KR101279272B1 - 플라이 백 동작을 수행하는 조명장치 - Google Patents

플라이 백 동작을 수행하는 조명장치 Download PDF

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Abstract

플라이백 동작을 이용하여 발광 다이오드를 구동시키는 조명 장치가 개시된다. 인가되는 AC 전원 전압의 전주기를 이용하기 위해 트랜스포머 및 스위칭부를 가지는 전파전압 변환부가 구비된다. 입력전압의 양의 반주기에서 스위칭부가 오프 상태이면, 트랜스포머는 역기전력을 형성하고, 형성된 역기전력에 의해 구동전류를 형성한다. 또한, 입력전압의 음의 반주기에서 스위칭부가 오프 상태이면, 트랜스포머는 역기전력을 형성하고, 다른 구동전류를 형성하여 발광 동작을 수행한다. 전파전압 변환부를 통해 입력전압의 전주기에 걸쳐 구동전류를 형성할 수 있다.

Description

플라이 백 동작을 수행하는 조명장치{Illumination Apparatus of performing Fly-Back Operation}
본 발명은 발광 다이오드를 이용한 조명용 전원장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 다이오드에 전원을 공급할 수 있는 조명용 AC-DC 변환기에 관한 것이다.
발광 다이오드는 발광층 또는 활성층으로 지칭되는 적층구조 내에서 전자와 정공의 재결합에 의해 발광 동작이 수행되는 소자이다. 발광 다이오드는 낮은 전력소모로 인해 기존의 조명을 대체할 수 있는 새로운 조명용 소자로 주목받고 있다.
다만, 발광 다이오드는 칩의 형태로 형성되므로, 이를 패키징하고 조명 시스템에 적용하는데 다양한 요소의 결합이 요구된다. 예컨대, 복수개로 배치된 발광 다이오드들에 적합한 전원을 공급하는 전원 시스템이 요구되며, 효율적인 발광 구조를 위해 추출되는 광을 유도하는 장치가 요구된다.
특히, 발광 다이오드에 전력을 공급하는 전원 시스템에서는 에너지 효율의 극대화를 위한 역률개선기능이 필수적으로 요구된다. 또한, 전력을 전달하는 회로요소들 사이에서 발생되는 전력누수를 극복하기 위한 다양한 회로구성이 요구된다.
또한, 발광 다이오드의 연결관계와 배치구조의 변화를 통해 AC 전원을 직접 사용할 수 있는 회로적 구성이 나타나고 있으며, AC 전원을 DC로 변환하는 AD-DC 변환기를 이용하는 전력공급 시스템이 개발되고 있다.
AC 전원을 직접 이용하는 경우, 서로 다른 방향의 발광 다이오드들을 병렬로 배치하여 AC 전원의 반주기에 일측의 발광 다이오드를 턴온시키고, 타측의 발광 다이오드를 오프시키는 구성을 취한다. 따라서, AC 전원의 전주기에서 배치된 발광 다이오드의 절반만이 턴온 동작에 참여하게 된다. 이는 별도의 전원변환장치를 사용하지 않는 잇점이 있으나, 발광 동작에 참여하는 발광 다이오드의 숫자에 제한이 있으므로 투입된 발광 다이오드들에 비해 낮은 휘도를 가진다는 단점이 있다.
AC-DC 변환기를 사용하는 경우, 공급전원의 전주기를 발광 동작에 이용할 수 있는 잇점이 있다. 이를 위해 브릿지 다이오드 등의 회로적 구성요소가 구비되어야 한다. 또한, 특정 위상에서의 위상변화를 수행하고, 역률을 개선하기 위한 별도의 회로요소가 부가되므로 조명시스템의 원가를 상승시키는 문제를 발생시킨다.
도 1은 종래기술에 따른 LED 조명용 장치를 도시한 회로도이다.
도 1을 참조하면, LED 조명용 장치는 플라이 백 동작을 수행하고, 전원 공급부(100), 브릿지 다이오드(110), 트랜스포머(120) 및 발광부(130)를 가진다.
즉, 전원 공급부(100)에서 전원이 공급되고, 트랜스포머(120)의 1차측 권선에 전류가 흐르면, 이 권선에 입력전압이 유기된다. 따라서, 트랜스포머(120)의 자화 인덕턴스는 충전된다. 이어서 1차측 권선에 전류가 흐르지 않는 상태가 되면, 충전된 자화 인덕턴스의 에너지는 트랜스포머(120)의 2차측 권선으로 전달된다.
즉, 1차측 권선에 연결된 제어 트랜지스터 Q가 턴온되면, 입력전류는 1차측 권선을 흐른다. 이때 2차측 권선에서는 흑점의 방향에 의해 제어 다이오드 D에 역바이어스가 유도된다. 따라서, 1차측 권선의 자화 인덕턴스에만 에너지가 축적된다. 이어서, 제어 트랜지스터 Q가 오프되면, 2차측 권선에는 이전 상태와 반대 극성의 역기전력이 유기되어 제어 다이오드 D를 턴온시킨다. 따라서, 트랜스포머(120)의 자화 인덕턴스에 축적된 에너지는 출력 측으로 전달되고, 발광부(130)는 턴온되어 발광 동작을 개시한다.
상기 도 1의 구조에서는 전파 정류 동작을 수행하는 브릿지 다이오드(110)가 필수적으로 요청된다. 즉, 브릿지 다이오드(110)에서 AC 전원으로부터 공급되는 전원전압은 전파 정류된다. 또한, 제어기(140) 및 PWM 변환기(150)를 통해 제어 트랜지스터 Q의 온/오프 타임은 결정되며, 이를 통해 트랜스포머(120)의 1차 권선에 축적된 에너지는 2차 권선으로 전달되는 구조가 실현된다. 다만, 브릿지 다이오드(110)에서 전파 정류가 수행되기 위해서는 일정한 에너지 손실은 필수적이다. 즉, 전파 정류를 수행하기 위해 전원전압의 반주기 동안 2개의 다이오드들이 턴온된다. 따라서, 턴온되는 다이오드들을 통한 전압강화와 함께 열손실로 인한 전력의 소모가 발생된다. 이외에 다이오드의 턴온 동작을 통해 형성되는 파형에는 왜곡이 발생되고, 이는 역률을 저하시키는 일 요인이 된다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 브릿지 다이오드를 배제한 플라이 백 컨버터 타입의 LED 조명 장치를 제공하는데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은, AC 전원에 따른 입력전압을 공급하기 위한 AC 전원부; 상기 입력전압을 수신하고, 온/오프 동작의 반복시 축적된 에너지의 전달을 통해 역기전력을 발생하는 전파전압 변환부; 상기 전파전압 변환부의 역기전력에 따라 전류 경로를 제어하는 전류 제어부; 상기 전류 제어부에 의해 제어된 구동전류에 의해 발광 동작을 수행하는 발광부; 및 상기 전파전압 변환부의 온/오프 동작을 제어하는 스위칭 제어신호를 형성하기 위한 스위칭 제어부를 포함하는 플라이백 동작을 이용하는 조명 장치를 제공한다.
상술한 본 발명에 따르면, 기존의 브릿지 다이오드를 통한 전파정류 동작은 배제되고, 트랜스포머 및 스위칭부의 구성을 통해 입력전압의 전주기에 걸쳐 구동전류를 형성한다. 구동전류의 형성은 플라이백 동작을 통해 수행되며, 입력전압에 대한 역률개선동작이 수행될 수 있다. 또한, 브릿지 다이오드의 배제를 통해 발광 다이오드의 발광 동작에 요구되는 전자부품을 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 조명장치의 원가절감을 유도할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 LED 조명용 장치를 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명 장치를 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 2에 도시된 LED 조명 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 4 내지 도 7은 상기 도 2의 타이밍도에 따른 LED 조명 장치의 동작을 설명하기 위한 회로도들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
실시예
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명 장치를 도시한 회로도이다.
도 2를 참조하면, LED 조명 장치는 AC 전원부(200), 전파전압 변환부(210), 전류 제어부(220), 발광부(230) 및 스위칭 제어부(240)를 가진다.
AC 전원부(200)는 AC 전원에 따른 입력전압 Vin을 공급한다. 상기 AC 전원은 RMS값이 220V이며, 60Hz의 주파수를 가진 일반 가정용 전원일 수 있으며, 일정한 주기를 가지고, 다른 위상으로 맥류하는 전원일 수 있다. 또한, AC 전원부(200)에는 필터(205)가 추가로 구비될 수 있다. 상기 필터(205)는 입력전압 Vin에 포함된 노이즈 성분을 제거한다. 예컨대, 상기 필터(205)는 입력 인덕턴스 Lin 및 입력 커패시턴스 Cin을 가질 수 있다.
AC 전원부(200)에는 전파전압 변환부(210)가 연결된다.
전파전압 변환부(210)는 트랜스포머(211) 및 스위칭부(213)를 가진다.
트랜스포머(211)는 입력전류 Ip가 공급되는 1차 권선(215), 1차 권선(215)에 축적된 에너지가 전달되어 유도 기전력이 발생되는 2차 권선(217) 및 3차 권선(219)으로 구성된다. 또한, 1차 권선(215) 대 2차 권선(217)의 권선비는 n : 1로서 발광부(230)에서 사용하고자 하는 출력전압 Vo의 크기에 따라 자연수 n은 적절히 선택될 수 있다. 또한, 1차 권선(215) 대 3차 권선(219)의 권선비도 적절하게 선택된다. 이는 2차 권선(217) 및 3차 권선(219)에서 유기되는 유도 기전력 및 인덕턴스에 따라 선택될 수 있는 사항이다.
상기 1차 권선(215)에는 스위칭부(213)가 연결된다. 상기 스위칭부(213)는 다양한 형태로 구성될 수 있다. 다만, 스위칭 제어부(240)에서 공급되는 스위칭 제어신호 Vct에 따라 온/오프 동작을 수행할 수 있는 소자라면 어느 것이나 적용 가능할 것이다. 예컨대, NMOS 트랜지스터 등이 사용될 수 있으며, 다수의 NMOS 트랜지스터들이 직렬로 연결되고, 게이트 단자에는 공통으로 스위칭 제어신호 Vct가 인가되어, 온/오프 동작을 수행할 수 있을 것이다. 따라서, 상기 도 2에서 스위칭부(213)가 2개의 트랜지스터 M1 및 M2로 이루어진 구성은 일례에 불과한 것으로 이해되어야 한다.
스위칭부(213)가 턴온되는 경우, 1차 권선(215)에는 입력전류 Ip가 흐르게 된다. 또한, 스위칭부(213)가 오프되는 경우, 1차 권선(215)에는 전류가 흐르지 않게 된다. 따라서, 스위칭부(213)의 동작에 따라 입력전류 Ip는 선택적으로 1차 권선(215)에 공급된다.
2차 권선(217) 및 3차 권선(219)은 1차 권선(215)에 커플링된다. 또한, 흑점의 방향에 따라 유도 기전력은 2차 권선(217) 및 3차 권선(219)에 유도된다.
전류 제어부(220)는 트랜스포머(211)를 구성하는 2차 권선(217) 및 3차 권선(219)에 연결되며, 제1 다이오드 D1 및 제2 다이오드 D2를 가진다.
제1 다이오드 D1은 2차 권선(217)의 일단 및 제1 노드 N1 사이에 연결된다. 제1 다이오드 D1의 애노드 단자는 2차 권선(217)의 일단에 연결되고, 캐소드 단자는 제1 노드 N1에 연결된다. 또한, 제1 다이오드 D1의 애노드 단자가 연결되는 2차 권선(217)의 일단은 2차 권선(217)에서 정의된 흑점의 반대 방향이다.
제2 다이오드 D2는 3차 권선(219)의 일단 및 제1 노드 N1 사이에 연결된다. 제2 다이오드 D2의 애노드 단자는 3차 권선(219)의 일단에 연결되고, 캐소드 단자는 제1 노드 N1에 연결된다. 또한, 제2 다이오드 D2의 애노드 단자가 연결되는 3차 권선(219)의 일단은 3차 권선(219)에서 정의된 흑점의 반대 방향이다.
또한, 2차 권선(217)에서 정의된 흑점 방향에 연결된 2차 권선(217)의 타단과 3차 권선(219)에서 정의된 흑점 방향에 연결된 3차 권선(219)의 타단은 제2 노드 N2에 공통연결된다.
발광부(230)는 전류 제어부(220)에 연결된다. 특히, 상기 발광부(230)는 제1 노드 N1과 제2 노드 N2 사이에 연결된다. 상기 발광부(230)는 적어도 하나의 발광 다이오드를 가진다. 따라서, 발광 동작을 수행하기 위해 발광부(230)에 공급되는 구동 전류 Id1 또는 Id2는 제1 노드 N1로부터 제2 노드 N2를 향해 흐른다.
발광부(230)에는 스위칭 제어부(240)가 연결된다.
스위칭 제어부(240)는 스위칭 제어신호 Vct를 발생시킨다. 이를 위해 스위칭 제어부(240)는 제어기(241) 및 펄스폭 변조기(243)를 가진다.
제어기(241)는 발광부(230)를 통과한 전류에 상응하는 전압을 감지하고, 이를 펄스폭 제어신호 Vpwm으로 변환한다. 펄스폭 제어신호 Vpwm의 변환은 다양한 양상으로 수행될 수 있다.
예컨대, 입력되는 전압값의 상승률에 상응하는 펄스폭 제어신호 Vpwm를 생성할 수 있으며, 특정 레벨의 입력 전압값에 따른 펄스폭 제어신호 Vpwm을 형성할 수 있다. 또한, 상기 펄스폭 제어신호 Vpwm은 일정한 DC 레벨을 가질 수 있다. 따라서, 레벨이 높은 펄스폭 제어신호 Vpwm의 경우, 높은 듀티비를 가진 스위칭 제어신호 Vct를 생성하며, 레벨이 낮은 펄스폭 제어신호 Vpwm의 경우, 낮은 듀티비를 가진 스위칭 제어신호 Vct를 생성할 수 있다. 이외에도 제어기(241)는 기설정된 펄스폭 제어신호 Vpwm을 생성할 수 있다. 따라서, 입력되는 전압값에 무관한 일정한 펄스폭 제어신호 Vpwm을 생성할 수도 있다.
펄스폭 변조기(243)는 제어기(241)로부터 공급되는 펄스폭 제어신호 Vpwm에 상응하는 스위칭 제어신호 Vct를 생성한다. 예컨대, 특정 레벨을 가지는 펄스폭 제어신호 Vpwm에 상응하는 듀티비를 가진 스위칭 제어신호 Vct를 형성할 수 있다. 형성된 스위칭 제어신호 Vct는 스위칭부(213)에 인가된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 2에 도시된 LED 조명 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 4 내지 도 7은 상기 도 2의 타이밍도에 따른 LED 조명 장치의 동작을 설명하기 위한 회로도들이다.
도 3에서, 스위칭 제어신호 Vct가 가지는 듀티비는 50%라 가정한다. 또한, 상기 도 2에서 입력전류 Ip 및 다이오드들 D1 및 D2를 흐르는 구동전류들 Id1 및 Id2의 양상은 톱니파의 양상을 가지는 것으로 도시되나, 이는 일례에 불과한 것으로 전류가 흐르는 경로의 임피던스에 따라 입력전류 Ip 및 구동전류들 Id1 및 Id2의 양상은 다양하게 변경될 수 있다.
도 3을 참조하면, 입력전압 Vin의 양의 반주기에서, 스위칭부(213)는 온/오프를 반복한다. 스위칭부(213)의 온/오프에 따라 트랜스포머(211)는 1차 권선(215)으로부터 2차 권선(217) 또는 3차 권선(219)으로 전압을 전달한다. 즉, 스위칭부(213)의 온 상태에서는 1차 권선(215)에 인가되는 전압은 2차 권선(217) 및 3차 권선(219)으로 전달되지 못한다. 또한, 스위칭부(213)의 오프 상태에서는 트랜스포머(211)는 2차 권선(217) 및 3차 권선(219)을 통해 역기전력을 발생시키고, 발광부(230)의 발광 동작에 필요한 전압을 형성한다.
먼저, 도 3 및 도 4를 참조하면, 입력전압의 양의 반주기 T/2 구간 동안, 스위칭부(213)가 온 상태인 구간에서 입력전류 Ip는 소정의 값으로 1차 권선(215)을 흐른다. 따라서, 1차 권선(215)의 양단에는 전압차 V1이 발생된다.
스위칭부(213)가 온 상태 이전에는 오프 상태가 되므로, 온 상태의 초기에 1차 권선(215)을 흐르는 전류인 입력전류 Ip는 1차 권선(215)이 가지는 인덕턴스 성분으로 인해 0A로부터 서서히 증가하는 양상을 가진다.
또한, 2차 권선(217) 및 3차 권선(219)에서는 설정된 흑점의 방향에 의해 제2 노드 N2에는 양의 유도 기전력이 유기되고, 또한, 흑점의 반대방향인 2차 권선(217) 및 3차 권선(219)의 일측에는 음의 유도 기전력이 유기된다. 따라서, 제1 다이오드 D1 및 제2 다이오드 D2는 역바이어스되고, 제1 구동전류 Id1 및 제2 구동전류 Id2는 발생되지 않는다. 이는 2차 권선(217) 및 3차 권선(219)으로 에너지가 전달되지 못하고, 1차 권선(215)에 에너지가 저장됨을 의미한다.
따라서, 도 4에서 발광부(230)를 흐르는 전류는 발생되지 않으며, 스위칭부(213)가 온 상태인 구간에서는 1차 권선(215), 스위칭부(213) 및 AC 전원부(200)로 구성된 폐루프가 형성되며, 형성된 폐루프를 통해 입력전류 Ip가 흐르게 된다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 입력전압 Vin의 양의 반주기 T/2 내에서 스위칭부(213)는 오프된다. 따라서, 1차 권선(215)을 흐르는 입력전류 Ip는 발생되지 않는다. 다만, 도 3 및 도 4에서 설명된 바와 같이 스위칭부(213)의 온 구간에서 축적된 에너지는 2차 권선(217) 및 3차 권선(219)으로 전달된다. 스위칭부(213)의 오프와 함께 입력전류 Ip는 발생되지 않으므로 2차 권선(217) 및 3차 권선(219)의 흑점 부위에는 음의 유도 기전력이 발생된다. 따라서, 제2 노드 N2에는 음의 기전력이 인가되고, 흑점에 대향하는 2차 권선(217)의 일측 및 3차 권선(219)의 일측에는 양의 기전력이 인가된다. 따라서, 2차 권선(217)에는 제1 역기전력 VR1이 발생되고, 3차 권선(219)에는 제2 역기전력 VR2가 발생된다.
다만, 2차 권선(217)의 양단에 인가되는 제1 역기전력에 의한 전압 VR1은 3차 권선(219)의 양단에 인가되는 제2 역기전력에 의한 전압 VR2보다 높은 값을 가진다. 따라서, 제1 다이오드 D1은 턴온되고, 제2 다이오드 D2는 오프된다. 이는 2차 권선(217), 제1 다이오드 D1, 발광부(230) 및 제2 노드 N2로 이루어진 루프가 형성되고, 이를 통해 제1 구동전류 Id1이 발생됨을 의미한다. 제1 구동전류 Id1에 의해 발광부(230)는 턴온되고 발광동작을 수행한다.
또한, 발생된 제1 구동전류 Id1은 스위칭부(213)의 오프 초기에는 저장된 에너지로 인해 높은 값을 가지나, 시간의 경과에 따라 작은 값을 가진다. 이는 저장된 에너지가 시간의 경과에 따라 소모되는 현상에 기인하며, 스위칭부(213)의 오프에 따라 입력전류 Ip가 발생되지 않음에 기인한다.
도 3 및 도 6을 참조하면, 입력전압 Vin의 음의 반주기 구간 T/2 내지 T에서 입력전류 Ip는 인가되는 음의 방향의 입력전압 Vin에 의해 음의 값을 가진다.
먼저, 스위칭부(213)가 턴온되면, 스위칭부(213)를 흐르는 입력전류 Ip가 발생된다. 입력전류 Ip의 발생에 의해 1차 권선(215)의 양단에는 전압 V1이 유기된다.
또한, 제1 다이오드 D1의 양단과 제2 다이오드 D2의 양단은 흑점의 설정에 따라 역바이어싱 된다. 따라서, 제1 다이오드 D1 및 제2 다이오드 D2를 통한 전류 경로는 차단된다. 이는 유도 결합에 의한 2차 권선(217) 및 3차 권선(219)에서 전류의 발생이 일어나지 않으며, 에너지의 전달이 수행되지 않음을 의미한다.
도 3 및 도 7을 참조하면, 입력전압 Vin의 음의 반주기에서 스위칭부(213)가 오프된다. 오프 상태의 스위칭부(213)로 인해 입력전류 Ip는 발생되지 않는다. 다만, 2차 권선(217) 및 3차 권선(219)에는 제1 역기전력 VR1 및 VR2가 발생된다. 역기전력에 의해 제1 다이오드 D1 및 제2 다이오드 D2 양단은 정바이어스가 인가된다. 또한, 제2 다이오드 D2에 인가되는 제2 역기전력 VR2는 제1 다이오드 D1에 인가되는 제1 역기전력 VR1보다 큰 값을 가지므로 제2 다이오드 D2가 턴온된다. 따라서, 2차 권선(219), 제2 다이오드 D2 및 발광부(230)를 흐르는 전류경로가 형성된다.
따라서, 입력전압 Vin의 전주기를 통해 플라이백 동작이 수행될 수 있으며, 브릿지 다이오드를 통한 전파 정류 동작의 수행이 배제된 상태에서 트랜스포머의 동작에 의해 입력전압의 전주기에 걸쳐 플라이백 동작이 수행되고, 입력전압에 대한 역률개선동작이 수행될 수 있다.
특히, 본 발명에서는 브릿지 다이오드의 배제를 통해 발광 다이오드의 발광 동작에 요구되는 전자부품을 감소시킬 수 있다. 이를 통해 조명 장치의 원가절감을 유도할 수 있는 장점을 가진다.
200 : AC 전원부 210 : 전파전압 변환부
220 : 전류 제어부 230 : 발광부
240 : 스위칭 제어부

Claims (6)

  1. AC 전원에 따른 입력전압을 공급하기 위한 AC 전원부;
    상기 입력전압을 수신하고, 온/오프 동작의 반복시 축적된 에너지의 전달을 통해 역기전력을 발생하는 전파전압 변환부;
    상기 전파전압 변환부의 역기전력에 따라 전류 경로를 제어하는 전류 제어부;
    상기 전류 제어부에 의해 제어된 구동전류에 의해 발광 동작을 수행하는 발광부; 및
    상기 전파전압 변환부의 온/오프 동작을 제어하는 스위칭 제어신호를 형성하기 위한 스위칭 제어부를 포함하고,
    상기 전파전압 변환부는,
    상기 스위칭 제어신호에 따라 온/오프 동작을 수행하는 스위칭부; 및
    상기 스위칭부에 연결되고, 상기 스위칭부의 온 상태에서 입력전압에 따른 입력전류가 발생되고, 상기 스위칭부의 오프 상태에서 저장된 에너지에 따라 역기전력을 발생시키는 트랜스포머를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이백 동작을 이용하는 조명 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 트랜스포머는,
    상기 스위칭부에 연결되고, 상기 스위칭부의 온/오프 동작에 따라 입력전류가 형성되는 1차 권선;
    상기 1차 권선과 커플링되고, 상기 스위칭부의 오프 상태에서 제1 역기전력이 발생되는 2차 권선; 및
    상기 1차 권선과 커플링되고, 상기 스위칭부의 오프 상태에서 제2 역기전력이 발생되는 3차 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이백 동작을 이용하는 조명 장치.
  4. 제3항에 있어서, 전류 제어부는,
    상기 2차 권선의 일단 및 제1 노드 사이에 연결된 제1 다이오드; 및
    상기 3차 권선의 일단 및 상기 제1 노드 사이에 연결된 제2 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이백 동작을 이용하는 조명 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 입력전압의 양의 반주기에서 상기 스위칭부가 오프 상태인 경우, 상기 제1 다이오드는 턴온되어 제1 구동전류를 발생시키고, 상기 제2 다이오드는 오프되는 것을 특징으로 하는 플라이백 동작을 이용하는 조명 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 입력전압이 음의 반주기에서 상기 스위칭부가 오프 상태인 경우, 상기 제1 다이오드는 오프되고, 상기 제2 다이오드는 턴온되어 제2 구동전류를 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라이백 동작을 이용하는 조명 장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090006667A (ko) * 2007-07-12 2009-01-15 삼성전기주식회사 인터리브드 플라이백 ｌｅｄ 구동 장치
US20090257250A1 (en) 2008-04-15 2009-10-15 Green Mark Technology Inc. Synchronous rectifier dc/dc converters using a controlled-coupling sense winding
KR20090124215A (ko) * 2008-05-29 2009-12-03 삼성전기주식회사 Ｌｅｄ용 전원 공급 장치
KR20110105919A (ko) * 2010-03-22 2011-09-28 유양산전 주식회사 인터리브 방식의 ｐｆｃ 플라이백 컨버터

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090006667A (ko) * 2007-07-12 2009-01-15 삼성전기주식회사 인터리브드 플라이백 ｌｅｄ 구동 장치
US20090257250A1 (en) 2008-04-15 2009-10-15 Green Mark Technology Inc. Synchronous rectifier dc/dc converters using a controlled-coupling sense winding
KR20090124215A (ko) * 2008-05-29 2009-12-03 삼성전기주식회사 Ｌｅｄ용 전원 공급 장치
KR20110105919A (ko) * 2010-03-22 2011-09-28 유양산전 주식회사 인터리브 방식의 ｐｆｃ 플라이백 컨버터

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