WO2014133328A1

WO2014133328A1 - 발광 다이오드 조명 장치 및 그의 제어 회로

Info

Publication number: WO2014133328A1
Application number: PCT/KR2014/001600
Authority: WO
Inventors: 김용근
Original assignee: 주식회사 실리콘웍스
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2014-09-04
Also published as: KR20140107837A

Abstract

본 발명은 발광 다이오드 조명 장치 및 그의 제어 회로를 개시하며, 상기 발광 다이오드 조명 장치는, 상용 전원을 변환한 정류 전압을 제공하는 전원부; 상기 정류 전압에 따라 순차적으로 발광하는 복수 개의 발광 다이오드 채널이 직렬로 구성되는 광원; 및 상기 발광 다이오드 채널들에 대한 전류 경로를 제공하는 복수 개의 스위칭 회로를 포함하고, 상기 전류 경로를 스위칭하여 상기 광원의 발광을 제어하는 전류 제어 회로;를 포함한다.

Description

발광 다이오드 조명 장치 및 그의 제어 회로

본 발명은 발광 다이오드 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교류 다이렉트 방식으로 발광하는 발광 다이오드 조명 장치 및 그의 제어 회로에 관한 것이다.

에너지 절감을 위하여 발광 다이오드(LED)를 광원으로 하는 조명 기술의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.

특히, 고휘도 발광 다이오드는 에너지 소비량, 수명 및 광질 등과 같은 다양한 요소에서 다른 광원들과 차별화되는 이점을 갖는다.

그러나, 발광 다이오드를 광원으로 하는 조명 장치는 발광 다이오드가 전류에 의하여 구동되는 특성에 의하여 추가적인 회로가 많이 필요한 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하고자 개발된 일예가 교류 다이렉트 방식(AC DIRECT TYPE)의 조명 장치이다.

교류 다이렉트 방식의 발광 다이오드 조명 장치는 상용 교류 전원에서 정류 전압을 생성하여 발광 다이오드를 구동하는 것이며 인턱터 및 캐패시터를 사용하지 않고 정류 전압을 입력 전압으로 바로 사용하기 때문에 역률(POWER FACTOR)이 양호한 특성이 있다.

상술한 교류 다이렉트 방식의 발광 다이오드 장치의 일예가 대한민국 특허등록 제10-1128680호에 개시된 바 있다.

일반적인 교류 다이렉트 방식의 발광 다이오드 조명 장치는 순차적으로 발광하는 복수 개의 발광 다이오드 채널을 포함할 수 있으며, 각 발광 다이오드 채널은 하나 이상의 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 그리고, 발광 다이오드 조명 장치는 발광하는 발광 다이오드 채널의 수를 조절하여 디밍(Dimming) 기능을 구현할 수 있다. 상기한 디밍 기능을 구현하기 위하여 발광 다이오드 조명 장치는 정류 전압의 레벨을 판단하여 발광 다이오드 채널의 온오프를 제어하기 위한 비교기를 포함하여 구현되는 것이 일반적이다.

교류 다이렉트 방식의 발광 다이오드 조명 장치는 교류 전압을 갖는 상용 전원을 정류한 정류 전압을 이용한다.

상용 전원은 전달 계통 상의 특성 또는 다양한 환경에 의한 노이즈 성분을 포함한다. 또한, 디밍 기능을 구현하기 위한 디머의 동작 특성에 의한 노이즈 가 발생할 수 있다. 비교기는 기준 전압과 발광에 의한 입력 전압을 비교하여 발광 다이오드 채널을 제어하도록 구성된다. 그러므로 노이즈 성분에 의하여 입력 전압이 불안정해지면, 비교기의 출력 신호가 불안정해진다. 이와 같이 발광 다이오드 채널은 비교기의 출력 신호가 불안정해지면 발광과 소광을 반복하여 깜빡이는 오동작을 수행한다.

상기와 같이 노이즈 성분은 발광 다이오드 조명 장치의 디밍 기능을 불안정하게 하는 요소로 작용된다. 그러므로, 디밍 기능을 갖는 교류 다이렉트 방식의 발광 다이오드 조명 장치는 비교기의 입력 전압이 스위칭 경계 전압 부근의 특정 위상각에 도달한 경우 정류 전압 상의 노이즈 성분에 의하여 깜빡이는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 디밍 기능을 갖는 교류 다이렉트 발광 다이오드 조명 장치에서 정류 전압 상의 노이즈 성분에 의하여 발광 다이오드 채널의 발광 상태가 전환되는 시점에 깜빡이는 현상을 해소할 수 있는 발광 다이오드 조명 장치 및 그의 제어 회로를 제공함에 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 발광 다이오드 조명 장치는, 상용 전원을 변환한 정류 전압을 제공하는 전원부; 상기 정류 전압에 따라 순차적으로 발광하는 복수 개의 발광 다이오드 채널이 직렬로 구성되는 광원; 및 상기 발광 다이오드 채널들에 대한 전류 경로를 제공하는 복수 개의 스위칭 회로를 포함하고, 상기 각 스위칭 회로들은 상기 정류 전압의 상승에 대응한 상승 기준 전압과 상기 정류 전압의 하강에 대응한 하강 기준 전압을 제공하며, 상기 전류 경로로 흐르는 전류에 의하여 형성되는 센싱 전압과 상기 상승 또는 하강 기준 전압의 비교 결과에 따라 상기 전류 경로를 스위칭하여 상기 광원의 발광을 제어하는 전류 제어 회로;를 포함함을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 복수 개의 발광 다이오드 채널이 직렬로 구성된 광원을 정류 전압의 인가에 따라 구동되도록 제어하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로는, 상기 발광 다이오드 채널들에 대한 전류 경로를 제공하는 복수 개의 스위칭 회로를 포함하고, 상기 각 스위칭 회로들은 상기 정류 전압의 상승에 대응한 상승 기준 전압과 상기 정류 전압의 하강에 대응한 하강 기준 전압을 제공하며, 상기 전류 경로로 흐르는 전류에 의하여 형성되는 센싱 전압과 상기 상승 또는 하강 기준 전압의 비교 결과에 따라 상기 전류 경로를 스위칭하여 상기 광원의 발광을 제어함을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 발광 다이오드 채널들의 발광을 제어하는 스위칭이 안정적으로 구현될 수 있어서 정류 전압 상의 노이즈 성분에 의하여 발광 다이오드 채널의 발광 상태가 불안정하게 깜빡이는 현상을 해소할 수 있다.

특히, 디머를 이용한 조도 가변을 위한 출력 전압의 제어의 경우, 출력 전압이 발광 다이오드 채널 간 스위칭 경계 전압에 위치할 수 있다. 이 경우 발광 다이오드 채널 간 스위칭 상태가 정류 전압의 불안정한 전압의 레벨에 따라 불안정해질 수 있다. 이때 불안정한 깜빡이는 현상이 발생할 수 있는데, 본 발명에 의하여 깜빡임이 제거될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 발광 다이오드 조명 장치의 바람직한 실시예를 나타내는 회로도.

도 2는 히스테리시스 특성을 설명하기 위한 비교 회로의 회로도.

도 3은 정류 전압이 상승되는 상태에서 히스테리시스 특성에 의한 도 2의 비교 회로의 동작 특성을 설명하기 위한 파형도.

도 4는 정류 전압이 하강되는 상태에서 히스테리시스 특성에 의한 도 2의 비교 회로의 동작 특성을 설명하기 위한 파형도.

도 5는 도 1의 실시예의 동작을 설명하기 위한 파형도.

도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타내는 회로도.

도 7은 본 발명에 따른 또다른 실시예를 나타내는 회로도.

도 8은 본 발명에 따른 실시예가 디머를 이용한 조도 가변을 위한 출력 전압의 제어에 적용한 상태를 설명하는 파형도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.

본 발명의 발광 다이오드 조명 장치에 따른 실시예는 교류 다이렉트 방식으로 구현되며, 정류 전압에 따른 센싱 전류의 변화를 정류 전압의 변화에 대응한 상승 또는 하강 기준 전압에 적용하여 제어를 구현하도록 개시된다. 즉, 본 발명의 실시예는 기준 전압이 히스테리시스 특성에 의하여 변환된 상승 또는 하강 기준 전압 즉 히스테리시스 전압과 변화되는 센싱 전류를 비교한 결과로 발광 다이오드 채널들의 발광을 제어한다. 상기한 상승 또는 하강 기준 전압은 본 발명의 실시예에서 설명의 편의를 위하여 히스테리시스 전압이라 한다. 따라서, 직렬로 연결된 다수 개의 발광 다이오드 채널들은 노이즈 성분에 영향을 받지 않고 깜빡임없이 발광 상태가 제어될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예는 세 개의 발광 다이오드 채널(LED1 내지 LED3)을 포함한 것을 예시하며, 전원부와 광원(12) 및 전류 제어 회로(14)를 포함한다.

전원부는 교류 전원(VAC)을 정류하여서 정류 전압으로 출력하며, 교류 전압을 갖는 교류 전원(VAC)과 교류 전원(VAC)을 정류하여 정류 전압을 출력하는 정류 회로(10)를 포함한다. 여기에서 교류 전원(VAC)은 상용 전원일 수 있다.

정류 회로(10)는 교류 전원(VAC)의 정현파 파형을 갖는 교류 전압을 전파 정류한 파형을 갖도록 정류 전압을 출력한다. 따라서, 정류 전압은 상용 교류 전압의 반 주기 단위로 전압 레벨이 승하강하는 리플 성분을 갖는 특성이 있다.

광원(12)은 직렬 연결된 3 개의 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3)을 포함하는 것을 예시하고 있으며, 3 개의 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3)은 각각 하나 이상의 직렬 연결된 발광 다이오드를 포함한다. 광원에 포함되는 발광 다이오드 채널들의 수는 제작자의 의도에 따라서 다양하게 실시될 수 있다.

각 발광 다이오드 채널들(LED1, LED2, LED3)은 정류 전압이 인가되는 상태와 전류 제어 회로(14)에 의하여 전류 경로가 형성된 상태에 의하여 발광된다.

본 발명의 실시예에서 후술하는 전류 제어 회로(14)에 포함되어서 선택적으로 전류 경로를 제공하는 각 스위칭 회로(31, 32, 33)의 초기 상태는 턴온된 상태를 유지한다.

3 개의 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3)은 정류 전압이 상승하는 경우 정류 전압이 인가되는 쪽부터 시작하여 먼 곳으로 순차적으로 발광하는 채널의 수가 증가하며, 정류 전압이 하강하는 경우 정류 전압이 인가되는 쪽에서 먼 곳부터 시작하여 정류 전압이 인가되는 쪽으로 순차적으로 발광하는 채널의 수가 감소한다.

전류 제어 회로(14)는 상기한 발광이 이루어질 수 있도록 3 개의 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3) 중 현재 정류 전압 상태에 대응하는 위치에 히스테리시스 특성에 의하여 전류 경로를 형성 및 유지한다.

전류 제어 회로(14)는 히스테리시스 특성을 가지면서 발광 다이오드 채널들(LED1, LED2, LED3)에 대한 전류 경로를 제공하는 3 개의 스위칭 회로(31, 32, 33)를 포함하며, 전류 제어 회로(14)의 각 스위칭 회로들(31, 32, 33)은 전류 경로의 스위칭을 위한 기준 전압을 갖는다.

상기한 각 스위칭 회로들(31, 32, 33)은 정류 전압의 승하강에 연동하여 기준 전압이 변화된 히스테리시스 전압을 전류 경로로 흐르는 전류에 의하여 형성되는 센싱 전압과 비교한 결과에 따라 전류 경로를 스위칭하여서 광원(12)의 발광을 제어하는 구성을 갖는다.

본 발명의 실시예로 구성되는 전류 제어 회로(14)는 발광을 위한 정전류를 제어하도록 구성될 수 있으며, 전류 제어 회로(14)에서 제공되는 전류 경로는 정전류 경로로 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 전류 제어 회로(14)는 기준 전압 생성 회로(20), 전류 센싱 저항(Rs) 및 3 개의 스위칭 회로(31, 32, 33)를 포함한다.

여기에서, 기준 전압 생성 회로(20)는 정전압 VR이 인가되는 직렬 연결된 다수의 저항(R1, R2, R3, R4)을 포함한다.

저항(R1)은 접지에 연결되고, 저항(R4)에는 정전압 VR이 인가된다. 이 중 저항(R4)는 출력을 조정하기 위한 부하 저항으로 작용한다. 저항(R1, R2, R3)은 서로 다른 레벨의 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3을 출력하기 위한 것이다. 기준 전압들 VREF1, VREF2, VREF3 중에서 기준 전압 VREF1이 가장 낮은 전압 레벨을 가지며 기준 전압 VREF3이 가장 높은 전압 레벨을 갖는다.

즉, 각 저항(R1, R2, R3)은 3 개의 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3)에 대응하여 3 개의 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3을 출력하도록 설정되는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 기준 전압(VREF1)은 발광 다이오드 채널(LED2)이 발광하는 시점에 스위칭 회로(31)를 턴오프하기 위한 레벨을 가지며, 발광 다이오드 채널(LED2)의 발광 시점의 센싱 전압에 대응하는 레벨로 설정될 수 있다. 그리고, 기준 전압(VREF2)은 발광 다이오드 채널(LED3)이 발광하는 시점에 스위칭 회로(32)를 턴오프하기 위한 레벨을 가지며, 발광 다이오드 채널(LED3)의 발광 시점의 센싱 전압에 대응하는 레벨로 설정되어 발광 다이오드에 채널(LED1)보다 더 높은 정전류 상태를 유지하도록 설정될 수 있다. 그리고, 기준 전압(VREF3)은 정류 전압의 최고점을 포함하는 범위의 전압에서 발광 다이오드 채널(LED3)의 발광이 유지되어야 하므로 발광 다이오드에 채널(LED2)보다 더 높은 정전류 상태를 유지하도록 설정됨이 바람직하다. 그리고, 발광 다이오드 채널(LED1)의 발광 전압은 발광 다이오드 채널(LED1)이 발광하는데 필요한 전압이며 발광 다이오드 채널(LED1)에 포함된 하나 이상의 발광다이오드를 발광할 수 있는 레벨로 정의될 수 있다. 발광 다이오드 채널(LED2)의 발광 전압은 발광 다이오드 채널(LED1. LED2)의 발광에 필요한 전압이며 발광 다이오드 채널(LED1, LED2)에 포함된 발광다이오드들을 발광할 수 있는 레벨로 정의될 수 있다. 그리고, 발광 다이오드 채널(LED3)의 발광 전압은 3 개의 발광 다이오드 채널(LED1. LED2, LED3)의 발광에 필요한 전압이며 3 개의 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3)에 포함된 발광다이오드들을 발광할 수 있는 레벨로 정의될 수 있다.

한편, 3 개의 스위칭 회로(31, 32, 33)는 각 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3)의 출력단(CH1, CH2, CH3) 별로 병렬로 연결되고, 각 스위칭 회로(31, 32, 33)는 센싱 전압을 제공하는 전류 센싱 저항(Rs)에 공통으로 연결된다.

3 개의 스위칭 회로(31, 32, 33)는 광원(12)을 턴온하기 위한 하나의 전류 경로를 선택적(독립적)으로 제공한다.

3 개의 스위칭 회로(31, 32, 33)는 정류 전압의 승하강에 연동되어서 기준 전압이 변화된 히스테리시스 전압을 전류 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압과 비교한 결과에 따라 턴온 및 턴오프되어서 전류 경로를 제공한다.

스위칭 회로들(31, 32, 33)은 정류 전압이 인가되는 위치에서 먼 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3)에 연결된 것일수록 높은 레벨의 기준 전압을 제공받는다. 다시 설명하면, 광원에 포함되는 발광 다이오드 채널 개수가 3개일 때, 일 예로, 두번째 발광 다이오드 채널에 대응하는 스위칭 회로에 인가되는 기준 전압의 레벨보다 세번째 발광 다이오드 채널에 대응하는 스위칭 회로에 인가되는 기준 전압의 레벨이 높다.

각 스위칭 회로(31, 32, 33)는 비교 회로와 스위칭 소자를 포함하는 구성을 갖는다. 비교 회로는 히스테리시스 특성에 의하여 정류 전압의 상승에 연동하여 기준 전압보다 높은 레벨을 갖는 히스테리시스 전압(상승 기준 전압)을 생성한다. 또한, 비교 회로는 히스테리시스 특성에 의하여 정류 전압의 하강에 연동하여 기준 전압보다 낮은 레벨을 갖는 히스테리시스 전압(하강 기준 전압)을 생성한다. 비교 회로는 상기한 히스테리시스 전압(상승 기준 전압 또는 하강 기준 전압)을 전류 센싱 저항(Rs)에 인가된 센싱 전압과 비교한다. 스위칭 소자는 비교 회로의 출력에 따라 전류 경로를 스위칭하는 구성을 갖는다. 여기에서, 스위칭 소자는 NMOS 트랜지스터(52)로 구성됨이 바람직하다.

각 스위칭 회로(31, 32, 33)의 비교 회로는 포지티브 입력단(+)과 네가티브 입력단(-)의 전압을 비교하여 출력단으로 비교 결과에 해당하는 출력을 갖는 비교기(50), 기준 전압(VREF1, VREF2, VREF3)이 인가되며 비교기(50)의 포지티브 입력단(+)에 연결되는 제1 저항(Ra), 및 비교기(50)의 출력단과 포지티브 입력단(+) 사이에 연결되는 제2 저항(Rb)을 포함하는 구성을 갖는다.

비교기(50)의 네가티브 입력단(-)에는 전류 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압이 인가되며, 각 스위칭 회로(31, 32, 33)의 비교기(50)의 네가티브 단자(-)는 전류 센싱 저항(Rs)에 공통으로 연결된다.

정류 전압의 레벨이 상승하면, 비교기(50)의 포지티브 입력단(+)에는 제1 및 제2 저항(Ra, Rb)에 의한 전류 분배에 의하여 기준 전압이 상승한 히스테리시스 전압(V+)이 인가된다. 그리고, 정류 전압의 레벨이 하강하면, 비교기(50)의 포지티브 입력단(+)에는 제1 및 제2 저항(Ra, Rb)에 의한 전류 분배에 의하여 기준 전압이 하강한 히스테리시스 전압(V+)이 인가된다.

상기한 비교 회로의 히스테리시스 특성에 대하여 도 2 내지 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 2의 a)는 일반적인 비교기 회로를 표시하고, 도 2의 b)는 본 발명에 따른 비교 회로를 표시한다. 설명의 이해를 위하여, 기준 전압은 VREF로 표시하고, 전류 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압에 해당하는 입력 전압은 VIN으로 표시하며, 비교기의 출력 전압은 VOUT으로 표시하고, 히스테리시스 전압은 V+로 표시한다. 그리고, 정류 전압의 상승에 대응한 히스테리시스 전압은 VH으로 표시하고 정류 전압의 하강에 대응한 히스테리시스 전압은 VL로 표시한다.

도 2의 a)의 일반적인 비교기는 포지티브 입력단(+)에 인가되는 기준 전압 VREF이 네가티브 입력단(-)에 인가되는 입력 전압(VIN) 보다 높으면 하이 레벨의 출력 전압 VOUT을 출력하고 반대로 포지티브 입력단(+)에 인가되는 기준 전압 VREF이 네가티브 입력단(-)에 인가되는 입력 전압(VIN) 보다 낮으면 로우 레벨의 출력 전압 VOUT을 출력한다.

도 2의 a)에 구성된 비교기의 출력 전압 VOUT이 NMOS 트랜지스터(52)에 인가되는 경우, NMOS 트랜지스터(52)는 하이 레벨의 출력 전압 VOUT이 인가되면 턴온되고 로우 레벨의 출력 전압 VOUT이 인가되면 턴오프된다.

교류 다이렉트 방식의 발광 디이오드 조명 장치는 상술한 바와 같이 상용 전원을 정류한 정류 전압을 이용하며, 정류 전압은 상용 전원 또는 디머에 기인한 노이즈 성분을 많이 포함한다.

본 발명의 실시예는 정류 전압이 스위칭 회로(31, 32, 33)의 턴온된 NMOS 트랜지스터(52)를 통한 전류 경로를 통하여 전류 센싱 저항(Rs)에 인가된다. 그러므로, 전류 센싱 저항(Rs)에 의하여 형성되는 센싱 전압도 정류 전압의 신호 특성을 따르며 결과적으로 도 3의 a) 및 도 4의 a)와 같이 노이즈 성분을 가지게 된다.

따라서, 정류 전압의 상승 및 하강에 연동하여 입력 전압(VIN)의 레벨이 스위칭 경계 전압인 기준 전압(VREF) 근처(SH1, SL1)에 도달하면, 비교기는 노이즈 성분에 의하여 도 3의 b) 및 도 4의 b)와 같이 하이와 로우 상태를 반복하는 불안정한 상태로 출력 전압(VOUT)을 출력하게 된다.

도 3의 b) 및 도 4의 b)와 같은 불안정한 상태의 비교기의 출력이 도 1의 NMOS 트랜지스터(52)에 인가되면, NMOS 트랜지스터(52)가 온오프를 반복하여 스위칭된다. 결과적으로 NMOS 트랜지스터(52)의 불안정한 스위칭 동작에 의하여 도 1의 스위칭 회로(31, 32, 33)에 연결된 발광 다이오드 채널들(LED1, LED2, LED3)이 깜빡이게 된다.

상기한 바와 같이 디밍 제어에 의하여 정류 전압이 스위칭 경계 전압 부근에 도달하는 경우 노이즈 성분에 의한 깜빡임이 발생하는 발광 다이오드 조명 장치의 불안정한 디밍 동작을 해결하고자 본 발명의 실시예는 도 2의 b)의 비교 회로를 채용할 수 있다.

도 2의 b)의 비교 회로는 제1 저항(Ra)과 제2 저항(Rb)의 전류 분배에 의하여 정류 전압에 연결되는 출력 전압(VOUT)이 비교기의 포지티브 입력단(+)에 형성되는 전압에 영향을 주는 구성을 갖는다.

히스테리시스 전압은 하기 <수학식 1> 내지 <수학식 3>과 같이 키르히호프의 전류 법칙에 의하여 해석될 수 있다.

수학식 1

수학식 2

수학식 3

따라서, 히스테리시스 전압(V+)은 VOUT에 따라서 상승 또는 하강하는 특성을 갖는다.

여기에서, VOUT은 정류 전압에 따라서 상승하는 경우 정극성을 갖는 것으로 이해할 수 있고 하강하는 경우 부극성을 갖는 것으로 이해할 수 있다. 이는 노이즈의 미세한 리플 성분에 대해서도 동일하게 적용될 수 있으므로, 노이즈의 상승 구간에 대하여 VOUT이 정극성을 갖는 것으로 이해할 수 있고, 노이즈의 하강 구간에 대하여 VOUT이 부극성을 갖는 것으로 이해할 수 있다.

정류 전압이 상승하여 VOUT이 정극성을 갖는 경우 기준 전압(VREF)보다 높은 레벨을 갖는 히스테리시스 전압(V+)은 VH로 정의될 수 있고, 정류 전압이 하강하여 VOUT이 부극성을 갖는 경우 기준 전압(VREF)보다 낮은 레벨을 갖는 히스테리시스 전압(V+)은 VL로 정의될 수 있다. 그리고, VH와 VL 사이의 전위차는 히스테리시스 밴드(VHYS)로 정의될 수 있다.

상기와 같이 정의되는 기준 전압(VREF)보다 높은 레벨의 VH, 기준 전압보다 낮은 레벨의 VL 및 히스테리시스 밴드(VHYS)는 하기 <수학식 4> 내지 <수학식 6>과 같이 정의될 수 있다.

수학식 4

수학식 5

수학식 6

즉, 비교기의 포지티브 입력단(+)에 형성되는 히스테리시스 전압(V+)은 정류 전압의 승하강에 따라서 기준 전압(VREF)보다 높은 레벨의 VH 또는 기준 전압(VREF)보다 낮은 레벨의 VL로 가변된다.

도 2의 b)의 비교 회로의 동작을 설명한다.

도 3과 같이 정류 전압의 상승에 따라서 입력 전압(VIN)이 상승하는 경우, 비교기의 포지티브 입력단(+)에는 기준 전압(VREF)보다 높은 VH 레벨로 히스테리시스 전압(V+)이 형성된다. 그러므로 네가티브 입력단(-)에 인가되는 입력 전압(VIN)이 포지티브 입력단(+)의 히스테리시스 전압(V+)의 레벨인 VH보다 높아야 도 2의 b)의 비교기는 도 3의 c)와 같이 로우 레벨의 출력 전압(VOUT)을 출력한다.(SH2)

도 2의 b)의 비교기는 출력 전압(VOUT)이 로우 레벨로 변환된 후 입력 전압(VIN)이 노이즈 성분에 의하여 일시적으로 VH 이하로 하강하더라도 히스테리시스 특성에 의하여 출력은 안정적인 상태를 유지한다.

이는 노이즈 성분에 의하여 입력 전압(VIN)의 일시적인 하강이 형성되면 비교기의 포지티브 입력단(+)에는 VL 레벨의 히스테리시스 전압(V+)이 형성되기 때문이다.

노이즈 성분이 VL 레벨 이하로 떨어지지 않으면, 비교기의 출력 전압(VOUT)은 하이 레벨로 변환되지 않는다. 그리고, 발생 가능한 노이즈 성분에 의한 가변 폭을 포함하도록 히스테리시스 밴드(VHYS)가 설정됨으로써 비교기의 출력의 안정성이 확보될 수 있다.

이와 반대로, 도 4와 같이 정류 전압의 하강에 따라서 입력 전압(VIN)이 하강하는 경우, 비교기의 포지티브 입력단(+)에는 기준 전압(VREF)보다 낮은 VL 레벨로 히스테리시스 전압(V+)이 형성된다. 그러므로 네가티브 입력단(-)에 인가되는 입력 전압(VIN)이 포지티브 입력단(+)의 히스테리시스 전압(V+)의 레벨인 VL보다 낮아야 도 2의 b)의 비교기는 도 4의 c)와 같이 하이 레벨의 출력 전압(VOUT)을 출력한다.(SL2)

도 2의 b)의 비교기는 출력 전압(VOUT)이 하이 레벨로 변환된 후 입력 전압(VIN)이 노이즈 성분에 의하여 일시적으로 VL 또는 기준 전압(VREF) 이상으로 상승하더라도 히스테리시스 특성에 의하여 출력은 안정적인 상태를 유지한다.

이는 노이즈 성분에 의하여 입력 전압(VIN)의 일시적인 상승이 형성되면 비교기의 포지티브 입력단(+)에는 기준 전압(VREF)보다 높은 VH 레벨의 히스테리시스 전압(V+)이 형성되기 때문이다.

노이즈 성분이 VH 레벨 이상으로 상승하지 않으면, 비교기의 출력 전압(VOUT)은 로우 레벨로 변환되지 않으며, 발생 가능한 노이즈 성분에 의한 가변 폭을 포함하도록 히스테리시스 밴드(VHYS)가 설정됨으로써 비교기의 출력의 안정성이 확보될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 상기한 도 2 내지 도 4의 히스테리시스 특성을 갖도록 스위칭 회로(31, 32, 33)의 비교 회로가 구성된다.

그러므로, 스위칭 회로(31, 32, 33)는 전류 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압에 인가되는 노이즈 성분에 영향을 받지 않고 안정적인 스위칭 상태를 유지하며 전류 경로를 제공할 수 있다,

도 1과 같이 구성되며, 도 2 내지 도 4에서 설명된 히스테리시스 특성을 갖는 본 발명의 실시예의 구체적인 동작을 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 세 개의 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3)을 구동하는 경우를 예시한 파형도이며 히스테리시스 특성에 의한 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3)의 발광 및 소광 동작을 설명하기 위한 것이다.

도 5에서 도 3 및 도 4의 히스테리시스 특성에 의하여 채널 별 기준 전압 VREF보다 높은 레벨을 갖도록 형성되는 히스테리시스 전압(V+)의 레벨은 실시예의 동작 특성을 감안하여 VON1, VON2, VON3로 표시하고, 채널 별 기준 전압 VREF 보다 낮은 레벨을 갖도록 형성되는 히스테리시스 전압(V+)의 레벨은 실시예의 동작 특성을 감안하여 VOFF1, VOFF2, VOFF3로 표시한다.

기준 전압 생성 회로(20)는 3 개의 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3)의 출력단(CH1, CH2, CH3)에 연결된 각 스위칭 회로(31, 32, 33)에 서로 다른 레벨의 기준 전압(VREF1, VREF2, VREF3)을 제공한다.

정류 전압이 상승하는 초기 상태에는 각 스위칭 회로(31, 32, 33)는 비교기(50)의 포지티브 입력단(+)에 형성되는 각 기준 전압(VREF1, VREF2, VREF3)에 의한 히스테리시스 전압(V+)보다 비교기(50)의 네가티브 입력단(-)에 인가되는 센싱 전압의 레벨이 낮다. 그러므로, 비교기(50)는 하이 레벨의 신호를 NMOS 트랜지스터(52)로 출력하고, NMOS 트랜지스터(52)는 턴온 상태를 유지한다.

스위칭 회로들(31, 32, 33)이 턴온 상태를 유지하지만 초기 상태에는 정류 전압의 레벨이 충분하지 않아서 발광 다이오드 채널이 발광할 수 없다. 그러므로, 전류 경로는 형성되지 않는다.

이후, 정류 전압이 상승하여서 발광 다이오드 채널(LED1)을 발광할 수 있는 레벨로 상승하면 발광 다이오드 채널(LED1)는 발광된다.

발광 다이오드 채널(LED1)이 발광되면, 발광된 발광 다이오드 채널(LED1)의 출력단(CH1)에 연결된 스위칭 회로(31)의 NMOS 트랜지스터(52) 및 전류 센싱 저항(Rs)를 포함하는 전류 경로가 형성된다. 그리고, 전류 센싱 저항(Rs)에 정류 전압에 의한 센싱 전압이 형성된다.

상기와 같이 발광 다이오드 채널(LED1)의 발광이 이루어진 후 정류 전압은 상승하고, 발광 다이오드 채널(LED2)가 발광되기 전까지 발광 다이오드 채널(LED1)의 발광을 위한 전류 경로가 스위칭 회로(31)에 의하여 제공될 수 있다.

이때, 전류 경로를 제공하는 스위칭 회로(31)의 비교기(50)의 포지티브 입력단(+)에는 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 히스테리시스 특성에 의하여 기준 전압(VREF1)이 변화된 VON1 레벨을 갖는 히스테리시스 전압(V+)이 정류 전압의 상승에 대응하여 적용된다.

정류 전압이 점차적으로 상승하면 그에 따라서 전류 센싱 저항(Rs)에 형성되는 센싱 전압의 레벨도 상승한다.

스위칭 회로(31)의 비교기(50)는 전류 센싱 저항(Rs)가 히스테리시스 전압(V+)의 VOFF1 레벨에 도달하기 전까지 하이 레벨의 전압을 출력하며, 그에 따라서 NMOS 트랜지스터(52)는 턴온 상태를 유지한다.

상기와 같이 발광 다이오드 채널(LED1)이 발광되고 스위칭 회로(31) 및 전류 센싱 저항(Rs)을 통한 전류 경로가 형성된 상태에서, 정류 전압은 상승하여서 발광 다이오드 채널(LED2)이 발광하는 레벨에 도달된다.

발광 다이오드 채널(LED2)이 발광되면, 발광된 발광 다이오드 채널(LED2)의 출력단(CH2)에 연결된 스위칭 회로(32)의 NMOS 트랜지스터(52) 및 전류 센싱 저항(Rs)를 포함하는 전류 경로가 형성된다.

발광 다이오드 채널(LED2)이 발광되면, 턴온 상태의 스위칭 회로(32)와 전류 센싱 저항(Rs)로 연결되는 전류 경로가 형성된다. 그러므로 전류 경로 상으로 정류 전압 인가에 따른 전류가 흐르고, 전류 센싱 저항(Rs)에는 발광 다이오드 채널(LED1)만 발광된 상태보다 높은 레벨의 정류 전압에 의한 센싱 전압이 형성된다.

상기한 발광 다이오드 채널(LED2)의 발광 시점에 스위칭 회로(31)의 비교기(50)의 네가티브 입력단(-)에 인가되는 센싱 전압은 히스테리시스 전압(V+)의 VON1 보다 높게 형성된다.

그에 따라서, 스위칭 회로(31)의 비교기(50)는 로우 레벨의 신호를 출력하고, 스위칭 회로(31)의 NMOS 트랜지스터(52)는 턴오프된다.

스위칭 회로(31)의 비교기(50)가 로우 레벨의 신호를 출력하도록 전환되는 시점에 전류 센싱 저항(Rs)에 형성된 센싱 전압은 노이즈 성분을 포함할 수 있다. 그러나, 스위칭 회로(31)의 비교기(50)는 센싱 전압에 노이즈 성분이 포함되더라도 상술한 도 2 내지 도 4를 참조한 히스테리시스 특성에 의하여 로우 레벨의 신호를 출력하는 상태를 안정적으로 유지한다.

즉, 일시적으로 전류 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압이 하강하더라도 스위칭 회로(31)의 비교기(50)는 노이즈 성분의 하강 시점에 기준 전압(VREF1)보다 낮은 VOFF1 레벨의 히스테리시스 전압(V+)을 기준으로 비교 동작을 수행하므로 상기와 같이 로우 레벨의 신호를 안정적으로 유지하여 출력할 수 있다.

상기와 같이 발광 다이오드 채널들(LED1, LED2)이 발광된 후 정류 전압의 상승이 이루어진다. 이후 발광 다이오드 채널(LED2)의 전류 경로의 스위칭과 발광 다이오드 채널(LED3)의 발광은 발광 다이오드 채널(LED1)의 전류 경로의 스위칭과 발광 다이오드 채널(LED2)의 발광과 동일하게 이루어지므로 중복되는 설명은 생략한다.

정류 전압의 상승에 따라서, 전류 경로는 발광 다이오드 채널들(LED1, LED2, LED3)의 순차적인 발광에 동기하여 스위칭 회로(31), 스위칭 회로(32) 및 스위칭 회로(33)의 순으로 순차적으로 변환된다.

이후, 발광 다이오드 채널(LED3)이 발광되고 스위칭 회로(33) 및 전류 센싱 저항(Rs)를 통한 전류 경로가 형성되어 정전류를 유지하는 상태에서 정류 전압은 최고점까지 상승한 후 하강을 시작한다.

즉, 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3)이 모두 발광된 후 정류 전압은 하강한다.

정류 전압이 하강을 시작하여서 발광 다이오드 채널(LED3)의 발광 전압 이하로 떨어지면 발광 다이오드 채널(LED3)은 소광되고 전류 경로는 스위칭 회로(32)에 의하여 형성된다.

이때 전류 센싱 저항(Rs)에 형성되는 센싱 전압은 현재 발광한 발광 다이오드 채널(LED1, LED2) 중 정류 전압이 인가되는 위치로부터 가장 먼 최종단의 발광 다이오드 채널(LED2)과 스위칭 회로(32)를 통하여 공급되는 전류에 의한 것으로 하강한다.

정류 전압의 하강에 따라서 발광 다이오드 채널(LED3, LED2, LED1)은 순차적으로 소광되고, 전류 센싱 저항(Rs)에 인가되는 센싱 전압은 발광된 발광 다이오드 채널 중 정류 전압이 인가되는 위치로부터 가장 먼 발광다이오드 채널과 스위칭 회로를 통하여 공급되는 전류에 의한 것으로 하강한다.

정류 전압의 하강에 따라서 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3)의 전류 경로는 정류 전압이 인가되는 위치로부터 먼 쪽에서부터 가까운 쪽으로 순차적으로 하나씩 추가적으로 소광되는 형태로 구성된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 하나의 전류 센싱 저항(Rs)에 흐르는 전류에 의한 센싱 전압과 정류 전압의 상승 및 하강에 연동하여서 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3)은 정류 전압이 인가되는 위치로부터 먼 쪽으로 하나씩 추가적으로 발광되거나 반대 방향으로 하나씩 추가적으로 소광될 수 있다.

이때, 전류 경로를 제공하는 스위칭 회로(31, 32, 33)는 히스테리시스 특성에 의하여 정류 전압에 포함된 노이즈의 영향을 배제하게 되므로 턴온 및 턴오프 상태가 안정될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 실시예는 3 개의 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3)을 구동하기 위하여 도 6과 같이 독립된 전류 센싱 저항을 채용한 구성으로 실시될 수 있다.

도 6의 실시예는 도 1의 실시예와 비교하여 각 스위칭 회로(31, 32, 33)에 독립적으로 연결된 전류 센싱 저항(Rs1, Rs2, Rs3)이 구성되는 것이 다르며 나머지 구성 요소는 동일하므로 이에 대한 중복된 구성 설명과 동작 설명은 생략한다.

도 6의 구성에서, 3 개의 전류 센싱 저항(Rs1, Rs2, Rs3)은 각 스위칭 회로(31, 32, 33) 별 턴온 조건을 만족하도록 균일한 저항값을 가짐이 바람직하다.

3 개의 스위칭 회로(31, 32, 33)에 인가되는 기준 전압(VREF1, VREF2, VREF3)은 정류 전압이 인가되는 위치에서 멀수록 높은 전압을 갖도록 제공된다. 3 개의 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3) 별 발광 전압은 정류 전압이 인가되는 위치에서 멀수록 높아진다. 그러므로, 균일한 저항값을 갖는 도 6의 3 개의 전류 센싱 저항(Rs1, Rs2, Rs3)은 정류 전압이 인가되는 위치에서 멀수록 높은 정류 전압이 인가되어서 자신이 연결된 스위칭 회로(31, 32, 33)의 턴온 조건에 부합하는 레벨의 센싱 전압을 제공할 수 있다.

또 한편, 본 발명에 따른 실시예는 3 개의 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3)을 구동하기 위하여 도 7와 같이 균일한 기준 전압과 독립된 전류 센싱 저항을 채용한 구성으로 실시될 수 있다.

도 7의 실시예는 도 6의 실시예와 비교하여 기준 전압 생성 회로(20)의 구성에 차이점이 있고 나머지 구성 요소는 동일하므로 이에 대한 중복된 구성 설명과 동작 설명은 생략한다.

도 7의 구성에서, 기준 전압 생성 회로(20)는 고정된 기준 전압(VREFC)을 각 스위칭 회로(31, 32, 33)에 제공하며, 정전압(VR)을 저항(Rr1, Rr2)에 의하여 분압하여 기준 전압(VREFC)을 출력하는 구성을 갖는다.

이에 대응하여 3 개의 전류 센싱 저항(Rs1, Rs2, Rs3)은 각 스위칭 회로(31, 32, 33) 별 턴온 조건을 만족하도록 정류 전압이 인가되는 위치에서 멀수록 낮은 저항값을 가짐이 바람직하다.

각 발광 다이오드 채널(LED1, LED2, LED3) 별 발광 전압은 정류 전압이 인가되는 위치에서 멀수록 높아진다.

그러므로, 정류 전압이 인가되는 위치에서 멀수록 낮은 저항값을 갖는 각 전류 센싱 저항(Rs1, Rs2, Rs3)은 정류 전압이 인가되는 위치에서 멀수록 높은 발광 전압이 적용되어서 고정된 기준 전압(Vrefc)과 대응되는 센싱 전압을 제공할 수 있다.

상술한 도 6 및 도 7의 실시예도 각 스위칭 회로(31, 32, 33)의 히스테리시스 특성에 의하여 전류 경로를 안정적으로 유지할 수 있어서 노이즈 성분에 의한 깜빡거림을 배제하는 디밍 기능을 구현할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 도 8과 같이 디머(Dimmer)를 이용하여 조도 가변을 위한 출력 전압의 제어에 적용할 수 있다. 구체적으로 도시되지 않았으나, 디머는 도 1, 도 6 및 도 7의 실시예들에서 교류 전압에 대한 위상 제어를 수행하여서 정류 회로(10)에 공급하도록 구성될 수 있다.

도 8의 파형도는 디머에 의하여 출력 전압의 위상을 제어하는 경우를 예시한다. 도 8은 출력 전압이 발광 다이오드 채널 간 스위칭 경계 전압에 위치하는 경우에 대응하여 불안정한 깜빡임을 개선하는 것을 설명하기 위한 것이다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 히스테리시스 특성에 의하여 출력 전압의 불안정한 특성에 따라 변동되는 변동 폭보다 크게 상승 기준 전압과 하강 기준 전압이 설정된다. 즉, 히스테리시스 밴드가 노이즈나 불안정한 신호 특성에 따른 출력 전압의 변동 폭보다 크게 설정된다.

그러므로, 출력 전압이 기준 전압 즉 스위칭 경계 전압에 위치하는 경우, 출력 전압의 위상 변화가 히스테리시스 밴드 범위 내로 발생하여도 발광 다이오드 채널 간 스위칭 상태가 불안정해지는 것이 방지될 수 있다.

즉, 출력 전압이 증가하는 경우 히스테리시스 특성에 의하여 상승 기준 전압 이상에서 발광하여 안정적인 발광 상태를 유지할 수 있고, 출력 전압이 감소하는 경우 히스테리시스 특성에 의하여 하강 기준 전압 이하에서 소광하여 안정적인 소광 상태를 유지할 수 있다.

따라서, 디머를 이용한 조도 가변을 하는 경우, 출력 전압이 발광 다이오드 채널 간 스위칭 경계 전압에 위치하여도 발광 다이오드 채널 간 스위칭 상태가 불안정하게 깜빡이는 현상을 제거할 수 있다.

Claims

상용 전원을 변환한 정류 전압을 제공하는 전원부;

상기 정류 전압에 따라 순차적으로 발광하는 복수 개의 발광 다이오드 채널이 구성되는 광원; 및

상기 발광 다이오드 채널들에 대한 전류 경로를 제공하는 복수 개의 스위칭 회로를 포함하고, 상기 각 스위칭 회로들은 상기 정류 전압의 상승에 대응한 상승 기준 전압과 상기 정류 전압의 하강에 대응한 하강 기준 전압을 제공하며, 상기 전류 경로로 흐르는 전류에 의하여 형성되는 센싱 전압과 상기 상승 또는 하강 기준 전압의 비교 결과에 따라 상기 전류 경로를 스위칭하여 상기 광원의 발광을 제어하는 전류 제어 회로;를 포함함을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서,

동일 채널에 대응하는 상기 상승 기준 전압은 상기 하강 기준 전압보다 높은 레벨로 제공됨을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서, 상기 전류 제어 회로는,

상기 복수 개의 스위칭 회로 별로 상이한 레벨의 기준 전압을 제공하는 기준 전압 생성 회로;

상기 각 발광 다이오드 채널에 연결되고 발광된 상기 발광 다이오드 채널들에 대한 상기 전류 경로를 선택적으로 제공하며, 상기 정류 전압의 상승 및 하강에 대응하여 상기 기준 전압이 가변된 상기 상승 기준 전압과 상기 하강 기준 전압을 제공하고, 상기 센싱 전압과 상기 상승 기준 전압 또는 상기 하강 기준 전압의 비교 결과에 따라 상기 전류 경로를 스위칭하는 상기 복수 개의 스위칭 회로; 및

상기 복수 개의 스위칭 회로에 공통으로 연결되어서 상기 전류 경로를 이루며 상기 센싱 전압을 제공하는 전류 센싱 저항;을 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서, 상기 전류 제어 회로는,

상기 복수 개의 스위칭 회로 별로 상이한 레벨의 기준 전압을 제공하는 기준 전압 생성 회로;

상기 각 발광 다이오드 채널에 연결되고 발광된 상기 발광 다이오드 채널들에 대한 상기 전류 경로를 선택적으로 제공하며, 상기 정류 전압의 상승 및 하강에 대응하여 상기 기준 전압이 가변된 상기 상승 기준 전압과 상기 하강 기준 전압을 제공하고, 상기 센싱 전압과 상기 상승 기준 전압 또는 상기 하강 기준 전압의 비교 결과에 따라 상기 전류 경로를 스위칭하는 상기 복수 개의 스위칭 회로; 및

상기 복수 개의 스위칭 회로 별로 연결되어 상기 전류 경로를 이루며 상기 센싱 전압을 자신이 연결된 상기 스위칭 회로에 제공하는 복수 개의 전류 센싱 저항;을 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
제4 항에 있어서,

복수 개의 상기 전류 센싱 저항은 균일한 저항 값을 갖는 발광 다이오드 조명 장치.
제3 항 또는 제4 항에 있어서,

상기 기준 전압 생성 회로는 다음에 발광할 발광 다이오드 채널의 발광 전압에 대응하는 상기 기준 전압을 각각의 스위칭 회로에 제공하고 마지막 발광하는 발광 다이오드 채널에 연결된 상기 스위칭 회로는 상기 센싱 전압보다 높은 레벨의 상기 기준 전압을 제공하는 발광 다이오드 조명 장치.
제6 항에 있어서,

상기 기준 전압 생성 회로는 상기 발광 전압이 높은 상기 발광 다이오드 채널에 연결된 상기 스위칭 회로에 대하여 높은 상기 기준 전압을 제공하고 상기 발광 전압이 낮은 상기 발광 다이오드 채널에 연결된 상기 스위칭 회로에 대하여 낮은 상기 기준 전압을 제공하는 발광 다이오드 조명 장치.
제1 항에 있어서, 상기 전류 제어 회로는,

고정된 레벨을 갖는 상기 기준 전압을 제공하는 기준 전압 생성 회로;

상기 각 발광 다이오드 채널에 연결되고 발광된 상기 발광 다이오드 채널들에 대한 상기 전류 경로를 선택적으로 제공하며, 상기 정류 전압의 상승 및 하강에 대응하여 상기 기준 전압이 가변된 상기 상승 기준 전압과 상기 하강 기준 전압을 제공하고, 상기 센싱 전압과 상기 상승 기준 전압 또는 상기 하강 기준 전압의 비교 결과에 따라 상기 전류 경로를 스위칭하는 상기 복수 개의 스위칭 회로; 및

상기 복수 개의 스위칭 회로 별로 연결되어 상기 전류 경로를 이루며 상기 센싱 전압을 자신이 연결된 상기 스위칭 회로에 제공하는 복수 개의 전류 센싱 저항;을 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
제8 항에 있어서,

복수 개의 상기 전류 센싱 저항은 상기 정류 전압이 인가되는 위치에서 멀수록 낮은 저항값을 갖는 발광 다이오드 조명 장치.
제3 항, 제4 항 및 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 스위칭 회로는,

상기 정류 전압의 상승에 연동하여 상기 기준 전압보다 높은 레벨을 갖는 상승 기준 전압과 상기 정류 전압의 하강에 연동하여 상기 기준 전압보다 낮은 레벨을 갖는 상기 하강 기준 전압을 생성하여서 상기 센싱 전압과 비교하는 비교 회로; 및

상기 비교 회로의 출력에 따라 상기 전류 경로를 스위칭하는 스위칭 소자;를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
제10 항에 있어서, 상기 비교 회로는,

제1 및 제2 입력단의 전압을 비교하며 비교 결과에 해당하는 신호를 출력단으로 출력하는 비교기;

상기 기준 전압이 인가되며 상기 비교기의 상기 제1 입력단에 연결되는 제1 저항; 및

상기 비교기의 상기 제1 입력단과 상기 출력단 사이에 연결되는 제2 저항;을 포함하며,

상기 비교기의 상기 제2 입력단에 센싱 전압이 인가되고, 상기 비교기는 상기 제1 및 제2 저항에 의한 전류 분배에 의하여 상기 기준 전압의 레벨이 가변되어서 상기 정류 전압의 레벨이 상승하면 상기 상승 기준 전압이 상기 제1 입력단에 형성되고 상기 정류 전압의 레벨이 하강하면 상기 하강 기준 전압이 상기 제1 입력단에 형성되어서 상기 센싱 전압과 비교하는 발광 다이오드 조명 장치.
제11 항에 있어서,

상기 제1 입력단은 포지티브단이고 상기 제2 입력단은 네가티브단으로 구성되는 발광 다이오드 조명 장치.
복수 개의 발광 다이오드 채널이 구성된 광원을 정류 전압의 인가에 따라 구동되도록 제어하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로에 있어서,

상기 발광 다이오드 채널들에 대한 전류 경로를 제공하는 복수 개의 스위칭 회로를 포함하고, 상기 각 스위칭 회로들은 상기 정류 전압의 상승에 대응한 상승 기준 전압과 상기 정류 전압의 하강에 대응한 하강 기준 전압을 제공하며, 상기 전류 경로로 흐르는 전류에 의하여 형성되는 센싱 전압과 상기 상승 또는 하강 기준 전압의 비교 결과에 따라 상기 전류 경로를 스위칭하여 상기 광원의 발광을 제어함을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로.
제13 항에 있어서,

동일 채널에 대응하는 상기 상승 기준 전압은 상기 하강 기준 전압보다 높은 레벨로 제공됨을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로.
제13 항에 있어서, 상기 전류 제어 회로는,

복수 개의 상기 스위칭 회로 별로 상이한 레벨의 상기 기준 전압을 제공하는 기준 전압 생성 회로;

상기 각 발광 다이오드 채널에 연결되고 발광된 상기 발광 다이오드 채널들에 대한 상기 전류 경로를 선택적으로 제공하며, 상기 정류 전압의 상승 및 하강에 대응하여 상기 기준 전압이 가변된 상기 상승 기준 전압과 상기 하강 기준 전압을 제공하고, 상기 센싱 전압을 상기 상승 기준 전압 또는 상기 하강 기준 전압과 비교 결과에 따라 상기 전류 경로를 스위칭하는 복수 개의 상기 스위칭 회로; 및

복수 개의 상기 스위칭 회로에 공통으로 연결되어서 상기 전류 경로를 이루며 상기 전류에 의한 상기 센싱 전압을 제공하는 전류 센싱 저항;을 포함하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로.
제13 항에 있어서, 상기 전류 제어 회로는,

복수 개의 상기 스위칭 회로 별로 상이한 레벨의 상기 기준 전압을 제공하는 기준 전압 생성 회로;

상기 각 발광 다이오드 채널에 병렬로 연결되고 발광된 상기 발광 다이오드 채널들에 대한 상기 전류 경로를 선택적으로 제공하며, 상기 정류 전압의 상승 및 하강에 대응하여 상기 기준 전압이 가변된 상기 상승 기준 전압과 상기 하강 기준 전압을 제공하고, 상기 센싱 전압과 상기 상승 기준 전압 또는 상기 하강 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 전류 경로를 스위칭하는 복수 개의 상기 스위칭 회로; 및

복수 개의 상기 스위칭 회로 별로 연결되어 상기 전류 경로를 이루며 상기 전류에 대한 센싱 전압을 자신이 연결된 상기 스위칭 회로에 제공하는 복수 개의 전류 센싱 저항;을 포함하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로.
제13 항에 있어서, 상기 전류 제어 회로는,

고정된 레벨을 갖는 상기 기준 전압을 제공하는 기준 전압 생성 회로;

상기 각 발광 다이오드 채널에 병렬로 연결되고 발광된 상기 발광 다이오드 채널들에 대한 상기 전류 경로를 선택적으로 제공하며, 상기 정류 전압의 상승 및 하강에 대응하여 상기 기준 전압이 가변된 상기 상승 기준 전압과 상기 하강 기준 전압을 제공하고, 상기 센싱 전압과 상기 상승 기준 전압 또는 상기 하강 기준 전압의 비교 결과에 따라 상기 전류 경로를 스위칭하는 복수 개의 상기 스위칭 회로; 및

복수 개의 상기 스위칭 회로 별로 연결되어 상기 전류 경로를 이루며 상기 전류에 대한 센싱 전압을 자신이 연결된 상기 스위칭 회로에 제공하는 복수 개의 전류 센싱 저항;을 포함하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로.