KR100761960B1 - Apparatus for operating high power led using pwm(pulse width modulation) - Google Patents

Apparatus for operating high power led using pwm(pulse width modulation) Download PDF

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Abstract

An apparatus for operating a high power led using PWM(Pulse Width Modulation) is provided to increase the number of driving modules capable of supplying stable power by reducing initial inrush current. An apparatus for operating a high power led using PWM(Pulse Width Modulation) comprises a first terminal(VS), a second terminal(GND), a third terminal(TEST), a fourth terminal(CALIB), a fifth(DSENSE), a sixth terminal(RESENSE), a seventh terminal(DRVOUT), and an eighth terminal(CONTR). The first terminal supplies power to a constant current IC(40). The second terminal is connected with a ground(Ground). The third terminal is used to test a chip. The fourth terminal is serial data or a clock pin for a program. The fifth terminal measures temperature and is connected with an external diode pin short circuited by the sensed temperature. The seventh terminal is connected to drive an LED. The eighth terminal controls intensity of light based on a PWM signal. A plurality of LED modules is connected by one constant current IC.

Description

PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치{Apparatus for Operating High Power LED Using PWM(pulse width modulation)}High power LED driving device using PCM {Apparatus for Operating High Power LED Using PWM (pulse width modulation)}

도 1은 본 발명에 따른 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치이며, 1 is a high power LED driving device using a PWM according to the present invention,

도 2는 본 발명의 다른 실시예이고, 2 is another embodiment of the present invention,

도 3은 종래의 초기돌입 전류치를 보여주는 도면이며,3 is a view showing a conventional initial inrush current value,

도 4는 본 발명에 따른 초기돌입 전류치를 보여주는 도면이다. 4 is a view showing an initial inrush current value according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10 : LED 구동회로 12 : 칼라 LED 구동모듈110: LED driving circuit 12: color LED driving module 1

20 : 모듈2 22 : 칼라 LED 구동모듈220: Module 2 22: Color LED drive module 2

30 : 모듈3 32 : 칼라 LED 구동모듈330: Module 3 32: Color LED Drive Module 3

40 : 정전류 IC40: constant current IC

D1 : 역전압 보호 다이오드 D3 : 빠른 반응 다이오드(Fast Recovery Diode)D1: Reverse Voltage Protection Diode D3: Fast Recovery Diode

C5 : 돌입전류 감소 콘덴서C5: Inrush Current Reduction Capacitor

본 발명은 LED를 효과적으로 구동시키기 위한 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED를 구동함에 있어서, 정전류 조건이 LED의 수명 조건에 필수 불가결한 것으로 다수개의 LED에 정밀한 전류를 흐를 수 있는 구성을 제공하여 LED의 수명을 극대화하기 위한 것이다. The present invention relates to a circuit for effectively driving an LED, and more particularly, in driving an LED, a constant current condition is indispensable for the lifetime condition of the LED and provides a configuration capable of flowing a precise current to a plurality of LEDs. This is to maximize the life of the LED.

본 발명의 구성은 정전류 IC(40)를 사용하여 다수개의 LED를 구동하는 것이며, 초기 돌입 전류를 감소시켜 전원공급장치당 구동할 수 있는 모듈수를 증가시키도록 하는 것이고, 각각의 모듈이 전압 및 전류의 변동에 대하여 특성의 변화를 최소화 시키는 구성을 채택하여 초기 돌입 전류의 제어와 열화율을 최적화하므로 고장율을 최소화할 수 있는 것이다. The configuration of the present invention is to drive a plurality of LEDs using the constant current IC 40, to reduce the initial inrush current to increase the number of modules that can be driven per power supply, each module has a voltage and The failure rate can be minimized by adopting the configuration that minimizes the change of the characteristics against the change of the current, thereby optimizing the control of the initial inrush current and the degradation rate.

LED를 구동시키는 방법은 크게 2가지로 나누어진다. 첫째는 선형 방식으로 전압, 전류를 제어하는 방식이다. 선형전압 방식은 정전압 IC에서 출력된 일정한 전압에 LED와 저항을 연결하여 일정한 전류를 흐르게 하여 구동시키는 방법이며, 선형 정전류 방식은 정전류 IC를 이용하여 일정한 전류를 출력하여 사용하는 방식이다. 이 선형 방식은 회로가 간단한 반면 효율이 좋지 않아 열의 발생이 크다는 단점을 가지고 있다. There are two ways to drive LEDs. The first is to control voltage and current in a linear manner. The linear voltage method is a method of driving a constant current by connecting a LED and a resistor to a constant voltage output from a constant voltage IC, and the linear constant current method is a method of outputting a constant current using a constant current IC. This linear method has the disadvantage that the circuit is simple but the efficiency is not good and heat is generated.

두 번째는 스위칭 방법으로 구형파의 On/Off의 Duty 비를 이용하여 제어하는 방식이다. 이 방식은 펄스폭 변조(PWM) 방식을 이용한 구동 방법으로 선형 방식보다 효율이 좋아 LED에 발생되는 열을 줄일 수 있어 LED 수명을 높일 수 있는 장점 을 가지고 있다. Second is the switching method, which is controlled by using duty ratio of square wave on / off. This method is a driving method using pulse width modulation (PWM) method, which is more efficient than the linear method, and can reduce heat generated in the LED, which has the advantage of increasing the LED lifetime.

디스플레이 장치에 적용이 되어 온 것으로 픽셀 밝기를 변화시키는 종래의 방법은 펄스폭 변조(PWM)를 이용하여 정기적으로 픽셀을 변화시키는 것이다. 피상 픽셀 밝기는 구동 전류가 인가되는 시점과 종료되는 시점 사이의 간격 비율을 변화시킴으로써 변화될 수 있다. PWM 방식에서, 하나의 픽셀은 전부 온이거나 완전히 오프이지만, 관측자의 눈에서의 시간 통합 때문에 픽셀의 피상밝기를 변화시키는 기술이 적용되고 있다. A conventional method of changing pixel brightness, which has been applied to display devices, is to periodically change pixels using pulse width modulation (PWM). The apparent pixel brightness can be varied by varying the ratio of intervals between when the drive current is applied and when it ends. In the PWM scheme, one pixel is all on or completely off, but techniques have been applied to change the apparent brightness of the pixel due to time integration in the observer's eye.

본원에서는 이러한 기술을 보다 효율적으로 적용하여 LED 모듈에 전원을 공급을 하여 조명을 수행함에 있어 보다 효율적이고 LED의 안정적인 수명을 확보하는 방식이 절실하게 필요하게 되었다. In the present application, it is urgently needed to apply such technology more efficiently to supply power to the LED module and to perform a more efficient and stable life of the LED.

종래 기술에 있어서 SMPS 60W의 용량당 구동할 수 있는 모듈수가 기존에는 19개에 불과하여 보다 효율적으로 보다 많은 모듈을 구동할 수 있는 경제적인 구동회로가 필요하게 되었다. In the prior art, only 19 modules can be driven per SMPS 60W of capacity, so an economical driving circuit for driving more modules more efficiently is required.

위와 같이 LED를 구동함에 있어서 보다 경제적인 구성으로 LED를 구동시키며, 열발생을 줄이고 수명의 안정성을 확보할 수 있는 효율적이며, 경제적인 LED 구동회로가 절실히 필요하게 되었다. In driving the LED as described above, it is urgently needed for an efficient and economical LED driving circuit that drives the LED with a more economical configuration, reduces heat generation, and secures stability of life.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 LED를 구동하는 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치에 있어서, 보다 경제적인 구성으로 LED를 구동시키며, 열발생을 줄이고 수명의 안정성을 확보할 수 있는 효율적이며, 경제적인 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치를 제공하는 것이고, The present invention is to solve this problem, the object of the present invention is a high-power LED driving device using a PWM to drive the LED, driving the LED in a more economical configuration, reducing heat generation and ensure the stability of life To provide an efficient and economical high power LED driver using PWM,

본 발명의 다른 목적은 하나의 정전류 IC(40)에 다수개의 LED 모듈을 구동할 수 있는 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치를 제공하는 것이며, Another object of the present invention is to provide a high power LED driving device using a PWM capable of driving a plurality of LED modules in one constant current IC (40),

본 발명의 다른 목적은 LED 모듈의 초기 돌입전류를 감소시켜 수명의 안정성을 확보하는 동시에 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 구동모듈수를 증가시킬 수 있는 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a high-power LED driving device using PWM that can increase the number of drive modules that can supply the power stably while at the same time to secure the stability of the initial inrush current of the LED module.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 구체적으로, LED를 효과적으로 구동하는 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치에 있어서, 정전류 IC(40)는 전원을 공급하는 제1단자(VS)와, 그라운드(Ground)와 연결되는 제2단자(GND)와, 칩을 테스트하기 위하여 사용되는 제3단자(TEST)와, 프로그램을 위한 시리얼 데이터 또는 클락 핀인 제4단자(CALIB)와, 온도 측정과 감지된 온도에 의해 단락시키는 외부 다이오드 핀이 연결되는 제5단자(DSENSE)와, 최고 전류치를 감지하기위한 외부 저항 감지 핀이 연결되는 제6단자(RESENSE)와, LED를 구동하기위하여 연결되는 제7단자(DRVOUT)와, 빛의 세기를 조절하기 위한 것으로, On과 Off와, PWM 신호에 의하여 밝기를 흐리게하거나, 수면모드로 조절이 가능하도록 하는 제8단자(CONTR)로 구성되고, 상기 정전류IC 하나를 사용하여 다수개의 LED 모듈을 직렬로 연결하여 구동하는 것을 특징으로 하고, In order to achieve the above object, the present invention specifically relates to a high power LED driving device using PWM for effectively driving LEDs. The constant current IC 40 includes a first terminal VS for supplying power and a ground. By the second terminal GND connected to the terminal, the third terminal TEST used to test the chip, the fourth terminal CALIB which is a serial data or clock pin for programming, and the temperature measurement and the sensed temperature. The fifth terminal DSENSE to which an external diode pin for shorting is connected, the sixth terminal (RESENSE) to which an external resistance sensing pin for sensing the maximum current value is connected, and the seventh terminal DRVOUT to be connected to drive an LED. And, to adjust the intensity of light, On and Off, and the eighth terminal (CONTR) for dimming the brightness by the PWM signal, or to be able to adjust to the sleep mode consisting of, using one of the constant current IC Multiple LED modules It is characterized by driving in series,

상기 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치에 콘덴서(C5)를 사용하여 LED 모 듈의 초기 돌입전류를 감소시켜 수명의 안정성을 확보하고 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 전원 공급 장치 당 구동 모듈수를 증가시키는 것을 특징으로 하며, By using a capacitor (C5) in the high-power LED driving device using the PWM to reduce the initial inrush current of the LED module to ensure the stability of life and to increase the number of drive modules per power supply that can supply power stably. Characterized in that,

상기 콘덴서(C5)는 상기 정전류IC의 제8단자(CONTR)와 전원의 음극 사이에 연결된 것을 특징으로 하고,The capacitor C5 is connected between the eighth terminal CONTR of the constant current IC and the cathode of the power supply.

상기 다이오드(D1)는 역전압 방지기능을 수행하기 위해 정전류 IC(40) 제1단자(VS) 연결된 것을 특징으로 하고, The diode D1 is connected to the first terminal VS of the constant current IC 40 to perform a reverse voltage protection function.

상기 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치는 L1에서 발생하는 역기전력 방지 하기위하여 L1후단에서 LED1 후단으로 빠른 반응 다이오드(Fast Recovery Diode)(D3)가 설치된 것을 특징으로 하며, The high power LED driving device using the PWM is characterized in that a fast recovery diode (D3) is installed from the rear of the L1 to the rear of the LED1 in order to prevent the back electromotive force generated in L1,

상기 정전류 IC(40)는 20KHz PWM 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하고, The constant current IC 40 is characterized in that it is driven in 20KHz PWM method,

상기 정전류 IC(40)는 MLX10801인 것을 특징으로 하며, The constant current IC 40 is characterized in that MLX10801,

상기 LED 구동회로는 동일한 붉은색(R)인 복수개의 LED를 하나의 구동 회로에 연결하고 구동회로는 칼라 LED 구동모듈1(12)에 배치하고 녹색의 복수개의 LED를 구동하는 회로는 칼라 LED 구동모듈2(22)에 배치하고, 푸른색의 다수개 LED는 칼라 LED 구동모듈3(32)에 배치하여 각각에 직렬 연결된 다이오드는 각각의 구동모듈에 하나씩 배치를 하고, 각각의 모듈의 모든 색을 표현할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하고, The LED driving circuit connects a plurality of LEDs having the same red color (R) to one driving circuit, and the driving circuit is disposed in the color LED driving module 1 (12) and the circuit driving the plurality of green LEDs is driving the color LED. Placed in Module 2 (22), a plurality of blue LEDs are placed in the color LED drive module 3 (32) so that the diodes connected in series are placed one for each drive module, and all the colors of each module are placed. Characterized in that configured to express,

상기 초기 돌입전류는 0.5 내지 0.6A 이며, 정상 상태의 구동 전류는 0.25A인 것을 특징으로 하는 것이다. The initial inrush current is 0.5 to 0.6A, the steady state drive current is characterized in that 0.25A.

이하 본 발명에 따른 도면의 간단한 설명에서, 도 1은 본 발명에 따른 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치이며, 도 2는 본 발명의 다른 실시예이고, 도 3은 종래의 초기돌입 전류치를 보여주는 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 초기돌입 전류치를 보여주는 도면이다. 1 is a high power LED driving apparatus using PWM according to the present invention, FIG. 2 is another embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows a conventional initial inrush current value. 4 is a view showing an initial inrush current value according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, one preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치는; 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치를 보여주고 있다. High power LED driving device using a PWM according to the present invention; As shown in FIG. 1, a high power LED driving apparatus using PWM according to the present invention is illustrated.

PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치는 모듈1에 PCB 기판에 설치되어 있는 것으로 상대적인 모듈2와 모듈3은 LED만이 장착되어 있는 것으로 통상적으로 사용되는 LED 하나에 구동회로가 개별적으로 필요한 구성을 본원에서는 보다 효율적으로 세 개의 LED를 구동할 수 있는 구성을 제시하고 있는 것이다. The high power LED driver using PWM is installed on the PCB board in Module 1, and the relative Module 2 and Module 3 are equipped with only LEDs. It is suggesting a configuration that can drive three LEDs efficiently.

LED를 구동하기위한 중요한 요소인 정전류 IC(40)는 여덟 개의 핀을 가지고 있으며, 정전류 IC(40)의 단자별 용도는, 전원을 공급하는 제1단자(VS)와, 그라운드(Ground)와 연결되는 제2단자(GND)와, 칩을 테스트하기 위하여 사용되는 제3단자(TEST)와, 프로그램을 위한 시리얼 데이터 또는 클락 핀인 제4단자(CALIB)와, 온도 측정과 감지된 온도에 의해 단락시키는 외부 다이오드 핀이 연결되는 제5단자(DSENSE)와, 최고 전류치를 감지하기위한 외부 저항 감지 핀이 연결되는 제6단자(RESENSE)와, LED를 구동하기위하여 연결되는 제7단자(DRVOUT)와, 빛의 세기를 조절하기 위한 것으로, On과 Off와, PWM 신호에 의하여 밝기를 흐리게 하거나, 수 면모드로 조절이 가능하도록 하는 제8단자(CONTR)로 구성되어 있다. The constant current IC 40, which is an important element for driving the LED, has eight pins, and the purpose of each terminal of the constant current IC 40 is to connect the first terminal VS supplying power and the ground. The second terminal GND, the third terminal TEST used to test the chip, the fourth terminal CALIB which is a serial data or clock pin for programming, and the temperature measurement and the sensed temperature are shorted. A fifth terminal (DSENSE) to which an external diode pin is connected, a sixth terminal (RESENSE) to which an external resistance sensing pin for sensing the maximum current value is connected, and a seventh terminal (DRVOUT) connected to drive an LED, For controlling the intensity of the light, On and Off, and the eighth terminal (CONTR) for dimming the brightness by the PWM signal, or to be able to adjust to the sleep mode.

본원에서는 프로그램을 위한 시리얼 데이터 또는 클락 핀인 제4단자(CALIB)와, 온도 측정과 감지된 온도에 의해 단락시키는 외부 다이오드 핀이 연결되는 제5단자(DSENSE)를 사용하지는 않고 있으나 필요에 따라 연결하여 사용하는 것이 가능하다.We do not use the fourth terminal (CALIB), which is a serial data or clock pin for programming, and the fifth terminal (DSENSE), which is connected to an external diode pin shorting by temperature measurement and sensed temperature. It is possible to use.

이러한 정전류 IC(40)를 사용하여 보다 작은 크기의 LED 모듈을 구성하는 것이 가능한 것이며, 작은 크기의 모듈은 작은 공간을 차지하므로 상대적으로 공간대비 조명 밝기의 효율을 증가시킬 수 있는 것이다. 즉 작은 공간의 사용하여 보다 밝은 광고나 채널을 제작하는 것이 가능한 것이다. It is possible to configure a smaller size LED module using the constant current IC 40, because the small size module occupies a small space, it is possible to increase the efficiency of the illumination brightness relative to the space. In other words, it is possible to produce brighter advertisements or channels using a smaller space.

도 1에 나타나 있듯이, 다수개의 LED를 구동하기 위해서는 전원공급장치의 용량과 전류 및 전압을 안정적으로 공급할 수 있는 회로가 개별적으로 필요한 것으로, 사용되는 전압을 직류 24볼트로 하였으나 필요에 따라 다른 전압과 전류를 사용하는 것이 가능한 것이다. As shown in FIG. 1, in order to drive a plurality of LEDs, a circuit capable of stably supplying a capacity, a current, and a voltage of a power supply device is individually required. The voltage used is DC 24 volts, It is possible to use a current.

본원에서 사용하는 전원공급장치는 일정한 전압을 인가해주는 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 사용하며, 역 전압에 대하여 회로를 보호하기위해 구동회로 맨 앞단에 다이오드(D1)를 연결하며, 콘덴서 C3과 콘덴서 C4는 다이오드(D1)에 갑작스런 전압이 가해져 무리가 가지 않도록 하기 위하여 각각 역 전압 방지 다이오드(D1)의 전후에 결선이 되어있다. The power supply device used herein uses a Switching Mode Power Supply (SMPS) that applies a constant voltage, and connects a diode (D1) to the front of the driving circuit to protect the circuit against reverse voltage. C4 is wired before and after the reverse voltage prevention diode D1 in order to prevent a sudden voltage from being applied to the diode D1.

LED에 펄스폭 변조(PWM)를 이용하여 전류 공급을 하므로 지속적인 전류를 공급하는 선형 공급방식(일전한 전류를 지속적으로 흐르게 하는 방식)보다 열의 발생 을 줄여 LED의 안정적인 수명을 확보하는 것이다. Since pulse width modulation (PWM) is used to supply current to the LEDs, it is possible to secure stable life of the LEDs by reducing the generation of heat than the linear supply method (continuous current flow) that supplies continuous current.

이는 필요에 따라 정격 용량을 100% 사용하는 것이 아니고 필요한 정격용량 보다 적은 전류를 시간에 따라 단속적으로 흐르게 하여 상대적으로 전류가 연속적으로 흐르게 하는 방식과 비교하여 발생하는 열량을 줄이게 되므로 수명을 연장할 수 있는 것이다. This does not use 100% of the rated capacity as needed, but it reduces the amount of heat generated as compared to the method of continuously flowing a current that flows less than the required rated capacity over time, thereby extending the life. It is.

다이오드(D3)는 펄스폭을 변조하여 줌으로서 코일(L1)에서 발생되는 역기전력을 방지하기위한 것으로 펄스폭을 변조하는 주파수에 따라 빠르게 반응할 수 있는 빠른 회복 다이오드(Fast Recovery Diode)를 사용하여 LED가 가지고 있는 특성을 보다 효율적으로 구동할 수 있도록 하였다. The diode D3 modulates the pulse width to prevent back EMF generated from the coil L1. The diode D3 uses a fast recovery diode that can react quickly according to the frequency of modulating the pulse width. It is possible to drive the characteristics possessed more efficiently.

통상적으로 LED 하나에 구동회로 하나를 사용하는 것이 보통이나 구동회로의 비용을 절감하기 위하여 구동회로 하나에 다수개의 LED를 조절할 수 있는 구성을 제공하는 것으로 LED를 직렬로 연결하여 직렬로 연결된 LED 중 어느 하나가 작동 불능이 되면 다른 LED의 동작에 영향을 미치는 단점이 있으나 작동불능이 된 LED 모듈을 교체하면 나머지 모두 정상적으로 동작이 가능하여 이 부분을 보완할 수 있었다. In general, it is common to use one driving circuit for one LED. However, in order to reduce the cost of the driving circuit, a configuration in which a plurality of LEDs can be controlled in one driving circuit is provided. When one is inoperable, there is a disadvantage that affects the operation of other LEDs. However, if the inoperative LED module is replaced, all of the other parts can be normally operated to compensate for this.

초기 돌입 전류의 감소는 전원 공급장치에서 처음 LED를 작동시키기 위하여 전원이 공급되는 것을 의미하는 것으로 LED를 구동하면서 LED의 수명과 관련된 매우 중요한 사항의 하나로, 초기 가동상태에 짧은 시간에 커다란 초기 돌입 전류(Over Soot)가 발생하여 LED에 무리한 전류가 흐르게 되는 것을 방지하기 위하여 콘덴서(C5)를 제7단자와 전원의 음극(Ground)에 결선한 것으로 이 효과는 도3과 도4의 도면을 바탕으로 재차 상세하게 설명하고자 한다. The reduction of initial inrush current means that power is supplied to operate the LED for the first time in the power supply, which is one of the very important matters related to the life of the LED while driving the LED. The capacitor C5 is connected to the seventh terminal and the cathode of the power supply in order to prevent an excessive current from flowing through the LED. This effect is based on the drawings of FIGS. 3 and 4. It will be described in detail again.

도 2는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것으로, 도 1에 나타난 도면은 단색의 LED를 구동하기 위한 회로를 보이는 것이고, 도 2는 여러 색을 구동할 수 있는 회로의 구성을 나타내는 것이다. Figure 2 shows another embodiment of the present invention, the figure shown in Figure 1 shows a circuit for driving a monochromatic LED, Figure 2 shows the configuration of a circuit capable of driving several colors.

통상적인 색의 표현을 적색, 녹색, 청색(RGB)의 세 가지 빛의 합으로 생성되는 것으로 각각의 RGB의 색을 나타내는 LED에 부가하는 전류의 세기에 따라 모든 색상을 표현할 수 있는 것이다. The normal color is generated by the sum of three colors of red, green, and blue (RGB), and all colors can be expressed according to the intensity of the current added to the LEDs representing the colors of each RGB.

본원은 동일한 적색(R)인 복수개의 LED를 하나의 구동 회로에 연결하고 구동회로는 칼라 LED 구동모듈1(12)에 배치하고 녹색의 복수개의 LED를 구동하는 회로는 칼라 LED 구동모듈2(22)에 배치하고, 청색의 다수개 LED는 칼라 LED 구동모듈3(32)에 배치하여 각각에 직렬 연결된 다이오드는 각각의 구동모듈에 하나씩 배치를 하고, 각각의 모듈의 크기가 상대적으로 크기가 작게 배치하여 모든 색을 표현할 수 있도록 하였고, 각각의 색을 동작하는 구동장치는 별도의 컨트롤러에 의하여 구동되는 것이다. The present application connects a plurality of LEDs of the same red (R) to one driving circuit, the driving circuit is disposed in the color LED driving module 1 (12) and the circuit for driving the plurality of green LEDs is a color LED driving module 2 (22). ), And a plurality of blue LEDs are arranged in the color LED driving module 3 (32) so that the diodes connected in series are arranged one by one in each driving module, and the size of each module is relatively small in size. All the colors can be expressed, and the driving device for operating each color is driven by a separate controller.

도 3은 종래의 초기돌입 전류치를 보여주는 도면이며, 공급전원인 V1의 양단에서 초기에 LED를 구동시키기 위하여 작동시켰을 때 마다 반복적으로 측정된 것으로 콘덴서(C5)가 장착되지 않은 상태에서 측정된 것으로, 최고치(PEEK)의 전류가 1.5 내지 1.6A에 달하고, 안정적인 전류 특성을 갖기 위하여 도 4와 비교하여 상대적으로 긴 시간이 흘러서 안정되는 특성을 보여주고 있다. FIG. 3 is a diagram showing a conventional initial inrush current value, and is repeatedly measured every time it is operated to drive an LED initially at both ends of a supply power supply V1, and is measured without a capacitor C5. PEEK current reaches 1.5 to 1.6A, and has been shown to be stable over a relatively long time compared to FIG. 4 in order to have a stable current characteristics.

도 4는 본 발명에 따른 초기돌입 전류치를 보여주는 도면이며, 도 3의 특성 과 비교 되는 것으로 초기 돌입 전류가 상대적으로 많이 감소된 것을 발견할 수 있으며, 그 전류 값은 0.5 내지 0.6A로 크게 감소되었으며, 안정적인 전류특성을 갖기 위하여 도 3과 비교하여 상대적으로 적은 시간이 필요한 것을 알 수 있다. 4 is a view showing an initial inrush current value according to the present invention, and compared with the characteristics of FIG. 3, it can be found that the initial inrush current is relatively reduced, and the current value is greatly reduced to 0.5 to 0.6A. In comparison, it can be seen that a relatively short time is required in comparison with FIG. 3 in order to have a stable current characteristic.

초기돌입전류의 최고치는 상대적으로 짧은 시간에 지나가는 것이나 이때에 흐르는 과전류는 LED 수명에 큰 영향을 미치는 것으로 이를 보다 안정적으로 시작하는 것은 LED의 수명을 연장할 수 있음을 의미하는 것이다. The peak of the initial inrush current passes in a relatively short time, but the overcurrent flowing at this time greatly affects the LED lifetime, and starting more stably means that the LED can be extended.

또한 초기돌입전류의 최고치를 감소시키므로 인하여 전원공급장치인 SMPS(Switching Mode Power Supply)의 용량을 최대로 활용할 수 있는 장점을 확보할 수 있는 것으로 기존의 60W(24V/2.5A) SMPS 용량에 LED 19개를 설치하였던 것과 비교하여 본원에서는 30개의 구동이 가능하게 된 것이며, 120W(24V/5A)의 용량인 경우에는 60개의 LED를 구동할 수 있는 효과적인 회로인 것이다. In addition, the maximum inrush current can be reduced to secure the advantage of maximizing the capacity of the switching mode power supply (SMPS), which is a power supply device. LED 19 compared to the existing 60W (24V / 2.5A) SMPS capacity Compared with the installation of 30 dogs, 30 drivings are possible in this application, and the capacity of 120W (24V / 5A) is an effective circuit capable of driving 60 LEDs.

구동회로 하나에 하나의 LED를 구동하는 경우에는 SMPS를 12V 또는 24V의 사용이 가능하고 구동전압(Vs)은 10 내지 28V이고 두개의 LED를 구동하는 경우는 17 내지 28V이고 세 개를 구동하는 경우는 21 내지 28V로 나타내고 있는 것으로 부수적인 구성의 용량설계는 그 용량에 따라 최적의 조건을 얻기 위하여 정밀한 개별적인 변환이 수반되어야한다. When driving one LED per drive circuit, SMPS can be used with 12V or 24V, driving voltage (Vs) is 10 to 28V, and when driving two LEDs is 17 to 28V and driving three The capacity design of the ancillary configuration must be accompanied by precise individual conversion to obtain optimum conditions according to the capacity.

이상으로, 본 발명에 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치를 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 여기에 한정되지 않으며, 청구범위에 기재된 사항과 균등한 범위의 모든 기술적 사상에 대하여 미친다고 할 것이다. As mentioned above, although the high power LED drive apparatus using PWM was demonstrated to this invention, the scope of the present invention is not limited to this, It will be said that it is crazy about all the technical ideas of the range equivalent to the matter of a claim.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치에서 보다 경제적인 구성으로 LED를 효과적으로 구동시키며, 열발생을 줄이고 수명의 안정성을 확보할 수 있는 효율적이며, 경제적인 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치를 제공하였으며, 하나의 정전류 IC(40)에 다수개의 LED 모듈을 구동할 수 있는 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치를 제공하고, LED 모듈의 초기 돌입전류를 감소시켜 수명의 안정성을 확보하는 동시에 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 구동모듈수를 증가시킬 수 있는 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치를 제공하였다. As described in detail above, the high-power LED driver using PWM effectively drives the LED with a more economical configuration, reduces the generation of heat and ensures the stability of the lifetime. It provides a high power LED driver using PWM that can drive a plurality of LED modules in one constant current IC (40), while reducing the initial inrush current of the LED module to ensure the stability of life It provided a high power LED driving device using PWM that can increase the number of driving modules that can stably supply power.

Claims (8)

LED를 효과적으로 구동하는 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치에 있어서, In the high power LED driver using PWM to drive the LED effectively, 정전류 IC(40)는 전원을 공급하는 제1단자(VS)와, The constant current IC 40 includes a first terminal VS for supplying power, 그라운드(Ground)와 연결되는 제2단자(GND)와, A second terminal GND connected to ground; 칩을 테스트하기 위하여 사용되는 제3단자(TEST)와, A third terminal (TEST) used to test the chip, 프로그램을 위한 시리얼 데이터 또는 클락 핀인 제4단자(CALIB)와,4th terminal (CALIB) which is the serial data or clock pin for the program, 온도 측정과 감지된 온도에 의해 단락시키는 외부 다이오드 핀이 연결되는 제5단자(DSENSE)와,A fifth terminal (DSENSE) to which an external diode pin is shorted by temperature measurement and sensed temperature, 최고 전류치를 감지하기위한 외부 저항 감지 핀이 연결되는 제6단자(RESENSE)와,A sixth terminal (RESENSE) to which an external resistance sensing pin for sensing the highest current value is connected; LED를 구동하기위하여 연결되는 제7단자(DRVOUT)와,A seventh terminal DRVOUT connected to drive an LED; 빛의 세기를 조절하기 위한 것으로, On과 Off와, PWM 신호에 의하여 밝기를 흐리게하거나, 수면모드로 조절이 가능하도록 하는 제8단자(CONTR)로 구성되고, It is to control the intensity of light, On and Off, and the eighth terminal (CONTR) to enable the brightness to be dimmed or sleep mode by the PWM signal, 상기 정전류IC 하나를 사용하여 다수개의 LED 모듈을 직렬로 연결하여 구동하는 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치.A high power LED driver using PWM for driving a plurality of LED modules connected in series by using one of the constant current IC. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치에 콘덴서(C5)를 사용하여 LED 모듈의 초기 돌입전류를 감소시켜 수명의 안정성을 확보하고 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 전원 공급 장치 당 구동 모듈수를 증가시키는 PWM을 이용한 하이파워 LED 구 동장치.PWM to increase the number of drive modules per power supply that can secure the stability of the life and stably supply power by reducing the initial inrush current of the LED module by using a capacitor (C5) in the high power LED driving device using the PWM. High power LED driver. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 콘덴서(C5)는 상기 정전류IC의 제8단자(CONTR)와 전원의 음극 사이에 연결된 것을 특징으로 하는 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치.The capacitor (C5) is a high power LED driving device using PWM, characterized in that connected between the eighth terminal (CONTR) of the constant current IC and the cathode of the power supply. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 전원공급장치(V1)의 역전압을 방지하기 위한 기능을 하는 다이오드(D1)가 연결된 구동회로인 것을 특징으로 하는 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치.High power LED driving device using PWM, characterized in that the drive circuit is connected to the diode (D1) to function to prevent the reverse voltage of the power supply (V1). 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치는 L1에서 발생하는 역기전력 방지 하기위하여 L1후단에서 LED1 후단으로 빠른 반응 다이오드(Fast Recovery Diode)(D3)가 설치되며, In the high power LED driving device using the PWM, a fast recovery diode (D3) is installed from the rear of the L1 to the rear of the LED1 in order to prevent back electromotive force generated in the L1. 상기 정전류 IC(40)는 20KHz PWM 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치.The constant current IC 40 is a high power LED driving device using a PWM, characterized in that driven by 20KHz PWM method. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 정전류 IC(40)는 MLX10801인 것을 특징으로 하는 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치.The constant current IC 40 is a high power LED driver using PWM, characterized in that MLX10801. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치는 동일한 붉은색(R)인 복수개의 LED를 하나의 구동 회로에 연결하고 구동회로는 칼라 LED 구동모듈1(12)에 배치하고 녹색의 복수개의 LED를 구동하는 회로는 칼라 LED 구동모듈2(22)에 배치하고, 푸른색의 다수개 LED는 칼라 LED 구동모듈3(32)에 배치하여 각각에 직렬 연결된 다이오드는 각각의 구동모듈에 하나씩 배치를 하고, 각각의 모듈의 모든 색을 표현할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치. The high power LED driving device using the PWM connects a plurality of LEDs of the same red color (R) to one driving circuit, and the driving circuit is disposed in the color LED driving module 1 (12) and drives a plurality of green LEDs. The circuit is arranged in the color LED driving module 2 (22), and a plurality of blue LEDs are arranged in the color LED driving module 3 (32) so that the diodes connected in series are placed in each driving module one by one. High power LED driver using PWM, characterized in that configured to represent all the colors of the module. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 7, 상기 초기 돌입전류는 0.5 내지 0.6A 이며, 정상 상태의 구동 전류는 0.25A인 것을 특징으로 하는 PWM을 이용한 하이파워 LED 구동장치.The initial inrush current is 0.5 to 0.6A, the high power LED driving device using a PWM, characterized in that the steady state drive current is 0.25A.
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