KR20170049120A - 조명 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명 장치를 개시한다. 상기 조명 장치는 복수 개의 발광 다이오드 그룹의 적어도 일부를 공유하며, 발광을 위한 전류 경로를 제공하고 전류 경로 상의 구동 전류를 규제하는 둘 이상의 구동 회로를 포함하며, 둘 이상의 구동 회로는 복수 개의 발광 다이오드 그룹의 순차적인 발광을 위한 상기 구동 전류를 독립적으로 제어하며, 각 구동 회로에 해당하는 상기 구동 전류의 전류량 변화 시점들 중 일부의 시점이 다르도록 제어한다.

Description

조명 장치{LED LIGHTING APPARATUS}

본 발명은 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전류 하모닉(Current Harmonic) 및 전력 효율을 개선한 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. 상기한 조명 장치는 인덕터 및 캐패시터를 사용하지 않고 정류 전압을 사용하기 때문에 역률(POWER FACTOR)이 양호한 특성이 있다. 정류 전압은 정류기의 전파 정류에 의하여 교류 전압이 전파 정류된 전압을 의미한다.

상술한 조명 장치는 교류 다이렉트 방식으로 구동되며 정류 전압의 변화에 대응하여 비선형적으로 변화되도록 구동 전류가 제어된다. 그러므로, 비선형적인 구동 전류의 변화는 전류 하모닉을 발생할 수 있다. 상기한 전류 하모닉은 조명 장치의 전력 효율을 저감시키는 문제점을 발생할 수 있다.

따라서, 조명 장치는 전류 하모닉을 저감시키고 전력 효율을 개선할 수 있는 방법의 제시가 필요한 실정이다.

한국 공개특허 10-2012-0079831(발명의 명칭 : 디밍 기능한 AC LED용 스펙트럼 시프트 제어)

본 발명은 발광 다이오드를 포함하는 조명 장치를 교류 다이렉트 방식으로 구동하고 전류 하모닉을 개선하여 전력 효율을 개선함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 비선형적인 구동 전류의 변화에 따른 전류 하모닉을 개선할 수 있는 발광 다이오드를 포함하는 조명 장치를 제공함을 다른 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 조명 장치는, 정류 전압의 변화에 대응하여 순차적으로 발광하는 복수 개의 발광 다이오드 그룹을 포함하는 조명부; 및 복수 개의 발광 다이오드 그룹의 적어도 일부를 공유하며, 발광을 위한 전류 경로를 제공하고 전류 경로 상의 구동 전류를 규제하는 둘 이상의 구동 회로를 포함하며, 상기 둘 이상의 구동 회로는 상기 복수 개의 발광 다이오드 그룹의 순차적인 발광을 위한 상기 구동 전류를 독립적으로 제어하며, 각 구동 회로에 해당하는 상기 구동 전류의 전류량 변화 시점들 중 일부의 시점이 다르도록 제어함을 특징으로 한다.

또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 조명 장치는, 정류 전압의 변화에 대응하여 순차적으로 발광하는 복수 개의 발광 다이오드 그룹을 포함하는 조명부; 및 복수 개의 발광 다이오드 그룹의 적어도 일부를 공유하며, 발광을 위한 전류 경로를 제공하고 전류 경로 상의 구동 전류를 규제하는 둘 이상의 구동 회로를 포함하며, 상기 둘 이상의 구동 회로는 상기 복수 개의 발광 다이오드 그룹의 순차적인 발광을 위한 상기 구동 전류를 교번하여 제어하며, 각 구동 회로에 해당하는 상기 구동 전류의 모든 전류량 변화 시점이 다르도록 제어함을 특징으로 한다.

본 발명은 정류 전압의 변화에 대응하는 전체 구동 전류의 비선형적 변화를 완화할 수 있다. 그러므로 본 발명은 구동 전류의 비선형적 변화에 의하여 발생할 수 있는 전류 하모닉을 개선할 수 있고, 전류 하모닉이 개선됨에 의하여 전력 효율을 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명 장치의 회로도.
도 2은 도 1의 구동 회로(300)의 상세 회로도.
도 3은 도 1의 구동 회로(300)의 동작을 설명하기 위한 파형도.
도 4는 도 1의 실시예의 정류 전압과 구동 전류의 변화를 표현한 파형도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 회로도.
도 6은 도 5의 실시예의 정류 전압과 구동 전류의 변화를 표현한 파형도.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 조명 장치의 회로도.
도 8은 도 7의 구동 회로(300)의 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 조명 장치는 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 반도체 발광 특성을 갖는 광원을 이용할 수 있으며, 반도체 발광 특성을 갖는 광원은 발광 다이오드를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예는 광원을 발광시키는 전체 구동 전류의 비선형성적 변화를 완화함에 의하여 전류 하모닉을 저감시키고 전력 효율을 개선하고자 구성된다.

본 발명의 실시예는 정류 전압의 변화에 대응하여 순차적으로 발광하는 복수 개의 발광 다이오드 그룹을 포함하는 조명부와 복수 개의 발광 다이오드 그룹의 적어도 일부를 공유하는 둘 이상의 구동 회로를 포함하도록 실시된다.

교류 다이렉트 방식으로 구동되는 본 발명의 조명 장치의 실시예는 도 1과 같이 개시될 수 있다.

도 1의 실시예의 조명 장치는 교류 전원에 의하여 광원이 발광하며, 광원의 발광에 대응하여 구동 전류를 규제하기 위한 전류 레귤레이션을 수행되도록 구성된다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예는 전원 회로(100), 조명부(200), 구동부들(300, 310) 및 센싱 저항들(Rs1, Rs2)을 포함한다. 상기한 구성에서 구동부(300)와 센싱 저항(Rs1)은 하나의 구동 회로를 이루며, 구동부(310)와 센싱 저항(Rs2)도 다른 하나의 구동 회로를 이룬다.

전원 회로(100)는 정류된 전력을 제공하며, 조명부(200)는 정류된 전력에 의하여 발광하고, 구동부들(300, 310)은 조명부(200)의 발광에 대응한 전류 경로를 제공하며 구동 전류를 규제하기 위한 전류 레귤레이션을 수행한다. 그리고, 센싱 저항들(Rs1, Rs2)은 전류 경로를 제공하며 구동부들(300, 310)의 전류 레귤레이션을 위한 센싱 전압을 구동 전류의 양에 대응하는 레벨로 제공한다.

이 중, 전원 회로(100)는 전원(Vs) 및 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 변환한다. 즉, 정류 회로(20)는 교류 전원(Vs)에서 제공되는 교류 전력의 정현파 파형을 갖는 교류 전압을 전파 정류한 정류 전압을 출력한다. 정류 전압은 상용 교류 전압의 반 주기 단위로 전압 레벨이 승하강하는 리플을 갖는 특성이 있다. 본 발명의 실시예에서 정류 전압의 변화(상승 또는 하강)는 정류 전압의 리플 성분의 상승 또는 하강을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

전원 회로(100)는 밝기를 제어하기 위하여 디머(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 디머는 정류 회로(20)에 제공되는 교류 전압의 위상을 제어할 수 있다. 디머의 위상 제어에 의하여, 조명부(200)에 제공되는 전체 구동 전류의 양이 제어될 수 있고, 결과적으로 조명 장치의 밝기가 제어될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서 광원으로 구성되는 조명부(200)는 정류 회로(20)에서 제공되는 정류 전압에 의하여 발광된다. 정류 회로(20)에서 제공되는 전체 구동 전류는 Irec로 표시할 수 있으며, 전체 구동 전류 Irec에서 분산되어서 구동부들(300, 310)에 각각 제공되는 구동 전류는 Irs1, Irs2로 표시할 수 있다. 구동부들(300, 310)에 각각 제공되는 구동 전류의 양은 각 센싱 저항들(Rs1, Rs2)에 흐르는 전류의 양과 동일하다.

조명부(200)는 복수의 발광 다이오드를 포함하고, 복수의 발광 다이오드가 복수의 그룹으로 구분되어서 순차적으로 발광 또는 소광하도록 구성될 수 있다. 도 1에서 조명부(200)는 일곱 개의 발광 다이오드 그룹(LED11~LED14, LED21~LED23)으로 구분하여 표시된다. 각 발광 다이오드 그룹(LED11~LED14, LED21~LDE23)은 하나 이상의 발광 다이오드를 포함할 수 있으며, 도 1에서 설명의 편의를 위하여 하나의 다이오드 부호로 도면에 표기한다.

조명부(200)는 LED11, lED21, LED12, LED22, LED13, LED23, LED14의 순으로 직렬로 연결된 발광 다이오드 그룹들을 포함한다. 이 중, 발광 다이오드 그룹 LED11은 가장 낮은 발광 전압에 대응하여 발광하는 것으로 첫번째 발광 다이오드 그룹으로 정의될 수 있고, 발광 다이오드 그룹 LED14는 가장 높은 발광 전압에 대응하여 발광하는 것으로 마지막 발광 다이오드 그룹으로 정의될 수 있다.

발광 다이오드 그룹들(LED11, lED21, LED12, LED22, LED13, LED23, LED14)은 발광하는 순서에 따라 짝수 번째와 홀수 번째로 구분될 수 있다. 조명부(200)의 홀수 번째 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)에 하나의 구동 회로가 구성되고, 조명부(200)의 짝수 번째 발광 다이오드 그룹들(LED21~LED23) 및 마지막 발광 다이오드 그룹(LED14)에 다른 하나의 구동 회로가 구성된다. 여기에서, 마지막 발광 다이오드 그룹(LED14)의 출력단은 두 개의 구동 회로에 공유된다. 즉, 본 발명의 실시에는 조명부(200)에 두 개의 구동 회로가 병렬로 구성되며, 두 개의 구동 회로가 복수 개의 발광 다이오드 그룹의 적어도 일부를 공유하는 구조를 갖는다.

조명부(200)에 대응하여 둘 이상의 구동 회로가 구성될 수 있으며, 도 1의 실시예는 조명부(200)에 대하여 두 개의 구동 회로가 구성된 것을 예시한다. 그리고, 실시예의 구동 회로들은 순차적인 발광을 위한 구동 전류를 독립적으로 제어하며 구동 전류들의 전류량 변화 시점의 일부가 서로 다르도록 제어할 수 있다.

도 1의 실시예에서, 조명부(200)의 홀수 번째 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)에 대응하는 구동 회로는 구동부(300)와 센싱 저항(Rs1)을 포함하고, 조명부(200)의 짝수 번째 발광 다이오드 그룹들(LED21~LED23) 및 마지막 발광 다이오드 그룹(LED14)에 대응하는 구동 회로는 구동부(310)와 센싱 저항(Rs2)을 포함한다.

구동부들(300, 310)은 구동 전류를 규제하며 조명부(200)의 발광에 대응하여 정전류의 흐름을 유도한다. 이를 위하여, 구동부들(300, 310)은 일단이 접지된 각 센싱 저항(Rs1, Rs2)과 더불어 발광을 위한 전류 경로를 제공하며 각 발광 다이오드 그룹(LED11~LED14, LED21~LED23)의 발광에 대응하는 구동 전류에 대한 전류 레귤레이션을 수행하도록 구성된다.

구동부들(300,310)은 동일한 수의 단계로 전류 경로를 변경하도록 구성될 수 있으며, 변경되는 전류 경로 별로 구동 전류를 제어하기 위한 복수의 기준 전압을 갖는다. 구동부들(300, 310)은 동일한 구조로 설계될 수 있으며 전류 경로 별로 대응되는 기준 전압이 동일하도록 설계될 수 있다.

또한, 센싱 저항들(Rs1, Rs2)도 동일한 값을 갖는 것이 이용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 설명의 편의를 위하여 구동부들(300, 310)의 기준 전압들이 동일하고 센싱 저항들(Rs1, Rs2)의 저항값들이 동일한 것으로 가정하여 설명한다. 그러나, 제작자는 필요에 따라서 순차적인 발광을 유지하는 범위에서 구동부들(300, 310)의 기준 전압들을 다르게 설정하거나 센싱 저항들(Rs1, Rs2)의 저항값들을 다르게 설정할 수 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 도 1의 실시예는 정류 전압의 변화(상승 또는 하강)에 대응하여 조명부(200)의 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14, LED21~LED23)이 순차적으로 발광되거나 소광된다.

여기에서, 발광 다이오드 그룹(LED14)을 발광시키는 발광 전압 V14은 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED21, LED12, LED22, LED13, LED23, LED14)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED23)을 발광시키는 발광 전압 V23은 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED21, LED12, LED22, LED13, LED23)을 모두 발광 시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED13)을 발광시키는 발광 전압 V13은 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED21, LED12, LED22, LED13)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED22)을 발광시키는 발광 전압 V22는 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED21, LED12, LED22)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED12)을 발광시키는 발광 전압 V12은 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED21, LED12)을 모두 발광시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED(21)을 발광시키는 발광 전압 V22은 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED21)을 모두 발광 시키는 전압으로 정의된다. 발광 다이오드 그룹(LED11)을 발광시키는 발광 전압 V11은 발광 다이오드 그룹(LED11)만 발광시키는 전압으로 정의된다.

구동부들(300, 310)은 정류 전압이 상승하여서 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14, LED21~LED23) 별 발광 전압에 순차적으로 도달하면 발광을 위한 전류 경로를 제공한다.

구동부들(300, 310)은 센싱 저항(Rs1, Rs2)에 의하여 각각 센싱 전압을 제공받는다. 센싱 전압은 조명부(200)의 발광 다이오드 그룹 별 발광 상태에 따라 구동부들(300, 310) 내에 가변된 위치에 형성되는 전류 경로의 구동 전류에 의하여 결정될 수 있다. 이때, 센싱 저항들(Rs, Rs2)에 흐르는 구동 전류는 정전류일 수 있다.

상술한 구성에서, 순차적인 발광에 대응하는 전체 구동 전류 Irec의 전류량 변화 시점의 수는 둘 이상의 구동 회로 중 가장 많은 전류량 변화 시점을 갖는 구동 회로의 전류량 변화 시점의 수를 초과하도록 설정될 수 있다.

그리고, 전체 구동 전류 Irec는 구동 회로들에 의해 제어되는 구동 전류들 Irs1, Irs2의 합으로 설정될 수 있으며, 전체 구동 전류 Irec의 전류량 변화 시점의 수는 구동 회로들의 각각의 전류량 변화 시점의 수의 합 이하로 결정될 수 있다.

한편, 상술한 조명부(200)을 구동하기 위한 구동부들(300, 310)의 상세한 구성 및 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하며, 대표적으로 구동부(300)를 예시하여 설명한다. 구동부(310)는 구동부(300)와 동일하게 구성될 수 있으므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다. 구동부들(300, 310)에서 미설명부호 Riset1 및 Riset2는 센싱 저항들(Rs1, Rs2)이 각각 연결된 단자를 의미한다.

구동부(300)는 도 2와 같이 발광 다이오드 그룹들(LED11~ LED14)에 대한 전류 경로를 제공하는 복수의 스위칭 회로(31, 32, 33, 34)와 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4을 제공하기 위한 기준 전압 공급부(30)를 포함할 수 있으며, 하나의 칩으로 구성될 수 있다.

기준 전압 공급부(30)는 제작자의 의도에 따라 다양하게 서로 다른 레벨의 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4을 제공하는 것으로 구현될 수 있다.

기준 전압 공급부(30)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 있으며, 이와 달리 서로 다른 레벨의 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4을 제공하는 독립적인 전압공급원들을 포함하는 것으로 구성될 수 있다.

여기에서, GND는 그라운드 단자를 표시하는 것이며, 그라운드 단자(GND)의 그라운드 전압은 기준 전압 공급부(30)와 전류 센싱 저항(Rs)에 공통으로 적용될 수 있다. 기준 전압 공급부(30)에서 그라운드 단자(GND)의 그라운드 전압은 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4을 출력하는 직렬로 연결된 복수의 저항들에 적용될 수 있다.

서로 다른 레벨의 기준 전압들 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4은 기준 전압 VREF1이 가장 낮은 전압 레벨을 가지며 기준 전압 VREF4이 가장 높은 전압 레벨을 갖도록 제공될 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 전류 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 전류 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 전류 센싱 저항(Rs1)에 형성되는 센싱 전압보다 낮은 레벨로 설정될 수 있다.

그리고, 기준전압 VREF4은 정류 전압의 상한 레벨 영역에서 스위칭 회로(34)를 통한 전류 경로를 유지하도록 설정됨이 바람직하다.

한편, 스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)은 전류 레귤레이션 및 전류 경로 형성을 위하여 센싱 전압을 제공하는 센싱 저항(Rs1)에 공통으로 연결된다.

스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)은 전류 센싱 저항(Rs1)에서 센싱된 센싱 전압과 기준 전압 생성 회로(30)의 각각의 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4를 비교하여서 조명부(200)를 발광하기 위한 선택적인 전류 경로를 형성한다.

구동부(300)의 스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)은 각 발광 다이오드 그룹(LED11, LEED12, LED13, LED14)의 발광에 대응하여 규제된 정전류의 흐름을 유도하며, 각 발광 다이오드 그룹(LED11, LED12, LED13, LED14)의 순차적인 발광에 대응하여 설정된 전류를 초과하지 않도록 전류 레귤레이션을 수행한다.

즉, 스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)은 자신에 설정된 규제 전류 값 이하의 구동 전류에 대해서는 전류 레귤레이션 동작을 수행하지 않고 자신에 설정된 규제 전류 값 이상의 구동 전류에 대해서는 규제된 레벨을 초과하지 않도록 전류 레귤레이션 동작을 수행한다.

스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)은 정류 전압이 인가되는 위치에서 먼 발광 다이오드 그룹(LED11, LED12, LED13, LED14)에 연결된 것일수록 높은 레벨의 기준 전압을 제공받는다.

각 스위칭 회로(31, 32, 33, 34)는 비교기(36)와 스위칭 소자(37)를 포함하며, 스위칭 소자(37)는 NMOS 트랜지스터로 구성됨이 바람직하다.

각 스위칭 회로(31, 32, 33, 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, 32, 33, 34)의 스위칭 소자(37)는 게이트로 인가되는 각 비교기(36)의 출력에 따라 스위칭 동작을 수행한다.

도 2의 구동부(300)의 동작은 도 3을 참조하여 설명할 수 있다.

전원 회로(100)는 교류 전력에 대응하는 정류 전압을 조명부(200)로 제공하며, 이때 정류 전압은 도 3에 예시된 바와 같다.

정류 전압이 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 전류 센싱 저항(Rs1) 양단의 센싱 전압보다 높으므로 모두 턴온된 상태를 유지한다. 이때, 스위칭 회로(31)에 흐르는 구동 전류는 스위칭 회로(31)에 의하여 규제되는 전류 값 이하이다. 그러므로, 스위칭 회로(31)는 흐르는 구동 전류를 규제하지 않는다. 즉, 스위칭 회로(31)에 의한 전류 레귤레이션 동작은 수행되지 않는다.

그 후 정류 전압이 상승하여 발광 전압 V11에 도달하면, 조명부(200)의 발광 다이오드 그룹(LED11)이 발광된다. 발광 다이오드 그룹(LED11)이 발광되면, 발광 다이오드 그룹(LED11)에 연결된 구동부(300)의 스위칭 회로(31)는 전류 경로를 제공한다.

상기와 같이 정류 전압이 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 스위칭 회로들(31, 32, 33, 34)의 턴온 상태는 변경되지 않는다. 그리고, 스위칭 회로(31)에 흐르는 구동 전류는 스위칭 회로(31)의 전류 레귤레이션 동작에 의하여 규제된다.

그 후 정류 전압이 발광 전압 V11 이상으로 상승할 수 있다. 이때, 스위칭 회로(32)에 흐르는 구동 전류는 스위칭 회로(32)에 의하여 규제되는 전류 값 이하이다. 그러므로, 스위칭 회로(32)는 흐르는 구동 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 전압이 계속 상승하여 발광 전압 V12에 도달하면, 조명부(200)의 발광 다이오드 그룹(LED12)이 발광된다. 발광 다이오드 그룹(LED12)이 발광되면, 발광 다이오드 그룹(LED12)에 연결된 구동부(300)의 스위칭 회로(32)는 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹(LED11)도 발광 상태를 유지한다.

상기와 같이 정류 전압이 발광 전압 V12에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED12)이 발광되고 스위칭 회로(32)를 통한 전류 경로가 형성되면, 전류 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 선택적인 전류 경로를 제공한다. 이때, 스위칭 회로(32)에 흐르는 구동 전류는 스위칭 회로(32)의 전류 레귤레이션 동작에 의하여 규제된다.

그 후 정류 전압이 계속 상승하여 발광 전압 V13에 도달하면, 조명부(200)의 발광 다이오드 그룹(LED13)이 발광된다. 그리고, 발광 다이오드 그룹(LED13)이 발광되면, 발광 다이오드 그룹(LED13)에 연결된 구동부(300)의 스위칭 회로(33)는 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED12)도 발광 상태를 유지한다.

상기와 같이 정류 전압이 발광 전압 V13에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED13)이 발광되고 스위칭 회로(33)를 통한 전류 경로가 형성되면, 전류 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 선택적인 전류 경로를 제공한다. 이때, 스위칭 회로(33)에 흐르는 구동 전류는 스위칭 회로(33)의 전류 레귤레이션 동작에 의하여 규제된다.

그 후 정류 전압이 발광 전압 V14에 도달하면, 조명부(200)의 발광 다이오드 그룹(LED14)이 발광된다. 그리고, 발광 다이오드 그룹(LED14)이 발광되면, 발광 다이오드 그룹(LED14)에 연결된 구동부(300)의 스위칭 회로(34)는 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED12, LED13)도 발광 상태를 유지한다.

상기와 같이 정류 전압이 발광 전압 V14에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED14)이 발광되고, 스위칭 회로(34)를 통한 전류 경로가 형성되면, 전류 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 선택적인 전류 경로를 제공한다. 이때, 스위칭 회로(34)에 흐르는 구동 전류는 스위칭 회로(34)의 전류 레귤레이션 동작에 의하여 규제된다.

그 후 정류 전압이 발광 전압 V14 이상으로 상승할 수 있다. 이때, 스위칭 회로(34)는 흐르는 구동 전류를 규제할 수 있다. 그리고, 정류 전압이 계속 상승하여도, 스위칭 회로(34)에 제공되는 기준전압 VREF4이 정류 전압의 상한 레벨 영역에서 전류 센싱 저항(Rs)에 형성되는 구동 전류가 소정의 정전류 형태가 되도록 스위칭 회로(34)는 턴온 상태를 유지한다.

상술한 바와 같이 정류 전압의 상승에 대응하여 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)이 순차적으로 발광되면 전류 경로 상의 구동 전류도 도 3과 같이 계단 전류 파형을 갖도록 단계적으로 증가한다.

구동부(300)는 상기와 같이 정전류 레귤레이션 동작을 수행한다. 그러므로, 발광 다이오드 그룹 별 발광에 대응한 구동 전류는 일정한 수준을 유지하고 발광되는 발광 다이오드 그룹의 수가 증가하면 그에 대응하여 레벨이 증가한다.

한편, 정류 전압은 상술한 바와 같이 상한 레벨까지 상승한 후 하강을 시작한다. 정류 전압이 하강하여서 발광 전압 V14 이하로 떨어지면, 조명부(200)의 발광 다이오드 그룹(LED14)이 소광된다.

조명부(200)는 발광 다이오드 그룹(LED14)이 소광되면, 발광 다이오드 그룹들(LED13, LED12, LED11)에 의한 발광 상태를 유지하며, 그에 따라서 발광 다이오드 그룹(LED13)에 연결된 스위칭 회로(33)에 의하여 전류 경로가 형성된다.

그 후 정류 전압이 발광 전압 V13, V12, V11 이하로 순차적으로 하강하면, 조명부(200)의 발광 다이오드 그룹들(LED13, LED12, LED11)은 순차적으로 소광된다.

상기한 조명부(200)의 발광 다이오드 그룹들(LED13, LED12, LED11)의 순차적 소광에 대응하여, 구동부(300)는 스위칭 회로(33, 32, 31)들에 의하여 형성되는 선택적인 전류 경로를 시프트하면서 제공한다. 그리고, 전류 경로 상의 구동 전류도 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED12, LED13)의 소광 상태에 대응하여 계단 전류 파형을 갖도록 단계적으로 감소한다.

한편, 조명부(200)의 발광 다이오드 그룹들(LED21, LED22, LED23)도 정류 전압의 상승과 하강에 대응하여 순차적으로 발광 및 소광하며, 그에 대응하여 구동부(310)도 구동부(300)과 같이 시프트되는 전류 경로를 발광에 대응하여 제공한다.

본 발명의 실시예는 두 개의 구동부(300, 310)에 의하여 조명부(200)가 구동되며, 각 구동부(300, 310)에 대응하는 조명부(200)의 발광 다이오드 그룹들은 도 3과 같이 발광되고, 구동 전류가 제어될 수 있다. 즉, 구동부들(300, 310)은 정류 전압이 상승하여서 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14, LED21~LED23) 별 발광 전압에 순차적으로 도달하면 발광을 위한 전류 경로를 제공한다.

발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14, LED21~LED23)의 순차적인 발광 동작은 도 4를 참조하여 설명한다. 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14, LED21~LED23)은 발광 순서에 따라 홀수 번째 발광 다이오드 그룹과 짝수 번째 발광 다이오드 그룹으로 구분될 수 있다.

정류 전압이 초기 상태인 경우, 구동부들(300, 310)의 각 스위칭 회로(31, 32, 33, 34)는 포지티브 입력단(+)에 인가되는 기준 전압들 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4이 네가티브 입력단(-)에 인가되는 전류 센싱 저항들(Rs1, Rs2)의 센싱 전압보다 높으므로 모두 턴온된 상태를 유지한다.

그 후, 정류 전압이 상승하여 발광 전압 V11, V21, V12, V22, V13, V23, V14에 각각 도달하면, 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED21, LED12, LED22, LED13, LED23, LED14)이 순차적으로 발광한다.

정류 전압이 발광 전압 V11에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED11)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED11)의 발광에 대응하여 구동부(300)의 스위칭 회로(31)와 전류 센성 저항(Rs1)에 의한 전류 경로가 제공된다.

그리고, 정류 전압이 발광 전압 V21에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED21)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED21)의 발광에 대응하여 구동부(310)의 스위칭 회로(31)와 전류 센성 저항(Rs2)에 의한 전류 경로가 제공된다.

그리고, 정류 전압이 발광 전압 V12에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED12)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED12)의 발광에 대응하여 구동부(300)의 스위칭 회로(32)와 전류 센성 저항(Rs1)에 의한 전류 경로가 제공된다.

그리고, 정류 전압이 발광 전압 V22에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED22)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED22)의 발광에 대응하여 구동부(310)의 스위칭 회로(32)와 전류 센성 저항(Rs2)에 의한 전류 경로가 제공된다.

그리고, 정류 전압이 발광 전압 V13에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED13)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED13)의 발광에 대응하여 구동부(300)의 스위칭 회로(33)와 전류 센성 저항(Rs1)에 의한여 전류 경로가 제공된다.

그리고, 정류 전압이 발광 전압 V23에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED23)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED23)의 발광에 대응하여 구동부(310)의 스위칭 회로(33)와 전류 센성 저항(Rs2)에 의한 전류 경로가 제공된다.

그리고, 정류 전압이 발광 전압 V14에 도달하여 발광 다이오드 그룹(LED14)이 발광하면, 발광 다이오드 그룹(LED14)의 발광에 대응하여 구동부(300)의 스위칭 회로(34)와 전류 센싱 저항(Rs1)에 의한 전류 경로와 구동부(310)의 스위칭 회로(34)와 전류 센싱 저항(Rs2)에 의한 전류 경로가 제공된다.

본 발명의 실시예에 구성되는 구동부들(300, 310)의 스위칭 회로들(31~34)은 기준 전압보다 센싱 전압이 높으면 턴오프되고, 자신에 연결된 발광 다이오드 그룹이 발광된 후 다음 발광 다이오드 그룹이 발광되기 전까지 정류 전압의 변화에 대응하여 전류 경로를 흐르는 구동 전류를 규제하는 전류 레귤레이션 동작을 수행한다. 그리고, 정류 전압이 발광 전압 V14 이상으로 상승하는 경우, 구동부들(300, 310)의 스위칭 회로(34)는 구동 전류를 규제하며 전류 경로를 흐르는 구동 전류가 소정의 정전류 형태가 되도록 턴온 상태를 유지한다.

상술한 바와 같이 정류 전압이 상승하면, 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED21, LED12, LED22, LED13, LED23, LED14)이 순차적으로 발광되며, 그에 대응하여 구동부들(300, 310)의 각 전류 경로에 각각 흐르는 구동 전류 Irs1, Irs2와 조명부(230)에 제공되는 전체 구동 전류 Irec는 계단 전류 파형을 갖도록 단계적으로 증가한다. 여기에서, 전체 구동 전류 Irec는 구동 회로들(300, 310)의 각 전류 경로에 흐르는 구동 전류들 Irs1, Irs2의 합과 같다.

한편, 정류 전압은 상술한 바와 같이 상한 레벨까지 상승한 후 하강을 시작한다. 정류 전압이 발광 전압 V14, V23 ... V11로 점차 떨어지면, 발광 다이오드 그룹들(LED14, LED23, LED13, LED22, LED12, LED21, LED11)이 순차적으로 소광된다. 상기한 발광 다이오드 그룹들(LED14, LED23, LED13, LED22, LED12, LED21, LED11)의 순차적 소광에 대응하여, 구동부들(300, 310)에서 전류 경로가 발광의 경우와 비교하여 역순으로 시프트된다. 그리고, 전류 경로들의 구동 전류도 계단 전류 파형을 갖도록 단계적으로 감소한다.

상기한 실시예는 LED11, LED21, LED12, LED22, LED13, LED23, LED14의 순서로 발광 다이오드 그룹들이 순차적으로 발광된다.

이에 대응하여, 발광 다이오드 그룹(LED11)이 발광할 때 구동부(300)의 스위칭 회로(31)에 의하여 전류 경로가 제공되고, 발광 다이오드 그룹(LED21)이 발광할 때 구동부들(300, 310)의 스위칭 회로(31)에 의하여 전류 경로가 제공되며, 발광 다이오드 그룹(LED12)이 발광할 때 구동부(300)의 스위칭 회로(32)와 구동부(310)의 스위칭 회로(31)에 의하여 전류 경로가 제공되고, 발광 다이오드 그룹(LED22)이 발광할 때 구동부들(300, 310)의 스위칭 회로(32)에 의하여 전류 경로가 제공되며, 발광 다이오드 그룹(LED13)이 발광할 때 구동부(300)의 스위칭 회로(33)와 구동부(310)의 스위칭 회로(32)에 의하여 전류 경로가 제공되고, 발광 다이오드 그룹(LED23)이 발광할 때 구동부들(300, 310)의 스위칭 회로(33)에 의하여 전류 경로가 제공되며, 발광 다이오드 그룹(LED14)이 발광할 때 구동부들(300, 310)의 스위칭 회로(34)에 의하여 전류 경로가 제공된다.

상술한 실시예에서, 각 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14, LED21~LED23)은 발광에 대응한 전류 경로를 정류 전압의 변화에 대응하여 구동부들(300, 310) 중 어느 하나 또는 모두에 의하여 제공받는다. 즉, 구동부들(300, 310)은 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14, LED21~LED23)을 공유한다.

그리고, 구동부들(300, 310)에 의하여 각각 제공되는 전류 경로들 상의 구동 전류들의 전류량 변화 시점은 일부가 서로 다르도록 제어된다. 보다 구체적으로 구동부들(300, 310)은 공유된 발광 다이오드 그룹(LED14)의 발광에 대응한 전류량 변화 시점은 동일하고 나머지 발광 다이오드 그룹들의 발광에 대응한 전류량 변화 시점은 상이하다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 전체 구동 전류 Irec의 전류량 변화 시점의 수는 구동부들(300, 310) 중 가장 많은 전류량 변화 시점의 수를 갖는 구동부의 전류량 변화 시점의 수를 초과하도록 설정될 수 있으며 구동부들(300, 310)의 각각의 구동 전류의 전류량 변화 시점의 수의 합 이하로 결정될 수 있다.

그러므로, 한 주기의 정류 전압의 변화에 대응하여 전체 구동 전류 Irec에는 많은 전류량 변화 시점이 형성될 수 있으며, 전체 구동 전류 Irec의 변화는 비선형성이 완화될 수 있다. 본 발명에서 발광 다이오드 그룹의 수가 많을수록 조명을 위한 전체 구동 전류 Irec는 완화된 비선형성 파형을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 실시예에서 전체 구동 전류 Irec의 전류량 변화 시점은 정류 전압의 상승에 대응하여 7회 형성된다. 각 구동부(300, 310)의 구동 전류는 각각 4회의 전류량 변화 시점을 갖는다. 그러므로, 본 발명의 실시예는 전체 구동 전류 Irec의 전류량 변화 시점의 수가 구동부들(300, 310) 각각의 구동 전류의 전류량 변화 시점의 수를 초과하고 구동부들(300, 310)의 각각의 구동 전류의 전류량 변화 시점의 수의 합보다 작게 결정된 것을 예시한다.

상술한 바에 의하여 본 발명의 실시예에 따른 전체 구동 전류 Irec의 비선형적인 변화는 하나의 구동부를 이용하는 것과 대비하여 완화되는 것으로 나타나며, 동일한 정류 전압에 대응하여 전류량 변화 시점의 수가 많을수록 조명을 위한 전체 구동 전류 Irec는 완화된 비선형적 파형을 가질 수 있다

이상과 같이 본 발명은 전체 구동 전류의 비선형성이 완화됨에 의하여 전류 하모닉을 저감시킬 수 있으며, 결과적으로 전력 효율을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명은 도 5와 같이 실시될 수 있다.

도 5의 실시예에서 둘 이상의 구동 회로가 복수 개의 발광 다이오드 그룹 중 적어도 일부에 대하여 발광 다이오드 그룹 단위로 전류 경로를 교번하여 형성하며 순차적인 발광을 제어한다. 보다 구체적으로, 둘 이상의 구동 회로는 순차적인 발광을 위한 구동 전류를 교번하여 제어하며, 각 구동 회로에 해당하는 구동 전류의 전류량 변화 시점이 다르도록 제어한다.

도 5의 실시예는 전원 회로(100), 조명부(200), 구동부들(300, 310) 및 센싱 저항(Rs)을 포함한다. 여기에서, 전원 회로(100) 및 구동부들(300, 310)은 도 1의 실시예와 동일한 구성을 가지므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

도 5의 실시예는 도 1의 실시예와 달리 하나의 센싱 저항(Rs)이 구성된다.

그리고, 도 5에서 조명부(200)는 여덟 개의 발광 다이오드 그룹(LED11~LED14, LED21~LED24)으로 구분하여 표시된다.

또한, 구동부(310)의 그라운드(GND2)에 전압 조절부(350)가 구성된다.

조명부(200)는 LED11, lED21, LED12, LED22, LED13, LED23, LED14, LED24의 순으로 직렬로 연결된 발광 다이오드 그룹들을 포함한다. 여기에서, 발광 다이오드 그룹 LED11은 가장 낮은 발광 전압에 대응하여 발광하는 것으로 첫번째 발광 다이오드 그룹으로 정의될 수 있고, 발광 다이오드 그룹 LED24는 가장 높은 발광 전압에 대응하여 발광하는 것으로 마지막 발광 다이오드 그룹으로 정의될 수 있다.

조명부(200)의 홀수 번째 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)에 하나의 구동 회로가 구성되고 조명부(200)의 짝수 번째 발광 다이오드 그룹들(LED21~LED24)에 다른 하나의 구동 회로가 구성된다. 즉, 본 발명의 실시예에는 조명부(200)에 두 개의 구동 회로가 병렬로 구성되며, 두 개의 구동 회로가 복수 개의 발광 다이오드 그룹의 적어도 일부를 공유하는 구조를 갖는다.

도 5의 실시예에서, 조명부(200)의 홀수 번째 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14)에 대응하는 구동 회로는 구동부(300)와 센싱 저항(Rs)을 포함하고, 조명부(200)의 짝수 번째 발광 다이오드 그룹들(LED21~LED24)에 대응하는 구동 회로는 구동부(310)와 센싱 저항(Rs)을 포함한다. 센싱 저항(Rs)은 구동부들(300, 310)에 공유된다.

여기에서, 구동부들(300, 310)의 그라운드 단자(GND1, GND2)에 인가되는 그라운드 전압은 다르게 적용될 수 있다. 도 5에서 구동부(310)의 그라운드 단자(GND2)의 그라운드 전압은 구동부(300)의 그라운드 단자(GND1)의 그라운드 전압에 비하여 높게 형성된다. 이를 위하여 구동부(310)의 그라운드(GND2)에 전압 조절부(350)가 구성되며, 전압 조절부(350)는 구동부(300)의 그라운드(GND1)의 그라운드 전압보다 높은 레벨의 전압을 구동부(310)의 그라운드(GND2)에 제공하도록 구성된다.

전압 조절부(350)는 정류 전압, 조명부(200)의 발광 다이오드 그룹의 출력 전압 또는 미리 설정된 정전압을 분압하여 구동부(310)의 그라운드 단자(GND2)에 제공하도록 구성될 수 있다. 즉, 전압 조절부(350)는 구동부(310)의 그라운드 단자(GND2)의 그라운드 전압에 대한 정전압원으로 작용한다.

상술한 구성에 의하여 구동부(310)의 전류 경로 형성을 위한 전압 조건이 상승한다. 즉, 구동부(310)는 동일한 채널에 대하여 구동부(300) 보다 높은 정류 전압에 대하여 전류 경로를 형성한다.

또한, 센싱 저항(Rs)에는 발광 다이오드 그룹(LED11)이 발광하는 경우 보다 발광 다이오드 그룹(LED21)이 발광하는 경우 많은 양의 구동 전류가 흐르며, 발광 다이오드 그룹(LED11)이 발광하는 경우 보다 발광 다이오드 그룹(LED21)이 발광하는 경우 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압은 더 높게 형성된다.

일례로, 구동부(300)는 발광 다이오드 그룹(LED11)의 발광에 대응하여 채널(C11)을 통한 전류 경로가 형성된 상태에서 정류 전압이 상승하여 발광 다이오드 그룹(LED21)의 발광에 대응하여 채널(C21)을 통한 전류 경로가 형성되면, 센싱 저항(Rs)의 높아진 센싱 전압에 의하여 채널(C11)을 통한 전류 경로를 차단한다.

즉, 정류 전압의 상승에 대응하여 LED11, lED21, LED12, LED22, LED13, LED23, LED14, LED24의 순으로 발광됨에 의하여, 구동부들(300, 310)은 채널(C11), 채널(C21), 채널(C12), 채널(C22), 채널(C13), 채널(C23), 채널(C14), 채널(C24)의 순으로 전류 경로가 변경된다. 그리고, 정류 전압의 상승에 의하여 후 순서로 발광하는 발광 다이오드 그룹에 연결된 채널을 이용한 전류 경로가 형성되면 앞 순서로 발광한 발광 다이오드 그룹에 연결된 채널을 이용한 전류 경로는 차단된다.

상기와 같이 구동 회로들(300, 310)에 의하여 제공되는 전류 경로가 정류 전압의 상승과 센싱 저항(Rs)의 구동 전류 변화에 의하여 교번하여 형성될 수 있도록 구동 회로들(300, 310) 기준 전압이 결정된다. 구동 회로(310)의 구동 전류는 전압 조절부(350)에 의한 그라운드 전압의 상승치가 더해진 구동 회로(310)의 기준 전압과 센싱 전압을 비교해서 결정된다. 그러므로, 구동 회로(310)의 전체의 평균 전류는 구동 회로(300)보다 많아진다.

상술한 바와 같이 구성되는 도 5의 실시예는 정류 전압의 변화(상승 또는 하강)에 대응하여 조명부(200)의 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14, LED21~LED24)이 순차적으로 발광되거나 소광된다.

여기에서, 발광 다이오드 그룹(LED24)을 발광시키는 발광 전압 V24이 추가로 정의될 수 있으며, 정류 전압이 발광 전압 V24 이상을 유지하면, 발광 다이오드 그룹들(LED11, LED21, LED12, LED22, LED13, LED23, LED14, LED24)을 모두 발광된다.

상술한 구성에 의하여, 정류 전압이 상승하여서 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14, LED21~LED24) 별 발광 전압에 순차적으로 도달하면 구동부들(300, 310)은 발광을 위한 전류 경로를 교번하여 제공한다. 이때, 전체 구동 전류 Irec와 구동부들(300, 310)의 전류 경로 별 구동 전류들 Irs1, Irs2는 도 6과 같이 표현된다.

도 6을 참조하면, 정류 전압의 상승과 하강에 대응하는 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14, LED21~LED24)의 발광과 소광에 의하여, 구동부들(300, 310)은 전류 경로를 교번하여 제공하며, 구동 전류들 Irs1, Irs2는 도 6과 같이 교번하여 형성된다. 그리고, 전체 구동 전류 Irec는 교번하여 형성되는 구동 전류들 Irs1, Irs2을 합한 것과 같다.

도 5 및 도 6의 실시예에서도 전체 구동 전류 Irec의 변화는 비선형성이 완화되는 것으로 나타나며, 조명부들의 수가 많을수록 조명을 위한 전체 구동 전류 Irec는 완화된 비선형성 파형을 가질 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예는 도 7과 같이 구동 회로들(300, 310)이 상이한 레벨의 기준 전압을 이용하도록 구성될 수 있다. 도 7의 실시예는 전원 회로(100), 조명부(200), 구동부들(300, 310) 및 센싱 저항(Rs)을 포함한다. 전원 회로(100), 조명부(200) 및 센싱 저항(Rs)은 도 5의 실시예와 동일한 구성을 갖는다. 그러므로 상세한 구성 및 작용에 대한 중복 설명은 생략한다.

도 7에서, 구동 회로들(300, 310)은 순차적인 발광을 위한 구동 전류를 교번하여 제어하며, 각 구동 회로에 해당하는 구동 전류의 전류량 변화 시점이 다르도록 제어한다.

도 7에서, 구동 회로(300)는 기준 전압의 제어를 위하여 제어 전압(Vr1)을 제공받으며, 구동 회로(310)는 기준 전압의 제어를 위하여 제어 전압(Vr2)을 제공받는다. 제어 전압들(Vr1, Vr2)은 정전압원으로부터 제공되며, 정전압원은 정류 전압(Vrec)을 이용하는 것으로 구성될 수 있다. 그리고, 제어 전압(Vr2)이 제어 전압(Vr1)보다 높은 레벨을 갖는다.

제어 전압(Vr1)은 도 8과 같이 구동 회로(300)의 기준 전압 공급부(30)에 제공되며, 구동 회로(300)의 기준 전압 공급부(30)는 제어 전압(Vr1)과 그라운드 전압 간을 분압한 기준 전압들(VREF1~VREF4)을 제공한다.

구동 회로(310)에서도 제어 전압(Vr1)은 내부의 기준 전압 공급부(30)에 제공되며, 구동 회로(310)의 기준 전압 공급부(30)는 제어 전압(Vr2)과 그라운드 전압 간을 분압한 기준 전압들을 생성한다.

제어 전압(Vr2)이 제어 전압(Vr1) 보다 높다. 그러므로, 구동 회로(310)가 구동 회로(300)보다 높은 레벨의 기준 전압들을 생성한다.

도 7의 실시예도 도 5의 실시예와 동일하게 구동부(310)의 전류 경로 형성을 위하여 대비되는 기준전압이 구동부(300)보다 높게 형성된다.

그러므로, 센싱 저항(Rs)에는 발광 다이오드 그룹(LED11)이 발광하는 경우 보다 발광 다이오드 그룹(LED21)이 발광하는 경우 많은 양의 구동 전류가 흐르며, 발광 다이오드 그룹(LED11)이 발광하는 경우 보다 발광 다이오드 그룹(LED21)이 발광하는 경우 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압은 더 높게 형성된다.

그러므로, 도 7의 실시예도 도 5의 실시예와 동일하게 전류 경로를 형성한다. 즉, 도 7의 실시예는 정류 전압이 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14, LED21~LED24) 별 발광 전압에 순차적으로 도달하면 구동부들(300, 310)은 발광을 위한 전류 경로를 교번하여 제공한다.

또 한편, 본 발명의 실시예는 도 9와 같이 구동 회로들(300, 310)이 상이한 레벨의 기준 전압과 상이한 센싱 저항을 갖도록 구성될 수 있다. 도 9의 실시예는 센싱 저항(Rs1, Rs2)의 구성에 차이가 있을 뿐 나머지 구성은 도 7과 동일하므로 상세한 구성 및 작용에 대한 중복 설명은 생략한다.

전원 회로(100), 조명부(200), 구동부들(300, 310) 및 센싱 저항(Rs)을 포함한다. 전원 회로(100), 조명부(200) 및 센싱 저항(Rs)은 도 5의 실시예와 동일한 구성을 갖는다. 그러므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

도 9에서, 구동 회로들(300, 310)은 순차적인 발광을 위한 구동 전류를 교번하여 제어하며, 각 구동 회로에 해당하는 구동 전류의 전류량 변화 시점이 다르도록 제어한다.

도 9에서, 구동 회로(300)는 기준 전압의 제어를 위하여 제어 전압(Vr1)을 제공받으며, 구동 회로(310)는 기준 전압의 제어를 위하여 제어 전압(Vr2)을 제공받는다. 제어 전압들(Vr1, Vr2)는 정전압원으로부터 제공되며, 정전압원은 정류 전압(Vrec)을 이용하는 것으로 구성될 수 있다. 그리고, 제어 전압(Vr2)이 제어 전압(Vr1)보다 높은 레벨을 갖는다.

또한, 구동 회로(300)는 직렬 연결된 센싱 저항들(Rs1, Rs2)를 이용하여 센싱 전압을 생성하고, 구동 회로(310)는 센싱 저항(Rs2)을 이용하여 센싱 전압을 생성한다. 도 9에서 구동 회로들(300, 310)는 구동 전류를 검출하는 센싱 저항을 일부 공유한다.

즉, 도 9의 실시예에서 구동 회로(300)의 기준 전압은 제어 전압(Vr1)에 의하여 결정되고 센싱 전압은 센싱 저항들(Rs1, Rs2)에 의하여 결정된다. 그리고, 구동 회로(310)의 기준 전압은 제어 전압(Vr2)에 의하여 결정되고 센싱 전압은 센싱 저항(Rs2)에 의하여 결정된다.

도 9의 실시예도 도 5 및 도 7의 실시예와 동일하게 구동부(310)의 전류 경로 형성을 위한 전압 조건이 구동부(300)보다 높게 형성된다. 즉, 구동부(310)는 동일한 채널에 대하여 구동부(300) 보다 높은 정류 전압에 대하여 전류 경로를 형성한다.

그러므로, 도 9의 실시예도 정류 전압이 발광 다이오드 그룹들(LED11~LED14, LED21~LED24) 별 발광 전압에 순차적으로 도달하면 구동부들(300, 310)은 발광을 위한 전류 경로를 교번하여 제공한다.

이상과 같이 본 발명은 전체 구동 전류의 비선형성이 완화됨에 의하여 전류 하모닉을 저감시킬 수 있으며, 결과적으로 전력 효율을 개선할 수 있다.

Claims (7)

1. 정류 전압의 변화에 대응하여 순차적으로 발광하는 복수 개의 발광 다이오드 그룹을 포함하는 조명부; 및
   복수 개의 발광 다이오드 그룹의 적어도 일부를 공유하며, 발광을 위한 전류 경로를 제공하고 전류 경로 상의 구동 전류를 규제하는 둘 이상의 구동 회로를 포함하며,
   상기 둘 이상의 구동 회로는 상기 복수 개의 발광 다이오드 그룹 중 적어도 일부에 대하여 상기 발광 다이오드 그룹 단위로 상기 전류 경로를 교번하여 형성하며 순차적인 발광을 제어하는 조명 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 둘 이상의 구동 회로 중 일부가 상기 전류 경로를 교번하여 형성될 수 있도록 기준 전압이 다르게 설정되는 조명 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 둘 이상의 구동 회로 중 일부가 상기 기준 전압을 정의하는 그라운드 전압의 레벨이 상기 둘 이상의 구동 회로 별로 상이한 조명 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 둘 이상의 구동 회로는 구동 전류를 검출하는 센싱 저항을 일부 또는 전체를 공유하는 조명 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 둘 이상의 구동 회로는 제1 구동 회로와 제2 구동 회로를 포함하고,
   상기 제1 구동 회로는 홀수 번째 상기 발광 다이오드 그룹들에 각각 대응하도록 구성되며, 상기 홀수 번째 상기 발광 다이오드 그룹들의 발광에 대응한 제1 전류 경로를 제공하고, 그리고 상기 제1 전류 경로 상의 제1 구동 전류를 규제하며,
   상기 제2 구동 회로는 짝수 번째 상기 발광 다이오드 그룹들에 각각 대응하도록 구성되며, 상기 짝수 번째 상기 발광 다이오드 그룹들의 발광에 대응한 제2 전류 경로를 제공하고, 그리고 상기 제2 전류 경로 상의 제2 구동 전류를 규제하는 조명 장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 제1 구동 회로는 제1 구동부를 포함하고,
   상기 제1 구동부는 홀수 번째 상기 발광 다이오드 그룹들에 각각 대응하도록 구성되며, 상기 홀수 번째 상기 발광 다이오드 그룹들의 발광에 대응한 제1 전류 경로를 제공하고, 그리고 상기 제1 전류 경로 상의 제1 구동 전류를 규제하며,
   상기 제2 구동 회로는 제2 구동부를 포함하고,
   상기 제2 구동부는 짝수 번째 상기 발광 다이오드 그룹들에 각각 대응하도록 구성되며, 상기 짝수 번째 상기 발광 다이오드 그룹들의 발광에 대응한 제2 전류 경로를 제공하고, 그리고 상기 제2 전류 경로 상의 제2 구동 전류를 규제하며,
   하나의 센싱 저항이 상기 제1 구동부의 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 구동부의 상기 제2 전류 경로에 공통으로 연결되고,
   상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로는 상기 센싱 저항의 구동 전류 변화에 의하여 교번하여 형성되는 조명 장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부는 다른 기준 전압이 적용되는 조명 장치.
   

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