WO2015064775A1 - Led 조명용 통합 전원 집적 회로 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to LED lighting, and more particularly to a power integrated circuit for LED lighting.
  • the LED lighting driving apparatus has various lighting directing functions, and in particular, by changing the dimming of the LED elements arranged in parallel and parallel connection, various lighting can be produced.
  • the driving method of the LED element used in the conventional LED lighting devices is to control the current applied to the LED element by the PWM control method, the LED element is turned on and off at high speed intermittently, so that the human eye is turned on and off. According to the Broca-Sulzer effect, which prevents repetition from being recognized, it maintains a constant luminosity.
  • the conventional LED lighting equipment rectifies AC power input from the outside by using a rectifier, smoothes it by using an electrolytic capacitor, and then converts the voltage level using a transformer or the like and supplies it to the LED.
  • the light intensity is adjusted by adjusting the intensity of the current.
  • the duty of the PWM control signal output to the switch included in the LED driver is adjusted.
  • the electrolytic capacitor used in the prior art has a large volume, which makes it difficult to miniaturize the size of the driving circuit for driving the LED lighting device, and also shortens the life of components such as a capacitor, thereby reducing the lifetime of the entire LED driving circuit.
  • the transformer used in the prior art also has a problem that the volume is considerably large and there is a problem in efficiency, compared to other devices, it is difficult to reduce the size of the drive circuit.
  • the life of each LED group is different in one lighting LED module, so each LED lamp included in the LED module needs to be replaced several times, or the life of the entire LED module is shortened to the life of the LED group which is lit the most. There was a problem.
  • a non-smoothing DC power source when a non-smoothing DC power source is input, a plurality of LED groups L1, L2, L3, and L4 connected in series L1 is turned on in a section where the input voltage is 0 to V1, and the input voltage is L1 and L2 are turned on in this section of V1 to V2. Further, L1, L2, and L3 are turned on in the section where the input voltage is V2 to V3, and all of L1 to L4 are turned on in the section where the input voltage is V3 to V4.
  • the time that each LED module is turned on for one cycle is L1> L2> L3> L4, and one cycle time is a very short time when humans cannot recognize the lighting and turning off of the LED group.
  • L1 is the brightest, L2, L3, L4 in the order of brightness looks different, and L1 is the longest time to turn on life first.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an integrated power integrated circuit for LED lighting that controls the uniform brightness and life between a plurality of LED groups connected in series, while eliminating the use of weakly durable components such as electrolytic capacitors and transformers It is.
  • An integrated power supply integrated circuit for LED lighting for solving the above problems, the rectifying unit for receiving the AC power to output a non-smoothing DC power; A DC / DC converter for converting and outputting a magnitude of a DC power output from the rectifying unit according to a voltage PWM control signal; A plurality of LED groups connected to each other in series by being turned on by receiving power output from the DC / DC converter; A plurality of LED drivers each connected to the plurality of LED groups, the plurality of LED drivers controlling current flowing through the LED group to which the LED group is connected according to a current PWM control signal; A plurality of switching elements connected to both ends of the LED group included in the plurality of LED groups and shorted or opened according to a switching control signal; And a PWM controller configured to generate the voltage PWM control signal, the current PWM control signal, and a switching control signal, and to generate the current PWM control signal and the switching control signal to equalize time for each of the plurality of LED groups to be turned on.
  • the PWM control unit may divide a voltage section of the DC power output from the DC / DC converter into a plurality of pieces so as to correspond to the number of LED groups included in the plurality of LED groups, and input the DC power of each voltage section.
  • the current PWM control signal and the switching control signal may be generated to light up the LED group corresponding to each voltage section.
  • the PWM control unit may divide the time that the DC power of each voltage section is output from the DC / DC converter into two sections, and alternately during each time section to correspond to voltage sections from both ends of the plurality of LED groups. LED group can be turned on.
  • the plurality of switching elements may be connected to correspond to each LED group except for the LED group disposed at the longest distance from the DC / DC converter.
  • the PWM controller decreases the duty ratio of the voltage PWM control signal as the magnitude of the voltage output from the DC / DC converter increases, and the voltage PWM as the magnitude of the voltage output from the DC / DC converter decreases.
  • the duty ratio of the control signal can be increased.
  • the integrated power integrated circuit for LED lighting may further measure an input voltage of the DC / DC converter, an output voltage of the DC / DC converter, and a current flowing in the LED group to increase and decrease the duty ratio of the voltage PWM control signal.
  • the apparatus may further include a voltage control clock generator configured to output a voltage clock control signal indicating a.
  • the PWM control unit may reduce the duty ratio of the current PWM control signal as the intensity of the current flowing through the plurality of LED groups increases.
  • the integrated power integrated circuit for LED lighting is a current that indicates the increase and decrease in the duty ratio of the current PWM control signal by measuring a current value that is set in advance and the current flowing in the LED group measured by the LED driver.
  • the apparatus may further include a current control clock generator configured to output a clock control signal.
  • the integrated power integrated circuit for LED lighting includes an illumination intensity sensing unit for sensing the ambient illumination;
  • a temperature sensing unit sensing a temperature of the lighting device; And a variable control clock generator configured to output a variable control signal instructing to adjust a duty ratio of the current PWM control signal and the voltage PWM control signal according to the illuminance and the temperature.
  • variable control clock generator outputs a variable control signal instructing to cut off power transmitted to the LED group when the temperature of the lighting device rises above a predetermined temperature, and as the illumination intensity increases, the LED group It is possible to output a variable control signal instructing to reduce the light intensity of the light, and to increase the light intensity of the LED group as the illuminance is lowered.
  • the DC / DC converter may adjust the output voltage value to output the forward voltage value.
  • the integrated power integrated circuit for LED lighting may include: a color rendering LED configured to receive output voltage of the DC / DC converter to emit predetermined light in order to improve color rendering of the LED lighting; And calculating a current of the color rendering LED by measuring a voltage applied to the color rendering LED, and performing a PWM control according to a current value flowing in the color rendering LED to intermittently control the current flowing through the color rendering LED. can do.
  • the LED lighting integrated power integrated circuit may further include an external communication unit configured to perform a two-way communication and receive a remote control command from the outside and output the remote control command to the PWM control unit.
  • the PWM control unit may include a voltage PWM according to the remote control command. The duty ratio of the control signal and the current PWM control signal can be changed.
  • the external communication unit may be configured to operate at a low potential state and the voltage PWM within a predetermined range centered on a zero cross point of the voltage value of the AC power supply and a voltage PWM control signal. Communication can be performed at the idle time of the control signal.
  • the integrated power integrated circuit for LED lighting may detect a zero phase point of time when the voltage value of the power input to the DC / DC converter becomes 0, output the signal to the PWM controller, and the DC / DC converter is input from the rectifier.
  • a zero phase detection unit may further include a zero phase detector configured to supply power for operating the LED group while the voltage of the input voltage is increased to a voltage capable of operating the LED group during a low voltage period from 0 to a predetermined voltage. .
  • the rectifier when the AC power is input, the rectifier rectifies the AC power to output the unsmoothed DC power, and performs the PWM control of the unsmoothed DC power through the DC / DC converter to perform the forward voltage value (Vf) of the entire LED group.
  • Vf forward voltage value
  • the LEDs are turned on in the number of LED groups corresponding to the voltage level output from the DC / DC converter among a plurality of LED groups connected in series, thereby eliminating the need for an electrolytic capacitor and a transformer used in the prior art. LEDs can be driven, thereby significantly improving the life of the LED lighting power integrated circuit and at the same time miniaturizing the size thereof.
  • the present invention connects the switching elements at each end of each of the plurality of LED groups and controls the switching elements together, thereby driving the time that each LED group is turned on uniformly during one cycle of the input power, thereby increasing the brightness of each LED group. And life can be adjusted uniformly. Accordingly, the lighting device using the integrated power integrated circuit for LED lighting of the present invention can not only output a uniform brightness, but also can extend the overall life of the lighting device.
  • the present invention by uniformly adjusting the lighting time of the plurality of LED groups, there is no LED group that is always lit for all time intervals. Therefore, since each LED group of the present invention is repeatedly turned on and off, it is possible to prevent the deterioration of the device due to the heat generated in the LED device due to the continuous lighting, thereby, more than when outputting using a smoothed power supply By providing a lot of current to the LED group to produce higher light output, there is an effect that can achieve the rated output without deterioration of the device.
  • the present invention by connecting both ends of each LED group connected in series with a switching element, when one LED group of the plurality of LED groups are not short-circuit operation, by turning on the switching element connected to the corresponding LED group, By bypassing the LED groups, all LED groups can be turned off to prevent the entire LED luminaire from operating.
  • the present invention measures the temperature of the lighting device, when the measured temperature rises above the predetermined temperature automatically cuts off the current flowing to the LED group or adjusts the duty ratio of the current PWM control signal to adjust the current flowing to the load By lowering the temperature, it is possible to prevent excessive temperature rise from deteriorating the entire integrated power integrated circuit for LED lighting.
  • 1 is a view for explaining the problem of the LED lighting driving circuit according to the prior art.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of an integrated power integrated circuit for LED lighting according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view illustrating in detail a configuration in which an LED driver, an LED group, and a switching device are connected according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 4A and 4B illustrate an input DC power source and a group of LEDs lit in each section according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a voltage output from a DC / DC converter and a PWM control signal input to a switching transistor of each LED driver from a PWM control unit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a voltage waveform input to a DC / DC converter and a voltage waveform output from the DC / DC converter according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a circuit diagram illustrating in detail a process of outputting a voltage in a DC / DC converter.
  • the integrated power supply integrated circuit for LED lighting of the present invention is configured to drive LEDs for lighting only with PWM control in order to solve the above-mentioned problems caused by using the electrolytic capacitor or transformer of the prior art.
  • the present invention is the LED group according to the forward voltage value (Vf) of the plurality of LED groups (120-1 ⁇ 120-4) connected in series, and the voltage level of the power input in a non-smoothing state after rectifying ( 120-1 ⁇ 120-4) light up selectively.
  • the present invention in order to solve the non-uniformity of brightness and lifespan caused by the different time that each LED group is turned on, so as to correspond to the number of the plurality of LED groups, the voltage range of the input DC power source is not smoothed Is divided into a plurality of times, and while the DC power supply of each voltage section is input, the number of LED groups corresponding to each voltage section is turned on, and the time when the DC power supply of each voltage section is input is divided into two sections. Alternately during the time period, the number of LED groups corresponding to the voltage section is turned on from both ends of the plurality of LED groups.
  • the excessive voltage is applied to the plurality of LED groups 120-1 to 120-4, and the rectification and smoothing are performed to prevent excessive current from flowing through the LED groups 120-1 to 120-4.
  • the LED group 120-1 to 120-4 maintains a constant brightness even under temperature characteristics or input voltage fluctuations, and does not allow excessive current to flow. It senses voltage and current characteristics of LED and turns on and blinks LED lamp intermittently by PWM control.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of an integrated power integrated circuit for LED lighting according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the integrated power integrated circuit for LED lighting may include a rectifier 101, a DC / DC converter 112, a zero phase detector 102, an output voltage detector 103, and an external communication unit. 110, the voltage control clock generator 106, the current control clock generator 107, the variable control clock generator 108, the plurality of LED groups 120-1 to 120-4, and the plurality of LED groups ( Basically includes a plurality of LED drivers (115-1 to 115-4), a plurality of switching elements (116-1 to 116-3) and a PWM control unit 104 for controlling each of the 120-1 ⁇ 120-4; It may further include a color rendering LED 114 and a color rendering LED driver 109.
  • the rectifier 101 rectifies the input AC power to output the unsmoothed DC power Vin to the DC / DC converter 112.
  • the power input to the rectifier 101 is an AC power supply whose magnitude is from + V to -V, whereas the power output from the rectifier 101 has a magnitude of 0 to + V and a period is input to the rectifier 101. It is an unsmooth DC power supply that is half the waveform.
  • the zero phase detection unit 102 detects the zero phase by examining the voltage value of the power supply output from the rectifying unit 101 (that is, the time point when the voltage level of the power supply becomes zero), and outputs the signal to the PWM control unit 104. do. In addition, the zero phase detection unit 102 inputs the low voltage of the voltage Vin input from the DC / DC converter 112 from 0 to a predetermined threshold voltage. While stepping up to a voltage that can be operated, power is supplied to the LED 1 driver 115-1 to perform the function of operating the LED 1 120-1.
  • the zero phase detection unit 102 manages power so that the LED communication device can be turned on by an external command in the standby state so that the external logic unit 110 and the wake logic circuit in the PWM control unit 104 can be driven. .
  • the DC / DC converter 112 operates intermittently in accordance with the PWM control signal input from the PWM control unit 104 to decompress and boost the input voltage Vin to output the output voltage Vout to the plurality of LED groups 120-1. Output to ⁇ 120-4).
  • the output voltage output from the DC / DC converter 112 will be described later with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the output voltage detector 103 monitors the output voltage value output from the DC / DC converter 112 and outputs the output voltage to the PWM controller 104 to allow the PWM controller 104 to calculate the actual synchronization and power consumption of the PWM control signal. To be able.
  • the external communication unit 110 performs two-way communication, and performs a function of remotely controlling the power integrated circuit of the present invention and reading a power consumption state of the power integrated circuit or a value of an added sensor circuit and transmitting it to a server.
  • the PWM control unit 104 When receiving a remote control command from the outside at 110 and outputting to the PWM control unit 104, the PWM control unit 104 is input to the voltage PWM control signal and the LED driver output to the DC / DC converter according to the input remote control command The duty ratio of the current PWM control signal is changed to perform a remote control command. For example, by remotely dimming the LED lights from the outside, or by receiving a remote command such as turning off the LED lights and output to the PWM control unit 104, it is possible to control the power integrated circuit of the present invention from the outside.
  • the external communication unit 110 includes a zero cross point (or a time point at which the rectified voltage value output from the rectifier 101 becomes zero) and the DC / DC converter 112 of the AC power input to reduce communication noise.
  • a low potential state e.g., a voltage value within 10% to 20% of the maximum voltage value ( ⁇ V) of the input power supply
  • the communication is performed at the time when the voltage value of the AC power supply is zero and within the predetermined range
  • the pause time of the voltage PWM control signal may be provided with a communication port, such as RS232 to perform communication in a separate communication method.
  • the voltage control clock generator 106 may include an input voltage Vin to the DC / DC converter 112, an output voltage Vout of the DC / DC converter 112, and a plurality of LED groups 120-1 to 120-4. Detects a current flowing through the N-axis and outputs a clock control signal for causing the PWM controller 104 to adjust the duty ratio of the voltage PWM control signal output to the DC / DC converter 112. For example, as the input voltage value Vin and the output voltage value Vout become larger, the duty ratio of the voltage PWM control signal output to the DC / DC converter 112 is decreased, and the input voltage value Vin and the output voltage value are reduced.
  • the clock control signal instructing to increase the duty ratio of the PWM control signal output to the DC / DC converter 112 is output to the PWM controller 104.
  • the duty ratio of the voltage PWM control signal is decreased to flow in the LED groups 120-1 to 120-4. The current is reduced together with the current PWM control signal output to the LED drivers 115-1 to 115-4 described below.
  • the current control clock generator 107 compares the current values of the LED groups 120-1 to 120-4 with the current values detected by the LED drivers 115-1 to 115-4, and controls the PWM.
  • a clock control signal is generated to control the duty ratio of the current PWM control signal output to each of the LED drivers 115-1 to 115-4 at 104 and output to the PWM controller 104.
  • the reference current value set by the current control clock generator 107 may be set for each LED group 120-1 to 120-4, and one reference for the entire LED group 120-1 to 120-4. The current value may be set.
  • the variable control clock generator 108 inputs a sensing value from the detectors that detect necessary information related to the operation of the integrated power integrated circuit for LED lighting of the present invention, such as the temperature detector 140 and the illumination detector 130. In response to this, necessary control signals are generated and output to the PWM control unit 104. For example, when the user sets the desired illuminance in advance, the variable control clock generator 108 examines the illuminance input from the illuminance detecting unit 130, and when the illuminance gradually decreases, the LED light intensity is enhanced. The control signal may be generated to be output to the PWM controller 104, and when the illuminance is gradually increased, the control signal may be generated and output to the PWM controller 104 to reduce the intensity of the LED light.
  • variable control clock generator 108 instructs to turn off the LED light for the protection of the lighting device, or to reduce the current flowing in the LED.
  • a control signal is generated and output to the PWM control unit 104.
  • the voltage control clock generator 106, the current control clock generator 107, and the variable control clock generator 108 described above generate a control signal by changing the duty ratio of the clock and output the generated control signal to the PWM controller 104.
  • the plurality of LED groups 120-1 to 120-4 connected in series to each other are formed by connecting a plurality of LED lamps to each other, and the switching transistors of the corresponding LED drivers 115-1 to 115-4 are turned on. While the power is supplied from the DC / DC converter 112 is turned on.
  • the LED drivers 115-1-115-4 of each LED group 120-1-120-4 include a switching transistor therein, and are turned on and turned by a current PWM control signal input from the PWM controller 104. It turns off to turn on or turn off the LED group by allowing current to flow or blocking current from being connected to the LED group to which it is connected.
  • the switching transistor is turned on during the ON duty of the PWM control signal input from the PWM controller 104 and turned off during the OFF duty.
  • the LED drivers 115-1 to 115-4 sense the current flowing in the LED groups 120-1 to 120-4 connected to the voltage control clock generator 106 and the current control clock generator 107.
  • the plurality of switching elements 116-1 to 116-3 are installed to correspond to each LED group, and both ends thereof are connected to both ends of the LED group, and are turned on or off according to a switching control signal input from the PWM control unit 104. do.
  • the switching element When the switching element is turned on, both ends of the LED group are connected to each other so that the current does not flow to the LED group. In other words, the switching element is shortened.
  • the switch element is OFF, an open state in which no current flows to the switching element, and the current flows through the LED group.
  • the plurality of switching elements 116-1 to 116-3 can be implemented in various ways, but in the preferred embodiment of the present invention, a plurality of switching elements are implemented by transistors.
  • the PWM controller 104 converts the voltage PWM control signal into a DC / DC converter 112 according to control signals input from the voltage control clock generator 106, the voltage control clock generator 106, and the variable control clock generator 108. ) To generate a current PWM control signal and output to one of the plurality of LED drivers 115-1 to 115-4, and generate a switching control signal to generate the switching elements 116-1 to 116-3. By controlling the output, the LED groups are controlled to be turned on for an equal time. It should be noted, however, that the lighting time of each LED group is equal in the present invention, not that the lighting time is exactly the same, but that the difference in the lighting time of each LED group is significantly reduced as compared with the prior art.
  • the present invention divides the DC power input from the DC / DC converter 112 into a plurality of LED groups into a plurality of voltage sections, and the number of LED groups corresponding to each voltage section while the DC power of each voltage section is input. Lights up.
  • the number of divided voltage sections corresponds to the number of LED groups, and each voltage section is determined according to the forward voltage value Vf of each LED group.
  • FIG. 3 is a view illustrating in detail a configuration in which an LED driver, an LED group, and a switching device are connected according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIGS. 4A and 4B illustrate an input DC power source and a power supply according to a preferred embodiment of the present invention.
  • a plurality of LED groups are configured by four LED groups L1 to L4 connected in series, and a voltage section of an input DC power source corresponds to four sections (corresponding to the number of LED groups). 1 (V1) to section 4 (V4)).
  • the voltage range output from the DC / DC converter corresponds to the forward voltage value of the one LED group (V1 section (0V ⁇ Vf_g)), one LED group is turned on and the voltage value output from the DC / DC converter corresponds to the forward voltage value 2 * vf_g when two LED groups are connected in series (V2 section In the case of (Vf_g ⁇ 2Vf_g)), two LED groups are turned on.
  • the voltage range output from the DC / DC converter corresponds to a forward voltage value of 3 * Vf_g or 4 * Vf_g when three or four LED groups are connected in series (V3 section (2Vf_g to 3Vf_g) or In the case of the V4 section (3Vf_g to 4Vf_g), three or four LED groups are turned on.
  • the present invention divides the time (T1 ⁇ T4) that the DC power of each voltage section is output from the DC / DC converter into two time sections (T1-1 ⁇ T4-2), alternately a plurality of times during each time section
  • the number of LED groups corresponding to the voltage section is turned on from both ends of the LED group.
  • one, two, three, and four LED groups are lit in voltage intervals V1, V2, V3, and V4, respectively.
  • Q1 is turned on, and the remaining Q2 to Q4 and S1 to S3 are turned off, so that one LED group, L1, located at the top of the plurality of LED groups, is turned on. .
  • Table 1 below describes the ON and OFF relationships of the LED drivers Q1 to Q4 and the switching elements S1 to S3 at each time interval.
  • each LED group is lit for eight time periods during one cycle of the DC power supply, so that each LED group is It can be seen that the lamp is turned on for a uniform time.
  • FIG. 4B shows LED groups that are turned on in each time interval when five LED groups L1 to L5 are connected in series.
  • DC power is divided into five voltage sections, and each LED group is divided into ten time periods during one cycle of DC power output from a DC / DC converter. It turns on, and it turns out that it lights up at equal time.
  • the LED groups corresponding to the voltage section are first lit after the uppermost stage and then the LED groups corresponding to the voltage section from the lowest stage are lit, but the order may be changed.
  • the controller 104 outputs a current PWM control signal to the LED 1 driver 115-1, or outputs a current PWM control signal to the LED 4 driver 115-4 and switches the switching elements 1 to 3.
  • the LED 1 group 120-1 or the LED 4 group 120-4 is turned on while the current flowing through the 1 group 120-1 and the LED 4 group 120-4 does not exceed a predefined current value. do.
  • the output voltage value Vout of the DC / DC converter 112 exceeds Vf_g or the current flowing in the LED 1 group 120-1 or the LED 4 group 120-4 is a predetermined current value.
  • the current PWM control signal is output to the LED 2 driver 115-2 to turn on the LED 1 group 120-1 and the LED 2 group 120-2, or the current PWM control signal is output to the LED 4 driver.
  • the output voltage value Vout of the DC / DC converter 112 exceeds 2 * Vf_g or the current flowing in the LED 1 group 120-1 and the LED 2 group 120-2 in the first time interval.
  • the current PWM control signal is output to the LED 3 driver 115-. 3) outputs the LED 1 group 120-1 to the LED 3 group 120-3, or outputs the current PWM control signal to the LED 4 driver 115-4 and sends the switching control signal to the switching element 1 ( 116-1) to turn on the LED 2 group 120-2 to the LED 4 group 120-4.
  • the PWM controller 104 outputs the current PWM control signal to the LED 4 when the output voltage of the DC / DC converter 112 exceeds 3 * Vg_f or the current flowing in the LED group exceeds a predefined current value.
  • the third voltage section V3 is performed in the same manner as described above. In 3 LED groups are turned on. In the second voltage section (V2) and the first voltage section, 2 LED groups and 1 LED group are turned on.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a voltage output from the DC / DC converter 112 and a current PWM input from the PWM controller 104 to the switching transistors of the LED drivers 115-1 to 115-4 according to a preferred embodiment of the present invention. The control signal is shown.
  • the DC / DC converter 112 intermittently converts the magnitude of the voltage by the PWM control signal of the PWM controller 104 and outputs a voltage waveform as shown at the top of FIG. 5.
  • the PWM control unit 104 sets the duty ratio of the PWM control signal input to the DC / DC converter 112 as the input voltage value of the DC / DC converter 112 approaches zero. The larger the input voltage value (ie, the closer the phase is to 90 degrees), the smaller the duty ratio is to keep the energy delivered to the LED groups 120-1 to 120-4 as constant as possible.
  • the present invention simultaneously performs PWM control of the voltage applied to the LED group and constant current control of the current flowing through the LED.
  • the PWM controller 104 outputs a current PWM control signal so that a constant current flows in the LED groups 120-1 to 120-4 according to the control signal input from the current control clock generator 107.
  • the LED group 120 As the voltage value applied to -1 to 120-4 increases, the amount of current flowing through the LED groups 120-1 to 120-4 also increases. Accordingly, as the current value increases, the PWM controller 104 controls the current PWM control signals output to the LED drivers 115-1 to 115-4 according to the clock control signal input from the current control clock generator 107. By reducing the duty ratio, the current flows intermittently through the LED groups 120-1 through 120-4, so that a constant current flows through the LED groups 120-1 through 120-4 as a whole. 5 shows a waveform of the current PWM control signal output from the PWM controller in each voltage section.
  • the PWM controller 104 may turn on a switching element connected to both ends of the shorted LED group to bypass the shorted LED group, thereby causing the entire LED to be broken down.
  • the group may be turned off to prevent the luminaire from operating.
  • the PWM controller 104 may turn on a switching element connected to both ends of the shorted LED group to bypass the shorted LED group, thereby causing the entire LED to be broken down.
  • the group may be turned off to prevent the luminaire from operating.
  • the PWM controller 104 may turn on a switching element connected to both ends of the shorted LED group to bypass the shorted LED group, thereby causing the entire LED to be broken down.
  • the group may be turned off to prevent the luminaire from operating.
  • the first LED group L1 is disconnected in a state where five LED groups are connected in series, the corresponding switching element is always turned on, and the remaining LED groups L2 are turned on. L5) may be operated in correspondence with the LED groups L1 to L4 of FIG. 4A.
  • the input voltage is intermittently converted through PWM control.
  • the DC / DC converter 112 of the present invention serializes the output voltage in each voltage section in the corresponding section. Stepped up or down to a value corresponding to the value of the forward voltage (Vf_g, 2Vf_g, 3Vf_g, 4Vf_g) of the LED group (120-1 ⁇ 120-4) connected to the output (see 602 of Figure 6).
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a voltage waveform 301 input to the DC / DC converter 112 and a voltage waveform 301 output from the DC / DC converter 112 according to an exemplary embodiment of the present invention. . It should be noted, however, that the graph shown in FIG. 6 shows the envelope of the voltage waveform output intermittently according to the actual PWM control.
  • the DC / DC converter 112 first decompresses the input voltage waveform 601 to fit the LED groups 120-1 to 120-4 of the present application (see 603 of FIG. 6). If the output voltage value of the voltage section is lower than the forward voltage value (Vf) of the LED groups connected in series, as shown in the circle of FIG. 6, the output voltage value is boosted to the forward voltage value of the LED group connected in series. In the section, a constant voltage value is output.
  • Vf_g is a value corresponding to a forward voltage value of one LED group that is turned on in the first voltage section
  • 2Vf_g to 4Vf_g are when two LED groups to four LED groups are connected in series. The value corresponds to the forward voltage value of.
  • FIG. 7 is a circuit diagram for describing in detail a process of outputting a voltage in the DC / DC converter described with reference to FIG. 6.
  • DCs that are not smoothed by D1, 2, 3, and 4, which constitute the rectifier, are appropriately stepped down by R1 and R2, and then are input to the comparators of U1A to U1D, and the output values of the comparators are in series in the LOAD. It is applied to a plurality of connected LED load switching elements.
  • the current flowing through the LED group as the load is sensed by R8 and input to the PWM_GEN circuit.
  • the PWM-GEN circuit generates a PWM control signal and applies it to Q1, Q2, and Q3 to step up or step down the voltage. At this time, Q2 is operated when step-down is necessary, and Q3 is operated when step-up is necessary.
  • Q1 and Q3 of FIG. 7 operate to flow an input voltage, particularly a voltage in the zero cross region, to flow the current required for the load.
  • Boost the LED to increase the lighting time to prevent flicker.
  • the configuration of the integrated power integrated circuit for LED lighting according to the preferred embodiment of the present invention has been described. 1 to 6, the operation process of the integrated power integrated circuit for LED lighting of the present invention will be described (assuming that the LED groups are lit in the order described in FIG. 4A and Table 1 above).
  • the rectifier 101 converts the AC power into a DC power that is not smoothed and outputs the DC power to the DC / DC converter 112.
  • the zero phase detector 102 detects a point at which the voltage output from the rectifier 101 is zero and outputs it to the PWM controller 104, while lighting one group while the input power is zero.
  • the basic power is supplied to the driver 115-1 to turn on the LED 1 group 120-1, and the PWM controller 104 outputs a current PWM control signal to the LED 1 driver 115-1 to turn on the LED 1. Let's do it.
  • the PWM controller 104 outputs a current PWM control signal to the LED 1 driver 115-1 during the first time interval T1-1 of the voltage section V1 to turn on the LED 1 group, and the second time interval T1-1. 2) outputs a current PWM control signal to the LED 4 driver 115-4 and outputs a switching control signal to the switching elements 116-1 to 116-3 to light up the LED 4 group.
  • the voltage control clock generator 106 detects an input voltage Vin, an output voltage Vout of the DC / DC converter 112, and a current flowing through the LED 1 group or the LED 4 group to detect the duty ratio of the voltage PWM control signal.
  • a voltage clock control signal indicative of the addition and the output of the PWM control unit 104 is output, and the PWM control unit 104 outputs the voltage PWM control signal to the DC / DC converter 112 in accordance with the voltage clock control signal.
  • the DC / DC converter 112 intermittently converts the input voltage Vin according to the voltage PWM control signal and outputs the output voltage Vout to the plurality of LED groups 120-1 to 120-4.
  • the output voltage detector 103 detects the actual output voltage and outputs it to the PWM controller 104, and the PWM controller 104 performs PWM control according to the output voltage signal input from the output voltage detector 103.
  • the DC / DC converter 112 boosts the voltage to correspond to the forward voltage values of the LED groups to be lit and outputs a constant voltage.
  • the current control clock generator 107 senses a current flowing in the LED 1 group 120-1 or the LED 4 group 120-4, and thus the LED 1 group 120-1 or the LED 4 group 120. -4) prevents the current flowing through the LED 1 group 120-1 or the LED 4th group 120-4 from increasing as the voltage input to the LED 1 group 120-1 or the LED 4 group 120-1 increases.
  • the clock control signal instructing to reduce the duty ratio of the current PWM control signal output to the LED 1 driver 115-1 or the LED 4 driver 115-4 so that a constant current flows in the four groups 120-4.
  • the PWM control unit 104 outputs the PWM control unit 104, and the PWM control unit 104 reduces the duty ratio of the current PWM control signal according to the clock control signal input from the current control clock generation unit 107, so that the LED 1 driver 115-1 or Output to LED 4 driver 115-4.
  • the PWM controller 104 reduces the duty ratio of the voltage PWM control signal and the current PWM control signal as the input voltage Vin increases, thereby maintaining a constant current flowing in the LED 1 group and the LED 4 group.
  • the PWM control unit 104 selects the LED 2 driver 115-2 so that the LED 1 group and the LED 2 group are turned on in the next voltage section V2, and the current PWM control signal.
  • the DC / DC converter 112 outputs a forward voltage value of the LED 1 group 120-1 and the LED 2 group 120-2 connected in series according to the voltage PWM control signal input from the PWM controller 104.
  • the LED 1 group 120-1 and the LED 2 group 120-2 are turned on by outputting a voltage 2Vf_g corresponding thereto. Thereafter, the PWM controller 104 lights the LED 3 group and the LED 4 group in the second time period T2-2 of the voltage section V2 as described above with reference to FIGS. 4A and 1.
  • the PWM control unit 104 performs the first time period of the voltage section V3 in the manner described above. In T3-1), the LED 1 group to the LED 3 group are turned on, and in the second time interval T3-2, the LED 2 group to the LED 4 group are turned on.
  • the DC / DC converter 112 outputs the output voltage as a value corresponding to 4Vf_g during the voltage section V4, and the PWM controller 104 generates a voltage control clock generator (The duty ratio of the voltage PWM control signal output to the DC / DC converter 112 is increased in accordance with the control signal input from 106. In addition, the PWM controller 104 increases the duty ratio of the current PWM control signal input to the LED 4 driver 115-4 so that a constant current flows through the LED 1 group to the LED 4 group as the input voltage decreases.
  • the PWM control unit 104 When it becomes difficult to maintain a constant current flowing in the LED 1 group to the LED 4 group as the input voltage is further reduced, the PWM control unit 104 outputs a current PWM control signal to the LED 4 driver 115-4, and the switching device Outputs a switching control signal to 1 (116-1), and outputs a voltage PWM control signal to output a voltage corresponding to the forward voltage value (3Vf_g) required in the voltage section V3 to the DC / DC converter 112 LED 2 Turn on the group to LED 4 group. Thereafter, when the second time interval of the voltage section V3 is reached, the PWM controller 104 outputs a current PWM control signal to the LED 3 driver 115-3 to turn on the LED 1 to LED 3 groups.
  • the PWM control unit 104 sequentially lights the two LED groups and the one LED group, and when the input voltage reaches zero, the above-described process is repeated.
  • the integrated power integrated circuit for LED lighting according to the preferred embodiment of the present invention described above may further include a color rendering LED 114 and a color rendering LED driver 109 to improve the color rendering.
  • the color rendering LED 114 is to expand the spectrum of the light emitted by the LED light to exhibit the same effect as the color of the object to identify in natural light, the present invention is previously defined in parallel to the LED 1 group to the LED 4 group
  • the color LED was installed as the color rendering LED 114, but in the preferred embodiment of the present invention, the red LED is used as the color rendering, but a blue LED or the like may be used in addition to the red color.
  • the color rendering LED driver 109 performs a function of adjusting a constant current to flow into the color rendering LED 114.
  • the color rendering LED driver 109 reads the voltage across the color rendering LED 114 to measure the current flowing in the color rendering LED 114, and performs PWM control by the measured current value to flow intermittently to the color rendering LED 114. To control the current.
  • the power integrated circuit of the present invention is applied to a television and operates even when a smoothed DC power is input from the television main circuit. Of course it can be.

Abstract

본 발명은 교류전원이 입력되면 정류기가 교류 전원을 정류하여 평활화되지 않은 직류 전원을 출력하고, 평활화되지 않은 직류 전원을 DC/DC 컨버터를 통해서 PWM 제어를 수행하여 전체 LED 그룹의 순방향 전압값(Vf)에 적합하도록 강압한 후, 직렬로 연결된 복수의 LED 그룹 중에서 DC/DC 컨버터에서 출력되는 전압 레벨에 대응되는 수의 LED 그룹들을 점등시켜 그 전류를 조절함으로써, 종래 기술에서 이용되던 전해콘덴서 및 트랜스포머를 사용하지 않고도 조명용 LED를 구동할 수 있게 되었고, 이에 따라서 LED 조명용 전원 집적 회로의 수명을 현저하게 향상시킴과 동시에 그 크기도 소형화가 가능하게 되었다. 특히, 본 발명은 복수의 LED 그룹 각각의 양단에 스위칭 소자를 연결하고 스위칭 소자를 함께 제어하여, 입력되는 전원의 한 주기 동안 각 LED 그룹이 점등되는 시간을 균일하게 구동함으로써, 각 LED 그룹의 밝기 및 수명을 균일하게 조절할 수 있다.

Description

LED 조명용 통합 전원 집적 회로
본 발명은 LED 조명에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 LED 조명용 전원 집적 회로에 관한 것이다.
최근 들어, 적은 소비 전력으로도 백열등 이상의 휘도를 나타내는 LED 조명에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한, LED 조명에 일정한 전류가 흐르도록 전류를 제어하여 LED 조명을 구동시키기 위한 LED 조명 구동 장치에 대한 연구, 개발이 활발하게 진행되고 있다. 이러한, LED 조명 구동 장치는 다양한 조명 연출 기능을 보유하고 있는데, 특히 직병렬 접속으로 배열 설치된 LED 소자들의 디밍을 변경함으로써, 다양한 조명 연출이 가능하다.
종래의 LED 조명 장치들에서 이용되는 LED 소자의 구동 방식은, LED 소자로 인가되는 전류를 PWM 제어 방식으로 제어하여, 단속적으로 LED 소자를 고속으로 점등하고 소등함으로써, 사람의 눈이 점등과 소등의 반복을 인지하지 못하도록 하는 브로카슐쳐(Broca-Sulzer)효과에 따라서 일정한 체감 휘도를 유지하고 있다.
구체적으로, 종래의 LED 조명 기기는 외부로부터 입력되는 교류 전원을 정류기를 이용하여 정류하고, 이를 전해콘덴서를 이용하여 평활화한 후, 트랜스포머 등을 이용하여 전압 레벨을 변환하여 LED로 공급한다. 또한, 디밍을 수행하는 경우에는 전류의 세기를 조절하여 빛의 세기를 조절하는데, 전류의 세기를 조절하기 위해서는 LED 드라이버에 포함되는 스위치로 출력되는 PWM 제어신호의 듀티를 조절한다.
그러나, 종래 기술에 이용되는 전해콘덴서는 부피가 커서 LED 조명 기기를 구동하는 구동 회로의 크기를 소형화하는데 어려움이 존재할 뿐만 아니라, 콘덴서와 같은 부품의 수명이 짧아, 전체 LED 구동 회로의 수명을 단축시키는 문제점을 야기한다. 또한, 종래 기술에 이용되는 트랜스포머의 경우에도 다른 소자에 비하여 부피가 상당히 크고 효율에 문제가 있어서, 구동 회로의 크기를 소형화하기 어려운 문제점이 존재한다.
이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 출원인은 전해콘덴서를 이용하지 않는 LED 조명용 통합 전원 접적 회로를, 2011년 7월 15일자로 대한민국 특허출원 제 2011-0070502호로서 대한민국 특허청에 출원하였다.
그런데, 상기 출원 발명에 따르면, 직렬로 연결된 복수의 LED 그룹들 각각이 한 주기당 점등되는 시간이 서로 달라, 외관상 각 LED 그룹마다 빛의 밝기가 서로 다르고, 이에 따라서 균일한 밝기분포를 얻기 어려울 뿐만 아니라, 하나의 조명용 LED 모듈에 있어서 각 LED 그룹의 수명이 달라져서, 여러번에 걸쳐서 LED 모듈에 포함된 각각의 LED 램프를 교체해주어야 하거나, 전체 LED 모듈의 수명이 가장 많이 점등된 LED 그룹의 수명으로 단축되는 문제점이 발생하였다.
예컨대, 도 1을 참조하면, 평활화되지 않은 직류 전원이 입력되면, 직렬로 연결된 복수의 LED 그룹(L1,L2,L3,L4)은 입력 전압이 0~V1인 구간에서는 L1이 점등되고, 입력 전압이 V1~V2인 구간에서는 L1 및 L2가 점등된다. 또한, 입력 전압이 V2~V3인 구간에서는 L1, L2, L3가 점등되고, 입력 전압이 V3~V4인 구간에서는 L1 내지 L4가 모두 점등된다.
따라서, 한 주기동안 각 LED 모듈이 점등되는 시간은 L1>L2>L3>L4 이고, 한 주기 시간은 인간이 눈으로 LED 그룹의 점등 및 소등을 인식할 수 없는 매우 짧은 시간이므로, 인간의 눈에는 L1이 가장 밝고, L2, L3, L4 순으로 밝기가 서로 다르게 보이며, L1이 가장 오랜시간 점등되므로 가장 먼저 수명을 다하게 된다.
또한, 대한민국 특허출원 제 2011-0070502호에 기재된 방식에 의하면, 평활화되지 않은 전원을 이용하여, 복수의 LED 그룹을 순차적으로 점등시키고 소등시킴으로 인해, 평활화된 전원을 이용하여 모든 LED 그룹을 지속적으로 점등시키는 경우에 비하여, 필요한 광출력을 제대로 출력할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전해콘덴서 및 트랜스포머와 같이 내구성이 약한 부품의 사용을 배제하면서도, 직렬로 연결된 복수의 LED 그룹간에 균일한 밝기와 수명을 나타내도록 제어하는 LED 조명용 통합 전원 집적 회로를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명용 통합 전원 집적 회로는, 교류 전원을 입력받아 평활화되지 않은 직류 전원을 출력하는 정류부; 전압 PWM 제어신호에 따라서 상기 정류부로부터 출력되는 직류 전원의 크기를 변환하여 출력하는 DC/DC 컨버터; 상기 DC/DC 컨버터에서 출력되는 전원을 입력받아 점등되고, 서로 직렬로 연결된 복수의 LED 그룹; 상기 복수의 LED 그룹에 각각 연결되고, 전류 PWM 제어 신호에 따라서 자신이 연결된 LED 그룹에 흐르는 전류를 제어하는 복수의 LED 드라이버; 상기 복수의 LED 그룹에 포함되는 LED 그룹 양단에 연결되어, 스위칭 제어신호에 따라서 Short 또는 Open되는 복수의 스위칭 소자; 및 상기 전압 PWM 제어신호, 상기 전류 PWM 제어신호, 및 스위칭 제어신호를 발생시키되, 상기 복수의 LED 그룹 각각이 점등되는 시간이 균등하도록 상기 전류 PWM 제어 신호 및 상기 스위칭 제어신호를 발생시키는 PWM 제어부를 포함한다.
또한, 상기 PWM 제어부는, 상기 복수의 LED 그룹들에 포함되는 LED 그룹의 개수에 대응되도록 상기 DC/DC 컨버터에서 출력되는 직류 전원의 전압 구간을 복수개로 분할하고, 각 전압 구간의 직류 전원이 입력되는 동안 각 전압 구간에 대응되는 수의 LED 그룹을 점등시키도록 상기 전류 PWM 제어신호 및 상기 스위칭 제어신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 PWM 제어부는, 각 전압 구간의 직류 전원이 상기 DC/DC 컨버터에서 출력되는 시간을 2개의 구간으로 분할하여, 각 시간 구간동안 번갈아서, 복수의 LED 그룹의 양단으로부터 전압 구간에 대응되는 수의 LED 그룹을 점등할 수 있다.
또한, 상기 복수의 스위칭 소자는 상기 DC/DC 컨버터로부터 가장 원거리에 배치된 LED 그룹을 제외한 모든 LED 그룹 각각에 대응되도록 연결될 수 있다.
또한, 상기 PWM 제어부는 상기 DC/DC 컨버터에서 출력되는 전압의 크기가 커질수록 상기 전압 PWM 제어신호의 듀티비를 감소시키고, 상기 DC/DC 컨버터에서 출력되는 전압의 크기가 작아질수록 상기 전압 PWM 제어신호의 듀티비를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 LED 조명용 통합 전원 집적 회로는 상기 DC/DC 컨버터의 입력 전압, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압 및 상기 LED 그룹에 흐르는 전류를 측정하여, 상기 전압 PWM 제어신호의 듀티비의 증가 및 감소를 지시하는 전압 클록 제어신호를 출력하는 전압 제어 클록 발생부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 PWM 제어부는 상기 복수의 LED 그룹에 흐르는 전류의 세기가 커질수록 상기 전류 PWM 제어신호의 듀티비를 감소시킬 수 있다.
*또한, 상기 LED 조명용 통합 전원 집적 회로는, 사전에 설정된 전류값과 상기 LED 드라이버에서 측정된 상기 LED 그룹에 흐르는 전류를 측정하여, 상기 전류 PWM 제어신호의 듀티비의 증가 및 감소를 지시하는 전류 클록 제어신호를 출력하는 전류 제어 클록 발생부를 더 포함할 수 있다.
또한, LED 조명용 통합 전원 집적 회로는 주변 조도를 감지하는 조도 감지부;
조명 기기의 온도를 감지하는 온도 감지부; 및 상기 조도 및 온도에 따라서 상기 전류 PWM 제어신호 및 상기 전압 PWM 제어신호의 듀티비를 조절하도록 지시하는 가변 제어신호를 출력하는 가변 제어 클록 발생부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가변 제어 클록 발생부는 , 조명 기기의 온도가 사전에 정의된 온도 이상으로 상승하는 경우에는 LED 그룹으로 전달되는 전원을 차단하도록 지시하는 가변 제어신호를 출력하고, 조도가 높아짐에 따라서 LED 그룹의 빛의 세기를 감소시키고, 조도가 낮아짐에 따라서 LED 그룹의 빛의 세기를 증가시키도록 지시하는 가변 제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 DC/DC 컨버터는 출력 전압값이 현재 출력 전압이 공급되는 LED 그룹의 순방향 전압값보다 낮으면, 상기 순방향 전압값으로 상기 출력 전압값을 조정하여 출력할 수 있다.
또한, 상기 LED 조명용 통합 전원 집적 회로는, LED 조명의 연색성을 향상시키기 위해서, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 입력받아 소정의 빛을 방출하는 연색성 LED; 및 상기 연색성 LED에 걸리는 전압을 측정하여 상기 연색성 LED의 전류를 계산하며, 상기 연색성 LED에 흐르는 전류값에 따라서 PWM 제어를 수행하여 상기 연색성 LED에 흐르는 전류를 단속적으로 제어하는 연색성 LED 드라이버를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 LED 조명용 통합 전원 집적 회로는, 쌍방향 통신을 수행하여, 외부로부터 원격 제어 명령을 수신하여 상기 PWM 제어부로 출력하는 외부 통신부를 더 포함하고, 상기 PWM 제어부는 상기 원격 제어 명령에 따라서 전압 PWM 제어신호 및 전류 PWM 제어신호의 듀티비를 변경할 수 있다.
또한, 상기 외부 통신부는, 상기 교류 전원의 전압 값의 0크로스점과 상기 전압 PWM 제어신호에 동기 하여, 상기 교류 전원의 전압 값이 0인 점을 중심으로 소정 범위 내인 저 전위 상태와 상기 전압 PWM 제어 신호의 휴지 시간에 통신을 수행할 수 있다.
또한, 상기 LED 조명용 통합 전원 집적 회로는, 상기 DC/DC 컨버터로 입력되는 전원의 전압 값이 0이 되는 제로 위상 시점을 검출하여 상기 PWM 제어부로 출력하고, 상기 DC/DC 컨버터가 정류기로부터 입력되는 입력 전압 값이 0부터 소정의 전압까지의 저전압 구간동안 전압을 LED 그룹을 동작시킬 수 있는 전압까지 승압하는 동안에, 상기 LED 그룹을 동작시킬 수 있는 전원을 공급하는 제로 위상 검출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 교류전원이 입력되면 정류기가 교류 전원을 정류하여 평활화되지 않은 직류 전원을 출력하고, 평활화되지 않은 직류 전원을 DC/DC 컨버터를 통해서 PWM 제어를 수행하여 전체 LED 그룹의 순방향 전압값(Vf)에 적합하도록 강압한 후, 직렬로 연결된 복수의 LED 그룹 중에서 DC/DC 컨버터에서 출력되는 전압 레벨에 대응되는 수의 LED 그룹들을 점등시킴으로써, 종래 기술에서 이용되던 전해콘덴서 및 트랜스포머를 사용하지 않고도 조명용 LED를 구동할 수 있게 되었고, 이에 따라서 LED 조명용 전원 집적 회로의 수명을 현저하게 향상시킴과 동시에 그 크기도 소형화가 가능하게 되었다.
특히, 본 발명은 복수의 LED 그룹 각각의 양단에 스위칭 소자를 연결하고 스위칭 소자를 함께 제어하여, 입력되는 전원의 한 주기 동안 각 LED 그룹이 점등되는 시간을 균일하게 구동함으로써, 각 LED 그룹의 밝기 및 수명을 균일하게 조절할 수 있다. 이에 따라서, 본 발명의 LED 조명용 통합 전원 집적 회로를 이용한 조명기기는 균일한 밝기의 출력이 가능할 뿐만 아니라, 조명기기 전체 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 복수의 LED 그룹의 점등시간을 균일하게 조절함으로써, 모든 시간 구간에 대해서 항상 점등되는 LED 그룹이 존재하지 않는다. 따라서, 본 발명의 각 LED 그룹은 점등 및 소등이 반복되므로, 지속적인 점등으로 인해서 LED 소자에 발생하는 열로 인한 소자의 열화를 방지할 수 있고, 이로 인해, 평활화된 전원을 이용하여 출력하는 경우보다 더 많은 전류를 LED 그룹으로 제공하여 더 높은 광출력을 내더라도, 소자의 열화없이 정격 출력을 달성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 직렬로 연결된 각 LED 그룹의 양단을 스위칭 소자로 연결함으로써, 복수의 LED 그룹들 중 한 LED 그룹이 단락되어 동작되지 않을 경우, 해당 LED 그룹에 연결된 스위칭 소자를 ON 시켜, 단락된 LED 그룹을 바이패스시킴으로써, 모든 LED 그룹이 소등되어 LED 조명기기 전체가 동작하지 않는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 조명 기기의 온도를 측정하여, 측정 온도가 사전에 설정된 온도 이상으로 상승하면 LED 그룹으로 흐르는 전류를 자동으로 차단시키거나 전류 PWM 제어 신호의 듀티비를 조절하여 부하에 흐르는 전류를 감소시켜 온도를 낮춤으로써 과도한 온도 상승으로 인해서 LED 조명용 통합 전원 집적 회로 전체가 열화 되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 LED 조명용 구동 회로의 문제점을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 LED 조명용 통합 전원 집적 회로의 전체 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 드라이버와 LED 그룹 및 스위칭 소자가 연결된 구성을 구체적으로 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 입력 직류 전원과, 각 구간에서 점등되는 LED 그룹을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라서 DC/DC 컨버터에서 출력되는 전압과, PWM 제어부로부터 각 LED 드라이버의 스위칭 트랜지스터로 입력되는 PWM 제어신호를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 DC/DC 컨버터로 입력되는 전압파형과 DC/DC 컨버터에서 출력되는 전압 파형의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 7은 DC/DC 컨버터에서 전압이 출력되는 과정을 보다 상세하게 설명하기 위한 회로도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다.
본 발명의 LED 조명용 통합 전원 집적 회로는, 종래기술의 전해 콘덴서 또는 트랜스포머를 사용함으로써 발생하는 상술한 문제점들을 해소하기 위해서, PWM 제어만으로 조명용 LED들을 구동할 수 있도록 구성하였다. 이를 위해서, 본 발명은 직렬로 연결된 복수의 LED 그룹(120-1~120-4)의 순방향 전압값(Vf)과, 정류된 후 평활화되지 않은 상태로 입력되는 전원의 전압레벨에 따라서 LED 그룹(120-1~120-4)을 선택적으로 점등시킨다.
특히, 본 발명은 각 LED 그룹이 점등되는 시간이 서로 다름으로 인해서 발생하는 밝기 및 수명의 비균일성을 해결하기 위해서, 복수의 LED 그룹들의 갯수에 대응되도록, 평활화되지 않은 입력 직류 전원의 전압 구간을 복수개로 분할하고, 각 전압 구간의 직류 전원이 입력되는 동안, 각 전압 구간에 대응되는 수의 LED 그룹을 점등시키되, 각 전압 구간의 직류 전원이 입력되는 시간을 2개의 구간으로 분할하여, 각 시간 구간동안 번갈아, 복수의 LED 그룹의 양단으로부터 전압 구간에 대응되는 수의 LED 그룹을 점등시킨다.
또한, 본 발명은 복수의 LED 그룹(120-1~120-4)에 과도한 전압이 인가되어, LED 그룹(120-1~120-4)에 과도한 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해서, 정류된 후 평활화 되지 않은 입력 전압에 PWM 제어를 수행할 뿐만 아니라, LED 그룹(120-1~120-4)이 온도특성 변화나 입력 전압의 변동에서도 일정한 밝기를 유지하면서도 과도한 전류가 흐르지 않도록 각 LED 드라이버의 LED그룹의 전압 및 전류특성을 감지하여 PWM 제어에 의해서 LED 램프를 단속적으로 점등 및 점멸시킨다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 LED 조명용 통합 전원 집적 회로의 전체 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 LED 조명용 통합 전원 집적 회로는 정류부(101), DC/DC 컨버터(112), 제로위상 검출부(102), 출력전압 검출부(103), 외부 통신부(110), 전압제어 클록 발생부(106), 전류 제어 클록 발생부(107), 가변 제어 클록 발생부(108), 복수의 LED 그룹(120-1~120-4), 복수의 LED 그룹(120-1~120-4) 각각을 제어하는 복수의 LED 드라이버(115-1~115-4), 복수의 스위칭 소자(116-1~116-3) 및 PWM 제어부(104)를 기본적으로 포함하고, 연색성 LED(114) 및 연색성 LED 드라이버(109)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 정류부(101)는 입력되는 교류(AC)전원을 정류하여 평활화 되지 않은 직류 전원(Vin)을 DC/DC 컨버터(112)로 출력한다. 정류부(101)로 입력되는 전원은 전원의 크기가 +V에서 -V까지의 교류 전원인데 반해, 정류부(101)로부터 출력되는 전원은 크기가 0부터 +V이고 주기가 정류부(101)에 입력되는 파형의 절반인 평활화 되지 않은 직류 전원이다.
제로 위상 검출부(102)는 정류부(101)에서 출력된 전원의 전압값을 조사하여 제로 위상을 검출하고(즉, 전원의 전압 크기가 0이 되는 시점), 그 신호를 PWM 제어부(104)로 출력한다. 또한, 제로 위상 검출부(102)는 DC/DC 컨버터(112)로 입력되는 전압(Vin)이 0부터 소정의 임계 전압까지의 저전압을 DC/DC 컨버터(112)가 LED 1(120-1)이 작동할 수 있는 전압까지 승압하는 동안, LED 1 드라이버(115-1)로 전원을 공급하여 LED 1(120-1)을 동작시키는 기능을 수행한다.
또한, 제로 위상 검출부(102)는 대기 상태에서 외부의 명령에 의하여 LED 조명 기기가 On될 수 있도록 외부 통신부(110) 및 PWM 제어부(104)내의 의 Wakeup logic회로를 구동할 수 있도록 전력을 관리한다.
DC/DC 컨버터(112)는 PWM 제어부(104)로부터 입력되는 PWM 제어신호에 따라서 단속적으로 동작하여, 입력 전압(Vin)을 감압 및 승압하여 출력전압(Vout)을 복수의 LED 그룹(120-1~120-4)으로 출력한다. DC/DC 컨버터(112)로부터 출력되는 출력전압에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 후술한다.
출력전압 검출부(103)는 DC/DC 컨버터(112)에서 출력되는 출력 전압값을 감시하여 PWM 제어부(104)로 출력하여, PWM 제어부(104)로 하여금 PWM 제어 신호의 실제 동기 및 사용전력량을 계산할 수 있도록 한다.
외부 통신부(110)는 쌍방향 통신을 수행하여, 본 발명의 전원 집적 회로의 원격제어 및 전원 집적 회로의 전력소비 상태나 부가된 센서회로의 값을 읽어서 서버로 전송하는 기능을 수행하는 것으로서, 외부 통신부(110)에서 외부로부터 원격 제어 명령을 수신하여 PWM 제어부(104)로 출력하면, PWM 제어부(104)는 입력된 원격 제어 명령에 따라서 DC/DC 컨버터로 출력되는 전압 PWM 제어신호 및 LED 드라이버로 입력되는 전류 PWM 제어신호의 듀티비를 변경하여 원격 제어 명령을 수행한다. 예컨대, 외부에서 원격으로 LED 조명의 디밍을 수행하거나, LED 조명을 소등하는 등과 같은 원격 명령을 수신하여 PWM 제어부(104)로 출력함으로써, 외부에서 본 발명의 전원 집적 회로를 제어할 수 있도록 한다.
또한, 외부 통신부(110)는 통신 노이즈를 저감시키기 위하여 입력되는 교류 전원의 0 크로스점(또는 정류기(101)에서 출력된 정류된 전압값이 0이 되는 시점)과 DC/DC 컨버터(112)로 입력되는 전압 PWM 제어신호에 동기하여, 입력 교류 전원의 전압값이 0이 되는 시점과 가까운 저전위 상태(예컨대, 입력 전원의 최대 전압값(± V)의 10%~20% 이내의 전압값이 되는 시점과 같이, 교류 전원의 전압값이 0인 점을 중심으로 소정 범위내인 상태)와 전압 PWM 제어 신호의 휴지 시간에 통신을 수행한다. 또한, 외부 통신부(110)는 별도의 통신방식으로 통신을 수행할 수 있도록 RS232등과 같은 통신포트를 구비할 수 있다.
전압 제어 클록 발생부(106)는 DC/DC 컨버터(112)로의 입력 전압(Vin), DC/DC 컨버터(112)의 출력 전압(Vout), 및 복수의 LED 그룹(120-1~120-4)에 흐르는 전류를 감지하여 PWM 제어부(104)로 하여금 DC/DC 컨버터(112)로 출력하는 전압 PWM 제어신호의 듀티비를 조절하게 하는 클록 제어신호를 출력한다. 예컨대, 입력 전압값(Vin)과 출력전압값(Vout)이 점점 커질수록 DC/DC 컨버터(112)로 출력되는 전압 PWM 제어신호의 듀티비를 감소시키고, 입력 전압값(Vin)과 출력 전압 값(Vout)이 점점 작아질수록 DC/DC 컨버터(112)로 출력되는 PWM 제어신호의 듀티비는 증가시키도록 지시하는 클록 제어신호를 PWM 제어부(104)로 출력한다. 또한, LED 그룹(120-1~120-4)에 흐르는 전류가 증가하여 소정의 전류값 이상이 되면, 전압 PWM 제어 신호의 듀티비를 감소시켜 LED 그룹(120-1~120-4)에 흐르는 전류를 후술하는 LED 드라이버(115-1~115-4)로 출력되는 전류 PWM 제어 신호와 함께 감소시킨다.
전류 제어 클록 발생부(107)는 사전에 설정된 LED 그룹(120-1~120-4)의 전류 값과 각 LED 드라이버(115-1~115-4)에서 검출한 전류 값을 비교하여, PWM 제어부(104)에서 각 LED 드라이버(115-1~115-4)로 출력하는 전류 PWM 제어신호의 듀티비를 조절하도록 제어하는 클록 제어신호를 발생시켜 PWM 제어부(104)로 출력한다. 전류 제어 클록 발생부(107)에서 설정되는 기준 전류 값은 각 LED 그룹(120-1~120-4)별로 설정될 수 있고, 전체 LED 그룹(120-1~120-4)에 대해서 하나의 기준 전류 값이 설정될 수도 있다.
가변 제어 클록 발생부(108)는 온도 감지부(140) 및 조도 감지부(130)와 같은 본 발명의 LED 조명용 통합 전원 집적 회로의 동작과 관련하여 필요한 정보를 감지하는 감지부들로부터 센싱 값을 입력받아, 이에 따라서 필요한 제어신호를 발생시켜 PWM 제어부(104)로 출력한다. 예컨대, 사용자가 사전에 자신이 원하는 조도를 설정한 경우에, 가변 제어 클록 발생부(108)는 조도 감지부(130)로부터 입력되는 조도를 조사하여, 조도가 점점 낮아지면 LED 빛의 세기를 강화하도록 제어신호를 발생시켜 PWM 제어부(104)로 출력하고, 조도가 점점 높아지면 LED 빛의 세기를 감소시키도록 제어신호를 발생시켜 PWM 제어부(104)로 출력할 수 있다.
또한, 가변 제어 클록 발생부(108)는 LED 조명 기기의 온도가 사전에 설정된 임계온도보다 높아지면, 조명 기기의 보호를 위해서 LED 조명을 비상소등 하도록 지시하거나, LED에 흐르는 전류를 감소시키도록 지시하는 제어 신호를 발생시켜 PWM 제어부(104)로 출력한다.
상술한 전압 제어 클록 발생부(106), 전류 제어 클록 발생부(107) 및 가변 제어 클록 발생부(108)는 클록의 듀티비를 변경함으로써 제어신호를 발생시켜 PWM 제어부(104)로 출력한다.
한편, 서로 직렬로 연결된 복수의 LED 그룹(120-1~120-4)은 복수의 LED 램프가 서로 연결되어 형성되고, 해당되는 LED 드라이버(115-1~115-4)의 스위칭 트랜지스터가 턴온되는 동안에 DC/DC 컨버터(112)로부터 전원을 공급받아 점등된다.
각 LED 그룹(120-1~120-4)의 LED 드라이버(115-1~115-4)는 내부에 스위칭 트랜지스터를 포함하여, PWM 제어부(104)로부터 입력되는 전류 PWM 제어신호에 의해서 턴온 및 턴오프되어, 자신이 연결된 LED 그룹으로 전류가 흐르도록 하거나 전류가 흐르는 것을 차단하여 LED 그룹을 점등 및 소등시킨다. 스위칭 트랜지스터는 PWM 제어부(104)로부터 입력되는 PWM 제어신호의 ON 듀티 동안 턴온되고, OFF 듀티 동안 턴오프된다. 또한, LED 드라이버(115-1~115-4)는 자신에 연결된 LED 그룹(120-1~120-4)에 흐르는 전류를 감지하여 전압 제어 클록 발생부(106) 및 전류 제어 클록 발생부(107)로 출력한다.
복수의 스위칭 소자들(116-1~116-3)은 각 LED 그룹에 대응되도록 설치되는데, 양단이 LED 그룹의 양단에 접속되고, PWM 제어부(104)로부터 입력되는 스위칭 제어신호에 따라서 ON 또는 OFF 된다. 스위칭 소자가 ON 되면, LED 그룹의 양단이 서로 연결되어 LED 그룹으로는 전류가 흐리지 않는 상태가 된다. 즉, 스위칭 소자는 Short된다. 한편, 스위치 소자가 OFF인 동안에는 스위칭 소자로 전류가 흐르지 않는 Open 상태가 되어, 전류는 LED 그룹을 통해서 흐르게 된다. 복수의 스위칭 소자(116-1~116-3)는 다양한 방식으로 구현이 가능하지만, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 트랜지스터로 복수의 스위칭 소자를 구현하였다.
PWM 제어부(104)는 전압 제어 클록 발생부(106), 전압 제어 클록 발생부(106) 및 가변 제어 클록 발생부(108)로부터 입력되는 제어 신호에 따라서 전압 PWM 제어신호를 DC/DC 컨버터(112)로 출력하고, 전류 PWM 제어 신호를 생성하여 복수의 LED 드라이버들(115-1~115-4) 중 어느 하나로 출력하며, 스위칭 제어 신호를 생성하여 스위칭 소자들(116-1~116-3)로 출력함으로써, 각 LED 그룹이 균등한 시간동안 점등되도록 제어한다. 단, 본 발명에서 각 LED 그룹의 점등시간이 균등하다는 의미는, 점등 시간이 완전 동일하다는 것이 아니라, 종래 기술에 비하여 각 LED 그룹의 점등시간의 차이가 현저하게 감소됨을 의미함을 주의해야 한다.
본 발명은 DC/DC 컨버터(112)로부터 복수의 LED 그룹으로 입력되는 직류 전원을 복수의 전압 구간으로 분할하고, 각 전압 구간의 직류 전원이 입력되는 동안 각 전압 구간에 대응되는 수의 LED 그룹을 점등시킨다. 이 때, 분할되는 전압 구간의 수는 LED 그룹의 수에 대응되고, 각 전압 구간은 각 LED 그룹의 순방향 전압값(Vf)에 따라서 결정된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 드라이버와 LED 그룹 및 스위칭 소자가 연결된 구성을 구체적으로 도시한 도면이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 입력 직류 전원과, 각 구간에서 점등되는 LED 그룹을 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4a를 참조하면, 복수의 LED 그룹은 4개의 LED 그룹(L1~L4)이 직렬로 연결되어 구성되고, 입력 직류 전원의 전압 구간은 LED 그룹의 수에 대응되도록 4개의 구간(구간 1(V1)~구간 4(V4))으로 분할된다.
설명의 편의를 위해서, 4개의 LED 그룹의 순방향 전압값이 Vf_g로 동일하다고 가정하면, DC/DC 컨버터에서 출력되는 전압값이 1개의 LED 그룹의 순방향 전압값에 대응되는 전압 구간(V1구간(0V~Vf_g))인 경우에는 1개의 LED 그룹이 점등되고, DC/DC 컨버터에서 출력되는 전압값이 2개의 LED 그룹이 직렬로 연결된 경우의 순방향 전압값인 2*vf_g에 대응되는 전압 구간(V2구간(Vf_g~2Vf_g))인 경우에는 2개의 LED 그룹이 점등된다. 마찬가지로, DC/DC 컨버터에서 출력되는 전압값이 3개 또는 4개의 LED 그룹이 직렬로 연결된 경우의 순방향 전압값인 3*Vf_g 또는 4*Vf_g에 대응되는 전압 구간(V3구간(2Vf_g~3Vf_g) 또는 V4구간(3Vf_g~4Vf_g))인 경우에는 3개 또는 4개의 LED 그룹이 점등된다.
또한, 본 발명은 각 전압 구간의 직류 전원이 상기 DC/DC 컨버터에서 출력되는 시간(T1~T4)을 2개의 시간 구간(T1-1~T4-2)으로 분할하여, 각 시간 구간동안 번갈아서 복수의 LED 그룹의 양단으로부터 전압 구간에 대응되는 수의 LED 그룹을 점등한다.
도 4a 에 도시된 예에서, 전압 구간 V1, V2, V3, 및 V4에서는 각각 1개, 2개, 3개, 및 4개의 LED 그룹이 점등된다.
먼저, 전압 구간 V1의 첫 번째 시간구간(T1-1)에서는 Q1이 ON되고, 나머지 Q2 내지 Q4 및 S1 내지 S3가 OFF되어, 복수의 LED 그룹 중 최상단에 위치한 하나의 LED 그룹인 L1이 점등된다.
전압 구간 V1의 두 번째 시간구간 (T1-2)에서는 Q1 내지 Q3 가 OFF되고, Q4가 ON 되며, 스위칭 소자 S1 내지 S3가 ON 된다. 그러면, 스위칭 소자 S1 내지 S3가 Short 되어 DC/DC 컨버터에서 출력된 전압은 L4로 직접 출력되어, 복수의 LED 그룹 중 최하단에 위치한 하나의 LED 그룹인 L4가 점등된다.
마찬가지로, 전압 구간 V2의 첫 번째 시간구간(T2-1)에서는 Q2가 ON되고, 나머지 Q1, Q3 및 Q4 및 S1 내지 S3가 OFF되어, 복수의 LED 그룹 중 최상단에 위치한 2개의 LED 그룹인 L1 및 L2 가 점등된다.
전압 구간 V2의 두 번째 시간구간 (T2-2)에서는 Q1 내지 Q3 가 OFF되고, Q4가 ON 되며, 스위칭 소자 S1 및 S2가 ON 된다. 그러면, 스위칭 소자 S1 및 S2가 Short 되어 DC/DC 컨버터에서 출력된 전압은 L3로 직접 출력되어, 복수의 LED 그룹 중 최하단에 위치한 2개의 LED 그룹인 L3 및 L4가 점등된다. 시간 구간 (T2-2)에서의 전류의 흐름을 점선으로 도 3에 표시하였다.
동일한 방식으로, 전압 구간 V3의 첫 번째 시간 구간(T3-1)에서는 최상단으로부터 3개의 LED 그룹인 L1~L3가 점등되고, V3의 두 번째 시간 구간(T3-2)에서는 최하단으로부터 3개의 LED 그룹인 L2~L4가 점등된다.
아래의 표 1에 각 시간 구간에서의 LED 드라이버(Q1~Q4) 및 스위칭 소자(S1~S3)의 ON 및 OFF 관계를 기재하였다.
표 1
T1-1 T1-2 T2-1 T2-2 T3-1 T3-2 T4-1
Q1 ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF
Q2 OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF
Q3 OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF
Q4 OFF ON OFF ON OFF ON ON
S1 OFF ON OFF ON OFF ON OFF
S2 OFF ON OFF ON OFF OFF OFF
S3 OFF ON OFF OFF OFF OFF OFF
상술한 바와 같이, 4개의 LED 그룹(L1~L4)이 직렬로 연결된 본 발명의 바람직한 실시예의 경우에, 모든 LED 그룹 각각은 직류 전원의 1주기 동안 8개의 시간 구간 동안 점등되므로, 각 LED 그룹은 균일한 시간동안 점등되는 것을 알 수 있다.
한편, 도 4b에는 5개의 LED 그룹(L1~L5)이 직렬로 연결된 경우에 각 시간 구간에서 점등되는 LED 그룹을 표시하였다. 도 4b를 참조하면, 5개의 LED 그룹이 직렬로 연결된 경우에, 직류 전원은 5개의 전압 구간으로 분할되고, 모든 LED 그룹 각각은 DC/DC 컨버터에서 출력되는 직류 전원의 1주기 동안 10개의 시간구간에서 점등되어, 균등한 시간에 점등됨을 알 수 있다.
상술한 예들에서는, 최상단으로부터 전압 구간에 대응되는 수의 LED 그룹을 먼저 점등한 후, 최하단으로부터 전압 구간에 대응되는 수의 LED 그룹을 점등하는 것으로 설명하였으나, 그 순서는 서로 바뀌어도 무방하다.
다시 도 2, 도 3 및 도 4a를 참조하여 PWM 제어부(104)의 기능을 보다 구체적으로 설명하면(단, 설명의 편의를 위하여 각 LED 그룹의 순방향 전압값이 Vf_g 로 동일하다고 가정함), PWM 제어부(104)는 LED 1 드라이버(115-1)로 전류 PWM 제어신호를 출력하거나, LED 4 드라이버(115-4)로 전류 PWM 제어신호를 출력하고 스위칭 소자 1 내지 스위칭 소자 3(116-1~116-3)로 스위칭 제어 신호를 출력하여, DC/DC 컨버터(112)의 입력 전압값이 0인 시점부터 DC/DC 컨버터(112)의 출력 전압값(Vout)이 Vf_g를 초과하지 않고, LED 1 그룹(120-1) 및 LED 4 그룹(120-4)에 흐르는 전류가 사전에 정의된 전류값을 초과하지 않는 동안 LED 1 그룹(120-1) 또는 LED 4 그룹(120-4)을 점등한다.
그 후, DC/DC 컨버터(112)의 출력 전압값(Vout)이 Vf_g 를 초과하거나 LED 1 그룹(120-1) 또는 LED 4 그룹(120-4)에 흐르는 전류가 사전에 정의된 전류값을 초과하는 경우에, 전류 PWM 제어신호를 LED 2 드라이버(115-2)로 출력하여 LED 1 그룹(120-1) 및 LED 2 그룹(120-2)을 점등하거나, 전류 PWM 제어 신호를 LED 4 드라이버(115-4)로 출력하고 스위칭 제어신호를 스위칭 소자 1(116-1) 및 스위칭 소자 2(116-2)로 출력하여 LED 3 그룹(120-3) 및 LED 4 그룹(120-4)을 점등한다.
동일한 방식으로 DC/DC 컨버터(112)의 출력 전압값(Vout)이 2*Vf_g를 초과하거나, 첫 번째 시간 구간에서 LED 1 그룹(120-1) 및 LED 2 그룹(120-2)에 흐르는 전류 또는 두 번째 시간 구간에서 LED 3 그룹(120-3) 및 LED 4 그룹(120-4)에 흐르는 전류가 사전에 정의된 전류값을 초과하는 경우에는, 전류 PWM 제어신호를 LED 3 드라이버(115-3)로 출력하여 LED 1 그룹(120-1) 내지 LED 3 그룹(120-3)을 점등하거나, 전류 PWM 제어 신호를 LED 4 드라이버(115-4)로 출력하고 스위칭 제어신호를 스위칭 소자 1(116-1)로 출력하여 LED 2 그룹(120-2) 내지 LED 4 그룹(120-4)을 점등한다.
PWM 제어부(104)는 동일한 방식으로 DC/DC 컨버터(112)의 출력 전압이 3*Vg_f를 초과하거나 LED 그룹에 흐르는 전류가 사전에 정의된 전류값을 초과하는 경우에 전류 PWM 제어신호를 LED 4 드라이버(115-3)로 출력하고 모든 스위칭 소자를 Open 시켜 LED 1 그룹(120-1) 내지 LED 4 그룹(120-4)까지 점등한 후, 상술한 바와 동일한 방식으로 세 번째 전압 구간(V3)에서는 3개의 LED 그룹을 점등하고, 두 번째 전압 구간(V2) 및 첫 번째 전압구간에서는 각각 2개의 LED 그룹 및 1개의 LED 그룹을 점등한다.
다시, DC/DC 컨버터(112)의 입력 전압이 0점에 도달하고 다시 증가하기 시작하면 상술한 바와 동일한 방식으로, 전압 구간에 따라서 1개부터 4개의 LED 그룹을 점등한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라서 DC/DC 컨버터(112)에서 출력되는 전압과, PWM 제어부(104)로부터 각 LED 드라이버(115-1~115-4)의 스위칭 트랜지스터로 입력되는 전류 PWM 제어신호를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 먼저, DC/DC 컨버터(112)는 PWM 제어부(104)의 PWM 제어신호에 의해서 단속적으로 전압의 크기를 변환하여 도 5의 상단에 도시된 바와 같은 전압 파형을 출력한다. 도 5에 도시된 바와 같이, PWM 제어부(104)는 DC/DC 컨버터(112)의 입력 전압값이 0에 가까울수록 DC/DC 컨버터(112)로 입력되는 PWM 제어신호의 듀티비를 크게 설정하고, 입력 전압값이 커질수록(즉, 위상이 90도에 가까울수록) 듀티비를 작게 설정하여 LED 그룹(120-1~120-4)으로 전달되는 에너지를 가능한 일정하게 유지한다.
이 때, 전압 PWM 제어신호의 듀티비를 무한히 작게 조절이 가능하다면 후술하는 바와 같이, 각 LED 드라이버(115-1~115-4)에 대한 PWM 전류 제어를 수행할 필요가 없으나, LED 그룹(120-1~120-4)으로 입력되는 전압의 듀티비가 너무 작아지면 LED가 꺼지는 문제점이 발생하므로, 본 발명은 LED 그룹으로 인가되는 전압의 PWM 제어와 LED에 흐르는 전류의 정전류 제어를 동시에 수행한다.
PWM 제어부(104)는 전류 제어 클록 발생부(107)에서 입력되는 제어 신호에 따라서 LED 그룹(120-1~120-4)에 일정한 전류가 흐르도록 전류 PWM 제어신호를 출력하는데, LED 그룹(120-1~120-4)에 걸리는 전압값이 높아질수록 LED 그룹(120-1~120-4)에 흐르는 전류의 크기 또한 커지게 된다. 따라서, PWM 제어부(104)는 전류값이 커짐에 따라서, 전류 제어 클록 발생부(107)에서 입력되는 클록 제어 신호에 따라서 LED 드라이버(115-1~115-4)로 출력되는 전류 PWM 제어신호의 듀티비를 감소시켜 LED 그룹(120-1~120-4)에 단속적으로 전류가 흐르게 함으로써, 전체적으로 LED 그룹(120-1~120-4)에 일정한 전류가 흐르도록 제어한다. 도 5의 하단에는 각 전압 구간에서 PWM 제어부로부터 출력되는 전류 PWM 제어신호의 파형을 도시하였다.
또한, PWM 제어부(104)는 직렬로 연결된 복수의 LED 그룹들 중 어느 한 그룹이 단락되는 경우에, 단락된 LED 그룹의 양단에 연결된 스위칭 소자를 ON시켜 단락된 LED 그룹을 바이패스시킴으로써, 전체 LED 그룹이 소등되어 조명기기가 동작되지 않는 것을 방지할 수 있다. 예컨대, 도 4b를 참조하여 설명한 바와 같이, 5개의 LED 그룹이 직렬로 연결된 상태에서, 첫 번째 LED 그룹(L1)이 단선된 경우에, 이에 대응되는 스위칭 소자를 항상 ON시키고, 나머지 LED 그룹(L2~L5)을 도 4a의 LED 그룹 L1~L4에 대응시켜 동작시킬 수 있다.
상술한 예에서는, 입력 전압을 단순히 PWM 제어를 통해서 단속적으로 변환하는 것으로 설명하였다.
그러나, 도 5에 도시된 바와 같이, PWM 제어신호의 ON 타임 동안에, DC/DC 컨버터(112)에서 출력되어 LED 그룹(120-1~120-4)으로 입력되는 전압의 크기는 서서히 증가하거나 감소하게 되므로, LED에서 방출하는 빛의 밝기에는 변화가 나타난다. 비록, 일반인의 눈에는 이러한 미세한 밝기의 변화가 명확하게 인지되지 않는다 하더라도, 안정적인 세기의 빛을 출력하기 위해서, 본 발명의 DC/DC 컨버터(112)는 각 전압 구간에서 출력전압을 해당 구간에서 직렬로 연결된 LED 그룹(120-1~120-4)의 순방향 전압값(Vf_g, 2Vf_g, 3Vf_g, 4Vf_g) 값에 대응되는 값으로 승압 또는 강압시켜 출력한다(도 6의 602 참조).
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 DC/DC 컨버터(112)로 입력되는 전압파형(301)과 DC/DC 컨버터(112)에서 출력되는 전압 파형(301)의 일 예를 도시하는 도면이다. 단, 도 6에 도시된 그래프는 실제 PWM 제어에 따라서 단속적으로 출력되는 전압 파형의 포락선을 도시하였음을 주의해야 한다.
도 6을 참조하면, DC/DC 컨버터(112)는 입력되는 전압 파형(601)을 먼저 본원의 LED 그룹(120-1~120-4)에 적합하도록 감압하면서(도 6의 603 참조), 각 전압 구간의 출력 전압값이 직렬로 연결된 LED 그룹들의 순방향 전압값(Vf)보다 낮으면, 도 6의 원안에 도시된 바와 같이, 출력 전압 값을 직렬로 연결된 LED 그룹의 순방향 전압값까지 승압시켜 해당 구간에서는 일정한 전압 값을 출력한다. 도 6에 도시된 예에서, Vf_g는 첫 번째 전압 구간에 점등되는 1개의 LED 그룹의 순방향 전압값에 대응되는 값이고, 2Vf_g 내지 4Vf_g는 2개의 LED 그룹 내지 4개의 LED 그룹이 직렬로 연결되었을 때의 순방향 전압값에 대응되는 값이다.
도 7은, 도 6을 참조하여 설명한 DC/DC 컨버터에서 전압이 출력되는 과정을 보다 상세하게 설명하기 위한 회로도이다.
도 7을 참조하면, 정류부를 구성하는 D1,2,3,4에 의해 평활되지 않은 직류는 R1과 R2에 의하여 적절히 강압된 후 U1A~U1D의 콤퍼레이터로 입력되고, 콤퍼레이터의 출력값이 LOAD내의 직렬로 연결된 복수의 LED 부하 스위칭 소자에 인가된다.
부하인 LED 그룹에 흐르는 전류는 R8에서 감지되어 PWM_GEN회로로 입력되고, PWM-GEN회로는 PWM 제어신호를 발생하여 Q1,Q2,Q3에 인가함으로써 전압을 승압시키거나 강압시킨다. 이 때, 강압이 필요할 경우는 Q2가, 승압이 필요한 경우 Q3가 작동된다.
또한, 전압 및 전류 제한을 하기 위한 전류 콘트롤 PWM이 최대이고, 전압 콘트롤 PWM이 최소일때에는, 도 7의 Q1 및 Q3가 작동하여 입력 전압, 특히, 제로크로스 영역의 전압을 부하에 필요한 전류가 흐르도록 최대한 승압하여 LED의 점등시간을 늘려줌으로써 플리커 현상이 발생하는 것을 방지한다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 LED 조명용 통합 전원 집적 회로의 구성에 대해서 설명하였다. 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 LED 조명용 통합 전원 집적 회로의 동작 과정을 살펴본다(단, LED 그룹들은 상술한 도 4a 및 표 1에 기재된 순서로 점등되는 것으로 가정한다). 먼저, 교류 전원이 정류부(101)로 입력되면, 정류부(101)는 교류 전원을 평활화되지 않은 직류 전원으로 변환하여 DC/DC 컨버터(112)로 출력한다.
제로 위상 검출부(102)는 정류부(101)에서 출력되는 전압의 크기가 0인 점을 검출하여 PWM 제어부(104)로 출력하는 한편, 입력 전원이 0인 동안에 1개의 그룹을 점등할 수 있도록 LED 1 드라이버(115-1)로 기본 전원을 공급하여 LED 1그룹(120-1)을 점등시키고, PWM 제어부(104)는 LED 1 드라이버(115-1)로 전류 PWM 제어신호를 출력하여 LED 1을 점등시킨다.
PWM 제어부(104)는 전압구간 V1의 첫 번째 시간 구간(T1-1)동안에는 LED 1 드라이버(115-1)로 전류 PWM 제어신호를 출력하여 LED 1 그룹을 점등하고, 두 번째 시간 구간(T1-2)에는 LED 4 드라이버(115-4)로 전류 PWM 제어신호를 출력하고 스위칭 소자들(116-1~116-3)로 스위칭 제어신호를 출력하여 LED 4 그룹을 점등시킨다.
전압 제어 클록 발생부(106)는 입력 전압(Vin), DC/DC 컨버터(112)의 출력전압(Vout), 및 LED 1 그룹 또는 LED 4 그룹에 흐르는 전류를 감지하여 전압 PWM 제어신호의 듀티비의 가감을 지시하는 전압 클록 제어신호를 PWM 제어부(104)로 출력하고, PWM 제어부(104)는 전압 클록 제어신호에 따라서 DC/DC 컨버터(112)로 전압 PWM 제어 신호를 출력한다.
DC/DC 컨버터(112)는 전압 PWM 제어 신호에 따라서 단속적으로 입력 전압(Vin)을 변환하여 출력 전압(Vout)을 복수의 LED 그룹들(120-1~120-4)로 출력한다. 이 때, 출력 전압 검출부(103)는 실제 출력 전압을 감지하여 PWM 제어부(104)로 출력하고, PWM 제어부(104)는 출력 전압 검출부(103)로부터 입력되는 출력 전압 신호에 따라서 PWM 제어를 수행한다. 이 때, DC/DC 컨버터(112)는 도 6을 참조하여 상술한 바와 같이, 점등되는 LED 그룹들의 순방향 전압값에 대응되도록 전압을 승압시켜 일정한 전압을 출력한다.
한편, 전류 제어 클록 발생부(107)는 LED 1 그룹(120-1) 또는 LED 4 그룹(120-4)에 흐르는 전류를 감지하여, LED 1 그룹(120-1) 또는 LED 제 4 그룹(120-4)으로 입력되는 전압이 증가함에 따라서 LED 1 그룹(120-1) 또는 LED 제 4 그룹(120-4)에 흐르는 전류가 증가하는 것을 방지하고, LED 1 그룹(120-1) 또는 LED 제 4 그룹(120-4)에 일정한 전류가 흐르도록 LED 1 드라이버(115-1) 또는 LED 4 드라이버(115-4)로 출력하는 전류 PWM 제어 신호의 듀티비를 감소시키도록 지시하는 클록 제어신호를 PWM 제어부(104)로 출력하고, PWM 제어부(104)는 전류 제어 클록 발생부(107)로부터 입력되는 클록 제어신호에 따라서 전류 PWM 제어 신호의 듀티비를 감소시켜 LED 1 드라이버(115-1) 또는 LED 4 드라이버(115-4)로 출력한다.
이러한 방식으로, PWM 제어부(104)는 입력 전압(Vin)이 증가함에 따라서 전압 PWM 제어신호 및 전류 PWM 제어신호의 듀티비를 감소시켜 LED 1 그룹 및 LED 4 그룹에 흐르는 전류를 일정하게 유지하다가, 듀티비를 더 이상 감소시킬 수 없는 임계치에 도달하면, PWM 제어부(104)는 다음 전압 구간 V2 에서 LED 1 그룹 및 LED 2 그룹이 점등되도록 LED 2 드라이버(115-2)를 선택하여 전류 PWM 제어 신호를 출력하고, DC/DC 컨버터(112)는 PWM 제어부(104)로부터 입력되는 전압 PWM 제어신호에 따라서 직렬로 연결된 LED 1 그룹(120-1) 및 LED 2 그룹(120-2)의 순방향 전압값에 대응되는 전압(2Vf_g)을 출력함으로써, LED 1 그룹(120-1) 및 LED 2 그룹(120-2)을 점등시킨다. 그 후, PWM 제어부(104)는 전압 구간 V2의 두 번째 시간 구간(T2-2)에서 도 4a 및 표 1을 참조하여 상술한 바와 같이, LED 3 그룹 및 LED 4 그룹을 점등시킨다.
LED 3 그룹(120-3) 및 LED 4 그룹(120-4)이 점등된 상태에서 입력 전압이 지속적으로 증가함에 따라서, PWM 제어부(104)는 상술한 방식으로 전압구간 V3의 첫 번째 시간구간(T3-1)에서는 LED 1 그룹 내지 LED 3 그룹을 점등시키고, 두 번째 시간 구간(T3-2)에서는 LED 2 그룹 내지 LED 4 그룹을 점등시킨다.
입력 전압이 증가하여 전압 구간 V4 에 도달하는 경우에는 모든 LED 그룹이 점등된다.
한편, 입력 전압(Vin)이 감소하기 시작하면, DC/DC 컨버터(112)는 전압 구간 V4 동안에서는 출력 전압을 4Vf_g 에 대응되는 값으로 출력하며, PWM 제어부(104)는 전압 제어 클록 발생부(106)로부터 입력되는 제어신호에 따라서 DC/DC 컨버터(112)로 출력하는 전압 PWM 제어신호의 듀티비를 증가시킨다. 또한, PWM 제어부(104)는 입력 전압이 감소함에 따라서, LED 1 그룹 내지 LED 4 그룹에 일정한 전류가 흐르도록 LED 4 드라이버(115-4)로 입력되는 전류 PWM 제어신호의 듀티비를 증가시킨다.
입력 전압이 더 감소함에 따라서 LED 1 그룹 내지 LED 4 그룹에 일정한 전류가 흐르도록 유지하기 어려워지면, PWM 제어부(104)는 LED 4 드라이버(115-4)로 전류 PWM 제어신호를 출력하고, 스위칭 소자 1(116-1)로 스위칭 제어신호를 출력하며, DC/DC 컨버터(112)로 전압 구간 V3 에서 요구되는 순방향 전압값(3Vf_g)에 대응되는 전압을 출력하도록 전압 PWM 제어신호를 출력하여 LED 2 그룹 내지 LED 4 그룹을 점등시킨다. 그 후, 전압 구간 V3 의 두 번째 시간 구간이 되면, PWM 제어부(104)는 LED 3 드라이버(115-3)로 전류 PWM 제어신호를 출력하여 LED 1 그룹 내지 LED 3 그룹을 점등시킨다.
이러한 방식으로, PWM 제어부(104)는 2개의 LED 그룹 및 1개의 LED 그룹을 순차적으로 점등시키고, 입력 전압이 0점에 도착하면, 상술한 과정이 반복된다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 LED 조명용 통합 전원 집적 회로의 구성 및 동작에 대해서 설명하였다.
상술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명용 통합 전원 집적 회로는 연색성을 향상시키기 위해서 연색성 LED(114) 및 연색성 LED 드라이버(109)를 추가로 포함할 수 있다.
연색성 LED(114)는 LED 조명이 방출하는 빛의 스펙트럼을 확대하여 사물의 색깔이 자연광에서 식별하는 것과 같은 효과를 나타내기 위한 것으로서, 본 발명은 LED 1 그룹 내지 LED 4 그룹에 병렬로 사전에 정의된 색의 LED를 연색성 LED(114)로서 설치하였고, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 적색 LED를 연색성로서 사용하였으나, 적색 이외에 청색 LED 등도 이용될 수 있음은 물론이다.
연색성 LED 드라이버(109)는 연색성 LED(114)로 일정한 전류가 흐르도록 조절하는 기능을 수행한다. 연색성 LED 드라이버(109)는 연색성 LED(114) 양단의 전압을 읽어서 연색성 LED(114)에 흐르는 전류를 측정하고, 측정된 전류 값에 의해서 스스로 PWM 제어를 수행하여 단속적으로 연색성 LED(114)에 흐르는 전류를 제어한다.
지금까지 본 발명의 전원 집적 회로에 입력되는 전원이 교류 전원인 경우를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 전원 집적 회로가 텔레비전에 적용되어, 텔레비전 주 회로로부터 평활화된 직류 전원을 입력받는 경우에도 동작될 수 있음은 물론이다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 교류 전원을 입력받아 평활화되지 않은 직류 전원을 출력하는 정류부;
    전압 PWM 제어신호에 따라서 상기 정류부로부터 출력되는 직류 전원의 크기를 변환하여 출력하는 DC/DC 컨버터;
    상기 DC/DC 컨버터에서 출력되는 전원을 입력받아 점등되고, 서로 직렬로 연결된 복수의 LED 그룹;
    상기 복수의 LED 그룹에 각각 연결되고, 전류 PWM 제어 신호에 따라서 자신이 연결된 LED 그룹에 흐르는 전류를 제어하는 복수의 LED 드라이버;
    상기 복수의 LED 그룹에 포함되는 LED 그룹 양단에 연결되어, 스위칭 제어신호에 따라서 Short 또는 Open되는 복수의 스위칭 소자; 및
    상기 전압 PWM 제어신호, 상기 전류 PWM 제어신호, 및 스위칭 제어신호를 발생시키되, 상기 복수의 LED 그룹 각각이 점등되는 시간이 균등하도록 상기 전류 PWM 제어 신호 및 상기 스위칭 제어신호를 발생시키는 PWM 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 통합 전원 집적 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 PWM 제어부는
    상기 복수의 LED 그룹들에 포함되는 LED 그룹의 개수에 대응되도록 상기 DC/DC 컨버터에서 출력되는 직류 전원의 전압 구간을 복수개로 분할하고, 각 전압 구간의 직류 전원이 입력되는 동안 각 전압 구간에 대응되는 수의 LED 그룹을 점등시키도록 상기 전류 PWM 제어신호 및 상기 스위칭 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 통합 전원 집적 회로.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 PWM 제어부는
    각 전압 구간의 직류 전원이 상기 DC/DC 컨버터에서 출력되는 시간을 2개의 구간으로 분할하여, 각 시간 구간동안 번갈아서, 복수의 LED 그룹의 양단으로부터 전압 구간에 대응되는 수의 LED 그룹을 점등하는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 통합 전원 집적 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 스위칭 소자는 상기 DC/DC 컨버터로부터 가장 원거리에 배치된 LED 그룹을 제외한 모든 LED 그룹 각각에 대응되도록 연결되는 것을 특징으로 하는 통합 전원 직접 회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 PWM 제어부는 상기 DC/DC 컨버터에서 출력되는 전압의 크기가 커질수록 상기 전압 PWM 제어신호의 듀티비를 감소시키고, 상기 DC/DC 컨버터에서 출력되는 전압의 크기가 작아질수록 상기 전압 PWM 제어신호의 듀티비를 증가시키는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 통합 전원 집적 회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 입력 전압, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압 및 상기 LED 그룹에 흐르는 전류를 측정하여, 상기 전압 PWM 제어신호의 듀티비의 증가 및 감소를 지시하는 전압 클록 제어신호를 출력하는 전압 제어 클록 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 통합 전원 집적 회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 PWM 제어부는 상기 복수의 LED 그룹에 흐르는 전류의 세기가 커질수록 상기 전류 PWM 제어신호의 듀티비를 감소시키는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 통합 전원 집적 회로.
  8. 제 7 항에 있어서,
    사전에 설정된 전류값과 상기 LED 드라이버에서 측정된 상기 LED 그룹에 흐르는 전류를 측정하여, 상기 전류 PWM 제어신호의 듀티비의 증가 및 감소를 지시하는 전류 클록 제어신호를 출력하는 전류 제어 클록 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 통합 전원 집적 회로.
  9. 제 1 항에 있어서,
    주변 조도를 감지하는 조도 감지부;
    조명 기기의 온도를 감지하는 온도 감지부; 및
    상기 조도 및 온도에 따라서 상기 전류 PWM 제어신호 및 상기 전압 PWM 제어신호의 듀티비를 조절하도록 지시하는 가변 제어신호를 출력하는 가변 제어 클록 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 통합 전원 집적 회로.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 가변 제어 클록 발생부는
    조명 기기의 온도가 사전에 정의된 온도 이상으로 상승하는 경우에는 LED 그룹으로 전달되는 전원을 차단하도록 지시하는 가변 제어신호를 출력하고,
    조도가 높아짐에 따라서 LED 그룹의 빛의 세기를 감소시키고, 조도가 낮아짐에 따라서 LED 그룹의 빛의 세기를 증가시키도록 지시하는 가변 제어신호를 출력하도록 하는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 통합 전원 집적 회로.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터는 출력 전압값이 현재 출력 전압이 공급되는 LED 그룹의 순방향 전압값보다 낮으면, 상기 순방향 전압값으로 상기 출력 전압값을 조정하여 출력하는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 통합 전원 집적 회로.
  12. 제 1 항에 있어서,
    LED 조명의 연색성을 향상시키기 위해서, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 입력받아 소정의 빛을 방출하는 연색성 LED; 및
    상기 연색성 LED에 걸리는 전압을 측정하여 상기 연색성 LED의 전류를 계산하며, 상기 연색성 LED에 흐르는 전류값에 따라서 PWM 제어를 수행하여 상기 연색성 LED에 흐르는 전류를 단속적으로 제어하는 연색성 LED 드라이버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 통합 전원 집적 회로.
  13. 제 1 항에 있어서,
    쌍방향 통신을 수행하여, 외부로부터 원격 제어 명령을 수신하여 상기 PWM 제어부로 출력하는 외부 통신부를 더 포함하고,
    상기 PWM 제어부는 상기 원격 제어 명령에 따라서 전압 PWM 제어신호 및 전류 PWM 제어신호의 듀티비를 변경하는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 통합 전원 집적 회로.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 외부 통신부는
    상기 교류 전원의 전압 값의 0크로스점과 상기 전압 PWM 제어신호에 동기 하여, 상기 교류 전원의 전압 값이 0인 점을 중심으로 소정 범위 내인 저 전위 상태와 상기 전압 PWM 제어 신호의 휴지 시간에 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 통합 전원 집적 회로.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터로 입력되는 전원의 전압 값이 0이 되는 제로 위상 시점을 검출하여 상기 PWM 제어부로 출력하고,
    상기 DC/DC 컨버터가 정류기로부터 입력되는 입력 전압 값이 0부터 소정의 전압까지의 저전압 구간동안 전압을 LED 그룹을 동작시킬 수 있는 전압까지 승압하는 동안에, 상기 LED 그룹을 동작시킬 수 있는 전원을 공급하는 제로 위상 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 통합 전원 집적 회로.
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