KR101187189B1

KR101187189B1 - 효율 개선 기능을 가진 엘이디 구동회로

Info

Publication number: KR101187189B1
Application number: KR1020120023137A
Authority: KR
Inventors: 유상우
Original assignee: 유상우
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2012-10-02
Anticipated expiration: 2032-03-07
Also published as: US20150305102A1; EP2824997A1; WO2013133547A1; JP2015513177A; MY174161A; EP2824997A4; RU2604640C2; RU2014137528A; EP2824997B1; US9480110B2; CN104206021A; IN2014MN01711A

Abstract

본 발명은 부하측에 정전류회로를 사용하는 LED 조명용 구동회로에 있어서 효율을 개선하는 것에 관한 것이다.
본 발명은, 효율 개선 기능을 가진 LED 구동회로에 있어서,
교류전원; 상기 교류전원을 정류하는 정류회로; 상기 정류회로의 출력에 연결되는 제어회로; 상기 제어회로의 출력에 직렬로 연결되는 LED부하와 정전류회로; 상기 직렬로 연결된 LED부하와 정전류회로에 대해 병렬로 연결되어 상기 정류회로의 출력을 평활화하는 콘덴서; 상기 LED 부하가 온되었을 때에 상기 LED부하에 걸리는 전압과 상기 LED 부하가 온되기 시작하는 시점에 상기 정전류회로에 걸리는 전압의 합 이상의 미리 설정된 특정 전압치를 상기 교류전원의 전압이 초과하는지를 검출하는 검출회로를 포함하고,
상기 제어회로는, 상기 검출회로의 검출 결과, 상기 교류전원의 전압이 상기 특정 전압치를 초과하지 않는다면 상기 정류회로의 출력을 그대로 통과시키도록 제어하고, 상기 교류전원의 전압이 상기 특정 전압치를 초과한다면 상기 정류회로의 출력을 차단하는 제1 동작과 상기 정류회로의 출력을 그대로 통과시키는 제2 동작이 반복되는 발진이 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 이용하면, 본 발명은 이러한 종래의 정전류회로 방식의 LED 구동회로에서 효율을 더욱 개선시킨 정전류회로 방식의 LED 구동회로를 제공하게 된다.

Description

효율 개선 기능을 가진 엘이디 구동회로{LED Driving Circuit having Function of Efficiency Improvement}

본 발명은 부하측에 정전류회로를 사용하는 LED 조명용 구동회로에 있어서 효율을 개선하는 것에 관한 것이다.

각 가정이나 사무실 또는 공장에서 기존에 사용하던 백열등은 소비전력이 크고 자체 발열도 심하며 수명이 짧다는 단점이 있고, 이러한 백열등의 단점을 보완하는 형광램프의 경우에는 백열전구에 비해서는 소비전력이 낮지만 여전히 수명이 짧아서, 최근에는 백열전구에 비해 소비전력이 낮고 수명이 대폭적으로 증가한 LED를 사용하는 LED 조명장치가 널리 보급되고 있다.

또한, LED부하에 일정한 전류가 흘러야 LED부하에서의 밝기가 일정하게 되므로 LED 구동회로에서는 LED부하에 일정한 전류가 흐르도록 하는 것이 중요하다.

그런데, 종래기술에서는 도1과 같이, 교류전원(10)을 브리지회로 등의 정류회로(11)에 의해 정류한 후에 SMPS(12)를 거쳐서 다시 콘덴서(C)에 의해 평활하여 LED부하(14)에 공급하고, 이때 저항(Rs)에 걸리는 전압에 의해 부하 전류를 감지하여 이 저항(Rs)에 걸리는 전압이 PWM구동부(13)에 인가되어 스위치(SW)가 온/오프되는 듀티비를 조절하여 원하는 밝기에 대응하는 일정한 부하전류가 흐르게 하는 SMPS 방식이 주로 사용된다.

그러나, 이러한 SMPS방식의 LED 구동회로에서는 복잡한 구성의 SMPS(12)와 PWM구동부(13)가 필요하기 때문에 LED램프와 같이 소형의 LED 조명기구에서는 이러한 회로들용 부품들을 LED램프의 좁은 공간에 설치하기가 어렵고, 특히 펄스 방식으로 이들 회로들이 동작하므로 많은 고조파에 발생하여 이러한 고조파에 의한 전자파 방출을 억제하는 장치가 추가로 필요하게 된다. 물론, 도1의 SMPS방식의 LED 구동회로는 인덕터(L)에 의해 승압이 가능하므로, 보다 많은 LED를 구동할 수 있다는 장점이 있고, 입력전류가 톱니 방식으로 입력전압을 추종하게 되어 입력 전류가 흐르는 기간이 증가하여 역률이 개선되는 장점이 있다.

한편, 상기의 SMPS 방식의 LED 구동장치의 문제점을 감안하여 다른 종래기술에서는, 도2에서와 같이, 아날로그회로 방식의 정전류회로(23)을 설치하여 LED부하(22)에 일정 전류가 흐르게 하는 정전류회로 방식의 LED 구동회로를 사용되는데, 이 방식의 정전류회로(23)은 도3과 같은 간단한 아날로그 회로(도3에서는 트랜지스터를 사용하였으나 OP앰프를 사용하는 것도 존재한다)를 사용하므로 회로 구성이 간단하고, 아날로그 회로 방식의 정전류회로(23)을 사용하므로 고조파에 따른 전자파 발생 우려도 없다는 장점이 있다.

그러나, 도2의 정전류 회로 방식의 LED구동회로는 Flicker가 발생하므로 범용(general purpose) 조명장치에서는 부적합하다.

이러한 도2의 LED구동회로의 Flicker 발생의 문제점을 해결하기 위하여, 또 다른 종래기술의 정전류 회로 방식의 LED 구동회로에서는, 도4와 같이, 콘덴서(C)를 추가하여 Flicker를 제거한다.

그런데, 예를 들어 도2와 같은 정전류 회로 방식의 LED 구동회로에서는, 입력 교류 전압(20)(Vin)이 220Vrms(피크치는 약 310V)이고, LED부하(22)가 온될 때에 LED부하(22)에 걸리는 부하전압(출력전압)(V_L)= 235V이라고 하면 입력 전압(Vin) 및 입력전류(Iin)의 파형은 도5에서와 같은 파형을 가진다. 여기서 출력전류(I_L)은 회로가 단일 루프이므로 입력전류(Iin)와 같다.

그래서, LED부하(22)가 온되기 시작할 때의 정전류원(23)에 걸리는 전압을 5V라고 하면, 입력 전압(Vin)이 235+5=240볼트 이상이 되는 구간에서 LED부하(22)가 온되고, 이때에는 정전류원(23)에 설정된 일정 전류인 부하 전류(I_L)가 LED부하(22)가 흐르게 된다.

그런데, 일반적으로, 효율은 입력단에서의 입력전력(Pin)=[입력전류(Iin) X 입력전압(Vin)]에 대한 출력단에서의 출력전력(P_L)= [출력전류(I_L) X 출력전압(V_L)] 로 정의되는데, 도2의 구동회로의 경우에는 단일루프이므로 LED부하(22)에 흐르는 출력전류(I_L)와 입력전류(Iin)도 일정전류이며 입력전류(Iin)=출력전류(I_L)가 된다.

이때, LED부하(22)에 걸리는 출력전압(V_L)은 235V로 일정하지만 입력전압(Vin)의 파형은 도5와 같은 곡선을 그리므로, 도5를 참작하여 근사적으로 효율을 계산하면, 효율은 아래 수학식처럼 대략 86% 수준이 된다. 즉, 공급전력의 86%만 LED부하(22)에서 광을 방출하는데에 사용되게 되어 14% 정도의 전력 손실이 발생한다.

효율= [(I_L) X (235+235+235+235)]/[(Iin) X (240+260+280+310)]

= 940/1090 = 86.2%

일반적인 조명장치 분야에서는 이러한 86% 정도의 효율은 높은 수준이지만, 절전형을 추구하는 LED조명장치에서는 더 높은 효율을 가지는 LED 구동장치가 필요하다.

그런데, 86%수준의 비교적 높은 수준의 효율을 더욱 향상시켜 90% 이상이 되도록 하는 것은 일반적으로 상당히 어려운 기술이다.

본 발명에서는 이러한 종래의 정전류회로 방식의 LED 구동회로에서 효율을 향상시킨 새로운 정전류회로 방식의 LED 구동회로를 제공한다.

이상과 같은 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 효율 개선 기능을 가진 LED 구동회로에 있어서,
교류전원; 상기 교류전원을 정류하는 정류회로; 상기 정류회로의 출력에 연결되는 제어회로; 상기 제어회로의 출력에 직렬로 연결되는 LED부하와 정전류회로; 상기 직렬로 연결된 LED부하와 정전류회로에 대해 병렬로 연결되어 상기 정류회로의 출력을 평활화하는 콘덴서; 상기 LED 부하가 온되었을 때에 상기 LED부하에 걸리는 전압과 상기 LED 부하가 온되기 시작하는 시점에 상기 정전류회로에 걸리는 전압의 합 이상의 미리 설정된 특정 전압치를 상기 교류전원의 전압이 초과하는지를 검출하는 검출회로를 포함하고,
상기 제어회로는, 상기 검출회로의 검출 결과, 상기 교류전원의 전압이 상기 특정 전압치를 초과하지 않는다면 상기 정류회로의 출력을 그대로 통과시키도록 제어하고, 상기 교류전원의 전압이 상기 특정 전압치를 초과한다면 상기 정류회로의 출력을 차단하는 제1 동작과 상기 정류회로의 출력을 그대로 통과시키는 제2 동작이 반복되는 발진이 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명은 이러한 종래의 정전류회로 방식의 LED 구동회로에서 효율을 더욱 개선시킨 정전류회로 방식의 LED 구동회로를 제공하게 된다.

도1은 종래기술에서 SMPS를 사용한 LED 구동회로
도2는 종래기술에서 정전류회로를 사용한 LED 구동회로
도3은 종래기술에 사용되는 정전류회로의 일실시예를 도시함.
도4는 도2의 종래기술에서 발생하는 Flicker를 개선하기 위해 콘덴서를 사용한 다른 종래기술의 LED 구동회로.
도5는 종래기술인 도2에서에서의 입력전압과 입력전류 파형을 도시함.
도6는 본 발명에서 사용되는 입력전압과 입력전류 파형을 도시함.
도7은 본 발명의 원리에 따른 효율을 단순 계산하기 위한 계단식 M자형 입력전류 파형을 도시함.
도8은 본 발명의 원리에 따른 효율 향상을 달성하기 위한 입력전류의 듀티비 파형을 도시함.
도9는 종래기술인 도4에 본 발명의 원리를 적용한 본 발명의 제1 실시예.
도10은 종래기술인 도4에 본 발명의 원리를 적용한 본 발명의 제2 실시예.
도11은 도9의 LED 구동회로를 개량한 본 발명의 제3실시예.
도12는 도9의 LED 구동회로에서 나타나는 실제 입력전류 파형을 도시함.
도13은 도9의 LED 구동회로와 도11의 LED 구동회로에서의 입력전류 파형을 비교함.

먼저, 본 발명에서 효율을 개선하는 원리에 대해 설명하기로 한다.

종래기술인 도2의 구동회로에서는 도5와 같은 입력전압과 입력전류 파형을 가지는데, 도6과 같은 입력전류 파형(연속식 M자형 패턴)을 가지도록 하는 경우의 효율이 개략적으로 어떤 값을 가지는지 살펴보기로 한다. 이때, 상기에서 설명한 바와 같이 입력전류(Iin)=출력전류(I_L) 이다.

도6에 나타난 입력전류(Iin) 및 출력전류(I_L) 에 따른 효율 향상 효과를 간단하게 계산하기 위해 도6의 입력전류(Iin) 및 출력전류(I_L)의 M자형 패턴을 간략화하면, 도7과 같은 계단식 M자형 패턴이 된다.

이제, 도2의 구동회로에서 효율을 계산한 방식을 적용하여 도7의 입력전류(Iin) 및 출력전류(I_L) 파형에 따른 효율을 계산해 보면 아래와 같다.

효율= (10X235+7X235+4X235+1X235)/(10X240+7X260+4X280+1X310)

= 5170/5650 = 91.5%

결국, 도2의 구동회로에서 일정한 입력 전류 및 출력전류(10mA)가 되게 하는 경우에 비해 , 도6 및 도7처럼 M자형 출력전류 패턴(LED부하가 온되어 입력전압이 상승함에 따라 입력전류가 점점 작아지다가 다시 입력전압이 피크를 지남에 따라서 다시 입력전류가 증가하게 하는 패턴)을 가지도록 한다면, 약 5% 정도의 효율 향상을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

즉, LED부하가 온되는 입력전압 하에서, 입력전압의 증감과 반대 방향으로 출력전류(입력전류)가 증감되게 한다면, 효율이 개선된다는 것을 알수 있다.

그런데, 도7과 같은 계단식 M자형 패턴의 입력전류 및 출력전류 패턴은 각 전류 구간(10mA 구간, 7mA 구간, 4mA 구간, 1mA 구간) 에서의 일정 전류(10mA, 7mA, 4mA, 1mA) 대신에, 각 구간이 많은 펄스들로 구성되는 경우에는, 도8과 같이 각 구간에서의 펄스의 듀티비(온시간/오프시간으로 정의됨)를 100%, 70%, 40%, 10%로 하는 것과 동일한 결과를 얻게 된다.

즉, LED부하가 온되는 입력전압 하에서 입력전류 및 출력전류의 듀티비가 M자형 패턴을 가지게 하는 경우에도 상기와 같은 효율 향상의 효과를 달성하게 된다.

결국, 종래기술인 도2의 정전류 방식의 LED 구동회로는, LED부하가 온되는 입력전압 구간에서 입력전압의 변화와 반비례되는 입력 전류가 흐르도록 제어된다면, 효율이 상당히 향상된다는 것을 알 수 있다.

그리고, 도6에 나타난 M자형 패턴에서, 일정 입력 전류 구간(구간 B)을 늘릴수록 효율 향상도가 저하되지만, 도2의 정전류 방식의 LED 구동회로 보다 향상된 효율을 얻을 수 있다.

또한, 도6의 M자형 패턴에서, 구간 C에서 입력 전압이 상승함에 따른 입력전류의 감소 기울기를 크게 할수록 효율 향상도는 커지게 된다.

한편, 이상에서는 도2의 LED 구동회로에 대하여 효율 개선의 효과를 달성하기 위한 입력전류의 M자형 패턴에 대해 설명하였다.

그러나, 도4와 같이 콘덴서(C)를 추가하는 경우에는 콘덴서의 충방전 때문에,입력 전류는 출력 전류와 동일하지 않다.

그런데, 콘덴서(C)가 존재한다고 하여도, 정전류 회로(33) 때문에 LED 부하(32)에 흐르는 전류가 일정하고, LED 부하(32)에 걸리는 전압도 일정하다.

결국, 출력전력은 입력 전류가 도5와 같이 일정한 경우와 도6과 같이 M자의 모양을 하는 경우에 관계없이 거의 일정하다는 것을 알 수 있다.

따라서, 도4의 LED 구동회로도 도2의 LED구동회로와 동일하게, 입력 전력의 변화로써 효율을 계산할 수 있으므로, 이하의 설명에는 콘덴서에 의한 출력전류 변동은 없는 것으로 생략하여 설명하도록 한다.

이제, 도4의 정전류 방식의 LED 구동회로에서 상기의 도8에 나타난 M자형 듀티비를 가지는 출력 전류 패턴을 달성하도록 제어하는 본 발명의 제1실시예를 도9를 참고로 하여 설명하기로 한다.

본 발명의 전압검출회로(44)에서는, 입력 교류 전원이 220볼트 전원의 경우에는, 상기에서 설명한 바와 같이 LED부하(22)가 온되었을 때 걸리는 전압이 LED부하(42)에 걸리는 전압이 235V이고, LED부하(22)가 온되기 시작하는 시점에 정전류원(23)에 걸리는 전압을 5V라고 가정하면, 240V 이상의 입력전압(Vin)에서 LED부하(42)가 온되는데, LED부하(22)가 온되기 시작할 때의 정전류원(23)에 걸리는 전압(5V) 보다 큰 항복전압(Vz)을 가지는 제너 다이오드(Dz)가 설치된다. 예를들면, 항복전압(Vz)=15V로 정한다.

그래서, 입력전압(Vin)이 235V+5V=240V가 되기 전(도6의 구간 A)에는, LED부하(42)가 오프 상태이므로, 제너 다이오드(Dz)와 저항(R4)에는 항복전압(Vz)보다 작은 전압이 걸리므로, 제너 다이오드(Dz)가 차단되어 트랜지스터(TR3)의 베이스에는 0 볼트가 인가되므로 트랜지스터(TR3)는 오프상태가 된다.

그러면, 트랜지스터(TR2)의 베이스에는 정류회로(41)의 출력이 저항(R2)와 저항(R3)에 분압된 전압이 걸리므로, 트랜지스터(TR2)는 온 상태가 되어서 PNP 트랜지스터(TR1)의 베이스로 전류가 흐르게 되어 트랜지스터(TR1)이 온 상태가 되어 트랜지스터(TR1)가 도통 상태가 된다.

그러나, 입력전압(Vin)이 240V보다 작으므로 아직은 LED부하(42)가 온되지 않아서 도6의 구간 A처럼 전류가 흐르지 않는다.

이제, 입력전압(Vin)이 240V부터 250V 사이(도6의 구간 B)에서는, 여전히 제너 다이오드(Dz)와 저항(R4)에는 항복전압(Vz)(15V)보다 작은 전압이 걸리므로 트랜지스터(TR1)가 도통 상태가 되고, 입력전압(Vin)이 LED부하(42)의 온 전압(235V)과 LED부하(42)의 턴온 시작시의 정전류회로(43)에 걸리는 전압(5V)의 합인 240V를 초과하므로, LED부하(42)는 온되어 도6의 구간B에서와 같이 일정한 전류가 흐르게 되고 콘덴서(C)에 전하가 축적된다.

다음으로, 입력전압(Vin)이 250V를 초과(도6의 구간 C) 하기 시작하면, 정전류회로(23)에는 15V 이상의 전압이 걸리기 시작하여 제너다이오드(Dz)의 항복전압(Vz)인 15V를 초과하게 되므로, 제너다이오드(Dz)에는 항복전압(Vz)(15V)만큼 전압이 걸리고 나머지 전압은 저항(R4)에 걸려서 트랜지스터(TR3)는 온상태가 된다.

그러면, 트랜지스터(TR2)의 베이스에는 낮은 전압이 걸리고, 이에 따라 트랜지스터(TR2)는 오프 상태가 되어서 트랜지스터(TR1)의 베이스에 전류가 흐르지 않게 되어 트랜지스터(TR1)이 오프 상태가 된다.

그러면, 콘덴서(C)에 충전된 전하가 방전되어 LED부하(23)쪽으로 공급되기 시작한다.

이제, 콘덴서(C)에 충전된 전하가 줄어들어서 정전류회로(23)에 걸리는 전압이 낮아지면, 다시 트랜지스터(TR1)이 온 되어서 콘덴서(C)에 전하가 충전되면서 다시 정전류회로(23)에 항복전압(Vz)인 15V 이상의 전압이 인가되고, 그러면 다시 트랜지스터(TR1)이 차단되고, 콘덴서(C)에 충전된 전하가 방전되어 LED부하(23)쪽으로 공급되는 과정이 다시 개시하게 된다.

결국, 도9의 LED 구동회로에서는, 입력전압(Vin)이 250V를 초과하면 트랜지스터(TR1)가 온오프를 반복하는 발진현상이 나타난다는 것을 알 수 있다.

이때, 입력전압(Vin)이 커질수록, 콘덴서(C)의 충전이 더 신속히 이루어지고(트랜지스터(TR1)의 온 시간이 짧아지고), 콘덴서(C)에 충전시의 전압은 더 높아져서 콘덴서(C)에 충전된 전하가 방전되어 다시 트랜지스터(TR1)을 온시키는 정전류회로(43)의 전압수준에 도달하는 방전시간(트랜지스터(TR1)의 오프시간)은 더 길어져서, 트랜지스터(TR1)의 온시간/오프시간에 해당하는 듀티비는 도8처럼 점점 작아지게 된다. 물론, 반대로 입력전압(Vin)이 작아질수록, 트랜지스터(TR1)의 듀티비는 도8처럼 점점 커지게 된다.

결국, 도9에 따른 정전류회로 방식의 LED구동회로를 이용하면, 입력전류패턴이 도6, 7, 8과 같은 M자형 패턴을 가지므로, 종래기술인 도2에 비해 효율이 상당히 개선되게 된다.

이때, 만일 항복전압(Vz)=5V로 정하면, 입력전압(Vin)이 240V 이상에서 도6의 구간 B가 없이 바로 구간 C로 진입하게 된다.

한편, 도9에서는 검출회로(43)가 정전류회로(43)에서 전압을 검출하였으나, 도10과 같이 정류회로(51) 출력에서 전압을 검출하여 제어하는 것도 가능하다. 물론 도9에서 검출회로가 LED부하(42)의 입력측에서 전압을 검출하는 것도 가능하다.

이제, 도9에 따른 본 발명의 LED 회로를 개선한 본 발명의 다른 실시예에 대해 도11을 참고로 하여 설명하기로 한다.

이상의 도9에 대한 동작 설명에서는 도6의 구간 C에서 입력전압이 상승함에 따라서 선형적으로 입력 전류가 감소하는 것으로 설명하였지만, 실제로는 내부 콘덴서 성분 등의 영향으로 입력 전류의 온/오프 시간에는 지연시간이 존재하여 실제로 계측기로 측정을 해 보면, 도12와 같이 도6에 나타난 구간 C에서의 직선적인 입력 전류 패턴을 중심으로 상하로 진동하는 입력 전류 패턴을 가지게 된다.

한편, 이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 입력 전압이 상승함에 따른 입력 전류의 감소 기울기를 크게 할수록 효율 향상도는 커지게 된다.

그래서, 도9의 구동회로의 효율을 더 향상시키기 위해서는, 도12의 상하 진동 입력 전류 패턴에서 일정 입력전류인 10mA를 초과하는 부분(점선을 초과하는 부분)을 잘라 내어서 평균적인 입력전류 곡선이 도13처럼 더 아래로 내려가게 해야 하는데, 이렇게 하는 것이 도11의 LED 구동회로이다.

이제, 도11의 LED 구동회로의 동작을 간단히 설명하기로 한다.

도11의 LED 구동회로에서는, 제너다이오드(Dz)와 저항(R2)가 검출회로(65)를 구성하고, FET, 트랜지스터(TR2), 저항(R1, R4)는 전류 리미팅 회로(62)를 구성한다. 전류 리미팅 회로(62)는 저항(R1)값을 조정하여 트랜지스터(TR1)가 오프시 입력전류(Iin)가 일정전류인 10mA를 초과하지 못하도록 한다. 그래서 저항(R1)에 흐르는 전류가 10mA를 초과하면 트랜지스터(TR2)의 베이스에는 트랜지스터(TR2)를 온시키는 전압이 인가되어, 트랜지스터(TR2)가 온되면 FET의 게이트에 인가되는 전압이 감소하여 입력 전류가 작아지게 되어 입력전류가 10mA를 초과하지 못하게 된다.

그래서, 입력전압이 240V부터 250V까지의 구간 B에서는 트랜지스터(TR3)가 오프가 되고 이에 따라 트랜지스터(TR1)가 오프되면 입력전류(Iin)는 일정한 전류(10mA)가 흐르게 되어 콘덴서(C)에 전하가 충전된다.

이제, 입력전압이 250V를 초과하는 구간 C에 진입하면, 트랜지스터(TR3)은 온되고 이에 따라 트랜지스터(TR1)가 온되어서 FET가 오프되어서 입력전류(Iin)가 흐르지 않게 되어 콘덴서(C)에 충전된 전하가 LED부하(63)측으로 방전된다.

그리고, 콘덴서(C)에 충전된 전하가 방전됨에 따라서 정전류회로(64)에 걸리는 전압이 하락하면, 다시 트랜지스터(TR3)이 오프되어 이에 따라 트랜지스터(TR1)이 오프되어서 입력전류(Iin)이 LED 부하(63)측으로 공급되고 콘덴서(C)에 다시 전하가 충전되고, 다시 정전류회로(23)에 항복전압(Vz)인 15V 이상의 전압이 인가되고, 그러면 다시 트랜지스터(TR3)가 온되어서 트랜지스터(TR1)이 온되어서 FET가 오프되고, 콘덴서(C)에 충전된 전하가 방전되어 LED부하(23)쪽으로 공급되는 과정이 다시 개시하게 된다.

결국, 도11의 LED 구동회로 역시, 입력전압(Vin)이 250V를 초과하면 FET가 온오프를 반복하는 발진현상이 나타난다는 것을 알 수 있다.

이때, 전류 리미팅 회로(62)는 입력전류(Iin)가 설정된 10mA를 초과하지 못하게 하므로, 도12의 발진 구간에서 10mA를 초과하는 부분(점선 위 부분)을 잘라내는 효과를 달성하여 도13처럼 입력전압(Vin)이 상승함에 따라 입력전류(Iin)의 평균값인 감소곡선의 기울기를 더 크게 하여 도9의 구동회로에 비해 도11의 구동회로가 효율이 더 우수하게 된다.

그리고, 도11에서는 정전류회로(64)의 양단에 검출회로(65)가 연결되는 것으로 기재하였으나, 도11을 변형하여 도10처럼 정류회로(61)의 출력에 검출회로가 연결되게 하는 것도 가능하다. 물론 도11에서 검출회로가 LED부하(63)의 입력측에서 전압을 검출하는 것도 가능하다.

Claims

효율 개선 기능을 가진 LED 구동회로에 있어서,
교류전원;
상기 교류전원을 정류하는 정류회로;
상기 정류회로의 출력에 연결되는 제어회로;
상기 제어회로의 출력에 직렬로 연결되는 LED부하와 정전류회로;
상기 직렬로 연결된 LED부하와 정전류회로에 대해 병렬로 연결되어 상기 정류회로의 출력을 평활화하는 콘덴서;
상기 LED 부하가 온되었을 때에 상기 LED부하에 걸리는 전압과 상기 LED 부하가 온되기 시작하는 시점에 상기 정전류회로에 걸리는 전압의 합 이상의 미리 설정된 특정 전압치를 상기 교류전원의 전압이 초과하는지를 검출하는 검출회로를 포함하고,
상기 제어회로는, 상기 검출회로의 검출 결과, 상기 교류전원의 전압이 상기 특정 전압치를 초과하지 않는다면 상기 정류회로의 출력을 그대로 통과시키도록 제어하고, 상기 교류전원의 전압이 상기 특정 전압치를 초과한다면 상기 정류회로의 출력을 차단하는 제1 동작과 상기 정류회로의 출력을 그대로 통과시키는 제2 동작이 반복되는 발진이 되도록 제어하는 것을 특징으로 효율 개선 기능을 가진 LED 구동회로.
제1항에 있어서,
상기 검출회로는, 상기 정전류회로의 입력에서 상기의 검출을 하는 것을 특징으로 하는 효율 개선 기능을 가진 LED 구동회로.
제1항에 있어서,
상기 검출회로는, 상기 정류회로의 출력에서 상기의 검출을 하는 것을 특징으로 하는 효율 개선 기능을 가진 LED 구동회로.
제1항에 있어서,
상기 검출회로는, 상기 LED부하의 입력에서 상기의 검출을 하는 것을 특징으로 하는 효율 개선 기능을 가진 LED 구동회로.
효율 개선 기능을 가진 LED 구동회로에 있어서,
교류전원;
상기 교류전원을 정류하는 정류회로;
상기 정류회로의 출력에 연결되는 제어회로;
상기 제어회로의 출력에 직렬로 연결되는 LED부하와 정전류회로;
상기 정류회로의 출력에 연결되어, 설정된 전류 이하의 전류만 흐르게 제어하는 전류 리미팅 회로;
상기 직렬로 연결된 LED부하와 정전류회로에 대해 병렬로 연결되어 상기 정류회로의 출력을 평활화하는 콘덴서;
상기 LED 부하가 온되었을 때에 상기 LED부하에 걸리는 전압과 상기 LED 부하가 온되기 시작하는 시점에 상기 정전류회로에 걸리는 전압의 합 이상의 미리 설정된 특정 전압치를 상기 교류전원의 전압이 초과하는지를 검출하는 검출회로를 포함하고,
상기 제어회로는, 상기 검출회로의 검출 결과, 상기 교류전원의 전압이 상기 특정 전압치를 초과하지 않는다면 상기 전류 리미팅 회로에 의해 미리 설정된 전류이하의 전류만 통과시키도록 제어하고, 상기 교류전원의 전압이 상기 특정 전압치를 초과한다면 상기 전류 리미팅 회로의 출력을 차단하는 제1 동작과 상기 전류 리미팅 회로에 의해 미리 설정된 전류 이하의 전류만 통과시키는 제2 동작이 반복되는 발진이 되도록 제어하는 것을 특징으로 효율 개선 기능을 가진 LED 구동회로.
제5항에 있어서,
상기 검출회로는, 상기 정전류회로의 입력에서 상기의 검출을 하는 것을 특징으로 하는 효율 개선 기능을 가진 LED 구동회로.
제5항에 있어서,
상기 검출회로는, 상기 정류회로의 출력에서 상기의 검출을 하는 것을 특징으로 하는 효율 개선 기능을 가진 LED 구동회로.
제5항에 있어서,
상기 검출회로는, 상기 LED부하의 입력에서 상기의 검출을 하는 것을 특징으로 하는 효율 개선 기능을 가진 LED 구동회로.