 제어부(1210)는 발진기를 통해 생성/출력되는 클럭을 카운팅하고, 카운팅된 클럭수가 제 1 순방향 전압(Vf1) 보상구간의 진입시점에 도달하는 경우 제 1 순방향 전압(Vf1) 보상구간에 진입한 것으로 판단하며, 카운팅된 클럭수가 보상구간의 제 1 순방향 전압(Vf1) 이탈시점에 도달하는 경우 제 1 순방향 전압(Vf1) 보상구간에서 이탈하는 것으로 판단하게 된다. 제 1 순방향 전압(Vf1) 보상구간 진입 및 이탈에 따른 LED 구동 제어부(1210)의 기능은 전술한 바와 유사하므로, 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
2. 제 2 순방향 전압레벨 보상을 수행하는 LED 조명장치의 LED 구동제어
비보상구간에서의 LED 구동제어
다음으로, 도 7을 참조하여, 제 2 순방향 전압(Vf2) 보상을 수행하도록 구성된 실시예에 있어, 비보상구간에서의 LED 구동회로(1500)의 LED 구동제어에 대하여 살펴보도록 한다. 제 2 순방향 전압(Vf2) 보상구간은 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 Vf2 미만인 구간이며, 따라서 비보상구간은 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 Vf2 이상인 구간이 된다. 도 7(a)에 도시된 바와 같이 정류전압(Vrec)은 시간의 경과에 따라 0 ~ Vrec max 사이에서 변화한다. 따라서, 비보상구간에서 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 정류전압(Vrec)의 크기를 판단하고, 입력되는 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 2 순방향 전압레벨에 속하는 경우(Vf2 ≤ Vrec < Vf3)(정류전압의 한 주기를 기준으로 시간구간 t2~t3, 시간구간 t6~t7), 제 1 LED 그룹(1301)과 제 2 LED 그룹(1302)이 직렬로 연결되도록 하고, 직렬로 연결된 제 1 LED 그룹(1301)과 제 2 LED 그룹(1302)에 제 2 전류경로(P2)를 통해 제 2 LED 구동신호(ILED2)가 제공될 수 있도록 복수의 LED 그룹 구동부들(1220)을 제어한다. 또한, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 3 순방향 전압레벨에 속하는 경우(Vf3 ≤ Vrec < Vf4)(정류전압의 한 주기를 기준으로 시간구간 t3~t4, 시간구간 t5~t6), LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹(1301), 제 2 LED 그룹(1302) 및 제 3 LED 그룹(1303)이 직렬로 연결되도록 하고, 제 1 LED 그룹(1301), 제 2 LED 그룹(1302) 및 제 3 LED 그룹(1303)에 제 3 전류경로(P3)를 통해 제 3 LED 구동신호(ILED3)가 제공될 수 있도록 복수의 LED 그룹 구동부들(1220)을 제어한다. 또한, 또한, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 4 순방향 전압레벨에 속하는 경우(Vf4 ≤ Vrec ≤ Vrec_max)(정류전압의 한 주기를 기준으로 시간구간 t4~t5), LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹(1301), 제 2 LED 그룹(1302), 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)이 직렬로 연결되도록 하고, 제 1 LED 그룹(1301), 제 2 LED 그룹(1302), 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)에 제 4 전류경로(P4)를 통해 제 4 LED 구동신호(ILED4)가 제공될 수 있도록 복수의 LED 그룹 구동부들(1220)을 제어한다.
도 7(b)에는 시간의 경과에 따른 정류모듈(1100)로부터 출력되는 정류전압(Vrec)의 전압레벨과 정류전류(Irec)의 파형도가 도시되어 있으며, 도 7(c)에는 시간의 경과에 따른 LED 구동 제어부(1210)로부터 출력되어 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로 입력되는 방전 스위치 제어신호(CON_SW1), 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로 입력되는 충전전류(Ic) 및 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 출력되는 방전전류(Idis)가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 시점(t2)이 되면 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 Vf2 이상이 되므로, LED 구동 제어부(1210)는 제 2 구동전압 제공모듈(1400)과 LED 발광모듈(1300) 사이의 연결을 해제한다. 제 2 구동전압 제공모듈(1400)과 LED 발광모듈(1300) 사이의 연결이 해제되었으므로, 정류모듈(1100)로부터 출력되는 제 1 구동전압이 LED 발광모듈(1300)로 인가되며, 그에 따라 정류전류(Irec)가 흐르게 된다. 비보상구간에서 정류전류(Irec)의 일부는 LED 발광모듈(1300)의 구동을 위한 LED 구동전류(ILED)로 이용되고, 나머지는 제 2 구동전압 제공모듈(1400)의 충전을 위한 충전전류(Ic)로서 이용된다. 충전전류(Ic)는 제 2 구동전압 제공모듈(1400)이 만충될 때까지 흐르게 된다.
보상구간에서의 LED 구동제어
전술한 바와 같이, 도 7을 참조하여 설명하는 실시예의 경우 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 수행하도록 구성되므로, 이러한 실시예에 있어 제 2 순방향 전압레벨 보상구간은 정류전압의 한 주기를 기준으로 시간구간(t0~t2), 시간구간 (t7~t9)이다. 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 보상구간에서, 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 제 2 구동전압이 LED 발광모듈(1300)에 공급되도록 하며, 보상구간이 종료되는 경우 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터의 제 2 구동전압 제공을 차단할 수 있도록 구성된다.
LED 구동 제어부(1210)는 크게 3가지 방식 중 하나의 방식을 이용하여 보상구간 진입 여부(즉, 제 2 구동전압의 제공시점) 및 보상구간 이탈 여부(즉, 제 2 구동전압의 차단시점)을 판단하도록 구성될 수 있다.
1) 제 2 LED 그룹(1301)의 전압레벨에 기초한 보상구간의 판단 및 제어
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 제 2 LED 그룹(1301) 양단의 전압레벨(VLED G2)을 판단함으로써, 보상구간의 진입 및 이탈 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 기능을 수행하기 위하여 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 제 2 LED 그룹 전압 검출부(1212) 및 비교부(1213)를 포함할 수 있다. 제 2 LED 그룹(1301) 양단의 전압레벨만을 검출하고, 이에 기초하여 보상구간 진입 여부 및 이탈 여부를 판단하도록 구성되므로, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 도 3 및 도8에 도시된 제 1 LED 그룹 전압 검출부(1211)를 포함하지 않을 수 있다.
제 2 LED 그룹 전압 검출부(1212)는 제 2 LED 그룹(1302)의 동작상태를 검출하여 출력하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 제 2 LED 그룹 전압 검출부(1212)는 제 2 LED 그룹(1302)의 어노드 단의 앞에 위치된 노드의 전압(Vb)을 비반전 단자에 입력받고, 제 2 LED 그룹(1302)의 캐소드 단의 뒤에 위치된 노드의 전압(Vc)을 반전 단자에 입력받아, 제 2 LED 그룹(1301) 양단의 전압레벨(VLED G2)에 대응되는 신호를 출력하는 제 7 차동 증폭기(OP7)를 포함한다. 제 2 LED 그룹(1302)이 정상적으로 동작하고 있는 경우(즉, 발광하고 있는 경우) 제 7 차동 증폭기(OP7)는 65V의 VLED G2에 대응하는 신호(Sig_LED_G2_ON)를 출력하며, 제 2 LED 그룹(1302)이 비정상적으로 동작하고 있는 경우(즉, 발광하지 못하고 있는 경우) 65V 미만의 VLED G2에 대응하는 신호(Sig_LED_G2_OFF)를 출력하게 된다.
비교부(1213)는 제 7 차동 증폭기(OP7)로부터 출력되는 검출된 VLED G2에 대응하는 신호(Sig_LED_G2_ON 또는 Sig_LED_G2_OFF)를 입력받고, 제 2 LED 그룹(1302)의 동작상태에 따라 제 2 구동전압 제공모듈(1400)과 LED 발광모듈(1300) 사이의 연결을 제어함으로써, 제 2 구동전압을 LED 발광모듈(1300)로 공급하거나 차단하게 된다.
본 발명에 따른 비교부(1213)가 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 수행하도록 구성 또는 설정되므로, 비교부(1213)는 제 7 차동 증폭기(OP7)로부터 출력되는 VLED G2에 대응하는 신호(Sig_LED_G2_ON 또는 Sig_LED_G2_OFF)를 기준으로 하여 스위칭부(1430)를 제어하도록 구성된다. 즉, 예를 들어, 검출되는 VLED G2가 65V 미만이 되는 시점(도 7에서 시점(t0), 시점(t7))에, 본 발명에 따른 비교부(1213)는 제 1 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 위해 에너지 충방전부(1410)를 LED 발광모듈(1300)에 연결하기 위하여 방전 스위치 제어신호(SWGate)를 스위칭부(1430)로 출력한다. 방전 스위치 제어신호(SWGate)가 스위칭부(1430)에 입력됨에 따라 방전 스위치(SW1)가 턴-온되고, 에너지 충방전부(1410)와 LED 구동모듈(1200) 사이에 제 5 전류경로(P5)가 연결되어 제 2 구동전압이 LED 구동모듈(1200)로 공급된다. 이때, 제 2 구동전압은 제 2 노드(node2)를 통해 제 3 LED 그룹(1303)과 제 4 LED 그룹(1304)에 인가되며, 제 4 전류경로(P4)를 통해 제 4 LED 구동전류(ILED4)가 흐르게 된다. 전술한 바와 같이, 제 4 LED 구동전류(ILED4)는 미리 설정된 제 4 기준전류(IREF4)로 정전류 제어된다.
방전 스위치(SW1)가 턴-온되어 있는 상태에서, 비교부(1213)는 VLED G2를 지속적으로 모니터링하고, VLED G2가 65V가 되는 시점(즉, 제 2 LED 그룹(1302)의 양단의 전압이 제 2 LED 그룹(1302)을 구동하기에 충분한 전압레벨이 되는 시점)(도 7에서 시점 t2, t11)에서 에너지 충방전부(1410)와 LED 발광모듈(1300)의 연결을 끊기 위해 방전 스위치 제어신호(SWGate)의 출력을 중단한다. 방전 스위치 제어신호(SWGate)가 입력되지 않으므로 방전 스위치(SW1)가 턴-오프되어 에너지 충방전부(1410)와 LED 발광모듈(1300)의 연결이 해제되고, 동시에 제 4 전류경로(P4)가 연결해제되며 제 2 전류경로(P2)가 연결되어 LED 발광모듈(1300)은 제 1 구동전압(정류전압(Vrec))을 인가받아 비보상구간에서 순차발광하게 된다.
제 2 구동전압 제공모듈(1400)이 제 2 노드(node 2)에 연결되어 있고, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 수행하도록 구성 또는 설정되어 있으므로, 제 2 순방향 전압레벨(Vf1) 보상구간(t0~t2, t7~t11, t16~t18)에서 제 1 LED 그룹(1301)과 제 2 LED 그룹(1302)은 발광하지 않으며, 제 3 LED 그룹(1304)과 제 4 LED 그룹(1304)이 직렬로 연결되어 제 2 노드(node 2)를 통해 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 제 2 구동전압을 공급받아 발광하게 된다. 따라서, 제 2 순방향 전압레벨(Vf1) 보상구간에 진입하는 시점(VLED G2가 65V 미만이 되는 시점, 도 7의 시점 t7, t16)에서, LED 구동 제어부(1210)는 방전 스위치(SW1)를 턴-온하여 에너지 충방전부(1410)가 제 2 노드(node 2)에 연결되어 제 2 구동전압을 제공할 수 있도록 하며, 제 4 LED 그룹 구동부(1224)를 턴-온하여 제 4 전류경로(P4)가 연결되도록 제어하고, 제 4 LED 그룹 구동부(1224)가 제 4 전류경로(P4) 통해 흐르는 제 4 LED 구동전류(ILED4)를 제 4 기준전류(IREF4)로 유지하도록 제어하게 된다. 시간의 경과에 따라, 제 2 순방향 전압레벨(Vf1) 보상구간을 이탈하는 시점(VLED G2가 65V이 되는 시점, 도 7의 시점 t2, t11)에서, LED 구동 제어부(1210)는 방전 스위치(SW1)를 턴-오프하여 에너지 충방전부(1410)와 제 2 노드(node 2)사이의 연결을 해제하여 제 2 구동전압 공급을 차단하며, 제 4 LED 그룹 구동부(1224)를 턴-오프하고 제 2 LED 그룹 구동부(1222)를 턴-온하여 제 2 전류경로(P2)가 연결되도록 제어하고, 제 2 LED 그룹 구동부(1222)가 제 2 전류경로(P2) 통해 흐르는 제 2 LED 구동전류(ILED2)를 제 2 기준전류(IREF2)로 유지하도록 제어하게 된다.
2) LED 구동전류에 기초한 보상구간의 판단 및 제어
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 LED 그룹들 중 어느 하나의 LED 그룹을 흐르는 LED 구동전류 값을 판단함으로써, 보상구간의 진입 및 이탈 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 도 7을 참조하여 설명하는 실시예에 있어, LED 구동회로(1500)가 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 수행하도록 구성되므로, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 제 2 전류경로(P2)가 연결되어 있는 상태에서 제 2 전류경로(P2)를 통해 흐르는 제 2 LED 구동전류(ILED2) 값을 모니터링하여 제 2 LED 구동전류(ILED2)가 미리 설정된 값(예를 들어, 제 2 기준전류(IREF2)의 90% 등) 이하로 떨어지는 경우 보상구간에 진입하는 것으로 판단하고, 제 2 LED 구동전류(ILED2)가 미리 설정된 값 이상으로 상승하는 경우 보상구간을 이탈하는 것으로 판단하도록 구성될 수도 있다. 보상구간 진입 및 이탈에 따른 LED 구동 제어부(1210)의 기능은 전술한 바와 유사하므로, 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
3) 동기화 및 클럭 카운팅에 따른 보상구간의 판단 및 제어
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 구동시간에 따라 보상구간의 진입과 이탈을 결정하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 교류전원(Vac)의 주파수의 정수배로 발진하는 발진기(미도시)를 이용하여 클럭신호를 생성하고, 생성되는 클럭신호와 교류전원을 동기화한 후, 클럭신호를 카운팅함으로써 보상구간의 진입시점과 이탈시점을 결정하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로 보상구간을 판단하도록 구성되는 경우, 제 2 순방향 전압(Vf2) 보상구간의 진입시점에 대응하는 클럭수와 보상구간의 이탈시점에 대응하는 클럭수가 LED 구동 제어부(1210)에 저장되어 있으며, LED 구동 제어부(1210)는 발진기를 통해 생성/출력되는 클럭을 카운팅하고, 카운팅된 클럭수가 제 2 순방향 전압(Vf2) 보상구간의 진입시점에 도달하는 경우 보상구간에 진입한 것으로 판단하며, 카운팅된 클럭수가 제 2 순방향 전압(Vf2) 보상구간의 이탈시점에 도달하는 경우 보상구간에서 이탈하는 것으로 판단하게 된다. 제 2 순방향 전압(Vf2) 보상구간 진입 및 이탈에 따른 LED 구동 제어부(1210)의 기능은 전술한 바와 유사하므로, 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
3. 제 1 순방향 전압레벨 보상 또는 제 2 순방향 전압레벨 보상을 선택적으로 수행하는 LED 조명장치의 LED 구동제어
비보상구간에서의 LED 구동제어
제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상 또는 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 선택적으로 수행하도록 구성되는 경우, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 설정에 따라 전술한 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상에 따른 비보상구간의 LED 구동제어 또는 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상에 따른 비보상구간의 LED 구동제어 중 어느 하나의 제어방식에 따라 비보상구간에서 LED의 구동을 제어하게 된다. 즉, 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상을 수행하도록 설정되는 경우, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 Vf1 이상이 구간에서 제 1 구동전압을 이용해 LED 그룹들(1301~1304)을 순차구동한다. 또한, 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 수행하도록 설정되는 경우, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 Vf2 이상이 구간에서 제 1 구동전압을 이용해 LED 그룹들(1301~1304)을 순차구동한다. 상세한 제어방식을 전술한 바와 동일하므로, 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.
보상구간에서의 LED 구동제어
제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상 또는 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 선택적으로 수행하도록 구성되는 경우, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 설정에 따라 전술한 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상에 따른 비보상구간의 LED 구동제어 또는 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상에 따른 비보상구간의 LED 구동제어 중 어느 하나의 제어방식에 따라 비보상구간에서 LED의 구동을 제어하게 된다.
LED 구동 제어부(1210)는 크게 3가지 방식 중 하나의 방식을 이용하여 보상구간 진입 여부(즉, 제 2 구동전압의 제공시점) 및 보상구간 이탈 여부(즉, 제 2 구동전압의 차단시점)을 판단하도록 구성될 수 있다.
1) 제 1 LED 그룹(1301) 및/또는 제 2 LED 그룹(1302) 양단의 전압레벨에 기초한 보상구간의 판단 및 제어
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹(1301) 양단의 전압레벨(VLED G1) 및/또는 제 2 LED 그룹(1302) 양단의 전압레벨(VLED G2)를 판단함으로써, 보상구간의 진입 및 이탈 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 기능을 수행하기 위하여 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹 전압 검출부(1211), 제 2 LED 그룹 전압 검출부(1212) 및 비교부(1213)를 포함할 수 있다.
제 1 LED 그룹 전압 검출부(1211)는 제 1 LED 그룹(1301)의 동작상태를 검출하여 출력하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 제 1 LED 그룹 전압 검출부(1211)는 제 1 LED 그룹(1301)의 어노드 단의 앞에 위치된 노드의 전압(Va)을 비반전 단자에 입력받고, 제 1 LED 그룹(1301)의 캐소드 단의 뒤에 위치된 노드의 전압(Vb)을 반전 단자에 입력받아, 제 1 LED 그룹(1301) 양단의 전압레벨(VLED G1)에 대응되는 신호(Sig_LED_G1_ON 또는 Sig_LED_G1_OFF)를 출력하는 제 6 차동 증폭기(OP6)를 포함한다. 제 1 LED 그룹(1301)이 정상적으로 동작하고 있는 경우(즉, 발광하고 있는 경우) 제 6 차동 증폭기(OP6)는 65V의 VLED G1에 대응하는 신호(Sig_LED_G1_ON)를 출력하며, 제 1 LED 그룹(1301)이 비정상적으로 동작하고 있는 경우(즉, 발광하지 못하고 있는 경우) 65V 미만의 VLED G1에 대응하는 신호(Sig_LED_G1_OFF)를 출력하게 된다.
유사하게, 제 2 LED 그룹(1302)의 동작상태를 검출하여 출력하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 제 2 LED 그룹 전압 검출부(1212)는 제 2 LED 그룹(1302)의 어노드 단의 앞에 위치된 노드의 전압(Vb)을 비반전 단자에 입력받고, 제 2 LED 그룹(1302)의 캐소드 단의 뒤에 위치된 노드의 전압(Vc)을 반전 단자에 입력받아, 제 2 LED 그룹(1301) 양단의 전압레벨(VLED G2)에 대응하는 신호(Sig_LED_G2_ON 또는 Sig_LED_G2_OFF)를 출력하는 제 7 차동 증폭기(OP7)를 포함한다. 제 2 LED 그룹(1302)이 정상적으로 동작하고 있는 경우(즉, 발광하고 있는 경우) 제 7 차동 증폭기(OP7)는 65V의 VLED G2에 대응하는 신호(Sig_LED_G2_ON)를 출력하며, 제 2 LED 그룹(1302)이 비정상적으로 동작하고 있는 경우(즉, 발광하지 못하고 있는 경우) 65V 미만의 VLED G2에 대응하는 신호(Sig_LED_G2_OFF)를 출력하게 된다.
비교부(1213)는 제 6 차동 증폭기(OP6)로부터 출력되는 검출된 VLED G1에 대응하는 신호(Sig_LED_G1)와 제 7 차동 증폭기(OP7)로부터 출력되는 검출된 VLED G2에 대응하는 신호(Sig_LED_G2) 입력받고, 제 1 LED 그룹(1301)과 제 2 LED 그룹(1302)의 동작상태에 따라 스위칭부(1430)를 제어하여 에너지 충방전부(1410)를 LED 발광모듈(1300)에 연결하거나 또는 연결을 해제한다.
본 발명에 따른 비교부(1213)가 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상을 수행하도록 설정되는 경우, 비교부(1213)는 제 6 차동 증폭기(OP6)로부터 출력되는 VLED G1에 대응하는 신호(Sig_LED_G1)을 기준으로 하여 스위칭부(1430)를 제어하도록 구성된다. 즉, 예를 들어, 입력되는 신호(Sig_LED_G1)가 VLED G1이 65V 미만인 것을 의미하는 경우, 본 발명에 따른 비교부(1213)는 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상을 위해 에너지 충방전부(1410)를 LED 발광모듈(1300)에 연결하기 위한 방전 스위치 턴-온 제어신호(SWGate_on)를 스위칭부(1430)로 출력한다. 방전 스위치(SW1)가 턴-온되어 있는 상태에서, 비교부(1213)는 VLED G1을 지속적으로 모니터링하고, VLED G1가 65V가 되는 시점에서 에너지 충방전부(1410)와 LED 발광모듈(1300)의 연결을 끊기 위해 방전 스위치 턴-오프 제어신호(SWGate_OFF)를 스위칭부(1430)로 출력한다.
한편, 본 발명에 따른 비교부(1213)가 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 수행하도록 설정되는 경우, 비교부(1213)는 제 6 차동 증폭기(OP6)로부터 출력되는 검출된 VLED G1에 대응하는 신호(Sig_LED_G1)와 제 7 차동 증폭기(OP7)로부터 출력되는 검출된 VLED G2에 대응하는 신호((Sig_LED_G2)를 기준으로 하여 스위칭부(1430)를 제어하도록 구성된다. 즉, 예를 들어, 입력되는 VLED G1이 65V 미만이고 동시에 VLED G2가 65V 미만이 되는 시점(도 6의 시점 t7, t16)에, 본 발명에 따른 비교부(1213)는 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 위해 에너지 충방전부(1410)를 LED 발광모듈(1300)에 연결하기 위한 방전 스위치 제어신호(SWGate)를 스위칭부(1430)로 출력한다. 방전 스위치(SW1)가 턴-온되어 있는 상태에서, 비교부(1213)는 VLED G1과 VLED G2를 지속적으로 모니터링하고, VLED G1과 VLED G2가 모두 65V가 되는 시점(즉, 제 1 LED 그룹 (1301)과 제 2 LED 그룹(1302)가 모두 정상동작할 수 있는 시점)(도 6의 시점 t2, t11)에서 에너지 충방전부(1410)와 LED 발광모듈(1300)의 연결을 끊기 위해 방전 스위치 제어신호(SWGate_OFF)의 출력을 중단한다.
또한, 실시예를 구성하기에 따라, VLED G1는 65V이지만 VLED G2가 65V 미만인 구간에서, 인가되는 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 1 LED 그룹(1301)을 구동할 수 있는 전압레벨이므로, LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹(1301)이 발광할 수 있도록 제 1 전류경로(P1)가 연결되도록 제 1 LED 그룹 구동부(1221)를 제어하도록 구성될 수 있다. 따라서, 이러한 경우, VLED G1는 65V이지만 VLED G2가 65V 미만인 구간(도 6의 에서, 제 1 전류경로(P1)과 제 4 전류경로(P4)가 동시에 연결되어, 제 1 LED 그룹(1301), 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)이 동시에 발광할 수 있다. 이때, 제 1 전류경로(P1)를 통해 제 1 LED 그룹(1301)을 흐르는 제 1 LED 구동전류(ILED1)는 제 1 LED 그룹 구동부(1221)에 의해 제 1 기준전류(IREF1)로 정전류 제어되며, 제 4 전류경로(P4)를 통해 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)을 흐르는 제 4 LED 구동전류(ILED4)는 제 4 LED 그룹 구동부(1224)에 의해 제 4 기준전류(IREF4)로 정전류 제어된다. 이러한 제어에 대해서는 도 7을 참조하여 다음에서 더 상세히 설명하도록 한다.
2) LED 구동전류에 기초한 보상구간의 판단 및 제어
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 LED 그룹들 중 어느 하나의 LED 그룹을 흐르는 LED 구동전류 값을 판단함으로써, 보상구간의 진입 및 이탈 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상, 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 설정에 따라 선택적으로 수행하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제 1 순방향 전압레벨(Vf1)을 보상하도록 설정된 경우, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 전술한 바와 같이 제 1 LED 구동전류(ILED1)를 모니터링하여 보상구간 진입 및 이탈 여부를 판단하게 된다. 또한, 제 2 순방향 전압레벨(Vf2)을 보상하도록 설정된 경우, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 전술한 바와 같이 제 2 LED 구동전류(ILED2)를 모니터링하여 보상구간 진입 및 이탈 여부를 판단하게 된다.
또한, 전술한 바와 같이, 제 2 순방향 전압레벨(Vf2)을 보상하되, 제 1 LED 그룹(1301)이 동작가능한 경우 제 1 전류경로(P1)를 통해 제 1 LED 그룹(1301)이 발광되도록 하고, 동시에 제 5 전류경로(P5) 및 제 4 전류경로(P4)를 통해 제 3 LED 그룹(1303)과 제 4 LED 그룹(1304)이 발광되도록 구성되는 실시예의 경우, LED 구동 제어부(1210)는 전술한 바와 같이 제 2 LED 구동전류(ILED2)에 기초하여 보상구간 진입 및 이탈 여부를 판단하며, 동시에 LED 구동 제어부(1210)는 전술한 바와 같이 제 1 LED 구동전류(ILED1)에 기초하여 제 1 전류경로(P1)의 연결 여부를 제어하도록 구성될 수 있다.
3) 동기화 및 클럭 카운팅에 따른 보상구간의 판단 및 제어
한편, 전술한 바와 같이 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 구동시간에 따라 보상구간의 진입과 이탈을 결정하도록 구성될 수도 있다. 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상과 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상이 설정에 따라 선택적으로 수행될 수 있도록 구성되는 실시예에 있어, LED 구동 제어부(1210)에는 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상시의 보상구간 진입 및 이탈시점에 대응되는 클럭수와 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상시의 보상구간 진입 및 이탈시점에 대응되는 클럭수가 각각 저장되어 있으며, 설정에 따라 어느 하나의 보상구간 진입 및 이탈시점에 대응되는 클럭수를 기초로 보상구간을 판단하도록 구성될 수 있다. 보상구간 진입 및 이탈에 따른 LED 구동 제어부(1210)의 기능은 전술한 바와 유사하므로, 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
제 2 구동전압 제공모듈의 구성과 기능
제 2 구동전압 제공모듈의 제 1 실시예
이하에서, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 2 구동전압 제공모듈(1400)의 구성과 기능에 대하여 살펴보도록 한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제 2 구동전압 제공모듈(1400)은 에너지 충방전부(1410) 및 스위치부(1430)를 포함할 수 있다.
에너지 충방전부(1410)는, 충전모드에서는 제 1 구동전압(즉, 본 실시예에서의 정류전압(Vrec))을 인가받아 인가된 제 1 구동전압의 일부를 저장하며, 방전모드에서는 제 2 구동전압을 스위치부(1430)를 통해 LED 구동모듈(1200)로 제공하도록 구성된다. 도 3에 도시된 실시예에 있어, 본 발명에 따른 에너지 충방전부(1410)가 캐패시터(C1)로 구현되어 있다. 그러나, 본 발명에 따른 에너지 충방전부(1410)가 캐패시터로 한정되는 것은 아니며, 다양한 에너지 충방전 기능을 가지고 있는 소자 또는 회로가 본 발명에 따른 에너지 충방전부(1410)로서 이용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 에너지 충방전부(1410)는 에너지 방전시 전원단으로의 전류 유입을 방지하기 위한 역류 방지용 다이오드(Dch1)를 더 포함할 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 캐패시터(C1)를 이용해 구현된 에너지 충방전부(1410)를 기준으로 설명하도록 한다.
한편, 캐패시터(C1)의 정전용량은 제 2 구동전압을 이용해 구동하고자 하는 LED 그룹의 종류와 수 및 보상구간의 길이에 따라 결정될 수 있다. 도 2, 도 3, 도 6에 도시된 실시예에서, 캐패시터(C1)는 보상구간에서 제 3 LED 그룹(1302) 및 제 4 LED 그룹(1303)에 제 2 구동전압을 공급해야 하므로, 동작 중 캐패시터(C1) 전압의 최소 값이 Vf2가 되도록 캐패시터(C1)의 정전용량이 결정되어야 한다. 따라서, 이러한 경우, 제 1 구동전압의 전압레벨이 Vf2 이상인 구간에서 캐패시터(C1)가 충전되며, 제 1 구동전압의 전압레벨이 Vf2 미만인 구간에서 캐패시터(C1)가 방전된다. 동일한 원리로, 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 포함하고, 캐패시터가 제 k 노드에 연결되도록 구성된 실시예에 있어, 캐패시터는 최소 전압값이 Vfn-Vfk가 될 수 있도록, 캐패시터의 정전용량이 결정되어야 한다. 이러한 경우, 제 1 구동전압의 전압레벨이 Vfn-Vfk 이상인 구간에서 캐패시터(C1)가 충전되며, 제 1 구동전압의 전압레벨이 Vfn-Vfk 미만인 구간에서 캐패시터(C1)가 방전된다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 커패시터 용량 결정을 설명하기 위한 그래프이다. 도 5a 및 도 5b를 참조하여 보상구간에서 제 2 구동전압을 공급하기 위한 캐패시터(C1)의 정전용량 결정에 대하여 더 상세하게 살펴보도록 한다.
일반적으로 캐패시터(C1)의 정전용량은 다음의 수식 1과 같은 간략화된 수식에 의해 산출될 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2013012248-appb-M000001
수학식 1은 보상 캐패시터(C1)의 값을 설계할 수 있는 간략화된 수식이며, 실제 제품 설계에는 수학식 1의 전류 I와 ΔV는 순차구동 전류제어 특성을 고려하여 보상 캐패시터(C1)의 값을 결정하여야 한다. 도 5a는 이러한 특성을 고려한 220V 실효 전압(Vrms)에서의 LED 오프-타임(보상구간)과 보상 캐패시터(C1)의 정전용량의 관계를 도시한 그래프이며, 도 5b는 이러한 특성을 고려한 120V 실효 전압(Vrms)에서의 LED 오프-타임(보상구간, Δt)과 보상 캐패시터(C1)의 정전용량의 관계를 도시한 그래프이다.
그래프에 표현된 정전용량은 실제 사용시 부품의 오차값(10~20%)을 감안하여 산출된 값보다 크게 설정되었다. Δt는 도 4를 참조하여 설명한 보상구간을 의미하며, I는 보상구간 동안 소비되는 전류의 실효값(Irms)을 의미한다. ΔV는 정류전압(Vrec)의 최대값에서 보상구간 동안 동작하는 LED 동작 전압을 뺀 값으로, 보상 캐패시터(C1)에 충전된 전압(Vc)의 리플 전압이다(제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상의 경우 Vcmax - Vf1, 또는 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상의 경우 Vcmax - Vf2).
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제 1 순방향 전압레벨(Vf1) 보상의 경우 최대 2ms, 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상의 경우 최대 3ms의 범위에서 보상 캐패시터(C1)의 정전용량이 결정될 수 있다. 한편, 순차구동의 경우 LED 동작전압에 의해서 각 단의 동작시간이 입력 교류 전압의 크기에 따라 결정된다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 그래프의 경우 60Hz 교류전원을 기준으로 설계되어진 것이므로, 교류전원의 주파수가 변경되는 경우 설계기준 또한 함께 변경되어야 한다. 예를 들어, 50Hz 교류전원이 입력되는 경우, 보상 캐패시터(C1)의 정전용량은 도 5a 및 도 5b에 도시된 그래프에서 최소 20% 이상 크게 설계되어야 한다.
한편, 스위치부(1430)는 에너지 충방전부(1410)와 LED 발광모듈(1300) 사이에 위치되어, LED 구동 제어부(1210)의 제어에 따라 에너지 충방전부(1410)와 LED 발광모듈(1300) 간의 전기적 접속을 온/오프하는 기능을 수행하도록 구성된다. 스위치부(1430)가 턴-온되는 경우 에너지 충방전부(1410)는 방전모드에 진입하여 제 2 구동전압을 LED 발광모듈(1300)로 제공하며, 스위치부(1430)가 턴-오프되는 경우 에너지 충방전부(1410)는 충전모드에 진입하여 제 2 구동전압을 LED 발광모듈(1300)로 제공하지 않게 된다. 이러한 스위치부(1430)는 전술한 바와 같은 BJT(bipolar junction transistor), FET(field effect transistor) 등의 전자식 스위칭 소자를 이용하여 구현될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스위치부(1430)는 LED 구동 제어부(1210)로부터 출력되는 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)에 따라 선택적으로 턴-온 및 턴-오프되는 전자식 스위칭 소자(SW1) 및 역류 방지용 다이오드(Dch2)를 포함할 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시된 실시예에서, 본 발명에 따른 스위치부(1430)는 제 2 LED 그룹(1302)의 캐소드 단과 제 3 LED 그룹(1303)의 애노드 단 사이에 위치되는 제 2 노드(node2)에 연결되어 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스위치부(1430)가 어떤 노드에 연결될지는 실시예를 구성하기에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 즉, 제 1 내지 제 n LED 그룹을 포함하여 구성되는 실시예에 있어, 스위치부(1430)는 그 목적(제 2 구동전압을 어떠한 LED 그룹(들)에 제공할 것인지)에 따라, 제 1 내지 제 k 노드들 중 어느 하나의 노드에 연결될 수 있음을 주목해야 한다.
또한, 보다 바람직하게, 본 발명에 따른 제 2 구동전압 제공모듈(1400)은 캐패시터(C1)에 입력되는 충전전류를 미리 설정된 값으로 일정하게 유지하기 위한 충전전류 제어부(1420)를 더 포함할 수 있다. 일반적으로, 캐패시터(C1)의 충전개시 시점에서 캐패시터의 소자 특성에 기인해 과도 전류가 캐패시터(C1)로 입력되어, 캐패시터(C1)의 손상 및 고주파 노이즈의 발생이 문제된다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 제 2 구동전압 제공모듈(1400)은 충전전류 제어부(1420)를 포함하여 구성될 수 있다. 충전전류 제어부(1420)는 일종의 정전류 제어회로이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 충전전류 제어부(1420)는 전류 제어 기능을 수행하는 스위칭 소자(Q1)와, 캐패시터(C1)에 흐르는 전류값을 측정하고 측정된 전류값에 따라 스위칭 소자(Q1)를 제어하여 캐패시터(C1)에 흐르는 전류를 정전류로 유지할 수 있는 정전류 제어회로를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 정전류 제어회로는 캐패시터(C1)에 흐르는 전류값을 센싱하기 위한 센싱저항(Rs)과 센싱된 전류값과 기준전류(IREF)를 비교하여 스위칭 소자(Q1)를 제어하여 충전전류를 제어하는 제 1 차동 증폭기(OP1)를 포함하여 구성될 수 있다. 정전류 제어기능 자체는 이미 공지된 것이므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 2 구동전압 제공모듈의 제 2 실시예
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 제 2 구동전압 제공모듈을 포함하는 LED 조명장치의 회로도이다. 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 제 2 구동전압 제공모듈(1400)의 제 2 실시예에 대하여 상세하게 살펴보도록 한다. 도 3에 도시된 본 발명의 제 2 구동전압 제공모듈(1400)의 제 1 실시예와 도 8에 도시된 본 발명의 제 2 구동전압 제공모듈(1400)의 제 2 실시예의 가장 큰 차이점은 제 1 실시예의 경우 에너지 충방전부(1410)가 하나의 커패시터(C1)로 구성되어 직렬로 충전되고 직렬로 방전되는 반면, 제 2 실시예의 경우 에너지 충방전부(1410)가 2개의 커패시터(C11), 커패시터(C12)로 구성되어 직렬로 충전되고 병렬로 방전되도록 구성되어 있다는 점에 있다.
이러한 방식으로 제 2 실시예에 따라 본 발명에 따른 에너지 충방전부(1410)를 구성하는 경우, 제 1 실시예에 비하여 제 2 구동전압 제공모듈(1400)의 효율이 향상되는 효과를 기대할 수 있다. 제 1 실시예의 경우, 충전전류 제어부(1420)의 스위칭 소자(Q1) 양단의 전압은 'Vsw = Vrec(입력전압) - Vc(커패시터 충전전압)'(여기서 Vsw는 최소 DC 20V 이상)이 되어, 충전전류 제어부(1420)의 스위치 손실은 'Psw=Vsw*Ic(충전전류)*dt(충전시간)'가 된다. 반면 제 2 실시예의 경우, 충전전류 제어부(1420)의 스위칭 소자(Q1) 양단의 전압은 'Vsw' = Vrec(입력전압) - [Vc1(커패시터(C11)의 충전전압)+Vc2(커패시터(C12)의 충전전압)]'이 된다. 여기에서, Vc1과 Vc2의 최대 충전전압은 Vs/2(Vs는 제 1 실시예의 커패시터(C1)의 최대 충전전압)이며, 실제 구현에 있어 충전전류 제어부(1420)의 구동에 필요한 최소 전압(DC 20V)을 고려해야 한다. 즉, Vc1과 Vc2는 각각 (Vrec-20V)/2의 최대 충전전압을 갖는다. 따라서, 제 2 실시예에 따르는 경우, 충전전류 제어부(1420)의 스위치 손실은 'Psw'=Vsw'*Ic(충전전류)*dt(충전시간)'가 된다. 동일한 충전전류를 이용하여 충전을 수행하는 경우, 제 2 실시예에 따른 에너지 충방전부(1410)의 충전시간은 제 1 실시예에 따른 에너지 충방전부(1410)의 충전시간보다 짧아진다. 또한, 동일한 시간동안 충전을 수행하도록 구성되는 경우, 제 2 실시예에 따른 에너지 충방전부(1410)를 충전하기 위하여 필요한 충전전류(Ic)는 제 1 실시예에 따른 에너지 충방전부(1410)를 충전하기 위하여 필요한 충전전류(Ic)보다 작아진다. 따라서, 제 2 실시예에 따르는 제 2 구동전압 제공모듈(1400)은 제 1 실시예에 따르는 제 2 구동전압 제공모듈(1400)에 비하여 소모되는 전력량이 절감되어 효율이 향상될 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 전술한 바와 같은 제 2 실시예에 따른 에너지 충방전부(1410)는 충전모드에서 정류전압(Vrec)을 인가받아 충전되고, 방전모드에서 방전되어 제 2 구동전원을 제공하는 제 1 커패시터(C11) 및 제 1 커패시터(C11)에 직렬로 연결된 제 2 커패시터(C11)를 포함한다. 또한, 제 2 실시예에 따른 에너지 충방전부(1410)는 방전모드에서 제 1 커패시터(C11)로부터 출력되는 방전전류가 전원단으로 유입되는 것을 방지하기 위한 역류 방지용 다이오드(Dch11), 방전모드에서 제 2 커패시터(C12)로부터 출력되는 방전전류가 제 1 커패시터(C11)로 유입되는 것을 방지하기 위한 역류 방지용 다이오드(Dch12), 제 1 커패시터(C11)와 스위칭부(1430) 사이에 위치되어 역전류를 방지하는 역전류 방지용 다이오드(Dch4), 제 2 커패시터(C12)와 스위칭부(1430) 사이에 위치되어 역전류를 방지하는 역전류 방지용 다이오드(Dch5)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 제 2 실시예에 따른 충전전류 제어부(1420)는 전류 제어 기능을 수행하는 스위칭 소자(Q1)와, 제 1 캐패시터(C11)와 제 2 커패시터(C12)에 흐르는 전류값을 측정하고 측정된 전류값에 따라 스위칭 소자(Q1)를 제어하여 제 1 캐패시터(C11)와 제 2 커패시터(C12)에 흐르는 충전전류(Ic)를 정전류로 유지할 수 있는 정전류 제어회로를 포함할 수 있으며, 정전류 제어회로와 제 1 커패시터(C11) 사이에 위치되는 역전류 방지 다이오드(Dch16), 정전류 제어회로와 제 2 커패시터(C12) 사이에 위치되는 역전류 방지 다이오드(Dch13)를 더 포함할 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 정전류 제어회로는 제 1 캐패시터(C11) 및 제 2 커패시터(C12)에 흐르는 전류값을 센싱하기 위한 센싱저항(Rs)과 센싱된 전류값과 기준전류(IREF)를 비교하여 스위칭 소자(Q1)를 제어하여 충전전류를 제어하는 제 1 차동 증폭기(OP1)를 포함하여 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, LED 구동 제어부(1210)에 의해 충전구간에 진입한 것으로 판단되는 경우 스위칭부(1430)가 턴-오프되며, 제 1 커패시터(C11)와 제 2 커패시터(C12)는 직렬로 연결되어 정류전압(Vrec)을 인가받아 충전된다. 또한, LED 구동 제어부(1210)에 의해 방전구간에 진입한 것으로 판단되는 경우 스위칭부(1430)가 턴-온되며, 제 1 커패시터(C11)와 제 2 커패시터(C12)는 병렬로 방전전류(Idis)를 방전하여 LED 발광모듈(1300)에 제 2 구동전원을 제공하게 된다.
한편, 도 8에 있어, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 구동전압 제공모듈(1400)이 제 2 LED 그룹(1302)과 제 3 LED 그룹(1303) 사이의 제 2 노드(node 2)에 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 구동전압 제공모듈(1400)의 기술적 특징은, 충전전류 제어부(1420)의 전력소모를 최소화하여 효율을 향상시키는 것에 있으므로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 구동전압 제공모듈(1400)이 연결되는 위치와 무관하게 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 구동전압 제공모듈(1400)의 요지를 포함하고 있는 한, 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
LED 조명장치의 LED 구동 제어의 일례
이하에서, 도 7를 참조하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 LED 조명장치의 동작과정을 설명하도록 한다. 도 7에 도시된 실시예의 경우, 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 수행하여 보상구간에서 제 2 구동전압이 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)에 공급되며, 또한 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상구간에서 제 1 LED 그룹(1301)의 전압이 제 1 LED 그룹(1301)을 정상적으로 구동할 수 있는 전압레벨인 경우 제 1 LED 그룹(1301)을 함께 구동하도록 구성된 실시예이다.
한편, 다음의 표 1은 도 9에 도시된 실시예를 기준으로, 정류전압(Vrec)의 1 주기 동안의 제 1 LED 그룹 전압(VLED G1), 제 2 LED 그룹 전압(VLED G2)의 변화에 따른 제 1 내지 제 4 LED 그룹들(1301~1304)과 스위칭부(1430)의 작동 상태를 나타낸 표이다. 이하에서, 도 7 및 표 1을 참조하여 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)의 동작과정에 대하여 상세히 살펴보도록 한다.
표 1
VLED G1 VLED G2 Vrec LED G1 LED G2 LED G3 LED G4 스위칭부
65V 미만 65V 미만 0≤Vrec<Vf1 OFF OFF ON ON ON
65V 65V 미만 Vf1≤Vrec<Vf2 ON OFF ON ON ON
65V 65V Vf2≤Vrec<Vf3 ON ON OFF OFF OFF
65V 65V Vf3≤Vrec<Vf4 ON ON ON OFF OFF
65V 65V Vf4≤Vrec ON ON ON ON OFF
65V 65V Vf3≤Vrec<Vf4 ON ON ON OFF OFF
65V 65V Vf2≤Vrec<Vf3 ON ON OFF OFF OFF
65V 65V 미만 Vf1≤Vrec<Vf2 ON OFF ON ON ON
65V 미만 65V 미만 0≤Vrec<Vf1 OFF OFF ON ON ON
먼저, 본 발명에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹 전압레벨(VLED G1)과 제 2 LED 그룹 전압레벨(VLED G2)을 지속적으로 검출하고 각각을 기준 전압(VREF)(예를 들어, 65V)와 비교함으로써 제 1 LED 그룹(1301)과 제 2 LED 그룹(1302)의 동작상태를 모니터링한다. 도 7에 도시된 실시예에 따른 LED 구동 제어부(1210)는 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 수행하도록 구성되는 바, LED 구동 제어부(1210)는 제 2 LED 그룹 전압레벨(VLED G2)이 기준 전압 미만이 되는 경우(즉, 제 2 LED 그룹(1302)이 정상적으로 동작하지 않게 되는 경우) 보상구간에 진입하는 것으로 판단하며, 제 2 LED 그룹 전압레벨(VLED G2)이 기준 전압이 되는 경우(즉, 제 2 LED 그룹(1302)이 정상적으로 동작하게 되는 경우) 보상구간에서 이탈하는 것으로 판단하도록 구성된다.
표 1에 도시된 바와 같이, 도 7의 주기를 시작하는 시점(t0)에서 제 1 LED 그룹 전압레벨(VLED G1)과 제 2 LED 그룹 전압레벨(VLED G2)이 모두 65V 미만으로서 제 2 LED 그룹이 모두 정상적으로 동작하고 있지 않으므로, LED 구동 제어부(1210)는 도 7(a)에 도시된 시점(t0) 이전에 진입된 보상구간에 계속 있는 것으로 판단하고 스위칭부(1430)로 출력되는 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)의 출력을 유지한다. 따라서, 스위칭부(1430)는 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)가 입력됨에 따라 계속하여 턴-온상태로 유지되고, 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 공급되는 제 2 구동전압이 이전 주기의 보상구간에 이어 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)에 계속적으로 인가된다. 또한, 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 출력되는 방전전류(Idis)가 제 5 전류경로(P5), 제 3 LED 그룹(1303), 제 4 LED 그룹(1304) 및 제 4 전류경로(P4)를 통해 흘러야 하므로, LED 구동 제어부(1210)는 제 4 LED 그룹 구동부(1224)로 제 4 구동 제어신호를 계속하여 인가하여 제 4 전류경로(P4)의 연결상태를 유지하고, LED 구동전류(ILED)가 제 4 기준전류(IREF4)로 유지될 수 있도록 정전류 제어한다. 따라서, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 보상구간(t0~t1)에서 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)이 제 2 구동전압에 의해 발광된다. 도 7(c)에, 보상구간(t0~t1)에서 LED 구동 제어부(1210)로부터 출력되는 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)와 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 방전되는 방전전류(Idis)가 도시되어 있다.
시간의 경과에 따라 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 상승하고, 그 결과 제 1 LED 그룹 전압레벨(VLED G1)이 65V에 도달하면(시점 t1), LED 구동 제어부(1210)는 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 계속하여 수행하되, 정류전압(Vrec)을 이용하여 제 1 LED 그룹(1301)을 구동하기 위하여 제 1 LED 그룹 구동부(1221)로 제 1 구동 제어신호를 인가하여 제 1 전류경로(P1)를 연결하고, 제 1 LED 그룹(1301)에 제 1 LED 구동전류(ILED1)가 흐를 수 있도록 제어한다. 제 1 LED 그룹 전압레벨(VLED G1)이 65V이고, 제 2 LED 그룹 전압레벨(VLED G2)이 65V 미만인 시간 구간(t1~t2)에서, 제 1 LED 그룹(1301)은 제 1 전류경로(P1)를 통해 제 1 구동전압에 의해 구동되며, 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)은 제 4 전류경로(P4)를 통해 제 2 구동전압에 의해 구동된다. 즉, 제 1 전류경로(P1)와 제 4 전류경로(P4)가 동시에 LED 구동 제어부(1210)에 연결되어 있는 상태이며, 따라서, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 보상구간(t1~t2)에서 제 1 LED 그룹(1301), 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)이 발광된다. 도 7(c)에, 보상구간(t1~t2)에서 LED 구동 제어부(1210)로부터 출력되는 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)와 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 방전되는 방전전류(Idis)가 도시되어 있다.
다시 시간의 경과에 따라 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 상승하고, 그 결과 제 2 LED 그룹 전압레벨(VLED G2)이 65V에 도달하면(시점 t2), 제 2 LED 그룹(1302)이 정상적으로 동작될 수 있으므로, LED 구동 제어부(1210)는 보상구간을 이탈하는 것으로 판단하고, 보상구간을 이탈하기 위한 제어를 수행하는 동시에 비보상구간의 LED 구동제어를 시작한다. 따라서, LED 구동 제어부(1210)는 스위칭부(1430)로 출력되던 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)의 출력을 중단하여 방전 스위치(SW1)를 턴-오프하고, 제 2 구동전압 제공모듈(1400)과 제 2 노드(node 2)와의 연결을 해제한다. 또한, 비보상구간(t2~t3)의 LED 구동제어를 수행하기 위하여, 제 1 구동전압 입력단으로부터 제 1 LED 그룹(1301)과 제 2 LED 그룹(1302)을 거쳐 LED 구동 제어부(1210)까지 제 2 전류경로(P2)가 될 수 있도록, LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹 구동부(1221)는 턴-오프하여 제 1 전류경로(P1)의 연결을 해제하고, 제 2 구동 제어신호를 제 2 LED 그룹 구동부(1222)에 인가하여 제 2 LED 그룹 구동부(1222)를 턴-온하여 제 2 전류 경로(P2)가 연결되도록 한다. 이때, 제 1 LED 그룹(1301)과 제 2 LED 그룹(1302)을 통해 흐르는 제 2 LED 구동전류(ILED2)는 제 2 LED 그룹 구동부(1222)에 의해 제 2 기준전류(IREF2)로 정전류 제어된다. 따라서, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 비보상구간(t2~t3) 동안 제 1 구동전압에 의해 제 1 LED 그룹(1301)과 제 2 LED 그룹(1302)이 발광된다. 도 7(c)를 살펴보면, 시점(t2)에서 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)의 출력이 중단되고, 그에 따라 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터의 방전전류(Idis)가 더 이상 출력되지 않는 것을 볼 수 있다. 또한, 도 7(c)에서, 시점(t2)이 경과한 소정의 시점(정류전압(Vrec)의 전압레벨이 현재 에너지 충방전부(1410)의 전압레벨을 초과하는 시점)에서 충전전류(Ic)가 발생하여 에너지 충방전부(1410)가 충전되기 시작한다. 한편, 도 7에 있어, 시점(t2)에서 LED 구동 제어부(1210)가 보상구간을 이탈한 것으로 판단하므로, 다음의 과정들은 비보상구간에서의 LED 구동제어 방식에 따른다. 따라서, LED 구동 제어부(1210)는 입력되는 정류전압(Vrec)의 크기를 판단하고, 그에 따라 제 1 내지 제 4 LED 그룹들(1301~1304)을 순차구동한다.
계속하여 정류전압(Vrec)의 크기가 증가되어, 정류전압(Vrec)의 크기가 제 3 순방향 전압레벨(Vf3)이 되는 시점(t3)에, LED 구동 제어부(1210)는 제 2 LED 그룹 구동부(1222)를 턴-오프하고 제 3 LED 그룹 구동부(1223)로 제 3 구동 제어신호를 인가하기 시작한다. 제 3 LED 그룹 구동부(1223)가 구동됨에 따라, 제 3 전류경로(P3)가 연결되고 이를 통해 미리 설정된 기준전류(IREF3)로 정전류 제어되는 제 3 LED 구동전류(ILED3)가 흐르게 되어 제 1 LED 그룹(1301), 제 2 LED 그룹(1302) 및 제 3 LED 그룹(1303)이 발광한다.
또한, 계속하여 정류전압(Vrec)의 크기가 증가되어, 정류전압(Vrec)의 크기가 제 4 순방향 전압레벨(Vf4)이 되는 시점(t4)에, LED 구동 제어부(1210)는 제 3 LED 그룹 구동부(1223)를 턴-오프하고 제 4 LED 그룹 구동부(1224)로 제 4 구동 제어신호를 인가하기 시작한다. 제 4 LED 그룹 구동부(1224)가 구동됨에 따라, 제 4 전류경로(P4)를 통해 미리 설정된 기준전류(IREF4)로 정전류 제어되는 제 4 LED 구동전류(ILED4)가 흐르게 되어 제 1 LED 그룹(1301) 내지 제 4 LED 그룹(1304) 모두가 발광하게 된다.
정류전압(Vrec)이 최대 전압에 도달한 후 시간에 따라 감소되는 경우의 제어 또한, 전술한 방식과 유사하게 수행된다. 시간의 경과에 따라 정류전압(Vrec)의 크기가 감소하여, 정류전압(Vrec)의 크기가 제 4 순방향 전압레벨(Vf4) 미만이 되는 시점(t5)에, LED 구동 제어부(1210)는 제 4 LED 그룹 구동부(1224)를 턴-오프하고 제 3 LED 그룹 구동부(1223)로 제 3 구동 제어신호를 인가하기 시작한다. 제 4 LED 그룹 구동부(1224)가 턴-오프되고 제 3 LED 그룹 구동부(1223)가 구동됨에 따라, 제 3 전류경로(P3)를 통해 미리 설정된 기준전류(IREF3)로 정전류 제어되는 제 3 LED 구동전류(ILED3)가 흐르게 되어 제 1 LED 그룹(1301) 내지 제 3 LED 그룹(1303)이 발광하게 된다. 마찬가지로, 정류전압(Vrec)의 크기가 제 3 순방향 전압레벨(Vf3) 미만이 되는 시점(t6)에, LED 구동 제어부(1210)는 제 3 LED 그룹 구동부(1223)를 턴-오프하고 제 2 LED 그룹 구동부(1222)로 제 2 구동 제어신호를 인가하기 시작한다. 제 3 LED 그룹 구동부(1223)가 턴-오프되고 제 2 LED 그룹 구동부(1222)가 구동됨에 따라, 제 2 전류경로(P2)를 통해 미리 설정된 기준전류(IREF2)로 정전류 제어되는 제 2 LED 구동전류(ILED2)가 흐르게 되어 제 1 LED 그룹(201) 및 제 2 LED 그룹(202)이 발광하게 된다.
다시 시간의 경과에 따라 정류전압(Vrec)의 크기가 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 미만이 되는 시점(t7)에 제 2 LED 그룹 전압레벨(VLED G2)이 65V 미만이 된다. 따라서, LED 구동 제어부(1210)는 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상구간에 진입한 것으로 판단하고, 보상구간 진입에 따른 제어를 수행하게 된다. LED 구동 제어부(1210)는 스위칭부(1430)를 턴-온하기 위하여 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)를 스위칭부(1430)로 출력하며, 그에 따라 스위칭부(1430)가 턴-온되어 제 2 구동전압 제공모듈(1400)이 제 2 노드(node 2)에 연결되며, 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터의 제 2 구동전압이 제 3 LED 그룹(1303)과 제 4 LED 그룹(1304)에 제공된다. 또한, 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 출력되는 방전전류(Idis)가 제 5 전류경로(P5), 제 3 LED 그룹(1303), 제 4 LED 그룹(1304) 및 제 4 전류경로(P4)를 통해 흘러야 하므로, LED 구동 제어부(1210)는 제 4 LED 그룹 구동부(1224)로 제 4 구동 제어신호를 인가하여 제 4 전류경로(P4)를 형성하고, 제 4 LED 구동전류(ILED4)가 제 4 기준전류(IREF4)로 유지될 수 있도록 정전류 제어한다. 또한 동시에, 제 1 구동전압의 전압레벨이 제 1 LED 그룹(1301)을 구동할 수 있는 전압레벨이므로, 전술한 바와 같이, 보상구간(t7~t8)에서 제 1 구동전압을 이용하여 제 1 LED 그룹(1301)을 구동하기 위하여, LED 구동 제어부(1210)는 제 2 LED 그룹 구동부(1222)를 턴-오프하고, 제 1 구동 제어신호를 제 1 LED 그룹 구동부(1221)로 출력하여 제 1 LED 그룹 구동부(1221)가 턴-온될 수 있도록 한다. 제 1 LED 그룹 구동부(1221)가 턴-온됨에 따라 제 1 전류경로(P1)가 연결되며, 제 1 LED 그룹 구동부(1221)는 제 1 전류경로(P1)를 통해 흐르는 제 1 LED 구동전류(ILED1)를 제 1 기준전류(IREF1)로 유지될 수 있도록 정전류 제어한다. 따라서, 7(a)에 도시된 바와 같이, 제 1 LED 그룹 전압레벨(VLED G1)이 65V이고, 제 2 LED 그룹 전압레벨(VLED G2)이 65V 미만인 시간 구간(t7~t8)에서, 제 1 LED 그룹(1301)은 제 1 전류경로(P1)를 통해 제 1 구동전압에 의해 구동되며, 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)은 제 4 전류경로(P4)를 통해 제 2 구동전압에 의해 구동된다. 도 7(c)에, 보상구간(t7~t8)에서 LED 구동 제어부(1210)로부터 출력되는 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)와 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 방전되는 방전전류(Idis)가 도시되어 있다.
시간의 경과에 따라 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 하강하고, 그 결과 제 1 LED 그룹 전압레벨(VLED G1)도 65V 미만이 되면(시점 t8), LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹(1301)의 구동을 중단하고 제 2 구동전압에 의한 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)의 구동이 계속되도록 한다. 이때, LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹 구동부(1221)를 턴-오프하여 제 1 전류경로(P1)의 연결을 해제할 수도 있으며, 또는, 제 1 LED 그룹(1301)의 구동을 중단하기 위하여 별도의 제어를 수행하지 않을 수도 있다(이 시점에서, 제 1 전류경로(P1)의 연결 유무와 무관하게 제 1 LED 그룹(1301)이 발광하지 않으므로). 따라서, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 보상구간(t8~t9)에서 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)이 제 2 구동전압에 의해 구동된다. 도 7(c)에, 보상구간(t7~t8)에서 LED 구동 제어부(1210)로부터 출력되는 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)와 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 방전되는 방전전류(Idis)가 도시되어 있다.
한편, 도 7(b)와 도 7(c)를 참조해 에너지 충방전부(1410)의 충전전류(Ic), 방전전류(Idis), 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)의 관계를 살펴보면, 보상구간(t0~t2, t7~t9) 동안 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)가 스위칭부(1430)에 입력되며, 그에 따라 방전전류(Idis)가 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)에 공급되는 것을 알 수 있다. 또한, 비보상구간(t2~t7) 동안 동안 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)가 스위칭부(1430)에 입력되지 않고, 그에 따라 제 2 구동전압 제공모듈(1400)로부터 방전이 일어나지 않아 방전전류가 발생하지 않으며, 정류전압(Vrec)의 크기가 에너지 충방전부(1410)의 최소 전압레벨 이상이 되는 소정의 시점에 충전전류(Ic)가 발생하여 에너지 충방전부(1410)가 충전되는 것을 알 수 있다.
또한, 도 7(a)에 도시된 LED 발광모듈(1300)의 광출력 파형을 살펴보면, 사선으로 표시된 구간(즉, 보상구간(t0~t2) 및 보상구간(t7~t9))에서 에너지 충방전부(1410)에 의해 LED 발광모듈(1300)의 광출력이 보상되었음을 확인할 수 있다.
LED 조명장치의 구동과정의 일례
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 LED 조명장치의 동작과정을 도시한 순서도이다. 도 9에 도시된 실시예의 경우, 제 1 내지 제 4 LED 그룹들(1301~1304)을 포함하여 구성되고, 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 수행하여 보상구간에서 제 2 구동전압이 제 2 노드(node 2)를 통해 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)에 공급되며, 또한 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상구간에서 제 1 LED 그룹(1301)의 전압이 제 1 LED 그룹(1301)을 정상적으로 구동할 수 있는 전압레벨인 경우 제 1 LED 그룹(1301)을 함께 구동하도록 구성된 실시예이다. 이하에서, 도 9를 참조하여, 도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 LED 조명장치의 동작과정을 상세하게 살펴보도록 한다.
먼저, LED 조명장치(1000)에 교류전압이 인가되기 시작하면 LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹 전압레벨(VLED G1)과 제 2 LED 그룹 전압레벨(VLED G2)을 지속적으로 검출한다(S900). 제 1 LED 그룹 전압레벨(VLED G1)과 제 2 LED 그룹 전압레벨(VLED G2)의 검출은 LED 조명장치(1000)가 동작되는 동안 계속하여 이루어진다.
LED 구동 제어부(1210)는 검출된 제 2 LED 그룹 전압레벨(VLED G2)과 설정된 기준전압(VREF)(예를 들어, 65V)를 비교하여, 제 2 LED 그룹(1302)이 정상적으로 동작하고 있는지를 판단한다(S902). 도 9를 참조하여 설명하는 실시예의 경우, 제 2 순방향 전압레벨(Vf2) 보상을 수행하도록 구성되어 있으므로, 제 2 LED 그룹 전압레벨()이 설정된 기준전압(VREF) 미만인 경우, LED 구동 제어부(1210)는 보상구간에 진입하는 것으로 판단하고, 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)를 스위칭부(1430)로 출력하여 방전 스위치(SW1)를 턴-온함으로써, 제 2 구동전압 제공모듈(1400)과 제 2 노드(node2)가 연결되어 제 2 구동전압이 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)에 공급되도록 한다(S906). 이때, 제 4 LED 그룹 구동부(1224)를 통해 제 4 전류경로(P4)가 연결되며, 제 4 LED 구동전류(ILED4)가 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)을 구동하게 된다.
한편, 이때, 전술한 바와 같이 제 1 LED 그룹 전압레벨(VLED G1)과 설정된 기준전압(VREF)의 비교가 함께 수행되며(S904), 비교 결과 제 1 LED 그룹(1301)이 정상적으로 동작하고 있는 것으로 판단되는 경우(즉, VLED G1이 65V인 경우), LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹(1301)을 구동하기 위해 제 1 전류경로(P1)가 동시에 연결되도록 하여, 제 1 LED 그룹(1301)이 제 1 구동전압(정류전압(Vrec))에 의해 함께 구동될 수 있도록 한다(S906). 이때, 제 1 LED 그룹(1301)은 제 1 LED 그룹 구동부(1221)에 의해 정전류 제어되는 제 1 LED 구동전류(ILED1)에 의해 구동된다. 따라서, 이 시점에서 제 1 전류경로(P1)와 제 4 전류경로(P4)가 동시에 연결상태를 유지하게 되며, 제 1 LED 그룹(1301)은 제 1 구동전압에 의해 구동되고, 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)은 제 2 구동전압에 의해 구동된다.
LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹 전압레벨(VLED G1)과 기준 전압을 계속하여 비교하며(S908), 시간의 경과에 따라 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 하강하여, 제 1 LED 그룹 전압레벨(VLED G1)이 기준 전압 미만으로 떨어지면, 제 1 LED 그룹(1301)의 구동을 중단하고 제 2 구동전압에 의한 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)의 구동이 계속되도록 한다(S910). 이때, LED 구동 제어부(1210)는 제 1 전류경로(P1)의 연결을 해제할 수도 있으며, 또는, 제 1 LED 그룹(1301)의 구동을 중단하기 위하여 별도의 제어를 수행하지 않을 수도 있다(이 시점에서, 제 1 전류경로(P1)의 연결 유무와 무관하게 제 1 LED 그룹(1301)이 발광하지 않으므로).
시간의 경과에 따라 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 상승하여, 제 1 LED 그룹 전압레벨(VLED G1)이 기준 전압이 되면, LED 구동 제어부(1210)는 제 1 구동전압에 의해 제 1 LED 그룹(1301)이 구동될 수 있도록 한다(S912, S914). 전술한 S910 단계에서, 제 1 전류경로(P1)의 연결을 해제하도록 구성된 경우, 이 시점에서 LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹 구동부(1221)를 제어하여 제 1 전류경로(P1)가 연결되도록 하여, 제 1 LED 그룹(1301)이 제 1 구동전압에 의해 구동될 수 있도록 한다. 반면, 전술한 S910 단계에서, 제 1 전류경로(P1)의 연결을 유지하도록 구성된 경우, 이 시점에서 LED 구동 제어부(1210)는 별도의 제어를 수행하지 않는다. 한편, 이때, 제 3 LED 그룹(1303) 및 제 4 LED 그룹(1304)은 제 2 구동전압에 의해 계속하여 구동되고 있는 상태이다.
시간의 경과에 따라 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 상승하여, 제 1 LED 그룹 전압레벨(VLED G1)과 제 2 LED 그룹 전압레벨(VLED G2)이 모두 기준 전압에 도달하면, LED 구동 제어부(1210)는 보상구간을 이탈한 것으로 판단하여 보상구간 이탈 제어를 수행한다(S916, S918). 따라서, LED 구동 제어부(1210)는 스위칭부(1430)로 출력되던 방전 스위치 제어신호(CON_SW1)의 출력을 중단하며, 그 결과 방전 스위치(SW1)가 턴-오프되어 제 2 구동전압 제공모듈(1400)과 제 2 노드(node 2)의 연결이 해제된다. 또한, LED 구동 제어부(1210)는 제 1 LED 그룹 구동부(1221)를 턴-오프하고, 제 2 LED 그룹 구동부(1222)를 턴-온하여 제 2 전류경로(P2)가 연결되게 한다.
비보상구간에 진입하였으므로, LED 구동 제어부(1210)는 전술한 바와 같은 비보상구간에서의 구동제어 방식에 따라, 입력되는 정류전압(Vrec)의 전압레벨에 따라 LED 그룹들을 순차구동하며(S920), 동시에 S902 단계 내지 S904 단계를 수행한다. 또한, 비보상구간에서 제 2 구동전압 제공모듈(1400) 내의 에너지 충방전부(1410)에 충전전류(Ic)가 인입되어 에너지 충방전부(1410)가 충전된다. 전술한 바와 같이, 충전시 충전전류(Ic)는 충전전류 제어부(1420)에 의해 미리 설정된 값으로 정전류 제어될 수 있다.

Claims (79)

  1. 시간에 따라 전압값이 변화하고 최소 전압값이 적어도 Vf1 이하이며, 최대 전압값이 적어도 Vfn 이상인 제 1 구동전압을, 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 포함하는 LED 발광모듈(n은 2 이상의 정수)에 제공하고, 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 순차구동하는 LED 구동모듈; 및
    상기 제 1 구동전압의 일부를 저장하고, 상기 LED 구동모듈에 제어에 따라 Vfm 보상구간(1≤m≤n-1)에서 상기 LED 그룹들 중 적어도 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 m LED 그룹을 제외한 일부의 상기 LED 그룹들에 선택적으로 제 2 구동전압을 제공하는 제 2 구동전압 제공모듈;을 포함하되,
    상기 LED 구동모듈은 제 m LED 그룹의 동작상태를 검출하고, 상기 제 m LED 그룹이 정상적으로 동작하지 않는 경우 상기 Vfm 보상구간에 진입하는 것으로 판단하고, 상기 제 m LED 그룹이 다시 정상적으로 동작하는 경우 상기 Vfm 보상구간에서 이탈한 것을 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 구동전압은, 전파정류된 교류전압(alternating voltage)이고,
    상기 LED 발광모듈은, 제 k LED 그룹의 캐소드 단과 제 k+1 LED 그룹의 애노드 단 사이의 제 k 노드를 포함하고(1≤k≤n-1, m≤k),
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 제 k 노드에 연결되는 에너지 충방전부를 포함하여 구성되어, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 k LED 그룹을 제외한 상기 제 k+1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹 양단의 전압을 검출하고, 검출된 상기 제 m LED 그룹 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹의 구동전류를 검출하고, 검출된 상기 구동전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 구동되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 구동전압을 제공받아 순차구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 LED 발광모듈은, 상기 제 k 노드와 상기 제 k LED 그룹의 캐소드 사이에 상기 제 2 구동전압에 의한 전류가 상기 제 k LED 그룹으로 입력되는 것을 차단하는 전류 차단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf2 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 Vf2 보상구간에서 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹을 상기 제 1 구동전압으로 구동하며, 상기 제 2 구동전압을 이용하여 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹 중 적어도 하나 이상의 LED 그룹을 구동하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf1 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 제 1 구동전압의 일부를 저장하는 경우 상기 제 2 구동전압 제공모듈에 입력되는 충전전류를 미리 설정된 정전류 값으로 제한하는 충전전류 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 에너지 충방전부와 상기 제 k 노드 사이의 전기적 연결을 제어하는 스위칭부;를 더 포함하고,
    상기 에너지 충방전부는, 상기 스위칭부가 오프-상태인 경우 상기 제 1 구동전압에 의해 충전되는 충전모드에 진입하고, 상기 스위칭부가 온-상태인 경우 방전되어 상기 제 2 구동전압을 상기 LED 발광모듈에 제공하는 방전모드에 진입하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  13. 시간에 따라 전압값이 변화하고 최소 전압값이 적어도 Vf1 이하이며, 최대 전압값이 적어도 Vfn 이상인 제 1 구동전압을 LED 발광모듈(n은 2 이상의 정수)에 제공하고, 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 순차구동하는 LED 구동모듈;
    제 1 LED 그룹, 제 2 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 포함하여 구성되고, 상기 LED 구동모듈로부터 상기 제 1 구동전압을 제공받는 LED 발광모듈(n은 2 이상의 정수); 및
    상기 제 1 구동전압의 일부를 저장하고, 상기 LED 구동모듈에 제어에 따라 Vfm 보상구간(1≤m≤n-1)에서 상기 LED 그룹들 중 적어도 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 m LED 그룹을 제외한 일부의 상기 LED 그룹들에 선택적으로 제 2 구동전압을 제공하는 제 2 구동전압 제공모듈;을 포함하되,
    상기 LED 구동모듈은 제 m LED 그룹의 동작상태를 검출하고, 상기 제 m LED 그룹이 정상적으로 동작하지 않는 경우 상기 Vfm 보상구간에 진입하는 것으로 판단하고, 상기 제 m LED 그룹이 다시 정상적으로 동작하는 경우 상기 Vfm 보상구간에서 이탈한 것을 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 구동전압은, 전파정류된 교류전압(alternating voltage)이고,
    상기 LED 발광모듈은, 제 k LED 그룹의 캐소드 단과 제 k+1 LED 그룹의 애노드 단 사이의 제 k 노드를 포함하고(1≤k≤n-1, m≤k),
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 제 k 노드에 연결되는 에너지 충방전부를 포함하여 구성되어, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 k LED 그룹을 제외한 상기 제 k+1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹 양단의 전압을 검출하고, 검출된 상기 제 m LED 그룹 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹의 구동전류를 검출하고, 검출된 상기 구동전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 구동되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 구동전압을 제공받아 순차구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 LED 발광모듈은, 상기 제 k 노드와 상기 제 k LED 그룹의 캐소드 사이에 상기 제 2 구동전압에 의한 전류가 상기 제 k LED 그룹으로 입력되는 것을 차단하는 전류 차단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf2 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 Vf2 보상구간에서 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹을 상기 제 1 구동전압으로 구동하며, 상기 제 2 구동전압을 이용하여 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹 중 적어도 하나 이상의 LED 그룹을 구동하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf1 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  23. 시간에 따라 전압값이 변화하는 제 1 구동전압을 이용하여, 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹(n은 2 이상의 정수)을 포함하는 LED 발광모듈을 순차구동하는 LED 조명장치의 구동방법에 있어서,
    (a) 제 m LED 그룹의 동작상태를 검출하는 단계((1≤m≤n-1));
    (b) 상기 제 m LED 그룹이 정상적으로 동작하는 경우, 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹을 상기 제 1 구동전압을 이용하여 순차구동하며, 상기 제 1 구동전압의 일부를 제 2 구동전압 공급모듈에 저장하는 단계; 및
    (c) 상기 제 m LED 그룹이 정상적으로 동작하지 않는 경우, Vfm 보상구간에 있는 것으로 판단하고, 상기 제 2 구동전압 제공모듈로부터 출력되는 제 2 구동전압을 상기 LED 그룹들 중 적어도 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 m LED 그룹을 제외한 일부의 상기 LED 그룹들에 선택적으로 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 구동전압은, 전파정류된 교류전압(alternating voltage)이고,
    상기 LED 발광모듈은, 제 k LED 그룹의 캐소드 단과 제 k+1 LED 그룹의 애노드 단 사이의 제 k 노드를 포함하고(1≤k≤n-1, m≤k),
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 제 k 노드에 연결되는 에너지 충방전부를 포함하여 구성되어, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 k LED 그룹을 제외한 상기 제 k+1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 상기 제 m LED 그룹 양단의 전압을 검출하고, 검출된 상기 제 m LED 그룹 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 상기 제 m LED 그룹의 구동전류를 검출하고, 검출된 상기 구동전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 구동되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 구동전압을 제공받아 순차구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  29. 제 24 항에 있어서,
    상기 LED 발광모듈은, 상기 제 k 노드와 상기 제 k LED 그룹의 캐소드 사이에 상기 제 2 구동전압에 의한 전류가 상기 제 k LED 그룹으로 입력되는 것을 차단하는 전류 차단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  30. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며,
    상기 (c)단계는, Vf2 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 Vf2 보상구간에서 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹을 상기 제 1 구동전압으로 구동하며, 상기 제 2 구동전압을 이용하여 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹 중 적어도 하나 이상의 LED 그룹을 구동하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  32. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf1 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  33. 제 23 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는, 상기 제 1 구동전압의 일부를 저장하는 경우 상기 제 2 구동전압 제공모듈에 입력되는 충전전류를 미리 설정된 정전류 값으로 제한하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  34. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 에너지 충방전부와 상기 제 k 노드 사이의 전기적 연결을 제어하는 스위칭부;를 더 포함하고,
    상기 (b) 단계는 상기 스위칭부를 오프-상태로 전환하여 상기 에너지 충방전부에 상기 제 1 구동전압을 충전하고,
    상기 (c) 단계는 상기 스위칭부를 온-상태로 전환하여 상기 에너지 충방전부로부터 방전되는 상기 제 2 구동전압을 상기 LED 발광모듈에 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치 구동방법.
  35. 시간에 따라 전압값이 변화하고 최소 전압값이 적어도 Vf1 이하이며, 최대 전압값이 적어도 Vfn 이상인 제 1 구동전압을, 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 포함하는 LED 발광모듈(n은 2 이상의 정수)에 제공하고, 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 순차구동하는 LED 구동모듈; 및
    상기 제 1 구동전압의 일부를 저장하고, 상기 LED 구동모듈에 제어에 따라 Vfm 보상구간(1≤m≤n-1)에서 상기 LED 그룹들 중 적어도 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 m LED 그룹을 제외한 일부의 상기 LED 그룹들에 선택적으로 제 2 구동전압을 제공하는 제 2 구동전압 제공모듈;을 포함하되,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 복수의 에너지 충방전소자를 포함하며, 상기 복수의 에너지 충방전소자는 충전모드에서 상기 제 1 구동전압의 일부를 직렬로 제공받아 충전되며, 방전모드에서 상기 제 2 구동전압을 병렬로 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은,
    상기 충전모드에서 상기 제 1 구동전압의 일부에 의해 충전되고, 상기 방전모드에서 방전되어 상기 제 2 구동전압을 제공하는 제 1 에너지 충방전소자 내지 제 l 에너지 충방전소자(l은 2 이상의 양의 정수)를 포함하는 에너지 충방전부;
    상기 에너지 충방전부와 상기 LED 발광모듈 사이의 전기적 연결을 제어하는 스위칭부; 및
    상기 충전모드에서 상기 에너지 충방전부로 입력되는 충전전류를 미리 설정된 정전류 값으로 제한하는 충전전류 제어부;를 포함하되,
    제 1 에너지 충방전부 내지 제 l 에너지 충방전부는 상기 제 1 구동전압이 입력되는 입력단을 기준으로 서로 직렬로 연결되며, 상기 스위칭부를 기준으로 서로 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 에너지 충방전부는, 상기 스위칭부가 오프-상태인 경우 상기 제 1 구동전압에 의해 충전되는 충전모드에 진입하고, 상기 스위칭부가 온-상태인 경우 방전되어 상기 제 2 구동전압을 상기 LED 발광모듈에 제공하는 방전모드에 진입하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 에너지 충방전부는,
    상기 제 1 구동전압 입력단에 연결되는 제 1 에너지 충방전소자;
    상기 제 1 구동전압 입력단을 기준으로 상기 제 1 에너지 충방전소자에 직렬로 연결되며, 상기 스위칭부를 기준으로 상기 제 1 에너지 충방전소자에 병렬로 연결되는 제 2 에너지 충방전소자;
    상기 제 1 구동전압 입력단과 상기 제 1 에너지 충방전소자 사이에 위치되어, 상기 제 1 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 구동전압 입력단으로 입력되는 것을 차단하는 제 1 전류 차단부; 및
    상기 제 1 에너지 충방전소자와 상기 제 2 에너지 충방전소자 사이에 위치되어, 상기 제 2 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 2 전류 차단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 에너지 충방전부는,
    상기 제 1 에너지 충방전소자와 상기 스위칭부 사이에 위치되어, 상기 제 1 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 2 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 3 전류 차단부; 및
    상기 제 2 에너지 충방전소자와 상기 스위칭부 사이에 위치되어, 상기 제 2 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 4 전류 차단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  40. 제 35 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 제 m LED 그룹의 동작상태를 검출하고, 상기 제 m LED 그룹이 정상적으로 동작하지 않는 경우 상기 Vfm 보상구간에 진입하는 것으로 판단하고, 상기 제 m LED 그룹이 다시 정상적으로 동작하는 경우 상기 Vfm 보상구간에서 이탈한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 제 1 구동전압은, 전파정류된 교류전압(alternating voltage)이고,
    상기 LED 발광모듈은, 제 k LED 그룹의 캐소드 단과 제 k+1 LED 그룹의 애노드 단 사이의 제 k 노드를 포함하고(1≤k≤n-1, m≤k),
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 제 k 노드에 연결되는 상기 에너지 충방전부를 포함하여 구성되어, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 k LED 그룹을 제외한 상기 제 k+1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹 양단의 전압을 검출하고, 검출된 상기 제 m LED 그룹 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  43. 제 41 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹의 구동전류를 검출하고, 검출된 상기 구동전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  44. 제 41 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 구동되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  45. 제 41 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 구동전압을 제공받아 순차구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  46. 제 41 항에 있어서,
    상기 LED 발광모듈은, 상기 제 k 노드와 상기 제 k LED 그룹의 캐소드 사이에 상기 제 2 구동전압에 의한 전류가 상기 제 k LED 그룹으로 입력되는 것을 차단하는 전류 차단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  47. 제 41 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf2 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 Vf2 보상구간에서 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹을 상기 제 1 구동전압으로 구동하며, 상기 제 2 구동전압을 이용하여 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹 중 적어도 하나 이상의 LED 그룹을 구동하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  49. 제 41 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf1 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  50. 시간에 따라 전압값이 변화하고 최소 전압값이 적어도 Vf1 이하이며, 최대 전압값이 적어도 Vfn 이상인 제 1 구동전압을 LED 발광모듈(n은 2 이상의 정수)에 제공하고, 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 순차구동하는 LED 구동모듈;
    제 1 LED 그룹, 제 2 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹을 포함하여 구성되고, 상기 LED 구동모듈로부터 상기 제 1 구동전압을 제공받는 LED 발광모듈(n은 2 이상의 정수); 및
    상기 제 1 구동전압의 일부를 저장하고, 상기 LED 구동모듈에 제어에 따라 Vfm 보상구간(1≤m≤n-1)에서 상기 LED 그룹들 중 적어도 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 m LED 그룹을 제외한 일부의 상기 LED 그룹들에 선택적으로 제 2 구동전압을 제공하는 제 2 구동전압 제공모듈;을 포함하되,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 복수의 에너지 충방전소자를 포함하며, 상기 복수의 에너지 충방전소자는 충전모드에서 상기 제 1 구동전압의 일부를 직렬로 제공받아 충전되며, 방전모드에서 상기 제 2 구동전압을 병렬로 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  51. 제 50 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은,
    상기 충전모드에서 상기 제 1 구동전압의 일부에 의해 충전되고, 상기 방전모드에서 방전되어 상기 제 2 구동전압을 제공하는 제 1 에너지 충방전소자 내지 제 l 에너지 충방전소자(l은 2 이상의 양의 정수)를 포함하는 에너지 충방전부;
    상기 에너지 충방전부와 상기 LED 발광모듈 사이의 전기적 연결을 제어하는 스위칭부; 및
    상기 충전모드에서 상기 에너지 충방전부로 입력되는 충전전류를 미리 설정된 정전류 값으로 제한하는 충전전류 제어부;를 포함하되,
    제 1 에너지 충방전부 내지 제 l 에너지 충방전부는 상기 제 1 구동전압이 입력되는 입력단을 기준으로 서로 직렬로 연결되며, 상기 스위칭부를 기준으로 서로 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  52. 제 51 항에 있어서,
    상기 에너지 충방전부는, 상기 스위칭부가 오프-상태인 경우 상기 제 1 구동전압에 의해 충전되는 충전모드에 진입하고, 상기 스위칭부가 온-상태인 경우 방전되어 상기 제 2 구동전압을 상기 LED 발광모듈에 제공하는 방전모드에 진입하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  53. 제 51 항에 있어서,
    상기 에너지 충방전부는,
    상기 제 1 구동전압 입력단에 연결되는 제 1 에너지 충방전소자;
    상기 제 1 구동전압 입력단을 기준으로 상기 제 1 에너지 충방전소자에 직렬로 연결되며, 상기 스위칭부를 기준으로 상기 제 1 에너지 충방전소자에 병렬로 연결되는 제 2 에너지 충방전소자;
    상기 제 1 구동전압 입력단과 상기 제 1 에너지 충방전소자 사이에 위치되어, 상기 제 1 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 구동전압 입력단으로 입력되는 것을 차단하는 제 1 전류 차단부; 및
    상기 제 1 에너지 충방전소자와 상기 제 2 에너지 충방전소자 사이에 위치되어, 상기 제 2 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 2 전류 차단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  54. 제 53 항에 있어서,
    상기 에너지 충방전부는,
    상기 제 1 에너지 충방전소자와 상기 스위칭부 사이에 위치되어, 상기 제 1 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 2 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 3 전류 차단부; 및
    상기 제 2 에너지 충방전소자와 상기 스위칭부 사이에 위치되어, 상기 제 2 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 4 전류 차단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  55. 제 50 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 제 m LED 그룹의 동작상태를 검출하고, 상기 제 m LED 그룹이 정상적으로 동작하지 않는 경우 상기 Vfm 보상구간에 진입하는 것으로 판단하고, 상기 제 m LED 그룹이 다시 정상적으로 동작하는 경우 상기 Vfm 보상구간에서 이탈한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  56. 제 55 항에 있어서,
    상기 제 1 구동전압은, 전파정류된 교류전압(alternating voltage)이고,
    상기 LED 발광모듈은, 제 k LED 그룹의 캐소드 단과 제 k+1 LED 그룹의 애노드 단 사이의 제 k 노드를 포함하고(1≤k≤n-1, m≤k),
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은, 상기 제 k 노드에 연결되는 상기 에너지 충방전부를 포함하여 구성되어, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 k LED 그룹을 제외한 상기 제 k+1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  57. 제 56 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹 양단의 전압을 검출하고, 검출된 상기 제 m LED 그룹 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  58. 제 56 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 제 m LED 그룹의 구동전류를 검출하고, 검출된 상기 구동전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  59. 제 56 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 구동되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  60. 제 56 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 구동전압을 제공받아 순차구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  61. 제 56 항에 있어서,
    상기 LED 발광모듈은, 상기 제 k 노드와 상기 제 k LED 그룹의 캐소드 사이에 상기 제 2 구동전압에 의한 전류가 상기 제 k LED 그룹으로 입력되는 것을 차단하는 전류 차단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  62. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf2 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  63. 제 62 항에 있어서,
    상기 LED 구동모듈은 상기 Vf2 보상구간에서 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹을 상기 제 1 구동전압으로 구동하며, 상기 제 2 구동전압을 이용하여 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹 중 적어도 하나 이상의 LED 그룹을 구동하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  64. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며, Vf1 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  65. 시간에 따라 전압값이 변화하는 제 1 구동전압을 이용하여, 제 1 LED 그룹 내지 제 n LED 그룹(n은 2 이상의 정수)을 포함하는 LED 발광모듈을 순차구동하는 LED 조명장치의 구동방법에 있어서,
    (a) 미리 설정된 Vfm 보상구간인지 여부를 판단하는 단계;
    (b) 상기 Vfm 보상구간이 아닌 경우, 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹을 상기 제 1 구동전압을 이용하여 순차구동하며, 상기 제 1 구동전압의 일부를 제 2 구동전압 공급모듈에 저장하는 단계; 및
    (c) 상기 Vfm 보상구간인 경우, 상기 제 2 구동전압 제공모듈로부터 출력되는 제 2 구동전압을 상기 LED 그룹들 중 적어도 상기 제 1 LED 그룹 내지 제 m LED 그룹을 제외한 일부의 상기 LED 그룹들에 선택적으로 제공하는 단계;를 포함하되,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 복수의 에너지 충방전소자를 포함하며,
    상기 (b) 단계에서 상기 복수의 에너지 충방전소자는 상기 제 1 구동전압의 일부를 직렬로 제공받아 충전되며,
    상기 (c) 단계에서 상기 복수의 에너지 충방전소자는 상기 제 2 구동전압을 병렬로 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  66. 제 65 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은,
    충전모드에서 상기 제 1 구동전압의 일부에 의해 충전되고, 방전모드에서 방전되어 상기 제 2 구동전압을 제공하는 제 1 에너지 충방전소자 내지 제 l 에너지 충방전소자(l은 2 이상의 양의 정수)를 포함하는 에너지 충방전부;
    상기 에너지 충방전부와 상기 LED 발광모듈 사이의 전기적 연결을 제어하는 스위칭부; 및
    상기 충전모드에서 상기 에너지 충방전부로 입력되는 충전전류를 미리 설정된 정전류 값으로 제한하는 충전전류 제어부;를 포함하되,
    제 1 에너지 충방전부 내지 제 l 에너지 충방전부는 상기 제 1 구동전압이 입력되는 입력단을 기준으로 서로 직렬로 연결되며, 상기 스위칭부를 기준으로 서로 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  67. 제 66 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 상기 스위칭부가 턴-오프되어 상기 에너지 충방전부가 상기 제 1 구동전압에 의해 충전되는 충전모드에 진입하고,
    상기 (c) 단계에서 상기 스위칭부가 턴-온되어 상기 제 2 구동전압을 상기 LED 발광모듈에 제공하는 방전모드에 진입하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  68. 제 66 항에 있어서,
    상기 에너지 충방전부는,
    상기 제 1 구동전압 입력단에 연결되는 제 1 에너지 충방전소자;
    상기 제 1 구동전압 입력단을 기준으로 상기 제 1 에너지 충방전소자에 직렬로 연결되며, 상기 스위칭부를 기준으로 상기 제 1 에너지 충방전소자에 병렬로 연결되는 제 2 에너지 충방전소자;
    상기 제 1 구동전압 입력단과 상기 제 1 에너지 충방전소자 사이에 위치되어, 상기 제 1 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 구동전압 입력단으로 입력되는 것을 차단하는 제 1 전류 차단부; 및
    상기 제 1 에너지 충방전소자와 상기 제 2 에너지 충방전소자 사이에 위치되어, 상기 제 2 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 2 전류 차단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  69. 제 68 항에 있어서,
    상기 에너지 충방전부는,
    상기 제 1 에너지 충방전소자와 상기 스위칭부 사이에 위치되어, 상기 제 1 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 2 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 3 전류 차단부; 및
    상기 제 2 에너지 충방전소자와 상기 스위칭부 사이에 위치되어, 상기 제 2 에너지 충방전소자로부터 출력되는 방전전류가 상기 제 1 에너지 충방전소자로 입력되는 것을 차단하는 제 4 전류 차단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  70. 제 65 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 제 m LED 그룹의 동작상태를 검출하고, 상기 제 m LED 그룹이 정상적으로 동작하지 않는 경우 상기 Vfm 보상구간에 진입하는 것으로 판단하고, 상기 제 m LED 그룹이 다시 정상적으로 동작하는 경우 상기 Vfm 보상구간에서 이탈한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  71. 제 70 항에 있어서,
    상기 제 1 구동전압은, 전파정류된 교류전압(alternating voltage)이고,
    상기 LED 발광모듈은, 제 k LED 그룹의 캐소드 단과 제 k+1 LED 그룹의 애노드 단 사이의 제 k 노드를 포함하고(1≤k≤n-1, m≤k),
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 제 k 노드에 연결되며,
    상기 (c) 단계는 상기 Vfm 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 k LED 그룹을 제외한 상기 제 k+1 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  72. 제 71 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 상기 제 m LED 그룹 양단의 전압을 검출하고, 검출된 상기 제 m LED 그룹 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  73. 제 71 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 상기 제 m LED 그룹의 구동전류를 검출하고, 검출된 상기 구동전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하여 상기 제 m LED 그룹의 동작상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  74. 제 71 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 구동되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  75. 제 71 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 Vfm이 Vf2 이상인 경우, 상기 Vfm 보상구간에서 상기 제 1 LED 그룹 내지 상기 제 m LED 그룹이 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 구동전압을 제공받아 순차구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  76. 제 71 항에 있어서,
    상기 LED 발광모듈은, 상기 제 k 노드와 상기 제 k LED 그룹의 캐소드 사이에 상기 제 2 구동전압에 의한 전류가 상기 제 k LED 그룹으로 입력되는 것을 차단하는 전류 차단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  77. 제 71 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며,
    상기 (c) 단계는, Vf2 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  78. 제 77 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 Vf2 보상구간에서 상기 제 1 구동전압의 전압레벨에 따라 상기 제 1 LED 그룹을 상기 제 1 구동전압으로 구동하며, 상기 제 2 구동전압을 이용하여 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹 중 적어도 하나 이상의 LED 그룹을 구동하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
  79. 제 71 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 제공모듈은 상기 LED 발광모듈의 제 2 노드에 연결되며,
    상기 (c) 단계는 Vf1 보상구간에서 상기 LED 그룹들 중 상기 제 1 LED 그룹 및 제 2 LED 그룹을 제외한 상기 제 3 LED 그룹 내지 상기 제 n LED 그룹에 선택적으로 상기 제 2 구동전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치 구동방법.
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