KR101644296B1 - Frequency control circuit for led driver - Google Patents

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    • Y02B20/40Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Abstract

본 발명은 LED 구동용 주파수 제어 회로에 관한 것으로서, 제한하고자 하는 주파수의 한주기를 결정하기 위한 기준 시간을 생성하는 기준 시간 생성부와, 설정한 주파수보다 높은 신호가 입력될 때 기준 시간에 대응하여 제한된 파형만 통과시키고, 설정한 주파수보다 낮은 주파수가 입력될 때 입력 신호를 그대로 통과시키는 주파수 제한부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 2차측의 단락이 발생하여 임계모드(Critical Conduction Mode)의 주파수가 비정상으로 발생하여 고주파로 동작하여 1차측의 에너지가 과도하게 2차측으로 넘어가는 현상을 제한하므로 회로 파괴 및 화재 등을 방지할 수 있다.The present invention relates to a frequency control circuit for driving an LED, comprising: a reference time generator for generating a reference time for determining one period of a frequency to be limited; And a frequency limiter which passes only the waveform and passes the input signal as it is when a frequency lower than the set frequency is inputted. According to the present invention, since the frequency of the critical conduction mode is abnormally generated due to the short circuit of the secondary side, the primary side energy is excessively transferred to the secondary side by operating at a high frequency, And the like can be prevented.

Description

LED 구동용 주파수 제어 회로{FREQUENCY CONTROL CIRCUIT FOR LED DRIVER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a frequency control circuit for driving an LED,

본 발명은 LED 구동용 주파수 제어 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED 구동에 있어 2차측 단락(Short)시에 주파수 제어를 통해 1차측 회로의 파괴 및 화재를 방지하는 LED 구동용 주파수 제어 회로에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency control circuit for driving LEDs, and more particularly, to a frequency control circuit for LED driving that prevents destruction and fire of a primary circuit through frequency control at the time of a secondary short- .

최근 LED의 사용이 증가하고 있으며, 이에 LED 구동의 신뢰도에 중요한 역할을 하는 전원공급장치의 역할도 중요하게 대두되고 있다.Recently, the use of LEDs is increasing, and the role of power supply, which plays an important role in the reliability of LED driving, is also becoming important.

전원공급장치의 일례로서 SMPS(Switching Mode Power Supply)는 외부에서 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환(Switching)하여 LED를 포함한 전자기기에 공급한다. 스위칭 전원은 스위칭 소자가 스위칭 모드로 동작하므로 전력손실이 적고, 트랜스도 고주파 트랜스를 사용하기 때문에 소형경량으로 손실이 적으며, 효율이 높다고 하는 점 이외에, 넓은 입력전압 범위에 대응하기 때문에 탭이나 회로정수의 변경없이 입력전압이 서로 다른 지역에서도 사용할 수 있다는 특징이 있다.Switching Mode Power Supply (SMPS), as an example of a power supply unit, converts AC power supplied from the outside into DC power and supplies the AC power to electronic devices including LEDs. The switching power supply is small in size, light weight, low loss, and high efficiency because the switching element operates in the switching mode because of its low power loss and the transformer uses a high frequency transformer. It can be used in areas where the input voltage is different without changing the constants.

한편, 스위칭 전원에서 사용되는 방식으로, Forward, Flyback, cuk, 인버터 정류형 컨버터 방식 등이 있다. LED 구동에는 비교적 중소형의 출력전력용의 절연방식인 플라이백 컨버터 방식이 주로 이용된다.On the other hand, there are Forward, Flyback, cuk, inverter rectifier type converters which are used in switching power supply. Flyback converter method, which is an insulation method for relatively small and medium output power, is mainly used for LED driving.

그러면, 여기서 LED 구동을 위한 기존 플라이백 컨버터 방식에 대해 설명한다.
Here, a conventional flyback converter method for LED driving will be described.

도 1은 통상적인 플라이백 구조를 이용하는 LED 구동회로이다.1 is an LED drive circuit using a conventional flyback structure.

도 1을 참조하면, LED 구동회로는, LED 구동을 위한 정전압/정전류를 제어하는 임계모드(Critical Conduction Mode) 역률(Power factor correct)보상 구동부(1)와, 상용 전원의 경우 접지 전압과 정류된 전압 사이에는 큰 전압이 인가되어 감전사고가 발생할 수 있는 안전문제를 해결하기 위해 변압기(Transformer)로 1,2차간을 절연하는 플라이백 컨버터부(Flyback Converter, 2)와, 출력 전압의 그라운드(Ground)를 접지한 LED 출력부(3)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, the LED driving circuit includes a Critical Mode Power factor correcting driving unit 1 for controlling a constant voltage / constant current for driving an LED, A flyback converter unit 2 for isolating the first and second loads with a transformer in order to solve a safety problem in which an electric shock may occur due to a large voltage applied between the voltage and the ground, And an LED output unit 3 grounded.

여기서, 임계모드(Critical Conduction Mode)의 구동에 대해서는 국내공개특허 제2012-35080호(공개일 2012.04.13.) 및 http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=chungis1&logNo=70102253393 등을 통해 확인할 수 있다.
Here, the operation of the critical mode (Critical Conduction Mode) is described in Korean Patent Publication No. 2012-35080 (published on March 13, 2012) and http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=chungis1&logNo=70102253393 .

이와 같이 구성된 LED 구동회로의 이용에 있어, 플라이백 컨버터부(2)를 이용하여 1,2차간을 절연하고 LED 출력부(3)의 그라운드(Ground)를 접지한 후, LED 출력부(3)의 몸체에 연결하면 LED 출력부(3)의 터치에 따른 감전을 방지할 수 있다. 최근에는 PFC(Power Factor Correct)를 이용한 Buck type Converter를 이용하여 LED의 기능을 수행함과 동시에 플리커(Flicker) 및 감전 문제를 해결하고 있다.In the use of the LED driving circuit constructed as described above, the fly-back converter unit 2 is used to insulate the first and second phases, the ground of the LED output unit 3 is grounded, It is possible to prevent electric shock due to the touch of the LED output unit 3. [ In recent years, using a Buck type converter using a PFC (Power Factor Correct), the LED function is performed, and the flicker and the electric shock problem are solved.

한편, LED 구동을 위한 동작 주파수는 통상 20KHz ~ 200KHz를 이용한다.
On the other hand, the operating frequency for LED driving is usually 20KHz to 200KHz.

그런데, 2차측에서 단락(Short)이 발생하게 되면, 1차측 Np의 에너지를 2차측 Ns로 전달하지 못하여 보조권선 Naux에는 LC 공진이 발생한다. LC 공진에 따라 주파수가 수백 KHz에서 MHz까지 증가하게 되고, 회로는 영 전압에 대응하여 임계모드 역률보상 구동부(1)의 ZCD(Zero Current Detect) 단자의 주파수를 감지하므로, 이 주파수는 결국 DRV 주파수를 증가시키게 된다. 즉, 구동 주파수는 임계모드(Critical Conduction Mode)로 감지함에 따라 구동부(1)의 동작 주파수는 공진 주파수에 맞춰 동작하게 된다. 결국, 정상적인 영 전압을 감지하여 스위칭 주파수를 결정할 때보다 고주파수로 동작함에 따라 플라이백 컨버터부(2)의 1차측에서 과도한 열이 발생하게 되고, 이로 인해 임계모드 역률보상 구동부(1)가 파괴되거나 화재가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
However, when a short occurs in the secondary side, the energy of the primary side Np can not be transmitted to the secondary side Ns, and LC resonance occurs in the auxiliary winding Naux. The frequency increases from several hundreds KHz to MHz according to the LC resonance and the circuit detects the frequency of the ZCD (Zero Current Detect) terminal of the critical mode power factor compensation driving unit 1 corresponding to the zero voltage, . That is, as the driving frequency is detected in the critical conduction mode, the operating frequency of the driving unit 1 operates in accordance with the resonance frequency. As a result, excessive heat is generated at the primary side of the flyback converter unit 2 as the normal frequency zero is detected and the operation frequency is higher than that when the switching frequency is determined. As a result, the critical mode power factor correction driving unit 1 is destroyed There is a problem that a fire may occur.

대한민국 등록특허공보 특1997-0022719(공개일 1997.05.30.)Korean Registered Patent Publication No. 1997-0022719 (published on May 30, 1997) 대한믹국 공개특허공보 제2012-35080호(공개일 2012.04.13.)KoreaMickUp Open Patent Publication No. 2012-35080 (Published on April 13, 2012)

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 임계모드 역률보상 구동부에 정상동작 범위 밖의 최대 동작 주파수를 제한하는 회로를 포함시킴으로써 LED 구동에 있어 2차측 단락(Short)시에 1차측 회로의 파괴 및 화재를 방지할 수 있도록 하는 LED 구동용 주파수 제어 회로를 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a critical-mode power factor correction driving unit that includes a circuit for limiting a maximum operating frequency outside a normal operating range, And to prevent the destruction and fire of the primary side circuit at the time of short circuit (Short).

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 LED 구동용 주파수 제어 회로는, 제한하고자 하는 주파수의 한주기를 결정하기 위한 기준 시간을 생성하는 기준 시간 생성부; 및 설정한 주파수보다 높은 신호가 입력될 때 상기 기준 시간에 대응하여 제한된 파형만 통과시키고, 설정한 주파수보다 낮은 주파수가 입력될 때 입력 신호를 그대로 통과시키는 주파수 제한부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a frequency control circuit for driving an LED, comprising: a reference time generator for generating a reference time for determining a period of a frequency to be limited; And a frequency limiting unit that passes only a limited waveform corresponding to the reference time when a signal higher than the set frequency is input and passes the input signal as it is when a frequency lower than the set frequency is inputted.

상기 기준 시간 생성부는 입력 신호의 상승 에지(Rising edge)에 동기되어 기준 시간만큼 펄스(Pulse)를 생성한 후 자체 리셋(Reset)을 하고, 다시 입력 신호에 동기되어 동작을 반복한다.The reference time generator generates a pulse for a reference time in synchronization with a rising edge of the input signal, performs a self reset, and repeats the operation in synchronization with the input signal.

상기 입력 신호는 임계모드(Critical Conduction Mode)를 사용하기 위한 ZCD(Zero Current Detect) 단자로 입력되는 신호이며, 상기 주파수 제한부의 출력은 LED 구동부로 출력된다.The input signal is a signal input to a ZCD (Zero Current Detect) terminal for using a critical mode (Critical Conduction Mode), and the output of the frequency limiter is outputted to the LED driver.

상기 기준 시간 생성부는, 클럭 단자로 입력된 상기 입력 신호의 상승 에지에서 하이 레벨(High Level) 신호를 출력하는 제1플립플롭; 상기 제1플립플롭의 보수 신호인 로우 레벨(Low Level) 신호에 대응하여 턴온되도록 게이트 단자에 접속되는 제1트랜지스터; 상기 제1플립플롭의 보수 신호인 로우 레벨 신호에 대응하여 턴오프되도록 게이트 단자에 접속되는 제2트랜지스터; 상기 제1트랜지스터의 턴온에 대응하여 정전류원에 의해 충전이 이루어지는 캐패시터; 상기 정전류원에 의해 하이 레벨 신호를 출력하며, 상기 캐패시터의 충전 전압의 상승에 따른 임계 전압에서 로우 레벨 신호를 출력하고, 게이트 단자가 상기 제1트랜지스터의 드레인 단자, 상기 제2트랜지스터의 드레인 단자 및 상기 캐패시터의 일단에 접속되는 제3트랜지스터; 상기 제1플립플롭의 출력이 일단에 입력되고, 상기 제3트랜지스터의 드레인 단자에 타단이 접속되는 제1논리곱 연산자; 상기 제1논리곱 연산자의 출력을 지연시키는 제1지연소자; 및 상기 제1논리곱 연산자의 출력이 일단에 입력되고, 상기 제1지연소자의 출력이 반전되어 타단에 입력되며, 출력인 Re_start 신호가 반전되어 상기 제1플립플롭의 인에이블 단자로 입력되는 제1논리합 연산자를 포함한다.Wherein the reference time generator comprises: a first flip-flop for outputting a high level signal at the rising edge of the input signal input to the clock terminal; A first transistor connected to a gate terminal to be turned on in response to a low level signal which is a complement signal of the first flip-flop; A second transistor connected to a gate terminal to be turned off in response to a low level signal which is a complement signal of the first flip-flop; A capacitor charged by a constant current source in response to the turn-on of the first transistor; And a gate terminal connected to a drain terminal of the first transistor, a drain terminal of the first transistor, and a drain terminal of the second transistor. The high-level signal is output from the constant current source, A third transistor connected to one end of the capacitor; A first logical product operator in which the output of the first flip-flop is input at one end and the other end is connected to a drain terminal of the third transistor; A first delay element for delaying an output of the first logical product operator; And an output terminal connected to the enable terminal of the first flip-flop, wherein the output of the first AND gate is input at one end, the output of the first delay element is inverted and input at the other end, Includes one logical OR operator.

상기 주파수 제한부는, 상기 입력 신호를 지연시키는 제2지연소자; 상기 제2지연소자로부터 출력되는 신호를 클럭 단자에 입력시켜 상승 에지에 동기되는 제2플립플롭; 상기 제2플립플롭으로부터 출력되는 신호가 입력되며, 상기 제2지연소자의 출력이 제1반전소자를 거쳐 클럭 단자에 입력되어 하강 에지에 동기되는 제3플립플롭; 상기 제3플립플롭으로부터 출력되는 신호가 제2반전소자를 거쳐 일단에 입력되고, 상기 제2플립플롭으로부터 출력되는 신호가 타단에 입력되는 제2논리곱 연산자; 상기 제2논리곱 연산자의 출력이 일단에 입력되고, 제1논리곱 연산자의 출력(Tref)가 타단에 입력되며, 출력이 반전되어 상기 제2플립플롭 및 제3플립플롭의 인에이블 단자에 입력되는 제2논리합 연산자; 및 상기 제2논리곱 연산자의 출력이 일단에 입력되고, 상기 입력 신호가 타단에 입력되어 연산 결과를 출력하는 제3논리곱 연산자를 포함한다.
The frequency limiting unit may include: a second delay element for delaying the input signal; A second flip-flop that receives a signal output from the second delay element at a clock terminal and is synchronized with a rising edge; A third flip-flop for receiving a signal output from the second flip-flop, an output of the second delay element being input to a clock terminal through a first inverting element and being synchronized with a falling edge; A second logical product operator in which a signal output from the third flip-flop is input to one end via a second inversion element and a signal output from the second flip-flop is input to the other end; The output of the second AND gate is input at one end, the output (Tref) of the first AND gate is input at the other end, the output is inverted and input to the enable terminals of the second flip-flop and the third flip- A second OR operator; And a third AND gate that receives the output of the second AND gate at one end and receives the input signal at the other end to output an operation result.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 LED 구동용 주파수 제어 회로에 따르면, 2차측의 단락이 발생하여 임계모드(Critical Conduction Mode)의 주파수가 비정상으로 발생하여 고주파로 동작하여 1차측의 에너지가 과도하게 2차측으로 넘어가는 현상을 제한하므로 회로 파괴 및 화재 등을 방지할 수 있다.
As described above, according to the LED driving frequency control circuit of the present invention, the secondary side is short-circuited and the frequency of the critical conduction mode is unstable, so that it operates at a high frequency and the energy of the primary side is excessively It is possible to prevent breakage of the circuit and fire.

도 1은 통상적인 플라이백 구조를 이용하는 LED 구동회로이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 구동용 주파수 제어 회로의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 구동용 주파수 제어 회로의 제어회로블록도이다.
도 4는 도 3에 정상 신호 입력시 동작 파형도이다.
도 5는 도 3에 비정상 신호 입력시 동작 파형도이다.
1 is an LED drive circuit using a conventional flyback structure.
2 is a conceptual diagram of a frequency control circuit for driving LEDs according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a control circuit of the LED driving frequency control circuit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an operation waveform diagram when a normal signal is input in FIG.
FIG. 5 is an operation waveform diagram when an abnormal signal is input in FIG.

본 발명은 임계모드(Critical Conduction Mode)를 포함하는 플라이백 구조의 LED 구동 방식에 적용될 수 있으며, 최대 동작 주파수를 제한하는 수단을 포함한다.The present invention can be applied to an LED driving method of a flyback structure including a critical conduction mode and includes means for limiting a maximum operating frequency.

본 발명의 최대 동작 주파수를 제한하는 수단은, 제한하고자 하는 주파수의 한주기를 결정하기 위한 기준 시간을 생성하는 기준 시간 생성부와, 설정한 주파수보다 높은 신호가 입력될 때 기준 시간에 대응하여 제한된 파형만 통과시키고, 설정한 주파수보다 낮은 주파수가 입력될 때 입력 신호를 그대로 통과시키는 주파수 제한부를 포함한다.The means for limiting the maximum operating frequency of the present invention includes a reference time generator for generating a reference time for determining one period of a frequency to be limited, And passes the input signal as it is when a frequency lower than the set frequency is input.

본 발명의 기준 시간 생성부는 입력 신호의 상승 에지에서 시간을 시작하며, 설정한 시간이 지나면 신호는 로우 레벨로 동작한다. 그리고, 기준 시간 생성부는 설정된 시간이 지나면 리셋을 하여 다시 입력 신호가 인가되기 전까지 로우 레벨을 유지하면서 입력 신호의 상승 에지까지 로우 레벨을 유지한다.The reference time generator of the present invention starts time at the rising edge of the input signal, and the signal operates at a low level after the set time. Then, the reference time generator maintains the low level until the rising edge of the input signal while maintaining the low level until the input signal is applied again after resetting the set time.

본 발명의 주파수 제한부는, 지연된 입력 신호를 받아서 동작하며, 지연된 입력 신호를 받아서 동작하는 플립플롭과 지연된 입력 신호의 반전된 신호를 받아 동작하는 플립플롭을 포함한다.The frequency limiting unit of the present invention includes a flip-flop that operates by receiving a delayed input signal and operates by receiving a delayed input signal and a flip-flop that operates by receiving an inverted signal of the delayed input signal.

본 발명은 임계모드 역률보상 구동부의 ZCD(Zero Current Detect) 단자와 최종 DRV 사이에 주파수를 제한하는 회로를 구성할 수 있다.The present invention can constitute a circuit for limiting the frequency between the ZCD (Zero Current Detect) terminal of the critical mode power factor compensation driving unit and the final DRV.

이와 같이, 본 발명은 정상 동작 범위를 벗어나 빠른 신호를 제한하기 위한 기준 시간을 설정한 후, 기준 시간에 대응하여 필요한 최소의 신호만 DRV에 인가하는 것을 특징으로 한다.
As described above, the present invention is characterized in that after setting a reference time for restricting a fast signal out of the normal operation range, only the minimum necessary signal corresponding to the reference time is applied to the DRV.

이하, 본 발명의 LED 구동용 주파수 제어 회로에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, the LED driving frequency control circuit of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 구동용 주파수 제어 회로의 개념도이다.2 is a conceptual diagram of a frequency control circuit for driving LEDs according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 LED 구동용 주파수 제어 회로는, 제한하고자 하는 주파수의 한주기를 결정하기 위한 기준 시간을 생성하는 기준 시간 생성부(4)와, 설정한 주파수보다 높은 신호가 입력될 때 기준 시간에 대응하여 제한된 파형(첫 번째 파형)만 통과시키고, 설정한 주파수보다 낮은 주파수가 입력될 때 입력 신호(IN)를 그대로 통과시키는 주파수 제한부(5)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the LED driving frequency control circuit of the present invention includes a reference time generation unit 4 for generating a reference time for determining one period of a frequency to be limited, And a frequency limiter 5 for passing only the limited waveform (first waveform) corresponding to the reference time and passing the input signal IN as it is when a frequency lower than the set frequency is inputted.

여기서, 기준 시간 생성부(4)는 입력 신호의 상승 에지(Rising edge)에 동기되어 기준 시간만큼 펄스(Pulse)를 생성한 후 자체 리셋(Reset)을 하고, 다시 입력 신호에 동기되어 동작을 반복한다.
Here, the reference time generator 4 generates a pulse for a reference time in synchronization with a rising edge of the input signal, performs a self reset, and repeats the operation in synchronization with the input signal again do.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 구동용 주파수 제어 회로의 제어회로블록도이다.3 is a block diagram of a control circuit of the LED driving frequency control circuit according to the embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저, 기준 시간 생성부(4)는, 클럭 단자로 입력된 입력 신호의 상승 에지에서 하이 레벨(High Level) 신호를 출력하는 제1플립플롭(41)과, 제1플립플롭(41)의 보수 신호인 로우 레벨(Low Level) 신호에 대응하여 턴온되도록 게이트 단자에 접속되는 제1트랜지스터(M1)와, 제1플립플롭(41)의 보수 신호인 로우 레벨 신호에 대응하여 턴오프되도록 게이트 단자에 접속되는 제2트랜지스터(M2)와, 제1트랜지스터(M1)의 턴온에 대응하여 정전류원에 의해 충전이 이루어지는 캐패시터(C)와, 정전류원에 의해 하이 레벨 신호를 출력하며, 캐패시터(C)의 충전 전압의 상승에 따른 임계 전압에서 로우 레벨 신호를 출력하고, 게이트 단자가 제1트랜지스터(M1)의 드레인 단자, 제2트랜지스터(M2)의 드레인 단자 및 캐패시터(C)의 일단에 접속되는 제3트랜지스터(M3)와, 제1플립플롭(41)의 출력이 일단에 입력되고, 제3트랜지스터(M3)의 드레인 단자에 타단이 접속되는 제1논리곱 연산자(AND Gate, 42)와, 제1논리곱 연산자(42)의 출력을 지연시키는 제1지연소자(Delay, 43)와, 제1논리곱 연산자(42)의 출력이 일단에 입력되고, 제1지연소자(43)의 출력이 반전되어 타단에 입력되며, 출력인 Re_start 신호가 반전되어 제1플립플롭(41)의 인에이블 단자로 입력되는 제1논리합 연산자(OR Gate, 44)를 포함한다.
Referring to FIG. 3, the reference time generator 4 includes a first flip-flop 41 for outputting a high level signal at a rising edge of an input signal input to a clock terminal, A first transistor M1 connected to the gate terminal so as to turn on in response to a low level signal which is a complement signal of the flip flop 41 and a second transistor M1 connected to the gate terminal in response to a low level signal which is a complement signal of the first flip flop 41 A capacitor C which is charged by a constant current source in response to the turn-on of the first transistor M1, and a high level signal is outputted by a constant current source And a gate terminal connected to a drain terminal of the first transistor M1, a drain terminal of the second transistor M2, and a capacitor C connected to the drain terminal of the first transistor M1, A third transistor M3 connected at one end, A first AND gate 42 in which the output of one flip flop 41 is input at one end and the other end is connected to the drain terminal of the third transistor M3, A first delay element 43 for delaying the output of the first delay element 43 and a second delay element 43 for delaying the output of the first delay element 43 and the output of the first logical multiplication operator 42, (OR gate) 44 whose Re_start signal is inverted and input to the enable terminal of the first flip-flop 41.

한편, 주파수 제한부(5)는, 입력 신호를 지연시키는 제2지연소자(51)와, 제2지연소자(51)로부터 출력되는 신호를 클럭 단자에 입력시켜 상승 에지에 동기되는 제2플립플롭(52)과, 제2플립플롭(52)으로부터 출력되는 신호가 입력되며, 제2지연소자(51)의 출력이 제1반전소자(53)를 거쳐 클럭 단자에 입력되어 하강 에지에 동기되는 제3플립플롭(54)과, 제3플립플롭(54)으로부터 출력되는 신호가 제2반전소자(55)를 거쳐 일단에 입력되고, 제2플립플롭(52)으로부터 출력되는 신호가 타단에 입력되는 제2논리곱 연산자(56)와, 제2논리곱 연산자(56)의 출력이 일단에 입력되고, 제1논리곱 연산자(42)의 출력(Tref)가 타단에 입력되며, 출력이 반전되어 제2플립플롭(52) 및 제3플립플롭(54)의 인에이블 단자에 입력되는 제2논리합 연산자(57)와, 제2논리곱 연산자(56)의 출력이 일단에 입력되고, 입력 신호가 타단에 입력되어 연산 결과를 출력하는 제3논리곱 연산자(58)를 포함한다.
On the other hand, the frequency limiting section 5 includes a second delay element 51 for delaying the input signal, a second flip-flop 51 for inputting a signal output from the second delay element 51 to the clock terminal, Flop 52 and the output of the second delay element 51 are input to the clock terminal via the first inverting element 53 and the output of the second flip- 3 flip-flop 54 and the signal output from the third flip-flop 54 are input to one end via the second inverting element 55 and the signal output from the second flip-flop 52 is input to the other end The outputs of the second AND gate 56 and the second AND gate 56 are input at one end and the output Tref of the first AND gate 42 is input at the other end, A second OR operator 57 input to the enable terminals of the second flip-flop 52 and the third flip-flop 54, and an output of the second AND operator 56 And a third logical product operator 58 for inputting the input signal at the other end and outputting the operation result.

여기서, 입력 신호(IN)는 임계모드 역률보상 구동부(1)의 ZCD(Zero Current Detect) 단자로 입력되는 신호일 수 있으며, 출력 신호(OUT)는 DRV 단자로 출력되는 신호일 수 있다.Here, the input signal IN may be a signal input to the ZCD (zero current detect) terminal of the critical mode power factor correction driving unit 1, and the output signal OUT may be a signal output to the DRV terminal.

본 실시예에서 제시된 제1,제2,제3플립플롭(41, 52, 54)은 D-플립플롭이며, 제1트랜지스터(M1)는 P형 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)이며, 제2트랜지스터(M2) 및 제3트랜지스터(M3)는 N형 MOSFET이다.
The first, second and third flip-flops 41, 52 and 54 are D flip-flops, the first transistor M1 is a P-type MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) The second transistor M2 and the third transistor M3 are N-type MOSFETs.

그러면, 여기서 상기와 같이 구성된 LED 구동용 주파수 제어 회로의 동작에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the LED driving frequency control circuit constructed as described above will be described.

먼저, 기준 시간 생성부(4)는, 입력 신호가 인가되면, 상승 에지에서 제1플립플롭(41)의 출력 N1은 하이 레벨 신호, 출력 N2는 로우 레벨 신호가 된다. 이 신호에 의해서 제1트랜지스터(M1)는 턴온, 제2트랜지스터(M2)는 턴오프된다. 이 때, 캐패시터(C)는 정전류원(Isrc)에 의해 충전을 개시되며, 이에 N3의 전압이 상승하게 된다. 이에 N4의 전압은 하이 레벨 상태로 있다가 N3의 전압이 충전에 의해 상승하면서 제3트랜지스터(M3)의 임계 전압(Threshold Voltage)에 도달하면 로우 레벨이 된다. 즉, 충전을 시작하여 제3트랜지스터(M3)를 동작하는 시간까지 N1과 N4는 하이 레벨 상태이므로 제1논리곱 연산자(42)에 의해 출력을 하이 레벨로 유지하다가, 제3트랜지스터(M3)가 동작하는 순간에 제1논리곱 연산자(42)의 출력(Tref)는 로우 레벨이 되면서 Tref의 시간을 결정하게 된다. 이와 같이, Tref는 입력 신호(IN)가 입력되면 하이 레벨로, N3에 의해서 N4가 바뀌게 되면 로우 레벨로 변하게 된다. Tref가 로우 레벨로 변화되면, 이 신호를 제1지연소자(43)를 통해 지연 및 반전시켜 제1논리합 소자(44)를 지나면, 지연한 시간만큼 로우 레벨로 떨어지는 Re_start신호를 생성할 수 있다. 이 신호는 Tref의 하강 에지(Falling Edge)에서 Re_start 펄스가 나오게 회로를 구성한다. 이 동작은 입력 신호(IN) 주파수의 상승 에지에 동기를 맞추어 일정한 Tref의 신호 주기를 생성하여 리셋하는 동작을 반복하게 된다.First, when the input signal is applied, the reference time generator 4 generates an output N1 of the first flip-flop 41 at the rising edge and a low-level signal at the output N2 at the rising edge. By this signal, the first transistor M1 is turned on and the second transistor M2 is turned off. At this time, the capacitor C starts to be charged by the constant current source Isrc, and the voltage of N3 rises. Accordingly, when the voltage of N4 is in the high level state and the voltage of N3 rises due to the charging and reaches the threshold voltage of the third transistor M3, the voltage becomes low level. That is, since N1 and N4 are in the high level state until the time of starting the charging and operating the third transistor M3, the output of the third transistor M3 is maintained at the high level by the first logical product operator 42 The output (Tref) of the first logical product operator (42) becomes low level to determine the time of Tref. Thus, Tref changes to a high level when the input signal IN is input and to a low level when N4 is changed by N3. When Tref is changed to a low level, the signal is delayed and inverted through the first delay element 43 and passes through the first OR gate 44, thereby generating a Re_start signal falling to a low level for a delayed time. This signal configures the circuit to produce a Re_start pulse at the falling edge of Tref. This operation repeats the operation of generating and resetting the signal period of the constant Tref in synchronization with the rising edge of the input signal (IN) frequency.

이어서, 주파수 제한부(5)는, Tref를 기준으로 동작하기 위해 제2지연소자(51)를 거친 신호를 이용하는데, 제2지연소자(51)를 거친 입력 신호(IN)의 상승 에지에 동기되는 제2플립플롭(52)과 하강 에지에 동기되는 제3플립플롭(53)의 상태를 이용하여 필요한 신호를 생성한다. 각 플립플롭(52, 53)의 출력은 N5가 하이 레벨, N7이 로우 레벨인 구간에서만 제2논리곱 연산자(56)의 출력을 하이 레벨로 유지하고, 그 외는 로우 레벨로 유지하여 입력 신호와 제3논리곱 연산자(58)로부터 출력 신호(OUT)을 생성하여 Tref의 하이 레벨 구간에서만 출력이 이루어지도록 한다. 입력 신호의 처음 하이 레벨 구간을 제외하고는 항상 N8을 로우 레벨로 만듦으로써 리셋을 만들게 되므로 입력 신호가 출력 신호로 출력되지 않게 된다.
Subsequently, the frequency limiting section 5 uses a signal passed through the second delay element 51 to operate on the basis of the Tref, and outputs the synchronized signal to the rising edge of the input signal IN via the second delay element 51 The second flip-flop 52 and the third flip-flop 53 synchronized with the falling edge. The output of each of the flip-flops 52 and 53 is maintained at a high level at the output of the second AND gate 56 only during a period in which N5 is at a high level and N7 is at a low level, The output signal OUT is generated from the third logical product operator 58 so that the output is made only in the high level section of Tref. By making N8 low level at all times except the first high level interval of the input signal, a reset is made, so that the input signal is not output to the output signal.

도 4는 도 3에 정상 신호 입력시 동작 파형도이고, 도 5는 도 3에 비정상 신호 입력시 동작 파형도이다.FIG. 4 is an operation waveform diagram when a normal signal is input in FIG. 3, and FIG. 5 is an operation waveform diagram when an abnormal signal is input in FIG.

도 4는 도 3을 시뮬레이션(Simulation)한 파형으로 Tref 주기보다 긴 파형이 입력되었을 때, 즉 정상 주파수가 입력되었을 때 입력 신호와 동일한 파형을 그대로 출력시킴을 알 수 있으며, 도 5는 Tref 주기보다 짧은 파형이 입력되었을 때, 즉 고주파수가 입력되었을 때 처음 한주기만 출력시킴을 알 수 있다.
FIG. 4 is a graph showing waveforms simulated in FIG. 3, in which waveforms longer than the Tref period are input, that is, when the normal frequency is input, the same waveform as that of the input signal is output. FIG. It can be seen that when a short waveform is input, that is, when a high frequency is input, only the first one is output.

이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

1 : 임계모드 역률보상 구동부
2 : 플라이백 컨버터
3 : LED 출력부
4 : 기준 시간 생성부
5 : 주파수 제한부
Np : 변압기의 1차측 권선 수
Ns : 변압기의 2차측 권선 수
Naux : 보조 권선의 권선 수
Rstr : 초기 기동 저항
1: critical mode power factor compensation drive
2: flyback converter
3: LED output section
4: Reference time generating section
5:
Np: Number of primary winding of transformer
Ns: Number of secondary windings of the transformer
Naux: number of windings of auxiliary winding
Rstr: Initial starting resistance

Claims (5)

플라이백 구조의 1차측에 구성되며, LED 구동을 위한 정전압/정전류를 제어하는 임계모드(Critical Conduction Mode) 역률(Power factor correct)보상 구동부에 포함되는 LED 구동용 주파수 제어 회로로서,

입력 신호(IN)에 대해 제한하고자 하는 주파수의 한주기를 결정하기 위한 기준 시간을 생성하는 기준 시간 생성부; 및
설정한 주파수보다 높은 신호가 입력될 때 상기 기준 시간에 대응하여 제한된 파형만 출력 신호(OUT)로 통과시키고, 설정한 주파수보다 낮은 주파수가 입력될 때 입력 신호를 그대로 출력 신호(OUT)로 통과시키는 주파수 제한부를 포함하며,

상기 임계모드 역률보상 구동부(1)의 ZCD(Zero Current Detect) 단자에 상기 입력 신호(IN)가 입력되며,
상기 임계모드 역률보상 구동부(1)의 구동(DRV) 단자에서 상기 출력 신호(OUT)가 출력되며,

상기 기준 시간 생성부에서는 상기 입력 신호(IN)에 대응하여 충전되는 전압이 임계 전압에 도달하여 레벨이 변화되는 스위칭 제어를 통해 상기 기준 시간을 생성하고,
상기 기준 시간의 하강 에지(Falling Edge)에서 Re_start 펄스를 생성하여 리셋(Reset)을 수행하고,
상기 입력 신호의 상승 에지(Rising edge)에 동기되어 상기 기준 시간이 생성된 후 상기 리셋(Reset)되는 동작이 반복되는 LED 구동용 주파수 제어 회로.
A frequency control circuit for driving an LED included in a critical mode correcting power factor correcting driver for controlling a constant voltage / constant current for driving LEDs,

A reference time generator for generating a reference time for determining a period of a frequency to be restricted for the input signal IN; And
When a signal higher than the set frequency is input, only a limited waveform corresponding to the reference time is passed through the output signal OUT. When a frequency lower than the set frequency is inputted, the input signal is directly passed through the output signal OUT A frequency limiter,

The input signal IN is input to the ZCD (Zero Current Detect) terminal of the critical mode power factor correction driving unit 1,
The output signal OUT is output from the driving (DRV) terminal of the critical mode power factor compensation driving unit 1,

The reference time generating unit generates the reference time through switching control in which a voltage charged in accordance with the input signal IN reaches a threshold voltage and a level is changed,
A Re_start pulse is generated at a falling edge of the reference time to perform a reset,
Wherein the reset operation is repeated after the reference time is generated in synchronization with a rising edge of the input signal.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 기준 시간 생성부는,
클럭 단자로 입력된 상기 입력 신호의 상승 에지에서 하이 레벨(High Level) 신호를 출력하는 제1플립플롭;
상기 제1플립플롭의 보수 신호인 로우 레벨(Low Level) 신호에 대응하여 턴온되도록 게이트 단자에 접속되는 제1트랜지스터;
상기 제1플립플롭의 보수 신호인 로우 레벨 신호에 대응하여 턴오프되도록 게이트 단자에 접속되는 제2트랜지스터;
상기 제1트랜지스터의 턴온에 대응하여 정전류원에 의해 충전이 이루어지는 캐패시터;
상기 정전류원에 의해 하이 레벨 신호를 출력하며, 상기 캐패시터의 충전 전압의 상승에 따른 임계 전압에서 로우 레벨 신호를 출력하고, 게이트 단자가 상기 제1트랜지스터의 드레인 단자, 상기 제2트랜지스터의 드레인 단자 및 상기 캐패시터의 일단에 접속되는 제3트랜지스터;
상기 제1플립플롭의 출력이 일단에 입력되고, 상기 제3트랜지스터의 드레인 단자에 타단이 접속되는 제1논리곱 연산자;
상기 제1논리곱 연산자의 출력을 지연시키는 제1지연소자; 및
상기 제1논리곱 연산자의 출력이 일단에 입력되고, 상기 제1지연소자의 출력이 반전되어 타단에 입력되며, 출력인 Re_start 신호가 반전되어 상기 제1플립플롭의 인에이블 단자로 입력되는 제1논리합 연산자를 포함하는 LED 구동용 주파수 제어 회로.
The method according to claim 1,
The reference time generation unit may include:
A first flip-flop for outputting a high level signal at the rising edge of the input signal input to the clock terminal;
A first transistor connected to a gate terminal to be turned on in response to a low level signal which is a complement signal of the first flip-flop;
A second transistor connected to a gate terminal to be turned off in response to a low level signal which is a complement signal of the first flip-flop;
A capacitor charged by a constant current source in response to the turn-on of the first transistor;
And a gate terminal connected to a drain terminal of the first transistor, a drain terminal of the first transistor, and a drain terminal of the second transistor. The high-level signal is output from the constant current source, A third transistor connected to one end of the capacitor;
A first logical product operator in which the output of the first flip-flop is input at one end and the other end is connected to a drain terminal of the third transistor;
A first delay element for delaying an output of the first logical product operator; And
An output of the first AND gate is input at one end, an output of the first delay element is inverted and input at the other end, and an Re_start signal as an output is inverted to input to an enable terminal of the first flip- A frequency control circuit for driving an LED including an OR operation.
제1항에 있어서,
상기 주파수 제한부는,
상기 입력 신호를 지연시키는 제2지연소자;
상기 제2지연소자로부터 출력되는 신호를 클럭 단자에 입력시켜 상승 에지에 동기되는 제2플립플롭;
상기 제2플립플롭으로부터 출력되는 신호가 입력되며, 상기 제2지연소자의 출력이 제1반전소자를 거쳐 클럭 단자에 입력되어 하강 에지에 동기되는 제3플립플롭;
상기 제3플립플롭으로부터 출력되는 신호가 제2반전소자를 거쳐 일단에 입력되고, 상기 제2플립플롭으로부터 출력되는 신호가 타단에 입력되는 제2논리곱 연산자;
상기 제2논리곱 연산자의 출력이 일단에 입력되고, 제1논리곱 연산자의 출력(Tref)가 타단에 입력되며, 출력이 반전되어 상기 제2플립플롭 및 제3플립플롭의 인에이블 단자에 입력되는 제2논리합 연산자; 및
상기 제2논리곱 연산자의 출력이 일단에 입력되고, 상기 입력 신호가 타단에 입력되어 연산 결과를 출력하는 제3논리곱 연산자를 포함하는 LED 구동용 주파수 제어 회로.
The method according to claim 1,
The frequency-
A second delay element for delaying the input signal;
A second flip-flop that receives a signal output from the second delay element at a clock terminal and is synchronized with a rising edge;
A third flip-flop for receiving a signal output from the second flip-flop, an output of the second delay element being input to a clock terminal through a first inverting element and being synchronized with a falling edge;
A second logical product operator in which a signal output from the third flip-flop is input to one end via a second inversion element and a signal output from the second flip-flop is input to the other end;
The output of the second AND gate is input at one end, the output (Tref) of the first AND gate is input at the other end, the output is inverted and input to the enable terminals of the second flip-flop and the third flip- A second OR operator; And
And a third AND gate which receives the output of said second AND gate and receives said input signal at the other end to output a result of the operation.
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