KR102257718B1 - 발광 다이오드 구동 회로 및 이를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치 - Google Patents

발광 다이오드 구동 회로 및 이를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치 Download PDF

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Abstract

발광 다이오드 구동 회로는 복수의 LED(Light Emitting Diode) 모듈들의 플리커 제거를 수행하는 플리커 제거부 및 트라이액 조광기(Triac Dimmer)를 통해 교류 입력 전압의 앵글(Angle)이 조절되어 상기 복수의 LED 모듈들의 밝기가 어두워지면 상기 플리커 제거의 과정을 잠시 멈추는 구동 제어부를 포함한다. 따라서, 발광 다이오드 구동 회로는 트라이액 조광기(Triac Dimmer)를 통한 LED 모듈의 밝기 조절과 플리커의 제거를 선택적으로 수행하고, 디밍 레벨을 통해 LED 모듈의 목표 밝기를 제어할 수 있다.

Description

발광 다이오드 구동 회로 및 이를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치 {CIRCUIT DRIVING LIGHT EMITTING DIODE AND LIGHT APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode)의 구동 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트라이액 조광기(Triac Dimmer)를 통한 LED의 밝기 조절과 플리커 제거를 수행하는 발광 다이오드 구동 회로 및 이를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode) 조명 기기는 수은을 함유하지 않은 친환경 광원으로서, 진동 및 압력에 강하고 고속 응답성과 조도 조절이 용이하다. 특히, LED 조명 기기는 조도 조절이 용이한 특성으로 인해 대기 시의 전력 사용을 감소시켜 에너지를 절약할 수 있다. LED 조명 기기는 전력 소모를 감소시키기 때문에 기존의 조명기구들을 대체하고 있다. LED 조명 기기는 교류 직결형 구동 회로를 채택하여 직류가 아닌 교류를 직접 사용할 수 있다.
종래의 LED 조명 기기는 전원 스위치의 스위칭 동작에 따라 LED의 동작 구간이 제어된다. 이전 동작 구간의 디밍 레벨 또는 전원 스위치의 턴-온 시간을 기초로 다음 동작 구간의 디밍 레벨이 결정된다. 즉, 종래의 LED 조명기기는 LED의 구동을 위한 별도의 전원 스위치를 필요로 한다.
최근에는 중량이 가볍고 공간을 적게 차지하는 교류 직결형 방식이 직류 전원 방식보다 선호되고 있다. 교류 직결형 조명 기기의 사용 범위가 넓어짐에 따라 플리커 현상이 발생하고 광효율이 저하되는 문제점이 나타나고 있다. 플리커 현상은 LED가 턴-온되는 동작점의 차이가 발생하는 경우 나타날 수 있다. 즉, 플리커 현상은 LED가 턴-온되어 발광하는 시간의 차이가 발생하는 경우 나타날 수 있고, LED 사용자가 피로함을 느낄 수 있다. 이러한 플리커 현상을 개선하기 위하여 대용량 커패시터가 사용되지만 역률이 감소하는 문제점이 발생한다.
본 발명의 일 실시예는 트라이액 조광기(Triac Dimmer)를 통한 LED 모듈의 밝기 조절과 플리커의 제거를 선택적으로 수행하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 디밍 레벨을 통해 LED 모듈의 목표 밝기를 제어하고자 한다.
실시예들 중에서, 발광 다이오드 구동 회로는 복수의 LED(Light Emitting Diode) 모듈들의 플리커 제거를 수행하는 플리커 제거부 및 트라이액 조광기(Triac Dimmer)를 통해 교류 입력 전압의 앵글(Angle)이 조절되어 상기 복수의 LED 모듈들의 밝기가 어두워지면 상기 플리커 제거의 과정을 잠시 멈추는 구동 제어부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 플리커 제거부는 다이오드 소자, 트랜지스터 소자 및 용량성 소자를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 플리커 제거부는 상기 용량성 소자를 통해 역률을 개선하여 전력의 손실을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동 제어부는 내부 또는 외부로부터 선택 신호를 검출하는 신호 검출 모듈 및 상기 선택 신호의 검출 결과에 따라 상기 플리커 제거부를 동작시키는 제어 신호를 제공하는 제어 신호 제공 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 신호 검출 모듈은 교류 입력 전압의 한 주기 동안 오실레이터의 출력을 카운트하여 상기 선택 신호가 트라이액 디밍 신호인지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어 신호 제공 모듈은 상기 선택 신호가 트라이액 디밍 신호가 아닌 경우 상기 플리커 제거부를 동작시키는 제어 신호를 제공하고, 상기 선택 신호가 트라이액 디밍 신호인 경우 상기 제어 신호를 제공하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동 제어부는 상기 트라이액 조광기를 사용하는 트라이액 디밍(Triac-dimming) 모드 또는 상기 플리커 제거부를 사용하는 플리커 프리(Flicker-free) 모드를 상기 제어 신호를 통하여 선택할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 발광 다이오드 구동 회로는 디밍 레벨을 통해 상기 복수의 LED 모듈들의 목표 밝기를 제어하는 디밍 레벨 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 디밍 레벨 제어부는 내부 또는 외부로부터 디밍 신호를 수신하여 상기 디밍 신호의 아날로그 디밍 레벨 또는 펄스폭 변조 디밍 레벨을 통해 상기 복수의 LED 모듈들의 목표 밝기를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 디밍 레벨 제어부는 상기 디밍 신호가 내부에서 제공되는 경우 구동 전류의 진폭을 기 설정된 진폭 레벨로 설정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 디밍 레벨 제어부는 상기 디밍 신호가 외부의 아날로그 디밍 신호에 해당하는 경우 구동 전류의 진폭 레벨을 제어하고, 상기 디밍 신호가 외부의 펄스폭 변조 디밍 신호에 해당하는 경우 구동 전류의 진폭 또는 주파수 레벨을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 발광 다이오드 구동 회로는 상기 제어 신호의 제공 여부와 상기 디밍 레벨을 기초로 설정된 구동 전류를 제어하는 구동 전류 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동 전류 제어부는 상기 복수의 LED 모듈들에 흐르는 구동 전류의 경로를 제어할 수 있다.
실시예들 중에서, 발광 다이오드 조명 장치는 복수의 LED(Light Emitting Diode) 모듈들, 교류 입력 전압을 전파 정류하는 브릿지 다이오드, 상기 복수의 LED 모듈들의 밝기를 조절하는 트라이액 조광기(Triac Dimmer) 및 상기 구동 전원을 인가 받아 상기 복수의 LED 모듈들을 구동시키는 발광 다이오드 구동 회로를 포함하고, 상기 발광 다이오드 구동 회로는 복수의 LED(Light Emitting Diode) 모듈들의 플리커 제거를 수행하는 플리커 제거부 및 상기 트라이액 조광기를 통해 교류 입력 전압의 앵글(Angle)이 조절되어 상기 복수의 LED 모듈들의 밝기가 어두워지면 상기 플리커 제거의 과정을 잠시 멈추는 구동 제어부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 발광 다이오드 구동 회로는 디밍 레벨을 통해 상기 복수의 LED 모듈들의 목표 밝기를 제어하는 디밍 레벨 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 발광 다이오드 구동 회로는 제어 신호의 제공 여부와 상기 디밍 레벨을 기초로 구동 전류를 제어하는 구동 전류 제어부를 더 포함할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 회로 및 이를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치는 트라이액 조광기(Triac Dimmer)를 통한 LED 모듈의 밝기 조절과 플리커의 제거를 선택적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 회로 및 이를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치는 디밍 레벨을 통해 LED 모듈의 목표 밝기를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 조명 장치를 나타내는 회로도이다.
도 2는 도 1에 있는 신호 검출 모듈의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 3은 도 1에 있는 디밍 레벨 제어부의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 회로의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 실시예에 관한 설명은 본 발명의 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명의 실시예에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 조명 장치(100)를 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 발광 다이오드 조명 장치(100)는 교류 입력 전원(10), 전원 스위칭 소자(20), 복수의 LED(Light Emitting Diode) 모듈들(110), 브릿지 다이오드(120), 트라이액 조광기(130), 발광 다이오드 구동 회로(140)를 포함한다.
교류 입력 전원(10)은 교류 입력 전압(VIN)의 소스에 해당한다. 교류 입력 전압(VIN)의 주파수는 전력 공급자에 따라, 반드시 이에 한정되는 것은 아니나, 50Hz 또는 60Hz에 해당할 수 있고, 교류 입력 전압(VIN)의 주파수는 전류 배전 시스템에 따라 흔들릴 수 있다(fluctuation).
전원 스위칭 소자(20)는 교류 입력 전원(10) 및 브릿지 다이오드(110)와 연결되어 발광 다이오드 구동 회로(140)에 전원을 공급할 수 있다. 복수의 LED 모듈들(110)은 전원 스위칭 소자(20)에 의하여 동작 구간이 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 이전 동작 구간의 디밍 레벨 및 전원 스위칭 소자(20)의 턴-온 시간을 기초로 다음 동작 구간의 디밍 레벨이 결정될 수 있다. 기준 시간의 범위는 전원 스위칭 소자(20)의 턴-온 시간을 변경시키기 위하여 기 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 이전 동작 구간에서 전원 스위칭 소자(20)의 턴-온 시간이 기준 시간의 범위 내인 경우, 턴-온 시간은 변경될 수 있다. 하지만, 이전 동작 구간에서 전원 스위칭 소자(20)의 턴-온 시간이 기준 시간의 범위 외인 경우, 턴-온 시간은 유지될 수 있다.
복수의 LED 모듈들(110)은 각각의 LED 모듈들이 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬이 혼합된 형태로서 n개의 그룹으로 구성되어 배치될 수 있다. 복수의 LED 모듈들(110)은 브릿지 다이오드(20)에서 전파 정류된 교류 입력 전압(VIN)을 인가 받아 구동 전류 제어부(147)를 통해 구동될 수 있다. 또한, 복수의 LED 모듈들(110)은 전원 스위칭 소자(20)가 턴-온되는 동안 구동될 수 있다.
브릿지 다이오드(120)는 교류 입력 전원(10)과 전기적으로 연결되고, 복수의 다이오드 소자들을 상호 연결하여 구성될 수 있다. 브릿지 다이오드(20)는 교류 입력 전압(VIN)을 전파 정류할 수 있다. 전파 정류된 교류 입력 전압(VIN)은 복수의 LED 모듈들(110)에 제공될 수 있다.
트라이액 조광기(Triac Dimmer)(130)는 교류 입력 전원(10) 및 브릿지 다이오드(120)와 직렬 연결될 수 있다. 트라이액 조광기(130)는 앵글(Angle)을 변경하여 복수의 LED 모듈들(110)의 밝기를 조절할 수 있다. 트라이액 조광기(130)는 한 주기 동안 약 30 내지 50[mA]의 최소 홀딩 전류를 필요로 하는데, 만약 트라이액 조광기(130)가 최소 홀딩 전류를 유지하지 못하는 경우, 복수의 LED 모듈들(110)이 깜빡거리는 플리커(Flicker)현상이 발생할 수 있다.
발광 다이오드 구동 회로(140)는 플리커 제거부(141), 직류 전원 공급부(142), 구동 전원 생성부(143), 오실레이터(144), 구동 제어부(145), 디밍 레벨 제어부(146) 및 구동 전류 제어부(147)를 포함한다.
플리커 제거부(141)는 다이오드 소자, 트랜지스터 소자 및 용량성 소자를 포함할 수 있다. 플리커 제거부(141)는 복수의 LED 모듈들(110)의 플리커를 제거할 수 있다. 일 실시예에서, 플리커 제거부(141)는 트랜지스터 소자를 사용함으로써 선행 기술과 대비하여 보다 적은 용량의 용량성 소자를 통하여 구현될 수 있고, 발광 다이오드 구동 회로(140)의 역률을 개선할 수 있다. 결과적으로, 플리커 제거부(141)는 발광 다이오드 구동 회로(140)의 역률을 개선하여 전력의 손실을 감소시킬 수 있다.
직류 전원 공급부(142)는 발광 다이오드 구동 회로(140)를 구동하기 위해 필요한 직류 전원(VCC)을 공급할 수 있다. 직류 전원(VCC)은 외부에 연결된 용량성 소자가 충전되면서 서서히 증가할 수 있다.
구동 전원 생성부(143)는 직류 전원 공급부(142)와 연결되어 직류 전원(VCC)을 제공받을 수 있다. 구동 전원 생성부(143)는 직류 전원(VCC)이 일정 전압 이상이 되면 구동 전원(VDD, 미도시)를 생성하고 이네이블 신호(EN, 미도시)를 출력할 수 있다. 이네이블 신호(EN, 미도시)가 인가되면, 구동 전원(VDD, 미도시)이 발광 다이오드 구동 회로(140)의 각각의 구성요소에 공급될 수 있다.
일 실시예에서, 오실레이터(144)는 구동 전원 생성부(143)로부터 구동 전원(VDD)을 공급 받아 출력을 일정 진폭으로 유지시킬 수 있다. 오실레이터(144)는 선택 신호의 검출을 위하여 클록 신호를 출력할 수 있다. 생성된 클록 신호는 구동 제어부(145)에 제공될 수 있다.
구동 제어부(145)는 트라이액 조광기(130)를 통해 교류 입력 전압의 앵글(Angle)이 조절되어 복수의 LED 모듈들(110)의 밝기가 어두워지면 플리커 제거의 과정을 잠시 멈출 수 있다. 구동 제어부(145)는 신호 검출 모듈(145-1) 및 제어 신호 제공 모듈(145-2)을 포함할 수 있다.
신호 검출 모듈(145-1)은 내부 또는 외부로부터 선택 신호를 검출할 수 있다.
도 2는 도 1에 있는 신호 검출 모듈(145-1)의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 2를 참조하면, 신호 검출 모듈(145-1)은 내부 선택 신호를 수신하여 내부 선택 신호가 트라이액 디밍(Triac-dimming) 신호인지 여부를 판단할 수 있다. 보다 구체적으로, 신호 검출 모듈(145-1)은 노드 A에 걸리는 분배 전압(VA)을 수신할 수 있다. 분배 전압(VA)은 입력 전압(VIN)의 저항 분배를 통하여 생성될 수 있다. 즉, 교류 입력 전압(VIN)과 분배 전압(VA)은 서로 다른 진폭을 가지면서 동일한 위상을 가지는 파형으로 출력되어 동일한 주기를 가질 수 있다. 입력 전압(VIN)은 신호 검출 모듈(145-1)에 인가되기에는 과도한 진폭을 가지기 때문에 신호 검출 모듈(145-1)은 분배 전압(VA)을 통하여 원활하게 동작할 수 있다.
한편, 오실레이터(144)는 클록 신호를 출력하여 신호 검출 모듈(145-1)에 제공할 수 있다. 분배 전압(VA)의 한 주기 동안 오실레이터의 출력을 카운트한 개수는 내부 선택 신호(즉, 디지털 값)에 해당할 수 있다. 즉, 신호 검출 모듈(145-1)은 분배 전압(VA)의 한 주기 동안 오실레이터의 출력(예를 들어, 클록 신호)을 카운트하여 내부 선택 신호가 트라이액 디밍 신호인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 교류 입력 전압(VIN)이 트라이액 조광기(130)에 의하여 앵글이 조정되지 않은 경우 내부 선택 신호는 X로 가정하고, 앵글이 조정된 경우 내부 선택 신호는 Y로 가정할 수 있다. 여기에서 X는 Y보다 큰 수에 해당한다. 신호 검출 모듈(145-1)은 내부 선택 신호가 X에 해당하는 경우 트라이액 디밍 신호가 아님을 판단할 수 있고, Y에 해당하는 경우 트라이액 디밍 신호임을 판단할 수 있다. 한편, 신호 검출 모듈(145-1)은 MODE 핀을 통하여 외부 선택 신호를 수신할 수 있다. 신호 검출 모듈(145-1)은 외부 선택 신호를 수신한 경우에도 내부 선택 신호를 수신한 경우와 동일한 과정을 거쳐서 트라이액 디밍 신호인지 여부를 판단할 수 있다.
다시 도 1에서, 제어 신호 제공 모듈(145-2)은 선택 신호의 검출 결과에 따라 플리커 제거부(141)를 동작시키는 제어 신호를 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 신호 검출 모듈(145-1)에서 트라이액 디밍 신호가 검출된 경우 제어 신호 제공 모듈(145-2)은 제어 신호를 제공하지 않는다. 하지만, 신호 검출 모듈(145-1)에서 트라이액 디밍 신호가 검출되지 않은 경우 제어 신호 제공 모듈(145-2)은 플리커 제거부(141)에 제어 신호를 제공할 수 있다.
트라이액 디밍(Triac-dimming) 모드는 발광 다이오드 구동 회로(140)가 트라이액 조광기(130)에 의하여 앵글이 조정된 교류 입력 전압(VIN)을 통하여 구동되는 것을 의미한다. 트라이액 디밍 모드에서는 신호 검출 모듈(145-1)에서 트라이액 디밍 신호가 검출되기 때문에 제어 신호 제공 모듈(145-2)은 플리커 제거부(141)에 제어 신호를 제공하지 않는다. 즉, 트라이액 디밍 모드에서는 플리커 제거부(141)가 동작하지 않는다.
플리커 프리(Flicker-free) 모드는 발광 다이오드 구동 회로(140)가 트라이액 조광기(130)에 의하여 앵글이 조정되지 않은 교류 입력 전압(VIN)을 통하여 구동되는 것을 의미한다. 플리커 프리 모드에서는 신호 검출 모듈(145-1)에서 트라이액 디밍 신호가 검출되지 않기 때문에 제어 신호 제공 모듈(145-2)은 플리커 제거부(141)에 제어 신호를 제공할 수 있다. 즉, 플리커 프리 모드에서는 플리커 제거부(141)가 동작할 수 있다. 결과적으로, 구동 제어부(145)는 트라이액 조광기(130)를 사용하는 트라이액 디밍(Triac-dimming) 모드 또는 플리커 제거부(141)를 사용하는 플리커 프리(Flicker-free) 모드를 제어 신호를 통하여 선택할 수 있다. 발광 다이오드 구동 회로(140)는 선택된 모드에 의하여 구동될 수 있다.
도 3은 도 1에 있는 디밍 레벨 제어부의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 3을 참조하면, 디밍 레벨 제어부(146)은 디밍 레벨을 통해 복수의 LED 모듈들(110)의 목표 밝기를 제어할 수 있다. 디밍 레벨 제어부(146)는 내부 또는 외부로부터 디밍 신호를 수신하여 디밍 신호의 아날로그 디밍(Analog-dimming) 레벨 또는 펄스폭 변조 디밍(PWM-dimming) 레벨을 통해 복수의 LED 모듈들(110)의 목표 밝기를 제어할 수 있다.
디밍 레벨 제어부(146)는 DIM 핀을 통해 외부로부터 디밍 신호를 수신할 수 있다. 외부 디밍 신호가 아날로그 디밍 신호에 해당하는 경우 디밍 레벨 제어부(146)는 구동 전류의 진폭 레벨을 제어할 수 있다. 예를 들어, 아날로그 디밍 신호의 진폭 레벨이 최대 진폭의 50%에 해당하는 경우 구동 전류의 진폭 레벨도 최대 진폭의 50%에 해당할 수 있다. 즉, 아날로그 디밍 신호의 진폭 레벨을 조절하여 복수의 LED 모듈들(110)의 목표 밝기를 제어할 수 있다.
외부 디밍 신호가 펄스폭 변조 디밍 신호에 해당하는 경우 디밍 레벨 제어부(146)는 구동 전류의 진폭 또는 주파수 레벨을 제어할 수 있다. 예를 들어, 펄스폭 변조 디밍 신호의 진폭 레벨이 최대 진폭의 20%에 해당하는 경우 구동 전류의 진폭 레벨도 최대 진폭의 20%에 해당할 수 있다. 또한, 펄스폭 변조 디밍 신호의 주파수 레벨이 60Hz에 해당하는 경우 구동 전류의 진폭 레벨도 60Hz에 해당할 수 있다. 구동 전류는 펄스폭 변조 신호가 하이 레벨(즉, 양의 값)을 가지는 구간 동안만 복수의 LED 모듈들(110)에 흐를 수 있다. 따라서, 복수의 LED 모듈들(110)은 짧은 시간 동안 턴-온 및 턴-오프를 반복할 수 있다. 즉, 펄스폭 변조 디밍 신호의 진폭 또는 주파수 레벨을 조절하여 복수의 LED 모듈들(110)의 목표 밝기를 제어하고, 복수의 LED 모듈들(110)이 소모하는 전력을 제어할 수 있다.
한편, 디밍 레벨 제어부(146)는 디밍 신호가 내부에서 제공되는 경우 구동 전류의 진폭을 기 설정된 진폭 레벨로 설정할 수 있다. 즉, 별도의 외부 디밍 신호가 제공되지 않는 경우, 복수의 LED 모듈들(110)은 기 설정된 진폭 레벨을 가지는 구동 전류에 의하여 구동될 수 있다.
다시 도 1에서, 구동 전류 제어부(147)는 제어 신호의 제공 여부와 디밍 레벨을 기초로 설정된 구동 전류를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 발광 다이오드 구동 회로(140)는 제어 신호의 제공 여부에 따라서 트라이액 디밍 모드 또는 플리커 프리 모드로 구동될 수 있다. 또한, 발광 다이오드 구동 회로(140)는 내부 또는 외부로부터 디밍 신호를 수신하여 구동 전류의 디밍 레벨을 제어할 수 있다. 즉, 복수의 LED 모듈들(110)은 제어 신호를 통해 선택된 모드에서 디밍 신호를 통해 제어된 구동 전류에 의하여 구동될 수 있다. 구동 전류 제어부(147)는 복수의 LED 모듈들(110)에 흐르는 구동 전류의 경로를 제어하여 복수의 LED 모듈들(110) 중 전부 또는 일부에 대하여 구동 전류를 흐르게 할 수 있다. 결과적으로, 발광 다이오드 구동 회로(140)는 복수의 LED 모듈들(110)의 조도를 제어할 수 있고, 임의의 LED 모듈들을 선택하여 구동시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 회로의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
직류 전원 공급부(142)는 발광 다이오드 구동 회로(140)를 구동하기 위해 필요한 직류 전원(VCC)을 공급할 수 있다(단계 S401).
구동 전원 생성부(143)는 직류 전원 공급부(142)와 연결되어 직류 전원(VCC)을 제공받을 수 있다. 구동 전원 생성부(143)는 직류 전원(VCC)이 일정 전압 이상이 되면 구동 전원(VDD)을 생성할 수 있다. 구동 전원(VDD)은 발광 다이오드 구동 회로(140)의 각각의 구성요소에 공급될 수 있다(단계 S402).
신호 검출 모듈(145-1)은 오실레이터(144) 및 노드 A를 통해 내부로부터 선택 신호를 수신하거나 MODE 핀을 통해 외부로부터 선택 신호를 수신할 수 있다(단계 S403). 신호 검출 모듈(145-1)은 선택 신호가 트라이액 디밍 신호인지 여부를 판단할 수 있다. 보다 구체적으로, 신호 검출 모듈(145-1)은 분배 전압(VA)의 한 주기 동안 오실레이터의 출력을 카운트하여 선택 신호가 트라이액 디밍 신호인지 여부를 판단할 수 있다(단계 S404).
제어 신호 제공 모듈(145-2)은 선택 신호가 트라이액 디밍 신호에 해당하지 않는 경우 플리커 제거부(141)에 제어 신호를 제공할 수 있다. 플리커 제거부(141)는 제어 신호를 수신하면 플리커 제거 과정을 수행할 수 있다. 하지만, 선택 신호가 트라이액 디밍 신호에 해당하는 경우 제어 신호 제공 모듈(145-2)은 플리커 제거부(141)에 제어 신호를 제공하지 않는다(단계 S405).
디밍 레벨 제어부(146)는 DIM 핀을 통해 외부로부터 디밍 신호를 수신할 수 있다(단계 S406). 디밍 레벨 제어부(146)가 외부로부터 디밍 신호를 수신하는 경우 디밍 신호의 아날로그 디밍(Analog-dimming) 레벨 또는 펄스폭 변조 디밍(PWM-dimming) 레벨을 통해 복수의 LED 모듈들(110)의 목표 밝기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 아날로그 디밍 신호가 수신되는 경우 구동 전류의 진폭 레벨을 제어할 수 있고, 펄스폭 변조 디밍 신호가 수신되는 경우 구동 전류의 진폭 또는 주파수 레벨을 제어할 수 있다(단계 S407).
디밍 레벨 제어부(146)는 내부에서 제공된 디밍 신호를 수신할 수 있다(단계 S408). 디밍 레벨 제어부(146)가 내부에서 디밍 신호를 수신하는 경우(즉, 별도의 외부 디밍 신호가 제공되지 않는 경우) 복수의 LED 모듈들(110)은 기 설정된 진폭 레벨을 가지는 구동 전류에 의하여 구동될 수 있다(단계 S409).
구동 전류 제어부(147)는 제어 신호의 제공 여부와 디밍 레벨을 기초로 설정된 구동 전류를 제어할 수 있다. 구동 전류 제어부(147)는 복수의 LED 모듈들(110)에 흐르는 구동 전류의 경로를 제어하여 복수의 LED 모듈들(110) 중 전부 또는 일부에 대하여 구동 전류를 흐르게 할 수 있다(단계 S410).
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 교류 입력 전원 20: 전원 스위칭 소자
110: 복수의 LED 모듈들 120: 브릿지 다이오드
130: 트라이액 조광기 140: 발광 다이오드 구동 회로
141: 플리커 제거부 142: 직류 전원 공급부
143: 구동 전원 생성부 144: 오실레이터
145: 구동 제어부
145-1: 신호 검출 모듈 145-2: 제어 신호 제공 모듈
146: 디밍 레벨 제어부 147: 구동 전류 제어부

Claims (17)

  1. 복수의 LED(Light Emitting Diode) 모듈들의 플리커 제거를 수행하는 플리커 제거부; 및
    트라이액 조광기(Triac Dimmer)를 통해 앵글이 변경된 교류 입력 전압이 수신되면, 상기 플리커 제거를 중단시키는 구동 제어부를 포함하는 발광 다이오드 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플리커 제거부는
    다이오드 소자, 트랜지스터 소자 및 용량성 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 플리커 제거부는
    상기 용량성 소자를 통해 역률을 개선하여 전력의 손실을 감소시키는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구동 제어부는
    내부 또는 외부로부터 선택 신호를 검출하는 신호 검출 모듈; 및
    상기 선택 신호의 검출 결과에 따라 상기 플리커 제거부를 동작시키는 제어 신호를 제공하는 제어 신호 제공 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 신호 검출 모듈은
    교류 입력 전압의 한 주기 동안 오실레이터의 출력을 카운트하여 앵글이 변경된 교류 입력 전압이 수신되었는지 여부를 결정하고, 상기 앵글이 변경된 교류 입력 전압이 수신되었는지 여부에 기초하여 상기 선택 신호가 트라이액 디밍 신호인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 회로.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제어 신호 제공 모듈은
    상기 선택 신호가 플리커 제거부를 사용하는 플리커 프리(Flicker-free) 모드에 대응되는 경우 상기 플리커 제거부를 동작시키는 제어 신호를 제공하고, 상기 선택 신호가 상기 트라이액을 사용하는 트라이액 디밍(Triac-dimming) 모드에 대응되는 경우 상기 제어 신호를 제공하지 않는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 회로.
  7. 제1항에 있어서, 상기 구동 제어부는
    앵글이 변경되지 않은 교류 입력 전압이 수신되면, 상기 플리커 제거가 수행되도록 상기 플리커 제거부를 제어하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 회로.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 플리커 제거가 중단되는 동안에 디밍 레벨을 통해 상기 복수의 LED 모듈들의 목표 밝기를 제어하는 디밍 레벨 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 회로.
  9. 제8항에 있어서, 상기 디밍 레벨 제어부는
    내부 또는 외부로부터 디밍 신호를 수신하여 상기 디밍 신호의 아날로그 디밍 레벨 또는 펄스폭 변조 디밍 레벨을 통해 상기 복수의 LED 모듈들의 목표 밝기를 제어하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 회로.
  10. 제9항에 있어서, 상기 디밍 레벨 제어부는
    상기 디밍 신호가 내부에서 제공되는 경우 구동 전류의 진폭을 기 설정된 진폭 레벨로 설정하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 회로.
  11. 제9항에 있어서, 상기 디밍 레벨 제어부는
    상기 디밍 신호가 외부의 아날로그 디밍 신호에 해당하는 경우 구동 전류의 진폭 레벨을 제어하고, 상기 디밍 신호가 외부의 펄스폭 변조 디밍 신호에 해당하는 경우 구동 전류의 진폭 또는 주파수 레벨을 제어하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 회로.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 플리커 제거를 위한 제어 신호의 제공 여부와 상기 디밍 레벨을 기초로 설정된 구동 전류를 제어하는 구동 전류 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 회로.
  13. 제12항에 있어서, 상기 구동 전류 제어부는
    상기 복수의 LED 모듈들에 흐르는 구동 전류의 경로를 제어하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 회로.
  14. 복수의 LED(Light Emitting Diode) 모듈들;
    교류 입력 전압을 전파 정류하는 브릿지 다이오드;
    상기 복수의 LED 모듈들의 밝기를 조절하는 트라이액 조광기(Triac Dimmer); 및
    구동 전원을 인가 받아 상기 복수의 LED 모듈들을 구동시키는 발광 다이오드 구동 회로를 포함하고,
    상기 발광 다이오드 구동 회로는
    복수의 LED(Light Emitting Diode) 모듈들의 플리커 제거를 수행하는 플리커 제거부; 및
    상기 트라이액 조광기를 통해 앵글이 변경된 교류 입력 전압이 수신되면, 상기 플리커 제거를 중단시키는 구동 제어부를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 발광 다이오드 구동 회로는
    디밍 레벨을 통해 상기 복수의 LED 모듈들의 목표 밝기를 제어하는 디밍 레벨 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 발광 다이오드 구동 회로는
    상기 플리커 제거를 위한 제어 신호의 제공 여부와 상기 디밍 레벨을 기초로 구동 전류를 제어하는 구동 전류 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 구동 제어부는
    앵글이 변경되지 않은 교류 입력 전압이 수신되면, 상기 플리커 제거가 수행되도록 상기 플리커 제거부를 제어하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치.

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