KR101289075B1 - Circuit for driving light emitting diode - Google Patents

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KR101289075B1
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김재경
김근하
김형태
윤진식
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허봉현
임수근
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네오마루 주식회사
김근하
김재경
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Abstract

PURPOSE: An LED driving circuit is provided to effectively suppress flicker effects by adding a flicker prevention circuit having a simple configuration. CONSTITUTION: A noise filter (110) filters the noise of an applied external power source. An inrush current prevention circuit (120) controls the maximum current flowing at the moment when the external power source is applied. An input rectification smoothing circuit (130) converts and outputs an input alternating current (AC) power source into a direct current (DC) power source. A DC-DC converter (140) converts and outputs the voltage of a signal outputted from the input rectification smoothing circuit. An output rectifier circuit (150) smoothes and outputs a signal outputted from the DC-DC converter. A flicker prevention circuit (160) reduces the ripple current of a signal outputted from the output rectifier circuit and outputs the reduced ripple current to a light emitting diode (LED). The output rectifier circuit comprises a resistor, a capacitor, and a diode. The flicker prevention circuit comprises a capacitor, a first resistor, a second resistor, and a transistor. [Reference numerals] (110) Noise filter; (120) Inrush current prevention circuit; (130) Input rectification smoothing circuit; (140) DC-DC converter; (150) Output rectifier circuit; (160) Flicker prevention circuit; (AA) External power

Description

발광다이오드 구동회로{Circuit for driving Light Emitting Diode}Light emitting diode driving circuit {Circuit for driving Light Emitting Diode}

본 발명은 발광다이오드(Light Emitting Diode ; LED) 구동회로에 관한 것으로, 특히 플리커(flicker) 현상을 방지할 수 있는 발광다이오드 구동회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode (LED) driving circuit, and more particularly to a light emitting diode driving circuit capable of preventing a flicker phenomenon.

LED 조명, 신호등, 이동통신단말기, PDA(Personal Digital Assistant) 등과 같은 조명 수단으로 수명이 길고 전력 소모가 적고 효율이 좋은 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)가 많이 사용되고 있다. 발광다이오드는 순방향 전압을 인가했을 때 발광하는 반도체 소자이다. 발광다이오드의 광출력은 순방향 전류에 의해 결정되고, 발광다이오드의 전류-전압 특성곡선에서 알 수 있듯이 작은 순방향 전압의 변화에 의해 매우 큰 순방향 전류의 변화를 나타낸다. 이러한 이유로 발광다이오드 구동회로는 출력전압의 제어가 아닌 원하는 부하전류를 항상 일정하게 유지시켜 주는 것을 요구한다.Light emitting diodes (LEDs) with long lifetime, low power consumption and high efficiency are widely used as lighting means such as LED lights, signal lights, mobile communication terminals, and personal digital assistants (PDAs). A light emitting diode is a semiconductor device that emits light when a forward voltage is applied. The light output of the light emitting diode is determined by the forward current, and as shown by the current-voltage characteristic curve of the light emitting diode, the change in the forward current is very large due to the small change in the forward voltage. For this reason, the light emitting diode driving circuit requires to keep the desired load current constant at all times, not to control the output voltage.

따라서 복수개의 발광다이오드를 균일한 휘도로 발생시키기 위해서 정전류원 회로를 포함하는 발광다이오드 구동회로가 사용된다. 종래의 발광다이오드 구동회로의 정전류원 회로는 부하전류를 제어하기 위해 발광다이오드에 직렬로 연결된 저항에 걸리는 전압을 피드백하는 방식을 사용한다.Therefore, a light emitting diode driving circuit including a constant current source circuit is used to generate a plurality of light emitting diodes with uniform brightness. The constant current source circuit of the conventional LED driving circuit uses a method of feeding back a voltage applied to a resistor connected in series to the LED in order to control the load current.

이와 같은 종래의 발광다이오드 구동 회로는 정전류원 회로에 저항을 사용하기 때문에, 출력전압으로 복수의 발광다이오드의 순방향 전압에 저항에 의한 전압 강하 분을 더한 전압을 인가해야 한다. 즉 종래의 발광다이오드구동 회로는 발광다이오드 이외에 저항에 의해 소비되는 전력을 더 필요로 한다.Since such a conventional LED driving circuit uses a resistor in a constant current source circuit, a voltage obtained by adding a voltage drop due to resistance to the forward voltage of a plurality of LEDs is applied to the output voltage. In other words, the conventional LED driving circuit further requires power consumed by a resistor in addition to the LED.

특히 고휘도 발광다이오드를 사용하는 경우, 순방향 전류가 커지게 되고, 이는 저항에 의한 전력 손실도 커지게 된다. 이로 인해 고휘도 발광다이오드를 사용하는 경우 정밀도가 높은 저항을 사용해야 하므로, 고휘도 발광다이오드를 사용하는 제품의 제조 비용을 상승시키는 요인으로 작용한다. 뿐만 아니라 부하전류 센싱값에 의한 DC-DC 변환 과정에서 발생하는 출력전압의 리플(ripple)이 부하전류에 그대로 전달되어 원하지 않은 광출력 리플 또는 플리커(flicker)를 발생시킬 수 있다.In particular, when a high brightness light emitting diode is used, the forward current becomes large, which also causes a large power loss due to the resistance. For this reason, when using a high brightness light emitting diode, a high-precision resistance must be used, which increases the manufacturing cost of a product using the high brightness light emitting diode. In addition, the ripple of the output voltage generated in the DC-DC conversion process by the load current sensing value is transferred to the load current as it is, which may cause unwanted optical output ripple or flicker.

등록특허 10-1028587Patent Registration 10-1028587

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 플리커(flicker) 현상을 방지할 수 있는 발광다이오드 구동회로를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a light emitting diode driving circuit that can prevent the flicker phenomenon.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 플리커(flicker) 현상을 방지하면서 발광다이오드(LED)에 정전류를 전달하는 발광다이오드 구동회로는, 입력되는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 출력하는 입력정류 평활회로, 상기 입력정류 평활회로 출력신호의 전압을 변환하여 출력하는 DC-DC 컨버터, 상기 DC-DC 컨버터의 출력신호를 반파정류하여 출력하는 출력정류회로 및 상기 DC-DC 컨버터의 출력신호에 응답하여 상기 출력정류회로 출력신호의 리플전류를 감소시켜 상기 발광다이오드로 출력하는 플리커방지회로를 구비할 수 있다.A light emitting diode driving circuit for transmitting a constant current to a light emitting diode (LED) while preventing the flicker phenomenon according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, converts the input AC power to a DC power source and outputs An input rectifying smoothing circuit, a DC-DC converter for converting and outputting a voltage of the input rectifying smoothing circuit output signal, an output rectifying circuit for half-wave rectifying and outputting an output signal of the DC-DC converter, and an output signal of the DC-DC converter In response to the output rectifying circuit may be provided with a flicker prevention circuit for reducing the ripple current of the output signal to the light emitting diode.

상기 플리커방지회로는, 일단에 상기 발광다이오드의 제 1 단자 및 상기 DC-DC 컨버터의 출력단이 연결되는 커패시터, 일단에 상기 출력정류회로의 출력단이 연결되는 제 1 저항, 일단에 상기 커패시터의 타단이 연결되는 제 2 저항 및 베이스(Base)에 상기 제 1 저항의 타단과 상기 제 2저항의 타단이 연결되고, 제 1 단에 상기 출력정류회로의 출력단이 연결되며, 제 2 단에 상기 발광다이오드의 제 2 단자가 연결되는 트랜지스터를 구비할 수 있다.The flicker prevention circuit may include a capacitor connected to a first terminal of the light emitting diode and an output terminal of the DC-DC converter at one end, a first resistor connected to an output terminal of the output rectifier circuit at one end, and another end of the capacitor at one end. The other end of the first resistor and the other end of the second resistor are connected to a second resistor and a base connected to each other, and an output terminal of the output rectifying circuit is connected to a first end thereof, and a second end of the light emitting diode is connected to a second end thereof. A transistor connected to the second terminal may be provided.

상기 발광다이오드의 제 1 단자는 상기 발광다이오드의 (-) 단자이고, 상기 발광다이오드의 제 2 단자는 상기 발광다이오드의 (+) 단자이며, 상기 트랜지스터는 NPN 타입의 바이폴라 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor, BJT)이고, 상기 트랜지스터의 제 1 단은 콜렉터(Collector)이고, 상기 트랜지스터의 제 2 단은 에미터(Emitter)일 수 있다.The first terminal of the light emitting diode is a (-) terminal of the light emitting diode, the second terminal of the light emitting diode is a (+) terminal of the light emitting diode, and the transistor is an NPN type bipolar junction transistor (Bipolar Junction Transistor, BJT), the first end of the transistor may be a collector, and the second end of the transistor may be an emitter.

상기 발광다이오드 구동회로는, 인가되는 외부전원의 노이즈를 필터링하는 노이즈필터 및 상기 노이즈필터와 상기 입력정류 평활회로 사이에 연결되어 상기 외부전원이 인가되는 순간 흐르는 최대전류를 제어하는 돌입전류 방지회로를 더 구비할 수 있다.The light emitting diode driving circuit may include a noise filter for filtering noise of an external power source applied thereto, and an inrush current prevention circuit connected between the noise filter and the input rectifying smoothing circuit to control a maximum current flowing when the external power source is applied. It may be further provided.

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 발광다이오드 구동회로는 간단한 구성의 플리커방지회로를 추가함으로써 플리커(flicker) 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.The light emitting diode driving circuit according to an embodiment of the present invention has an advantage of preventing a flicker phenomenon by adding a flicker prevention circuit having a simple configuration.

상기 발광다이오드 소자의 밝기는 전류의 양에 따라 변화하는데 일정 전류 이상의 전류가 상기 발광다이오드에 흐르면 상기 발광다이오드의 수명은 기하급수적으로 감소하게 된다. 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 발광다이오드 구동회로를 이용하는 경우 상기 발광다이오드에 정확한 전류를 공급할 수 있으므로 상기 발광다이오드 소자의 수명을 개선할 수 있는 장점이 있다. 아울러 출력정류회로는 저항과 커패시터가 직렬로 연결되어 다이오드와 병렬로 결합되는 구조인데, 이러한 출력정류회로의 저항과 커패시터는 플리커방지회로의 입력되는 전압 및 RC시정수를 조절하는 기능을 수행하여 플리커방지회로에 입력되는 전압을 안정적으로 유지시키는 장점이 있다.The brightness of the light emitting diode device changes according to the amount of current. When a current of a predetermined current or more flows in the light emitting diode, the lifespan of the light emitting diode decreases exponentially. In the case of using the LED driving circuit according to an embodiment of the present invention, it is possible to supply an accurate current to the LED, thereby improving the lifespan of the LED. In addition, the output rectifier circuit has a structure in which a resistor and a capacitor are connected in series and coupled in parallel with a diode. The resistor and capacitor of the output rectifier circuit control the input voltage and the RC time constant of the flicker prevention circuit to control flicker. There is an advantage of keeping the voltage input to the prevention circuit stable.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 발광다이오드(Light Emitting Diode ; LED) 구동회로에 대한 블록도이다.
도 2a는 도 1의 발광다이오드 구동회로의 일 실시예에 따른 회로도이다.
도 2b는 도 2a 중 플리커방지회로의 다른 일 실시예에 따른 회로도이다.
도 3a는 도 1의 출력정류회로의 출력신호 파형도이다.
도 3b는 도 3a의 신호가 상기 발광다이오드에 인가된 경우의 모습을 촬영한 사진이다.
도 4는 도 2의 트랜지스터에 인가되는 전류와 전압을 도시한 파형도이다.
도 5a는 도 1의 플리커방지회로의 출력신호 파형도이다.
도 5b는 도 5a의 신호가 상기 발광다이오드에 인가된 경우의 모습을 촬영한 사진이다.
도 6a는 도 1의 출력정류회로 출력신호의 파형도 및 도 1의 출력정류회로의 출력신호가 특정 발광다이오드에 인가된 경우의 모습을 촬영한 사진이다.
도 6b는 도 1의 플리커방지회로의 출력신호 파형도 및 도 1의 플리커방지회로의 출력신호가 도 6a와 동일한 발광다이오드에 인가된 경우의 모습을 촬영한 사진이다.
도 7a는 도 1의 출력정류회로의 출력신호 파형도 및 도 1의 출력정류회로의 출력신호가 특정 발광다이오드에 인가된 경우의 모습을 촬영한 사진이다.
도 7b는 도 1의 플리커방지회로의 출력신호 파형도 및 도 1의 플리커방지회로의 출력신호가 도 7a와 동일한 발광다이오드에 인가된 경우의 모습을 촬영한 사진이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS A brief description of each drawing is provided to more fully understand the drawings recited in the description of the invention.
1 is a block diagram of a light emitting diode (LED) driving circuit according to an embodiment of the inventive concept.
FIG. 2A is a circuit diagram of an embodiment of the light emitting diode driving circuit of FIG. 1.
FIG. 2B is a circuit diagram according to another embodiment of the flicker prevention circuit of FIG. 2A.
3A is an output signal waveform diagram of the output rectifying circuit of FIG. 1.
FIG. 3B is a photograph taken when the signal of FIG. 3A is applied to the light emitting diode.
4 is a waveform diagram illustrating a current and a voltage applied to the transistor of FIG. 2.
5A is an output signal waveform diagram of the flicker prevention circuit of FIG. 1.
FIG. 5B is a photograph taken when the signal of FIG. 5A is applied to the light emitting diode.
FIG. 6A is a photograph illustrating a waveform diagram of an output rectifier circuit output signal of FIG. 1 and a case where an output signal of an output rectifier circuit of FIG. 1 is applied to a specific light emitting diode.
6B is a photograph showing the output signal waveform diagram of the flicker prevention circuit of FIG. 1 and the output signal of the flicker prevention circuit of FIG. 1 when it is applied to the same light emitting diode as in FIG. 6A.
FIG. 7A is a photograph illustrating a waveform diagram of an output signal of the output rectifier circuit of FIG. 1 and a case in which an output signal of the output rectifier circuit of FIG. 1 is applied to a specific light emitting diode.
FIG. 7B is a photograph showing the output signal waveform diagram of the flicker prevention circuit of FIG. 1 and the output signal of the flicker prevention circuit of FIG. 1 when the same is applied to the same light emitting diode of FIG. 7A.

본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. DETAILED DESCRIPTION In order to fully understand the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents set forth in the drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 발광다이오드(Light Emitting Diode ; LED) 구동회로(100)의 일 실시예에 대한 블록도이고, 도 2a는 도 1의 발광다이오드 구동회로(100)의 일 실시예에 따른 회로도이며, 도 2b는 도 2a 중 플리커방지회로(160)의 다른 일 실시예에 따른 회로도이다.1 is a block diagram of an embodiment of a light emitting diode (LED) driving circuit 100 according to an embodiment of the inventive concept, and FIG. 2A is a light emitting diode driving circuit of FIG. 1. 100 is a circuit diagram according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a circuit diagram of another embodiment of the flicker prevention circuit 160 of FIG. 2A.

도 1 내지 도 2b를 참조하면, 발광다이오드 구동회로(100)는 입력정류 평활회로(130), DC-DC 컨버터(140), 출력정류회로(150) 및 플리커방지회로(160)를 구비할 수 있다. 또한, 발광다이오드 구동회로(100)는 노이즈필터(110) 및 돌입전류 방지회로(120)를 더 구비할 수 있다.1 to 2B, the light emitting diode driving circuit 100 may include an input rectifying smoothing circuit 130, a DC-DC converter 140, an output rectifying circuit 150, and a flicker prevention circuit 160. have. In addition, the light emitting diode driving circuit 100 may further include a noise filter 110 and an inrush current prevention circuit 120.

노이즈필터(110)는 발광다이오드 구동회로(100)의 외부에서 입력단자들(IN1, IN2)을 통해 인가되는 외부전원의 노이즈를 필터링하여 돌입전류 방지회로(120)에 전달할 수 있다. 즉, 노이즈필터(110)는 전원라인을 통하여 노이즈가 포함된 외부전원을 전달받은 경우 상기 외부전원에 포함된 노이즈를 제거하여 전달하거나, 노이즈필터(110) 이후의 단에서 발생한 노이즈가 상기 전원라인 측으로 전달되지 않도록 상기 노이즈를 제거할 수 있다.The noise filter 110 may filter the noise of the external power applied through the input terminals IN1 and IN2 from the outside of the light emitting diode driving circuit 100 and transmit the filtered noise to the inrush current preventing circuit 120. That is, when the noise filter 110 receives external power including noise through a power line, the noise filter 110 removes and transmits the noise included in the external power, or the noise generated at the stage after the noise filter 110 is transmitted to the power line. The noise can be removed so as not to be transmitted to the side.

돌입전류 방지회로(120)는 노이즈필터(110)로부터 노이즈가 제거된 외부전원이 인가되는데, 상기 외부전원이 인가되는 순간 흐르는 최대전류를 제어하여 입력정류 평활회로(130)로 전달할 수 있다. 상기 외부전원이 오프(off) 상태에서 온(on) 상태로 변경되는 순간, 즉, 외부전원이 인가되기 시작하는 순간에 순간적으로 매우 큰 전류가 흐를 수 있으며 이와 같이 매우 큰 전류가 순간적으로 흐르는 경우 회로에 과부하가 걸려 소자들이 파손될 염려가 있다. 그러므로, 돌입전류 방지회로(120)는 이와 같이 순간적으로 큰 전류가 흐르는 것을 방지하여 발광다이오드 구동회로(100)를 구성하는 각 소자들을 보호할 수 있다.The inrush current prevention circuit 120 is applied with an external power source from which noise is removed from the noise filter 110. The inrush current prevention circuit 120 may control the maximum current flowing at the moment when the external power source is applied, and transmit the same to the input rectification smoothing circuit 130. When the external power is changed from the off state to the on state, that is, at the moment when the external power starts to be applied, a very large current may flow momentarily and such a large current flows momentarily. Overloading the circuit can damage the devices. Therefore, the inrush current prevention circuit 120 may prevent the instantaneous large current flows to protect each device constituting the light emitting diode driving circuit 100.

노이즈필터(110)는 저항과 인덕터를 이용하여 구현할 수 있고, 돌입전류 방지회로(120)는 저항과 커패시터를 이용하여 구현할 수 있으나, 본 발명이 이 경우에 한정되는 것은 아니며 이상과 같은 기능을 수행할 수 있다면 다른 다양한 소자들을 이용하여 구현할 수도 있다.The noise filter 110 may be implemented using a resistor and an inductor, and the inrush current prevention circuit 120 may be implemented using a resistor and a capacitor. However, the present invention is not limited thereto. If you can, it can be implemented using various other devices.

입력정류 평활회로(130)는 돌입전류 방지회로(120)에서 인가되는 전원(교류전원)을 직류전원으로 변환하여 DC-DC 컨버터(140)로 출력할 수 있다. 입력정류 평활회로(130)의 전달에 연결되는 노이즈필터(110) 및 돌입전류 방지회로(120) 중 적어도 하나는 생략될 수도 있고 추가적으로 다른 구성요소가 삽입될 수도 있으므로, 본 발명에서 입력정류 평활회로(130)로 인가되는 전원이 반드시 돌입전류 방지회로(120)의 출력신호이어야 하는 것은 아니며 다른 다양한 구성요소에서 출력되는 신호(교류전원)일 수 있다. 입력정류 평활회로(130)는 교류(AC)전원을 직류(DC)전원으로 변환하는 기능을 수행하는데, 예를 들어 브리지다이오드, 저항 및 커패시터를 이용하여 구현할 수 있다. 다만, 본 발명의 입력정류 평활회로(130)가 도 2의 실시예로 한정되는 것은 아니며, 교류전원을 직류전원으로 변환할 수 있다면 다른 다양한 소자를 이용할 수도 있다.The input rectification smoothing circuit 130 may convert the power applied from the inrush current prevention circuit 120 into a DC power and output the DC power to the DC-DC converter 140. At least one of the noise filter 110 and the inrush current prevention circuit 120 connected to the transfer of the input rectification smoothing circuit 130 may be omitted or additional components may be inserted. The power applied to the 130 is not necessarily an output signal of the inrush current preventing circuit 120, but may be a signal (AC power) output from various other components. The input rectification smoothing circuit 130 performs a function of converting an AC power source into a DC power source, for example, by using a bridge diode, a resistor, and a capacitor. However, the input rectification smoothing circuit 130 of the present invention is not limited to the embodiment of FIG. 2, and other various elements may be used as long as the AC power source can be converted into a DC power source.

DC-DC 컨버터(140)는 입력정류 평활회로(130)에서 출력되는 직류전원의 전압을 변환하여 출력할 수 있다. 즉, DC-DC 컨버터(140)는 입력정류 평활회로(130)에서 출력된 직류전원을 상기 발광다이오드를 구동하기에 적절한 전압레벨을 가지도록 변환하여 출력할 수 있다. DC-DC 컨버터(140)는 도 2에 도시된 것과 같은 회로를 이용하여 구현할 수도 있으나, 본 발명이 이 경우에 한정되는 것은 아니며 입력되는 직류전원의 전압레벨을 변환할 수 있다면 다른 다양한 소자를 이용하여 구현할 수도 있다.The DC-DC converter 140 may convert and output the voltage of the DC power output from the input rectification smoothing circuit 130. That is, the DC-DC converter 140 may convert and output the DC power output from the input rectification smoothing circuit 130 to have a voltage level suitable for driving the light emitting diode. The DC-DC converter 140 may be implemented using a circuit as shown in FIG. 2, but the present invention is not limited thereto. If the DC-DC converter 140 can convert a voltage level of an input DC power source, various other devices may be used. It can also be implemented.

출력정류회로(150)는 DC-DC 컨버터(140)의 출력신호(맥류파형)를 평활하여 출력할 수 있다. 즉, DC-DC 컨버터(140)의 출력신호는 리플전류가 큰 맥류성 출력파형을 가지는데, 출력정류회로(150)는 DC-DC 컨버터(140)의 큰맥류성 직류파형을 전해콘덴서를 이용하여 맥류를 평활하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 출력정류회로(150)는 도 3과 같이 60[Hz] 주기 교류전압을 120[Hz] 주기의 맥류(ripple current)로 출력할 수 있다. 이와 같이 출력정류회로(150)에서 출력되는 맥류는 리플(ripple) 성분을 포함하고 있으므로, 그대로 발광다이오드에 인가된다면 플리커(flicker) 현상이 발생함과 더불어 상기 발광다이오드 소자의 수명을 단축시키게 된다. 플리커 현상이란 자극광의 강약 위상이 주기적으로 교대하는 경우, 주파수가 낮으면 깜박깜박하는 빛의 감각이 일어나는 현상으로 명멸현상이라고도 한다. 이와 같은 플리커 현상이 있는 제품은 상기 발광다이오드 소자에 악영향을 미치게 되는데, 상기 발광다이오드 소자의 밝기는 전류의 양에 따라 변화하며 일정값 이상의 전류가 흐르면 상기 발광다이오드 소자의 수명이 기하급수적으로 감소되기 때문이다. 그러므로, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 의한 발광다이오드 구동회로(100)는 출력정류회로(150)의 뒷단에 플리커방지회로(160)를 추가함으로써, 상기 발광다이오드 소자에 정전류를 공급하여 플리커 현상 방지 및 상기 발광다이오드 소자의 수명을 개선할 수 있다.The output rectifier circuit 150 may smoothly output the output signal (a pulse wave waveform) of the DC-DC converter 140. That is, the output signal of the DC-DC converter 140 has a ripple current having a large ripple current, and the output rectifier circuit 150 uses the large pulsed DC waveform of the DC-DC converter 140 using an electrolytic capacitor. To smooth the pulse. For example, the output rectifier circuit 150 may output a 60 [Hz] period AC voltage as a ripple current of 120 [Hz] period as shown in FIG. 3. As such, the pulse output from the output rectifier circuit 150 includes a ripple component, and if applied to the light emitting diode as it is, flicker occurs and shortens the lifespan of the light emitting diode element. The flicker phenomenon is a phenomenon of flickering light when the frequency of the stimulus light periodically alternates, and when the frequency is low, flicker occurs. Products having such a flicker phenomenon adversely affect the light emitting diode device, and the brightness of the light emitting diode device changes according to the amount of current, and when the current exceeds a predetermined value, the lifespan of the light emitting diode device decreases exponentially. Because. Therefore, the LED driving circuit 100 according to an embodiment of the inventive concept adds a flicker prevention circuit 160 to the rear end of the output rectifying circuit 150 to supply a constant current to the LED. It is possible to prevent flicker and improve the lifespan of the light emitting diode device.

플리커방지회로(160)는 DC-DC 컨버터(140)의 출력신호에 응답하여 출력정류회로(150)의 출력신호의 리플전류를 감소시켜 상기 발광다이오드로 출력할 수 있다. 예를 들어, 플리커방지회로(160)는 도 2a에 도시된 것과 같이 트랜지스터(TR), 커패시터(C) 및 복수의 저항들(R1, R2)을 이용하여 구현할 수 있다. 커패시터(C)는 일단에 상기 발광다이오드의 제 1 단자(OUT1) 및 DC-DC 컨버터(140)의 출력단이 연결될 수 있다. 제 1 저항(R1)은 일단에 출력정류회로(150)의 출력단이 연결될 수 있고, 제 2 저항(R2)은 일단에 커패시터(C)의 타단이 연결될 수 있다. 트랜지스터(TR)는 베이스(Base)에 제 1 저항(R1)의 타단 및 제 2 저항(R2)의 타단이 연결되고, 제 1 단에 출력정류회로(150)의 출력단이 연결되며, 제 2 단에 상기 발광다이오드의 제 2 단자(OUT2)가 연결될 수 있다.The flicker prevention circuit 160 may reduce the ripple current of the output signal of the output rectifier circuit 150 in response to the output signal of the DC-DC converter 140 and output the ripple current to the light emitting diode. For example, the flicker prevention circuit 160 may be implemented using the transistor TR, the capacitor C, and the plurality of resistors R1 and R2 as shown in FIG. 2A. One end of the capacitor C may be connected to the first terminal OUT1 of the light emitting diode and the output terminal of the DC-DC converter 140. An output terminal of the output rectifier circuit 150 may be connected to one end of the first resistor R1, and the other end of the capacitor C may be connected to one end of the second resistor R2. The transistor TR is connected to the other end of the first resistor R1 and the other end of the second resistor R2 to the base, the output terminal of the output rectifier circuit 150 is connected to the first end, and the second end of the transistor TR. The second terminal OUT2 of the light emitting diode may be connected to the light emitting diode.

다른 예로, 도 2b에 도시된 것과 같이 도 2a의 플리커방지회로(160)에서 저항(R2)를 제외할 수도 있다. 즉, 플리커방지회로(160)는 도 2b와 같이 트랜지스터(TR), 커패시터(C) 및 저항들(R1)을 이용하여 구현할 수 있다. 커패시터(C)는 일단에 상기 발광다이오드의 제 1 단자(OUT1) 및 DC-DC 컨버터(140)의 출력단이 연결될 수 있다. 제 1 저항(R1)은 일단에 출력정류회로(150)의 출력단이 연결될 수 있고, 타단에 커패시터(C)의 타단이 연결될 수 있다. 트랜지스터(TR)는 베이스(Base)에 제 1 저항(R1)의 타단 및 커패시터(C)의 타단이 연결되고, 제 1 단에 출력정류회로(150)의 출력단이 연결되며, 제 2 단에 상기 발광다이오드의 제 2 단자(OUT2)가 연결될 수 있다.As another example, as illustrated in FIG. 2B, the resistor R2 may be excluded from the flicker prevention circuit 160 of FIG. 2A. That is, the flicker prevention circuit 160 may be implemented using the transistor TR, the capacitor C, and the resistors R1 as shown in FIG. 2B. One end of the capacitor C may be connected to the first terminal OUT1 of the light emitting diode and the output terminal of the DC-DC converter 140. An output terminal of the output rectifier circuit 150 may be connected to one end of the first resistor R1, and the other end of the capacitor C may be connected to the other end thereof. The transistor TR is connected to the other end of the first resistor R1 and the other end of the capacitor C to the base, the output terminal of the output rectifying circuit 150 is connected to the first end, and the second end of the transistor TR. The second terminal OUT2 of the light emitting diode may be connected.

상기 발광다이오드의 제 1 단자(OUT1)는 상기 발광다이오드의 (-) 단자이고, 상기 발광다이오드의 제 2 단자(OUT2)는 상기 발광다이오드의 (+) 단자일 수 있다. 트랜지스터(TR)는 NPN 타입의 바이폴라 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor, BJT)이고, 트랜지스터(TR)의 제 1 단은 콜렉터(Collector)이고, 트랜지스터(TR)의 제 2 단은 에미터(Emitter)일 수 있다. 다만, 본 발명에서 트랜지스터(TR)가 NPN 타입의 바이폴라 접합 트랜지스터인 경우에 한정되는 것은 아니며, 다른 타입의 바이폴라 접합 트랜지스터 또는 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor ; FET)일 수도 있다.The first terminal OUT1 of the light emitting diode may be a negative terminal of the light emitting diode, and the second terminal OUT2 of the light emitting diode may be a positive terminal of the light emitting diode. The transistor TR is an NPN bipolar junction transistor (BJT), the first stage of the transistor TR is a collector, and the second stage of the transistor TR is an emitter. Can be. However, the present invention is not limited to the case where the transistor TR is an NPN type bipolar junction transistor, and may be another type of bipolar junction transistor or a field effect transistor (FET).

플리커방지회로(160) 중 트랜지스터(TR)는 DC-DC 컨버터(140)의 출력신호에 응답하여 온(on) 또는 오프(off)되고, 커패시터(C)는 충방전을 통해 플리커방지회로(160)의 출력전압을 평활하며, 저항(R1과 R2 또는 R1)은 트랜지스터(TR)의 베이스에 인가되는 입력값의 전압레벨을 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 트랜지스터(TR)는 DC-DC 컨버터(140)의 출력신호에 응답하여 상기 베이스와 상기 제 1 단(콜렉터) 사이에 역방향 바이어스(bias)가 인가되고 상기 베이스와 상기 제 2 단(에미터) 사이에 순방향 바이어스가 인가됨으로써, 상기 발광다이오드의 제 2 단자((+) 단자)로 전류를 흐르게 할 수 있다. 그리고, 상기 베이스와 상기 제 2 단(에미터) 사이에 순방향 바이어스가 인가되면서 커패시터(C)가 상기 리플을 평활해줘 맥류파형의 리플전류를 감소시킬 수 있다. 이상과 같은 동작을 통하여, 플리커방지회로(160)는 출력정류회로(150)의 출력신호 중 리플을 제거한 신호를 상기 발광다이오드의 제 1 단자 및 제 2 단자에 공급하게 되므로, 플리커 현상과 상기 발광다이오드 소자의 수명을 개선하여 신뢰성을 확보할 수 있다.Among the flicker prevention circuits 160, the transistor TR is turned on or off in response to the output signal of the DC-DC converter 140, and the capacitor C is charged and discharged to prevent flicker. ) And smooth the output voltage, the resistor (R1 and R2 or R1) may perform a function to adjust the voltage level of the input value applied to the base of the transistor (TR). That is, in response to the output signal of the DC-DC converter 140, the transistor TR has a reverse bias applied between the base and the first stage (collector), and the base and the second stage (emitter). The forward bias is applied between the?) To allow current to flow to the second terminal (+) terminal of the light emitting diode. In addition, while a forward bias is applied between the base and the second terminal (emitter), the capacitor C smoothes the ripple, thereby reducing the ripple current of the pulse wave waveform. Through the above operation, the flicker prevention circuit 160 supplies a signal from which the ripple is removed from the output signal of the output rectifier circuit 150 to the first terminal and the second terminal of the light emitting diode, thereby causing the flicker phenomenon and the light emission. It is possible to secure the reliability by improving the life of the diode device.

도 3a는 도 1의 출력정류회로(150)의 출력신호의 파형도이고, 도 3b는 도 3a의 신호가 상기 발광다이오드에 인가된 경우의 모습을 촬영한 사진이다. 도 4는 도 2의 트랜지스터(TR)에 인가되는 전류와 전압을 도시한 파형도이고, 도 5a는 도 1의 플리커방지회로(160)의 출력신호의 파형도이며, 도 5b는 도 5a의 신호가 상기 발광다이오드에 인가된 경우의 모습을 촬영한 사진이다. 3A is a waveform diagram of an output signal of the output rectifying circuit 150 of FIG. 1, and FIG. 3B is a photograph of a state in which the signal of FIG. 3A is applied to the light emitting diode. 4 is a waveform diagram illustrating a current and a voltage applied to the transistor TR of FIG. 2, FIG. 5A is a waveform diagram of an output signal of the flicker prevention circuit 160 of FIG. 1, and FIG. 5B is a signal of FIG. 5A. Is a picture taken when the state is applied to the light emitting diode.

도 1 내지 도 5b를 참조하면, 플리커방지회로(160)에서 상기 리플을 제거하기 전에는 출력정류회로(150) 출력신호의 전류 최대값(도 3a에서 545[mA])이 RMS(Root Mean Square)값(도 3a에서 321.8[mA])의 약 1.7배에 해당하게 되어 상기 발광다이오드 소자에 데미지(damage)를 주며, 출력신호의 최소값과 최대값의 차이가 크므로 도 3b와 같이 플리커 현상이 매우 크게 발생함을 알 수 있다. 그러나, 플리커방지회로(160)를 이용하는 경우, 플리커방지회로(160) 출력신호의 전류 최대값(도 5a에서 440[mA])이 RMS값(도 4에서 321.8[mA])의 약 1.3배로 감소되어 상기 발광다이오드 소자에 미치는 데미지(damage)가 극히 약해졌으며, 출력신호의 최소값과 최대값의 차이도 매우 감소하여 도 5a에 비하여 도 5b와 같이 플리커 현상이 개선되었음을 알 수 있다.1 to 5B, before the ripple is removed from the flicker prevention circuit 160, the current maximum value (545 [mA] in FIG. 3A) of the output rectifying circuit 150 outputs a root mean square (RMS). It corresponds to about 1.7 times the value (321.8 [mA] in FIG. 3A), which inflicts damage to the light emitting diode device, and has a large difference between the minimum value and the maximum value of the output signal. It can be seen that large occurs. However, when the flicker prevention circuit 160 is used, the maximum current value (440 [mA] in FIG. 5A) of the flicker prevention circuit 160 output signal is reduced by about 1.3 times the RMS value (321.8 [mA] in FIG. 4). As a result, the damage to the light emitting diode device was extremely weakened, and the difference between the minimum value and the maximum value of the output signal was also greatly reduced, indicating that the flicker phenomenon was improved as shown in FIG. 5B compared to FIG. 5A.

도 6a는 도 1의 출력정류회로(150)의 출력신호 파형도 및 도 1의 출력정류회로(150)의 출력신호가 특정 발광다이오드에 인가된 경우의 모습을 촬영한 사진이고, 도 6b는 도 1의 플리커방지회로(160)의 출력신호 파형도 및 도 1의 플리커방지회로(160)의 출력신호가 도 6a와 동일한 발광다이오드에 인가된 경우의 모습을 촬영한 사진이다. 도 7a는 도 1의 출력정류회로(150)의 출력신호 파형도 및 도 1의 출력정류회로(150)의 출력신호가 특정 발광다이오드에 인가된 경우의 모습을 촬영한 사진이고, 도 7b는 도 1의 플리커방지회로(160)의 출력신호 파형도 및 도 1의 플리커방지회로(160)의 출력신호가 도 7a와 동일한 발광다이오드에 인가된 경우의 모습을 촬영한 사진이다.FIG. 6A is a photograph showing a waveform diagram of an output signal of the output rectifying circuit 150 of FIG. 1 and a case in which an output signal of the output rectifying circuit 150 of FIG. 1 is applied to a specific light emitting diode. The output signal waveform diagram of the flicker prevention circuit 160 of FIG. 1 and the output signal of the flicker prevention circuit 160 of FIG. 1 are photographs taken when the same is applied to the light emitting diode of FIG. FIG. 7A is a photograph showing a waveform diagram of an output signal of the output rectifying circuit 150 of FIG. 1 and a case in which an output signal of the output rectifying circuit 150 of FIG. 1 is applied to a specific light emitting diode. The output signal waveform diagram of the flicker prevention circuit 160 of FIG. 1 and the output signal of the flicker prevention circuit 160 of FIG. 1 are photographed when the same is applied to the light emitting diode of FIG.

도 1 내지 도 7b를 참조하면, 도 6a의 경우 전류차가 276[mA], 리플율이 78[%]이였던 것이 플리커방지회로(160)를 추가함으로써 전류차가 40[mA]로 감소하고 리플율도 12[%]로 크게 감소한 것을 알 수 있으며, 발광다이오드의 플리커 현상도 크게 개선되었음을 알 수 있다. 또한, 도 7a의 경우 전류차가 390[mA], 리플율이 67[%]이였던 것이 플리커방지회로(160)를 추가함으로써 전류차가 44[mA]로 감소하고 리플율도 8[%]로 크게 감소한 것을 알 수 있으며, 발광다이오드의 플리커 현상도 크게 개선되었음을 알 수 있다.1 to 7B, in the case of FIG. 6A, the current difference was 276 [mA] and the ripple rate was 78 [%], and the addition of the flicker prevention circuit 160 reduced the current difference to 40 [mA] and the ripple rate. It can be seen that greatly reduced to 12 [%], and the flicker phenomenon of the light emitting diode was also greatly improved. In addition, in the case of FIG. 7A, the current difference was 390 [mA] and the ripple rate was 67 [%], and the addition of the flicker prevention circuit 160 reduced the current difference to 44 [mA] and greatly reduced the ripple rate to 8 [%]. It can be seen that the flicker phenomenon of the light emitting diode is also greatly improved.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (5)

플리커(flicker) 현상을 방지하면서 발광다이오드(LED)에 정전류를 전달하는 발광다이오드 구동회로에 있어서,
인가되는 외부전원의 노이즈를 필터링하는 노이즈필터;
상기 노이즈필터와 연결되어 상기 외부전원이 인가되는 순간 흐르는 최대전류를 제어하는 돌입전류 방지회로;
상기 돌입전류 방지회로와 연결되고, 입력되는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 출력하는 입력정류 평활회로;
상기 입력정류 평활회로 출력신호의 전압을 변환하여 출력하는 DC-DC 컨버터;
상기 DC-DC 컨버터의 출력신호를 평활하여 출력하는 출력정류회로; 및
상기 DC-DC 컨버터의 출력신호에 응답하여 상기 출력정류회로 출력신호의 리플전류를 감소시켜 상기 발광다이오드로 출력하는 플리커방지회로를 구비하고,
상기 출력정류회로는,
저항, 커패시터 및 다이오드로 구성되고, 상기 저항과 상기 커패시터는 직렬로 연결되어 상기 다이오드와 병렬로 결합하고,
상기 플리커방지회로는,
일단에 상기 발광다이오드의 제 1 단자 및 상기 DC-DC 컨버터의 출력단이 연결되는 커패시터;
일단에 상기 출력정류회로의 출력단이 연결되는 제 1 저항;
일단에 상기 커패시터의 타단이 연결되는 제 2 저항; 및
베이스(Base)에 상기 제 1 저항의 타단과 상기 제 2저항의 타단이 연결되고, 제 1 단에 상기 출력정류회로의 출력단이 연결되며, 제 2 단에 상기 발광다이오드의 제 2 단자가 연결되는 트랜지스터를 구비하며,
상기 발광다이오드의 제 1 단자는 상기 발광다이오드의 (-) 단자이고, 상기 발광다이오드의 제 2 단자는 상기 발광다이오드의 (+) 단자이며,
상기 트랜지스터는 NPN 타입의 바이폴라 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor, BJT)이고, 상기 트랜지스터의 제 1 단은 콜렉터(Collector)이고, 상기 트랜지스터의 제 2 단은 에미터(Emitter)인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 구동회로.
In the light emitting diode driving circuit for transmitting a constant current to the light emitting diode (LED) while preventing the flicker phenomenon,
A noise filter for filtering noise of an external power source applied;
An inrush current prevention circuit connected to the noise filter to control a maximum current flowing at the moment when the external power is applied;
An input rectification smoothing circuit connected to the inrush current preventing circuit and converting an input AC power into a DC power;
A DC-DC converter for converting and outputting a voltage of the input rectifying smoothing circuit output signal;
An output rectifying circuit for smoothing and outputting the output signal of the DC-DC converter; And
A flicker prevention circuit for reducing the ripple current of the output rectifier circuit output signal in response to the output signal of the DC-DC converter and outputting the output signal to the light emitting diode;
The output rectifier circuit,
Consisting of a resistor, a capacitor and a diode, the resistor and the capacitor being connected in series and coupled in parallel with the diode,
The flicker prevention circuit,
A capacitor connected to a first terminal of the light emitting diode and an output terminal of the DC-DC converter at one end thereof;
A first resistor having one end connected to an output terminal of the output rectifier circuit;
A second resistor having one end connected to the other end of the capacitor; And
The other end of the first resistor and the other end of the second resistor is connected to a base, the output end of the output rectifier circuit is connected to the first end, and the second terminal of the light emitting diode is connected to the second end. With a transistor,
The first terminal of the light emitting diode is a (-) terminal of the light emitting diode, the second terminal of the light emitting diode is a (+) terminal of the light emitting diode,
The transistor is an NPN type bipolar junction transistor (BJT), the first stage of the transistor is a collector, and the second stage of the transistor is a light emitting diode, characterized in that the emitter (Emitter). Driving circuit.
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