WO2011159048A2 - Ｌｅｄ 형광 램프 - Google Patents

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WO2011159048A2
WO2011159048A2 PCT/KR2011/004087 KR2011004087W WO2011159048A2 WO 2011159048 A2 WO2011159048 A2 WO 2011159048A2 KR 2011004087 W KR2011004087 W KR 2011004087W WO 2011159048 A2 WO2011159048 A2 WO 2011159048A2
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박명구
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금호전기 주식회사
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the present invention relates to an LED fluorescent lamp, and more particularly, to an LED fluorescent lamp that maintains a constant power characteristic irrespective of the characteristics of the ballast used together.
  • LED is an environmentally friendly light source that does not contain mercury, and is widely used as a next-generation light source used for a backlight for a portable terminal, a backlight for an LCD TV (BLU), a vehicle lamp, and general lighting.
  • BLU LCD TV
  • the existing incandescent lamp or halogen lamp can be removed and the LED lamp can be installed without any configuration.
  • the LED lamp when used as a replacement for the fluorescent lamp which is the mainstream of general lighting, it is inconvenient to replace the existing wiring or to install a dedicated ballast separately. In some cases, the luminaire itself needs to be changed.
  • LED fluorescent lamps which have many advantages in various aspects, are still in the early stage of diffusion.
  • the present invention has been created to solve the above problems, it can be applied to various types of electronic fluorescent ballasts, and can also be used directly connected to a general commercial AC power supply, change the type of ballast and applied voltage It is an object of the present invention to provide an LED fluorescent lamp having a stable current characteristic irrespective of a change in external operating conditions such as a change of.
  • a light emitting diode driving circuit unit including a light emitting diode array unit in which a plurality of light emitting diodes are connected in series or in parallel, a constant current controller connected to an output port of the light emitting diode array unit, and a first capacitive element connected to an input port of the constant current controller. ;
  • a first external connection circuit unit connected to one end of the light emitting diode driving circuit unit and including at least one external connection pin;
  • a second external connection circuit part connected to the other end of the light emitting diode driving circuit and including at least one external connection pin.
  • the LED fluorescent lamp according to another embodiment of the present invention, a light emitting diode array unit in which a plurality of light emitting diodes are connected in series or in parallel, a constant current control unit connected in parallel with the light emitting diode array unit, and the light emitting diode array unit and A light emitting diode driving circuit unit including a first capacitive element connected in parallel; First to fourth external connection pins; Second to fifth capacitive elements having one end connected to the first to fourth external connection pins, respectively; A first current control diode having an anode connected to the other end of the second capacitive element and a cathode connected to an anode side of the light emitting diode driving circuit unit; A second current control diode having an anode connected to a cathode side of the light emitting diode driving circuit and a cathode connected to the other end of the third capacitive element; A third current control diode having an anode connected to a cathode side
  • the LED fluorescent lamp according to the present invention by connecting the light emitting diode array portion to the output port of the constant current controller and the first capacitive element to the input port of the constant current controller, by supplying a constant current to the load of the light emitting diode array portion of the electronic ballast there is an effect that can maintain the constant power characteristics regardless of changes.
  • both ends of the LED fluorescent lamp are formed to be symmetrical with each other, it can be applied to an existing electronic fluorescent ballast as it is, and stable current characteristics without being affected by changes in external operating conditions such as change of applied voltage. It has a sustainable effect.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a light emitting diode driving circuit 100 according to the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the light emitting diode driving circuit 100 according to the present invention.
  • 3 (a) and 3 (b) are schematic diagrams of a buck converter and a diagram showing operation characteristics according to time.
  • FIG. 4 is a graph showing operation characteristics in the light emitting diode driving circuit of FIG. 2.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing an internal configuration of a constant current controller according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing a first embodiment of the LED fluorescent lamp 1000 according to the present invention.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a second embodiment of the LED fluorescent lamp according to the present invention.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing a third embodiment of the LED fluorescent lamp according to the present invention.
  • FIG. 9 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the LED fluorescent lamp according to the present invention.
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the LED fluorescent lamp according to the present invention.
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the LED fluorescent lamp according to the present invention.
  • Fig. 12 is a diagram showing the circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the first embodiment of the present invention is used for a fluorescent lamp ballast of a half bridge system.
  • Fig. 13 is a diagram showing the circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the third embodiment of the present invention is used for an electronic fluorescent ballast of an instant-start system.
  • Fig. 14 is a circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the fourth embodiment of the present invention is applied to an instant type electronic ballast.
  • Fig. 15 is a circuit diagram in which an LED fluorescent lamp according to a fifth embodiment of the present invention is connected to an electronic ballast of a series resonance method.
  • 16 is a timing diagram of a current flowing in the LED array unit.
  • Fig. 17 is a circuit configuration diagram when the LED fluorescent lamp according to the second embodiment of the present invention is attached to a magnetic ballast of a general commercial power supply.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a circuit configuration when a general commercial AC power supply is directly connected to the LED fluorescent lamp 1000.
  • LED fluorescent lamp 100 LED driving circuit
  • first external connection circuit portion 300 second external connection circuit portion
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a light emitting diode driving circuit 100 according to the present invention.
  • the LED driving circuit 100 includes a light emitting diode array 110 in which a plurality of light emitting diodes are connected in series or in parallel, and a constant current controller in which the light emitting diode array is connected to an output port ( 120, and a first capacitive element C1 connected to the input port of the constant current controller.
  • a first current control diode D1 or a second current control diode D2 may be further included.
  • the light emitting diode array unit 110 a plurality of light emitting diodes are connected in series, and one light emitting diode array unit in which a plurality of light emitting diodes are connected in series is connected to one or more light emitting diode array units in parallel. Also includes.
  • a light emitting diode (LED) emits light having a wavelength corresponding to an energy level reduced by recombination of holes and electrons in the light emitting layer.
  • a combination of a plurality of light emitting diodes connected in series and parallel in various arrangement structures is defined as the light emitting diode array unit 110.
  • the light emitting diode array unit 110 is illustrated in which three light emitting diodes are connected in series. However, this is only for convenience of description and the present invention is not limited thereto. The present invention can be changed and modified as many as the structure and size of the fluorescent lamp in which the LED driving circuit 100 is mounted.
  • a first capacitive element C1 is connected to an input port of the constant current controller 120, and the constant current controller is configured to connect the electric energy stored in the first capacitive element C1 to the constant current controller as a load.
  • the constant current may be supplied to the array unit 110.
  • the current flowing through the light emitting diode array unit 110 is controlled through the constant current controller 120, so that the power consumption and the applied voltage of the LED fluorescent lamp may change according to the difference in the ballast used externally.
  • the change in power consumption of the LED fluorescent lamp at the time, and the change in power consumption in the LED lamp when the previous magnetic ballast is used can be compensated.
  • the constant current controller 120 will be described in more detail later with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the first current control diode D1 may be connected to one side of the constant current controller 120, or the second current control diode D2 may be connected to the other side of the constant current controller 120.
  • the first current control diode D1 and the second current control diode D2 may be connected in a forward direction to charge the first capacitive element C1 having polarity.
  • a first capacitive element C1 may be connected in parallel to an input port of the constant current controller.
  • the first capacitive element C1 may serve as an energy tank. That is, after storing various types of power energy applied from general commercial power source (50Hz / 100V, 60Hz / 220V), high frequency electronic ballast or low frequency magnetic ballast applied from the outside, main power is supplied to the LED array. It can serve as an energy tank to supply.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the light emitting diode driving circuit 100 according to the present invention.
  • the light emitting diode driving circuit 100 according to the second embodiment has a structure similar to that of the light emitting diode driving circuit 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1.
  • 3 (a) and 3 (b) are schematic diagrams of a buck converter and a diagram showing operation characteristics according to time.
  • a buck converter of the type used in this embodiment may be schematically illustrated as shown in FIG. That is, the buck converter used in this embodiment is a direct current power source, one inductor (L), one transistor switch (SW), one diode (D), one capacitor (C) and one resistor (R). It can be a simple structure that is composed. Here, the LED array is placed with one resistor (R) to simplify the schematic.
  • the buck converter has two types of operation modes, continuous mode and discontinuous mode, depending on whether the current value of the inductor L falls to zero.
  • the energy inside the inductor L has the same value at the beginning and the end of the switching period, and becomes zero in the intermittent mode.
  • V L the average voltage value of the inductor voltage V L (V L is a line shown in red) is 0, that is, the area of the square of the on section of the switch S shown in the voltage of FIG. It means that the area of the off period is the same, which can be represented by the following equation.
  • Vi is an input voltage
  • Vo is an output voltage
  • D is a duty cycle
  • T is a cycle
  • the current flowing through the light emitting diode array portion as a load has a constant current characteristic when a capacitor large enough to maintain a constant voltage during the switching period is connected in parallel. This means that the average value of the current flowing through the capacitor is zero.
  • the waveform of the inductor current represents the shape of a triangular wave.
  • the inductor current is zero at the starting point and rises up to I Lmax during the Ton interval.
  • the output voltage Vo is not only an input voltage Vi and a duty cycle D, but also an inductance, a cyclic period T, and an output current of the inductor L. You can see that it is a function of (Io).
  • the light emitting diode driving circuit 100 is similar to the light emitting diode driving circuit 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1.
  • One capacitive element C1 may be included.
  • the constant current controller 120 includes a driving IC 121, a diode D3, a power MOSFET (MFET), resistors R1 and R2, and an inductor L1.
  • the LED driving circuit 100 may further include a first current control diode D1 or a second current control diode D2.
  • the driving IC 121 is connected to the first capacitive element C1 in parallel and uses the electric energy stored in the first capacitive element C1 as a constant current to the light emitting diode array unit (LED array).
  • the first current control diode D1 and the second current control diode D2 are connected to one side and the other side of the constant current controller 120 to supply stabilized power.
  • the driving IC 121 includes an input terminal V IN , a gate terminal GATE, a ground terminal GND, a V DD terminal, an LD terminal, a CS terminal, an RT terminal, and a PWM_D terminal.
  • the voltage of the first capacitive element C1 is applied through the input terminal V IN and the ground terminal GND to start the oscillation operation at a preset frequency by the RT terminal grounded through the resistor R1.
  • the terminal (GATE) is connected to the gate of the power MOSFET to control the switching operation of the power MOSFET.
  • the drain side of the power MOSFET is connected to the cathode side of the light emitting diode array unit 110 via an inductor L1 for storing switching energy when the power MOSFET is on, and the CS terminal is connected to the power MOSFET. It is connected to the source side and serves to sense the current characteristics of the light emitting diode array 110 obtained through the resistor (R2).
  • the basic configuration of the present embodiment is a buck converter based on fly back mode operation, and an anode of the diode D3 is connected to the drain side of the power MOSFET, and the diode is turned on through the diode D3.
  • the energy stored in the inductor L1 in the) section is a current flowing through the path of the inductor L1 ⁇ diode D3 ⁇ light emitting diode array unit 110 during the off period of the power MOSFET.
  • a gate driving signal is output from the driving IC 121, and the output current is power. This is controlled by limiting the peak of the current flowing through the MOSFET.
  • a current sense resistor (R2) is connected between the source terminal of the power MOSFET and ground, and the voltage obtained from the current sense resistor (R2) is connected to the current sense (CS) pin of the driving IC 121.
  • the threshold may be different depending on the characteristics of each driver IC, and may be preset internally or programmed by applying a voltage to the control pin LD of the driver IC.
  • the buck converter control method is a pulse width modulation (PWM) control method of changing the duty cycle of the clock pulse of a fixed frequency to maintain a constant output voltage, by changing the clock period having a fixed pulse width Pulse Frequency Modulation (PFM) control to keep the output voltage constant, or Variable Frequency Modulation (VFM) to keep the output voltage constant by controlling the clock output by a fixed field according to the output voltage error Frequency Modulation) may be applied.
  • PFM pulse width modulation
  • VFM Variable Frequency Modulation
  • FIG. 4 is a graph showing operation characteristics in the light emitting diode driving circuit of FIG. 2.
  • the voltage waveform a of the CS terminal of the driving IC 121, the current waveform b flowing through the LED array, and the drain voltage waveform c of the MOSFET are shown.
  • the circuit configuration of the light emitting diode driving circuit of FIG. 2 takes the configuration of the buck converter of FIG. 3 described above. Therefore, the current graph I L of the inductor L of FIG. 3B and the current waveforms of the LED array 110 of FIG. 4 exhibit the same triangular wave shape. You can check it.
  • the power MOSFET While the power MOSFET (MFET) is On, it can be seen that the current of the LED array 110 and the voltage of the CS terminal of the driving IC 121 are increased. When the voltage of the CS terminal increases and exceeds the threshold of the peak current sense voltage, the gate driving signal of the power MOSFET (MFET) is terminated to turn off the power MOSFET (MFET). When the power MOSFET (MFET) is turned off, it can be seen that the voltage at the CS terminal of the driving IC 121 becomes O equal to the ground.
  • the voltage of the first capacitive element C1 is applied so that the LED array ⁇ inductor L1 ⁇ power MOSFET (MFET) ⁇ Current flows through the path of the resistor R2 to ground to primarily store energy from the voltage between both ends of the first capacitive element in the inductor L1.
  • the power MOSFET MFET
  • LED array light emitting diode array
  • FIG. 1 and 2 illustrate two types of light emitting diode driving circuits 100.
  • a light emitting diode array unit 110 in which a plurality of light emitting diodes are connected in series, or a light emitting diode array unit 110 in which a plurality of light emitting diode array parts in which a plurality of light emitting diodes are connected in series is coupled in parallel, such a light emitting diode
  • the array unit 110 includes a constant current controller 120 connected to an output port and a first capacitive element C1 connected to an input port of the constant current controller 120, all of the light emitting diode driving circuits will be described. It is included in 100.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing an internal configuration of a constant current controller according to one embodiment of the present invention.
  • the driving IC 121 includes an input terminal V IN , a gate terminal GATE, a ground terminal GND, a V DD terminal, an LD terminal, a CS terminal, an RT terminal, and a PWM_D terminal.
  • the constant voltage regulator (Reg) is connected to the V IN terminal to receive a high voltage from the outside to create a stabilized power supply for driving the drive IC (121), the two comparison operators (CM) are arranged in parallel with each other
  • the positive terminal of the input side of the terminal is connected to the CS terminal, and a predetermined voltage (for example, 250 mV) is internally applied to the negative terminal of one of the two differential amplifiers (CM), and the other differential amplifier (
  • the negative terminal of the CM side is connected to a linear dimming terminal.
  • the outputs of the two comparators are connected to the input side of the OR gate, which is connected to the reset terminal of the RS flip-flop and from the internal oscillator to the Set terminal of the RS flip-flop. Is applied.
  • the output terminal (Q) of the RS flip-flop is applied to the input of the AND gate together with the PWM dimming (PWM-D) signal so that the current value flowing through the power MOSFET (MFET) during the period in which the PWM dimming signal is on is turned on. If the value is less than or equal to the preset value, the power MOSFET is turned on. If the value exceeds this value, the power MOSFET is turned off to drive the LED array unit 110 with a predetermined constant current characteristic.
  • LED fluorescent lamp 1000 including the light emitting diode driving circuit 100 described with reference to FIGS. 1 to 5 will be described.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing a first embodiment of the LED fluorescent lamp 1000 according to the present invention.
  • FIGS. 1 to 5 a circuit diagram of the LED fluorescent lamp 1000 including the light emitting diode driving circuit unit 100 shown in FIGS. 1 to 5 is illustrated.
  • the light emitting diode driving circuit 100 is represented, but since some components of the LED fluorescent lamp 1000 are described below, the light emitting diode driving circuit unit 100 is represented. Since the light emitting diode driving circuit 100 and the light emitting diode driving circuit unit 100 correspond to the same circuit, the same reference numerals are denoted. That is, the internal configuration of the LED driving circuit unit 100 is as described above with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the LED fluorescent lamp 1000 includes a light emitting diode driving circuit unit 100, a first external connection circuit unit 200, a second external connection circuit unit 300, and a first And second current control diodes D8 and D9 and first to fourth path control diodes D10 to D13.
  • the first and second current control diodes D8 and D9 may be the same diodes as the first current control diode D1 and the second current control diode D2 described above.
  • the light emitting diode driving circuit unit 100 has the same configuration as the light emitting diode driving circuit 100 shown in Figs. 1 and 2, its detailed description is omitted here.
  • the first external connection circuit unit 200 is connected to one end of the LED driving circuit unit 100, and supplies a voltage to the LED driving circuit unit 100.
  • the first external connection circuit unit 200 is connected in series between at least one external connection pin (P1, P2), the first and second external connection pins (P1, P2) and the light emitting diode driving circuit unit 100 that are supplied with voltage.
  • At least one capacitor (C3, C4) (second capacitive element, third capacitive element) connected to the.
  • the first external connection circuit unit 200 further includes at least one diode D4 and D5 (first diode and second diode) connected to the first and second external connection pins P1 and P2.
  • the first and second diodes D4 and D5 are connected in series between the first and second external connection pins P1 and P2 and the LED driving circuit unit 100, and the second capacitive element and the third capacitive element are connected.
  • the elements C3 and C4 are connected in parallel.
  • the first external connection circuit unit 200 includes at least one resistor R3 and R4 (first) connected in series between the first and second external connection pins P1 and P2 and the LED driving circuit unit 100. Resistor and a second resistor) may be further included.
  • the first and second resistors R3 and R4 are connected in parallel with the second and third capacitive elements C3 and C4 and the first and second diodes D4 and D5.
  • the first and second resistors R3 and R4 are for supplying current for initial trigger driving of an inverter (not shown) of the electronic ballast.
  • the second external connection circuit unit 300 is connected to the other end of the LED driving circuit unit 100, and supplies a voltage to the LED driving circuit unit 100 similarly to the first external connection circuit unit 200.
  • the second external connection circuit unit 300 includes at least one external connection pin (P3, P4) (third external connection pin, and fourth external connection pin), the third and fourth external connection pin (P3, P4) and at least one capacitor (C5, C6) (fourth and fifth capacitive elements) connected in series between the LED driving circuit unit 100.
  • Each of the second to fifth capacitive elements may be connected to various types of fluorescent ballast circuits through at least one of the first to fourth connecting pins, and the impedance in the fluorescent ballast circuit according to the frequency change may be adjusted. By changing the current flowing through the LED array portion can be controlled can be used without changing the existing ballast for fluorescent lamps.
  • the second external connection circuit unit 300 further includes at least one diode D6 and D7 (third diode and fourth diode) connected to the third and fourth external connection pins P3 and P4.
  • the third and fourth diodes D6 and D7 are connected in series between the third and fourth external connection pins P3 and P4 and the LED driving circuit unit 100, and the fourth and fifth capacitive elements C5 are connected in series. , C6).
  • the second external connection circuit unit 300 includes at least one resistor (R5, R6) (third connected in series between the third and fourth external connection pins P3 and P4 and the LED driving circuit unit 100. Resistor and a fourth resistor) may be further included. However, the third and fourth resistors R5 and R6 are connected in parallel with the fourth and fifth capacitive elements C5 and C6 and the third and fourth diodes D6 and D7. The third and fourth resistors R5 and R6 are for supplying current for initial trigger driving of the inverter of the electronic ballast.
  • the first and second current control diodes D8 and D9 and the first to fourth path control diodes D10 to D13 are further disposed between the first external connection circuit unit 200 and the second external connection circuit unit 300. May be included.
  • the first and second current control diodes D8 and D9 are disposed between the LED driving circuit unit 100 and the first external connection circuit unit 200 or between the LED driving circuit unit 100 and the second external connection circuit unit 300. It is connected in series, and serves to control the current to flow in the forward direction in the LED driving circuit unit 100.
  • the first and second current control diodes D8 and D9 are connected to both ends of the light emitting diode driving circuit unit 100, but in some cases, the first and second current control diodes D8, Only one current control diode of D9) may be included.
  • the first to fourth path control diodes D10 to D13 are connected in parallel with the LED driving circuit unit 100 between the first external connection circuit unit 200 and the second external connection circuit unit 300.
  • the first and second diodes D4 and D5 of the connection circuit unit 200 are connected in the reverse direction.
  • the first to fourth path control diodes D10 to D13 are nonpolar regardless of the phase change of the AC voltage which may occur depending on the type of fluorescent ballast mounted when the LED fluorescent lamp 1000 is mounted to the fluorescent ballast. It also plays a role in enabling symmetrical operation.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a second embodiment of the LED fluorescent lamp according to the present invention.
  • a circuit diagram of the LED fluorescent lamp 1000 according to the second embodiment shown in FIG. 7 has a configuration similar to that of the LED fluorescent lamp 1000 according to the first embodiment shown in FIG. 6. Therefore, the same reference numerals are used for the same configuration, and the description of the same configuration is omitted.
  • the LED fluorescent lamp 1000 is a light emitting diode driving circuit 100, a first external connection circuit 200, a second external connection circuit 300, the first and second current control Diodes D8 and D9 and first to fourth path control diodes D10 to D13.
  • the first and second current control diodes D8 and D9 may be the same diodes as the first current control diode D1 and the second current control diode D2 described above.
  • the first external connection circuit unit 200 may include first and second external connection pins P1 and P2, second and third capacitive elements C3 and C4, and first and second diodes D4 and D5. ) Only. That is, the first external connection circuit unit 200 in the present embodiment does not include the first and second resistors R3 and R4 as compared with the first embodiment.
  • the second external connection circuit part 300 also includes only the third and fourth external connection pins P3 and P4, the fourth and fifth capacitive elements C5 and C6, and the third and fourth diodes D6 and D7. Include.
  • the 2nd external connection circuit part 300 in this embodiment is the structure which does not contain the 3rd and 4th resistors R5 and R6 contained in the 2nd external connection circuit part 300 in 1st Embodiment.
  • the first to fourth resistors R3 to R6 are for supplying a current for the initial trigger driving of the inverter of the electronic ballast, and a series resonance method in which the initial trigger operation of the ballast is made through a filament of the fluorescent lamp. Except for the half-bridge type electronic ballast, the circuit configuration of the fluorescent lamp 1000 can be configured even without including the first to fourth resistors R3 to R6.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing a third embodiment of the LED fluorescent lamp according to the present invention.
  • a circuit diagram of the LED fluorescent lamp 1000 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 8.
  • the LED fluorescent lamp 1000 according to the present embodiment has a configuration similar to the circuit diagram of the fluorescent lamp 1000 according to the second embodiment shown in FIG. 7, and there are differences in circuit configuration in some parts.
  • the LED fluorescent lamp 1000 includes a light emitting diode driving circuit unit 100, a first external connection circuit unit 200, a second external connection circuit unit 300, and first and second current control. Diodes D8 and D9 and first to fourth path control diodes D14 to D17.
  • the first and second current control diodes D8 and D9 may be the same diodes as the first current control diode D1 and the second current control diode D2 described above.
  • the second and third capacitive elements C3 'and C4' and the first and second diodes D4 'and D5' in the first external connection circuit 200 are connected to each other in series, and the second The fourth and fifth capacitive elements C5 'and C6' and the third and fourth diodes D6 'and D7' in the external connection circuit unit 300 are connected in series with each other.
  • the first and second capacitive elements C3 'and C4' and the first and second diodes D4 'and D5' in the first external connection circuit 200 are connected in series with each other, the first and second capacitive elements C3 'and C4' are connected in series.
  • the connection positions of the cathode side and the anode side of the second path control diodes D14 and D15 may be changed.
  • the cathode side of the first path control diode D14 is connected between the second capacitive element C3 'and the first diode D4' of the first external connection circuit 200, and the anode side is the second side. It is connected to the anode side of the third diode D6 ′ of the external connection circuit unit 300.
  • the cathode side of the second path control diode D15 is connected to the cathode side of the first diode D4 ′ of the first external connection circuitry 200, and the anode side is a third diode of the second external connection circuitry 300. Is connected between D6 'and the third capacitive element C5'.
  • the cathode side of the third path control diode D16 is connected to the cathode side of the second diode D5 ′ of the first external connection circuit portion 200, and the anode side is the fourth diode of the second external connection circuit portion 300.
  • a fourth capacitive element C6 ' is connected to the cathode side of the third path control diode D16.
  • the cathode side of the fourth path control diode D17 is connected between the second capacitive element C4 'and the second diode D5' of the first external connection circuit 200, and the anode side is connected to the second external connection. It is connected to the anode side of the fourth diode D7 ′ of the circuit unit 300.
  • FIG. 9 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the LED fluorescent lamp according to the present invention.
  • a circuit diagram of the LED fluorescent lamp 1000 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 9.
  • the fluorescent lamp 1000 according to the present embodiment has a configuration similar to the circuit diagram of the fluorescent lamp 1000 according to the second embodiment shown in FIG. 7, but there are differences in some configurations.
  • the first external connection circuitry 200 includes second and third capacitive elements C3 and C4 and first and second diodes D4 and D5 connected in parallel to each other, and the second external connection circuitry 300 ) Includes fourth and fifth capacitive elements C5 and C6 and third and fourth diodes D6 and D7 connected in parallel with each other.
  • the first and second current control diodes D8 and D9 which are current control diodes, are included between the first external connection circuit unit 200 and the second external connection circuit unit 300.
  • the LED fluorescent lamp 1000 according to the present embodiment includes first and second path control diodes D18 and D19.
  • the connection structures of the first and second path control diodes D18 and D19 in the present embodiment are different from the path control diodes D10 to D13 in the second embodiment.
  • the first path control diode D18 has a cathode side connected to the cathode side of the first current control diode D8, and the anode side has a cathode side and a third side of the third diode D6 ′ of the second external connection circuit 300. 4 is connected to the capacitive element (C5).
  • the second path control diode D19 has a cathode side connected to the cathode side and the third capacitive element C4 of the second diode D5 of the first external connection circuit 200, and the anode side has a second current. It is connected to the anode side of the control diode D9.
  • the path control diodes D18 and D19 may emit LED fluorescent light regardless of the phase change of the voltage applied to the first to fourth connection pins P1 to P4 in various fluorescent ballasts. Allow the lamp to work.
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the LED fluorescent lamp according to the present invention.
  • LED fluorescent lamps appear to be normal loads from the beginning of inverter operation.
  • this is simplified to resistance and set to R, the load characteristics are shown in which the load resistance R is connected in parallel to the capacitor C built in the inverter. If the complex admittance of this parallel load is set to Yrc, Yrc can be expressed as follows.
  • Zrc can be expressed as a function of R and C as
  • a circuit diagram of the LED fluorescent lamp 1000 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. 10.
  • the LED fluorescent lamp 1000 according to the present embodiment has a configuration similar to the circuit diagram of the fluorescent lamp 1000 according to the second embodiment shown in FIG. 7, but the configuration on some circuits is different. As shown in FIG. 10, the points on the four circuits will be referred to as first through fourth nodes (nodes 1 through node 4).
  • the first external connection circuitry 200 includes second and third capacitive elements C3 and C4 and first and second diodes D8 and D9 connected in parallel to each other, and the second external connection circuitry 300 ) Includes fourth and fifth capacitive elements C5 and C6 and third and fourth diodes D10 and D11 connected in parallel with each other.
  • it is a configuration including a control diode exhibiting a different role and operation than the first and second current control diodes D8 and D9 included in the fluorescent lamp 1000 according to the second embodiment.
  • the LED fluorescent lamp 1000 includes first to fourth current control diodes D24 to D27.
  • the anode of the first current control diode D24 is connected to the other end of the second capacitive element C3 (ie, node 1), and the cathode thereof is connected to the anode side of the light emitting diode driving circuit unit 100.
  • the second current control diode D25 the anode is connected to the cathode side of the light emitting diode driving circuit unit 100, and the cathode is connected to the other end of the third capacitive element C4 (that is, node 2).
  • the anode is connected to the cathode side of the light emitting diode driving circuit section 100, and the cathode is connected to the other end (node 3) of the fourth capacitive element C5.
  • the anode is connected to the other end of the fifth capacitive element C6 (that is, node 4), and the cathode thereof is connected to the anode side of the light emitting diode driving circuit unit 100.
  • the anode is connected to the first external connection pin P1, and the cathode is connected to the anode of the first current control diode D24.
  • the cathode is connected to the second external connection pin P2.
  • the anode is connected to the cathode of the third current control diode D27, and the cathode is connected to the third external connection pin P3.
  • the fourth diode D11 its anode is connected to the fourth external connection pin P4, and its cathode is connected to the anode of the fourth current control diode D26.
  • the cathode in the case of the first path control diode D20, its cathode is connected to the first external connection pin P1, and its anode is the cathode of the third current control diode D27 (ie, node 3).
  • the cathode In the case of the second path control diode D21, its cathode is connected to the anode (ie, node 1) of the first current control diode D24, and the anode is connected to the third external connection pin P3.
  • the cathode In the case of the third path control diode D22, its cathode is connected to the fourth external connection pin P4 and its anode is connected to the cathode of the second current control diode D25 (ie node 2).
  • the cathode In the case of the fourth path control diode D23, the cathode is connected to the anode (ie, node 4) of the fourth current control diode D26, and the anode is connected
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the LED fluorescent lamp according to the present invention.
  • a circuit diagram of the LED fluorescent lamp 1000 according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. 11.
  • the fluorescent lamp 1000 according to the present embodiment has a configuration similar to the circuit diagram of the fluorescent lamp 1000 according to the third embodiment shown in FIG. 8, but there are differences in some configurations.
  • the first external connection circuit unit 200 includes second and third capacitive elements C3 'and C4' and first and second diodes D4 'and D5' connected in series with each other, and the second external The connection circuit unit 300 includes fourth and fifth capacitive elements C5 'and C6' and third and fourth diodes D6 'and D7' connected in series with each other.
  • the first and second current control diodes D8 and D9 are included between the first external connection circuit unit 200 and the second external connection circuit unit 300.
  • the LED fluorescent lamp 1000 includes first and second path control diodes D28 and D29, and third and fourth path control diodes D30 and D31.
  • first path control diode D28 the anode is connected to the cathode side of the LED driving circuit unit 100, and the cathode is connected to the anode of the first diode D4 '.
  • second path control diode D29 the anode is connected to the cathode of the third diode D6 ′, and the cathode is connected to the anode side of the LED driving circuit unit 100.
  • the anode is connected to the cathode of the fourth diode D7 ′, and the cathode is connected to the anode side of the LED driving circuit unit 100.
  • the anode is connected to the cathode side of the LED driving circuit unit 100 and the cathode is connected to the anode of the second diode D5 '.
  • FIG. 6 to 11 illustrate circuit diagrams of various modified fluorescent lamps 1000.
  • the circuit diagram of the LED fluorescent lamp 1000 can be variously modified.
  • the state in which each of the 1st external connection circuit part 200 and the 2nd external connection circuit part 300 is equipped with a pair of external connection pin was illustrated.
  • the external connection pins provided in the first external connection circuit unit 200 and the second external connection circuit unit 300 may be configured differently according to the type of electronic ballast in which the fluorescent lamp 1000 is mounted.
  • the fluorescent lamp 1000 illustrated in FIGS. 6 to 11 is mounted and used in various ballasts through the first to fourth external connection pins P1 to P4.
  • the electronic ballast in which the fluorescent lamp 1000 according to the present embodiment is mounted is a half bridge method, an instant start method, a program start method, a starter lamp method, and It may be any one of a rapid start ballast.
  • Fig. 12 is a diagram showing the circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the first embodiment of the present invention is used for a fluorescent lamp ballast of a half bridge system.
  • the half-bridge fluorescent ballast is composed of a series resonant circuit consisting of an inductor and a capacitor at the switching output point of a half-bridge inverter composed of switching elements, initially turns on the fluorescent lamp with a series resonance voltage across the capacitor, and once the fluorescent lamp is turned on.
  • the stabilization current flowing through the fluorescent lamp is controlled by the inductor of the series resonance circuit.
  • the capacitors C3 to C6 inside the LED fluorescent lamp 140 should be set to C4 because they should not have polarity according to the connection pins of the LED fluorescent lamp 140.
  • the value of the composite capacitor Ca formed in series of C3-C2-C5 can be expressed as follows.
  • the current can be arbitrarily controlled by changing the value of the capacitor C4.
  • Fig. 13 is a diagram showing the circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the third embodiment of the present invention is used for an electronic fluorescent ballast of an instant-start system.
  • the instant start type electronic fluorescent ballast is configured such that Q71 and Q72 of the switching element continue the switching operation by a self-oscillation operation of a circuit composed of transformers T1 and T2 and a capacitor C12. Connect the output of (A) to the point (B), which is the midpoint of the capacitor C12 connected in series, short in AC and 1/2 Vcc in DC, to the primary winding T2-1 of transformer T2.
  • the fluorescent lamp is initially discharged with a high voltage induced in the secondary winding T2-2 of T2, and once discharge is performed, the stabilization lamp current is controlled by a capacitor C13 connected in series with the lamp load.
  • the transformer T2-1 When using the ballast according to the present embodiment, looking at the basic operation when the output line of the electronic ballast is connected to the first external connection pin (P1) and the third external connection pin (P3), the transformer T2-1 itself When oscillation induces high-frequency AC voltage to secondary winding T2-2 and (C) is the (+) potential with respect to (D), (C) ⁇ C13 ⁇ C3 ' ⁇ D4' ⁇ D8 ⁇ Light emitting diode driving circuit section 100 ⁇ D9 ⁇ D6 ' ⁇ C5' ⁇ Current flows through the path of point (D), and point (D) ⁇ C5 ' ⁇ D15 ⁇ D8 ⁇ a current flows through the path of the LED driving circuit unit 100 D9 D14 C3 'C13 C13 (C).
  • the current value flowing in the LED driving circuit portion is controlled by the series complex impedance of the capacitors C13 and C3 'and C5' contained in the electronic ballast, and the LED is driven by changing the values of C3 'and C5'.
  • the current flowing in the circuit portion can be controlled.
  • the composite impedance Z of the capacitor can be expressed as follows.
  • connection pin P2 and the fourth connection pin P4 are terminals for symmetry, and the basic operation is the same as the case where the output line of the electronic ballast is connected to the connection pin P1 and the connection pin P3.
  • Fig. 14 is a circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the fourth embodiment of the present invention is applied to an instant type electronic ballast.
  • the transformer T2-1 is a secondary winding T2 by the self oscillation
  • (C) ⁇ C1 ⁇ D4 ⁇ D8 ⁇ LED driving circuit section 100 ⁇ D9 ⁇ (D) ⁇ D6 ⁇ D18 ⁇ LED drive circuit section 100 ⁇ D19 ⁇ C3 ⁇ C1 ⁇ (C)
  • the current flows through the path of the dot.
  • the current value flowing in the LED driving circuit portion is controlled by the series complex impedance of the capacitors C1 and C41 and C44 contained in the electronic ballast, and the current flowing in the LED driving circuit portion by changing the values of C41 and C44. Can be controlled.
  • the composite impedance Z of this capacitor can be expressed as follows.
  • the second connecting pin P2 and the fourth connecting pin P4 are terminals for symmetry, and the basic operation is when the output line of the electronic ballast is connected to the first connecting pin P1 and the third connecting pin P3. Is the same as
  • the LED fluorescent lamp 1000 may be applied to other electronic ballasts in addition to the electronic ballasts listed above.
  • Fig. 15 is a circuit diagram in which an LED fluorescent lamp according to a fifth embodiment of the present invention is connected to an electronic ballast.
  • the potential of the voltage Vc applied to the resonance capacitor C inside the electronic ballast is positive based on the third and fourth connection pins P3 and P4.
  • the potential of the sine wave voltage rises so that the potential value of the first capacitive element C1 of the light emitting diode circuit part is increased.
  • the current is D8 ⁇ D24 ⁇ LED driving circuit unit 100 ⁇ D27 ⁇ D10, D8 ⁇ D24 ⁇ LED driving circuit unit 100 ⁇ D25 ⁇ D22, D23 ⁇ D26 ⁇ LED driving circuit unit 100 ) D27 ⁇ D10 and D23 ⁇ D26 ⁇ LED driving circuit unit 100 ⁇ D25 ⁇ D22 through a plurality of paths, so that the first capacitive element C1 in the LED driving circuit unit 100 may be charged. have.
  • the voltage decreases again and falls below the potential Vdc of the first capacitive element C1 of the LED driving circuit unit, no current flows in the LED driving circuit unit 100. Therefore, the first capacitive element C1 in the LED driving circuit unit 100 is not charged.
  • the LED fluorescent lamp is consumed according to the DC voltage value Vdc applied to the first capacitive element C1, the number of LEDs connected in series in the LED array unit 110, and the capacitance values of the capacitors C3-C6.
  • the power can be varied arbitrarily.
  • FIG. 16 is a timing diagram of a current flowing in the LED array unit. Referring to FIG. 16,
  • Capacitors C4 and C6 are charged to ta when the current starts to flow in the LED driving circuit unit 100 through the paths of (C4-D22) and (D23-C6).
  • ta-tb section D8 ⁇ D24 ⁇ light emitting diode driving circuit portion 100 ⁇ D27 ⁇ D10, D8 ⁇ D24 ⁇ light emitting diode driving circuit portion 100 ⁇ D25 ⁇ D22, D23 ⁇ D26 ⁇ light emitting diode driving circuit portion 100 ⁇ D10, and D23 ⁇ D26 ⁇ light emitting diode driving circuit unit 100 ⁇ D25 ⁇ D22, and the main current flows through the combined path.
  • Capacitors C3 and C5 are charged to the time point tc when current flows in the LED driving circuit unit 100 through the paths (D20-C3) and (C5-D21).
  • tc-td section D21 ⁇ D24 ⁇ light emitting diode driving circuit portion 100 ⁇ D25 ⁇ D9, D11 ⁇ D26 ⁇ light emitting diode driving circuit portion 100 ⁇ D25 ⁇ D9, D21 ⁇ D24 ⁇ light emitting diode driving circuit portion 100 ⁇ D20, D11 ⁇ D26 ⁇ light emitting diode driving circuit unit 100 ⁇ D27 ⁇ D20
  • the main current flows through the combined path.
  • td-2 ⁇ period The main current does not flow through the LED driving circuit unit 100, and the voltages charged in the capacitors C3 and C5 discharge to the ta period.
  • a current flowing through the LED driving circuit unit 100 flows substantially to the first capacitive element C1 in the LED driving circuit unit 100 to drive the LED array in the LED driving circuit unit. May be charged in the first capacitive element C1.
  • the capacitor C built in the inverter in the td-ta and tb-tc sections in which no current flows in the LED array is provided. It operates as if 2Ca are connected in parallel, and the effective capacitance Cr at this time can be expressed as follows.
  • each of the first external connection circuit unit 200 and the second connection circuit unit 300 includes a pair of external connection pins, but the present invention is not limited thereto.
  • the external connection pins provided in the first external connection circuit unit 200 and the second external connection circuit unit 300 may be configured differently according to the type of the electronic ballast in which the fluorescent lamp 1000 is mounted.
  • the electronic fluorescent ballast and the electronic fluorescent ballast of the instant start method have been described. However, this is only an example of the electronic ballast, but is not limited thereto.
  • the LED fluorescent lamp 1000 according to the present embodiment may be applied to other electronic ballasts in addition to the electronic ballasts listed above.
  • Fig. 17 is a circuit configuration diagram when the LED fluorescent lamp according to the second embodiment of the present invention is attached to a magnetic ballast of a general commercial power supply.
  • a magnetic ballast L is connected to the second external connection pin P2 of the LED fluorescent lamp, and the magnetic ballast L is connected to one end of an AC power source and the other end of the AC power source. Is connected to the fourth connecting pin (P4).
  • the LED fluorescent lamp 1000 stores the power energy applied from the magnetic ballast L in the first capacitive element C1 of the LED driving circuit unit 100 and then stores the power of the LED driving circuit unit 100.
  • the internal power control set value of the drive IC is configured to supply a constant current to the light emitting diode array.
  • the LED fluorescent lamp 1000 according to the present embodiment has the effect of maintaining the electrostatic power characteristic regardless of the characteristics of the magnetic ballast (L). Since the configuration of the remaining LED fluorescent lamp 1000 has already been described above with reference to FIG. 7, the description thereof will be omitted.
  • the current is P2 ⁇ D5 ⁇ D8 ⁇ light emitting diode driving circuit unit 100 ⁇ D9 ⁇ D7 ⁇ P4.
  • the second external connection pin P2 may flow in the path P4 ⁇ D12 ⁇ D8 ⁇ the LED driving circuit unit 100 ⁇ D9 ⁇ D13 ⁇ P2. Therefore, the value of the current flowing through the light emitting diode driving circuit part can be controlled by the values of C4 and C6.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a circuit configuration when a general commercial AC power supply is directly connected to the LED fluorescent lamp 1000.
  • a general commercial AC power source is directly connected to the second external connection pin P2 and the fourth external connection pin P4 to the LED fluorescent lamp 1000.
  • the LED fluorescent lamp 1000 according to the present embodiment has an advantage that it can be used even if it is directly connected to a general commercial AC power source without the magnetic ballast.
  • the current is P2 ⁇ D5 ⁇ D8 ⁇ light emitting diode driving circuit unit 100 ⁇ D9. ⁇ D7 ⁇ P4.
  • the second external connection pin P2 may flow in the path P4 ⁇ D12 ⁇ D8 ⁇ the LED driving circuit unit 100 ⁇ D9 ⁇ D13 ⁇ P2. Therefore, the value of the current flowing through the light emitting diode driving circuit part can be controlled by the values of C4 and C6.

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Abstract

발광다이오드 구동 회로 및 이를 포함하는 형광 램프가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로는, 복수의 발광다이오드가 직렬 또는 병렬로 연결된 발광다이오드 어레이부; 상기 발광다이오드 어레이부와 병렬로 연결된 정전류 제어부; 및 상기 발광다이오드 어레이부와 병렬로 연결된 용량성 소자를 포함한다. 이에 의해, 전자식 안정기의 종류와 상관없이 정전류 특성을 유지하는 형광 램프를 제공할 수 있다.

Description

ＬＥＤ 형광 램프
본 발명은 LED 형광 램프에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 함께 사용되는 안정기의 특성과 무관하게 정전력 특성을 유지하는 LED 형광 램프에 관한 것이다.
기술의 발전에 따라, 과거 인디케이터와 같은 소전력 지시등용으로밖에 사용되지 못하던 LED(Light Emitting Diode)의 광 효율이 실생활에 사용될 수 있을 만큼 향상되고 있다.
또한, LED는 다른 광원들과 달리 수은이 함유되지 않은 친환경 광원으로, 휴대 단말기용 백라이트, LCD TV용 백라이트(BLU), 차량용 램프 및 일반 조명 등에 사용되는 차세대 광원으로 널리 각광을 받고 있다.
이에 따라, 지난 100여년 동안 조명의 주 광원으로 사용되어 왔던 저전력 효율 특성을 갖는 백열등이나, 수은과 같은 환경 폐기물을 포함하고 있는 형광등이 LED 램프로 대체되고 있는 추세이다.
LED 램프를 백열등이나 할로겐 램프 등을 대체하는 용도로 사용할 경우에는 기존의 백열등이나 할로겐 램프를 제거하고 어떠한 구성의 추가도 없이 LED 램프를 장착하여 사용할 수 있다.
하지만, LED 램프를 일반 조명의 주류를 이루고 있는 형광등을 대체하는 용도로 사용할 경우에는 기존의 배선을 교체하거나 전용 안정기를 별도로 설치하여야 하는 불편한 점이 있다. 경우에 따라서는 등기구 자체를 변경하여야 하는 경우도 발생하게 된다.
그러므로, LED 램프를 형광등 대체용으로 사용하기에는 경제적 및 시간적 측면에서 큰 부담이 되는 상황이다. 이러한 이유로, 여러 가지 측면에서 많은 장점을 갖는 LED 형광램프가 아직까지 보급 초기 단계에 머무르고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 다양한 종류의 전자식 형광등용 안정기에 적용이 가능하고, 또한 일반 상용 교류 전원에 직접 연결하여서도 사용이 가능하며, 안정기의 종류의 변경 및 인가 전압의 변경과 같은 외부 동작 조건의 변화와는 무관하게 안정된 전류 특성을 갖는 LED 형광 램프를 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 형광 램프는,
복수의 발광다이오드가 직렬 또는 병렬로 연결된 발광다이오드 어레이부, 상기 발광다이오드 어레이부가 출력포트에 연결되는 정전류 제어부, 및 상기 정전류 제어부의 입력포트에 연결되는 제 1 용량성 소자를 포함하는 발광다이오드 구동 회로부; 상기 발광다이오드 구동 회로부의 일단에 연결되며 적어도 하나의 외부 연결핀을 포함하는 제 1 외부 연결 회로부; 및 상기 발광다이오드 구동 회로의 타단에 연결되며 적어도 하나의 외부 연결핀을 포함하는 제 2 외부 연결 회로부;를 포함한다.
한편, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 LED 형광 램프는, 복수의 발광다이오드가 직렬 또는 병렬로 연결된 발광다이오드 어레이부, 상기 발광다이오드 어레이부와 병렬로 연결된 정전류 제어부, 및 상기 발광다이오드 어레이부와 병렬로 연결된 제 1 용량성 소자를 포함하는 발광다이오드 구동 회로부; 제 1 내지 제 4 외부 연결핀; 일단이 상기 제 1 내지 제 4 외부 연결핀에 각각 연결되는 제 2 내지 제 5 용량성 소자; 애노드는 상기 제 2 용량성 소자의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 발광다이오드 구동회로부의 애노드측에 연결되는 제 1 전류 제어 다이오드; 애노드는 상기 발광다이오드 구동회로부의 캐소드 측에 연결되고, 캐소드는 상기 제 3 용량성 소자의 타단에 연결되는 제 2 전류 제어 다이오드; 애노드는 상기 발광다이오드 구동회로부의 캐소드측에 접속되고, 캐소드는 상기 제 4 용량성 소자의 타단에 연결되는 제 3 전류 제어 다이오드; 및 애노드는 상기 제 5 용량성 소자의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 발광다이오드 구동회로부의 애노드측에 연결되는 제 4 전류 제어 다이오드;를 포함한다.
본 발명에 따른 LED 형광 램프에 의하면, 발광다이오드 어레이부를 정전류 제어부의 출력 포트에 연결하고 제 1 용량성 소자를 정전류 제어부의 입력 포트에 연결함으로써, 발광다이오드 어레이부의 부하에 정전류를 공급하여 전자식 안정기의 변화에 무관하게 정전력 특성을 유지할 수 있는 효과가 있다.
더불어, LED 형광램프의 양단이 서로 대칭하는 구조로 형성됨에 따라, 기존의 전자식 형광등용 안정기에 그대로 적용할 수 있으며, 인가 전압의 변경과 같은 외부 동작 조건의 변화에 영향을 받지 않고 안정된 전류 특성을 유지할 수 있는 효과가 있다.
나아가, 등기구 내부의 배선을 교체하거나 전용 안정기를 별도로 설치할 필요가 없기 때문에, 기존의 형광등을 대체할 수 있음은 물론, 발광다이오드를 이용한 형광 램프의 보급율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로(100)의 제 1 실시형태를 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로(100)의 제 2 실시형태를 나타낸 회로도이다.
도 3의 (a) 및 (b)는 벅 컨버터의 개략도 및 시간에 따른 동작특성을 나타내는 도면이다.
도 4는, 상기 도 2의 발광다이오드 구동회로 내에서의 동작특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시형태에 따른 정전류 제어부의 내부 구성을 나타낸 회로도이다.
도 6은 본 발명에 따른 LED 형광 램프(1000)의 제 1 실시형태를 나타낸 회로도이다.
도 7은 본 발명에 따른 LED 형광 램프의 제 2 실시형태를 나타낸 회로도이다.
도 8은 본 발명에 따른 LED 형광 램프의 제 3 실시형태를 나타낸 회로도이다.
도 9는 본 발명에 따른 LED 형광 램프의 제 4 실시형태를 나타낸 회로도이다.
도 10은 본 발명에 따른 LED 형광 램프의 제 5 실시형태를 나타낸 회로도이다.
도 11은 본 발명에 따른 LED 형광 램프의 제 6 실시형태를 나타낸 회로도이다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 LED 형광램프를 하프브릿지(Half Bridge) 방식의 형광등용 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 LED 형광램프를 인스턴트 스타트(Instant-Start) 방식의 전자식 형광등 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 14는, 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 LED 형광램프를 인스턴트 방식의 전자식 안정기에 적용한 경우의 회로구성이다.
도 15는, 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 LED 형광램프를 직렬공진 방식의 전자식 안정기에 연결한 회로도이다.
도 16은 발광 다이오드 어레이부에 흐르는 전류에 대한 타이밍 다이어그램(Timing Diagram)을 나타낸 것이다.
도 17은, 일반 상용 전원의 자기식 안정기에 본 발명의 제2 실시형태에 따른 LED 형광램프를 장착한 경우의 회로구성도이다.
도 18은 일반 상용 교류 전원을 LED 형광 램프(1000)에 직접 연결한 경우의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
<부호의 설명>
1000 : LED 형광 램프 100 : 발광다이오드 구동 회로
110 : 발광다이오드 어레이부 120 : 정전류 제어부
200 : 제1 외부 연결 회로부 300 : 제2 외부 연결 회로부
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로(100)의 제 1 실시형태를 나타낸 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로(100)는, 복수의 발광다이오드가 직렬 또는 병렬로 연결된 발광다이오드 어레이부(110), 상기 발광다이오드 어레이부가 출력포트에 연결되는 정전류 제어부(120), 및 상기 정전류 제어부의 입력포트에 연결되는 제 1 용량성 소자(C1)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 전류 제어 다이오드(D1) 또는 제 2 전류 제어 다이오드(D2)를 더 포함할 수 있다.
발광다이오드 어레이부(110)는 복수의 발광다이오드가 직렬로 연결된 것은 물론이고, 복수의 발광다이오드가 직렬로 연결된 하나의 발광다이오드 어레이부가, 다시 이와 같은 하나 이상의 발광다이오드 어레이부와 병렬로 연결되는 경우도 포함한다. 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED)는 발광층에서 정공과 전자의 재결합(recombination)에 의해 감소하는 만큼의 에너지 레벨에 대응하는 파장을 갖는 빛을 방출하게 된다. 나아가, 본 명세서에서는, 다양한 배치구조로 직병렬로 연결된 복수 개의 발광다이오드의 조합을 발광다이오드 어레이부(110)로 정의한다.
본 제 1 실시형태에서는 3개의 발광다이오드가 직렬로 연결된 상태의 발광다이오드 어레이부(110)를 도시하였다. 하지만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 이에 한정되지는 않으며, 본 발광다이오드 구동 회로(100)가 장착되는 형광 램프의 구조 및 크기에 따라 얼마든지 변경 및 변형이 가능하며, 이하 동일하다.
정전류 제어부(120)의 입력포트에는 제 1 용량성 소자(C1)가 연결되어 있으며, 상기 정전류 제어부는 상기 제 1 용량성 소자(C1)에 저장된 전기 에너지를 상기 정전류 제어부에 부하로 접속된 발광다이오드 어레이부(110)에 정전류를 공급할 수 있다.
본 제 1 실시형태에서는 발광다이오드 어레이부(110)에 흐르는 전류를 정전류 제어부(120)를 통해 제어함으로써, 외부에 사용되는 안정기의 차이에 따라 LED 형광 램프의 소비전력의 변화, 인가 전압이 변화할 때의 LED 형광 램프의 소비전력의 변화, 및 이전의 자기식 안정기를 사용했을 경우 LED 램프 내의 소비전력의 변화 등을 보완할 수 있다. 정전류 제어부(120)에 관하여는 후술하는 도 2 및 도 3에서 보다 상세히 설명한다.
정전류 제어부(120)의 일측에는 제 1 전류 제어 다이오드(D1)가 연결되거나, 정전류 제어부(120)의 타측에는 제 2 전류 제어 다이오드(D2)가 연결될 수 있다. 제 1 전류 제어 다이오드(D1) 및 제 2 전류 제어 다이오드(D2)는 극성을 지니고 있는 제 1 용량성 소자(C1)를 충전시킬 수 있는 순방향으로 연결될 수 있다.
상기 정전류 제어부의 입력포트에는 제 1 용량성 소자(C1)가 병렬연결될 수 있다. 상기 제1 용량성 소자(C1)는 에너지 탱크 역할을 할 수 있다. 즉, 외부로부터 인가되는 일반 상용 전원(50Hz/100V, 60Hz/220V), 고주파용 전자식 안정기 또는 저주파용 자기식 안정기로부터 인가되는 여러 가지 형태의 전력에너지를 저장한 후 상기 발광 다이오드 어레이에 주전력을 공급하는 에너지 탱크로서의 역할을 할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로(100)의 제 2 실시형태를 나타낸 회로도이다.
본 제 2 실시형태에 따른 발광다이오드 구동 회로(100)는 도 1에 도시한 제 1 실시형태에 따른 발광다이오드 구동 회로(100)와 유사한 구성을 갖는다.
도 3의 (a) 및 (b)는 벅 컨버터의 개략도 및 시간에 따른 동작특성을 나타내는 도면이다.
본 실시예에서 사용된 방식의 벅 컨버터(Buck Converter)를 개략적으로 도시하면 도 3의 (a)와 같이 나타낼 수 있다. 즉, 본 실시예에 사용된 벅 컨버터는 직류전원, 하나의 인덕터(L), 하나의 트랜지스터 스위치(SW), 하나의 다이오드(D), 하나의 커패시터(C) 및 하나의 저항(R)으로 구성되는 간단한 구조로 될 수 있다. 여기서, 발광다이오드 어레이부(LED array)를 간략히 도식화하기 위해서 하나의 저항(R)으로 놓았다.
그 기본 동작을 살펴보면, 트랜지스터 스위치(S)가 온(on)되게 되면, 직류 전원의 전하는 (+)전원 단자 → 인덕터(L) → 저항(R) 및 캐패시터(C) → (-)전원 단자의 경로로 전류가 흘러 일차적으로 입력전원으로부터의 에너지를 인덕터(L)에 저장하게 된다. 여기서, 스위치(S)의 온(on) 구간 동안에는, VD = Vi, VL = Vi - Vo이다. 이 때, 다이오드는 역방향으로 바이어스가 걸려전류가 흐르지 않는다.
그리고, 트랜지스터 스위치(S)가 오프(off) 되어 있는 구간 동안에는, 스위치(S)의 온(on) 구간 동안에 인덕터(L)에 저장되어 있던 에너지에 의해, 부하인 저항(R)으로 이 에너지를 전달하는 것과 같이 하여 연속적으로 동작할 수 있다. 이 때, 스위치(S)의 오프(off) 구간 동안에는, VD = 0, VL = - Vo이다. 즉 다이오드의 순방향으로 인덕터(L)에 저장된 에너지가 저항(R)으로 공급되게 된다.
벅 컨버터의 형태에는 인덕터(L)의 전류치가 0까지 떨어지는지 여부에 따라 연속모드(Continuous mode) 및 단속모드(Discontinuous mode)의 2 종류의 동작모드가 있는데, 본 발명에서와 같은 LED 형광램프는 소요 전력의 양이 20-30와트(Watt) 정도로 스위칭의 전체 변환 주기 동안 전달될 수 있는 양보다 충분히 작기 때문에 스위칭의 일부 구간 동안 인덕터(L)를 통해 흐르는 전류값이 0이 되는 구간(Dead Band)이 존재한다. 이와 같은 Dead Band 동안에는 VD = Vo, VL = 0이다.
아래에 이와 같은 단속모드에 있어서의 컨버터의 기본 동작을 설명한다.
본 실시예에서 컨버터가 정상상태(Steady state)에서 동작한다고 가정하면 스위칭 주기의 시작과 끝에서 인덕터(L) 내부의 에너지는 같은 값을 가지며 단속모드의 경우에는 0이 된다.
이는 인덕터 전압(VL)(VL은 빨간색으로 도시된 선)의 평균 전압치가 0, 즉, 도 3의 (b)의 Voltage에 나타낸 스위치(S)의 온(on) 구간의 사각형의 면적과 오프(off) 구간의 면적이 같다는 것을 의미하며 이는 아래의 수학식으로 나타낼 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2011004087-appb-M000001
여기서, Vi 는 입력전압, Vo 는 출력전압, D는 듀티 사이클(duty cycle), T는 순환주기이다.
수학식 2
Figure PCTKR2011004087-appb-M000002
상기 수학식 1로부터 δ 값을 구하면
수학식 3
Figure PCTKR2011004087-appb-M000003
와 같이 나타낼 수 있고, 수식의 간략화를 위해, 스위칭 주기 동안 정전압을 유지할 수 있을 정도로 충분히 커다란 캐패시터를 발광다이오드 어레이부에 병렬로 접속하면 부하인 발광다이오드 어레이부를 통해 흐르는 전류는 정전류 특성을 지닌다. 이는 캐패시터를 통해 흐르는 전류의 평균치가 0 이라는 것을 의미한다.
수학식 4
Figure PCTKR2011004087-appb-M000004
여기서,
Figure PCTKR2011004087-appb-I000001
은 인덕터(L) 전류의 평균치를 나타낸다.
도 3의 (b)에서 보인 바와 같이 인덕터 전류의 파형은 삼각파의 형태를 나타내므로 이를 다시 기하학적으로 나타내면,
수학식 5
Figure PCTKR2011004087-appb-M000005
Figure PCTKR2011004087-appb-I000002
와 같다.
인덕터 전류는 시작점에서는 0 이며 Ton 구간 동안에 ILmax 까지 상승하며, 이는
수학식 6
Figure PCTKR2011004087-appb-M000006
와 같이 나타낼 수 있음을 의미한다.
수학식 6을 수학식 5에 대입하면,
수학식 7
Figure PCTKR2011004087-appb-M000007
와 같이 나타낼 수 있고,
수학식 7을 수학식 3에 대입하면, 출력전압 Vo는,
수학식 8
Figure PCTKR2011004087-appb-M000008
과 같이 나타낼 수 있으며, 수학식 8로부터 단속모드 컨버터의 경우에는 출력전압(Vo)은 입력전압(Vi)과 듀티 사이클(D)뿐만 아니라 인덕터(L)의 인덕턴스와 순환주기(T) 및 출력전류(Io)의 함수라는 것을 알 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발광다이오드 구동 회로(100)는 도 1에 도시한 제 1 실시형태에 따른 발광다이오드 구동 회로(100)와 마찬가지로 발광다이오드 어레이부(110), 정전류 제어부(120) 및 제 1 용량성 소자(C1)를 포함할 수 있다. 상기 정전류 제어부(120)는 구동 IC(121), 다이오드(D3), 파워 MOSFET(MFET), 저항(R1, R2), 및 인덕터(L1)를 포함한다. 선택적으로, 발광다이오드 구동 회로(100)는, 제 1 전류 제어 다이오드(D1) 또는 제 2 전류 제어 다이오드(D2)를 더 포함할 수 있다.
제 1 실시형태와 마찬가지로, 구동 IC(121)는 제 1 용량성 소자(C1)에 병렬로 연결되어 제 1 용량성 소자(C1)에 저장된 전기에너지를 정전류로써 발광다이오드 어레이부(LED array)로 공급하며, 제 1 전류 제어 다이오드(D1), 및 제 2 전류제어 다이오드(D2)는 각각 정전류 제어부(120)의 일측 및 타측에 연결되어 안정화된 전원을 공급한다.
구동 IC(121)는 입력 단자(VIN), 게이트 단자(GATE), 접지 단자(GND), VDD 단자, LD 단자, CS 단자, RT 단자, PWM_D 단자를 포함한다. 입력단자(VIN) 및 접지단자(GND)를 통해 제 1 용량성 소자(C1)의 전압이 인가되어 저항(R1)을 통해 접지된 RT 단자에 의해 미리 설정된 주파수로 발진 동작을 개시토록 하고 게이트 단자(GATE)는 파워 MOSFET의 게이트에 연결되어 파워 MOSFET의 스위칭 동작을 제어하게 된다.
여기서, 파워 MOSFET의 드레인 측은 파워 MOSFET가 온(on)되었을 때의 스위칭 에너지를 저장하기 위한 인덕터(L1)를 개재하여 발광다이오드 어레이부(110)의 캐소드 측과 연결되며, CS 단자는 파워 MOSFET의 소스측과 연결되어 저항(R2)을 통해 얻어진 발광다이오드 어레이(110)의 전류 특성을 감지하는 역할을 한다.
본 실시예의 기본 구성은 플라이 백(Fly back) 모드 동작을 기본으로 한 벅컨버터이며, 파워 MOSFET의 드레인측에는 다이오드(D3)의 애노드가 접속되어, 이 다이오드(D3)를 통해 파워 MOSFET의 온(on) 구간에 인덕터(L1)에 저장된 에너지가 파워 MOSFET의 오프(off) 구간 동안에 인덕터(L1) → 다이오드(D3) → 발광다이오드 어레이부(110)의 경로로 전류가 흐르게 된다.
상기 구동 IC(121)의 기본 동작은, 구동 IC(121)의 VDD에 인가되는 전압이 UVLO(Under Voltage Lock Operation)를 넘어서게 되면 구동 IC(121)로부터 게이트 구동신호가 출력되며 출력전류는 파워 MOSFET를 통해 흐르는 전류의 첨두치를 제한함으로 해서 제어되게 된다. 파워 MOSFET의 전류를 감지하기 위해 파워 MOSFET의 소스 단자와 접지 사이에 전류 감지 저항(R2)을 접속하여 이 전류감지 저항(R2)에서 얻어진 전압을 구동 IC(121)의 전류 감지(CS)핀에 인가하여 이 전류감지(CS)핀의 전압이 첨두전류 감지전압(Peak current sense voltage)의 임계치를 넘어서게 되면 파워 MOSFET의 게이트 구동신호를 종료하여 파워 MOSFET는 꺼지게 된다. 이 때의 임계치는 각 구동 IC의 특성에 따라 각기 다를 수 있으며 내부적으로 미리 세팅되거나 구동 IC의 제어핀(LD)에 전압을 인가함으로써 프로그램될 수도 있다.
여기서, 벅 컨버터 제어방식은 고정된 주파수의 클럭 펄스의 듀티 사이클을 변화시켜 출력 전압을 일정하게 유지하는 펄스폭변조(PWM :Pulse Width Modulation) 제어방식, 고정된 펄스폭을 가진 클럭 주기를 변화시켜 출력 전압을 일정하게 유지하는 펄스주파수변조(PFM : Pulse Frequency Modulation) 제어방식, 또는 출력 전압 오류에 따라 고정된 필스로 출력되는 클럭을 제어하여 출력 전압을 일정하게 유지하는 가변주파수 변조(VFM : Variable Frequency Modulation) 제어방식 등이 해당될 수 있다.
도 4는, 상기 도 2의 발광다이오드 구동회로 내에서의 동작특성을 나타내는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 구동 IC(121)의 CS 단자의 전압 파형(a), 발광다이오드 어레이부(LED array)에 흐르는 전류 파형(b), 및 MOSFET의 드레인 전압 파형(c)을 나타내고 있다.
도 2의 발광다이오드 구동회로의 회로 구성은, 위에서 설명한 도 3의 벅 컨버터의 구성을 취하고 있다. 따라서, 위에서 설명한 도 3의 (b)의 인덕터(L)의 전류 그래프(IL)와, 도 4의 발광다이오드 어레이부(LED array)(110)의 전류파형이 동일하게 삼각파의 형태를 나타냄을 확인할 수 있다.
파워 MOSFET(MFET)이 온(On)되어 있는 동안, 발광다이오드 어레이부(LED array)(110)의 전류와 구동IC(121)의 CS단자의 전압이 상승하는 것을 알 수 있으며, 위에서 설명한 바와 같이, CS단자의 전압이 상승하다가 첨두전류 감지전압(Peak current sense voltage)의 임계치를 넘어서게 되면 파워 MOSFET(MFET)의 게이트 구동신호를 종료하여 파워 MOSFET(MFET)는 오프(Off)되게 된다. 파워 MOSFET(MFET)이 오프된 경우, 구동IC(121)의 CS단자의 전압이 그라운드와 동일하게 O가 됨을 알 수 있다.
또한, 파워 MOSFET(MFET)이 온(On)이 된 경우, 제 1 용량성 소자(C1)의 전압이 인가되어, 발광다이오드 어레이부(LED array) → 인덕터(L1) → 파워 MOSFET(MFET) → 저항(R2) → 그라운드의 경로로 전류가 흘러 일차적으로 제 1 용량성 소자의 양단간의 전압으로부터의 에너지를 인덕터(L1)에 저장하게 된다.
그러다, 파워 MOSFET(MFET)이 오프(Off)되면, 부하인 발광다이오드 어레이부(LED array)(110)로 이 에너지를 전달하는 것과 같이 하여 연속적으로 동작할 수 있다.
도 1 및 도 2에서는 두 가지 형태의 발광다이오드 구동 회로(100)를 예시하였다. 하지만, 이는 본 발명의 실시예를 예시한 것일 뿐, 이에 한정되지는 않는다. 보다 구체적으로, 복수의 발광다이오드가 직렬로 연결된 발광다이오드 어레이부(110) 또는 복수의 발광다이오드가 직렬로 연결된 발광다이오드 어레이부가 병렬로 복수 개가 결합된 발광다이오드 어레이부(110), 이와 같은 발광다이오드 어레이부(110)가 출력 포트에 연결되는 정전류 제어부(120)와, 이 정전류 제어부(120)의 입력 포트에 연결되는 제 1 용량성 소자(C1)를 포함하는 형태라면, 모두 본 발광다이오드 구동 회로(100)에 포함된다.
도 5는 본 발명의 일실시형태에 따른 정전류 제어부의 내부 구성을 나타낸 회로도이다.
도 5를 참조하여, 도 2에 도시한 발광다이오드 구동 회로(100)의 구동 IC(121)의 내부 구성을 설명한다. 도시한 바와 같이, 구동 IC(121)는 입력 단자(VIN), 게이트 단자(GATE), 접지 단자(GND), VDD 단자, LD 단자, CS 단자, RT 단자, PWM_D 단자를 포함한다.
구동 IC(121)의 내부 구성을 살펴보면, 하나의 정전압 레귤레이터(Reg), 2개의 비교 연산기(Comparator)(CM), 하나의 OR 게이트, 하나의 RS 플립플롭, 하나의 AND 게이트, 및 하나의 내부 오실레이터(OSC)를 포함한다.
정전압 레귤레이터(Reg)는 VIN 단자에 연결되어 외부로부터의 고전압을 받아들여 구동 IC(121)를 구동하기 위한 안정화 전원을 만드는 역할을 하고, 2개의 비교 연산기(CM)는 서로 병렬로 배치되며 이들의 입력측의 (+) 단자는 CS 단자에 연결되고 2개의 차등 증폭기(CM) 중 하나의 입력측의 (-) 단자에는 내부에 미리 설정된 소정전압(예 : 250mV)이 인가되며 다른 하나의 차등 증폭기(CM)의 입력측의 (-) 단자는 선형조광(LD : Linear dimming) 단자와 연결된다. 또한, 2개의 비교 연산기의 출력들은 OR 게이트의 입력측으로 연결되며 이 OR 게이트의 출력은 RS 플립플롭의 리셋(Reset) 단자에 연결되고 RS 플립플롭의 세트(Set) 단자에는 내부 발진기(Oscillator)로부터의 출력이 인가된다. RS 플립플롭의 출력단자(Q)는 PWM 디밍(PWM-D) 신호와 함께 AND 게이트의 입력으로 인가되어, PWM 디밍 신호가 온(on)되어있는 구간 동안에 파워 MOSFET(MFET)를 흐르는 전류값이 미리 설정된 값 이하에서는 파워 MOSFET를 온(on)시키나 이 값을 넘어서면 파워 MOSFET를 오프(off) 시킴으로써 미리 설정된 정전류 특성으로 발광다이오드 어레이부(110)를 구동시킨다.
이하에서는, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 발광다이오드 구동 회로(100)를 포함하는 LED 형광 램프(1000)를 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 LED 형광 램프(1000)의 제 1 실시형태를 나타낸 회로도이다.
여기에서는 도 1 내지 도 5와 같은 발광다이오드 구동 회로부(100)를 포함하는 LED 형광 램프(1000)의 회로도를 도시하였다. 도 1 내지 도 5에서는 발광다이오드 구동 회로(100)라고 표현하였으나, 이하부터는 LED 형광 램프(1000)의 일부 구성요소이므로, 발광다이오드 구동 회로부(100)라고 표현한다. 발광다이오드 구동 회로(100)와 발광다이오드 구동 회로부(100)는 서로 동일한 회로에 해당하므로, 동일한 참조 부호를 표기한다. 즉, 발광다이오드 구동 회로부(100)의 내부 구성은 도 1 내지 도 5를 참조하여 위에서 설명한 바와 같다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 LED 형광 램프(1000)는 발광다이오드 구동 회로부(100), 제 1 외부 연결 회로부(200), 제 2 외부 연결 회로부(300), 제 1 및 제 2 전류 제어 다이오드(D8, D9), 제 1 내지 제 4 경로 제어 다이오드(D10 내지 D13)를 포함한다. 여기서, 제 1 및 제 2 전류 제어 다이오드(D8, D9)는 위에서 설명한 제 1 전류 제어 다이오드(D1), 및 제 2 전류 제어 다이오드(D2)와 동일한 다이오드일 수 있다.
발광다이오드 구동 회로부(100)는 도 1 및 도 2에 도시한 발광다이오드 구동 회로(100)와 동일한 구성을 갖는 것이므로, 여기에서는 그 구체적인 설명은 생략한다.
제 1 외부 연결 회로부(200)는 발광다이오드 구동 회로부(100)의 일단에 연결되는 것으로, 발광다이오드 구동 회로부(100)에 전압을 공급한다. 제 1 외부 연결 회로부(200)는 전압을 공급받는 적어도 하나의 외부 연결핀(P1, P2), 제 1 및 제 2 외부 연결핀(P1, P2)과 발광다이오드 구동 회로부(100)의 사이에 직렬로 연결되는 적어도 하나의 커패시터(C3, C4)(제2 용량성 소자, 제3 용량성 소자)를 포함한다.
또한, 제 1 외부 연결 회로부(200)는 제 1 및 제 2 외부 연결핀(P1, P2)과 연결되는 적어도 하나의 다이오드(D4, D5)(제1 다이오드, 제2 다이오드)를 더 포함한다. 제 1 및 제 2 다이오드(D4, D5)는 제 1 및 제 2 외부 연결핀(P1, P2)과 발광다이오드 구동 회로부(100) 사이에 직렬로 연결되되, 제 2 용량성 소자 및 제 3 용량성 소자(C3, C4)와는 병렬로 연결된다.
또한, 제 1 외부 연결 회로부(200)는 제 1 및 제 2 외부 연결핀(P1, P2)과 발광다이오드 구동 회로부(100) 사이에 직렬로 연결되는 적어도 하나의 저항(R3, R4)(제1 저항 및 제2 저항)을 더 포함할 수 있다. 본 실시형태에서 제 1 및 제 2 저항(R3, R4)은 제 2 및 제 3 용량성 소자(C3, C4), 및 제 1 및 제 2 다이오드(D4, D5)와는 병렬로 연결된다. 이 때, 제 1 및 제 2 저항(R3, R4)은 전자식 안정기의 인버터(미도시)의 초기 트리거 구동을 위한 전류 공급을 위한 것이다.
제 2 외부 연결 회로부(300)는 발광다이오드 구동 회로부(100)의 타단에 연결되는 것으로, 제 1 외부 연결 회로부(200)와 마찬가지로 발광다이오드 구동 회로부(100)에 전압을 공급한다. 제 2 외부 연결 회로부(300)는 전압을 공급받는 적어도 하나의 외부 연결핀(P3, P4)(제 3 외부 연결핀, 및 제 4 외부 연결핀), 제 3 및 제 4 외부 연결핀(P3, P4)과 발광다이오드 구동 회로부(100)의 사이에 직렬로 연결되는 적어도 하나의 커패시터(C5, C6)(제 4 및 제 5 용량성 소자)를 포함한다.
상기 제2 내지 제5 용량성 소자는, 각각 제1 내지 제4 연결핀 중 적어도하나를 통해 다양한 방식의 형광등용 안정기 회로에 접속될 수 있으며, 이 때 주파수 변화에 따른 형광등용 안정기 회로내의 임피던스를 변화시켜 LED 어레이부를 흐르는 전류가 제어될 수 있게 하므로 기존의 형광등용 안정기를 변경없이 사용할 수 있게 된다.
또한, 제 2 외부 연결 회로부(300)는 제 3 및 제 4 외부 연결핀(P3, P4)과 연결되는 적어도 하나의 다이오드(D6, D7)(제 3 다이오드 및 제 4 다이오드)를 더 포함한다. 제 3 및 제 4 다이오드(D6, D7)는 제 3 및 제 4 외부 연결핀(P3, P4)과 발광다이오드 구동 회로부(100) 사이에 직렬로 연결되되, 제 4 및 제 5 용량성 소자(C5, C6)와는 병렬로 연결된다.
또한, 제 2 외부 연결 회로부(300)는 제 3 및 제 4 외부 연결핀(P3, P4)과 발광다이오드 구동 회로부(100) 사이에 직렬로 연결되는 적어도 하나의 저항(R5, R6)(제 3 저항 및 제 4 저항)을 더 포함할 수 있다. 다만, 제 3 및 제 4 저항(R5, R6)은 제 4 및 제 5 용량성 소자(C5, C6), 및 제 3 및 제 4 다이오드(D6, D7)와는 병렬로 연결된다. 제 3 및 제 4 저항(R5, R6)는 전자식 안정기의 인버터의 초기 트리거 구동을 위한 전류 공급을 위한 것이다.
제 1 외부 연결 회로부(200) 및 제 2 외부 연결 회로부(300)의 사이에는 제 1 및 제 2 전류 제어 다이오드(D8, D9), 및 제 1 내지 제 4 경로 제어 다이오드(D10 내지 D13)가 더 포함될 수 있다.
제 1 및 제 2 전류 제어 다이오드(D8, D9)는 발광다이오드 구동 회로부(100)와 제 1 외부 연결 회로부(200) 혹은 발광다이오드 구동 회로부(100)와 제 2 외부 연결 회로부(300)의 사이에 직렬로 연결되는 것으로, 발광다이오드 구동 회로부(100) 내에서 전류가 순방향으로 흐르도록 제어하는 역할을 한다. 본 실시형태에서는 발광다이오드 구동 회로부(100)의 양단에 각각 제 1 및 제 2 전류 제어 다이오드(D8, D9)가 연결된 상태를 예시하였지만, 경우에 따라서는 제 1 및 제 2 전류 제어 다이오드(D8, D9) 중 하나의 전류 제어 다이오드만 포함될 수도 있다.
제 1 내지 제 4 경로 제어 다이오드(D10 내지 D13)는 제 1 외부 연결 회로부(200) 및 제 2 외부 연결 회로부(300)의 사이에서 발광다이오드 구동 회로부(100)와 병렬로 연결되되, 제 1 외부 연결 회로부(200)의 제 1 및 제 2 다이오드(D4, D5)와 역방향으로 연결된다. 제 1 내지 제 4 경로 제어 다이오드(D10 내지 D13)는 본 LED 형광 램프(1000)가 형광등용 안정기에 장착될 때 장착된 형광등용 안정기의 종류에 따라 발생할 수 있는 교류 전압의 위상 변화와 무관하게 무극성, 대칭 동작이 가능하도록 하기 위한 역할을 한다.
도 7은 본 발명에 따른 LED 형광 램프의 제 2 실시형태를 나타낸 회로도이다.
도 7에 도시한 제 2 실시형태에 따른 LED 형광 램프(1000)의 회로도는 도 6에 도시한 제 1 실시형태에 따른 LED 형광 램프(1000)와 유사한 구성을 갖는다. 그러므로, 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조 부호를 표기하였으며, 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 LED 형광 램프(1000)는 발광다이오드 구동 회로부(100), 제 1 외부 연결 회로부(200), 제 2 외부 연결 회로부(300), 제 1 및 제 2 전류 제어 다이오드(D8, D9) 및 제 1 내지 제 4 경로 제어 다이오드(D10 내지 D13)를 포함한다. 여기서, 제 1 및 제 2 전류 제어 다이오드(D8, D9)는 위에서 설명한 제 1 전류 제어 다이오드(D1) 및 제 2 전류 제어 다이오드(D2)와 동일한 다이오드일 수 있다.
다만, 제 1 외부 연결 회로부(200)는 제 1 및 제 2 외부 연결핀(P1, P2), 제 2 및 제 3 용량성 소자(C3, C4), 및 제 1 및 제 2 다이오드(D4, D5)만을 포함한다. 즉, 본 실시형태에서의 제 1 외부 연결 회로부(200)는 위 제 1 실시형태와 비교하여 제 1 및 제 2 저항(R3, R4)를 포함하지 않는 구성이다.
제 2 외부 연결 회로부(300)도 제 3 및 제 4 외부 연결핀(P3, P4), 제 4 및 제 5 용량성 소자(C5, C6), 및 제 3 및 제 4 다이오드(D6, D7)만을 포함한다. 본 실시형태에서의 제 2 외부 연결 회로부(300)는 제 1 실시형태에서의 제 2 외부 연결 회로부(300)에 포함되어 있는 제 3 및 제 4 저항(R5, R6)을 포함하지 않는 구성이다.
앞에서 언급한 바와 같이, 제 1 내지 제 4 저항(R3 내지 R6)은 전자식 안정기의 인버터의 초기 트리거 구동을 위한 전류 공급을 위한 것으로, 형광램프의 필라멘트를 거쳐 안정기의 초기 트리거 동작이 이루어지는 직렬 공진 방식의 하프 브릿지형의 전자식 안정기를 제외하면 제 1 내지 제 4 저항(R3 내지 R6)를 포함하지 않더라도 형광 램프(1000)의 회로 구성이 가능하다.
도 8은 본 발명에 따른 LED 형광 램프의 제 3 실시형태를 나타낸 회로도이다.
도 8을 참조하여 제 3 실시형태에 따른 LED 형광 램프(1000)의 회로도를 살펴본다. 본 실시형태에 따른 LED 형광 램프(1000)는 도 7에 도시한 제 2 실시형태에 따른 형광 램프(1000)의 회로도와 유사한 구성을 가지며, 몇 가지 부분에서 회로 구성상의 차이가 있다.
도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 LED 형광 램프(1000)는 발광다이오드 구동 회로부(100), 제 1 외부 연결 회로부(200), 제 2 외부 연결 회로부(300), 제 1 및 제 2 전류 제어 다이오드(D8, D9) 및 제 1 내지 제 4 경로 제어 다이오드(D14 내지 D17)를 포함한다. 여기서, 제 1 및 제 2 전류 제어 다이오드(D8, D9)는 위에서 설명한 제 1 전류 제어 다이오드(D1), 및 제 2 전류 제어 다이오드(D2)와 동일한 다이오드일 수 있다.
다만, 제 1 외부 연결 회로부(200) 내의 제 2 및 제 3 용량성 소자(C3', C4'), 및 제 1 및 제 2 다이오드(D4', D5')가 서로 직렬로 연결되고, 제 2 외부 연결 회로부(300) 내의 제 4 및 제 5 용량성 소자(C5', C6'), 및 제 3 및 제 4 다이오드(D6', D7')가 서로 직렬로 연결된다.
제 1 외부 연결 회로부(200) 내의 제 2 및 제 3 용량성 소자(C3', C4'), 및 제 1 및 제 2 다이오드(D4', D5')가 서로 직렬로 연결됨에 따라, 제 1 및 제 2 경로 제어 다이오드(D14, D15)의 캐소드 측 및 애노드 측의 연결 위치가 변경될 수 있다.
보다 구체적으로, 제 1 경로 제어 다이오드(D14)의 캐소드 측은 제 1 외부 연결 회로부(200)의 제 2 용량성 소자(C3')와 제 1 다이오드(D4') 사이에 연결되고, 애노드 측은 제 2 외부 연결 회로부(300)의 제 3 다이오드(D6')의 애노드 측에 연결된다.
또한, 제 2 경로 제어 다이오드(D15)의 캐소드 측은 제 1 외부 연결 회로부(200)의 제 1 다이오드(D4')의 캐소드 측에 연결되고, 애노드 측은 제 2 외부 연결 회로부(300)의 제 3 다이오드(D6')와 제 3 용량성 소자(C5') 사이에 연결된다.
또한, 제 3 경로 제어 다이오드(D16)의 캐소드 측은 제 1 외부 연결 회로부(200)의 제 2 다이오드(D5')의 캐소드 측에 연결되고, 애노드 측은 제 2 외부 연결 회로부(300)의 제 4 다이오드(D7')와 제 4 용량성 소자(C6')의 사이에 연결된다.
또한, 제 4 경로 제어 다이오드(D17)의 캐소드 측은 제 1 외부 연결 회로부(200)의 제 2 용량성 소자(C4')와 제 2 다이오드(D5') 사이에 연결되고, 애노드 측은 제 2 외부 연결 회로부(300)의 제 4 다이오드(D7')의 애노드 측에 연결된다.
도 9는 본 발명에 따른 LED 형광 램프의 제 4 실시형태를 나타낸 회로도이다.
도 9를 참조하여 제 4 실시형태에 따른 LED 형광 램프(1000)의 회로도를 살펴본다. 본 실시예에 따른 형광 램프(1000)는 도 7에 도시한 제 2 실시형태에 따른 형광 램프(1000)의 회로도와 유사한 구성을 갖지만, 일부 구성상의 차이가 있다.
제 1 외부 연결 회로부(200)는 서로 병렬로 연결되는 제 2 및 제 3 용량성 소자(C3, C4)와 제 1 및 제 2 다이오드(D4, D5)를 포함하고, 제 2 외부 연결 회로부(300)는 서로 병렬로 연결되는 제 4 및 제 5 용량성 소자(C5, C6)와 제 3 및 제 4 다이오드(D6, D7)를 포함한다. 또한, 제 1 외부 연결 회로부(200)와 제 2 외부 연결 회로부(300)의 사이에는 전류 제어 다이오드인 제 1 및 제 2 전류 제어 다이오드(D8, D9)가 포함된다.
본 실시형태에 따른 LED 형광 램프(1000)는 제 1 및 제 2 경로 제어 다이오드(D18, D19)를 포함한다. 다만, 본 실시형태에서의 제 1 및 제 2 경로 제어 다이오드(D18, D19)는 제 2 실시형태에서의 경로 제어 다이오드(D10 내지 D13)와는 그 연결 구조가 상이하다.
제 1 경로 제어 다이오드(D18)는 캐소드 측이 제 1 전류 제어 다이오드(D8)의 캐소드 측과 연결되고, 애노드 측은 제 2 외부 연결 회로부(300)의 제 3 다이오드(D6')의 캐소드 측 및 제 4 용량성 소자(C5)와 연결된다. 또한, 제 2 경로 제어 다이오드(D19)는 캐소드 측이 제 1 외부 연결 회로부(200)의 제 2 다이오드(D5)의 캐소드 측 및 제 3 용량성 소자(C4)와 연결되고, 애노드 측은 제 2 전류 제어 다이오드(D9)의 애노드 측과 연결된다. 본 실시예에 따른 LED 형광램프(1000)에서 경로제어 다이오드(D18 및 D19)는 다양한 형광등용 안정기에서 제 1 내지 제 4 연결핀(P1 내지 P4)에 인가되는 전압의 위상변화와 무관하게 LED 형광램프가 작동되도록 할 수 있다. 또한, 제 2 내지 제 5 용량성소자(C3 내지 C6)에 각각 병렬 연결되는 제 1 내지 제 4 다이오드(D4, D5, D6, D7)는 전부 그 극성을 반대 방향으로 연결하여도 전류가 흐르는 경로만이 달라질 뿐이며 기본적인 동작은 전술하는 바와 동일하게 이루어질 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 LED 형광 램프의 제 5 실시형태를 나타낸 회로도이다.
LED 형광램프는 일반 형광램프와 달리 인버터 동작 초기부터 정상부하로 보이게되며, 이를 저항으로 간략화하여 R이라 놓으면, 부하특성은 인버터 내부에 내장되어 있는 캐패시터 C에 부하저항 R이 병렬접속된 형태를 보이고, 이 병렬 부하의 복합 어드미턴스(Complex Admittance)를 Yrc라 놓으면, Yrc는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
수학식 9
Figure PCTKR2011004087-appb-M000009
Yrc의 복합임피던스를 Zrc라 놓으면, Zrc는 다음과 같이 R과 C의 함수로 나타낼 수 있다.
수학식 10
Figure PCTKR2011004087-appb-M000010
도 10을 참조하여 제 5 실시형태에 따른 LED 형광 램프(1000)의 회로도를 살펴본다. 본 실시형태에 따른 LED 형광 램프(1000)는 도 7에 도시한 제 2 실시형태에 따른 형광 램프(1000)의 회로도와 유사한 구성을 갖지만, 일부 회로 상의 구성은 차이가 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 4개의 회로 상의 지점을 제1 내지 제4 노드(node 1 ~ node 4)로 부르기로 한다.
제 1 외부 연결 회로부(200)는 서로 병렬로 연결되는 제 2 및 제 3 용량성 소자(C3, C4)와 제 1 및 제 2 다이오드(D8, D9)를 포함하고, 제 2 외부 연결 회로부(300)는 서로 병렬로 연결되는 제 4 및 제 5 용량성 소자(C5, C6)와 제 3 및 제 4 다이오드(D10, D11)를 포함한다. 하지만, 제 2 실시형태에 따른 형광 램프(1000)에 포함되어 있는 제 1 및 제 2 전류 제어 다이오드(D8, D9)와는 다른 역할 및 동작을 나타내는 제어 다이오드를 포함하는 구성이다.
좀 더 자세히 살펴보면, 본 실시예에 따른 LED 형광 램프(1000)는 제 1 내지 제 4 전류 제어 다이오드(D24 내지 D27)를 포함한다. 제 1 전류 제어 다이오드(D24)의 애노드는 제 2 용량성 소자(C3)의 타단(즉 노드 1)에 연결되고, 그 캐소드는 발광다이오드 구동회로부(100)의 애노드측에 연결된다. 제 2 전류 제어 다이오드(D25)의 경우, 그 애노드는 발광다이오드 구동회로부(100)의 캐소드 측에 연결되고, 그 캐소드는 제 3 용량성 소자(C4)의 타단(즉 노드 2)에 연결된다. 제 3 전류 제어 다이오드(D27)의 경우, 그 애노드는 발광다이오드 구동회로부(100)의 캐소드측에 접속되고, 그 캐소드는 제 4 용량성 소자(C5)의 타단(노드 3)에 연결된다. 제 4 전류 제어 다이오드(D26)의 경우, 그 애노드는 제 5 용량성 소자(C6)의 타단(즉 노드 4)에 연결되고, 그 캐소드는 발광다이오드 구동회로부(100)의 애노드측에 연결된다.
또한, 제 1 다이오드(D8)의 경우, 그 애노드는 제 1 외부 연결핀(P1)에 연결되고, 캐소드는 제 1 전류 제어 다이오드(D24)의 애노드에 연결된다. 제 2 다이오드(D9)의 경우, 그 애노드는 제2 전류 제어 다이오드(D25)의 캐소드에 연결되고, 그 캐소드는 제 2 외부 연결핀(P2)에 연결된다. 제 3 다이오드(D10)의 경우, 그 애노드는 제 3 전류 제어 다이오드(D27)의 캐소드에 연결되고, 그 캐소드는 제 3 외부 연결핀(P3)에 연결된다. 제 4 다이오드(D11)의 경우, 그 애노드는 제 4 외부 연결핀(P4)에 연결되고, 그 캐소드는 제 4 전류 제어 다이오드(D26)의 애노드에 연결된다.
경로 제어 다이오드에 대해서 살펴보면, 제 1 경로 제어 다이오드(D20)의 경우, 그 캐소드는 제 1 외부 연결핀(P1)에 연결되고, 그 애노드는 제 3 전류 제어 다이오드(D27)의 캐소드(즉 노드 3)에 연결된다. 제 2 경로 제어 다이오드(D21)의 경우, 그 캐소드는 제 1 전류 제어 다이오드(D24)의 애노드(즉 노드 1)에 연결되고, 그 애노드는 제 3 외부 연결핀(P3)에 연결된다. 제 3 경로 제어 다이오드(D22)의 경우, 그 캐소드는 제 4 외부 연결핀(P4)에 연결되고, 그 애노드는 제 2 전류 제어 다이오드(D25)의 캐소드(즉 노드 2)에 연결된다. 제 4 경로 제어 다이오드(D23)의 경우, 그 캐소드는 제 4 전류 제어 다이오드(D26)의 애노드(즉 노드 4)에 연결되고, 그 애노드는 제 2 외부 연결핀(P2)에 연결된다.
도 11은 본 발명에 따른 LED 형광 램프의 제 6 실시형태를 나타낸 회로도이다.
도 11을 참조하여 제 6 실시형태에 따른 LED 형광 램프(1000)의 회로도를 살펴본다. 본 실시형태에 따른 형광 램프(1000)는 도 8에 도시한 제 3 실시형태에 따른 형광 램프(1000)의 회로도와 유사한 구성을 갖지만, 일부 구성상의 차이가 있다.
제 1 외부 연결 회로부(200)는 서로 직렬로 연결되는 제 2 및 제 3 용량성 소자(C3', C4')와 제 1 및 제 2 다이오드(D4', D5')를 포함하고, 제 2 외부 연결 회로부(300)는 서로 직렬로 연결되는 제 4 및 제 5 용량성 소자(C5', C6')와 제 3 및 제 4 다이오드(D6', D7')를 포함한다. 또한, 제 1 외부 연결 회로부(200)와 제 2 외부 연결 회로부(300)의 사이에는 제 1 및 제 2 전류 제어 다이오드(D8, D9)를 포함한다.
본 실시예에 따른 LED 형광 램프(1000)는 제 1 및 제 2 경로 제어 다이오드(D28, D29), 및 제 3 및 제 4 경로 제어 다이오드(D30, D31)을 포함한다. 여기서, 제 1 경로 제어 다이오드(D28)의 경우, 그 애노드는 발광 다이오드 구동회로부(100)의 캐소드 측에 연결되고, 그 캐소드는 제 1 다이오드(D4')의 애노드와 연결된다. 제 2 경로 제어 다이오드(D29)의 경우, 그 애노드는 제 3 다이오드(D6')의 캐소드와 연결되고 그 캐소드는 발광 다이오드 구동회로부(100)의 애노드 측에 연결된다. 제 3 경로 제어 다이오드(D30)의 경우, 그 애노드는 제 4 다이오드(D7')의 캐소드와 연결되고 그 캐소드는 발광 다이오드 구동회로부(100)의 애노드 측에 연결된다. 제 4 경로 제어 다이오드(D31)의 경우, 그 애노드는 발광 다이오드 구동회로부(100)의 캐소드 측과 연결되고 그 캐소드는 제 2 다이오드(D5')의 애노드에 연결된다.
도 6 내지 도 11에 다양하게 변형 가능한 형광 램프(1000)의 회로도를 예시하였다. 도시한 바와 같이, LED 형광 램프(1000)의 회로도는 다양하게 변형이 가능하다. 또한, 본 실시형태에서는 제 1 외부 연결 회로부(200), 및 제 2 외부 연결 회로부(300) 각각이 한 쌍의 외부 연결핀을 구비하고 있는 상태를 예시하였다. 하지만, 이 또한 여기에 한정되지 않는다. 제 1 외부 연결 회로부(200), 및 제 2 외부 연결 회로부(300)에 구비되는 외부 연결핀은 본 형광 램프(1000)가 장착되는 전자식 안정기의 종류에 따라 다르게 구성될 수 있다.
또한, 도 6 내지 도 11에 도시한 형광 램프(1000)는 제 1 내지 제 4 외부 연결핀(P1 내지 P4)을 통해 다양한 안정기에 장착되어 사용된다. 이때, 본 실시형태에 따른 형광 램프(1000)가 장착되는 전자식 안정기는 하프브릿지(Half bridge) 방식, 인스턴트 스타트(Instant start) 방식, 프로그램 스타트(Program start) 방식, 스타터(Starter) 램프 방식, 및 래피드 스타트(Rapid start) 방식의 안정기 중 어느 하나일 수 있다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 LED 형광램프를 하프브릿지(Half Bridge) 방식의 형광등용 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면이다.
하프브릿지 방식의 형광등 안정기는, 스위칭 소자로 구성된 하프브릿지 인버터의 스위칭 출력점에 인덕터와 커패시터로 직렬 공진 회로를 구성하고, 커패시터 양단에 걸리는 직렬공진 전압으로 형광등을 초기 점등시키고, 일단 형광등이 점등된 후에 형광등에 흐르는 안정화 전류는 직렬공진 회로의 인덕터로 제어하는 방식이다.
전원이 인가되면 저항(R7) → 저항(R4) → 저항(R3) → 안정기 내부저항(R8) → 저항(R5) → 저항(R6) → 캐패시터(C3)의 경로로 전류가 흘러 캐패시터(C3)가 충전이 되고, 이 값이 다이악(DIAC)의 기동 임계전압값을 넘어서게 되면 스위칭 트랜지스터(Q62)가 초기 구동되게 된다.
스위칭 트랜지스터(Q61)가 온(on)상태가 되어 A점의 전위가 Vs가 되면, 공진전류는 인덕터Lo → C4 → C3 → C2 → C5 → D6 → 2Co의 경로로 흐르게 되고, 반대로 스위칭 트랜지스터(Q62)가 온 상태가 되면 A점은 접지전위가 되어 반대방향으로 전류가 흐르게 된다. 범용성을 위하여 LED형광램프(140)는 대칭성을 가져야 하므로, LED 형광램프(140)의 연결핀에 따라 극성을 가져서는 안되기 때문에 LED 형광램프(140) 내부의 커패시터 C3 내지 C6를 같은 값인 C4로 놓으면, 상기의 C3 - C2 - C5의 직렬로 이루어진 복합 캐패시터 Ca의 값은 아래와 같이 나타낼 수 있다.
수학식 11
Figure PCTKR2011004087-appb-M000011
여기서, C4 << C2의 경우, 캐패시터의 값은 Ca = C4 / 2로 나타낼 수 있고 상기 수학식 1에 의해 임피던스(Z)값은 커지게 되며, 그만큼 LED 형광램프(140)에 흐르는 전류는 감소하게 되어 캐패시터 C4의 값을 변화시킴에 의해 임의로 전류를 제어할 수 있게 된다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 LED 형광램프를 인스턴트 스타트(Instant-Start) 방식의 전자식 형광등 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 인스턴트 스타트 방식의 전자식 형광등용 안정기는, 트랜스포머 T1, T2와 커패시터 C12로 구성되는 회로의 자체 발진동작에 의하여, 스위칭 소자의 Q71, Q72가 스위칭 동작을 지속토록 하고, 스위칭점 (A)의 출력을 AC적으로는 쇼트 상태이며 DC적으로는 1/2 Vcc인 직렬로 연결된 커패시터 C12의 중점인 (B)점에, 트랜스포머 T2의 1차 권선 T2-1으로 연결하여, 트랜스포머 T2의 2차 권선 T2-2에 유기되는 고전압으로 형광램프를 초기 방전시키고, 일단 방전이 이루어진 후에는 램프부하와 직렬로 연결된 커패시터 C13에 의해 안정화 램프 전류를 제어하는 방식이다.
본 실시형태에 따른 안정기를 사용하는 경우, 전자식 안정기의 출력선이 제 1 외부 연결핀(P1) 및 제 3 외부 연결핀(P3)에 연결되었을 때의 기본 동작을 살펴보면, 트랜스포머 T2-1는 자체 발진에 의하여 2차 권선 T2-2에 고주파의 AC 전압을 유기시키며 (D)점을 기준으로 (C)점이 (+) 전위인 경우, (C)점 → C13 → C3' → D4' → D8 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D9 → D6' → C5' → (D)점의 경로로 전류가 흐르고, (C)점이 (-) 전위가 되는 구간에서는 (D)점 → C5' → D15 → D8 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D9 → D14 → C3' → C13 → (C)점의 경로로 전류가 흐르게 된다.
따라서, 발광다이오드 구동 회로부에 흐르는 전류값은 전자 안정기의 내부에 들어 있는 캐패시터 C13과 C3' 및C5'의 직렬 복합 임피던스에 의해 제어되게 되며, 상기 C3' 및 C5'의 값을 변화시킴으로써 발광다이오드 구동 회로부에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
이때, 캐패시터 C3' - C6'의 값을 C2로 놓으면 이 캐패시터의 복합 임피던스(Z)는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.
수학식 12
Figure PCTKR2011004087-appb-M000012
제 2 연결핀(P2)과 제 4 연결핀(P4)은 대칭성을 위한 단자이며, 기본동작은 연결핀(P1) 및 연결핀(P3)에 전자 안정기의 출력선이 접속된 경우와 동일하다.
도 14는, 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 LED 형광램프를 인스턴트 방식의 전자식 안정기에 적용한 경우의 회로구성이다.
본 실시형태에 따르면, 전자식 안정기의 출력선이 제 1 연결핀(P1)과 제 3 연결핀(P3)에 연결되었을 때의 기본동작을 살펴보면, 트랜스포머 T2-1는 자체 발진에 의하여 2차 권선 T2-2에 고주파의 AC 전압을 유기시키고 (D)점을 기준으로 하여 (C)점이 (+) 전위인 경우, (C)점 → C1 → D4 → D8 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D9 → C5 → (D)점의 경로로 전류가 흐르고, (C)점이 (-)전위가 되는 구간에서는 (D)점 → D6 → D18 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D19 → C3 → C1 → (C)점의 경로로 전류가 흐르게 된다.
따라서, 발광다이오드 구동 회로부에 흐르는 전류값은 전자 안정기의 내부에 들어 있는 캐패시터 C1과 C41 및 C44의 직렬 복합 임피던스에 의해 제어되게 되며, 상기 C41 및 C44의 값을 변화시킴으로써 발광다이오드 구동 회로부에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
이때, 캐패시터 C3 - C6 의 값을 C2로 놓으면 이 캐패시터의 복합 임피던스(Z)는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.
수학식 13
Figure PCTKR2011004087-appb-M000013
제 2 연결핀(P2)와 제 4 연결핀(P4)는 대칭성을 위한 단자이며, 기본동작은 제 1 연결핀(P1) 및 제 3 연결핀(P3)에 전자 안정기의 출력선이 접속된 경우와 동일하다.
위에서 하프브릿지 방식의 형광등용 안정기와 인스턴트 스타트 방식의 전자식 형광등 안정기에 적용되는 것에 대해서 설명했지만, 이것은 전자식 안정기의 예를 든 것일 뿐 이에 한정되지는 않는다. 본 LED 형광 램프(1000)는 상기 나열한 전자식 안정기 방식 이외에 다른 전자식 안정기에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 15는, 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 LED 형광램프를 전자식 안정기에 연결한 회로도이다.
본 실시형태에 따른 LED 형광램프 내부의 다이오드 전압을 무시하면, 제 3, 제 4 연결핀(P3, P4)을 기준으로 하여 전자 안정기 내부의 공진용 캐피시터 C에 걸리는 전압 Vc의 전위가 (+)가 되는 주기, 즉 제 1 및 제 2 연결핀(P1, P2)에 인가되는 전압이 (+)인 주기에는 정현파 전압의 전위가 상승하여 발광 다이오드 회로부의 제 1 용량성 소자(C1)의 전위값(Vdc)에 이르면, 전류는 D8 → D24 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D27 → D10, D8 → D24 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D25 → D22, D23 → D26 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D27 → D10, 및 D23 → D26 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D25 → D22의 복수 경로로 흘러, 상기 발광다이오드 구동회로부(100) 내에 있는 제1 용량성 소자(C1)가 충전될 수 있다. 다시 이 전압이 하강하여 발광다이오드 구동 회로부의 제 1 용량성소자(C1)의 전위(Vdc) 이하로 내려가게 되면 본 발광 다이오드 구동회로부(100)에는 전류가 흐르지 않게 된다. 따라서, 상기 발광 다이오드 구동회로부(100) 내의 제1 용량성 소자(C1)는 충전되지 않게 된다.
또한, 제 1 및 제 2 연결핀(P1, P2)에 (-) 전압이 인가되는 (-) 주기에서는 전위가 하강하여 발광다이오드 구동회로부(100)의 제 1 용량성 소자(C1)의 전위(Vdc)보다 더 낮아지게 되면, 다시 전류가 흐르기 시작하여 D11 → D26 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D25 → D9, D11 → D26 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D27 → D20, D21 → D24 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D25 → D9, 및 D21 → D24 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D27 → D20의 복수 경로로 전류가 흐르게 된다. 이때 발광다이오드 구동회로부에 인가되는 전압의 첨두치는 다이오드에서의 전압강하를 무시하면 인가전압 Vm sin(wt + θ)의 최대치 Vm이 인가된다.
발광다이오드 구동회로부의 제 1 용량성 소자(C1)의 충전 전하량과 방전 전하량이 균형을 이루는 점에서 직류 전압치(Vdc)의 평균값이 안정화되게 되며 이 직류 전압치는 정전압원(Voltage source)로 간주될 수 있으므로 제 1 용량성 소자(C1)에 인가된 직류전압치(Vdc), 발광 다이오드 어레이부(110)의 직렬 연결된 LED의 갯수 및 캐패시터(C3 - C6)의 용량값에 의해 LED 형광램프의 소비전력을 임의로 가변시킬 수 있다.
도 16은 발광 다이오드 어레이부에 흐르는 전류에 대한 타이밍 다이어그램(Timing Diagram)을 나타낸 것이다. 도 16을 참조하면,
0 - ta 구간 : (C4 - D22) 및 (D23 - C6)의 경로로 캐패시터 C4와 C6가 발광다이오드 구동 회로부(100)에 전류가 흐르기 시작하는 시점 ta까지 충전된다.
ta - tb 구간 : D8 → D24 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D27 → D10, D8 → D24 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D25 → D22, D23 → D26 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D27 → D10, 및 D23 → D26 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D25 → D22의 복합경로로 주전류가 흐른다.
tb - π 구간 : 발광다이오드 구동회로부(100)에 주전류가 흐르지 않으며, 캐패시터 C4 와 C6에 충전되어 있던 전압이 tc 구간까지 방전한다.
π - tc 구간 : (D20 - C3) 및 (C5 - D21)의 경로로 캐패시터 C3 과 C5가 발광다이오드 구동회로부(100)에 전류가 흐르는 시점 tc까지 충전된다.
tc - td 구간 : D21 → D24 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D25 → D9, D11 → D26 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D25 → D9, D21 → D24 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D27 → D20, D11 → D26 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D27 → D20 의 복합경로로 주전류가 흐른다.
td - 2π 구간 : 발광 다이오드 구동회로부(100)에 주전류가 흐르지 않으며, 캐패시터 C3 과 C5에 충전되어 있던 전압이 ta 구간까지 방전한다.
2π - (2π + ta) 구간 : 발광 다이오드 구동회로부(100)에는 주전류가 흐르지 않으며, (C4 - D22) 및 (D23 - C6)의 경로로 캐패시터 C4 와 C6가 발광다이오드 구동 회로부(100)에 전류가 흐르는 시점 (2π + ta)까지 Vdc 값으로 충전되고, C3와 C5에 충전되어 있던 전압이 방전한다.
여기서, 상기 발광 다이오드 구동회로부(100)에 흐르는 전류는 실질적으로 상기 발광다이오드 구동회로부(100) 내의 제1 용량성 소자(C1)에 흘러 상기 발광다이오드 구동회로부 내의 LED어레이를 구동시킬 수 있는 구동전압을 상기 제1 용량성 소자(C1)에 충전시킬 수 있다.
따라서, 본 실시형태의 LED 형광램프의 경우 내장되어 있는 캐패시터 C3 내지 C6의 값을 Ca라 놓으면, LED 어레이에 전류가 흐르지 않는 td - ta, tb - tc 구간에는 인버터 내부에 내장되어 있는 캐패시터 C에 2Ca가 병렬로 접속되어 있는 것과 같이 동작하며,이 때의 실효 캐패시턴스 Cr은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
수학식 14
Figure PCTKR2011004087-appb-M000014
따라서, 상기 식에 나타낸 바와 같이, 직렬공진회로의 특성함수 Q0 = 1/(w0RC)와 같이 나타낼 수 있으므로, 캐패시턴스가 커지게 되면 Q0 값은 작아지게 되어 LED 형광램프 양단에 걸리는 전압 Vc의 값이 작아지게 되며, 이 Ca 값을 변화시켜서 LED 형광램프에 흐르는 전류의 최대치 및 전류가 흐르는 구간을 제어할 수 있게 되므로, 결과적으로 LED 전력을 제어할 수 있다.
본 실시예에서는 제 1 외부 연결회로부(200) 및 제 2 연결회로부(300) 각각이 한 쌍의 외부 연결핀을 구비하고 있는 상태를 예시하였지만 이 또한 여기에 한정되지 않는다. 제 1 외부 연결회로부(200) 및 제 2 외부 연결회로부(300)에 구비되는 외부 연결핀은 본 형광램프(1000)가 장착되는 전자식 안정기의 종류에 따라 다르게 구성될 수 있으며 또한 위에서는 하프브릿지 방식의 전자식 형광등 안정기와 인스턴트 스타트 방식의 전자식 형광등 안정기에 적용되는 것에 대해서 설명하였지만, 이것은 전자식 안정기의 예를 든 것일 뿐 이에 한정되지는 않는다. 본 실시예에 따른 LED 형광램프(1000)는 상기 나열한 전자식 안정기 방식 이외에 다른 전자식 안정기에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 17은, 일반 상용전원의 자기식 안정기에 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 LED 형광램프를 장착한 경우의 회로구성도이다.
도 17을 참조하면, LED 형광램프의 제 2 외부 연결핀(P2)에 자기식 안정기(L)가 연결되어 있으며, 이 자기식 안정기(L)는 교류전원의 일단에 연결되어 있고 교류전원의 타단은 제 4 연결핀(P4)에 연결되어 있다. 이와 같은 LED 형광램프(1000)는, 발광다이오드 구동회로부(100)의 제 1 용량성 소자(C1)에 자기식 안정기(L)로부터 인가되는 전력에너지를 저장한 후 발광다이오드 구동 회로부(100)의 구동 IC의 내부 전력 제어 설정치에 의해 정전류를 발광 다이오드 어레이에 공급하는 것과 같이 구성되어 있다.
그 결과, 본 실시형태에 따른 LED 형광램프(1000)는 자기식 안정기(L)의 특성과 무관하게 정전력 특성을 유지하는 효과를 갖는다. 나머지 LED 형광 램프(1000)에 대한 구성은 도 7을 참조하여 위에서 이미 설명하였으므로, 그 설명을 생략하기로 한다.
본 실시예에서, 제4 외부 연결핀(P4)을 기준으로 제2 외부 연결핀(P2)의 전위가 (+)인 경우, 전류는 P2 → D5 → D8 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D9 → D7 → P4 의 경로로 흐를 수 있다. 제 2 외부 연결핀(P2)의 전위가 (-)인 경우에는 P4 → D12 → D8 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D9 → D13 → P2 경로로 흐를 수 있다. 따라서, 상기 C4 및 C6의 값에 의해 상기 발광다이오드 구동 회로부에 흐르는 전류값을 제어할 수 있다.
도 18은 일반 상용 교류 전원을 LED 형광 램프(1000)에 직접 연결한 경우의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 17과 마찬가지로, LED 형광 램프(1000)에, 일반 상용 교류(AC) 전원을 제 2 외부 연결핀(P2)과 제 4 외부 연결핀(P4)에 직접 연결한 것을 도시한 것이다. 이와 같이 본 실시형태에 따른 LED 형광 램프(1000)는, 자기식 안정기를 배제하고 일반 상용 교류(AC) 전원에 직접 연결해도 사용이 가능한 장점을 갖고 있다.
본 실시예에서, 제 4 외부 연결핀(P4)을 기준으로 제 2 외부 연결핀(P2)의 전위가 (+)인 경우, 전류는 P2 → D5 → D8 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D9 → D7 → P4 의 경로로 흐를 수 있다. 제 2 외부 연결핀(P2)의 전위가 (-)인 경우에는 P4 → D12 → D8 → 발광다이오드 구동회로부(100) → D9 → D13 → P2 경로로 흐를 수 있다. 따라서, 상기 C4 및 C6의 값에 의해 상기 발광다이오드 구동 회로부에 흐르는 전류값을 제어할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (19)

  1. 복수의 발광다이오드가 직렬 또는 병렬로 연결된 발광다이오드 어레이부, 상기 발광다이오드 어레이부가 출력포트에 연결되는 정전류 제어부, 및 상기 정전류 제어부의 입력포트에 연결되는 제 1 용량성 소자를 포함하는 발광다이오드 구동 회로부;
    상기 발광다이오드 구동 회로부의 일단에 연결되며 적어도 하나의 외부 연결핀을 포함하는 제 1 외부 연결 회로부; 및
    상기 발광다이오드 구동 회로의 타단에 연결되며 적어도 하나의 외부 연결핀을 포함하는 제 2 외부 연결 회로부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 구동 회로를 포함하는 LED 형광 램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전류 제어부는,
    상기 발광다이오드 어레이부에 입력되는 전류를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 LED 형광 램프.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 외부 연결 회로부 및 상기 제 2 외부 연결 회로부 각각은,
    상기 적어도 하나의 외부 연결핀과 상기 발광다이오드 구동 회로부 사이에 직렬로 연결되는 적어도 하나의 용량성 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광 램프.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 외부 연결 회로부는, 제 1 외부 연결핀 및 제 2 외부 연결핀을 포함하고,
    상기 제 2 외부 연결 회로부는, 제 3 외부 연결핀 및 제 4 외부 연결핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광 램프.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 용량성 소자는,
    일단은 상기 제 1 외부 연결핀과 연결되고 타단은 상기 발광다이오드 구동 회로부의 애노드측 단자와 연결되는 제 2 용량성 소자;
    일단은 상기 제 2 외부 연결핀과 연결되고 타단은 상기 발광다이오드 구동 회로부의 애노드측 단자와 연결되는 제 3 용량성 소자;
    일단은 상기 발광다이오드 구동 회로부의 캐소드측 단자와 연결되고 타단은 상기 제3 외부 연결핀과 연결되는 제 4 용량성 소자; 및
    일단은 상기 발광다이오드 구동 회로부의 캐소드측 단자와 연결되고 타단은 상기 제4 외부 연결핀과 연결되는 제 5 용량성 소자;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광 램프.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 외부 연결 회로부 및 상기 제 2 외부 연결 회로부 중 적어도 하나와 상기 발광다이오드 구동 회로부의 사이에 직렬로 연결되어 상기 발광 다이오드 구동 회로부 내에서 전류가 순방향으로 흐르도록 하는 적어도 하나의 전류 제어 다이오드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광 램프.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전류 제어 다이오드는,
    캐소드가 상기 발광다이오드 회로부의 애노드 측에 연결되고 애노드가 상기 제 2 용량성소자 및 제 3 용량성 소자의 타단에 연결되는 제 1 전류 제어 다이오드; 및
    애노드가 상기 발광다이오드 회로부의 캐소드 측에 연결되고 캐소드가 상기 제 4 용량성소자 및 제 5 용량성 소자의 일단에 연결되는 제 2 전류 제어 다이오드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광 램프.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 외부 연결 회로부 및 상기 제 2 외부 연결 회로부 각각은,
    상기 제 2 내지 제 5 용량성 소자와 각각 병렬로 연결되는 제 1 내지 제 4 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광 램프.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 다이오드는, 애노드가 상기 제 1 외부 연결핀에 연결되고 캐소드가 상기 제 1 전류 제어 다이오드의 애노드에 연결되며,
    상기 제 2 다이오드는, 애노드가 상기 제 2 외부 연결핀에 연결되고 캐소드가 상기 제 1 전류 제어 다이오드의 애노드에 연결되며,
    상기 제 3 다이오드는, 캐소드가 상기 제 3 외부 연결핀에 연결되고 애노드가 상기 제 2 전류 제어 다이오드의 캐소드에 연결되며,
    상기 제 4 다이오드는, 캐소드가 상기 제 4 외부 연결핀에 연결되고 애노드가 상기 제 2 전류 제어 다이오드의 캐소드에 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 형광 램프.
  10. 제 9 항에 있어서,
    애노드는 제 3 다이오드의 애노드에 연결되고 캐소드는 제 1 외부 연결핀과 연결되는 제 1 경로 제어 다이오드;
    애노드는 제 3 외부 연결핀과 연결되고 캐소드는 제 1 다이오드의 캐소드에 연결되는 제 2 경로 제어 다이오드;
    애노드는 제 4 외부 연결핀과 연결되고 캐소드는 제 2 다이오드의 캐소드에 연결되는 제 3 경로 제어 다이오드; 및
    애노드는 제 4 다이오드의 애노드와 연결되고 캐소드는 제 2 외부 연결핀에 연결되는 제 4 경로 제어 다이오드;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광 램프.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 용량성 소자에 병렬 연결되는 제 1 저항;
    상기 제 3 용량성 소자에 병렬 연결되는 제 2 저항;
    상기 제 4 용량성 소자에 병렬 연결되는 제 3 저항; 및
    상기 제 5 용량성 소자에 병렬 연결되는 제 4 저항; 중 적어도 하나를 더 포함하는 LED 형광 램프.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 다이오드는, 애노드가 상기 제 1 외부 연결핀에 연결되고 캐소드가 상기 제 1 전류 제어 다이오드의 애노드에 연결되며,
    상기 제 2 다이오드는, 애노드가 상기 제 2 외부 연결핀에 연결되고 캐소드가 상기 제 1 전류 제어 다이오드의 애노드에 연결되며,
    상기 제 3 다이오드는, 애노드가 상기 제 3 외부 연결핀에 연결되고 캐소드가 상기 제 2 전류 제어 다이오드의 캐소드에 연결되며,
    상기 제 4 다이오드는, 애노드가 상기 제 4 외부 연결핀에 연결되고 캐소드가 상기 제 2 전류 제어 다이오드의 캐소드에 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 형광 램프.
  13. 제 12 항에 있어서,
    애노드가 상기 제 2 전류제어 다이오드의 캐소드에 연결되며 캐소드가 상기 발광다이오드 구동 회로부의 애노드측에 연결되는 제 1 경로 제어 다이오드; 및
    애노드가 상기 발광다이오드 구동 회로부의 캐소드측에 연결되며 캐소드가 상기 제 1 전류 제어 다이오드의 애노드에 연결되는 제 2 경로 제어 다이오드
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광 램프.
  14. 제 7 항에 있어서,
    애노드가 상기 제 2 용량성 소자의 타단에 연결되고 캐소드가 상기 제 1 전류 제어 다이오드의 애노드에 연결되는 제 1 다이오드;
    애노드가 상기 제 3 용량성 소자의 타단에 연결되고 캐소드가 상기 제 1 전류 제어 다이오드의 애노드에 연결되는 제 2 다이오드;
    캐소드가 상기 제 4 용량성 소자의 타단에 연결되고 애노드가 상기 제 2 전류 제어 다이오드의 캐소드에 연결되는 제 3 다이오드; 및
    캐소드가 상기 제 5 용량성 소자의 타단에 연결되고 애노드가 상기 제 2 전류 제어 다이오드의 캐소드에 연결되는 제 4 다이오드;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광 램프.
  15. 제 14 항에 있어서,
    애노드는 제 3 다이오드의 애노드에 연결되고 캐소드는 제 1 다이오드의 애노드와 연결되는 제 1 경로 제어 다이오드;
    애노드는 제 3 다이오드의 캐소드와 연결되고 캐소드는 제 1 다이오드의 캐소드에 연결되는 제 2 경로 제어 다이오드;
    애노드는 제 4 다이오드의 캐소드와 연결되고 캐소드는 제 2 다이오드의 캐소드에 연결되는 제 3 경로 제어 다이오드; 및
    애노드는 제 4 다이오드의 애노드와 연결되고 캐소드는 제 2 다이오드의 애노드에 연결되는 제 4 경로 제어 다이오드;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광 램프.
  16. 제 14 항에 있어서,
    애노드는 상기 발광 다이오드 구동회로부의 캐소드 측에 연결되고 캐소드는 제 1 다이오드의 애노드와 연결되는 제 1 경로 제어 다이오드;
    애노드는 제 3 다이오드의 캐소드와 연결되고 캐소드는 상기 발광 다이오드 구동회로부의 애노드 측에 연결되는 제 2 경로 제어 다이오드;
    애노드는 제 4 다이오드의 캐소드와 연결되고 캐소드는 상기 발광 다이오드 구동회로부의 애노드 측에 연결되는 제 3 경로 제어 다이오드; 및
    애노드는 상기 발광 다이오드 구동회로부의 캐소드 측과 연결되고 캐소드는 제2 다이오드의 애노드에 연결되는 제 4 경로 제어 다이오드;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광 램프.
  17. 복수의 발광다이오드가 직렬 또는 병렬로 연결된 발광다이오드 어레이부, 상기 발광다이오드 어레이부와 병렬로 연결된 정전류 제어부, 및 상기 발광다이오드 어레이부와 병렬로 연결된 제 1 용량성 소자를 포함하는 발광다이오드 구동 회로부;
    제 1 내지 제 4 외부 연결핀;
    일단이 상기 제 1 내지 제 4 외부 연결핀에 각각 연결되는 제 2 내지 제 5 용량성 소자;
    애노드는 상기 제 2 용량성 소자의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 발광다이오드 구동회로부의 애노드측에 연결되는 제 1 전류 제어 다이오드;
    애노드는 상기 발광다이오드 구동회로부의 캐소드 측에 연결되고, 캐소드는 상기 제 3 용량성 소자의 타단에 연결되는 제 2 전류 제어 다이오드;
    애노드는 상기 발광다이오드 구동회로부의 캐소드측에 접속되고, 캐소드는 상기 제 4 용량성 소자의 타단에 연결되는 제 3 전류 제어 다이오드; 및
    애노드는 상기 제 5 용량성 소자의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 발광다이오드 구동회로부의 애노드측에 연결되는 제 4 전류 제어 다이오드;
    를 포함하는 LED 형광램프.
  18. 제 17 항에 있어서,
    애노드는 상기 제 1 외부 연결핀에 연결되고, 캐소드는 상기 제 1 전류 제어 다이오드의 애노드에 연결되는 제 1 다이오드;
    애노드는 상기 제 2 전류 제어 다이오드의 캐소드에 연결되고, 캐소드는 상기 제 2 외부 연결핀에 연결되는 제 2 다이오드;
    애노드는 상기 제 3 전류 제어 다이오드의 캐소드에 연결되고, 캐소드는 상기 제3 외부 연결핀에 연결되는 제 3 다이오드; 및
    애노드는 상기 제 4 외부 연결핀에 연결되고, 캐소드는 상기 제 4 전류 제어 다이오드의 애노드에 연결되는 제 4 다이오드;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광램프.
  19. 제 18 항에 있어서,
    캐소드는 상기 제 1 외부 연결핀에 연결되고, 애노드는 상기 제 3 전류 제어 다이오드의 캐소드에 연결되는 제 1 경로 제어 다이오드;
    캐소드는 상기 제 1 전류 제어 다이오드의 애노드에 연결되고, 애노드는 상기 제3 외부 연결핀에 연결되는 제 2 경로 제어 다이오드;
    캐소드는 상기 제 4 외부 연결핀에 연결되고, 애노드는 상기 제 2 전류 제어 다이오드의 캐소드에 연결되는 제 3 경로 제어 다이오드; 및
    캐소드는 상기 제 4 전류 제어 다이오드의 애노드에 연결되고, 애노드는 상기 제 2 외부 연결핀에 연결되는 제 4 경로 제어 다이오드;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광램프.
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