KR100774884B1

KR100774884B1 - Device of driving LED with pulse width modulation

Info

Publication number: KR100774884B1
Application number: KR1020060017182A
Authority: KR
Inventors: 김종목
Original assignee: 성호전자(주)
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2007-11-09
Also published as: KR20070084861A

Abstract

본 발명은 펄스 폭 변조를 통해 에너지의 손실을 줄일 수 있는 엘이디 구동장치에 있어서, 상기 엘이디를 구동시키기 위해 전원을 공급하는 전원 공급부와, 상기 전원 공급부를 통해 공급된 전원의 펄스 폭을 변조하여 엘이디에 흐르는 전류의 양과 시간을 제어하는 전원 제어부와, 상기 전원 제어부에 연결되어 상기 전원 제어부의 제어에 의해 온/오프(On/Off)하도록 구성하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자가 전원 제어부에 의해 온(On)되면 전류를 축적하고 상기 스위칭 소자가 오프(Off)되면 전류를 방출하여 상기 엘이디를 구동시키는 엘이디 구동부로 이루어지는 펄스 폭 변조에 의한 엘이디 구동장치를 제공한다.The present invention provides an LED driving device capable of reducing energy loss through pulse width modulation, comprising: a power supply unit supplying power to drive the LED, and modulating a pulse width of the power supplied through the power supply unit A power control unit for controlling the amount and time of the current flowing through the power supply unit; a switching element connected to the power control unit and configured to be turned on / off by control of the power control unit; and the switching element is turned on by the power control unit. Provided is an LED driving device by pulse width modulation consisting of an LED driver for driving the LED by accumulating a current when the current is turned on and emitting a current when the switching element is turned off.

전원 제어부, 스위칭 소자, 엘이디 구동부 Power control unit, switching element, LED driver

Description

Device driving device by pulse width modulation {Device of driving LED with pulse width modulation}

도1은 본 발명에 따른 펄스 폭 변조에 의한 엘이디 구동장치의 회로도.
도2는 본 발명에 따른 펄스 폭 변조에 의한 엘이디 구동장치의 상세 구성도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 **
100 : 전원 공급부 110 : 전원 제어부
120 : 스위칭 소자 130 : 엘이디 구동부
131 : 트랜스 132 : 엘이디1 is a circuit diagram of an LED driving device by pulse width modulation according to the present invention.
Figure 2 is a detailed configuration of the LED drive device by the pulse width modulation according to the present invention.
** SIGNS FOR MAIN PARTS OF THE DRAWINGS **
100: power supply unit 110: power control unit
120: switching element 130: LED drive unit
131: trance 132: LED

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본 발명은 펄스 폭 변조를 통해 에너지의 손실을 줄일 수 있는 엘이디 구동장치에 관한 것으로, 상세하게는 전원 공급부를 통해 공급된 전원을 전원 제어부에서 펄스 폭을 변조하는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 통해 엘이디에 흐르는 전류의 양과 시간을 제어하여 전류의 축적 및 방출을 반복하면서 엘이디가 점등되고 엘이디의 밝기를 최적으로 하여 에너지의 손실을 줄일 수 있는 펄스 폭 변조에 의한 엘이디 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로 PWM(Pulse Width Modulation)회로는 파워 회로의 출력정보를 모니터하여 전력부품 등에 제어신호를 내는 회로이며 인간으로 말하자면 두뇌에 해당한다. 전력변환율이 높은 스위칭방식 전원이나 모터 인덕터, 오디오용 D급 앰프, 직류-직류 컨버터, 무정전 전원 (UPS) 등 많은 파워 회로에 이용되고 있다. 상기 PWM 회로는 진폭을 펄스의 폭으로 변환하는 것으로 PWM은 Pulse Width Modulation의 약자이며 입력 전압의 변동 및 출력 부하량의 변동에 따른 출력 전압의 변동이 없이 항상 정전압 또는 정전류 상태를 유지하기 위하여 펄스의 폭으로 변환(변조)하는 것이다. 즉, 입력전압의 진폭을 진폭이 일정한 펄스의 폭으로 변환(변조)하는 것이다.
산업화가 가속하면서 에너지 소비량이 점점 증가하고 있으며, 이 중 화력과 원자력 발전이 가장 높은 비중을 차지하고 있다. 그러나 상기 화력과 원자력 발전은 자원의 고갈과 환경문제로 인하여 대체 에너지가 절대적으로 필요하게 되었으며 그 일환으로 태양 에너지가 급부상하게 되었다. 태양 에너지는 태양광을 전기 에너지로 변환하여 축적한 후 필요 시 사용하는 것으로 상기 축적 수단으로는 배터리가 많이 사용되었다.
상기와 같은 배터리를 사용하는 종래의 엘이디 구동장치는 전원에서 인가되는 DC 출력을 원하는 레벨의 DC 전압으로 변환하기 위해 DC/DC 컨버터를 사용하여 전원의 출력을 증가시키기 위해 컨버터 모듈을 병렬 접속하여 전체 출력을 증가하여 엘이디를 구동시켰다.
그러나 상기와 같은 엘이디 구동장치는 본 발명에 비하여 같은 전력을 소비하면서 엘이디의 밝기가 더 어두운 문제점이 있었으며, 본 발명과 같은 밝기를 실현하려면 더 많은 소비 전력이 필요한 문제점이 있었고 회로가 복잡해 지는 문제점이 있었다.
The present invention relates to an LED driving device capable of reducing energy loss through pulse width modulation, and more particularly, through PWM (Pulse Width Modulation) control of modulating a pulse width in a power control unit of power supplied through a power supply unit. The present invention relates to an LED driving device by pulse width modulation that can control an amount and time of an electric current flowing through an LED to repeat the accumulation and discharge of an electric current while the LED is turned on and optimize the brightness of the LED to reduce energy loss.
In general, a PWM (Pulse Width Modulation) circuit is a circuit that monitors the output information of a power circuit and outputs control signals to power components. It is used in many power circuits such as switching power supplies with high power conversion ratio, motor inductors, audio class D amplifiers, DC-DC converters, and uninterruptible power supplies (UPS). The PWM circuit converts the amplitude into the width of the pulse. PWM stands for Pulse Width Modulation, and the width of the pulse is always maintained to maintain the constant voltage or constant current without changing the output voltage due to the variation of the input voltage and the output load. To convert it. In other words, the amplitude of the input voltage is converted (modulated) into the width of the pulse having a constant amplitude.
As industrialization accelerates, energy consumption is increasing, with coal and nuclear power accounting for the largest share. However, the above-mentioned thermal power and nuclear power generation have absolutely needed alternative energy due to the exhaustion of resources and environmental problems, and as a result, solar energy has risen rapidly. Solar energy is converted into solar energy into electrical energy and accumulated, and then used when necessary. Batteries have been used as the accumulation means.
Conventional LED driving apparatus using the battery as described above is connected to the converter module in parallel to increase the output of the power supply using a DC / DC converter to convert the DC output applied from the power supply to a DC voltage of the desired level The output was increased to drive the LED.
However, the LED driving device as described above has a problem in that the brightness of the LED is darker while consuming the same power as the present invention, and in order to realize the same brightness as the present invention, there is a problem that more power consumption is required and the circuit becomes complicated. there was.

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본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 배터리를 전원으로 하여 엘이디를 구동함이 있어서, 전원 제어부에서 PWM(Pulse Width Modulation) 제어로 펄스 폭을 변조하고 상기 전원 제어부가 스위칭 소자의 온/오프를 제어하여 엘이디 구동부의 인덕터전류를 축적 및 방출을 반복하면서 엘이디가 점등되고 엘이디의 밝기를 최적으로 조절하여 에너지의 손실을 최대한 줄일 수 있어 사용시간을 연장할 수 있고 친환경적으로 사용할 수 있는 엘이디 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 회로가 간단하게 구성되는 이에 따른 소요비용을 절감할 수 있는 펄스 폭 변조에 의한 엘이디 구동장치를 제공하는데 다른 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems to drive the LED using the battery as a power source, the power control unit modulates the pulse width by PWM (Pulse Width Modulation) control and the power control unit is turned on the switching element By turning on / off, the LED is turned on while accumulating and emitting the inductor current of the LED driver, and the LED brightness is optimally adjusted to reduce the energy loss as much as possible, so that the usage time can be extended and the LED can be used in an eco-friendly manner. The purpose is to provide a drive.
In addition, another object of the present invention is to provide an LED driving device by pulse width modulation that can reduce the cost required for a simple circuit configuration.

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본 발명은 펄스 폭 변조를 통해 에너지의 손실을 줄일 수 있는 엘이디 구동장치에 있어서,
상기 엘이디를 구동시키기 위해 전원을 공급하는 전원 공급부;
상기 전원 공급부를 통해 공급된 전원의 펄스 폭을 변조하여 엘이디에 흐르는 전류의 양과 시간을 제어하는 전원 제어부;
상기 전원 제어부에 연결되어 상기 전원 제어부의 제어에 의해 온/오프(On/Off)하도록 구성하는 스위칭 소자;
상기 스위칭 소자가 전원 제어부에 의해 온(On)되면 전류를 축적하고 상기 스위칭 소자가 오프(Off)되면 전류를 방출하여 상기 엘이디를 구동시키는 엘이디 구동부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전원 제어부는 엘이디의 밝기를 조절하기 위하여 구형파의 폭을 조정하는 것을 특징으로 한다.
상기 엘이디 구동부는 전원 제어부를 통해 스위칭 소자가 온/오프(On/Off)되어 전류를 축적하고 방출하는 트랜스를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 펄스 폭 변조에 의한 엘이디 구동장치의 회로도이고, 도2는 상기 도1의 상세 구성 도면이다.
상기 도1과 도2에 도시된 바와 같이 배터리에 의해 전원을 전원 공급부(100)에서 공급하고 상기 전원 공급부(100)를 통해 공급받은 전원은 전원 제어부(110)를 통해 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 한다. 상기 PWM(Pulse Width Modulation) 제어는 입력 전원을 엘이디에 소모되는 최적의 전원으로 펄스의 폭을 변조하는 것이다.
상기 전원 제어부(110)는 스위칭 소자(120)의 온/오프(On/Off)를 제어하여 상기 전원 제어부(110)의 제어에 의해 스위칭 소자(120)가 온(On)되면 전류는 상기 엘이디 구동부(130)의 트랜스(131)에 의해 축적되고 상기 전원 제어부(110)의 제어에 의해 스위칭 소자(120)가 오프(Off)되면 상기 엘이디 구동부(130)는 트랜스(131)에 축적되어 있는 전류를 방출하여 엘이디(132)가 점등된다. 상기 엘이디 구동부(130)는 트랜스(131)에 의해 전류의 축적과 방출을 반복하면서 엘이디(132)를 점등하고 상기 전원 제어부(110)를 통해 구형파의 폭을 조정하여 엘이디(132)의 밝기를 조정함으로써 상기 엘이디(132)의 밝기를 최적으로 할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.In the present invention, the LED driving device that can reduce the loss of energy through the pulse width modulation,
A power supply for supplying power to drive the LED;
A power controller configured to control the amount and time of current flowing through the LED by modulating a pulse width of the power supplied through the power supply;
A switching element connected to the power control unit and configured to be turned on / off by control of the power control unit;
And an LED driver configured to accumulate a current when the switching element is turned on by a power control unit and to discharge the current when the switching element is turned off to drive the LED.
In addition, the power control unit is characterized in that for adjusting the width of the square wave to adjust the brightness of the LED.
The LED driving unit is characterized in that the switching element is turned on / off (On / Off) through the power control unit comprises a transformer for accumulating and emitting a current.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings to describe the present invention in detail.
1 is a circuit diagram of an LED driving apparatus by pulse width modulation according to the present invention, and FIG. 2 is a detailed configuration diagram of FIG.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, power is supplied from the power supply unit 100 by a battery, and power supplied through the power supply unit 100 is controlled by PWM (Pulse Width Modulation) through the power control unit 110. Do The PWM (Pulse Width Modulation) control is to modulate the width of the pulse to the optimal power consumed by the LED input power.
The power control unit 110 controls the on / off of the switching element 120, when the switching element 120 is turned on (On) by the control of the power control unit 110, the current is the LED driver When the switching element 120 is turned off by the control of the power control unit 110 by the transformer 131 of the 130, the LED driver 130 receives the current stored in the transformer 131. LED 132 is turned on by emitting. The LED driver 130 turns on the LED 132 while repeating accumulation and discharge of current by the transformer 131 and adjusts the width of the square wave through the power control unit 110 to adjust the brightness of the LED 132. As a result, the brightness of the LED 132 can be optimized.
As described above, preferred embodiments according to the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the scope of the present invention as claimed in the following claims. Anyone with knowledge of the present invention will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 배터리를 통해 전원 공급부에서 들어온 전원을 전원 제어부가 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 통해 펄스 폭을 변조하여 스위칭 소자를 제어하여 상기 스위칭 소자의 온/오프에 따라 엘이디 구동부에서 전류를 축적하고 방출을 반복함으로써 고효율 및 고휘도를 유지하면서 배터리의 충전 대비 방전 시간을 오랫동안 지속할 수 있도록 하며, 배터리의 사용시간 즉, 엘이디 점등 및 사용 시간을 연장하여 잦은 배터리의 교환 및 충전을 하지 않고 장시간 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 비교적 간단한 회로도로 구성할 수 있어 이에 따른 소요비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention constituted as described above, the power control unit controls the switching element by modulating the pulse width through a PWM (Pulse Width Modulation) control of the power input from the power supply through the battery LED according to the on / off of the switching element By accumulating the current and repeating the discharge in the drive unit, it is possible to maintain the discharge time compared to the charge of the battery for a long time while maintaining high efficiency and high brightness, and extend the use time of the battery, that is, the LED lighting and use time, frequent replacement and charging of the battery It can be used for a long time without the effect.
In addition, since it can be configured with a relatively simple circuit, there is an effect that can reduce the cost required.

Claims

In the LED drive device that can reduce the energy loss through the pulse width modulation,

A power supply unit supplying power to drive the LED;

A power control unit for controlling the amount and time of current flowing through the LED by modulating the pulse width of the power supplied through the power supply unit, and adjusting the width of the square wave to adjust the brightness of the LED;

A switching element connected to the power control unit and configured to be turned on / off by control of the power control unit;

LED by pulse width modulation comprising an LED driver for driving the LED, including a transformer that stores a current when the switching element is turned on (On) by the power control unit, and emits a current when the switching element is turned off (Off) Drive system.

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