WO2014137099A1 - 발광 다이오드 구동 장치 - Google Patents

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WO2014137099A1
WO2014137099A1 PCT/KR2014/001595 KR2014001595W WO2014137099A1 WO 2014137099 A1 WO2014137099 A1 WO 2014137099A1 KR 2014001595 W KR2014001595 W KR 2014001595W WO 2014137099 A1 WO2014137099 A1 WO 2014137099A1
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light emitting
emitting diode
transistor
terminal
unit
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English (en)
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이진효
이규홍
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(주)알에프세미
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    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting diode driving apparatus.
  • LEDs Light emitting diodes
  • LEDs like general diodes, have characteristics such that when a forward voltage is applied when the magnitude of the applied voltage is greater than or equal to a threshold voltage, light is turned on and current is emitted.
  • Directly-connected LEDs are directly connected to full-wave rectifiers, where one or more LEDs are connected in series, or in series and in parallel
  • the connection structure of is connected in a mixed series.
  • the light emitting diode is turned on when a voltage higher than the turn-on voltage is applied and current flows through the light-emitting diode, but when the voltage is lower than the turn-on voltage, the light is turned off and no current flows in the light emitting diode.
  • the turn-on period of the light emitting diode is short, so that the amount of light emitted by the light emitting diode is reduced, and total harmonic distortion occurs.
  • the voltage for turning on the light emitting diodes also increases, resulting in a shorter turn-on period of the light emitting diodes, thereby further reducing the amount of emitted light and the total harmonic distortion. This results in an increase in manufacturing costs.
  • FIG. 1 illustrates a light emitting diode driving circuit in which a rectifying diode portion Dr, a current regulation resistor Rr, and a light emitting diode portion De having a plurality of light emitting diodes connected in series are connected in series to an AC power source AC. .
  • FIG. 2 illustrates the voltage of the AC power source AC (hereinafter, referred to as a “power supply voltage”) V AC applied in FIG. 1, the current I AC of the AC power source AC , and the rectifying diode unit Dr.
  • V AC the AC power source AC
  • I AC of the AC power source AC the current I AC of the AC power source AC
  • Dr the rectifying diode unit Dr.
  • the waveforms of the rectified voltage Vcc, which is the rectified voltage, and the rectified current Icc flowing through the light emitting diode unit De are shown.
  • the magnitude of the rectified voltage Vcc is equal to or less than the total forward threshold voltage (ie, the sum of the forward threshold voltages of each light emitting diode) Vth1 of the light emitting diode unit De having a plurality of light emitting diodes connected in series, FIG. 2.
  • the LED unit De is turned off for a predetermined time t1 and t3 so that the current Icc does not flow to the LED unit De.
  • the rectified voltage Vcc is greater than the forward threshold voltage Vth1 (t2)
  • the light emitting diode unit De is turned on so that the current Icc begins to flow through the light emitting diode unit De, and the current Icc flowing therethrough.
  • the turn-on period of the LED unit De is short. Lose.
  • Total harmonic distortion is a cause of various electrical noises and is regulated globally.
  • the amount of light emitted from the light emitting diode unit De decreases, more light emitting diodes must be used, so that the cost of manufacturing a light emitting device with light emitting diodes is reduced. This increases.
  • FIG. 3 shows a light emitting diode driving circuit for improving the total harmonic distortion.
  • the current adjusting resistor R, the first light emitting diode unit Da, and the second light emitting diode unit Db are connected in series to the power source AC, and the first light emitting diode unit Da is included.
  • the first light emitting diode unit Da is included.
  • the second light emitting diode portion Db also includes two light emitting diodes Db1 and Db2 in anti-parallel form. Equipped.
  • the capacitor C1 includes a connection point na between the resistor R and the first light emitting diode unit Da and the first light emitting diode unit Da to improve total harmonic distortion. Is connected to the connection point nb between the second and second light emitting diode portions Db, and the power supply voltage V AC is directly connected to the first and second light emitting diode portions Da and Db through the resistor R without a rectifier. It is connected.
  • FIG. 4 is a view illustrating a power supply voltage V AC and a current I AC applied to the first and second light emitting diode units Da and Db of FIG. 3, a voltage V R passing through a resistor R , and a first operation.
  • the waveforms of the current I Da flowing through the light emitting diode portion Da and the current I Db flowing through the second light emitting diode portion Db are shown.
  • the amount of the power voltage V AC is positive (+).
  • the current I Da2 flows through the forward light emitting diode Da2 of the first light emitting diode unit Da during the half period of the first period, and the first light emitting diode unit Da during the negative half period of the power supply voltage V AC .
  • the current I Da1 flows through the reverse light emitting diode Da1 of the first light emitting diode part current I Da .
  • a charging current flows through the capacitor C1 when the power supply voltage V AC rises in the positive direction to the second light emitting diode unit Db.
  • the discharge current flows through the capacitor C1 even when V AC rises in the negative direction.
  • the forward threshold voltage Vth2 When the forward threshold voltage Vth2 is equal to or greater than, the forward direction of the second light emitting diode unit Db through the forward light emitting diode Da2 of the first light emitting diode unit Da during a positive half period of the power supply voltage V AC .
  • the current I Db2 flows through the light emitting diode Db2, and the second light emitting diode unit is disposed through the reverse light emitting diode Da1 of the first light emitting diode unit Da during the negative half period of the power supply voltage V AC .
  • the current I Db1 flows through the reverse light emitting diode Db1 of Db to become the second light emitting diode portion current I Db .
  • the second light emitting diode unit Db is formed as in the first light emitting diode unit Da. Even though no current flows.
  • the charge / discharge current of the capacitor C1 for reducing the total harmonic distortion flows only in the second light emitting diode portion Db, which is half of the used light emitting diode, so that the current flowing through the second light emitting diode portion Db emits the first light.
  • the overcurrent flows to the second light emitting diode unit Db. For this reason, there is a problem in that a current having a sufficient magnitude for driving the first and second light emitting diode units Da and Db cannot be supplied to the light emitting diode driving circuit.
  • the maximum allowable current of the light emitting diode cannot flow through the first light emitting diode portion Da and the second light emitting diode portion Db.
  • a power source voltage (V AC) if the number increases by the voltage variation the first and second light emitting diode unit (Da, Db) is a problem in that the magnitude of the current is larger than the size of the maximum available current in the power supply voltage (V AC) flowing through the Considering the voltage fluctuation of, the current flowing through the light emitting diode does not reach the maximum allowable current and thus has a problem in that the amount of emitted light falls.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to drive the light emitting diode even below the forward threshold voltage to reduce the total harmonic distortion and improve the amount of light emitted.
  • a light emitting diode driving apparatus includes a first light emitting diode unit connected in series and having at least one light emitting diode, and a first light emitting diode unit connected to the first light emitting diode unit and having at least one light emitting diode.
  • a light emitting diode driving device for driving a light emitting diode unit, comprising: a rectifying unit for rectifying AC power connected to the first light emitting diode unit, a rectified voltage connected between the rectifying unit and the first light emitting diode unit, and outputted from the rectifying unit
  • a constant current unit for outputting a current having a predetermined magnitude regardless of the first current, a first resistor connected between the first light emitting diode unit and the second light emitting diode unit, and sensing a current flowing through the first light emitting diode unit;
  • 1 a reverse current prevention unit connected between the light emitting diode unit and the first resistor to prevent reverse current;
  • a second resistor connected between the second light emitting diode unit and ground, the second resistor sensing a current flowing through the second light emitting diode unit, and connected to the first resistor, according to the current sensed by the first resistor.
  • a first light emitting diode auxiliary driver for controlling a lighting state of the second light emitting diode unit and a second resistor connected to the second resistor and controlling a lighting state of the first light emitting diode unit according to a current sensed by the second resistor. 2 includes a light emitting diode auxiliary driver.
  • the first LED auxiliary drive unit is a first transistor having an input terminal connected to an input terminal of the first light emitting diode unit, and an output terminal and a control terminal are connected to each other, an input terminal is connected to an output terminal of the first transistor.
  • a second transistor having an output terminal connected between the other terminal of the first resistor and the second light emitting diode portion, and an input terminal connected to an input terminal of the first light emitting diode portion, and outputting the first transistor.
  • a third transistor having a control terminal connected to the terminal and an output terminal connected to a control terminal of the second transistor and one terminal of the first resistor, wherein the second LED auxiliary driver includes: The input terminal is connected to the output terminal, and the output terminal and the control terminal are connected to each other.
  • Is a first transistor an input terminal is connected to an output terminal of the first transistor, and an output terminal is grounded, and an input terminal is connected to an output terminal of the first light emitting diode unit.
  • a third transistor having a control terminal connected to the output terminal and an output terminal connected to the control terminal of the second transistor and one terminal of the second resistor.
  • the LED driving apparatus prevents the first and second LEDs, the first and second resistors, the first and second LED auxiliary drivers, and the reverse current, respectively, between the constant current part and the ground.
  • a plurality of light emitting diode driving units may be connected in series.
  • the constant current unit may be connected in series with the rectifying unit and include a plurality of constant current units having the same structure, and each of the plurality of constant current units is connected to a constant current unit and a constant current unit for outputting a current having a predetermined magnitude. It may include a resistor for outputting a current of a magnitude proportional to the rectified voltage output from the rectifier.
  • the constant current device includes a first transistor having an input terminal connected to an output terminal of the rectifier and one terminal of the resistor, and an output terminal and a control terminal connected to each other, and an input terminal connected to an output terminal of the first transistor, and outputting
  • the terminal has a second transistor connected to the outside, an input terminal is connected to the output terminal of the rectifier, a control terminal is connected to the output terminal of the first transistor, and the control terminal of the second transistor and the other side of the resistor.
  • a third transistor having an output terminal connected to the terminal, and a resistor having one terminal connected to an output terminal of the third transistor and the other terminal connected to an output terminal of the constant current device, and connected to the constant current device.
  • the resistor connected to the input terminals of the first and second transistors Preferably having the other terminal connected to the terminal and the output terminal of the third transistor.
  • a light emitting diode driving apparatus is a light emitting diode driving apparatus for driving at least one light emitting diode, the rectifying unit for outputting a rectified voltage, and a constant current unit connected between the rectifying unit and the at least one light emitting diode.
  • the constant current unit includes a plurality of constant current units connected in series with the rectifying unit and having the same structure, and each of the plurality of constant current units receives the rectified voltage to output a current having a constant magnitude.
  • a resistor that is connected to the constant current device and the constant current device and outputs a current proportional to the rectified voltage applied thereto, and the current flows through the constant current and the resistor until the rectified voltage reaches a set voltage. When the rectified voltage becomes higher than the set voltage, Current flows through the resistor.
  • the constant current device may include a first transistor having an input terminal connected to an output terminal of the rectifying unit and one terminal of the resistor and an output terminal and a control terminal connected to each other, and an input terminal connected to an output terminal of the first transistor.
  • An output terminal includes a second transistor connected to an external device, an input terminal is connected to an output terminal of the rectifying unit, and a control terminal is connected to an output terminal of the first transistor, and the control terminal of the second transistor and the other side of the resistor.
  • a third transistor having an output terminal connected to the terminal, and a resistor having one terminal connected to an output terminal of the third transistor and the other terminal connected to an output terminal of the constant current device, and connected to the constant current device.
  • the resistor connected to the input terminals of the first and second transistors It may be provided with other terminal connected to the terminal and the output terminal of the third transistor.
  • the first transistor may be a junction field effect transistor, and the second and third transistors may be npn bipolar transistors.
  • the amount of light emitted is high, and the overcurrent caused by voltage fluctuations is prevented, and thus the reliability of the lighting device is very high, and the total harmonic distortion is improved.
  • the overvoltage protection efficiency is further improved by the plurality of LED driving units connected in series.
  • the constant current unit includes a plurality of constant current units to distribute voltage and power, the operation of the constant current unit is stable and the life of the constant current unit is extended.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of an example of a conventional AC LED driving circuit.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating waveform diagrams of an AC voltage, an AC current, a rectified voltage, and a rectified current in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of another example of a conventional AC LED driving circuit.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating waveform diagrams of an AC voltage, an AC current, a rectified voltage, and a rectified current in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a circuit diagram of a LED driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating waveform diagrams of an AC voltage, an AC current, a rectified voltage, and a rectified current in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of another example of a LED driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating waveform diagrams of an AC voltage, an AC current, a rectified voltage, and a rectified current in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a circuit diagram of a LED driving apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an operation waveform diagram of the constant current unit of the LED driving unit of FIG. 9, (a) is a waveform diagram of current output from the constant current unit and a resistor, and (b) is a waveform diagram of output current output from the constant current unit. .
  • FIG. 11 is an operation waveform diagram of a constant current unit of the LED driving unit of FIG. 9, (a) is a waveform diagram of currents output from the first and second constant current units, and (b) is an output current output from the constant current unit. Is a waveform diagram of.
  • the LED driving apparatus includes a rectifier 10 connected to an AC power source, a constant current unit 20 connected to a rectifier 10, and a constant current unit.
  • a resistor connected to the first light emitting diode unit 30, the reverse current preventing unit 40 connected to the first light emitting diode unit 30, and the reverse current preventing unit 40 connected to the 1 resistor) R61, a second light emitting diode unit 50 connected to the resistor R61, a resistor (second resistor) R71 connected between the second light emitting diode unit 50 and the ground, and a constant current
  • the first light emitting diode auxiliary driver hereinafter, referred to as a “first LED auxiliary driver” 60 connected between the output terminal of the unit 20 and the resistor R61, and the first light emitting diode unit 30, respectively.
  • a second light emitting diode auxiliary driver (hereinafter referred to as a “second LED auxiliary driver”) 70 connected to the output terminal and the output terminal of the
  • AC power supply is an AC power supply to a home or office.
  • the rectifier 10 has one diode string consisting of diodes D11 and D12 connected in series and grounded, and another diode string consisting of diodes D13 and D14 connected in series and grounded. The columns are connected in parallel.
  • the AC power supply AC is full-wave rectified in the operation of the rectifier 10, and thus, the rectifier 10 outputs a rectified voltage Vcc, which is a full-wave rectified voltage.
  • the constant current unit 20 includes a transistor TR21 having a drain terminal (or an input terminal) connected to the rectifier 10 and a gate terminal (or a control terminal) and a source terminal serving as an output terminal.
  • a transistor TR21 having a drain terminal (or an input terminal) connected to the rectifier 10 and a gate terminal (or a control terminal) and a source terminal serving as an output terminal.
  • the present invention is not limited thereto, and a constant current unit having another structure may be used.
  • the transistor TR21 is made of a junction field effect transistor (JFET).
  • JFET junction field effect transistor
  • the constant current unit 20 outputs a constant current having a predetermined magnitude, that is, a set current, without exceeding the set current, regardless of the change of the rectified voltage Vcc. To supply. This not only increases the light emission period in one cycle of the power supply but also supplies current up to the maximum current allowed for the first and second light emitting diode portions 30 and 50.
  • the lighting device having the first and second light emitting diode units 30 and 50.
  • the service life of the light is increased and the amount of light emitted is improved.
  • the first light emitting diode unit 30 includes at least one light emitting diode (LED31-LED3n) connected in series in the forward direction between the output terminal of the constant current unit 20 and the reverse current prevention unit 40, and the second light emitting unit
  • the diode unit 50 includes at least one light emitting diode (LED51-LED5n) connected in series in a forward direction between the resistor R61 and the resistor R71.
  • Each light emitting diode (LED31-LED3n, LED51-LED5n) is turned on and emits light when a voltage above its threshold voltage is applied.
  • the reverse current prevention unit 40 includes a diode D41 connected in a forward direction between the first light emitting diode unit 30 and the resistor R61.
  • the diode D41 electrically separates the first light emitting diode unit 30 and the second light emitting diode unit 50, and prevents a reverse current from flowing through the resistor R61 toward the first light emitting diode unit 30.
  • the resistor R61 has one terminal connected to the cathode terminal of the diode D41 and the first LED auxiliary driver 60, the other terminal connected to the input terminal of the second light emitting diode unit 50, and the resistor R71. ), One terminal is connected to the second LED auxiliary driver 70, and the other terminal is grounded.
  • the resistors R61 and R71 determine the magnitude of the voltage applied to each of the first and second light emitting diode units 30 and 50 by using current flowing through the first and second light emitting diode units 30 and 50. , To control operating states of the first and second LED auxiliary drivers 60 and 70. Thus, the resistors R61 and R71 function as resistors for current sensing, respectively.
  • the first and second LED auxiliary drivers 60 and 70 are operated by the voltage applied to the 60 and 70.
  • the forward threshold voltage Vth3 is a voltage obtained by adding together the threshold voltages of each of the light emitting diodes LED31-LED3n and LED51-LED5n provided in the first and second light emitting diode units 30 and 50 connected in series.
  • the rectifying voltages output from the rectifying unit 10 by the resistors R61 and R71 and the first and second LED auxiliary driving units 60 and 70 operate. Not only when the magnitude of Vcc is greater than or equal to the forward threshold voltage Vth3, but also under the forward threshold voltage Vth3, the light is emitted.
  • the forward threshold voltage Vth3 and the forward threshold voltage are the same.
  • Each of the first and second light emitting diode units 30 and 50 operates and is turned on even in a section of 1/2 size (Vth3 / 2) or more.
  • the light emission time of the first and second light emitting diode units 30 and 50 is increased, thereby improving the amount of light emitted and total harmonic distortion, and also improving the power factor.
  • the first and second LED auxiliary drivers 60 and 70 have the same connection relationship between the components constituting them and the components.
  • the first and second LED auxiliary drivers 60 and 70 are provided with input terminals a1 and a2, control terminals b1 and b2 and output terminals c1 and c2, respectively.
  • the first LED auxiliary driver 60 has an input terminal of the first LED unit 30, that is, a drain terminal connected between the constant current unit 20 and the first LED unit 30, and has a source terminal and a gate terminal.
  • the collector terminal is connected to the second transistor TR62 and the output terminal of the constant current unit 20, and the base terminal (or the control terminal) is connected to the source terminal of the first transistor TR61.
  • a third transistor TR63 having an emitter terminal connected to the base terminal of the transistor TR6 and one terminal of the resistor R61 is provided.
  • the drain terminal of the transistor TR61 and the collector terminal of the transistor TR63 which are connected to each other form an input terminal a1 of the first LED auxiliary driver 60, and are connected to one terminal of the first resistor R61.
  • the base terminal of the transistor TR62 and the emitter terminal of the transistor TR63 connected in common form a control terminal c1 of the first LED auxiliary driver 60 and are connected to the other terminal of the first resistor R61.
  • the emitter terminal of the transistor TR62 is formed as the output terminal b1 of the first LED auxiliary driver 60.
  • the first transistor TR61 is a junction field effect transistor (JFET) and the second and third transistors TR62 and TR63 are npn bipolar transistors.
  • JFET junction field effect transistor
  • the first transistor TR71 which is a junction field effect transistor and the second and third transistors which are npn bipolar transistors.
  • the transistors TR72 and TR73 are provided.
  • the drain terminal of the first transistor TR71 and the collector terminal of the third transistor TR73 are output terminals of the first light emitting diode unit 30, that is, the first light emitting diode. It is connected between the unit 30 and the diode D41, and the base terminal of the second transistor TR72 and the emitter terminal of the third transistor TR73 are output terminals of the second light emitting diode unit 50, that is, resistors. It is connected between one terminal of (R71).
  • the emitter terminal of the second transistor TR72 is grounded.
  • the drain terminal of the transistor TR71 and the collector terminal of the transistor TR73 connected to each other form an input terminal a2 of the second LED auxiliary driver 70, and are connected to one terminal of the second resistor R71.
  • the base terminal of the transistor TR72 and the emitter terminal of the transistor TR73 which are connected in common form the control terminal c2 of the second LED auxiliary driver 60, and the other terminal of the second resistor R71, namely, The emitter terminal of the transistor TR72 connected to the ground forms the output terminal b2 of the second LED auxiliary driver 70.
  • each of the LED auxiliary drivers 60 and 70 and the resistors R61 and R71 connected thereto functions as a constant current circuit that outputs a constant current, and adjusts the values of the resistors R61 and R71 to control the second transistor.
  • the magnitude of the current controlling the operations of (TR62, TR72) can be controlled.
  • the second transistors TR62 and TR72 of the first and second LED auxiliary drivers 60 and 70 are turned on.
  • the third transistors TR63 and TR73 and the resistors R61 and R71 are formed. Current flows through it.
  • the rectifying unit 10 converts the AC signal into full-wave rectification and converts it into a DC signal.
  • the rectified voltage Vcc is applied to the constant current unit 20, and outputs a current I1 having a corresponding magnitude through the constant current unit 20.
  • the magnitude of the current I1 output from the constant current unit 20 does not exceed the set size. Therefore, the overcurrent does not occur due to the voltage variation of the rectified voltage Vcc, so that the life of the LED driving device is increased, and the current is supplied up to the maximum current allowed by the first and second LED parts 30 and 50. Since this is possible, the light emission amount of the 1st and 2nd light emitting diode parts 30 and 50 improves.
  • each light emitting diode unit 30 The driving voltage of 50 is a voltage Vth3 / 2 corresponding to 1/2 of the forward threshold voltage.
  • the other half I1 / 2 of the current I1 output from the constant current unit 20 also passes through the first light emitting diode unit 30 and the third transistor TR73 of the second LED auxiliary driver 70 and the resistor. It flows through R71 and the 1st light emitting diode part 30 also becomes a light emitting state.
  • the first and second LED diodes 30 and 50 may be formed by the first and second LED auxiliary drivers 60 and 70. By operation, it is driven in parallel to the light emitting state.
  • each contact point is performed.
  • the voltage of the corresponding magnitude is the base of the second transistors TR62 and TR72 of the first and second LED auxiliary drivers 60 and 70. Is applied to the terminal.
  • the current I1 output from the constant current unit 20 is grounded through the first light emitting diode unit 30, the diode D41, the resistor R61, the second light emitting diode unit 50, and the resistor R71. Will flow into.
  • the magnitude of the current flowing through the contact point A is greater than or equal to the set magnitude (eg, I1) by the series driving of the first and second light emitting diode portions 30 and 50, an increase corresponding to the magnitude I1 of this current is achieved.
  • the applied voltage is applied to the base terminal of the second transistor TR62 of the first LED auxiliary driver 60 so that the second transistor TR62 is turned from a turn-off state to a turn-on state.
  • the second transistor TR62 of the first LED auxiliary driver 60 is turned on. A part of the current I1 output from the unit 20 flows to the ground through the second light emitting diode unit 50 and the resistor R71 through the first and second transistors TR61 and TR62. As a result, the third transistor TR63 maintained in the turned on state is turned to the turned off state.
  • the rectified voltage Vcc is equal to or greater than the forward threshold voltage Vth3
  • the magnitude of the current flowing through each of the contacts A and B increases by more than a predetermined size, so that
  • the driving method is changed by lighting in a series manner by the forward threshold voltage Vth3.
  • the operation periods of the first and second light emitting diode units 30 and 50 during one period of the power supply voltage V AC are equal to or greater than half of the forward threshold voltage Vth3 / 2. Since it is a maintaining period, the lighting time of the first and second light emitting diode parts 30 and 50 is increased to increase the amount of light emitted from the first and second light emitting diode parts 30 and 50.
  • FIG. 7 includes a plurality of light emitting diode driving units connected in series between the constant current unit 20 and the ground.
  • the total number of light emitting diodes present in the plurality of light emitting diode driving units is equal to the total number of light emitting diodes present in one light emitting diode driving unit when the single light emitting diode driving unit is provided as shown in FIG. 5.
  • the magnitude of the forward threshold voltage Vth3 is the same as that of FIG. 5.
  • the number of light emitting diodes existing in each of the four light emitting diode units 30 and 40 is present in each of the light emitting diode units 30 and 40 of FIG. 5. It may be half of the number of light emitting diodes.
  • the current sensing resistors R61 and R71 in the same LED driving unit may have the same resistance value, and the current sensing resistors R61 and R71 in different LED driving units are different from each other. It may have a resistance value.
  • the light emitting diode driving unit connected to the constant current unit 20 and positioned on the top of the light emitting diode driving apparatus is referred to as a first light emitting diode driving unit, is connected in series to the first light emitting diode driving unit, and emits light.
  • the light emitting diode driving unit located at the bottom of the diode driving device is referred to as a second light emitting diode driving unit.
  • the LED driving apparatus shown in FIG. 7 is not only when the magnitude of the rectified voltage Vcc output from the rectifying unit 10 is greater than or equal to the forward threshold voltage Vth3 and is less than the forward threshold voltage Vth3.
  • Each of the four light emitting diodes 30 and 50 operates and is turned on even in a section equal to or greater than 1/2 of the forward threshold voltage (Vth3 / 2).
  • an operating state of each LED driving unit depends on the magnitude of the rectified voltage Vcc.
  • the first and second light emitting diode driving units In order to turn on the two second LEDs 50, the rectified current Icc is driven through the constant current unit 20 to drive the first LED auxiliary driver 60 to the first LED of the first LED driving unit.
  • the second LED unit 50 of the unit-the resistance R71 of the first LED driving unit-the first LED auxiliary driver 60 of the second LED driving unit-the second LED of the second LED driving unit A portion 50-flows through the resistor R71 of the second LED driving unit.
  • the rectifying current Icc passes through the constant current unit 20 to turn on the first and second light emitting diode units 30 present in the first and second light emitting diode driving units.
  • Both the first and second LED auxiliary drivers 60 and 70 present in the first and second LED driving units operate to operate, so that the first and second LED parts located in the first and second LED driving units, respectively.
  • the lighting operation of (30, 50) is made.
  • the first and the second LEDs present in one of the first and second light emitting diode driving units. Only the LED auxiliary driving units 60 and 70 are driven so that the four light emitting diode units 30 and 50 present in the first and second light emitting diode driving units are turned on.
  • an LED driving unit that is operated according to the sizes of the resistors R61 and R71 existing in the first and second LED driving units is selected.
  • the rectified current Icc passes through the first and second LEDs 30 and 50 of the first LED driving unit to drive the second LED. It flows through the 1st LED auxiliary drive part 60 and the 2nd light emitting diode part 50 of a unit, and also the 1st light emitting diode part 30 and the 2nd LED auxiliary drive part 70 of a 2nd light emitting diode drive unit. Will flow through.
  • each of the LED driving units is driven by currents applied to the first and second LED auxiliary driving units 60 and 70 of the respective LED driving units through the current sensing resistors R61 and R71. Operation of the first and second LED auxiliary drivers 60 and 70 is blocked.
  • the first and second periods during one cycle of the power supply voltage V AC is increased to increase the light emission amount of the first and second light emitting diode parts 30 and 50.
  • the severity of the change of current flowing through the first and second light emitting diode parts 30 and 50 is increased, thereby driving the LED driving device.
  • the lifespan of the battery cell increases, and a plurality of light emitting diode driving units connected in series generate an effect of dividing the driving voltage AC, thereby improving an overcurrent prevention effect.
  • the LED driving apparatus includes an AC power source AC, a rectifier 10 connected to an AC power source AC, and a constant current unit 200 connected to a rectifier 10. And a light emitting diode unit 310 connected between the constant current unit 200 and the ground and having a plurality of light emitting diodes LED1 to LEDn.
  • the rectifier 10 is the same full wave rectifier as the constant current unit shown in FIG.
  • the constant current unit 200 includes first and second constant current units 210 and 220 connected in series between the rectifying unit 10 and the light emitting diode unit 310.
  • the first and second constant current units 210 and 220 have the same structure except for the connection relationship between the input terminal and the output terminal, and in this example, the constant current units 210 and 220 constituting the constant current unit 200.
  • the number of) is two, but can be changed to two or more as necessary.
  • Each of the first and second constant current units 210 and 220 includes a resistor connected to the first and second LED auxiliary drivers 60 and 70 of the light emitting diode driving apparatus shown in FIG. 5 and the drivers 60 and 70, respectively. It has the same structure as (R61, R71) and is connected to each of the constant current generators 21a and 22a and the constant current generators 21a and 22a which output a constant magnitude of current, and outputs a current having a magnitude proportional to the applied voltage.
  • each of the first and second constant current units 210 and 220 is connected to the first transistors TR211 and TR221 and the first transistors TR211 and TR221 each having a gate terminal and a source terminal connected thereto and each having a junction field effect transistor.
  • second and third transistors TR212 and TR213, TR222, and TR223 made of bipolar transistors, and resistors R211 and R211 connected to third transistors TR213 and TR223, respectively.
  • the resistors R212 and R222 are connected between the collector terminal and the emitter terminal of the third transistors TR213 and TR223 of the rectifiers 21 and 22a.
  • the emitter terminal of the transistor TR212 and the other terminal of the resistor R211 which are output terminals of the constant current unit 21a of the first constant current unit 210 connected to each other, 2 is connected to the drain terminal of the transistor TR221 which is an input terminal of the constant current unit 210 and the collector terminal of the transistor TR223, and the emitter terminal of the transistor TR222 that is an output terminal of the second constant current unit 210.
  • the other terminal of the resistor R221 is connected to the input terminal of the light emitting diode unit 310.
  • first and second constant current generators 21a and 22a have the same structure, the operation of the first constant current generator 21a will be described with reference to FIG.
  • the rectifier voltage Vcc When the rectifier voltage Vcc is applied to the input terminal of the first rectifier 21a, that is, the drain terminal of the first transistor TR211, the collector terminal of the transistor TR213, and one terminal of the resistor R212 connected to each other,
  • the current flows through the transistor TR213 and the resistor R211 to the outside (for example, the second constant current unit 220) and also through the transistors TR211 and TR212.
  • the voltage V BE applied between the base terminal and the emitter terminal of the transistor TR212 that is, the voltage applied across the resistor R211 is greater than or equal to the set voltage (for example, 0.6V)
  • the current becomes a transistor ( Since it is output only through TR211 and TR212, the transistor TR213 is turned off and the current flowing through the transistor TR213 is cut off.
  • the transistors TR211-TR213 and the resistor R211 are described. Constitutes a constant current circuit, and as shown in the graph G1 shown in Fig. 10A , a constant current I R211 flows through the rectifier circuit regardless of the magnitude of the voltage.
  • the current I R211 flowing through the resistor R212 when the rectified voltage Vcc, which is a voltage applied to the input terminal of the constant current generator 21a, is less than the set voltage V1.
  • the current flowing through the transistor TR213 becomes I12, and the currents are distributed to each other by the transistor TR213 and the resistor R212 until they reach the first voltage V1.
  • the current also flows through the transistors TR211 and TR212, but the current flowing through the transistors TR211 and TR212 is ignored because it is very small compared to the current flowing through the resistor R212.
  • the output current Iout1 output from the constant current unit 210 is equal to the current flowing through the resistor R212.
  • the voltage-current characteristic output from one of the first and second constant current units 210 and 220 in FIG. 9A is the same as that of the graph G11, and the remaining constant current unit 210 is represented.
  • the voltage-current characteristic output from 220 is as shown in graph G12.
  • the rectified voltage Vcc reaches the set voltage V11 (that is, the point where the currents I21 and I22 output from the first and second constant current units 210 and 220 meet each other).
  • the current I21 flows only in the first or second constant current unit 210 or 220 that operates first, so that only the voltage of the corresponding constant current unit 210 or 220 that operates first increases and corresponds to the magnitude of the increasing voltage.
  • the current I21 is output as the output current Iout2.
  • the current flows to the remaining constant current unit 220 or 210 at the voltage V11 or higher, and from this time, the current I22 corresponding to the magnitude of the increasing voltage is increased by increasing the voltage only in the remaining constant current unit 220 or 210. Is output as the output current Iout2.
  • the current Iout2 output from the constant current unit 200 has a value that increases step by step according to the magnitude of the rectified voltage Vcc.
  • the light emitting diode unit 300 is operated when the magnitude of the rectified voltage Vcc output from the rectifying unit 10 becomes equal to or greater than the forward threshold voltage to maintain a lighting state.
  • one of the constant current units 210 or 220 is operated by the operation of the resistors R212 and R222 of the plurality of constant current units 210 and 220. Operation is switched to another constant current unit 220 or 210 before it is broken due to an increase in voltage, thereby outputting a current of a predetermined magnitude, which is possible as a voltage divider for distributing voltages to each other.
  • the constant current units 210 and 220 are prevented from being damaged due to an increase in the rectified voltage Vcc, thereby increasing the stability and the lifespan of the constant current unit 200.
  • the constant current unit 200 can also be applied to the constant current unit 20 shown in FIGS. 5 and 7.

Landscapes

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  • Led Devices (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 제1 및 제2 저항에 의해 각각 감지된 제1 및 제2 발광 다이오드부를 에 흐르는 전류에 따라 제2 및 제1 발광 다이오드부의 점등을 제어하는 제1 및 제2 발광 다이오드 보조 구동부를 포함한다. 제1 다이오드 보조 구동부는 정류부에 입력 단자가 연결되고 출력 단자와 제어 단자가 서로 연결된 제1 트랜지스터, 제1 트랜지스터의 출력 단자에 입력 단자가 연결되고 제1 저항의 타측 단자와 제2 발광 다이오드부 사이에 출력 단자가 연결된 제2 트랜지스터, 그리고 제1 발광 다이오드부의 입력 단자에 입력 단자가 연결되고 상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 제어 단자가 연결된 제2 트랜지스터의 제어 단자와 제1 저항의 일측 단자에 출력 단자가 연결되는 제3 트랜지스터를 포함하고, 제2 발광 다이오드 보조 구동부는 제1 발광 다이오드부의 출력 단자에 입력 단자가 연결되고 출력 단자와 제어 단자가 서로 연결되는 제1 트랜지스터, 제1 트랜지스터의 출력 단자에 입력 단자가 연결되고 출력 단자는 접지된 제2 트랜지스터, 그리고 제1 발광 다이오드부의 출력 단자에 입력 단자가 연결되고 제1 트랜지스터의 출력 단자에 제어 단자가 연결되고 제2 트랜지스터의 제어 단자와 상기 제2 저항의 일측 단자에 출력 단자가 연결되는 제3 트랜지스터를 포함한다.

Description

발광 다이오드 구동 장치
본 발명은 발광 다이오드 구동 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(light emitting diode, LED)는 일반적인 다이오드 특성과 같이 순방향 전압이 인가될 때 인가되는 전압의 크기가 문턱 전압 이상이면 턴온되어 전류가 흘러 빛이 방출되는 특성을 가지고 있다.
교류 전원의 전압(이하, '전원 전압'이라 함)에 직접 구동되는 직결 형태의 발광 다이오드는 전파 정류기에 연결되어 있고, 이때, 한 개 이상의 발광 다이오드는 직렬 형태로 연결되거나, 직렬 형태와 병렬 형태의 연결 구조가 혼합된 직병렬 형태로 연결되어 있다.
이러한 발광 다이오드는 위에 기재된 것처럼, 턴온 전압 이상의 전압이 인가되면 발광 다이오드는 턴온되어 발광 다이오드를 통해 전류가 흐르지만, 턴온 전압 미만의 전압이 인가될 때는 턴오프되어 발광 다이오드에는 전류가 흐르지 않는다.
따라서, 전원 전압의 한 주기를 기준으로 할 때 발광 다이오드의 턴온 구간이 짧아 발광 다이오드의 발광량이 저하되고 전고조파 왜곡(total harmonic distortion) 현상이 발생한다.
직렬로 연결되어 있는 발광 다이오드의 개수가 증가하면 발광 다이오드를 턴온 시키기 위한 전압의 크기는 역시 증가하여, 발광 다이오드의 턴온 구간은 더욱 짧아지고, 이로 인해, 발광량 저하 현상과 전고조파 왜곡 현상은 더욱더 심하게 나타나며, 이로 인해 제조원가도 증가하게 된다.
반대로 직렬로 연결되는 발광 다이오드의 개수가 줄어 들면, 발광 다이오드를 구동하기 위한 전압의 크기는 감소하나 발광 다이오드에 과전류가 흘러서 발광 다이오드의 수명을 크게 단축시키는 문제가 발생하고, 교류 전원의 전압 변동에 따라 과전류 현상 역시 나타나는 문제점이 있다.
따라서 전원 전원의 전압 변동에 영향을 받지 않고, 발광량을 증가시키며, 전고조파 왜곡을 감소시키고, 과전류를 방지하고, 제조원가를 줄일 수 있는 발광 다이오드의 구동 장치의 개발이 필요하다.
도 1은 교류 전원(AC)에 정류 다이오드부(Dr), 전류 조절 저항(Rr) 및 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드를 구비한 발광 다이오드부(De)가 직렬로 연결된 발광 다이오드 구동 회로를 도시한다.
도 2는 도 1에서 인가한 교류 전원(AC)의 전압(이하, '전원 전압'이라 함)(VAC)과 교류 전원(AC)의 전류(IAC) 그리고 정류 다이오드부(Dr)에 의해 정류된 전압인 정류 전압(Vcc)과 발광 다이오드부(De)에 흐르는 정류 전류(Icc)의 파형을 도시한다.
도 1과 같이, 전원 전압(VAC)이 정류 다이오드부(Dr)를 통과하면 전파 정류되어 전파 정류된 정류 전압(Vcc)이 저항(Rr)을 거쳐서 발광 다이오드부(De)로 인가된다.
정류 전압(Vcc)의 크기가 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드를 구비한 발광 다이오드부(De)의 전체 순방향 문턱전압(즉, 각 발광 다이오드의 순방향 문턱 전압의 합)(Vth1) 이하이면, 도 2와 같이 일정시간(t1, t3) 동안 발광 다이오드부(De)는 턴오프되어 발광 다이오드부(De)로 전류(Icc)가 흐르지 않는다.
하지만, 정류 전압(Vcc)이 순방향 문턱전압(Vth1)보다 큰 경우(t2) 발광 다이오드부(De)가 턴온되어 발광 다이오드부(De)를 통해 전류(Icc)가 흐르기 시작하고, 흐르는 전류(Icc)의 크기는 정류 전압(Vcc)과 순방향 문턱전압(Vth1) 차이를 저항(Rr)으로 나눈 값에 해당하는 값이다. 따라서, 정류전압(Vcc)이 증가하면 발광 다이오드부(De)에 흐르는 전류가 최대허용전류보다 커지는 문제가 있다.
직렬로 연결되는 발광 다이오드의 개수에 비례하여 발광 다이오드부(De)의 턴온 동작에 필요한 전압의 크기, 즉 순방향 문턱전압(Vth1)의 크기가 증가하므로, 발광 다이오드부(De)의 턴온 구간이 짧아진다.
이로 인해, 전고조파 왜곡의 크기가 증가하고 발광 다이오드부(De)의 발광량도 저하된다.
발광 다이오드부(De)의 순방향 문턱 전압(Vth1)을 낮추거나 전원 전압(VAC)이 증가할 경우, 허용 전류 이상의 전류가 발광 다이오드부(De)에 흐를 수 있어 발광 다이오드부(De)의 수명이 단축되며 동작의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 발생한다.
전고조파 왜곡은 다양한 전기적인 잡음을 일으키는 원인으로서, 세계적으로 규제 대상이며, 발광 다이오드부(De)의 발광량이 저하되면 저하된 만큼 더 많은 발광 다이오드를 사용해야 하므로 발광 다이오드를 구비한 발광 장치의 제조 비용이 증가한다.
다음, 도 3은 전고조파 왜곡을 개선하는 발광 다이오드 구동 회로를 도시한다.
도 3을 참고로 하면, 전원(AC)에 전류 조절용 저항(R), 제1 발광 다이오드부(Da) 및 제2 발광 다이오드부(Db)가 직렬로 연결되어 있고, 제1 발광 다이오드부(Da)는 역병렬 형태로 연결되어 있는 두 개의 발광 다이오드(Da1, Da2)를 구비하고, 또한, 제2 발광 다이오드부(Db) 역시 역병렬 형태로 연결되어 있는 두 개의 발광 다이오드(Db1, Db2)를 구비한다.
도 3에 도시한 발광 다이오드 구동 회로는 전고조파 왜곡을 개선하기 위해 커패시터(C1)가 저항(R)과 제1 발광 다이오드부(Da)사이의 연결점(na)과 제1 발광 다이오드부(Da)와 제2 발광 다이오드부(Db)사이의 연결점(nb)에 연결되어 있고, 전원 전압(VAC)은 정류기 없이 저항(R)을 거처 바로 제1 및 제2 발광 다이오드부(Da, Db)에 연결되어 있다.
도 4는 도 3의 제1 및 제2 발광 다이오드부(Da, Db)에 인가한 전원 전압(VAC)과 전류(IAC), 저항(R)을 통과한 전압(VR), 제1 발광 다이오드부(Da)를 흐르는 전류(IDa) 및 제2 발광 다이오드부(Db)를 흐르는 전류(IDb)의 파형을 도시한다.
전압(VR)의 크기가 순방향 문턱전압(Vth2)보다 작을 때 제1 발광 다이오드부(Da)에는 전류가 흐르지 않고, 전체 순방향 문턱전압(Vth2) 이상일 때 전원 전압(VAC)의 양(+)의 반주기 동안 제1 발광 다이오드부(Da)의 순방향 발광 다이오드(Da2)에 전류(IDa2)가 흐르며, 전원 전압(VAC)의 음(-)의 반주기 동안 제1 발광 다이오드부(Da)의 역방향 발광 다이오드(Da1)에 전류(IDa1)가 흘러서 제1 발광 다이오드부 전류(IDa)가 된다.
순방향 문턱전압(Vth2)보다 작을 경우, 제2 발광 다이오드부(Db)에는 전원 전압(VAC)이 양(+)의 방향으로 상승할 때 커패시터(C1)를 통하여 충전 전류가 흐르며, 전원 전압(VAC)이 음(-)의 방향으로 상승할 때에도 커패시터(C1)를 통하여 방전 전류가 흐른다.
순방향 문턱전압(Vth2) 이상일 때, 전원 전압(VAC)의 양(+)의 반주기 동안 제1 발광 다이오드부(Da)의 순방향 발광 다이오드(Da2)를 통하여 제2 발광 다이오드부(Db)의 순방향 발광 다이오드(Db2)에 전류(IDb2)가 흐르며, 전원 전압(VAC)의 음(-)의 반주기동안 제1 발광 다이오드부(Da)의 역방향 발광 다이오드(Da1)를 통하여 제2 발광 다이오드부(Db)의 역방향 발광 다이오드(Db1)에 전류(IDb1)가 흘러서 제2 발광 다이오드부 전류(IDb)가 된다.
하지만, 전원 전압(VAC)이이 하강할 때는 커패시터(C1)를 통하여 전류가 흐르지 않으며 순방향 문턱전압(Vth2)보다 작을 때에서는 제1 발광 다이오드부(Da)와 같이 제2 발광 다이오드부(Db)에도 전류가 흐르지 않는다.
전원 전압(VAC)이 상승할 때는 제2 발광 다이오드부(Db)를 통하여 커패시터(C1)에 충방전 전류를 발생하여 전원 전압(VAC)에서 흐르는 전류(IAC)의 전고조파 왜곡을 어느 정도 개선시킬 수 있다. 하지만, 커패시터(C1)는 수명이 짧고 고전압을 견뎌야 하므로, 커패시터(C1)의 가격 상승 문제와 커패시터(C1)의 크기로 인한 제품의 소형화가 어렵다.
또한, 사용된 발광 다이오드의 절반인 제2 발광 다이오드부(Db)에서만 전고조파 왜곡을 줄이기 위한 커패시터(C1)의 충방전 전류가 흐르게 되어 제2 발광 다이오드부(Db)에 흐르는 전류가 제1 발광 다이오드부(Da)에 흐르는 전류보다 증가하여, 제1 발광 다이오드부(Da)에 전류를 최대로 공급할 경우 제2 발광 다이오드부(Db)에는 과전류가 흐르게 된다. 이로 인해, 발광 다이오드 구동 회로에 제1 및 제2 발광 다이오드부(Da, Db)를 구동하기 위한 충분한 크기의 전류를 공급할 수 없는 문제점이 있다.
따라서 발광 다이오드의 최대허용전류를 제1 발광 다이오드부(Da)와 제2 발광 다이오드부(Db)에 흐르게 할 수 없어서 발광량이 떨어지는 문제점이 있다.
또한 전원 전압(VAC)이 전압 변동에 의해서 증가하게 되면 제1 및 제2 발광 다이오드부(Da, Db)에 흐르는 전류의 크기가 최대허용전류의 크기보다 커지는 문제점이 있어서 전원 전압(VAC)의 전압 변동을 고려하면 발광 다이오드에 흐르는 전류는 최대 허용 전류까지 도달하지 못하여 발광량이 떨어지는 문제점을 갖고 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 순방향 문턱 전압 이하에서도 발광 다이오드를 구동시켜 전고조파 왜곡을 줄이고 발광량을 개선하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 직렬로 연결되어 있고 적어도 하나의 발광 다이오드를 구비한 제1 발광 다이오드부와 상기 제1 발광 다이오드부에 연결되어 있고 적어도 하나의 발광 다이오드를 구비한 제2 발광 다이오드부를 구동하는 발광 다이오드 구동 장치로서, 상기 제1 발광 다이오드부에 연결되어 있는 교류 전원을 정류하는 정류부, 상기 정류부와 제1 발광 다이오드부 사이에 연결되어 있고, 상기 정류부에서 출력되는 정류 전압에 무관하고 설정 크기의 전류를 출력하는 정전류부, 상기 제1 발광 다이오드부와 상기 제2 발광 다이오드부 사이에 연결되어 있고, 상기 제1 발광 다이오드부를 통해 흐르는 전류를 감지하는 제1 저항, 상기 제1 발광 다이오드부와 상기 제1 저항 사이에 연결되어 역전류를 방지하는 역전류 방지부, 상기 제2 발광 다이오드부와 접지 사이에 연결되어 있고, 상기 제2 발광 다이오드부를 통해 흐르는 전류를 감지하는 제2 저항, 상기 제1 저항과 연결되어 있고, 상기 제1 저항에서 감지된 전류에 따라 상기 제2 발광 다이오드부의 점등 상태를 제어하는 제1 발광 다이오드 보조 구동부, 그리고 상기 제2 저항과 연결되어 있고, 상기 제2 저항에서 감지된 전류에 따라 상기 제1 발광 다이오드부의 점등 상태를 제어하는 제2 발광 다이오드 보조 구동부를 포함한다.
이때, 상기 제1 발광 다이오드 보조 구동부는 제1 발광 다이오드부의 입력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 출력 단자와 제어 단자가 서로 연결되어 있는 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 상기 제1 저항의 타측 단자와 상기 제2 발광 다이오드부 사이에 출력 단자가 연결되어 있는 제2 트랜지스터, 그리고 상기 제1 발광 다이오드부의 입력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 제어 단자가 연결되어 있고 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자와 상기 제1 저항의 일측 단자에 출력 단자가 연결되어 있는 제3 트랜지스터를 포함하고, 상기 제2 발광 다이오드 보조 구동부는 제1 발광 다이오드부의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 출력 단자와 제어 단자가 서로 연결되어 있는 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 출력 단자는 접지되어 있는 제2 트랜지스터, 그리고 상기 제1 발광 다이오드부의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 제어 단자가 연결되어 있고 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자와 상기 제2 저항의 일측 단자에 출력 단자가 연결되어 있는 제3 트랜지스터를 포함한다.
상기 특징에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 상기 정전류부와 접지 사이에 각각 상기 제1 및 제2 발광 다이오드부, 상기 제1 및 제2 저항, 상기 제1 및 제2 발광 다이오드 보조 구동부 및 상기 역전류 방지부로 이루어진 복수의 발광 다이오드 구동 유닛이 직렬로 연결될 수 있다.
상기 정전류부는 상기 정류부에 직렬로 연결되어 있고, 서로 동일한 구조를 갖고 있는 복수의 정전류 유닛을 구비할 수 있고, 상기 복수의 정전류 유닛 각각은 설정 크기의 전류를 출력하는 정전류기와 상기 정전류기와 연결되어 있고 상기 정류부에서 출력되는 상기 정류 전압에 비례하는 크기의 전류를 출력하는 저항을 포함할 수 있다.
상기 정전류기는 상기 정류부의 출력 단자 및 상기 저항의 일측 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 출력 단자와 제어 단자가 서로 연결되어 있는 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 출력 단자는 외부와 연결되어 있는 제2 트랜지스터, 상기 정류부의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고, 상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 제어 단자가 연결되어 있으며 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자와 상기 저항의 타측 단자에 출력 단자가 연결되어 있는 제3 트랜지스터, 그리고 상기 제3 트랜지스터의 출력 단자에 일측 단자가 연결되어 있고 상기 정전류기의 출력단자 에 타측 단자가 연결되어 있는 저항을 포함하고, 상기 정전류기와 연결되어 있는 상기 저항은 상기 제1 및 제2 트랜지스터의 입력 단자에 연결된 일측 단자와 상기 제3 트랜지스터의 출력 단자에 연결된 타측 단자를 구비하는 것이 좋다.
본 발명의 다른 특징에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 적어도 하나의 발광 다이오드를 구동하는 발광 다이오드 구동 장치로서, 정류 전압을 출력하는 정류부, 그리고 상기 정류부와 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 사이에 연결되어 있는 정전류부를 포함하고, 상기 정전류부는,상기 정류부에 직렬로 연결되어 있고, 서로 동일한 구조를 갖고 있는 복수의 정전류 유닛을 구비하고, 상기 복수의 정전류 유닛 각각은 상기 정류 전압을 인가받아 일정한 크기의 전류를 출력하는 정전류기와 상기 정전류기와 연결되어 인가되는 상기 정류 전압에 비례하는 크기의 전류를 출력하는 저항을 포함하며,상기 정류 전압이 설정 전압에 도달할 때까지 상기 정전류기와 상기 저항을 통해 전류는 분배되어 흐르고, 상기 정류 전압이 상기 설정 전압 이상이 되면 상기 전류는 상기 저항을 통해서만 흐른다..
상기 정전류기는, 상기 정류부의 출력 단자 및 상기 저항의 일측 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 출력 단자와 제어 단자가 서로 연결되어 있는 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 출력 단자는 외부와 연결되어 있는 제2 트랜지스터, 상기 정류부의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 제어 단자가 연결되어 있으며 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자와 상기 저항의 타측 단자에 출력 단자가 연결되어 있는 제3 트랜지스터, 그리고 상기 제3 트랜지스터의 출력 단자에 일측 단자가 연결되어 있고 상기 정전류기의 출력단자에 타측 단자가 연결되어 있는 저항을 포함하고, 상기 정전류기와 연결되어 있는 상기 저항은 상기 제1 및 제2 트랜지스터의 입력 단자에 연결된 일측 단자와 상기 제3 트랜지스터의 출력 단자에 연결된 타측 단자를 구비할 수 있다.
상기 제1 트랜지스터는 접합 전계 효과 트랜지스터이고, 상기 제2 및 제3 트랜지스터는 npn 바이폴라 트랜지스터일 수 있다.
이러한 특징에 따르면, 교류 전원이 인가되면 발광 다이오드에 흐르는 전류를 감지하여 문턱 전압 이하에서도 모든 발광 다이오드에 전류가 흐르도록 하는 전류 스위치를 구현한다. 이로 인해, 발광 다이오드의 구동 시간이 증가하여 전고조파 왜곡이 줄어들고 발광량이 향상된다.
또한, 발광량이 높고 전압변동에 따른 과전류를 방지하여 조명장치의 신뢰성이 매우 높으며 전고조파 왜곡이 개선된 효과가 있다.
추가로 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드 구동 유닛에 의해 과전압 방지효율이 더욱더 향상된다.
추가로, 정전류부는 복수의 정전류 유닛을 구비하여, 전압과 전력을 분배하므로, 정전류부의 동작이 안정적이고 정전류부의 수명이 연장된다.
도 1은 종래의 교류용 발광 다이오드 구동 회로의 한 예에 대한 회로도이다.
도 2는 도 1에서의 교류 전압, 교류 전류, 정류 전압 및 정류 전류에 대한 파형도를 도시한 도면이다.
도 3은 종래의 교류용 발광 다이오드 구동 회로의 다른 예에 대한 회로도이다.
도 4는 도 3에서의 교류 전압, 교류 전류, 정류 전압, 정류 전류에 대한 파형도를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도이다.
도 6은 도 5에서의 교류 전압, 교류 전류, 정류 전압, 정류 전류에 대한 파형도를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 다른 예에 대한 회로도이다.
도 8은 도 7에서의 교류 전압, 교류 전류, 정류 전압, 정류 전류에 대한 파형도를 도시한 도면이다.
도 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도이다.
도 10은 도 9의 발광 다이오드 구동부의 정전류 유닛에 대한 동작 파형도로서, (a)는 정전류기와 저항에서 출력되는 전류의 파형도이고, (b)는 정전류 유닛에서 출력되는 출력 전류의 파형도이다.
도 11은 도 9의 발광 다이오드 구동부의 정전류부에 대한 동작 파형도로서, (a)는 제1 및 제2 정전류 유닛에서 출력되는 전류의 파형도이고, (b)는 정전류부에서 출력되는 출력 전류의 파형도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치에 대하여 설명한다.
먼저, 도 5을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 5를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 교류 전원(AC)에 연결되어 있는 정류부(10), 정류부(10)에 연결되어 있는 정전류부(20), 정전류부(20)에 연결되어 있는 제1 발광 다이오드부(30), 제1 발광 다이오드부(30)에 연결되어있는 역전류 방지부(40), 역전류 방지부(40)에 연결되어 있는 저항(제1 저항)(R61), 저항(R61)에 연결되어 있는 제2 발광 다이오드부(50), 제2 발광 다이오드부(50)와 접지 사이에 연결되어 있는 저항(제2 저항)(R71), 정전류부(20)의 출력 단자와 저항(R61) 양단에 연결되어 있는 제1 발광 다이오드 보조 구동부(이하, '제1 LED 보조 구동부'라 함)(60), 그리고 제1 발광 다이오드부(30)의 출력 단자와 제2 발광 다이오드부(50)의 출력 단자에 연결되어 있는 제2 발광 다이오드 보조 구동부(이하, '제2 LED 보조 구동부'라 함)(70)를 구비한다.
교류 전원(AC)는 가정이나 사무실에 공급되는 교류 전원이다.
정류부(10)는 직렬로 연결되어 접지되어 있는 다이오드(D11, D12)로 이루어진 하나의 다이오드열과 역시 직렬로 연결되어 접지되어 있는 다이오드(D13, D14)로 이루어진 다른 다이오드열을 구비하고, 이들 두 다이오드열은 병렬로 연결되어 있다.
이러한 정류부(10)의 동작에 교류 전원(AC)은 전파 정류되고, 이로 인해 정류부(10)는 전파 정류된 전압인 정류 전압(Vcc)을 출력한다.
정전류부(20)는 정류부(10)에 드레인 단자(또는 입력 단자)가 연결되어 있고 게이트 단자(또는 제어 단자)와 출력 단자인 소스 단자가 서로 연결되어 있는 트랜지스터(TR21)를 이루어져 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고 다른 구조를 갖는 정전류부가 사용될 수 있다.
본 예에서, 트랜지스터(TR21)는 접합 전계 효과 트랜지스터(JFET, junction field effect transistor)로 이루어진다.
이러한 정전류부(20)는 정류 전압(Vcc)이 설정 전압 이상으로 상승하더라도 설정 전류를 초과하지 않고 정해진 크기의 일정 전류, 즉 설정 전류를 출력하여, 정류 전압(Vcc)의 변화에 관계없이 설정 전류를 공급한다. 이로 인해, 전원의 한 주기에서의 발광 기간을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)에 허용된 최대 전류까지 전류의 공급도 이루어진다.
따라서, 전원 전압(VAC)의 전압 변화에 따른 과전류가 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)로 인가되지 않으므로 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)를 구비한 조명 장치의 수명이 증가되며 발광량이 향상된다.
제1 발광 다이오드부(30)는 정전류부(20)의 출력 단자와 역전류 방지부(40)사이에 순방향으로 직렬 연결되어 있는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED31-LED3n)를 구비하고, 제2 발광 다이오드부(50)는 저항(R61)과 저항(R71) 사이에 순방향으로 직렬 연결되어 있는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED51-LED5n)를 구비한다.
각 발광 다이오드(LED31-LED3n, LED51-LED5n)는 자신의 문턱 전압 이상의 전압이 인가될 때 도통되어 발광하게 된다
역전류 방지부(40)는 제1 발광 다이오드부(30)와 저항(R61) 사이에 순방향으로 연결되어 있는 다이오드(D41)를 구비한다.
다이오드(D41)는 제1 발광 다이오드부(30)와 제2 발광 다이오드부(50)를 전기적으로 분리하며, 저항(R61)에서 제1 발광 다이오드부(30) 쪽으로 역전류가 흐르는 것을 방지한다.
저항(R61)은 다이오드(D41)의 캐소드 단자와 제1 LED 보조 구동부(60)에 일측 단자가 연결되어 있고 제2 발광 다이오드부(50)의 입력단자에 타측 단자가 연결되어 있고, 저항(R71)은 제2 LED 보조 구동부(70)에 일측 단자가 연결되어 있고 타측 단자는 접지되어 있다.
이러한 저항(R61, R71)은 제1 및 2 발광 다이오드부(30, 50)에 흐르는 전류를 이용하여 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50) 각각에 인가되는 전압의 크기를 판정한 후, 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)의 동작 상태를 제어한다. 따라서, 저항(R61, R71)은 각각 전류 감지용 저항으로 기능하다.
즉, 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)에 순방향 문턱 전압(Vth3) 이상의 전압이 인가되어 저항(R61, R71)에 정해진 일정 전류가 흐르게 되면, 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)의 동작이 차단된다.
반대로, 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)에 순방향 문턱 전압(Vth3) 미만의 전압이 인가되어 저항(R61, R71)에 일정 전류가 흐르지 않게 되면, 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)로 인가되는 전압에 의해 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)는 동작된다.
본 예에서, 순방향 문턱 전압(Vth3)은 직렬로 연결된 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)에 구비된 각 발광 다이오드(LED31-LED3n, LED51-LED5n)의 문턱 전압을 모두 합한 전압을 말한다.
따라서, 저항(R61, R71)과 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)의 동작에 의해, 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)는 정류부(10)에서 출력되는 정류 전압(Vcc)의 크기가 순방향 문턱 전압(Vth3) 이상일 때뿐만 아니라 순방향 문턱 전압(Vth3) 미만에서도 동작하여 발광된다.
예를 들어, 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)에 구비된 발광 다이오드(LED31-LED3n, LED51-LED5n)의 개수가 서로 동일할 경우, 순방향 문턱전압(Vth3) 미만과 순방향 문턱전압의 1/2 크기(Vth3/2) 이상의 구간에서도 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50) 각각은 동작하여 점등된다.
이로 인해, 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)의 발광 시간이 증가하여 발광량과 전고조파 왜곡이 개선되며 역률(power factor) 또한 향상된다.
제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)는 이들을 구성하는 구성 요소와 이들 구성요소간의 연결관계는 서로 동일하다.
이때, 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)는 각각 입력 단자(a1, a2), 제어 단자(b1, b2) 및 출력 단자(c1, c2)를 구비하고 있다.
제1 LED 보조 구동부(60)는 제1 발광 다이오드부(30)의 입력 단자, 즉, 정전류부(20)와 제1 발광 다이오드부(30) 사이에 드레인 단자가 연결되어 있고 소스 단자와 게이트 단자가 서로 연결되어 있는 제1 트랜지스터(TR61), 제1 트랜지스터(TR61)의 소스 단자에 컬렉터 단자(또는 입력 단자)가 연결되어 있고 에미터 단자(또는 출력단자)는 저항(R61)의 타측 단자와 연결되어 있는 제2 트랜지스터(TR62), 그리고 정전류부(20)의 출력 단자에 컬렉터 단자가 연결되어 있고 제1 트랜지스터(TR61)의 소스 단자에 베이스 단자(또는 제어 단자)가 연결되어 있고 제2 트랜지스터(TR6)의 베이스 단자와 저항(R61)의 일측 단자에 에미터 단자가 연결되어 있는 제3 트랜지스터(TR63)를 구비한다.
이때, 서로 연결되어 있는 트랜지스터(TR61)의 드레인 단자와 트랜지스터(TR63)의 컬렉터 단자는 제1 LED 보조 구동부(60)의 입력 단자(a1)를 각각 이루고, 제1 저항(R61)의 일측 단자에 공통으로 연결되어 있는 트랜지스터(TR62)의 베이스 단자와 트랜지스터(TR63)의 에미터 단자는 제1 LED 보조 구동부(60)의 제어 단자(c1)를 이루며, 제1 저항(R61)의 타측 단자에 연결되어 있는 트랜지스터(TR62)의 에미터 단자는 제1 LED 보조 구동부(60)의 출력 단자(b1)를 이룬다.
제1 트랜지스터(TR61)는 접합 전계 효과 트랜지스터(JFET)이고 제2 및 제3 트랜지스터(TR62, TR63)는 npn 바이폴라 트랜지스터(bipolar transistor)로 이루어져 있다.
이미 설명한 것처럼, 제2 LED 보조 구동부(70)의 구조는 제1 LED 보조 구동부(60)의 구조와 동일하므로, 접합 전계 효과 트랜지스터인 제1 트랜지스터(TR71)와 npn 바이폴라 트랜지스터인 제2 및 제3 트랜지스터(TR72, TR73)를 구비하고 있다.
하지만, 제1 LED 보조 구동부(60)와 달리, 제1 트랜지스터(TR71)의 드레인 단자와 제3 트랜지스터(TR73)의 컬렉터 단자는 제1 발광 다이오드부(30)의 출력 단자, 즉 제1 발광 다이오드부(30)와 다이오드(D41) 사이에 연결되어 있고, 제2 트랜지스터(TR72)의 베이스 단자와 제3 트랜지스터(TR73)의 에미터 단자는 제2 발광 다이오드부(50)의 출력 단자, 즉 저항(R71)의 일측 단자 사이에 연결되어 있다.
또한, 제2 트랜지스터(TR72)의 에미터 단자는 접지되어 있다.
이때, 서로 연결되어 있는 트랜지스터(TR71)의 드레인 단자와 트랜지스터(TR73)의 컬렉터 단자는 제2 LED 보조 구동부(70)의 입력 단자(a2)를 각각 이루고, 제2 저항(R71)의 일측 단자에 공통으로 연결되어 있는 트랜지스터(TR72)의 베이스 단자와 트랜지스터(TR73)의 에미터 단자는 제2 LED 보조 구동부(60)의 제어 단자(c2)를 이루며, 제2 저항(R71)의 타측 단자, 즉 접지에 연결되어 있는 트랜지스터(TR72)의 에미터 단자는 제2 LED 보조 구동부(70)의 출력 단자(b2)를 이룬다.
각 저항(R61, R71)에 의해 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)에 흐르는 전류는 해당 지점(A, B)에서 감지되고, 감지된 전류의 크기에 따라 트랜지스터(TR62, TR72)의 동작이 제어되어 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)가 동작되거나 동작되지 않는다.
이때, 각 LED 보조 구동부(60, 70)와 이에 연결된 각 저항(R61, R71)은 일정한 크기의 전류를 출력하는 정전류 회로로 기능하며, 각 저항(R61, R71)의 값을 조정하여 제2 트랜지스터(TR62, TR72)의 동작을 제어하는 전류의 크기가 제어 가능하다.
따라서, 정류부(10)의 정류 전압(Vcc)의 크기가 순방향 문턱 전압(Vth3) 이상의 전압일 경우, 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)의 제2 트랜지스터(TR62, TR72)가 턴온되고, 정류부(10)의 정류 전압(Vcc)의 크기가 순방향 문턱 전압(Vth3)의 반 이상이고 순방향 문턱 전압(Vth3) 미만일 경우, 제3 트랜지스터(TR63, TR73)와 저항(R61, R71)을 통해 전류가 흐르게 된다.
따라서, 정류 전압(Vcc)이 순방향 문턱 전압(Vth3)의 반(Vth3/2) 이상이고 순방향 문턱 전압(Vth3) 미만일 때, 제1 LED 보조 구동부(60)-저항(R61)-제2 발광 다이오드부(50)-저항(R71)을 통해 전류가 흐르게 되어 제2 발광 다이오드부(50)가 점등되고, 제1 발광 다이오드부(30)-제2 LED 보조 구동부(70)-저항(R71)을 통해 전류가 흘러 제1 발광 다이오드부(30)가 점등된다.
이때, 제2 및 제3 정전류부(60, 70) 각각을 통해 흐르는 전류의 크기는 정전류부(20)를 거처 출력되는 전류(I1)의 크기의 1/2인 I1/2가 된다.
이러한 구조를 갖는 발광 다이오드 구동 장치의 동작을 상세히 설명한다.
먼저, 도 6의 (a)에 도시한 것과 같은 교류 전원의 전압(VAC)이 정류부(10)에 인가되면, 정류부(10)는 교류 신호를 전파 정류하여 직류 신호로 변환하므로, 정류부(10)는 도 6의 (b)와 같은 정류 전압(Vcc)을 출력한다.
이러한 정류 전압(Vcc)은 정전류부(20)로 인가되고, 정전류부(20)를 통과해 해당하는 크기의 전류(I1)를 출력한다. 이때, 정전류부(10)의 동작에 의해, 정전류부(20)에서 출력되는 전류(I1)의 크기는 설정 크기를 넘어서지 않는다. 따라서, 정류 전압(Vcc)의 전압 변동으로 인한 과전류가 발생하지 않아, 발광 다이오드 구동 장치의 수명이 증가하고, 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)가 허용하는 최대 전류까지 전류의 공급이 가능하므로, 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)의 발광량이 향상된다.
다음, 정류 전압(Vcc)의 크기가 증가하여 정류 전압(Vcc)의 크기가 설정 전압, 즉, 각 발광 다이오드부(30, 50)의 점등 동작에 필요한 전압에 도달하면, 각 발광 다이오드부(30, 50)에 존재하는 모든 발광 다이오드(LED31-LED3n, LED51-LED5n)를 발광하는데 필요한 전압이 공급된 상태가 된다. 본 예에서, 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50) 각각에 존재하는 발광 다이오드(LED31-LED3n, LED51-LED5n)의 개수는 모두 동일하고 동작 특성 동일한 상태이므로, 각 발광 다이오드부(30, 50)의 구동 전압은 순방향 문턱 전압의 1/2에 해당하는 전압(Vth3/2)이 된다.
이 상태[즉, 정류 전압(Vcc)이 설정 전압(Vth3/2)에 도달된 상태]일 때, 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)의 제1 트랜지스터(TR61, TR71)의 소스 단자의 전압인 소스 전압에 의해 제3 트랜지스터(TR63, TR73)는 각각 턴온 상태가 된다.
이로 인해, 정전류부(20)에서 출력되는 전류(I1)의 반(I1/2)은 턴온된 제1 LED 보조 구동부(60)의 제3 트랜지스터(TR63)를 통해 저항(R61)을 거쳐 제2 발광 다이오드부(50)와 저항(R71)을 통해 흐르게 된다. 따라서, 제2 발광 다이오드부(50)는 발광된다.
또한, 정전류부(20)에서 출력되는 전류(I1)의 나머지 반(I1/2) 역시 제1 발광 다이오드부(30)를 거쳐 제2 LED 보조 구동부(70)의 제3 트랜지스터(TR73)와 저항(R71)을 통해 흘러, 제1 발광 다이오드부(30) 역시 발광 상태가 된다.
이와 같이, 정류 전압(Vcc)의 크기가 순방향 문턱 전압(Vth3)에 도달하지 않아도 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)는 각 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)의 동작에 의해 병렬 구동되어 발광 상태가 된다.
이러한 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)의 동작에 의해, 제2 및 제1 발광 다이오드부(50, 30)가 동작하여 저항(R61, R71)로 전류가 흐르기 시작하면, 각 접점(A, B)에서 저항(R61, R71)을 통해 흐르는 전류의 크기에 따라 해당하는 크기의 전압이 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)의 제2 트랜지스터(TR62, TR72)의 베이스 단자에 인가된다.
도 6의 (b)에 도시한 정류 전압(Vcc)이 증가하여 순방향 문턱 전압(Vth3)에 도달하면, 정류부(10)에 직렬로 연결된 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)의 모든 발광 다이오드(LED31-LED3n, LED51-LED5n)를 직렬 구동시킬 수 있는 상태가 된다.
따라서 정전류부(20)에서 출력되는 전류(I1)는 제1 발광 다이오드부(30)-다이오드(D41)-저항(R61)-제2 발광 다이오드부(50)-저항(R71)을 차례로 거쳐 접지로 흐르게 된다.
이러한 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)의 직렬 구동에 의해 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)를 흐르는 전류의 크기는 'I1'으로 증가하게 된다.
따라서, 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)의 직렬 구동으로 접점(A)의 흐르는 전류의 크기가 설정 크기(예, I1) 이상이면, 이 전류의 크기(I1)에 대응하는 증가된 전압이 제1 LED 보조 구동부(60)의 제2 트랜지스터(TR62)의 베이스 단자로 인가되어 제2 트랜지스터(TR62)는 턴오프에서 턴온 상태로 변하게 된다.
정류 전압(Vcc)이 순방향 문턱 전압(Vth2) 이상으로 증가하여, 접점(A)의 전류가 설정 전류 이상이 되어, 제1 LED 보조 구동부(60)의 제2 트랜지스터(TR62)가 턴온되면, 정전류부(20)에서 출력되는 전류(I1)의 일부는 제1 및 제2 트랜지스터(TR61, TR62)를 통해 제2 발광 다이오드부(50)와 저항(R71)을 거쳐 접지로 흐르게 된다. 이로 인해, 턴온 상태를 유지하던 제3 트랜지스터(TR63)는 턴오프 상태로 바뀌게 된다.
제1 LED 보조 구동부(60)와 동일하게, 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)의 직렬 구동으로 접점(B)의 흐르는 전류의 크기가 설정 크기(I1) 이상이면, 이 전류의 크기(I1)에 대응하는 증가된 전압이 제2 LED 보조 구동부(70)의 제2 트랜지스터(TR72)의 베이스 단자로 인가되어 제2 트랜지스터(TR72)는 턴오프에서 턴온 상태로 변하게 된다.
따라서, 제2 LED 보조 구동부(70)의 제2 트랜지스터(TR72)가 턴온되면, 제1 및 제2 트랜지스터(TR71, TR72)를 통해 전류(I1)의 일부가 접지로 흐르게 되어, 제3 트랜지스터(TR73)는 턴오프 상태로 바뀌게 된다.
이처럼, 정류 전압(Vcc)이 순방향 문턱 전압(Vth3) 이상일 경우, 접점(A, B)각각에 흐르는 전류의 크기가 설정 크기 이상으로 증가하여 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)의 제2 트랜지스터(TR62, TR72)를 턴온시키고 제3 트랜지스터(TR63, TR73)를 턴오프시킴으로, 제 1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)는 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)를 통해 병렬 방식으로 점등되는 대신 순방향 문턱 전압(Vth3)에 의해 직렬 방식으로 점등되어 구동 방식이 변하게 된다.
이러한 동작에 의해, 전원 전압(VAC)의 한 주기 동안 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)의 동작 구간은 정류 전압(Vcc)이 순방향 문턱 전압의 반(Vth3/2)이상을 유지하는 구간이므로, 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)의 점등 시간이 증가하여 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)의 발광량이 증가한다.
다음, 도 7을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 다른 예에 대하여 설명한다.
도 5와 비교할 때, 동일한 기능을 수행하는 부분에 대해서는 같은 부호를 부여하고, 그에 대한 자세한 설명도 생략한다.
도 5의 경우, 정전류부(20)와 접지 사이에 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50), 역전류 방지부(40) 및 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)로 이루어진 발광 다이오드 구동 유닛이 한 개 존재하는 반면, 도 7은 정전류부(20)와 접지 사이에 서로 직렬로 연결되어 있는 발광 다이오드 구동 유닛이 복 수개 존재한다.
도 7에서, 복수의 발광 다이오드 구동 유닛에 존재하는 발광 다이오드의 총 개수는 도 5와 같이 하나의 발광 다이오드 구동 유닛을 구비할 때 하나의 발광 다이오드 구동 유닛에 존재하는 발광 다이오드의 총 개수와 동일하고, 이로 인해, 순방향 문턱 전압(Vth3)의 크기는 도 5와 동일하다.
도 7과 같이, 두 개의 발광 다이오드 구동 유닛을 구비할 경우, 네 개의 발광 다이오드부(30, 40) 각각에 존재하는 발광 다이오드의 개수는 도 5의 각 발광 다이오드부(30, 40)에 존재하는 발광 다이오드의 개수의 반 일 수 있다.
또한, 동일한 발광 다이오드 구동 유닛에 존재하는 전류 감지용 저항(R61, R71)은 서로 동일한 저항값을 가질 수 있고, 서로 다른 발광 다이오드 구동 유닛에 존재하는 전류 감지용 저항(R61, R71)은 서로 다른 저항값을 가질 수 있다.
이와 같이, 복수의 발광 다이오드 구동 유닛이 복수 개 직렬로 연결될 때의 동작을 살펴본다.
한 예로, 도 7과 같이 두 개의 발광 다이오드 구동 유닛이 직렬로 연결될 때의 동작을 도 8을 참고로 하여 설명한다.
도 7에서, 정전류부(20)와 연결되어 있고 발광 다이오드 구동 장치의 상단에 위치하고 있는 발광 다이오드 구동 유닛을 제1 발광 다이오드 구동 유닛으로 칭하고, 제1 발광 다이오드 구동 유닛에 직렬로 연결되어 있고, 발광 다이오드 구동 장치의 하단에 위치하고 있는 발광 다이오드 구동 유닛을 제2 발광 다이오드 구동 유닛이라 칭한다.
먼저, 도 5와 같이, 도 7에 도시한 발광 다이오드 구동 장치는 정류부(10)에서 출력되는 정류 전압(Vcc)의 크기가 순방향 문턱전압(Vth3) 이상일 때뿐만 아니라 순방향 문턱전압(Vth3) 미만과 순방향 문턱전압의 1/2 크기(Vth3/2) 이상의 구간에서도 네 개의 발광 다이오드부(30, 50) 각각이 동작하여 점등된다.
이때, 각 발광 다이오드 구동 유닛의 동작 상태는 정류 전압(Vcc)의 크기에 따라 달라진다.
즉, 정류 전압(Vcc)의 크기가 순방향 문턱전압(Vth3)의 1/2 크기(Vth3/2) 이상이고 3/4 크기(3Vth3/4) 미만일 때, 제1 및 제2 발광 다이오드 구동 유닛에 존재하는 두 개의 제2 발광 다이오드부(50)의 점등을 위해 정류 전류(Icc)는 정전류부(20)를 거쳐 제1 발광 다이오드 구동 유닛의 제1 LED 보조 구동부(60)-제1 발광 다이오드 구동 유닛의 제2 발광 다이오드부(50)-제1 발광 다이오드 구동 유닛의 저항(R71)-제2 발광 다이오드 구동 유닛의 제1 LED 보조 구동부(60)-제2 발광 다이오드 구동 유닛의 제2 발광 다이오드부(50)-제2 발광 다이오드 구동 유닛의 저항(R71)을 통해 흐른다.
이와 유사하게, 정류 전압(Vcc)의 크기가 정류 전압(Vcc)의 크기가 순방향 문턱전압(Vth3)의 1/2 크기(Vth3/2) 이상이고 3/4 크기(3Vth3/4) 미만일 때, 제1 및 제2 발광 다이오드 구동 유닛에 존재하는 두 개의 제1 발광 다이오드부(30)의 점등을 위해 정류 전류(Icc)는 정전류부(20)를 거쳐 제1 발광 다이오드부(30)-제1 발광 다이오드 구동 유닛의 제2 LED 보조 구동부(70)-제2 발광 다이오드 구동 유닛의 제1 발광 다이오드부(30)-제2 발광 다이오드 구동 유닛의 제2 LED 보조 구동부(70)를 통해 흐른다.
이와 같이, 정류 전압(Vcc)의 크기가 정류 전압(Vcc)의 크기가 순방향 문턱전압(Vth3)의 1/2 크기(Vth3/2) 이상이고 3/4 크기(3Vth3/4) 미만일 때, 제1 및 제2 발광 다이오드 구동 유닛에 존재하는 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)가 모두 동작하여, 제1 및 제2 발광 다이오드 구동 유닛 각각에 위치하는 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)의 점등 동작이 이루어진다.
하지만, 정류 전압(Vcc)의 크기가 순방향 문턱전압(Vth3)의 3/4 이상이고 순방향 문턱전압(Vth3) 미만일 때, 제1 및 제2 발광 다이오드 구동 유닛 중 하나에 존재하는 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)만이 구동하여, 제1 및 제2 발광 다이오드 구동 유닛에 존재하는 네 개의 발광 다이오드부(30, 50)가 점등한다.
이때, 제1 및 제2 발광 다이오드 구동 유닛에 존재하는 저항(R61, R71)의 크기에 따라 동작되는 발광 다이오드 구동 유닛이 선택된다.
한 예로, 제2 발광 다이오드 구동 유닛이 동작되는 경우일 때, 정류 전류(Icc)는 제1 발광 다이오드 구동 유닛의 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)를 통과하여 제2 발광 다이오드 구동 유닛의 제1 LED 보조 구동부(60)와 제2 발광 다이오드부(50)를 통해 흐르게 되고, 또한, 제2 발광 다이오드 구동 유닛의 제1 발광 다이오드부(30)와 제2 LED 보조 구동부(70)를 통해 흐르게 된다.
하지만, 정류 전압(Vcc)의 크기가 순방향 문턱전압(Vth3) 이상일 경우, 정류 전류(Icc)를 직렬로 연결되어 있는 발광 다이오드부(30, 50)를 통해 흘러 네 개의 발광 다이오드부(30, 50)는 점등되고, 이 경우, 전류 감지용 저항(R61, R71)을 통해 각 발광 다이오드 구동 유닛의 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)로 인가되는 전류에 의해 각 발광 다이오드 구동 유닛의 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)의 동작은 차단된다.
이와 같이, 복수의 발광 다이오드 구동 유닛을 직렬로 연결되어 발광 다이오드부(30, 50)를 구동할 경우, 도 5를 참고로 설명한 것처럼, 전원 전압(VAC)의 한 주기 동안 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)의 점등 시간이 증가하여 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)의 발광량이 증가한다.
또한, 추가로, 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)의 점등으로 인해, 제1 및 제2 발광 다이오드부(30, 50)를 흐르는 전류 변화의 완만도가 증가하여 발광 다이오드 구동 장치의 수명이 증가하며, 또한, 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드 구동 유닛으로 인해 구동 전압(AC)이 분압되는 효과가 발생하여 과전류 방지 효과가 향상된다.
다음, 도 9를 참고로 하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치에 대하여 설명한다.
도 9에 도시한 것처럼, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 교류 전원(AC), 교류 전원(AC)에 연결되어 있는 정류부(10), 정류부(10)와 연결되어 있는 정전류부(200), 그리고 정전류부(200)와 접지 사이에 연결되어 있고 복수의 발광 다이오드(LED1-LEDn)를 구비한 발광 다이오드부(310)를 구비한다.
정류부(10)는 도 5에 도시한 정전류부와 동일한 전파 정류기이다.
본 예에서, 정전류부(200)는 정류부(10)와 발광 다이오드부(310) 사이에 직렬로 연결되어 있는 제1 및 제2 정전류 유닛(210, 220)을 구비한다.
이때, 제1 및 제2 정전류 유닛(210, 220)은 입력단자와 출력단자의 연결 관계를 제외하면 동일한 구조를 갖고 있고, 본 예의 경우, 정전류부(200)를 구성하는 정전류 유닛(210, 220)의 개수는 2개지만, 필요에 따라 2개 이상의 복수 개로 변경 가능하다.
이러한 제1 및 제2 정전류 유닛(210, 220) 각각은 도 5에 도시한 발광 다이오드 구동 장치의 제1 및 제2 LED 보조 구동부(60, 70)와 이 구동부(60,70)에 각각 연결된 저항(R61, R71)과 동일한 구조를 갖고 있고 일정한 크기의 전류를 출력하는 정전류기(21a, 22a) 그리고 정전류기(21a, 22a) 각각에 연결되어 있고 인가되는 전압에 비례하는 크기의 전류를 출력하는 저항(R212, 222)을 구비한다.
따라서, 제1 및 제2 정전류 유닛(210, 220) 각각은 게이트 단자와 소스 단자가 연결되어 있고 접합 전계 효과 트랜지스터로 이루어진 제1 트랜지스터(TR211, TR221), 제1 트랜지스터(TR211, TR221)와 연결되어 있고 바이폴라 트랜지스터로 이루어진 제2 및 제3 트랜지스터(TR212 및 TR213, TR222, TR223), 그리고 제3 트랜지스터(TR213, TR223)에 연결된 저항(R211, R211)로 이루어진 정전류기(21a, 22a), 그리고 정류기(21, 22a)의 제3 트랜지스터(TR213, TR223)의 컬렉터 단자와 에미터 단자 사이에 연결되어 있는 저항(R212, R222)을 구비한다.
하지만, 도 5와 달리, 본 예에서, 서로 연결되어 있는 제1 정전류 유닛(210)의 정전류기(21a)의 출력 단자인 트랜지스터(TR212)의 에미터 단자와 저항(R211)의 타측 단자는 제2 정전류 유닛(210)의 입력 단자인 트랜지스터(TR221)의 드레인 단자 및 트랜지스터(TR223)의 컬렉터 단자와 연결되어 있고, 제2 정전류 유닛(210)의 출력 단자인 트랜지스터(TR222)의 에미터 단자와 저항(R221)의 타측 단자는 발광 다이오드부(310)의 입력 단자와 연결되어 있다.
이미 설명한 것처럼, 제1 및 제2 정전류기(21a, 22a)는 서로 동일한 구조를 갖고 있으므로, 도 10를 참고로 하여 제1 정전류기(21a)의 동작을 설명한다.
제1 정류기(21a)의 입력 단자, 즉, 서로 연결되어 있는 제1 트랜지스터(TR211)의 드레인 단자, 트랜지스터(TR213)의 컬렉터 단자 및 저항(R212)의 일측 단자로 정류 전압(Vcc)이 인가되면, 트랜지스터(TR213)와 저항(R211)을 통해 전류가 외부[예를 들어, 제2 정전류 유닛(220)]로 흐르고 또한 트랜지스터(TR211, TR212)를 통해 흐른다.
이때, 트랜지스터(TR212)의 베이스 단자와 에미터 단자 사이에 인가되는 전압(VBE), 즉, 저항(R211) 양단에 인가되는 전압이 설정 전압(예, 0.6V)이상이면, 전류는 트랜지스터(TR211, TR212)를 통해서만 출력되므로, 트랜지스터(TR213)는 턴오프되어 트랜지스터(TR213)를 통해 흐르는 전류는 차단된다.
이러한 구조에서, 트랜지스터(TR212)의 베이스 단자와 에미터 단자 사이의 전압(VBE)이 설정 전압(예, 0.6V)이상이 인가될 때, 저항(R211)을 흐르는 전류(IR211)는 IR211=0.6/R211으로 산출된다.
따라서, 저항(R211)의 크기를 이용하여 정류기(21a)에서 출력되는 전류, 즉, 저항(R211)을 흐르는 전류의 크기가 정해지므로, 이미 설명한 것처럼, 트랜지스터(TR211-TR213)와 저항(R211)은 정전류 회로를 구성하고, 도 10의 (a)에 도시한 그래프(G1)와 같이, 전압의 크기에 무관하게 정류 회로에는 일정한 전류(IR211)가 흐르게 된다.
하지만, 정전류 회로의 입력 단자와 제어 단자 사이에 연결되어 있는 저항(R212)을 통해 흐르는 전류(IR212)는 전압 변화에 따라 비례하는 전류가 흐르며, 도 10의 (a)의 그래프(G2)와 같은 전류가 흐른다,
도 10의 (a)에 도시한 그래프에서, 정전류기(21a)의 입력 단자로 인가되는 전압인 정류 전압(Vcc)이 설정 전압(V1) 미만일 때, 저항(R212)을 통해 흐르는 전류(IR211)의 크기는 I11이 되고, 트랜지스터(TR213)를 통해 흐르는 전류는 I12가 되어, 제1 전압(V1)이 될 때까지 트랜지스터(TR213)와 저항(R212)에 의해 전류는 서로 분배되어 흐르게 된다.
하지만, 설정 전압(V1)이 되면[예를 들어, 트랜지스터(TR212)의 베이스 단자와 에미터 단자 사이의 전압(VBE)이 0.6V가 될 때], 트랜지스터(TR213)를 통해서는 전류가 흐르지 않으므로 저항(R212)을 통해 흐르는 전류가 정전류 유닛(210)의 출력 전류(Iout1)가 된다.
이때, 트랜지스터(TR211, TR212)를 통해서도 전류가 흐르지만, 저항(R212)을 통해 흐르는 전류에 비해 매우 작기 때문에, 트랜지스터(TR211, TR212)를 통해 흐르는 전류는 무시된다.
따라서, 정전류 유닛(210)으로 설정 전압(V1) 이상의 전압이 인가되면, 정전류 유닛(210)에서 출력되는 출력 전류(Iout1)는 저항(R212)을 통해 흐르는 전류와 동일하다.
이러한 전압-전류 특성을 갖고 있는 정전류 유닛(210)을 도 9와 같이 직렬로 복수 개[제 및 제2 정전류 유닛(210, 220)] 연결할 때의 동작을 도 11을 참고로 하여 설명한다.
이미 도 10을 참고로 설명한 것처럼, 도 9의 (a)에서 제1 및 제2 정전류 유닛(210, 220) 중 하나에서 출력되는 전압-전류 특성은 그래프(G11)와 같고, 나머지 정전류 유닛(210 또는, 220)에서 출력되는 전압-전류 특성은 그래프(G12)와 같다.
도 11에서, 정류 전압(Vcc)이 설정 전압(V11)[즉, 제1 및 제2 정전류 유닛(210, 220)에서 각각 출력되는 전류(I21, I22)가 서로 만나는 지점]까지는 정전류부(200)에서 먼저 동작하는 제1 또는 제2 정전류 유닛(210 또는 220)에만 전류(I21)가 흐르게 되어, 먼저 동작하는 해당 정전류 유닛(210 또는 220)의 전압만 증가하고 증가하는 전압의 크기에 해당하는 전류(I21)가 출력전류(Iout2)로서 출력된다.
하지만, 해당 전압(V11)이상에서는 나머지 정전류 유닛(220 또는 210)에 전류가 흐르게 되어, 이때부터는 나머지 정전류 유닛(220 또는 210)에만 전압이 증가하여 증가하는 전압의 크기에 대응되는 전류(I22)가 출력 전류(Iout2)로서 출력된다.
그런 다음, 전압이 설정 전압(V12), 즉, 나중에 동작하는 정전류 유닛(220 또는 210)의 전류가 저항(R222 또는 R212)의 동작으로 인해 증가하는 시점이 되면, 그때부터는 제1 및 제2 정전류 유닛(210, 220) 모두가 동작하여 출력 전류(Iout2)를 출력하게 된다. 이 시점에서 출력되는 전류(Iout2)의 크기는 제1 및 제2 정류부(210, 220)에서 각각 출력되는 전류(I21, I22)크기보다 큰 값을 갖게 된다.
이러한 동작을 통해 정전류부(200)에서 출력되는 전류(Iout2)는 정류 전압(Vcc)의 크기에 따라 단계적으로 증가하는 값을 갖게 된다.
발광 다이오드부(300)는 정류부(10)에서 출력되는 정류 전압(Vcc)의 크기가 순방향 문턱 전압 이상이 되면 동작되어 점등 상태를 유지하게 된다.
이처럼, 복수의 정전류 유닛(210, 220)을 구비한 정전류부(200)의 경우, 복수의 정전류 유닛(210, 220)의 저항(R212, R222)의 동작에 의해 어느 한 정전류 유닛(210 또는 220)이 전압의 증가로 인해 파손되기 전에 다른 정전류 유닛(220 또는 210)으로의 동작이 절환되어, 정해진 크기의 전류를 출력하는 동시에 전압을 서로 분배하는 전압 분배기로서 가능하다.
이로 인해, 정류 전압(Vcc)의 증가로 인해 정전류 유닛(210, 220)이 손상되는 것이 방지되어 정전류부(200)의 안정성과 수명이 증가한다.
이러한 정전류부(200)는 도 5 및 도 7에 도시한 정전류부(20)에도 적용 가능하다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (7)

  1. 직렬로 연결되어 있고 적어도 하나의 발광 다이오드를 구비한 제1 발광 다이오드부와 상기 제1 발광 다이오드부에 연결되어 있고 적어도 하나의 발광 다이오드를 구비한 제2 발광 다이오드부를 구동하는 발광 다이오드 구동 장치에서,
    상기 제1 발광 다이오드부에 연결되어 있는 교류 전원을 정류하는 정류부,
    상기 정류부와 제1 발광 다이오드부 사이에 연결되어 있고, 상기 정류부에서 출력되는 정류 전압에 무관하고 설정 크기의 전류를 출력하는 정전류부,
    상기 제1 발광 다이오드부와 상기 제2 발광 다이오드부 사이에 연결되어 있고, 상기 제1 발광 다이오드부를 통해 흐르는 전류를 감지하는 제1 저항,
    상기 제1 발광 다이오드부와 상기 제1 저항 사이에 연결되어 역전류를 방지하는 역전류 방지부,
    상기 제2 발광 다이오드부와 접지 사이에 연결되어 있고, 상기 제2 발광 다이오드부를 통해 흐르는 전류를 감지하는 제2 저항,
    상기 제1 저항과 연결되어 있고, 상기 제1 저항에서 감지된 전류에 따라 상기 제2 발광 다이오드부의 점등 상태를 제어하는 제1 발광 다이오드 보조 구동부, 그리고
    상기 제2 저항과 연결되어 있고, 상기 제2 저항에서 감지된 전류에 따라 상기 제1 발광 다이오드부의 점등 상태를 제어하는 제2 발광 다이오드 보조 구동부
    를 포함하고,
    상기 제1 발광 다이오드 보조 구동부는,
    제1 발광 다이오드부의 입력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 출력 단자와 제어 단자가 서로 연결되어 있는 제1 트랜지스터,
    상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 상기 제1 저항의 타측 단자와 상기 제2 발광 다이오드부 사이에 출력 단자가 연결되어 있는 제2 트랜지스터, 그리고
    상기 제1 발광 다이오드부의 입력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 제어 단자가 연결되어 있고 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자와 상기 제1 저항의 일측 단자에 출력 단자가 연결되어 있는 제3 트랜지스터
    를 포함하고,
    상기 제2 발광 다이오드 보조 구동부는,
    제1 발광 다이오드부의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 출력 단자와 제어 단자가 서로 연결되어 있는 제1 트랜지스터,
    상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 출력 단자는 접지되어 있는 제2 트랜지스터, 그리고
    상기 제1 발광 다이오드부의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 제어 단자가 연결되어 있고 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자와 상기 제2 저항의 일측 단자에 출력 단자가 연결되어 있는 제3 트랜지스터
    를 포함하는
    발광 다이오드 구동 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 정전류부와 접지 사이에 각각 상기 제1 및 제2 발광 다이오드부, 상기 제1 및 제2 저항, 상기 제1 및 제2 발광 다이오드 보조 구동부 및 상기 역전류 방지부로 이루어진 복수의 발광 다이오드 구동 유닛이 직렬로 연결되어 있는
    발광 다이오드 구동 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 정전류부는 상기 정류부에 직렬로 연결되어 있고, 서로 동일한 구조를 갖고 있는 복수의 정전류 유닛을 구비하고,
    상기 복수의 정전류 유닛 각각은 설정 크기의 전류를 출력하는 정전류기와 상기 정전류기와 연결되어 있고 상기 정류부에서 출력되는 상기 정류 전압에 비례하는 크기의 전류를 출력하는 저항을 포함하는
    발광 다이오드 구동 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 정전류기는,
    상기 정류부의 출력 단자 및 상기 저항의 일측 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 출력 단자와 제어 단자가 서로 연결되어 있는 제1 트랜지스터,
    상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 출력 단자는 외부와 연결되어 있는 제2 트랜지스터,
    상기 정류부의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고, 상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 제어 단자가 연결되어 있으며 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자와 상기 저항의 타측 단자에 출력 단자가 연결되어 있는 제3 트랜지스터, 그리고
    상기 제3 트랜지스터의 출력 단자에 일측 단자가 연결되어 있고 상기 정전류기의 출력단자 에 타측 단자가 연결되어 있는 저항
    을 포함하고,
    상기 정전류기와 연결되어 있는 상기 저항은 상기 제1 및 제2 트랜지스터의 입력 단자에 연결된 일측 단자와 상기 제3 트랜지스터의 출력 단자에 연결된 타측 단자를 구비하고 있는
    발광 다이오드 구동 장치.
  5. 적어도 하나의 발광 다이오드를 구동하는 발광 다이오드 구동 장치에서,
    정류 전압을 출력하는 정류부, 그리고
    상기 정류부와 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 사이에 연결되어 있는 정전류부
    를 포함하고,
    상기 정전류부는,
    상기 정류부에 직렬로 연결되어 있고, 서로 동일한 구조를 갖고 있는 복수의 정전류 유닛을 구비하고,
    상기 복수의 정전류 유닛 각각은 상기 정류 전압을 인가받아 일정한 크기의 전류를 출력하는 정전류기와 상기 정전류기와 연결되어 인가되는 상기 정류 전압에 비례하는 크기의 전류를 출력하는 저항을 포함하며,
    상기 정류 전압이 설정 전압에 도달할 때까지 상기 정전류기와 상기 저항을 통해 전류는 분배되어 흐르고, 상기 정류 전압이 상기 설정 전압 이상이 되면 상기 전류는 상기 저항을 통해서만 흐르는
    발광 다이오드 구동 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 정전류기는,
    상기 정류부의 출력 단자 및 상기 저항의 일측 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 출력 단자와 제어 단자가 서로 연결되어 있는 제1 트랜지스터,
    상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 출력 단자는 외부와 연결되어 있는 제2 트랜지스터,
    상기 정류부의 출력 단자에 입력 단자가 연결되어 있고 상기 제1 트랜지스터의 출력 단자에 제어 단자가 연결되어 있으며 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자와 상기 저항의 타측 단자에 출력 단자가 연결되어 있는 제3 트랜지스터, 그리고
    상기 제3 트랜지스터의 출력 단자에 일측 단자가 연결되어 있고 상기 정전류기의 출력단자에 타측 단자가 연결되어 있는 저항
    을 포함하고,
    상기 정전류기와 연결되어 있는 상기 저항은 상기 제1 및 제2 트랜지스터의 입력 단자에 연결된 일측 단자와 상기 제3 트랜지스터의 출력 단자에 연결된 타측 단자를 구비하고 있는
    발광 다이오드 구동 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 트랜지스터는 접합 전계 효과 트랜지스터이고, 상기 제2 및 제3 트랜지스터는 npn 바이폴라 트랜지스터인 발광 다이오드 구동 장치.
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