ＬＥＤ駆動装置
【課題】コンバータを用いなくてもＬＥＤを容易に駆動することができるＬＥＤ駆動装置を提供する。
【解決手段】直列に連結された一つ以上のエネルギー貯蔵体１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｎと、各エネルギー貯蔵体１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｎに並列に連結される複数のＬＥＤ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｎと、印加される電圧のレベルに応じて一つ以上のエネルギー貯蔵体１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｎを選択的に連結して、選択されたエネルギー貯蔵体１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｎを充／放電させ、充／放電動作によってＬＥＤ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｎの駆動を制御するスイッチング制御部１５０を含む。
【解決手段】直列に連結された一つ以上のエネルギー貯蔵体１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｎと、各エネルギー貯蔵体１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｎに並列に連結される複数のＬＥＤ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｎと、印加される電圧のレベルに応じて一つ以上のエネルギー貯蔵体１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｎを選択的に連結して、選択されたエネルギー貯蔵体１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｎを充／放電させ、充／放電動作によってＬＥＤ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｎの駆動を制御するスイッチング制御部１５０を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ駆動装置に関し、より詳細には、液晶表示装置のバックライトに用いられるＬＥＤを駆動するためのＬＥＤ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力駆動などの特徴により、その応用範囲が次第に広くなっている傾向にあり、このような傾向によってオフィスオートメーション機器、オーディオ／ビデオ機器などに利用されている。
【０００３】
上記のような液晶表示装置は、自体発光ができないため、バックライト（ｂａｃｋ ｌｉｇｈｔ）と呼ばれる別の光源を必要とし、このようなバックライトとしては、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、以下「ＬＥＤ」という）、冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ：ＣＣＦＬ）、外部電極蛍光ランプ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ：ＥＥＦＬ）などが用いられている。
【０００４】
最近は、ＬＥＤを利用したバックライト光源が主に用いられており、ＬＥＤバックライト光源は環境にやさしく、高速回答が可能であるため、ビデオ信号ストリームに効果的に用いることができるという長所がある。
【０００５】
図１は、従来技術によるＬＥＤ駆動装置を概略的に示した回路図である。
【０００６】
図１を参照すると、ＬＥＤ駆動装置１は、制御回路１１から一次側に入力される電源をスイッチングして二次側に誘起させて出力するトランスフォーマ１２と、トランスフォーマ１２の二次側から出力される電圧を整流する整流ダイオードＤ１と、整流された電圧を平滑する平滑キャパシタＣ１を含むＤＣ−ＤＣコンバータ１０と、からなる。
【０００７】
このようなＤＣ−ＤＣコンバータ１０の動作により、ＬＥＤ駆動装置１は、印加される交流電源を直流電源に変換してＬＥＤＤ２〜Ｄ４に提供することにより、ＬＥＤＤ２〜Ｄ４に所望の電流が流れるように制御する。
【０００８】
しかし、従来のＬＥＤ駆動装置でのトランスフォーマは、一次側と二次側を電気的に分離させる長所があるが、体積が大きく、コストが高いという欠点があった。
【０００９】
また、平滑キャパシタは、一般的に大容量の電解コンデンサを用いるが、このような大容量の電解コンデンサも、体積が大きく、コストが高く、ＬＥＤより寿命が短いためＬＥＤ駆動装置の全体の寿命を短縮させるという問題点があった。
【００１０】
従って、上述の問題点を解決するために、ＤＣ−ＤＣコンバータなどのコンバータを用いずにＬＥＤを駆動するための技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２０１０−００２５５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、直列に連結された複数のエネルギー貯蔵体にＬＥＤをそれぞれ並列に連結し、印加される電圧のレベルに応じてエネルギー貯蔵体を選択的に充／放電することにより、コンバータを用いなくてもＬＥＤを容易に駆動することができるＬＥＤ駆動装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そのために本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置は、直列に連結された一つ以上のエネルギー貯蔵体と、前記各エネルギー貯蔵体に並列に連結される複数のＬＥＤと、印加される電圧のレベルに応じて前記一つ以上のエネルギー貯蔵体を選択的に連結して、前記選択されたエネルギー貯蔵体を充／放電させ、前記充／放電動作によって前記ＬＥＤの駆動を制御するスイッチング制御部と、を含む。
【００１４】
ここで、前記スイッチング制御部は、前記印加される電圧のレベルに応じて前記一つ以上のエネルギー貯蔵体を選択的に連結して、前記一つ以上のエネルギー貯蔵体を選択的に充電することができる。
【００１５】
また、前記スイッチング制御部は、前記印加される電圧のレベルに応じて前記一つ以上のエネルギー貯蔵体と前記ＬＥＤとを選択的に連結して、前記一つ以上のエネルギー貯蔵体に充電された電圧を選択的に放電することにより、前記ＬＥＤを駆動させることができる。
【００１６】
また、前記スイッチング制御部は、前記各エネルギー貯蔵体の一端と接地との間に連結される一つ以上の第１スイッチと、前記各エネルギー貯蔵体の他端と前記ＬＥＤとの間に連結される一つ以上の第２スイッチと、を含むことができる。
【００１７】
また、前記スイッチング制御部は、前記印加される電圧のレベルに応じて、前記第１及び第２スイッチを選択的に動作させるための第１及び第２制御信号を出力する制御器をさらに含むことができる。
【００１８】
ここで、前記制御器は、前記印加される電圧と予め設定された基準電圧とを比較する比較器、及びこの比較器で比較した結果を利用して前記第１及び第２制御信号を出力する制御信号出力器を含むことができる。
【００１９】
一方、前記スイッチング制御部は、前記エネルギー貯蔵体が第１〜第ｎエネルギー貯蔵体で構成され、前記ＬＥＤが第１〜第ｎＬＥＤで構成されて順に並べられた場合、前記印加される電圧のレベルが予め設定された第１基準電圧未満であるとき、前記第１エネルギー貯蔵体に相応する第１スイッチを連結して前記第１エネルギー貯蔵体を充電することができる。
【００２０】
また、前記スイッチング制御部は、前記エネルギー貯蔵体が第１〜第ｎエネルギー貯蔵体で構成され、前記ＬＥＤが第１〜第ｎＬＥＤで構成されて順に並べられた場合、前記印加される電圧のレベルが予め設定された第２基準電圧以上であるとき、前記第ｎエネルギー貯蔵体に相応する第１スイッチを連結して前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体を充電することができる。
【００２１】
さらに、前記スイッチング制御部は、前記第１エネルギー貯蔵体の充電が完了すると、前記第１エネルギー貯蔵体に相応する第２スイッチを連結して前記第１エネルギー貯蔵体に充電された電圧を放電させ、前記放電された電圧を前記第１ＬＥＤに印加して、前記第１ＬＥＤを駆動させることができる。
【００２２】
また、前記スイッチング制御部は、前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体の充電が完了すると、前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体に相応する第２スイッチを連結して前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体に充電された電圧を放電させ、前記放電された電圧を前記第１〜第ｎＬＥＤに印加して、前記第１〜第ｎＬＥＤを駆動させることができる。
【００２３】
この際、前記第１基準電圧は、前記第２基準電圧より小さく設定することができる。
【００２４】
また、前記エネルギー貯蔵体は、キャパシタ、二次電池、ウルトラキャパシタまたはスーパーキャパシタから選択された何れか一つとすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
上述のように、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置によれば、直列に連結された複数のエネルギー貯蔵体にＬＥＤをそれぞれ並列に連結し、印加される電圧のレベルに応じてエネルギー貯蔵体を選択的に充／放電することにより、コンバータを用いなくてもＬＥＤを容易に駆動することができる。
【００２６】
より具体的には、印加される電圧のレベルを検知し、検知された電圧のレベルに応じて充電すべきエネルギー貯蔵体を選択して充電し、充電が完了すると、選択されたエネルギー貯蔵体とＬＥＤとを連結して充電された電圧をＬＥＤに供給することにより、コンバータを用いなくても、印加される電圧のレベルに応じてＬＥＤの明るさを自動的に調節することができるという長所がある。
【００２７】
また、スイッチング制御部の内部にある比較器でのみ電流を消費するため、ＬＥＤ駆動装置の効率を増大させることができる。
【００２８】
さらに、トランスフォーマと平滑キャパシタを用いないため、ＬＥＤ駆動装置の体積を減らし、寿命を向上させることができるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来技術によるＬＥＤ駆動装置を概略的に図示した回路図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置の構成図である。
【図３】図２に図示したＬＥＤ駆動装置の詳細回路図である。
【図４】図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が低い状態でエネルギー貯蔵体を充電するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明するための図面である。
【図５】図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が高い状態でエネルギー貯蔵体を充電するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明するための図面である。
【図６】図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が低い状態でエネルギー貯蔵体を放電してＬＥＤを駆動するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明するための図面である。
【図７】図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が高い状態でエネルギー貯蔵体を放電してＬＥＤを駆動するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明するための図面である。
【図８】（ａ）は、本発明の一実施形態による電源部から出力される交流電圧の波形である。（ｂ）は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置において、第１ＬＥＤに流れる電流の波形である。（ｃ）は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置において、第２ＬＥＤに流れる電流の波形である。（ｄ）は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置において、第３ＬＥＤに流れる電流の波形である。。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本明細書及び特許請求範囲で用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができる、という原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
【００３１】
従って、本明細書に記載された実施形態と図面に図示された構成は、本発明のもっとも好ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想の全部を代弁するものでないため、本出願時点においてこれらを代替することができる多様な均等物と変形例があり得ることを理解するべきである。
【００３２】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３３】
図２は本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置の構成図、図３は、図２に図示したＬＥＤ駆動装置の詳細回路図を示す。
【００３４】
図２及び図３に図示したように、ＬＥＤ駆動装置１００は、交流電圧を生成して出力する電源部１１０と、整流部１２０と、エネルギー貯蔵体１３０：１３０ａ〜１３０ｎと、ＬＥＤ１４０：１４０ａ〜１４０ｎと、スイッチング制御部１５０と、を含んで構成される。
【００３５】
このうち整流部１２０は、電源部１１０で生成された交流電圧を整流してパルス形態の直流電圧で出力する手段であり、交流電圧を電波整流された正弦波形態の直流電圧に変換することができる。
【００３６】
エネルギー貯蔵体１３０：１３０ａ〜１３０ｎは、一つ以上に構成されることができ、高電圧を得るために複数個を直列に連結することが一般的である。このようなエネルギー貯蔵体１３０としては、キャパシタ（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、二次電池、ウルトラキャパシタ及びスーパーキャパシタを用いることができ、その他に類似の特性を有するエネルギー貯蔵体を用いることができる。
【００３７】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１４０（１４０ａ〜１４０ｎ）は発光ダイオードであり、一つ以上に構成されて、各エネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎに並列に連結することができる。
【００３８】
ここで、発光ダイオードは、Ｇａ（ガリウム）、Ｐ（リン）、Ａｓ（ヒ素）を材料として製作された半導体であり、ダイオードの特性を有することができる。このとき、発光ダイオードに電流が流れると赤色、緑色、黄色の光を発し、電球に比べて寿命が長く、回答速度（電流が流れてから光を発するまでの時間）が速く、かつ、多様な形状に製作することができる、という利点があるため、ピークまたは数字の表示に最も適する。
【００３９】
スイッチング制御部１５０は、印加される電圧のレベルに応じて一つ以上のエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎを選択的に連結して、選択されたエネルギー貯蔵体を充／放電させ、前記充／放電動作によってＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｎの駆動を制御する。
【００４０】
より具体的に説明すると、スイッチング制御部１５０は、印加される電圧のレベルに応じてエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎを選択的に連結し、選択的に連結されたエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎを充電することができる。また、スイッチング制御部１５０は、印加される電圧のレベルに応じてエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎとＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｎとを選択的に連結し、エネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎに充電された電圧を選択的に放電することにより、ＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｎを駆動することができる。
【００４１】
即ち、スイッチング制御部１５０は、印加される電圧のレベルを検知し、検知された電圧のレベルに応じて充電すべきエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎを選択して充電し、充電が完了すると、選択されたエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎとそれに相応するＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｎを連結することにより、エネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎに充電された電圧をＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｎに供給することができる。
【００４２】
前記のようなスイッチング制御部１５０は、第１スイッチ１５１：１５１ａ〜１５１ｎと、第２スイッチ１５２：１５２ａ〜１５２ｎと、制御器１５３と、を含んで構成される。
【００４３】
ここで、第１スイッチ１５１（１５１ａ〜１５１ｎは、一つ以上で構成され、各エネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎの一端と接地（ｇｒｏｕｎｄ）との間に連結することができせいる。第１スイッチ１５１ａ〜１５１ｎが連結（即ち、ターンオン動作）されると、第１スイッチ１５１ａ〜１５１ｎに相応するエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎに電圧を充電することができる。
【００４４】
第２スイッチ１５２：１５２ａ〜１５２ｎは、一つ以上で構成され、各エネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎの一端とＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｎと間に連結することができる。もし、第２スイッチ１５２ａ〜１５２ｎが連結（即ち、ターンオン動作）されると、第２スイッチ１５２ａ〜１５２ｎに相応するエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎの電圧が放電されて、ＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｎに電圧を供給することができる。
【００４５】
制御器１５３は、印加される電圧のレベルに応じてエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎを選択的に充／放電するために、第１及び第２スイッチ１５１ａ〜１５１ｎ、１５２ａ〜１５２ｎを制御する第１及び第２制御信号ＣＰ１ａ〜ＣＰ１ｎ、ＣＰ２ａ〜ＣＰ２ｎを出力する手段であり、比較器１５３ａと、制御信号出力器１５３ｂと、基準信号出力器１５３ｃと、からなることができる。
【００４６】
このうち比較器１５３ａは、印加される電圧と予め設定された基準電圧とを比較し、前記比較した結果として比較信号を制御信号出力器１５３ｂに出力することにより、印加される電圧のレベルを検知するように構成される。
【００４７】
制御信号出力器１５３ｂは、比較器１５３ａで比較した結果を利用して第１及び第２スイッチ１５１、１５２を制御するための第１及び第２制御信号ＣＰ１、ＣＰ２を選択的に出力することにより、エネルギー貯蔵体が選択的に充／放電されるように制御する。
【００４８】
基準信号出力器１５３ｃは、制御信号出力器１５３ｂが第１及び第２制御信号ＣＰ１、ＣＰ２を選択的に出力するための基準信号を出力する。
【００４９】
図３を参照して、上述の比較器１５３ａ、制御信号出力器１５３ｂ及び基準信号出力器１５３ｃの動作を例として説明すると、エネルギー貯蔵体が第１〜第３エネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｃからなり、ＬＥＤが第１〜第３ＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｃからなる場合、比較器１５３ａは第１及び第２比較器１５３ａ１、１５３ａ２を含むことができる。
【００５０】
ここで、第１比較器１５３ａ１は、印加される電圧と予め設定された第１基準電圧Ｖｒｅｆ１とを比較し、前記比較した結果としてハイ（ｈｉｇｈ）またはロー（ｌｏｗ）の第１比較信号を出力することができる。また、第２比較器１５３ａ２は、印加される電圧と予め設定された第２基準電圧Ｖｒｅｆ２を比較し、前記比較した結果としてハイ（ｈｉｇｈ）またはロー（ｌｏｗ）の第２比較信号を出力することができる。
【００５１】
この際、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１は第２基準電圧Ｖｒｅｆ２より小さく構成され、印加される電圧のレベルに応じて第１及び第２比較器１５３ａ１、１５３ａ２からハイ（ｈｉｇｈ）またはロー（ｌｏｗ）の第１及び第２比較信号を出力することにより、印加される電圧のレベルを検知できるようにする。
【００５２】
また、制御信号出力器１５３ｂは、第１及び第２比較器１５３ａ１、１５３ａ２から出力された第１及び第２比較信号を利用して、エネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｃが選択的に充／放電されるように第１及び第２制御信号ＣＰ１ａ〜ＣＰ１ｃ、ＣＰ２ａ〜ＣＰ２ｃを出力する。このような制御信号出力器１５３ｂは、第１及び第２比較器１５３ａ１、１５３ａ２から出力される第１及び第２比較信号のレベルを反転させるインバータ（不図示）及び第１及び第２比較器１５３ａ１、１５３ａ２から出力される第１及び第２比較信号とインバータから出力された信号をＡＮＤゲートする論理演算器（不図示）と、から構成することができる。
【００５３】
このような比較器１５３ａ、制御信号出力器１５３ｂ及び基準信号出力器１５３ｃの動作により、制御器１５３は、印加される電圧のレベルに応じて第１及び第２スイッチ１５１ａ〜１５１ｎ、１５２ａ〜１５２ｎを選択的に連結してエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎを選択的に充／放電させることができる。
【００５４】
以下、印加される電圧によってエネルギー貯蔵体を充／放電させるためのスイッチング制御部のスイッチング動作を詳細に説明する。
【００５５】
図４は、図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が低い状態でエネルギー貯蔵体を充電するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明するための図、図５は、図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が高い状態でエネルギー貯蔵体を充電するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明するための図である。
【００５６】
まず、図４を参照すると、印加される電圧が５０Ｖで、第１基準電圧が６０Ｖで、第２基準電圧が１１０Ｖである場合、制御器１５３では、比較器１５３ａ、制御信号出力器１５３ｂ及び基準信号出力器１５３ｃを利用して第１スイッチ１５１ａを連結させる第１制御信号ＣＰ１ａを出力することにより、第１エネルギー貯蔵体１３０ａでのみ充電がなされるように制御する。即ち、入力電圧が低い状態では、最も上端にある第１エネルギー貯蔵体１３０ａでのみ電圧の充電がなされるように第１スイッチ１５１ａを連結する。
【００５７】
図５の場合を説明すると、印加される電圧が１２０Ｖで、第１基準電圧が６０Ｖで、第２基準電圧が１１０Ｖである場合、制御器１５３では、比較器１５３ａ、制御信号出力器１５３ｂ及び基準信号出力器１５３ｃを利用して第１スイッチ１５１ｎを連結させる第１制御信号ＣＰ１ｎを出力することにより、第１〜第ｎエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎ全体で充電がなされるように制御する。即ち、入力電圧が高い状態では、全てのエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎで電圧の充電がなされるように第１スイッチ１５１ｎを連結する。
【００５８】
図６は、図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が低い状態でエネルギー貯蔵体を放電してＬＥＤを駆動するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明する図、図７は、図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が高い状態でエネルギー貯蔵体を放電してＬＥＤを駆動するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明する図である。
【００５９】
図６の場合を説明すると、印加される電圧が５０Ｖで、第１基準電圧が６０Ｖで、第２基準電圧が１１０Ｖである場合、制御器１５３では、比較器１５３ａ、制御信号出力器１５３ｂ及び基準信号出力器１５３ｃを利用して第２スイッチ１５２ａを連結させる第２制御信号ＣＰ２ａを出力することにより、第１エネルギー貯蔵体１３０ａと第１ＬＥＤ１４０ａが連結されるように制御し、これにより、第１エネルギー貯蔵体１３０ａに充電された電圧が第１ＬＥＤ１４０ａに放電されて、第１ＬＥＤ１４０ａが駆動されるように制御する。即ち、入力電圧が低い状態では、最も上端にある第１エネルギー貯蔵体１３０ａでのみ電圧の放電がなされるように第２スイッチ１５２ａを連結する。
【００６０】
図７の場合を説明すると、印加される電圧が１２０Ｖで、第１基準電圧が６０Ｖで、第２基準電圧が１１０Ｖである場合、制御器１５３では、比較器１５３ａ、制御信号出力器１５３ｂ及び基準信号出力器１５３ｃを利用して全ての第２スイッチ１５１ａ〜１５１ｎを連結させる第２制御信号ＣＰ２ａ〜ＣＰ２ｎを出力することにより、第１〜第ｎエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎ全体で放電がなされるように制御する。即ち、入力電圧が高い状態では、全てのエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎで電圧の放電がなされるように第２スイッチ１５２ａ〜１５２ｎ全体を連結する。
【００６１】
図８（ａ）は、本発明の一実施形態による電源部から出力される交流電圧の波形、図８（ｂ）は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置において第１ＬＥＤに流れる電流の波形、図８（ｃ）は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置において第２ＬＥＤに流れる電流の波形、図８（ｄ）は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置において第３ＬＥＤに流れる電流の波形を示す。
【００６２】
図８（ａ）〜（ｄ）を参照して、本発明の一実施形態では、三つのエネルギー貯蔵体と三つのＬＥＤとで構成されたＬＥＤ駆動装置を例として説明する。
【００６３】
図８（ａ）に示すような交流電圧が電源部１１０から出力されると、電源部１１０から出力される交流電圧は整流部１２０を経て電波整流された正弦波形態の直流電圧に変換される。そうすると、電波整流された直流電圧は制御器１５３に印加され、制御器１５３が第１及び第２制御信号ＣＰ１ａ〜ＣＰ１ｃ、ＣＰ２ａ〜ＣＰ２ｃを出力するようにする。
【００６４】
これにより、第１及び第２スイッチ１５１ａ〜１５１ｃ、１５２ａ〜１５２ｃが選択的に連結されてエネルギー貯蔵体を選択的に充／放電するが、図８（ｂ）及び（ｄ）を参照すると、印加される直流電圧のレベルに関わらず最も上端にある第１ＬＥＤ１４０ａでは電流が流れ続け、電源部１１０から出力される電圧のレベルに応じて第２及び第３ＬＥＤ１４０ｂ、１４０ｃでは電流が流れたり流れなかったりする動作を繰り返すということが分かる。
【００６５】
このように、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置は、印加される電圧のレベルに応じて充電すべきエネルギー貯蔵体を選択して充電し、それによってＬＥＤを選択的に連結して放電させることにより、発光されるＬＥＤの個数に応じて光の明るさを調節することができる。即ち、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置は、入力電圧のレベルに応じてＬＥＤの明るさを制御することが可能である。
【００６６】
本発明は上述のように好ましい実施形態を挙げて図示及び説明したが、上記の実施形態に限定されず、本発明の思想を外れない範囲内で、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により多様な変更及び修正が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１００ ＬＥＤ駆動装置
１１０ 電源部
１２０ 整流部
１３０ エネルギー貯蔵体
１４０ ＬＥＤ
１５０ スイッチング制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ駆動装置に関し、より詳細には、液晶表示装置のバックライトに用いられるＬＥＤを駆動するためのＬＥＤ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力駆動などの特徴により、その応用範囲が次第に広くなっている傾向にあり、このような傾向によってオフィスオートメーション機器、オーディオ／ビデオ機器などに利用されている。
【０００３】
上記のような液晶表示装置は、自体発光ができないため、バックライト（ｂａｃｋ ｌｉｇｈｔ）と呼ばれる別の光源を必要とし、このようなバックライトとしては、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、以下「ＬＥＤ」という）、冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ：ＣＣＦＬ）、外部電極蛍光ランプ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ：ＥＥＦＬ）などが用いられている。
【０００４】
最近は、ＬＥＤを利用したバックライト光源が主に用いられており、ＬＥＤバックライト光源は環境にやさしく、高速回答が可能であるため、ビデオ信号ストリームに効果的に用いることができるという長所がある。
【０００５】
図１は、従来技術によるＬＥＤ駆動装置を概略的に示した回路図である。
【０００６】
図１を参照すると、ＬＥＤ駆動装置１は、制御回路１１から一次側に入力される電源をスイッチングして二次側に誘起させて出力するトランスフォーマ１２と、トランスフォーマ１２の二次側から出力される電圧を整流する整流ダイオードＤ１と、整流された電圧を平滑する平滑キャパシタＣ１を含むＤＣ−ＤＣコンバータ１０と、からなる。
【０００７】
このようなＤＣ−ＤＣコンバータ１０の動作により、ＬＥＤ駆動装置１は、印加される交流電源を直流電源に変換してＬＥＤＤ２〜Ｄ４に提供することにより、ＬＥＤＤ２〜Ｄ４に所望の電流が流れるように制御する。
【０００８】
しかし、従来のＬＥＤ駆動装置でのトランスフォーマは、一次側と二次側を電気的に分離させる長所があるが、体積が大きく、コストが高いという欠点があった。
【０００９】
また、平滑キャパシタは、一般的に大容量の電解コンデンサを用いるが、このような大容量の電解コンデンサも、体積が大きく、コストが高く、ＬＥＤより寿命が短いためＬＥＤ駆動装置の全体の寿命を短縮させるという問題点があった。
【００１０】
従って、上述の問題点を解決するために、ＤＣ−ＤＣコンバータなどのコンバータを用いずにＬＥＤを駆動するための技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２０１０−００２５５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、直列に連結された複数のエネルギー貯蔵体にＬＥＤをそれぞれ並列に連結し、印加される電圧のレベルに応じてエネルギー貯蔵体を選択的に充／放電することにより、コンバータを用いなくてもＬＥＤを容易に駆動することができるＬＥＤ駆動装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そのために本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置は、直列に連結された一つ以上のエネルギー貯蔵体と、前記各エネルギー貯蔵体に並列に連結される複数のＬＥＤと、印加される電圧のレベルに応じて前記一つ以上のエネルギー貯蔵体を選択的に連結して、前記選択されたエネルギー貯蔵体を充／放電させ、前記充／放電動作によって前記ＬＥＤの駆動を制御するスイッチング制御部と、を含む。
【００１４】
ここで、前記スイッチング制御部は、前記印加される電圧のレベルに応じて前記一つ以上のエネルギー貯蔵体を選択的に連結して、前記一つ以上のエネルギー貯蔵体を選択的に充電することができる。
【００１５】
また、前記スイッチング制御部は、前記印加される電圧のレベルに応じて前記一つ以上のエネルギー貯蔵体と前記ＬＥＤとを選択的に連結して、前記一つ以上のエネルギー貯蔵体に充電された電圧を選択的に放電することにより、前記ＬＥＤを駆動させることができる。
【００１６】
また、前記スイッチング制御部は、前記各エネルギー貯蔵体の一端と接地との間に連結される一つ以上の第１スイッチと、前記各エネルギー貯蔵体の他端と前記ＬＥＤとの間に連結される一つ以上の第２スイッチと、を含むことができる。
【００１７】
また、前記スイッチング制御部は、前記印加される電圧のレベルに応じて、前記第１及び第２スイッチを選択的に動作させるための第１及び第２制御信号を出力する制御器をさらに含むことができる。
【００１８】
ここで、前記制御器は、前記印加される電圧と予め設定された基準電圧とを比較する比較器、及びこの比較器で比較した結果を利用して前記第１及び第２制御信号を出力する制御信号出力器を含むことができる。
【００１９】
一方、前記スイッチング制御部は、前記エネルギー貯蔵体が第１〜第ｎエネルギー貯蔵体で構成され、前記ＬＥＤが第１〜第ｎＬＥＤで構成されて順に並べられた場合、前記印加される電圧のレベルが予め設定された第１基準電圧未満であるとき、前記第１エネルギー貯蔵体に相応する第１スイッチを連結して前記第１エネルギー貯蔵体を充電することができる。
【００２０】
また、前記スイッチング制御部は、前記エネルギー貯蔵体が第１〜第ｎエネルギー貯蔵体で構成され、前記ＬＥＤが第１〜第ｎＬＥＤで構成されて順に並べられた場合、前記印加される電圧のレベルが予め設定された第２基準電圧以上であるとき、前記第ｎエネルギー貯蔵体に相応する第１スイッチを連結して前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体を充電することができる。
【００２１】
さらに、前記スイッチング制御部は、前記第１エネルギー貯蔵体の充電が完了すると、前記第１エネルギー貯蔵体に相応する第２スイッチを連結して前記第１エネルギー貯蔵体に充電された電圧を放電させ、前記放電された電圧を前記第１ＬＥＤに印加して、前記第１ＬＥＤを駆動させることができる。
【００２２】
また、前記スイッチング制御部は、前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体の充電が完了すると、前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体に相応する第２スイッチを連結して前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体に充電された電圧を放電させ、前記放電された電圧を前記第１〜第ｎＬＥＤに印加して、前記第１〜第ｎＬＥＤを駆動させることができる。
【００２３】
この際、前記第１基準電圧は、前記第２基準電圧より小さく設定することができる。
【００２４】
また、前記エネルギー貯蔵体は、キャパシタ、二次電池、ウルトラキャパシタまたはスーパーキャパシタから選択された何れか一つとすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
上述のように、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置によれば、直列に連結された複数のエネルギー貯蔵体にＬＥＤをそれぞれ並列に連結し、印加される電圧のレベルに応じてエネルギー貯蔵体を選択的に充／放電することにより、コンバータを用いなくてもＬＥＤを容易に駆動することができる。
【００２６】
より具体的には、印加される電圧のレベルを検知し、検知された電圧のレベルに応じて充電すべきエネルギー貯蔵体を選択して充電し、充電が完了すると、選択されたエネルギー貯蔵体とＬＥＤとを連結して充電された電圧をＬＥＤに供給することにより、コンバータを用いなくても、印加される電圧のレベルに応じてＬＥＤの明るさを自動的に調節することができるという長所がある。
【００２７】
また、スイッチング制御部の内部にある比較器でのみ電流を消費するため、ＬＥＤ駆動装置の効率を増大させることができる。
【００２８】
さらに、トランスフォーマと平滑キャパシタを用いないため、ＬＥＤ駆動装置の体積を減らし、寿命を向上させることができるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来技術によるＬＥＤ駆動装置を概略的に図示した回路図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置の構成図である。
【図３】図２に図示したＬＥＤ駆動装置の詳細回路図である。
【図４】図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が低い状態でエネルギー貯蔵体を充電するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明するための図面である。
【図５】図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が高い状態でエネルギー貯蔵体を充電するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明するための図面である。
【図６】図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が低い状態でエネルギー貯蔵体を放電してＬＥＤを駆動するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明するための図面である。
【図７】図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が高い状態でエネルギー貯蔵体を放電してＬＥＤを駆動するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明するための図面である。
【図８】（ａ）は、本発明の一実施形態による電源部から出力される交流電圧の波形である。（ｂ）は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置において、第１ＬＥＤに流れる電流の波形である。（ｃ）は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置において、第２ＬＥＤに流れる電流の波形である。（ｄ）は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置において、第３ＬＥＤに流れる電流の波形である。。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本明細書及び特許請求範囲で用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができる、という原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
【００３１】
従って、本明細書に記載された実施形態と図面に図示された構成は、本発明のもっとも好ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想の全部を代弁するものでないため、本出願時点においてこれらを代替することができる多様な均等物と変形例があり得ることを理解するべきである。
【００３２】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３３】
図２は本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置の構成図、図３は、図２に図示したＬＥＤ駆動装置の詳細回路図を示す。
【００３４】
図２及び図３に図示したように、ＬＥＤ駆動装置１００は、交流電圧を生成して出力する電源部１１０と、整流部１２０と、エネルギー貯蔵体１３０：１３０ａ〜１３０ｎと、ＬＥＤ１４０：１４０ａ〜１４０ｎと、スイッチング制御部１５０と、を含んで構成される。
【００３５】
このうち整流部１２０は、電源部１１０で生成された交流電圧を整流してパルス形態の直流電圧で出力する手段であり、交流電圧を電波整流された正弦波形態の直流電圧に変換することができる。
【００３６】
エネルギー貯蔵体１３０：１３０ａ〜１３０ｎは、一つ以上に構成されることができ、高電圧を得るために複数個を直列に連結することが一般的である。このようなエネルギー貯蔵体１３０としては、キャパシタ（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、二次電池、ウルトラキャパシタ及びスーパーキャパシタを用いることができ、その他に類似の特性を有するエネルギー貯蔵体を用いることができる。
【００３７】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１４０（１４０ａ〜１４０ｎ）は発光ダイオードであり、一つ以上に構成されて、各エネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎに並列に連結することができる。
【００３８】
ここで、発光ダイオードは、Ｇａ（ガリウム）、Ｐ（リン）、Ａｓ（ヒ素）を材料として製作された半導体であり、ダイオードの特性を有することができる。このとき、発光ダイオードに電流が流れると赤色、緑色、黄色の光を発し、電球に比べて寿命が長く、回答速度（電流が流れてから光を発するまでの時間）が速く、かつ、多様な形状に製作することができる、という利点があるため、ピークまたは数字の表示に最も適する。
【００３９】
スイッチング制御部１５０は、印加される電圧のレベルに応じて一つ以上のエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎを選択的に連結して、選択されたエネルギー貯蔵体を充／放電させ、前記充／放電動作によってＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｎの駆動を制御する。
【００４０】
より具体的に説明すると、スイッチング制御部１５０は、印加される電圧のレベルに応じてエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎを選択的に連結し、選択的に連結されたエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎを充電することができる。また、スイッチング制御部１５０は、印加される電圧のレベルに応じてエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎとＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｎとを選択的に連結し、エネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎに充電された電圧を選択的に放電することにより、ＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｎを駆動することができる。
【００４１】
即ち、スイッチング制御部１５０は、印加される電圧のレベルを検知し、検知された電圧のレベルに応じて充電すべきエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎを選択して充電し、充電が完了すると、選択されたエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎとそれに相応するＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｎを連結することにより、エネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎに充電された電圧をＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｎに供給することができる。
【００４２】
前記のようなスイッチング制御部１５０は、第１スイッチ１５１：１５１ａ〜１５１ｎと、第２スイッチ１５２：１５２ａ〜１５２ｎと、制御器１５３と、を含んで構成される。
【００４３】
ここで、第１スイッチ１５１（１５１ａ〜１５１ｎは、一つ以上で構成され、各エネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎの一端と接地（ｇｒｏｕｎｄ）との間に連結することができせいる。第１スイッチ１５１ａ〜１５１ｎが連結（即ち、ターンオン動作）されると、第１スイッチ１５１ａ〜１５１ｎに相応するエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎに電圧を充電することができる。
【００４４】
第２スイッチ１５２：１５２ａ〜１５２ｎは、一つ以上で構成され、各エネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎの一端とＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｎと間に連結することができる。もし、第２スイッチ１５２ａ〜１５２ｎが連結（即ち、ターンオン動作）されると、第２スイッチ１５２ａ〜１５２ｎに相応するエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎの電圧が放電されて、ＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｎに電圧を供給することができる。
【００４５】
制御器１５３は、印加される電圧のレベルに応じてエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎを選択的に充／放電するために、第１及び第２スイッチ１５１ａ〜１５１ｎ、１５２ａ〜１５２ｎを制御する第１及び第２制御信号ＣＰ１ａ〜ＣＰ１ｎ、ＣＰ２ａ〜ＣＰ２ｎを出力する手段であり、比較器１５３ａと、制御信号出力器１５３ｂと、基準信号出力器１５３ｃと、からなることができる。
【００４６】
このうち比較器１５３ａは、印加される電圧と予め設定された基準電圧とを比較し、前記比較した結果として比較信号を制御信号出力器１５３ｂに出力することにより、印加される電圧のレベルを検知するように構成される。
【００４７】
制御信号出力器１５３ｂは、比較器１５３ａで比較した結果を利用して第１及び第２スイッチ１５１、１５２を制御するための第１及び第２制御信号ＣＰ１、ＣＰ２を選択的に出力することにより、エネルギー貯蔵体が選択的に充／放電されるように制御する。
【００４８】
基準信号出力器１５３ｃは、制御信号出力器１５３ｂが第１及び第２制御信号ＣＰ１、ＣＰ２を選択的に出力するための基準信号を出力する。
【００４９】
図３を参照して、上述の比較器１５３ａ、制御信号出力器１５３ｂ及び基準信号出力器１５３ｃの動作を例として説明すると、エネルギー貯蔵体が第１〜第３エネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｃからなり、ＬＥＤが第１〜第３ＬＥＤ１４０ａ〜１４０ｃからなる場合、比較器１５３ａは第１及び第２比較器１５３ａ１、１５３ａ２を含むことができる。
【００５０】
ここで、第１比較器１５３ａ１は、印加される電圧と予め設定された第１基準電圧Ｖｒｅｆ１とを比較し、前記比較した結果としてハイ（ｈｉｇｈ）またはロー（ｌｏｗ）の第１比較信号を出力することができる。また、第２比較器１５３ａ２は、印加される電圧と予め設定された第２基準電圧Ｖｒｅｆ２を比較し、前記比較した結果としてハイ（ｈｉｇｈ）またはロー（ｌｏｗ）の第２比較信号を出力することができる。
【００５１】
この際、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１は第２基準電圧Ｖｒｅｆ２より小さく構成され、印加される電圧のレベルに応じて第１及び第２比較器１５３ａ１、１５３ａ２からハイ（ｈｉｇｈ）またはロー（ｌｏｗ）の第１及び第２比較信号を出力することにより、印加される電圧のレベルを検知できるようにする。
【００５２】
また、制御信号出力器１５３ｂは、第１及び第２比較器１５３ａ１、１５３ａ２から出力された第１及び第２比較信号を利用して、エネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｃが選択的に充／放電されるように第１及び第２制御信号ＣＰ１ａ〜ＣＰ１ｃ、ＣＰ２ａ〜ＣＰ２ｃを出力する。このような制御信号出力器１５３ｂは、第１及び第２比較器１５３ａ１、１５３ａ２から出力される第１及び第２比較信号のレベルを反転させるインバータ（不図示）及び第１及び第２比較器１５３ａ１、１５３ａ２から出力される第１及び第２比較信号とインバータから出力された信号をＡＮＤゲートする論理演算器（不図示）と、から構成することができる。
【００５３】
このような比較器１５３ａ、制御信号出力器１５３ｂ及び基準信号出力器１５３ｃの動作により、制御器１５３は、印加される電圧のレベルに応じて第１及び第２スイッチ１５１ａ〜１５１ｎ、１５２ａ〜１５２ｎを選択的に連結してエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎを選択的に充／放電させることができる。
【００５４】
以下、印加される電圧によってエネルギー貯蔵体を充／放電させるためのスイッチング制御部のスイッチング動作を詳細に説明する。
【００５５】
図４は、図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が低い状態でエネルギー貯蔵体を充電するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明するための図、図５は、図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が高い状態でエネルギー貯蔵体を充電するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明するための図である。
【００５６】
まず、図４を参照すると、印加される電圧が５０Ｖで、第１基準電圧が６０Ｖで、第２基準電圧が１１０Ｖである場合、制御器１５３では、比較器１５３ａ、制御信号出力器１５３ｂ及び基準信号出力器１５３ｃを利用して第１スイッチ１５１ａを連結させる第１制御信号ＣＰ１ａを出力することにより、第１エネルギー貯蔵体１３０ａでのみ充電がなされるように制御する。即ち、入力電圧が低い状態では、最も上端にある第１エネルギー貯蔵体１３０ａでのみ電圧の充電がなされるように第１スイッチ１５１ａを連結する。
【００５７】
図５の場合を説明すると、印加される電圧が１２０Ｖで、第１基準電圧が６０Ｖで、第２基準電圧が１１０Ｖである場合、制御器１５３では、比較器１５３ａ、制御信号出力器１５３ｂ及び基準信号出力器１５３ｃを利用して第１スイッチ１５１ｎを連結させる第１制御信号ＣＰ１ｎを出力することにより、第１〜第ｎエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎ全体で充電がなされるように制御する。即ち、入力電圧が高い状態では、全てのエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎで電圧の充電がなされるように第１スイッチ１５１ｎを連結する。
【００５８】
図６は、図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が低い状態でエネルギー貯蔵体を放電してＬＥＤを駆動するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明する図、図７は、図２に図示したＬＥＤ駆動装置において、入力電圧が高い状態でエネルギー貯蔵体を放電してＬＥＤを駆動するためのスイッチング制御部のスイッチング動作を説明する図である。
【００５９】
図６の場合を説明すると、印加される電圧が５０Ｖで、第１基準電圧が６０Ｖで、第２基準電圧が１１０Ｖである場合、制御器１５３では、比較器１５３ａ、制御信号出力器１５３ｂ及び基準信号出力器１５３ｃを利用して第２スイッチ１５２ａを連結させる第２制御信号ＣＰ２ａを出力することにより、第１エネルギー貯蔵体１３０ａと第１ＬＥＤ１４０ａが連結されるように制御し、これにより、第１エネルギー貯蔵体１３０ａに充電された電圧が第１ＬＥＤ１４０ａに放電されて、第１ＬＥＤ１４０ａが駆動されるように制御する。即ち、入力電圧が低い状態では、最も上端にある第１エネルギー貯蔵体１３０ａでのみ電圧の放電がなされるように第２スイッチ１５２ａを連結する。
【００６０】
図７の場合を説明すると、印加される電圧が１２０Ｖで、第１基準電圧が６０Ｖで、第２基準電圧が１１０Ｖである場合、制御器１５３では、比較器１５３ａ、制御信号出力器１５３ｂ及び基準信号出力器１５３ｃを利用して全ての第２スイッチ１５１ａ〜１５１ｎを連結させる第２制御信号ＣＰ２ａ〜ＣＰ２ｎを出力することにより、第１〜第ｎエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎ全体で放電がなされるように制御する。即ち、入力電圧が高い状態では、全てのエネルギー貯蔵体１３０ａ〜１３０ｎで電圧の放電がなされるように第２スイッチ１５２ａ〜１５２ｎ全体を連結する。
【００６１】
図８（ａ）は、本発明の一実施形態による電源部から出力される交流電圧の波形、図８（ｂ）は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置において第１ＬＥＤに流れる電流の波形、図８（ｃ）は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置において第２ＬＥＤに流れる電流の波形、図８（ｄ）は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置において第３ＬＥＤに流れる電流の波形を示す。
【００６２】
図８（ａ）〜（ｄ）を参照して、本発明の一実施形態では、三つのエネルギー貯蔵体と三つのＬＥＤとで構成されたＬＥＤ駆動装置を例として説明する。
【００６３】
図８（ａ）に示すような交流電圧が電源部１１０から出力されると、電源部１１０から出力される交流電圧は整流部１２０を経て電波整流された正弦波形態の直流電圧に変換される。そうすると、電波整流された直流電圧は制御器１５３に印加され、制御器１５３が第１及び第２制御信号ＣＰ１ａ〜ＣＰ１ｃ、ＣＰ２ａ〜ＣＰ２ｃを出力するようにする。
【００６４】
これにより、第１及び第２スイッチ１５１ａ〜１５１ｃ、１５２ａ〜１５２ｃが選択的に連結されてエネルギー貯蔵体を選択的に充／放電するが、図８（ｂ）及び（ｄ）を参照すると、印加される直流電圧のレベルに関わらず最も上端にある第１ＬＥＤ１４０ａでは電流が流れ続け、電源部１１０から出力される電圧のレベルに応じて第２及び第３ＬＥＤ１４０ｂ、１４０ｃでは電流が流れたり流れなかったりする動作を繰り返すということが分かる。
【００６５】
このように、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置は、印加される電圧のレベルに応じて充電すべきエネルギー貯蔵体を選択して充電し、それによってＬＥＤを選択的に連結して放電させることにより、発光されるＬＥＤの個数に応じて光の明るさを調節することができる。即ち、本発明の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置は、入力電圧のレベルに応じてＬＥＤの明るさを制御することが可能である。
【００６６】
本発明は上述のように好ましい実施形態を挙げて図示及び説明したが、上記の実施形態に限定されず、本発明の思想を外れない範囲内で、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により多様な変更及び修正が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１００ ＬＥＤ駆動装置
１１０ 電源部
１２０ 整流部
１３０ エネルギー貯蔵体
１４０ ＬＥＤ
１５０ スイッチング制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に連結された一つ以上のエネルギー貯蔵体と、
前記各エネルギー貯蔵体に並列に連結される複数のＬＥＤと、
印加される電圧のレベルに応じて前記一つ以上のエネルギー貯蔵体を選択的に連結して、前記選択されたエネルギー貯蔵体を充／放電させ、前記充／放電動作によって前記ＬＥＤの駆動を制御するスイッチング制御部と、
を含むＬＥＤ駆動装置。
【請求項２】
前記スイッチング制御部は、
前記印加される電圧のレベルに応じて前記一つ以上のエネルギー貯蔵体を選択的に連結して、前記一つ以上のエネルギー貯蔵体を選択的に充電させる請求項１に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項３】
前記スイッチング制御部は、
前記印加される電圧のレベルに応じて前記一つ以上のエネルギー貯蔵体と前記ＬＥＤとを選択的に連結して、前記一つ以上のエネルギー貯蔵体に充電された電圧を選択的に放電することにより前記ＬＥＤを駆動させる請求項１に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項４】
前記スイッチング制御部は、
前記各エネルギー貯蔵体の一端と接地との間に連結される一つ以上の第１スイッチと、
前記各エネルギー貯蔵体の他端と前記ＬＥＤとの間に連結される一つ以上の第２スイッチと、を含む請求項１に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項５】
前記スイッチング制御部は、
前記印加される電圧のレベルに応じて前記第１及び第２スイッチを選択的に動作させるための第１及び第２制御信号を出力する制御器をさらに含む請求項４に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項６】
前記制御器は、
前記印加される電圧と予め設定された基準電圧とを比較する比較器と、
前記比較器で比較した結果を利用して前記第１及び第２制御信号を出力する制御信号出力器と、を含む請求項５に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項７】
前記スイッチング制御部は、
前記エネルギー貯蔵体が第１〜第ｎエネルギー貯蔵体で構成され、前記ＬＥＤが第１〜第ｎＬＥＤで構成されて順に並べられた場合、前記印加される電圧のレベルが予め設定された第１基準電圧未満であるとき、前記第１エネルギー貯蔵体に相応する第１スイッチを連結して前記第１エネルギー貯蔵体を充電する請求項５に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項８】
前記スイッチング制御部は、
前記エネルギー貯蔵体が第１〜第ｎエネルギー貯蔵体で構成され、前記ＬＥＤが第１〜第ｎＬＥＤで構成されて順に並べられた場合、前記印加される電圧のレベルが予め設定された第２基準電圧以上であるとき、前記第ｎエネルギー貯蔵体に相応する第１スイッチを連結して前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体を充電する請求項５に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項９】
前記スイッチング制御部は、
前記第１エネルギー貯蔵体の充電が完了すると、前記第１エネルギー貯蔵体に相応する第２スイッチを連結して前記第１エネルギー貯蔵体に充電された電圧を放電させ、前記放電された電圧を前記第１ＬＥＤに印加して前記第１ＬＥＤを駆動させる請求項７に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項１０】
前記スイッチング制御部は、
前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体の充電が完了すると、前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体に相応する第２スイッチを連結して前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体に充電された電圧を放電させ、前記放電された電圧を前記第１〜第ｎＬＥＤに印加して前記第１〜第ｎＬＥＤを駆動させる請求項８に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項１１】
前記第１基準電圧は、前記第２基準電圧より小さく設定されている請求項９に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項１２】
前記エネルギー貯蔵体は、キャパシタ、二次電池、ウルトラキャパシタまたはスーパーキャパシタから選択された何れか一つである請求項１に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項１】
直列に連結された一つ以上のエネルギー貯蔵体と、
前記各エネルギー貯蔵体に並列に連結される複数のＬＥＤと、
印加される電圧のレベルに応じて前記一つ以上のエネルギー貯蔵体を選択的に連結して、前記選択されたエネルギー貯蔵体を充／放電させ、前記充／放電動作によって前記ＬＥＤの駆動を制御するスイッチング制御部と、
を含むＬＥＤ駆動装置。
【請求項２】
前記スイッチング制御部は、
前記印加される電圧のレベルに応じて前記一つ以上のエネルギー貯蔵体を選択的に連結して、前記一つ以上のエネルギー貯蔵体を選択的に充電させる請求項１に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項３】
前記スイッチング制御部は、
前記印加される電圧のレベルに応じて前記一つ以上のエネルギー貯蔵体と前記ＬＥＤとを選択的に連結して、前記一つ以上のエネルギー貯蔵体に充電された電圧を選択的に放電することにより前記ＬＥＤを駆動させる請求項１に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項４】
前記スイッチング制御部は、
前記各エネルギー貯蔵体の一端と接地との間に連結される一つ以上の第１スイッチと、
前記各エネルギー貯蔵体の他端と前記ＬＥＤとの間に連結される一つ以上の第２スイッチと、を含む請求項１に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項５】
前記スイッチング制御部は、
前記印加される電圧のレベルに応じて前記第１及び第２スイッチを選択的に動作させるための第１及び第２制御信号を出力する制御器をさらに含む請求項４に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項６】
前記制御器は、
前記印加される電圧と予め設定された基準電圧とを比較する比較器と、
前記比較器で比較した結果を利用して前記第１及び第２制御信号を出力する制御信号出力器と、を含む請求項５に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項７】
前記スイッチング制御部は、
前記エネルギー貯蔵体が第１〜第ｎエネルギー貯蔵体で構成され、前記ＬＥＤが第１〜第ｎＬＥＤで構成されて順に並べられた場合、前記印加される電圧のレベルが予め設定された第１基準電圧未満であるとき、前記第１エネルギー貯蔵体に相応する第１スイッチを連結して前記第１エネルギー貯蔵体を充電する請求項５に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項８】
前記スイッチング制御部は、
前記エネルギー貯蔵体が第１〜第ｎエネルギー貯蔵体で構成され、前記ＬＥＤが第１〜第ｎＬＥＤで構成されて順に並べられた場合、前記印加される電圧のレベルが予め設定された第２基準電圧以上であるとき、前記第ｎエネルギー貯蔵体に相応する第１スイッチを連結して前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体を充電する請求項５に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項９】
前記スイッチング制御部は、
前記第１エネルギー貯蔵体の充電が完了すると、前記第１エネルギー貯蔵体に相応する第２スイッチを連結して前記第１エネルギー貯蔵体に充電された電圧を放電させ、前記放電された電圧を前記第１ＬＥＤに印加して前記第１ＬＥＤを駆動させる請求項７に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項１０】
前記スイッチング制御部は、
前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体の充電が完了すると、前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体に相応する第２スイッチを連結して前記第１〜第ｎエネルギー貯蔵体に充電された電圧を放電させ、前記放電された電圧を前記第１〜第ｎＬＥＤに印加して前記第１〜第ｎＬＥＤを駆動させる請求項８に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項１１】
前記第１基準電圧は、前記第２基準電圧より小さく設定されている請求項９に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項１２】
前記エネルギー貯蔵体は、キャパシタ、二次電池、ウルトラキャパシタまたはスーパーキャパシタから選択された何れか一つである請求項１に記載のＬＥＤ駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−７４２９５（Ｐ２０１３−７４２９５Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２１１０９２（Ｐ２０１２−２１１０９２）
【出願日】平成２４年９月２５日（２０１２．９．２５）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月２５日（２０１２．９．２５）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
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