KR101078988B1 - Light emitting diode driving circuit - Google Patents

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Abstract

브릿지 다이오드로 구성되어 교류 입력을 맥류로 변환하는 정류부; 상기 정류부의 출력 전원에 의해 충전되거나 하기의 스위칭 트랜지스터에 의해 방전하여 출력 전원을 승압/강압하는 인덕터; 상기 평활회로를 통해 출력되는 전원이 부하 변동에 관계없이 일정한 크기로 유지되도록 스위칭 펄스를 출력하는 제어부; 상기 제어부의 스위칭 펄스를 받아 스위칭하여 상기 인덕터에 전류를 충전 또는 방전시키는 스위칭 트랜지스터; 상기 인덕터를 통해 승압 또는 강압된 전원을 평활하여 직류화하여 부하단에 전달하는 평활회로; 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭 동작에 따른 스위치 잡음 및 전자파를 제거하기 위한 필터회로; 상기 제어부의 제어신호에 따라 스위칭하여 발광다이오드(LED) 모듈에 과전류가 전달되는 것을 방지하기 위한 과전류 보호회로; 상기 평활회로, 상기 제어부와 부하단 사이에 직·병렬로 연결되어 부하단으로부터 전원단으로 유입되는 역전압, 신호 잡음, 충격전압, 외부 펄스 등을 제거하는 보호회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 드라이버 회로.A rectifier configured as a bridge diode to convert an AC input into a pulse current; An inductor charged or stepped down by the output power of the rectifier or discharged by a switching transistor described below; A controller for outputting a switching pulse such that the power output through the smoothing circuit is maintained at a constant magnitude regardless of load variation; A switching transistor configured to receive and switch a switching pulse of the controller to charge or discharge a current in the inductor; A smoothing circuit for smoothing the DC power up or down through the inductor and directing the DC power to the load terminal; A filter circuit for removing switch noise and electromagnetic waves caused by the switching operation of the switching transistor; An overcurrent protection circuit configured to switch according to a control signal of the controller to prevent overcurrent from being transmitted to the light emitting diode (LED) module; And a protection circuit connected between the smoothing circuit and the control unit and the load terminal in series and in parallel to remove reverse voltage, signal noise, impact voltage, external pulse, etc. flowing from the load terminal to the power supply terminal. Diode driver circuit.

Figure R1020100007973
Figure R1020100007973

Description

발광다이오드 드라이버 회로{Light emitting diode driving circuit}Light emitting diode driving circuit

본 발명은 발광다이오드 드라이버 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조명장치로 사용되는 발광다이오드 모듈의 부하단에서 유입되는 역전압이나 노이즈로부터 전원단을 보호하기 위한 보호회로를 구비한 발광다이오드 드라이버 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode driver circuit, and more particularly, to a light emitting diode driver circuit having a protection circuit for protecting a power supply terminal from a reverse voltage or noise flowing from a load end of a light emitting diode module used as an illumination device. It is about.

전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 조명 장치로는 백열등, 형광등 또는 할로겐 램프 등이 있으며 그 용도에 따라 선택적으로 사용되는데, 백열등은 유리관 내부의 필라멘트에 전기 에너지가 가해지면 그것을 빛 에너지로 변화시켜 열 및 소비전력을 소비하는 구조이며, 형광등은 방전관으로 구성되어 있으며 양전극에 전기에너지가 가해지면 방전관 내부의 각 원자와 전자가 산란을 하여 형광체에 빛을 발산시켜서 사용하는 조명기구이다.Lighting devices for converting electrical energy into light energy include incandescent lamps, fluorescent lamps or halogen lamps, and they are selectively used according to their purpose.Incandescent lamps convert heat energy into light energy when electric energy is applied to the filament inside the glass tube. It is a structure that consumes power, and a fluorescent lamp is composed of a discharge tube. When electrical energy is applied to both electrodes, each atom and electron in the discharge tube scatter and emit light to the phosphor.

백열등은 스위치를 단시간에 켰다 껐다 반복을 하여도 열에너지로 소비하기 때문에 소비전력에 큰 차이가 없지만 단점으로 많은 열이 발생하고, 그에 따른 화재의 위험이 따르며 소비전력이 크기 때문에 장시간 사용하면 비용이 많이 들고, 수명이 매우 짧아서 조명을 자주 바꿔줘야 하는 공수가 들어가는 문제점이 있다. 형광등은 쉽게 구매가 가능한 저가형으로 일반 가정에서 가장 많이 사용하고 있으나, 단점으로는 백열등과 같이 장시간 사용시 고열이 발생하며 수명은 4,000 ~ 8,000시간 정도로 상대적으로 백열등보다 긴 편이지만 빈번하게 스위치를 켰다 껐다 반복하면 1회에 1시간 정도의 수명이 줄어들게 되어 형광램프를 자주 교체해야 하는 불편함이 있다.The incandescent lamp consumes heat energy even after switching the switch on and off for a short time, so there is no big difference in power consumption. There is a problem that the airborne, which has to change the lighting often because the holding, life is very short. Fluorescent lamps are easy to purchase and are most commonly used in ordinary homes.However, disadvantages include high heat when used for a long time such as incandescent lamps, and their lifespan is relatively longer than incandescent lamps (4,000 to 8,000 hours), but they are frequently switched on and off. If you do, the life of about 1 hour is reduced at a time, there is an inconvenience to replace the fluorescent lamp frequently.

한편, 기존 조명 기구에 비하여 높은 신뢰성으로 수명이 길고 유지 보수비가 낮으며 소모 전력이 적어 새로운 조명 장치로서 발광다이오드(Light Emitting Diode)를 이용한 조명장치가 관심을 끌고 있다. On the other hand, the lighting device using a light emitting diode (Light Emitting Diode) is attracting attention as a long time, low maintenance cost, and low power consumption with high reliability compared to existing lighting fixtures.

상기 발광다이오드는 반도체의 P-N접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고 이들의 재결합에 의하여 빛에너지를 방출하는 반도체소자로서, 종래의 광원에 비해 소형이고 수명이 길며 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 발광효율이 높아서 자동차 계기류의 표시소자, 광통신용 광원 등 각종 전자기기의 표시용 램프, 숫자/문자/도형 표시장치, 조명장치, 카드판독기, 액정디스플레이의 백라이트 등에 널리 사용되고 있다.The light emitting diode is a semiconductor device that generates a small number of carriers (electrons or holes) injected using a PN junction structure of a semiconductor and emits light energy by recombination thereof. Has high luminous efficiency because it converts directly into light energy, it is widely used in display lamps of various kinds of electronic devices such as display devices of automobile instruments, light sources for optical communication, numeral / letter / figure display devices, lighting devices, card readers, backlights of liquid crystal displays, etc. It is used.

이러한 장점 때문에 다수의 발광다이오드를 직렬 또는 직병렬로 배영한 발광다이오드 모듈이 조명 또는 각종 표시장치 등에 널리 이용되고 있으며, 특히 최근에는 그 입력 전력 및 출력 밝기가 높아져 다양한 영역에 활용되고 있다.Due to these advantages, light emitting diode modules in which a plurality of light emitting diodes are arranged in series or in parallel are widely used for lighting or various display devices. In particular, recently, input power and output brightness of the light emitting diode modules have been increased, and thus they are used in various areas.

그런데, 발광다이오드 조명장치가 점차 고출력으로 변경됨에 따라 발광다이오드 부하단으로부터 전원단으로 역전압, 역전류 또는 노이즈가 유입되는 경우가 발생하는데, 이로 인해 상기 발광다이오드의 드라이버 회로가 파손되거나 과도 상태로 인해 화재가 발생하는 등의 문제가 발생한다.However, as the light emitting diode illumination device is gradually changed to a high output, a reverse voltage, reverse current, or noise may be introduced from the light emitting diode load end to the power supply end, which causes the driver circuit of the light emitting diode to be damaged or in a transient state. This causes problems such as a fire.

본 발명은 발광다이오드 동작제어용 비절연성 반도체 집적회로를 보호할 수 있는 발광다이오드 드라이버 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a light emitting diode driver circuit capable of protecting a non-insulating semiconductor integrated circuit for light emitting diode operation control.

본 발명의 다른 목적은 부하단으로부터 전원단으로부터 유입되는 역전압이나 역전류 또는 노이즈를 차단할 수 있는 발광다이오드 드라이버 회로를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light emitting diode driver circuit capable of blocking reverse voltage, reverse current, or noise flowing from a power supply stage from a load stage.

본 발명의 또 다른 목적은 발광다이오드 램프가 동작할 때 80% 이상의 부하효율을 나타낼 수 있는 발광다이오드 드라이버 회로를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a light emitting diode driver circuit capable of exhibiting a load efficiency of 80% or more when the light emitting diode lamp is operated.

본 발명에 따른 발광다이오드 드라이버 회로는 브릿지 다이오드로 구성되어 교류 입력을 맥류로 변환하는 정류부; 상기 정류부의 출력 전원에 의해 충전되거나 하기의 스위칭 트랜지스터에 의해 방전하여 출력 전원을 승압/강압하는 인덕터; 상기 평활회로를 통해 출력되는 전원이 부하 변동에 관계없이 일정한 크기로 유지되도록 스위칭 펄스를 출력하는 제어부; 상기 제어부의 스위칭 펄스를 받아 스위칭하여 상기 인덕터에 전류를 충전 또는 방전시키는 스위칭 트랜지스터; 상기 인덕터를 통해 승압 또는 강압된 전원을 평활하여 직류화하여 부하단에 전달하는 평활회로; 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭 동작에 스위치 잡음 및 전자파를 제거하기 위한 필터회로; 상기 제어부의 제어신호에 따른 스위칭되어 발광다이오드(LED) 모듈에 과전류가 전달되는 것을 방지하기 위한 과전류 보호회로; 상기 인덕터와 평활회로의 사이에 직렬로 연결된 제너다이오드와, 상기 제너다이오드와 접지선 사이에 연결된 제1바리스터, 일단이 상기 제1바리스터와 평활회로의 사이에 연결되고, 타단이 상기 과전류보호회로와 제어부 사이의 연결된 제2바리스터, 상기 제어부의 과전압 감지신호 입력단과 접지선 사이에 연결된 제3바리스터, 일단이 상기 제2바리스터와 제어부 사이에 연결되고 타단이 접지선에 연결된 제4바리스터를 포함하여 구성되고, 부하단에서 전원단으로 유입되는 역전압, 신호 잡음, 충격전압, 외부 펄스 등을 제거하는 보호회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.The light emitting diode driver circuit according to the present invention comprises a rectifying unit which is composed of a bridge diode to convert an AC input into a pulse current; An inductor configured to be charged by the output power of the rectifier or discharged by the following switching transistor to step up / down the output power; A controller for outputting a switching pulse such that the power output through the smoothing circuit is maintained at a constant magnitude regardless of load variation; A switching transistor configured to receive and switch a switching pulse of the controller to charge or discharge a current in the inductor; A smoothing circuit for smoothing the DC power up or down through the inductor and directing the DC power to the load terminal; A filter circuit for removing switch noise and electromagnetic waves during the switching operation of the switching transistor; An overcurrent protection circuit which is switched according to a control signal of the controller to prevent overcurrent from being transmitted to the light emitting diode (LED) module; A zener diode connected in series between the inductor and the smoothing circuit, a first varistor connected between the zener diode and a ground line, one end of which is connected between the first varistor and the smoothing circuit, and the other end of the overcurrent protection circuit and the controller A second varistor connected between the third and second varistors connected between the overvoltage detection signal input terminal and the ground line of the controller and one end of the second varistor connected between the second varistor and the controller and the other end of which is connected to the ground line. And a protection circuit for removing reverse voltage, signal noise, impact voltage, external pulses, etc. flowing into the power supply terminal from the lower end.

본 발명에 따른 발광다이오드 드라이버 회로의 다른 특징은 상기 제1, 제3 및 제4바리스터가 동일한 규격이고 그 허용전압이 제2바리스터의 허용전압보다 큰 점이다.Another feature of the LED driver circuit according to the present invention is that the first, third and fourth varistors are of the same specification and the allowable voltage is larger than the allowable voltage of the second varistor.

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본 발명에 따른 발광다이오드 드라이버 회로의 또 다른 특징은 상기 제1, 제2, 제3 및 제4바리스터가 30V보다 큰 과전압 또는 잡음(noise)이 부하단으로부터 전원단으로 인입되는 것을 차단하는 점이다.A further feature of the LED driver circuit according to the present invention is that the first, second, third and fourth varistors block overvoltage or noise greater than 30V from the load stage to the power stage. .

본 발명에 따른 발광다이오드 드라이버 회로의 또 다른 특징은 9~16V의 입력전압을 이용하여 3~24V의 고휘도 발광다이오드를 구동하는 점이다.Another feature of the light emitting diode driver circuit according to the present invention is to drive a high brightness light emitting diode of 3 ~ 24V using an input voltage of 9 ~ 16V.

본 발명에 따른 발광다이오드 드라이버 회로는 다음과 같은 효과를 갖는다.The light emitting diode driver circuit according to the present invention has the following effects.

첫째, 부하단으로부터 전원단으로 역전압이나 역전류가 인입되어 회로가 파손되는 것을 방지할 수 있다.First, the reverse voltage or the reverse current is introduced from the load stage to the power stage to prevent the circuit from being damaged.

둘째, 발광다이오드 조명장치를 부하단의 역전압으로부터 보호할 수 있다.Secondly, the LED lighting device can be protected from the reverse voltage of the load stage.

셋째, 전원단과 분전반에서 인입하는 각종 기기를 부하단의 역전압으로부터 보호할 수 있다.Third, it is possible to protect a variety of equipment drawn from the power supply terminal and the distribution panel from the reverse voltage of the load terminal.

도 1은 본 발명에 관련한 발광다이오드를 이용한 조명장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 발광다이오드 드라이버 회로의 구성을 나타낸 회로도이다.
1 is a view schematically showing the configuration of a lighting apparatus using a light emitting diode according to the present invention.
2 is a circuit diagram showing the configuration of a light emitting diode driver circuit according to the present invention.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted for simplicity of explanation, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise. In addition, the terms "... part", "... group", "module", "block", etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation.

도 1은 본 발명에 관련한 발광다이오드를 이용한 조명장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 드라이버 회로(1)는 교류(AC) 전압을 인가받아 다수의 발광다이오드(LD1, LD2, …LDn)로 이루어지는 발광다이오드 그룹을 제어하며, 상기 발광다이오드 그룹은 드라이버 회로에 직렬로 연결되는 발광 다이오드들(LD1, LD2, …LDn)의 집합으로서, 동일하거나 상이한 색상의 발광다이오드로 구성된다. 본 발명에 따른 발광다이오드 드라이버 회로는 입력전압 DC 9~16V을 이용하여 3~24V의 출력전압에 의해 구동되는 발광다이오드를 사용하기 위한 드라이버 구성회로로서 Boost-buck 회로를 이용하여 고휘도 발광다이오드에 응용이 가능한 회로이다. 1 is a view schematically showing the configuration of a lighting apparatus using a light emitting diode according to the present invention. As shown, the driver circuit 1 receives an alternating current (AC) voltage to control a group of light emitting diodes consisting of a plurality of light emitting diodes (LD1, LD2, ... LDn), the light emitting diode group in series with the driver circuit. A set of light emitting diodes LD1, LD2,... LDn connected to each other and composed of light emitting diodes of the same or different colors. The light emitting diode driver circuit according to the present invention It is a driver configuration circuit for using the light emitting diode driven by the output voltage of 3 ~ 24V by using the input voltage DC 9 ~ 16V and is applicable to high brightness light emitting diode by using the Boost-buck circuit.

도 2는 본 발명에 따른 발광다이오드 드라이버 회로의 구성을 나타낸 회로도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 발광다이오드 드라이버 회로는 브리지 다이오드(BD)를 포함하여 구성되어 입력 전원을 정류하는 정류부(10)와, 상기 정류부(10)의 출력 전원에 의해 충전되거나 하기의 스위칭 트랜지스터에 의해 방전하여 출력 전원을 승압/강압하는 인덕터(L1)와, 상기 인덕터(L1)를 통해 승압 또는 강압된 전원을 평활하여 직류화하여 부하단에 전달하는 평활회로(20)와, 상기 평활회로(20)를 통해 출력되는 전원이 부하 변동에 관계없이 일정한 크기로 유지되도록 스위칭 펄스를 출력하는 제어부(40)와, 상기 제어부(40)의 스위칭 펄스를 받아 스위칭하여 상기 인덕터에 전류를 충전 또는 방전시키는 스위칭 트랜지스터(Q1), 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)의 스위칭 동작에 따른 스위치 잡음 및 전자파를 제거하기 위한 필터회로(30); 상기 제어부(40)의 제어신호에 따라 스위칭되어 발광다이오드 모듈에 과전류가 전달되는 것을 방지하기 위한 과전류 보호회로(50); 상기 평활회로(20), 상기 제어부(40)와 부하단 사이에 제너다이오드(ZD1)와, 제1, 제2, 제3 및 제4바리스터(VX1, VX2, VX3, VX4)가 각각 직렬 또는 병렬로 연결되어 발광다이오드 모듈측에서 전원단으로 유입되는 역전압, 신호 잡음, 충격전압, 외부 펄스 등을 제거하는 보호회로(100)를 포함하여 이루어지며, DC 9~16V을 이용하여 3~24V의 출력전압에 의해 구동되는 고휘도 발광다이오드를 사용할 수 있다.2 is a circuit diagram showing the configuration of a light emitting diode driver circuit according to the present invention. As shown, the light emitting diode driver circuit according to the present invention includes a bridge diode (BD) to be rectified by the rectifying unit 10 for rectifying the input power, and the output power of the rectifying unit 10 or the following switching An inductor L1 discharged by a transistor to boost / step down the output power, a smoothing circuit 20 for directing and directing the DC power up or down through the inductor L1 to the load end, and the smoothing The control unit 40 outputs a switching pulse so that the power output through the circuit 20 is maintained at a constant magnitude regardless of the load variation, and receives and switches the switching pulse of the control unit 40 to charge or induce current in the inductor. A switching transistor (Q1) for discharging, a filter circuit (30) for removing switch noise and electromagnetic waves due to the switching operation of the switching transistor (Q1); An overcurrent protection circuit 50 which is switched according to a control signal of the controller 40 to prevent an overcurrent from being transmitted to the light emitting diode module; The zener diode ZD1 and the first, second, third and fourth varistors VX1, VX2, VX3 and VX4 are connected in series or in parallel between the smoothing circuit 20, the controller 40 and the load terminal. It includes a protection circuit 100 to remove the reverse voltage, signal noise, impact voltage, external pulses, etc. flowing into the power supply terminal from the light emitting diode module side, and using a DC 9 ~ 16V of 3 ~ 24V A high brightness light emitting diode driven by an output voltage can be used.

상기 정류부(10)는 브리지 다이오드를 포함하여 병렬로 연결된 다수의 커패시터(C1, C2)를 포함하여 이루어져 교류 입력 전원을 전파 정류하여 맥류 전원을 출력한다.The rectifier 10 includes a plurality of capacitors C1 and C2 connected in parallel including a bridge diode to full-wave rectify AC input power and output a pulse current power.

상기 커패시터(C2)에 병렬로 연결된 인덕터(L1)는 상기 정류부(10)로부터 출력되는 맥류 전원에 의해 전류를 일시적으로 충전하고, 스위칭 트랜지스터(Q1)의 스위칭에 의해 충전된 전류를 방전하여 상기 정류부(10)의 출력 전원을 승압/강압하여 상기 평활회로(20)에 공급한다.The inductor L1 connected in parallel to the capacitor C2 temporarily charges the current by the pulsating power output from the rectifier 10, and discharges the current charged by the switching of the switching transistor Q1 to the rectifier. The output power of (10) is boosted and stepped down and supplied to the smoothing circuit 20.

상기 평활회로(20)는 상기 인덕터(L1)을 통과한 맥류 전원을 정류하는 다이오드(D1)와, 상기 다이오드(D1)에 의해 정류된 전원을 평활하여 직류화하는 커패시터(C10, C11)를 포함하여 이루어진다.The smoothing circuit 20 includes a diode D1 rectifying the pulsed power passed through the inductor L1, and capacitors C10 and C11 for smoothing and directing the power rectified by the diode D1. It is done by

상기 스위칭 트랜지스터(Q1)는 상기 인덕터(L1)에 드레인단이 연결되고, 제어부(40)에 게이트 단이 연결된 전계효과트랜지스터(field effect transistor: FET)로 이루어진다. 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)의 소오스 단에 연결된 저항(R11, R12)은 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)의 스위칭 동작을 안정화시키는 역할을 한다.The switching transistor Q1 includes a field effect transistor (FET) having a drain terminal connected to the inductor L1 and a gate terminal connected to the controller 40. The resistors R11 and R12 connected to the source terminal of the switching transistor Q1 serve to stabilize the switching operation of the switching transistor Q1.

상기 제어부(40)는 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)의 게이트 단자로 펄스신호를 인가하여 상기 평활회로(20)를 통해 발광다이오드에 정전압 또는 정전류가 공급되도록 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)의 스위칭을 제어하며, 펄스폭변조(Pulse Width Modulation) 신호에 의해 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)의 게이트 단자로 인가하는 펄스 신호의 펄스폭을 변조한다.The controller 40 applies a pulse signal to the gate terminal of the switching transistor Q1 to control the switching of the switching transistor Q1 such that a constant voltage or a constant current is supplied to the light emitting diode through the smoothing circuit 20, The pulse width of the pulse signal applied to the gate terminal of the switching transistor Q1 is modulated by a pulse width modulation signal.

상기 제어부(40)의 동기신호 입력단(SYNC)에는 저항(R3)이 연결되고, 피드백신호 입력단(FDBK), 비교신호 입력단(COMP)에는 커패시터(C8)에는 저항(R6)과 커패시터(C9)가 나란히 병렬로 연결되고, 클램핑 신호 입력단(CLM)에는 저항(R7, R8)이 서로 병렬로 연결된다. 상기 제어부(40)의 이득제어 출력단(GAT)을 통해 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)의 스위칭 동작에 필요한 펄스가 출력된다. A resistor R3 is connected to the synchronization signal input terminal SYNC of the controller 40, a resistor R6 and a capacitor C9 are connected to the feedback signal input terminal FDBK and the comparison signal input terminal COMPP to the capacitor C8. Side by side are connected in parallel, and the resistors R7 and R8 are connected in parallel to the clamping signal input terminal CLM. The pulse required for the switching operation of the switching transistor Q1 is output through the gain control output terminal GAT of the controller 40.

상기 필터회로(30)는 서로 병렬로 연결된 커패시터(C4, C5, C6)가 인덕터(L1)와 코일(L2) 사이에 직렬로 연결되어, 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)의 스위칭 동작에 의한 잡음 및 전자파를 제거한다.In the filter circuit 30, capacitors C4, C5, and C6 connected in parallel to each other are connected in series between the inductor L1 and the coil L2, and noise and electromagnetic waves due to the switching operation of the switching transistor Q1 are performed. Remove it.

상기 과전류 보호회로(50)는 부하에 연결된 저항(R1, R2) 및 커패시터(C3)와, 게이트단을 통해 상기 제어부(40)로부터 제어신호를 전달받는 스위칭 트랜지스터(Q2)와, 상기 스위칭 트랜지스터(Q2)의 소오스단에 연결된 저항(R13, R14) 및 커패시터(C12)와, 상기 스위칭 트랜지스터(Q2)의 드레인단과 부하단에 연결된 다이오드(D2)를 포함하여 이루어진다.The overcurrent protection circuit 50 includes resistors R1 and R2 and a capacitor C3 connected to a load, a switching transistor Q2 receiving a control signal from the control unit 40 through a gate terminal, and the switching transistor ( A resistor R13 and R14 and a capacitor C12 connected to the source terminal of Q2) and a diode D2 connected to the drain terminal and the load terminal of the switching transistor Q2 are included.

상기 저항(R1, R2) 및 커패시터(C3)는 상기 평활부(20)의 출력단과 발광다이오드 모듈로 구성된 부하단 사이에 연결되어 발광다이오드 모듈을 통과하여 출력되는 전류의 크기를 감지하여 제어부(40)의 과전압 감지신호 입력단(OVP)에 전달한다. 이에 따라 상기 제어부(40)의 동작차단신호 출력단(FAULT)을 통해 출력되는 제어신호에 의해 스위칭 트랜지스터(Q2)가 턴-오프된다. 상기 저항(R13, R14)은 상기 스위칭 트랜지스터(Q2)의 스위칭 동작을 안정화시키고, 상기 커패시터(C12)는 고주파 대역에서 이득을 보상하는 역할을 하며, 상기 저항 (R13)에 걸리는 전압은 제어부(40)의 피드백신호 입력단(FDBK)에 전달되어, 상기 제어부(40)가 피드백 신호를 이용하여 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)에 인가하는 펄스 신호의 펄스 폭을 제어한다.The resistors R1 and R2 and the capacitor C3 are connected between the output terminal of the smoothing unit 20 and the load terminal formed of the light emitting diode module to sense the magnitude of the current output through the light emitting diode module to control the controller 40. ) Is transmitted to the overvoltage detection signal input terminal (OVP). Accordingly, the switching transistor Q2 is turned off by the control signal output through the operation blocking signal output terminal FAULT of the controller 40. The resistors R13 and R14 stabilize the switching operation of the switching transistor Q2, and the capacitor C12 serves to compensate for gain in a high frequency band, and the voltage applied to the resistor R13 is controlled by the controller 40. The control unit 40 controls the pulse width of the pulse signal applied to the switching transistor Q1 by using the feedback signal.

상기 보호회로(100)는 상기 인덕터(L1)와 평활회로(20)의 사이에 직렬로 연결된 제너다이오드(ZD1)와, 상기 제너다이오드(ZD1)와 접지선 사이에 연결된 제1바리스터(VX1)와, 일단이 상기 제1바리스터(VX1)와 평활회로의 사이에 연결되고, 타단이 상기 과전류 보호회로(50)와 제어부(40) 사이의 연결된 제2바리스터(VX2)와, 상기 제어부(40)의 과전압 감지신호 입력단(OVP)와 접지선 사이에 연결된 제3바리스터(VX3); 일단이 상기 제2바리스터(VX2)와 제어부(40) 사이에 연결되고 타단이 접지선에 연결된 제4바리스터(VX4)를 포함하여 이루어진다.The protection circuit 100 may include a zener diode ZD1 connected in series between the inductor L1 and the smoothing circuit 20, a first varistor VX1 connected between the zener diode ZD1 and a ground line; One end is connected between the first varistor VX1 and the smoothing circuit, and the other end is connected to the second varistor VX2 connected between the overcurrent protection circuit 50 and the controller 40 and the overvoltage of the controller 40. A third varistor VX3 connected between the sensing signal input terminal OVP and a ground line; One end is formed between the second varistor (VX2) and the control unit 40 and the other end comprises a fourth varistor (VX4) connected to the ground line.

상기 바리스터(VX1, VX2, VX3, VX4)의 종류로는 가해지는 전압의 극성에 관계없이, 전압의 크기에 의해 저항이 정해지는 대칭형 바리스터와, 가해지는 전압의 극성에 의해서 달라지는 비대칭형 바리스터로 구분되는데, 서지전압(surge voltage)으로부터 발광다이오드 드라이버 회로를 보호하는데 사용된다.The varistors (VX1, VX2, VX3, VX4) are classified into symmetric varistors whose resistance is determined by the magnitude of the voltage, and asymmetric varistors varying by the polarity of the voltage applied, regardless of the polarity of the applied voltage. It is used to protect the light emitting diode driver circuit from surge voltage.

상기 제너다이오드(ZD1)는 부하단으로부터 평활회로(20)를 거쳐 유입되는 역전압이 제어부(40)나 스위칭 트랜지스터(Q1)에 전달되는 것을 차단하고, 제1바리스터(VX1)은 상기 제너다이오드(ZD1)에 전달되는 역전압이나 역전류를 접지로 유도하는 역할을 수행하고, 제2바리스터(VX2)는 부하단으로부터 평활회로(20)를 거쳐 유입되는 역전압이나 역전류가 제어부(40)에 전달되는 것을 차단하는 역할을 수행한다. 한편, 제3바리스터(VX3)는 부하단으로부터 저항(R1)을 통해 유입되는 역전압이나 역전류, 노이즈, 충격전압 또는 외부 펄스가 제어부(40)의 과전압 감지신호 입력단(OVP)에 전달되는 것을 차단하는 역할을 수행하고, 제4바리스터(VX4)는 상기 제2바리스터(VX2)에 의해 차단되지 않은 역전압이나 역전류, 노이즈, 충격전압 또는 외부 펄스가 제어부(40)의 동작차단신호 출력단(FAULT)에 전달되는 것을 차단한다.The zener diode ZD1 blocks the reverse voltage flowing through the smoothing circuit 20 from the load terminal to the control unit 40 or the switching transistor Q1, and the first varistor VX1 is configured as the zener diode ZD1) to induce a reverse voltage or a reverse current to the ground, the second varistor (VX2) is a reverse voltage or reverse current flowing through the smoothing circuit 20 from the load terminal to the control unit 40 It blocks the transmission. On the other hand, the third varistor (VX3) is that the reverse voltage, reverse current, noise, shock voltage or external pulse flowing from the load terminal through the resistor (R1) is transmitted to the overvoltage detection signal input terminal (OVP) of the controller 40 The fourth varistor VX4 has a reverse voltage, a reverse current, a noise, an impact voltage, or an external pulse that is not blocked by the second varistor VX2. Block FAULT).

상기 제1, 제3, 제4바리스터(VX1, VX3, VX4)는 동일한 규격(05D560K)을 가지며 그 허용전압(allowable voltage)은 AC 35V, DC 45V로써 제2바리스터(VX2)(05D470K)의 허용전압 AC 30V, DC 38V보다 크다. 따라서, 제2바리스터(VX2)에 의해 차단되지 않는 역전압이 제어부(40)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.The first, third, and fourth varistors (VX1, VX3, VX4) have the same specification (05D560K) and its allowable voltage is 35 V AC and 45 V DC, allowing the second varistor (VX2) (05D470K). Voltage is greater than AC 30V, DC 38V. Therefore, the reverse voltage which is not blocked by the second varistor VX2 may be prevented from being transmitted to the controller 40.

상기 보호회로(100)는 부하단에서 전원단으로 역류하는 30V 이상의 역전압이나 전류를 제거하기 위하여 일정전압과 특정전류를 차단함으로써 발광다이오드 드라이버 회로를 보호하고 궁극적으로는 발광다이오드를 이용한 조명장치는 물론 전원단과 분전반에서 인입하는 각종기기를 보호할 수 있으며, 입출력이 전압, 전류 또는 외부의 노이즈에 의하여 회로가 파손되거나 과도 상태에 따라 화재가 발생하는 등의 위험 요소를 제거할 수 있다. 발광다이오드 조명 장치 즉, 부하단 회로 부분으로부터 쇼트(short)나 잡음(noise) 등이 유입되었을 때, 다수의 바리스터(VX1, VX2, VX3, VX4)와 제너다이오드(ZD1)의 동작에 의해 전원단으로 역류하는 전압이나 전류를 제거할 수 있으며, 발광다이오드 조명장치가 동작하였을 때, 80% 이상의 부하효율을 가질 수 있다.The protection circuit 100 protects the light emitting diode driver circuit by blocking a predetermined voltage and a specific current in order to remove a reverse voltage or a current of 30V or more flowing back from the load end to the power supply end, and ultimately the lighting device using the light emitting diode Of course, it is possible to protect the various devices that are drawn in from the power supply terminal and the distribution panel, and the input and output can remove the risk factors such as the circuit is broken by the voltage, current or external noise, or the fire occurs according to the transient state. When a short, noise, or the like is introduced from the light emitting diode lighting device, that is, the load end circuit portion, the power supply terminal is operated by the operation of the plurality of varistors VX1, VX2, VX3, and VX4 and the zener diode ZD1. It can remove the reverse voltage or current, and when the LED lighting device is operated, it can have a load efficiency of 80% or more.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 구조를 갖는 발광다이오드 드라이버 회로에 대해 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.In the above description of the present invention, a light emitting diode driver circuit having a specific structure has been described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be variously modified and changed by those skilled in the art, and such modifications and changes are intended to protect the present invention. Should be interpreted as being within the scope.

1: 발광다이오드 드라이버 회로 10: 정류부
20: 평활회로 30: 필터회로
40: 제어부 50: 과전류보호회로
100: 보호회로
1: light emitting diode driver circuit 10: rectifier
20: smoothing circuit 30: filter circuit
40: control unit 50: overcurrent protection circuit
100: protection circuit

Claims (6)

브릿지 다이오드로 구성되어 교류 입력을 맥류로 변환하는 정류부;
상기 정류부의 출력 전원에 의해 충전되거나 하기의 스위칭 트랜지스터에 의해 방전하여 출력 전원을 승압/강압하는 인덕터;
평활회로를 통해 출력되는 전원이 부하 변동에 관계없이 일정한 크기로 유지되도록 스위칭 펄스를 출력하는 제어부;
상기 제어부의 스위칭 펄스를 받아 스위칭하여 상기 인덕터에 전류를 충전 또는 방전시키는 스위칭 트랜지스터;
상기 인덕터를 통해 승압 또는 강압된 전원을 평활하여 직류화하여 부하단에 전달하는 평활회로;
상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭 동작에 따른 스위치 잡음 및 전자파를 제거하기 위한 필터회로;
상기 제어부의 제어신호에 따라 스위칭하여 발광다이오드 모듈에 과전류가 전달되는 것을 방지하기 위한 과전류 보호회로;
상기 인덕터와 평활회로의 사이에 직렬로 연결된 제너다이오드와, 상기 제너다이오드와 접지선 사이에 연결된 제1바리스터, 일단이 상기 제1바리스터와 평활회로의 사이에 연결되고, 타단이 상기 과전류보호회로와 제어부 사이의 연결된 제2바리스터, 상기 제어부의 과전압 감지신호 입력단과 접지선 사이에 연결된 제3바리스터, 일단이 상기 제2바리스터와 제어부 사이에 연결되고 타단이 접지선에 연결된 제4바리스터를 포함하여 구성되고, 부하단에서 전원단으로 유입되는 역전압, 신호 잡음, 충격전압, 외부 펄스 중 어느 하나의 신호를 제거하는 보호회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 드라이버 회로.
A rectifier configured as a bridge diode to convert an AC input into a pulse current;
An inductor charged or stepped down by the output power of the rectifier or discharged by a switching transistor described below;
A control unit for outputting a switching pulse so that the power output through the smoothing circuit is maintained at a constant size regardless of load variation;
A switching transistor configured to receive and switch a switching pulse of the controller to charge or discharge a current in the inductor;
A smoothing circuit for smoothing the DC power up or down through the inductor and directing the DC power to the load terminal;
A filter circuit for removing switch noise and electromagnetic waves caused by the switching operation of the switching transistor;
An overcurrent protection circuit configured to switch according to a control signal of the controller to prevent overcurrent from being transmitted to the light emitting diode module;
A zener diode connected in series between the inductor and the smoothing circuit, a first varistor connected between the zener diode and a ground line, one end of which is connected between the first varistor and the smoothing circuit, and the other end of the overcurrent protection circuit and the controller A second varistor connected between the third and second varistors connected between the overvoltage detection signal input terminal and the ground line of the controller and one end of the second varistor connected between the second varistor and the controller and the other end of which is connected to the ground line. A light emitting diode driver circuit having a protection circuit for removing any one of a reverse voltage, a signal noise, an impact voltage, an external pulse flowing into the power supply terminal from the lower end.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제1, 제3 및 제4바리스터의 허용전압이 제2바리스터의 허용전압보다 큰 것을 특징으로 발광다이오드 드라이버 회로.2. The light emitting diode driver circuit of claim 1, wherein the allowable voltages of the first, third and fourth varistors are larger than the allowable voltages of the second varistors. 제3항에 있어서, 상기 제1, 제3 및 제4바리스터는 동일한 규격의 소자인 것을 특징으로 발광다이오드 드라이버 회로.4. The light emitting diode driver circuit according to claim 3, wherein the first, third and fourth varistors are devices of the same standard. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4바리스터는 30V보다 큰 역전압이 부하단으로부터 제어부로 인입되는 것을 차단하는 것을 특징으로 발광다이오드 드라이버 회로.5. The light emitting diode driver circuit according to claim 3 or 4, wherein the first, second, third and fourth varistors block reverse voltage greater than 30V from entering the control unit from the load terminal. 제1항에 있어서, 상기 발광다이오드 드라이버 회로는 9~16V의 입력전압을 이용하여 3~24V의 고휘도 발광다이오드를 구동하는 것을 특징으로 발광다이오드 드라이버 회로.The light emitting diode driver circuit of claim 1, wherein the light emitting diode driver circuit drives a high luminance light emitting diode of 3 to 24V using an input voltage of 9 to 16V.
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