WO2016129855A1 - 조명 장치 - Google Patents

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WO2016129855A1
WO2016129855A1 PCT/KR2016/001197 KR2016001197W WO2016129855A1 WO 2016129855 A1 WO2016129855 A1 WO 2016129855A1 KR 2016001197 W KR2016001197 W KR 2016001197W WO 2016129855 A1 WO2016129855 A1 WO 2016129855A1
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WO
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current
light
auxiliary current
auxiliary
light emission
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PCT/KR2016/001197
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English (en)
French (fr)
Inventor
김용근
문경식
Original Assignee
주식회사 실리콘웍스
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device, and more particularly to a lighting device using a light emitting diode as a light source.
  • Lighting devices have been developed to use a light source having a high luminous efficiency with a small amount of energy for energy saving. Recently, light emitting diodes (LEDs) have been used as representative light sources of lighting devices. Light emitting diodes have the advantage of being differentiated from other light sources in various factors such as energy consumption, lifetime and light quality.
  • LEDs light emitting diodes
  • the light emitting diode has a characteristic of being driven by a current. Therefore, there is a problem that a lighting device using a light emitting diode as a light source requires many additional circuits for driving current. In order to solve the above problems, the lighting device has been developed to provide an AC power source to the light emitting diode in an AC direct type (AC DIRECT TYPE).
  • AC DIRECT TYPE AC direct type
  • the AC direct lighting device is configured to convert an AC power source into a rectified voltage and emit light by the current driving using the rectified voltage.
  • the AC direct lighting device has a good power factor because it uses a rectified voltage without using an inductor and a capacitor.
  • the rectified voltage means a voltage at which an AC voltage is full-wave rectified.
  • the AC direct type lighting device includes at least one LED group, and the LED group is configured to include at least one LED.
  • the AC direct lighting device may include a dimmer for dimming.
  • the LED group may emit or quench in response to a change in the rectified voltage, and illumination may be limited by dimming.
  • the lighting apparatus typically includes a plurality of LED groups connected in series, and there may be an LED group emitting light and a LED group extinguishing due to a change in rectified voltage. Therefore, the light deviation corresponding to the change in the rectified voltage may occur severely. The optical deviation may occur remarkably in the case of light emission corresponding to a rectified voltage controlled by a full angle.
  • the dimmer also has non-uniform operating characteristics. That is, when the phase angle of the rectified voltage is controlled by the dimmer, the illuminance is difficult to be controlled accurately. That is, a deviation of dimming may occur, and a light deviation may occur due to the deviation of the dimming.
  • the AC direct type lighting apparatus needs to solve the problem of the above-described optical deviation in order to provide high quality lighting.
  • An object of the present invention is to provide a lighting device that can eliminate the light deviation for each LED group by the lighting unit including at least one light emitting diode group to perform sequentially light emission and simultaneous light emission by the rectified voltage.
  • Another object of the present invention is to provide a lighting device capable of eliminating light deviation between groups of light emitting diodes that emit and quench sequentially in response to one period of the rectified voltage.
  • Another object of the present invention is to provide a lighting device that can eliminate the light deviation generated when controlling the phase angle by using a dimmer.
  • Another object of the present invention is to distribute the current corresponding to the rectified voltage to the lighting unit and the auxiliary current source, rectified by sequential light emission of the sequential light emission of the group of light emitting diodes according to the change of the rectified voltage and the current dispersed in the auxiliary current source
  • the present invention provides an illumination device that improves light deviation corresponding to one period of voltage and dimming.
  • the lighting apparatus of the present invention including a plurality of light emitting diode groups that sequentially emit light by the rectified voltage; A driving circuit providing a current path for the sequential light emission to the plurality of LED groups; And supplying a current using an auxiliary current corresponding to the rectified voltage to at least some of the light emitting diode groups, and at least one of starting and stopping supply of the current at a predetermined time corresponding to the sequential light emission.
  • Auxiliary current driving circuit for controlling characterized in that it comprises a.
  • the lighting apparatus of the present invention includes a plurality of light emitting diode groups that sequentially emit light according to the rectified voltage, the illumination unit through which a first current flows corresponding to the sequential light emission; A driving circuit providing a current path for the sequential light emission to the plurality of LED groups by the first current; And using the auxiliary current corresponding to the rectified voltage to the at least some LED groups for simultaneous light emission from the time point when the first current is provided in parallel with the sequential light emission until the predetermined LED group sequentially emits light. And an auxiliary current driving circuit which simultaneously controls providing a second current.
  • the lighting apparatus of the present invention includes a plurality of light emitting diode groups that sequentially emit light according to the rectified voltage, the illumination unit through which a first current flows corresponding to the sequential light emission; A driving circuit providing a current path for the sequential light emission to the plurality of LED groups by the first current; And a second current using an auxiliary current corresponding to the rectified voltage for simultaneous light emission of at least a portion of the LED group in parallel with the sequential light emission, wherein the light emitting diode is predetermined after the first current is provided. And an auxiliary current driving circuit for controlling each of the LED groups to provide the second current to the at least some LED groups for simultaneous emission until the groups sequentially emit light.
  • the light deviation between the groups of light emitting diodes that emit and quench sequentially in response to the rectified voltage of one period can be alleviated, thereby eliminating the light deviation of the entire light emission of the lighting device.
  • the LED group when the LED group emits light using a rectified voltage whose phase angle is controlled by using a dimmer, the light deviation that may occur when some LED groups emit light corresponding to the phase angle may be alleviated.
  • the light deviation with respect to the whole light emission of can be eliminated.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a preferred embodiment of the lighting device of the present invention
  • FIG. 2 is a detailed circuit diagram illustrating an example of the lighting apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a detailed circuit diagram illustrating the driving circuit of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a waveform diagram illustrating a current for light emission for each LED group according to the embodiment of FIG. 2;
  • FIG. 5 is a waveform diagram illustrating a second current and a sensing current according to the embodiment of FIG. 2.
  • FIG. 6 is a detailed circuit diagram illustrating another example of the lighting apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a waveform diagram illustrating a current for light emission for each LED group according to the embodiment of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a waveform diagram illustrating a second current and a sensing current according to the embodiment of FIG. 6;
  • FIG. 9 is a block diagram showing another embodiment of the lighting apparatus of the present invention.
  • FIG. 10 is a detailed circuit diagram illustrating an example of the lighting apparatus of FIG. 9.
  • FIG. 11 is a detailed circuit diagram showing a modified embodiment of the lighting device of FIG.
  • FIG. 12 is a block diagram showing another embodiment of the lighting apparatus of the present invention.
  • FIG. 13 is a detailed circuit diagram illustrating an example of the lighting apparatus of FIG. 12.
  • Embodiments of the present invention may include a power supply unit 10, an illumination unit 20, a driving circuit 30, and an auxiliary current driving circuit.
  • the auxiliary current driving circuit may include the auxiliary current controllers 100 of FIGS. 1, 2, 6, 12, and 13 or 110, 112, and 114 of FIGS. 42-44 of FIGS. 1, 2 and 6, 52-54 of FIGS. 9 to 11, or 90 of FIGS. 12 and 13).
  • the lighting unit 20 includes a plurality of LED groups sequentially emitting light by the rectified voltage Vrec, and the driving circuit 30 provides a current path for sequentially emitting light to the plurality of LED groups.
  • the auxiliary current driving circuit supplies an auxiliary current corresponding to the rectified voltage to at least some of the LED groups for simultaneous light emission, and at least one of the start and stop supply of the auxiliary current at a predetermined time corresponding to the sequential light emission.
  • the auxiliary current driving circuit may supply an auxiliary current after light emission of the selected LED group among the plurality of LED groups.
  • the present invention may be configured to supply an auxiliary current after light emission of the LED group which emits light for example.
  • the auxiliary current driving circuit may stop the supply of the auxiliary current before or after light emission of the light emitting diode group selected from the remaining light emitting diode groups except for the light emitting diode group that emits the first light.
  • the present invention may be configured, for example, to stop the supply of auxiliary current before or after light emission of the last group of light emitting diodes.
  • the auxiliary current driving circuit may simultaneously control or individually control at least one of the supply and the interruption of the auxiliary current to all of the LED groups except for the LED group which emits the first light.
  • 9 illustrates an example of simultaneously controlling at least one of supply and interruption of an auxiliary current to all auxiliary current sources, and FIGS. 9 and 11 separately control at least one of supply and interruption of an auxiliary current of an auxiliary current source.
  • FIGS. 9 and 11 separately control at least one of supply and interruption of an auxiliary current of an auxiliary current source.
  • the embodiment of FIG. 1 includes a power supply unit 10, an illumination unit 20, a driving circuit 30, and an auxiliary current driving circuit.
  • the auxiliary current driving circuit includes an auxiliary current controller 100 and an auxiliary current source.
  • the embodiment of FIG. 1 may be implemented as shown in FIG. 2. 1 and 2, the configuration of the embodiment will be described in detail.
  • the power supply unit 10 is configured to provide a rectified voltage Vrec, and may include an AC power source VAC and a rectifier 12.
  • AC power source VAC
  • VAC AC power source
  • the rectifier 12 outputs a rectified voltage Vrec obtained by full-wave rectifying the AC voltage of the AC power source VAC.
  • Rectifier 12 may be configured to have a conventional bridge diode structure.
  • the rectified voltage Vrec provided from the power supply unit 10 has a ripple component corresponding to a half cycle of the AC voltage.
  • the change in the rectified voltage Vrec is defined as meaning an increase or decrease of the ripple.
  • the power supply unit 10 may include a dimmer, and the dimmer may include a triac (TRIAC).
  • the dimmer may be operated to control the phase of the rectified voltage Vrec by performing phase control on the alternating voltage. That is, the dimmer performs dimming to control the amount of current provided to the lighting unit 20 by controlling the phase of the rectified voltage Vrec. As a result, the illuminance of the lighting unit 20 may be controlled by controlling the current according to the dimming. .
  • the current corresponding to the rectified voltage Vrec of the power supply unit 10 may be distributed and provided to the lighting unit 20 and the auxiliary current driving circuit.
  • a current distributed in the auxiliary current driving circuit may be defined as an auxiliary current, and a current flowing through the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 that emit light sequentially may be defined as a first current.
  • the lighting unit 20 emits light corresponding to the rectified voltage Vrec and includes light emitting diodes.
  • the light emitting diodes included in the lighting unit 20 may be divided into a plurality of light emitting diode groups.
  • the lighting unit 20 includes four light emitting diode groups LED1, LED2, LED3, and LED4 connected in series. To illustrate. The number of LED groups can be variously applied according to the intention of the manufacturer.
  • each LED group LED1, LED2, LED3, and LED4 may include at least one light emitting diode or a plurality of light emitting diodes connected in series, parallel, or parallel.
  • the embodiment of FIG. 1 may be illustrated as including eight light emitting diodes connected in series to each of the light emitting diode groups LED1, LED2, LED3, and LED4 as shown in FIG. 2.
  • Each light emitting diode has a light emitting voltage
  • the light emitting diode groups have a light emitting voltage proportional to the number including the light emitting diode.
  • the LED groups connected in series have a light emission voltage of a sum of light emission voltages of respective LED groups.
  • each light emitting diode group LED1, LED2, LED3, LED4 connected in series is 60V
  • the light emitting diode group LED1 emits light at 60V
  • the light emitting diode groups LED1, LED2 at 120V.
  • the LED groups LED1, LED2, and LED3 emit light at 180V
  • the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 emit light at 240V.
  • 60V emitted by the LED group LED1 may be defined as the light emission voltage V1 of the LED group LED1, and 120V emitted by the LED groups LED1 and LED2 is the LED group LED2. It can be defined as the light emitting voltage of V2, 180V emitted from the light emitting diode groups (LED1, LED2, LED3) can be defined as the light emitting voltage V3 of the light emitting diode group (LED3), the light emitting diode groups (LED1, LED2) 240V emitted by the LED3 and the LED4 may be defined as an emission voltage V4 of the LED group LED4.
  • the light emitting voltage V2 is a rectified voltage Vrec at a level at which the first current provided via the light emitting diode group LED1 can reach the light emitting diode group LED2, and the light emitting voltage V3 is the light emitting diode group LED1.
  • the rectified voltage Vrec is a level at which the first current provided via the light emitting diode group LED3 can reach the light emitting diode group LED3, and the light emitting voltage V4 is the first current provided via the light emitting diode group LED1.
  • the rectified voltage Vrec at a level that can reach LED4).
  • Diodes D2, D3, and D4 are respectively configured to prevent reverse flow of current between the respective LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4.
  • the auxiliary current driving circuit of FIG. 1 provides an auxiliary current corresponding to the rectified voltage Vrec for simultaneous light emission of at least some of the LED group in parallel with sequential light emission of the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4,
  • the predetermined light emitting diode group (for example, the light emitting diode group LED4) is sequentially after the time when the first current is provided (for example, when the light emitting diode group LED1 emits light so that the current is provided with the first current).
  • Configured to simultaneously control providing an auxiliary current to at least some light emitting diode groups (eg, light emitting diode groups LED2, LED3, LED4) for simultaneous light emission until light emission.
  • the auxiliary current driving circuit includes an auxiliary current controller 100 and auxiliary current sources 42-44, and the auxiliary current controller 100 includes the LED group predetermined in advance after the first current is provided.
  • An auxiliary current corresponding to the rectified voltage is provided until sequentially emitting light, and the auxiliary current sources 42-44 are respectively configured in at least some LED groups and provide a second current for simultaneous light emission using the auxiliary current.
  • the second current may be defined as a current output by the auxiliary current sources 42-44 using the auxiliary current.
  • auxiliary current controller 100 may be configured to correspond to the LED group LED4 that emits the last sequentially to the predetermined LED group.
  • the auxiliary current controller 100 senses a first current S4 provided to a predetermined LED group (for example, the LED group LED4) through a resistor R12 and a resistor R12.
  • the switching circuit Q10 may be configured to control the provision of the auxiliary current to the auxiliary current sources 42-44 based on the sensing result of the Q11 and the switching circuit Q11.
  • the switching circuit Q11 maintains the turn-off state, the switching circuit Q10 bypasses the auxiliary current corresponding to the level of the auxiliary current applied through the resistor R10.
  • the switching circuit Q10 may be composed of an NMOS transistor, and the switching circuit Q11 may be composed of an NPN bipolar transistor.
  • the auxiliary current controller 100 may be configured to sense the first current S5 output from a predetermined LED group (eg, the LED group LED4) through the resistor R12.
  • the switching circuit Q11 senses the first current S5 provided through the resistor R12. 1 to 5 will be described on the assumption that the first current S4 is sensed by the switching circuit Q11.
  • Auxiliary current sources 42-44 are represented as auxiliary current sources 42a-44a in FIG. 2.
  • Each of the auxiliary current sources 42a-44a is a NPN bipolar transistor Q2, Q3, Q4 respectively outputting a second current in response to the auxiliary current provided from the auxiliary current controller 100, and a voltage corresponding to the auxiliary current.
  • Resistors R2, R3, and R4 that transfer to the bases of the bipolar transistors Q2, Q3, and Q4.
  • each of the auxiliary current sources 42a to 44a corresponds to the level change of the rectified voltage Vrec after the first current is provided until the predetermined group of light emitting diodes sequentially emits light.
  • the auxiliary current provided by the controller increases and decreases the second current.
  • each of the auxiliary current sources 42a-44a is connected to each of the LED groups LED2, LED3, and LED4 to which it is coupled by driving the NPN transistors Q2, Q3, and Q4 to which the rectified voltage Vrec is applied.
  • each of the auxiliary current sources 42a to 44a has a constant amount of second to the LED group to which it is coupled if the level of the rectified voltage Vrec is higher than the first current can reach the LED group to which it is coupled. If the current is provided and the level of the rectified voltage Vrec is lower than the first current can reach the LED group to which the rectified voltage is coupled, the second current may be increased or decreased in response to the change of the rectified voltage Vrec.
  • the driving circuit 30 performs a current regulation using the first current of the lighting unit 20 to provide a current path for sequentially emitting light.
  • the driving circuit 30 provides a current path to the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 in response to the light emission of the lighting unit 20 due to the change in the rectified voltage Vrec, and in the current path. And may be configured to perform current regulation for the.
  • the driving circuit 30 includes terminals C1, C2, C3, and C4 connected to respective output terminals of the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 included in the lighting unit 20. It is connected to a sensing resistor (Riset) to form a current path.
  • the voltage applied to the sensing resistor Riset is called a sensing voltage and the current flowing through the sensing resistor Riset is called a sensing current.
  • the driving circuit 30 uses the sensing voltage of the sensing resistor Riset to provide a current path.
  • the driving circuit 30 compares the sensing voltage corresponding to the sensing current iset flowing in the sensing resistor Rise with the reference voltages provided therein corresponding to each of the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4, respectively.
  • the driving circuit 30 may provide a current path connecting the sensing resistor Riset and the terminals C1, C2, C3, and C4.
  • the rectified voltage Vrec provided to the lighting unit 20 has a ripple component that is periodically increased or decreased.
  • the LED group LED1 sequentially emits light.
  • the LED groups LED1 and LED2 sequentially emit light, and the rectified voltage Vrec emits light.
  • the LED groups LED1, LED2, and LED3 sequentially emit light.
  • the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 sequentially emit light.
  • the number of current paths provided by the driving circuit 30 and the sensing resistor Riset and the amount of current on each current path vary in stages corresponding to the sequential light emission of the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4. .
  • the current on the current path may be changed into a stepped waveform that rises or falls in steps in response to a change in the rectified voltage Vrec.
  • the change in the total current provided to the lighting unit 20 may be defined as the same as the sensing current iset of the sensing resistor Riset and may be sensed by the sensing voltage of the sensing resistor Riset.
  • the sensing current iset of the sensing resistor Riset may be controlled to be a constant current corresponding to the sum of the sequential light emission and the simultaneous light emission of the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4.
  • the driving circuit 30 provides a changed current path in response to the change of the sequential light emission state of the illumination unit 20, and the current on the current path for the sequential light emission changes in stages.
  • the driving circuit 30 that provides a current path and performs current regulation may be configured as shown in FIG. 3.
  • the driving circuit 30 supplies a plurality of switching circuits 31, 32, 33, and 34 and reference voltages VREF1, VREF2, VREF3, and VREF4 that provide current paths for the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4.
  • the reference voltage supply unit 36 may be implemented by providing reference voltages VREF1, VREF2, VREF3, and VREF4 of various different levels according to the intention of the manufacturer.
  • the reference voltage supply unit 36 may be configured to output reference voltages VREF1, VREF2, VREF3, and VREF4 having different levels for each node between the resistors, including a plurality of resistors connected in series with a constant voltage.
  • the reference voltage supply unit 36 may be configured to include independent voltage sources providing different levels of reference voltages VREF1, VREF2, VREF3, and VREF4.
  • the reference voltages VREF1, VREF2, VREF3, and VREF4 of different levels have the lowest voltage level with the reference voltage VREF1, the reference voltage VREF4 with the highest voltage level, and gradually increase in the order of the reference voltages VREF1, VREF2, VREF3, and VREF4.
  • the voltage level can be provided to be high.
  • the reference voltage VREF1 has a level for turning off the switching circuit 31 at the time when the LED group LED2 sequentially emits light.
  • the reference voltage VREF1 may be set to a level lower than the sensing voltage formed at the sensing resistor Riset at the time of sequential emission of the LED group LED2.
  • the reference voltage VREF2 has a level for turning off the switching circuit 32 at the time when the LED group LED3 sequentially emits light.
  • the reference voltage VREF2 may be set to a level lower than the sensing voltage formed at the sensing resistor Riset at the time of sequential emission of the LED group LED3.
  • the reference voltage VREF3 has a level for turning off the switching circuit 33 at the time when the LED group LED4 sequentially emits light.
  • the reference voltage VREF3 may be set to a level lower than the sensing voltage formed at the sensing resistor Riset at the time of sequential light emitting of the LED group LED4.
  • the reference voltage VREF4 may be set such that a current flowing through the sensing resistor Riset in the upper limit level region of the rectified voltage Vrec becomes a predetermined constant current.
  • the switching circuits 31, 32, 33, and 34 are commonly connected to a sensing resistor Riset that provides a sensing voltage for current regulation and current path formation.
  • the switching circuits 31, 32, 33, and 34 compare the sensing voltage of the sensing resistor Riset with the reference voltages VREF1, VREF2, VREF3, and VREF4 of the reference voltage generator 30, respectively, and sequentially turn the illumination unit 20 on. Form a current path for light emission.
  • the switching circuits 31, 32, 33, and 34 are provided with a higher level of reference voltage as they are connected to the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 farther from the position where the rectified voltage Vrec is applied.
  • Each switching circuit 31, 32, 33, 34 includes comparators 38a, 38b, 38c, 38d and a switching element, and the switching element is preferably composed of NMOS transistors 39a, 39b, 39c, 39d.
  • Comparator 38a, 38b, 38c, 38d of each switching circuit 31, 32, 33, 34 has a reference voltage applied to the positive input terminal (+), a sensing voltage applied to the negative input terminal (-), and a reference voltage to the output terminal. And a result of comparing the sensing voltage with the output.
  • the NMOS transistors 39a, 39b, 39c, and 39d of each switching circuit 31, 32, 33, and 34 perform a switching operation according to the output of each of the comparators 38a, 38b, 38c, and 38d applied to the gate. do.
  • the drain of each NMOS transistor 39a, 39b, 39c, 39d and the negative input terminal (-) of each comparator 38a, 38b, 38c, 38d are commonly connected to the current sensing resistor Riset.
  • the sensing resistor Riset applies the sensing voltage to the input terminal (-) of the comparators 38a, 38b, 38c, and 38d, while the NMOS transistors of the switching circuits 31, 32, 33, and 34 A current path corresponding to 39a, 39b, 39c, and 39d may be provided.
  • the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 sequentially emit light in response to the change in the rectified voltage Vrec, and the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 sequentially.
  • a current path corresponding to phosphorescent light emission may be provided through the driving circuit 30.
  • FIG. 1 The operation of the embodiment of FIG. 1 according to the lighting apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5.
  • the resistor R12 and the resistor R13 of the auxiliary current controller 100 have a resistance value such that a voltage of the level at which the switching element Q11 is turned on is applied in response to the first current when the LED group LED4 emits light. Can be set. Therefore, before the LED group LED4 emits light by sequential light emission, since the switching element Q11 remains in the turn-off state, the switching element Q10 bypasses the auxiliary current.
  • the lighting unit 20 receives a current corresponding to the rectified voltage Vrec.
  • Each of the LED groups LED2, LED3, and LED4 of the lighting unit 20 may receive second currents ic2, ic3, and ic4 from the auxiliary current sources 42a, 43a, and 44a, respectively. That is, the auxiliary current it may be defined as the sum of the second currents ic2, ic3, and ic4.
  • the current provided from the power supply unit 10, that is, the rectifier 12 may be defined as the sum of the auxiliary current it and the first current i1 via the LED group LED1 of the lighting unit 20.
  • the current provided by the rectifier 12 may be defined as the same as the sensing current iset.
  • the first currents of the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 may be divided into i1, i2, i3, and i4.
  • i4 may be defined as ic4 + i3, i3 may be defined as ic3 + i2, and i2 may be defined as ic2 + i1.
  • the amount of the second currents ic2, ic3 ic4 of the auxiliary current sources 42a, 43a, 44a can be determined by the values of the resistors R2, R3, R4, the rectified voltage Vrec and the light emission voltage of the LED group to which it is coupled. have.
  • the auxiliary current sources 42a, 43a, and 44a may be set to start supplying the second current in response to the rectified voltage Vrec equal to or greater than the light emitting voltage of the LED group LED1 that emits the first light.
  • the start time of supplying the second current may be variously set by the manufacturer regardless of the light emitting voltage of the LED group LED1.
  • the auxiliary current sources 42a, 43a, 44a may be operated when the rectified voltage Vrec is lower than the light emitting voltage of the LED group to which it is coupled, that is, the first current provided via the LED group LED1 may be reached.
  • the low level rectified voltage Vrec is provided to provide a second current that increases or decreases in response to the rise and decrease of the rectified voltage Vrec.
  • the auxiliary current sources 42a, 43a, 44a provide a second current with an increasing slope while the rectified voltage Vrec rises to the light emitting voltage of the LED group to which it is coupled, and the rectified voltage Vrec is coupled to itself. Providing a second current with a decreasing slope while descending from the light emitting voltage of the light emitting diode group.
  • the auxiliary current sources 42a, 43a, 44a provide a constant level of auxiliary current in the state in which the LED group to which they are coupled is sequentially emitted. That is, the auxiliary current sources 42a, 43a, and 44a are provided when the rectified voltage maintains more than the light emitting voltage of the LED group to which they are coupled, that is, the level of the rectified voltage Vrec is provided through the LED group LED1. When one current is maintained longer than it can reach, it provides a group of light emitting diodes to which it is coupled a certain amount of second current corresponding to the level of the rectified voltage Vrec that the first current can reach. That is, auxiliary current sources 42a, 43a, 44a provide a constant amount of auxiliary current corresponding to a fixed voltage value.
  • each switching circuit 31, 32, 33, and 34 has a resistance in which reference voltages VREF1, VREF2, VREF3, and VREF4 are applied to the negative input terminal ( ⁇ ). (Riset) It is higher than the sensing voltage of both ends, so all of them are turned on.
  • the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 do not emit light, and the auxiliary current sources 42a, 43a, and 44a also do not satisfy the turn-on condition, thereby providing a second current. Do not supply
  • the LED group LED1 emits light for the first time to sequentially emit light.
  • the first current i1 may be applied to a current for sequentially emitting the light emitting diode group LED1.
  • the switching circuit 31 connected to the LED group LED1 provides a current path for sequentially emitting light.
  • the rectified voltage Vrec reaches the light emission voltage V1 and the LED group LED1 sequentially emits light and a current path through the switching circuit 31 is formed, the first current i1 increased to a constant level is transferred to the LED group LED1. Supplied.
  • the auxiliary current sources 42a, 43a, and 44a satisfy the turn-on condition to supply the second currents ic2, ic3, and ic4 corresponding to the rectified voltage Vrec.
  • the first current i1 flows through the path through the LED group LED1, the switching circuit 31 of the driving circuit 30, and the sensing resistor Riset.
  • the second currents ic2, ic3, and ic4 of the auxiliary current sources 42a, 43a, and 44a are respectively switched to the LED groups LED2, LED3, and LED4 and the driving circuit 30. It flows through a path through the circuits 32, 33, 34 and the sensing resistor Riset. Each of the LED groups LED2, LED3, and LED4 simultaneously emits light by the second currents ic2, ic3, and ic4.
  • the second currents ic2, ic3, and ic4 of the auxiliary current sources 42a, 43a, and 44a gradually increase.
  • the first current i1 via the LED group LED1 is gradually reduced by the amount distributed to the second currents ic2, ic3, and ic4 of the auxiliary current sources 42a, 43a, and 44a.
  • the light emitting diode group LED1 performs sequential light emission having an illuminance corresponding to the change of the first current i1, and the light emitting diode groups LED2, LED3, and LED4 emit illuminance corresponding to the second currents ic2, ic3, and ic4. Perform simultaneous luminescence.
  • the light emitting diode group LED1 gradually decreases illuminance after sequentially emitting light corresponding to the change of the first current i1.
  • the simultaneous illuminance of the light emitting diode groups LED2, LED3, and LED4 is gradually increased in response to changes in the second currents ic2, ic3, and ic4. That is, the light deviation between the LED groups is reduced while maintaining the overall illuminance.
  • the light emitting diode group LED2 emits light sequentially.
  • the first current i2 may be applied to the current for sequentially emitting the light emitting diode group LED2.
  • the switching circuit 32 connected to the LED group LED2 provides a current path for sequentially emitting light. At this time, the LED group LED1 also maintains a light emitting state.
  • the rectified voltage Vrec reaches the light emission voltage V2 and the LED group LED2 sequentially emits light and a current path through the switching circuit 32 is formed
  • the level of the sensing voltage of the sensing resistor Riset increases.
  • the sensing voltage level at this time is higher than the reference voltage VREF1. Therefore, the NMOS transistor 39a of the switching circuit 31 is turned off by the output of the comparator 38a. That is, the switching circuit 31 is turned off, and the switching circuit 32 provides a current path corresponding to sequential light emission of the LED group LED2.
  • the rectified voltage Vrec reaches the emission voltage V2 as described above, between the collector and the emitter of the NPN transistor Q2 of the auxiliary current source 42a, the voltage for sequential emission of the LED group LED2, that is, the emission voltage V2 is Is approved. Even when the rectified voltage Vrec rises above the light emission voltage V2, the applied state of the light emission voltage V2 is maintained between the collector and the emitter of the NPN transistor Q2 of the auxiliary current source 42a. That is, since the fixed voltage is applied to the auxiliary current source 42a even when the rectified voltage Vrec rises above the light emission voltage V2, the auxiliary current source 42a provides the second current ic2 in a constant amount.
  • auxiliary current sources 43a and 44a have second currents that increase in response to the change of the rectified voltage Vrec until the rectified voltage Vrec reaches the light emitting voltage of the LED groups LED3 and LED4 to which it is coupled.
  • the first current i2 drives the light emitting diode group LED2 in response to the sequential light emission of the LED group LED2 described above. It flows through the switching circuit 32 of the circuit 30 and the current path via the sensing resistor Riset. At this time, the first current i1 follows the amount by which the first current i2 increases.
  • the second current ic2 of the auxiliary current source 42a is provided to the LED group LED2 in a constant amount, and the second currents ic3 and ic4 of the auxiliary current sources 43a and 44a are in response to the change in the rectified voltage Vrec. Correspondingly, it gradually increases and flows in the current path through each of the LED groups LED3 and LED4, each of the switching circuits 33 and 34 of the driving circuit 30, and the sensing resistor Riset. Each of the LED groups LED2, LED3, and LED4 maintains simultaneous light emission by the second currents ic2, ic3, and ic4.
  • the first current i2 and the second current ic2 flow in the current path via the light emitting diode group LED2, the switching circuit 32 of the driving circuit 30, and the sensing resistor Riset.
  • the first current i2 supplied to the LED group LED2 is reduced by the amount distributed to the second currents ic3 and ic4 of the auxiliary current sources 43a and 44a. That is, the extent to which the first current i2 decreases after the rectified voltage Vrec reaches the light emission voltage V2 is slowed down compared with the decrease after the first current i1 reaches the light emission voltage V1.
  • the LED groups LED1 and LED2 sequentially emit light having an illuminance corresponding to the change of the first current i2, and the LED groups LED3 and LED4 correspond to the second currents ic3 and ic4. Simultaneous light emission with illuminance is performed.
  • the light emitting diode group LED3 emits light sequentially.
  • the first current i3 may be applied to the current for sequentially emitting the light emitting diode group LED3.
  • the switching circuit 33 connected to the LED group LED3 provides a current path for sequentially emitting light.
  • the LED groups LED1 and LED2 also maintain a light emitting state.
  • the rectified voltage Vrec reaches the light emission voltage V3 and the LED group LED3 sequentially emits light and a current path is formed through the switching circuit 33
  • the level of the sensing voltage of the sensing resistor Riset increases.
  • the sensing voltage level at this time is higher than the reference voltage VREF2. Therefore, the NMOS transistor 39b of the switching circuit 32 is turned off by the output of the comparator 38b. That is, the switching circuit 32 is turned off, and the switching circuit 33 provides a current path corresponding to sequential light emission of the LED group LED3.
  • the rectified voltage Vrec reaches the emission voltage V3 as described above, between the collector and the emitter of the NPN transistor Q3 of the auxiliary current source 43a, the voltage for sequential emission of the LED group LED3, that is, the emission voltage V3 is Is approved.
  • the rectified voltage Vrec rises above the light emission voltage V3, the light emission voltage V3 is maintained between the collector and the emitter of the NPN transistor Q3 of the auxiliary current source 43a. That is, even when the rectified voltage Vrec rises above the light emission voltage V3, a fixed voltage is applied to the auxiliary current source 43, so that the auxiliary current source 43a provides a constant amount of the second current ic3.
  • the auxiliary current source 44a supplies the second current ic4 which increases in response to the change in the rectified voltage Vrec until the rectified voltage Vrec reaches the light emitting voltage V4 of the LED group LED4 to which it is coupled. .
  • the first current i3 drives the light emitting diode group LED3 in response to the sequential light emission of the light emitting diode group LED3. It flows in the current path via the switching circuit 33 and the sensing resistor (Riset) of the circuit 30. At this time, the first currents i1 and i2 follow the amount by which the first current i3 increases.
  • the second current ic3 of the auxiliary current source 43a is provided to the LED group LED3 in a constant amount, and the second current ic4 of the auxiliary current source 44a gradually increases and drives the LED group LED4, The current flows through the switching circuit 34 of the circuit 30 and the sensing resistor Riset.
  • the first current i3 and the second current ic3 for sequentially emitting light flow through the current path via the LED group LED3, the switching circuit 33 of the driving circuit 30, and the sensing resistor Riset.
  • the first current i3 supplied to the LED group LED3 is reduced by the amount distributed to the second current ic4 of the auxiliary current source 44a. That is, the extent to which the first current i3 decreases after the rectified voltage Vrec reaches the light emission voltage V3 is slower than the decrease after the first current i2 reaches the light emission voltage V2.
  • the light emitting diode groups LED1, LED2, and LED3 perform sequential light emission having an illuminance corresponding to the change of the first current i3, and the light emitting diode group LED4 provides an illuminance corresponding to the change of the auxiliary current ic4. Perform simultaneous luminescence.
  • the light emitting diode groups LED1, LED2, and LED3 are gradually lowered in response to the change of the first current i3, and the illuminance is caused by simultaneous light emission of the light emitting diode group LED4. Is gradually increased in response to the change in the second current ic4. That is, the light deviation between the LED groups is reduced while maintaining the overall illuminance.
  • the light emitting diode group LED4 emits light sequentially.
  • a first current i4 may be applied.
  • the switching circuit 34 connected to the LED group LED4 provides a current path for sequentially emitting light.
  • the LED groups LED1, LED2, and LED3 also maintain a light emitting state.
  • the rectified voltage Vrec reaches the light emission voltage V4 and the LED group LED4 sequentially emits light and a current path through the switching circuit 34 is formed
  • the level of the sensing voltage of the sensing resistor Riset increases.
  • the sensing voltage level at this time is higher than the reference voltage VREF3. Therefore, the NMOS transistor 39c of the switching circuit 33 is turned off by the output of the comparator 38c. That is, the switching circuit 33 is turned off, and the switching circuit 34 provides a current path corresponding to sequential light emission of the LED group LED4.
  • the auxiliary current controller 100 stops providing the auxiliary current to the auxiliary current sources 42a, 43a, 44a. Therefore, the second currents ic2, ic3, and ic4 for simultaneous light emission are stopped from being provided to the respective LED groups LED2, ED3, and LED4.
  • the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 only perform sequential light emission with a constant illuminance by the first current i4.
  • the light deviation between each LED group is reduced while maintaining the overall illuminance.
  • the light emitting diode group LED4 when it emits light, it may have the highest illuminance.
  • the embodiment of the present invention stops simultaneous light emission in response to sequential light emission of the LED group LED4 having the highest illuminance. Therefore, the light deviation between each LED group can be effectively reduced while maintaining the overall illuminance.
  • the switching circuits 34, 33, 32, and 31 connected to the LED groups LED4, LED3, LED2, and LED1 are sequentially turned off and provided to the lighting unit 30. 1
  • the current gradually decreases in the order of i4, i3, i2, and i1.
  • the LED groups in which the first current is not provided may perform simultaneous light emission by the action of the auxiliary current sources 44a, 43a, and 42a.
  • the auxiliary current sources 42a, 43a, and 44a have a first current reaching the rectified voltage Vrec, that is, the LED group to which they are coupled after the time when the rectified voltage Vrec becomes lower than the light emitting voltage of the LED group to which the auxiliary current is coupled. Lower than it is possible to provide a second current with a falling slope.
  • the first currents i1, i2, and i3 may gradually decrease while having a waveform of increasing and decreasing in inverse proportion to decreasing of the second current (s). As a result, the light deviation between the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 may be reduced in response to the decrease in the rectified voltage Vrec.
  • the auxiliary current controller 100 may be configured to sense the first current S5 output from the LED group LED4 in order to determine when the LED group LED4 emits light. In this case, since it is operated as described with reference to FIGS. 1 to 5 described above, redundant description thereof will be omitted.
  • the embodiment of the present invention may be implemented as shown in FIG. 6, and the embodiment of FIG. 6 is the auxiliary current sources 42b-44b corresponding to the auxiliary current sources 42-44 as compared with the embodiment of FIG. 2. Is configured differently. In the embodiment of FIG. 6, descriptions of components and functional operations similar to those of FIG. 2 will be omitted.
  • Each auxiliary current source 42b-44b is output from the PNP bipolar transistors Q22, Q23, and Q24 and the LED group LED1 that respectively output a second current in response to the auxiliary current provided from the auxiliary current controller 100.
  • Resistors R21, R22, R31, R32, R41, and R42 that transfer voltages corresponding to the first current i1 to the base of the PNP bipolar transistors Q22, Q23, and Q24.
  • Each of the auxiliary current sources 42b to 44b is connected to each LED group LED2, LED3, and LED4 to which it is coupled by driving the PNP bipolar transistors Q22, Q23, and Q24 to which the rectified voltage Vrec is applied. Provide a second current for simultaneous light emission.
  • Each of the auxiliary current sources 42b-44b is configured to simultaneously emit a constant amount of a second current corresponding to the emission voltage V1 of the LED group LED1 while the LED group LED1 that emits the first light emits light. It is configured to provide.
  • each of the auxiliary current sources 42b-44b has a constant amount corresponding to the light emission voltage V1 of the LED group LED1 while the rectified voltage Vrec maintains the light emission voltage V1 of the LED group LED1 emitting the first light.
  • the start time of supplying the second current may be variously set by the manufacturer regardless of the light emitting voltage of the LED group LED1.
  • the resistance values of the resistors R21, R22, R31, R32, R41 and R42 which determine the voltage applied to the base of the PNP bipolar transistors Q22, Q23 and Q24, are output from the LED group LED1. Preferably, it is set so as not to turn off in response to the first current i1.
  • the stopping of the supply of the second current for simultaneous emission by the respective auxiliary current sources 42b-44b may be controlled by the operation of the auxiliary current controller 100 described in the embodiment of FIG. 2.
  • each switching circuit 31, 32, 33, and 34 has a resistance in which reference voltages VREF1, VREF2, VREF3, and VREF4 are applied to the negative input terminal ( ⁇ ). (Riset) It is higher than the sensing voltage of both ends, so all of them are turned on.
  • the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 do not emit light, and the auxiliary current sources 42b-44b also do not supply the second current because the turn-on conditions are not satisfied. Do not.
  • the LED group LED1 emits light sequentially.
  • the switching circuit 31 connected to the LED group LED1 provides a current path for sequentially emitting light.
  • the rectified voltage Vrec reaches the light emission voltage V1 and the LED group LED1 sequentially emits light and a current path through the switching circuit 31 is formed, the first current i1 increased to a constant level is transferred to the LED group LED1. Supplied.
  • auxiliary current sources 42b-44b start the supply of the second currents ic2, ic3, and ic4 because the turn-on condition is satisfied.
  • Each auxiliary current source 42b-44b is configured to provide a constant amount of second current corresponding to the emission voltage V1 of the LED group LED1 while the LED group LED1 maintains light emission.
  • the auxiliary current sources 42b-44b receive a constant amount of second current corresponding to the light emitting voltage V1 of the LED group LED1 while the rectified voltage Vrec maintains the light emitting voltage V1 of the LED group LED1. It is configured to provide.
  • the second current ic2 provided by the auxiliary current source 42b may be determined by a resistance value, and may be defined as in Equation 1 below.
  • Equation 1 i B is a base current, hfe is a current amplification factor of transistor Q22, V1 is a light emission voltage of LED group LED1, R is a resistance value applied to the base, and resistors R21 and R22. Can be determined by. That is, the second current ic2 may have a constant value.
  • Second currents ic3 and ic4 of the auxiliary current sources 43b to 44b may also be obtained in the same manner as in Equation 1, and may be provided in the same or different amount as the second current ic2 when the resistance value is the same or different.
  • the first current i1 flows through the path through the LED group LED1, the switching circuit 31 of the driving circuit 30, and the sensing resistor Riset.
  • the second currents ic2, ic3, and ic4 of the auxiliary current sources 42b-44b are the respective LED groups LED2, LED3, and LED4, and the respective switching circuits 32, 33, and 34 of the driving circuit 30.
  • the sensing resistor (Riset) flows in a constant amount.
  • Each of the LED groups LED2, LED3, and LED4 simultaneously emits light by the second currents ic2, ic3, and ic4.
  • the second currents ic2, ic3, and ic4 of the auxiliary current sources 42b-44b are maintained at a constant amount, and the first current i1 supplied to the LED group LED1 is also a constant amount. Is maintained.
  • illuminance due to sequential light emission of the LED group LED1 is formed as low as the amount of the second currents ic2, ic3, and ic4 of the distributed auxiliary current sources 52, 53, and 54. That is, the light deviation between the LED groups is reduced by simultaneous light emission while maintaining the overall illuminance.
  • the light emitting diode group LED2 emits light sequentially.
  • the switching circuit 32 connected to the LED group LED2 provides a current path for sequentially emitting light.
  • the LED group LED1 also maintains a light emitting state.
  • the rectified voltage Vrec reaches the light emission voltage V2 and the LED group LED2 sequentially emits light and a current path through the switching circuit 32 is formed
  • the level of the sensing voltage of the sensing resistor Riset increases.
  • the sensing voltage level at this time is higher than the reference voltage VREF1. Therefore, the NMOS transistor 39a of the switching circuit 31 is turned off by the output of the comparator 38a. That is, the switching circuit 31 is turned off, and the switching circuit 32 provides a current path corresponding to sequential light emission of the LED group LED2.
  • the auxiliary current sources 42b-44b provide a constant amount of second currents ic2, ic3, and ic4 corresponding to the light emission voltage V1.
  • the first current i2 drives the light emitting diode group LED2 in response to the sequential light emission of the LED group LED2 described above. It flows through the switching circuit 32 of the circuit 30 and the current path via the sensing resistor Riset. At this time, the first current i1 follows the amount by which the first current i2 increases.
  • auxiliary current sources 42b-44b provide a constant amount of the second currents ic2, ic3, ic4 corresponding to the light emission voltage V1.
  • the first current i2 and the second current ic2 for sequentially emitting light flow through the current path via the LED group LED2, the switching circuit 32 of the driving circuit 30, and the sensing resistor Riset.
  • the illuminance of the LED group LED2 is formed as low as the amount of the second currents ic3 and ic4 of the distributed auxiliary current sources 43b to 44b. That is, the light deviation between the LED groups is reduced by simultaneous light emission while maintaining the overall illuminance.
  • the light emitting diode group LED3 emits light sequentially.
  • the switching circuit 33 connected to the LED group LED3 provides a current path for sequentially emitting light.
  • the LED groups LED1 and LED2 also maintain a light emitting state.
  • the rectified voltage Vrec reaches the light emission voltage V3 and the LED group LED3 sequentially emits light and a current path is formed through the switching circuit 33
  • the level of the sensing voltage of the sensing resistor Riset increases.
  • the sensing voltage level at this time is higher than the reference voltage VREF2. Therefore, the NMOS transistor 39b of the switching circuit 32 is turned off by the output of the comparator 38b. That is, the switching circuit 32 is turned off, and the switching circuit 33 provides a current path corresponding to sequential light emission of the LED group LED3.
  • the auxiliary current sources 42b-44b provide a constant amount of second currents ic2, ic3, and ic4 corresponding to the light emission voltage V1.
  • the first current i3 corresponds to the light emission of the light emitting diode group LED3 described above.
  • the current flows through the switching circuit 33 and the sensing resistor Riset at 30. At this time, the first currents i1 and i2 follow the amount by which the first current i3 increases.
  • auxiliary current sources 42b-44b provide a constant amount of the second currents ic2, ic3, ic4 corresponding to the light emission voltage V1.
  • the first current i3 and the second current ic3 for sequentially emitting light flow through the current path via the LED group LED3, the switching circuit 33 of the driving circuit 30, and the sensing resistor Riset.
  • the illuminance of the LED group LED3 is formed as low as the amount of the auxiliary current ic4 of the distributed auxiliary current source 42d. That is, the light deviation between the LED groups is reduced by simultaneous light emission while maintaining the overall illuminance.
  • the light emitting diode group LED4 emits light sequentially.
  • the switching circuit 34 connected to the LED group LED4 provides a current path for sequentially emitting light.
  • the LED groups LED1, LED2, and LED3 also maintain a light emitting state.
  • the auxiliary current controller 100 stops providing the auxiliary current to the auxiliary current sources 42b-44b. Therefore, the second currents ic2, ic3, and ic4 for simultaneous light emission are stopped from being provided to the respective LED groups LED2, ED3, and LED4.
  • the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 only perform sequential light emission with a constant illuminance by the first current i4.
  • the light deviation between each LED group is reduced while maintaining the overall illuminance.
  • the light emitting diode group LED4 when it emits light, it may have the highest illuminance.
  • the embodiment of the present invention stops simultaneous light emission in response to sequential light emission of the LED group LED4 having the highest illuminance. Therefore, the light deviation between each LED group can be effectively reduced while maintaining the overall illuminance.
  • the embodiment of the present invention is controlled by simultaneous light emission of the auxiliary current sources 42b-44b.
  • the light deviation between the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 may be reduced.
  • the auxiliary current sources 42b-44b provide a second amount of current while the LED group LED1 maintains light emission in response to the decrease in the rectified voltage Vrec, and when the LED group LED1 is extinguished, 2 does not provide current.
  • FIG. 10 illustrates a detailed circuit diagram of FIG. 9.
  • the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted.
  • the auxiliary current driving circuit includes auxiliary current controllers 110-114 and auxiliary current sources 52, 53, and 54.
  • the auxiliary current driving circuit may provide an auxiliary current corresponding to a rectified voltage for simultaneous light emission of at least a portion of the LED group in parallel with sequential light emission, and a predetermined group of LED groups may be sequentially supplied after a first current is provided.
  • Each control is provided to provide an auxiliary current to at least some LED groups for simultaneous light emission until light emission.
  • Auxiliary current sources are each configured in at least some of the LED groups and are configured to provide a second current for simultaneous light emission using an auxiliary current corresponding to the rectified voltage.
  • the auxiliary current sources 52, 53, 54 are configured to correspond to the LED groups LED2, LED3, LED4, respectively.
  • Each of the auxiliary current sources 52, 53, and 54 is configured to include switching elements Q52, Q53, and Q54 that sense an auxiliary current through the resistors R52, R53, and R54 and deliver the auxiliary current.
  • the switching elements Q52, Q53, and Q54 may be configured using NMOS transistors.
  • the time point at which each of the auxiliary current sources 52-54 starts supplying the second currents ic2, ic3, and ic4 using the auxiliary current it is determined by the values of the resistors R52, R53, and R54.
  • 9 and 10 illustrate that when the LED group LED1 sequentially emits light, the time point at which the first current is started is determined to start supplying the second currents ic2, ic3, and ic4. It is.
  • auxiliary current controllers 110, 112, and 114 are configured in the auxiliary current sources 52, 53, and 54, respectively, from the time point at which the first current is provided until the predetermined LED group sequentially emits light.
  • the corresponding auxiliary current source is configured to control to provide a second current.
  • the auxiliary current controllers 110, 112, and 114 are configured to perform control by using the first current provided to the LED group to provide the second current.
  • Each auxiliary current controller 110, 112, and 114 may include switching elements Q60, Q70, and Q80 that sense the first current through the resistors R60, R70, and R80.
  • each of the switching elements Q60, Q70, and Q80 may be composed of NPN bipolar transistors.
  • the switching elements Q60, Q70, and Q80 of each of the auxiliary current controllers 110, 112, and 114 have a predetermined light emitting diode group (for example, a light emitting diode group LED4) after the first current is provided. It is possible to control the secondary current source corresponding to the secondary current source to provide the second current for the simultaneous emission by maintaining the turn-off state until the sequential light emission.
  • the turn-on time points of the switching elements Q60, Q70 and Q80 may be determined by the resistance values of the resistors R60, R70 and R80.
  • the auxiliary current controller 110, 112, 114 may further include a current regulation circuit for regulating the second current output from the auxiliary current source (52, 53, 54).
  • the current regulation circuit includes the auxiliary current source 52 by the voltages sensed by the resistors R63, R73, and R83 and the resistors R63, R73 and R83 that sense the second current output from the auxiliary current sources 52, 53, and 54.
  • the NPN bipolar transistors Q62, Q72, and Q82 for controlling the gate voltages of the switching elements Q52, Q53, and Q54 of the transistors 53, 54, and 54, respectively.
  • the current regulation circuit may limit the second current so as to prevent an error from occurring when the driving circuit 30 provides a current path due to an overcurrent.
  • FIGS. 9 and 10 may simultaneously perform light emission by the second current of the auxiliary current sources 52, 53, and 54 in parallel with the sequential light emission as in the embodiment of FIGS. 1 and 2.
  • 11 may also be sequentially and simultaneously emitting light in the same manner as in other embodiments.
  • FIG. 11 illustrates that the auxiliary current controllers 110, 112, and 114 are configured to perform control using the first current provided to the LED group that sequentially emits light before the LED group to provide the second current.
  • the embodiment of FIG. 11 differs from the embodiment of FIGS. 9 and 10 in a position where a second current is provided, and the practical operation is almost the same as that of FIGS. 9 and 11. Therefore, the configuration and operation description of the embodiment of FIG. 11 replaces the description of the embodiment of FIGS. 9 and 10.
  • FIGS. 12 and 13 an embodiment of the present invention may be implemented as shown in FIGS. 12 and 13, and the embodiment of FIGS. 12 and 13 uses one auxiliary current source 90 as compared to the embodiment of FIGS. 1 and 2. Supplying the second currents ic2, ic3, and ic4 is different.
  • FIGS. 12 and 13 descriptions of the configuration and operation of the same components as those of FIGS. 1 and 2 will be omitted.
  • each of the LED groups LED2, LED3, LED4 has a rectified voltage Vrec at a lower level than the first current provided via the LED group LED1 can reach.
  • the second current that increases or decreases in response to the rise and decrease of the rectified voltage Vrec is provided through the auxiliary current source (90).
  • the auxiliary current source 90 transmits a NPN bipolar transistor Q90 that outputs a second current in response to the auxiliary current provided by the auxiliary current controller 100 and a voltage corresponding to the auxiliary current to the base of the NPN bipolar transistor Q90.
  • the resistors R90 and the second currents include diodes DA2 to DA4 that transmit separate paths to the LED groups LED2, LED3, and LED4.
  • the auxiliary current source 90 provides the second currents ic2, ic3, and ic4 to each of the LED groups LED2, LED3, and LED4, respectively. More specifically, the auxiliary current source 90 receives the second currents ic2, ic3, and ic4 having an increasing slope while the rectified voltage Vrec rises to the light emitting voltage of each of the LED groups LED2, LED3, and LED4. Second currents ic2, ic3 and ic4 provided to the groups LED2, LED3 and LED4 and having a decreasing slope while the rectified voltage Vrec falls from below the luminous voltage of each of the LED groups LED2, LED3 and LED4. ) Is provided to each LED group (LED2, LED3, LED4).
  • the auxiliary current source 90 may provide a predetermined amount of the second currents ic2, ic3, and ic4 in the state in which each of the LED groups LED2, LED3, and LED4 sequentially emits light.
  • the auxiliary current source 90 has a constant amount corresponding to the level of the rectified voltage Vrec when the level of the rectified voltage Vrec maintains an ideal that the first current provided through the LED group LED1 can reach.
  • the second currents ic2, ic3 and ic4 are provided.
  • the auxiliary current controller 100 stops providing the auxiliary current to the auxiliary current source 90. Therefore, the second currents ic2, ic3, and ic4 for simultaneous light emission are stopped from being provided to the respective LED groups LED2, ED3, and LED4.
  • the LED groups LED1, LED2, LED3, and LED4 only perform sequential light emission with a constant illuminance by the first current i4.
  • the light deviation between the LED groups is reduced while maintaining the overall illuminance.
  • the 12 and 13 may be set to start the supply of the second current in response to the rectified voltage Vrec equal to or greater than the light emitting voltage of the LED group LED1 that emits the first light.
  • the start time of supplying the second current may be variously set by the manufacturer regardless of the light emitting voltage of the LED group LED1.
  • 12 and 13 illustrate the first current S4 or the light emitting diode provided to the LED group LED4 by the auxiliary current controller 100 to determine when the LED group LED4 emits light. It may be configured to sense the first current (S5) output from the group (LED4).
  • the light deviation between the LED groups can be alleviated by sequential light emission and simultaneous light emission corresponding to the rectified voltage Vrec of one cycle, thereby reducing the light deviation for the entire light emission of the lighting device. I can eliminate it.
  • the present invention even when at least one LED group emits light using a rectified voltage whose phase angle is controlled by using a dimmer, light deviation that may occur due to unstable light emission corresponding to the phase angle may be alleviated. Thus, the light deviation with respect to the total light emission of the lighting device can be eliminated.

Abstract

본 발명은 발광 다이오드를 광원으로 이용하는 조명 장치를 개시하며, 정류 전압에 대응한 전류를 조명부와 보조 전류 회로로 분산하고, 순차 발광과 동시 발광에 의하여 발광 다이오드 그룹 간의 광 편차를 개선할 수 있다. 그러므로, 정류 전압의 한 주기와 디밍에 대응한 광 편차를 개선할 수 있다.

Description

조명 장치
본 발명은 조명 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 발광 다이오드를 광원으로 이용하는 조명 장치에 관한 것이다.
조명 장치는 에너지 절감을 위하여 적은 양의 에너지로 높은 발광 효율을 갖는 광원을 이용하도록 개발되고 있다. 최근 발광 다이오드(LED)가 조명 장치의 대표적인 광원으로 이용되고 있다. 발광 다이오드는 에너지 소비량, 수명 및 광질 등과 같은 다양한 요소에서 다른 광원들과 차별화되는 이점을 갖는다.
발광 다이오드는 전류에 의하여 구동되는 특성을 갖는다. 그러므로, 발광 다이오드를 광원으로 하는 조명 장치는 전류 구동을 위한 추가적인 회로가 많이 필요한 문제점이 있다. 상기한 문제점을 해결하고자, 조명 장치는 교류 다이렉트 방식(AC DIRECT TYPE)으로 교류 전원을 발광 다이오드에 제공하도록 개발된 바 있다.
상기 교류 다이렉트 방식의 조명 장치는 교류 전원을 정류 전압으로 변환하고 정류 전압을 이용한 전류 구동에 의하여 발광 다이오드가 발광하도록 구성된다. 교류 다이렉트 방식의 조명 장치는 인덕터 및 캐패시터를 사용하지 않고 정류 전압을 사용하기 때문에 역률(POWER FACTOR)이 양호한 특성이 있다. 정류 전압은 교류 전압이 전파 정류된 전압을 의미한다.
상기 교류 다이렉트 방식의 조명 장치는 적어도 하나의 발광 다이오드 그룹을 포함하며, 발광 다이오드 그룹은 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하도록 구성된다. 그리고, 교류 다이렉트 방식의 조명 장치는 디밍을 위한 디머를 포함할 수 있다.
상기한 조명 장치는 정류 전압 변화에 대응하여 발광 다이오드 그룹이 발광 또는 소광할 수 있으며, 디밍에 의하여 조도가 제한될 수 있다.
조명 장치는 통상 직렬 연결된 복수 개의 발광 다이오드 그룹을 포함하며, 정류 전압의 변화에 의하여 발광하는 발광 다이오드 그룹과 소광하는 발광 다이오드 그룹이 존재할 수 있다. 그러므로, 정류 전압의 변화에 대응한 광편차가 심하게 발생할 수 있다. 상기한 광편차는 풀-앵글(Full Angle)로 제어되는 정류 전압에 대응한 발광의 경우 두드러지게 발생할 수 있다.
또한, 디머는 불균일한 동작 특성을 갖는다. 즉, 디머로 정류 전압의 위상각을 제어하는 경우, 조도가 정확히 제어되기 어렵다. 즉, 디밍의 편차가 발생할 수 있으며, 상기한 디밍의 편차에 의하여 광편차가 발생할 수 있다.
교류 다이렉트 방식의 조명 장치는 양질의 조명을 제공하기 위하여 상기와 같은 광편차가 발생하는 문제점을 해소할 필요성이 있다.
본 발명의 목적은 적어도 하나의 발광 다이오드 그룹을 포함하는 조명부가 정류 전압에 의하여 순차 발광과 동시 발광을 수행함으로써 발광 다이오드 그룹 별 광 편차를 해소할 수 있는 조명 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 정류 전압의 한 주기에 대응하여 순차적으로 발광 및 소광하는 발광 다이오드 그룹들 간의 광 편차를 해소할 수 있는 조명 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 디머를 이용하여 위상각을 제어하는 경우 발생하는 광 편차를 해소할 수 있는 조명 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 정류 전압에 대응한 전류를 조명부와 보조 전류원으로 분산하고, 정류 전압의 변화에 따르는 순차적인 발광 다이오드 그룹의 순차 발광과 보조 전류원에 분산된 전류를 이용한 동시 발광에 의하여 정류 전압의 한 주기와 디밍에 대응한 광 편차를 개선한 조명 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 조명 장치는, 정류 전압에 의하여 순차 발광하는 복수의 발광 다이오드 그룹을 포함하는 조명부; 상기 복수의 발광 다이오드 그룹에 상기 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공하는 구동 회로; 및 상기 발광 다이오드 그룹들 중 적어도 일부에 동시 발광을 위하여 상기 정류 전압에 대응하는 보조 전류를 이용한 전류를 공급하고, 상기 전류의 공급 개시와 공급 중단 중 적어도 하나를 상기 순차 발광에 대응되는 소정 시점에 제어하는 보조 전류 구동 회로;를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 조명 장치는, 정류 전압에 의하여 순차 발광하는 복수의 발광 다이오드 그룹을 포함하며, 상기 순차 발광에 대응하여 제1 전류가 흐르는 조명부; 상기 제1 전류에 의하여 상기 복수의 발광 다이오드 그룹에 상기 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공하는 구동 회로; 및 상기 순차 발광에 병행하여 상기 제1 전류가 제공되는 시점 이후부터 미리 지정된 상기 발광 다이오드 그룹이 순차 발광하기 전까지 동시 발광을 위한 상기 적어도 일부 발광 다이오드 그룹에 상기 정류 전압에 대응하는 상기 보조 전류를 이용한 제2 전류를 제공하는 것을 동시에 제어하는 보조 전류 구동 회로;를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 조명 장치는, 정류 전압에 의하여 순차 발광하는 복수의 발광 다이오드 그룹을 포함하며, 상기 순차 발광에 대응하여 제1 전류가 흐르는 조명부; 상기 제1 전류에 의하여 상기 복수의 발광 다이오드 그룹에 상기 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공하는 구동 회로; 및 상기 순차 발광에 병행하여 적어도 일부 상기 발광 다이오드 그룹의 동시 발광을 위하여 상기 정류 전압에 대응하는 보조 전류를 이용한 제2 전류를 제공하며, 상기 제1 전류가 제공되는 시점 이후부터 미리 지정된 상기 발광 다이오드 그룹이 순차 발광하기 전까지 동시 발광을 위한 상기 적어도 일부 발광 다이오드 그룹에 상기 제2 전류를 제공하는 것을 상기 발광 다이오드 그룹 별로 제어하는 보조 전류 구동 회로;를 포함함을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의하면 발광 다이오드 그룹을 포함하는 교류 다이렉트 방식의 조명 장치에서 발생할 수 있는 광 편차를 해소할 수 있다.
특히, 한 주기의 정류 전압에 대응하여 순차적으로 발광 및 소광하는 발광 다이오드 그룹들 간의 광 편차가 완화될 수 있어서, 조명 장치의 전체 발광에 대한 광 편차를 해소할 수 있다.
또한, 디머를 이용하여 위상각이 제어된 정류 전압을 이용하여 발광 다이오드 그룹이 발광하는 경우, 위상각에 대응하여 일부 발광 다이오드 그룹이 발광함에 따라 발생할 수 있는 광 편차가 완화될 수 있어서, 조명 장치의 전체 발광에 대한 광 편차를 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 조명 장치의 바람직한 실시예를 나타내는 블록도
도 2는 도 1의 조명 장치의 일 예를 나타내는 상세 회로도.
도 3은 도 2의 구동 회로를 예시한 상세 회로도.
도 4는 도 2의 실시예에 따른 발광 다이오드 그룹 별 발광을 위한 전류를 설명하는 파형도.
도 5는 도 2의 실시예에 따른 제2 전류와 센싱 전류를 표시하는 파형도.
도 6은 도 1의 조명 장치의 다른 예를 나타내는 상세 회로도.
도 7은 도 6의 실시예에 따른 발광 다이오드 그룹 별 발광을 위한 전류를 설명하는 파형도.
도 8은 도 6의 실시예에 따른 및 제2 전류와 센싱 전류를 표시하는 파형도.
도 9는 본 발명의 조명 장치의 다른 실시예를 나타내는 블록도
도 10은 도 9의 조명 장치의 일 예를 나타내는 상세 회로도.
도 11은 도 9의 조명 장치의 변형 실시예를 나타내는 상세 회로도.
도 12는 본 발명의 조명 장치의 또다른 실시예를 나타내는 블록도.
도 13은 도 12의 조명 장치의 일 예를 나타내는 상세 회로도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
본 발명의 실시예는 전원부(10), 조명부(20), 구동 회로(30) 및 보조 전류 구동 회로를 포함할 수 있다. 여기에서, 보조 전류 구동 회로는 후술하는 실시예들의 보조 전류 제어부(도 1, 도 2, 도 6, 도 12 및 도 13의 100 또는 도 9 내지 도 11의 110, 112, 114)와 보조 전류원(도 1, 도 2 및 도 6의 42-44 도 9 내지 11의 52-54, 또는 도 12 및 도 13의 90)을 포함할 수 있다.
조명부(20)는 정류 전압 Vrec에 의하여 순차 발광하는 복수의 발광 다이오드 그룹을 포함하며, 구동 회로(30)는 복수의 발광 다이오드 그룹에 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공한다.
그리고, 보조 전류 구동 회로는 발광 다이오드 그룹들 중 적어도 일부에 동시 발광을 위하여 정류 전압에 대응하는 보조 전류를 공급하고, 보조 전류의 공급 개시와 공급 중단 중 적어도 하나를 순차 발광에 대응되는 소정 시점에 제어한다.
여기에서, 보조 전류 구동 회로는 복수의 발광 다이오드 그룹들 중 선택된 발광 다이오드 그룹의 발광 이후 보조 전류를 공급할 수 있다. 본 발명은 일례로 최초 발광하는 발광 다이오드 그룹의 발광 이후 보조 전류를 공급하도록 구성될 수 있다.
또한, 보조 전류 구동 회로는 최초 발광하는 발광 다이오드 그룹을 제외한 나머지 발광 다이오드 그룹 중 선택된 발광 다이오드 그룹의 발광 전 또는 발광 후에 보조 전류의 공급을 중단할 수 있다. 본 발명은 일례로 마지막 발광하는 발광 다이오드 그룹의 발광 전 또는 후에 보조 전류의 공급을 중단하도록 구성될 수 있다.
또한, 보조 전류 구동 회로는 최초 발광하는 발광 다이오드 그룹을 제외한 나머지 발광 다이오드 그룹들 전체에 대하여 보조 전류의 공급과 중단 중 적어도 하나를 동시에 제어하거나 개별적으로 제어할 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예는 도 1, 도 2, 도 6, 도 9, 도 11, 도 12 및 도 13을 참조하여 설명될 수 있으며, 도 1, 도 2, 도 6, 도 12 및 도 13은 전체 보조 전류원에 보조 전류의 공급과 중단 중 적어도 하나를 동시에 제어하는 것을 예시한 실시예이고, 도 9 및 도 11은 보조 전류원의 보조 전류의 공급과 중단 중 적어도 하나를 개별적으로 제어하는 것을 예시한 실시예이다.
먼저, 도 1의 실시예는 전원부(10), 조명부(20), 구동 회로(30) 및 보조 전류 구동 회로를 포함하며, 상술한 바와 같이 보조 전류 구동 회로는 보조 전류 제어부(100)와 보조 전류원들(42-44)을 포함한다. 도 1의 실시예는 도 2와 같이 구현될 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 구체적으로 실시예의 구성을 살펴본다.
전원부(10)는 정류 전압 Vrec을 제공하도록 구성되며, 이를 위하여 교류 전원(VAC)과 정류기(12)를 포함할 수 있다. 교류 전원(VAC)은 상용 교류 전원으로 구성될 수 있으며 교류 전압을 제공한다. 정류기(12)는 교류 전원(VAC)의 교류 전압을 전파 정류한 정류 전압 Vrec을 출력한다. 정류기(12)는 통상의 브릿지 다이오드 구조를 갖도록 구성될 수 있다.
전원부(10)에서 제공되는 정류 전압 Vrec은 교류 전압의 반주기에 대응하는 리플 성분을 갖는다. 이하 본 발명의 실시예에서 정류 전압 Vrec의 변화는 리플의 증감을 의미하는 것으로 정의한다.
도시되지 않았으나, 전원부(10)는 디머(Dimmer)를 포함할 수 있으며, 디머는 트라이액(TRIAC)을 포함하여 구성될 수 있다. 디머는 교류 전압에 대한 위상 제어를 수행하여 정류 전압 Vrec의 위상을 제어하도록 동작될 수 있다. 즉, 디머는 정류 전압 Vrec의 위상을 제어하여서 조명부(20)에 제공하는 전류의 양을 제어하는 디밍을 수행하며, 결과적으로 디밍에 따른 전류 제어에 의하여 조명부(20)의 조도가 제어될 수 있다.
전원부(10)의 정류 전압 Vrec에 대응하는 전류는 조명부(20)와 보조 전류 구동 회로에 분산 제공될 수 있다. 보조 전류 구동 회로에 분산되는 전류는 보조 전류라 정의할 수 있고, 순차적으로 발광하는 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)을 흐르는 전류는 제1 전류라 정의할 수 있다.
조명부(20)는 정류 전압 Vrec에 대응하여 발광하며, 발광 다이오드들을 포함한다. 조명부(20)에 포함된 발광 다이오드들은 복수 개의 발광 다이오드 그룹으로 구분될 수 있으며, 도 1의 실시예는 직렬로 연결된 4 개의 발광 다이오드 그룹(LED1, LED2, LED3, LED4)을 포함한 조명부(20)를 예시한다. 발광 다이오드 그룹의 수는 제작자의 의도에 따라 다양하게 적용될 수 있다. 또한, 각 발광 다이오드 그룹(LED1, LED2, LED3, LED4)은 적어도 하나의 발광 다이오드 또는 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결된 복수 개의 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 도 1의 실시예는 도 2와 같이 각 발광 다이오드 그룹(LED1, LED2, LED3, LED4)에 직렬 연결된 8개의 발광 다이오드를 포함하는 것으로 예시될 수 있다.
각 발광 다이오드는 발광 전압을 가지며, 발광 다이오드 그룹들은 발광 다이오드를 포함하는 수에 비례하는 발광 전압을 갖는다. 직렬로 연결된 발광 다이오드 그룹들은 각 발광 다이오드 그룹들의 발광 전압을 합한 값의 발광 전압을 갖는다.
보다 구체적으로, 직렬로 연결된 각 발광 다이오드 그룹(LED1, LED2, LED3, LED4)의 발광 전압이 60V라 하면, 60V에서 발광 다이오드 그룹(LED1)이 발광하고, 120V에서 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)이 발광하며, 180V에서 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3)이 발광하고, 240V에서 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)이 발광한다.
여기에서, 발광 다이오드 그룹(LED1)이 발광하는 60V는 발광 다이오드 그룹(LED1)의 발광 전압 V1이라 정의할 수 있고, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)이 발광하는 120V는 발광 다이오드 그룹(LED2)의 발광 전압 V2이라 정의할 수 있고, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3)이 발광하는 180V는 발광 다이오드 그룹(LED3)의 발광 전압 V3이라 정의할 수 있고, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)이 발광하는 240V는 발광 다이오드 그룹(LED4)의 발광 전압 V4이라 정의할 수 있다.
여기에서, 발광 전압 V2는 발광 다이오드 그룹(LED1)을 경유하여 제공되는 제1 전류가 발광 다이오드 그룹(LED2)에 도달할 수 있는 레벨의 정류 전압 Vrec이며, 발광 전압 V3는 발광 다이오드 그룹(LED1)을 경유하여 제공되는 제1 전류가 발광 다이오드 그룹(LED3)에 도달할 수 있는 레벨의 정류 전압 Vrec이고, 발광 전압 V4는 발광 다이오드 그룹(LED1)을 경유하여 제공되는 제1 전류가 발광 다이오드 그룹(LED4)에 도달할 수 있는 레벨의 정류 전압 Vrec이다. 각 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4) 사이에는 전류의 역방향 흐름을 방지하기 위한 다이오드들(D2, D3, D4)이 각각 구성된다.
도 1의 보조 전류 구동 회로는 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)의 순차 발광에 병행하여 적어도 일부 상기 발광 다이오드 그룹의 동시 발광을 위하여 정류 전압 Vrec에 대응하는 보조 전류를 제공하며, 제1 전류가 제공되는 시점(예시적으로 발광 다이오드 그룹(LED1)이 발광하여 전류가 제1 전류가 제공되는 시점) 이후부터 미리 지정된 발광 다이오드 그룹(예시적으로 발광 다이오드 그룹(LED4))이 순차 발광하기 전까지 동시 발광을 위한 적어도 일부 발광 다이오드 그룹(예시적으로 발광 다이오드 그룹들(LED2, LED3, LED4)에 보조 전류를 제공하는 것을 동시에 제어하도록 구성된다.
이를 위하여, 보조 전류 구동 회로는 보조 전류 제어부(100)와 보조 전류원들(42-44)을 포함하며, 보조 전류 제어부(100)는 제1 전류가 제공되는 시점 이후부터 미리 지정된 상기 발광 다이오드 그룹이 순차 발광하기 전까지 정류 전압에 대응하는 보조 전류를 제공하고, 보조 전류원들(42-44)은 적어도 일부 발광 다이오드 그룹에 각각 구성되며 보조 전류를 이용하여 동시 발광을 위한 제2 전류를 제공한다. 여기에서, 제2 전류는 보조 전류를 이용하여 보조 전류원들(42-44)이 출력하는 전류로 정의될 수 있다.
그리고, 보조 전류 제어부(100)는 미리 지정된 상기 발광 다이오드 그룹에 마지막 순차 발광하는 발광 다이오드 그룹(LED4)이 대응하여 구성될 수 있다.
상기한 보조 전류 제어부(100)는 미리 지정된 발광 다이오드 그룹(예시적으로 발광 다이오드 그룹(LED4))에 제공되는 제1 전류(S4)를 저항(R12) 및 저항(R12)을 통하여 센싱하는 스위칭 회로(Q11)와 스위칭 회로(Q11)의 센싱 결과에 의하여 보조 전류를 보조 전류원들(42-44)로 제공하는 것을 제어하는 스위칭 회로(Q10)를 포함하여 구성될 수 있다. 스위칭 회로(Q11)가 턴오프 상태를 유지하면, 스위칭 회로(Q10)는 저항(R10)을 통하여 인가되는 보조 전류의 레벨에 대응하여 보조 전류를 바이패스시킨다. 반대로, 스위칭 회로(Q11)가 턴온 상태를 유지하면, 스위칭 회로(Q10)는 게이트 전원이 로우 레벨로 고정되므로 보조 전류를 전달하지 않는다. 여기에서, 스위칭 회로(Q10)는 NMOS 트랜지스터로 구성될 수 있고, 스위칭 회로(Q11)는 NPN 바이폴라 트랜지스터로 구성될 수 있다.
또한, 상기한 보조 전류 제어부(100)는 미리 지정된 발광 다이오드 그룹(예시적으로 발광 다이오드 그룹(LED4))에서 출력되는 제1 전류(S5)를 저항(R12)을 통하여 센싱하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 스위칭 회로(Q11)는 저항(R12)을 통하여 제공되는 제1 전류(S5)를 센싱한다. 도 1 내지 도 5를 참조하는 본 발명의 실시예는 제1 전류(S4)를 스위칭 회로(Q11)에서 센싱하는 경우로 가정하여 설명한다.
보조 전류원들(42-44)은 도 2에서 보조 전류원들(42a-44a)로 표시한다.
각 보조 전류원들(42a-44a)은 보조 전류 제어부(100)에서 제공되는 보조 전류에 대응하여 제2 전류를 각각 출력하는 NPN 바이폴라 트랜지스터(Q2, Q3, Q4)와 보조 전류에 대응하는 전압을 NPN 바이폴라 트랜지스터(Q2, Q3, Q4)의 베이스에 전달하는 저항(R2, R3, R4)을 포함한다.
상기한 구성에 의하여, 각 보조 전류원들(42a-44a)은 제1 전류가 제공되는 시점 이후부터 미리 지정된 발광 다이오드 그룹이 순차 발광하기 전까지 정류 전압 Vrec의 레벨 변화에 대응하여 보조 전류 제어부(100)에서 제공되는 보조 전류를 이용하여 제2 전류를 증가 또는 감소시키며 제공한다.
보다 구체적으로, 각각의 보조 전류원들(42a-44a)은 정류 전압 Vrec이 인가되는 NPN 트랜지스터(Q2, Q3, Q4)의 구동에 의하여 자신이 결합된 각각의 발광 다이오드 그룹(LED2, LED3, LED4)에 상술한 바와 같이 제2 전류를 제공한다. 이때, 각각의 보조 전류원들(42a-44a)은 정류 전압 Vrec의 레벨이 자신이 결합된 발광 다이오드 그룹에 제1 전류가 도달할 수 있는 이상이면 자신이 결합된 발광 다이오드 그룹에 일정한 양의 제2 전류를 제공하고 정류 전압 Vrec의 레벨이 자신이 결합된 발광 다이오드 그룹에 제1 전류가 도달할 수 있는 것보다 낮으면 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하여 증감하는 제2 전류를 제공할 수 있다.
구동 회로(30)는 조명부(20)의 제1 전류를 이용한 전류 레귤레이션을 수행하여서 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공한다.
보다 구체적으로, 구동 회로(30)는 정류 전압 Vrec의 변화에 의한 조명부(20)의 발광에 대응하여 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)에 대하여 전류 경로를 제공하고, 전류 경로에 대한 전류 레귤레이션을 수행하도록 구성될 수 있다.
이를 위하여, 구동 회로(30)는 조명부(20)에 포함된 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)의 각 출력단에 연결되는 단자들(C1, C2, C3, C4)을 포함하며, 전류 경로를 형성하기 위한 센싱 저항(Riset)에 연결된다. 센싱 저항(Riset)에 인가되는 전압은 센싱 전압이라 하고 센싱 저항(Riset)에 흐르는 전류는 센싱 전류라 한다.
구동 회로(30)는 전류 경로를 제공하기 위하여 센싱 저항(Riset)의 센싱 전압을 이용한다. 구동 회로(30)는 센싱 저항(Riset)에 흐르는 센싱 전류 iset에 대응하는 센싱 전압과 각 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)에 대응하여 내부에서 제공되는 기준 전압들을 각각 비교한다. 센싱 전압과 기준 전압들을 각각 비교한 결과에 따라서, 구동 회로(30)는 센싱 저항(Riset)과 단자들(C1, C2, C3, C4) 간을 연결하는 전류 경로를 제공할 수 있다.
조명부(20)에 제공되는 정류 전압 Vrec은 주기적으로 증감되는 리플 성분을 갖는다. 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V1 이상 상승하면 발광 다이오드 그룹(LED1)이 순차 발광하고, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V2 이상 상승하면 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)이 순차 발광하며, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V3 이상 상승하면 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3)이 순차 발광하고, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V4 이상 상승하면 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)이 순차 발광한다.
구동 회로(30)와 센싱 저항(Riset)에 의하여 제공되는 전류 경로의 수와 각 전류 경로 상의 전류의 양은 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)의 순차 발광에 대응하여 단계적으로 변화한다. 전류 경로 상의 전류는 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하여 단계적으로 상승 또는 하강하는 계단 파형으로 변화될 수 있다. 그리고, 조명부(20)에 제공되는 전체 전류의 변화는 센싱 저항(Riset)의 센싱 전류 iset와 동일한 것으로 정의할 수 있고 센싱 저항(Riset)의 센싱 전압으로 감지할 수 있다. 센싱 저항(Riset)의 센싱 전류 iset는 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)의 순차 발광과 동시 발광의 전류합에 대응하여 정전류로 제어될 수 있다.
즉, 정류 전압 Vrec이 상승하면 순차 발광하는 발광 다이오드 그룹의 수가 증가하고, 정류 전압 Vrec이 하강하면 순차 발광하는 발광 다이오드 그룹의 수가 감소한다. 그리고, 구동 회로(30)는 조명부(20)의 순차 발광 상태의 변화에 대응하여 변경된 전류 경로를 제공하며, 순차 발광을 위한 전류 경로 상의 전류는 단계적으로 변화한다.
상술한 바와 같이 전류 경로를 제공하고 전류 레귤레이션을 수행하는 구동 회로(30)는 도 3과 같이 구성될 수 있다.
구동 회로(30)는 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)에 대한 전류 경로를 제공하는 복수의 스위칭 회로(31, 32, 33, 34)와 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4을 제공하기 위한 기준 전압 공급부(36)를 포함한다.
기준 전압 공급부(36)는 제작자의 의도에 따라 다양하게 서로 다른 레벨의 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4을 제공하는 것으로 구현될 수 있다.
기준 전압 공급부(36)는 예시적으로 정전압이 인가되는 직렬 연결된 복수의 저항을 포함하여 저항 간의 노드 별로 서로 다른 레벨의 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4을 출력하는 것으로 구성될 수 있다. 또한, 기준 전압 공급부(36)는 상기와 달리 서로 다른 레벨의 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4을 제공하는 독립적인 전압공급원들을 포함하는 것으로 구성될 수 있다.
서로 다른 레벨의 기준 전압들 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4은 기준 전압 VREF1이 가장 낮은 전압 레벨을 가지며, 기준 전압 VREF4가 가장 높은 전압 레벨을 가지고, 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4의 순으로 점차 전압 레벨이 높도록 제공될 수 있다.
여기에서, 기준 전압 VREF1은 발광 다이오드 그룹(LED2)이 순차 발광하는 시점에 스위칭 회로(31)를 턴오프하기 위한 레벨을 갖는다. 보다 구체적으로 기준 전압 VREF1은 발광 다이오드 그룹(LED2)의 순차 발광 시점에 센싱 저항(Riset)에 형성되는 센싱 전압보다 낮은 레벨로 설정될 수 있다.
그리고, 기준 전압 VREF2은 발광 다이오드 그룹(LED3)이 순차 발광하는 시점에 스위칭 회로(32)를 턴오프하기 위한 레벨을 갖는다. 보다 구체적으로 기준 전압 VREF2는 발광 다이오드 그룹(LED3)의 순차 발광 시점에 센싱 저항(Riset)에 형성되는 센싱 전압보다 낮은 레벨로 설정될 수 있다.
그리고, 기준 전압 VREF3은 발광 다이오드 그룹(LED4)이 순차 발광하는 시점에 스위칭 회로(33)를 턴오프하기 위한 레벨을 갖는다. 보다 구체적으로 기준 전압 VREF3은 발광 다이오드 그룹(LED4)의 순차 발광 시점에 센싱 저항(Riset)에 형성되는 센싱 전압보다 낮은 레벨로 설정될 수 있다.
그리고, 기준전압 VREF4는 정류 전압 Vrec의 상한 레벨 영역에서 센싱 저항(Riset)에 흐르는 전류가 소정의 정전류 형태가 되도록 설정됨이 바람직하다.
한편, 스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)은 전류 레귤레이션 및 전류 경로 형성을 위하여 센싱 전압을 제공하는 센싱 저항(Riset)에 공통으로 연결된다.
스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)은 센싱 저항(Riset)의 센싱 전압과 기준 전압 생성 회로(30)의 각각의 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4를 비교하여서 조명부(20)의 순차 발광을 위한 전류 경로를 형성한다.
스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)은 정류 전압 Vrec이 인가되는 위치에서 먼 발광 다이오드 그룹(LED1, LED2, LED3, LED4)에 연결된 것일수록 높은 레벨의 기준 전압을 제공받는다.
각 스위칭 회로(31, 32, 33, 34)는 비교기(38a, 38b, 38c, 38d)와 스위칭 소자를 포함하며, 스위칭 소자는 NMOS 트랜지스터(39a, 39b, 39c, 39d)로 구성됨이 바람직하다.
각 스위칭 회로(31, 32, 33, 34)의 비교기(38a, 38b, 38c, 38d)는 포지티브 입력단(+)에 기준 전압이 인가되고 네가티브 입력단(-)에 센싱 전압이 인가되며 출력단으로 기준 전압과 센싱 전압을 비교한 결과를 출력하도록 구성된다.
그리고, 각 스위칭 회로(31, 32, 33, 34)의 NMOS 트랜지스터(39a, 39b, 39c, 39d)는 게이트로 인가되는 각 비교기(38a, 38b, 38c, 38d)의 출력에 따라 스위칭 동작을 수행한다. 각 NMOS 트랜지스터(39a, 39b, 39c, 39d)의 드레인과 각 비교기(38a, 38b, 38c, 38d)의 네가티브 입력단(-)은 전류 센싱 저항(Riset)에 공통으로 연결된다.
상기한 구성에 의하여 센싱 저항(Riset)은 센싱 전압을 각 비교기(38a, 38b, 38c, 38d)의 입력단(-)에 인가하는 한편 각 스위칭 회로(31, 32, 33, 34)의 NMOS 트랜지스터(39a, 39b, 39c, 39d)에 대응한 전류 경로를 제공할 수 있다.
상술한 본 발명의 조명 장치에서 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하여 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)이 순차적으로 발광하고, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)의 순차적인 발광에 대응하는 전류 경로가 구동 회로(30)를 통하여 제공될 수 있다.
본 발명의 조명 장치에 따른 도 1의 실시예의 동작에 대하여 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
보조 전류 제어부(100)의 저항(R12) 및 저항(R13)은 발광 다이오드 그룹(LED4)이 발광하는 시점의 제1 전류에 대응하여 스위칭 소자(Q11)가 턴온하는 레벨의 전압이 인가되도록 저항값이 설정될 수 있다. 그러므로, 순차 발광에 의하여 발광 다이오드 그룹(LED4)이 발광되기 전에는, 스위칭 소자(Q11)는 턴오프 상태를 유지하므로, 스위칭 소자(Q10)는 보조 전류를 바이패스 한다.
조명부(20)는 정류 전압 Vrec에 대응하는 전류를 제공받는다. 그리고, 조명부(20)의 각 발광 다이오드 그룹들(LED2, LED3, LED4)은 보조 전류원들(42a, 43a, 44a)에서 각각 제2 전류 ic2, ic3, ic4를 제공받을 수 있다. 즉, 보조 전류 it는 제2 전류 ic2, ic3, ic4의 합으로 정의될 수 있다. 그리고, 전원부(10) 즉 정류기(12)에서 제공되는 전류는 보조 전류 it와 조명부(20)의 발광 다이오드 그룹(LED1)를 경유하는 제1 전류 i1의 합으로 정의될 수 있다. 상기한 정류기(12)에서 제공되는 전류는 센싱 전류 iset와 동일한 것으로 정의될 수 있다. 그리고, 각 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)의 제1 전류는 i1, i2, i3, i4로 구분될 수 있다. 여기에서, i4는 ic4+i3으로 정의될 수 있고, i3는 ic3+i2로 정의될 수 있으며, i2는 ic2+i1로 정의될 수 있다.
먼저, 보조 전류원들(42a, 43a, 44a)의 동작을 설명한다. 보조 전류원들(42a, 43a, 44a)의 제2 전류 ic2, ic3 ic4의 양은 저항들(R2, R3, R4)의 값, 정류 전압 Vrec 및 자신이 결합된 발광 다이오드 그룹의 발광 전압에 의하여 결정될 수 있다.
보조 전류원들(42a, 43a, 44a)은 최초 발광하는 발광 다이오드 그룹(LED1)의 발광 전압 이상의 정류 전압 Vrec에 대응하여 제2 전류의 공급을 개시하도록 설정될 수 있다. 제2 전류의 공급을 개시하는 시점은 발광 다이오드 그룹(LED1)의 발광 전압과 무관하게 제작자에 의하여 다양하게 설정될 수 있다.
보조 전류원들(42a, 43a, 44a)은 정류 전압 Vrec이 자신이 결합된 발광 다이오드 그룹의 발광 전압보다 낮은 경우 즉 발광 다이오드 그룹(LED1)을 경유하여 제공되는 제1 전류가 도달할 수 있는 것보다 낮은 레벨의 정류 전압 Vrec이 제공되면 정류 전압 Vrec의 상승과 감소에 대응하여 증감하는 제2 전류를 제공한다. 이 경우, 보조 전류원들(42a, 43a, 44a)은 정류 전압 Vrec이 자신이 결합된 발광 다이오드 그룹의 발광 전압까지 상승하는 동안 증가 슬로프를 갖는 제2 전류를 제공하고, 정류 전압 Vrec이 자신이 결합된 발광 다이오드 그룹의 발광 전압부터 그 이하로 하강하는 동안 감소 슬로프를 갖는 제2 전류를 제공한다.
이와 달리, 보조 전류원들(42a, 43a, 44a)은 자신이 결합된 발광 다이오드 그룹이 순차 발광된 상태에서 일정한 레벨의 보조 전류를 제공한다. 즉, 보조 전류원들(42a, 43a, 44a)은 정류 전압이 자신이 결합된 발광 다이오드 그룹의 발광 전압 이상을 유지하는 경우 즉 정류 전압 Vrec의 레벨이 발광 다이오드 그룹(LED1)을 경유하여 제공되는 제1 전류가 도달할 수 있는 이상을 유지하는 경우, 자신이 결합된 발광 다이오드 그룹에 제1 전류가 도달할 수 있는 정류 전압 Vrec의 레벨에 대응하는 일정한 양의 제2 전류를 제공한다. 즉, 보조 전류원들(42a, 43a, 44a)은 고정된 전압값에 대응하는 일정한 양의 보조 전류를 제공한다.
이하, 정류 전압 Vrec의 변화에 따른 각 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)의 발광과 구동 회로(30)의 동작을 설명한다.
정류 전압 Vrec이 초기 상태인 경우, 각 스위칭 회로(31, 32, 33, 34)는 포지티브 입력단(+)에 인가되는 기준 전압들 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4이 네가티브 입력단(-)에 인가되는 저항(Riset) 양단의 센싱 전압보다 높으므로 모두 턴온된 상태를 유지한다.
상기와 같이 정류 전압 Vrec이 초기 상태인 경우 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)은 발광하지 않고, 보조 전류원들(42a, 43a, 44a)도 턴온 조건이 만족되지 않아서 제2 전류를 공급하지 않는다.
그 후 정류 전압 Vrec이 상승하여 발광 전압 V1에 도달하면, 발광 다이오드 그룹(LED1)이 순차 발광을 위하여 최초 발광한다. 발광 다이오드 그룹(LED1)의 순차 발광을 위한 전류는 제1 전류 i1이 적용될 수 있다. 그리고, 조명부(20)의 발광 다이오드 그룹(LED1)이 순차 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED1)에 연결된 스위칭 회로(31)는 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공한다.
정류 전압 Vrec이 발광 전압 V1에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED1)이 순차 발광하고 스위칭 회로(31)를 통한 전류 경로가 형성되면, 일정한 레벨로 증가된 제1 전류 i1이 발광 다이오드 그룹(LED1)으로 공급된다.
또한, 상기와 같이 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V1에 도달하면, 보조 전류원들(42a, 43a, 44a)은 턴온 조건이 만족되어서 정류 전압 Vrec에 대응한 제2 전류들 ic2, ic3, ic4의 공급을 개시한다.
이때의, 센싱 저항(Riset)의 센싱 전압의 레벨은 낮기 때문에 스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)은 턴온을 유지한다.
상술한 발광 다이오드 그룹(LED1)의 순차 발광에 대응하여 제1 전류 i1이 발광 다이오드 그룹(LED1), 구동 회로(30)의 스위칭 회로(31) 및 센싱 저항(Riset)을 경유하는 경로로 흐른다.
상기한 순차 발광과 병행하여, 보조 전류원들(42a, 43a, 44a)의 제2 전류들 ic2, ic3, ic4은 각 발광 다이오드 그룹들(LED2, LED3, LED4), 구동 회로(30)의 각 스위칭 회로(32, 33, 34) 및 센싱 저항(Riset)을 경유하는 경로로 흐른다. 상기한 제2 전류들 ic2, ic3, ic4에 의하여 각 발광 다이오드 그룹들(LED2, LED3, LED4)은 동시 발광한다.
그 후 정류 전압 Vrec이 계속 상승하면, 보조 전류원들(42a, 43a, 44a)의 제2 전류들 ic2, ic3, ic4가 점차 증가한다. 이때, 발광 다이오드 그룹(LED1)을 경유하는 제1 전류 i1은 보조 전류원들(42a, 43a, 44a)의 제2 전류들 ic2, ic3, ic4로 분산된 양만큼 점차 감소된다.
발광 다이오드 그룹(LED1)은 제1 전류 i1의 변화에 대응하는 조도를 갖는 순차 발광을 수행하고, 발광 다이오드 그룹들(LED2, LED3, LED4)은 제2 전류 ic2, ic3, ic4에 대응하는 조도를 갖는 동시 발광을 수행한다.
정류 전압 Vrec이 발광 전압 V2에 도달하기 전까지 발광 다이오드 그룹(LED1)은 제1 전류 i1의 변화에 대응하여 순차 발광 이후 점차 조도가 낮아진다. 이에 대응하여 발광 다이오드 그룹들(LED2, LED3, LED4)의 동시 발광 조도는 제2 전류들 ic2, ic3, ic4의 변화에 대응하여 점차 높아진다. 즉, 전체적인 조도는 유지되면서 각 발광 다이오드 그룹들 간의 광 편차가 줄어든다.
그 후 정류 전압 Vrec이 계속 상승하여, 발광 전압 V2에 도달하면, 발광 다이오드 그룹(LED2)이 순차 발광한다. 발광 다이오드 그룹(LED2)의 순차 발광을 위한 전류는 제1 전류 i2가 적용될 수 있다. 발광 다이오드 그룹(LED2)이 순차 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED2)에 연결된 스위칭 회로(32)는 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹(LED1)도 발광 상태를 유지한다.
상기와 같이 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V2에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED2)이 순차 발광하고 스위칭 회로(32)를 통한 전류 경로가 형성되면, 센싱 저항(Riset)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF1보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(31)의 NMOS 트랜지스터(39a)는 비교기(38a)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(31)는 턴오프되고, 스위칭 회로(32)가 발광 다이오드 그룹(LED2)의 순차 발광에 대응한 전류 경로를 제공한다.
또한, 상기와 같이 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V2에 도달하면, 보조 전류원(42a)의 NPN 트랜지스터(Q2)의 콜렉터와 에미터 간에는 발광 다이오드 그룹(LED2)의 순차 발광을 위한 전압 즉 발광 전압 V2가 인가된다. 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V2 이상으로 상승하여도 보조 전류원(42a)의 NPN 트랜지스터(Q2)의 콜렉터와 에미터 간에는 발광 전압 V2의 인가 상태가 유지된다. 즉, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V2 이상으로 상승하여도 보조 전류원(42a)에는 고정된 전압이 인가되므로, 보조 전류원(42a)은 일정한 양의 제2 전류 ic2를 제공한다. 이와 달리, 보조 전류원들(43a, 44a)은 정류 전압 Vrec이 자신이 결합된 발광 다이오드 그룹들(LED3, LED4)의 발광 전압에 도달하기 전까지 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하여 증가하는 제2 전류들 ic3, ic4을 공급한다.
상술한 바와 같이, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V2에 도달한 후 발광 전압 V3까지 상승하면, 상술한 발광 다이오드 그룹(LED2)의 순차 발광에 대응하여 제1 전류 i2가 발광 다이오드 그룹(LED2), 구동 회로(30)의 스위칭 회로(32) 및 센싱 저항(Riset)을 경유하는 전류 경로로 흐른다. 이때, 제1 전류 i1은 제1 전류 i2가 증가하는 양을 따라간다.
이와 병행하여, 보조 전류원(42a)의 제2 전류 ic2는 일정한 양으로 발광 다이오드 그룹(LED2)에 제공되며, 보조 전류원(43a, 44a)의 제2 전류들 ic3, ic4은 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하여 점차 증가하며 각 발광 다이오드 그룹들(LED3, LED4), 구동 회로(30)의 각 스위칭 회로(33, 34) 및 센싱 저항(Riset)을 경유하는 전류 경로로 흐른다. 제2 전류들 ic2, ic3, ic4에 의하여 각 발광 다이오드 그룹들(LED2, LED3, LED4)는 동시 발광을 유지한다.
즉, 발광 다이오드 그룹(LED2), 구동 회로(30)의 스위칭 회로(32) 및 센싱 저항(Riset)을 경유하는 전류 경로로 제1 전류 i2와 제2 전류 ic2가 흐른다. 그리고, 발광 다이오드 그룹(LED2)에 공급되는 제1 전류 i2는 보조 전류원(43a, 44a)의 제2 전류들 ic3, ic4로 분산된 양만큼 감소된다. 즉, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V2에 도달한 이후 제1 전류 i2가 감소하는 정도는 제1 전류 i1이 발광 전압 V1에 도달한 이후 감소하는 것 비하여 둔화된다.
상기와 같이 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)은 제1 전류 i2의 변화에 대응하는 조도를 갖는 순차 발광을 수행하며, 발광 다이오드 그룹들(LED3, LED4)은 제2 전류ic3, ic4에 대응하는 조도를 갖는 동시 발광을 수행한다.
정류 전압 Vrec이 발광 전압 V3에 도달하기 전까지 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)의 순차 발광에 의한 조도는 제1 전류 i2의 변화에 대응하여 점차 조도가 낮아지고, 발광 다이오드 그룹들(LED3, LED4)의 동시 발광에 의한 조도는 제2 전류들 ic3, ic4의 변화에 대응하여 점차 높아진다. 즉, 전체적인 조도는 유지되면서 각 발광 다이오드 그룹들 간의 광 편차가 줄어든다.
그 후 정류 전압 Vrec이 계속 상승하여, 발광 전압 V3에 도달하면, 발광 다이오드 그룹(LED3)이 순차 발광한다. 발광 다이오드 그룹(LED3)의 순차 발광을 위한 전류는 제1 전류 i3가 적용될 수 있다. 발광 다이오드 그룹(LED3)이 순차 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED3)에 연결된 스위칭 회로(33)는 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)도 발광 상태를 유지한다.
상기와 같이 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V3에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED3)이 순차 발광하고 스위칭 회로(33)를 통한 전류 경로가 형성되면, 센싱 저항(Riset)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF2보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(32)의 NMOS 트랜지스터(39b)는 비교기(38b)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(32)는 턴오프되고, 스위칭 회로(33)가 발광 다이오드 그룹(LED3)의 순차 발광에 대응한 전류 경로를 제공한다.
또한, 상기와 같이 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V3에 도달하면, 보조 전류원(43a)의 NPN 트랜지스터(Q3)의 콜렉터와 에미터 간에는 발광 다이오드 그룹(LED3)의 순차 발광을 위한 전압 즉 발광 전압 V3가 인가된다. 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V3 이상으로 상승하여도 보조 전류원(43a)의 NPN 트랜지스터(Q3)의 콜렉터와 에미터 간에는 발광 전압 V3이 인가되는 것이 유지된다. 즉, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V3 이상으로 상승하여도 보조 전류원(43)에는 고정된 전압이 인가되므로, 보조 전류원(43a)은 일정한 양의 제2 전류 ic3를 제공한다. 이와 달리, 보조 전류원(44a)은 정류 전압 Vrec이 자신이 결합된 발광 다이오드 그룹(LED4)의 발광 전압(V4)에 도달하기 전까지 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하여 증가하는 제2 전류 ic4를 공급한다.
상술한 바와 같이, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V3에 도달한 후 발광 전압 V4까지 상승하면, 상술한 발광 다이오드 그룹(LED3)의 순차 발광에 대응하여 제1 전류 i3가 발광 다이오드 그룹(LED3), 구동 회로(30)의 스위칭 회로(33) 및 센싱 저항(Riset)을 경유하는 전류 경로로 흐른다. 이때, 제1 전류 i1, i2는 제1 전류 i3이 증가하는 양을 따라간다.
이와 병행하여, 보조 전류원(43a)의 제2 전류 ic3는 일정한 양으로 발광 다이오드 그룹(LED3)에 제공되며, 보조 전류원(44a)의 제2 전류 ic4은 점차 증가하며 발광 다이오드 그룹(LED4), 구동 회로(30)의 스위칭 회로(34) 및 센싱 저항(Riset)을 경유하는 전류 경로로 흐른다.
즉, 발광 다이오드 그룹(LED3), 구동 회로(30)의 스위칭 회로(33) 및 센싱 저항(Riset)을 경유하는 전류 경로로 순차 발광을 위한 제1 전류 i3와 제2 전류 ic3가 흐른다. 그리고, 발광 다이오드 그룹(LED3)에 공급되는 제1 전류 i3는 보조 전류원(44a)의 제2 전류 ic4로 분산된 양만큼 감소된다. 즉, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V3에 도달한 이후 제1 전류 i3이 감소하는 정도는 제1 전류 i2가 발광 전압 V2에 도달한 이후 감소하는 것 비하여 둔화된다.
상기와 같이 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3)은 제1 전류 i3의 변화에 대응하는 조도를 갖는 순차 발광을 수행하며, 발광 다이오드 그룹(LED4)은 보조 전류 ic4의 변화에 대응하는 조도를 갖는 동시 발광을 수행한다.
정류 전압 Vrec이 발광 전압 V4에 도달하기 전까지 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3)은 제1 전류 i3의 변화에 대응하여 점차 조도가 낮아지고, 발광 다이오드 그룹(LED4)의 동시 발광에 의한 조도는 제2 전류 ic4의 변화에 대응하여 점차 높아진다. 즉, 전체적인 조도는 유지되면서 각 발광 다이오드 그룹들 간의 광 편차가 줄어든다.
그 후 정류 전압 Vrec이 계속 상승하여, 발광 전압 V4에 도달하면, 발광 다이오드 그룹(LED4)이 순차 발광한다. 발광 다이오드 그룹(LED4)의 순차 발광을 위한 전류는 제1 전류 i4가 적용될 수 있다. 발광 다이오드 그룹(LED4)이 발광되면, 발광 다이오드 그룹(LED4)에 연결된 스위칭 회로(34)는 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3)도 발광 상태를 유지한다.
상기와 같이 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V4에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED4)이 순차 발광하고 스위칭 회로(34)를 통한 전류 경로가 형성되면, 센싱 저항(Riset)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF3보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(33)의 NMOS 트랜지스터(39c)는 비교기(38c)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(33)는 턴오프되고, 스위칭 회로(34)가 발광 다이오드 그룹(LED4)의 순차 발광에 대응한 전류 경로를 제공한다.
또한, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V4에 도달하면, 보조 전류 제어부(100)는 보조 전류를 보조 전류원들(42a, 43a, 44a)에 제공하는 것을 중지한다. 그러므로, 동시 발광을 위한 제2 전류들 ic2, ic3, ic4가 각 발광 다이오드 그룹(LED2, ED3, LED4)로 제공되는 것이 중지된다.
즉, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V4에 도달하면 동시 발광이 수행되지 않고 제1 전류 i4에 의한 순차 발광만 수행된다. 그러므로, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)은 제1 전류 i4에 의하여 일정한 조도를 갖는 순차 발광만 수행한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예는 정류 전압 Vrec의 상승에 대응하여, 전체적인 조도는 유지되면서 각 발광 다이오드 그룹들 간의 광 편차가 줄어든다.
한편, 발광 다이오드 그룹(LED4)이 발광되는 경우 가장 높은 조도를 가질 수 있다. 본 발명의 실시예는 가장 높은 조도를 갖는 발광 다이오드 그룹(LED4)의 순차 발광에 대응하여 동시 발광을 중지한다. 그러므로, 전체적인 조도는 유지되면서 각 발광 다이오드 그룹들 간의 광 편차가 효과적으로 줄어들 수 있다.
이후, 정류 전압 Vrec이 감소하면, 발광 다이오드 그룹(LED4, LED3, LED2, LED1)에 연결된 스위칭 회로들(34, 33, 32, 31)이 순차적으로 턴오프되고, 조명부(30)에 제공되는 제1 전류는 i4, i3, i2, i1의 순으로 점차 줄어든다. 이에 대응하여, 제1 전류가 제공되지 않는 발광 다이오드 그룹들은 보조 전류원(44a, 43a, 42a)의 작용에 의하여 동시 발광을 수행할 수 있다.
여기에서 보조 전류원들(42a, 43a, 44a)은 정류 전압 Vrec이 자신이 결합된 발광 다이오드 그룹의 발광 전압보다 낮아지는 시점 이후 정류 전압 Vrec이 즉 자신이 결합된 발광 다이오드 그룹에 제1 전류가 도달할 수 있는 것보다 낮으면 하강 슬로프를 갖는 제2 전류를 제공할 수 있다. 이에 대응하여 제1 전류들 i1, i2, i3은 제2 전류(들)가 감소하는 것에 반비례하여 증가와 감소를 반복하는 파형을 가지면서 점차 감소할 수 있다. 결과적으로 정류 전압 Vrec이 하강하는 것에 대응하여 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4) 간의 광 편차가 줄어들 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 보조 전류 제어부(100)가 발광 다이오드 그룹(LED4)이 발광하는 시점을 판단하기 위하여 발광 다이오드 그룹(LED4)에서 출력되는 제1 전류(S5)를 센싱하도록 구성될 수 있으며, 이 경우도 상술한 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 동작되므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 실시예는 도 6과 같이 실시될 수 있으며, 도 6의 실시예는 도 2의 실시예와 비교하여 보조 전류원들(42-44)에 대응하는 보조 전류원들(42b-44b)가 다르게 구성된다. 도 6의 실시예에서 도 2과 유사한 부품의 구성 및 기능 동작 설명은 생략한다.
각 보조 전류원들(42b-44b)은 보조 전류 제어부(100)에서 제공되는 보조 전류에 대응하여 제2 전류를 각각 출력하는 PNP 바이폴라 트랜지스터(Q22, Q23, Q24)와 발광 다이오드 그룹(LED1)에서 출력되는 제1 전류(i1)에 대응하는 전압을 PNP 바이폴라 트랜지스터(Q22, Q23, Q24)의 베이스에 전달하는 저항(R21, R22, R31, R32, R41, R42)을 포함한다.
상기한 각각의 보조 전류원들(42b-44b)은 정류 전압 Vrec이 인가되는 PNP 바이폴라 트랜지스터(Q22, Q23, Q24)의 구동에 의하여 자신이 결합된 각각의 발광 다이오드 그룹(LED2, LED3, LED4)에 동시 발광을 위한 제2 전류를 제공한다. 각각의 보조 전류원들(42b-44b)은 최초 발광하는 발광 다이오드 그룹(LED1)이 발광을 유지하는 동안 발광 다이오드 그룹(LED1)의 발광 전압 V1에 대응하는 일정한 양의 제2 전류를 동시 발광을 위하여 제공하도록 구성된다.
즉, 각각의 보조 전류원들(42b-44b)은 정류 전압 Vrec이 최초 발광하는 발광 다이오드 그룹(LED1)의 발광 전압 V1 이상을 유지하는 동안 발광 다이오드 그룹(LED1)의 발광 전압 V1에 대응하는 일정한 양의 보조 전류를 제공하도록 구성된다. 제2 전류의 공급을 개시하는 시점은 발광 다이오드 그룹(LED1)의 발광 전압과 무관하게 제작자에 의하여 다양하게 설정될 수 있다.
여기에서, PNP 바이폴라 트랜지스터(Q22, Q23, Q24)의 베이스에 인가되는 전압을 결정하는는 저항들(R21, R22, R31, R32, R41, R42)의 저항값은 발광 다이오드 그룹(LED1)에서 출력되는 제1 전류(i1)에 대응하여 턴오프되지 않도록 설정됨이 바람직하다.
또한, 각각의 보조 전류원들(42b-44b)에 의하여 동시 발광을 위한 제2 전류가 공급이 중지되는 것은 도 2의 실시예에서 설명된 보조 전류 제어부(100)의 동작에 의하여 제어될 수 있다.
본 발명의 조명 장치에 따른 도 6의 실시예의 동작에 대하여 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.
정류 전압 Vrec이 초기 상태인 경우, 각 스위칭 회로(31, 32, 33, 34)는 포지티브 입력단(+)에 인가되는 기준 전압들 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4이 네가티브 입력단(-)에 인가되는 저항(Riset) 양단의 센싱 전압보다 높으므로 모두 턴온된 상태를 유지한다.
상기와 같이 정류 전압 Vrec이 초기 상태인 경우 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)은 발광하지 않고, 보조 전류원들(42b-44b)도 턴온 조건이 만족되지 않아서 제2 전류를 공급하지 않는다.
그 후 정류 전압 Vrec이 상승하여 발광 전압 V1에 도달하면, 발광 다이오드 그룹(LED1)이 순차 발광한다. 그리고, 조명부(20)의 발광 다이오드 그룹(LED1)이 순차 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED1)에 연결된 스위칭 회로(31)는 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공한다.
정류 전압 Vrec이 발광 전압 V1에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED1)이 순차 발광하고 스위칭 회로(31)를 통한 전류 경로가 형성되면, 일정한 레벨로 증가된 제1 전류 i1이 발광 다이오드 그룹(LED1)으로 공급된다.
또한, 발광 다이오드 그룹(LED1)에 제1 전류 i1이 흐르기 시작하면, 보조 전류원들(42b-44b)은 턴온 조건이 만족되어서 제2 전류들 ic2, ic3, ic4의 공급을 개시한다. 각각의 보조 전류원들(42b-44b)은 발광 다이오드 그룹(LED1)이 발광을 유지하는 동안 발광 다이오드 그룹(LED1)의 발광 전압 V1에 대응하는 일정한 양의 제2 전류를 제공하도록 구성된다.
즉, 보조 전류원들(42b-44b)은 정류 전압 Vrec이 발광 다이오드 그룹(LED1)의 발광 전압 V1 이상을 유지하는 동안 발광 다이오드 그룹(LED1)의 발광 전압 V1에 대응하는 일정한 양의 제2 전류를 제공하도록 구성된다. 보조 전류원(42b)이 제공하는 제2 전류 ic2는 저항값에 의하여 결정될 수 있으며, 아래 <수학식 1>과 같이 정의될 수 있다.
<수학식1>
Figure PCTKR2016001197-appb-I000001
<수학식 1>에서 iB는 베이스 전류이고, hfe는 트랜지스터(Q22)의 전류증폭률이며, V1은 발광 다이오드 그룹(LED1)의 발광 전압이고, R은 베이스에 작용하는 저항값이며 저항 R21과 R22에 의하여 결정될 수 있다. 즉, 제2 전류 ic2는 상수 값을 가질 수 있다.
보조 전류원들(43b-44b)의 제2 전류 ic3, ic4도 <수학식 1>과 동일하게 구할 수 있으며 저항값이 같거나 달라지는 경우 제2 전류 ic2와 같거나 다른 양으로 제공될 수 있다.
한편, 정류 전압 Vrec가 발광 전압 V1에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED1)가 순차 발광하여도, 센싱 저항(Riset)의 센싱 전압의 레벨은 낮기 때문에 스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)의 턴온 상태는 변경되지 않는다.
상술한 발광 다이오드 그룹(LED1)의 순차 발광에 대응하여 제1 전류 i1이 발광 다이오드 그룹(LED1), 구동 회로(30)의 스위칭 회로(31) 및 센싱 저항(Riset)을 경유하는 경로로 흐른다.
이와 병행하여, 보조 전류원(42b-44b)의 제2 전류들 ic2, ic3, ic4은 각 발광 다이오드 그룹들(LED2, LED3, LED4), 구동 회로(30)의 각 스위칭 회로(32, 33, 34) 및 센싱 저항(Riset)을 경유하는 경로로 일정한 양으로 흐른다. 상기한 제2 전류들 ic2, ic3, ic4에 의하여 각 발광 다이오드 그룹들(LED2, LED3, LED4)은 동시 발광한다.
그 후 정류 전압 Vrec이 계속 상승하여도 보조 전류원(42b-44b)의 제2 전류들 ic2, ic3, ic4은 일정한 양으로 유지되며, 발광 다이오드 그룹(LED1)에 공급되는 제1 전류 i1도 일정한 양으로 유지된다.
그러나, 발광 다이오드 그룹(LED1)의 순차 발광에 의한 조도는 분산된 보조 전류원(52, 53, 54)의 제2 전류들 ic2, ic3, ic4의 양만큼 낮게 형성된다. 즉, 전체적인 조도는 유지되면서 동시 발광에 의하여 각 발광 다이오드 그룹들 간의 광 편차가 줄어든다.
그 후 정류 전압 Vrec이 계속 상승하여, 발광 전압 V2에 도달하면, 발광 다이오드 그룹(LED2)이 순차 발광한다. 발광 다이오드 그룹(LED2)이 순차 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED2)에 연결된 스위칭 회로(32)는 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹(LED1)도 발광 상태를 유지한다.
상기와 같이 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V2에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED2)이 순차 발광하고 스위칭 회로(32)를 통한 전류 경로가 형성되면, 센싱 저항(Riset)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF1보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(31)의 NMOS 트랜지스터(39a)는 비교기(38a)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(31)는 턴오프되고, 스위칭 회로(32)가 발광 다이오드 그룹(LED2)의 순차 발광에 대응한 전류 경로를 제공한다.
정류 전압 Vrec이 발광 전압 V2 이상으로 상승하여도 보조 전류원들(42b-44b)은 발광 전압 V1에 대응하는 일정한 양의 제2 전류 ic2, ic3, ic4를 제공한다.
상술한 바와 같이, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V2에 도달한 후 발광 전압 V3까지 상승하면, 상술한 발광 다이오드 그룹(LED2)의 순차 발광에 대응하여 제1 전류 i2가 발광 다이오드 그룹(LED2), 구동 회로(30)의 스위칭 회로(32) 및 센싱 저항(Riset)을 경유하는 전류 경로로 흐른다. 이때, 제1 전류 i1은 제1 전류 i2가 증가하는 양을 따라간다.
이와 병행하여, 보조 전류원(42b-44b)은 발광 전압 V1에 대응하는 일정한 양의 제2 전류 ic2, ic3, ic4를 제공한다.
즉, 발광 다이오드 그룹(LED2), 구동 회로(30)의 스위칭 회로(32) 및 센싱 저항(Riset)을 경유하는 전류 경로로 순차 발광을 위한 제1 전류 i2와 제2 전류 ic2가 흐른다.
그러나, 발광 다이오드 그룹(LED2)의 조도는 분산된 보조 전류원(43b-44b)의 제2 전류들 ic3, ic4의 양만큼 낮게 형성된다. 즉, 전체적인 조도는 유지되면서 동시 발광에 의하여 각 발광 다이오드 그룹들 간의 광 편차가 줄어든다.
그 후 정류 전압 Vrec이 계속 상승하여, 발광 전압 V3에 도달하면, 발광 다이오드 그룹(LED3)이 순차 발광한다. 발광 다이오드 그룹(LED3)이 순차 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED3)에 연결된 스위칭 회로(33)는 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2)도 발광 상태를 유지한다.
상기와 같이 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V3에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED3)이 순차 발광되고 스위칭 회로(33)를 통한 전류 경로가 형성되면, 센싱 저항(Riset)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF2보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(32)의 NMOS 트랜지스터(39b)는 비교기(38b)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(32)는 턴오프되고, 스위칭 회로(33)가 발광 다이오드 그룹(LED3)의 순차 발광에 대응한 전류 경로를 제공한다.
정류 전압 Vrec이 발광 전압 V3 이상으로 상승하여도 보조 전류원(42b-44b)은 발광 전압 V1에 대응하는 일정한 양의 제2 전류 ic2, ic3, ic4를 제공한다.
상술한 바와 같이, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V3에 도달한 후 발광 전압 V4까지 상승하면, 상술한 발광 다이오드 그룹(LED3)의 발광에 대응하여 제1 전류 i3가 발광 다이오드 그룹(LED3), 구동 회로(30)의 스위칭 회로(33) 및 센싱 저항(Riset)을 경유하는 전류 경로로 흐른다. 이때, 제1 전류 i1, i2는 제1 전류 i3가 증가하는 양을 따라간다.
이와 병행하여, 보조 전류원(42b-44b)은 발광 전압 V1에 대응하는 일정한 양의 제2 전류 ic2, ic3, ic4를 제공한다.
즉, 발광 다이오드 그룹(LED3), 구동 회로(30)의 스위칭 회로(33) 및 센싱 저항(Riset)을 경유하는 전류 경로로 순차 발광을 위한 제1 전류 i3와 제2 전류 ic3가 흐른다.
그러나, 발광 다이오드 그룹(LED3)의 조도는 분산된 보조 전류원(42d)의 보조 전류 ic4의 양만큼 낮게 형성된다. 즉, 전체적인 조도는 유지되면서 동시 발광에 의하여 각 발광 다이오드 그룹들 간의 광 편차가 줄어든다.
그 후 정류 전압 Vrec이 계속 상승하여, 발광 전압 V4에 도달하면, 발광 다이오드 그룹(LED4)이 순차 발광한다. 발광 다이오드 그룹(LED4)이 순차 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED4)에 연결된 스위칭 회로(34)는 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3)도 발광 상태를 유지한다.
또한, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V4에 도달하면, 보조 전류 제어부(100)는 보조 전류를 보조 전류원들(42b-44b)에 제공하는 것을 중지한다. 그러므로, 동시 발광을 위한 제2 전류들 ic2, ic3, ic4가 각 발광 다이오드 그룹(LED2, ED3, LED4)로 제공되는 것이 중지된다.
즉, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V4에 도달하면 동시 발광이 수행되지 않고 제1 전류 i4에 의한 순차 발광만 수행된다. 그러므로, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)은 제1 전류 i4에 의하여 일정한 조도를 갖는 순차 발광만 수행한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예는 정류 전압 Vrec의 상승에 대응하여, 전체적인 조도는 유지되면서 각 발광 다이오드 그룹들 간의 광 편차가 줄어든다.
한편, 발광 다이오드 그룹(LED4)이 발광되는 경우 가장 높은 조도를 가질 수 있다. 본 발명의 실시예는 가장 높은 조도를 갖는 발광 다이오드 그룹(LED4)의 순차 발광에 대응하여 동시 발광을 중지한다. 그러므로, 전체적인 조도는 유지되면서 각 발광 다이오드 그룹들 간의 광 편차가 효과적으로 줄어들 수 있다.
이후, 정류 전압 Vrec이 감소하여서 순차적으로 발광 다이오드 그룹(LED4, LED3, LED2, LED1)의 순으로 순차 발광이 해제되면, 본 발명의 실시예는 보조 전류원들(42b-44b)의 동시 발광에 의하여 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4) 간의 광 편차가 줄어든 발광을 수행할 수 있다. 여기에서 보조 전류원들(42b-44b)은 정류 전압 Vrec의 감소에 대응하여 발광 다이오드 그룹(LED1)이 발광을 유지하는 동안 일정한 양의 제2 전류를 제공하고 발광 다이오드 그룹(LED1)이 소광되면 제2 전류를 제공하지 않는다.
한편, 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예에 의하여 보조 전류원의 보조 전류의 공급과 중단 중 적어도 하나를 개별적으로 제어하는 것을 설명한다. 도 10은 도 9의 상세 회로도를 예시한 것이다. 도 9 및 도 10에서 도 1과 동일한 부품은 동일 부호로 표시하며, 이에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 9 및 도 10에서 보조 전류 구동 회로는 보조 전류 제어부들(110-114)과 보조 전류원들(52, 53, 54)을 포함한다. 상기한 보조 전류 구동 회로는 순차 발광에 병행하여 적어도 일부 상기 발광 다이오드 그룹의 동시 발광을 위하여 정류 전압에 대응하는 보조 전류를 제공하며, 제1 전류가 제공되는 시점 이후부터 미리 지정된 발광 다이오드 그룹이 순차 발광하기 전까지 동시 발광을 위한 적어도 일부 발광 다이오드 그룹에 보조 전류를 제공하는 것을 각각 제어한다.
보조 전류원들은 적어도 일부 상기 발광 다이오드 그룹에 각각 구성되며, 정류 전압에 대응하는 보조 전류를 이용하여 동시 발광을 위한 제2 전류를 제공하도록 구성된다. 도 9 및 도 10의 실시예에서, 보조 전류원들(52, 53, 54)은 발광 다이오드 그룹들(LED2, LED3, LED4)에 각각 대응하도록 구성된다.
그리고, 각 보조 전류원들(52, 53, 54)은 저항(R52, R53, R54)를 통하여 보조 전류를 센싱하며 보조 전류를 전달하는 스위칭 소자(Q52, Q53, Q54)를 포함하도록 구성된다. 여기에서, 스위칭 소자(Q52, Q53, Q54)는 NMOS 트랜지스터를 이용하여 구성될 수 있다. 그리고, 각 보조 전류원들(52-54)이 보조 전류(it)를 이용하여 제2 전류(ic2, ic3, ic4)의 공급을 개시하는 시점은 저항(R52, R53, R54)의 값에 의하여 결정될 수 있으며, 도 9 및 도 10의 실시예는 발광 다이오드 그룹(LED1)이 순차 발광하여서 제1 전류가 개시되는 시점을 제2 전류(ic2, ic3, ic4)의 공급을 개시하는 시점으로 결정한 것을 예시한 것이다.
그리고, 보조 전류 제어부들(110, 112, 114)은 보조 전류원들(52, 53, 54)에 각각 구성되며, 제1 전류가 제공되는 시점 이후부터 미리 지정된 발광 다이오드 그룹이 순차 발광하기 전까지 자신에 해당하는 보조 전류원이 제2 전류를 제공하도록 제어하도록 구성된다.
상기한 보조 전류 제어부들(110, 112, 114)은 제2 전류를 제공할 발광 다이오드 그룹에 제공되는 제1 전류를 이용하여 제어를 수행하도록 구성된다.
각 보조 전류 제어부(110, 112, 114)는 저항(R60, R70, R80)을 통하여 제1 전류를 센싱하는 스위칭 소자(Q60, Q70, Q80)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서, 각 스위칭 소자(Q60, Q70, Q80)는 NPN 바이폴라 트랜지스터로 구성될 수 있다.
상기한 구성에 의하여 각 보조 전류 제어부(110, 112, 114)의 스위칭 소자(Q60, Q70, Q80)는 제1 전류가 제공되는 시점 이후부터 미리 지정된 발광 다이오드 그룹(일예로 발광 다이오드 그룹(LED4))이 순차 발광하기 전까지 턴오프 상태를 유지하여 자신에 해당하는 보조 전류원이 동시 발광을 위하여 제2 전류를 제공하도록 제어할 수 있다. 스위칭 소자(Q60, Q70, Q80)의 턴온 시점은 저항(R60, R70, R80)의 저항값에 의하여 결정될 수 있다.
또한, 보조 전류 제어부(110, 112, 114)는 보조 전류원(52, 53, 54)에서 출력되는 제2 전류를 레귤레이션하는 전류 레귤레이션 회로를 더 포함할 수 있다. 이때 전류 레귤레이션 회로는 보조 전류원(52, 53, 54)에서 출력되는 제2 전류를 센싱하는 저항(R63, R73, R83)과 저항(R63, R73, R83)에 센싱된 전압에 의하여 보조 전류원(52, 53, 54)의 스위칭 소자(Q52, Q53, Q54)의 게이트 전압을 제어하는 NPN 바이폴라 트랜지스터(Q62, Q72, Q82)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 전류 레귤레이션 회로는 제2 전류를 제한하여서 과전류에 의하여 구동 회로(30)가 전류 경로를 제공하는데 오류가 발생하지 않도록 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
도 9 및 도 10의 실시예는 도 1 및 도 2의 실시예와 같이 정류 전압의 변화에 대응하여 발광 다이오드 그룹(LED1)이 최초 발광한 후 제1 전류의 흐름이 개시되고 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4) 간의 순차 발광이 수행된다.
또한, 도 9 및 도 10의 실시예는 도 1 및 도 2의 실시예와 같이 순차 발광에 병행하여 보조 전류원(52, 53, 54)의 제2 전류에 의하여 동시 발광을 수행할 수 있다.
도 11의 실시예도 다른 실시예들과 동일하게 순차 발광과 동시 발광이 병행하여 수행될 수 있다.
도 11의 실시예는 보조 전류 제어부들(110, 112, 114)이 제2 전류를 제공할 발광 다이오드 그룹보다 앞서 순차 발광하는 발광 다이오드 그룹에 제공되는 제1 전류를 이용하여 제어를 수행하도록 구성된 것을 예시한다. 도 11의 실시예는 제2 전류를 제공받는 위치에 도 9 및 도 10의 실시예와 차이가 있을 뿐 실질적인 동작은 도 9 및 도 11의 실시예와 거의 동일하다. 그러므로, 도 11의 실시예에 대한 구성 및 동작 설명은 도 9 및 도 10의 실시예의 설명으로 대체한다.
한편, 본 발명의 실시예는 도12 및 도 13과 같이 실시될 수 있으며, 도 12 및 도 13의 실시예는 도 1 및 도 2의 실시예와 비교하여 보조 전류원(90)을 하나를 이용하여 제2 전류(ic2, ic3, ic4)를 공급하는 것이 다르다. 도 12 및 도 13의 실시예에서 도 1 및 도 2의 실시예와 동일 부품의 구성 및 동작 설명은 생략한다.
도 12 및 도 13의 실시예에서, 각 발광 다이오드 그룹들(LED2, LED3, LED4)은 발광 다이오드 그룹(LED1)을 경유하여 제공되는 제1 전류가 도달할 수 있는 것보다 낮은 레벨의 정류 전압 Vrec에 대응하여 정류 전압 Vrec의 상승과 감소에 대응하여 증감하는 제2 전류를 보조 전류원(90)을 통하여 제공받는다.
보조 전류원(90)은 보조 전류 제어부(100)에서 제공되는 보조 전류에 대응하여 제2 전류를 출력하는 NPN 바이폴라 트랜지스터(Q90), 보조 전류에 대응하는 전압을 NPN 바이폴라 트랜지스터(Q90)의 베이스에 전달하는 저항(R90) 및 제2 전류를 각 발광 다이오드 그룹(LED2, LED3, LED4)에 분리된 경로로 전달하는 다이오드들(DA2~DA4)을 포함한다.
즉, 보조 전류원(90)은 각 발광 다이오드 그룹(LED2, LED3, LED4)에 대하여 제2 전류(ic2, ic3, ic4)를 각각 제공한다. 보다 구체적으로, 보조 전류원(90)은 정류 전압 Vrec이 각 발광 다이오드 그룹(LED2, LED3, LED4)의 발광 전압까지 상승하는 동안 증가 슬로프를 갖는 제2 전류(ic2, ic3, ic4)를 각 발광 다이오드 그룹(LED2, LED3, LED4)에 제공하고, 정류 전압 Vrec이 각 발광 다이오드 그룹(LED2, LED3, LED4)의 발광 전압부터 그 이하로 하강하는 동안 감소 슬로프를 갖는 제2 전류(ic2, ic3, ic4)를 각 발광 다이오드 그룹(LED2, LED3, LED4)에 제공한다.
그리고, 보조 전류원(90)은 각 발광 다이오드 그룹(LED2, LED3, LED4)이 순차 발광된 상태에서 일정한 양의 제2 전류(ic2, ic3, ic4)를 제공할 수 있다.
즉, 보조 전류원(90)은 정류 전압 Vrec의 레벨이 발광 다이오드 그룹(LED1)을 경유하여 제공되는 제1 전류가 도달할 수 있는 이상을 유지하는 경우, 정류 전압 Vrec의 레벨에 대응하는 일정한 양의 제2 전류(ic2, ic3, ic4)를 제공한다.
정류 전압 Vrec이 발광 전압 V4에 도달하면, 보조 전류 제어부(100)는 보조 전류를 보조 전류원(90)에 제공하는 것을 중지한다. 그러므로, 동시 발광을 위한 제2 전류들(ic2, ic3, ic4)이 각 발광 다이오드 그룹(LED2, ED3, LED4)으로 제공되는 것이 중지된다.
즉, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V4에 도달하면 동시 발광이 수행되지 않고 제1 전류 i4에 의한 순차 발광만 수행된다. 그러므로, 발광 다이오드 그룹들(LED1, LED2, LED3, LED4)은 제1 전류 i4에 의하여 일정한 조도를 갖는 순차 발광만 수행한다.
상술한 도 12 및 도 13의 실시예는 정류 전압 Vrec의 상승에 대응하여, 전체적인 조도는 유지되면서 각 발광 다이오드 그룹들 간의 광 편차가 줄어든다.
도 12 및 도 13의 실시예는 최초 발광하는 발광 다이오드 그룹(LED1)의 발광 전압 이상의 정류 전압 Vrec에 대응하여 제2 전류의 공급을 개시하도록 설정될 수 있다. 제2 전류의 공급을 개시하는 시점은 발광 다이오드 그룹(LED1)의 발광 전압과 무관하게 제작자에 의하여 다양하게 설정될 수 있다.
또한, 도 12 및 도 13의 실시예는 보조 전류 제어부(100)가 발광 다이오드 그룹(LED4)이 발광하는 시점을 판단하기 위하여 발광 다이오드 그룹(LED4)에 제공되는 제1 전류(S4) 또는 발광 다이오드 그룹(LED4)에서 출력되는 제1 전류(S5)를 센싱하도록 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들은 한 주기의 정류 전압 Vrec에 대응하여 순차 발광과 동시 발광이 병행됨으로써 발광 다이오드 그룹들 간의 광 편차가 완화될 수 있어서, 조명 장치의 전체 발광에 대한 광 편차를 해소할 수 있다.
또한, 본 발명은 디머를 이용하여 위상각이 제어된 정류 전압을 이용하여 적어도 하나의 발광 다이오드 그룹이 발광하는 경우에도, 위상각에 대응하여 불안정하게 발광함에 따라 발생할 수 있는 광 편차가 완화될 수 있어서, 조명 장치의 전체 발광에 대한 광 편차가 해소될 수 있다.

Claims (19)

  1. 정류 전압에 의하여 순차 발광하는 복수의 발광 다이오드 그룹을 포함하는 조명부;
    상기 복수의 발광 다이오드 그룹에 상기 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공하는 구동 회로; 및
    상기 발광 다이오드 그룹들 중 적어도 일부에 동시 발광을 위한 전류를 공급하고, 상기 전류의 공급 개시와 공급 중단 중 적어도 하나를 상기 순차 발광에 대응되는 소정 시점에 제어하는 보조 전류 구동 회로;를 포함함을 특징으로 하는 조명 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 보조 전류 구동 회로는,
    상기 복수의 발광 다이오드 그룹들 중 선택된 상기 발광 다이오드 그룹의 상기 순차 발광 시점에 상기 전류의 공급을 개시하는 조명 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 보조 전류 구동 회로는,
    최초 발광하는 발광 다이오드 그룹을 제외한 나머지 발광 다이오드 그룹 중 선택된 상기 발광 다이오드 그룹의 상기 순차 발광 전에 상기 전류의 공급을 중단하는 조명 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 보조 전류 구동회로는,
    최초 발광하는 발광 다이오드 그룹을 제외한 나머지 발광 다이오드 그룹 중 선택된 상기 발광 다이오드 그룹의 발광 이후에 상기 전류의 공급을 중단하는 조명 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 보조 전류 구동 회로는,
    최초 발광하는 발광 다이오드 그룹을 제외한 나머지 발광 다이오드 그룹들 전체에 대하여 상기 전류의 공급과 중단 중 적어도 하나를 동시에 제어하는 조명 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 보조 전류 구동 회로는,
    최초 발광하는 발광 다이오드 그룹을 제외한 나머지 발광 다이오드 그룹들에 대하여 상기 전류의 공급과 중단 중 적어도 하나를 개별적으로 제어하는 조명 장치.
  7. 정류 전압에 의하여 순차 발광하는 복수의 발광 다이오드 그룹을 포함하며, 상기 순차 발광에 대응하여 제1 전류가 흐르는 조명부;
    상기 제1 전류에 의하여 상기 복수의 발광 다이오드 그룹에 상기 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공하는 구동 회로; 및
    상기 순차 발광에 병행하여 상기 제1 전류가 제공되는 시점 이후부터 미리 지정된 상기 발광 다이오드 그룹이 순차 발광하기 전까지 적어도 일부의 상기 발광 다이오드 그룹에 동시 발광을 위한 제2 전류를 동시에 제공하는 것을 동시에 제어하는 보조 전류 구동 회로;를 포함함을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 구동 회로는 상기 전류 경로에 대한 전류 레귤레이션을 수행하는 조명 장치.
  9. 제7 항에 있어서, 상기 보조 전류 구동 회로는,
    상기 제1 전류가 제공되는 시점 이후부터 상기 미리 지정된 상기 발광 다이오드 그룹이 순차 발광하기 전까지 상기 정류 전압에 대응하는 보조 전류를 이용하여 상기 제2 전류의 제공을 제어하는 보조 전류 제어부; 및
    적어도 하나 이상의 상기 발광 다이오드 그룹에 각각 구성되며, 상기 보조 전류 제어부의 제어에 의하여 상기 제2 전류를 제공하는 보조 전류원들;을 포함하는 조명 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 보조 전류 제어부는 상기 미리 지정된 상기 발광 다이오드 그룹이 마지막 순차 발광하는 상기 발광 다이오드 그룹에 대응하도록 구성되는 조명 장치.
  11. 제9 항에 있어서, 상기 보조 전류 제어부는,
    상기 미리 지정된 상기 발광 다이오드 그룹에 제공되는 상기 제1 전류를 센싱하는 제1 스위칭 회로; 및
    상기 제1 스위칭 회로의 센싱 결과에 의하여 상기 보조 전류를 이용하여 상기 제2 전류를 상기 보조 전류원들로 제공하는 것을 제어하는 제2 스위칭 회로;를 포함하는 조명 장치.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 보조 전류원은 상기 제1 전류가 제공되는 시점 이후부터 상기 미리 지정된 상기 발광 다이오드 그룹이 순차 발광하기 전까지 상기 제2 전류를 증가 또는 감소시키며 제공하는 조명 장치.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 보조 전류원은 상기 제1 전류가 제공되는 시점 이후부터 미리 지정된 상기 발광 다이오드 그룹이 순차 발광하기 전까지 상기 제2 전류를 일정하게 유지하여 제공하는 조명 장치.
  14. 제7 항에 있어서, 상기 보조 전류 구동 회로는,
    상기 제1 전류가 제공되는 시점 이후부터 상기 미리 지정된 상기 발광 다이오드 그룹이 순차 발광하기 전까지 상기 정류 전압에 대응하는 보조 전류를 이용하여 상기 제2 전류의 제공을 제어하는 보조 전류 제어부; 및
    상기 적어도 일부 상기 발광 다이오드 그룹에 공통으로 구성되며, 상기 보조 전류 제어부의 제어에 의하여 상기 제2 전류를 제공하는 보조 전류원;을 포함하는 조명 장치.
  15. 정류 전압에 의하여 순차 발광하는 복수의 발광 다이오드 그룹을 포함하며, 상기 순차 발광에 대응하여 제1 전류가 흐르는 조명부;
    상기 제1 전류에 의하여 상기 복수의 발광 다이오드 그룹에 상기 순차 발광을 위한 전류 경로를 제공하는 구동 회로; 및
    상기 순차 발광에 병행하여 적어도 일부 상기 발광 다이오드 그룹의 동시 발광을 위하여 상기 정류 전압에 대응하는 보조 전류를 이용한 제2 전류를 제공하며, 상기 제1 전류가 제공되는 시점 이후부터 미리 지정된 상기 발광 다이오드 그룹이 순차 발광하기 전까지 적어도 일부의 상기 발광 다이오드 그룹에 동시 발광을 위한 상기 제2 전류를 제공하는 것을 상기 발광 다이오드 그룹 별로 각각 제어하는 보조 전류 구동 회로;를 포함함을 특징으로 하는 조명 장치.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 보조 전류 구동 회로는,
    상기 적어도 일부 상기 발광 다이오드 그룹에 각각 구성되며, 상기 정류 전압에 대응하는 상기 동시 발광을 위한 상기 제2 전류를 제공하는 보조 전류원들; 및
    상기 보조 전류원들에 각각 구성되며, 상기 제1 전류가 제공되는 시점 이후부터 미리 지정된 상기 발광 다이오드 그룹이 순차 발광하기 전까지 자신에 해당하는 상기 보조 전류원이 상기 제2 전류를 제공하도록 제어하는 보조 전류 제어부들;을 포함하는 조명 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 보조 전류 제어부들은 상기 제2 전류를 제공할 상기 발광 다이오드 그룹에 제공되는 상기 제1 전류를 이용하여 제어를 수행하는 조명 장치.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 보조 전류 제어부들은 상기 제2 전류를 제공할 상기 발광 다이오드 그룹보다 앞서 상기 순차 발광하는 상기 발광 다이오드 그룹에 제공되는 상기 제1 전류를 이용하여 제어를 수행하는 조명 장치.
  19. 제16 항에 있어서, 상기 보조 전류 제어부는,
    상기 보조 전류원에서 출력되는 상기 제2 전류를 레귤레이션하는 전류 레귤레이션 회로를 더 포함하는 조명 장치.
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