KR101700804B1 - The power supply for driving lamp - Google Patents

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KR101700804B1 KR1020140079701A KR20140079701A KR101700804B1 KR 101700804 B1 KR101700804 B1 KR 101700804B1 KR 1020140079701 A KR1020140079701 A KR 1020140079701A KR 20140079701 A KR20140079701 A KR 20140079701A KR 101700804 B1 KR101700804 B1 KR 101700804B1
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김용
서상화
최근수
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동국대학교 산학협력단
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Abstract

램프 구동용을 위한 전원 공급 장치에 있어서, 입력 교류전압을 직류 전압으로 정류하는 정류 회로부(105); 상기 정류 회로부(105)의 연결된 제1 인덕터(112); 상기 제1 인덕터(112)와 직렬로 연결된 제1 스위치(111); 상기 정류 회로부(105)의 일단과 연결된 제2 스위치(113); 상기 제2 스위치(113)와 직렬로 연결된 제2 인덕터(114); 상기 제2 인덕터(114)과 연결된 제2 다이오드(116); 상기 제2 스위치(113)와 상기 제2 인덕터(114)의 접점과 상기 제1 스위치(111)의 타단에 연결된 제1 다이오드(115); 상기 제1 스위치(111)의 일단과 제2 인덕터(114)의 일단의 사이에 연결된 필터용 커패시터(117); 상기 제1 인덕터(112)와 상기 제2 인덕터(114)는 서로 자기적으로 결합하며, 상기 제2 다이오드(116)의 후단의 전압을 받아서 램프에 전력을 공급하는 2단 전력변환부(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 구동용 전원 공급 장치.A power supply device for driving a lamp, comprising: a rectifying circuit part (105) for rectifying an input AC voltage to a DC voltage; A first inductor 112 connected to the rectifying circuit unit 105; A first switch 111 connected in series with the first inductor 112; A second switch 113 connected to one end of the rectifying circuit unit 105; A second inductor 114 connected in series with the second switch 113; A second diode 116 connected to the second inductor 114; A first diode 115 connected to a contact between the second switch 113 and the second inductor 114 and the other end of the first switch 111; A filter capacitor 117 connected between one end of the first switch 111 and one end of the second inductor 114; The first inductor 112 and the second inductor 114 are magnetically coupled to each other and receive a voltage at the rear end of the second diode 116 to supply power to the lamp. And a power supply for driving the lamp.

Figure R1020140079701
Figure R1020140079701

Description

램프 구동용 전원 공급 장치{THE POWER SUPPLY FOR DRIVING LAMP}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power supply for driving a lamp,

본 발명은 전자식 안정기를 구비한 램프 구동용 전원 공급 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a power supply for driving a lamp with an electronic ballast.

일반적인 램프 구동용 전원 공급 장치에서 안정기는 필수적이다. 이러한 안정기는 크게 자기식(Magnetic)과 전자식(Electronic)으로 구분되며, 안정기의 크기, 효율의 측면에 있어서 유리한 전자식 안정기의 수요가 늘어나는 추세이다.Ballasts are essential in typical lamp-driven power supplies. Such a ballast is classified into a magnetic type and an electronic type, and the demand for an electronic ballast is advantageous in terms of the size and efficiency of the ballast.

전자식은 DC/DC 컨버터의 유무에 따라 3단 또는 2단으로 구성된다. 3단 구성의 경우 역률 보상 회로(Power Factor Correction)와 DC-DC 컨버터, DC-AC 인버터로 구성되며, 이를 위한 역률 보상 회로(Power Factor Correction)는 부스트(Boost)컨버터, DC-DC 컨버터는 벅(Buck)컨버터 그리고 인버터로는 풀 브리지(full-bridge) 회로가 주로 사용된다. 2단 구성의 경우 3단 구성과는 다르게 DC/DC 컨버터가 생략되며, 인버터는 풀 브리지(full-bridge) 또는 하프 브리지 (half-bridge) 회로가 사용된다.The electronic system consists of three or two stages depending on the presence or absence of the DC / DC converter. In the case of the three-stage configuration, a power factor correction circuit (Power Factor Correction), a DC-DC converter and a DC-AC inverter are configured. The power factor correction circuit is a boost converter, (Buck) converters, and full-bridge circuits are commonly used as inverters. In the case of a two-stage configuration, the DC / DC converter is omitted, and a full-bridge or half-bridge circuit is used, unlike the three-stage configuration.

2단으로 구성되는 안정기의 구동방식은 고주파 구동 방식과 저주파 구동 방식으로 나눌 수 있는데, 고주파 구동 방식의 경우 필터링 없이 고주파 전류를 램프에 주입하는 방식이며, 저주파 구동 방식은 고주파 전류를 LC필터로 필터링하여 저주파를 교번 주입하는 방식이다. In the case of the high-frequency driving method, a high-frequency current is injected into the lamp without filtering. In the low-frequency driving method, the high-frequency current is filtered by the LC filter So that low frequency alternating current is injected.

한편, 전자식 안정기는 커패시터, 인덕터 및 반도체 소자를 비롯한 방열판 으로 구성된다. 그러나 전자식 안정기의 소형 경량화를 위해서는 각 부품들의 크기 및 무게를 감소시켜야 한다.On the other hand, electronic ballasts consist of heat sinks including capacitors, inductors and semiconductor devices. However, in order to reduce the size and weight of the electronic ballast, the size and weight of each component must be reduced.

소형 경량화 측면에서, 반도체 집적회로의 발달에 따라 소자의 경량화는 가능하게 되었으나, 인덕터 및 커패시터의 경우 소형 경량화에 대한 연구가 계속되고 있다.
In terms of miniaturization and weight reduction, it has become possible to reduce the weight of a device according to the development of semiconductor integrated circuits, but research on miniaturization and weight reduction of inductors and capacitors is continuing.

대한민국 등록특허 10-1220885호(2013. 01. 11)Korean Patent No. 10-1220885 (Feb.

본 발명의 실시 예들은 부스트단의 스위칭 소자에 연결된 1차측 코일과 벅 컨버터단의 스위칭 소자에 연결된 2차측 코일을 하나의 인덕터로 커플링하여 승압과 강압 동작을 수행할 수 있는 램프 구동용 전원 공급 장치를 제공한다.The embodiments of the present invention provide a lamp driving power supply capable of performing a boosting operation and a stepping-down operation by coupling a primary coil connected to a switching element of a boost stage and a secondary coil connected to a switching element of a buck converter stage, Device.

본 발명의 예시적인 실시 예에 따르면, 교류 입력 전압을 공급받아 정류 전압을 발생하는 정류 회로부; 상기 정류 전압이 출력 전압보다 낮을 때 동작하는 부스트 모드 시 온 되는 제1 스위치와 상기 정류 전압이 출력전압보다 높을 때 동작하는 벅 모드 시 온 되는 제2 스위치 및 제1 인덕터와 제2 인덕터가 결합된 인덕터를 포함하며, 상기 부스트 모드 시 제1 인덕터로부터 유기되는 전압을 상기 제2 인덕터에 의거하여 승압시키며, 상기 벅 모드 시 상기 인덕터를 이용하여 상기 정류 전압을 강압시키는 1단 전력 변환부; 및 상기 1단 전력 변환부에서 출력되는 전압을 교류 전압으로 변환하여 상기 램프를 구동시키는 2단 전력 변환부를 포함하는 램프 구동용 전원 공급 장치가 제공된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a rectifying circuit unit that receives an AC input voltage and generates a rectified voltage; A first switch that is turned on when the rectified voltage is lower than the output voltage, a second switch that is turned on when the rectified voltage is higher than the output voltage, and a second switch that is turned on when the rectified voltage is higher than the output voltage, A first stage power conversion unit boosting a voltage induced in the first inductor in the boost mode based on the second inductor in the boost mode and reducing the rectified voltage using the inductor in the buck mode; And a two-stage power conversion unit converting the voltage output from the one-stage power conversion unit into an AC voltage to drive the lamp.

상기 램프 구동용 전원 공급 장치의 1단 전력 변환부에서 상기 제1 스위치 는 상기 인덕터의 제1 인덕터와 직렬 연결되고 상기 제2 스위치는 상기 제1 인덕터와 병렬로 연결된다. 또한 상기 인덕터의 제2 인덕터는 상기 제2 스위치와 직렬로 연결되며, 상기 제1 인덕터와 제2 인덕터는 자기적으로 결합되어 승압 또는 강압된 전압을 상기 2단 전력 변환부를 통해 상기 램프에 전력을 공급한다.The first switch is connected in series with the first inductor of the inductor and the second switch is connected in parallel with the first inductor in the one-stage power converting unit of the lamp driving power supply. The second inductor of the inductor is connected in series with the second switch, and the first inductor and the second inductor are magnetically coupled to supply a boosted or reduced voltage to the lamp through the two-stage power converter. Supply.

상기 램프 구동용 전원 공급 장치에서 상기 인덕터의 제1 인덕터와 제2 인덕터는 권선비 1:1로 결합된다.In the power supply for driving the lamp, the first inductor and the second inductor of the inductor are coupled at a winding ratio of 1: 1.

상기 램프 구동용 전원 공급 장치에서 상기 인덕터의 제1 인덕터 및 제2 인덕터는 상기 제1 및 제2 스위치의 스위칭 동작에 따라 불연속 전류 모드 또는 연속 전류 모드로 동작할 수 있다.The first inductor and the second inductor of the inductor may operate in a discontinuous current mode or a continuous current mode according to the switching operation of the first and second switches in the power supply for driving a lamp.

상기 램프 구동용 전원 공급 장치는 상기 1단 전력 변환부의 출력단과 결합되며 대각선 방향의 스위치 소자들이 쌍을 이루어 교번적으로 동작하여 상기 1단 전력 변환부에서 출력되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터인 풀 브리지 컨버터; 상기 동작에 따라 상기 풀 브리지 컨버터에서 출력되는 교류 전력을 공급받으며, 상기 램프의 초기 구동을 위한 이그나이터 회로; 및 2단 전력 변환부는 상기 이그나이터 회로와 연결되며 후단으로 상기 풀 브리지 컨버터의 출력 전압이 인가되는 1차측 코일과 상기 1차측 코일과 자기적으로 결합되며 상기 램프와 연결되는 2차측 코일로 구성되는 변압기를 포함할 수 있다.The power supply for driving the lamp includes an inverter that is coupled to an output terminal of the one-stage power conversion unit and operates in an alternating manner in a pair of diagonal switch elements to convert a DC voltage output from the one- In full bridge converter; An igniter circuit for receiving AC power output from the full bridge converter according to the operation and for initial driving the lamp; And a second-stage power conversion unit connected to the igniter circuit and having a primary coil to which an output voltage of the full bridge converter is applied at a rear stage, and a secondary coil magnetically coupled to the primary coil and connected to the lamp, . ≪ / RTI >

상기 램프 구동용 전원 공급 장치에서 상기 이그나이터 회로는 상기 풀 브리지 컨버터의 교류 전압이 인가되는 트라이악; 및 상기 트라이악과 상기 1차측 코일 사이에 연결되는 커패시터를 포함하며, 상기 트라이악이 턴 온 될 때 상기 변압기의 1차측 코일과 상기 커패시터의 공진을 통해 발생된 에너지를 상기 2차측 코일을 통해 상기 램프에 전달하여 상기 램프를 초기 구동시킬 수 있다.In the power supply for driving the lamp, the igniter circuit may include a triac to which an AC voltage of the full bridge converter is applied; And a capacitor coupled between the triac and the primary coil, wherein when the triac is turned on, energy generated through resonance between the primary coil of the transformer and the capacitor is coupled to the lamp through the secondary coil, So that the lamp can be initially driven.

상기 램프 구동용 전원 공급 장치에서 상기 변압기의 1차측 코일의 인덕턴스는 22μH∼25μH이며, 상기 2차측 코일의 인덕턴스는 215μH∼225μH 일 수 있다.In the power supply for driving the lamp, the inductance of the primary coil of the transformer may be 22 μH to 25 μH, and the inductance of the secondary coil may be 215 μH to 225 μH.

상기 램프 구동용 전원 공급 장치는 상기 1단 전력 변환부에서 출력되는 직류 전압과 상기 정류 회로부의 정류된 정류 전압간의 비교를 통해 상기 제1 및 제2 스위치를 온 또는 오프 시키기 위한 제1 및 제2 스위칭 신호를 제공하는 제어기를 더 포함할 수 있다.
Wherein the lamp driving power supply apparatus includes first and second switches for turning on and off the first and second switches through comparison between a DC voltage output from the first stage power converting unit and a rectified rectified voltage of the rectifying circuit unit, And may further include a controller for providing a switching signal.

본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 인덕터와 제2 인덕터는 자기적으로 결합되는 하나의 인덕터로 벅-부스트 컨버터를 구현하고, 이를 이용하여 역률 보정과 전압에 대한 승압 및 강압을 수행함으로써, 부품들의 크기나 부피를 감소시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a buck-boost converter is implemented by one inductor magnetically coupled to a first inductor and a second inductor, and by performing power factor correction and step-up and step- The size and the volume of the electrodes can be reduced.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 점등 시 램프와 안정기 사이가 멀어지는 경우 전원의 감쇠가 적은 커플링 인덕터를 사용함으로써, 전원 공급 장치의 원가를 절감시킬 수 있다.
In addition, according to the embodiment of the present invention, the cost of the power supply device can be reduced by using the coupling inductor having a small power loss when the lamp is separated from the ballast when the lamp is turned on.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 램프 구동용 전원 공급 장치를 도시한 회로도
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 1단 전력 변환부에 제1 및 제2 스위칭 신호를 인가하는 과정을 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 풀 브리지 컨버터에 연결되는 이그나이터 회로의 내부 구성을 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 1단 전력 변환부가 부스트 모드로 동작할 때의 회로도
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 1단 전력 변환부가 벅 모드로 동작할 때의 회로도
도 6은 벅-부스트 컨버터를 시뮬레이션하기 위한 회로도
도 7은 도 6의 벅-부스트 컨버터의 시뮬레이션 결과를 도시한 파형도
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 1단 전력 변환부에 해당하는 벅-부스트 컨버터를 시뮬레이션하기 위한 회로도
도 9는 도 8의 커플드 벅-부스트 컨버터의 시뮬레이션 결과를 도시한 파형도
1 is a circuit diagram showing a power supply for driving a lamp according to an embodiment of the present invention;
2 is a view for explaining a process of applying first and second switching signals to a first stage power conversion unit according to an embodiment of the present invention;
3 is a view for explaining an internal configuration of an igniter circuit connected to a full bridge converter according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a circuit diagram when the one-stage power conversion section operates in the boost mode according to the embodiment of the present invention
5 is a circuit diagram when the one-stage power conversion section operates in the buck mode according to the embodiment of the present invention
6 is a circuit diagram for simulating a buck-boost converter
7 is a waveform diagram showing a simulation result of the buck-boost converter of Fig. 6
8 is a circuit diagram for simulating a buck-boost converter corresponding to a one-stage power conversion unit according to an embodiment of the present invention.
Fig. 9 is a waveform diagram showing a simulation result of the coupled-buck-boost converter of Fig. 8

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following detailed description is provided to provide a comprehensive understanding of the methods, apparatus, and / or systems described herein. However, this is merely an example and the present invention is not limited thereto.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification. The terms used in the detailed description are intended only to describe embodiments of the invention and should in no way be limiting. Unless specifically stated otherwise, the singular forms of the expressions include plural forms of meaning. In this description, the expressions "comprising" or "comprising" are intended to indicate certain features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, Should not be construed to preclude the presence or possibility of other features, numbers, steps, operations, elements, portions or combinations thereof.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 램프 구동용 전원 공급 장치(100)를 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a power supply 100 for lamp driving according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 램프 구동용 전원 공급 장치(100)는 2단 전력 변환 장치로, 크게 정류 회로부(105), 1단 전력 변환부(110), 2단 전력 변환부(130) 및 제어기(150)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the lamp power supply 100 is a two-stage power converter. The power supply 100 includes a rectifier circuit 105, a first stage power converter 110, a second stage power converter 130, Controller 150 may be included.

정류 회로부(105)는 입력 교류 전압을 정류 전압으로 정류하여 1단 전력 변환부(110)로 출력할 수 있다. 정류 회로부(105)의 출력 전압은 센싱을 위해 제어기(150)에 입력될 수 있다.The rectifying circuit section 105 rectifies the input AC voltage to a rectified voltage and outputs it to the one-stage power converting section 110. [ The output voltage of the rectifying circuit section 105 may be input to the controller 150 for sensing.

1단 전력 변환부(110)는 정류 회로부(105)의 출력단에 연결되어 정류 회로부(105)로부터 출력되는 정류된 전압을 인가받아 역률 보정과 더불어 승압 또는 강압하여 요구하는 직류 전압을 출력할 수 있다. 이러한 1단 전력 변환부(110)는 자기적으로 결합된 두개의 권선으로 구성된 인덕터를 이용하여 승압 및 강압을 구현할 수 있다.The one-stage power converting unit 110 is connected to the output terminal of the rectifying circuit unit 105 and receives the rectified voltage outputted from the rectifying circuit unit 105 and outputs the required direct current voltage by stepping up or stepping down with the power factor correction . The one-stage power conversion unit 110 can realize the step-up and step-down by using an inductor composed of two magnetically coupled windings.

소정의 실시 예에서는 1단 전력 변환부(110)를 커플드 벅-부스트 컨버터라고 정의한다.In some embodiments, the one-stage power conversion unit 110 is defined as a coupled-buck-boost converter.

제어기(150)는 1단 전력 변환부(110)에 인가되는 정류 전압과 1단 전력 변환부(110)의 출력 전압을 기반으로 제1, 2 스위칭 신호를 출력할 수 있다.The controller 150 may output the first and second switching signals based on the rectified voltage applied to the first stage power conversion unit 110 and the output voltage of the first stage power conversion unit 110. [

한편, 제어기(150)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 정류된 반파 전압 파형(160)과 1단 전력 변환부(110)의 출력 전압 파형(170)간의 비교를 통해 제1 또는 제2 스위칭 신호를 출력할 수 있다. 구체적으로, 제어기(150)는 정류된 반파 전압 파형(160)과 출력 전압 파형(170)간의 비교를 통해 출력 전압보다 정류된 반파 전압이 낮은 부분(A)에서 1단 전력 변환부(110)를 부스트 모드로 동작시키기 위해 제1 스위칭 신호를 1단 전력 변환부(110)에 출력하고, 출력 전압보다 정류된 반파 전압이 높은 부분(B)에서 1단 전력 변환부(110)를 벅 모드로 동작시키기 위해 제2 스위칭 신호를 1단 전력 변환부(110)에 출력할 수 있다. 2, the controller 150 compares the rectified half-wave voltage waveform 160 with the output voltage waveform 170 of the one-stage power conversion unit 110 to determine whether the first or second switching A signal can be output. Specifically, the controller 150 compares the rectified half-wave voltage waveform 160 with the output voltage waveform 170 to obtain a first-stage power conversion section 110 at a portion (A) where the half- Stage power conversion unit 110 in order to operate in the boost mode and operates the first stage power conversion unit 110 in the buck mode at the portion B where the half-wave voltage rectified to be higher than the output voltage is higher than the output voltage Stage power conversion unit 110. The first switching signal may be output to the first-stage power conversion unit 110. [

한편, 1단 전력 변환부(110)가 벅 모드 및 부스트 모드로 동작할 때 스위치 시비율(switch duty ratio)은 d1(162) 및 d2(172)와 같다.Meanwhile, when the one-stage power conversion unit 110 operates in the buck mode and the boost mode, the switch duty ratios are equal to d1 162 and d2 172, respectively.

1단 전력 변환부(110)는 제1 및 제2 스위칭 신호에 따라 동작하여 승압(부스트) 및 강압(벅)모드로 동작할 수 있다. 구체적으로, 1단 전력 변환부(110)는 교류 전류에 대한 역률 보정과 아울러 승압되어 2단 전력 변환부(130)에 출력하거나 교류 전류에 대한 역률 보정과 아울러 강압하여 2단 전력 변환부(130)로 출력할 수 있다.The one-stage power conversion unit 110 operates in accordance with the first and second switching signals to operate in a boost (boost) mode and a step-down (buck) mode. Specifically, the one-stage power conversion unit 110 performs power factor correction on the alternating current, boosts the output to the two-stage power conversion unit 130, or performs power factor correction on the alternating current, ).

1단 전력 변환부(110)는 정류 회로부(105)의 출력단과 연결된 제1 인덕터(112), 제1 인덕터(112)와 직렬 연결된 제1 스위치(111), 제1 인덕터(112)와 병렬로 연결된 제2 스위치(113), 제2 인덕터(114)와 제2 스위치(113)는 직렬로 연결되며 제1 인덕터(112)와 자기적으로 결합된 제2 인덕터(114)를 포함할 수 있다.The first stage power conversion unit 110 includes a first inductor 112 connected to the output terminal of the rectifying circuit unit 105, a first switch 111 connected in series with the first inductor 112, The second switch 113, the second inductor 114 and the second switch 113 may be connected in series and include a second inductor 114 magnetically coupled to the first inductor 112.

또한, 소정의 실시 예에서, 1단 전력 변환부(110)는 제2 스위치(113) 및 제2 인덕터(114)와 병렬로 연결되어 접지 단에 연결된 제1 다이오드(115)를 포함하며, 제2 인덕터(114)에 직렬로 연결되는 제2 다이오드(116)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제2 인덕터(114)의 전단에는 제1 다이오드(115)가 역병렬로 연결되며, 제2 인덕터(114)의 후단에는 제2 다이오드(116)가 직렬로 연결될 수 있다.In some embodiments, the one-stage power conversion unit 110 includes a first diode 115 connected in parallel with the second switch 113 and the second inductor 114 and connected to the ground terminal, And a second diode 116 connected in series to the second inductor 114. Specifically, a first diode 115 is connected in inverse parallel to the front end of the second inductor 114, and a second diode 116 is connected in series to the rear end of the second inductor 114.

또한, 1단 전력 변환부(110)는 제2 인덕터(114)의 후단 사이에 필터용 커패시터(117)를 병렬로 포함할 수 있다.In addition, the one-stage power conversion unit 110 may include a filter capacitor 117 in parallel between the rear ends of the second inductor 114.

상술한 바와 같은 구조를 통해 제1 인덕터(112)에 인가되는 정류 전압은 자기적으로 결합된 제2 인덕터(114)에 유기될 수 있다. 이러한 정류 전압에 의해 제1 및 제2 인덕터(112, 114)에는 전류가 흐르며, 제1 인덕터(112)와 제2 인덕터(114)는 제1 및 2 스위치(111, 113)의 스위칭 동작에 따라 전류 연속 모드 또는 불연속 모드로 동작할 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 인덕터(112, 114)에 전류가 연속적으로 흐르고 있을 때 제1 및 제2 인덕터(112, 114)는 전류 연속 모드로 동작하며, 제1 및 제2 스위치(111, 113)의 스위칭 기간 중 일부 구간에서 제1 및 제2 인덕터(112, 114)에 흐르는 전류가 0으로 되는 경우 제1 및 제2 인덕터(112, 114)는 전류 불연속 모드로 동작하게 된다.The rectified voltage applied to the first inductor 112 through the above-described structure can be induced in the second inductor 114 magnetically coupled. Current flows through the first and second inductors 112 and 114 due to the rectified voltage and the first inductor 112 and the second inductor 114 are switched in accordance with the switching operation of the first and second switches 111 and 113 Current continuous mode or discontinuous mode. Specifically, when current is continuously flowing through the first and second inductors 112 and 114, the first and second inductors 112 and 114 operate in the current continuous mode, and the first and second switches 111 and 112, The first and second inductors 112 and 114 operate in the current discontinuous mode when the current flowing through the first and second inductors 112 and 114 becomes zero during a certain period of the switching period of the first and second inductors 112 and 113.

제1 및 제2 스위치(111, 113)는 제어기(150)의 제1 및 제2 스위칭 신호에 따라 온/오프 동작할 수 있다. 구체적으로, 제1 스위치(111)는 제1 스위칭 신호에 따라 온 되어 1단 전력 변환부(110)를 부스트 모드로 동작시키며, 제2 스위치(113)는 제2 스위칭 신호에 따라 온 되어 1단 전력 변환부(110)를 벅 모드로 동작시킬 수 있다. 제1 스위치(111)가 온 될 때 제2 스위치(113)는 오프 되며, 제2 스위치(113)가 온 될 때, 제1 스위치(111)는 오프 될 수 있다.The first and second switches 111 and 113 may be turned on / off according to the first and second switching signals of the controller 150. Specifically, the first switch 111 is turned on in accordance with the first switching signal to operate the first stage power converter 110 in the boost mode, and the second switch 113 is turned on in response to the second switching signal, The power conversion unit 110 can be operated in the buck mode. The second switch 113 is turned off when the first switch 111 is turned on and the first switch 111 can be turned off when the second switch 113 is turned on.

또한, 제1 및 제2 스위치(111, 113)는 MOSFET를 사용하며, 제1 및 제2 스위치(111, 113)의 각 게이트에 제1 및 제2 스위칭 신호가 인가될 수 있다.Also, the first and second switches 111 and 113 use MOSFETs, and the first and second switching signals may be applied to the gates of the first and second switches 111 and 113, respectively.

한편, 소정의 실시 예에서, 1단 전력 변환부(110)가 벅 모드 또는 부스트 모드 동작 시 제1 인덕터(112)와 제2 인덕터(114)간의 자기적 결합(커플링)에 의해 하나의 인덕터로 동작하며 그와 함께 스위치의 시비율을 통하여 정류 전압을 강압시키거나 승압시킬 수 있다. 부스트 모드 시 제2 스위치(113)는 오프 되고, 제1 인덕터(112)와 제2 인덕터(114)는 자기적 결합을 통해 제1 인덕터(112)에 인가되는 전력이 제2 인덕터(114)에 유기될 수 있다.In some embodiments, the first-stage power conversion unit 110 may be coupled to the first inductor 112 and the second inductor 114 by magnetic coupling (coupling) between the first inductor 112 and the second inductor 114 in the buck mode or the boost mode, And can rectify or boost the rectified voltage through the rate of change of the switch. The second switch 113 is turned off and the first inductor 112 and the second inductor 114 are magnetically coupled to each other so that the power applied to the first inductor 112 is applied to the second inductor 114 Lt; / RTI >

상기와 같은 구성을 갖는 1단 전력 변환부(110)는 부스트 모드 시, 전원 전류의 파형을 조절함으로써 전자식 안정기의 역률을 개선하고, 안정된 높은 직류 전압을 출력할 수 있다. 구체적으로, 제1 스위치(111)가 온 되면 제1 인덕터(112)에 에너지가 축적됨과 더불어 제1 인덕터(112)와 자기적으로 결합된 제2 인덕터(114)에 에너지가 축적된다. 또한, 제1 스위치(111)가 오프 되고 제2 스위치(113)가 온 되기 전까지 제1 인덕터(112)에 충전된 에너지는 필터용 커패시터(117)로 전달되며 제2 다이오드(116)를 통해 2단 전력 변환부(130)에 입력될 수 있다.In the boost mode, the one-stage power conversion unit 110 having the above-described configuration improves the power factor of the electronic ballast by adjusting the waveform of the power supply current, and can output a stable high DC voltage. Specifically, when the first switch 111 is turned on, energy is stored in the first inductor 112 and energy is accumulated in the second inductor 114 magnetically coupled to the first inductor 112. The energy charged in the first inductor 112 before the first switch 111 is turned off and the second switch 113 is turned on is transmitted to the filter capacitor 117 and the second diode 116 The power conversion unit 130 may be provided.

한편, 1단 전력 변환부(110)는 벅 모드 시, 부스트 컨버터와 연결되어 램프(145)를 구동하기 위한 안정된 전류를 출력할 수 있다. 구체적으로, 제1 스위치(111)가 온 되면 제1 인덕터(112) 및 제2 인덕터(114)에 전류 에너지가 축적되고, 벅 모드인, 제2 스위치(113)가 온 되면 제2 인덕터(114)에 충전되어 있던 전력은 제2 다이오드(116)를 통해 2단 전력 변환부(130)에 입력된다. 또한 제2 스위치(113)가 오프 되고 제1 스위치(111)이 온 되기 전까지 제1 다이오드(115)의 환류 구간을 통하여 전력을 안정화시킬 수 있다.The first stage power conversion unit 110 may be connected to the boost converter to output a stable current for driving the lamp 145 in the buck mode. More specifically, when the first switch 111 is turned on, current energy is accumulated in the first inductor 112 and the second inductor 114. When the second switch 113 is turned on in the buck mode, the second inductor 114 Is input to the two-stage power conversion unit 130 through the second diode 116. The two- The power can be stabilized through the return period of the first diode 115 until the second switch 113 is turned off and the first switch 111 is turned on.

2단 전력 변환부(130)는 1단 전력 변환부(110)의 출력단과 연결되며, 복수의 스위치(Q1∼Q4) 중 대각선 방향의 스위칭 소자들이 쌍을 이루어 교번적으로 동작하며 1단 전력 변환부(110)에서 출력되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 출력하는 풀 브리지 컨버터, 램프(145)를 초기 구동시키기 위한 이그나이터 회로(132) 및 이그나이터 회로(132)와 연결되는 변압기(140)를 포함할 수 있다. The two-stage power conversion unit 130 is connected to the output stage of the one-stage power conversion unit 110. The diagonal direction switching devices of the plurality of switches Q1 to Q4 are alternately operated, And a transformer 140 connected to the igniter circuit 132. The transformer 140 is connected to the exciter circuit 132. The exciter circuit 132 includes a transformer 140, can do.

소정의 실시 예에서, 램프(145)는 1단 전력 변환부(110)의 출력단에 병렬로 연결되어 스위치 Q1과 스위치 Q3 사이의 접점과 스위치 Q2와 스위치 Q4 사이의 접점 양단에 연결될 수 있다.In some embodiments, the lamp 145 may be connected in parallel to the output stage of the one-stage power conversion unit 110 to connect the contacts between the switches Q1 and Q3 and the contacts between the switches Q2 and Q4.

이그나이터 회로(132)는 풀 브리지 컨버터로부터 교류 전압을 인가받아 램프(145)의 초기 구동 시에 기본적인 공진 회로를 제공한다.The igniter circuit 132 receives an AC voltage from the full bridge converter and provides a basic resonant circuit upon initial operation of the lamp 145.

소정의 실시 예에서, 이그나이터 회로(132)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 교류 전압이 인가되는 트라이악(134) 및 트라이악(134)과 변압기(140)의 사이에 연결된 커패시터(136)를 포함할 수 있다.The igniter circuit 132 includes a triac 134 and a capacitor 136 connected between the triac 134 and the transformer 140 to which an alternating voltage is applied, . ≪ / RTI >

변압기(140)는 커패시터(136)와 연결되는 1차측 코일(142) 및 1차측 코일(142)과 자기적으로 결합된 2차측 코일(144)로 구성될 수 있다.The transformer 140 may be comprised of a primary coil 142 connected to the capacitor 136 and a secondary coil 144 magnetically coupled to the primary coil 142.

변압기(140)의 1차측 코일(142)의 인덕턴스는 22μH∼25μH이며, 2차측 코일(144)의 인덕턴스는 215μH∼225μH 일 수 있다. The inductance of the primary coil 142 of the transformer 140 may be 22 μH to 25 μH and the inductance of the secondary coil 144 may be 215 μH to 225 μH.

한편, 이그나이터 회로(132)의 커패시터(136)는 8~12nF 일 수 있다.On the other hand, the capacitor 136 of the igniter circuit 132 may be between 8 and 12 nF.

이러한 이그나이터 회로(132)는 램프(145)를 초기 구동시키기 위한 것으로, 트라이악(134)이 턴온 될 때, 변압기(140)의 1차측 코일(142)과 커패시터(136)가 공진하게 되며, 이러한 공진에 의해 발생되는 에너지가 2차측 코일(144)을 통해 램프(145)에 전달될 수 있다. 이러한 에너지는 램프(145)에 순간적으로 고전압을 공급하여 램프(145)를 점등시키게 된다.This igniter circuit 132 is for initially driving the lamp 145 such that when the triac 134 is turned on the primary coil 142 and the capacitor 136 of the transformer 140 resonate, The energy generated by the resonance can be transmitted to the lamp 145 through the secondary coil 144. This energy will instantaneously supply a high voltage to the lamp 145 to light the lamp 145.

이렇게 램프(145)가 구동된 후 풀 브리지 컨버터의 출력 전압이 트라이악(134)의 항복 전압보다 낮기 때문에 트라이악(134)은 오프 상태가 된다. 이에 따라, 램프(145)는 풀 브리지 컨버터의 출력 전압에 의해 구동된다.Thus, after the lamp 145 is driven, the triac 134 is turned off because the output voltage of the full bridge converter is lower than the breakdown voltage of the triac 134. Accordingly, the lamp 145 is driven by the output voltage of the full bridge converter.

상기와 같은 구조를 갖는 1단 전력 변환부(110)가 동작하는 과정에 대해 도 4 및 도 5을 참조하여 설명한다.The operation of the one-stage power conversion unit 110 having the above structure will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

먼저, 부스트 모드, 즉 정류 전압의 승압을 위한 동작이 필요한 경우는 제어기(150)에서 제1 스위칭 신호가 1단 전력 변환부(110)에 인가된다. 이에 따라, 1단 전력 변환부(110)는 도 4에 도시된 바와 같은 회로로 동작할 수 있다. 구체적으로, 1단 전력 변환부(110)는 제1 스위칭 신호에 응답하여 제1 스위치(111)를 온 시키고 제2 스위치(113)를 오프 시켜 제1 인덕터(112)가 제1 스위치(111)를 통해 접지되도록 하며, 제1 인덕터(112)에 정류 전압이 인가된다. 제1 인덕터(112)에 인가되는 전압은 자기적 결합 관계에 있는 제2 인덕터(114)에 유기될 수 있다. 이때, 제2 인덕터(114)에 유기된 전력은 제1 인덕터(112)와 마찬가지로 제1 스위치(111)가 온 되는 구간 동안 에너지를 충전하고 오프 되는 동안 충전된 에너지를 제2 다이오드(116)를 통해 2단 전력 변환부(130)에 입력될 수 있다.First, when an operation for boosting the rectified voltage is required in the boost mode, the first switching signal is applied to the first stage power conversion unit 110 in the controller 150. Accordingly, the one-stage power conversion unit 110 can operate with a circuit as shown in FIG. Specifically, the one-stage power conversion unit 110 turns on the first switch 111 and turns off the second switch 113 in response to the first switching signal so that the first inductor 112 is connected to the first switch 111, And a rectified voltage is applied to the first inductor 112. The voltage applied to the first inductor 112 may be induced in the second inductor 114 in a magnetic coupling relationship. In this case, the power induced in the second inductor 114 is supplied to the second diode 116 while the first switch 111 is turned on, as well as the first inductor 112, Stage power conversion unit 130 through the first and second stages.

다음으로, 벅 모드, 즉 정류 전압의 강압을 위한 동작이 필요한 경우는 제어기(150)에서 제2 스위칭 신호가 1단 전력 변환부(110)에 인가된다. 제2 스위칭 신호에 의해 1단 전력 변환부(110)는 도 5에 도시된 바와 같은 회로로 동작할 수 있다. 구체적으로, 1단 전력 변환부(110)는 제2 스위칭 신호에 응답하여 제2 스위치(113)를 온 시키고 제1 스위치(111)를 오프 시켜 전압을 제1 인덕터(112)와 제2 인덕터(114)에 동일하게 인가시키며 이에 따라 제2 인덕터(114)에 인가되는 전압이 제2 다이오드(116)를 통해 2단 전력 변환부(130)에 입력될 수 있다.Next, when a buck mode, that is, an operation for reducing the rectified voltage is required, the controller 150 applies a second switching signal to the first stage power conversion unit 110. [ The one-stage power conversion unit 110 can operate with the circuit shown in FIG. 5 by the second switching signal. Specifically, the one-stage power conversion unit 110 turns on the second switch 113 and turns off the first switch 111 in response to the second switching signal to supply the voltage to the first inductor 112 and the second inductor The voltage applied to the second inductor 114 may be input to the second stage power converter 130 through the second diode 116. [

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 램프 구동용 전원 공급 장치(100)의 커플드 벅-부스트 컨버터와 일반적인 벅-부스트 컨버터의 동작특성 및 파형을 시뮬레이션을 통하여 비교하면 아래와 같다.The operation characteristics and waveforms of the coupled buck-boost converter and the general buck-boost converter of the power supply device 100 for driving a lamp according to the present invention having the above structure are compared through simulation.

도 6은 벅-부스트 컨버터를 시뮬레이션하기 위한 회로도로, 크게 입력단(188), 브리지 다이오드(189), 벅-부스트(Buck-Boost) 전력 변환단(191), 제어부(190)로 구성될 수 있다. 제어부(190)에는 벅-부스트 전력 변환단(191)의 동작 유무를 검증하기 위한 제어기 IC(5555)를 포함할 수 있다.6 is a circuit diagram for simulating a buck-boost converter and may be roughly composed of an input stage 188, a bridge diode 189, a buck-boost power conversion stage 191, and a control unit 190 . The control unit 190 may include a controller IC 5555 for verifying the operation of the buck-boost converter 191.

도 7은 도 6의 벅-부스트(Buck-Boost) 전력 변환단(191)의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 7은 입력전압(Vin), 입력전류(Lin), 벅-부스트(Buck-Boost) 전력 변환단(191)의 첫 번째 스위치의 드레인-소스간 전압(VDS1)과 전류(IQ1), 두번째 스위치의 드레인-소스간 전압(VDS2)과 전류(IQ2) 및 각 스위치의 시비율(S1, S2)의 파형이다.FIG. 7 is a diagram showing a simulation result of the buck-boost power conversion stage 191 of FIG. 7 shows the relationship between the drain-source voltage VDS1 and the current IQ1 of the first switch of the input voltage Vin, the input current Lin, the buck-boost power conversion stage 191, The source-drain voltage VDS2 and the current IQ2 of the second switch, and the application rates S1 and S2 of the respective switches.

상기의 스위치의 시비율 파형(S1, S2)에서 알 수 있듯이, 각 스위치는 180도 역위상으로 교대로 동작한다.As can be seen from the duty ratio waveforms S1 and S2 of the above switches, each of the switches alternately operates 180 degrees out of phase.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 램프 구동용 전원 공급 장치(100)의 1단 전력 변환부(110)에 해당하는 커플드 벅-부스트 컨버터의 시뮬레이션 결과 파형과 이를 기반으로 동작 유무를 도 8과 도 9를 참조하여 설명한다.The waveform of the coupled-buck-boost converter corresponding to the one-stage power conversion unit 110 of the lamp power supply 100 according to the embodiment of the present invention and the operation result based thereon are shown in FIG. 8 Will be described with reference to FIG.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 램프 구동용 전원 공급 장치(100)의 1단 전력 변환부(110)에 해당하는 커플드 벅-부스트(Coupled Buck-Boost) 컨버터의 시뮬레이션 회로도로써, 입력단(206), 브리지 다이오드(207), 커플드 벅-부스트(Coupled Buck-Boost) 전력 변환단(209), 제어부(208)로 구성되며 제어기 IC(5555)를 이용하여 그 동작 유무를 검증하였다. 본 발명에서는 상기의 벅-부스트(Buck-Boost) 컨버터에서 각 인덕터, 즉 제1 인덕터(112)와 제2 인덕터(114)를 커플링(210)하여 전력 전달을 하는데 특징이 있다.8 is a simulation circuit diagram of a coupled buck-boost converter corresponding to the one-stage power converter 110 of the power supply 100 for lamp driving according to the embodiment of the present invention. 206, a bridge diode 207, a coupled buck-boost power conversion stage 209, and a control unit 208. The controller IC 5555 is used to verify the operation thereof. In the present invention, each of the inductors, that is, the first inductor 112 and the second inductor 114, is coupled 210 in a buck-boost converter to transfer power.

도 9는 도 8의 커플드 벅-부스트(Coupled Buck-Boost) 컨버터의 시뮬레이션 결과 파형을 도시한 도면이다. 구체적으로 도 9는 입력전압(Vin), 입력전류(Lin), 벅-부스트(Buck-Boost) 전력 변환단(209)의 제1 스위치(111)의 드레인-소스간 전압(VDS1)과 전류(IQ1), 제2 스위치(113)의 드레인-소스간 전압(VDS2)과 전류(IQ2) 및 제1 스위치(111)와 제2 스위치(113)의 시비율(S1, S2)의 파형이다.   FIG. 9 is a diagram showing a simulation result waveform of the coupled-buck-boost converter of FIG. 8. FIG. Specifically, FIG. 9 shows the relationship between the drain-source voltage VDS1 of the first switch 111 of the input voltage Vin, the input current Lin, the buck-boost power conversion stage 209, The source-drain voltage VDS2 and the current IQ2 of the second switch 113 and the application rates S1 and S2 of the first switch 111 and the second switch 113, respectively.

상기의 파형에서 알 수 있듯이, 소정의 실시 예에 따른 커플드 벅-부스트 컨버터는 도 6의 램프 구동용 전원 공급 장치의 벅-부스터 컨버터와 동일하게 동작하는 것을 알 수 있다.As can be seen from the waveforms above, the coupled buck-boost converter according to certain embodiments operates in the same manner as the buck-booster converter of the power supply for lamp driving of FIG.

또한, 도 9의 시뮬레이션 수행결과, 제1 인덕터(112) 및 제2 인덕터(114)의 최적의 결합 비율은 1:1임을 알 수 있으며, 1:1에서 스위칭 특성과 입력 전압 및 전류 파형이 가장 안정적으로 나오게 되는 것을 알 수 있다.9, it can be seen that the optimal coupling ratio of the first inductor 112 and the second inductor 114 is 1: 1, and the switching characteristic, the input voltage and the current waveform at the 1: It can be seen that it comes out stably.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시 예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
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, . Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.

100 : 램프 구동용 전원 공급 장치
105 : 정류 회로부
110 : 1단 전력 변환부
111, 113 : 제1, 2 스위치
112, 114 : 제1, 2 인덕터
115, 116 : 제1, 2 다이오드
117 : 필터용 커패시터
130 : 2단 전력변환부
132 : 이그나이터 회로
134 : 트라이악
136 : 커패시터
140 : 변압기
142 : 1차측 코일
144 : 2차측 코일
145 : 램프
150 : 제어기
100: Power supply for lamp drive
105: rectification circuit part
110: one-stage power conversion unit
111, 113: first and second switches
112, 114: first and second inductors
115, 116: first and second diodes
117: Capacitor for filter
130: Two-stage power conversion unit
132: igniter circuit
134: triac
136: Capacitor
140: Transformer
142: primary coil
144: secondary coil
145: Lamp
150:

Claims (8)

램프 구동용을 위한 전원 공급 장치에 있어서,
입력 교류전압을 직류 전압으로 정류하는 정류 회로부(105);
상기 정류 회로부(105)의 일단과 연결된 제1 인덕터(112), 상기 제1 인덕터(112)와 직렬로 연결된 제1 스위치(111), 상기 정류 회로부(105)의 일단과 연결된 제2 스위치(113), 상기 제2 스위치(113)와 직렬로 연결된 제2 인덕터(114), 상기 제2 인덕터(114)와 연결된 제2 다이오드(116), 상기 제2 스위치(113)와 상기 제2 인덕터(114)의 접점과 상기 제1 스위치(111)의 타단에 연결된 제1 다이오드(115) 및 상기 제1 스위치(111)의 일단과 제2 인덕터(114)의 일단의 사이에 연결된 필터용 커패시터(117)를 포함하는 1단 전력 변환부(110); 및
상기 제2 다이오드(116)의 후단의 전압을 받아서 램프(145)에 전력을 공급하는 2단 전력 변환부(130)를 포함하고,
상기 제1 인덕터(112)와 상기 제2 인덕터(114)는 서로 자기적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 램프 구동용 전원 공급 장치.
A power supply for driving a lamp,
A rectifying circuit section (105) for rectifying an input AC voltage to a DC voltage;
A first switch 111 connected in series with the first inductor 112 and a second switch 113 connected to one end of the rectifying circuit part 105. The first switch 112 is connected to one end of the rectifying circuit part 105, A second inductor 114 connected in series to the second switch 113, a second diode 116 connected to the second inductor 114, a second switch 113 connected to the second inductor 114, A first diode 115 connected to the other end of the first switch 111 and a filter capacitor 117 connected between one end of the first switch 111 and one end of the second inductor 114, A first-stage power conversion unit 110 including a first power conversion unit 110; And
And a two-stage power conversion unit (130) for receiving a voltage at the rear end of the second diode (116) and supplying power to the lamp (145)
Wherein the first inductor (112) and the second inductor (114) are magnetically coupled to each other.
램프 구동용을 위한 전원 공급 장치에 있어서,
입력 교류전압을 직류 전압으로 정류하는 정류 회로부(105);
상기 정류 회로부(105)의 일단과 연결된 제1 인덕터(112), 상기 제1 인덕터(112)와 직렬로 연결된 제1 스위치(111), 상기 정류 회로부(105)의 일단과 연결된 제2 스위치(113), 상기 제2 스위치(113)와 직렬로 연결된 제2 인덕터(114), 상기 제2 인덕터(114)와 연결된 제2 다이오드(116), 상기 제2 스위치(113)와 상기 제2 인덕터(114)의 접점과 상기 제1 스위치(111)의 타단에 연결된 제1 다이오드(115) 및 상기 제1 스위치(111)의 일단과 제2 인덕터(114)의 일단의 사이에 연결된 필터용 커패시터(117)를 포함하는 1단 전력 변환부(110); 및
상기 제2 다이오드(116)의 후단의 전압을 받아서 램프(145)에 전력을 공급하는 2단 전력 변환부(130)를 포함하고,
상기 제1 인덕터(112)와 상기 제2 인덕터(114)는 서로 자기적으로 결합하고,
상기 2단 전력 변환부(130)에서 상기 램프(145)의 초기 구동을 위한 이그나이터 회로(132)는 상기 램프(145)와 연결된 변압기(140)와 트라이악(134), 커패시터(136)로 구성된 것을 특징으로 하는 램프 구동용 전원 공급 장치.
A power supply for driving a lamp,
A rectifying circuit section (105) for rectifying an input AC voltage to a DC voltage;
A first switch 111 connected in series with the first inductor 112 and a second switch 113 connected to one end of the rectifying circuit part 105. The first switch 112 is connected to one end of the rectifying circuit part 105, A second inductor 114 connected in series to the second switch 113, a second diode 116 connected to the second inductor 114, a second switch 113 connected to the second inductor 114, A first diode 115 connected to the other end of the first switch 111 and a filter capacitor 117 connected between one end of the first switch 111 and one end of the second inductor 114, A first-stage power conversion unit 110 including a first power conversion unit 110; And
And a two-stage power conversion unit (130) for receiving a voltage at the rear end of the second diode (116) and supplying power to the lamp (145)
The first inductor 112 and the second inductor 114 are magnetically coupled to each other,
The igniter circuit 132 for initial operation of the lamp 145 in the two-stage power conversion unit 130 includes a transformer 140 connected to the lamp 145, a triac 134, and a capacitor 136 And a power supply for driving the lamp.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 인덕터(112)와 상기 제2 인덕터(114)의 권선비가 1:1로 결합되는, 램프 구동용 전원 공급 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
And the turns ratio of the first inductor (112) and the second inductor (114) are combined at a ratio of 1: 1.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 인덕터(112) 및 제2 인덕터(114)는 상기 제1 및 제2 스위치(111, 113)의 스위칭 동작에 따라 불연속 전류 모드 또는 연속 전류 모드로 동작하는, 램프 구동용 전원 공급 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first inductor (112) and the second inductor (114) operate in a discontinuous current mode or a continuous current mode according to the switching operation of the first and second switches (111, 113).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 램프 구동용 전원 공급 장치는
상기 1단 전력 변환부(110)의 출력단과 결합되어 복수의 스위칭 소자가 대각선 방향의 스위치 소자들이 쌍을 이루어 교번적으로 동작하여 상기 1단 전력 변환부(110)에서 출력되는 직류 전압을 교류 전압을 변환하는 2단 전력 변환부(130) ;
상기 2단 전력 변환부(130)에서 출력되는 교류 전원을 공급받으며, 상기 램프(145)의 초기 구동을 위한 이그나이터 회로(132); 및
상기 이그나이터 회로(132)와 연결되며 후단으로 상기 2단 전력 변환부(130)의 출력 전압이 인가되는 1차측 코일(142)과 상기 1차측 코일(142)과 자기적으로 결합되며 상기 램프(145)와 연결되는 2차측 코일(144)로 구성되는 변압기(140)를 포함하는, 램프 구동용 전원 공급 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The lamp driving power supply device
Stage power converter 110, and a plurality of switching elements are alternately operated by pairs of switch elements in the diagonal direction so that a DC voltage output from the first-stage power converter 110 is converted into an AC voltage A two-stage power conversion unit 130 for converting the output power of the power converter 130;
An igniter circuit 132 for receiving AC power output from the two-stage power conversion unit 130 and for initial driving the lamp 145; And
A primary coil 142 connected to the igniter circuit 132 and having a rear end to which the output voltage of the two stage power conversion unit 130 is applied and a secondary coil 142 magnetically coupled to the primary coil 142, And a transformer (140) composed of a secondary coil (144) connected to the secondary coil (144).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전원 공급 장치는
상기 1단 전력 변환부(110)에서 출력되는 직류 전압과 상기 정류 회로부(105)의 정류된 전압간의 비교를 통해 상기 제1 및 제2 스위치(111, 113)를 온 또는 오프시키기 위한 제1 및 제2 스위칭 신호를 제공하는 제어기(150)를 더 포함하는, 램프 구동용 전원 공급 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The power supply
The first and second switches 111 and 113 are turned on or off by comparing the DC voltage output from the first stage power conversion unit 110 and the rectified voltage of the rectifying circuit unit 105, Further comprising a controller (150) providing a second switching signal.
제5항에 있어서,
상기 변압기(140)의 1차측 코일(142)의 인덕턴스가 22μH∼25μH이며, 상기 2차측 코일(144)의 인덕턴스가 215μH∼225μH인, 램프 구동용 전원 공급 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein an inductance of the primary coil 142 of the transformer 140 is 22 μH to 25 μH and an inductance of the secondary coil 144 is 215 μH to 225 μH.
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