(57)【要約】【課題】  従来の蛍光灯用安定器を除去せずに、蛍光灯用安定器に直接連結して使用することができるＬＥＤ照明装置を提供すること。【解決手段】  本発明の一実施形態は、蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置に関するものであって、少なくとも一つのＬＥＤ素子を含むＬＥＤ部と、蛍光灯用安定器から出力される電源信号を整流する整流部と、前記整流部の出力信号の入力を受けて前記安定器から前記ＬＥＤ部に伝達される電力を制御する制御部とを含む。【選択図】  図２
2013225508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのＬＥＤ素子を含むＬＥＤ部と、
蛍光灯用安定器から出力される電源信号を整流する整流部と、
前記整流部の出力信号の入力を受けて前記安定器から前記ＬＥＤ部に伝達される電力を制御する制御部と、
を含む、蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記整流部から入力を受けた安定器出力電力の一部が、前記ＬＥＤ部に伝達されるのを導通又は遮断するスイッチと、
前記スイッチのオン／オフを制御するスイッチ制御部と、
を含む、請求項１に記載の蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記スイッチ制御部は、
前記整流部の出力電圧、前記整流部の出力電流及び前記ＬＥＤ部を流れる電流の少なくとも一つを利用して、前記スイッチのオン／オフを制御する、請求項２に記載の蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記ＬＥＤ部から電流が逆流するのを防止するダイオード又は第２スイッチをさらに含む、請求項２に記載の蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記整流部の出力電圧を模写して前記制御部に入力されるコンバータ入力電流を生成するスイッチング・コンバータと、
前記スイッチング・コンバータに含まれるスイッチのオン／オフを制御するスイッチ制御部と、
を含む、請求項１に記載の蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記スイッチング・コンバータは、
ブースト・コンバータ、ＳＥＰＩＣコンバータ又はチュック・コンバータからなる、請求項５に記載の蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
前記スイッチ制御部は、
前記整流部の出力電圧、前記整流部の出力電流及び前記ＬＥＤ部を流れる電流の少なくとも一つを利用して前記スイッチのオン／オフを制御する、請求項５に記載の蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
前記制御部の出力信号を平滑して前記ＬＥＤ部に伝達するフィルター部をさらに含む、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近は、フィラメント電球や蛍光灯等の代わりにＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が新しい照明器具として使用が増加しており、脚光を浴びている。ＬＥＤは、低電圧で駆動することができ、他の照明装置に比べて長い寿命と低い消費電力、素早い応答速度及び強い耐衝撃性を有し、小型軽量化が可能であるという長所がある。ただし、ＬＥＤは、非常に低い直流電源によって動作し、蛍光灯の点灯とは異なる方式で点灯されるため、通常のＬＥＤランプを蛍光灯システムにそのまま使用することはできない。蛍光灯用安定器が基本的に常用６０Ｈｚ交流電源を数十ｋＨｚの高周波に変換してランプに提供するため、ＬＥＤ照明器具を使用するためには、蛍光灯用安定器を含む既存の蛍光灯照明装置を全て除去しなければならないという不便さがあった。もし、安定器等を除去しないまま、従来の蛍光灯用安定器の接続端子にＬＥＤ駆動回路を直接連結すると、ＬＥＤ駆動回路が安定器等の高い周波数や電圧を十分に処理できなくなって、結局、ＬＥＤランプが動作しなかったり破壊されるなどの問題を引き起こす。
【０００３】
これに伴い、最近では蛍光灯用安定器を除去せずに、蛍光灯用安定器に直接連結して使用することができるＬＥＤ照明装置が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国登録特許１０−０９４９０８７（２０１０．３．２２公告）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一実施形態の目的は、上述した従来技術の問題点を全て又は少なくとも部分的に解決することにある。
【０００６】
本発明の一実施形態の他の目的は、安定器から伝達される電力を制御する蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の一実施形態のさらに他の目的は、ＬＥＤ照明装置の受動素子又はチップを保護できる蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の一実施形態のさらに他の目的は、安定器から伝達される電力が消費効率を上げることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置は、少なくとも一つのＬＥＤ素子を含むＬＥＤ部と、蛍光灯用安定器から出力される電源信号を整流する整流部と、前記整流部の出力信号の入力を受けて前記安定器から前記ＬＥＤ部に伝達される電力を制御する制御部とを含む。
【００１０】
実施形態によると、前記制御部は、前記整流部から入力を受けた安定器出力電力の一部が前記ＬＥＤ部に伝達されることを導通又は遮断するスイッチと、前記スイッチのオン／オフを制御するスイッチ制御部とを含む。
【００１１】
実施形態によると、前記スイッチ制御部は、前記整流部の出力電圧、前記整流部の出力電流及び前記ＬＥＤ部を流れる電流の少なくとも一つを利用して前記スイッチのオン／オフを制御することができる。
【００１２】
実施形態によると、前記制御部は、前記ＬＥＤ部から電流が逆流することを防止するダイオード又は第２スイッチをさらに含む。
【００１３】
実施形態によると、前記制御部は、前記整流部の出力電圧を模写して前記制御部に入力されるコンバータ入力電流を生成するスイッチング・コンバータ、前記スイッチング・コンバータに含まれるスイッチのオン／オフを制御するスイッチ制御部を含む。
【００１４】
実施形態によると、前記スイッチング・コンバータは、ブースト・コンバータ、ＳＥＰＩＣコンバータ、又は、チュック・コンバータからなる。
【００１５】
実施形態によると、前記スイッチ制御部は、前記整流部の出力電圧、前記整流部の出力電流及び前記ＬＥＤ部を流れる電流の少なくとも一つを利用して前記スイッチのオン／オフを制御することができる。
【００１６】
実施形態によると、前記制御部の出力信号を平滑にし、前記ＬＥＤ部に伝達するフィルター部をさらに含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一実施形態によると、従来の蛍光灯用安定器と互換されるＬＥＤ照明装置を提供することができる。
【００１８】
また、本発明の一実施形態によると、安定器から伝達される電力を制御する蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置を提供することができる。
【００１９】
また、本発明の一実施形態によると、ＬＥＤ照明装置の受動素子又はチップを保護できる蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置を提供することができる。
【００２０】
また、本発明の一実施形態によると、安定器から伝達される電力が消費効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】通常の蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の回路図である。
【図２】本発明の実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置のブロック図である。
【図３ａ】本発明の実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の回路図 である。
【図３ｂ】本発明の実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の回路図 である。
【図４】図３ａに示された蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の特定信号の波形図である。
【図５】本発明の他の実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の回路図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の回路図である。
【図７】図６に示された蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置のブースト・コンバータに入力される電圧及び電流の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
後述する本発明に対する詳細な説明は、本発明を実施することができる特定の実施形態を例示として図示する添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施するのに十分なように詳しく説明する。本発明の多様な実施形態は互いに異なるが、相互に排他的である必要はないことが理解されなければならない。例えば、ここに記載されている特定形状、構造及び特性は、一実施形態に関連して、本発明の精神及び範囲を外れないながらも、他の実施形態で具現することができる。また、それぞれの開示された実施形態内の個別の構成要素の位置又は配置は、本発明の精神及び範囲を外れないながらも変更できることが理解されなければならない。したがって、後述する詳細な説明は、限定的な意味として取ろうとするのではなく、本発明の範囲は、適切に説明されるならば、その請求項が主張するのと均等なすべての範囲とともに添付された請求項によってのみ限定される。図面において類似の参照符号は様々な側面にわたって同一もしくは類似の機能を指し示す。
【００２３】
［本発明の好ましい実施形態］
本発明の実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置に対する説明に先立ち、通常の蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の原理を簡単に説明することにする。
【００２４】
図１は、通常の蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置を示す図面である。
【００２５】
図１を参照すると、従来のＬＥＤ照明装置は、電源部３１，３３から電源入力端子１１，１３を介して交流電源の入力を受ける。整流部３５は、前記電源部３１，３３から電源の入力を受け、全波整流してフィルター部３９に伝達する。フィルター部３９は、整流部３５から全波整流された電圧を直流電圧に平滑して駆動部４１に伝達する。前記駆動部４１は、バックブースト・コンバータ（Ｂｕｃｋ−Ｂｏｏｓｔ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を含んで前記フィルター部３９から出力される直流電圧を用いてＬＥＤに供給される電圧及び電流を一定に制御する。
【００２６】
しかし、図１に示された従来のＬＥＤ照明装置は、安定器の出力に対する考慮なしにＬＥＤに伝達される電力のみを制御する構造であって、安定器の出力電力がＬＥＤにおいて必要とする電力よりも大きい場合に、フィルター部３９のキャパシタにエネルギーが積もって電圧が継続して上昇することになる。キャパシタに印加される電圧が続けて増加すれば、ＬＥＤ照明装置の受動素子やチップが損傷するという問題が発生する。すなわち、ＬＥＤ照明装置の寿命が短縮するという問題がある。また、規格が異なる多様な安定器に互換ができず、電源の変化による安定性が脆弱である。
【００２７】
後述する本発明の実施形態による蛍光灯安定器を利用したＬＥＤ照明装置は、このような従来のＬＥＤ照明装置の短所を補完することができる。
【００２８】
以下では、本発明の第１実施形態による蛍光灯安定器を利用したＬＥＤ照明装置について説明することにする。
【００２９】
第１実施形態
図２は、本発明の一実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置のブロック図を示す。
【００３０】
図２を参照すると、本発明の実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置は、蛍光灯用安定器から出力される電源信号を整流する整流部１００、前記整流部１００の出力信号の入力を受けて、後述するＬＥＤ部１３０のための定格の電圧及び電流信号を出力する制御部１１０、及び少なくとも一つのＬＥＤ素子を含むＬＥＤ部１３０を含む。
【００３１】
また、本発明の実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置は、前記制御部１１０の出力信号を平滑して前記ＬＥＤ部１３０に伝達するフィルター部１２０をさらに含む。
【００３２】
図３ａ及び図３ｂは、本発明の第１実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の回路図である。
【００３３】
図３ａに示されているように、整流部１００は、蛍光灯用安定器から出力される電源電圧を整流する。前記整流部１００は、第１整流部１０１、第２整流部１０２を含む。前記第１整流部１０１又は前記第２整流部１０２は、通常のダイオード又はこの応用素子（例えば、ブリッジ整流回路など）で具現されるが、これ以外にも交流電源ＡＣを整流することができれば、いかなる素子でも本発明の整流部１００に含まれる。
【００３４】
前記整流部１００は、第１電極Ｊ１、第２電極Ｊ２、第３電極Ｊ３及び第４電極Ｊ４を含む。前記整流部１００は、第１電極Ｊ１ないし第４電極Ｊ４のいずれか二つの電極を介して入力される交流電源を全波整流し、後述する制御部１１０に伝達する。第１整流部１０１のブリッジダイオードＤ１〜Ｄ４と第２整流部１０２のブリッジダイオードＤ５〜Ｄ８は、蛍光灯用安定器から電源の入力を受ける第１接続端子ＣＴ１、第２接続端子ＣＴ２それぞれに対して同一の形（ダイオードの連結方向など）の組み合わせを持たなければならない。異なる場合、第１接続端子ＣＴ１と第２接続端子ＣＴ２は、第１整流部１０１と第２整流部１０２を通じて直ちに連結されて制御部１１０に電源供給がなされないためである。
【００３５】
図３ａに示されているように、交流電源が第１電極Ｊ１と第２電極Ｊ２を介して入力されたり、第３電極Ｊ３と第４電極Ｊ４を介して入力されると、第１整流部１０１又は第２整流部１０２が制御部１１０に全波整流された電圧を出力することになる。ブリッジ ダイオードの組み合わせ（Ｄ１〜Ｄ４及びＤ５〜Ｄ８）は、蛍光灯用安定器から出力される常用電源の数百倍に達する周波数の交流電源を処理するための高周波用ダイオードを使用するのが好ましい。
【００３６】
一方、図３ｂに示されているように、整流部１００は第１電極Ｊ１ないし第４電極Ｊ４を介して入力される交流電源を整流する一つの整流回路で具現される。従来の蛍光灯用安定器を利用した照明装置は、安定器から第１電極Ｊ１ないし第４電極Ｊ４を介して交流電源の入力を受け、第１電極Ｊ１ないし第４電極Ｊ４を介して交流電源の入力を受けるための構成が各照明装置ごとに相違した。反面、ＬＥＤランプは蛍光灯ランプに比べて少ない電力を消費するため、２つの電極からの電源入力で点灯が可能である。本発明の実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の整流部１００は、第１電極Ｊ１ないし第４電極Ｊ４の少なくとも２つの電極を介して入力を受けた電源を整流して制御部１１０に伝達することができる。したがって、第１電極Ｊ１ないし第４電極Ｊ４の組み合わせを用いる多様な蛍光灯用安定器に互換が可能である。
【００３７】
図３ａに示されているように、制御部１１０は、前記整流部１００から出力された整流信号の入力を受けて前記安定器から前記ＬＥＤ部に伝達される電力を制御する。すなわち、安定器の出力を用いて前記ＬＥＤ部１３０のための定格電圧及び電流信号を出力する。前記制御部１１０は第１端子Ｎ１と第２端子Ｎ２を含み、前記第１端子Ｎ１及び第２端子Ｎ２を通じて整流部１００と電源信号をやり取りする。制御部１１０は、整流部１００から入力を受けた安定器の出力電力の一部が前記フィルター部１２０又はＬＥＤ部１３０に伝達されるのを導通させたり、遮断するスイッチ１１１と前記スイッチ１１１のオン／オフ動作を制御するスイッチ制御部１１２を含んでいてもよい。また、フィルター部１２０又はＬＥＤ部１３０から電流が逆流するのを防止するダイオード１１３をさらに含んでいてもよい。図３ａでは、逆流防止のためにダイオード１１３を用いたが、必ずしもこれに限定される訳ではない。例えば、逆流防止のために電力導通時はオン状態を保持し、電力遮断時はオフ状態となるスイッチを用いることもできる。前記スイッチ１１１はトランジスタで具現され、素早い応答速度をＭＯＳトランジスタで具現することができる。スイッチ制御部１１２は、ＭＯＳトランジスタで具現されるスイッチ１１１のゲート端に制御信号を伝達して、前記スイッチ１１１のドレーン端とソース端との連結をオン／オフ制御することができる。
【００３８】
図３ａを参照すると、スイッチ１１１は、第１端子Ｎ１と第２端子Ｎ２との間に位置する。具体的に、スイッチ１１１のドレーン端及びソース端は、制御部１１０の第１端子Ｎ１及び第２端子Ｎ２と連結される。ドレイン端とソース端の位置は、互いに変更されても構わない。すなわち、前記スイッチ１１１がオン（ＯＮ）状態になると、第１端子Ｎ１に入力された整流電圧はフィルター部１２０又はＬＥＤ部１３０に伝達されず、第２端子Ｎ２を通じて整流部１１０に戻る。
【００３９】
スイッチ制御部１１２は、前記スイッチ１１１のオン／オフ動作を制御する。スイッチ制御部１１２は、前記スイッチ１１１がオン／オフ状態を保持する時間を制御することができる。例えば、スイッチ制御部１１２は、既に設定された時間の間、スイッチ１１１をオン／オフさせることによってＬＥＤ部１３０の光度を調節することができる。また、スイッチ制御部１１２は、整流部１００の出力電流又はＬＥＤ部１３０に流れる電流の大きさを感知して、ＬＥＤ部１３０を流れる電流の大きさが一定であるようにスイッチ１１１のオン／オフ動作を制御することができる。例えば、図３ａに示されているように、制御部１１０は、ＬＥＤ部１３０に流れる電流の大きさを感知してスイッチ制御部１１２に伝達する別途の電流センサー１１４をさらに含んでいてもよい。
【００４０】
フィルター部１２０はキャパシタを含み、制御部１１０によって制御された電圧及び電流を平滑化してＬＥＤ部１３０に提供する。フィルター部１２０は、一つ以上のキャパシタを含んでいてもよく、図３ａでは、一つ以上のキャパシタＣ１〜Ｃ３が並列に連結されるが、必ずしもこれに限定される訳ではない。フィルター部１２０は、制御部１１０から供給される高周波交流電源の平滑化に十分な時定数（Ｔｉｍｅ Ｃｏｎｓｔａｎｔ）を有するように設計されて、ＬＥＤ部１３０に影響を与えないのが好ましい。
【００４１】
ＬＥＤ部１３０は、フィルター部１２０から提供される電圧及び電流を用いて発光するＬＥＤ素子を含む。前記ＬＥＤ部１３０に含まれるＬＥＤ素子は、並列又は直列に連結されて点灯する。
【００４２】
図４は、第１実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の制御部における特定信号の波形を示す。
【００４３】
図３ａ及び図４を参照すると、整流部の出力電流信号は、交流電源を整流した脈流信号である。図4に示されているように、整流部の出力電流信号は安定器によって多様である。また、安定器の出力電流は数十ｋＨｚの振動数を有する信号である。制御部１１０は、安定器から伝達を受けた電流信号を導通時間（ｔｖａｒ）の間、フィルター部１２０及びＬＥＤ部１３０に伝達し、残りの時間の間は、安定器から伝達を受けた電力がフィルター部１２０及びＬＥＤ部１３０に伝達されるのを遮断する。具体的に、スイッチ制御部１１２は、導通時間（ｔｖａｒ）の間、スイッチ１１１をオフ状態で保持する信号を伝達する。したがって、この導通時間（ｔｖａｒ）の間、安定器から伝達された電流信号は、第１ノードＮ１を通じてフィルター部１２０及びＬＥＤ部１３０に伝達される。一方、スイッチ制御部１１２がスイッチ１１１をターンオンさせるゲート信号を伝達すると、前記スイッチ１１１がオン状態になり、整流部から伝達された電流は第１ノードＮ１及び第２ノードＮ２が連結されるにつれて整流部１００又は安定器に戻る。したがって、導通時間（ｔｖａｒ）の調節を通じてフィルター部１２０及びＬＥＤ部１３０に伝達される電流の量を調節することができる。結局、導通時間（ｔｖａｒ）の調節を通じてＬＥＤ部１３０に伝達される電力を制御することができる。
【００４４】
以下では、本発明の第１実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の電力消費の試験結果を示す。
【００４５】
【表１】
2013225508.tif 000003
【００４６】
図３ａ及び表１を参照すると、制御部１１０のスイッチ１１１がスイッチングなしに常にオフ状態である場合、安定器から伝達される入力電力（Ｐ_ｉｎ）は２６．４Ｗであり、ＬＥＤ部１３０で消費されるＬＥＤ消費電力（Ｐ_ＬＥＤ）は２５．６Ｗである。反面、スイッチ１１１が数十ｋＨｚの安定器出力電流を整流して出力される電源信号を１周期当り６．２μｓの間導通されるようにスイッチングする場合、安定器から伝達される入力電力（Ｐ_ｉｎ）は２１．９Ｗであり、ＬＥＤ部１３０で消費されるＬＥＤ消費電力（Ｐ_ＬＥＤ）は１９．８Ｗである。すなわち、導通時間（ｔｖａｒ）が減少するにつれて、安定器入力電力（Ｐ_ｉｎ）とＬＥＤ消費電力（Ｐ_ＬＥＤ）は減少することが分かる。これは、本発明の実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の制御部１１０が、安定器から入力を受けた電力の大きさを制御してＬＥＤ部１３０に伝達するためである。
【００４７】
したがって、安定器から伝達される入力電力（Ｐ_ｉｎ）とＬＥＤ消費電力（Ｐ_ＬＥＤ）は、制御部１１０の電力伝達制御によりＬＥＤ部１３０で消費される電力を制御することができる効果がある。導通時間（ｔｖａｒ）の調節でＬＥＤの消費電力を広い範囲の所望の値に調節することができる。また、表１に示されているように、導通時間（ｔｖａｒ）が減るにつれて、ＬＥＤ部１３０で消費されなかった電力は再び整流部１００又は安定器に戻る。したがって、安定器が６０Ｈｚの常用交流電源の入力を受けて消費する電力も減ることになり、エネルギー効率を高めることができる効果がある。
【００４８】
【表２】
2013225508.tif 000004
【００４９】
表２は、任意の蛍光灯用安定器Ａ，Ｂに対し、本発明の実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の電力消費を示す。
【００５０】
Ｌｓ，Ｃｓ，Ｃｐは、本発明の実施形態には示されていないが、安定器回路内の共振回路を構成する素子である。
【００５１】
図２及び表２を参照すると、制御部１１０においてスイッチング制御を行わない場合、安定器Ａを利用したＬＥＤ照明装置と安定器Ｂを利用したＬＥＤ照明装置のＬＥＤ消費電力はそれぞれ２５．６Ｗ、２７．６Ｗである。すなわち、安定器毎にＬＥＤ部で消費する電力量が異なる。しかし、本発明の実施形態による制御部１１０においてスイッチ１１１の導通時間（ｔｖａｒ）を制御すると、ＬＥＤ消費電力を一定に制御することができる。表２に示されているように、安定器Ａの場合、スイッチ１１１の導通時間（ｔｖａｒ）を６．２に設定すると、ＬＥＤ消費電力が１９．８Ｗであり、安定器Ｂの場合、スイッチ１１１の導通時間（ｔｖａｒ）を６．８に設定すると、ＬＥＤ消費電力が１９．７Ｗになることが分かる。
【００５２】
すなわち、それぞれ異なる素子値を有する多様な安定器に対し、制御部１１０のスイッチ１１１の導通時間（ｔｖａｒ）を制御すると、ＬＥＤ部１３０で消費される電力の大きさを一定に制御することができる。これにより、ＬＥＤ部１３０で所望する定格の電圧及び電流を供給することができる。したがって、安定器の素子特性に関係なく、スイッチ１１１のオン／オフ制御を通じてＬＥＤ部１３０に一定の電力を供給することができるので、多様な安定器に互換が可能であるという長所がある。また、ＬＥＤ部１３０で必要とする電力を供給するので、安定器の出力電力とＬＥＤ照明装置が消費する電力とが合わずに、フィルター部１２０にエネルギーが蓄積されたりＬＥＤの明るさが制御されないなどの問題を源泉的に除去し、フィルター部１２０等の受動素子やチップが損傷するのを防止することができる。
【００５３】
次に、本発明の第２実施形態について説明することにする。
【００５４】
第２実施形態
図５は、第２実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の回路図である。
【００５５】
図５を参照すると、第２実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置は、整流部２００、制御部２１０、ＬＥＤ部２３０を含む。また、第１実施形態と同様に、制御部２１０とＬＥＤ部２３０との間にフィルター部２２０をさらに含んでいてもよい。
【００５６】
図５に示された蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置は、整流部２００とフィルター部２２０は前述の第１実施形態と同一なので、詳しい説明は省略することにする。
【００５７】
図５に示されているように、第２実施形態による制御部２１０は、整流部２００とフィルター部２２０又はＬＥＤ部２３０への電流の流れを導通させたり遮断するスイッチ２１１と前記スイッチ２１１のオン／オフを制御するスイッチ制御部２１２とを含む。また、整流部２００から制御部２１０に伝達される電圧を感知してスイッチ制御部２１２に伝達する電圧センサー２１５をさらに含んでいてもよい。前記電圧センサー２１５は、整流部２００で整流された安定器出力電圧（Ｖｂａｌｌａｓｔ）の大きさを感知してスイッチ制御部２１２に伝達する。スイッチ制御部２１２は、制御部２１０に伝達される電圧の大きさによりスイッチ２１１をオン／オフ制御することによって、ＬＥＤ部２３０に伝達される電力を制御する。一方、図５に示されているように、ＬＥＤ部２３０は、ＬＥＤ部２３０を流れる電流の大きさを感知してスイッチ制御部２１２に伝達する電流センサー２１４を含んでいてもよい。すなわち、ＬＥＤ部２３０に流れる電流を感知してスイッチ制御部２１２に伝達することができれば、電流センサー２１４はどこにでも含めることができ、位置は限定されない。
【００５８】
次に、第３実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置について説明することにする。
【００５９】
第３実施形態
図６は、本発明の第３実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の回路図である。
【００６０】
図６を参照すると、第３実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置は、蛍光灯用安定器から出力される電源電圧を整流する整流部３００と、前記整流部の出力電圧の入力を受けて、後述のＬＥＤ部３３０のための定格の電圧及び電流を出力する制御部３１０と、並列又は直列に連結された少なくとも一つのＬＥＤ素子を含むＬＥＤ部３３０とを含む。また、前記制御部３１０の出力電流を平滑して前記ＬＥＤ部３３０に伝達するフィルター部３２０をさらに含んでいてもよい。
【００６１】
図６に示された第３実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置の整流部３００、フィルター部３２０、ＬＥＤ部３３０は第１実施形態と同一なので、詳しい説明は省略する。
【００６２】
図６に示されているように、制御部３１０は、整流部３００の出力電圧（Ｖｂａｌｌａｓｔ）を模写して前記制御部３１０のスイッチング・コンバータ３１１に入力されるコンバータ入力電流（Ｉｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を生成するスイッチング・コンバータ３１１、前記スイッチング・コンバータ３１１に含まれるスイッチＳＷのオン／オフを制御するスイッチ制御部３１２を含む。また、前記ＬＥＤ部３３０に流れる電流を感知してスイッチ制御部３１２に伝達する電流センサー３１４をさらに含んでいてもよい。
【００６３】
前記スイッチング・コンバータ３１１は、スイッチＳＷ１、インダクタＬ１、ダイオードＤ９を含む。前記スイッチＳＷ１は、素早い応答のためにＭＯＳトランジスタで具現され、前記ダイオードＤ９は還流（ｆｒｅｅｗｈｅｅｌｉｎｇ）ダイオードであってもよい。
【００６４】
以下で、制御部３１０の動作を具体的に説明することにする。
【００６５】
前記スイッチング・コンバータ３１１は、整流部３００の出力電圧（Ｖｂａｌｌａｓｔ）の波形を模写するコンバータ入力電流（Ｉｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を生成する。前記スイッチング・コンバータ３１１は、ブースト（Ｂｏｏｓｔ）コンバータ、ＳＥＰＩＣコンバータ、チュック（Ｃｕｋ）コンバータであってもよい。本実施形態では説明の便宜のため、前記スイッチング・コンバータ３１１がブースト・コンバータである場合を例に挙げて説明することにする。
【００６６】
図６に示されているように、ブースト・コンバータ３１１のスイッチＳＷ１がターンオンされるとインダクタＬ１に電流が増加してエネルギーが蓄積され、ターンオフすると還流（ｆｒｅｅｗｈｅｅｌｉｎｇ）ダイオードＤ９を通じてエネルギーがフィルター部３２０又はＬＥＤ部３３０側に伝達される。前記のブースト・コンバータ３１１の動作は、公知の回路による動作であるため、詳しい説明は省略する。スイッチ制御部３１２は、ＬＥＤ部３３０に流れる電流の大きさを感知してブースト・コンバータ３１１のスイッチＳＷ１をオン／オフ制御することができる。一方、ＬＥＤ部３３０に流れる電流を感知して、その大きさをスイッチ制御部３１２に伝達する別途の電流センサー３１４をさらに含んでいてもよい。
【００６７】
前記のブースト・コンバータ３１１は、スイッチ制御部３１２の制御によって制御部３１０に入力される整流された安定器出力電圧（Ｖｂａｌｌａｓｔ）と周期が同一の電流信号を生成することができる。
【００６８】
図７は、整流された安定器出力電圧（Ｖｂａｌｌａｓｔ）とコンバータ入力電流（Ｉｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）の波形を示す。
【００６９】
図７に示されているように、安定器において前記ＬＥＤ照明装置に印加されるコンバータ入力電圧は、整流された安定器出力電圧（Ｖｂａｌｌａｓｔ）と同じであり、前記コンバータ入力電圧（Ｖｂａｌｌａｓｔ）及び電流（Ｉｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）が同一の位相を有するので、安定器からＬＥＤ照明装置を眺めた等価インピーダンスは純抵抗と見える。
【００７０】
具体的に、安定器の出力電圧（Ｖｂａｌｌａｓｔ）は、照明装置の等価入力抵抗（Ｒ_ｉｎ）に比例するので、安定器の出力電力と照明装置の等価入力抵抗（Ｒ_ｉｎ）は数式１と同じ関係を有する。
【００７１】
【数式１】
【００７２】
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数式１を参考にすると、安定器出力電圧（Ｖｂａｌｌａｓｔ）が照明装置の等価入力抵抗（Ｒ_ｉｎ）と比例するので、結局、安定器の出力電力は照明装置の入力抵抗（Ｒ_ｉｎ）に比例する。
【００７３】
一方、前述のように、前記スイッチング・コンバータ３１１としてブースト・コンバータ以外に、ＳＥＰＩＣコンバータ又はチュック・コンバータを利用して同一の機能を行うことができる。
【００７４】
整理すると、本発明の第３実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置は、ブースト・コンバータ３１１を利用してＬＥＤ照明装置の制御部３１０のブースト・コンバータ３１１に入力されるコンバータ入力電流（Ｉｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）の大きさを調節する。ブースト・コンバータ３１１は入力される安定器出力電圧（Ｖｂａｌｌａｓｔ）に対応して制御部３１０に入力される入力電流（Ｉｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を制御することによって、安定器からＬＥＤ部３３０に所望の電力が供給されるようにすることができる。また、第３実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ部に印加される入力電圧と入力電流の位相を同一にして力率が改善される効果がある。
【００７５】
以上で説明したように、本発明の一実施形態によると、蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置を容易に具現することができる。すなわち、安定器から伝達される電力を制御してＬＥＤ部で必要とする電力のみを伝達することによってＬＥＤ部に定格の電圧及び電流を供給し、その他の受動素子やチップに印加される負担を減らすことができる。したがって、制御部の電力制御によって、従来のどの安定器とも互換が可能であり、安定した電力供給及び回路素子の保護が可能である。
【００７６】
そして、従来の蛍光灯照明装置とは違って、安定器の４つの電極を全て利用しなくてもよい。従来の蛍光灯用安定器は、２つ又は４つの電極を有するなど多様な形態で構成されたが、本発明の実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置は、少なくとも２つの電極を利用してＬＥＤ素子を点灯することができる。したがって、本発明の実施形態による蛍光灯用安定器を利用したＬＥＤ照明装置は、２つ又は４つの電極を有する多様な形態の安定器と互換が可能である。
【００７７】
以上において、本発明の実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも一つの実施形態に含まれ、必ずしも一つの実施形態にのみ限定される訳ではない。さらに、各実施形態において例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野における通常の知識を持つ者によって、他の実施形態についても組み合わせ又は変形されて実施可能である。したがって、このような組み合わせと変形に関係した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【００７８】
また、以上において実施形態を中心に説明したが、これは単に例示であるだけであって、本発明を限定する訳ではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性を外れない範囲で、以上において例示されない様々な変形と応用が可能であることが分かるはずである。例えば、実施形態に具体的に示された各構成要素は、変形して実施することができる。そして、このような変形と応用に係る相違点は、添付の特許請求の範囲において規定する本発明の技術的範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００７９】
１１                      第１電源入力端子
１３                      第２電源入力端子
３１                      第１電源部
３３                      第２電源部
３５                      整流部
３６                      第１整流部
３７                      第２整流部
３９                      フィルター部
４１                      駆動部
１００，２００，３００    整流部
１０１，２０１，３０１    第１整流部
１０２，２０２，３０２    第２整流部
１１０，２１０，３１０    制御部
１１１，２１１            スイッチ
１１２，２１２，３１２    スイッチ制御部
１１３                    ダイオード
１１４，３１４            電流センサー
２１５                    電圧センサー
１２０                    フィルター部
１３０                    ＬＥＤ部
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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