KR101202990B1 - Constant current mode SMPS and its SMPS control circuit and using these systems LED lights - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스위치 모드 파워 서플라이 및 이를 구비한 LED 신호등 시스템을 제공한다. 본 발명은 교류 입력 전압을 받아서 펄스폭 변조 방식으로 직류 출력 전압을 발생시키고, 상기 직류 출력 전압을 출력 단자에 제공하는 PWM 방식의 파워 컨버터; 상기 출력 단자에 결합된 LED 모듈; 및 상기 직류 출력 전압을 전류 모드로 피드백하여 기준 전압과의 차이를 증폭하고, 포토 커플러 입력 전압을 발생하는 정전류 방식의 SMPS 제어회로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 스위치 모드 파워 서플라이 및 이를 구비한 LED 신호등 시스템에 따르면, 주위 온도변화에 따라 기준 전압을 변화시켜 SMPS의 출력 전압을 일정하게 유지시킴으로 LED 소자의 전기적?광학적 특성을 일정하게 유지시키고, LED의 수명 연장 및 광도 변화율을 최소화시키며, 아울러 LED 신호등의 고장 방지 및 안정성을 향상시킨다.The present invention provides a switch mode power supply and an LED signal light system having the same. The present invention provides a PWM power converter that receives an AC input voltage and generates a DC output voltage by a pulse width modulation method, and provides the DC output voltage to an output terminal; An LED module coupled to the output terminal; And a constant current type SMPS control circuit for amplifying a difference from a reference voltage by feeding back the DC output voltage in a current mode and generating a photo coupler input voltage.
According to the switch mode power supply of the present invention and the LED signal lamp system having the same, by changing the reference voltage according to the change of ambient temperature to maintain the output voltage of the SMPS constant to maintain the electrical and optical characteristics of the LED device constant, It extends the service life and minimizes the change rate of brightness, and also improves the failure prevention and stability of the LED signal lamp.

Description

ＳＭＰＳ 및 이의 정전류 방식 ＳＭＰＳ 제어회로와 이들을 이용한 ＬＥＤ 신호등 시스템{Constant current mode SMPS and its SMPS control circuit and using these systems LED lights}Constant current mode SMPS and its SMPS control circuit and using these systems LED lights

본 발명은 스위치 모드 파워 서플라이(Switch Mode Power Supply, 이하 SMPS 이라함)에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 주위 온도 변화에 따라 기준 전압을 변화시켜 SMPS의 출력 전압을 일정하게 유지시키는 SMPS 및 이의 정전류 방식 SMPS 제어회로와 이들을 이용한 LED 신호등 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switch mode power supply (hereinafter referred to as SMPS), and more particularly, a SMPS and a constant current thereof, which maintain a constant output voltage of the SMPS by changing a reference voltage according to a change in ambient temperature. The present invention relates to an SMPS control circuit and an LED traffic light system using the same.

일반적으로 SMPS는 트랜스포머(transformer)의 1차측에 연결된 스위치의 온/오프 동작에 의해 1차측에 공급되는 전류를 트랜스포머의 2차측으로 공급하는 전원공급장치이다.In general, the SMPS is a power supply device for supplying the current supplied to the primary side by the on / off operation of a switch connected to the primary side of the transformer to the secondary side of the transformer.

도 1에 도시한 바와 같이 종래의 SMPS는 전력 공급부(10), 저항(R), 출력부(20), 피드백 회로(30), 스위칭 구동부(40) 및 전원부(50)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the conventional SMPS includes a power supply unit 10, a resistor R, an output unit 20, a feedback circuit 30, a switching driver 40, and a power supply unit 50.

여기서, 상기 전력 공급부(10)는 브리지 다이오드 정류기(11)와 커패시터(C1)로 이루어지고, 상기 출력부(20)는 트랜스포머(21), 다이오드(D5) 및 커패시터(C2)로 이루어지며, 상기 피드백 회로(30)는 증폭기(31), 포토 커플러(32) 및 커패시터(C3)를 포함하여 이루어진다. 그리고, 상기 스위칭 구동부(40)는 PWM 발생부(41) 및 스위칭소자(M1)를 포함하며, 상기 전원부(50)는 커패시터(C4), 트랜스포머(21)의 1차 코일(L1) 및 다이오드(D6)로 이루어진다.Here, the power supply unit 10 is composed of a bridge diode rectifier 11 and a capacitor (C1), the output unit 20 is composed of a transformer 21, a diode (D5) and a capacitor (C2), The feedback circuit 30 includes an amplifier 31, a photo coupler 32 and a capacitor C3. In addition, the switching driver 40 includes a PWM generator 41 and a switching device M1, and the power supply unit 50 includes a capacitor C4, a primary coil L1 of a transformer 21, and a diode ( D6).

상기 SMPS는 최초 구동시 스위칭 소자(M1)가 오프되어 있어 평활화된 직류 전류는 트랜스포머(21)의 1차 코일로 흐르지 못하고, 저항(R)을 통하여 흐른다. 그리고, 상기 PWM 발생부(41)는 전원 전압(Vcc)이 일정 크기 이상이 되어야 구동하므로 저항(R)을 통해 흐른 전류는 PWM발생부(41)쪽으로 바로 흐르지 못하고 전원부(50)로 흘러 커패시터(C4)를 충전한다. 이어 상기 커패시터(C4)가 충전되어 PWM 발생부(41)를 구동할 수 있는 전위(Vcc)에 이르게 되면 PWM발생부(41)는 구동을 시작한다.When the SMPS is initially driven, the switching element M1 is turned off so that the smoothed DC current does not flow to the primary coil of the transformer 21 but flows through the resistor R. In addition, since the PWM generator 41 is driven only when the power supply voltage Vcc is greater than or equal to a predetermined size, the current flowing through the resistor R does not flow directly to the PWM generator 41, but flows to the power supply 50 and the capacitor ( Charge C4). Subsequently, when the capacitor C4 is charged to reach a potential Vcc capable of driving the PWM generator 41, the PWM generator 41 starts driving.

상기 PWM발생부(41)는 전원 전압(Vcc)의 입력을 받아 일정 듀티비를 갖는 펄스를 스위칭 소자(M1)의 게이트로 출력하고, 이 펄스에 의해 스위칭 소자(M1)는 온/오프의 동작을 반복한다. 이때, 스위칭 소자(M1)가 온인 동안에는 평활화된 직류 전류가 트랜스포머(21)의 1차 코일쪽으로 흘러 1차 코일에 전류를 충전한다. 그리고, 스위칭 소자(M1)가 오프인 동안에는 평활화된 직류 전류는 1차 코일쪽으로 유입되지 않고, 1차 코일은 저장하고 있던 전류를 트랜스포머(21)의 2차 코일로 전송한다. 상기 2차 코일로 전송된 전류는 다이오드(D5)에 의해 양의 전류로 정류되고, 커패시터(C2)에 의해 다시 한번 평활화된다. 상기 평활화된 커패시터(C2) 양단의 전압이 SMPS의 출력 전압으로 사용된다. The PWM generator 41 receives the input of the power supply voltage Vcc and outputs a pulse having a certain duty ratio to the gate of the switching element M1, whereby the switching element M1 operates on / off. Repeat. At this time, while the switching element M1 is on, the smoothed direct current flows toward the primary coil of the transformer 21 to charge the primary coil. While the switching element M1 is off, the smoothed direct current does not flow into the primary coil, and the primary coil transmits the stored current to the secondary coil of the transformer 21. The current sent to the secondary coil is rectified by the diode D5 to a positive current and once again smoothed by the capacitor C2. The voltage across the smoothed capacitor C2 is used as the output voltage of the SMPS.

상기 피드백 회로부(30)의 증폭기(31)는 출력 전압을 포토 커플러(32)를 동작할 수 있는 전압 레벨로 증폭하고, 이 포토 커플러(32)에서 증폭된 출력 전압이 일정크기 이상이 되면 포토 커플러(32)를 동작시켜 커패시터(C3)에 전하를 충전한다.  The amplifier 31 of the feedback circuit unit 30 amplifies the output voltage to a voltage level at which the photo coupler 32 can operate, and when the output voltage amplified by the photo coupler 32 is greater than or equal to a predetermined size, the photo coupler. (32) is operated to charge the capacitor C3.

상기 PWM발생부(41)는 커패시터(C3)에 충전된 전압이 증가하면 출력 클럭펄스의 듀티비를 감소시키고, 커패시터(C3)에 충전된 전압이 감소하면 출력 클럭펄스의 듀티비를 증가시킨다. 상기 클럭펄스의 듀티비가 증가하면 트랜스포머(21)의 1차 코일에서 2차 코일로 전달하는 전류의 양이 증가되고, 클럭펄스의 듀티비가 감소하면 트랜스포머(21)의 1차 코일에서 2차 코일로 전달하는 전류의 양이 감소한다. 또한, 상기 스위칭 소자(M1)의 스위칭에 의해 2차 코일로 전달되는 전류의 양이 조절되고, 이에 의해 출력 전압의 크기가 조절된다.The PWM generator 41 reduces the duty ratio of the output clock pulse when the voltage charged in the capacitor C3 increases, and increases the duty ratio of the output clock pulse when the voltage charged in the capacitor C3 decreases. When the duty ratio of the clock pulse increases, the amount of current transferred from the primary coil of the transformer 21 to the secondary coil is increased. When the duty ratio of the clock pulse decreases, the primary coil of the transformer 21 goes from the secondary coil. The amount of current delivered is reduced. In addition, the amount of current delivered to the secondary coil by the switching of the switching element M1 is adjusted, thereby adjusting the magnitude of the output voltage.

그러나, 종래 SMPS는 주위 온도의 변화에 따라 SMPS의 출력 전압이 변화되는 문제점이 있다.However, the conventional SMPS has a problem that the output voltage of the SMPS changes in accordance with the change in the ambient temperature.

특히, SMPS의 부하가 LED 소자인 경우, 주위온도에 따라 LED 소자의 광 출력 변화가 심한 문제점이 있다. In particular, when the load of the SMPS is an LED device, there is a problem that the light output change of the LED device is severe depending on the ambient temperature.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 주위 온도 변화에 따라 기준 전압을 변화시켜 SMPS의 출력 전압을 일정하게 유지시키는 SMPS와 이의 정전류 방식 SMPS 제어회로를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a SMPS and its constant current type SMPS control circuit that maintains a constant output voltage of the SMPS by changing the reference voltage according to the change in ambient temperature. .

본 발명의 다른 목적은 주위 온도 변화에 따라 기준 전압을 변화시켜 SMPS의 출력전압을 일정하게 유지시킴으로 LED 소자의 전기적?광학적 특성을 일정하게 유지시키고, LED의 수명 연장 및 광도 변화율을 최소화시키는 LED 신호등 시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to maintain a constant output voltage of the SMPS by changing the reference voltage according to the change in ambient temperature to maintain a constant electrical and optical characteristics of the LED device, LED signal lamp to extend the life of the LED and to minimize the rate of change of brightness To provide a system.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 SMPS는, 교류 입력전압을 받아서 펄스폭 변조 방식으로 직류 출력전압을 발생하는 PWM방식의 파워 컨버터, 및 상기 직류 출력전압을 전류모드로 피드백하여 기준전압과의 차이를 증폭하고 포토 커플러 입력전압을 발생하는 정전류 방식의 SMPS 제어회로를 포함하여 이루어진다.SMPS according to the present invention for achieving the above object, PWM power converter for generating an AC output voltage in response to the AC input voltage, and a pulse width modulation method, and the DC output voltage fed back to the current mode to the reference voltage It includes a constant current SMPS control circuit that amplifies the difference and generates a photo coupler input voltage.

상기 정전류 방식의 SMPS 제어회로는 주위 온도가 고온일 때, 상기 SMPS의 출력전압을 조절한다.The SMPS control circuit of the constant current type adjusts the output voltage of the SMPS when the ambient temperature is high.

또한, 상기 정전류 방식의 SMPS 제어회로는 주위 온도가 저온일 때, 상기 SMPS의 출력 전압을 조절한다.In addition, the SMPS control circuit of the constant current type adjusts the output voltage of the SMPS when the ambient temperature is low.

본 발명에 따른 정전류 방식의 SMPS 제어회로는 SMPS의 출력전압과 기준전압을 비교하여 비교 출력전압을 발생하고, 상기 비교 출력전압을 파워 컨버터에 제공하는 비교회로, 및 주위 온도에 따라 상기 기준전압을 변화시키는 기준전압 발생 회로를 포함하여 이루어진다.The constant current type SMPS control circuit according to the present invention compares the output voltage and the reference voltage of the SMPS to generate a comparison output voltage, and provides a comparison circuit for providing the comparison output voltage to the power converter, and the reference voltage according to the ambient temperature And a reference voltage generating circuit for changing.

여기서, 상기 기준전압 발생회로는 주위 온도가 고온일 때 상기 기준전압을 변화시킨다. Here, the reference voltage generating circuit changes the reference voltage when the ambient temperature is high.

또한, 상기 기준전압 발생회로는 주위 온도가 저온일 때 상기 기준전압을 변화시킨다.The reference voltage generating circuit changes the reference voltage when the ambient temperature is low.

상기 기준전압 발생 회로는 상기 기준전압과 상기 비교회로의 제 1 입력 단자 사이에 결합된 고온 보상용 서미스터와, 상기 고온 보상용 서미스터와 병렬로 연결된 제 1 저항으로 구비되는 것이 바람직하다.The reference voltage generation circuit may include a high temperature compensation thermistor coupled between the reference voltage and the first input terminal of the comparison circuit, and a first resistor connected in parallel with the high temperature compensation thermistor.

또한, 상기 기준전압 발생 회로는 상기 기준전압과 상기 비교회로의 제 1 입력단자 사이에 결합된 고온 보상용 서미스터와, 상기 고온 보상용 서미스터에 병렬로 연결된 제 1 저항과, 상기 제 1 저항과 상기 비교회로의 제 1 입력단자 사이에 결합된 저온 보상용 서미스터와, 상기 저온 보상용 서미스터에 병렬로 연결된 제 2 저항, 및 상기 비교회로의 제 1 입력단자와 접지 사이에 결합된 제 3 저항으로 구비될 수 있다.The reference voltage generator may include a high temperature compensation thermistor coupled between the reference voltage and the first input terminal of the comparison circuit, a first resistor connected in parallel to the high temperature compensation thermistor, the first resistance and the A low temperature compensation thermistor coupled between the first input terminal of the comparison circuit, a second resistor connected in parallel to the low temperature compensation thermistor, and a third resistor coupled between the first input terminal of the comparison circuit and ground. Can be.

본 발명에 따른 LED 신호등 시스템은 교류 입력전압을 받아서 펄스폭 변조 방식으로 직류 출력전압을 발생시키고, 상기 직류 출력전압을 출력단자에 제공하는 PWM방식의 파워 컨버터와, 상기 출력단자에 결합된 LED모듈, 및 상기 직류 출력전압을 전류모드로 피드백하여 기준전압과의 차이를 증폭하고, 포토 커플러 입력전압을 발생하는 정전류 방식의 SMPS 제어회로를 포함하여 이루어진다.LED traffic light system according to the present invention receives a AC input voltage and generates a DC output voltage in a pulse width modulation method, a PWM power converter for providing the DC output voltage to the output terminal, and an LED module coupled to the output terminal And a constant current SMPS control circuit for amplifying a difference from a reference voltage by feeding back the DC output voltage in a current mode and generating a photo coupler input voltage.

본 발명 SMPS 및 이의 정전류 방식 SMPS 제어회로와 이들을 이용한 LED 신호등 시스템에 따르면, 주위 온도 변화에 따라 기준전압을 변화시켜 SMPS의 출력전압을 일정하게 유지시킴으로 LED 소자의 전기적?광학적 특성을 일정하게 유지시키고, LED의 수명 연장 및 광도 변화율을 최소화시키며, 아울러 LED 신호등의 고장 방지 및 안정성을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention SMPS and its constant current type SMPS control circuit and LED signal lamp system using the same, by changing the reference voltage according to the change of ambient temperature to maintain the output voltage of the SMPS constant to maintain the electrical and optical characteristics of the LED device In addition, it can be expected to extend the life of LED and minimize the rate of change of brightness, and to improve the failure prevention and stability of LED signal lamp.

도 1은 종래의 SMPS의 개략적인 회로도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 SMPS의 개략적인 회로도.
도 3은 도 2의 SMPS에 포함된 기준전압 발생회로의 일실시예를 도시한 회로도.
도 4는 도 2의 SMPS에 포함된 기준전압 발생회로의 다른실시예를 도시한 회로도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 신호등 시스템의 구성을 도시한 블럭도.1 is a schematic circuit diagram of a conventional SMPS.
2 is a schematic circuit diagram of an SMPS according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram illustrating an embodiment of a reference voltage generation circuit included in the SMPS of FIG. 2.
4 is a circuit diagram illustrating another embodiment of a reference voltage generation circuit included in the SMPS of FIG. 2.
Figure 5 is a block diagram showing the configuration of an LED traffic light system according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 하나, 이는 본 발명을 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Although the present invention may be modified in various ways and may have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail, but the present invention is not intended to be limited to the specific embodiments, and the spirit of the present invention. And all transformations, equivalents, and substitutes included in the technical scope.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 제 1 및 제 2 등의 표현은 발명을 보다 상세히 표현하기 위한 수단일 뿐 발명을 상기 표현으로 발명이 한정되지 않고, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Expressions such as the first and the second are merely a means for expressing the invention in more detail, and the invention is not limited to the above expression, and the singular encompasses the plural expression unless the context clearly indicates otherwise.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 SMPS의 개략적인 회로도이다.2 is a schematic circuit diagram of an SMPS according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 SMPS는 PWM방식의 파워 컨버터(100) 및 정전류 방식의 SMPS 제어회로(200)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the SMPS according to the embodiment of the present invention includes a PWM power converter 100 and a constant current SMPS control circuit 200.

상기 PWM 방식의 파워 컨버터(100)는 교류 입력전압을 받아서 펄스폭 변조 방식으로 직류 출력전압을 발생한다.The PWM power converter 100 receives an AC input voltage and generates a DC output voltage in a pulse width modulation method.

상기 PWM 방식의 파워 컨버터(100)는 전파 브리지 정류기(110), 커패시터(C10)(C20)(C30)(C40), 트랜스포머(120), 다이오드(D50), 인덕터(L20), PWM 제어신호 발생회로(130), 스위칭 소자(M10)로 이루어진다.The PWM power converter 100 generates a full-wave bridge rectifier 110, a capacitor (C10) (C20) (C30) (C40), a transformer 120, a diode (D50), an inductor (L20), PWM control signal generation The circuit 130 and the switching element M10.

상기 전파 브리지 정류기(110)는 4개의 다이오드(D10～D40)로 이루어지고, 다이오드(D10)(D40)의 접점과 다이오드(D20)(D30)의 접점 사이에 교류 전원이 인가된다.The full-wave bridge rectifier 110 is composed of four diodes D10 to D40, and AC power is applied between the contacts of the diodes D10 and D40 and the contacts of the diodes D20 and D30.

그리고 상기 커패시터(C10)는 다이오드(D10)(D20)의 접점과 다이오드(D30)(D40)의 접점 사이에 연결되어 접지된다. The capacitor C10 is connected between the contacts of the diodes D10 and D20 and the contacts of the diodes D30 and D40 and grounded.

상기 트랜스포머(120)는 1차측 코일이 상기 커패시터(C10)의 출력단과 스위칭 소자(M10)의 드레인 사이에 연결되고, 상기 다이오드(D50)의 애노드는 트랜스포머(120)의 2차측 코일의 제1단자에 연결된다. The transformer 120 has a primary coil connected between the output terminal of the capacitor C10 and the drain of the switching element M10, and the anode of the diode D50 is connected to the first terminal of the secondary coil of the transformer 120. Is connected to.

상기 인덕터(L20)는 다이오드(D50)의 캐소드에 직렬로 연결되고, 상기 인덕터(L20)의 제1단자와 접지 사이에 커패시터(C20)가 연결되며, 상기 인덕터(L20)의 제2단자와 접지 사이에 커패시터(C30)가 연결된다. 그리고, 상기 커패시터(C30)에는 부하가 연결된다.The inductor L20 is connected in series with the cathode of the diode D50, the capacitor C20 is connected between the first terminal of the inductor L20 and the ground, and the second terminal of the inductor L20 is grounded. Capacitor C30 is connected between. In addition, a load is connected to the capacitor C30.

상기 PWM 제어신호 발생회로(130)는 하나의 집적회로로 이루어지며, 외부의 커패시터(C40)에 연결된다. 상기 커패시터(C40)에 충전된 전압은 PWM 제어신호 발생회로(130)를 구동시킨다. 상기 PWM 제어신호 발생회로(130)는 PWM 신호를 생성하여 스위칭 소자(M10)를 온/오프 제어한다.The PWM control signal generation circuit 130 is composed of one integrated circuit and is connected to an external capacitor C40. The voltage charged in the capacitor C40 drives the PWM control signal generation circuit 130. The PWM control signal generation circuit 130 generates a PWM signal to control the switching element M10 on / off.

따라서, 상기 스위칭 소자(M10)가 온(on)인 동안에는 안정화된 직류 전류가 트랜스포머(120)의 1차측 코일쪽으로 흘러 1차 코일에 전류를 충전하고, 상기 스위칭 소자(M10)가 오프(off)인 동안에는 안정화된 직류 전류는 1차측 코일쪽으로 유입되지 않고, 1차 코일은 저장하고 있는 전류를 트랜스포머(120)의 2차 코일로 전송한다. 상기 2차 코일로 전송된 전류는 다이오드(D50)에 의해 양의 전류로 정류되고, 상기 커패시터(C20)(C30)에 의해 다시 한번 안정화된다. 상기 안정화된 커패시터(C30) 전압은 파워 컨버터(100)의 출력전압(Vout)이 된다.Therefore, while the switching element M10 is on, a stabilized direct current flows toward the primary coil of the transformer 120 to charge a current in the primary coil, and the switching element M10 is off. While the stabilized DC current does not flow into the primary coil, the primary coil transmits the stored current to the secondary coil of the transformer 120. The current transmitted to the secondary coil is rectified by the diode D50 to a positive current and once again stabilized by the capacitors C20 and C30. The stabilized capacitor C30 voltage becomes the output voltage Vout of the power converter 100.

한편, 상기 파워 컨버터(100)의 커패시터(C30)에는 인덕터(L20)을 통해 흐르는 전류 즉, 부하에 공급되는 전류를 검출하기 위해 전류 검출용 저항(R30)이 연결된다.Meanwhile, a current detection resistor R30 is connected to the capacitor C30 of the power converter 100 to detect a current flowing through the inductor L20, that is, a current supplied to a load.

그리고, 상기 전류 검출용 저항(R30)에는 전류 모드를 피드백하여 기준전압과의 차이를 증폭하고, 포토 커플러(300)의 입력전압을 발생하는 정전류 방식의 SMPS 제어회로(200)가 연결된다.The current detection resistor R30 is connected to a constant current SMPS control circuit 200 that feeds back a current mode, amplifies a difference from a reference voltage, and generates an input voltage of the photo coupler 300.

상기 정전류 방식의 SMPS 제어회로(200)는 비교회로(210)와 기준전압 발생회로(220)를 포함한다.The SMPS control circuit 200 of the constant current method includes a comparison circuit 210 and a reference voltage generator circuit 220.

상기 비교회로(210)는 제 1 입력단자(+)에 기준 전압 발생 회로(220)가 연결되고, 제 2 입력단자(-)에 상기 전류 검출용 저항(R30)이 연결되며, 출력단자에 포토 커플러(300)가 연결된다.In the comparison circuit 210, a reference voltage generator circuit 220 is connected to a first input terminal (+), the current detecting resistor R30 is connected to a second input terminal (−), and a photo is connected to an output terminal. Coupler 300 is connected.

그리고, 상기 포토 커플러(300)는 상기 PWM 제어신호 발생회로(130)에 연결된다.The photo coupler 300 is connected to the PWM control signal generation circuit 130.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기준전압 발생회로의 일실시예를 도시한 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating an embodiment of a reference voltage generation circuit according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 기준전압 발생회로(220)는 기준전압(Vref)과, 상기 비교회로(210)의 제 1 입력단자(+) 사이에 결합된 고온 보상용 서미스터(221)와, 상기 고온 보상용 서미스터(221)와 병렬로 연결된 제 1 저항(R50), 및 상기 비교회로(210)의 제 1 입력단자(+)와 접지사이에 결합된 제 3 저항(R60)으로 구비될 수 있다.As shown in FIG. 3, the reference voltage generator 220 includes a high temperature compensation thermistor 221 coupled between a reference voltage Vref and a first input terminal (+) of the comparison circuit 210. And a first resistor R50 connected in parallel with the high temperature compensation thermistor 221 and a third resistor R60 coupled between the first input terminal (+) and the ground of the comparison circuit 210. Can be.

여기서, 상기 고온 보상용 서미스터(221)는 주위의 온도가 고온일 때 저항치가 변화하여 상기 기준전압(Verf)을 변화시킨다.Here, the high temperature compensation thermistor 221 changes the resistance value when the ambient temperature is high temperature to change the reference voltage Verf.

예를 들어, 주위의 온도가 고온일 때, SMPS의 출력전압이 원하는 값보다 증가할 수 있다. 이때, SMPS 제어회로의 기준전압을 증가시킴으로써 SMPS의 출력전압을 낮출 수 있다.For example, when the ambient temperature is a high temperature, the output voltage of the SMPS may increase than the desired value. At this time, the output voltage of the SMPS can be lowered by increasing the reference voltage of the SMPS control circuit.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기준전압 발생회로의 다른 실시예를 도시한 회로도이다.4 is a circuit diagram showing another embodiment of a reference voltage generation circuit according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 기준전압 발생회로(220)는 기준전압(Verf)과, 상기 비교회로(210)의 제 1 입력단자(+) 사이에 결합된 고온 보상용 서미스터(221)와, 상기 고온 보상용 서미스터(221)에 병렬로 연결된 제 1 저항(R50)과, 상기 제 1 저항(R50)과 상기 비교회로(210)의 제 1 입력단자(+) 사이에 결합된 저온 보상용 서미스터(222)와, 상기 저온 보상용 서미스터(222)에 병렬로 연결된 제 2 저항(R70), 및 상기 비교회로(210)의 제 1 입력단자(+)와 접지 사이에 결합된 제 3 저항(R60)으로 구비될 수 있다.As shown in FIG. 4, the reference voltage generation circuit 220 includes a high temperature compensation thermistor 221 coupled between a reference voltage Verf and a first input terminal (+) of the comparison circuit 210. And a low temperature compensation coupled between the first resistor R50 connected in parallel to the high temperature compensation thermistor 221 and between the first resistor R50 and the first input terminal (+) of the comparison circuit 210. A second resistor R70 connected in parallel to a thermistor 222, the low temperature compensation thermistor 222, and a third resistor coupled between the first input terminal (+) of the comparison circuit 210 and ground ( R60).

여기서, 상기 고온 보상용 서미스터(221)는 주위온도가 고온일 때 저항치가 변화하여 기준전압(Verf)을 변화시키고, 상기 저온 보상용 서미스터(222)는 주위온도가 저온일 때 저항치가 변화하여 기준전압(Verf)을 변화시킨다.Here, the high temperature compensation thermistor 221 changes the resistance value when the ambient temperature is high temperature to change the reference voltage Verf, and the low temperature compensation thermistor 222 changes the reference value when the ambient temperature is low temperature. The voltage Verf is changed.

예를 들어, 주위의 온도가 고온일 때, SMPS의 출력전압이 원하는 값보다 증가할 수 있다. 이때, SMPS 제어회로(200)의 기준전압(Verf)을 증가시킴으로써 SMPS의 출력전압을 낮출 수 있다. 또는, 주위의 온도가 저온일 때, SMPS의 출력전압이 원하는 값보다 감소할 수 있다. 이때, SMPS 제어회로(200)의 기준전압(Verf)을 감소시킴으로써 SMPS의 출력전압을 낮출 수 있다.For example, when the ambient temperature is a high temperature, the output voltage of the SMPS may increase than the desired value. At this time, the output voltage of the SMPS can be lowered by increasing the reference voltage Verf of the SMPS control circuit 200. Alternatively, when the ambient temperature is low, the output voltage of the SMPS may be lower than the desired value. In this case, the output voltage of the SMPS can be lowered by reducing the reference voltage Verf of the SMPS control circuit 200.

상기와 같은 구성으로 이루어진 SMPS의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the SMPS configured as described above are as follows.

우선, 교류 입력전압을 받아서 펄스폭 변조방식으로 직류 출력전압을 발생하는 파워 컨버터(100)에서 부하로 출력되는 직류 출력전압을 전류모드로 피드백하여 비교회로(210)에 입력한다. 이때, 상기 피드백 전류는 주위의 온도에 따라 반도체 집적회로에 있는 저항값이 달라지게 된다. 따라서, 원하는 출력값이 안나오게 된다.First, the DC output voltage outputted to the load from the power converter 100 receiving the AC input voltage and generating the DC output voltage by the pulse width modulation method is fed back into the current mode and input to the comparison circuit 210. In this case, the feedback current of the semiconductor integrated circuit varies depending on the ambient temperature. Therefore, the desired output value does not come out.

이때, 상기 기준전압 발생회로(220)에서 주위온도가 고온일 때 상기 고온 보상용 서미스터(221)의 저항치를 변화시켜 기준전압(Verf)을 높일 수도 있고, 주위온도가 저온일 때 상기 저온 보상용 서미스터(222)의 저항치를 변화시켜 기준전압(Verf)을 낮출 수도 있어 주위온도 변화에 따라 기준전압(Verf)을 변화시킨다.In this case, the reference voltage generation circuit 220 may increase the reference voltage Verf by changing the resistance of the high temperature compensation thermistor 221 when the ambient temperature is high, or when the ambient temperature is low, the low temperature compensation The reference voltage Verf may be lowered by changing the resistance of the thermistor 222, thereby changing the reference voltage Verf in accordance with the change in the ambient temperature.

상기 주위온도에 따라 변화된 기준전압(Verf)은 상기 비교회로(210)에 입력되고, 상기 비교회로(210)는 상기 SMPS의 출력전압과 상기 기준전압(Verf)을 비교하여 비교 출력전압을 발생한다. 그리고, 상기 발생된 비교 출력전압은 포토 커플러(300)에 입력된다. The reference voltage Verf changed according to the ambient temperature is input to the comparison circuit 210, and the comparison circuit 210 generates a comparison output voltage by comparing the output voltage of the SMPS with the reference voltage Verf. . The generated comparative output voltage is input to the photo coupler 300.

상기 포터 커플러(300)는 비교 출력전압이 일정치 이상이 되면 커패시터(C40)에 전압을 축적한다. 그리고 상기 커패시터(C40)에 축적된 전압은 PWM 제어신호 발생회로(130)에서 생성되는 PWM 신호의 듀티비를 조절한다. The porter coupler 300 accumulates a voltage in the capacitor C40 when the comparison output voltage reaches a predetermined value or more. The voltage accumulated in the capacitor C40 adjusts the duty ratio of the PWM signal generated by the PWM control signal generating circuit 130.

상기 PWM 제어신호 발생회로(130)는 PWM 신호의 듀티비를 정확히 제어하여 SMPS의 출력전압을 일정하게 유지시킨다.The PWM control signal generation circuit 130 accurately controls the duty ratio of the PWM signal to maintain a constant output voltage of the SMPS.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 신호등 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다.5 is a block diagram showing the configuration of the LED traffic light system according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이 LED 신호등 시스템은 교류 입력전압을 받아서 펄스폭 변조방식으로 직류 출력전압을 발생시키고, 상기 직류 출력전압을 출력단자에 제공하는 PWM방식의 파워 컨버터(100)와, 상기 출력단자에 결합된 LED모듈(400), 및 상기 직류 출력전압을 전류모드로 피드백하여 기준 전압과의 차이를 증폭하고, 포토 커플러 입력전압을 발생하는 정전류 방식의 SMPS 제어회로(200)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 5, the LED traffic light system receives an AC input voltage and generates a DC output voltage using a pulse width modulation method, and provides a PWM power converter 100 for providing the DC output voltage to an output terminal. LED module 400 coupled to the terminal, and a constant current SMPS control circuit 200 for amplifying a difference from the reference voltage by feeding back the DC output voltage in the current mode, and generates a photo coupler input voltage .

여기서, 상기 LED 신호등 시스템은 PWM 방식의 파워 컨버터(100) 및 정전류 방식의 SMPS 제어회로(200)로 이루어진 SMPS의 부하인 출력단자에 LED 모듈(400)을 결합한 것이다.Here, the LED traffic light system is a combination of the LED module 400 to the output terminal which is a load of the SMPS consisting of the PWM type power converter 100 and the constant current type SMPS control circuit 200.

따라서, 첨부된 도 2 내지 도 4의 설명과 같이 주위 온도변화에 따라 기준전압(Verf)을 변화시켜 SMPS의 출력전압을 일정하게 유지시킴으로 LED소자의 전기적?광학적 특성을 일정하게 유지시키고, LED의 수명 연장 및 광도 변화률을 최소화시킬 수 있게 되는 것이다.Accordingly, as shown in FIGS. 2 to 4, the reference voltage Verf is changed according to the change of the ambient temperature to maintain the output voltage of the SMPS constant, thereby maintaining the electrical and optical characteristics of the LED device constant, It will be able to extend the life and minimize the rate of change of brightness.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형 가능함은 물론이다.As described above, in the detailed description of the present invention has been described with respect to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications can be made without departing from the scope of the invention Of course.

따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라, 상기 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

100: 파워 컨버터 110: 전파 브리지 정류기
120: 트랜스포머 130: PWM 제어 발생회로
200: SMPS 제어회로 210: 비교회로
220: 기준 전압 발생 회로 300: 포토 커플러
400: LED 모듈100: power converter 110: full-wave bridge rectifier
120: transformer 130: PWM control generating circuit
200: SMPS control circuit 210: comparison circuit
220: reference voltage generation circuit 300: photo coupler
400: LED module

Claims (17)

SMPS의 출력전압과 기준전압을 비교하여 비교 출력전압을 발생하고, 상기 비교 출력전압을 파워 컨버터에 제공하는 비교회로; 및
주위 온도에 따라 상기 기준전압을 변화시키는 기준전압 발생회로를 포함하되,
상기 기준전압 발생회로는,
상기 기준 전압과 상기 비교 회로의 제 1 입력 단자 사이에 결합된 고온 보상용 서미스터;
상기 고온 보상용 서미스터에 병렬로 연결된 제 1 저항;
상기 제 1 저항과 상기 비교 회로의 제 1 입력 단자 사이에 결합된 저온 보상용 서미스터;
상기 저온 보상용 서미스터에 병렬로 연결된 제 2 저항; 및
상기 비교 회로의 제 1 입력 단자와 접지 사이에 결합된 제 3 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전류 방식의 SMPS 제어회로.A comparison circuit comparing the output voltage of the SMPS with a reference voltage to generate a comparison output voltage and providing the comparison output voltage to a power converter; And
Including a reference voltage generating circuit for changing the reference voltage in accordance with the ambient temperature,
The reference voltage generation circuit,
A high temperature compensation thermistor coupled between the reference voltage and the first input terminal of the comparison circuit;
A first resistor connected in parallel to the high temperature compensation thermistor;
A low temperature compensation thermistor coupled between the first resistor and the first input terminal of the comparison circuit;
A second resistor connected in parallel to the low temperature compensation thermistor; And
And a third resistor coupled between the first input terminal and the ground of the comparison circuit. 제 1 항에 있어서, 상기 기준전압 발생회로는 주위온도가 고온일 때 SMPS의 출력전압을 낮추도록 상기 기준전압을 변화시키는 것을 특징으로 하는 정전류 방식의 SMPS 제어회로.The constant current type SMPS control circuit according to claim 1, wherein the reference voltage generating circuit changes the reference voltage to lower the output voltage of the SMPS when the ambient temperature is high. 제 1 항에 있어서, 상기 기준전압 발생회로는 주위온도가 저온일 때 SMPS의 출력전압을 감소시키도록 상기 기준전압을 변화시키는 것을 특징으로 하는 정전류 방식의 SMPS 제어회로.The constant current type SMPS control circuit according to claim 1, wherein the reference voltage generation circuit changes the reference voltage to reduce the output voltage of the SMPS when the ambient temperature is low. 삭제delete 삭제delete 교류 입력전압을 받아서 펄스폭 변조방식으로 직류 출력전압을 발생하는 PWM 방식의 파워 컨버터;
상기 직류 출력전압을 전류모드로 피드백하여 기준전압과의 차이를 증폭하고, 포토 커플러 입력전압을 발생하는 정전류 방식의 SMPS 제어회로; 및
주위 온도에 따라 상기 기준전압을 변화시키는 기준전압 발생회로를 포함하되,
상기 기준전압 발생회로는,
상기 기준 전압과 상기 비교 회로의 제 1 입력 단자 사이에 결합된 고온 보상용 서미스터;
상기 고온 보상용 서미스터에 병렬로 연결된 제 1 저항;
상기 제 1 저항과 상기 비교 회로의 제 1 입력 단자 사이에 결합된 저온 보상용 서미스터;
상기 저온 보상용 서미스터에 병렬로 연결된 제 2 저항; 및
상기 비교 회로의 제 1 입력 단자와 접지 사이에 결합된 제 3 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 SMPS.A PWM power converter which receives an AC input voltage and generates a DC output voltage in a pulse width modulation method;
A constant current type SMPS control circuit for feeding back the DC output voltage in a current mode to amplify a difference from a reference voltage and generating a photo coupler input voltage; And
Including a reference voltage generating circuit for changing the reference voltage in accordance with the ambient temperature,
The reference voltage generation circuit,
A high temperature compensation thermistor coupled between the reference voltage and the first input terminal of the comparison circuit;
A first resistor connected in parallel to the high temperature compensation thermistor;
A low temperature compensation thermistor coupled between the first resistor and the first input terminal of the comparison circuit;
A second resistor connected in parallel to the low temperature compensation thermistor; And
And a third resistor coupled between the first input terminal of the comparison circuit and ground. 제 6 항에 있어서, 상기 정전류 방식의 SMPS 제어회로는,
SMPS의 출력전압과 기준전압을 비교하여 비교 출력전압을 발생하고, 상기 비교 출력전압을 파워 컨버터에 제공하는 비교회로를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 SMPS.The method of claim 6, wherein the SMPS control circuit of the constant current method,
And a comparison circuit for generating a comparison output voltage by comparing the output voltage of the SMPS with a reference voltage and providing the comparison output voltage to a power converter. 제 6 항에 있어서, 상기 기준전압 발생회로는 주위온도가 고온일 때 SMPS의 출력전압을 낮추도록 상기 기준전압을 변화시키는 것을 특징으로 하는 SMPS.7. The SMPS of claim 6, wherein the reference voltage generating circuit changes the reference voltage to lower the output voltage of the SMPS when the ambient temperature is high. 제 6 항에 있어서, 상기 기준전압 발생회로는 주위온도가 저온일 때 SMPS의 출력전압을 감소시키도록 상기 기준전압을 변화시키는 것을 특징으로 하는 SMPS.7. The SMPS of claim 6, wherein the reference voltage generating circuit changes the reference voltage to reduce the output voltage of the SMPS when the ambient temperature is low. 삭제delete 삭제delete 교류 입력전압을 받아서 펄스폭 변조방식으로 직류 출력전압을 발생시키는 PWM 방식의 파워 컨버터;
상기 파워 컨버터에서 발생하는 직류 출력전압에 따라 동작하는 LED 모듈;
상기 LED모듈로 출력되는 직류 출력전압을 전류모드로 피드백하여 기준전압과의 차이를 증폭하고, 포토 커플러 입력전압을 발생시켜 상기 LED모듈로 출력되는 직류 출력전압을 일정하게 유지시키는 정전류 방식의 SMPS 제어회로; 및
주위 온도에 따라 상기 기준전압을 변화시키는 기준전압 발생회로를 포함하되,
상기 기준전압 발생회로는,
상기 기준 전압과 상기 비교 회로의 제 1 입력 단자 사이에 결합된 고온 보상용 서미스터;
상기 고온 보상용 서미스터에 병렬로 연결된 제 1 저항;
상기 제 1 저항과 상기 비교 회로의 제 1 입력 단자 사이에 결합된 저온 보상용 서미스터;
상기 저온 보상용 서미스터에 병렬로 연결된 제 2 저항; 및
상기 비교 회로의 제 1 입력 단자와 접지 사이에 결합된 제 3 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 신호등 시스템.A PWM power converter which receives an AC input voltage and generates a DC output voltage in a pulse width modulation method;
An LED module operating according to a DC output voltage generated by the power converter;
The constant current type SMPS control which feeds the DC output voltage output to the LED module in the current mode to amplify the difference from the reference voltage and generates a photo coupler input voltage to maintain the DC output voltage output to the LED module constant. Circuit; And
Including a reference voltage generating circuit for changing the reference voltage in accordance with the ambient temperature,
The reference voltage generation circuit,
A high temperature compensation thermistor coupled between the reference voltage and the first input terminal of the comparison circuit;
A first resistor connected in parallel to the high temperature compensation thermistor;
A low temperature compensation thermistor coupled between the first resistor and the first input terminal of the comparison circuit;
A second resistor connected in parallel to the low temperature compensation thermistor; And
And a third resistor coupled between the first input terminal of the comparison circuit and ground. 제 12 항에 있어서, 상기 정전류 방식의 SMPS 제어회로는,
SMPS의 출력전압과 기준전압을 비교하여 비교 출력전압을 발생하고, 상기 비교 출력전압을 파워 컨버터에 제공하는 비교회로를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 LED 신호등 시스템.The SMPS control circuit of claim 12, wherein the constant current type SMPS control circuit comprises:
And a comparison circuit for generating a comparison output voltage by comparing the output voltage of the SMPS with a reference voltage and providing the comparison output voltage to a power converter. 제 12 항에 있어서, 상기 기준전압 발생회로는 주위온도가 고온일 때 SMPS의 출력전압을 낮추도록 상기 기준전압을 변화시키는 것을 특징으로 하는 LED 신호등 시스템.13. The LED traffic light system according to claim 12, wherein the reference voltage generating circuit changes the reference voltage to lower the output voltage of the SMPS when the ambient temperature is high. 제 12 항에 있어서, 상기 기준전압 발생회로는 주위온도가 저온일 때 SMPS의 출력전압을 감소시키도록 상기 기준전압을 변화시키는 것을 특징으로 하는 LED 신호등 시스템.
13. The LED traffic light system according to claim 12, wherein the reference voltage generating circuit changes the reference voltage to reduce the output voltage of the SMPS when the ambient temperature is low.
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