KR20160016239A

KR20160016239A - 발광소자 구동회로 및 조명장치

Info

Publication number: KR20160016239A
Application number: KR1020140099935A
Authority: KR
Inventors: 강현구
Original assignee: 서울반도체 주식회사
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2016-02-15

Abstract

본 발명은 구동회로에 관한 것으로서, 교류구동 발광소자에 있어서, 교류전압의 크기 변화에 따라 복수의 발광소자 그룹을 전체적으로 균일하게 구동시키고, 비발광 구간을 삭제하여 플리커를 개선할 수 있는 발광소자 구동회로가 개시된다.
개시된 발광소자 구동회로는 복수의 발광소자 그룹과, 교류전원을 입력받고 전파정류하여 복수의 발광소자 그룹을 구동시키는 구동전압을 생성 및 출력하는 정류부와, 복수의 발광소자 그룹을 직렬연결 또는 병렬연결하는 스위치 제어부, 및 복수의 발광소자 그룹으로 흐르는 구동전류를 제어하는 구동전류 제어부를 포함하고, 복수의 발광소자 그룹을 구동하기 위한 순방향 전압 레벨 이상에서 전하를 충전하고, 복수의 발광소자 그룹의 구동이 정지되는 순방향 전압 레벨 미만의 구간에서 충전된 전하를 공급하는 보조 전원 공급부를 포함하여 광 효율을 향상시키고 플리커 현상을 방지할 수 있다.

Description

발광소자 구동회로{DRIVING CIRCUIT FOR LIGHT EMITTING DIODE}

본 발명은 발광소자(LED) 구동회로에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 교류구동 발광소자에 있어서, 교류전압의 크기 변화에 따라 복수의 발광소자 그룹을 전체적으로 균일하게 구동시키고, 비발광 구간을 삭제하여 플리커를 개선할 수 있는 발광소자 구동회로에 관한 것이다.

최근 반도체 발광 다이오드는 높은 효율, 저전력 및 높은 휘도 등의 다양한 특성으로 인하여 많은 분야에서 광원으로 활용되고 있다. 특히, 최근에 조명분야에서 종래의 일반적인 백열전구나 형광등을 대체하는 용도로 반도체 발광 다이오드가 적용된 조명 기구가 급속도로 보급되고 있다.

백열전구, 형광등을 광원으로 사용하는 종래의 조명 장치들은 상용 교류 전압을 이용하여 발광하므로, 조명용 반도체 발광 다이오드 역시 교류 전압을 이용하여 구동될 수 있어야 한다.

통상적으로, 교류 전압을 이용하여 반도체 발광 다이오드를 구동하기 위해서는 정/부의 값을 갖는 교류 전압을 정의 값을 갖는 정류 전압으로 변환하고 이 정류 전압의 크기가 변동됨에 따라 발광되는 반도체 발광 다이오드의 개수를 조정하도록 회로를 구성하고 있다.

이러한 통상적인 기술의 경우, 정류 전압의 크기가 변동됨에 따라 복수의 반도체 발광 다이오드 중 일부는 지속적으로 발광하여 발광되는 시간이 길게 결정되는 반면, 나머지 중 일부는 정류 전압의 크기가 특정 크기 이상 되는 경우에만 제한적으로 발광하게 되므로, 조명 기구를 구성하는 반도체 발광 다이오드마다 발광 시간이 달라진다. 이로 인해, 각 발광 다이오드의 발광 이용 효율이 서로 상이한 문제와 정류 전압이 교차하는 구간에서 발광 다이오드가 발광하지 않는 단점을 갖고 있다. 조명 기구를 구성하는 반도체 발광 다이오드 중 일부가 먼저 열화되어 조명 기구의 조광 상태가 불량해지거나, 심각한 경우 조명기구의 동작이 불가능하게 되는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 복수의 발광소자 그룹을 구동하기 위한 교류전압의 레벨이 변동함에 따라 복수의 발광소자 그룹의 접속 관계를 변경하여 구동 구간에 모든 발광소자 그룹이 구동되어 효율을 향상시킬 수 있는 발광소자 구동회로를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 구동구간 동안 발광소자 그룹이 모두 발광 가능하게 함으로써, 조명장치에 적용된 일부 발광소자 그룹에서 집중되는 구동에 의해 다른 발광소자 그룹에 비해 먼저 열화되는 문제를 해소할 수 있는 발광소자 구동회로를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 필요에 따라 전체 발광소자 그룹의 구동전류를 제어하거나, 각각의 발광소자 그룹의 구동전류를 일정하게 제어할 수 있는 발광소자 구동회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 구동회로는 복수의 발광소자 그룹; 교류전원을 입력받고 전파정류하여 상기 복수의 발광소자 그룹을 구동시키는 구동전압을 생성 및 출력하는 정류부; 상기 복수의 발광소자 그룹을 직렬연결 또는 병렬연결하는 스위치 제어부; 및 상기 복수의 발광소자 그룹으로 흐르는 구동전류를 제어하는 구동전류 제어부를 포함하고, 상기 복수의 발광소자 그룹을 구동하기 위한 순방향 전압 레벨 이상에서 전하를 충전하고, 상기 복수의 발광소자 그룹의 구동이 정지되는 상기 순방향 전압 레벨 미만의 구간에서 충전된 전하를 공급하는 보조 전원 공급부를 포함하여 광 효율을 향상시키고 플리커 현상을 방지할 수 있다.

상기 보조 전원 공급부는 캐패시터, 제1 및 제2 다이오드를 포함하고, 상기 제1 및 제2 다이오드 사이에는 스위치를 포함할 수 있다.

상기 제2 다이오드는 상기 복수의 발광소자 그룹과 연결될 수 있다.

상기 캐패시터는 상기 스위치의 턴오프시에 상기 제1 다이오드를 통해 전하가 충전되고, 상기 스위치의 턴온시에 상기 제1 및 제2 다이오드를 통해 상기 복수의 발광소자 그룹으로 충전된 전하를 제공할 수 있다.

상기 복수의 발광소자 그룹은 제1 내지 제4 발광소자 그룹들로 구성되고, 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹은 적어도 하나 이상이 직렬 또는 병렬 접속될 수 있다.

상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹은 제1 순방향 전압 레벨 내지 제2 순방향 전압 레벨 사이에서 병렬 접속되고, 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹은 제2 순방향 전압 레벨 내지 제3 순방향 전압 레벨 사이에서 각각 직렬 접속된 두 개의 그룹이 서로 병렬 접속되고, 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹은 제3 순방향 전압 레벨 내지 제4 순방향 전압 레벨 사이에서 직렬 접속된 하나의 그룹과 병렬 접속된 하나의 그룹이 서로 병렬 접속되고, 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹은 제4 순방향 전압 레벨 내지 제5 순방향 전압 레벨 사이에서 직렬 접속되고, 상기 보조 전원 공급부는 상기 제1 순방향 전압 레벨 이상의 구간에서 상기 전하를 충전한다.

상기 보조 전원 공급부는 상기 제1 순방향 전압 레벨 미만의 구간에서 상기 전하를 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹으로 제공할 수 있다.

상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹 각각에 병렬 접속되어 상기 스위치 제어부의 제어신호에 따라 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹의 구동을 개별적으로 제어하는 스위치들을 더 포함할 수 있다.

상기 정류부의 출력 전압의 피크값을 미리 설정된 기준 전압값과 비교하여 상태 신호를 출력하고, 출력된 신호를 상기 스위치 제어부에 제공하는 교류 피크전압 검출부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 복수의 발광소자 그룹을 구동하기 위한 교류전압의 레벨이 변동함에 따라 복수의 발광소자 그룹의 접속 관계를 변경하여 구동 구간에 모든 발광소자 그룹이 구동되어 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 구동 구간동안 발광소자 그룹이 모두 발광 가능하게 함으로써, 조명장치에 적용된 일부 발광소자 그룹에서 집중되는 구동에 의해 다른 발광소자 그룹에 비해 먼저 열화되는 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 필요에 따라 전체 발광소자 그룹의 구동전류를 제어하거나, 각각의 발광소자 그룹의 구동전류를 일정하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 제1 순방향 전압 레벨 미만의 비발광 구간에서도 발광소자 그룹들을 강제로 구동시켜 플리커 현상을 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 각 국가별로 크기가 다른 교류 입력 전압 조건하에서 전력 변환 회로 없이 교류 입력 전압의 크기에 무관한 발광 다이오드 구동회로를 구성할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시에 따른 발광소자 구동회로의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 교류 피크전압 검출부의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 입력전압(구동전압) 레벨에 따라 발광소자 그룹들의 구동구간을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 보조 전원 공급부의 구동에 의한 입력전압(구동전압) 레벨에 따라 발광소자 그룹들의 구동구간을 나타낸 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당 업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 제1 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구 항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구 항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에서, 용어 '발광소자 그룹'란 복수의 발광소자들(또는 복수의 발광 셀들)이 직렬/병렬/직병렬로 연결되어, 발광소자 구동모듈의 제어에 따라 하나의 단위로서 동작이 제어되는(즉, 같이 점등/소등되는) 발광소자들의 집합을 의미한다.

또한, 용어 '제1 순방향 전압 레벨(Vf1)'는 제1 내지 제n 발광소자 그룹을 모두 병렬로 구동시킬 수 있는 임계 전압레벨을 의미하며, 용어 '제2 순방향 전압 레벨(Vf2)'는 직렬로 연결된 2개의 발광소자 그룹을 구동시킬 수 있는 임계 전압레벨을 의미하고, 용어 '제3 순방향 전압 레벨(Vf3)'는 직렬로 연결된 3개의 발광소자 그룹을 구동할 수 있는 임계 전압레벨을 의미한다. 즉, '제n 순방향 전압 레벨(Vfn)'는 직렬로 연결된 n개의 발광소자 그룹들을 구동할 수 있는 임계 전압레벨을 의미한다. 한편, 발광소자 그룹별 순방향 전압레벨은 발광소자 그룹을 구성하는 발광소자들의 수/특성에 따라 동일하거나, 또는 상이할 수 있다.

또한, 본 명세서 내에서 임의의 특정 전압, 특정 시점, 특정 온도 등을 나타내기 위하여 사용되는 V1, V2, V3,..., t1, t2,..., T1, T2, T3, 등의 용어는 절대적인 값을 나타내기 위하여 사용되는 것이 아니라 서로를 구분하기 위하여 사용되는 상대적인 값을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시에 따른 발광소자 구동회로의 구성을 도시한 도면이고. 도 2는 본 발명의 교류 피크전압 검출부의 구성을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 구동회로는 정류부(10)와, 교류 피크전압 검출부(20)와, 스위치 제어부(30)와, 구동전류 제어부(40)와, 보조 전원 공급부(50)와, 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4), 및 복수의 스위치로 이루어진 스위치 어레이부(60)를 포함한다.

상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)은 적어도 2 이상의 발광소자가 직렬연결 또는 병렬 연결된 복수의 발광소자들을 포함하고, 본 발명의 일 실시예에서는 4개의 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)을 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 발광소자 그룹의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.

상기 정류부(10)는 교류전원으로부터 공급되는 교류전압(V_AC)을 정류하여 맥류 전압의 형태를 갖는 구동전압(Vp)을 생성하여 출력한다. 상기 정류부(10)는 특별히 한정되지 않고, 전파 정류회로, 반파 정류회로 등 공지된 다양한 정류회로 중 하나가 이용될 수 있다. 예컨대 상기 정류부(10)는 4개의 다이오드들로 구성된 브릿지 전파 정류회로일 수 있다.

상기 교류 피크전압 검출부(20)는 입력 전압(Vp)의 피크 전압을 분압하는 제1 및 제2 저항(R1, R2)과, 제1 및 제2 저항(R1, R2)의 연결 노드의 전압과 미리 설정된 기준 전압(Vref)을 비교하여 하이(high) 신호 또는 로우(low) 신호를 출력하는 비교기(U1)를 포함할 수 있다. 상기 교류 피크전압 검출부(20)의 출력은 스위치 제어부(30)의 스위칭 매트릭스 선택 단자(35)로 입력될 수 있다.

상기 스위치 제어부(30)는 상기 교류 피크전압 검출부(20)의 출력신호에 응답하여 스위칭 매트릭스 값에 따라 스위치 제어 신호 및 전류 설정 신호를 생성하여 스위치 제어신호 출력 단자(31~34) 및 구동전류 제어신호 출력 단자(36)를 통해스위치 제어신호 및 구동전류 제어신호를 출력한다.

상기 구동 전류 제어부(40)는 상기 스위치 제어부(30)의 구동전류 제어신호를 입력받아 미리 설정된 구동전류 제어신호를 구동전류 제어신호 출력단(41)으로 를 출력한다. 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)은 상기 구동 전류 제어부(40)로부터의 구동전류 제어신호에 의해 구동 전류가 제어된다.

상기 보조 전원 공급부(50)은 제1 및 제2 다이오드(D1, D2)와, 캐패시터(C1)에 모두 병렬로 연결되고, 캐패시터(C1)와 직렬로 연결된 스위치(S17)를 포함하여 구성되고, 상기 제1 및 제2 다이오드(D1, D2) 중 적어도 하나는 제1 발광소자 그룹(LED1)의 애노드에 연결되고 상기 스위치(S17)는 스위치 제어신호를 입력으로 하여 보조 전원 공급부의 충전, 방전을 결정할 수 있다. 상기 보조 전원 공급부(50)는 에너지를 충전/방전하는 커패시터스 소자의 충전/방전 전류를 제한하기 위해 입력 전압(Vp)에 직렬 접속된 전류제한 회로를 포함할 수 있다.

도 3은 입력전압(구동전압) 레벨에 따라 발광소자 그룹들의 구동구간을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 구동전압의 레벨에 따라 2단계 또는 4단계 스위칭 동작을 수행한다.

표 1은 입력전압(구동전압)이 90~144V의 2단계 스위칭 구동의 제1 내지 제4 발광소자 그룹의 직병렬 스위칭 매트릭스이다.

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도 1 및 도 3을 참조하여 표 1을 설명하면, 본 발명의 1단계 스위칭 동작은 제1 순방향 전압 레벨(Vf1) 이상의 T1~T2 구동구간에 있어서, 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S3)이 턴온되고, 제11 내지 제16 스위치(S11 내지 S16)가 턴온되어 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)은 모두 병렬 접속되어 구동된다.

입력전압이 상기 제1 순방항 전압레벨(Vf1)이상인 경우, 상기 제17 스위치(S17)은 턴오프되어 상기 캐패시터(C1)에 전하가 충전된다.

본 발명의 2단계 스위칭 동작은 제2 순방향 전압 레벨(Vf2)이상의 T2~T3 구동구간에 있어서, 제8 스위치(S8), 제10 스위치(S10), 제12 스위치(S12), 제14 내지 제16 스위치(S14 내지 S16)가 턴온되어 제1 및 제2 발광소자 그룹(LED1, LED2)이 직렬 접속되고, 제3 및 제4 발광소자 그룹(LED3, LED4)이 직렬 접속되고, 제1 및 제2 발광소자 그룹(LED1, LED2)과 제3 및 제4 발광소자 그룹(LED3, L3D4)은 병렬 접속되어 구동된다.

상기 입력전압이 제1 순방향 전압레벨(Vf1) 미만의 T4 이상의 구간에서는 제17 스위치(S17)이 턴온되어 캐패시터(C1)에 충전된 전압이 모두 병렬접속된 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)에 공급될 수 있다.

따라서, 본 발명의 2단계 스위칭 구동은 입력전압(구동전압)이 90~144V일 때, 구동전압의 전압레벨에 따라 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)의 접속구조를 변경하여 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)에 공급되는 구동전류를 일정하게 유지할 수 있다.

표 2는 입력전압(구동전압)이 200~270V의 4단계 스위칭 구동의 제1 내지 제4 발광소자 그룹의 직병렬 스위칭 매트릭스이다.

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본 발명의 4단계 스위칭 구동은 2 단계 스위칭 구동을 참조하여 1~2단계 스위칭 구동의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

3단계 스위칭 동작은 제3 순방향 전압 레벨(Vf3) 이상의 T3~T4, T5~T6 구동구간에 있어서, 제1 스위치(S1), 제10 내지 제12 스위치(S10 내지 S12), 제14 내지 제16 스위치(S14 내지 S16)가 턴온되어 제1 및 제2 발광소자 그룹(LED1, LED2)이 병렬 접속되고, 제3 및 제4 발광소자 그룹(LED3, LED4)이 직렬 접속되어 구동된다. 여기서, 병렬 접속된 상기 제1 및 제2 발광소자 그룹(LED1, LED2)은 구동 전류 제어부(42)의 제어에 의해 상기 제3 및 제4 발광소자 그룹(LED3, LED4)에 공급되는 구동 전류 보다 낮은 구동전류가 공급될 수 있다.

4단계 스위칭 동작은 제4 순방향 전압 레벨(Vf4) 이상의 T4~T5 구동구간에 있어서, 제8 내지 제10 스위치(S8 내지 S10), 제14 및 제15 스위치(S14 및 S15)가 턴온되어 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)이 직렬 접속되어 구동된다.

상기 입력전압이 제1 순방향 전압레벨(Vf1) 이상으로 정의되는 T1이상의 구간에서는 제17 스위치(S17)이 턴오프되어 캐패시터(C1)에 전하가 충전된다.

한편, 상기 입력전압이 제1 순방향 전압레벨(Vf1) 미만으로 정의되는 T8이상의 구간에서는 제17 스위치(S17)이 턴온되어 캐패시터(C1)에 충전된 전압이 모두 병렬접속된 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)에 공급될 수 있다.

따라서, 본 발명의 2단계 스위칭 구동은 입력전압(구동전압)이 200~270V일 때, 구동전압의 전압레벨에 따라 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)의 접속구조를 변경하여 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)의 개별 구동이 가능하다.

표 3은 다른 실시예에 따른 입력전압(구동전압)이 200~270V의 4단계 스위칭 구동의 제1 내지 제4 발광소자 그룹의 직병렬 스위칭 매트릭스이다.

표 3의 4단계 스위칭 구동은 1단계 및 3단계 스위칭 동작이 표 2의 1단계 및 3단계 스위칭 동작과 상이하므로 1단계 및 3단계 스위칭 동작을 제외한 설명은 생략하기로 한다.

S1

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1단계 스위칭 동작은 제1 순방향 전압 레벨(Vf1) 이상의 T1~T2 구동구간에 있어서, 제1 내지 제3 스위치(S1 내지 S3)이 턴온되고, 제11 내지 제15 스위치(S11 내지 S15)가 턴온되어 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)은 모두 병렬 접속되어 구동된다. 여기서, 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)는 제15 스위치(S15)의 턴온에 의해 공급되는 입력전압(Vp)에 의해 구동된다.

이때, 1 순방향 전압 레벨(Vf1) 이상으로 정의되는 T1~T2 구동구간 동안 상기 제17 스위치(S17)는 턴오프되어 상기 캐패시터(C1)에 전하가 충전된다.

3단계 스위칭 동작은 제3 순방향 전압 레벨(Vf3) 이상의 T3~T4, T5~T6 구동구간에 있어서, 제3 스위치(S3), 제8 스위치(S8), 제12 내지 제16 스위치(S12 내지 S16) 가 턴온되어 제1 및 제2 발광소자 그룹(LED1, LED2)이 직렬 접속되고, 제3 및 제4 발광소자 그룹(LED3, LED4)이 병렬 접속되어 구동된다. 여기서, 병렬 접속된 상기 제3 및 제4 발광소자 그룹(LED3, LED4)은 구동 전류 제어부(42)의 제어에 의해 상기 제1 및 제2 발광소자 그룹(LED1, LED2)에 공급되는 구동 전류 보다 낮은 구동전류가 공급될 수 있다.

따라서, 본 발명의 2단계 스위칭 구동은 입력전압(구동전압)이 200~270V일 때, 구동전압의 전압레벨에 따라 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)의 접속구조를 변경하여 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)에 공급되는 구동전류를 일정하게 유지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 보조 전원 공급부의 구동에 의한 입력전압(구동전압) 레벨에 따라 발광소자 그룹들의 구동구간을 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 보조 전원 공급부(50)는 2단계 스위칭 구동(90~144V)의 T2~T3 구동구간 동안 제1 순방향 전압 레벨(Vf1) 만큼의 에너지를 캐패시터(C1)에 충전하고, T4~T5 구동구간 동안 제1 순방향 전압 레벨(Vf1) 에너지를 방전하여 입력 전압(Vp)이 없는 T4~T5 구동구간에서도 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)을 강제로 발광시킨다.

또한, 본 발명의 보조전원 공급부(50)는 4단계 스위칭 구동(200~270V)의 T1~T8 구간동안 제1 순방향 전압 레벨(Vf1) 만큼의 에너지를 캐패시터(C1)에서 충전하고, T8~T9 구간 동안 제1 순방향 전압 레벨(Vf1) 만큼의 에너지를 방전하여 입력 전압(Vp)이 없는 T8~T9 구간 동안에서도 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)을 강제로 발광시킨다.

본 발명의 일 실시에서 제1 순방향 전압 레벨(Vf1) 이상에서 캐패시터(C1)를 충전하고, 제1 순방향 전압 레벨(Vf1) 이하에서 캐패시터(C1)를 방전하는 동작을 설명하였지만,캐패시터(C1)의 충전/방전 에너지와 시간은 얼마든지 제17 스위치(S17)의 스위칭 동작과 캐패시터 소자의 용량값을 변경하여 조절할 수 있다.

본 발명은 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)을 구동하기 위한 교류전압의 레벨이 변동함에 따라 복수의 발광소자 그룹의 접속 관계를 변경하여 구동 구간에 모든 발광소자 그룹이 구동되어 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 구동 구간동안 제1 내지 제4 발광소자 그룹(LED1 내지 LED4)이 모두 발광 가능하게 함으로써, 조명장치에 적용된 일부 발광소자 그룹에서 집중되는 구동에 의해 다른 발광소자 그룹에 비해 먼저 열화되는 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 구동전압이 영점이 되는 구간에서도 선택적으로 발광소자 그룹을 강제로 구동시켜 플리커로 알려진 현상을 제거할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 다양한 실시예들에 대해 설명하였지만, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한 특정 실시예에서 설명한 구성요소는 본원 발명의 사상을 벗어나지 않는 한 다른 실시예에서 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다.

10: 정류부 20: 교류 피크전압 검출부
30: 스위치 제어부 40: 구동전류 제어부
50: 보조 전원 공급부 60: 스위치 어레이부

Claims

복수의 발광소자 그룹;
교류전원을 입력받고 전파정류하여 상기 복수의 발광소자 그룹을 구동시키는 구동전압을 생성 및 출력하는 정류부;
상기 복수의 발광소자 그룹을 직렬연결 또는 병렬연결하는 스위치 제어부; 및
상기 복수의 발광소자 그룹으로 흐르는 구동전류를 제어하는 구동전류 제어부를 포함하고,
상기 복수의 발광소자 그룹을 구동하기 위한 순방향 전압 레벨 이상에서 전하를 충전하고, 상기 복수의 발광소자 그룹의 구동이 정지되는 상기 순방향 전압 레벨 미만의 구간에서 충전된 전하를 공급하는 보조 전원 공급부를 포함하는 발광소자 구동회로.
청구항 1에 있어서,
상기 보조 전원 공급부는 캐패시터, 제1 및 제2 다이오드를 포함하고,
상기 제1 및 제2 다이오드 사이에는 스위치를 포함하는 발광소자 구동회로.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 다이오드는 상기 복수의 발광소자 그룹과 연결된 발광소자 구동회로.
청구항 2에 있어서,
상기 캐패시터는 상기 스위치의 턴오프시에 상기 제1 다이오드를 통해 전하가 충전되고, 상기 스위치의 턴온시에 상기 제1 및 제2 다이오드를 통해 상기 복수의 발광소자 그룹으로 충전된 전하를 제공하는 발광소자 구동회로.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 발광소자 그룹은 제1 내지 제4 발광소자 그룹들로 구성되고,
상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹은 적어도 하나 이상이 직렬 또는 병렬 접속되는 발광소자 구동회로.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹은 제1 순방향 전압 레벨 내지 제2 순방향 전압 레벨 사이에서 병렬 접속되고,
상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹은 제2 순방향 전압 레벨 내지 제3 순방향 전압 레벨 사이에서 각각 직렬 접속된 두 개의 그룹이 서로 병렬 접속되고,
상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹은 제3 순방향 전압 레벨 내지 제4 순방향 전압 레벨 사이에서 직렬 접속된 하나의 그룹과 병렬 접속된 하나의 그룹이 서로 병렬 접속되고,
상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹은 제4 순방향 전압 레벨 내지 제5 순방향 전압 레벨 사이에서 직렬 접속되고,
상기 보조 전원 공급부는 상기 제1 순방향 전압 레벨 이상의 구간에서 상기 전하를 충전하는 발광소자 구동회로.
청구항 5에 있어서,
상기 보조 전원 공급부는 상기 제1 순방향 전압 레벨 미만의 구간에서 상기 전하를 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹으로 제공하는 발광소자 구동회로
청구항 5에 있어서,
상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹 각각에 병렬 접속되어 상기 스위치 제어부의 제어신호에 따라 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹의 구동을 개별적으로 제어하는 스위치들을 더 포함하는 발광소자 구동회로.
청구항 1에 있어서,
상기 정류부의 출력 전압의 피크값을 미리 설정된 기준 전압값과 비교하여 상태 신호를 출력하고, 출력된 신호를 상기 스위치 제어부에 제공하는 교류 피크전압 검출부를 더 포함하는 발광소자 구동회로.