WO2015122635A1 - 교류 직결형 스마트 led 드라이버 모듈 - Google Patents

교류 직결형 스마트 led 드라이버 모듈 Download PDF

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WO2015122635A1
WO2015122635A1 PCT/KR2015/000797 KR2015000797W WO2015122635A1 WO 2015122635 A1 WO2015122635 A1 WO 2015122635A1 KR 2015000797 W KR2015000797 W KR 2015000797W WO 2015122635 A1 WO2015122635 A1 WO 2015122635A1
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WO
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led
led array
voltage
section
vmax
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PCT/KR2015/000797
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French (fr)
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최운용
김대환
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최운용
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the present embodiment relates to an AC direct type LED driver for supplying power to an LED device including a plurality of LED arrays.
  • LED (Light Emitting Device) lighting which is widely used now, is emerging from the viewpoint of environment and energy. Due to the outstanding performance of LED lighting, traditional incandescent and fluorescent lamps are being replaced by LED lighting.
  • LED lighting is composed of a semiconductor element and a constant current driving circuit. Since the input power is mostly AC power, a power circuit is required to supply a DC constant current from the AC power.
  • SMPS Switch Mode Power Supply
  • TR transistor
  • magnetic devices such as transformers
  • electrolytic capacitors the power devices
  • SMPS has a problem in that it is difficult to miniaturize due to the use of a magnetic device such as a transformer, and has a shorter lifespan than an LED light source due to the use of an electrolytic capacitor and power device heating.
  • An AC direct LED driver is composed of a current limiting resistor, a constant current circuit, and a bypass circuit according to voltage, without using a magnetic element and an electrolytic capacitor.
  • the LED lighting equipped with the conventional AC direct type LED driver has a problem that flicker occurs and commercialization is difficult because the output current changes due to the change in the input voltage.
  • the LED lighting equipped with the existing AC direct-connected LED driver has to be configured with a dedicated circuit for this voltage if the input voltage is 100V, and when connected to 220V, there was a problem that it is difficult to implement the free voltage.
  • the existing AC direct-connected LED driver configures all LEDs in series and lights up a certain part or all in sequence according to the input voltage, causing serious flicker, which is divided into several voltage sections based on the maximum input voltage. Since only LEDs that match the voltage are turned on, there is a problem that it is difficult to use as an emergency power source because only a part of the LED is turned on when connected to the emergency power source.
  • the present embodiment is to provide an AC direct smart LED driver module that can implement a pre-volt, and supplies the same intensity power to all LEDs despite variations in input voltage.
  • the AC direct type LED driver module for supplying power to an LED device including a plurality of light emitting diode (LED) arrays
  • the AC direct type LED driver module is configured to supply an AC input voltage.
  • a rectifying unit converting the DC pulse current voltage;
  • a controller which divides the DC pulse current voltage into a plurality of voltage sections and generates a gate control signal for each divided voltage section;
  • a plurality of switches connected to the plurality of LED arrays in series, parallel, or series-parallel mixing so that the same size voltage is applied to each of the plurality of LED arrays by being opened and closed according to the gate control signal.
  • a method for supplying power to an LED device including a plurality of LED arrays comprising: a rectifying step of converting an AC input voltage into a DC pulse current voltage; Generating a gate control signal for each of the divided voltage sections by dividing the DC pulse current voltage into a plurality of voltage sections; And a circuit connection step of connecting the plurality of LED arrays in series, parallel, or series-parallel mixing according to the gate control signal.
  • each LED array without smoothing the DC pulse current voltage
  • a LED device power supply method characterized in that the plurality of LED arrays are connected in series, parallel or series-parallel mixing so that a voltage of the same magnitude is applied to the same.
  • the present embodiment it is possible to actively change the parallel array structure of the LED array according to the input voltage, thereby basically having a free voltage function, and always in spite of fluctuations in the input voltage.
  • the output is constant, so flickering can be reduced to 80% compared to the existing one, and it can be driven even in emergency DC power supply by automatically changing the output circuit according to the input voltage.
  • Low price can be realized, and when the number of arrays is 4 or more, the range of input voltage can be widened, so it can be driven without any additional circuit in all tube voltages of existing fluorescent lamps, and it is easy to use in existing AC direct type LED fluorescent lamps. It can be used without replacement of ballasts, providing efficient power supply for LED devices. Can.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the components of the AC direct type smart LED driver module according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the components of the smart LED control unit of the AC direct type smart LED driver module according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing the components of the AC direct type smart LED driver module according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing components of the first, second, third and fourth LED arrays according to the present embodiment.
  • FIG. 5 shows a low voltage section (1/4 Vmax) and a first medium voltage section (2/2) for a voltage section in which the DC input voltage is a half cycle of the AC input power through the 16-bit resolution unit of the smart LED controller according to the present embodiment. 4 Vmax), a second medium voltage section (3/4 Vmax), and a high voltage section (4/4 Vmax).
  • the sixth electronic switch 6 is a first electronic switch and a second electronic device when the DC input voltage sensed under the control of the smart LED controller according to the present embodiment is 1/4 Vmax of the maximum Vmax reference section with respect to a voltage section that is a half cycle of the AC input power.
  • the switch, the third electronic switch, the fourth electronic switch, the fifth electronic switch, and the sixth electronic switch are all closed to connect the first LED array, the second LED array, the third LED array, and the fourth LED array in parallel. It is a figure which illustrates that.
  • FIG. 7 shows the second electronic switch and the fifth electronic device when the DC input voltage sensed under the control of the smart LED controller according to the present embodiment is 2/4 Vmax of the maximum Vmax reference section with respect to a voltage section that is a half cycle of the AC input power.
  • the switch is closed to connect the first LED array and the second LED array in series, and the third LED array and the fourth LED array are connected in series, and then the first and second LED arrays connected in series and the third connected in series
  • Figure 4 illustrates an example of connecting 4LED arrays in parallel.
  • FIG. 8 is close to the sixth electronic switch when the DC input voltage sensed under the control of the smart LED controller according to the present embodiment is 3/4 Vmax of the maximum Vmax reference section with respect to the voltage section that is half cycle of the AC input power.
  • FIG. 1 illustrates an example of connecting one LED array, a second LED array, and a third LED array in series.
  • the switch, the third electronic switch, the fourth electronic switch, the fifth electronic switch, and the sixth electronic switch are all opened to connect the first LED array, the second LED array, the third LED array, and the fourth LED array in series. It is a figure which illustrates that.
  • the bridge rectifying circuit 10 shows the bridge rectifying circuit 10, the smart LED controller 20, the first electronic switch 30, the second electronic switch 40, the third electronic switch 50, and the fourth electronic switch according to the present embodiment.
  • 60, the fifth electronic switch 70 and the sixth electronic switch 80 are ICs integrated to form a single module.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a power supply method of an AC direct type smart LED driver module according to the present embodiment.
  • symbols such as first, second, i), ii), a), and b may be used. These symbols are only to distinguish the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the symbols.
  • symbols when a part of the specification is said to include or include any component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless expressly stated to the contrary. do.
  • the terms ' ⁇ ', 'module', etc. described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented as 'hardware' or 'software' or 'combination of hardware and software'. have.
  • the LED module described in the preferred embodiment of the present invention has a matrix structure including a first LED array, a second LED array, a third LED array, and a fourth LED array.
  • the reference LED light quantity of the LED module according to the present embodiment is, for example, 100Lux as the reference light quantity.
  • Setting the voltages of the first LED array, the second LED array, the third LED array, and the fourth LED array connected in series or in parallel according to the present embodiment to the free voltage is the first LED array and the second LED. Refers to setting the voltage of the array, the third LED array, and the fourth LED array according to the reference LED light quantity.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing the components of the AC direct type smart LED driver module according to the present embodiment, which is a voltage section in which the input voltage sensed in a state in which AC is connected in direct connection to a half cycle of the AC input power.
  • the gate control signal is generated for each section by dividing it into a low voltage section, a first medium voltage section, a second medium voltage section, and a high voltage section, and output the output to a plurality of LED arrays. It selects and drives either structure or serial structure to output LED light quantity according to the set standard LED light quantity in spite of fluctuation of input voltage.
  • the AC direct type smart LED driver module includes a bridge rectifier circuit 10, a smart LED controller 20, a switch unit 11, and an illumination unit 12.
  • the switch unit 11 includes a first electronic switch 30, a second electronic switch 40, a third electronic switch 50, a fourth electronic switch 60, a fifth electronic switch 70, and a sixth electronic switch. And 80.
  • the lighting unit 12 includes a first LED array 90, a second LED array 100, a third LED array 110, and a fourth LED array 120.
  • the bridge rectifying circuit 10 according to the present embodiment will be described.
  • the bridge rectifier circuit 10 converts an AC input voltage input through four diodes into a DC pulse voltage.
  • the diode of the bridge rectifying circuit 10 is composed of D1, D2, D3, and D4.
  • the diode serves as a kind of unidirectional switch that allows current to flow in only one direction.
  • Vout always flows in the same direction.
  • the smart LED controller 20 according to the present embodiment will be described.
  • the smart LED controller 20 senses the DC input voltage converted through the bridge rectifier circuit through the sensing resistor, and then the low voltage section and the first medium voltage for the voltage section in which the sensed DC input voltage is a half cycle of the AC input power. After generating the gate control signal for each section by dividing it into sections, second medium voltage sections and high voltage sections, the first electronic switch, the second electronic switch, the third electronic switch, the fourth electronic switch, the fifth electronic switch, and the sixth electronic switch.
  • a standard set by connecting one or more of the electronic switches to output an open or close signal to connect the first LED array, the second LED array, the third LED array, and the fourth LED array in series or in parallel. It controls to set the voltage of the first LED array, the second LED array, the third LED array, the fourth LED array to a free voltage according to the amount of LED light.
  • the smart LED controller 20 includes an output mode controller 13 and a 16-bit resolution unit 25.
  • the output mode control unit 13 includes a first output mode control unit 21, a second output mode control unit 22, a third output mode control unit 23, and a fourth output mode control unit 24.
  • the first output mode controller 21 may include a first electronic switch when the sensed DC input voltage is 1/4 Vmax of the maximum Vmax reference section with respect to a voltage section that is a half cycle of the AC input power. Close the 2nd electronic switch, the 3rd electronic switch, the 4th electronic switch, the 5th electronic switch, and the 6th electronic switch, and parallel 1st LED array, 2nd LED array, 3rd LED array, and 4th LED array. The first and second LED arrays, the second LED array, the third LED array, and the fourth LED array are connected to each other so as to control the voltage of the reference LED.
  • the second output mode controller 22 may include a second electronic switch when the sensed DC input voltage is 2/4 Vmax of the maximum Vmax reference section with respect to a voltage section that is a half cycle of the AC input power.
  • the fifth electronic switch is closed to connect the first LED array and the second LED array in series, and the third LED array and the fourth LED array are connected in series, and then connected in series with the first and second LED arrays connected in series.
  • the connected third and fourth LED arrays are connected in parallel to control the voltages of the first and second LED arrays and the third and fourth LED arrays to be set according to the reference LED light quantity.
  • the third electronic switch switches the sixth electronic switch as shown in FIG. 8. Closes the first LED array, the second LED array, and the third LED array in series so as to control the voltages of the first LED array, the second LED array, and the third LED array to be set according to the reference LED light quantity. do.
  • the fourth output mode controller 24 may include the first electronic switch when the sensed DC input voltage is 4/4 Vmax of the maximum Vmax reference section with respect to the voltage section that is half the period of the AC input power. Open the second electronic switch, the third electronic switch, the fourth electronic switch, the fifth electronic switch, and the sixth electronic switch to open all of the first LED array, the second LED array, the third LED array, and the fourth LED array.
  • the first and second LED arrays, the second LED array, the third LED array, and the fourth LED array are connected to each other so as to control the voltage of the reference LED.
  • the smart LED controller senses the DC input voltage converted through the bridge rectifier circuit through a sensing resistor, and then uses a 16-bit resolution unit for a voltage section in which the sensed DC input voltage is a half cycle of the AC input power. 25, as shown in FIG. 5, the low voltage section (1/4 Vmax), the first medium voltage section (2/4 Vmax), the second medium voltage section (3/4 Vmax), and the high voltage section (4). / 4 Vmax).
  • the first electronic switch 30 according to the present embodiment will be described.
  • the first electronic switch 30 is positioned between an input terminal of the first LED array and an input terminal of the second LED array, and according to an open signal of the smart LED controller, the first LED array.
  • the connection between the input terminal of the first LED array and the input terminal of the second LED array according to the conduction (Close) signal of the smart LED controller. (ON) plays a role.
  • the first electronic switch 30 may be made using a switching element such as a field effect transistor (FET).
  • FET field effect transistor
  • the second electronic switch 40 according to the present embodiment will be described.
  • the second electronic switch 40 is positioned between the input terminal of the first LED array and the input terminal of the third LED array, and according to the open signal of the smart LED controller, the first LED array.
  • the connection between the input terminal of the first LED array and the input terminal of the third LED array is turned off according to the conduction (Close) signal of the smart LED controller. (ON) plays a role.
  • the second electronic switch 40 can be made using a switching element such as a field effect transistor (FET).
  • FET field effect transistor
  • the third electronic switch 50 according to the present embodiment will be described.
  • the third electronic switch 50 is positioned between an input terminal of the first LED array and an input terminal of the fourth LED array, and according to an open signal of the smart LED controller, the first LED array 50.
  • the connection between the input terminal of the first LED array and the input terminal of the fourth LED array is turned off according to the close signal of the smart LED controller. (ON) plays a role.
  • the third electronic switch 50 can be made using a switching element such as a field effect transistor (FET).
  • FET field effect transistor
  • the fourth electronic switch 60 according to the present embodiment will be described.
  • the fourth electronic switch 60 is located at one side of the output terminal of the first LED array to turn off the connection between the first LED array and the ground according to the open signal of the smart LED controller. Off), and serves to turn on the connection between the first LED array and the ground according to the close signal of the smart LED controller.
  • the fourth electronic switch 60 can be made using a switching element such as a field effect transistor (FET).
  • FET field effect transistor
  • the fifth electronic switch 70 according to the present embodiment will be described.
  • the fifth electronic switch 70 is located at one side of the output terminal of the second LED array, and is connected between the first LED array, the second LED array, and the ground according to the open signal of the smart LED controller.
  • the connection of the (Off) off, and according to the conduction (Close) signal of the smart LED controller serves to turn on (ON) the connection between the first LED array, the second LED array and the ground.
  • the fifth electronic switch 70 may be made using a switching element such as a field effect transistor (FET).
  • FET field effect transistor
  • a sixth electronic switch 80 according to the present embodiment will be described.
  • the sixth electronic switch 80 is positioned at one output terminal of the third LED array, and according to an open signal of the smart LED controller, the first LED array, the second LED array, and the third LED.
  • the connection between the LED array and the ground is turned off and the connection between the first LED array, the second LED array, and the third LED array and the ground is turned on according to the close signal of the smart LED controller. Play a role.
  • the sixth electronic switch 80 can be made using a switching element such as a field effect transistor (FET).
  • FET field effect transistor
  • the first LED array 90 according to the present embodiment will be described.
  • the first LED array 90 is positioned in the first row or the first row of the LED module so that a plurality of LED chips are connected to each other to form a single module, and the first electronic switch, the second electronic switch, and the third electronic terminal are formed at one side of the input terminal.
  • the electronic switch is connected and the fourth electronic switch is connected to one side of the output terminal, the first electronic switch, the second electronic switch, the third electronic switch, and the fourth electronic switch according to the gate control signal for each section of the smart LED controller. It is driven by open-close and connects to another neighboring second LED array, third LED array, and fourth LED array in series or in parallel to serve to display the LED light amount according to the set reference LED light amount.
  • 22 LED chips are connected to each other to form one module, and a current control sensing resistor R1 is configured at an output side of the module.
  • the first electronic switch, the second electronic switch, and the third electronic switch are connected to one side of the input terminal, and the fourth electronic switch is connected to one side of the output terminal.
  • the first LED array 90 is configured of a first constant current device in place of the plurality of LED chips connected in series and the sensing resistor R1 for current control.
  • the second LED array 100 according to the present embodiment will be described.
  • the second LED array 100 is located in the second column or the second row of the LED module, a plurality of LED chips are connected to each other to form a single module, the first electronic switch is connected to one side of the input terminal, one side of the output terminal In the state where the fifth electronic switch is connected, the first electronic switch and the fifth electronic switch are driven in an open / closed manner according to the gate control signal for each section of the smart LED controller, so that the neighboring first LED array, the third LED array, It is connected to the fourth LED array in series or in parallel to serve to express the LED light amount according to the set reference LED light amount.
  • 22 LED chips are connected to each other to form a single module, and a current control sensing resistor R2 is configured at an output side of the module.
  • the first electronic switch is connected to one side of the input terminal, and the fifth electronic switch is connected to one side of the output terminal.
  • the second LED array 100 is configured as a second constant current device in place of the plurality of LED chips connected in series and the sensing resistor R2 for current control.
  • the third LED array 110 according to the present embodiment will be described.
  • the third LED array 110 is located in the third column or the third row of the LED module, a plurality of LED chips are connected to each other to form a single module, the second electronic switch is connected to one side of the input terminal, one side of the output terminal In a state in which the sixth electronic switch is connected, the second electronic switch and the sixth electronic switch are driven in an open and closed manner according to the gate control signal for each section of the smart LED controller, so that the first and second LED arrays, the second LED array, It is connected to the fourth LED array in series or in parallel to serve to express the LED light amount according to the set reference LED light amount.
  • 22 LED chips are connected to each other to form one module, and a current control sensing resistor R3 is configured at an output side of the module.
  • the second electronic switch is connected to one side of the input terminal and the sixth electronic switch is connected to one side of the output terminal.
  • the third LED array 110 is composed of a third constant current device in place of a plurality of LED chips and a current control sensing resistor R3 connected in series.
  • the fourth LED array 120 according to the present embodiment will be described.
  • the fourth LED array 120 is positioned in the fourth row or the fourth row of the LED module so that a plurality of LED chips are connected to each other to form one module, and a third electronic switch is connected to one input terminal and one output terminal. With the ground terminal connected, the third electronic switch is driven open and closed according to the gate control signal for each section of the smart LED controller, and is connected in series with another neighboring first LED array, second LED array, and third LED array. It connects in parallel and expresses the LED light quantity according to the set standard LED light quantity.
  • 22 LED chips are connected to each other to form a single module, and a current control sensing resistor R4 is configured at the output side of the module.
  • the third electronic switch is connected to one side of the input terminal, and the ground terminal is connected to one side of the output terminal.
  • the fourth LED array 120 includes a fourth constant current device instead of the plurality of LED chips connected in series and the sensing resistor R4 for current control.
  • the fourth LED array 130 is connected to one side of a third electronic switch and has a maximum Vmax reference section for a voltage section in which a sensed DC input voltage is a half cycle of an AC input power source.
  • a maximum Vmax reference section for a voltage section in which a sensed DC input voltage is a half cycle of an AC input power source.
  • the charging electrolytic capacitor 131 which is charged and supplies power to the plurality of LED chips is connected.
  • the reason why the charging electrolytic capacitor is connected to one side of the third electronic switch is to receive power from the charging electrolytic capacitor connected between both ends because the fourth LED array does not receive the input power in the 3/4 Vmax section. to be.
  • the charging electrolytic capacitor is connected to only the fourth LED array, the overall power factor is insignificant.
  • all arrays are connected in parallel so that all arrays can be powered by the charging electrolytic capacitors between the both ends of the fourth LED array, and the charging electrolytic capacitors of the fourth LED array have a 1/4 Vmax section. , 2/4 Vmax section and 4/4 Vmax section can be charged.
  • the AC input voltage input through the bridge rectifier circuit 10 is converted into a DC pulse current voltage.
  • the 16-bit resolution unit 25 After sensing the DC input voltage converted through the bridge rectifier circuit through the sensing resistor under the control of the smart LED controller, the 16-bit resolution unit 25 is applied to a voltage section in which the sensed DC input voltage is half the period of the AC input power.
  • the gate control signal is generated for each section by dividing it into a low voltage section, a first medium voltage section, a second medium voltage section, and a high voltage section.
  • the smart LED controller selects one or more of the first electronic switch, the second electronic switch, the third electronic switch, the fourth electronic switch, the fifth electronic switch, and the sixth electronic switch according to the gate control signal input from the smart LED controller. To output an open or close signal.
  • the first electronic switch, the second electronic switch, and the third Close the electronic switch, the fourth electronic switch, the fifth electronic switch, and the sixth electronic switch to connect the first LED array, the second LED array, the third LED array, and the fourth LED array in parallel to the first LED array.
  • the voltage of the second LED array, the third LED array, and the fourth LED array is controlled to be set according to the reference LED light quantity.
  • the second electronic switch and the fifth electronic switch are closed to close the first LED array and the second LED array.
  • the first and second LED arrays are connected in series, and the third and fourth LED arrays are connected in series, and the first and second LED arrays connected in series and the third and fourth LED arrays connected in series are connected in parallel. And controlling the voltages of the third and fourth LED arrays to match the reference LED light quantity.
  • the sixth electronic switch closes the first LED array, the second LED array, and the third LED array.
  • the voltage of the first LED array, the second LED array, and the third LED array is controlled to be set according to the reference LED light quantity.
  • the first electronic switch, the second electronic switch, the third electronic switch, the fourth electronic switch, and the fifth Open the electronic switch and the sixth electronic switch to connect the first LED array, the second LED array, the third LED array, and the fourth LED array in series to connect the first LED array, the second LED array, and the third LED array.
  • the voltage of the fourth LED array is controlled to be set according to the reference LED light quantity.
  • the first electronic switch turns off the connection between the input terminal of the first LED array and the input terminal of the second LED array according to the open signal of the smart LED controller, and applies the close signal of the smart LED controller. Accordingly, the connection between the input terminal of the first LED array and the input terminal of the second LED array is turned on.
  • the second electronic switch 50 turns off the connection between the input terminal of the first LED array and the input terminal of the third LED array according to the open signal of the smart LED controller, and closes the conduction of the smart LED controller. According to the signal, the connection between the input terminal of the first LED array and the input terminal of the third LED array is turned on.
  • the third electronic switch 60 turns off the connection between the input terminal of the first LED array and the input terminal of the fourth LED array according to the open signal of the smart LED controller, and closes the conduction of the smart LED controller. According to the signal, the connection between the input terminal of the first LED array and the input terminal of the fourth LED array is turned on.
  • the connection between the first LED array and the ground is turned off according to the open signal of the smart LED controller, and the first LED array according to the close signal of the smart LED controller. Turns on the connection between ground and ground.
  • the fifth electronic switch 80 turns off the connection between the first LED array, the second LED array, and the ground according to the open signal of the smart LED controller, and applies the close signal of the smart LED controller. Accordingly, the connection between the first LED array, the second LED array, and the ground is turned on.
  • connection between the first LED array, the second LED array, the third LED array and the ground is turned off according to the open signal of the smart LED controller in the sixth electronic switch 90, and the smart LED controller is turned on.
  • the connection between the first LED array, the second LED array, the third LED array, and the ground is turned on according to the (Close) signal.
  • the first LED array 100 drives the first electronic switch, the second electronic switch, the third electronic switch, and the fourth electronic switch in an open / closed manner to further 2 LED array, 3rd LED array, 4th LED array are connected in series or in parallel to display the LED light amount according to the set reference LED light amount.
  • the second LED array 110 is driven by the first electronic switch and the fifth electronic switch open / closed according to the gate control signal for each section of the smart LED controller. 4 Connect the LED array in series or parallel to display the LED light quantity according to the set standard LED light quantity.
  • the third LED array 120 drives the second electronic switch and the sixth electronic switch in an open and closed manner so that the neighboring first LED array, the second LED array, 4 Connect the LED array in series or parallel to display the LED light quantity according to the set standard LED light quantity.
  • the fourth LED array 130 is driven in an open and closed manner according to the gate control signal for each section of the smart LED controller, so that the fourth LED array 130 is in series with another neighboring first LED array, second LED array, and third LED array. Or, it is connected in parallel to display the LED light amount according to the set reference LED light amount.
  • the bridge rectifier circuit 10 As shown in FIG. 10, the bridge rectifier circuit 10, the smart LED controller 20, the first electronic switch 30, the second electronic switch 40, and the third electronic switch 50 according to the present embodiment.
  • the fourth electronic switch 60, the fifth electronic switch 70, and the sixth electronic switch 80 may be integrated into an IC and constitute a single module.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a power supply method of an AC direct type smart LED driver module according to the present embodiment.
  • FIG. 11 a power supply method of an AC direct type smart LED driver module according to the present embodiment will be described by taking four LED arrays as an example.
  • Four LED arrays are referred to as a first LED array, a second LED array, a third LED array, and a fourth LED array. It is preferable that a charging electrolytic capacitor is connected to one side of the fourth LED array.
  • the power supply method of the AC direct-connected smart LED driver module includes a rectification step (S1110), a high voltage section determination step (S1120), a high voltage section connection step (S1121), and a second medium voltage.
  • the AC input voltage is converted into a DC pulse current voltage using a bridge rectifying circuit or the like.
  • the bridge rectifier circuit converts AC input voltage to DC pulsation voltage using four diodes connected in the form of a bridge.
  • the high voltage section connection step (S1121) is performed.
  • the first LED array, the second LED array, the third LED array, and the fourth LED array are connected in series. At this time, power is also supplied to the charging electrolytic capacitor connected to the fourth LED array.
  • the second medium voltage section determination step (S1130) is performed. In the second medium voltage section determination step (S1130), it is determined whether the DC pulse current voltage exceeds 2/4 Vmax.
  • the second medium voltage section connection step (S1131) is performed.
  • the first LED array, the second LED array, and the third LED array are connected in series.
  • the DC LED voltage is not directly supplied to the fourth LED array, but is supplied with power from a charging electrolytic capacitor.
  • the first medium voltage section determination step S1140 is performed. In the first medium voltage section determination step (S1140), it is determined whether the DC pulse current voltage exceeds 1/4 Vmax.
  • the first medium voltage section connection step (S1141) is performed.
  • the first LED array and the second LED array are connected in series
  • the third LED array and the fourth LED array are connected in series
  • the first and second LEDs connected in series are connected in parallel.
  • power is also supplied to the charging electrolytic capacitor connected to the fourth LED array.
  • the low voltage section connection step (S1150) is performed.
  • the first LED array, the second LED array, the third LED array, and the fourth LED array are connected in parallel. At this time, power is also supplied to the charging electrolytic capacitor connected to the fourth LED array.
  • the high voltage section determination step S1120 is performed. Redo.

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

Abstract

교류 직결형 스마트 LED 드라이버 모듈을 개시한다. 복수개의 LED(Light Emitting Diode) 어레이를 포함하는 LED 장치에 전원을 공급하기 위한 교류 직결형 LED 드라이버 모듈에 있어서, 상기 교류 직결형 LED 드라이버 모듈은, AC 입력전압을 DC 맥류전압으로 변환하는 정류부; 상기 DC 맥류전압을 복수개의 전압구간으로 분할하여 분할된 전압구간 별로 게이트제어신호를 생성하는 제어부; 및 상기 게이트제어신호에 따라 개폐되어 상기 복수개의 LED 어레이 각각에 동일한 크기의 전압이 인가되도록 상기 복수개의 LED 어레이를 직렬, 병렬 또는 직병렬혼합으로 연결시키는 복수의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 직결형 LED 드라이버 모듈을 제공한다.

Description

교류 직결형 스마트 LED 드라이버 모듈
본 실시예는 복수개의 LED 어레이를 포함하는 LED 장치에 전원을 공급하는 교류 직결형 LED 드라이버에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
현재 널리 사용되고 있는 LED(Light Emitting Device) 조명은 환경과 에너지 관점에서 부각되고 있다. LED 조명의 뛰어난 성능으로 인해 기존 백열등 및 형광등이 LED 조명으로 대체되고 있다.
LED 조명은 반도체 소자와 정전류 구동회로로 구성되는데, 입력전원은 대부분 교류전원이므로 교류전원으로부터 직류 정전류를 공급하기 위해서 전원회로가 필요하게 된다.
기존에는 LED 조명의 전원회로로서 SMPS(Switch Mode Power Supply)가 주로 사용되었다. SMPS는 TR(트랜지스터) 등의 전력소자, 트랜스포머 등의 자기소자, 전해콘덴서 등의 전자부품으로 구성된다. 그러나 SMPS는 트랜스포머 등의 자기소자를 사용함으로 인해 소형화가 어렵고, 전해콘덴서 사용과 전력소자 발열로 인해 LED 광원보다 수명이 짧다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 별도의 SMPS 없이 LED 스트링에 전파 정류된 전원이 직결되는 교류 직결형 LED 드라이버가 장착된 LED 조명이 개발되고 있다. 교류 직결형 LED 드라이버(AC Direct LED Driver)는 자기소자와 전해콘덴서를 사용하지 않고, 전류제한용 저항, 정전류회로, 전압에 따른 바이패스 회로 등으로 구성된다.
하지만 기존의 교류 직결형 LED 드라이버가 장착된 LED 조명은 깜빡임(Flicker; 플리커) 현상이 발생되고, 입력전압에 변동에 따른 출력전류의 변화가 커서 상용화가 어려운 문제점이 있었다.
또한, 기존의 교류 직결형 LED 드라이버가 장착된 LED 조명은 입력전압이 100V이면 이 전압에 맞는 전용 회로가 구성되어야 하고, 220V에 연결시는 파손되므로 프리 전압 구현이 어려운 문제점이 있었다.
그리고, 기존의 교류 직결형 LED 드라이버는 모든 LED를 직렬로 구성하고, 입력전압에 따라 순차적으로 일정 부분 또는 전체가 점등하므로 심각한 플리커가 발생되고, 입력전압의 최대를 기준으로 몇개 전압구간으로 나누어 해당 전압에 맞는 LED만 점등하는 방식으로 되어 있어 비상전원에 연결시 일부분만 점등되므로 비상전원으로 사용하기 어려운 문제점이 있었다.
본 실시예는 프리 볼트 구현이 가능하고, 입력 전압의 변동에도 불구하고 모든 LED에 동일한 세기의 전원을 공급하는 교류 직결형 스마트 LED 드라이버 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 복수개의 LED(Light Emitting Diode) 어레이를 포함하는 LED 장치에 전원을 공급하기 위한 교류 직결형 LED 드라이버 모듈에 있어서, 상기 교류 직결형 LED 드라이버 모듈은, AC 입력전압을 DC 맥류전압으로 변환하는 정류부; 상기 DC 맥류전압을 복수개의 전압구간으로 분할하여 분할된 전압구간 별로 게이트제어신호를 생성하는 제어부; 및 상기 게이트제어신호에 따라 개폐되어 상기 복수개의 LED 어레이 각각에 동일한 크기의 전압이 인가되도록 상기 복수개의 LED 어레이를 직렬, 병렬 또는 직병렬혼합으로 연결시키는 복수의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 직결형 LED 드라이버 모듈을 제공한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 복수개의 LED 어레이를 포함하는 LED 장치에 전원을 공급하는 방법에 있어서, AC 입력전압을 DC 맥류전압으로 변환하는 정류 단계; 상기 DC 맥류전압을 복수개의 전압구간으로 분할하여 분할된 전압구간 별로 게이트제어신호를 생성하는 제어신호 생성 단계; 및 상기 게이트제어신호에 따라 상기 복수개의 LED 어레이를 직렬, 병렬 또는 직병렬혼합으로 연결시키는 회로 연결 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 장치 전원공급방법을 제공한다.
본 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 복수개의 LED 어레이를 포함하는 LED 장치에 전원을 공급하는 방법에 있어서, AC 입력전압을 DC 맥류전압으로 변환한 후, DC 맥류전압을 평활화하지 않고서도 각 LED 어레이에 동일한 크기의 전압이 인가되도록, 상기 복수개의 LED 어레이를 직렬, 병렬 또는 직병렬혼합으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 LED 장치 전원공급방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 입력전압에 따라 능동적으로 LED 어레이의 직병렬 구조를 변경시킬 수 있어, 기본적으로 프리볼트(Free Voltage) 기능을 보유할 수 있고, 입력전압의 변동에도 항상 출력이 일정함으로서 플리커(깜박임)현상을 기존에 비해 80%로 떨어뜨릴 수 있으며, 입력전압에 따라 자동적으로 출력회로를 변경시킴으로써 비상용 DC전원에서도 구동시킬 수 있고, 제어부 및 스위치 부분을 IC화 함으로써 초소형 저가격화 구현시킬 수 있으며, 어레이의 개수를 4개 이상으로 구성시 입력전압의 범위를 넓게 가져갈 수 있으므로 기존 형광등의 모든 관전압에서도 별도의 부가회로 없이 구동시킬 수 있고, 기존 교류 직결형 LED 형광등에서 쉽게 구현시킬 수 있어 안정기 교체없이 사용이 가능하여, LED 장치에 효율적으로 전원을 공급할 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 교류 직결형 스마트 LED 드라이버 모듈의 구성요소를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 교류 직결형 스마트 LED 드라이버 모듈 중 스마트 LED 제어부의 구성요소를 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 교류 직결형 스마트 LED 드라이버 모듈의 구성요소를 도시한 회로도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 제1,2,3,4 LED 어레이의 구성요소를 도시한 회로도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 스마트 LED 제어부의 16비트 분해능부를 통해, DC입력전압을 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 저전압구간(1/4 Vmax), 제1 중전압구간(2/4 Vmax), 제2 중전압구간(3/4 Vmax), 고전압구간(4/4 Vmax)으로 분할시킨 것을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 실시예에 따른 스마트 LED 제어부의 제어하에 센싱된 DC입력전압이 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 최대 Vmax기준구간 중 1/4 Vmax구간이면 제1 전자스위치,제2 전자스위치, 제3 전자스위치, 제4 전자스위치, 제5 전자스위치, 제6 전자스위치를 모두 클로즈시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이를 모두 병렬로 연결시킨 것을 예시한 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 스마트 LED 제어부의 제어하에 센싱된 DC입력전압이 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 최대 Vmax기준구간 중 2/4 Vmax구간이면 제2 전자스위치, 제5 전자스위치를 클로즈시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이를 직렬로 연결시키고, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이를 직렬로 연결시킨 후, 직렬로 연결된 제1,2LED 어레이와, 직렬로 연결된 제3,4LED 어레이를 각각 병렬로 연결시킨 것을 예시한 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 스마트 LED 제어부의 제어하에 센싱된 DC입력전압이 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 최대 Vmax기준구간 중 3/4 Vmax구간이면 제6 전자스위치를 클로즈시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이를 직렬로 연결시킨 것을 예시한 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 스마트 LED 제어부의 제어하에 센싱된 DC입력전압이 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 최대 Vmax기준구간 중 4/4 Vmax구간이면 제1 전자스위치,제2 전자스위치, 제3 전자스위치, 제4 전자스위치, 제5 전자스위치, 제6 전자스위치를 모두 오픈시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이를 모두 직렬로 연결시킨 것을 예시한 도면이다.
도 10은 본 실시예에 따른 브릿지정류회로(10), 스마트 LED 제어부(20), 제1 전자스위치(30), 제2 전자스위치(40), 제3 전자스위치(50), 제4 전자스위치(60), 제5 전자스위치(70), 제6 전자스위치(80)가 IC 집적화되어 하나의 모듈로 구성된 것을 예시한 도면이다.
도 11은 본 실시예에 따른 교류 직결형 스마트 LED 드라이버 모듈의 전원공급방법을 예시한 순서도이다.
이하 본 발명의 일부 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 명세서에 기재된 '~부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 '하드웨어' 또는 '소프트웨어' 또는 '하드웨어 및 소프트웨어의 결합'으로 구현될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 설명되는 LED 모듈은 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이를 포함하는 매트릭스 구조로 이루어진다.
본 실시예에 따른 LED 모듈의 기준 LED 광량은 일예로, 100Lux를 기준광량으로 한다.
본 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이의 전압을 프리볼트(Free Voltage)로 설정시킨다는 것은 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이의 전압을 기준 LED 광량에 맞게 설정시키는 것을 말한다.
즉, 1/4 내지 4/4 Vmax 사이 전압구간에서 프리볼트로 동작되도록 구성된다. 실제적인 설계시는 입력전압의 변동율 20% 감안해서 Vmax + 20%로 설계되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 교류 직결형 스마트 LED 드라이버 모듈의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것으로, 이는 교류를 직결로 연결시킨 상태에서 센싱된 입력전압을 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 저전압구간, 제1 중전압구간, 제2 중전압구간, 고전압구간으로 분할해서 구간별로 게이트제어신호를 생성시킨 후, 복수개의 LED 어레이로 출력시켜 복수개의 LED 어레이를 병렬구조, 직병렬혼합구조, 직렬구조 중 어느 하나를 선택해서 구동시켜 입력전압의 변동에도 설정된 기준 LED 광량에 맞게 LED 광량을 출력시키는 역할을 한다.
본 실시예에 따른 교류 직결형 스마트 LED 드라이버 모듈은 브릿지정류회로(10), 스마트 LED 제어부(20), 스위치부(11) 및 조명부(12)를 포함한다.
스위치부(11)는 제1 전자스위치(30), 제2 전자스위치(40), 제3 전자스위치(50), 제4 전자스위치(60), 제5 전자스위치(70) 및 제6 전자스위치(80)를 포함한다.
조명부(12)는 제1 LED 어레이(90), 제2 LED 어레이(100), 제3 LED 어레이(110) 및 제4 LED 어레이(120)를 포함한다.
본 실시예에 따른 브릿지정류회로(10)에 관해 설명한다.
브릿지정류회로(10)는 다이오드 4개를 통해 입력되는 AC입력전압을 DC맥류전압으로 변환시키는 역할을 한다. 브릿지정류회로(10)의 다이오드는 D1, D2, D3, D4로 구성된다. 여기서, 다이오드는 한쪽방향으로만 전류를 흐르게 하는 일종의 단방향 스위치 역할을 한다.
그래서 Vin이 (+)일때는 D1과 D4가 온(on)이되어 Vout으로 전류가 흐르고, Vin이 (-)일때는 D2와 D3가 온(on)이되어 Vout으로 전류가 흐르게 된다.
두 경우, 즉, Vin이 (+)이든 (-)이든 Vout에는 항상 같은 방향으로 전류가 흐른다.
본 실시예에 따른 스마트 LED 제어부(20)에 관해 설명한다.
스마트 LED 제어부(20)는 브릿지정류회로를 통해 변환된 DC입력전압을 센싱저항을 통해 센싱한 후, 센싱된 DC입력전압을 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 저전압구간, 제1 중전압구간, 제2 중전압구간, 고전압구간으로 분할해서 구간별로 게이트제어신호를 생성시킨 후, 제1 전자스위치, 제2 전자스위치, 제3 전자스위치, 제4 전자스위치, 제5 전자스위치, 제6 전자스위치 중 어느 하나 이상을 선택해서 차단(Open) 또는 도통(Close)신호를 출력시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이를 직렬 또는 병렬로 연결시켜 설정된 기준 LED 광량에 맞게 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이의 전압을 프리볼트(Free Voltage)로 설정시키도록 제어하는 역할을 한다.
스마트 LED 제어부(20)는 도 2에 도시한 바와 같이, 출력모드 제어부(13) 및 16비트 분해능부(25)를 포함한다.
출력모드 제어부(13)는 제1 출력모드 제어부(21), 제2 출력모드 제어부(22), 제3 출력모드 제어부(23), 제4 출력모드 제어부(24)를 포함한다.
제1 출력모드 제어부(21)는 도 6에 도시한 바와 같이, 센싱된 DC입력전압이 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 최대 Vmax기준구간 중 1/4 Vmax구간이면 제1 전자스위치,제2 전자스위치, 제3 전자스위치, 제4 전자스위치, 제5 전자스위치, 제6 전자스위치를 모두 클로즈시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이를 모두 병렬로 연결시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이의 전압을 기준 LED 광량에 맞게 설정시키도록 제어하는 역할을 한다.
제2 출력모드 제어부(22)는 도 7에 도시한 바와 같이, 센싱된 DC입력전압이 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 최대 Vmax기준구간 중 2/4 Vmax구간이면 제2 전자스위치, 제5 전자스위치를 클로즈시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이를 직렬로 연결시키고, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이를 직렬로 연결시킨 후, 직렬로 연결된 제1,2LED 어레이와, 직렬로 연결된 제3,4LED 어레이를 각각 병렬로 연결시켜 제1,2LED 어레이 및, 제3,4LED 어레이의 전압을 기준 LED 광량에 맞게 설정시키도록 제어하는 역할을 한다.
제3 출력모드 제어부(23)는 도 8에 도시한 바와 같이, 센싱된 DC입력전압이 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 최대 Vmax기준구간 중 3/4 Vmax구간이면 제6 전자스위치를 클로즈시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이를 직렬로 연결시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이의 전압을 기준 LED 광량에 맞게 설정시키도록 제어하는 역할을 한다.
제4 출력모드 제어부(24)는 도 9에 도시한 바와 같이, 센싱된 DC입력전압이 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 최대 Vmax기준구간 중 4/4 Vmax구간이면 제1 전자스위치,제2 전자스위치, 제3 전자스위치, 제4 전자스위치, 제5 전자스위치, 제6 전자스위치를 모두 오픈시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이를 모두 직렬로 연결시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이의 전압을 기준 LED 광량에 맞게 설정시키도록 제어하는 역할을 한다.
본 실시예에 따른 스마트 LED 제어부는 브릿지정류회로를 통해 변환된 DC입력전압을 센싱저항을 통해 센싱한 후, 센싱된 DC입력전압을 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 16비트 분해능부(25)를 통해, 도 5에 도시한 바와 같이, 저전압구간(1/4 Vmax), 제1 중전압구간(2/4 Vmax), 제2 중전압구간(3/4 Vmax), 고전압구간(4/4 Vmax)으로 분할시키도록 구성된다.
본 실시예에 따른 제1 전자스위치(30)에 관해 설명한다.
제1 전자스위치(30)는 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 LED 어레이의 입력단자와 제2 LED 어레이의 입력단자 사이에 위치되어 스마트 LED 제어부의 차단(Open)신호에 따라 제1 LED 어레이의 입력단자와 제2 LED 어레이의 입력단자 간의 연결을 오프(Off)시키고, 스마트 LED 제어부의 도통(Close)신호에 따라 제1 LED 어레이의 입력단자와 제2 LED 어레이의 입력단자 간의 연결을 온(ON)시키는 역할을 한다.
제1 전자스위치(30)는 FET(Field Effect Transistor, 전계효과 트랜지스터) 등의 스위칭 소자를 이용하여 만들 수 있다.
본 실시예에 따른 제2 전자스위치(40)에 관해 설명한다.
제2 전자스위치(40)는 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 LED 어레이의 입력단자와 제3 LED 어레이의 입력단자 사이에 위치되어 스마트 LED 제어부의 차단(Open)신호에 따라 제1 LED 어레이의 입력단자와 제3 LED 어레이의 입력단자 간의 연결을 오프(Off)시키고, 스마트 LED 제어부의 도통(Close)신호에 따라 제1 LED 어레이의 입력단자와 제3 LED 어레이의 입력단자 간의 연결을 온(ON)시키는 역할을 한다.
제2 전자스위치(40)는 FET(Field Effect Transistor, 전계효과 트랜지스터) 등의 스위칭 소자를 이용하여 만들 수 있다.
본 실시예에 따른 제3 전자스위치(50)에 관해 설명한다.
제3 전자스위치(50)는 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 LED 어레이의 입력단자와 제4 LED 어레이의 입력단자 사이에 위치되어 스마트 LED 제어부의 차단(Open)신호에 따라 제1 LED 어레이의 입력단자와 제4 LED 어레이의 입력단자 간의 연결을 오프(Off)시키고, 스마트 LED 제어부의 도통(Close)신호에 따라 제1 LED 어레이의 입력단자와 제4 LED 어레이의 입력단자 간의 연결을 온(ON)시키는 역할을 한다.
제3 전자스위치(50)는 FET(Field Effect Transistor, 전계효과 트랜지스터) 등의 스위칭 소자를 이용하여 만들 수 있다.
본 실시예에 따른 제4 전자스위치(60)에 관해 설명한다.
제4 전자스위치(60)는 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 LED 어레이의 출력단자 일측에 위치되어 스마트 LED 제어부의 차단(Open)신호에 따라 제1 LED 어레이와 그라운드 사이의 연결을 오프(Off)시키고, 스마트 LED 제어부의 도통(Close)신호에 따라 제1 LED 어레이와 그라운드 사이의 연결을 온(ON)시키는 역할을 한다.
제4 전자스위치(60)는 FET(Field Effect Transistor, 전계효과 트랜지스터) 등의 스위칭 소자를 이용하여 만들 수 있다.
본 실시예에 따른 제5 전자스위치(70)에 관해 설명한다.
제5 전자스위치(70)는 도 3에 도시한 바와 같이, 제2 LED 어레이의 출력단자 일측에 위치되어 스마트 LED 제어부의 차단(Open)신호에 따라 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이와 그라운드 사이의 연결을 오프(Off)시키고, 스마트 LED 제어부의 도통(Close)신호에 따라 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이와 그라운드 사이의 연결을 온(ON)시키는 역할을 한다.
제5 전자스위치(70)는 FET(Field Effect Transistor, 전계효과 트랜지스터) 등의 스위칭 소자를 이용하여 만들 수 있다.
본 실시예에 따른 제6 전자스위치(80)에 관해 설명한다.
제6 전자스위치(80)는 도 3에 도시한 바와 같이, 제3 LED 어레이의 출력단자 일측에 위치되어 스마트 LED 제어부의 차단(Open)신호에 따라 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이와 그라운드 사이의 연결을 오프(Off)시키고, 스마트 LED 제어부의 도통(Close)신호에 따라 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이와 그라운드 사이의 연결을 온(ON)시키는 역할을 한다.
제6 전자스위치(80)는 FET(Field Effect Transistor, 전계효과 트랜지스터) 등의 스위칭 소자를 이용하여 만들 수 있다.
본 실시예에 따른 제1 LED 어레이(90)에 관해 설명한다.
제1 LED 어레이(90)는 LED 모듈의 첫째열 또는 첫째행에 위치되어 복수개의 LED 칩이 서로 연결되어 하나의 모듈로 형성되고, 입력단자 일측에 제1 전자스위치, 제2 전자스위치, 제3 전자스위치가 연결되고, 출력단자 일측에 제4 전자스위치가 연결된 상태에서, 스마트 LED 제어부의 구간별 게이트제어신호에 따라 제1 전자스위치, 제2 전자스위치, 제3전자스위치, 제4 전자스위치가 오픈·클로즈로 구동되어 이웃하는 또 다른 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이와 직렬 또는 병렬로 연결시켜 설정된 기준 LED 광량에 맞게 LED 광량을 표출시키는 역할을 한다.
이는 도 4에서 도시한 바와 같이, 22개의 LED 칩이 서로 연결되어 하나의 모듈로 형성되고, 모듈의 출력측에 전류제어용 센싱저항(R1)이 구성된다.
그리고, 입력단자 일측에 제1 전자스위치, 제2 전자스위치, 제3 전자스위치가 연결되고, 출력단자 일측에 제4 전자스위치가 연결되어 구성된다.
또한, 본 실시예에 따른 제1 LED 어레이(90)는 직렬로 연결된 복수개의 LED칩과 전류제어용 센싱저항(R1)을 대신해서, 제1 정전류소자로 구성된다.
본 실시예에 따른 제2 LED 어레이(100)에 관해 설명한다.
제2 LED 어레이(100)는 LED 모듈의 둘째열 또는 둘째행에 위치되어 복수개의 LED 칩이 서로 연결되어 하나의 모듈로 형성되고, 입력단자 일측에 제1 전자스위치가 연결되고, 출력단자 일측에 제5 전자스위치가 연결된 상태에서, 스마트 LED 제어부의 구간별 게이트제어신호에 따라 제1 전자스위치, 제5 전자스위치가 오픈·클로즈로 구동되어 이웃하는 또 다른 제1 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이와 직렬 또는 병렬로 연결시켜 설정된 기준 LED 광량에 맞게 LED 광량을 표출시키는 역할을 한다.
이는 도 4에서 도시한 바와 같이, 22개의 LED 칩이 서로 연결되어 하나의 모듈로 형성되고, 모듈의 출력측에 전류제어용 센싱저항(R2)이 구성된다.
그리고, 입력단자 일측에 제1 전자스위치가 연결되고, 출력단자 일측에 제5 전자스위치가 연결되어 구성된다.
또한, 본 실시예에 따른 제2 LED 어레이(100)는 직렬로 연결된 복수개의 LED칩과 전류제어용 센싱저항(R2)을 대신해서, 제2 정전류소자로 구성된다.
본 실시예에 따른 제3 LED 어레이(110)에 관해 설명한다.
제3 LED 어레이(110)는 LED 모듈의 셋째열 또는 셋째행에 위치되어 복수개의 LED 칩이 서로 연결되어 하나의 모듈로 형성되고, 입력단자 일측에 제2 전자스위치가 연결되고, 출력단자 일측에 제6 전자스위치가 연결된 상태에서, 스마트 LED 제어부의 구간별 게이트제어신호에 따라 제2 전자스위치, 제6 전자스위치가 오픈·클로즈로 구동되어 이웃하는 또 다른 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제4 LED 어레이와 직렬 또는 병렬로 연결시켜 설정된 기준 LED 광량에 맞게 LED 광량을 표출시키는 역할을 한다.
이는 도 4에서 도시한 바와 같이, 22개의 LED 칩이 서로 연결되어 하나의 모듈로 형성되고, 모듈의 출력측에 전류제어용 센싱저항(R3)이 구성된다.
그리고, 입력단자 일측에 제2 전자스위치가 연결되고, 출력단자 일측에 제6 전자스위치가 연결되어 구성된다.
또한, 본 실시예에 따른 제3 LED 어레이(110)는 직렬로 연결된 복수개의 LED칩과 전류제어용 센싱저항(R3)을 대신해서, 제3 정전류소자로 구성된다.
본 실시예에 따른 제4 LED 어레이(120)에 관해 설명한다.
제4 LED 어레이(120)는 LED 모듈의 넷째열 또는 넷째행에 위치되어 복수개의 LED 칩이 서로 연결되어 하나의 모듈로 형성되고, 입력단자 일측에 제3 전자스위치가 연결되고, 출력단자 일측에 그라운드 단자가 연결된 상태에서, 스마트 LED 제어부의 구간별 게이트제어신호에 따라 제3 전자스위치가 오픈·클로즈로 구동되어 이웃하는 또 다른 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이와 직렬 또는 병렬로 연결시켜 설정된 기준 LED 광량에 맞게 LED 광량을 표출시키는 역할을 한다.
이는 도 4에서 도시한 바와 같이, 22개의 LED 칩이 서로 연결되어 하나의 모듈로 형성되고, 모듈의 출력측에 전류제어용 센싱저항(R4)이 구성된다.
입력단자 일측에 제3 전자스위치가 연결되고, 출력단자 일측에 그라운드 단자가 연결되어 구성된다.
본 실시예에 따른 제4 LED 어레이(120)는 직렬로 연결된 복수개의 LED칩과 전류제어용 센싱저항(R4)을 대신해서, 제4 정전류소자로 구성된다.
본 실시예에 따른 제4 LED 어레이(130)는 도 3에 도시한 바와 같이, 제3 전자스위치 일측에 연결되어 센싱된 DC입력전압이 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 최대 Vmax기준구간 중 1/4 Vmax구간, 2/4 Vmax구간, 4/4 Vmax구간일때, 충전되어 복수개의 LED 칩으로 전원을 공급시키는 충전용 전해캐패시터(131)가 연결되어 있다.
여기서, 충전용 전해캐패시터가 제3 전자스위치 일측에 연결되어 구성되는 이유는 제4 LED 어레이가 3/4 Vmax구간에서 입력전원을 받지 못하므로, 양단간 접속된 충전용 전해캐패시터로부터 전원공급을 받기 위함이다.
제4 LED 어레이에만 충전용 전해캐패시터가 접속되어 구성됨으로서, 전체 역률에는 영향이 미미한 특성을 가진다.
입력전원이 아주 낮은 구간에서는 모든 어레이가 병렬접속됨으로 제4 LED 어레이의 양단간 충전용 전해캐패시터를 통해 모든 어레이가 전원을 공급받을 수 있고, 제4 LED 어레이의 충전용 전해캐패시터는 1/4 Vmax구간, 2/4 Vmax구간, 4/4 Vmax구간에서 충전시킬 수가 있다.
이하, 본 실시예에 따른 교류 직결형 스마트 LED 드라이버 모듈의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
브릿지정류회로(10)를 통해 입력되는 AC입력전압을 DC 맥류전압으로 변환시킨다.
스마트 LED 제어부의 제어하에 브릿지정류회로를 통해 변환된 DC입력전압을 센싱저항을 통해 센싱한 후, 센싱된 DC입력전압을 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 16비트 분해능부(25)를 통해 저전압구간, 제1 중전압구간, 제2 중전압구간, 고전압구간으로 분할해서 구간별로 게이트제어신호를 생성시킨다.
스마트 LED 제어부에서 스마트 LED 제어부로부터 입력된 게이트제어신호에 따라 제1 전자스위치, 제2 전자스위치, 제3 전자스위치, 제4 전자스위치, 제5 전자스위치, 제6 전자스위치 중 어느 하나 이상을 선택해서 차단(Open) 또는 도통(Close)신호를 출력시킨다.
즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 센싱된 DC입력전압이 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 최대 Vmax기준구간 중 1/4 Vmax구간이면 제1 전자스위치,제2 전자스위치, 제3 전자스위치, 제4 전자스위치, 제5 전자스위치, 제6 전자스위치를 모두 클로즈시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이를 모두 병렬로 연결시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이의 전압을 기준 LED 광량에 맞게 설정시키도록 제어한다.
센싱된 DC입력전압이 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 최대 Vmax기준구간 중 2/4 Vmax구간이면 제2 전자스위치, 제5 전자스위치를 클로즈시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이를 직렬로 연결시키고, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이를 직렬로 연결시킨 후, 직렬로 연결된 제1,2LED 어레이와, 직렬로 연결된 제3,4LED 어레이를 각각 병렬로 연결시켜 제1,2LED 어레이 및, 제3,4LED 어레이의 전압을 기준 LED 광량에 맞게 설정시키도록 제어한다.
센싱된 DC입력전압이 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 최대 Vmax기준구간 중 3/4 Vmax구간이면 제6 전자스위치를 클로즈시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이를 직렬로 연결시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이의 전압을 기준 LED 광량에 맞게 설정시키도록 제어한다.
센싱된 DC입력전압이 교류 입력전원의 반주기로 하는 전압구간에 대해 최대 Vmax기준구간 중 4/4 Vmax구간이면 제1 전자스위치,제2 전자스위치, 제3 전자스위치, 제4 전자스위치, 제5 전자스위치, 제6 전자스위치를 모두 오픈시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이를 모두 직렬로 연결시켜 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이의 전압을 기준 LED 광량에 맞게 설정시키도록 제어한다.
제1 전자스위치에서 스마트 LED 제어부의 차단(Open)신호에 따라 제1 LED 어레이의 입력단자와 제2 LED 어레이의 입력단자 간의 연결을 오프(Off)시키고, 스마트 LED 제어부의 도통(Close)신호에 따라 제1 LED 어레이의 입력단자와 제2 LED 어레이의 입력단자 간의 연결을 온(ON)시킨다.
제2 전자스위치(50)에서 스마트 LED 제어부의 차단(Open)신호에 따라 제1 LED 어레이의 입력단자와 제3 LED 어레이의 입력단자 간의 연결을 오프(Off)시키고, 스마트 LED 제어부의 도통(Close)신호에 따라 제1 LED 어레이의 입력단자와 제3 LED 어레이의 입력단자 간의 연결을 온(ON)시킨다.
제3 전자스위치(60)에서 스마트 LED 제어부의 차단(Open)신호에 따라 제1 LED 어레이의 입력단자와 제4 LED 어레이의 입력단자 간의 연결을 오프(Off)시키고, 스마트 LED 제어부의 도통(Close)신호에 따라 제1 LED 어레이의 입력단자와 제4 LED 어레이의 입력단자 간의 연결을 온(ON)시킨다.
제4 전자스위치(70)에서 스마트 LED 제어부의 차단(Open)신호에 따라 제1 LED 어레이와 그라운드 사이의 연결을 오프(Off)시키고, 스마트 LED 제어부의 도통(Close)신호에 따라 제1 LED 어레이와 그라운드 사이의 연결을 온(ON)시킨다.
제5 전자스위치(80)에서 스마트 LED 제어부의 차단(Open)신호에 따라 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이와 그라운드 사이의 연결을 오프(Off)시키고, 스마트 LED 제어부의 도통(Close)신호에 따라 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이와 그라운드 사이의 연결을 온(ON)시킨다.
제6 전자스위치(90)에서 스마트 LED 제어부의 차단(Open)신호에 따라 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이와 그라운드 사이의 연결을 오프(Off)시키고, 스마트 LED 제어부의 도통(Close)신호에 따라 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이와 그라운드 사이의 연결을 온(ON)시킨다.
제1 LED 어레이(100)가 스마트 LED 제어부의 구간별 게이트제어신호에 따라 제1 전자스위치, 제2 전자스위치, 제3전자스위치, 제4 전자스위치가 오픈·클로즈로 구동되어 이웃하는 또 다른 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이와 직렬 또는 병렬로 연결시켜 설정된 기준 LED 광량에 맞게 LED 광량을 표출시킨다.
제2 LED 어레이(110)가 스마트 LED 제어부의 구간별 게이트제어신호에 따라 제1 전자스위치, 제5 전자스위치가 오픈·클로즈로 구동되어 이웃하는 또 다른 제1 LED 어레이, 제3 LED 어레이, 제4 LED 어레이와 직렬 또는 병렬로 연결시켜 설정된 기준 LED 광량에 맞게 LED 광량을 표출시킨다.
제3 LED 어레이(120)가 스마트 LED 제어부의 구간별 게이트제어신호에 따라 제2 전자스위치, 제6 전자스위치가 오픈·클로즈로 구동되어 이웃하는 또 다른 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제4 LED 어레이와 직렬 또는 병렬로 연결시켜 설정된 기준 LED 광량에 맞게 LED 광량을 표출시킨다.
제4 LED 어레이(130)가 스마트 LED 제어부의 구간별 게이트제어신호에 따라 제3 전자스위치가 오픈·클로즈로 구동되어 이웃하는 또 다른 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이와 직렬 또는 병렬로 연결시켜 설정된 기준 LED 광량에 맞게 LED 광량을 표출시킨다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 브릿지정류회로(10), 스마트 LED 제어부(20), 제1 전자스위치(30), 제2 전자스위치(40), 제3 전자스위치(50), 제4 전자스위치(60), 제5 전자스위치(70), 제6 전자스위치(80)는 IC 집적화되어 하나의 모듈로 구성될 수 있다.
도 11은 본 실시예에 따른 교류 직결형 스마트 LED 드라이버 모듈의 전원공급방법을 예시한 순서도이다.
도 11에서는 LED 어레이가 4개인 경우를 예로 들어 본 실시예에 따른 교류 직결형 스마트 LED 드라이버 모듈의 전원공급방법을 설명한다. 4개의 LED 어레이를 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이 및 제4 LED 어레이라고 칭한다. 제4 LED 어레이의 일측에는 충전용 전해캐패시터가 연결되어 있는 것이 바람직하다.
LED 어레이가 4개인 경우, 본 실시예에 따른 교류 직결형 스마트 LED 드라이버 모듈의 전원공급방법은 정류 단계(S1110), 고전압구간 판단 단계(S1120), 고전압구간 연결 단계(S1121), 제2 중전압구간 판단 단계(S1130), 제2 중전압구간 연결 단계(S1131), 제1 중전압구간 판단 단계(S1140), 제1 중전압구간 연결 단계(S1141) 및 저전압구간 연결 단계(S1150)를 포함한다.
정류 단계(S1110)에서는 브릿지정류회로 등을 이용하여 AC 입력전압을 DC 맥류전압으로 변환시킨다. 브릿지정류회로는 브릿지 형태로 연결된 다이오드 4개를 이용하여 AC 입력전압을 DC 맥류전압으로 변환시킨다.
고전압구간 판단 단계(S1120)에서는 DC 맥류전압이 3/4 Vmax를 초과하였는지 여부를 판단한다.
고전압구간 판단 단계(S1120)에서 DC 맥류전압이 3/4 Vmax를 초과하였다면 고전압구간 연결 단계(S1121)를 수행한다. 고전압구간 연결 단계(S1121)에서는 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이 및 제4 LED 어레이를 직렬로 연결시킨다. 이 때, 제4 LED 어레이에 연결된 충전용 전해캐패시터에도 전원이 공급된다.
고전압구간 판단 단계(S1120)에서 DC 맥류전압이 3/4 Vmax 이하이면 제2 중전압구간 판단 단계(S1130)를 수행한다. 제2 중전압구간 판단 단계(S1130)에서는 DC 맥류전압이 2/4 Vmax를 초과하였는지 여부를 판단한다.
제2 중전압구간 판단 단계(S1130)에서 DC 맥류전압이 2/4 Vmax를 초과하였다면 제2 중전압구간 연결 단계(S1131)를 수행한다. 제2 중전압구간 연결 단계(S1131)에서는 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이 및 제3 LED 어레이를 직렬로 연결시킨다. 제4 LED 어레이에는 DC 맥류전압이 직접 공급되지 않고, 충전용 전해캐피시터로부터 전원을 공급받는다.
제2 중전압구간 판단 단계(S1130)에서 DC 맥류전압이 2/4 Vmax 이하이면 제1 중전압구간 판단 단계(S1140)를 수행한다. 제1 중전압구간 판단 단계(S1140)에서는 DC 맥류전압이 1/4 Vmax를 초과하였는지 여부를 판단한다.
제1 중전압구간 판단 단계(S1140)에서 DC 맥류전압이 1/4 Vmax를 초과하였다면 제1 중전압구간 연결 단계(S1141)를 수행한다. 제1 중전압구간 연결 단계(S1141)에서는 제1 LED 어레이와 제2 LED 어레이를 직렬로 연결하고, 제3 LED 어레이와 제4 LED 어레이를 직렬로 연결한 후, 직렬로 연결된 제1, 2 LED 어레이와 직렬로 연결된 제3, 4 LED 어레이를 병렬로 연결시킨다. 이 때, 제4 LED 어레이에 연결된 충전용 전해캐패시터에도 전원이 공급된다.
제1 중전압구간 판단 단계(S1140)에서 DC 맥류전압이 1/4 Vmax 이하이면 저전압구간 연결 단계(S1150)를 수행한다. 저전압구간 연결 단계(S1150)에서는 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이 및 제4 LED 어레이를 병렬로 연결시킨다. 이 때, 제4 LED 어레이에 연결된 충전용 전해캐패시터에도 전원이 공급된다.
고전압구간 연결 단계(S1121), 제2 중전압구간 연결 단계(S1131), 제1 중전압구간 연결 단계(S1141) 또는 저전압구간 연결 단계(S1150)가 수행된 후에는 고전압구간 판단 단계(S1120)가 재수행된다.
본 실시예는 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 본 실시예의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
본 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 따라서 본 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등하거나 균등하다고 인정되는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
(부호의 설명)
10: 브릿지정류회로
11: 스위치부
12: 조명부
13: 출력모드 제어부
20: 스마트 LED 제어부
21: 제1 출력모드 제어부
22: 제2 출력모드 제어부
23: 제3 출력모드 제어부
24: 제4 출력모드 제어부
25: 16비트 분해능부
30: 제1 전자스위치
40: 제2 전자스위치
50: 제3 전자스위치
60: 제4 전자스위치
70: 제5 전자스위치
80: 제6 전자스위치
90: 제1 LED 어레이
100: 제2 LED 어레이
110: 제3 LED 어레이
120: 제4 LED 어레이
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
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Claims (20)

  1. 복수개의 LED(Light Emitting Diode) 어레이를 포함하는 LED 장치에 전원을 공급하기 위한 교류 직결형 LED 드라이버 모듈에 있어서, 상기 교류 직결형 LED 드라이버 모듈은,
    AC 입력전압을 DC 맥류전압으로 변환하는 정류부;
    상기 DC 맥류전압을 복수개의 전압구간으로 분할하여 분할된 전압구간 별로 게이트제어신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 게이트제어신호에 따라 개폐되어 상기 복수개의 LED 어레이 각각에 동일한 크기의 전압이 인가되도록 상기 복수개의 LED 어레이를 직렬, 병렬 또는 직병렬혼합으로 연결시키는 복수의 스위치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 직결형 LED 드라이버 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 LED 어레이는 N(N은 자연수)개의 LED 어레이로 이루어지고,
    상기 복수개의 전압구간은 N개로 분할되며,
    각 전압구간은 상기 DC 맥류전압이 (N-m)/N 내지 (N-m+1)/N Vmax인 구간(단, m은 1에서 N까지의 자연수)인 것을 특징으로 하는 교류 직결형 LED 드라이버 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 LED 어레이는 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이 및 제4 LED 어레이로 이루어지고,
    상기 복수개의 전압구간은 저전압구간, 제1 중전압구간, 제2 중전압구간 및 고전압구간으로 이루어지되,
    상기 저전압구간은 상기 DC 맥류전압이 0 내지 1/4 Vmax인 구간,
    상기 제1 중전압구간은 상기 DC 맥류전압이 1/4 Vmax 내지 2/4 Vmax인 구간,
    상기 제2 중전압구간은 상기 DC 맥류전압이 2/4 Vmax 내지 3/4 Vmax인 구간,
    상기 고전압구간은 상기 DC 맥류전압이 3/4 Vmax 내지 4/4 Vmax인 구간
    인 것을 특징으로 하는 교류 직결형 LED 드라이버 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 저전압구간에서 상기 제1 LED 어레이, 상기 제2 LED 어레이, 상기 제3 LED 어레이 및 상기 제4 LED 어레이를 병렬로 연결시키기 위한 게이트제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 교류 직결형 LED 드라이버 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 중전압구간에서 상기 제1 LED 어레이와 상기 제2 LED 어레이를 직렬로 연결, 상기 제3 LED 어레이와 상기 제4 LED 어레이를 직렬로 연결, 직렬로 연결된 상기 제1, 2 LED 어레이와 직렬로 연결된 상기 제3, 4 LED 어레이를 병렬로 연결시키기 위한 게이트제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 교류 직결형 LED 드라이버 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 중전압구간에서 상기 제1 LED 어레이, 상기 제2 LED 어레이 및 상기 제3 LED 어레이를 병렬로 연결시키기 위한 게이트제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 교류 직결형 LED 드라이버 모듈.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 고전압구간에서 상기 제1 LED 어레이, 상기 제2 LED 어레이, 상기 제3 LED 어레이 및 상기 제4 LED 어레이를 직렬로 연결시키기 위한 게이트제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 교류 직결형 LED 드라이버 모듈.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제4 LED 어레이의 일 측면에 충전용 전해캐패시터가 연결된 것을 특징으로 하는 교류 직결형 LED 드라이버 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 충전용 전해캐패시터는 상기 저전압구간, 상기 제1 중전압구간 및 상기 고전압구간에서 충전되어, 상기 제2 중전압구간에서 상기 제4 LED 어레이로 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 교류 직결형 LED 드라이버 모듈.
  10. 복수개의 LED 어레이를 포함하는 LED 장치에 전원을 공급하는 방법에 있어서,
    AC 입력전압을 DC 맥류전압으로 변환하는 정류 단계;
    상기 DC 맥류전압을 복수개의 전압구간으로 분할하여 분할된 전압구간 별로 게이트제어신호를 생성하는 제어신호 생성 단계; 및
    상기 게이트제어신호에 따라 상기 복수개의 LED 어레이를 직렬, 병렬 또는 직병렬혼합으로 연결시키는 회로 연결 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 장치 전원공급방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 LED 어레이는 N(N은 자연수)개의 LED 어레이로 이루어지고,
    상기 복수개의 전압구간은 N개로 분할되며,
    각 전압구간은 상기 DC 맥류전압이 (N-m)/N 내지 (N-m+1)/N Vmax인 구간(단, m은 1에서 N까지의 자연수)인 것을 특징으로 하는 LED 장치 전원공급방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수개의 LED 어레이는 제1 LED 어레이, 제2 LED 어레이, 제3 LED 어레이 및 제4 LED 어레이로 이루어지고,
    상기 복수개의 전압구간은 저전압구간, 제1 중전압구간, 제2 중전압구간 및 고전압구간으로 이루어지되,
    상기 저전압구간은 상기 DC 맥류전압이 0 내지 1/4 Vmax인 구간,
    상기 제1 중전압구간은 상기 DC 맥류전압이 1/4 Vmax 내지 2/4 Vmax인 구간,
    상기 제2 중전압구간은 상기 DC 맥류전압이 2/4 Vmax 내지 3/4 Vmax인 구간,
    상기 고전압구간은 상기 DC 맥류전압이 3/4 Vmax 내지 4/4 Vmax인 구간
    인 것을 특징으로 하는 LED 장치 전원공급방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어신호 생성 단계는 상기 저전압구간에서 상기 제1 LED 어레이, 상기 제2 LED 어레이, 상기 제3 LED 어레이 및 상기 제4 LED 어레이를 병렬로 연결시키는 게이트제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 장치 전원공급방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제어신호 생성 단계는 상기 제1 중전압구간에서 상기 제1 LED 어레이와 상기 제2 LED 어레이를 직렬로 연결, 상기 제3 LED 어레이와 상기 제4 LED 어레이를 직렬로 연결, 직렬로 연결된 상기 제1, 2 LED 어레이와 직렬로 연결된 상기 제3, 4 LED 어레이를 병렬로 연결시키는 게이트제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 장치 전원공급방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제어신호 생성 단계는 상기 제2 중전압구간에서 상기 제1 LED 어레이, 상기 제2 LED 어레이 및 상기 제3 LED 어레이를 병렬로 연결시키는 게이트제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 장치 전원공급방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제어신호 생성 단계는 상기 고전압구간에서 상기 제1 LED 어레이, 상기 제2 LED 어레이, 상기 제3 LED 어레이 및 상기 제4 LED 어레이를 직렬로 연결시키는 게이트제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 장치 전원공급방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제4 LED 어레이의 일 측면에 충전용 전해캐패시터가 연결된 것을 특징으로 하는 LED 장치 전원공급방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 충전용 전해캐패시터는 상기 저전압구간, 상기 제1 중전압구간 및 상기 고전압구간에서 충전되어, 상기 제2 중전압구간에서 상기 제4 LED 어레이로 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 LED 장치 전원공급방법.
  19. 복수개의 LED 어레이를 포함하는 LED 장치에 전원을 공급하는 방법에 있어서,
    AC 입력전압을 DC 맥류전압으로 변환한 후, DC 맥류전압을 평활화하지 않고서도 각 LED 어레이에 동일한 크기의 전압이 인가되도록, 상기 복수개의 LED 어레이를 직렬, 병렬 또는 직병렬혼합으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 LED 장치 전원공급방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 DC 맥류전압을 전압의 크기에 따라 N개 전압구간으로 분할하여, 각 전압구간 별로 상기 복수개의 LED 어레이를 직렬, 병렬 또는 직병렬혼합으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 LED 장치 전원공급방법.
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