KR20160060350A - 조명 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전고조파왜률(Total Harmonic Distortion)을 줄이기(Reduction) 위한 조명 장치를 개시하며, 조명 장치는 복수의 발광 다이오드 그룹이 제1 조명 그룹과 제2 조명 그룹으로 구분된 조명부를 포함하고, 조명부가 동일한 구조의 둘 이상의 드라이버를 이용하여 정류 전압의 변화에 대응한 발광을 위한 전류 경로를 제공하도록 구성된다.

Description

조명 장치{Lighting apparatus}

본 발명은 발광 다이오드를 이용하는 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전고조파왜률(Total Harmonic Distortion : 이하 "THD"라 함)을 줄이기(Reduction) 위한 조명 장치에 관한 것이다.

조명 장치는 에너지 절감을 위하여 적은 양의 에너지로 높은 발광 효율을 갖는 광원을 이용하도록 개발되고 있다. 조명 장치에 이용되는 대표적인 광원은 발광 다이오드(LED)가 예시될 수 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. 조명 장치는 교류 전원을 정류 전압으로 변환하고 정류 전압을 이용한 전류 구동에 의하여 발광 다이오드가 발광하도록 구성된다. 정류 전압은 교류 전압이 전파 정류된 전압을 의미한다. 상기한 조명 장치는 인덕터 및 캐패시터를 사용하지 않고 정류 전압을 사용하기 때문에 역률(POWER FACTOR)이 양호한 특성이 있다.

발광 다이오드를 이용하는 상기한 조명 장치는 정류 전압의 변화에 따르는 발광에 대응하여 전류 경로를 제공할 수 있도록 전류 레귤레이션을 수행하는 드라이버를 포함하며, 드라이버는 전류 경로를 제공하기 위한 전류 레귤레이션을 수행하기 위하여 FET와 같은 트랜지스터들을 포함하여 구성될 수 있다.

상기한 조명 장치의 드라이버는 정류 전압의 변화에 대응한 발광을 위하여 전류를 비선형적으로 제어하도록 구성될 수 있다.

조명 장치는 상기한 전류의 비선형적 제어로 인하여 THD가 높은 문제점을 갖는다. 따라서, 조명 장치는 THD를 줄여서 전력 효율을 개선할 필요성이 있다.

본 발명의 목적은 발광 다이오드를 포함하는 조명부의 발광을 위하여 전류가 비선형적으로 제어되는 특성을 완화시켜서 THD를 줄일 수 있는 조명 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 복수 개의 발광 다이오드 채널에 대하여 두 개 이상의 드라이버를 이용하여 발광에 대응한 전류 경로를 제공할 수 있도록 구성하여 전류의 비선형적 변화 폭을 완화시켜서 THD를 줄일 수 있는 조명 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 복수 개의 발광 다이오드 채널에 대하여 두 개 이상의 드라이버를 이용하여 발광에 대응한 전류 경로를 제공할 수 있도록 구성하여 발광에 대응한 드라이버의 발열을 저감시킬 수 있는 조명 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 미리 설계된 드라이버에서 수용할 수 있는 수를 초과하는 수의 발광 다이오드 채널로 구분하는 경우, 발광 다이오드 채널의 수에 대응하는 전용 드라이버의 설계를 회피하고 동일한 구조의 드라이버를 이용하여 발광 다이오드 채널 수의 확장에 능동적으로 대응할 수 있는 조명 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 특징은 소전류, 중전류 및 대전류로 구분될 수 있는 발광 다이오드 채널을 동일한 구조의 드라이버들을 이용하여 분산시킴으로써 THD를 줄이면서 발열을 분산시킬 수 있는 조명 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 조명 장치는, 복수의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 발광 다이오드를 포함하며, 상기 복수의 발광 다이오드 그룹이 제1 조명 그룹과 제2 조명 그룹으로 구분되고, 정류 전압을 이용하여 발광하는 조명부; 상기 제1 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹에 대하여 상기 정류 전압의 변화에 대응하는 제1 전류 경로를 제공하는 제1 드라이버; 상기 제1 전류 경로에 연결되는 제1 센싱 저항; 상기 제2 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹에 대하여 상기 정류 전압의 변화에 대응하는 제2 전류 경로를 제공하는 제2 드라이버; 및 상기 제2 전류 경로와 상기 제1 센싱 저항 사이에 연결되는 제2 센싱 저항;을 포함함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 조명 장치는, 복수의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 발광 다이오드를 포함하며, 상기 복수의 발광 다이오드 그룹이 복수 개의 조명 그룹으로 구분되고, 정류 전압을 이용하여 발광하는 조명부; 각각의 상기 조명 그룹들에 구성되는 복수 개의 드라이버; 및 상기 복수 개의 드라이버에 일측이 각각 연결되는 복수 개의 센싱 저항을 포함하며, 상기 센싱 저항들이 직렬로 연결되는 센싱 저항 회로;를 포함하며, 각각의 상기 드라이버는 상기 정류 전압의 변화에 대응하는 상기 복수 개의 발광 다이오드 그룹의 발광 상태에 대응하여 자신에 연결된 상기 센싱 저항의 센싱 전압을 이용하여 자신의 상기 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹과 자신에 연결되는 상기 센싱 저항 간의 전류 흐름을 규제함으로써 상기 복수 개의 발광 다이오드 그룹의 발광 상태에 대응하는 상기 전류 경로를 선택적으로 제공함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 조명 장치는, 복수의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 발광 다이오드를 포함하며, 상기 복수의 발광 다이오드 그룹이 제1 조명 그룹과 제2 조명 그룹으로 구분되고, 정류 전압을 이용하여 발광하는 조명부; 상기 제1 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹에 대하여 상기 정류 전압의 변화에 대응하는 제1 전류 경로를 제공하는 제1 드라이버; 상기 제1 전류 경로에 연결되는 제1 센싱 저항; 상기 제2 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹에 대하여 상기 정류 전압의 변화에 대응하는 제2 전류 경로를 제공하는 제2 드라이버; 상기 제2 전류 경로에 연결되는 제2 센싱 저항; 및 상기 제2 센싱 저항에 흐르는 전류의 양에 대응하여 상기 제1 센싱 저항에 흐르는 전류를 규제하는 전류 제어 회로;를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 조명 장치는, 직렬 연결된 복수의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 발광 다이오드를 포함하며, 상기 복수의 발광 다이오드 그룹이 제1 조명 그룹과 제2 조명 그룹으로 구분되고, 정류 전압을 이용하여 발광하는 조명부; 상기 제1 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹에 대하여 상기 정류 전압의 변화에 대응하는 제1 전류 경로를 제공하는 제1 드라이버; 및 상기 제2 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹에 대하여 상기 정류 전압의 변화에 대응하는 제2 전류 경로를 제공하는 제2 드라이버;를 포함하며, 상기 제2 드라이버는 상기 제1 조명 그룹에 포함된 전체 발광 다이오드 그룹을 발광시키는 레벨 이상의 상기 정류 전압에 대응하여 상기 제2 전류 경로를 제공하도록 구성됨을 특징으로 한다.

여기에서, 제1 드라이버와 제2 드라이버는 제1 센싱 저항과 제2 센싱 저항에 각각 연결되며, 상기 제1 센싱 저항은 상기 제2 센싱 저항보다 높은 저항값을 가질 수 있다.

또한, 상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버는 하나의 센싱 저항을 공유하며, 상기 제2 드라이버는 제1 드라이버 보다 높은 기준 전압들을 이용할 수 있다.

본 발명은 전류가 비선형적으로 변화되는 구간을 증가시키고 비선형적으로 변화되는 변화 폭을 감소시킬 수 있다. 따라서, 결과적으로 발광 다이오드를 포함하는 조명 장치의 THD를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 복수 개의 발광 다이오드 채널에 대하여 두 개 이상의 드라이버를 이용하여 발광에 대응한 전류 경로를 제공할 수 있도록 구성하여 전류의 비선형적 변화 구간의 수를 증가시킬 수 있으므로 전류의 비선형적 변화를 완화될 수 있고 THD를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 복수 개의 발광 다이오드 채널에 대하여 두 개 이상의 드라이버를 이용하여 발광에 대응한 전류 경로를 제공할 수 있도록 구성하여 발광에 대응한 드라이버의 발열을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 미리 설계된 드라이버에서 수용할 수 있는 수를 초과하는 수의 발광 다이오드 채널로 구분하는 경우, 발광 다이오드 채널의 수에 대응하는 전용 드라이버의 설계를 회피하고 동일한 구조의 드라이버를 이용하여 발광 다이오드 채널 수의 확장에 능동적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 소전류, 중전류 및 대전류로 구분될 수 있는 발광 다이오드 채널을 동일한 구조의 드라이버들을 이용하여 분산시킴으로써 THD를 줄이면서 발열을 분산시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 조명 장치의 바람직한 실시예를 예시한 회로도.
도 2는 도 1의 드라이버(310)의 상세 회로도.
도 3은 도 1의 드라이버(320)의 상세 회로도.
도 4는 도 1의 실시예의 동작을 설명하는 파형도.
도 5는 본 발명의 조명 장치의 다른 실시예를 예시한 회로도.
도 6은 본 발명의 조명 장치의 또다른 실시예를 예시한 회로도.
도 7은 본 발명의 조명 장치의 또다른 실시예를 예시한 회로도.
도 8은 본 발명의 조명 장치의 또다른 실시예를 예시한 회로도.
도 9는 본 발명의 조명 장치의 또다른 실시예를 예시한 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 발명은 조명을 위하여 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 반도체 발광 특성을 갖는 광원을 이용할 수 있으며, 반도체 발광 특성을 갖는 광원은 발광 다이오드를 포함할 수 있다.

본 발명은 교류 다이렉트 방식으로 개시될 수 있으며, 도 1의 실시예의 조명 장치는 교류 전원에 의하여 발광 다이오드를 포함하는 조명부가 발광하며, 조명부의 발광에 대응하여 전류를 규제하기 위한 전류 레귤레이션을 수행하도록 구성된다.

이에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다.

본 발명의 실시예는 전원부(100), 조명부(200), 드라이버들(310, 320) 및 센싱 저항들(Rs1, Rs2)을 포함한다.

전원부(100)는 정류 전압 Vrec를 제공하며, 조명부(200)는 정류 전압 Vrec에 의하여 발광하고, 드라이버들(310, 320)은 조명부(200)의 발광에 대응한 전류를 규제하기 위한 전류 레귤레이션을 수행하고 발광을 위한 전류 경로를 제공한다.

전원부(100)는 전원(Vs)을 제공받는 정류 회로(20)를 포함한다. 여기에서, 전원(Vs)은 교류 전력을 제공하는 상용 교류 전원일 수 있다.

정류 회로(20)는 교류 전압의 부극성 전압을 정극성 전압으로 변환하도록 구성된다. 즉, 정류 회로(20)는 전원(Vs)에서 제공되는 정현파 파형을 갖는 교류 전압을 전파 정류한 정류 전압 Vrec를 출력한다. 정류 전압 Vrec는 상용 교류 전압의 반 주기 단위로 전압 레벨이 승하강하는 리플을 갖는 특성이 있다. 본 발명의 실시예에서 정류 전압 Vrec의 상승 또는 하강은 리플 성분의 상승 또는 하강을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 광원으로 구성되는 조명부(200)는 정류 회로(20)에서 제공되는 정류 전압 Vrec에 의하여 발광한다.

조명부(200)는 복수의 발광 다이오드를 포함하고, 복수의 발광 다이오드가 복수의 발광 다이오드 그룹으로 구분되어서 정류 전압 Vrec의 변화에 따라서 순차적으로 발광 또는 소광하도록 구성될 수 있다. 조명부(200)에 포함된 복수의 발광 다이오드 그룹은 직렬로 연결된다.

복수의 발광 다이오드 그룹은 제1 조명 그룹(210)과 제2 조명 그룹(220)으로 구분될 수 있으며, 제1 조명 그룹(210)은 드라이버(310)에 의하여 발광이 제어되는 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED12, LED13, LED14)을 포함하고, 제2 조명 그룹(220)은 드라이버(320)에 의하여 발광이 제어되는 발광 다이오드 그룹들(LED23, LED24)를 포함한다. 도 1에서 조명부(20)는 여섯 개의 발광 다이오드 그룹(LED11~LED14, LED23, LED24)으로 구분하여 표시된다. 전체 발광 다이오드 그룹의 수와 조명 그룹 별 발광 다이오드 그룹의 수는 하나의 실시예로 예시한 것이며, 제작자에 의하여 다양하게 결정될 수 있다. 그리고, 각 발광 다이오드 그룹(LED11~LED14, LED23, LED24)은 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결된 하나 이상의 발광 다이오드를 포함할 수 있으며, 설명의 편의를 위하여 하나의 발광 다이오드로 표시한다.

드라이버(310)는 제1 조명 그룹(210)에 대응하여 구성되며, 드라이버(320)는 제2 조명 그룹(220)에 대응하여 구성된다.

드라이버(310)는 전류를 규제하며 제1 조명 그룹(210)의 발광에 대응하여 정전류의 흐름을 유도한다. 이를 위하여, 드라이버(310)는 각 발광 다이오드 그룹(LED11~LED14)의 발광을 위한 전류 레귤레이션을 수행하고, 발광을 위한 제1 전류 경로를 제공하도록 구성된다.

드라이버(320)는 전류를 규제하며 제2 조명 그룹(220)의 발광에 대응하여 정전류의 흐름을 유도한다. 이를 위하여, 드라이버(320)는 각 발광 다이오드 그룹(LED23~LED24)의 발광을 위한 전류 레귤레이션을 수행하고, 발광을 위한 제2 전류 경로를 제공하도록 구성된다.

발광에 대응한 전류 경로는 드라이버들(310, 320) 중 어느 하나에 의하여 제공된다. 즉 제1 조명 그룹(210)과 제2 조명 그룹(220)을 포함하는 조명부(200)의 발광에 대응하여 드라이버(310)에 의한 제1 전류 경로 또는 드라이버(320)에 의한 제2 전류 경로가 제공될 수 있다.

그리고, 센싱 저항(Rs1)은 드라이버(310)의 제1 전류 경로에 연결되며, 센싱 저항(Rs2)은 드라이버(320)의 제2 전류 경로와 센싱 저항(Rs1) 사이에 연결된다.

상기한 구성에서, 드라이버(310)는 센싱 저항(Rs1)과 제1 그라운드 전압을 공유하고, 드라이버(320)는 센싱 저항(Rs1)과 센싱 저항(Rs2) 사이의 노드의 전압을 제2 그라운드 전압으로 이용한다. 드라이버들(310, 320)은 내부의 기준 전압들을 생성하기 위하여 각각 제1 그라운드 전압과 제2 그라운드 전압을 이용한다.

도 1의 실시예에서 정류 전압 Vrec의 상승 또는 하강에 대응하여 조명부(200)의 직렬로 연결된 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14, LED23, LED24)이 순차적으로 발광되거나 소광된다. 드라이버(310)는 제1 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)의 발광에 대응한 제1 전류 경로를 제공하며, 드라이버(320)는 제2 조명 그룹(220)의 발광 다이오드 그룹들(LED23, LED24)의 발광에 대응한 제2 전류 경로를 제공한다.

드라이버(310)는 도 2와 같이 구성될 수 있고, 드라이버(320)는 도 3과 같이 구성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 드라이버(310)는 발광 다이오드 그룹에 각각 연결 가능한 채널들(C11~C14)을 가지며, 각 채널(C11~C14)을 통하여 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)에 각각 연결된다. 드라이버(310)는 정류 전압 Vrec가 상승하여서 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14) 별 발광 전압에 순차적으로 도달하면 발광을 위한 제1 전류 경로를 제공한다.

여기에서, 발광 다이오드 그룹(LED14)을 발광시키는 발광 전압 V14은 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED13)을 발광시키는 발광 전압 V13은 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED13)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED12)을 발광시키는 발광 전압 V12은 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED12)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED11)을 발광시키는 발광 전압 V11은 발광 다이오드 그룹(LED11)만 발광시키는 전압으로 정의된다.

드라이버(310)는 센싱 저항(Rs1)에 의하여 센싱 전압을 제공받는다. 센싱 전압은 제1 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹 별 발광 상태에 따르는 드라이버(310) 내에 제1 전류 경로의 위치 변경에 의하여 가변될 수 있다. 이때, 전류 센싱 저항(Rs1)에 흐르는 전류는 정전류일 수 있다.

드라이버(310)는 기준 전압들 VREF1~VREF4을 제공하기 위한 기준 전압 공급부(30) 및 발광 다이오드 그룹들(LED11~ LED14)에 대한 제1 전류 경로를 제공하기 위하여 스위칭 동작하는 복수의 스위칭 회로(31~34)를 포함할 수 있으며, 하나의 칩으로 구성될 수 있다. 도 1 및 도 2에서, 미설명 부호 Vr은 정전압을 의미하며, GND1는 센싱 저항(Rs1)과 공유되는 제1 그라운드 전압이 인가되는 그라운드 전압 단자, Ri1은 센싱 저항(Rs1)이 연결되는 센싱 저항 단자를 의미한다.

기준 전압 공급부(30)는 제작자의 의도에 따라 다양하게 서로 다른 레벨의 기준 전압들 VREF1~VREF4을 제공하는 것으로 구현될 수 있다.

기준 전압 공급부(30)는 예시적으로 직렬 연결된 복수의 저항을 포함하며, 정전압(Vr)과 제1 그라운드 전압의 차를 분압하여 저항들 간의 노드 별로 서로 다른 레벨의 기준 전압들 VREF1~VREF4을 출력하는 것으로 구성될 수 있다. 여기에서 제1 그라운드 전압은 센싱 저항(Rs1)의 그라운드 전압을 공유한 것이다. 기준 전압 공급부(30)는 서로 다른 레벨의 기준 전압들 VREF1~VREF4을 제공하는 독립적인 전압공급원들을 포함하는 것으로 구성될 수 있다.

서로 다른 레벨의 기준 전압들 VREF1~VREF4은 기준 전압 VREF1이 가장 낮은 전압 레벨을 가지며 기준 전압 VREF4이 가장 높은 전압 레벨을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 기준 전압 VREF1보다 기준 전압 VREF2의 레벨이 높고, 기준 전압 VREF2보다 기준 전압 VREF3의 레벨이 높으며, 기준 전압 VREF3보다 VREF4의 레벨이 높도록 설정될 수 있다.

여기에서, 기준 전압 VREF1은 발광 다이오드 그룹(LED12)이 발광하는 시점에 스위칭 회로(31)를 턴오프하기 위한 레벨을 갖는다. 보다 구체적으로 기준 전압 VREF1은 발광 다이오드 그룹(LED12)의 발광에 대응하여 센싱 저항(Rs1)에 형성되는 센싱 전압보다 낮은 레벨로 설정될 수 있다.

그리고, 기준 전압 VREF2은 발광 다이오드 그룹(LED13)이 발광하는 시점에 스위칭 회로(32)를 턴오프하기 위한 레벨을 갖는다. 보다 구체적으로 기준 전압 VREF2는 발광 다이오드 그룹(LED13)의 발광에 대응하여 센싱 저항(Rs1)에 형성되는 센싱 전압보다 낮은 레벨로 설정될 수 있다.

그리고, 기준 전압 VREF3은 발광 다이오드 그룹(LED14)이 발광하는 시점에 스위칭 회로(33)를 턴오프하기 위한 레벨을 갖는다. 보다 구체적으로 기준 전압 VREF3는 발광 다이오드 그룹(LED14)의 발광에 대응하여 센싱 저항(Rs1)에 형성되는 센싱 전압보다 낮은 레벨로 설정될 수 있다.

그리고, 기준전압 VREF4은 발광 다이오드 그룹(LED23)이 발광하는 시점에 스위칭 회로(34)를 턴오프하기 위한 레벨을 갖는다. 보다 구체적으로 기준 전압 VREF4는 발광 다이오드 그룹(LED23)의 발광에 대응하여 센싱 저항(Rs1)에 형성되는 센싱 전압보다 낮은 레벨로 설정될 수 있다.

한편, 스위칭 회로들(31~34)은 전류 레귤레이션과 제1 전류 경로의 형성을 위하여 센싱 전압을 제공하는 센싱 저항(Rs1)에 공통으로 연결된다.

스위칭 회로들(31~34)은 센싱 저항(Rs1)에서 센싱된 센싱 전압과 기준 전압 생성 회로(30)의 각각의 기준 전압 VREF1~VREF4를 비교하여서 제1 조명 그룹(210)의 발광 사태에 대응한 선택적인 제1 전류 경로를 형성한다.

드라이버(310)의 스위칭 회로들(31~34)은 각 발광 다이오드 그룹(LED11~LED14)의 발광에 대응하여 규제된 정전류의 흐름을 유도하며, 각 발광 다이오드 그룹(LED11~LED14)의 순차적인 발광에 대응하여 설정된 전류를 초과하지 않도록 전류 레귤레이션을 수행한다.

즉, 스위칭 회로들(31~34)은 자신에 설정된 규제 전류 값 이하의 전류에 대해서는 전류 레귤레이션 동작을 수행하지 않고 자신에 설정된 규제 전류 값 이상의 전류에 대해서는 규제된 레벨을 초과하지 않도록 전류 레귤레이션 동작을 수행한다.

스위칭 회로들(31~34)는 비교기(36)와 스위칭 소자(37)를 포함하며, 스위칭 소자(37)는 NMOS 트랜지스터로 구성됨이 바람직하다.

각 스위칭 회로(31~34)의 비교기(36)는 포지티브 입력단(+)에 기준 전압이 인가되고, 네가티브 입력단(-)에 센싱 전압이 인가되며, 출력단으로 기준 전압과 센싱 전압을 비교한 결과를 출력한다.

그리고, 각 스위칭 회로(31~34)의 스위칭 소자(37)는 게이트로 인가되는 각 비교기(36)의 출력에 따라 스위칭 동작을 수행한다.

또한, 도 3을 참조하면, 드라이버(310)는 발광 다이오드 그룹들에 각각 연결 가능한 채널들(C21~C24)을 가지며, 각 채널(C23, C24)을 통하여 발광 다이오드 그룹들(LED23, LED24)에 각각 연결된다. 드라이버(320)는 정류 전압 Vrec가 상승하여서 발광 다이오드 그룹들(LED23, LED24) 별 발광 전압에 순차적으로 도달하면 발광을 위한 제2 전류 경로를 제공한다.

여기에서, 발광 다이오드 그룹(LED24)을 발광시키는 발광 전압 V24는 제1 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)과 제2 조명 그룹(220)의 발광 다이오드 그룹들(LED23, LED24)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED23)을 발광시키는 발광 전압 V23은 제1 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)과 제2 조명 그룹(220)의 발광 다이오드 그룹(LED23)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다.

드라이버(320)는 센싱 저항(Rs2)에 의하여 센싱 전압을 제공받는다. 센싱 전압은 제2 조명 그룹(220)의 발광 다이오드 그룹 별 발광 상태에 따르는 드라이버(320) 내에 제2 전류 경로의 위치 변경에 의하여 가변될 수 있다. 이때, 전류 센싱 저항(Rs2)에 흐르는 전류는 정전류일 수 있다. 그리고, 센싱 저항(Rs2)의 센싱 전압은 센싱 저항(Rs1)의 센싱 전압 이상으로 설정될 수 있다.

드라이버(320)는 기준 전압들 VREF1~VREF4을 제공하기 위한 기준 전압 공급부(50) 및 채널들(C21~C24)에 대한 전류 경로를 제공하는 복수의 스위칭 회로(51~54)를 포함할 수 있으며, 하나의 칩으로 구성될 수 있다. 도 1 및 도 3에서, 미설명 부호인 GND2는 제2 그라운드 전압이 인가되는 그라운드 전압 단자, Ri2은 센싱 저항(Rs2)이 연결되는 센싱 저항 단자를 의미한다.

기준 전압 공급부(50)는 도 2의 기준 전압 공급부(30)와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다. 기준 전압 공급부(50)는 정전압(Vr)과 제2 그라운드 전압의 차를 분압하여 저항 간의 노드 별로 서로 다른 레벨의 기준 전압들 VREF1~VREF4을 출력하는 것으로 구성될 수 있다. 여기에서 제2 그라운드 전압은 센싱 저항(Vs1)과 센싱 저항(Vs2) 사이의 노드의 전압을 이용한 것이다.

또한, 스위칭 회로들(51~54)이 구성되는 것과 스위칭 회로들(51~54)에 비교기(56)와 스위칭 소자(57)가 포함되는 것이 도 2의 스위칭 회로들(31~34)과 동일하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략한다. 단, 스위칭 회로들(51~54) 중 스위칭 회로들(53, 54)이 채널들(C23, C24)을 통하여 제2 조명 그룹(220)에 포함된 발광 다이오드 그룹들(LED23, LED24)에 각각 연결되며, 채널들(C21, C22)은 개방(Open)된다.

도 1 내지 도 3과 같이 구성되는 본 발명의 실시예의 동작을 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저, 정류 전압 Vrec는 도 4과 같이 주기적으로 상승 및 하강한다.

정류 전압 Vrec가 초기 상태인 경우, 제1 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)과 제2 조명 그룹(220)의 발광 다이오드 그룹들(LED23, LED24)은 모두 소광 상태를 유지하며, 드라이버(310)의 각 스위칭 회로(31~34)와 드라이버(320)의 각 스위칭 회로(53, 54)는 포지티브 입력단(+)에 인가되는 기준 전압들 VREF1~VREF4이 네가티브 입력단(-)에 인가되는 센싱 저항(Rs1 또는 Rs2) 양단의 센싱 전압보다 높으므로 모두 턴온된 상태를 유지한다. 이때, 스위칭 회로(31)에 흐르는 전류는 스위칭 회로(31)에 의하여 규제되는 전류 값 이하이다. 그러므로, 스위칭 회로(31)는 흐르는 전류를 규제하지 않는다. 즉, 스위칭 회로(31)에 의한 전류 레귤레이션 동작은 수행되지 않는다.

그 후 정류 전압 Vrec가 상승하여 발광 전압 V11에 도달하면, 제1 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹(LED11)이 발광한다. 발광 다이오드 그룹(LED11)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED11)에 연결된 드라이버(310)의 스위칭 회로(31)는 제1 전류 경로로 이용되는 전류 경로를 제공한다.

상기와 같이 정류 전압 Vrec가 발광 전압 V11에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED11)이 발광되고 스위칭 회로(31)를 통한 전류 경로가 형성되면, 전류 센싱 저항(Rs1)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 그러나, 이때의 센싱 전압의 레벨은 낮기 때문에 드라이버(310)의 스위칭 회로들(31~34)의 턴온 상태는 변경되지 않는다. 그리고, 스위칭 회로(31)에 흐르는 전류는 스위칭 회로(31)의 전류 레귤레이션 동작에 의하여 규제된다.

그 후 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V11 이상으로 상승할 수 있다. 이때, 스위칭 회로(32)에 흐르는 전류는 스위칭 회로(32)에 의하여 규제되는 전류 값 이하이다. 그러므로, 스위칭 회로(32)는 흐르는 전류를 규제하지 않는다. 즉, 스위칭 회로(31)에 의한 전류 레귤레이션 동작이 수행되고, 스위칭 회로(32)에 의한 전류 레귤레이션 동작은 수행되지 않는다.

그 후 정류 전압 Vrec가 계속 상승하여 발광 전압 V12에 도달하면, 제1 조명 그룹(20)의 발광 다이오드 그룹(LED12)이 발광한다. 발광 다이오드 그룹(LED12)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED12)에 연결된 드라이버(310)의 스위칭 회로(32)는 제1 전류 경로로 이용되는 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹(LED11)도 발광 상태를 유지한다.

상기와 같이 정류 전압 Vrec가 발광 전압 V12에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED12)이 발광하고 스위칭 회로(32)를 통한 전류 경로가 형성되면, 센싱 저항(Rs1)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF1보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(31)의 스위칭 소자(37)는 비교기(36)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(31)는 턴오프되고, 스위칭 회로(32)가 발광 다이오드 그룹(LED12)의 발광에 대응한 제1 전류 경로로 이용되는 전류 경로를 제공한다. 이때, 스위칭 회로(32)에 흐르는 전류는 스위칭 회로(32)의 전류 레귤레이션 동작에 의하여 규제된다.

그 후 정류 전압 Vrec이 계속 상승하여 발광 전압 V13에 도달하면, 제1 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹(LED13)이 발광한다. 그리고, 발광 다이오드 그룹(LED13)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED13)에 연결된 드라이버(310)의 스위칭 회로(33)는 제1 전류 경로로 이용되는 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED12)도 발광 상태를 유지한다.

상기와 같이 정류 전압 Vrec가 발광 전압 V13에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED13)이 발광하고 스위칭 회로(33)를 통한 전류 경로가 형성되면, 센싱 저항(Rs1)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF2보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(32)의 스위칭 소자(37)는 비교기(36)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(32)는 턴오프되고, 스위칭 회로(33)가 발광 다이오드 그룹(LED13)의 발광에 대응한 제1 전류 경로로 이용되는 전류 경로를 제공한다. 이때, 스위칭 회로(33)에 흐르는 전류는 스위칭 회로(33)의 전류 레귤레이션 동작에 의하여 규제된다.

그 후 정류 전압 Vrec가 발광 전압 V14에 도달하면, 제1 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹(LED14)이 발광한다. 그리고, 발광 다이오드 그룹(LED14)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED14)에 연결된 드라이버(310)의 스위칭 회로(34)는 제1 전류 경로로 이용되는 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED12, LED13)도 발광 상태를 유지한다.

상기와 같이 정류 전압 Vrec가 발광 전압 V14에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED14)이 발광하고, 스위칭 회로(34)를 통한 전류 경로가 형성되면, 센싱 저항(Rs1)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF3보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(33)의 스위칭 소자(37)는 비교기(36)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(33)는 턴오프되고, 스위칭 회로(34)가 발광 다이오드 그룹(LED14)의 발광에 대응한 제1 전류 경로로 이용되는 전류 경로를 제공한다. 이때, 스위칭 회로(34)에 흐르는 전류는 스위칭 회로(34)의 전류 레귤레이션 동작에 의하여 규제된다.

그 후 정류 전압 Vrec가 계속 상승하여 발광 전압 V23에 도달하면, 제2 조명 그룹(220)의 발광 다이오드 그룹(LED23)이 발광한다. 그리고, 발광 다이오드 그룹(LED23)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED23)에 연결된 드라이버(320)의 스위칭 회로(53)는 제2 전류 경로로 이용되는 전류 경로를 제공한다. 이때, 제1 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)도 발광 상태를 유지한다.

상기와 같이 정류 전압 Vrec가 발광 전압 V23에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED23)이 발광하고 스위칭 회로(53)를 통한 전류 경로가 형성되면, 센싱 저항들(Rs1, Rs2)의 각각의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 저항(Rs1)의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF4보다 높다. 그러므로, 드라이버(210)의 스위칭 소자(37)는 비교기(36)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(34)는 턴오프되고, 드라이버(220)의 스위칭 회로(53)가 발광 다이오드 그룹(LED23)의 발광에 대응한 제2 전류 경로로 이용되는 전류 경로를 제공한다. 이때, 스위칭 회로(53)에 흐르는 전류는 스위칭 회로(53)의 전류 레귤레이션 동작에 의하여 규제된다.

그 후 정류 전압 Vrec가 발광 전압 V24에 도달하면, 제2 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹(LED24)이 발광한다. 그리고, 발광 다이오드 그룹(LED24)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED24)에 연결된 드라이버(320)의 스위칭 회로(54)는 제2 전류 경로로 이용되는 전류 경로를 제공한다. 이때, 제1 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)과 제2 조명 그룹(220)의 발광 다이오드 그룹들(LED23)도 발광 상태를 유지한다.

상기와 같이 정류 전압 Vrec가 발광 전압 V24에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED24)이 발광하고, 스위칭 회로(54)를 통한 전류 경로가 형성되면, 센싱 저항(Rs2)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 저항(Rs2)의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압 VREF3보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(53)의 스위칭 소자(57)는 비교기(56)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(53)는 턴오프되고, 스위칭 회로(54)가 발광 다이오드 그룹(LED24)의 발광에 대응한 제2 전류 경로로 이용되는 전류 경로를 제공한다. 이때, 스위칭 회로(54)에 흐르는 전류는 스위칭 회로(54)의 전류 레귤레이션 동작에 의하여 규제된다.

그 후 정류 전압이 발광 전압 V24 이상으로 상승할 수 있다. 이때, 스위칭 회로(54)는 전류 레벨에 대응하여 흐르는 전류를 규제할 수 있다. 그리고, 정류 전압이 계속 상승하여도, 스위칭 회로(54)에 제공되는 기준전압 VREF24이 정류 전압 Vrec의 상한 레벨 영역에서 센싱 저항(Rs2)에 형성되는 전류가 소정의 정전류 형태가 되도록 스위칭 회로(54)는 턴온 상태를 유지한다.

상술한 바와 같이 정류 전압 Vrec의 상승에 대응하여 제1 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)과 제2 조명 그룹(220)의 발광 다이오드 그룹들(LED23, LED24)이 순차적으로 발광되면, 드라이버(310)의 제1 전류 경로 상의 전류(I1)는 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V23에 도달할 때까지 단계적으로 증가하며, 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V23 이상을 유지하는 동안 흐르지 않는다. 드라이버(320)의 제2 전류 경로 상의 전류(I2)는 정류 전압 Vrec이 발광 전압 V23 이상을 유지하는 동안 단계적으로 증가한다. 센싱 저항(Rs1)에는 결과적으로 제1 전류 경로 상의 전류(I1)와 제2 전류 경로 상의 전류(I2)가 합한 전류가 흐르며, 센싱 저항(Rs1)에 흐르는 전류(It)는 정류 전압 Vrec가 변화하는 구간 동안 단계적으로 증가하는 파형을 갖는다.

한편, 정류 전압 Vrec는 미리 정해진 상한 레벨까지 상승한 후 하강을 시작한다. 정류 전압 Vrec가 발광 전압 V24 이하로 떨어지면, 제2 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹(LED24)이 소광된다. 제2 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹(LED24)이 소광되면, 제2 전류 경로는 스위칭 회로(53)에 의하여 형성된다. 이때 제1 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)과 제2 조명 그룹(220)의 발광 다이오드 그룹(LED23)은 발광 상태를 유지한다.

그 후 정류 전압 Vrec가 발광 전압 V23, V14, V13 V12, V11 이하로 순차적으로 하강하면, 제2 조명 그룹(220)의 발광 다이오드 그룹(LED23), 제1 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹들(LED14~LED11)은 순차적으로 소광된다.

제2 조명 그룹(220)의 발광 다이오드 그룹(LED23), 제1 조명 그룹(210)의 발광 다이오드 그룹들(LED14~LED11)의 순차적인 소광에 대응하여, 센싱 저항들(Rs2, Rs1)의 센싱 전압이 낮아지고, 전류 경로가 제2 전류 경로에서 제1 전류 경로로 시프트되며, 제1 전류 경로도 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED12, LED13, LED14)의 소광 상태에 대응하여 시프트되고, 센싱 저항(Rs1)에 흐르는 전류(It)는 정류 전압 Vrec가 변화하는 구간 동안 단계적으로 감소하는 파형을 갖는다.

상술한 바에 의하여, 본 발명의 실시예는 동일한 정류 전압 Vrec에 대하여 하나의 드라이버를 이용하여 네 개의 채널로 구동하는 것보다. 두 개의 드라이버를 이용하여 여섯 개의 채널로 구동함에 따라 전류가 비선형적으로 변화되는 폭이 완화될 수 있어서 THD를 줄일 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예는 소전류가 흐르는 채널과 중전류 또는 대전류가 흐르는 채널을 서로 다른 드라이버를 이용하여 구현할 수 있다. 그러므로, 발광에 대응한 드라이버의 발열을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시예는 동일한 구조의 두 개의 드라이버를 이용하여 미리 설계된 하나의 드라이버에서 수용할 수 있는 수를 초과하는 수의 발광 다이오드 채널에 대응하는 구동 회로를 구현할 수 있다. 일례로, 본 발명의 실시예는 4 채널의 드라이버가 설계된 경우, 6 채널 또는 8 채널로 발광하는 조명 회로에 대응하여 별도의 6 채널용 또는 8채널용 드라이버를 개발할 필요없이 두 개의 4 채널 드라이버를 이용하여 확장된 채널에 능동적으로 대응할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예는 도 5와 같이 미리 설계된 하나의 드라이버에서 수용할 수 있는 범위의 채널을 갖는 경우에도 소전류가 흐르는 채널과 중전류 또는 대전류가 흐르는 채널을 서로 다른 드라이버를 이용하여 구현할 수 있다.

도 5의 각 구성 요소는 도 1 내지 도 3과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

또한, 본 발명은 발광 다이오드 그룹에 연결할 수 있는 동일한 수의 채널들을 갖는 동일한 구조의 셋 이상의 드라이버를 이용하여 조명 장치를 구현할 수 있다.

이 경우, 조명부는 복수의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 발광 다이오드를 포함하며, 복수의 발광 다이오드 그룹이 복수 개의 조명 그룹으로 구분되고, 정류 전압을 이용하여 발광하도록 구성될 수 있다. 그리고, 복수 개의 드라이버는 각각의 조명 그룹들에 구성될 수 있다. 또한, 센싱 저항 회로가 복수 개의 드라이버에 일측이 각각 연결되는 복수 개의 센싱 저항을 포함하며, 센싱 저항들이 직렬로 연결될 수 있다.

여기에서, 각각의 드라이버는 정류 전압의 변화에 대응하는 복수 개의 발광 다이오드 그룹의 발광 상태에 대응하여 자신에 연결된 센싱 저항의 센싱 전압을 이용하여 자신의 조명 그룹에 포함되는 각각의 발광 다이오드 그룹과 자신에 연결되는 센싱 저항 간의 전류 흐름을 규제함으로써 복수 개의 발광 다이오드 그룹의 발광 상태에 대응하는 전류 경로를 선택적으로 제공할 수 있다.

이에 대한 실시예로서 도 6이 예시될 수 있다.

도 6의 실시예는 동일한 구조의 세 개의 드라이버(310, 320, 330)를 이용하여 미리 설계된 하나의 드라이버에서 수용할 수 있는 수를 초과하는 수의 발광 다이오드 채널에 대응하는 구동 회로를 구현한 것을 예시한다. 보다 구체적으로, 8개의 채널을 갖도록 조명부가 구성된 경우, 4개의 채널은 제1 드라이버(310)를 이용하여 발광하도록 구성되고, 2개의 채널은 제2 드라이버(320)를 이용하여 발광하도록 구성되며, 2 개의 채널은 제3 드라이버(320)를 이용하여 발광하도록 구성될 수 있다.

도 6의 실시예는 세 개의 드라이버(310, 320, 330)에 센싱 전압과 그라운드 전압을 각각 제공하기 위한 센싱 저항들(Rs1, Rs2, Rs3)가 직렬로 연결되며, 각 센싱 저항은 일측이 각 드라이버들(310, 320, 330)에 연결되며 타측이 그라운드 전압 단자(GND1, GND2, GND3)에 연결되도록 구성된다.

도 6의 각 드라이버(310, 320, 330)의 구성은 도 1 및 도 3과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

각각의 드라이버(310, 320, 330)는 내부 또는 외부의 정전압과 자신의 조명 그룹에 대응하는 센싱 저항의 타측의 전압에 해당하는 자신의 그라운드 전압의 차를 분압한 기준 전압들과 자신에 연결된 센싱 저항의 센싱 전압을 비교하여 자신의 조명 그룹에 포함되는 각각의 발광 다이오드 그룹과 자신에 연결되는 센싱 저항 간의 전류 흐름을 규제하도록 구성된다.

각각의 드라이버(310, 320, 330)는 동일한 상기 기준 전압들이 형성되도록 구성됨이 바람직하다.

또한, 센싱 저항 회로는 복수 개의 드라이버(310, 320, 330)에 일측이 각각 연결되는 복수 개의 센싱 저항(Rs1, Rs2, Rs3)을 포함하며, 상대적으로 높은 정류 전압 Vrec에 대응하여 발광하는 발광 다이오드 그룹에 대하여 높은 센싱 전압을 제공하도록 구성된 센싱 저항들(Rs1, Rs2, Rs3)을 포함할 수 있다.

상술한 도 6의 경우에도, 전류가 비선형적으로 변화되는 폭이 완화될 수 있어서 THD를 줄일 수 있으며, 소전류가 흐르는 채널과 중전류 또는 대전류가 흐르는 채널을 서로 다른 드라이버를 이용하여 구현할 수 있다.

한편, 본 발명은 도 7과 같이 조명부(200), 센싱 저항(Rs1), 드라이버(310), 센싱 저항(Rs2), 드라이버(320) 및 `전류 제어 회로(400)를 포함하도록 실시될 수 있다.

도 7의 실시예에서, 조명부(200)는 복수의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 발광 다이오드를 포함하며, 복수의 발광 다이오드 그룹이 제1 조명 그룹(210)과 제2 조명 그룹(220)으로 구분되고, 정류 전압 Vrec를 이용하여 발광하도록 구성된다.

드라이버(310)는 제1 조명 그룹(210)에 포함되는 각각의 발광 다이오드 그룹에 대하여 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하는 제1 전류 경로를 제공하도록 구성된다. 상기한 제1 전류 경로에 센싱 저항(Rs1)이 연결된다.

드라이버(320)는 제2 조명 그룹(220)에 포함되는 각각의 발광 다이오드 그룹에 대하여 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하는 제2 전류 경로를 제공하도록 구성된다. 상기한 제2 전류 경로에 센싱 저항(Rs2)이 연결된다.

그리고, 전류 제어 회로(400)는 센싱 저항(Rs2)에 흐르는 전류의 양에 대응하여 센싱 저항(Rs1)에 흐르는 전류를 규제하도록 구성된다. 이를 위하여, 전류 제어 회로(400)는 센싱 저항(Rs1)에 직렬로 연결된 더미 저항(Rsd)을 포함할 수 있다. 전류 제어 회로(400)는 제2 조명 그룹(220)의 발광에 따라 센싱 저항(Rs2)에 흐르는 전류의 양에 대응하여 센싱 저항(Rs1)에 흐르는 전류를 규제할 수 있다.

이를 위하여, 전류 제어 회로(400)는 제1 제어 회로와 제2 제어 회로를 포함하는 것으로 설명될 수 있다.

제1 제어 회로는 센싱 저항(Rs2)에 흐르는 전류의 양에 대응하여 정전압(Vr)을 기준으로 변화되는 스위칭 전압을 생성하도록 구성될 수 있고, 센싱 저항(Rs2)의 전류를 센싱하기 위하여 직렬로 연결된 저항들(R1, R2), 정전압(Vr)과 그라운드 사이에 직렬로 연결된 저항(R3) 및 캐패시터(C1), 베이스에 인가되는 저항들(R1, R2)의 노드 전압에 의하여 저항(R3)과 캐패시터(C1) 간의 전위를 제어하는 트랜지스터(Q1)을 포함할 수 있으며, 트랜지스터(Q1)의 동작에 의하여 정전압(Vr)을 기준으로 변화되는 스위칭 전압이 생성될 수 있다. 여기에서, 정전압은 드라이버(310)나 드라이버(320)의 내부 정전압을 이용하거나 또는 별도의 정전압을 이용할 수 있다. 드라이버(310)나 드라이버(320)의 내부 정전압을 이용하는 경우, 드라이버(310)나 드라이버(320)의 내부에서 기준전압들을 생성하는데 이용되는 정전압(Vr)이 이용될 수 있다.

제2 제어 회로는 스위칭 전압의 변화에 대응하여 센싱 저항(Rs1)을 통하여 흐르는 전류를 제어하는 트랜지스터(Q2)를 포함할 수 있다.

상술한 도 7의 경우에도, 전류가 비선형적으로 변화되는 폭이 완화될 수 있어서 THD를 줄일 수 있으며, 소전류가 흐르는 채널과 중전류 또는 대전류가 흐르는 채널을 서로 다른 드라이버를 이용하여 구현할 수 있다.

한편, 조명부(200)가 직렬 연결된 복수의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 발광 다이오드를 포함하며 상기 복수의 발광 다이오드 그룹이 제1 조명 그룹(210)과 제2 조명 그룹(220)으로 구분되는 경우, 본 발명은 도 8과 같이 실시될 수 있다.

도 8을 참조하면, 본 발명은 제1 조명 그룹(210)에 포함되는 각각의 발광 다이오드 그룹에 대하여 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하는 제1 전류 경로를 제공하는 드라이버(310)와 제2 조명 그룹(220)에 포함되는 각각의 발광 다이오드 그룹에 대하여 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하는 제2 전류 경로를 제공하는 드라이버(320)를 포함할 수 있다.

여기에서, 드라이버(320)는 제1 조명 그룹(210)에 포함된 전체 발광 다이오드 그룹을 발광시키는 레벨 이상의 정류 전압 Vrec에 대응하여 제2 전류 경로를 제공하도록 구성될 수 있다.

이를 위하여, 드라이버들(310, 320)은 서로 다른 센싱 저항들 즉 센싱 저항(Rs1)과 센싱 저항(Rs2)에 각각 연결되어서 제1 전류 경로와 제2 전류 경로를 각각 제공할 수 있다.

이 경우, 드라이버들(310, 320)은 기준 전압들의 레벨이 동일할 수 있으며, 센싱 저항(Rs1)은 센싱 저항(Rs2) 보다 높은 저항값을 갖도록 설정됨이 바람직하다.

또한, 본 발명은 도 9와 같이 실시되어서 직렬 연결된 복수의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 발광 다이오드를 포함하며 상기 복수의 발광 다이오드 그룹이 제1 조명 그룹(210)과 제2 조명 그룹(220)으로 구분되는 조명부(200)에 대한 전류 경로를 제공할 수 있다.

도 9를 참조하면, 본 발명은 제1 조명 그룹(210)에 포함되는 각각의 발광 다이오드 그룹에 대하여 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하는 제1 전류 경로를 제공하는 드라이버(310)와 제2 조명 그룹(220)에 포함되는 각각의 발광 다이오드 그룹에 대하여 정류 전압 Vrec의 변화에 대응하는 제2 전류 경로를 제공하는 드라이버(320)를 포함할 수 있다.

여기에서, 드라이버들(310, 320)은 하나의 센싱 저항(Rs)을 공유하며, 드라이버(320)는 제1 조명 그룹(210)에 포함된 전체 발광 다이오드 그룹을 발광시키는 레벨 이상의 정류 전압 Vrec에 대응하여 제2 전류 경로를 제공하도록 구성될 수 있다.

이를 위하여, 드라이버(320)는 드라이버(310)의 제1 기준 전압들보다 높은 레벨의 제2 기준 전압을 갖도록 설정됨이 바람직하다.

Claims (19)

1. 직렬 연결된 복수의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 발광 다이오드를 포함하며, 상기 복수의 발광 다이오드 그룹이 제1 조명 그룹과 제2 조명 그룹으로 구분되고, 정류 전압을 이용하여 발광하는 조명부;
   상기 제1 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹에 대하여 상기 정류 전압의 변화에 대응하는 제1 전류 경로를 제공하는 제1 드라이버;
   상기 제1 전류 경로에 연결되는 제1 센싱 저항;
   상기 제2 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹에 대하여 상기 정류 전압의 변화에 대응하는 제2 전류 경로를 제공하는 제2 드라이버; 및
   상기 제2 전류 경로와 상기 제1 센싱 저항 사이에 연결되는 제2 센싱 저항;을 포함함을 특징으로 하는 조명 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 드라이버는 상기 제1 센싱 저항과 제1 그라운드 전압을 공유하고, 상기 제2 드라이버는 상기 제1 센싱 저항과 상기 제2 센싱 저항 사이의 노드의 전압을 제2 그라운드 전압으로 이용하는 조명 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 드라이버는 정전압과 상기 제1 그라운드 전압의 차를 분압한 제1 기준전압들과 상기 제1 센싱 저항에 인가되는 제1 센싱 전압을 비교하여 상기 제1 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹과 상기 제1 센싱 저항 간의 전류 흐름을 규제함으로써 상기 제1 전류 경로를 제공하고,
   상기 제2 드라이버는 상기 정전압과 상기 제2 그라운드 전압의 차를 분압한 제2 기준전압들과 상기 제2 센싱 저항에 인가되는 제2 센싱 전압을 비교하여 상기 제2 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹과 상기 제2 센싱 저항 간의 전류 흐름을 규제함으로써 상기 제2 전류 경로를 제공하는 조명 장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버는 상기 제1 기준 전압들과 상기 제2 기준 전압들의 레벨이 동일하게 형성되도록 구성되는 조명 장치.
5. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 드라이버는,
   정전압과 상기 제1 그라운드 전압의 차를 분압한 제1 기준전압들을 제공하는 제1 기준전압 공급부; 및
   상기 제1 센싱 전압과 자신에 연결된 상기 발광 다이오드 그룹에 대응하는 상기 제1 기준 전압을 비교하여 자신에 연결된 상기 발광 다이오드 그룹과 상기 제1 센싱 저항 간의 전류 흐름을 규제함으로써 상기 제1 전류 경로를 선택적으로 제공하는 둘 이상의 제1 스위칭 회로;를 포함하며,
   상기 제2 드라이버는,
   상기 정전압과 상기 제2 그라운드 전압의 차를 분압한 제2 기준전압들을 제공하는 제2 기준전압 공급부; 및
   상기 제2 센싱 전압과 자신에 연결된 상기 발광 다이오드 그룹에 대응하는 상기 제2 기준 전압을 비교하여 자신에 연결된 상기 발광 다이오드 그룹과 상기 제2 센싱 저항 간의 전류 흐름을 규제함으로써 상기 제2 전류 경로를 선택적으로 제공하는 둘 이상의 제2 스위칭 회로;를 포함하는 조명 장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버는 상기 복수의 발광 다이오드 그룹에 연결할 수 있는 동일한 수의 채널들을 갖는 조명 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 센싱 저항과 상기 제2 센싱 저항의 저항값들은 상기 제2 전류 경로의 최소 전류의 양이 상기 제1 전류 경로의 최대 전류 양 이상을 보장하도록 설정되는 조명 장치.
8. 복수의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 발광 다이오드를 포함하며, 상기 복수의 발광 다이오드 그룹이 복수 개의 조명 그룹으로 구분되고, 정류 전압을 이용하여 발광하는 조명부;
   각각의 상기 조명 그룹들에 구성되는 복수 개의 드라이버; 및
   상기 복수 개의 드라이버에 일측이 각각 연결되는 복수 개의 센싱 저항을 포함하며, 상기 센싱 저항들이 직렬로 연결되는 센싱 저항 회로;를 포함하며,
   각각의 상기 드라이버는 상기 정류 전압의 변화에 대응하는 상기 복수 개의 발광 다이오드 그룹의 발광 상태에 대응하여 자신에 연결된 상기 센싱 저항의 센싱 전압을 이용하여 자신의 상기 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹과 자신에 연결되는 상기 센싱 저항 간의 전류 흐름을 규제함으로써 상기 복수 개의 발광 다이오드 그룹의 발광 상태에 대응하는 상기 전류 경로를 선택적으로 제공함을 특징으로 하는 조명 장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 복수 개의 드라이버는 상기 정류 전압이 상승하는 것에 대하여 늦게 상기 전류 경로를 제공하는 드라이버의 최소 전류의 양이 앞서 상기 전류 경로를 제공하는 다른 드라이버의 최대 전류의 양 이상이 되도록 구성되는 조명 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    각각의 상기 드라이버는 정전압과 자신의 그라운드 전압의 차를 분압한 기준 전압들과 자신에 연결된 상기 센싱 저항의 상기 센싱 전압을 비교하여 자신의 상기 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹과 자신에 연결되는 상기 센싱 저항 간의 전류 흐름을 규제하도록 구성되는 조명 장치.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 복수 개의 드라이버는 동일한 레벨의 상기 기준 전압들이 형성되도록 구성되는 조명 장치.
12. 제9 항에 있어서, 상기 드라이버는,
    정전압과 자신의 그라운드 전압의 차를 분압한 기준 전압들을 제공하는 기준전압 공급부; 및
    상기 기준 전압들 중 어느 하나와 자신의 상기 조명 그룹에 대응한 상기 센싱 저항의 상기 센싱 전압을 비교하여 상기 발광 다이오드 그룹과 연결 가능한 하나의 채널과 자신의 상기 조명 그룹에 대응한 상기 센싱 저항 간의 전류 흐름을 규제하는 둘 이상의 스위칭 회로;를 포함하는 조명 장치.
13. 제9 항에 있어서,
    상기 복수 개의 드라이버는 상기 발광 다이오드 그룹에 연결할 수 있는 동일한 수의 채널들을 갖는 조명 장치.
14. 복수의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 발광 다이오드를 포함하며, 상기 복수의 발광 다이오드 그룹이 제1 조명 그룹과 제2 조명 그룹으로 구분되고, 정류 전압을 이용하여 발광하는 조명부;
    상기 제1 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹에 대하여 상기 정류 전압의 변화에 대응하는 제1 전류 경로를 제공하는 제1 드라이버;
    상기 제1 전류 경로에 연결되는 제1 센싱 저항;
    상기 제2 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹에 대하여 상기 정류 전압의 변화에 대응하는 제2 전류 경로를 제공하는 제2 드라이버;
    상기 제2 전류 경로에 연결되는 제2 센싱 저항; 및
    상기 제2 센싱 저항에 흐르는 전류의 양에 대응하여 상기 제1 센싱 저항에 흐르는 전류를 규제하는 전류 제어 회로;를 포함함을 특징으로 하는 조명 장치.
15. 직렬 연결된 복수의 발광 다이오드 그룹으로 구분되는 발광 다이오드를 포함하며, 상기 복수의 발광 다이오드 그룹이 제1 조명 그룹과 제2 조명 그룹으로 구분되고, 정류 전압을 이용하여 발광하는 조명부;
    상기 제1 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹에 대하여 상기 정류 전압의 변화에 대응하는 제1 전류 경로를 제공하는 제1 드라이버; 및
    상기 제2 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹에 대하여 상기 정류 전압의 변화에 대응하는 제2 전류 경로를 제공하는 제2 드라이버;를 포함하며,
    상기 제2 드라이버는 상기 제1 조명 그룹에 포함된 전체 발광 다이오드 그룹을 발광시키는 레벨 이상의 상기 정류 전압에 대응하여 상기 제2 전류 경로를 제공하도록 구성됨을 특징으로 하는 조명 장치.
16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버는 제1 센싱 저항과 제2 센싱 저항에 각각 연결되며, 상기 제1 센싱 저항과 상기 제2 센싱 저항의 저항값들은 상기 제2 전류 경로의 최소 전류의 양이 상기 제1 전류 경로의 최대 전류 양 이상을 보장하도록 설정되는 조명 장치.
17. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버는 동일한 레벨의 기준 전압들을 이용하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로를 각각 제공하는 조명 장치.
18. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버는 하나의 센싱 저항을 공유하는 조명 장치.
19. 제18 항에 있어서,상기 제1 드라이버는 제1 기준전압들과 상기 센싱 저항의 센싱 전압을 비교하여 상기 제1 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹과 상기 센싱 저항 간의 전류 흐름을 규제함으로써 상기 제1 전류 경로를 제공하고,
    상기 제2 드라이버는 제2 기준전압들과 상기 센싱 저항의 상기 센싱 전압을 센싱 전압을 비교하여 상기 제2 조명 그룹에 포함되는 각각의 상기 발광 다이오드 그룹과 상기 센싱 저항 간의 전류 흐름을 규제함으로써 상기 제2 전류 경로를 제공하며,
    상기 제1 기준 전압과 상기 제2 기준 전압의 값들은 상기 제2 전류 경로의 최소 전류의 양이 상기 제1 전류 경로의 최대 전류 양 이상을 보장하도록 설정되는 조명 장치.

Images