KR101556957B1 - High efficiency LED dimming converter - Google Patents

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KR101556957B1 KR1020140134067A KR20140134067A KR101556957B1 KR 101556957 B1 KR101556957 B1 KR 101556957B1 KR 1020140134067 A KR1020140134067 A KR 1020140134067A KR 20140134067 A KR20140134067 A KR 20140134067A KR 101556957 B1 KR101556957 B1 KR 101556957B1
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이시영
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이시영
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Abstract

The present invention relates to an LED dimming converter arranged between a commercial power source and an LED module. The LED dimming converter includes: a filter unit connected in parallel to an output side of the commercial power source; a sensing unit which measures electric current supplied to the LED module; and a dimming control unit which receives measured current from the sensing unit, compares the measured current with the reference current, and controls the filter unit based on a relative ratio (measured electric current/reference current) between the measured electric current and the reference current. The filter unit comprises: a first filter unit including a first capacitor, which is connected in parallel to the commercial power source according to the control of the dimming control unit; a second filter unit including a second capacitor, which is connected in parallel to the commercial power source according to the control of the dimming control unit; and a third capacitor which is connected in parallel to the commercial power source.

Description

고효율 LED 디밍 컨버터 {High efficiency LED dimming converter}[0001] The present invention relates to a high efficiency LED dimming converter,

본 발명은 디밍(Dimming) 기능을 갖는 LED 컨버터에 관한 것으로서, 특히 디밍 시 측정되는 출력 전류에 따라 EMI 필터의 커패시턴스(C값)를 제어함으로써 역률개선 효과를 얻을 수 있는 고효율 LED 디밍 컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to an LED converter having a dimming function and more particularly to a high efficiency LED dimming converter capable of obtaining a power factor improving effect by controlling a capacitance (C value) of an EMI filter in accordance with an output current measured during dimming .

오늘날 조명기구의 광원으로 주목받고 있는 LED는 조도가 높으면서도 소비전력은 적고 이산화탄소, 수은 등의 유해물질의 발생이 없어 친환경적이며, 5만 시간 이상 장수명, 기존 광원에 비해 빠른 응답 시간 등의 장점이 있다.LED, which has been attracting attention as a light source for lighting fixtures today, has advantages such as low illuminance, low power consumption, no environment pollution such as carbon dioxide and mercury, long life time of more than 50,000 hours, have.

이러한 LED 조명기구는 눈부심 제거, 쾌적한 분위기 연출, 에너지 절감 등을 위해 대개 전력을 제어해 조도 및 휘도를 조절하는 디밍(Dimming) 기능을 갖는 컨버터를 채용하고 있다.Such a LED lighting apparatus adopts a converter having a dimming function for controlling brightness and luminance by controlling electric power in order to remove glare, produce a pleasant atmosphere, and save energy.

일반적으로 LED 조명용 컨버터는 상용전원을 정격전원으로 변환하는 트랜스포머와, 이를 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식으로 스위칭하는 PWM부를 가지며, 최근에는 에너지 효율이 강조되면서 PFC 회로 등과 같은 상용전원의 역률을 개선하는 구성을 내장하고 있다.In general, LED lighting converters have a transformer that converts a commercial power source to a rated power source and a PWM unit that switches the power source to a pulse width modulation (Pulse Width Modulation) method. Recently, the power factor of a commercial power source such as a PFC And a built-in configuration to improve it.

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역률은 유효전력과 무효전력의 구성비에 의해 구해지는 일종의 백분율 값 혹은 총전력(피상전력 = 유효 전력 + 무효전력)에 대한 유효전력의 비율로서 정의되는데, 효율과 비교하면 손실에 해당되는 것이 무효전력이므로, 총 전력이 모두 나오게 되면 역률은 1이 된다.The power factor is defined as the ratio of the active power to the total power (apparent power = active power + reactive power), which is a kind of percentage value determined by the composition ratio of active power and reactive power. The power factor becomes 1 when the total power is all outputted.

통상의 LED 조명용 컨버터는 조명 출력이 100%일 때는 규격에 따라서 역률이 0.9(90%) 이상이 나오지만, 디밍 기능의 실행으로 조명 출력이 50% 이하로 내려가면 역률이 0.5(50%)도 미치지는 못하는 경우가 많아서 디밍의 순기능이 왜곡되고 효율이 떨어진다.When the lighting output is 100%, the power factor is 0.9 (90%) or more according to the standard. However, when the dimming function is executed, the lighting power is lowered to 50% The dimming function is distorted and the efficiency is lowered.

예를 들어, 20%로 디밍할 경우 출력 광량으로는 절약되는 것처럼 보이지만, 입력 측에서 볼 때에는 광량이 줄어드는 만큼 일정하게 절약되지 않는다. 즉, 역률이 0.9에서 0.5로 낮아지면 흐르는 전류 값이 높아지기 때문이다.For example, when dimming to 20%, the output light seems to be saved, but when viewed from the input side, the amount of light is not reduced as much as constant. That is, when the power factor is lowered from 0.9 to 0.5, the current value flowing becomes higher.

따라서 디밍 기능을 갖는 LED 조명용 컨버터의 경우 디밍 시 역률개선이 중요한 문제로 부각되고 있다.Therefore, in case of LED lighting converter with dimming function, improvement of power factor during dimming is becoming an important issue.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 디밍 시 측정·검출되는 출력 전류에 따라 EMI 필터의 커패시턴스(C값)를 제어하여 역률개선에 따른 이득을 효과적으로 얻을 수 있도록 하는 고효율 LED 디밍 컨버터를 제공하는 데 있는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus for controlling the capacitance (C value) of an EMI filter And to provide a high efficiency LED dimming converter capable of effectively obtaining a gain according to the improvement of the power factor.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 양태는, 상용전원의 입력단에 병렬로 연결되는 필터부(110)와, LED 모듈로 공급되는 전류를 측정하는 센싱부(150) 및 상기 LED 모듈을 디밍하도록 제어하는 디밍 제어부(170)를 포함하는 디밍 기능을 갖는 LED 컨버터에 있어서, 상기 센싱부(150)에서 측정한 전류 값과 이미 설정된 기준 전류 값을 비교하여 그 측정 전류과 기준 전류의 상대 비율(측정 전류/기준 전류)에 따라 상기 필터부(110)의 커패시턴스(C값)를 제어하는 스위칭 제어부(171)를 더 포함하고, 상기 필터부(110)는, 상기 스위칭 제어부(171)의 제어에 따라 상용전원에 병렬 연결되거나 연결이 해제되는 제1 캐패시터(C1)와; 상기 스위칭 제어부(171)의 제1 제어소자(173)와 포토 커플링에 의해 연결되는 제1 스위칭 소자(SW1); 및 상기 제1 스위칭 소자(SW1)의 온/오프에 따라 연동되며, 상기 제1 캐패시터(C1)와 직렬로 연결되는 제2 스위칭 소자(SW2)를 포함하는 제1 필터부(111); 상기 스위칭 제어부(171)의 제어에 따라 상용전원에 병렬 연결되거나 연결이 해제되는 제2 캐패시터(C2)와; 상기 스위칭 제어부(171)의 제2 제어소자(175)와 포토 커플링에 의해 연결되는 제3 스위칭 소자(SW3); 및 상기 제3 스위칭 소자(SW3)의 온/오프에 따라 연동되며, 상기 제2 캐패시터(C2)와 직렬로 연결되는 제4 스위칭 소자(SW4)를 포함하는 제2 필터부(113); 및 상용전원에 병렬 연결되는 제3 캐패시터(C3)를 포함하여 이루어지며, 상기 스위칭 제어부(171)는, 상기 상대 비율(측정 전류/기준 전류)이 1이면 상기 제1 및 제2 캐패시터(C1)(C2)가 상용전원에 병렬 연결되도록 제어하고, 상기 상대 비율이 0.5 이상 ~ 1 미만(출력 전류가 50% 이상 ~ 100% 미만)이면 상기 제1 및 제2 캐패시터(C1)(C2) 중 어느 하나만이 상용전원에 병렬 연결되도록 제어하며, 상기 상대 비율이 0.5 미만이면 상기 제1 및 제2 캐패시터(C1)(C2)가 상용전원과 연결이 해제되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 고효율 LED 디밍 컨버터를 제시한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an LED module including a filter unit connected in parallel to an input terminal of a commercial power supply, a sensing unit for measuring a current supplied to the LED module, And a dimming control unit (170) for controlling the dimming, wherein the current value measured by the sensing unit (150) is compared with a preset reference current value, and the relative ratio of the measured current to the reference current (C value) of the filter unit 110 according to a measured current (a measured current / a reference current), and the filter unit 110 controls the capacitance of the filter unit 110 according to the control of the switching control unit 171 A first capacitor (C1) connected in parallel to or disconnected from a commercial power supply; A first switching device SW1 connected to the first control device 173 of the switching control unit 171 by photocoupling; And a second switching unit (SW2) interlocked with on / off of the first switching unit (SW1) and connected in series with the first capacitor (C1). A second capacitor C2 connected or disconnected from the commercial power supply under the control of the switching control unit 171; A third switching device SW3 connected to the second control device 175 of the switching control unit 171 by photocoupling; And a fourth switching element SW4 interlocked with on / off of the third switching element SW3 and connected in series with the second capacitor C2. And a third capacitor C3 connected in parallel to a commercial power supply. The switching controller 171 controls the first and second capacitors C1 and C2 when the relative ratio (measured current / reference current) (C2) is connected in parallel to the commercial power supply, and if the relative ratio is 0.5 or more to less than 1 (the output current is more than 50% or more and less than 100%), the first and second capacitors And the first and second capacitors C1 and C2 are controlled to be disconnected from the commercial power supply when the relative ratio is less than 0.5. present.

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여기서, 상기 제1 및 제2 제어소자는 포토 커플러의 발광 소자이고, 상기 제1 및 제3 스위칭 소자는 포토 커플러의 수광 소자이며, 상기 제2 및 제4 스위칭 소자는 트라이액(Triac)이다.Here, the first and second control elements are light emitting elements of photocouplers, the first and third switching elements are photo-couplers, and the second and fourth switching elements are triacs.

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본 발명에 따른 고효율 LED 디밍 컨버터는, 디밍 시 측정·검출되는 측정 전류와 이미 설정된 기준 전류의 상대적인 비율에 따라 EMI 필터의 커패시턴스(C값)를 지능적이고 효과적으로 제어함으로써 역률을 개선할 수 있고, 이를 통해 전력손실을 절감 및 설비 용량의 효율적 운용 등의 효과를 얻을 수 있다.The high efficiency LED dimming converter according to the present invention can improve the power factor by intelligently and effectively controlling the capacitance (C value) of the EMI filter according to the relative ratio of the measured current measured and detected and the reference current that is set at the time of dimming, The power loss can be reduced and the facility capacity can be efficiently operated.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 LED 디밍 컨버터를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 필터부와 스위칭 제어부의 제어 관계를 나타낸 회로 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스위칭 제어부의 필터부 제어 동작을 나타낸 순서도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a high efficiency LED dimming converter according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram showing the control relationship between the filter unit and the switching control unit according to the embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a control operation of the filter unit of the switching controller according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like numbers refer to like elements throughout.

본 발명의 실시 예들을 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 발명의 실시 예에서의 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.
In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

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도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 LED 디밍 컨버터(100)는 필터부(110), 정류부(120), 트랜스포머(130), 직류부(140), 센싱부(150), 디밍 인터페이스(160), 디밍 제어부(170), 스위칭 제어부(171) 및 구동전원 공급부(180)를 포함하여 구성되어 있다.1, a high efficiency LED dimming converter 100 according to an embodiment of the present invention includes a filter unit 110, a rectifying unit 120, a transformer 130, a DC unit 140, a sensing unit 150, An interface 160, a dimming control unit 170, a switching control unit 171, and a driving power supply unit 180.

상기 필터부(110)는 상용전원의 입력단에 연결되고, 입력되는 상용전원에 포함되어 있는 전도성 노이즈를 제거하며, 상기 스위칭 제어부(171)의 제어에 따라 제어되어 역률을 조절한다.The filter unit 110 is connected to an input terminal of a commercial power source and removes the conductive noise included in the input commercial power source and is controlled under the control of the switching control unit 171 to adjust the power factor.

상기 정류부(120)는 필터부(110)에서 출력되는 상용전원을 전파 정류하여 맥류 전원으로 변환한다. 예를 들어, 상기 정류부(120)는 4개의 브릿지 다이오드로 구성될 수 있으나, 상기 정류부(120)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.The rectifying unit 120 performs full-wave rectification of the commercial power output from the filter unit 110 and converts it into a pulsed power supply. For example, the rectifying unit 120 may be composed of four bridge diodes, but the configuration of the rectifying unit 120 is not limited thereto.

상기 트랜스포머(130)는 정류부(120)에서 출력되는 맥류 전원을 변압변류하여 역률이 개선된 정격전원을 출력한다.The transformer 130 transforms the pulsating current output from the rectifying unit 120 and outputs a rated power having improved power factor.

상기 직류부(140)는 트랜스포머(130)의 2차측에 유기되는 출력 전원(맥류 전원)을 직류화하여 부하인 LED 모듈(L)에 공급한다. 그리고, 상기 직류부(140)의 출력측에는 LED 모듈(L)로 공급되는 정격 전원에서 노이즈를 제거하는 라인 필터가 구비될 수 있다.The direct current unit 140 converts an output power (pulse current power) induced on the secondary side of the transformer 130 into direct current and supplies the direct current to the LED module L as a load. In addition, a line filter for removing noise from the rated power supplied to the LED module L may be provided on the output side of the direct current part 140.

상기 센싱부(150)는 직류부(140)에서 LED 모듈(L)로 공급되는 출력 전류를 측정한 전류 값을 디밍 제어부(170) 및 스위칭 제어부(171)로 제공한다.The sensing unit 150 provides a current value obtained by measuring an output current supplied from the direct current unit 140 to the LED module L to the dimming control unit 170 and the switching control unit 171.

상기 디밍 인터페이스(160)는 외부에서 입력되는 디밍 명령신호가 디밍 제어부(170)에 영향을 주지 않도록 하면서 디밍 명령신호를 디밍 제어부(170)에 제공하고, 입력되는 디밍 명령신호가 최저기준치 이하인 때에는 소등신호를 디밍 제어부(170)에 제공하여 소등이 되도록 한다.The dimming interface 160 provides a dimming command signal to the dimming control unit 170 while preventing an externally inputted dimming command signal from affecting the dimming control unit 170. When the input dimming command signal is below the minimum reference value, Signal to the dimming control unit 170 so as to be turned off.

상기 디밍 제어부(170)는 센싱부(150)로부터 제공되는 전압 값과 디밍 인터페이스부(160)로부터 입력되는 디밍 명령신호를 비교하여, LED 모듈(L)이 일정한 조도 및 휘도로 디밍되도록 조절하는 디밍 제어신호를 생성하고, 이를 직류부(140)로 전송하여 부하인 LED 모듈로 공급되는 전압을 제어한다.The dimming control unit 170 compares the voltage value provided from the sensing unit 150 with the dimming command signal inputted from the dimming interface unit 160 and controls the dimming control of the LED module L so as to dim Generates a control signal, and transmits the control signal to the DC unit 140 to control a voltage supplied to the LED module as a load.

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상기 구동전원 공급부(180)는 디밍 제어부(170), 스위칭 제어부(171) 및 디밍 인터페이스(160)로 구동 전원을 공급한다.The driving power supply unit 180 supplies driving power to the dimming control unit 170, the switching control unit 171, and the dimming interface 160.

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도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 필터부(110)는 제1 필터부(111), 제2 필터부(113) 및 제3 캐패시터(C3)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the filter unit 110 according to the embodiment of the present invention includes a first filter unit 111, a second filter unit 113, and a third capacitor C3.

상기 제1 필터부(111)는 스위칭 제어부(171)에 의해 제어되어 상용전원에 병렬로 연결되거나 연결이 해제되며, 제1 스위칭 소자(SW1), 제2 스위칭 소자(SW2) 및 제1 캐패시터(C1)를 포함한다.The first filter unit 111 is controlled by the switching control unit 171 and is connected to or disconnected from the commercial power supply in parallel. The first filter unit 111 includes a first switching unit SW1, a second switching unit SW2, C1).

상기 제1 스위칭 소자(SW1)는 포토 커플러를 형성하는 수광 소자(포토 트랜지스터)로서, 스위칭 제어부(171)의 제1 제어소자(173)와 커플링에 따라 온 또는 오프된다.The first switching element SW1 is a photodiode (phototransistor) for forming a photocoupler and is turned on or off according to coupling with the first control element 173 of the switching controller 171. [

상기 제2 스위칭 소자(SW2)는 제1 스위칭 소자(SW1)의 온 또는 오프에 따라 연동되며, 이는 트라이액(Triac)으로 이루어질 수 있다.The second switching device SW2 is interlocked with the first switching device SW1 on or off, and may be a triac.

상기 제1 캐패시터(C1)는 제2 스위칭 소자(SW2)와 직렬로 연결되어, 그 제2 스위칭 소자(SW2)의 온 또는 오프에 따라 상용전원에 병렬로 연결되거나 연결이 해제된다.The first capacitor C1 is connected in series with the second switching device SW2 and is connected or disconnected in parallel to the commercial power supply in accordance with the on or off of the second switching device SW2.

따라서 스위칭 제어부(171)의 제1 제어소자(173)와 커플링(발광신호 출력)되어 수광 소자인 제1 스위칭 소자(SW1)가 도통되면, 제2 스위칭 소자(SW2)가 온되고, 이에 의해 제1 캐패시터(C1)가 상용전원에 병렬로 연결된다.Therefore, when coupling (emission signal output) with the first control element 173 of the switching control section 171 and conduction of the first switching element SW1 as the light receiving element, the second switching element SW2 is turned on The first capacitor C1 is connected in parallel to the commercial power supply.

이와 반대로, 스위칭 제어부(171)의 제1 제어소자(173)와 커플링이 해제(발광신호 차단)되면 제1 스위칭 소자(SW1) 및 제2 스위칭 소자(SW2)가 오프되며, 이에 의해 제1 캐패시터(C1)가 회로로부터 개방된다.On the contrary, when the coupling with the first control element 173 of the switching controller 171 is released (light emission signal is interrupted), the first switching element SW1 and the second switching element SW2 are turned off, The capacitor C1 is opened from the circuit.

상기 제2 필터부(113)는 제1 필터부(111)의 후단에 위치하며, 스위칭 제어부(171)에 의해 제어되어 상용전원에 병렬로 연결되거나 연결이 해제되며, 제3 스위칭 소자(SW3), 제4 스위칭 소자(SW4) 및 제2 캐패시터(C2)를 포함한다.The second filter unit 113 is located at the rear end of the first filter unit 111 and is connected to or disconnected from the commercial power source under the control of the switching control unit 171. The third switching unit SW3, A fourth switching element SW4, and a second capacitor C2.

상기 제3 스위칭 소자(SW3)는 포토 커플러를 형성하는 수광 소자로서, 스위칭 제어부(171)의 제2 제어소자(175)와 커플링에 따라 온 또는 오프된다.The third switching element SW3 is a light receiving element forming a photocoupler and is turned on or off according to coupling with the second control element 175 of the switching controller 171. [

상기 제4 스위칭 소자(SW4)는 제3 스위칭 소자(SW3)의 온 또는 오프에 따라 연동되며, 이는 트라이액(Triac)으로 이루어질 수 있다.The fourth switching device SW4 is interlocked with the third switching device SW3 on or off, and may be a triac.

상기 제2 캐패시터(C2)는 제4 스위칭 소자(SW4)와 직렬로 연결되어, 제4 스위칭 소자(SW4)의 온 또는 오프에 따라 상용전원에 병렬로 연결되거나 연결이 해제된다.The second capacitor C2 is connected in series with the fourth switching device SW4, and is connected or disconnected to the commercial power supply in parallel according to the on or off state of the fourth switching device SW4.

따라서 스위칭 제어부(171)의 제2 제어소자(175)와 커플링되어 수광 소자인 제3 스위칭 소자(SW3)가 도통되면, 제4 스위칭 소자(SW4)가 온되고, 이에 의해 제2 캐패시터(C2)가 상용전원에 병렬로 연결된다.Accordingly, when the third switching element SW3, which is a light receiving element, is coupled to the second control element 175 of the switching controller 171, the fourth switching element SW4 is turned on, thereby turning on the second capacitor C2 ) Are connected in parallel to the commercial power supply.

이와 반대로, 스위칭 제어부(171)의 제2 제어소자(175)와 커플링이 해제되면 제3 스위칭 소자(SW3) 및 제4 스위칭 소자(SW4)가 오프되며, 이에 의해 제2 캐패시터(C2)가 회로로부터 개방된다.On the other hand, when coupling with the second control element 175 of the switching controller 171 is released, the third and fourth switching elements SW3 and SW4 are turned off, whereby the second capacitor C2 Circuit.

상기 제3 캐패시터(C3)는 제2 필터부(113)의 후단에 상용전원과 병렬로 직접 연결된다.The third capacitor (C3) is connected directly to the commercial power supply in parallel at the rear end of the second filter unit (113).

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스위칭 제어부(171)는 센싱부(150)로부터 제공되는 측정 전류을 토대로 제어신호를 출력하여, 필터부(110)의 제1 필터부(111) 및 제2 필터부(113)를 제어하며, 제1 제어소자(173) 및 제2 제어소자(175)를 포함한다.2, the switching controller 171 according to the embodiment of the present invention outputs a control signal based on the measurement current supplied from the sensing unit 150 and outputs the control signal to the first filter unit 111 and / Controls the second filter unit 113 and includes a first control element 173 and a second control element 175. [

상기 스위칭 제어부(171)는 센싱부(150)로부터 제공되는 측정 전류에 따라 제1 제어소자(173) 및 제2 제어소자(175)로 로우 또는 하이 전압을 출력한다.The switching control unit 171 outputs a low or a high voltage to the first control device 173 and the second control device 175 according to the measurement current supplied from the sensing unit 150.

여기서, 상기 스위칭 제어부(171)는 디밍 인터페이스(160)를 통해 외부로부터 입력되는 디밍 명령신호에 따라 LED 모듈(L)로 출력되어야 하는 기준 전류 즉, 디밍을 위한 기준 전류 값을 저장하고 있다.Here, the switching controller 171 stores a reference current to be output to the LED module L, that is, a reference current value for dimming according to a dimming command signal input from the outside through the dimming interface 160. [

상기 스위칭 제어부(171)는 센싱부(150)로부터 제공되는 측정 전류를 이미 설정된 기준 전류와 비교하여, 그 측정 전류와 기준 전류의 상대적인 비율에 따라 제1 및 제2 제어소자(173)(175)로 출력하는 제어신호를 조절한다.The switching control unit 171 compares the measured current supplied from the sensing unit 150 with the preset reference current and outputs the reference current to the first and second control devices 173 and 175 according to the relative ratio of the measured current and the reference current. As shown in FIG.

이때, 상기 스위칭 제어부(171)는 기준 전류에 대한 측정 전류의 상대 비율이 1인 경우 즉, 측정 전류가 기준 전류와 같으면, 제1 및 제2 제어소자(173)(175)를 온시키기 위해 제1 및 제 2 제어소자(173)(175)로 온(로우) 전압을 출력한다.At this time, when the relative ratio of the measured current to the reference current is 1, that is, when the measured current is equal to the reference current, the switching controller 171 controls the first and second control elements 173 and 175 1 and the second control element 173 (175).

또한, 상기 스위칭 제어부(171)는 기준 전류에 대한 측정 전류의 비율이 0.5 이상 내지 1 이내이면, 제1 및 제2 제어소자(173)(175) 중 어느 하나는 온시키고, 다른 하나는 오프시키기 위한 제어신호를 출력한다.If the ratio of the measured current to the reference current is within the range of 0.5 to 1, the switching controller 171 turns on one of the first and second control elements 173 and 175 and turns off the other of the first and second control elements 173 and 175 And outputs the control signal.

예를 들어, 상기 스위칭 제어부(171)는 제1 제어소자(173)로 온(로우) 전압을 출력하고, 제2 제어소자(175)로 오프(하이) 전압을 출력할 수 있으며, 반대로, 제1 제어소자(173)로 오프(하이) 전압을 출력하고, 제2 제어소자(175)로 온(로우) 전압을 출력할 수 있다.For example, the switching control section 171 may output an on (low) voltage to the first control element 173 and output an off (high) voltage to the second control element 175. Conversely, (High) voltage to the first control element 173 and the on (low) voltage to the second control element 175. [

또한, 상기 스위칭 제어부(171)는 기준 전류에 대한 측정 전류의 비율이 0.5 미만이면, 제1 및 제2 제어소자(173)(175)를 오프시키기 위해, 제1 및 제2 제어소자(173)(175)로 동시에 오프(하이) 전압을 출력한다.The switching controller 171 may control the first and second control elements 173 and 173 to turn off the first and second control elements 173 and 175 if the ratio of the measured current to the reference current is less than 0.5, (High) voltage at the same time.

상기 제1 제어소자(173)는 포토 커플러를 형성하는 발광 소자(포토 다이오드)로서, 제1 필터부(111)의 수광 소자인 제1 스위칭 소자(SW1)를 제어한다.The first control element 173 controls the first switching element SW1 as a light receiving element of the first filter unit 111 as a light emitting element (photodiode) for forming a photocoupler.

즉, 발광 소자인 상기 제1 제어소자(173)와 수광 소자인 제1 스위칭 소자(SW1)는 포토 커플러를 형성한다.That is, the first control element 173, which is a light emitting element, and the first switching element SW1, which is a light receiving element, form an optocoupler.

상기 제2 제어소자(175)는 포토 커플러를 형성하는 발광 소자로서, 제2 필터부(113)의 수광 소자인 제3 스위칭 소자(SW3)를 제어한다.The second control element 175 controls the third switching element SW3, which is a light-receiving element of the second filter unit 113, as a light-emitting element that forms a photocoupler.

즉, 발광 소자인 상기 제2 제어소자(175)와 수광 소자인 제3 스위칭 소자(SW3)는 포토 커플러를 형성한다.That is, the second control element 175, which is a light emitting element, and the third switching element SW3, which is a light receiving element, form an optocoupler.

이상에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 필터부(110)와 스위칭 제어부(171)의 구체적인 구성과 함께 연결 관계를 살펴보았다. 이하에서는 스위칭 제어부(171)가 필터부(110)를 제어하는 동작에 대해서 설명한다.2, the connection structure of the filter unit 110 and the switching controller 171 according to the embodiment of the present invention is described with reference to FIG. Hereinafter, the operation of the switching control unit 171 for controlling the filter unit 110 will be described.

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도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 LED 디밍 컨버터(100)는 상용전원을 직류전원으로 변환하여 LED 모듈(L)로 공급하면서(S310), 센싱부(150)가 LED 모듈(L)로 공급되는 전류를 측정한다(S320).3, the high efficiency LED dimming converter 100 according to the embodiment of the present invention converts commercial power to DC power and supplies the power to the LED module L (S310) L is measured (S320).

이후, 스위칭 제어부(171)가 센싱부(150)에 의해 측정된 전류(측정 전류)를 제공받아 이미 설정된 기준 전류와 비교하여, 그 측정 전류와 기준 전류의 상대적인 비율(n=측정 전류/기준 전류)을 판단하고(S330), 판단된 상대 비율(n)에 따라 제1 및 제2 필터부(111)(113)를 제어한다.Thereafter, the switching control unit 171 compares the current (measured current) measured by the sensing unit 150 with the already-set reference current, and calculates a relative ratio of the measured current to the reference current (n = (S330), and controls the first and second filter units 111 and 113 according to the determined relative ratio n.

이때, 측정 전류와 기준 전류의 상대 비율(n)이 1이면, 스위칭 제어부(171)는 제1 필터부(111)의 제1 캐패시터(C1)와 제2 필터부(113)의 제2 캐패시터(C2)를 각각 상용전원에 병렬로 연결시키기 위한 온(로우) 전압을 출력한다(S340).If the relative ratio n of the measured current to the reference current is 1, the switching controller 171 controls the first capacitor C1 of the first filter unit 111 and the second capacitor of the second filter unit 113 C2 to the commercial power supply in parallel (S340).

구체적으로, 스위칭 제어부(171)는 각각 포토 커플링에 의해 연결되는 제1 필터부(111)의 제1 스위칭 소자(SW1) 및 제2 필터부(113)의 제3 스위칭 소자(SW3)가 동시에 온되도록 온(로우) 전압을 제1 및 제2 제어소자(173)(175)에 출력하고, 이에 의해 제1 스위칭 소자(SW1)가 도통됨에 따라 제1 캐패시터(C1)와 직렬로 연결된 제2 스위칭 소자(SW2)가 온되어 제1 캐패시터(C1)가 상용전원에 병렬로 연결되고, 또한 제3 스위칭 소자(SW3)가 도통됨에 따라 제2 캐패시터(C2)와 직렬로 연결된 제4 스위칭 소자(SW4)가 온되어 제2 캐패시터(C2)가 상용전원에 병렬 연결된다.Specifically, the switching controller 171 controls the first switching element SW1 of the first filter part 111 and the third switching element SW3 of the second filter part 113, which are connected to each other by photocoupling, (Low) voltage to the first and second control elements 173 and 175 so that the second switching element SW1 is turned on, The fourth switching device SW2 is turned on and the first capacitor C1 is connected to the commercial power supply in parallel and the third switching device SW3 is turned on to turn on the fourth switching device connected in series with the second capacitor C2 SW4 are turned on so that the second capacitor C2 is connected in parallel to the commercial power supply.

만일, 측정 전류와 기준 전류의 상대 비율(n)이 0.5 이상 내지 1 미만이면, 제1 필터부(111)의 제1 캐패시터(C1)와 제2 필터부(113)의 제2 캐패시터(C2) 중 어느 하나만을 상용전원에 병렬로 연결시킨다(S350). If the relative ratio n of the measured current to the reference current is 0.5 or more to less than 1, the first capacitor C1 of the first filter unit 111 and the second capacitor C2 of the second filter unit 113, Is connected in parallel to the commercial power source (S350).

구체적으로, 스위칭 제어부(171)는 각각 포토 커플링에 의해 연결되는 제1 필터부(111)의 제1 스위칭 소자(SW1) 및 제2 필터부(113)의 제3 스위칭 소자(SW3) 중 어느 하나가 도통되도록 온(로우) 전압을 제1 및 제2 제어소자(173)(175)에 출력하고, 다른 하나는 오프되도록 오프(하이) 전압을 출력한다. 즉, 제1 제어소자(173)에 온(로우) 전압을 출력하면, 제2 제어소자(175)에는 오프(하이) 전압을 출력한다.Specifically, the switching controller 171 controls the switching elements SW1 and SW2 of the first filter SW1 and the third switch SW3 of the first filter unit 111 and the second filter unit 113, respectively, (Low) voltage to the first and second control elements 173 and 175 so that one is conducted, and the other outputs an off (high) voltage to be off. That is, when the first control element 173 outputs an on (low) voltage, the second control element 175 outputs an off (high) voltage.

따라서 제1 필터부(111)의 제1 스위칭 소자(SW1) 및 제2 필터부(113)의 제3 스위칭 소자(SW3) 중 어느 하나는 트리거되어 도통되고, 다른 하나는 오프된다.Therefore, any one of the first switching device SW1 of the first filter unit 111 and the third switching device SW3 of the second filter unit 113 is triggered to be conductive, and the other is turned off.

이렇게 되면, 제1 스위칭 소자(SW1) 및 제3 스위칭 소자(SW3) 중 도통된 스위칭 소자와 연결되어 연동되는 제2 스위칭 소자(SW2) 또는 제4 스위칭 소자(SW4)에 연결된 캐패시터(C1 또는 C2)는 상용전원에 병렬 연결되고, 제1 스위칭 소자(SW1) 및 제3 스위칭 소자(SW3) 중 오프된 스위칭 소자와 연결되어 오프되는 제2 스위칭 소자(SW2) 또는 제4 스위칭 소자(SW4)에 연결된 캐패시터(C1 또는 C2)는 상용전원으로부터 연결 해제된다.In this case, the second switching element SW2 connected to the switching element of the first switching element SW1 and the third switching element SW3 or the capacitor C1 or C2 connected to the fourth switching element SW4, Is connected in parallel to a commercial power supply and connected to a second switching device SW2 or a fourth switching device SW4 which is connected to and off by a switching device among the first switching device SW1 and the third switching device SW3 The connected capacitor C1 or C2 is disconnected from the commercial power supply.

만일, 측정 전류와 기준 전류의 상대 비율(n)이 0.5 미만이면, 제1 필터부(111)의 제1 캐패시터(C1)와 제2 필터부(113)의 제2 캐패시터(C2)를 동시에 상용전원으로부터 연결 해제시킨다(S360).If the relative ratio n of the measured current to the reference current is less than 0.5, the first capacitor C1 of the first filter unit 111 and the second capacitor C2 of the second filter unit 113 are simultaneously used Disconnect from the power supply (S360).

구체적으로, 스위칭 제어부(171)는 각각 포토 커플링에 의해 연결되는 제1 필터부(111)의 제1 스위칭 소자(SW1) 및 제2 필터부(113)의 제3 스위칭 소자(SW3)를 오프시키도록 제1 제어소자(173) 및 제2 제어소자(175)에 오프(하이) 전압을 출력한다.Specifically, the switching control unit 171 turns off the first switching device SW1 of the first filter unit 111 and the third switching device SW3 of the second filter unit 113, which are connected to each other by photocoupling, (High) voltage to the first control element 173 and the second control element 175 so as to cause the first control element 173 and the second control element 175 to be turned off.

이에 따라 제1 스위칭 소자(SW1)와 연결된 제2 스위칭 소자(SW2)가 오프되어 제2 스위칭 소자(SW2)에 직렬 연결된 제1 캐패시터(C1)는 상용전원으로부터 연결 해제되고, 이와 동시에 제3 스위칭 소자(SW3)와 연결된 제4 스위칭 소자(SW4)가 오프되어 제4 스위칭 소자(SW4)에 직렬 연결된 제2 캐패시터(C2)는 상용전원으로부터 연결 해제된다.Accordingly, the second switching device SW2 connected to the first switching device SW1 is turned off, the first capacitor C1 connected in series to the second switching device SW2 is disconnected from the commercial power supply, and at the same time, The fourth switching element SW4 connected to the element SW3 is turned off and the second capacitor C2 connected in series to the fourth switching element SW4 is disconnected from the commercial power supply.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 LED 디밍 컨버터(100)는 디밍 시에 LED 모듈(L)로 공급되는 출력 전류, 즉 센싱부(150)에서 측정된 전류와 디밍을 위한 기준 전류 즉, 이미 설정된 기준 전류 사이의 상대적인 비율에 따라 필터부(110)의 커패시턴스(C값)를 제어하여 역률을 개선한다.As described above, the high efficiency LED dimming converter 100 according to the embodiment of the present invention is configured such that the output current supplied to the LED module L at the time of dimming, that is, the current measured at the sensing unit 150 and the reference current for dimming, The capacitance (C value) of the filter unit 110 is controlled according to the relative ratio between the set reference currents to improve the power factor.

다시 말해, 디밍 시 상용전원(AC)에 병렬로 연결되는 캐패시터(C1+C2+C3)의 총용량(C값)이 작아지면, 역률이 좋아지므로 역률이 높은 경우(조명 출력이 100%일 때)에는 캐패시터를 상용전원에 모두 연결되도록 하여 필터 기능을 하도록 하고, 역률이 낮은 경우(조명 출력이 50% 이상 또는 이하일 때)에는 캐패시터를 상용전원으로부터 연결 해제하여 불필요한 커패시턴스 값(C값)을 줄여 줌으로써 그 효과로 인해 역률을 개선할 수 있다.In other words, if the total capacity (C value) of the capacitors (C1 + C2 + C3) connected in parallel to the commercial power supply AC in dimming becomes small, the power factor becomes better, The capacitor is connected to the commercial power supply to perform the filter function. When the power factor is low (when the lighting output is 50% or more), the capacitor is disconnected from the commercial power supply to reduce the unnecessary capacitance value The power factor can be improved by the effect.

이때, 조명 출력 즉, 전류량이 낮아지면 노이즈의 발생량이 적어져 커패시턴스(C값)가 작아지더라도 필터의 기능에는 영향을 주지 않는다.At this time, when the amount of light output, that is, the amount of current is reduced, the amount of noise generated is reduced, so that the function of the filter is not affected even if the capacitance (C value) becomes small.

한편, 본 발명에 따른 고효율 LED 디밍 컨버터를 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
In the meantime, although the high efficiency LED dimming converter according to the present invention has been described according to the embodiments, the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments. Alternatives, modifications, and alterations may be made.

따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Therefore, the embodiments described in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate rather than limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100 : LED 디밍 컨버터 110 : 필터부
111 : 제1 필터부 113 : 제2 필터부
120 : 정류부
130 : 트랜스포머 140 : 직류부
150 : 센싱부 160 : 디밍 인터페이스
170 : 디밍 제어부 171 : 스위칭 제어부
173 : 제1 제어소자 175 : 제2 제어소자
C1, C2 : 캐패시터 SW1, SW2, SW3, SW4 : 스위칭 소자
180 : 구동전원 공급부100: LED dimming converter 110: filter unit
111: first filter unit 113: second filter unit
120: rectification part
130: Transformer 140: DC part
150: sensing unit 160: dimming interface
170: a dimming control unit 171:
173: first control element 175: second control element
C1, C2: capacitors SW1, SW2, SW3, SW4: switching elements
180: Driving power supply

Claims (11)

상용전원의 입력단에 병렬로 연결되는 필터부(110)와, 상기 필터부(110)에서 출력되는 상용전원을 정류하여 맥류 전원으로 변환하는 정류부(120)와, 상기 정류부(120)에서 출력되는 맥류 전원을 변압 변류하여 정격전원을 출력하는 트랜스포머(130)와, 상기 트랜스포머(130)의 2차측에 유기되는 맥류 전원을 직류화하여 LED 모듈(L)로 공급하는 직류부(140)와, 상기 LED 모듈(L)로 공급되는 전류를 측정하는 센싱부(150) 및 상기 LED 모듈(L)을 디밍하도록 제어하는 디밍 제어부(170)를 포함하는 디밍 기능을 갖는 LED 컨버터에 있어서,
상기 센싱부(150)에서 측정한 전류 값과 이미 설정된 기준 전류 값을 비교하여 그 측정 전류와 기준 전류의 상대 비율(측정 전류/기준 전류)에 따라 상기 필터부(110)의 커패시턴스(C값)를 제어하는 스위칭 제어부(171)를 더 포함하고,
상기 필터부(110)는,
상기 스위칭 제어부(171)의 제어에 따라 상용전원에 병렬 연결되거나 연결이 해제되는 제1 캐패시터(C1)와; 상기 스위칭 제어부(171)의 제1 제어소자(173)와 포토 커플링에 의해 연결되는 제1 스위칭 소자(SW1); 및 상기 제1 스위칭 소자(SW1)의 온/오프에 따라 연동되며, 상기 제1 캐패시터(C1)와 직렬로 연결되는 제2 스위칭 소자(SW2)를 포함하는 제1 필터부(111);
상기 스위칭 제어부(171)의 제어에 따라 상용전원에 병렬 연결되거나 연결이 해제되는 제2 캐패시터(C2)와; 상기 스위칭 제어부(171)의 제2 제어소자(175)와 포토 커플링에 의해 연결되는 제3 스위칭 소자(SW3); 및 상기 제3 스위칭 소자(SW3)의 온/오프에 따라 연동되며, 상기 제2 캐패시터(C2)와 직렬로 연결되는 제4 스위칭 소자(SW4)를 포함하는 제2 필터부(113); 및
상용전원에 병렬 연결되는 제3 캐패시터(C3)를 포함하여 이루어지며,
상기 제1 및 제3 스위칭 소자(SW1)(SW3)는 포토 커플러의 수광 소자이고, 상기 제2 및 제4 스위칭 소자(SW2)(SW4)는 트라이액(Triac)이고, 상기 제1 및 제2 제어소자(173)(175)는 포토 커플러의 발광 소자이며,
상기 스위칭 제어부(171)는, 상기 상대 비율(측정 전류/기준 전류)이 1이면 상기 제1 및 제2 캐패시터(C1)(C2)가 동시에 상용전원에 병렬 연결되도록 제어하여 필터 기능을 하도록 하고, 상기 상대 비율이 0.5 이상 ~ 1 미만(출력 전류가 50% 이상 ~ 100% 미만)이면 상기 제1 및 제2 캐패시터(C1)(C2) 중 어느 하나만이 상용전원에 병렬 연결되도록 제어하며, 상기 상대 비율이 0.5 미만이면 상기 제1 및 제2 캐패시터(C1)(C2)가 동시에 상용전원과 연결이 해제되도록 제어하여 상기 필터부(110)의 커패시턴스(C값)를 줄임으로써 역률을 개선하는 것을 특징으로 하는 고효율 LED 디밍 컨버터.A rectifier 120 for rectifying a commercial power output from the filter 110 and converting the rectified power into a pulsed current source; A direct current part 140 for directing the pulsating current induced in the secondary side of the transformer 130 to direct current to the LED module L, A LED converter having a dimming function including a sensing unit 150 for measuring a current supplied to a module L and a dimming control unit 170 for dimming the LED module L,
(C value) of the filter unit 110 according to a relative ratio (measured current / reference current) between the measured current and the reference current by comparing the current value measured by the sensing unit 150 with a preset reference current value, And a switching control unit (171)
The filter unit (110)
A first capacitor C1 connected in parallel to or disconnected from a commercial power source under the control of the switching controller 171; A first switching device SW1 connected to the first control device 173 of the switching control unit 171 by photocoupling; And a second switching unit (SW2) interlocked with on / off of the first switching unit (SW1) and connected in series with the first capacitor (C1).
A second capacitor C2 connected or disconnected from the commercial power supply under the control of the switching control unit 171; A third switching device SW3 connected to the second control device 175 of the switching control unit 171 by photocoupling; And a fourth switching element SW4 interlocked with on / off of the third switching element SW3 and connected in series with the second capacitor C2. And
And a third capacitor (C3) connected in parallel to a commercial power supply,
The first and third switching devices SW1 and SW3 are photocouplers and the second and fourth switching devices SW2 and SW4 are triacs. The control elements 173 and 175 are light emitting elements of the photocoupler,
The switching controller 171 controls the first and second capacitors C1 and C2 to be connected in parallel to the commercial power supply when the relative ratio (measured current / reference current) is 1, The first and second capacitors C1 and C2 are controlled to be connected in parallel to the commercial power supply when the relative ratio is not less than 0.5 and less than 1 (the output current is not less than 50% and less than 100%), The power factor is improved by reducing the capacitance (C value) of the filter unit 110 by controlling the first and second capacitors C1 and C2 to be disconnected from the commercial power source at the same time if the ratio is less than 0.5 Efficiency LED dimming converter. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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