KR101229733B1 - Switching mode power supply for light emitting diode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이에 대한 것으로서, 특히 정전압 정류와 역률 보상이 하나의 스테이지에서 동시에 수행되며, 저주파 리플을 없애고 고주파 리플량도 감소시키는 정전압/정전류 변환 회로가 구비된 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
스위칭 모드 파워 서플라이는 상용 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 각종 기기에 맞도록 변환시켜 주는 모듈형의 전원 공급 장치이다. 이러한 스위칭 모드 파워 서플라이는 고속 전력 반도체를 이용하여 높은 주파수로 단속 제어를 하고 정류와 평활 회로를 거쳐 안정된 각종 직류 전압을 얻는다. 또한, 스위칭 모드 파워 서플라이는 일반적으로 다양한 전자기기의 파워로서 사용되며, 특히 본 발명과 같이 발광 다이오드용으로 사용되는 경우가 있다.Switching mode power supplies are modular power supplies that convert alternating currents supplied from commercial power sources to suit a variety of devices. The switching mode power supply uses a high-speed power semiconductor to control intermittently at a high frequency and obtain stable DC voltages through rectification and smoothing circuits. In addition, switching mode power supplies are generally used as power for various electronic devices, and in particular, may be used for light emitting diodes as in the present invention.
발광 다이오드를 구동하기 위한 파워 서플라이는 정전압이며, 발광 다이오드는 정전류로 구동되기 때문에 구동회로가 복잡하다. 하지만, 조명 기구는 가격이 저렴해야 하므로 파워 서플라이를 저가로 제작하기 위해서는 그 구조를 단순화해야 된다. 이에 따라, 기존의 발광 다이오드를 구동하기 위한 파워 서플라이는 싱글 스테이지를 많이 사용하였다. 하지만, 이런 싱글 스테이지의 파워 서플라이는 1초에 100번(100Hz) 또는 120번(120Hz) 깜박거리는 플리커(flicker) 현상이 발생된다. 이러한 플리커 현상은 사람의 눈에 감지되지는 않지만 카메라나 캠코더 등을 이용하여 동영상으로 촬영할 경우 선이 시인된다. 또한, 이에 따라 인체에 영향이 있는 것으로 인식되어 최근 일본에서 대규모 리콜 사태가 발생한 경우도 있다. 하지만, 이러한 플리커 현상은 실제로 인체에 별다른 영향은 없다. 하지만, 소비자가 불안하게 생각하여 사용하는 것을 기피하는 경우가 많으므로 이를 제거할 수 있는 파워 서플라이가 요구되고 있다.The power supply for driving a light emitting diode is a constant voltage, and the driving circuit is complicated because the light emitting diode is driven with a constant current. However, lighting fixtures must be inexpensive, so the construction of power supplies at low cost must be simplified. Accordingly, a power supply for driving a conventional light emitting diode has used many single stages. However, this single stage power supply generates
물론, 이러한 플리커 현상은 기존의 3-스테이지 파워 서플라이를 이용할 경우, 해결이 가능 하지만, 기존의 정류 회로-역률 보상 회로- 스위칭 정전압 회로- 정전류 회로-발광 다이오드로 구성되는 3-스테이지 파워 서플라이는 플리커 현상을 제거하기 위해 회로가 복잡하며, 별도의 역률 보상 회로가 구비되어 있는 등 구성된 스테이지가 과다하여 소비자에게 저렴하게 공급할 수 없는 문제점이 있다.Of course, this flicker phenomenon can be solved by using the conventional three-stage power supply, but the three-stage power supply consisting of the rectifier circuit-power factor correction circuit-switching constant voltage circuit-constant current circuit-light emitting diode is flickered. In order to eliminate the phenomenon, the circuit is complicated, and there is a problem in that it cannot be inexpensively supplied to the consumer due to an excessive number of stages configured such as a separate power factor correction circuit.
본 발명의 목적은 플리커 현상을 제거할 수 있는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a switching mode power supply for a light emitting diode that can eliminate the flicker phenomenon.
본 발명의 다른 목적은 회로 구성을 간단하게 하여 제조비용을 감소시킬 수 있는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a switching mode power supply for a light emitting diode which can simplify the circuit configuration and reduce the manufacturing cost.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 외부에서 인가된 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 제 1 정류기와, 상기 제 1 정류기에서 1차 정류된 직류 전원을 트랜스포머에 의해 전달받아 재 정류하는 제 2 정류기와, 상기 제 2 정류기에서 출력된 직류 전원을 강압하여 출력하는 정전류 회로와, 상기 제 2 정류기에서 출력된 직류 전원을 기준전압과 비교하여 그 차이값에 따른 전류값을 피드백하는 피드백 회로와, 상기 피드백 회로에서 피드백된 전류값에 따라 상기 제 1 정류기에서 상기 트랜스포머에 인가되는 직류 전원을 스위칭하는 역률 보상 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a rectifier for rectifying AC power applied from the outside into a DC power supply, and a second rectifier for receiving and rectifying the DC power rectified by the first rectifier by a transformer. A constant current circuit for stepping down and outputting the DC power output from the second rectifier, a feedback circuit comparing the DC power output from the second rectifier with a reference voltage and feeding back a current value according to the difference value; And a power factor correction circuit for switching the DC power applied to the transformer in the first rectifier according to the current value fed back from the feedback circuit.
상기 제 1 정류기는 상기 외부에서 인가된 교류 전원을 정파 정류하여 직류 전원으로 변환하는 브리지 다이오드와, 상기 브리지 다이오드에서 출력된 직류 전원을 평활 하는 평활 캐패시터와, 상기 캐패시터에서 출력된 직류 전원을 상기 제 2 정류기에 인가하는 트랜스포머와, 상기 트랜스포머를 스위칭하는 제 2 다이오드를 포함한다. 상기 제 2 정류기는 상기 트랜스포머를 통해 인가된 직류 전원을 재 정류하는 브리지 회로와, 상기 브리지 회로에서 출력된 직류 전원을 평활 정류하는 캐패시터를 포함한다.The first rectifier includes a bridge diode for rectifying the externally applied AC power and converting it into a DC power source, a smoothing capacitor for smoothing the DC power output from the bridge diode, and a DC power output from the capacitor. A transformer is applied to the two rectifiers, and a second diode for switching the transformers. The second rectifier includes a bridge circuit for rectifying the DC power applied through the transformer and a capacitor for smoothly rectifying the DC power output from the bridge circuit.
상기 피드백 회로는 기준전압을 생성하는 기준전압 발생기와, 상기 제 2 정류기에서 출력된 직류 전원과 상기 기준전압을 비교하는 연산 증폭기, 및 상기 연산 증폭기에서 비교된 차이값에 따른 전류를 상기 역률 보상 회로에 인가하는 포토커플러를 포함한다.The feedback circuit includes a reference voltage generator for generating a reference voltage, an operational amplifier for comparing the DC power output from the second rectifier with the reference voltage, and a current according to a difference value compared with the operational amplifier. It includes a photocoupler applied to.
상기 역률 보상 회로는 상기 포토커플러에서 인가된 전류를 인가받는 역률 보정 IC와, 상기 역률 보정 IC에 의해 게이트 듀티가 제어되어 상기 트랜스포머에 의해 상기 제 2 정류기에 인가되는 전류를 스위칭하는 제 1 트랜지스터를 포함한다. 상기 정전류 회로는 적어도 하나 이상의 정전류 회로를 포함한다. 상기 정전류 회로는 상기 제 2 정류기에서 출력된 직류 전원을 강압하는 강압 변환기와, 상기 강압 변환기와 출력단 사이에 구비되어 직류 전원의 리플을 감소시키는 리플 감소 소자, 및 상기 강압 변환기와 출력단 사이에 구비되어 정전기를 방지하는 정전기 보호 회로를 포함한다. 이때, 상기 강압 변환기는 벅 컨버터를 포함한다. 또한, 상기 리플 감소 소자는 상기 출력단 사이에 병렬로 접속된 캐패시터를 포함한다. 상기 정전기 보호 회로는 상기 리플 감소 소자의 일단과 상기 출력단 사이에 접속된 제너 다이오드와, 상기 제너 다이오드와 병렬로 접속된 다이오드, 및 일단이 상기 제너 다이오드와 상기 다이오드 사이에서 병렬로 접속되며 타단이 상기 리플 감소 소자의 타단과 접속된 저항을 포함한다.The power factor correction circuit includes a power factor correction IC for receiving a current applied from the photocoupler and a first transistor for controlling a gate duty of the power factor correction IC to switch a current applied to the second rectifier by the transformer. Include. The constant current circuit includes at least one constant current circuit. The constant current circuit is provided with a step-down converter for stepping down the DC power output from the second rectifier, a ripple reducing element provided between the step-down converter and the output stage to reduce the ripple of the DC power source, and between the step-down converter and the output terminal. And an electrostatic protection circuit to prevent static electricity. In this case, the step-down converter includes a buck converter. The ripple reduction element also includes a capacitor connected in parallel between the output stages. The static electricity protection circuit includes a zener diode connected between one end of the ripple reduction element and the output terminal, a diode connected in parallel with the zener diode, and one end connected in parallel between the zener diode and the diode and the other end of the zener diode. And a resistor connected to the other end of the ripple reduction element.
또한, 본 발명은 전해 캐패시터인 상기 평활 캐패시터를 백업하는 세라믹 캐패시터를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include a ceramic capacitor for backing up the smoothing capacitor which is an electrolytic capacitor.
본 발명은 1-스테이지에서 정전압과 역률 보상을 동시에 수행하고, 2-스테이지에서 정전류 정류와 동시에 저주파 리플을 제거하며 고주파 리플을 감소시킬 수 있는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이를 제공할 수 있다.The present invention can provide a switching mode power supply for a light emitting diode capable of simultaneously performing constant voltage and power factor compensation in one-stage, eliminating low frequency ripple and reducing high frequency ripple simultaneously with constant current rectification in two-stage.
또한, 본 발명은 2-스테이지 구조로 제작하여 제조비용을 감소시킬 수 있는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a switching mode power supply for a light emitting diode that can be manufactured in a two-stage structure to reduce the manufacturing cost.
또한, 본 발명은 정전압 회로에서 전해 캐패시터인 평활 캐패시터가 수명을 다하더라도 백업이 가능한 세라믹 캐패시터를 구비하여 수명을 증가시킬 수 있는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a switching mode power supply for a light emitting diode having a ceramic capacitor that can be backed up even if the smoothing capacitor, which is an electrolytic capacitor, in a constant voltage circuit reaches its end of life.
도 1은 본 발명에 따른 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이의 회로도.
도 3은 본 발명에 다른 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이의 강압 변환기 블록도.1 is a block diagram of a switched mode power supply for a light emitting diode according to the present invention.
2 is a circuit diagram of a switched mode power supply for a light emitting diode according to the present invention.
3 is a step-down converter block diagram of a switched mode power supply for a light emitting diode according to the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명에 따른 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이의 블록도이다.1 is a block diagram of a switched mode power supply for a light emitting diode according to the present invention.
본 발명에 따른 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이는 도 1에 도시된 바와 같이, 외부에서 인가된 교류 전원의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터(100)와, 노이즈 필터(100)에서 인가된 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 제 1 정류기(200)와, 제 1 정류기(200)에서 1차 정류된 직류 전원을 트랜스포머에 의해 전달받는 제 2 정류기(300)와, 제 2 정류기(300)에서 2차 정류된 직류 전원을 인가 받아 리플(ripple)을 제거하여 발광 다이오드에 출력하는 정전류 회로(400)와, 제 2 정류기(300)에서 출력되는 2차 정류된 직류 전원을 피드백하는 피드백 회로(500), 및 피드백 회로(500)에서 피드백된 비교 값에 따라 제 1 정류기(100)를 제어하는 역률 보상 회로(600)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a switching mode power supply for a light emitting diode according to the present invention includes a
도 2는 본 발명에 따른 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a switching mode power supply for a light emitting diode according to the present invention.
노이즈 필터(100)는 외부에서 인가된 교류 전원이 제 1 정류기(200)에 인가되기 전 EMI(Electro Magnetic Interference) 노이즈를 제거하기 위한 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 저항과, 인덕터, 캐패시터를 이용하여 고주파 노이즈와 저주파 노이즈를 제거할 수 있다. 물론, 본 실시예는 도 2에 도시된 바와 같이, 인덕터와 캐패시터 및 저항 등을 이용하여 노이즈를 제거하였으나, 그 회로 구성은 달라질 수 있다. 또한, 노이즈 필터(100)는 생략될 수도 있다. 이 경우, 외부에서 인가된 교류 전원은 제 1 정류기(200)에 직접 인가된다.The
제 1 정류기(200)는 노이즈 필터(100)에서 인가된 외부 교류 전원을 1차 정류하여 직류 전원으로 변환하기 위한 것으로서, 노이즈 필터(100)에서 인가된 교류 전원을 브리지 다이오드로 정파 정류하여 직류 전원으로 변환한다. 이를 위해 제 1 정류기(200)는 제 1 및 제 2 브리지 다이오드(BD1, BD2)와, 제 1 및 제 2 브리지 다이오드(BD1, BD2)에서 출력된 직류 전원을 제 2 정류기(300)로 인가하는 트랜스포머(T1)와, 트랜스포머(T1)를 스위칭하는 제 2 다이오드(D2) 및 제 1 트랜지스터(Q1)를 포함한다. 이때, 제 2 다이오드(D2)는 본 발명에 따른 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이의 초기 구동 시 스위칭을 위한 것이며, 제 1 트랜지스터(Q1)는 초기 구동 이후 스위칭을 위한 것이다.The
제 2 정류기(300)는 제 1 정류기(200)에서 트랜스포머(T1)를 통해 인가된 직류 전원을 재 정류하기 위한 것으로서, 브리지 회로(D3A, D3, D4A, D4)와, 캐패시터(C15, C12, C13, C40, C25, C42, C26)를 포함한다. 이때, 브리지 회로(D3A, D3, D4A, D4)는 트랜스포머(T1)를 통해 전단된 직류 전류를 제 3 및 제 3A 다이오드와 제 4 및 제 4A 다이오드를 이용하여 재 정류한다. 또한, 브리지 회로(D3A, D3, D4A, D4)를 통해 정류된 직류 전원은 제 24 저항과 제 15 캐피시터, 제 12 캐패시터, 제 13 캐패시터, 제 25 저항, 제 40 캐패시터, 제 25 캐패시터, 제 42 캐패시터, 제 26 캐패시터를 통해 다시 정파 정류된다.The
정전류 회로(400)는 제 2 정류기(300)에서 2차 정류된 직류 전원을 인가 받아 리플을 제거하여 발광 다이오드에 인가하기 위한 것으로서, 본 실시예는 제 1 정전류 회로(410)와 제 2 정전류 회로(420)를 포함한다.The constant current circuit 400 is applied to the light emitting diode by removing the ripple by receiving the second rectified DC power from the
제 1 정전류 회로(410)는 도시되지 않은 제 1 발광 다이오드에 직류 전원을 인가하기 위한 것으로서, 제 1 강압 변환기(IC5)와, 제 1 강압 변환기(IC5)와 출력단 사이에 구비된 제 1 리플 감소 소자(C33), 및 제 1 정전기 보호 회로(D9, D10, R42)를 포함한다.The first constant
도 3은 본 발명에 다른 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이의 강압 변환기 블록도이다.3 is a block diagram of a step-down converter of a switching mode power supply for a light emitting diode according to the present invention.
제 1 강압 변환기(IC5)는 제 2 정류기(300)에서 인가된 직류 전원을 강압하여 정전압을 정전류로 변환하기 위한 것으로서, 벅 컨버터를 포함한다. 이때, 본 실시예는 도 3에 도시된 바와 같이, 그 내부에 PWM/DC 제어기와 전압 레귤레이터, 센싱 블록 및 비교기가 구비된 AP8802를 제 1 강압 변환기(IC5)로 예시한다. 또한, AP8802에 의해 저주파 리플을 제거하고, 고주파 리플을 감소시킬 수 있다.The first step-down converter IC5 is for converting a constant voltage into a constant current by stepping down the DC power applied from the
제 1 리플 감소 소자(C33)는 제 1 강압 변환기(IC5)에서 강압된 직류 전원의 리플을 감소시키기 위한 것으로서, 제 33 커패시터(C33)를 포함한다. 이때, 제 33 캐패시터(C33)는 출력단에 병렬로 연결된다.The first ripple reduction element C33 is to reduce the ripple of the DC power source stepped down by the first step-down converter IC5 and includes a thirty-third capacitor C33. At this time, the thirty-third capacitor C33 is connected in parallel to the output terminal.
제 1 정전기 보호 회로(D9, D10, R42)는 출력단을 정전기로부터 보호하기 위한 것으로서, 제너 다이오드이며 제 1 리플 감소 소자(C33)의 일단과 출력단 사이에 접속된 제 9 다이오드(D9)와, 제 9 다이오드(D9)와 병렬로 접속된 제 10 다이오드(D10), 및 일단이 제 9 다이오드(D9)와 제 10 다이오드(D10) 사이에서 병렬로 접속되며 타단이 제 1 리플 감소 소자(C33)의 타단과 접속된 제 42 저항(R42)을 포함한다.The first static electricity protection circuits D9, D10, and R42 are for protecting the output stage from static electricity, and are a zener diode, a ninth diode D9 connected between one end of the first ripple reduction element C33 and the output stage, A tenth diode D10 connected in parallel with the ninth diode D9, and one end thereof is connected in parallel between the ninth diode D9 and the tenth diode D10, and the other end of the first ripple reduction element C33 is closed. And a 42nd resistor R42 connected to the other end.
제 2 정전류 회로(420)는 도시되지 않은 제 2 발광 다이오드에 직류 전원을 인가하기 위한 것으로서, 제 2 강압 변환기(IC4)와, 제 2 강압 변환기(IC4)와 출력단 사이에 구비된 제 2 리플 감소 소자(C32), 및 제 2 정전기 보호 회로(D7, D8, R41)를 포함한다. 이때, 제 2 강압 변환기(IC4)와 제 2 리플 감소 소자(C32) 및 제 2 정전기 보호 회로(D7, D8, R41)는 전술된 제 1 강압 변환기(IC5)와 제 1 리플 감소 소자(C33) 및 제 1 정전기 보호 회로(D9, D10, R42)와 그 구성 및 기능이 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.The second constant
피드백 회로는 제 2 정류기에서 출력되는 2차 정류된 직류 전원을 피드백하기 위한 것으로서, 기준전압 발생기(IC3)와, 연산 증폭기(Operational amplifier, op-amp; IC2), 및 포토커플러(PC1)를 포함한다.The feedback circuit is for feeding back the secondary rectified DC power output from the second rectifier, and includes a reference voltage generator IC3, an operational amplifier op-amp IC2, and a photocoupler PC1. do.
기준전압 발생기는 기준전압을 발생시키기 위한 것으로서, 본 실시예는 TL431을 예시한다.The reference voltage generator is for generating a reference voltage, and this embodiment illustrates TL431.
연산 증폭기(IC2)는 기준전압 발생기(IC3)에서 발생된 기준전압이 인가된 제 22 저항(R22)의 전압과 제 2 정류기(300)에서 출력된 전압이 인가된 제 20 저항(R20)과 제 21 저항(R21) 및 제 26 저항(R26)의 전압을 비교하여 포토커플러(PC1)에 인가되는 전류의 크기를 조절한다. 즉, 제 2 정류기(300)의 전압이 기준전압 발생기(IC3)에서 발생된 기준전압보다 낮으면 포토커플러(PC1)에 인가되는 전류의 크기를 증가시키며, 제 2 정류기(300)의 전압이 기준전압 발생기(IC3)에서 발생된 기준전압보다 높으면 포토커플러(PC1)에 인가되는 전류의 크기를 감소시킨다. 물론, 여기서 증가되거나 감소되는 전류의 크기는 제 2 정류기(300)의 전압과 기준전압과의 차이와 대응되는 것이 바람직하다.The operational amplifier IC2 may include the twentieth resistor R20 and the twelfth resistor R20 to which the voltage of the twenty-second resistor R22 to which the reference voltage generated by the reference voltage generator IC3 is applied and the voltage output from the
포토커플러(PC1)는 연산 증폭기(IC2)를 통해 조절된 전류값을 역률 보정 IC(IC1)에 인가하기 위한 것으로서, 연산 증폭기(IC2)에서 인가된 전류에 의해 그 내부의 발광 다이오드가 발광되며, 이에 따라 그 내부의 트랜지스터를 4번에서 3번으로 도통시킨다. 이때, 연산 증폭기(IC2)를 통해 조절된 전류값에 따라 내부의 트랜지스터에서 도통되는 전류의 크기가 대응되어 변화되며, 이와 같이 변화된 전류값은 역률 보정 IC(IC1)에 인가된다.The photocoupler PC1 is for applying the current value adjusted through the operational amplifier IC2 to the power factor correction IC IC1, and the light emitting diode therein emits light by the current applied from the operational amplifier IC2. As a result, the transistor inside thereof is conducted from the fourth to the third. At this time, the magnitude of the current conducted in the internal transistor is correspondingly changed according to the current value adjusted through the operational amplifier IC2, and the changed current value is applied to the power factor correction IC IC1.
역률 보상 회로(600)는 피드백 회로에서 피드백된 비교 값에 따라 제 1 정류기(200)를 제어하기 위한 것으로서, 역률 보정 IC(IC1)와, 역률 보정 IC(IC1)에 의해 게이트 듀티가 제어되는 제 1 트랜지스터(Q1)를 포함한다. 이때, 역률 보정 IC(IC1)에 의해 게이트 듀티가 조절된 제 1 트랜지스터(Q1)에 의해 정전압과 동시에 역률이 보상된다.The power
한편, 본 발명은 전해 커패시터를 백업하기 위한 세라믹 커패시터를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the present invention may further include a ceramic capacitor for backing up the electrolytic capacitor.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 제 1 및 제 2 브리지 다이오드(BD1, BD2)에서 직류로 정류된 전류를 평활하기 위한 평활 캐패시터인 제 7 캐패시터(C7)를 구비한다. 이때, 제 7 캐패시터(C7)는 전해 캐패시터로서, 본 발명에 따른 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이의 작동 시 열이 발생되게 된다. 또한, 이와 같이, 열이 발생되면 제 7 캐패시터(C7)의 온도가 상승하게 되어 내부의 전해질이 열화되어 성능이 급격하게 낮아지게 된다. 따라서, 제 7 캐패시터(C7)는 자신의 역할을 수행할 수 없게 되며, 결국 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이의 수명이 다하게 된다.As shown in FIG. 2, the present invention includes a seventh capacitor C7, which is a smoothing capacitor for smoothing the current rectified by the direct current from the first and second bridge diodes BD1 and BD2. In this case, the seventh capacitor C7 is an electrolytic capacitor, and heat is generated when the switching mode power supply for the light emitting diode according to the present invention is operated. In addition, in this manner, when heat is generated, the temperature of the seventh capacitor C7 is increased to degrade the electrolyte in the interior, thereby rapidly decreasing performance. Therefore, the seventh capacitor C7 cannot perform its role, and thus the life of the switching mode power supply for the light emitting diode ends.
하지만, 본 발명은 제 7 캐패시터(C7)를 백업하는 세라믹 캐패시터인 제 8 캐패시터(C8)와 제 9 캐패시터(C9) 및 제 10 캐패시터(C10)를 구비하여 제 7 캐패시터(C7)가 수명을 다 하더라도 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이는 계속 사용이 가능하도록 한다. 즉, 용량이 큰 평활 캐패시터인 제 7 캐패시터(C7)의 수명이 다 하더라도, 병렬 접속된 제 8 캐패시터(C8)와 제 9 캐패시터(C9) 및 제 10 캐패시터(C10)가 제 7 캐패시터(C7)의 역할을 대신 수행하게 된다. 물론, 제 8 캐패시터(C8)와 제 9 캐패시터(C9) 및 제 10 캐패시터(C10)는 제 7 캐패시터(C7)보다 용량은 작지만, 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이가 동작하기에는 무리가 없다.However, the present invention includes the eighth capacitor C8, the ninth capacitor C9, and the tenth capacitor C10, which are ceramic capacitors that back up the seventh capacitor C7, and thus the seventh capacitor C7 has reached its end of life. Even so, switching-mode power supplies for light-emitting diodes remain available. That is, even if the life of the seventh capacitor C7, which is a large capacity smoothing capacitor, ends, the eighth capacitor C8, the ninth capacitor C9, and the tenth capacitor C10 connected in parallel are the seventh capacitor C7. It will play the role of. Of course, the eighth capacitor C8, the ninth capacitor C9, and the tenth capacitor C10 have smaller capacities than the seventh capacitor C7, but there is no problem for the light emitting diode switching mode power supply to operate.
상술한 바와 같이, 본 발명은 1-스테이지에서 정전압과 역률 보상을 동시에 수행하고, 2-스테이지에서 정전류 정류와 동시에 저주파 리플을 제거하며 고주파 리플을 감소시킬 수 있는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 2-스테이지 구조로 제작하여 제조비용을 감소시킬 수 있는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 정전압 회로에서 전해 캐패시터인 평활 캐패시터가 수명을 다하더라도 백업이 가능한 세라믹 캐패시터를 구비하여 수명을 증가시킬 수 있는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이를 제공할 수 있다.As described above, the present invention provides a switching mode power supply for a light emitting diode capable of simultaneously performing constant voltage and power factor correction in one-stage, eliminating low frequency ripple and reducing high frequency ripple simultaneously with constant current rectification in two-stage. can do. In addition, the present invention can provide a switching mode power supply for a light emitting diode that can be manufactured in a two-stage structure to reduce the manufacturing cost. In addition, the present invention can provide a switching mode power supply for a light emitting diode having a ceramic capacitor that can be backed up even if the smoothing capacitor, which is an electrolytic capacitor, in a constant voltage circuit reaches its end of life.
100: 노이즈 필터 200: 제 1 정류기
300: 제 2 정류기 400: 정전류 회로
410: 제 1 정전류 회로 420: 제 2 정전류 회로
500: 피드백 회로 600: 역률 보상 회로100: noise filter 200: first rectifier
300: second rectifier 400: constant current circuit
410: first constant current circuit 420: second constant current circuit
500: feedback circuit 600: power factor correction circuit
Claims (11)
상기 제 1 정류기에서 1차 정류된 직류 전원을 트랜스포머에 의해 전달받아 재 정류하는 제 2 정류기와,
상기 제 2 정류기에서 출력된 직류 전원을 강압하는 강압 변환기와, 상기 강압 변환기와 출력단 사이에 구비되어 직류 전원의 리플을 감소시키는 리플 감소 소자, 및 상기 강압 변환기와 출력단 사이에 구비되어 정전기를 방지하는 정전기 보호 회로로 구성된 적어도 하나 이상의 정전류 회로와,
상기 제 2 정류기에서 출력된 직류 전원을 기준전압과 비교하여 그 차이값에 따른 전류값을 피드백하는 피드백 회로와,
상기 피드백 회로에서 피드백된 전류값에 따라 상기 제 1 정류기에서 상기 트랜스포머에 인가되는 직류 전원을 스위칭하는 역률 보상 회로를 포함하여 이루어지는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이에 있어서,
상기 정전기 보호회로가,
상기 리플 감소 소자의 일단과 상기 출력단 사이에 접속된 제너 다이오드와,
상기 제너 다이오드와 병렬로 접속된 다이오드, 및
일단이 상기 제너 다이오드와 상기 다이오드 사이에서 병렬로 접속되며 타단이 상기 리플 감소 소자의 타단과 접속된 저항을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이.A first rectifier for rectifying the AC power applied from the outside into a DC power supply;
A second rectifier for receiving and rectifying the DC power rectified by the first rectifier by a transformer;
A step-down converter for stepping down the DC power output from the second rectifier, a ripple reducing element provided between the step-down converter and the output terminal to reduce the ripple of the DC power, and provided between the step-down converter and the output terminal to prevent static electricity At least one constant current circuit composed of an electrostatic protection circuit,
A feedback circuit comparing the DC power output from the second rectifier with a reference voltage and feeding back a current value according to the difference value;
In the switching mode power supply for a light emitting diode comprising a power factor correction circuit for switching the DC power applied to the transformer in the first rectifier according to the current value fed back from the feedback circuit,
The static electricity protection circuit,
A zener diode connected between one end of the ripple reduction element and the output end;
A diode connected in parallel with the zener diode, and
And a resistor connected at one end thereof in parallel between the zener diode and the diode and at the other end thereof connected to the other end of the ripple reduction element.
상기 제 1 정류기는,
상기 외부에서 인가된 교류 전원을 정파 정류하여 직류 전원으로 변환하는 브리지 다이오드와,
상기 브리지 다이오드에서 출력된 직류 전원을 평활 하는 평활 캐패시터와,
상기 캐패시터에서 출력된 직류 전원을 상기 제 2 정류기에 인가하는 트랜스포머와,
상기 트랜스포머를 스위칭하는 제 2 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이.The method of claim 1,
The first rectifier,
A bridge diode which rectifies and rectifies the AC power applied from the outside into a DC power source;
A smoothing capacitor for smoothing the DC power output from the bridge diode;
A transformer for applying the DC power output from the capacitor to the second rectifier;
A switching mode power supply for a light emitting diode comprising a second diode for switching the transformer.
상기 평활 캐패시터는 전해 캐패시터이고,
상기 전해 캐패시터를 백업하는 세라믹 캐패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이.The method of claim 2,
The smoothing capacitor is an electrolytic capacitor,
The switching mode power supply for a light emitting diode further comprises a ceramic capacitor for backing up the electrolytic capacitor.
상기 제 2 정류기는,
상기 트랜스포머를 통해 인가된 직류 전원을 재 정류하는 브리지 회로와,
상기 브리지 회로에서 출력된 직류 전원을 평활 정류하는 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이.The method of claim 2,
The second rectifier,
A bridge circuit for re-rectifying the DC power applied through the transformer,
And a capacitor for smoothly rectifying the DC power output from the bridge circuit.
상기 피드백 회로는,
기준전압을 생성하는 기준전압 발생기와,
상기 제 2 정류기에서 출력된 직류 전원과 상기 기준전압을 비교하는 연산 증폭기, 및
상기 연산 증폭기에서 비교된 차이 값에 따른 전류를 상기 역률 보상 회로에 인가하는 포토커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이.The method of claim 1,
Wherein the feedback circuit comprises:
A reference voltage generator for generating a reference voltage,
An operational amplifier comparing the DC power output from the second rectifier with the reference voltage;
And a photocoupler for applying a current according to the difference value compared in the operational amplifier to the power factor correction circuit.
상기 역률 보상 회로는,
상기 포토커플러에서 인가된 전류를 인가받는 역률 보정 IC와,
상기 역률 보정 IC에 의해 게이트 듀티가 제어되어 상기 트랜스포머에 의해 상기 제 2 정류기에 인가되는 전류를 스위칭하는 제 1 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이.The method of claim 5,
The power factor correction circuit,
A power factor correction IC receiving the current applied from the photocoupler;
And a first transistor whose gate duty is controlled by the power factor correction IC to switch a current applied by the transformer to the second rectifier.
상기 강압 변환기는 벅 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이.The method of claim 1,
The step-down converter comprises a buck converter switching mode power supply for a light emitting diode.
상기 리플 감소 소자는 상기 출력단 사이에 병렬로 접속된 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 스위칭 모드 파워 서플라이.The method of claim 1,
And the ripple reduction element comprises a capacitor connected in parallel between the output stages.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101447598B1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-10-07 | (주)이코루미 | Switching mode power supply for reducing hamonics of multiple frequency band |
WO2020092717A1 (en) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | Elemental LED, Inc. | Light guide panel with onboard driver |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7233115B2 (en) * | 2004-03-15 | 2007-06-19 | Color Kinetics Incorporated | LED-based lighting network power control methods and apparatus |
US20090058323A1 (en) | 2007-08-30 | 2009-03-05 | Ta-Yung Yang | Flyback LED drive circuit with constant current regulation |
-
2011
- 2011-08-24 KR KR1020110084617A patent/KR101229733B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7233115B2 (en) * | 2004-03-15 | 2007-06-19 | Color Kinetics Incorporated | LED-based lighting network power control methods and apparatus |
US20090058323A1 (en) | 2007-08-30 | 2009-03-05 | Ta-Yung Yang | Flyback LED drive circuit with constant current regulation |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
TI UCC28521, UCC28528 데이터 쉬트, 발표일 2005년11월 * |
TI UCC28521, UCC28528 데이터 쉬트, 발표일 2005년11월* |
전력전자학회지(제목: 전압 스트레스 저감을 위한 새로운 조명 LED 조명 회로), 논문발표 2009년 6월 * |
전력전자학회지(제목: 전압 스트레스 저감을 위한 새로운 조명 LED 조명 회로), 논문발표 2009년 6월* |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101447598B1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-10-07 | (주)이코루미 | Switching mode power supply for reducing hamonics of multiple frequency band |
WO2020092717A1 (en) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | Elemental LED, Inc. | Light guide panel with onboard driver |
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