JP5734343B2 - Power supply device - Google Patents

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Description

本発明は、電源供給装置に関し、より詳しくは、リレーとトランスとの巻線比を調節して、電源のオン/オフ動作を具現し、同時に待機電力を満たす電源供給装置に関する。   The present invention relates to a power supply device, and more particularly to a power supply device that adjusts a winding ratio between a relay and a transformer to implement a power on / off operation and simultaneously satisfy standby power.

一般に、現在、広く使用しているＬＥＤ(Light Emitting Diode)は、家電、テレビ、モニタなど、電子製品で様々な信号伝達用、又は、発光用として多く使用している。   In general, currently widely used LEDs (Light Emitting Diodes) are widely used for various signal transmissions or light emission in electronic products such as home appliances, televisions, monitors and the like.

前記ＬＥＤに印加される電圧が、しきい電圧以上であると、電流が流れ始めて光が発生するが、このため、電池又はバッテリー、電源供給装置などが採用されて、低電圧直流電源を供給されることが通常である。   When the voltage applied to the LED is equal to or higher than the threshold voltage, current starts to flow and light is generated. For this reason, a battery or a battery, a power supply device, etc. are adopted and low voltage DC power is supplied. It is normal.

前述した低電圧直流電源を供給する装置としては、電源供給装置が主に採用される。前記電源供給装置は、常用交流電源を供給されて、予め設定された直流電源に変換し、これを再度、 ＬＥＤ駆動用電源に変換して、ＬＥＤに供給する。   As a device for supplying the above-described low voltage DC power supply, a power supply device is mainly employed. The power supply device is supplied with a normal AC power source, converts it into a preset DC power source, converts it again into a LED driving power source, and supplies it to the LED.

従来のフライバック(Fly-back)回路は、低容量、低価型回路であって、待機状態であるスタンバイ動作のための単一回路で適用されているが、単一回路でマルチアウトプット動作を具現していない実情である。   The conventional fly-back circuit is a low-capacity, low-priced circuit that is applied as a single circuit for standby operation in a standby state. It is a fact that does not embody.

本発明は、フライバックの一つの回路で、スタンバイ動作とマルチアウトプット動作とを同時に具現する電源供給装置を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a power supply apparatus that simultaneously implements a standby operation and a multi-output operation with a single flyback circuit.

本発明の実施形態による電源供給装置は、整流器と、前記整流器と一端が連結され、他端がトランスと連結され、相互に並列連結される整流ダイオード、駆動用巻線、及びリレー端とを含み、前記リレー端の動作可否により、前記トランスの出力電圧が増減する。 A power supply apparatus according to an embodiment of the present invention includes a rectifier, a rectifier, one end connected to the rectifier, the other end connected to a transformer, and a rectifier diode, a driving winding , and a relay end connected in parallel to each other. The output voltage of the transformer increases or decreases depending on whether or not the relay terminal can be operated.

本発明の実施形態によると、リレー回路を追加することにより、スタンバイ動作とマルチアウトプット出力とを同時に具現することができる。   According to the embodiment of the present invention, a standby operation and a multi-output output can be realized simultaneously by adding a relay circuit.

また、簡単な回路を適用することにより、製造工程の単純化、及び不良率を減少することができる。   In addition, by applying a simple circuit, the manufacturing process can be simplified and the defect rate can be reduced.

図１は、本発明の実施形態によるＬＥＤ用電源供給装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an LED power supply device according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１の電源供給装置の詳細回路図である。FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the power supply device of FIG. 図３は、図１の電源供給装置のスタンバイモードにおける回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of the power supply apparatus of FIG. 1 in the standby mode. 図４は、図１の電源供給装置のマルチアウトプットモードにおける回路図である。4 is a circuit diagram in the multi-output mode of the power supply apparatus of FIG.

以下、本発明の望ましい実施形態について、添付の図面を参照して詳しく説明することにする。その他の実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。本発明の利点及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳しく後述されている実施形態を参照すると、明確になるだろう。明細書全体において、同一の参照符号は、同一の構成要素を示す。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Specific matters of other embodiments are included in the detailed description and the drawings. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below in conjunction with the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

図１は、本発明の実施形態によるＬＥＤ用電源供給装置の構成図であり、 図２は、図１の電源供給装置の詳細回路図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of an LED power supply device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the power supply device of FIG.

本発明の実施形態によるＬＥＤ用電源供給装置は、入力部１００と、制御部２００と、変圧部３００とを含む。   The LED power supply device according to the embodiment of the present invention includes an input unit 100, a control unit 200, and a transformer unit 300.

入力部１００は、交流電源を受けて、整流及びフィルタリングを行い、変圧部３００に供する。   The input unit 100 receives AC power, performs rectification and filtering, and supplies the AC voltage to the transformer unit 300.

前記入力部１００は、整流器１１０と、駆動用巻線１３０と、 整流ダイオード１２０と、リレー端１４０とを含む。 The input unit 100 includes a rectifier 110, a drive winding 130, a rectifier diode 120, and a relay terminal 140.

前記制御部２００は、メインスイッチ１５０と、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)方式でスイッチングを制御するスイッチングコントローラ１５５とを含み、入力部の出力及びＰＷＭコントロール信号により、メインスイッチ１５０のオン・オフを制御して、出力電圧を変換する。   The control unit 200 includes a main switch 150 and a switching controller 155 that controls switching by a PWM (Pulse Width Modulation) method, and controls on / off of the main switch 150 by an output of the input unit and a PWM control signal. To convert the output voltage.

前記変圧部３００は、入力部１００から整流した電圧を受けて、制御部２００の制御で電圧を可変して、所定のレベルに出力する。   The transformer 300 receives the rectified voltage from the input unit 100, varies the voltage under the control of the control unit 200, and outputs the voltage to a predetermined level.

前記変圧部３００は、トランス１６０と、フォトカプラ１７０とを含む。   The transformer 300 includes a transformer 160 and a photocoupler 170.

因みに、前記整流器１１０は、常用交流電源(АＣ)を整流することができ、ダイオードを含むことができる。   Incidentally, the rectifier 110 can rectify a common AC power source (АC) and may include a diode.

整流ダイオード１２０は、駆動用巻線１３０と並列に連結されることができ、整流器１１０とトランス１６０との間に連結されることができる。 The rectifier diode 120 may be connected in parallel with the driving winding 130 and may be connected between the rectifier 110 and the transformer 160.

前記整流ダイオード１２０のアノードは、前記整流器１１０と連結され、 カソードは、前記トランス１６０の一次側と連結されることができる。   The rectifier diode 120 may have an anode connected to the rectifier 110 and a cathode connected to a primary side of the transformer 160.

図示してはいないが、前記駆動用巻線１３０は、第１の巻線と、第１の巻線にカプリングされた第２の巻線とを有することができる。 Although not shown, the driving winding 130 may include a first winding and a second winding coupled to the first winding.

駆動用巻線１３０は、第１の巻線が、常用ライン入力電源のニュートラル段である第１の段(Neutral:AC_N)に連結されることができる。また、駆動用巻線１３０の第１の巻線は、常用ライン入力電源のライブ段である第２の段(Live:AC_L)に連結されることができる。そして、第１の巻線にカプリングされた第２の巻線は、整流ダイオードに連結されることができる。 In the driving winding 130, the first winding can be connected to the first stage (Neutral: AC_N) which is a neutral stage of the regular line input power supply. The first winding of the driving winding 130 can be connected to a second stage (Live: AC_L) which is a live stage of the regular line input power supply. The second winding coupled to the first winding can be connected to the rectifier diode.

前記リレー端１４０は、前記整流ダイオード１２０及び駆動用巻線１３０と並列に連結されることができ、整流器１１０とトランス１６０との間に連結されることができる。 The relay terminal 140 may be connected in parallel with the rectifier diode 120 and the driving winding 130, and may be connected between the rectifier 110 and the transformer 160.

また、前記リレー端１４０は、向い合う駆動用巻線１３０の巻線に電流が流れると、ターンオンされる。 The relay terminal 140 is turned on when a current flows through the windings of the driving winding 130 facing each other.

前記トランス１６０は、直流電源を入力される一次巻線(Ｐ)と、一次巻線(Ｐ)間の予め設定された巻線比により、メイン電源を出力する第１の二次巻線(Ｓ１)と、一次巻線(Ｐ)間の予め設定された巻線比により、予め設定された電圧レベルを有する補助電源を出力する第２の二次巻線(Ｓ２)とを含むことができる。   The transformer 160 includes a first secondary winding (S1) that outputs a main power supply according to a preset winding ratio between a primary winding (P) to which a DC power is input and a primary winding (P). ) And a second secondary winding (S2) that outputs an auxiliary power source having a preset voltage level according to a preset winding ratio between the primary windings (P).

第１の二次巻線(Ｓ１)及び第２の二次巻線(Ｓ２)は、一つの導電体で形成され、一次巻線(Ｐ)との予め設定された巻線比により、予め設定された電圧レベルを有するメイン電源を、ＬＥＤアレイ(図示せず)に伝達する。   The first secondary winding (S1) and the second secondary winding (S2) are formed of a single conductor, and are preset according to a preset winding ratio with the primary winding (P). A main power supply having a specified voltage level is transmitted to an LED array (not shown).

一次巻線(Ｐ)と、第１、第２の二次巻線(Ｓ１、Ｓ２)とは、相互に磁気的に結合されており、電気的に絶縁される。   The primary winding (P) and the first and second secondary windings (S1, S2) are magnetically coupled to each other and are electrically insulated.

一次巻線(Ｐ)は、１つの導電体で形成され、他端が、メインスイッチ１５０に電気的に連結される。   The primary winding (P) is formed of one conductor, and the other end is electrically connected to the main switch 150.

前記一次巻線(Ｐ)は、一端が前記リレー端１４０と連結され、他端が前記メインスイッチ１５０と連結され、前記整流ダイオード１２０は、一次巻線の中端と連結されることができる。 前記整流ダイオード１２０を介して、電流が一次巻線側に入力されて、２次側に誘起される電圧は、前記リレー端１４０を介して、電流が一次巻線側に入力されて、２次側に誘起される電圧よりも低くなる。これは、巻線数の差によることであって、Ｐ１とＰ２の長さ差により、２次側に誘起される電圧の差が生じることになり、これにより、スタンバイモードで必要な電圧と、正常動作モードで必要な電圧とが供給されることになる。   The primary winding (P) may have one end connected to the relay end 140 and the other end connected to the main switch 150, and the rectifier diode 120 may be connected to the middle end of the primary winding. A current is input to the primary winding side via the rectifier diode 120, and a voltage induced to the secondary side is input to the primary winding side via the relay terminal 140. It becomes lower than the voltage induced on the side. This is due to the difference in the number of windings, and the difference in voltage induced on the secondary side is caused by the difference in length between P1 and P2, and thus the voltage required in the standby mode, The voltage required in the normal operation mode is supplied.

前記メインスイッチ１５０は、ＦＥＴ(field effect transistor)で構成されることができる。 前記メインスイッチ１５０がターンオンされると、トランス１６０に、磁化インダクタンス(magnetizing inductance)分だけエネルギが充電されてから、メインスイッチ１５０がターンオフされると、充電したエネルギが出力側に伝達される。   The main switch 150 may be composed of a field effect transistor (FET). When the main switch 150 is turned on, the transformer 160 is charged with energy corresponding to the magnetizing inductance, and when the main switch 150 is turned off, the charged energy is transmitted to the output side.

前記メインスイッチ１５０は、一次巻線(Ｐ)の他端に連結され、スイッチングコントローラ１５５の制御により、一次巻線(Ｐ)からの直流電源をスイッチングし、前記スイッチングコントローラ１５５は、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)方式でスイッチングを制御する。   The main switch 150 is connected to the other end of the primary winding (P), and switches the DC power source from the primary winding (P) under the control of the switching controller 155. The switching controller 155 has a PWM (Pulse Width). Modulation) controls switching.

前記スイッチングコントローラ１５５は、駆動信号を発生して、メインスイッチ１５０のスイッチングを制御することで、入力電圧の変化によらず、出力を一定に維持させる。   The switching controller 155 generates a drive signal and controls the switching of the main switch 150, thereby maintaining the output constant regardless of the change of the input voltage.

前記リレー端１４０は、スイッチング手段と、サーミスタとを含むことができる。   The relay terminal 140 may include switching means and a thermistor.

前記リレー端１４０の動作可否により、メイン電源の出力可否が決められるが、これに対して、待機状態であるスタンバイモードと、マルチアウトプット動作モードとについて説明する。   Whether or not the main power supply can be output is determined depending on whether or not the relay terminal 140 can be operated. On the other hand, a standby mode in a standby state and a multi-output operation mode will be described.

図３は、図１の電源供給装置のスタンバイモードにおける回路図であり、 図４は、図１の電源供給装置のマルチアウトプットモードにおける回路図である。   3 is a circuit diagram in the standby mode of the power supply apparatus of FIG. 1, and FIG. 4 is a circuit diagram of the power supply apparatus in FIG. 1 in the multi-output mode.

図３のように、スタンバイモードでは、リレー端１４０がオフ状態を維持する。   As shown in FIG. 3, in the standby mode, the relay terminal 140 is kept off.

前記整流器１１０を通過した信号が、整流ダイオード１２０に入ることになる。前記整流器１１０から出力される信号は、前記トランス１６０の一次巻線(Ｐ)を全て経由することなく、一部だけ経由して流れるようになるので、一次側の巻線数が減少して、２次側から出力される電圧が常用電圧として使用されることができる、例えば、１２Ｖ又は２４Ｖとならない。   The signal that has passed through the rectifier 110 enters the rectifier diode 120. Since the signal output from the rectifier 110 does not pass through all the primary windings (P) of the transformer 160, but flows through only a part thereof, the number of primary windings is reduced, The voltage output from the secondary side can be used as a normal voltage, for example, not 12V or 24V.

前記一次巻線(Ｐ)を経由した信号は、メインスイッチ１５０を経て接地で連結される。   The signal passing through the primary winding (P) is connected to the ground via the main switch 150.

前記一次巻線(Ｐ)により、２次側では、スタンバイモードを維持するための電圧が出力される。例えば、図１に示しているように、前記スタンバイモードを維持するための電圧は、３．５であることができる。   The primary winding (P) outputs a voltage for maintaining the standby mode on the secondary side. For example, as shown in FIG. 1, the voltage for maintaining the standby mode may be 3.5.

次に、前記のように、スタンバイモードで動作するが、図４のように、ターンオン信号(P-ON)が入力されると、前記フォトカプラ１７０を経て電流が流れるようになり、これにより、前記フォトカプラ１７０と連結した駆動用巻線１３０に電流が流れて、前記リレー端１４０がターンオンされる。 Next, as described above, it operates in the standby mode. As shown in FIG. 4, when a turn-on signal (P-ON) is input, a current flows through the photocoupler 170. A current flows through the driving winding 130 connected to the photocoupler 170, and the relay terminal 140 is turned on.

これにより、前記整流器１１０から出力される電流が、前記リレー端１４０を経てトランス１６０の一次側に入力されると、一次巻線(Ｐ)を経由する巻線割合が、Ｐ１からＰ２に増加して、出力される電圧が増加することになる。   As a result, when the current output from the rectifier 110 is input to the primary side of the transformer 160 via the relay end 140, the winding ratio passing through the primary winding (P) increases from P1 to P2. As a result, the output voltage increases.

前記Ｐ２の巻線数は、前記Ｐ１の巻線数の２倍以上であり得る。   The number of windings of P2 may be more than twice the number of windings of P1.

これにより、前記２次巻線から出力される電圧が、スタンバイ電圧(Ｓ２)だけでなく、動作電圧(Ｓ１)も出力されるので、正常な動作状態に進入することができるようになる。   As a result, not only the standby voltage (S2) but also the operating voltage (S1) is output as the voltage output from the secondary winding, so that a normal operating state can be entered.

本発明の実施形態によると、リレー回路を追加することにより、スタンバイ動作とマルチアウトプット出力とを同時に具現することができる。   According to the embodiment of the present invention, a standby operation and a multi-output output can be realized simultaneously by adding a relay circuit.

また、簡単な回路を適用することにより、製造工程の単純化、及び不良率を減少することができる。   In addition, by applying a simple circuit, the manufacturing process can be simplified and the defect rate can be reduced.

以上、実施形態で説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ずしも、１つの実施形態にのみ限るものではない。さらには、各実施形態で例示されている特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者において、他の実施形態に対しても組合わせ、または変形して、実施可能である。したがって、このような組合わせと変形に関わる内容は、本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。   As described above, the features, structures, effects, and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like exemplified in each embodiment can be implemented by combining or modifying other embodiments with those having ordinary knowledge in the field to which the embodiment belongs. Is possible. Therefore, contents relating to such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (6)

第１及び第２ノードの間に連結された整流器と、
第１及び第２巻線を含む一次側巻線と第３及び第４巻線を含む二次側巻線と、を含むトランスと、
前記第１ノードと前記第１巻線の中間端子との間に連結された整流ダイオードと、
前記第１ノードと前記第１巻線の一端子との間に連結されたリレーと、
ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号によって制御され、一端子が前記第１巻線の他端子に連結され、他端子が前記第２ノードと前記第２巻線の他端子に連結されたメインスイッチと、
前記第２巻線の一端子とフォトカプラに連結された前記リレーの駆動用巻線と、
を含み、
スタンバイモード時、前記整流器から出力された信号は、前記整流ダイオードと前記第１巻線を経由して前記第３巻線に第１電圧を出力し、
マルチ出力モード時、前記フォトカプラによって前記リレー駆動用巻線が駆動されて前記リレーがターンオンされ、
前記リレーがターンオン時、前記整流器から出力された信号は、前記リレーと前記第１巻線を経由して前記第３巻線に第２電圧を出力し、
前記第２電圧は前記第１電圧より大きいことを特徴とする、電源供給装置。 A rectifier coupled between the first and second nodes;
A transformer including a primary winding including first and second windings and a secondary winding including third and fourth windings;
A rectifier diode connected between the first node and an intermediate terminal of the first winding;
A relay connected between the first node and one terminal of the first winding;
A main switch controlled by a PWM (Pulse Width Modulation) signal, one terminal connected to the other terminal of the first winding, and the other terminal connected to the second node and the other terminal of the second winding;
A winding for driving the relay connected to one terminal of the second winding and a photocoupler;
Including
In standby mode, the signal output from the rectifier outputs a first voltage to the third winding via the rectifier diode and the first winding,
In the multi-output mode, the relay driving winding is driven by the photocoupler to turn on the relay,
When the relay is turned on, the signal output from the rectifier outputs a second voltage to the third winding via the relay and the first winding,
The power supply device according to claim 1, wherein the second voltage is larger than the first voltage. 前記第１巻線の一端子と他端子との間の巻線数は、前記第１巻線の中間端子と他端子との間の巻線数の２倍以上であることを特徴とする、請求項１に記載の電源供給装置。The number of windings between one terminal and the other terminal of the first winding is more than twice the number of windings between the intermediate terminal and the other terminal of the first winding, The power supply device according to claim 1. 前記整流ダイオードのアノード端子は前記第１ノードに連結され、カソード端子は前記第１巻線の中間端子に連結されることを特徴とする、請求項１に記載の電源供給装置。The power supply apparatus of claim 1, wherein an anode terminal of the rectifier diode is connected to the first node, and a cathode terminal is connected to an intermediate terminal of the first winding. 前記第２ノードはグランド端子に連結されたことを特徴とする、請求項１に記載の電源供給装置。The power supply apparatus of claim 1, wherein the second node is connected to a ground terminal. 前記ＰＷＭ信号を供給するスイッチングコントローラをさらに含み、A switching controller for supplying the PWM signal;
前記スイッチングコントローラは前記第２巻線の一端子に電源を供給し、The switching controller supplies power to one terminal of the second winding;
前記スタンバイモード時、前記第２ノードと前記第２巻線及び前記スイッチングコントローラで電流パスが形成されて前記第４巻線にスタンバイ電圧が出力され、During the standby mode, a current path is formed by the second node, the second winding, and the switching controller, and a standby voltage is output to the fourth winding.
マルチ出力モード時、前記第２ノードと前記第２巻線及び前記駆動用巻線で電流パスが形成されて前記第３巻線にスタンバイ電圧が出力されることを特徴とする、請求項１に記載の電源供給装置。2. The multi-output mode according to claim 1, wherein a current path is formed by the second node, the second winding, and the driving winding, and a standby voltage is output to the third winding. The power supply device described. 前記第３巻線の一端子と前記第４巻線の他端子に連結された第１キャパシタと、A first capacitor connected to one terminal of the third winding and the other terminal of the fourth winding;
前記第３巻線の他端子と前記第４巻線の他端子に連結された第２キャパシタと、A second capacitor connected to the other terminal of the third winding and the other terminal of the fourth winding;
前記第４巻線の一端子と前記第４巻線の他端子との間に連結された第３キャパシタと、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の電源供給装置。The power supply apparatus according to claim 1, further comprising a third capacitor connected between one terminal of the fourth winding and the other terminal of the fourth winding.
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