KR100946093B1 - Power supply for led - Google Patents

Power supply for led Download PDF

Info

Publication number
KR100946093B1
KR100946093B1 KR1020080050289A KR20080050289A KR100946093B1 KR 100946093 B1 KR100946093 B1 KR 100946093B1 KR 1020080050289 A KR1020080050289 A KR 1020080050289A KR 20080050289 A KR20080050289 A KR 20080050289A KR 100946093 B1 KR100946093 B1 KR 100946093B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
power supply
led
primary coil
switching
Prior art date
Application number
KR1020080050289A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20090124215A (en
Inventor
홍영근
사공석진
홍성수
노정욱
한상규
김종선
이상훈
김현정
김준형
오동성
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020080050289A priority Critical patent/KR100946093B1/en
Publication of KR20090124215A publication Critical patent/KR20090124215A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100946093B1 publication Critical patent/KR100946093B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20Controlling the colour of the light
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

본 발명은 상용 교류 전원을 메인 전원과 보조 전원으로 변환하고, 메인 전원을 LED 구동용 전원으로 변환하여 LED 구동용 전원과 보조 전원을 사용함으로써 LED의 휘도를 조절하는 LED용 전원 공급 장치에 관한 것으로, 입력 전원을 전달받는 일차 코일과, 상기 일차 코일과의 권선비에 따라 상기 일차 코일로부터의 입력 전원을 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 메인 전원 및 보조 전원으로 각각 변환하는 복수의 이차 코일을 갖는 전원 변환부와, 디밍 신호에 따라 상기 전원 변환부로부터의 상기 메인 전원을 사전에 설정된 LED 구동용 전원으로 변환하여 상기 LED 구동용 전원과 상기 보조 전원을 LED 어레이에 공급하는 휘도 조절부를 포함한다.

Figure R1020080050289

전원 공급 장치(Power Supply), 발광 다이오드(Light Emitting Diode;LED), 휘도 조절(Brightness Control)

The present invention relates to a power supply for LED for controlling the brightness of the LED by converting the commercial AC power into a main power supply and an auxiliary power supply, and converts the main power supply to the LED driving power supply using the LED driving power supply and the auxiliary power supply. And a primary coil receiving input power, and a power conversion having a plurality of secondary coils respectively converting input power from the primary coil into a main power supply and a secondary power supply having a predetermined voltage level according to a winding ratio with the primary coil. And a brightness controller for converting the main power from the power converter into a preset LED driving power according to a dimming signal to supply the LED driving power and the auxiliary power to the LED array.

Figure R1020080050289

Power Supply, Light Emitting Diode (LED), Brightness Control

Description

LED용 전원 공급 장치{POWER SUPPLY FOR LED}Power supply for LED {POWER SUPPLY FOR LED}

본 발명은 전원 공급 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 상용 교류 전원을 메인 전원과 보조 전원으로 변환하고, 메인 전원을 LED 구동용 전원으로 변환하여 LED 구동용 전원과 보조 전원을 사용함으로써 LED의 휘도를 조절하는 LED용 전원 공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply device, and more particularly, converts commercial AC power into a main power supply and an auxiliary power supply, converts a main power supply into an LED driving power supply, and uses the LED driving power supply and the auxiliary power supply to improve brightness of the LED. It relates to a power supply for LED to regulate.

일반적으로 현재 널리 사용하고 있는 LED(Light Emitting Diode)는 가전, TV, 모니터 등 전자제품에서 여러 가지 신호 전달용 또는 발광용으로 많이 사용하고 있다. In general, currently widely used light emitting diodes (LEDs) are widely used for transmitting various signals or emitting light in electronic products such as home appliances, TVs, and monitors.

이러한 LED는 LED에 인가되는 전압이 문턱 전압(Threshold Voltage) 이상이면 LED에 전류가 흐르기 시작하여 빛이 발생하는데, 이를 위해 건전지 또는 밧데리, 전원 공급 장치(Power Supply) 등이 채용되어 저전압 직류전원을 공급받는 것이 일반적이다.When the voltage applied to the LED is higher than the threshold voltage, the current starts to flow to the LED and light is generated. For this purpose, a battery, a battery, a power supply, etc. are employed to provide a low voltage DC power source. It is common to be supplied.

상술한 저전압 직류 전원을 공급하는 장치로는 전원 공급 장치가 주로 채용된다.As a device for supplying the above-described low voltage DC power supply, a power supply device is mainly employed.

상기 전원 공급 장치는 상용 교류 전원을 공급받아 사전에 설정된 직류 전원 으로 변환하고, 이를 다시 LED 구동용 전원으로 변환하여 LED에 공급한다.The power supply device receives commercial AC power and converts it into a predetermined DC power supply, and converts it into a LED driving power and supplies the LED to the LED.

이때, LED 구동용 전원은 외부로부터의 디밍(Dimming) 신호에 따라 공급 및 차단이 제어되며 이에 따라 LED의 휘도가 조절된다.At this time, the power supply for driving the LED is controlled according to the dimming (Dimming) signal from the outside, and the brightness of the LED is adjusted accordingly.

한편, 최근 다양한 색상의 광원을 발생하기 위해 빛의 삼원색인 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 계열의 LED 가 개발되고, 각 LED가 출력하는 휘도의 조합으로 임의의 색상을 출력할 수 있는 이른바 RGB LED 에 관한 연구 개발이 진행 중이다. Meanwhile, in order to generate light sources of various colors, LEDs of red, green, and blue series, three primary colors of light, have been developed, and arbitrary colors are output by a combination of luminance output from each LED. Research and development on the so-called RGB LED that can be done is in progress.

특히, 조명용이나 디스플레이(Display) 용으로 개발된 RGB LED 는 저휘도의 신호 전달용 LED와는 달리 흐르는 전류량이 많아야 하고, 필요한 높은 휘도를 얻기 위해서는 많은 수의 RGB LED를 직렬 또는 병렬의 어레이 형태로 구성해야 한다. In particular, RGB LEDs developed for lighting or display require a large amount of current to flow, unlike low-brightness signal transmission LEDs, and in order to obtain the required high brightness, a large number of RGB LEDs are configured in a series or parallel array form. Should be.

도 1은 종래의 LED용 전원 공급 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a conventional power supply for LEDs.

도 1을 참조하면 종래의 LED용 전원 공급 장치는 상용 교류 전원을 직류 전원을 변환하는 컨버터(10)와 직류 전원을 LED 구동용 전원으로 변환하여 LED 어레이(30)의 적색, 녹색 및 청색 LED 어레이(31,32,33)에 각각 전달하는 직류/직류 컨버터(20)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a conventional LED power supply device converts commercial AC power into DC power converter 10 and converts DC power into LED driving power to red, green, and blue LED arrays of the LED array 30. DC / DC converters 20 to 31, 32 and 33, respectively.

상술한 바와 같이 직류/직류 컨버터(20)는 적색, 녹색 및 청색 LED 어레이(31,32,33)에 각각 LED구동용 전원을 공급하기 위해 제1 내지 제3 직류/직류 컨 버터(21,22,23)를 포함할 수 있다. 이러한 제1 내지 제3 직류/직류 컨버터(21,22,23)는 외부로부터의 디밍(Dimming) 신호에 따라 LED구동용 전원의 공급 및 차단을 제어하여 LED의 휘도를 조절한다.As described above, the DC / DC converter 20 supplies first, second, and third DC / DC converters 21, 22 to supply power for driving LEDs to the red, green, and blue LED arrays 31, 32, and 33, respectively. , 23). The first to third DC / DC converters 21, 22, and 23 control the supply and blocking of the LED driving power according to the dimming signal from the outside to adjust the brightness of the LEDs.

상술한 종래의 LED용 전원 공급 장치는 컨버터로부터의 직류 전원 전체가 직류/직류 컨버터에 직접 전달되기 때문에 직류/직류 컨버터에는 내압이 높은 소자들이 채용되어 고가의 제조 비용이 소요되는 문제점이 있으며, 직류/직류 컨버터는 상기 직류 전원 전체를 LED 구동용 전원을 변환하기 때문에 전력 변화 효율이 낮아지는 문제점이 있다. In the above-described conventional LED power supply device, since the entire DC power from the converter is directly transmitted to the DC / DC converter, the DC / DC converter employs a high breakdown voltage, thus requiring a high manufacturing cost. The DC converter has a problem in that the power change efficiency is lowered since the DC power is converted into the entire LED driving power.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 상용 교류 전원을 메인 전원과 보조 전원으로 변환하고, 메인 전원을 LED 구동용 전원으로 변환하여 LED 구동용 전원과 보조 전원을 사용함으로써 LED의 휘도를 조절하는 LED용 전원 공급 장치를 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to convert the commercial AC power into a main power supply and an auxiliary power supply, and converts the main power supply to the LED driving power supply to use the LED driving power supply and the auxiliary power supply to improve the brightness of the LED. It is to provide a power supply for the LED to adjust.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면은 입력 전원을 전달받는 일차 코일과, 상기 일차 코일과의 권선비에 따라 상기 일차 코일로부터의 입력 전원을 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 메인 전원 및 보조 전원으로 각각 변환하는 복수의 이차 코일을 갖는 전원 변환부와, 디밍 신호에 따라 상기 전원 변환부로부터의 상기 메인 전원을 사전에 설정된 LED 구동용 전원으로 변환하여 상기 LED 구동용 전원과 상기 보조 전원을 LED 어레이에 공급하는 휘도 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, one technical aspect of the present invention is to provide a main coil having an input voltage from a primary coil and an input power from the primary coil in accordance with a turns ratio with the primary coil. A power conversion unit having a plurality of secondary coils respectively converting to a power source and an auxiliary power source; and converting the main power source from the power conversion unit into a preset LED driving power source according to a dimming signal, thereby converting the LED driving power source and the And a brightness controller for supplying auxiliary power to the LED array.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 변환부는 상용 교류 전원을 정류하는 정류기와, 상기 정류기로부터의 정류된 전원을 역률 보정하는 역률 보정기와, 상기 역률 보정기로부터의 역률 보정된 전원을 상기 입력 전원으로 입력받는 상기 일차 코일과 상기 일차 코일과 자기 결합되어 상기 메인 전원을 출력하는 제1 이차 코일 및 상기 일차 코일과 자기 결합되어 상기 보조 전원을 출력 하는 제2 이차 코일을 갖는 트랜스포머와, 상기 일차 코일에 입력된 상기 역률 보정된 전원을 스위칭하는 스위칭 유닛을 포함할 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the power converter includes a rectifier for rectifying commercial AC power, a power factor corrector for power factor correcting the rectified power from the rectifier, and a power factor corrected power source from the power factor corrector. A transformer having the primary coil received as an input power source, a first secondary coil magnetically coupled to the primary coil to output the main power, and a second secondary coil magnetically coupled to the primary coil to output the auxiliary power source; It may include a switching unit for switching the power factor corrected power input to the primary coil.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 트랜스포머는 상기 일차 코일과 상기 제1 및 제2 이차 코일이 전기적으로 절연될 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the transformer may be electrically insulated from the primary coil and the first and second secondary coils.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 스위칭 유닛은 플라이 백(Fly-Back), 포워드(Forward), 푸쉬-풀(Push-Pull), 하프-브릿지(Half-Bridge) 및 풀-프릿지(Full-Bridge) 중 하나의 방식으로 구성될 수 있다.According to one technical aspect of the invention, the switching unit is a fly-back, forward, push-pull, half-bridge and full-bridge (Full-Bridge) can be configured in one way.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 LED 어레이는 적색광을 방출하는 적색 LED 어레이와, 녹색광을 방출하는 녹색 LED 어레이와, 청색광을 방출하는 청색 LED 어레이를 포함할 수 있고,According to one technical aspect of the present invention, the LED array may include a red LED array emitting red light, a green LED array emitting green light, and a blue LED array emitting blue light,

상기 휘도 조절부는 상기 메인 전원을 적색 LED 구동용 전원으로 변환하고 상기 적색 LED 구동용 전원과 보조 전원의 전압의 합을 상기 적색 LED 어레이에 전달하는 제1 스위칭 회로와, 상기 메인 전원을 녹색 LED 구동용 전원으로 변환하고 상기 녹색 LED 구동용 전원과 보조 전원의 전압의 합을 상기 녹색 LED 어레이에 전달하는 제2 스위칭 회로와, 상기 메인 전원을 청색 LED 구동용 전원으로 변환하고 상기 청색 LED 구동용 전원과 보조 전원의 전압의 합을 상기 청색 LED 어레이에 전달하는 제3 스위칭 회로를 포함할 수 있다.The luminance controller converts the main power into a red LED driving power and transfers the sum of the voltages of the red LED driving power and the auxiliary power to the red LED array, and the main power to drive the green LED. A second switching circuit converting the green power supply driving voltage and the sum of the voltages of the green LED driving power supply and the auxiliary power supply to the green LED array, and converting the main power supply to the blue LED driving power supply, and the blue LED driving power supply. And a third switching circuit configured to transfer the sum of the voltages of the auxiliary power supplies to the blue LED array.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제1 스위칭 회로는 상기 적색 LED 어레이로부터의 피드백 전압과 상기 디밍 신호에 따라 스위칭을 제어하는 제1 제어기와, 상기 제1 제어기의 제어에 따라 상기 메인 전원을 스위칭하는 제1 스위치를 포함할 수 있고, 상기 제2 스위칭 회로는 상기 녹색 LED 어레이로부터의 피드백 전압과 상기 디밍 신호에 따라 스위칭을 제어하는 제2 제어기와, 상기 제2 제어기의 제어에 따라 상기 메인 전원을 스위칭하는 제2 스위치를 포함할 수 있으며, 상기 제3 스위칭 회로는 상기 청색 LED 어레이로부터의 피드백 전압과 상기 디밍 신호에 따라 스위칭을 제어하는 제3 제어기와, 상기 제3 제어기의 제어에 따라 상기 메인 전원을 스위칭하는 제3 스위치를 포함할 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the first switching circuit includes a first controller controlling switching according to the feedback voltage and the dimming signal from the red LED array, and the main controller according to the control of the first controller. A second switch configured to control a switching according to a feedback voltage and the dimming signal from the green LED array and the second switching circuit; And a second switch for switching the main power supply, wherein the third switching circuit comprises: a third controller controlling switching according to the feedback voltage and the dimming signal from the blue LED array, and the control of the third controller According to the present invention, a third switch for switching the main power source may be included.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제1 내지 제3 스위칭 회로는 각각 부스트(Boost), 벅(Buck), 벅-부스트(Buck-Boost), 쿡(Cuk), 세픽(Single Ended Primary Inductor Converter;SEPIC) 중 하나의 방식으로 구성될 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, each of the first to third switching circuits includes a boost, a buck, a buck-boost, a cook, and a single ended primary. It may be configured in one of Inductor Converter (SEPIC).

본 발명에 따르면, 본 발명의 LED용 전원 공급 장치는 상용 교류 전원을 메인 전원과 보조 전원으로 변환하고, 메인 전원을 LED 구동용 전원으로 변환하여 LED 구동용 전원과 보조 전원을 사용함으로써 내압이 작은 소자를 채용하여 제조 비용을 저감할 수 있고 전력 변환 효율을 증대할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the LED power supply device of the present invention converts commercial AC power into a main power supply and an auxiliary power supply, and converts the main power supply to an LED driving power supply to use a LED driving power supply and an auxiliary power supply, thereby reducing the breakdown voltage. Employing an element can reduce manufacturing costs and increase power conversion efficiency.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 LED용 전원 공급 장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a power supply for LED of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 LED용 전원 공급 장치(100)는 상용 교류 전원을 메인 전원과 보조 전원으로 변환하는 전원 변환부(110)와 전원 변환부(110)로부터의 메인 전원을 LED용 구동 전원으로 변환하여 LED어레이(130)에 전달하는 휘도 조절부(120)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the LED power supply device 100 according to the present invention uses a power converter 110 for converting commercial AC power into a main power supply and an auxiliary power source, and a main power source from the power converter 110. It includes a brightness control unit 120 to convert the driving power to the LED array 130.

전원 변환부(110)는 상용 교류 전원(AC)을 정류하는 정류기(111)와, 정류기(111)로부터 정류된 전원의 전압 및 전류의 위상을 조정을 통해 역률(Power Factor)을 보정하여 대략 400V 정도의 직류 전원을 출력하는 역률 보정기(112)를 포함한다.The power converter 110 corrects the power factor by adjusting the voltage and current phases of the rectifier 111 rectifying the commercial AC power source and the rectifier 111. And a power factor corrector 112 for outputting a DC power of a degree.

그리고, 역률 보정기(112)로부터의 직류 전원을 입력받는 일차 코일(P)과, 일차 코일(P)간의 사전에 설정된 권선비에 따라 메인 전원을 출력하는 제1 이차 코일(S1) 및 일차 코일(P)간의 사전에 설정된 권선비에 따라 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 보조 전원을 출력하는 제2 이차 코일(S2)을 갖는 트랜스포머(113)와, 트랜스포머(113)의 일차 코일(P)에 전기적으로 연결되어 일차 코일(P)로부터의 직류 전원을 스위칭하는 스위칭 유닛(114)을 포함한다.In addition, the first secondary coil S1 and the primary coil P that output the main power according to a preset winding ratio between the primary coil P receiving the DC power from the power factor corrector 112 and the primary coil P. ) Is electrically connected to a transformer 113 having a second secondary coil S2 for outputting an auxiliary power source having a predetermined voltage level according to a predetermined turns ratio between the first and second coils P of the transformer 113. It comprises a switching unit 114 for switching the direct current power from the primary coil (P).

트랜스포머(113)는 상술한 바와 같이 일차 코일(P) 및 이차 코일(S)을 포함한다.The transformer 113 includes a primary coil P and a secondary coil S as described above.

일차 코일(P)은 하나의 도전체로 형성되어 일단이 역률 보정기(112)에 전기 적으로 연결되고, 타단이 스위칭 유닛(114)에 전기적으로 연결된다.The primary coil P is formed of one conductor so that one end is electrically connected to the power factor corrector 112 and the other end is electrically connected to the switching unit 114.

제1 이차 코일(S1)은 하나의 도전체로 형성되어 일차 코일(P)과의 사전에 설정된 권선비에 따라 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 메인 전원(Vo1)을 휘도 조절부(120)에 전달하고, 제2 이차 코일(S2)는 하나의 도전체로 형성되어 일차 코일(P)과의 사전에 설정된 권선비에 따라 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 보조 전원(Vo2)을 휘도 조절부(120)에 전달한다. The first secondary coil S1 is formed of one conductor to transfer the main power supply Vo1 having a voltage level set in advance according to a preset winding ratio with the primary coil P to the brightness controller 120. The second secondary coil S2 is formed of one conductor to transfer the auxiliary power Vo2 having the voltage level set in advance according to the preset winding ratio with the primary coil P to the brightness controller 120.

일차 코일(P)과 제1,제2 이차 코일(S1,S2)간은 자기적으로 결합되어 있으며 전기적으로 절연된다.The primary coil P and the first and second secondary coils S1 and S2 are magnetically coupled and electrically insulated.

휘도 조절부(120)는 LED 어레이(130)의 적색 LED 어레이(131), 녹색 LED 어레이(132) 및 청색 LED 어레이(133)에 각각 LED 구동용 전원을 공급하는 제1 내지 제3 스위칭 회로(121,122,123)를 포함한다.The brightness controller 120 may include first to third switching circuits for supplying power for driving LEDs to the red LED array 131, the green LED array 132, and the blue LED array 133 of the LED array 130, respectively. 121,122,123).

제1 스위칭 회로(121)는 적색 LED 어레이(131)의 저항(R1)으로부터 검출된 전압과 외부로부터의 디밍 신호(S1)에 따라 스위칭을 제어하는 제1 제어기(121a)와 제1 제어기(121a)의 제어에 따라 메인 전원(Vo1)을 스위칭하여 적색 LED 구동용 전원(VoR)으로 변환하는 제1 스위치(121b)를 포함한다.The first switching circuit 121 controls the switching according to the voltage detected from the resistor R1 of the red LED array 131 and the dimming signal S1 from the outside, and the first controller 121a. The first switch 121b converts the main power Vo1 to a red LED driving power VoR according to the control of FIG.

제2 스위칭 회로(122)는 녹색 LED 어레이(132)의 저항(R2)으로부터 검출된 전압과 외부로부터의 디밍 신호(S2)에 따라 스위칭을 제어하는 제2 제어기(122a)와 제2 제어기(122a)의 제어에 따라 메인 전원(Vo1)을 스위칭하여 녹색 LED 구동용 전원(VoG)으로 변환하는 제2 스위치(122b)를 포함한다.The second switching circuit 122 controls the switching according to the voltage detected from the resistor R2 of the green LED array 132 and the dimming signal S2 from the outside, and the second controller 122a. And a second switch 122b for switching the main power Vo1 to a green LED driving power VoG according to the control.

제3 스위칭 회로(123)는 청색 LED 어레이(133)의 저항(R3)으로부터 검출된 전압과 외부로부터의 디밍 신호(S3)에 따라 스위칭을 제어하는 제3 제어기(123a)와 제3 제어기(123a)의 제어에 따라 메인 전원(Vo1)을 스위칭하여 청색 LED 구동용 전원(VoB)으로 변환하는 제3 스위치(123b)를 포함한다.The third switching circuit 123 controls the switching according to the voltage detected from the resistor R3 of the blue LED array 133 and the dimming signal S3 from the outside, and the third controller 123a. And a third switch 123b for switching the main power Vo1 to a blue LED driving power VoB.

도 3의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 LED용 전원 공급 장치에 채용된 전원 변환부의 다양한 실시형태이다.3A to 3D show various embodiments of a power conversion unit employed in the LED power supply device of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 LED용 전원 공급 장치(100)에 채용된 전원 변환부(110)의 스위칭 유닛(114)은 도 1에 도시된 바와 같이, PWM(Pulse Width Modulation)방식으로 스위칭을 제어하는 스위칭 제어기(114a)와 일차 코일(P)의 타단에 연결되어 스위칭 제어기(114a)의 제어에 따라 일차 코일(P)로부터의 직류 전원을 스위칭하는 메인 스위치(114b)로 이루어진 플라이 백(Fly-Back) 방식으로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1, the switching unit 114 of the power conversion unit 110 employed in the LED power supply device 100 of the present invention is switched in a pulse width modulation (PWM) manner, as shown in FIG. 1. A flyback comprising a main switch 114b connected to the other end of the switching controller 114a and the primary coil P for controlling the switch and switching the DC power from the primary coil P under the control of the switching controller 114a ( Fly-Back) can be configured.

상술한 전원 변환부(110)는 도 3의 (a), (b) 및 도 4의 (a), (b)와 같이 다양한 실시 형태로 구성될 수 있다.The power conversion unit 110 described above may be configured in various embodiments as shown in FIGS. 3A, 3B, and 4A, 4B.

도 3의 (a)를 참조하면, 전원 변환부(110)의 스위칭 유닛(114)은 포워드(Forward) 방식을 구성될 수 있다. 이에 따라, 트랜스포머(113)는 서로 병렬 연결된 제1 및 제2 일차 코일(P1, P2)을 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 일차 코일(P1, P2)의 일단 사이에는 전력의 전달 경로를 제공하는 다이오드(Da)가 연결되며, 스위칭 제어기(114a)의 제어에 따라 제2 일차 코일(P2)로부터의 직류 전원을 스위칭하는 메인 스위치(114b)는 제1 일차 코일(P1)의 타단과 제2 일차 코일(P2)의 타단 사이에 전기적으로 연결된다.Referring to FIG. 3A, the switching unit 114 of the power converter 110 may configure a forward method. Accordingly, the transformer 113 may include first and second primary coils P1 and P2 connected in parallel to each other, and a transmission path of electric power may be provided between one end of the first and second primary coils P1 and P2. The diode Da is provided, and the main switch 114b for switching the DC power from the second primary coil P2 under the control of the switching controller 114a is connected to the other end of the first primary coil P1. It is electrically connected between the other end of the 2nd primary coil P2.

도 3의 (b)를 참조하면, 전원 변환부(110)의 스위칭 유닛(114)은 푸쉬-풀(Push-Pull) 방식을 구성될 수 있다. 이에 따라, 트랜스포머(113)는 중간 탭(Center Tap)을 갖는 일차 코일(P)를 포함할 수 있으며, 마찬가지로 제1 및 제2 이차 코일(S1, S2)도 중간 탭을 갖도록 형성될 수 있다. 일차 코일(P)의 일단 및 타단에는 각각 스위칭 제어기(114a)의 제어에 따라 일차 코일(P)로부터의 직류 전원을 스위칭하는 제1 메인 스위치(114b)와 제2 메인 스위치(114c)가 전기적으로 연결되고, 일차 코일(P)의 중간 탭으로 직류 전원이 유입된다.Referring to FIG. 3B, the switching unit 114 of the power converter 110 may be configured as a push-pull scheme. Accordingly, the transformer 113 may include a primary coil P having an intermediate tap, and similarly, the first and second secondary coils S1 and S2 may be formed to have an intermediate tap. At one end and the other end of the primary coil P, the first main switch 114b and the second main switch 114c, which switch DC power from the primary coil P under the control of the switching controller 114a, are electrically connected. DC power is introduced into the middle tap of the primary coil P.

도 4의 (a)를 참조하면, 전원 변환부(110)의 스위칭 유닛(114)은 하프-브릿지(Half-Bridge) 방식으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 스위칭 제어기(114a)의 제어에 따라 직류 전원을 상보적으로 스위칭하는 제1 메인 스위치(114b)와 제2 메인 스위치(114c) 사이에는 일차 코일(P)가 전기적으로 연결된다.Referring to FIG. 4A, the switching unit 114 of the power converter 110 may be configured in a half-bridge scheme. Accordingly, the primary coil P is electrically connected between the first main switch 114b and the second main switch 114c that complementarily switch the DC power source under the control of the switching controller 114a.

도 4의 (b)를 참조하면, 전원 변환부(110)의 스위칭 유닛(114)는 풀-브릿지(Full-Bridge) 방식으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 스위칭 제어기(114a)의 제어에 따라 직류 전원을 상보적으로 스위칭하는 제1 내지 제4 메인 스위치(114b, 114c, 114d, 114e)는 제1 및 제3 메인 스위치(114b, 114d)를 통해 직류 전원을 입력 받고, 일차 코일(P)의 일단은 제3 및 제4 메인 스위치(114d, 114e)의 접속점에 연결되고, 일차 코일(P)의 타단은 제1 및 제2 메인 스위치(114b, 114c)의 접속점에 연결된다. Referring to FIG. 4B, the switching unit 114 of the power conversion unit 110 may be configured in a full-bridge manner. Accordingly, the first to fourth main switches 114b, 114c, 114d, and 114e which complementarily switch the DC power supply under the control of the switching controller 114a may operate the first and third main switches 114b and 114d. Receives a DC power supply through, one end of the primary coil (P) is connected to the connection point of the third and fourth main switch (114d, 114e), the other end of the primary coil (P) is the first and second main switch (114b) , 114c).

도 5의 (a), (b) 및 도 6의 (a), (b)는 본 발명의 LED용 전원 공급 장치에 채용된 휘도 조절부의 다양한 실시형태이다.5A, 5B, and 6A, 6B are various embodiments of the brightness adjusting unit employed in the LED power supply device of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치(100)에 채용된 휘도 조절부(120)에 포함된 제1 내지 3 스위칭 회로(121,122,123)는 각각 부스트(Boost) 방식으로 메인 전원(Vo1)을 승압하여 적색, 녹색 및 청색 LED 구동용 전원(VoR, VoG, VoB)으로 변환하고 보조 전원(Vo2)과 함께 적색, 녹색 및 청색 LED 어레이(131,132,133)에 전달한다. 이를 위해, 제1, 제2 및 제3 제어기(121a, 122a, 123a)는 검출 저항(R1, R2, R3)로부터 검출된 전압과 외부로부터의 디밍 신호(S1, S2, S3)에 따라 각각 제1, 제2 및 제3 스위치(121b, 122b, 123b)의 스위칭을 제어 한다. Referring to FIG. 2, the first to third switching circuits 121, 122, and 123 included in the brightness controller 120 employed in the power supply device 100 according to the present invention may respectively use the boost method to boost the main power source Vo1. The step-up is converted to red, green and blue LED driving power (VoR, VoG, VoB) and transferred to the red, green and blue LED arrays (131, 132, 133) together with the auxiliary power (Vo2). To this end, the first, second and third controllers 121a, 122a, and 123a are respectively configured according to the voltage detected from the detection resistors R1, R2, and R3 and the dimming signals S1, S2, and S3 from the outside. The switching of the first, second and third switches 121b, 122b and 123b is controlled.

도 5의 (a)를 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치(100)에 채용된 휘도 조절부(120)에 포함된 제1 내지 제3 스위칭 회로(121,122,123)는 각각 벅(Buck) 방식으로 메인 전원(Vo1)을 감압하여 적색, 녹색 및 청색 LED 구동용 전원(VoR, VoG, VoB)으로 변환하고 보조 전원(Vo2)과 함께 적색, 녹색 및 청색 LED 어레이(131,132,133)에 전달한다. 이를 위해, 제1, 제2 및 제3 스위치(121b, 122b, 123b)는 전력의 전달 경로에 전기적으로 직렬 연결되고, 이에 따라 제1, 제2 및 제3 스위치(121b, 122b, 123b)의 후단에는 다이오드(D1, D2, D3)가 병렬 연결되고, 인덕터(L1,L2,L3)가 직렬 연결된다.Referring to FIG. 5A, the first to third switching circuits 121, 122, and 123 included in the brightness adjusting unit 120 employed in the power supply device 100 of the present invention may be buck type, respectively. The power source Vo1 is reduced in pressure to be converted into red, green, and blue LED driving power sources VoR, VoG, and VoB, and transferred to the red, green, and blue LED arrays 131, 132, and 133 together with the auxiliary power source Vo2. To this end, the first, second and third switches 121b, 122b, 123b are electrically connected in series with the power transmission paths, and thus the first, second and third switches 121b, 122b, 123b At the rear end, diodes D1, D2 and D3 are connected in parallel and inductors L1, L2 and L3 are connected in series.

도 5의 (b)를 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치(100)에 채용된 휘도 조절부(120)에 포함된 제1 내지 제3 스위칭 회로(121,122,123)는 각각 벅-부스트(Buck-Boost) 방식으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 메인 전원(Vo1)은 감압 또는 승압되어 적색, 녹색 및 청색 LED 구동용 전원(VoR, VoG, VoB)으로 변환되고 보조 전원(Vo2)과 함께 적색, 녹색 및 청색 LED 어레이(131,132,133)에 전달된다. 이를 위해, 제1, 제2 및 제3 스위치(121b, 122b, 123b)는 전력의 전달 경로에 전기적으로 직렬 연결되고, 이에 따라 제1, 제2 및 제3 스위치(121b, 122b, 123b)의 후단에는 인덕터(L1, L2, L3)가 병렬 연결되고, 다이오드(D1,D2,D3)가 전달 경로의 역방향으로 직렬 연결된다.Referring to FIG. 5B, the first to third switching circuits 121, 122, and 123 included in the luminance adjusting unit 120 employed in the power supply device 100 of the present invention are buck-boost, respectively. Can be configured in such a way. Accordingly, the main power supply Vo1 is decompressed or stepped up and converted into red, green, and blue LED driving power sources VoR, VoG, and VoB, and is connected to the red, green, and blue LED arrays 131, 132, and 133 together with the auxiliary power source Vo2. Delivered. To this end, the first, second and third switches 121b, 122b, 123b are electrically connected in series with the power transmission paths, and thus the first, second and third switches 121b, 122b, 123b At the rear end, the inductors L1, L2, L3 are connected in parallel, and the diodes D1, D2, D3 are connected in series in the reverse direction of the transmission path.

도 6의 (a)를 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치(100)에 채용된 휘도 조절부(120)에 포함된 제1 내지 제3 스위칭 회로(121,122,123)는 각각 쿡(Cuk) 방식으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 메인 전원(Vo1)은 적색, 녹색 및 청색 LED 구동용 전원(VoR, VoG, VoB)으로 변환되어 보조 전원(Vo2)과 함께 적색, 녹색 및 청색 LED 어레이(131,132,133)에 전달된다. 이를 위해, 제1, 제2 및 제3 스위치(121b, 122b, 123b)는 전력의 전달 경로에 전기적으로 병렬 연결되고, 이에 따라 제1, 제2 및 제3 스위치(121b, 122b, 123b)의 전후단에는 각각 복수의 인덕터(L1, L1`, L2, L2`, L3, L3`)가 직렬 연결되고, 다이오드(D1,D2,D3)가 병렬 연결된다.Referring to FIG. 6A, the first to third switching circuits 121, 122, and 123 included in the brightness controller 120 employed in the power supply device 100 of the present invention are configured in a cook method. Can be. Accordingly, the main power Vo1 is converted to the red, green, and blue LED driving powers VoR, VoG, and VoB, and is transferred to the red, green, and blue LED arrays 131, 132, and 133 together with the auxiliary power Vo2. To this end, the first, second and third switches 121b, 122b, 123b are electrically connected in parallel to the transmission path of power, and thus the first, second and third switches 121b, 122b, 123b A plurality of inductors L1, L1 ', L2, L2', L3, and L3 'are connected in series at the front and rear ends thereof, and diodes D1, D2, and D3 are connected in parallel.

도 6의 (b)를 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치(100)에 채용된 휘도 조절부(120)에 포함된 제1 내지 제3 스위칭 회로(121,122,123)는 각각 세픽(Single Ended Primary Inductor Converter;SEPIC) 방식으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 메인 전원(Vo1)은 적색, 녹색 및 청색 LED 구동용 전원(VoR, VoG, VoB)으로 변환되어 보조 전원(Vo2)과 함께 적색, 녹색 및 청색 LED 어레이(131,132,133)에 전달된다. 이를 위해, 제1, 제2 및 제3 스위치(121b, 122b, 123b)는 전력의 전달 경로에 전기적으로 병렬 연결되고, 이에 따라 제1, 제2 및 제3 스위치(121b, 122b, 123b)의 전후단에는 각각 복수의 인덕터(L1, L1`, L2, L2`, L3, L3`)가 직렬 및 병렬로 연결되며, 다이오드(D1,D2,D3)가 직렬 연결된다.Referring to FIG. 6B, the first to third switching circuits 121, 122, and 123 included in the brightness controller 120 employed in the power supply device 100 of the present invention may each have a single ended primary inductor converter. ; SEPIC) scheme. Accordingly, the main power Vo1 is converted to the red, green, and blue LED driving powers VoR, VoG, and VoB, and is transferred to the red, green, and blue LED arrays 131, 132, and 133 together with the auxiliary power Vo2. To this end, the first, second and third switches 121b, 122b, 123b are electrically connected in parallel to the transmission path of power, and thus the first, second and third switches 121b, 122b, 123b A plurality of inductors L1, L1 ', L2, L2', L3, and L3 'are connected in series and in parallel, respectively, and diodes D1, D2, and D3 are connected in series.

도 7은 본 발명의 LED용 전원 공급 장치의 출력 전압 그래프이다.Figure 7 is a graph of the output voltage of the power supply for LED of the present invention.

도 2와 함께 도 7을 참조하면, 상용 교류 전원은 정류기(111)를 거쳐 정류 및 평활되고 이후 역률 보정기(112)를 통해 정류된 전원의 전압 및 전류의 위상을 조정함으로써 역률(Power Factor)을 보정하여 트랜스포머(113)에 전달된다.Referring to FIG. 7 together with FIG. 2, the commercial AC power is rectified and smoothed through the rectifier 111 and then the power factor is adjusted by adjusting the phase of the voltage and current of the rectified power through the power factor corrector 112. The correction is transmitted to the transformer 113.

트랜스포머(113)의 일차 코일(P)에 전달된 전력은 스위칭 제어기(114a)의 PWM 제어에 따라 스위칭하는 메인 스위치(114b)에 의해 이차 코일(S1, S2)에 전달된다. 전달되는 전력은 일차 코일(P)과 이차 코일(S1,S2)간의 권선비에 따라 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 메인 전원(Vo1) 및 보조 전원(Vo2)으로 휘도 조절부(120)에 전달된다.The power delivered to the primary coil P of the transformer 113 is delivered to the secondary coils S1 and S2 by the main switch 114b which switches according to the PWM control of the switching controller 114a. The transmitted power is transferred to the brightness controller 120 as the main power supply Vo1 and the auxiliary power source Vo2 having a voltage level preset according to the turns ratio between the primary coil P and the secondary coils S1 and S2.

메인 전원(Vo1)은 휘도 조절부(120)의 제1 내지 제3 스위칭 회로(121,122,123)에 각각 전달되고, 제1 내지 제3 스위칭 회로(121,122,123)의 제1 내지 제3 제어기(121a, 122a, 123a)는 각각 외부로부터의 디밍 신호(S1, S2, S3)와 적색, 녹색 및 청색 LED 어레이(131,132,133)으로부터 검출된 검출 전압에 따라 메인 전원(Vo1)의 스위칭을 제어하여 적색, 녹색 및 청색 LED 구동용 전원(VoR, VoG, VoB)으로 변환한다.The main power supply Vo1 is transmitted to the first to third switching circuits 121, 122, and 123 of the luminance controller 120, and the first to third controllers 121a, 122a, 123a controls the switching of the main power supply Vo1 according to the dimming signals S1, S2, S3 from the outside and the detected voltages detected from the red, green, and blue LED arrays 131, 132, and 133, respectively. Converts to driving power sources (VoR, VoG, VoB).

적색, 녹색 및 청색 LED 구동용 전원(VoR, VoG, VoB)은 보조 전원(Vo2)과 함께 각각 적색, 녹색 및 청색 LED 어레이(131,132,133)에 전달된다. 즉, 디밍 신호(S1,S2,S3)가 스위칭 오프인 경우 보조 전원(Vo2)만이 각 LED 어레이(131,132,133)에 전달되어 각 LED 어레이(131,132,133)는 점등하지 않고, 디밍 신호(S1,S2,S3)가 스위칭 온인 경우 보조 전원(Vo2)과 각 LED 구동용 전원(Voㄲ, VoG, VoB)가 각 LED 어레이(131,132,133)에 전달되어 각 LED 어레이(131,132,133)가 점등된다. The red, green, and blue LED driving power supplies VoR, VoG, and VoB are delivered to the red, green, and blue LED arrays 131, 132, and 133, respectively, along with the auxiliary power source Vo2. That is, when the dimming signals S1, S2, and S3 are switched off, only the auxiliary power source Vo2 is transmitted to each of the LED arrays 131, 132, and 133 so that the LED arrays 131, 132, 133 do not light up, and the dimming signals S1, S2, S3 are not turned on. ) Is switched on, the auxiliary power source Vo2 and the LED driving power sources Vo (, VoG, and VoB are transmitted to the LED arrays 131, 132, and 133, and the LED arrays 131, 132, and 133 are turned on.

상술한 본 발명의 전원 공급 장치의 동작을 전력 변환 효율 측면에서 도 1에 도시된 종래의 전원 공급 장치와 비교하여 살펴보도록 한다.The operation of the power supply of the present invention described above will be described in comparison with the conventional power supply shown in FIG. 1 in terms of power conversion efficiency.

도 1을 참조하면, 종래의 전원 공급 장치의 각 LED 어레이(31,32,33)에 공급되는 전력은 전력 변환 효율 η2를 가지는 제1 내지 제3 직류/직류 컨버터(21,22,23)에서 공급하고 (여기서 각 직류/직류 컨버터의 전력변환 효율은 모두 같다고 가정한다.) 제1 내지 제3 직류/직류 컨버터(21,22,23)에서 필요한 전력은 전력 변환 효율 η1을 갖는 컨버터(10)에서 공급한다. 즉 종래의 전원 공급 장치의 전체 전력 변환 효율은 η1 ㆍη2 가 된다. 그리고 제1 내지 제3 직류/직류 컨버터(21,22,23)의 출력전압은 각 LED 어레이(31,32,33) 구동전압과 동일하기 때문에 제1 내지 제3 직류/직류 컨버터(21,22,23)에 채용되는 스위칭소자, 다이오드 및 캐패시터는 각 LED 어레이(31,32,33) 구동전압 이상의 내압을 가지는 소자들을 사용해야 한다. Referring to FIG. 1, power supplied to each of the LED arrays 31, 32, and 33 of a conventional power supply is first to third DC / DC converters 21, 22, and 23 having a power conversion efficiency η 2 . (Where the power conversion efficiencies of each DC / DC converter are the same) and the power required by the first to third DC / DC converters 21, 22, and 23 is a converter having a power conversion efficiency η 1 . Supply from 10). That is, the total power conversion efficiency of the conventional power supply is η 1 ㆍ η 2 . Since the output voltages of the first to third DC / DC converters 21, 22, and 23 are the same as the driving voltages of the LED arrays 31, 32, and 33, the first to third DC / DC converters 21, 22. The switching elements, diodes, and capacitors employed in (23) should use elements having a breakdown voltage higher than the driving voltage of each of the LED arrays 31, 32, and 33.

이에 반하여, 도 2를 참조하면 본 발명의 전원 공급 장치(100)는 전원 변환부(110)에서 전체 전원을 메인 전원(Vo1)과 보조 전원(Vo2)로 분리하여 공급한다. 예를 들어 전원 변환부(110)로부터의 전체 전원 Pin을 '1'로 보면 메인 전원(Vo1)과 보조 전원(Vo2)는 각각 1-K 퍼센트 및 K 퍼센트로 설정될 수 있다. 메인 전 원(Vo1)은 LED 구동용 전원(VoR, VoG, VoB)로 변환되어 보조 전원(Vo2)와 함께 각 LED 어레이(131,132,133)에 공급되므로, LED 어레이(131,132,133)에 공급되는 전력을 계산하면 Pinㆍη1ㆍk + Pinㆍη1ㆍη2 (1-k)가 되고 전체 전력 변환 효율은 η1ㆍη2 + k(1- η21 이 된다. 여기서, η1ㆍη2 은 도 1에 도시된 종래의 전원 공급 장치에서의 전력 변환 효율과 동일하므로, k(1- η2) η1만큼 본 발명의 전원 공급 장치의 전력 변환 효율이 상승한다. On the contrary, referring to FIG. 2, the power supply device 100 according to the present invention separates and supplies the entire power to the main power Vo1 and the auxiliary power Vo2 from the power converter 110. For example, when the entire power supply pin from the power converter 110 is '1', the main power supply Vo1 and the auxiliary power supply Vo2 may be set to 1-K percent and K percent, respectively. Since the main power Vo1 is converted to LED driving power (VoR, VoG, VoB) and supplied to the LED arrays 131, 132, 133 together with the auxiliary power supply Vo2, the power supplied to the LED arrays 131, 132, 133 is calculated. Pin η 1 k + Pin η 1 η 2 (1-k), and the total power conversion efficiency is η 1 ㆍ η 2 + k (1-η 2 ) η 1 . Here, since η 1 ㆍ η 2 is the same as the power conversion efficiency in the conventional power supply shown in FIG. 1, the power conversion efficiency of the power supply of the present invention increases by k (1-η 2 ) η 1 . .

또한, 상술한 바와 같이 각 LED 어레이(131,132,133)에 공급하는 전원은 메인 전원(Vo1)이 변환된 LED 구동용 전원(VoR, VoG, VoB)과 보조 전원(Vo2)의 합이기 때문에 휘도 조절부(120)의 각 스위칭 회로(121,122,123)에 인가되는 전압 및 출력전압의 전압 레벨이 종래의 직류/직류 컨버터(21,22,23)에 비해 낮아진다. 이에 따라, 휘도 조절부(120)의 각 스위칭 회로(121,122,123)에 채용되는 스위칭 소자, 캐패시터 및 다이오드를 내압이 작은 소자로 채용할 수 있어 제조 비용을 감소할 수 있는 효과가 있다.In addition, as described above, since the power supplied to each of the LED arrays 131, 132, 133 is the sum of the LED driving powers VoR, VoG, VoB and auxiliary power Vo2 converted from the main power Vo1, the brightness controller ( The voltage levels of the voltages and output voltages applied to the switching circuits 121, 122, 123 of the 120 are lower than those of the conventional DC / DC converters 21, 22, and 23. Accordingly, switching elements, capacitors, and diodes employed in the switching circuits 121, 122, and 123 of the luminance adjusting unit 120 may be employed as elements having a small breakdown voltage, thereby reducing manufacturing costs.

상술한 전력 변환 효율의 상승은 다음의 표와 같다.The above increase in power conversion efficiency is shown in the following table.

<표><Table>

  종래Conventional 본 발명The present invention 비고Remarks 제1 스위칭회로에 인가되는 내압Breakdown voltage applied to the first switching circuit 42V42 V 17V17V 60% 내압 저감 (25V 내압감소)60% pressure reduction (25V breakdown) 제2 스위칭회로에 인가되는 내압Breakdown voltage applied to the second switching circuit 62V 62 V 37V 37 V 40% 내압 저감 (25V 내압감소)40% pressure reduction (25V breakdown) 제3 스위칭회로에 인가되는 내압Breakdown voltage applied to the third switching circuit 65V 65 V 40V 40 V 35.4% 내압저감 (25V 내압감소)35.4% pressure reduction (25V breakdown) 전체 전력 손실Total power loss 76.5%76.5% 78.8%78.8% 2.3% 효율 개선2.3% efficiency improvement

상술한 표에 적용된 본 발명의 전원 공급 장치는 전원 변환부의 메인 전원(Vo1) 및 보조 전원(Vo2)는 각각 13V, 25V의 전압 레벨을 갖는 것으로 설정하고, 효율은 85%로 가정하였다. 표에 비교된 도 1의 종래의 전원 공급 장치의 컨버터는 출력전압이 25V이고 효율은 85%로 가정하였으며, 종래의 직류/직류 컨버터 및 본 발명의 제1 내지 제3 스위칭 회로는 부스트 방식을 적용하고 효율은 90%로 가정하였다.In the power supply apparatus of the present invention applied to the above table, the main power supply Vo1 and the auxiliary power supply Vo2 of the power converter are set to have voltage levels of 13 V and 25 V, respectively, and the efficiency is assumed to be 85%. The conventional power supply converter of FIG. 1 compared to the table assumes that the output voltage is 25V and the efficiency is 85%. The conventional DC / DC converter and the first to third switching circuits of the present invention employ a boost method. And the efficiency is assumed to be 90%.

상술한 바와 같이 도 1에 도시된 종래의 전원 공급 장치와 도 2에 도시된 본 발명의 전원 공급 장치를 비교하면, 제1 내지 제3 스위칭 회로(121,122,123)에 채용된 스위칭 소자 및 다이오드, 캐패시터의 내압은 종래의 전원 공급 장치에 비해 각각 60%, 40% 및 35.4%로 내압이 저감되고, RGB 구동회로 전제 효율이 76.5%에서 78.8%로 2.3% 효율 개선된다. 이에 따라 제1 내지 제3 스위칭 회로(121,122,123)에 채용되는 주요 소자 내압 및 인덕터 용량이 작아지기 때문에 부품 가격이 싸지고 부품 크기도 작아질 수 있기 때문이 제작 시 소형화가 가능하다. As described above, when the conventional power supply shown in FIG. 1 is compared with the power supply of the present invention shown in FIG. 2, the switching elements, diodes, and capacitors employed in the first to third switching circuits 121, 122, and 123 may be compared. The breakdown voltage is reduced to 60%, 40% and 35.4%, respectively, compared to the conventional power supply, and the RGB drive circuit total efficiency is improved by 2.3% from 76.5% to 78.8%. Accordingly, since the breakdown voltage and the inductor capacity of the main elements used in the first to third switching circuits 121, 122, and 123 are reduced, the component price can be reduced and the component size can be reduced.

상술한 바와 같이, 본 발명의 LED용 전원 공급 장치는 디밍 신호의 스위칭 온/오프에 따라 각 LED 어레이(131,132,133)의 휘도가 조절되는 LED 휘도 조절의 고유 기능을 수행하면서, 트랜스포머로부터 전달되는 전력 중 일부를 휘도 조절부에 전달하여 내압이 작은 소자를 채택할 수 있어 제조 비용을 저감할 수 있고 전력 변환 효율을 증대할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.As described above, the LED power supply of the present invention performs a unique function of LED brightness control in which the brightness of each LED array (131, 132, 133) is adjusted according to the switching on / off of the dimming signal, of the power delivered from the transformer By transferring a part to the brightness control unit, a device with a small breakdown voltage can be adopted, thereby reducing manufacturing costs and increasing power conversion efficiency.

이러한 본 발명의 전원 공급 장치의 전기적인 동작은 도 3 내지 도 6에 도시된 실시형태에도 유사하게 적용되어 상세한 설명은 생략하도록 하며, 마찬가지로 도 3 내지 도 6에 도시된 실시형태들도 도 7에 도시된 바와 같은 동일한 출력 전압 그래프를 형성한다. The electrical operation of the power supply of the present invention is similarly applied to the embodiment shown in Figures 3 to 6 to omit the detailed description, and likewise the embodiments shown in Figures 3 to 6 Form the same output voltage graph as shown.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is defined by the claims below, and the configuration of the present invention may be modified in various ways without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be changed and modified.

도 1은 종래의 LED용 전원 공급 장치의 구성도.1 is a configuration diagram of a conventional power supply for LED.

도 2는 본 발명의 LED용 전원 공급 장치의 구성도.2 is a block diagram of a power supply for LED of the present invention.

도 3의 (a), (b) 및 도 4의 (a), (b)는 본 발명의 LED용 전원 공급 장치에 채용된 전원 변환부의 다양한 실시형태.3A, 3B, and 4A, 4B show various embodiments of a power conversion unit employed in the LED power supply device of the present invention.

도 5의 (a), (b) 및 도 6의 (a), (b)는 본 발명의 LED용 전원 공급 장치에 채용된 휘도 조절부의 다양한 실시형태.5 (a), (b) and 6 (a), (b) are various embodiments of the luminance adjusting unit employed in the LED power supply device of the present invention.

도 7은 본 발명의 LED용 전원 공급 장치의 출력 전압 그래프.Figure 7 is a graph of the output voltage of the power supply for LED of the present invention.

<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명><Detailed Description of Major Symbols in Drawing>

100...전원 장치 110...전원 변환부100 ... power supply unit 110 ... power conversion unit

111...정류기 112...역률 보정기111 ... rectifier 112 ... power factor corrector

113...트랜스포머 114...스위칭 유닛113 ... Transformer 114 ... Switching Unit

120...휘도 조절부 121...제1 스위칭 회로120 brightness control unit 121 first switching circuit

121a...제1 제어기 121b...제1 스위치121a ... first controller 121b ... first switch

122...제2 스위칭 회로 122a...제2 제어기122 ... second switching circuit 122a ... second controller

122b...제2 스위치 123...제3 스위칭 회로122b ... second switch 123 ... third switching circuit

123a...제3 제어기 123b...제3 스위치123a ... 3rd controller 123b ... 3rd switch

130...LED 어레이 131...적색 LED 어레이130 ... LED Array 131 ... Red LED Array

132...녹색 LED 어레이 133...청색 LED 어레이132 ... Green LED Array 133 ... Blue LED Array

Claims (7)

입력 전원을 전달받는 일차 코일과, 상기 일차 코일과의 권선비에 따라 상기 1차 코일로부터의 입력 전원을 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 메인 전원 및 보조 전원으로 각각 변환하는 복수의 이차 코일을 갖는 전원 변환부; 및Power conversion having a primary coil receiving an input power and a plurality of secondary coils for converting the input power from the primary coil into a main power supply and a sub power supply each having a predetermined voltage level according to a winding ratio with the primary coil. part; And 디밍 신호에 따라 상기 전원 변환부로부터의 상기 메인 전원을 사전에 설정된 LED 구동용 전원으로 변환하여 상기 LED 구동용 전원과 상기 보조 전원을 LED 어레이에 공급하는 휘도 조절부A brightness controller for converting the main power from the power converter into a preset LED driving power according to a dimming signal and supplying the LED driving power and the auxiliary power to an LED array 를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED용 전원 공급 장치.Power supply for the LED comprising a. 제1항에 있어서, 상기 전원 변환부는The method of claim 1, wherein the power conversion unit 상용 교류 전원을 정류하는 정류기;Rectifier for rectifying commercial AC power; 상기 정류기로부터의 정류된 전원을 역률 보정하는 역률 보정기; A power factor corrector for correcting power factor rectified from the rectifier; 상기 역률 보정기로부터의 역률 보정된 전원을 상기 입력 전원으로 입력받는 상기 일차 코일과 상기 일차 코일과 자기 결합되어 상기 메인 전원을 출력하는 제1 이차 코일 및 상기 일차 코일과 자기 결합되어 상기 보조 전원을 출력하는 제2 이차 코일을 갖는 트랜스포머; 및A first secondary coil that is magnetically coupled with the primary coil and the primary coil that receives the power factor corrected power from the power factor corrector as the input power, and is magnetically coupled with the primary coil to output the auxiliary power; A transformer having a second secondary coil; And 상기 일차 코일에 입력된 상기 역률 보정된 전원을 스위칭하는 스위칭 유닛 A switching unit for switching the power factor corrected power input to the primary coil 을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED용 전원 공급 장치.Power supply for the LED comprising a. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 스위칭 유닛은 플라이 백(Fly-Back), 포워드(Forward), 푸쉬-풀(Push-Pull), 하프-브릿지(Half-Bridge) 및 풀-프릿지(Full-Bridge) 중 하나의 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 LED용 전원 공급 장치.The switching unit is configured in one of fly-back, forward, push-pull, half-bridge, and full-bridge. LED power supply, characterized in that the. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 트랜스포머는 상기 일차 코일과 상기 제1 및 제2 이차 코일이 전기적으로 절연된 것을 특징으로 하는 LED용 전원 공급 장치.The transformer is a power supply for the LED, characterized in that the primary coil and the first and second secondary coil is electrically insulated. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 LED 어레이는 The LED array 적색광을 방출하는 적색 LED 어레이;A red LED array emitting red light; 녹색광을 방출하는 녹색 LED 어레이; 및Green LED arrays emitting green light; And 청색광을 방출하는 청색 LED 어레이를 포함하고,A blue LED array emitting blue light, 상기 휘도 조절부는The brightness control unit 상기 메인 전원을 적색 LED 구동용 전원으로 변환하고 상기 적색 LED 구동용 전원과 보조 전원의 전압의 합을 상기 적색 LED 어레이에 전달하는 제1 스위칭 회로;A first switching circuit converting the main power into a red LED driving power and transferring a sum of voltages of the red LED driving power and the auxiliary power to the red LED array; 상기 메인 전원을 녹색 LED 구동용 전원으로 변환하고 상기 녹색 LED 구동용 전원과 보조 전원의 전압의 합을 상기 녹색 LED 어레이에 전달하는 제2 스위칭 회 로; 및A second switching circuit converting the main power into a green LED driving power and transferring the sum of the voltages of the green LED driving power and the auxiliary power to the green LED array; And 상기 메인 전원을 청색 LED 구동용 전원으로 변환하고 상기 청색 LED 구동용 전원과 보조 전원의 전압의 합을 상기 청색 LED 어레이에 전달하는 제3 스위칭 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED용 전원 공급 장치.And a third switching circuit converting the main power into a blue LED driving power and transferring a sum of the voltages of the blue LED driving power and the auxiliary power to the blue LED array. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 제1 스위칭 회로는 상기 적색 LED 어레이로부터의 피드백 전압과 상기 디밍 신호에 따라 스위칭을 제어하는 제1 제어기와, 상기 제1 제어기의 제어에 따라 상기 메인 전원을 상기 적색 LED 구동용 전원으로 변환하는 제1 스위치를 포함하고,The first switching circuit may include a first controller controlling switching according to a feedback voltage from the red LED array and the dimming signal, and converting the main power source into the red LED driving power source under the control of the first controller. A first switch, 상기 제2 스위칭 회로는 상기 녹색 LED 어레이로부터의 피드백 전압과 상기 디밍 신호에 따라 스위칭을 제어하는 제2 제어기와, 상기 제2 제어기의 제어에 따라 상기 메인 전원을 상기 녹색 LED 구동용 전원으로 변환하는 제2 스위치를 포함하며,The second switching circuit may include a second controller controlling switching according to a feedback voltage from the green LED array and the dimming signal, and converting the main power source into the green LED driving power source under the control of the second controller. A second switch, 상기 제3 스위칭 회로는 상기 청색 LED 어레이로부터의 피드백 전압과 상기 디밍 신호에 따라 스위칭을 제어하는 제3 제어기와, 상기 제3 제어기의 제어에 따라 상기 메인 전원을 상기 청색 LED 구동용 전원으로 변환하는 제3 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED용 전원 공급 장치.The third switching circuit may include a third controller for controlling switching according to the feedback voltage and the dimming signal from the blue LED array, and converting the main power source into the blue LED driving power source under the control of the third controller. Power supply for the LED, characterized in that it comprises a third switch. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제1 내지 제3 스위칭 회로는 각각 부스트(Boost), 벅(Buck), 벅-부스트(Buck-Boost), 쿡(Cuk), 세픽(Single Ended Primary Inductor Converter;SEPIC) 중 하나의 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 LED용 전원 공급 장치. Each of the first to third switching circuits is configured by one of a boost, a buck, a buck-boost, a cook, and a single ended primary inductor converter (SEPIC). LED power supply, characterized in that the.
KR1020080050289A 2008-05-29 2008-05-29 Power supply for led KR100946093B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080050289A KR100946093B1 (en) 2008-05-29 2008-05-29 Power supply for led

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080050289A KR100946093B1 (en) 2008-05-29 2008-05-29 Power supply for led

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090124215A KR20090124215A (en) 2009-12-03
KR100946093B1 true KR100946093B1 (en) 2010-03-10

Family

ID=41686173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080050289A KR100946093B1 (en) 2008-05-29 2008-05-29 Power supply for led

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100946093B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012135135A2 (en) * 2011-03-25 2012-10-04 Texas Instruments Incorporated Apparatus and method for led array control

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101141382B1 (en) * 2010-07-12 2012-05-03 삼성전기주식회사 Light emitting diodes driver
KR101065709B1 (en) 2011-06-15 2011-09-19 엘지전자 주식회사 A method of controlling a lighting device, a lighting apparatus, and a lighting system
KR101222169B1 (en) * 2011-11-09 2013-01-14 이영완 Power apparatus for light emitting diode lighting
KR101142089B1 (en) * 2011-12-14 2012-05-14 엔엘티테크주식회사 Ac /dc converter for led lighting and led lighting apparatus using the same
KR20130134786A (en) 2012-05-31 2013-12-10 주식회사 실리콘웍스 Power driving circuit for led light bulb and power driving method thereof
KR101279272B1 (en) * 2013-01-22 2013-06-26 단국대학교 산학협력단 Illumination apparatus of performing fly-back operation
CN105282905B (en) * 2014-06-27 2018-04-20 明纬(广州)电子有限公司 Light adjusting circuit and the LED power feeding mechanism with the light adjusting circuit
KR102385357B1 (en) 2017-07-21 2022-04-11 엘지이노텍 주식회사 Led lighting device, and light control method of the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004274873A (en) * 2003-03-07 2004-09-30 Seiko Epson Corp Power circuit for controller
JP2007005007A (en) * 2005-06-21 2007-01-11 Sharp Corp Inverter circuit, backlight unit, and liquid crystal display device
KR100702153B1 (en) 2005-07-06 2007-04-02 엘지이노텍 주식회사 power supply for multi-output
KR100857848B1 (en) 2002-05-17 2008-09-10 삼성전자주식회사 Back light assembly, method for driving the same, and liquid crystal display having the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100857848B1 (en) 2002-05-17 2008-09-10 삼성전자주식회사 Back light assembly, method for driving the same, and liquid crystal display having the same
JP2004274873A (en) * 2003-03-07 2004-09-30 Seiko Epson Corp Power circuit for controller
JP2007005007A (en) * 2005-06-21 2007-01-11 Sharp Corp Inverter circuit, backlight unit, and liquid crystal display device
KR100702153B1 (en) 2005-07-06 2007-04-02 엘지이노텍 주식회사 power supply for multi-output

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012135135A2 (en) * 2011-03-25 2012-10-04 Texas Instruments Incorporated Apparatus and method for led array control
WO2012135135A3 (en) * 2011-03-25 2012-12-27 Texas Instruments Incorporated Apparatus and method for led array control
US8456093B2 (en) 2011-03-25 2013-06-04 Texas Instruments Incorporated Apparatus and method for LED array control

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090124215A (en) 2009-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100946093B1 (en) Power supply for led
KR100950913B1 (en) DC/DC Converter
EP1685745B1 (en) Resonant power led control circuit with brightness and colour control
EP2502462B1 (en) Led power supply
US8228001B2 (en) Method and apparatus of driving LED and OLED devices
KR100893193B1 (en) Apparatus for power supply and light emitting diode light therewith
TW201010506A (en) Power converter for an LED assembly and lighting application
US8063577B2 (en) Method and a driver circuit for LED operation
CN104272878A (en) Light emitting diode driver with isolated control circuits
CN104521325A (en) Forward converter having a primary-side current sense circuit
US20140049730A1 (en) Led driver with boost converter current control
WO2012059778A1 (en) Driver for two or more parallel led light strings
KR100956213B1 (en) Power supply for led
KR20120031215A (en) Led driving device for lighting
KR20110037133A (en) Led driving circuit using sumple current source
KR20120072663A (en) Power supply
KR101130291B1 (en) LED driving device for improving stability
EP4084581A1 (en) Led driver with two output channels
KR101130292B1 (en) LED driving device for backlight of the LCD
KR101839052B1 (en) Power converter
KR101105971B1 (en) Direct current-direct current converter
KR101130290B1 (en) LED driving device
KR20110137266A (en) Led driving device
KR20110134222A (en) Led driving ic
KR20120034707A (en) Led driving ic

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130111

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131224

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150202

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee