KR20120083845A - 엘이디 구동장치 및 엘이디 조명장치 - Google Patents

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Abstract

(과제)
본 발명은, LED 부하의 발광을 안정화 할 수 있고 또한 소형화가 가능한 LED 구동장치 및 LED 조명장치를 제공한다.
(해결수단)
교류입력전력을 원하는 직류출력전력으로 변환하여 LED 부하에 공급하는 LED 구동장치로서, 온/오프 제어되는 스위칭 소자(Q1)와, LED 부하에 직렬로 접속되고 LED 부하에 흐르는 전류리플을 저감시키는 리플전류 저감부(3a)와, LED 부하와 리플전류 저감부의 접속점에 있어서의 피드백 전압에 의거하여 스위칭 소자를 온/오프 제어함으로써 직류출력전력을 소정값으로 제어하는 제어회로(CNT)를 구비한다.

Description

엘이디 구동장치 및 엘이디 조명장치{LED DRIVING DEVICE AND LED LIGHTING DEVICE}
본 발명은, LED 구동장치(LED 驅動裝置) 및 이것을 사용한 LED 조명장치(LED 照明裝置)에 관한 것이다.
LED(Light Emission Diode) 소자는, 액정표시장치(液晶表示裝置)의 백라이트(back light) 또는 가로등(街路燈) 등의 조명기구의 광원(光源)으로서 이용되기 시작하고 있다. 특히 백열전구나 형광등을 대체하는 조명기구로서, 백색 LED 소자를 사용한 형광등형 또는 전구형의 LED 조명장치의 개발이 진척되고 있다. 이러한 LED 조명장치를 구성하는 LED 구동장치는, LED 소자에 원하는 전력을 정밀도 좋게 공급하는 것이 요구된다.
도4는, 종래의 LED 구동장치(101) 및 LED 조명장치(110)의 회로구성을 나타내는 회로도이다. 종래의 LED 구동장치(101)는, 정류회로(整流回路)(DB100)와, 트랜스포머(transformer)(TR100)와, MOSFET(스위칭 소자(switching 素子))(Q101)와, 다이오드(D101) 및 콘덴서(C101)로 구성되는 정류평활회로(整流平滑回路)와, 제어회로(制御回路)(CNT100)와, 콘덴서(C103)를 구비한다. LED 구동장치(101)와 LED 부하(102(LED1, …… LEDn))는, 종래의 LED 조명장치(110)를 구성한다.
정류회로(DB100)는, 주지의 다이오드 브릿지 회로(diode bridge 回路)이며 교류입력전원(交流入力電源)(AC100)에 접속된다. 트랜스포머(TR100)는 1차권선(W101)과 2차권선(W102)과 3차권선(W103)을 구비한다. 1차권선(W101)의 일단(一端)은 정류회로(DB100)에 접속되고, 1차권선(W101)의 타단(他端)은 MOSFET(Q101)의 드레인 단자에 접속된다. 2차권선(W102)의 양단은 정류평활회로에 접속된다. 3차권선(W103)의 양단은 다이오드(D102) 및 콘덴서(C102)로 구성되는 보조전원(補助電源)에 접속된다.
MOSFET(Q101)의 소스 단자는 접지되고, 게이트 단자는 제어회로(CNT100)에 접속된다. 정류평활회로의 양단은, 직렬로 접속된 n개의 LED 소자(LED1, …… LEDn)로 구성되는 LED 부하(102)와 검출저항(檢出抵抗)(Rs100)의 직렬회로에 접속된다. 또 n은 1 이상의 자연수이다.
제어회로(CNT100)의 각 단자는, MOSFET(Q101)의 게이트 단자와, 보조전원과 LED 부하(102) 및 검출저항(Rs100)의 접속점과, 콘덴서(C103)에 접속되고, 저항(R101)을 통하여 정류회로(DB100) 및 1차권선(W101)의 접속점에 접속된다. 제어회로(CNT100)는, 오차증폭기(誤差增幅器)(AMP101)와, 비교기(比較器)(CMP100)를 구비한다.
오차증폭기(AMP101)의 반전입력단자는 LED 부하(102) 및 검출저항(Rs100)의 접속점에 접속되고, 비반전입력단자는 정전류원(定電流源)(REG)과 제너다이오드(ZD101)로 구성되는 기준전압(基準電壓)에 접속된다. 오차증폭기(AMP101)의 출력단자는, 저항(R103) 및 콘덴서(C103)로 구성되는 적분회로(積分回路)를 통하여 비교기(CMP100)의 제1비반전입력단자에 접속된다. 오차증폭기(AMP101)는, LED 부하(102)에 흐르는 전류와 기준값에 의거하는 오차신호를 비교기(CMP100)에 출력한다.
비교기(CMP100)의 반전입력단자는 삼각파 생성회로(三角波 生成回路)에 접속되고, 제2비반전입력단자는 정전류원(REG)과 저항(R104) 및 저항(R105)으로 구성되는 듀티 제한회로(duty 制限回路)에 접속된다. 비교기(CMP100)의 출력단자는 드라이버 회로(driver 回路)를 통하여 MOSFET(Q101)의 게이트 단자에 접속된다. 비교기(CMP100)는, 오차증폭기(AMP101)로부터 출력되는 오차신호와 삼각파 생성회로로부터 출력되는 삼각파에 의거하는 PWM 신호를 드라이버 회로에 출력한다.
상기한 바와 같이 구성되는 종래의 LED 구동장치(101)는, 제어회로(CNT100)가 LED 부하(102)에 흐르는 전류가 기준값(기준전압)이 되도록 MOSFET(Q101)를 온/오프 제어함으로써 LED 부하(102)에 인가하는 전압을 조정한다.
일본국 공개특허 특개2004-527138호 공보
도5는, 종래의 LED 구동장치(101) 및 LED 조명장치(110)에 있어서의 각 부의 전압 및 전류의 관계를 나타내는 파형도이다. 종래의 LED 구동장치(101)는 교류입력전력(交流入力電力)을 직류전력(直流電力)으로 변환하여 LED 부하(102)에 공급하기 때문에, 입력전압(Vin100)의 리플(맥류(脈流))이 출력전압(Vout100)(콘덴서(C101)의 양단전압)에 영향을 주기 쉬워서, 출력전압(Vout100)은 미소한 전압변동을 포함한다. 또한 LED 소자의 순방향 전류(If)는, 순방향 전압(Vf)에 대하여 지수함수(指數函數)적으로 증대한다는 특성을 구비한다. 따라서 LED 부하(102)에 흐르는 LED 전류(ILED100)(순방향 전류)는, 상기한 미소한 전압변동에 의하여 큰 전류변화를 야기한다. 그 결과 종래의 LED 구동장치는, LED 전류(ILED100)의 변화가 커져서 LED 부하(102)의 발광(發光)이 불안정하게 되기 쉽다는 문제가 있다. 종래의 LED 구동장치에 있어서, 콘덴서(C101)의 용량을 크게 함으로써 상기한 전류변화를 저감시킬 수 있지만, 대형의 전해콘덴서가 필요하게 되어 회로의 소형화가 곤란하게 된다.
도6은, 종래의 다른 LED 구동장치 및 이것을 사용한 LED 조명장치의 회로구성을 나타내는 회로도이다. 도6에 나타나 있는 종래의 LED 구동장치는, PFC(역률개선(力率改善)) 회로와 PFC 회로에 접속되는 전력변환회로(電力變換回路)의 2개의 컨버터(converter)로 구성되는 LED 점등장치(LED 點燈裝置)이다.
PFC 회로는, 역률을 개선하는 것으로서, 트랜스포머(TR100)와, MOSFET(스위칭 소자)(Q101)와, 다이오드(D101) 및 콘덴서(C101)로 구성되는 정류평활회로와, 제어회로(CNT100)와, 저항(R107, R108)을 구비한다. 전력변환회로는, 트랜스포머(TR200)와, MOSFET(스위칭 소자)(Q201)와, 다이오드(D201) 및 콘덴서(C201)로 구성되는 정류평활회로와, 제어회로(CNT200)를 구비한다.
도6에 나타나 있는 LED 구동장치는, 전력변환회로 이외에 PFC 회로가 설치되어 있기 때문에, 고효율의 전력변환을 할 수 있음과 아울러, 도7에 나타나 있는 바와 같이 PFC 회로로부터의 출력전압(Vout1)과 전력변환회로의 출력전압(Vout2)의 2개의 스테이지에서, 교류입력 전압파형의 리플을 저감시킬 수 있다. 이 때문에 LED 부하에 흐르는 전류리플을 용이하게 저감시킬 수 있다.
그러나 2개의 컨버터를 사용하고 있기 때문에, 고효율화가 곤란하고 또한 고가이고 회로가 대형화 된다는 과제를 가지고 있었다.
선행 특허문헌1에는, 교류입력전원에 접속된 교류/직류 변환기와, 교류/직류 변환기의 직류출력전력을 변환하여 LED 소자에 원하는 직류전력을 공급하는 직류/직류 변환기와, LED 소자에 흐르는 전류를 조정하기 위한 전류 피드백부를 구비하는 종래에 있어서의 다른 LED 구동장치가 기재되어 있다.
종래에 있어서의 다른 LED 구동장치는, LED 부하에 흐르는 전류의 변화를 저감시켜서 LED 부하의 발광을 안정화 할 수 있지만, 교류/직류 변환기와 직류/직류 변환기의 2개의 전력변환기로 구성되기 때문에, 소형화가 곤란함과 아울러 고가이며 전력변환효율이 낮아지게 되어 버린다.
본 발명에 의하면, LED 부하의 발광을 안정화 할 수 있고 또한 소형화가 가능한 LED 구동장치 및 LED 조명장치가 제공된다.
상기 과제를 해결하기 위하여 교류입력전력을 원하는 직류출력전력으로 변환하여 LED 부하에 공급하는 LED 구동장치(LED 驅動裝置)로서, 온/오프 제어되는 스위칭 소자(switching 素子)와, 상기 LED 부하에 직렬로 접속되고, 상기 LED 부하에 흐르는 전류리플(電流ripple)을 저감시키는 리플전류 저감부(ripple電流 低減部)와, 상기 LED 부하와 상기 리플전류 저감부의 접속점에 있어서의 피드백 전압(feedback 電壓)에 의거하여 상기 스위칭 소자를 온/오프 제어함으로써 상기 직류출력전력을 소정값으로 제어하는 제어회로(制御回路)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 LED 구동장치에 의하면, LED 부하의 발광을 안정화 할 수 있고 또한 소형화가 가능한 LED 구동장치 및 LED 조명장치를 제공할 수 있다.
도1은, 본 발명의 제1실시형태에 관한 LED 구동장치 및 이것을 사용한 LED 조명장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도2는, 본 발명의 제1실시형태에 관한 LED 구동장치 및 이것을 사용한 LED 조명장치에 있어서의 각 부의 전압 및 전류의 관계를 나타내는 파형도이다.
도3은, 본 발명의 제2실시형태에 관한 LED 구동장치 및 이것을 사용한 LED 조명장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도4는, 종래의 LED 구동장치 및 이것을 사용한 LED 조명장치의 회로구성을 나타내는 회로도이다.
도5는, 종래의 LED 구동장치 및 이것을 사용한 LED 조명장치에 있어서의 각 부의 전압 및 전류의 관계를 나타내는 파형도이다.
도6은, 종래의 다른 LED 구동장치 및 이것을 사용한 LED 조명장치의 회로구성을 나타내는 회로도이다.
도7은, 종래의 다른 LED 구동장치 및 이것을 사용한 LED 조명장치에 있어서의 각 부의 전압 및 전류의 관계를 나타내는 파형도이다.
다음에 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관한 LED 구동장치 및 이것을 사용한 LED 조명장치에 대하여 설명한다.
(제1실시형태)
도1은, 본 발명의 실시형태에 관한 LED 구동장치(LED 驅動裝置)(1) 및 이것을 사용한 LED 조명장치(LED 照明裝置)(10)의 구성을 나타내는 회로도이다. 본 발명의 실시형태에 관한 LED 구동장치(1)는, 정류회로(整流回路)(DB)와, 트랜스포머(transformer)(TR)와, 제1MOSFET(스위칭 소자(switching 素子))(Q1)와, 다이오드(D1) 및 콘덴서(C1)로 구성되는 정류평활회로(整流平滑回路)와, 제어회로(制御回路)(CNT)와, 콘덴서(C3)와, 리플전류 저감회로(ripple電流 低減回路)(3a)를 구비한다. LED 구동장치(1)와 LED 부하(2(LED1, …… LEDn))는 LED 조명장치(10)를 구성한다.
정류회로(DB)는, 주지의 다이오드 브릿지 회로(diode bridge 回路)이며, 교류입력전원(交流入力電源)(AC)에 접속되어 교류입력전력을 일방향(一方向)의 맥류(脈流)로 정류하여 트랜스포머(TR)에 출력한다. 교류입력전원(AC)과 정류회로(DB)는, 예를 들면 배터리(battery) 등의 직류전원으로 바꾸어 놓아도 좋다.
트랜스포머(TR)는, 1차권선(W1)과 2차권선(W2)과 3차권선(W3)을 구비한다. 1차권선(W1)의 일단(一端)은 정류회로(DB)에 접속되고, 1차권선(W1)의 타단(他端)은 제1MOSFET(Q1)의 드레인 단자에 접속된다. 2차권선(W2)의 양단 사이에는, 다이오드(D1) 및 콘덴서(C1)로 구성되는 정류평활회로(整流平滑回路)가 접속된다. 3차권선(W3)의 양단 사이에는, 다이오드(D2) 및 콘덴서(C2)로 구성되는 보조전원(補助電源)이 접속된다.
제1MOSFET(Q1)의 소스 단자는 접지되고, 게이트 단자는 제어회로(CNT)에 접속된다.
다이오드(D1) 및 콘덴서(C1)로 구성되는 정류평활회로의 양단에는, 직렬로 접속된 n개의 LED 소자(LED1, …… LEDn)로 구성되는 LED 부하(2)와 리플전류 저감회로(3a)의 직렬회로가 접속된다. 또 n은 1 이상의 자연수이다. 다이오드(D1)의 캐소드 단자와 콘덴서(C1)의 일단은, LED 부하(2)를 구성하는 LED 소자(LED1)의 애노드 단자에 접속된다. 콘덴서(C1)의 타단은 접지된다. 리플전류 저감회로(3a)는, 리액터(L1)와 전류검출저항(電流檢出抵抗)(Rs)이 직렬로 접속되어 구성된다.
제어회로(CNT)의 각 단자는, 제1MOSFET(Q1)의 게이트 단자와, 보조전원과, LED 부하(2) 및 정전류 제어회로(3)의 접속점과, 콘덴서(C3)에 접속되고, 저항(R1)을 통하여 정류회로(DB) 및 1차권선(W1)의 접속점에 접속된다. 제어회로(CNT)는, 제1오차증폭기(第一誤差增幅器)(AMP1)와, 비교기(比較器)(CMP)를 구비한다.
제1오차증폭기(AMP1)의 반전입력단자는 LED 부하(2) 및 리플전류 저감회로(3a)의 접속점에 접속되고, 비반전입력단자는 정전류원(定電流源)(REG)과 제너다이오드(ZD1)로 구성되는 제1기준전압(第一基準電壓)에 접속된다. 제1오차증폭기(AMP1)의 출력단자는, 저항(R3) 및 콘덴서(C3)로 구성되는 적분회로(積分回路)를 통하여 비교기(CMP)의 제1비반전입력단자에 접속된다. 제1오차증폭기(AMP1)는, LED 부하(2)에 흐르는 전류(ILED)와 제1기준값(제1기준전압)에 의거하는 제1오차신호를 적분회로를 통하여 비교기(CMP)에 출력한다.
비교기(CMP)의 반전입력단자는 주지의 삼각파 생성회로(三角波 生成回路)에 접속되고, 제2비반전입력단자는 정전류원(REG)과 저항(R4) 및 저항(R5)으로 구성되는 듀티 제한회로(duty 制限回路)에 접속된다. 비교기(CMP)의 출력단자는 드라이버 회로(driver 回路)를 통하여 제1MOSFET(Q1)의 게이트 단자에 접속된다. 비교기(CMP)는, 제1오차증폭기(AMP1)로부터 출력되는 제1오차신호와 듀티 제한회로의 출력신호 중 저레벨의 신호와, 삼각파 생성회로로부터 출력되는 삼각파에 의거하는 PWM(펄스폭 변조) 신호를 드라이버 회로에 출력한다. 즉 상세하게는, 비교기(CMP)는, LED 전류(ILED)가 제1기준값보다 작아지면 PWM 신호의 온 듀티(on duty)를 크게(온 시간을 길게) 하고, LED 전류(ILED)가 제1기준값보다 커지면 PWM 신호의 온 듀티를 작게(온 시간을 짧게) 하도록 동작한다. 듀티 제한회로는, 제1오차신호가 지나치게 커졌을 때에 PWM 신호의 온 듀티의 최대값을 제한한다.
제1오차신호는 상기의 적분회로에 의하여 적분되어, 비교기(CMP)의 제1비반전입력단자에 입력된다. 따라서 제어회로(CNT)의 응답속도(응답주파수)는, 저항(R3) 및 콘덴서(C3)에 의하여 결정되는 시정수에 의거하여 LED 전류(ILED)의 변화보다 늦어지게 된다. 본 실시형태에 관한 LED 구동장치(1)에 있어서, 저항(R3) 및 콘덴서(C3)의 시정수는, 제1오차신호가 교류입력전원(AC)의 1주기 이상의 기간에 걸쳐서 적분되도록 설정된다. 이 경우에 PWM 신호의 온 듀티는 교류입력전원(AC)의 1주기에 있어서 일정하게 되기 때문에, LED 구동장치(1)의 역률(力率)이 개선된다.
도2는, 본 발명의 실시형태에 관한 LED 구동장치 및 이것을 사용한 LED 조명장치에 있어서의 각 부의 전압 및 전류의 관계를 나타내는 파형도이다. 본 발명의 실시형태에 관한 LED 구동장치(1)에 있어서, 제어회로(CNT)는, LED 부하(2)에 흐르는 전류(ILED)가 제1기준값(제1기준전압)이 되도록 제1MOSFET(Q1)를 온/오프 제어한다. 즉 LED 구동장치(1)는, 종래의 LED 구동장치와 마찬가지로 교류입력전력을 직류전력으로 변환하여 LED 부하(2)에 공급한다. 이 때문에 출력전압(Vout)(콘덴서(C1)의 양단전압)은, 종래의 LED 구동장치와 마찬가지로 미소한 전압변동을 포함한다.
그러나 본 발명의 실시형태에 관한 LED 구동장치(1)에 있어서, 출력전압리플에 의하여 출력전류리플이 발생하려고 하면, 리플전류 저감회로(3a)의 리액터(L1)의 양단에 전압이 발생한다. 이에 따라 LED 양단에 발생하는 전압리플은 경감되기 때문에, 출력전류의 리플은 저감된다.
따라서 종래의 LED 구동장치에 있어서 큰 전류변화를 포함하고 있었던 LED 전류(ILED)는, 본 발명의 실시형태에 관한 LED 구동장치(1)에 있어서, 도2에 나타나 있는 바와 같이 전류리플을 저감시키도록 제어된다.
또한 LED 부하(2)와 리액터(L1)의 접속점으로부터 피드백 신호를 취출하여 전력변환을 제어하기 때문에, LED 부하(2)의 순방향 전압(VF)의 편차나 온도특성에 의한 영향을 작게 할 수 있다. 따라서 순방향 전압(VF)의 편차나 온도특성을 고려할 필요가 없다.
(제2실시형태)
도3은, 본 발명의 제2실시형태에 관한 LED 구동장치 및 이것을 사용한 LED 조명장치의 구성을 나타내는 회로도이다. 도3에 나타나 있는 제2실시형태에 관한 LED 구동장치 및 이것을 사용한 LED 조명장치는, 도1에 나타나 있는 제1실시형태에 관한 LED 구동장치 및 이것을 사용한 LED 조명장치에 대하여 리플전류 저감회로(3b)만이 다르다.
리플전류 저감회로(3b)는, 다이오드(D1) 및 콘덴서(C1)로 구성되는 정류평활회로와 LED 부하(2)와 제어회로(CNT)에 접속된다. 리플전류 저감회로(3b)는, 본 발명의 피드백형 정전류 제어회로(feedback型 定電流 制御回路)에 대응하고, 제2MOSFET(가변 임피던스 소자)(Q2)와 검출저항(전류검출부)(Rs)과 제2오차증폭기(AMP2)와 제너다이오드(ZD2)를 구비한다. 제2MOSFET(Q2)의 드레인 단자는 LED 소자(LEDn)의 캐소드 단자에 접속되고, 소스 단자는 검출저항(Rs)을 통하여 접지되고, 게이트 단자는 제2오차증폭기(AMP2)의 출력단자에 접속된다. 제2MOSFET(Q2)는, 제2오차증폭기(AMP2)의 출력에 따라 드레인·소스 사이의 저항값을 연속적으로 변화시킨다. 따라서 제2MOSFET(Q2)는, 전기신호에 의하여 저항값이 변화되는 주지의 가변저항소자로 바꿀 수 있다. 리플전류 저감회로(3b)의 응답속도는, 제어회로(CNT)의 응답속도보다 빠르게 설정되고, 바람직하게는 교류입력전원(AC)의 주파수보다 높게 설정된다.
검출저항(Rs)과 제2MOSFET(Q2)의 소스 단자와의 접속점은 제2오차증폭기(AMP2)의 반전입력단자에 접속된다. 검출저항(Rs)은, LED 부하(2)에 흐르는 전류(ILED)를 전압신호로 변환하여 제2오차증폭기(AMP2)에 출력한다. 검출저항(Rs)은, 이 이외의 전류검출수단 예를 들면 커런트 트랜스포머(current transformer)로 바꾸어도 좋고, LED 전류(ILED)를 전압 이외의 전기신호에 의하여 출력할 수 있는 구성으로 바꾸어도 좋다.
제너다이오드(ZD2)의 캐소드 단자는, 저항(R6)을 통하여 다이오드(D1) 및 콘덴서(C1)의 접속점에 접속되고 또한 제2오차증폭기(AMP2)의 비반전입력단자에 접속된다. 제너다이오드(ZD2)의 애노드 단자는 접지된다.
제2오차증폭기(AMP2)의 비반전입력단자는 제너다이오드(ZD2)를 포함하여 구성되는 제2기준전압에 접속된다. 제2오차증폭기(AMP2)의 출력단자는 제2MOSFET(Q2)의 게이트 단자에 접속된다. 제2오차증폭기(AMP2)는, LED 부하(2)에 흐르는 전류(ILED)와 제2기준값(제2기준전압)에 의거하는 제2오차신호를 제2MOSFET(Q2)에 출력한다. 상세하게는 제2오차증폭기(AMP2)는, LED 전류(ILED)가 제2기준값보다 작아질수록 제2오차신호의 전압레벨을 크게 하여, 제2MOSFET의 소스·드레인 사이의 저항값을 낮게 한다. 또한 제2오차증폭기(AMP2)는, LED 전류(ILED)가 제2기준값보다 커질수록 제2오차신호의 전압레벨을 작게 하여, 제2MOSFET의 소스·드레인 사이의 저항값을 높게 하도록 동작한다.
본 발명의 실시형태에 관한 LED 구동장치(1)에 있어서, 제어회로(CNT)는, LED 부하(2)에 흐르는 전류(ILED)가 제1기준값(제1기준전압)이 되도록 제1MOSFET(Q1)를 온/오프 제어한다. 즉 LED 구동장치(1)는, 종래의 LED 구동장치와 마찬가지로 교류입력전력을 직류전력으로 변환하여 LED 부하(2)에 공급한다. 이 때문에 출력전압(Vout)(콘덴서(C1)의 양단전압)은, 종래의 LED 구동장치와 마찬가지로 미소한 전압변동을 포함한다.
그러나 본 발명의 실시형태에 관한 LED 구동장치(1)에 있어서, 리플전류 저감회로(3b)는, LED 전류(ILED)에 의거하는 제2오차신호가 제2기준값(제2기준전압)이 되도록 제2MOSFET(Q2)를 제어한다. 따라서 종래의 LED 구동장치에 있어서 큰 전류변화를 포함하고 있었던 LED 전류(ILED)는, 본 발명의 실시형태에 관한 LED 구동장치(1)에 있어서 전류리플을 저감시키도록 제어된다.
따라서 본 발명의 실시형태에 관한 LED 구동장치는 이하의 작용효과를 구비한다.
(1)리플전류 저감회로(3b)는 역률개선동작을 할 필요가 없기 때문에, 제어의 응답속도(응답주파수)를 제어회로(CNT)보다 빠르게 설정할 수 있어, LED 부하(2)를 흐르는 LED 전류(ILED)에 포함되는 전류리플을 저감시킬 수 있다.
(2)또한 LED 부하(2)와 리액터(L1)의 접속점으로부터 피드백 신호를 취출하여 전력변환을 제어하기 때문에, LED 부하(2)의 순방향 전압(VF)의 편차나 온도특성에 의한 영향을 작게 할 수 있다. 따라서 순방향 전압(VF)의 편차나 온도특성을 고려할 필요가 없다.
(3)LED 부하(2)에 흐르는 전류(ILED)에 발생하는 리플을 저감시킬 수 있기 때문에, LED 부하(2)의 발광(發光)을 안정화 할 수 있다.
(4)대형의 전해콘덴서나 교류/직류 변환기를 사용하지 않고 LED 부하(2)의 발광을 안정화 시킬 수 있기 때문에, LED 구동장치를 간이한 회로에 의하여 소형이고 또한 저렴하게 구성할 수 있다.
(5)LED 부하(2)를 흐르는 LED 전류(ILED)의 변화가 작아지기 때문에, LED 조명장치(10)로부터 방출되는 노이즈가 저감된다.
(6)LED 전류(ILED)의 변화가 작아지기 때문에, LED 부하(2)를 구성하는 LED 소자(LED1, …… LEDn)에 큰 피크 전류가 흐르기 어렵다. 이에 따라 LED 소자(LED1, …… LEDn)에 걸리는 전기적 스트레스가 저감되어, LED 부하(2)의 수명의 장기화가 달성된다.
(7)출력전압(Vout)의 전압리플은 미소한 것이기 때문에, 제2MOSFET 및 검출저항에 의한 소비전력은 비교적 작아, LED 구동장치의 고효율화가 달성된다.
이상의 실시형태에서 설명된 구성, 형상, 크기 및 배치의 관계에 대해서는, 본 발명이 이해·실시될 수 있을 정도로 개략적으로 나타낸 것에 지나지 않는다. 따라서 본 발명은, 설명된 실시형태에 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 나타나 있는 기술적 사상의 범위를 일탈하지 않는 한 여러 가지 형태로 변경될 수 있다.
예를 들면 본 발명의 실시형태에 관한 LED 구동장치는 트랜스포머를 통한 회로구성을 구비하지만, 트랜스포머의 유무나 절연/비절연(絶緣/非絶緣) 등의 회로구성은 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 제어회로(CNT)의 응답속도는, 상기의 적분회로에 한정되지 않고 제어회로(CNT)에 포함되는 구성에 의하여 결정할 수 있다. 또한 제1기준값 및 제2기준값을 외부신호 등에 의하여 가변시켜도 좋다.
1 : LED 구동장치
2 : LED 부하
3 : 정전류 제어회로
10 : LED 조명장치
AMP : 오차증폭기
CMP : 비교기
Q1, Q2 : MOSFET
Rs : 검출저항
ZD : 제너다이오드
L : 리액터

Claims (8)

  1. 교류입력전력을 원하는 직류출력전력으로 변환하여 LED 부하에 공급하는 LED 구동장치(LED 驅動裝置)로서,
    온/오프 제어되는 스위칭 소자(switching 素子)와,
    상기 LED 부하에 직렬로 접속되고, 상기 LED 부하에 흐르는 전류리플(電流ripple)을 저감시키는 리플전류 저감부(ripple電流 低減部)와,
    상기 LED 부하와 상기 리플전류 저감부의 접속점에 있어서의 피드백 전압(feedback 電壓)에 의거하여 상기 스위칭 소자를 온/오프 제어함으로써 상기 직류출력전력을 소정값으로 제어하는 제어회로(制御回路)를
    구비하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리플전류 저감부는 리액터(reactor)를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어회로는, 상기 LED 부하에 흐르는 전류가 제1기준값이 되도록 상기 스위칭 소자를 온/오프 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 리플전류 저감부는, 임피던스를 가변제어(可變制御)하는 피드백형 정전류 제어회로(feedback型 定電流 制御回路)를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 피드백형 정전류 제어회로는, 상기 LED 부하에 흐르는 전류가 제2기준값에 접근하도록 상기 임피던스를 연속적으로 가변제어하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 피드백형 정전류 제어회로의 응답속도는 상기 제어회로의 응답속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제어회로의 응답주파수는, 상기 교류입력전력의 주파수와 동일하거나 또는 그보다 긴 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.
  8. 상기 청구항1 내지 청구항7 중 어느 한 항에 기재된 LED 구동장치를 구비하는 LED 조명장치(LED 照明裝置).
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