KR101215982B1 - Led drive circuit - Google Patents

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KR101215982B1
KR101215982B1 KR1020110012450A KR20110012450A KR101215982B1 KR 101215982 B1 KR101215982 B1 KR 101215982B1 KR 1020110012450 A KR1020110012450 A KR 1020110012450A KR 20110012450 A KR20110012450 A KR 20110012450A KR 101215982 B1 KR101215982 B1 KR 101215982B1
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전남대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 LED 구동회로에 관한 것이다. 즉, 본 발명에서는 다채널 LED 광원을 구동하는 LED 구동회로에서 온도변화에 따른 LED 등가저항 변화로 인한 전류 변동을 보상하기 위해 직렬저항 대신 에너지 회수가 가능한 DC/DC 컨버터를 사용하고, 온도변화에 따른 전압변동을 보상하기 위해 각 채널의 DC/DC 컨버터에서 회수되는 에너지를 수집하여 전원측으로 환원시키는 전력변환기를 구성함으로써 LED 구동회로에서 에너지 효율을 크게 개선시킬 수 있다.The present invention relates to an LED driving circuit. That is, in the present invention, in order to compensate for the current variation due to the change in LED equivalent resistance according to the temperature change in the LED driving circuit for driving the multi-channel LED light source, a DC / DC converter capable of energy recovery instead of series resistance is used. In order to compensate for the voltage fluctuations, energy efficiency can be greatly improved in the LED driving circuit by configuring a power converter that collects and recovers energy recovered from each channel's DC / DC converter.

Description

ＬＥＤ 구동회로{LED DRIVE CIRCUIT}LED drive circuit {LED DRIVE CIRCUIT}

본 발명은 LED(light emitting diode) 구동회로에 관한 것으로, 특히 다채널(multi channel) LED 광원을 구동하는 LED 구동회로에서 온도변화에 따른 LED 등가저항 변화로 인한 전류 변동을 보상하기 위해 직렬저항 대신 에너지 회수가 가능한 DC/DC 컨버터(converter)를 사용하고, 온도변화에 따른 전압변동을 보상하기 위해 각 채널의 DC/DC 컨버터에서 회수되는 에너지를 수집하여 전원측으로 환원시키는 전력 변환기를 구성하여 효율을 크게 개선시킬 수 있도록 하는 LED 구동회로에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode (LED) driving circuit. In particular, in order to compensate for a current variation due to a change in LED equivalent resistance according to a temperature change in an LED driving circuit for driving a multi-channel LED light source, instead of a series resistor, In order to compensate for voltage fluctuations due to temperature changes, a DC / DC converter capable of energy recovery is used, and a power converter that collects and recovers the energy recovered from the DC / DC converter of each channel to the power supply side improves efficiency. The present invention relates to an LED driving circuit that can be greatly improved.

최근 디지털 광원으로서 각광받고 있는 고출력 LED는 에너지를 절감하고 탄소배출을 획기적으로 줄이는 친환경 소재이며, 저소비전력과 긴수명 그리고 점등 및 소등 속도도 빨라서 고출력 LED의 효율을 향상시켜 일반 조명용으로 사용하려는 노력이 두드러지고 있다. High-power LEDs, which have recently been spotlighted as digital light sources, are eco-friendly materials that save energy and dramatically reduce carbon emissions.Efforts to use them for general lighting by improving the efficiency of high-power LEDs with low power consumption, long life, and fast turn on and off speeds Stand out.

위와 같은 LED를 이용한 조명용 광원을 구성할 경우 LED 자체가 점광원이므로 면광원 구성을 위해서는 많은 수의 LED 어레이(array) 구성이 필요하다. LED 어레이 구성에 있어 직 병렬 구성 및 조합은 직류 공급 장치의 출력 사양을 결정하는 중요한 요인이 된다. LED 직 병렬 구조에 영향을 미치는 요인은 광원의 광출력 특성 및 배광특성이외에도 규격의 제한 사항이 존재 한다. When configuring a light source for lighting using the LED as described above, since the LED itself is a point light source, a large number of LED arrays are required for the surface light source configuration. In parallel to the LED array configuration, the parallel configuration and combination is an important factor in determining the output specifications of the DC supply. In addition to the light output characteristics and light distribution characteristics of the light source, there are limitations in the specification.

현재 LED 조명 시스템을 위해 UL에서는 기존의 조명 규격 정리한 UL 8750을 제정하고 시행하고 있다. UL8750에서 LED 구동을 위한 전원장치에 적용되는 규격은 UL1310이며, UL1310의 경우 Class 2의 전원등급을 요구하고 있다. Class 2는 100VA 미만의 전원등급에 대한 규격으로 사람이 접촉할 수 있는 환경의 전원에 대해미국의 경우 출력 전압 60이하를 요구하고 있으며, 캐나다의 경우 출력 전압 42.6V이하를 요구하고 있다. 또한 유럽에서 사용하고 있는 SLEV의 경우 출력 전압 120V 미만을 요구하고 있어 LED 조명 시스템 구동을 위한 직류전원장치의 경우 출력전압이 제한적이다. For LED lighting systems, UL has enacted and implements UL 8750, which summarizes existing lighting standards. In UL8750, the standard applied to power supply for driving LED is UL1310, and UL1310 requires Class 2 power rating. Class 2 requires a power supply rating of less than 100VA, requiring an output voltage of less than 60 in the United States for power supplies in human-contact environments, and an output voltage of 42.6V or less in Canada. In addition, the SLEV used in Europe requires less than 120V output voltage, so the output voltage is limited in the case of DC power supply for driving LED lighting system.

따라서 규격적 요구사항을 만족하는 LED 조명용 직류공급 장치 설계를 위해서는 저 전압 대 전류 형태의 직류공급 장치 설계가 필요하며, 이에 따라 광원의 형태도 규격이 허용하는 출력전압 범위의 직렬연결군(이것을 1채널이라 정의함)을 다시 병렬군으로 조합하고 효과적인 시스템 제어를 위해 각 채널의 전류를 제어할 수 있는 형태의 다채널 LED 구동회로를 설계해야 한다. Therefore, in order to design a DC lighting device for LED lighting that satisfies the standard requirements, it is necessary to design a DC voltage supply device in the form of a low voltage versus current. It is necessary to design multi-channel LED driving circuits that can be combined into parallel group again and control the current of each channel for effective system control.

도 1은 종래 다채널 조명용 LED 전력 시스템을 도시한 것이다. 도 1의 (a)는 기존의 Linear Regulation 방식을 이용한 다 채널 제어 방식을 도시한 것이며, 도 2의 (b)는 정전압 AC/DC 컨버터에 DC/DC 컨버터 단을 추가하여 채널을 제어하는 방식을 도시한 것이다. 1 illustrates a conventional LED power system for multichannel illumination. Figure 1 (a) shows a multi-channel control method using a conventional linear regulation method, Figure 2 (b) shows a method of controlling the channel by adding a DC / DC converter stage to the constant voltage AC / DC converter. It is shown.

도 1의 (a)의 경우 각 채널에 제어 IC를 추가하는 PWM(pulse width modulation) 방식에 비해 제품의 단가를 낮출 수 있는 장점을 가지는 반면에 임피던스 편차가 클수록 스위치에서 소모되는 전력 손실이 크게 되어 고효율 구동 드라이버를 만들 수 없는 단점을 가진다. 1 (a) has the advantage of lowering the unit cost of the product compared to the pulse width modulation (PWM) method in which a control IC is added to each channel, while the greater the impedance deviation, the greater the power loss consumed by the switch. It has the disadvantage of not being able to make a high efficiency drive driver.

또한, 도 1의 (b)의 경우 AC/DC 컨버터와 LED 구동 드라이버(102)가 서로 독립적으로 동작하므로 안정적인 제어가 가능하며 제어기(controller)(100) 구성이 용이한 장점을 가진다. 그러나 채널수가 증가 할 때마다 DC/DC 제어 IC를 추가하기 때문에 채널수가 증가 하면 할수록 단가 높아지는 단점을 가진다.In addition, in the case of (b) of FIG. 1, since the AC / DC converter and the LED driving driver 102 operate independently of each other, stable control is possible and the controller 100 may be easily configured. However, since the DC / DC control IC is added every time the number of channels increases, the unit price increases as the number of channels increases.

도 2는 종래 조명용 LED 광원에서 온도에 따른 병렬회로의 전류편차를 줄이기 위해 병렬회로에 직렬저항을 삽입한 LED 구동회로를 도시한 것이며, 도 3은 LED의 온도에 따른 전압-전류 특성 그래프를 도시한 것이다.2 is a view illustrating a LED driving circuit in which a series resistor is inserted in a parallel circuit in order to reduce current deviation of a parallel circuit according to temperature in a conventional LED light source, and FIG. 3 is a graph showing voltage-current characteristics according to LED temperature. It is.

위 도 2에서와 같이 종래의 LED 구동회로에서는 동작 전원을 공급하는 전원부(200)에 병렬로 연결되는 LED 어레이(array)(202)에 직렬저항(204)을 삽입하여 온도에 따른 전류변동을 저감하도록 하는 구조가 일반적이다. 이때 정격 전류(

Figure 112011010019423-pat00001
)는 아래의 [수학식 1]에서와 같이 정의된다.As shown in FIG. 2, in the conventional LED driving circuit, a series resistor 204 is inserted into an LED array 202 connected in parallel to a power supply unit 200 supplying operating power to reduce current fluctuation according to temperature. The structure that makes it work is common. Where the rated current (
Figure 112011010019423-pat00001
) Is defined as in Equation 1 below.

Figure 112011010019423-pat00002
Figure 112011010019423-pat00002

이때, 온도 변화에 따른 정격전류를 형성하기 위한 전압변동은 LED 특성에 의해 결정되는데, 전류 변동(

Figure 112011010019423-pat00003
)은 아래의 [수학식 2]에서와 같다.At this time, the voltage variation to form the rated current according to the temperature change is determined by the LED characteristics.
Figure 112011010019423-pat00003
) Is as shown in [Equation 2] below.

Figure 112011010019423-pat00004
Figure 112011010019423-pat00004

또한, LED 구동회로에서는 전류 변동을 작게 하기 위해서는 직렬저항의 값을 크게 해야 하나 이로 인한 전력손실이 증가하는 문제점이 있다.In addition, in the LED driving circuit, in order to reduce the current variation, the value of the series resistance must be increased, but there is a problem in that power loss increases.

위와 같은 전력손실은 LED 어레이(202)에 전력이 공급되는 경우 크게 발광을 위한 전력 손실(

Figure 112011010019423-pat00005
)과 전류 안정화를 위한 전력손실(
Figure 112011010019423-pat00006
)로 구별할 수 있으며, 각각 아래의 [수학식 3]과 [수학식 4]에서와 같이 계산될 수 있다. The above power loss is largely due to power loss for emitting light when power is supplied to the LED array 202.
Figure 112011010019423-pat00005
) And power loss for current stabilization
Figure 112011010019423-pat00006
), And can be calculated as shown in Equation 3 and Equation 4, respectively.

Figure 112011010019423-pat00007
Figure 112011010019423-pat00007

Figure 112011010019423-pat00008
Figure 112011010019423-pat00008

이때 LED 전력 이용율은 발광을 위한 전력 손실(

Figure 112011010019423-pat00009
)과 전류 안정화를 위한 전력손실(
Figure 112011010019423-pat00010
)을 이용하여 아래의 [수학식 5]에서와 같이 나타낼 수 있으며, 온도에 따라 LED 어레이에 전압 변동율이 있는 경우 LED 전압 변동에 따른 전류(I)는 아래의 [수학식 6]에서와 같이 나타낼 수 있다.At this time, the LED power utilization rate is the power loss for light emission (
Figure 112011010019423-pat00009
) And power loss for current stabilization
Figure 112011010019423-pat00010
) Can be expressed as in [Equation 5] below, and if there is a voltage change rate in the LED array according to temperature, the current (I) according to the LED voltage change is expressed as in [Equation 6] below. Can be.

Figure 112011010019423-pat00011
Figure 112011010019423-pat00011

Figure 112011010019423-pat00012
Figure 112011010019423-pat00012

그러나, 위와 같이, 온도 변화에 따른 전류 변화를 보상하기 위해 직렬 저항을 사용하는 종래 LED 구동회로에서는 온도에 따른 전류변동의 보상을 위해 직렬 저항을 크게 하는 경우 온도에 따른 전류변동은 적게 되나 LED 전력 이용율이 낮아지는 문제점이 있었다.However, in the conventional LED driving circuit using a series resistor to compensate for the current change due to the temperature change as described above, when the series resistance is increased to compensate for the current change according to the temperature, the current change according to the temperature is small, but the LED power There was a problem that the utilization rate is lowered.

따라서, 본 발명은 다채널 LED 광원을 구동하는 LED 구동회로에서 온도변화에 따른 LED 등가저항 변화로 인한 전류 변동을 보상하기 위해 직렬저항 대신 에너지 회수가 가능한 DC/DC 컨버터를 사용하고, 온도변화에 따른 전압변동을 보상하기 위해 각 채널의 DC/DC 컨버터에서 회수되는 에너지를 수집하여 전원측으로 환원시키는 전력변환기를 구성하여 효율을 크게 개선시킬 수 있도록 하는 LED 구동회로를 제공하고자 한다.
Accordingly, the present invention uses a DC / DC converter capable of energy recovery instead of series resistance to compensate for the current variation due to the change in LED equivalent resistance in accordance with the temperature change in the LED driving circuit for driving a multi-channel LED light source, In order to compensate for the voltage fluctuations according to the present invention, a power converter that collects the energy recovered from the DC / DC converter of each channel and reduces the power to the power source to provide an LED driving circuit that can greatly improve the efficiency.

상술한 본 발명은 LED 구동회로로서, 동작 전원을 인가받아 LED를 구동시키는 LED 어레이와, 상기 LED 어레이에 연결되어 상기 LED로 정전류가 흐르도록 등가 저항을 가변시키는 DC/DC 컨버터와, 상기 DC/DC 컨버터로부터 전압을 회수하여 상기 동작 전원을 공급하는 전원부로 인가시키는 전력 변환기를 포함한다.The present invention as described above is an LED drive circuit, an LED array receiving an operating power to drive an LED, a DC / DC converter connected to the LED array to vary an equivalent resistance to flow a constant current to the LED, and the DC / And a power converter for recovering the voltage from the DC converter and applying the voltage to the power supply unit for supplying the operating power.

또한, 상기 DC/DC 컨버터는, 상기 LED 어레이로부터 인가되는 전류를 이용하여 전압을 축적하는 커패시터와, 상기 LED 어레이와 상기 커패시터 사이에 병렬로 연결되는 인덕터와, 상기 인덕터의 일단에 설치되어 상기 LED 어레이로부터 상기 인덕터로 흐르는 전류를 측정하는 전류 센서와, 상기 전류 센서를 통해 상기 인덕터에 흐르는 전류값을 인가받아 상기 인덕터로 정전류가 흐르도록 제어하는 전류 제어기와, 상기 전류 제어기에 의해 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off)되어 상기 커패시터에 저장된 전압을 선택적으로 상기 전력 변환기로 인가시키는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The DC / DC converter may include a capacitor that accumulates a voltage using a current applied from the LED array, an inductor connected in parallel between the LED array and the capacitor, and installed at one end of the inductor. A current sensor for measuring a current flowing from the array to the inductor, a current controller for receiving a current value flowing through the inductor through the current sensor and controlling a constant current to flow into the inductor, and being turned on by the current controller Or is turned off to selectively apply a voltage stored in the capacitor to the power converter.

또한, 상기 트랜지스터는, 상기 턴온시 상기 LED 어레이로부터 상기 커패시터에 축적된 전압을 유지시키도록 스위칭되는 것을 특징으로 한다.The transistor may be switched to maintain a voltage accumulated in the capacitor from the LED array during the turn-on.

또한, 상기 트랜지스터는, 상기 턴오프시 상기 커패시터에 축적된 전압이 상기 인덕터를 통해 상기 전력 변환기로 인가되도록 스위칭되는 것을 특징으로 한다.The transistor may be switched such that the voltage accumulated in the capacitor is applied to the power converter through the inductor during the turn-off.

또한, 상기 트랜지스터는, 드레인이 상기 인덕터의 일단에 연결되며, 소오스는 그라운드에 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the transistor is characterized in that the drain is connected to one end of the inductor, the source is connected to the ground.

또한, 상기 전력 변환기는, 상기 DC/DC 컨버터로부터 회수된 전압을 축적하는 커패시터와, 상기 커패시터에 축적된 전압을 상기 전원부로 회수시키는 변압기와, 상기 축적된 전압이 상기 전원부로 인가되도록 상기 변압기를 제어하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The power converter may further include a capacitor for accumulating the voltage recovered from the DC / DC converter, a transformer for recovering the voltage accumulated in the capacitor to the power supply unit, and the transformer so that the accumulated voltage is applied to the power supply unit. It characterized in that it comprises a switching unit for controlling.

또한, 상기 스위칭부는, 턴온 또는 턴오프 시 상기 변압기의 1차 코일에 저장된 상기 전압을 상기 전원부에 연결된 상기 변압기의 2차 코일로 선택적으로 인가시키는 트랜지스터와, 상기 변압기로 인가되는 전압을 측정하고, 측정된 전압에 따라 상기 트랜지스터를 상기 턴온 또는 턴오프시키는 전압 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The switching unit may measure a transistor selectively applying the voltage stored in the primary coil of the transformer to the secondary coil of the transformer connected to the power supply unit, when the switch is turned on or off, and the voltage applied to the transformer, And a voltage controller for turning the transistor on or off in accordance with the measured voltage.

또한, 상기 트랜지스터는, 상기 턴오프시 상기 커패시터에 축적된 전압이 상기 변압기의 1차 코일에 유지되도록 스위칭되는 것을 특징으로 한다.The transistor may be switched so that the voltage accumulated in the capacitor is maintained in the primary coil of the transformer during the turn-off.

또한, 상기 트랜지스터는, 상기 턴온시 상기 변압기의 1차 코일에 저장된 상기 전압이 상기 변압기의 2차 코일로 인가되도록 스위칭되는 것을 특징으로 한다.In addition, the transistor is characterized in that the switch is switched so that the voltage stored in the primary coil of the transformer is applied to the secondary coil of the transformer during the turn on.

또한, 상기 트랜지스터는, 드레인이 상기 변압기의 1차 코일의 일단에 연결되며, 소오스는 그라운드에 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the transistor is characterized in that the drain is connected to one end of the primary coil of the transformer, the source is connected to the ground.

또한, 상기 LED 어레이는, 직렬로 연결되는 다수의 LED를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the LED array is characterized in that it comprises a plurality of LEDs connected in series.

본 발명에서는 다채널 LED 광원을 구동하는 LED 구동회로에서 온도변화에 따른 LED 등가저항 변화로 인한 전류 변동을 보상하기 위해 직렬저항 대신 에너지 회수가 가능한 DC/DC 컨버터를 사용하고, 온도변화에 따른 전압변동을 보상하기 위해 각 채널의 DC/DC 컨버터에서 회수되는 에너지를 수집하여 전원측으로 환원시키는 전력변환기를 구성함으로써 LED 구동회로에서 에너지 효율을 크게 개선시킬 수 있는 이점이 있다.
In the present invention, in order to compensate for the current fluctuation caused by the change in the LED equivalent resistance according to the temperature change in the LED driving circuit for driving the multi-channel LED light source, using a DC / DC converter capable of energy recovery instead of a series resistance, the voltage according to the temperature change In order to compensate for the fluctuation, the power converter collects the energy recovered from the DC / DC converter of each channel and reduces the power to the power supply side, thereby improving the energy efficiency in the LED driving circuit.

도 1은 종래 다채널 조명용 LED 전력 시스템의 회로 구성도,
도 2는 종래 직렬저항 삽입에 의한 LED 구동회로 구성도,
도 3은 종래 LED 구동회로에서 온도에 따른 전압-전류 특성 그래프 예시도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동회로 블록 구성도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동회로의 상세 회로 구성도,
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동회로의 동작 예시도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동회로가 적용된 가로등용 LED 광원 예시도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 전력 시스템 기판 예시도,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 DC/DC 컨버터의 블록 구성도,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동회로의 칩 전압 및 게이트 신호 예시도,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 AC/DC 컨버터의 입력전압-입력전류 예시도,
도 12 내지 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 AC/DC 컨버터의 기동 특성 예시도,
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동회로의 입력전압, 커패시터 전압, 변압기 전류 예시도,
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동회로의 게이트 신호, 변압기 전류 예시도,
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동회로의 각 채널 출력 전류 예시도,
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동회로 효율 비교도.1 is a circuit diagram of a conventional LED power system for multi-channel lighting;
2 is a configuration diagram of a LED driving circuit by inserting a conventional series resistor;
3 is a diagram illustrating a voltage-current characteristic graph according to temperature in a conventional LED driving circuit;
4 is a block diagram of an LED driving circuit according to an embodiment of the present invention;
5 is a detailed circuit diagram of an LED driving circuit according to an embodiment of the present invention;
6A to 6D are diagrams illustrating an operation of the LED driving circuit according to the embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view illustrating an LED light source for a street lamp to which an LED driving circuit is applied according to an embodiment of the present invention;
8 is a diagram illustrating an LED power system board according to an embodiment of the present invention;
9 is a block diagram of a DC / DC converter according to an embodiment of the present invention;
10 is an exemplary chip voltage and gate signal of the LED driving circuit according to an embodiment of the present invention,
11 is an exemplary input voltage-input current of an AC / DC converter according to an embodiment of the present invention;
12 to 13 are diagrams illustrating starting characteristics of an AC / DC converter according to an embodiment of the present invention;
14 is a view illustrating an input voltage, a capacitor voltage, and a transformer current of the LED driving circuit according to the embodiment of the present invention;
15 is a view illustrating a gate signal and a transformer current of the LED driving circuit according to the embodiment of the present invention;
16 is an exemplary view of each channel output current of the LED driving circuit according to an embodiment of the present invention;
17 is a view comparing the LED driving circuit efficiency according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operating principle of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 등가 가변 저항을 구성을 위한 DC/DC 컨버터(converter)를 이용한 LED 구동회로를 도시한 것이다. 본 발명에서는 온도에 따라 LED에 전압 변동률이 있는 경우 정전류를 형성하기 위한 전압 변동률의 보상을 위해 전력 변환기(410)를 이용한 가변저항 특성의 LED 구동회로를 구현한다.4 illustrates an LED driving circuit using a DC / DC converter for configuring an equivalent variable resistor according to an embodiment of the present invention. The present invention implements an LED driving circuit having a variable resistance characteristic using the power converter 410 to compensate for the voltage change rate for forming a constant current when the LED has a voltage change rate according to temperature.

위 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서와 같이 LED 구동회로에서 스위칭(switching) 함수에 의해 직렬저항 값을 전자적으로 변화하기 위한 DC/DC 컨버터(404, 406, 408)를 사용할 경우 DC/DC컨버터(404, 406, 408)의 입력전압의 최대치는 정격전류 형성 시 온도 변화에 따른 전압변동이 적은 값이 되고, 이를 동작 전원을 인가하는 입력측의 전원부(400)로 환원 시에는 적은 용량의 DC/DC 컨버터(404, 406, 408)의 출력을 모아 전체를 환원하는 전력 변환기(410)를 구성함으로써 전력 변환기(410)의 효율을 증대할 수 있다.Referring to FIG. 4, when using the DC / DC converter 404, 406, 408 to electronically change the series resistance value by a switching function in the LED driving circuit as in the embodiment of the present invention, the DC The maximum value of the input voltage of the / DC converters 404, 406, and 408 is a value of which the voltage fluctuation is small according to the temperature change at the time of forming the rated current. The efficiency of the power converter 410 may be increased by configuring the power converter 410 which collects the outputs of the DC / DC converters 404, 406, and 408 to reduce the total amount.

즉, 종래 LED 구동회로에서 정전류 구현을 위해 사용되는 직렬저항 값을 전자적으로 변화하기 위해서는 스위칭 함수에 따라 등가저항을 바꿀 수 있다. 따라서 본 발명에서는 DC/DC 컨버터(404, 406, 408)를 사용하여 등가직렬저항을 가변할 수 있도록 하고, 기존의 저항손실 분에 대해서는 전력 변환기(410)를 이용하여 전원부(400)로 돌려줌으로 저항 손실을 제거할 수 있다.That is, in order to electronically change the series resistance value used for implementing the constant current in the conventional LED driving circuit, the equivalent resistance may be changed according to the switching function. Therefore, in the present invention, the equivalent series resistance can be varied using the DC / DC converters 404, 406, and 408, and the conventional resistance loss is returned to the power supply unit 400 using the power converter 410. Resistance loss can be eliminated.

도 5는 도 4의 LED 구동회로에서 DC/DC 컨버터(404, 406, 408)와 전력 변환기(410)의 상세 회로 구성을 도시한 것이다.FIG. 5 illustrates a detailed circuit configuration of the DC / DC converters 404, 406, 408 and the power converter 410 in the LED driving circuit of FIG. 4.

위 도 5에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동회로에서는 직렬저항 값을 전자적으로 변화하기 위해 비절연 타입의 승압용 DC/DC 컨버터를 사용하였으며, LED의 정전류를 형성하기 위해 전류센서(current sensor)(422)를 통해 인덕터(inductor) L1의 전류를 검출하고, 검출된 전류값을 통해 LED 어레이(array)(402)로 정전류가 흐르도록 제어하는 전류 제어기(current controller)(420)를 구성하였으며, 전체 LED 어레이(402)에서 회수한 전력을 전원부(400)로 환수하기 위한 전력 변환기(410)로 입력측 전압제어용 플라이백 컨버터를 사용하였다.As shown in FIG. 5, in the LED driving circuit according to the exemplary embodiment of the present invention, a non-isolated step-up DC / DC converter is used to electronically change the series resistance value, and to form a constant current of the LED. A current controller detects the current of the inductor L 1 through a current sensor 422 and controls a constant current to flow into the LED array 402 through the detected current value. 420 is used, and a flyback converter for input voltage control is used as a power converter 410 for returning the power recovered from the entire LED array 402 to the power supply unit 400.

위 LED 구동회로의 DC/DC 컨버터(404, 406, 408)는 LED 어레이(402)와 직렬로 연결된 커패시터(capacitor) C1의 전압 Vc1을 스위치로 동작하는 트랜지스터(transistor) Q1의 듀티비(duty ratio)에 의해 제어하여 LED 어레이(402)의 전류를 제어함으로써 온도 변화에 따른 전압 변동률을 보상하게 된다. The DC / DC converters 404, 406, and 408 of the LED driving circuit have a duty ratio of a transistor Q 1 that operates as a switch a voltage V c1 of a capacitor C 1 connected in series with the LED array 402. By controlling by the ratio (duty ratio) to control the current of the LED array 402 to compensate for the voltage fluctuation rate according to the temperature change.

이하, 위 도 5 및 DC/DC 컨버터(404, 406, 408)에서의 동작을 예시한 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 LED 구동회로에서 온도 변화에 따라 전압 변동률을 보상하는 동작을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of compensating the voltage variation rate in accordance with the temperature change in the LED driving circuit will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6A through 6D, which illustrate the operation in the DC / DC converters 404, 406, and 408. do.

먼저, 도 6a는 DC/DC 컨버터(404)의 스위치로 동작하는 트랜지스터 Q1이 턴온(turn on) 되었을 때의 전력의 흐름을 나타낸다. DC/DC 컨버터(404)의 트랜지스터 Q1이 턴온될 때 커패시터 C1의 전압이 인덕터 L1에 인가되고, 이때 인덕터 L1에 커패시터 C1의 에너지가 저장되게 된다. First, FIG. 6A shows the flow of power when transistor Q 1 operating as a switch of DC / DC converter 404 is turned on. When the transistor Q 1 of the DC / DC converter 404 is turned on the voltage of the capacitor C 1 is applied to the inductor L 1, is presented wherein the energy of the capacitor C 1 stored in the inductor L 1.

도 6b는 스위치로 동작하는 트랜지스터 Q1이 턴오프 되었을 때의 전력의 흐름을 나타낸다. DC/DC 컨버터(404)의 트랜지스터 Q1이 턴오프 되었을 때 인덕터 L1에 저장된 에너지 즉, 전압은 에너지 회수 회로로 동작하는 전력 변환기(410)의 커패시터 CF로 저장되게 된다. 6B shows the flow of power when transistor Q 1 acting as a switch is turned off. When the transistor Q 1 of the DC / DC converter 404 is turned off, the energy stored in the inductor L 1 , that is, the voltage, is stored in the capacitor C F of the power converter 410 that operates as an energy recovery circuit.

도 6c 및 도 6d는 회수된 에너지를 전원부(400)로 환원하는 에너지 회수회로의 동작 모드를 나타낸다. 이때, 에너지 회수 회로로 동작하는 전력 변환기(410)는 플라이백 컨버터(fly back converter)를 사용하였으므로 플라이백 컨버터의 동작모드와 동일하다. 6C and 6D show an operation mode of the energy recovery circuit for reducing the recovered energy to the power supply unit 400. In this case, the power converter 410 operating as an energy recovery circuit uses a flyback converter, and thus is the same as the operation mode of the flyback converter.

도 6c는 스위치로 동작하는 트랜지스터 QF가 턴온 되었을 때의 전력의 흐름을 나타낸다. 스위치로 동작하는 트랜지스터 QF가 턴온 될 때 각 DC/DC 컨버터(404, 406, 408)에서 회수되어 커패시터 CF에 저장된 전압은 다시 변압기의 1차측 코일에 저장되게 된다. 6C shows the flow of power when transistor Q F acting as a switch is turned on. When the transistor Q F acting as a switch is turned on, the voltage from the DC / DC converters 404, 406, 408 is recovered and stored in the capacitor C F is stored in the primary coil of the transformer.

도 6 d는 스위치로 동작하는 트랜지스터 QF가 턴오프 되었을 때의 전력의 흐름을 나타낸다. 스위치로 동작하는 트랜지스터 QF가 턴오프 될 때 변압기(424)의 1차측 코일에 저장된 전압은 변압기(424)의 2차측 코일에 연결된 전원부(400)로 인가되어 에너지가 회수되게 된다. 이때, 전압 제어기(voltage controller)(426)는 변압기(424)로 인가되는 전압을 측정하고, 측정된 전압에 따라 트랜지스터 QF의 턴온 또는 턴오프를 제어하여 변압기(424)의 1차측 코일에 저장된 전압이 변압기(424)의 2차측 코일로 인가되도록 하는 동작을 제어한다.6 d shows the flow of power when the transistor Q F acting as a switch is turned off. When the transistor Q F acting as a switch is turned off, the voltage stored in the primary coil of the transformer 424 is applied to the power supply 400 connected to the secondary coil of the transformer 424 to recover energy. At this time, the voltage controller 426 measures the voltage applied to the transformer 424 and controls the turn-on or turn-off of the transistor Q F according to the measured voltage to be stored in the primary coil of the transformer 424. Controls the operation of applying a voltage to the secondary coil of transformer 424.

상기한 바와 같이 본 발명의 다채널 LED 광원을 구동하는 LED 구동회로에서 온도변화에 따른 LED 등가저항 변화로 인한 전류 변동을 보상하기 위해 직렬저항 대신 에너지 회수가 가능한 DC/DC 컨버터를 사용하고, 온도변화에 따른 전압변동을 보상하기 위해 각 채널의 DC/DC 컨버터에서 회수되는 에너지를 수집하여 전원측으로 환원시키는 전력변환기를 구성함으로써 LED 구동회로에서 에너지 효율을 크게 개선시킬 수 있게 된다.As described above, in the LED driving circuit for driving the multi-channel LED light source of the present invention, a DC / DC converter capable of recovering energy instead of a series resistor is used to compensate for the current variation due to the change in the LED equivalent resistance according to the temperature change. In order to compensate for voltage fluctuations due to the change, energy efficiency can be greatly improved in the LED driving circuit by configuring a power converter that collects and recovers energy recovered from each channel's DC / DC converter.

이하에서는 위 설명한 에너지 회수를 위한 전력 변환기가 적용된 LED 구동회로를 가로등용 LED에 적용한 실험 결과를 예를 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, an experimental result of applying the LED driving circuit to which the power converter for energy recovery described above is applied to an LED for a street lamp will be described as an example.

아래의 [표 1]은 실험에 적용된 가로등용 LED 광원의 사양을 나타낸다. 본 실험을 위해 LED 광원은 Cree 사의 XLamp(1.3W) Power LED를 사용하였으며 7직렬 14병렬로 총 98개로 구성하였다. Table 1 below shows the specifications of the LED light source for the street lamp applied to the experiment. For this experiment, Cree XLamp (1.3W) Power LED was used for the experiment and consisted of 98 in 7 series and 14 parallel.

광원 공급전력 Light source power supply 120W120 W 적용 LED 품명Applicable LED Cree 사 XLampCree's XLamp LED 정격LED rating 1.1W(350mA)1.1 W (350 mA) LED 직렬 개수LED Series Count 7 Ea7 Ea LED 병렬 회로 수LED Parallel Circuit Count 14 병렬14 parallel

도 7은 본 발명의 실시 예가 적용된 가로등용 LED 광원을 예시한 것이고, 도 8은 가로등용 LED 광원을 구동시키기 위한 제안된 LED 전력 시스템(power system)을 예시한 것이다.FIG. 7 illustrates an LED light source for a street lamp to which an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 8 illustrates a proposed LED power system for driving an LED light source for a street lamp.

이하, 도 7 및 도 8을 참조하면, LED 전력 시스템은 AC 전원을 DC 전원으로 바꾸어 주는 AC/DC 컨버터와 온도에 따른 LED 광원의 각 채널의 전압 변동분을 보상해 주는 DC/DC 컨버터 회로로 구성되어 있다. 본 발명에서 AC/DC 컨버터는 전력 변환 효율이 우수한 공진형 컨버터 중 LLC 토폴로지 방식의 DC/DC 컨버터와 단위역률을 0.9 이상 유지하기 위해 부스트(boost) 방식의 단위역률 제어 회로로 구성되어 있다. 아래의 [표 2]는 AC/DC 컨버터 부의 사양을 나타낸다.7 and 8, the LED power system includes an AC / DC converter for converting AC power to DC power and a DC / DC converter circuit for compensating voltage variation of each channel of the LED light source according to temperature. It is. In the present invention, the AC / DC converter is composed of a LLC topology DC / DC converter among the resonant converters having excellent power conversion efficiency and a boost type unit power factor control circuit to maintain a unit power factor of 0.9 or more. [Table 2] below shows the specifications of the AC / DC converter.

Topology Topology LLC 공진형LLC resonant type 입력사양Input specification 85 ～ 264V85 to 264 V 출력사양Output specification 24V, 5.2A24 V, 5.2 A PFPF 0.94(@220VAC)0.94 (@ 220 VAC) 효율efficiency 92%(@220VAC)92% (@ 220 VAC)

LED 구동회로는 LED 광원의 각 채널에 대해 부스트 컨버터를 기본으로 DC/DC 컨버터를 구성하였다. The LED driving circuit is a DC / DC converter based on a boost converter for each channel of the LED light source.

도 9는 DC/DC 컨버터의 블록도를 나타낸다. 게이트 구동부(900)는 UC3845 PWM 전용 칩(chip)을 사용하였다. UC 3845 PWM 전용 칩은 크게 R과 C를 이용한 비안정 멀티바이브레이터 회로와 피크 커런트(peak current) 제어를 위한 Error Amp로 구성되어 있다. 비안정 멀티바이브레어터의 경우 27kHz 스위칭 주파수에서 동작하도록 R과 C 값을 구성 하였으며 출력전류 검출부는 INA 193 Current shunt monitor를 사용하여 검출저항에 발생하는 전력 손실을 최소화할 수 있도록 검출저항의 크기를 낮추어 전류를 검출 하였다.9 shows a block diagram of a DC / DC converter. The gate driver 900 used a UC3845 PWM dedicated chip. The UC 3845 PWM chip consists of an unstable multivibrator circuit using R and C and an error amp for peak current control. In case of unstable multivibrator, R and C values are configured to operate at 27kHz switching frequency, and output current detector uses INA 193 Current shunt monitor to reduce the size of detection resistor to minimize power loss in detection resistor. Lower current was detected.

이때, 에너지 회수 회로의 경우 기존의 플라이백 컨버터를 이용하였다. 플라이백 컨버터의 게이트 구동부의 경우 전체 LED에서 회수된 전력을 전원측으로 환원하기 위해 DC/DC 컨버터와 동일한 UC 3845 PWM 전용 Chip을 사용하여 입력측 전압제어기를 구성하였다. At this time, in the case of an energy recovery circuit, a conventional flyback converter was used. In the gate driver of the flyback converter, an input side voltage controller was constructed using the same UC 3845 PWM dedicated chip as the DC / DC converter to reduce the power recovered from all LEDs to the power supply.

도 10은 에너지 회수를 위한 플라이백 컨버터의 제어칩(control-chip) 전압과 게이트 신호를 도시한 것이다. FIG. 10 illustrates a control-chip voltage and a gate signal of a flyback converter for energy recovery.

위 도 10을 참조하면, 플라이백 컨버터의 제어칩 전원의 경우 초기 기동시는 전원 측에서 공급 받게 되고, 이후 제어칩 전원용 전용 전원에 의해 구동되는 방식을 일반적으로 사용하고 있다. 이때 초기 기동시 전원 측 전원을 저장하는 커패시터의 용량에 의해 회로 동작의 속응성이 결정된다. 본 발명에서는 회로동작의 속응성을 위해 칩 전원 전압이 30mS에 동작할 수 있도록 커패시터 용량을 산정하여 적용하였다. Referring to FIG. 10, the control chip power supply of the flyback converter is supplied from the power supply side at the time of initial startup, and is then generally driven by a dedicated power supply for the control chip power supply. At this time, the response of the circuit operation is determined by the capacity of the capacitor that stores the power supply at the initial startup. In the present invention, the capacitor capacity was calculated and applied so that the chip power supply voltage could operate at 30mS for rapid response of the circuit operation.

도 11은 AC/DC 컨버터의 입력전압 및 입력전류를 도시한 것으로, 파형에서 알 수 있듯이 AC/DC 컨버터는 단위역률 제어가 되고 있으며 220V 기준으로 역률이 0.94로 유지됨을 알 수 있다. FIG. 11 illustrates an input voltage and an input current of the AC / DC converter. As can be seen from the waveform, the AC / DC converter is in unit power factor control and the power factor is maintained at 0.94 based on 220V.

도 12는 초기 전원 투입 시 AC/DC 컨버터의 입력전압, 입력전류를 도시한 것으며, 도 13은 전원 제거 시 AC/DC 컨버터의 입력전압, 입력전류를 도시한 것이다. 12 illustrates an input voltage and an input current of the AC / DC converter when the initial power is turned on, and FIG. 13 illustrates an input voltage and the input current of the AC / DC converter when the power is removed.

도 14는 제안된 에너지 회수회로의 입력단 커패시터 전압 Cf, 입력전압 그리고 에너지 회수회로에 사용된 플라이백 컨버터의 변압기 1차측과 2차측 전류를 도시한 것이다. FIG. 14 shows the input capacitor voltage C f , the input voltage of the proposed energy recovery circuit, and the transformer primary and secondary currents of the flyback converter used in the energy recovery circuit.

도 14에서 알 수 있듯이 부스트 컨버터에서 회수된 에너지가 에너지 회수회로의 입력 커패시터 Cf 에 저장되고 있으며 에너지 회수회로를 통해 입력 측으로 환원되고 있음을 알 수 있다. As can be seen in FIG. 14, the energy recovered from the boost converter is stored in the input capacitor C f of the energy recovery circuit and is reduced to the input side through the energy recovery circuit.

도 15는 에너지 회수회로의 게이트 신호와 변압기 1차, 2차 전류를 확대한 그래프 예시도 이고, 도 16은 각 채널 별 LED 출력 전류를 도시한 것이다. 도 16을 참조하면, Ch 1 전류는 461mA, Ch 2 전류는 462mA Ch 3 전류는 465mA 로 측정되고 있어 등가 가변저항으로 동작하는 부스트 컨버터에 의해 채널 당 전류오차 없이 채널 전류가 균등하게 흐르고 있음을 알 수 있다.FIG. 15 is a graph illustrating an enlarged view of a gate signal and a transformer primary and secondary current of an energy recovery circuit, and FIG. 16 illustrates an LED output current for each channel. Referring to FIG. 16, the Ch 1 current is measured as 461 mA and the Ch 2 current is measured as 462 mA and the Ch 3 current is 465 mA, indicating that the channel current flows evenly without a current error per channel by the boost converter operating with an equivalent variable resistor. Can be.

도 17은 기존의 부스트 컨버터를 사용한 LED 구동회로와 제안된 에너지 회수회로를 이용한 LED 구동회로의 효율을 비교하여 도시한 것이다. FIG. 17 shows the efficiency of the LED driving circuit using the conventional boost converter and the LED driving circuit using the proposed energy recovery circuit.

도 17을 참조하면, 기존의 부스트 컨버터를 이용한 LED 구동회로의 경우 각 채널의 LED 전류를 검출하기 위해 사용되는 검출 저항에서 발생하는 전력 손실로 인해 구동회로 자체 효율을 최고 95% 이상 개선하기가 힘들다. 그러나, 제안된 에너지 회수회로를 이용한 LED 구동회로의 경우 검출 저항을 사용하지 않고, 부스트 컨버터를 통해 채널에 공급된 에너지의 무효분을 다시 전원 측으로 회수시킴으로서 기존 LED 구동회로에 비해 효율 개선이 가능하다. Referring to FIG. 17, in the case of the LED driving circuit using the conventional boost converter, it is difficult to improve the driving circuit self efficiency by more than 95% due to the power loss generated by the detection resistor used to detect the LED current of each channel. . However, in the case of the LED driving circuit using the proposed energy recovery circuit, efficiency can be improved compared to the existing LED driving circuit by recovering the invalid portion of the energy supplied to the channel through the boost converter to the power supply side without using a detection resistor. .

즉, 도 16에서 알 수 있듯이 출력이 낮은 곳에서는 효율 개선이 없으나 정격 출력에서 기존 LED 구동회로에 비해 2% 정도 효율이 개선됨을 알 수 있다. That is, as can be seen in Figure 16, where the output is low, there is no efficiency improvement, but it can be seen that the efficiency is improved by about 2% compared to the conventional LED driving circuit at the rated output.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.
Meanwhile, in the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the invention should not be limited by the described embodiments but should be defined by the appended claims.

400 : 전원부 402 : LED 어레이
404 : DC/DC 컨버터 410 : 전력 변환기400: power supply unit 402: LED array
404: DC / DC converter 410: power converter

Claims (11)

삭제delete LED 구동회로로서,
동작 전원을 인가받아 LED를 구동시키는 LED 어레이와,
상기 LED 어레이에 연결되어 상기 LED로 정전류가 흐르도록 등가 저항을 가변시키는 DC/DC 컨버터와,
상기 DC/DC 컨버터로부터 전압을 회수하여 상기 동작 전원을 공급하는 전원부로 인가시키는 전력 변환기를 포함하되,
상기 DC/DC 컨버터는,
상기 LED 어레이로부터 인가되는 전류를 이용하여 전압을 축적하는 커패시터와,
상기 LED 어레이와 상기 커패시터 사이에 병렬로 연결되는 인덕터와,
상기 인덕터의 일단에 설치되어 상기 LED 어레이로부터 상기 인덕터로 흐르는 전류를 측정하는 전류 센서와,
상기 전류 센서를 통해 상기 인덕터에 흐르는 전류값을 인가받아 상기 인덕터로 정전류가 흐르도록 제어하는 전류 제어기와,
상기 전류 제어기에 의해 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off)되어 상기 커패시터에 저장된 전압을 선택적으로 상기 전력 변환기로 인가시키는 트랜지스터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
As an LED drive circuit,
LED array to drive the LED by receiving the operating power,
A DC / DC converter connected to the LED array for varying an equivalent resistance to flow a constant current through the LED;
And a power converter for recovering a voltage from the DC / DC converter and applying the voltage to a power supply unit for supplying the operation power.
The DC / DC converter includes:
A capacitor which accumulates a voltage by using a current applied from the LED array;
An inductor connected in parallel between the LED array and the capacitor;
A current sensor installed at one end of the inductor to measure a current flowing from the LED array to the inductor;
A current controller which receives a current value flowing through the inductor through the current sensor and controls a constant current to flow through the inductor;
A transistor that is turned on or turned off by the current controller to selectively apply a voltage stored in the capacitor to the power converter
LED driving circuit comprising a.
제 2 항에 있어서,
상기 트랜지스터는,
상기 턴온시 상기 LED 어레이로부터 상기 커패시터에 축적된 전압을 유지시키도록 스위칭되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
The method of claim 2,
The transistor,
LED is switched to maintain the voltage accumulated in the capacitor from the LED array during the turn-on.
제 2 항에 있어서,
상기 트랜지스터는,
상기 턴오프시 상기 커패시터에 축적된 전압이 상기 인덕터를 통해 상기 전력 변환기로 인가되도록 스위칭되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
The method of claim 2,
The transistor,
And at the turn-off, the voltage accumulated in the capacitor is switched to be applied to the power converter through the inductor.
제 2 항에 있어서,
상기 트랜지스터는,
드레인이 상기 인덕터의 일단에 연결되며, 소오스는 그라운드에 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
The method of claim 2,
The transistor,
And a drain is connected to one end of the inductor and a source is connected to ground.
제 2 항에 있어서,
상기 전력 변환기는,
상기 DC/DC 컨버터로부터 회수된 전압을 축적하는 커패시터와,
상기 커패시터에 축적된 전압을 상기 전원부로 회수시키는 변압기와,
상기 축적된 전압이 상기 전원부로 인가되도록 상기 변압기를 제어하는 스위칭부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
The method of claim 2,
The power converter,
A capacitor for accumulating the voltage recovered from the DC / DC converter;
A transformer for recovering the voltage accumulated in the capacitor to the power supply unit;
Switching unit for controlling the transformer so that the accumulated voltage is applied to the power supply unit
LED driving circuit comprising a.
제 6 항에 있어서,
상기 스위칭부는,
턴온 또는 턴오프 시 상기 변압기의 1차 코일에 저장된 전압을 상기 전원부에 연결된 상기 변압기의 2차 코일로 선택적으로 인가시키는 트랜지스터와,
상기 변압기로 인가되는 전압을 측정하고, 측정된 전압에 따라 상기 트랜지스터를 상기 턴온 또는 턴오프시키는 전압 제어기
를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
The method according to claim 6,
The switching unit includes:
A transistor for selectively applying a voltage stored in the primary coil of the transformer to a secondary coil of the transformer connected to the power supply unit when turned on or off;
A voltage controller that measures the voltage applied to the transformer and turns the transistor on or off in accordance with the measured voltage
LED driving circuit comprising a.
제 7 항에 있어서,
상기 트랜지스터는,
상기 턴오프시 상기 커패시터에 축적된 전압이 상기 변압기의 1차 코일에 유지되도록 스위칭되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
The method of claim 7, wherein
The transistor,
And the voltage accumulated in the capacitor is switched to maintain the primary coil of the transformer during the turn-off.
제 7 항에 있어서,
상기 트랜지스터는,
상기 턴온시 상기 변압기의 1차 코일에 저장된 전압이 상기 변압기의 2차 코일로 인가되도록 스위칭되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
The method of claim 7, wherein
The transistor,
And the voltage stored in the primary coil of the transformer is switched to be applied to the secondary coil of the transformer during the turn-on.
제 7 항에 있어서,
상기 트랜지스터는,
드레인이 상기 변압기의 1차 코일의 일단에 연결되며, 소오스는 그라운드에 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
The method of claim 7, wherein
The transistor,
A drain is connected to one end of the primary coil of the transformer, the source is LED drive circuit, characterized in that connected to the ground.
제 2 항에 있어서,
상기 LED 어레이는,
직렬로 연결되는 다수의 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.The method of claim 2,
The LED array,
LED driving circuit comprising a plurality of LEDs connected in series.
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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Back-Boost 방식 고출력 LED 시스템 ; 정지현 외 4인, 전력전자학회논문지(The Transactions of Korean Institute of Power Electronics), pp.201-208, 2006*

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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