KR101776553B1 - 정전력 제어를 위한 led 전원장치 - Google Patents
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Abstract
정전력 제어를 위한 LED 전원장치에 있어서, 교류전원(100)과 연결된 입력단 정류 다이오드(200); 상기 입력단 정류 다이오드(200)와 연결된 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300); 상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)와 연결된 2-스위치 포워드 컨버터(400); 상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)에서 주변압기(407)의 1차측 전류 흐름을 제어하는 제1,2 주스위치(401,402); 상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)에서 주변압기(407)의 1차측 환류(Freewheeling) 전류 경로를 제공하는 제1,2 다이오드(403,404); 상기 주변압기(407)의 2차측과 연결된 제3,4 다이오드(405,406); 상기 주변압기(407)와 자기적으로 결합된 제1,2 결합인덕터(408,409); 상기 제3 다이오드(405)의 캐소드(Cathode)와 연결된 제1 결합인덕터(408); 상기 주변압기(407)의 일단(一端) 및 상기 제4 다이오드(406)의 애노드(Anode)와 연결된 제2 결합인덕터(409); 상기 제1 결합인덕터(408)의 일단(一端) 및 제2 결합인덕터(409)의 일단(一端)과 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903); 상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300) 제어회로(500)의 정전류 제어부(503)에 의한 정전류(Constant Current) 제어와 정전압 제어부(504)에 의한 정전압(Constant Voltage) 제어를 선택하는 선택부(502); 상기 2-스위치 포워드 컨버터(400) 제어회로(600)의 고정듀티 발생부(603)에 의한 정전류(Constant Current) 제어와 정전압 제어부(604)에 의한 정전압(Constant Voltage) 제어를 선택하는 선택부(602); 상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 정전류 제어부(503)는 전류제어부(530), 포토커플러(Opto Coupler)(541), 주 제어기(520) 및 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 발생부(510)로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전력 제어를 위한 LED 전원장치를 제안하고자 한다.
Description
본 발명은 최근 조명장치로 가장 각광받고 있는 LED(Light Emitting Diode) 조명장치를 위한 발명이며, 정전류 제어(Constant-Current)를 위한 LED 전원장치에 관한 것이다. 무엇보다 직렬로 연결된 복수의 LED 그룹(Group)을 안정적으로 발광(發光)하는 전원장치에 관한 것이다.
최근 LED 조명장치는 긴 수명과, 고효율로 인하여 실내 및 실외에서 다양한 조명으로 사용되고 있다. 일반적으로 LED 그룹(Group)은 10개 내지 12개의 LED가 직렬로 연결되어 있으며, 정전류(Constant Current) 제어하는 것이 일반적이다. 또한 복수개의 LED 그룹(Group)을 단일 컨버터 또는 복수개의 컨버터로 제어하는 것이 일반적이다. 10개 내지 12개의 LED가 직렬로 연결된 LED 그룹(Group)에서 특정(特定) LED가 소손(파괴)되는 경우 소손(파괴)된 LED는 단락(Short)되며, 나머지 LED는 계속적으로 발광(發光)하게 된다.
도 1은 기존의 단일 컨버터에 의해서 제어되는 복수개의 직렬로 연결된 LED 그룹(Group)(41,42,43)을 발광하는 장치를 나타낸다. 교류전원(10)과 입력단 정류 다이오드(20)를 통해서 교류전원(10)을 공급받으며, 제1 컨버터(31)를 통해서 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(41,42,43) 등을 제어하는 것을 특징으로 한다. 도 1과 같이 단일 컨버터에 의해서 제어되는 직렬로 연결된 LED 그룹(Group)(41,42,43)의 장점은 가장 저렴한 비용으로 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(41,42,43) 등을 제어하는 것이지만, 정전류(Constant Current) 제어로 인하여 LED 그룹(Group) 내부의 특정(特定) LED 소자(1개 LED)가 소손(파괴)되는 경우, 소손(파괴)된 LED가 있는 특정(特定) LED 그룹(Group)은 임피던스(Impedance)가 낮아지지만, 컨버터는 정전류(Constant Current) 제어를 계속하여 수행하기에 모든 LED 그룹(Group) 내부의 개별 LED가 하나씩 계속하여 소손(파괴)되고, 결국 모든 LED가 파괴되는 문제점이 있다.
도 2는 기존의 단일 컨버터에 의해서 제어되는 병렬로 연결된 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43) 등을 발광하는 장치를 나타낸다. 교류전원(10)과 입력단 정류 다이오드(20)를 통해서 교류전원(10)을 공급받으며, 제1 컨버터(31)를 통해서 병렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(41,42,43) 등을 제어하는 것을 특징으로 한다. 도 2와 같이 단일 컨버터에 의해서 제어되는 병렬로 연결된 복수개 LED 그룹(Group)(41,42,43)의 장점은 도 1과 유사하게 저렴한 비용으로 제1,2,3 LED 그룹(Group)(41,42,43) 등을 제어하는 것이지만, 정전류(Constant Current) 제어로 인하여 LED 그룹(Group) 내부의 특정(特定) LED 소자(1개 LED)가 소손(파괴)되는 경우, 소손(파괴)된 LED가 있는 특정(特定) LED 그룹(Group)은 임피던스(Impedance)가 낮아지지만, 컨버터는 정전류(Constant Current) 제어를 계속하여 수행하기에 특정(特定) LED 그룹(Group) 내부의 개별 LED가 하나씩 계속하여 소손(파괴)되는 문제점이 있다. 결국 정전류(Constant Current) 제어를 수행하는 LED 병렬운전의 가장 큰 문제점은 특정(特定) LED 소자(1개 LED)가 소손(파괴)되는 경우 결국 특정(特定) LED 그룹(Group)의 모든 LED가 소손(파괴)된다는 것이다.
도 3 및 도 4는 도 1 및 도 2와 같은 단일 컨버터에 의해서 제어되는 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43)의 문제점을 개선하기 위한 방법으로 복수의 컨버터에 의해서 제어되는 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43)을 나타내고 있다. 도 3 및 도 4의 경우 제1,2,3 컨버터(31,32,33)에 의해서 제1,2,3 LED 그룹(Group)(41,42,43)을 제어하는 장치이지만, 컨버터의 제어회로가 복수로 필요하기에 가격이 상당히 상승하는 단점이 있다.
LED용 전원공급 장치와 관련하여 아래와 같은 선행기술문헌이 존재하고 있다.
본 발명에서는 기존의 도 1 내지 도 4의 LED 발광(發光) 방법을 개선하기 위한 것이며, 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903) 등을 가장 안정적으로 발광(發光)하며, 동시에 고효율 및 고역률 LED 전원장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치는 전압 서지(Surge) 등 입력전압(100)의 급격한 변동 또는 LED 그룹(Group) 내부의 특정(特定) LED 소자가 소손(파괴) 하더라도, 직렬로 연결된 LED 그룹(Group)의 다른 LED 소자에 전혀 영향을 미치지 않는 가장 안정적이며, 고역률 및 고효율의 LED 전원장치를 제안한 것이다.
본 발명에서는 첫째, 정전력(Constant-Power) 제어에 적합한 컨버터 전력회로를 제안하며, 둘째 정전압(Constant-Voltage) 및 정전력(Constant-Power) 가변 제어회로를 제안하고자 한다. 제안된 정전력(Constant-Power) 제어에 적합한 컨버터 전력회로는 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300) 및 2-스위치 포워드 컨버터(DC-DC 컨버터)(400)의 2단(Two-Stage)으로 구성되는 것을 기술적인 특징으로 한다. 또한, LED 그룹(Group) 내부의 특정(特定) LED 소자가 소손(파괴) 또한, 전압 서지(Surge) 등 입력전압(100)의 급격한 변동의 과도상태에서는 정전압(Constant-Voltage) 제어를 수행하며, 정상상테에서는 정전력(Constant-Power) 제어를 수행하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치의 특징적인 효과는 전압 서지(Surge) 등 입력전압(100)의 급격한 변동 또는 LED 그룹(Group) 내부의 특정(特定) LED 소자가 소손(파괴) 하더라도, 직렬로 연결된 LED 그룹(Group)의 다른 LED 소자에 전혀 영향을 미치지 않으며, 동시에 고역률 및 고효율의 LED 전원장치를 제안한 것이다.
도 1은 단일 컨버터에 의해서 직렬로 연결된 복수개의 LED 그룹(Group)을 발광(發光)하는 회로
도 2는 단일 컨버터에 의해서 병렬로 연결된 복수개의 LED 그룹(Group)을 발광(發光)하는 회로
도 3은 복수개 컨버터 및 복수개 제어기에 의해서 복수개의 LED 그룹(Group)을 발광(發光)하는 회로(승압형(Boost) 역률개선 회로부 후단에 제1,2,3 컨버터가 병렬운전)
도 4는 복수개 컨버터 및 복수개 제어기에 의해서 복수개의 LED 그룹(Group)을 발광(發光)하는 회로(주 변압기(30)의 1차측은 역률개선 기능을 담당하는 역률개선 회로부가 있으며, 주 변압기(30)의 2차측에 제1,2,3 강압형(Buck) 컨버터가 병렬운전)
도 5는 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치(제1 실시예)
도 6은 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치(제2 실시예)
도 7은 정상상태에서 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치(제3 실시예)
도 8은 과도상태에서 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치(제4 실시예)
도 9는 정상상태에서 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 및 세부 제어회로(제5 실시예)
도 10은 과도상태에서 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 및 세부 제어회로(제6 실시예)
도 11은 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 선택부의 세부 제어회로
도 12은 제1 제어기 형태(제3,4,5,6,7,8 제어이득 결정부(Z1,Z2,Z3,Z4,Z7,Z8)의 세부 실시예)
도 13는 제2 제어기 형태(제3,4,5,6,7,8 제어이득 결정부(Z1,Z2,Z3,Z4,Z7,Z8)의 세부 실시예)
도 14은 제3 제어기 형태(제3,4,5,6,7,8 제어이득 결정부(Z1,Z2,Z3,Z4)의 세부 실시예)
도 15는 제4 제어기 형태(제1,2 제어이득 결정부(Z1,Z2)의 세부 실시예)
도 2는 단일 컨버터에 의해서 병렬로 연결된 복수개의 LED 그룹(Group)을 발광(發光)하는 회로
도 3은 복수개 컨버터 및 복수개 제어기에 의해서 복수개의 LED 그룹(Group)을 발광(發光)하는 회로(승압형(Boost) 역률개선 회로부 후단에 제1,2,3 컨버터가 병렬운전)
도 4는 복수개 컨버터 및 복수개 제어기에 의해서 복수개의 LED 그룹(Group)을 발광(發光)하는 회로(주 변압기(30)의 1차측은 역률개선 기능을 담당하는 역률개선 회로부가 있으며, 주 변압기(30)의 2차측에 제1,2,3 강압형(Buck) 컨버터가 병렬운전)
도 5는 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치(제1 실시예)
도 6은 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치(제2 실시예)
도 7은 정상상태에서 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치(제3 실시예)
도 8은 과도상태에서 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치(제4 실시예)
도 9는 정상상태에서 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 및 세부 제어회로(제5 실시예)
도 10은 과도상태에서 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 및 세부 제어회로(제6 실시예)
도 11은 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 선택부의 세부 제어회로
도 12은 제1 제어기 형태(제3,4,5,6,7,8 제어이득 결정부(Z1,Z2,Z3,Z4,Z7,Z8)의 세부 실시예)
도 13는 제2 제어기 형태(제3,4,5,6,7,8 제어이득 결정부(Z1,Z2,Z3,Z4,Z7,Z8)의 세부 실시예)
도 14은 제3 제어기 형태(제3,4,5,6,7,8 제어이득 결정부(Z1,Z2,Z3,Z4)의 세부 실시예)
도 15는 제4 제어기 형태(제1,2 제어이득 결정부(Z1,Z2)의 세부 실시예)
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5,6은 본 발명에서 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치(제1,2 실시예)를 나타낸다. 도 5(제1 실시예)에서는 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903) 등의 발광(發光)에 가장 적한 LED 조명장치를 제안하고자 한다.
일반적으로 1개의 LED 그룹(Group)은 10개 내지 12개의 LED가 직렬로 연결되어 있으며, 1개의 개별 LED는 3[V] 전압이 인가된다. 따라서 직렬로 인가된 LED 그룹(Group)에서 필요한 전압은 다음과 같다.
- 1개의 LED 그룹(Group) : 30[V] - 36[V]
- 2개의 직렬로 연결된 LED 그룹(Group) : 60[V] - 72[V]
- 3개의 직렬로 연결된 LED 그룹(Group) : 90[V] - 108[V]
- 4개의 직렬로 연결된 LED 그룹(Group) : 120[V] - 144[V] 등등
일반적으로 LED는 정전류(Constant Current) 제어하는 것이 일반적이다. 하지만, 정전류(Constant Current) 제어를 수행하는 것의 문제점은 LED 그룹(Group) 내부의 특정(特定) LED 소자가 소손(파괴)되는 경우 소손(파괴)된 LED와 전기적으로 직렬로 연결된 LED 그룹(Group)은 임피던스(Impedance)가 낮아지지만, 컨버터는 정전류(Constant Current) 제어를 계속하여 수행하기에 모든 LED 그룹(Group) 내부의 LED(개별 LED 소자)가 하나씩 계속하여 소손(파괴)되고, 결국 모든 LED가 파괴되는 문제점이 있었다. 또한, 입력전압(100)의 급격한 변동이 발생하는 경우 LED 그룹(Group) 내부의 LED(개별 LED 소자)가 소손(파괴)되는 문제점이 있다.
본 발명에서는 ①LED 소자가 소손(파괴)되는 경우 ②입력전압(100)의 급격한 변동 등에서도 안정적으로 LED(개별 LED 소자)의 보호 및 지속적으로 LED 그룹(Group)이 발광(發光)되는 특징적인 효과가 있다.
도 6(제2 실시예)에서는 정전력(Constant-Power) 제어에 적합한 컨버터 전력회로는 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300) 및 2-스위치 포워드 컨버터(DC-DC 컨버터)(400)의 2단(Two-Stage)으로 구성되는 것을 기술적인 특징으로 한다.
일반적으로 교류전원(100)은 220[V](또는 110[V])이다. 따라서 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903) 등에 전원을 공급하기 위하여 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)가 가장 적합한 방식이다. 제안된 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)는 제1,2 주 스위치(301,302)는 동시에 온(on)/오프(off)를 하며, 듀티(Duty)가 0.5 미만이면 강압형(Buck)으로 동작하고, 듀티(Duty)가 0.5 이하이면 승압형(Boost)으로 동작한다.
무엇보다 LED 그룹(Group) 내부의 특정(特定) LED 소자가 소손(파괴) 또한, 전압 서지(Surge) 등 입력전압(100)의 급격한 변동의 과도상태에서는 정전압(Constant-Voltage) 제어를 수행하며, 정상상태에서는 정전력(Constant-Power) 제어를 수행하는 것을 기술적인 특징으로 한다.
승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 제1 주스위치(301)와 제1 다이오드(303)가 직렬로 연결되어 있으며, 제2 다이오드(304)와 제2 주스위치(302)가 직렬로 연결되어 있다. 그리고 상기 제1 주 스위치(301)와 제1 다이오드(303)의 접점과 제2 주 스위치(302)와 제2 다이오드(304)사이에 인덕터(305)가 연결되는 것을 기술적인 특징으로 한다.
2-스위치 포워드 컨버터(400)는 주변압기(407)의 1차측 전류 흐름을 제어하는 제1,2 주스위치(401,402), 상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)에서 주변압기(407)의 1차측 환류(Freewheeling) 전류 경로를 제공하는 제1,2 다이오드(403,404), 상기 주변압기(407)의 2차측과 연결된 제3,4 다이오드(405,406), 상기 주변압기(407)와 자기적으로 결합된 제1,2 결합인덕터(408,409), 상기 제3 다이오드(405)의 캐소드(Cathode)와 연결된 제1 결합인덕터(408); 상기 주변압기(407)의 일단(一端) 및 상기 제4 다이오드(406)의 애노드(Anode)와 연결된 제2 결합인덕터(409)를 특징으로 하며, 정전력(Constant-Power) 제어에 적합한 LED 전원장치를 제안하였다.
또한, 이를 위하여 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 제어회로(500)은 정전류 제어부(503) 및 정전압 제어부(504)로 구성되며, 2-스위치 포워드 컨버터(400)의 제어회로(600)는 고정듀티 발생부(603) 및 정전압 제어부(504)로 구성되어 있다.
승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 제어회로(500) 및 2-스위치 포워드 컨버터(400)의 제어회로(600)는 모두 선택부(502,602)가 있으며, 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 선택부(502)는 정전류 제어부(503) 및 정전압 제어부(504) 중에서 특정(特定) 제어를 선택하며, 2-스위치 포워드 컨버터(400)의 선택부(602)는 고정듀티 발생부(603) 및 정전압 제어부(504) 중에서 특정(特定) 제어를 선택하는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 7은 정상상태에서 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치(제3 실시예)를 나타낸다.
직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903)이 정상적으로 구동하는 경우, 2-스위치 포워드 컨버터(400)는 고정듀티 발생부(603)에 의해서 고정듀티로 제어회며, 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)는 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903)의 전류센서에서 검출된 전류 정보를 기초로 정전류 제어부(503)에 의해서 정전류(Constant Current) 제어를 수행하는 것을 기술적 특징으로 한다. 따라서 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903)의 내부 임피던스(Impedance)가 일정(一定)하고, 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903)에 흐르는 전류도 일정(一定)하기에 정전력(Constant-Power)으로 제어를 수행한다.
도 8은 과도상태에서 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치(제4 실시예)를 나타낸다.
LED 전원장치에서 ①제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903)의 LED(개별 LED 소자)가 소손(파괴)되는 경우 ②입력전압(100)의 급격한 변동 등의 과도상태에서는 정전력(Constant-Power)으로 제어를 수행하는 것을 적합하지 않다. 왜냐하면, 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903)의 임피던스(Impedance)가 변화되기에 정전력(Constant-Power) 제어를 하는 경우 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903)의 LED(개별 LED 소자)가 계속하는 소손(파괴)되는 문제점이 있다.
따라서, 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 제어회로(500) 및 2-스위치 포워드 컨버터(400)는 모두 정전압 제어를 수행하는 것이 적합하다.
도 9는 정상상태에서 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 및 세부 제어회로(제5 실시예)를 나타낸다.
승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 정전류 제어부(503)의 세부적인 구성은 크게 전류제어부(530), 포토커플러(Opto Coupler)(541), 주 제어기(520) 및 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 발생부(510)로 구성되어 있다.
정전류 제어부(503)에서 전류제어부(530)는 전류센서의 전류 정보와 출력전류 기준 값(IOref)을 비교하는 전류제어용 연산증폭기(531), 상기 전류제어용 연산증폭기(531)의 출력 단자와 직렬로 연결된 포토커플러(Opto Coupler)(541), 상기 포토커플러(Opto Coupler)(541)의 출력과 연결된 주 제어기(520) 및 상기 주 제어기(520)의 출력을 바탕으로 온(on)/오프(off) 신호를 발생하는 펄스폭 변조(PWM) 발생부(510)에 의해서 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)가 제어된다. 또한 2-스위치 포워드 컨버터(DC-DC 컨버터)(400)는 고정듀티 발생부(603)에 의해서 고정듀티로 제어되는 것이 기술적 특징이다.
도 10은 과도상태에서 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 및 세부 제어회로(제6 실시예)를 나타낸다.
과도상태에서는 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 제어회로(500) 및 2-스위치 포워드 컨버터(400)의 제어회로(600)는 모두 정전압 제어를 수행하는 것이 기술적 특징이다.
상기 정전압 제어부(504,604)의 세부적인 구성은 크게 최대 출력전압 제어부(730), 포토커플러(Opto Coupler)(741), 주 제어기(720) 및 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 발생부(710)로 구성되어 있다.
과도상태에서는 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 출력 전압을 검출하는 제1,2 분압저항(801,802) 및 2-스위치 포워드 컨버터(DC-DC 컨버터)(400)의 출력 전압을 검출하는 제3,4 분압저항(803,804), 상기 제1,2 분압저항(801,802) 또는 상기 제3,4 분압저항(803,804)에 의해 검출된 전압 정보와 최대 출력전압 기준값(VOref)과 비교하는 최대 출력전압 제어용 연산증폭기(731), 상기 최대 출력전압 제어용 연산증폭기(731)와 연결된 포토커플러(Opto Coupler)(741), 상기 포토커플러(Opto Coupler)(541)의 출력과 연결된 주 제어기(720), 상기 주 제어기(720)의 출력을 바탕으로 온(on)/오프(off) 신호를 발생하는 펄스폭 변조(PWM) 발생부(710)를 기술적 특징으로 한다.
도 11은 제안된 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 선택부의 세부 제어회로를 나타낸다.
승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 선택부(502)는 정전류 제어부(503) 및 정전압 제어부(504) 중에서 특정(特定) 제어를 선택하며, 2-스위치 포워드 컨버터(400)의 선택부(602)는 고정듀티 발생부(603) 및 정전압 제어부(504) 중에서 특정(特定) 제어를 선택하는 것을 기술적 특징으로 한다.
승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 선택부(502)는 출력전압 검출부(810)과 출력전압 변동 기준값(Vppref)과 비교하는 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)(811), 상기 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)(811)의 출력과 연결된 프로세서(814), 상기 프로세서(814)의 출력에 의해서 정전류 제어 또는 정전압 제어를 선택하는 선택부(815)로 구성되어 있다.
또한, 2-스위치 포워드 컨버터(400)의 선택부(602)는 출력전압 검출부(910)과 출력전압 변동 기준값(Vppref)과 비교하는 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)(911), 상기 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)(911)의 출력과 연결된 프로세서(914), 상기 프로세서(914)의 출력에 의해서 정전류 제어 또는 정전압 제어를 선택하는 선택부(915)로 구성되어 있다.
상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 선택부(502)와 2-스위치 포워드 컨버터(400)의 선택부(602)는 통신부(816,916) 및 통신라인(850)에 의해서 상기 프로세서(814)와 상기 프로세서(914)는 서로 통신을 하는 것을 기술적 특징으로 한다.
즉, 출력전압 검출부(810,910)의 출력전압이 출력전압 변동 기준값(Vppref)을 초과하는 경우 프로세서(814,914)는 정전압 제어를 선택하도록 제어하는 것을 특징으로하며, 출력전압 검출부(810,910)의 출력전압이 안정화 되는 경우 상기 프로세서(814)는 정전류 제어가 되며, 상기 프로세서(914)는 고정듀티 제어가 되는 것을 기술적인 특징으로 한다.
도 12 내지 도 14는 제1 내지 제3 제어기 형태로서, 제3,4,5,6,7,8 제어이득 결정부(Z3,Z4,Z5,Z6,Z7,Z8)의 세부적인 실시예이며, 이 기술의 당업자라면 선택적으로 적용할 수 있다.
도 15는 제4 제어기 형태로서 제1,2 제어이득 결정부(Z1,Z2)(622,623)의 세부적인 실시예를 나타내며, 제어적으로 2개의 극점(Pole)과 1개 영점(Zero) 생성하며 안정적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특허청구범위는 다음과 같다.
삭제
정전력 제어를 위한 LED 전원장치에 있어서, 교류전원(100)과 연결된 입력단 정류 다이오드(200); 상기 입력단 정류 다이오드(200)와 연결된 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300); 상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)와 연결된 2-스위치 포워드 컨버터(400); 상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)에서 주변압기(407)의 1차측 전류 흐름을 제어하는 제1,2 주스위치(401,402); 상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)에서 주변압기(407)의 1차측 환류(Freewheeling) 전류 경로를 제공하는 제1,2 다이오드(403,404); 상기 주변압기(407)의 2차측과 연결된 제3,4 다이오드(405,406); 상기 주변압기(407)와 자기적으로 결합된 제1,2 결합인덕터(408,409); 상기 제3 다이오드(405)의 캐소드(Cathode)와 연결된 제1 결합인덕터(408); 상기 주변압기(407)의 일단(一端) 및 상기 제4 다이오드(406)의 애노드(Anode)와 연결된 제2 결합인덕터(409); 상기 제1 결합인덕터(408)의 일단(一端) 및 제2 결합인덕터(409)의 일단(一端)과 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903); 상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300) 제어회로(500)의 정전류 제어부(503)에 의한 정전류(Constant Current) 제어와 정전압 제어부(504)에 의한 정전압(Constant Voltage) 제어를 선택하는 선택부(502); 상기 2-스위치 포워드 컨버터(400) 제어회로(600)의 고정듀티 발생부(603)에 의한 정전류(Constant Current) 제어와 정전압 제어부(604)에 의한 정전압(Constant Voltage) 제어를 선택하는 선택부(602); 상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 정전류 제어부(503)는 전류제어부(530), 포토커플러(Opto Coupler)(541), 주 제어기(520) 및 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 발생부(510)로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전력 제어를 위한 LED 전원장치를 특허의 권리로 청구하였다.
본 발명은 이 분야의 통상의 지식을 가진자가 다양한 변형에 의하여 정전력 제어를 위한 LED 전원장치에 적용시킬 수 있으며, 기술적으로 용이하게 변형시키는 기술의 범주도 본 특허의 권리범위에 속하는 것으로 인정해야 할 것이다.
본 발명은 이 분야의 통상의 지식을 가진자가 다양한 변형에 의하여 정전력 제어를 위한 LED 전원장치에 적용시킬 수 있으며, 기술적으로 용이하게 변형시키는 기술의 범주도 본 특허의 권리범위에 속하는 것으로 인정해야 할 것이다.
10 : 교류전원
20 : 입력단 정류 다이오드
21 : 승압형(Boost) 역률개선 회로부
22 : 승압형 인덕터
23 : 역률개선 회로부의 주 스위치
24 : 제1 다이오드
25 : 제2 다이오드
26 : 뱅크(Bank) 커패시터
30 : 주 변압기
31, 32, 33 : 컨버터(Converter)
31 : 제1 컨버터
32 : 제2 컨버터
33 : 제3 컨버터
34, 35, 36 : 정류 다이오드
34 : 제1 정류 다이오드
35 : 제2 정류 다이오드
36 : 제3 정류 다이오드
37, 38, 39 : 커패시터
37 : 제1 커패시터
38 : 제2 커패시터
39 : 제3 커패시터
41, 42, 43 : LED 그룹(Group)
41 : 제1 LED 그룹
42 : 제2 LED 그룹
43 : 제3 LED 그룹
51, 52, 53 : 전류센서
51 : 제1 전류센서
52 : 제2 전류센서
53 : 제3 전류센서
61, 62, 63 : 강압형(Buck) 컨버터
61 : 제1 강압형 컨버터
62 : 제2 강압형 컨버터
63 : 제3 강압형 컨버터
65, 66, 67 : 강압형(Buck) 컨버터의 스위치
65 : 제1 강압형 컨버터의 제1 스위치
66 : 제2 강압형 컨버터의 제2 스위치
67 : 제3 강압형 컨버터의 제3 스위치
71, 72, 73 : 강압형(Buck) 컨버터의 다이오드
71 : 제1 강압형 컨버터의 제1 다이오드
72 : 제2 강압형 컨버터의 제2 다이오드
73 : 제3 강압형 컨버터의 제3 다이오드
74, 75, 76 : 강압형(Buck) 컨버터의 인덕터
74 : 제1 강압형 컨버터의 제1 인덕터
75 : 제2 강압형 컨버터의 제2 인덕터
76 : 제3 강압형 컨버터의 제3 인덕터
77, 78, 79 : 강압형(Buck) 컨버터의 출력 커패시터
77 : 제1 강압형 컨버터의 제1 출력 커패시터
78 : 제2 강압형 컨버터의 제2 출력 커패시터
79 : 제3 강압형 컨버터의 제3 출력 커패시터
80, 81, 82 : 강압형(Buck) 컨버터의 제어기
80 : 제1 강압형 컨버터의 제1 제어기
81 : 제2 강압형 컨버터의 제2 제어기
82 : 제3 강압형 컨버터의 제3 제어기
100 : 교류전원
200 : 입력단 정류 다이오드
300 : 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터
301 : 승강압(Buck-Boost) 컨버터의 제1 주스위치
302 : 승강압(Buck-Boost) 컨버터의 제2 주스위치
303 : 승강압(Buck-Boost) 컨버터의 제1 다이오드
304 : 승강압(Buck-Boost) 컨버터의 제2 다이오드
305 : 승강압 (Buck-Boost) 컨버터의 인덕터
400 : 2-스위치 포워드 컨버터(DC-DC 컨버터)
401 : 2-스위치 포워드 컨버터의 제1 주스위치
402 : 2-스위치 포워드 컨버터의 제2 주스위치
403 : 2-스위치 포워드 컨버터의 제1 다이오드
404 : 2-스위치 포워드 컨버터의 제2 다이오드
405 : 2-스위치 포워드 컨버터의 제3 다이오드
406 : 2-스위치 포워드 컨버터의 제4 다이오드
407 : 2-스위치 포워드 컨버터의 주변압기
408 : 2-스위치 포워드 컨버터의 주변압기와 연결된 제1 결합인덕터
409 : 2-스위치 포워드 컨버터의 주변압기와 연결된 제2 결합인덕터
500 : 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터의 제어회로
501 : 게이트 구동회로
502 : 선택부
503 : 정전류(Constant Current) 제어부
504 : 정전압(Constant Voltage) 제어부
510 : 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 발생부
511 : 펄스폭 변조 연산증폭기(OP-AMP)
520 : 주 제어기
521 : 주 제어용 연산증폭기(OP-AMP)
522 : 제1 제어이득 결정부(Z1)
523 : 제2 제어이득 결정부(Z2)
530 : 전류제어부
531 : 전류제어용 연산증폭기(OP-AMP)
532 : 제3 제어이득 결정부(Z3)
533 : 제4 제어이득 결정부(Z4)
541 : 포토커플러(Opto Coupler)
542 : 저항
600 : 2-스위치 포워드 컨버터(DC-DC 컨버터)의 제어회로
601 : 게이트 구동회로
602 : 선택부
603 : 고정듀티 발생부
604 : 정전압(Constant Voltage) 제어부
710 : 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 발생부
711 : 펄스폭 변조 연산증폭기
720 : 주 제어기
721 : 주 제어용 연산증폭기(OP-AMP)
722 : 제1 제어이득 결정부(Z1)
723 : 제2 제어이득 결정부(Z2)
741 : 포토커플러(Opto Coupler)
742 : 저항
730 : 최대 출력전압 제어부
731 : 최대 출력전압 제어용 연산증폭기(OP-AMP)
732 : 제5 제어이득 결정부(Z5)
733 : 제6 제어이득 결정부(Z6)
801 : 제1 분압저항
802 : 제2 분압저항
803 : 뱅크(Bank) 커패시터
804 : 제3 분압저항
805 : 제4 분압저항
810 : 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터의 출력전압 검출부와 연결부
811 : 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)
812 : 제7 제어이득 결정부(Z7)
813 : 제8 제어이득 결정부(Z8)
814 : 프로세서(마이크로 프로세서)
815 : 정전류 제어 또는 정전압 제어 선택부
816 : 통신부
817 : 정전류 제어부와 연결부
818 : 정전압 제어부와 연결부
850 : 통신라인
901 : 제1 LED 그룹
902 : 제2 LED 그룹
903 : 제3 LED 그룹
910 : 2-스위치 포워드 컨버터의 출력전압 검출부와 연결부
911 : 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)
912 : 제7 제어이득 결정부(Z7)
913 : 제8 제어이득 결정부(Z8)
914 : 프로세서(마이크로 프로세서)
915 : 고정듀티 제어 또는 정전압 제어 선택부
916 : 통신부
917 : 고정듀티 제어부와 연결부
918 : 정전압 제어부와 연결부
IOref : 출력전류 기준값
R1 : 제1 제어저항
R2 : 제2 제어저항
C1 : 제1 제어커패시터
C2 : 제2 제어커패시터
VC : 제어전압
VCref : 제어전압 기준값
Vm : 톱니파 피크전압
VOref : 최대 출력전압 기준값
VPPref : 출력전압 변동 기준값
VPWM : 펄스폭 변조 온/오프 신호
20 : 입력단 정류 다이오드
21 : 승압형(Boost) 역률개선 회로부
22 : 승압형 인덕터
23 : 역률개선 회로부의 주 스위치
24 : 제1 다이오드
25 : 제2 다이오드
26 : 뱅크(Bank) 커패시터
30 : 주 변압기
31, 32, 33 : 컨버터(Converter)
31 : 제1 컨버터
32 : 제2 컨버터
33 : 제3 컨버터
34, 35, 36 : 정류 다이오드
34 : 제1 정류 다이오드
35 : 제2 정류 다이오드
36 : 제3 정류 다이오드
37, 38, 39 : 커패시터
37 : 제1 커패시터
38 : 제2 커패시터
39 : 제3 커패시터
41, 42, 43 : LED 그룹(Group)
41 : 제1 LED 그룹
42 : 제2 LED 그룹
43 : 제3 LED 그룹
51, 52, 53 : 전류센서
51 : 제1 전류센서
52 : 제2 전류센서
53 : 제3 전류센서
61, 62, 63 : 강압형(Buck) 컨버터
61 : 제1 강압형 컨버터
62 : 제2 강압형 컨버터
63 : 제3 강압형 컨버터
65, 66, 67 : 강압형(Buck) 컨버터의 스위치
65 : 제1 강압형 컨버터의 제1 스위치
66 : 제2 강압형 컨버터의 제2 스위치
67 : 제3 강압형 컨버터의 제3 스위치
71, 72, 73 : 강압형(Buck) 컨버터의 다이오드
71 : 제1 강압형 컨버터의 제1 다이오드
72 : 제2 강압형 컨버터의 제2 다이오드
73 : 제3 강압형 컨버터의 제3 다이오드
74, 75, 76 : 강압형(Buck) 컨버터의 인덕터
74 : 제1 강압형 컨버터의 제1 인덕터
75 : 제2 강압형 컨버터의 제2 인덕터
76 : 제3 강압형 컨버터의 제3 인덕터
77, 78, 79 : 강압형(Buck) 컨버터의 출력 커패시터
77 : 제1 강압형 컨버터의 제1 출력 커패시터
78 : 제2 강압형 컨버터의 제2 출력 커패시터
79 : 제3 강압형 컨버터의 제3 출력 커패시터
80, 81, 82 : 강압형(Buck) 컨버터의 제어기
80 : 제1 강압형 컨버터의 제1 제어기
81 : 제2 강압형 컨버터의 제2 제어기
82 : 제3 강압형 컨버터의 제3 제어기
100 : 교류전원
200 : 입력단 정류 다이오드
300 : 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터
301 : 승강압(Buck-Boost) 컨버터의 제1 주스위치
302 : 승강압(Buck-Boost) 컨버터의 제2 주스위치
303 : 승강압(Buck-Boost) 컨버터의 제1 다이오드
304 : 승강압(Buck-Boost) 컨버터의 제2 다이오드
305 : 승강압 (Buck-Boost) 컨버터의 인덕터
400 : 2-스위치 포워드 컨버터(DC-DC 컨버터)
401 : 2-스위치 포워드 컨버터의 제1 주스위치
402 : 2-스위치 포워드 컨버터의 제2 주스위치
403 : 2-스위치 포워드 컨버터의 제1 다이오드
404 : 2-스위치 포워드 컨버터의 제2 다이오드
405 : 2-스위치 포워드 컨버터의 제3 다이오드
406 : 2-스위치 포워드 컨버터의 제4 다이오드
407 : 2-스위치 포워드 컨버터의 주변압기
408 : 2-스위치 포워드 컨버터의 주변압기와 연결된 제1 결합인덕터
409 : 2-스위치 포워드 컨버터의 주변압기와 연결된 제2 결합인덕터
500 : 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터의 제어회로
501 : 게이트 구동회로
502 : 선택부
503 : 정전류(Constant Current) 제어부
504 : 정전압(Constant Voltage) 제어부
510 : 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 발생부
511 : 펄스폭 변조 연산증폭기(OP-AMP)
520 : 주 제어기
521 : 주 제어용 연산증폭기(OP-AMP)
522 : 제1 제어이득 결정부(Z1)
523 : 제2 제어이득 결정부(Z2)
530 : 전류제어부
531 : 전류제어용 연산증폭기(OP-AMP)
532 : 제3 제어이득 결정부(Z3)
533 : 제4 제어이득 결정부(Z4)
541 : 포토커플러(Opto Coupler)
542 : 저항
600 : 2-스위치 포워드 컨버터(DC-DC 컨버터)의 제어회로
601 : 게이트 구동회로
602 : 선택부
603 : 고정듀티 발생부
604 : 정전압(Constant Voltage) 제어부
710 : 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 발생부
711 : 펄스폭 변조 연산증폭기
720 : 주 제어기
721 : 주 제어용 연산증폭기(OP-AMP)
722 : 제1 제어이득 결정부(Z1)
723 : 제2 제어이득 결정부(Z2)
741 : 포토커플러(Opto Coupler)
742 : 저항
730 : 최대 출력전압 제어부
731 : 최대 출력전압 제어용 연산증폭기(OP-AMP)
732 : 제5 제어이득 결정부(Z5)
733 : 제6 제어이득 결정부(Z6)
801 : 제1 분압저항
802 : 제2 분압저항
803 : 뱅크(Bank) 커패시터
804 : 제3 분압저항
805 : 제4 분압저항
810 : 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터의 출력전압 검출부와 연결부
811 : 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)
812 : 제7 제어이득 결정부(Z7)
813 : 제8 제어이득 결정부(Z8)
814 : 프로세서(마이크로 프로세서)
815 : 정전류 제어 또는 정전압 제어 선택부
816 : 통신부
817 : 정전류 제어부와 연결부
818 : 정전압 제어부와 연결부
850 : 통신라인
901 : 제1 LED 그룹
902 : 제2 LED 그룹
903 : 제3 LED 그룹
910 : 2-스위치 포워드 컨버터의 출력전압 검출부와 연결부
911 : 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)
912 : 제7 제어이득 결정부(Z7)
913 : 제8 제어이득 결정부(Z8)
914 : 프로세서(마이크로 프로세서)
915 : 고정듀티 제어 또는 정전압 제어 선택부
916 : 통신부
917 : 고정듀티 제어부와 연결부
918 : 정전압 제어부와 연결부
IOref : 출력전류 기준값
R1 : 제1 제어저항
R2 : 제2 제어저항
C1 : 제1 제어커패시터
C2 : 제2 제어커패시터
VC : 제어전압
VCref : 제어전압 기준값
Vm : 톱니파 피크전압
VOref : 최대 출력전압 기준값
VPPref : 출력전압 변동 기준값
VPWM : 펄스폭 변조 온/오프 신호
Claims (12)
- 정전력 제어를 위한 LED 전원장치에 있어서,
교류전원(100)과 연결된 입력단 정류 다이오드(200);
상기 입력단 정류 다이오드(200)와 연결된 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300);
상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)와 연결된 2-스위치 포워드 컨버터(400);
상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)에서 주변압기(407)의 1차측 전류 흐름을 제어하는 제1,2 주스위치(401,402);
상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)에서 주변압기(407)의 1차측 환류(Freewheeling) 전류 경로를 제공하는 제1,2 다이오드(403,404);
상기 주변압기(407)의 2차측과 연결된 제3,4 다이오드(405,406);
상기 주변압기(407)와 자기적으로 결합된 제1,2 결합인덕터(408,409);
상기 제3 다이오드(405)의 캐소드(Cathode)와 연결된 제1 결합인덕터(408);
상기 주변압기(407)의 일단(一端) 및 상기 제4 다이오드(406)의 애노드(Anode)와 연결된 제2 결합인덕터(409);
상기 제1 결합인덕터(408)의 일단(一端) 및 제2 결합인덕터(409)의 일단(一端)과 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903);
상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300) 제어회로(500)의 정전류 제어부(503)에 의한 정전류(Constant Current) 제어와 정전압 제어부(504)에 의한 정전압(Constant Voltage) 제어를 선택하는 선택부(502);
상기 2-스위치 포워드 컨버터(400) 제어회로(600)의 고정듀티 발생부(603)에 의한 정전류(Constant Current) 제어와 정전압 제어부(604)에 의한 정전압(Constant Voltage) 제어를 선택하는 선택부(602);
상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 정전류 제어부(503)는 전류제어부(530), 포토커플러(Opto Coupler)(541), 주 제어기(520) 및 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 발생부(510)로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 - 정전력 제어를 위한 LED 전원장치에 있어서,
교류전원(100)과 연결된 입력단 정류 다이오드(200);
상기 입력단 정류 다이오드(200)와 연결된 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300);
상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)와 연결된 2-스위치 포워드 컨버터(400);
상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)에서 주변압기(407)의 1차측 전류 흐름을 제어하는 제1,2 주스위치(401,402);
상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)에서 주변압기(407)의 1차측 환류(Freewheeling) 전류 경로를 제공하는 제1,2 다이오드(403,404);
상기 주변압기(407)의 2차측과 연결된 제3,4 다이오드(405,406);
상기 주변압기(407)와 자기적으로 결합된 제1,2 결합인덕터(408,409);
상기 제3 다이오드(405)의 캐소드(Cathode)와 연결된 제1 결합인덕터(408);
상기 주변압기(407)의 일단(一端) 및 상기 제4 다이오드(406)의 애노드(Anode)와 연결된 제2 결합인덕터(409);
상기 제1 결합인덕터(408)의 일단(一端) 및 제2 결합인덕터(409)의 일단(一端)과 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903);
상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300) 제어회로(500)의 정전류 제어부(503)에 의한 정전류(Constant Current) 제어와 정전압 제어부(504)에 의한 정전압(Constant Voltage) 제어를 선택하는 선택부(502);
상기 2-스위치 포워드 컨버터(400) 제어회로(600)의 고정듀티 발생부(603)에 의한 정전류(Constant Current) 제어와 정전압 제어부(604)에 의한 정전압(Constant Voltage) 제어를 선택하는 선택부(602);
상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 정전류 제어부(503)는 전류센서의 전류 정보와 출력전류 기준 값(IOref)을 비교하는 전류제어용 연산증폭기(531), 상기 전류제어용 연산증폭기(531)의 출력 단자와 직렬로 연결된 포토커플러(Opto Coupler)(541), 상기 포토커플러(Opto Coupler)(541)의 출력과 연결된 주 제어기(520) 및 상기 주 제어기(520)의 출력을 바탕으로 온(on)/오프(off) 신호를 발생하는 펄스폭 변조(PWM) 발생부(510)로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 - 청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
상기 주 제어기(520)의 주 제어용 연산증폭기(521)는 제1,2 제어이득 결정부(Z1,Z2)(522,523)가 배치되며, 상기 제1,2 제어이득 결정부(Z1,Z2)(522,523)에서 제1 제어이득 결정부(Z1)(522)는 제1 제어저항(R1)으로 채택하며, 제2 제어이득 결정부(Z2)(523)는 제1,2 제어커패시터(C1,C2) 및 제2 제어저항(R2)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 - 청구항 제2항에 있어서,
상기 전류제어용 연산증폭기(531)는 제3,4 제어이득 결정부(Z3,Z4)(532,533)가 배치되며, 상기 제3,4 제어이득 결정부(Z3,Z4)(532,533)에서 제3 제어이득 결정부(Z3)(532)는 제1 제어저항(R1)으로 채택하며, 제4 제어이득 결정부(Z4)(533)는 제1 제어커패시터(C1) 및 제2 제어저항(R2)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 - 청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
상기 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903)의 임피던스(Impedance)가 일정(一定)한 정상상태에서는 상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 제어를 선택하는 상기 선택부(502)는 정전류 제어부(503)에 의한 정전류(Constant Current) 제어를 선택하는 것을 특징으로 하는 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 - 청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
상기 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903)의 임피던스(Impedance)가 일정(一定)한 정상상태에서는 상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)의 제어를 선택하는 상기 선택부(602)는 고정듀티 발생부(603)에 의한 고정듀티 제어를 선택하는 것을 특징으로 하는 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 - 청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
상기 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903)의 임피던스(Impedance)가 변동하는 과도상태에서는 상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 제어를 선택하는 상기 선택부(502)는 정전압 제어부(504)에 의한 정전압(Constant Voltage) 제어를 선택하는 것을 특징으로 하는 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 - 청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
상기 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903)의 임피던스(Impedance)가 변동하는 과도상태에서는 상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)의 제어를 선택하는 상기 선택부(602)는 정전압 제어부(604)에 의한 정전압(Constant Voltage) 제어를 선택하는 것을 특징으로 하는 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 - 정전력 제어를 위한 LED 전원장치에 있어서,
교류전원(100)과 연결된 입력단 정류 다이오드(200);
상기 입력단 정류 다이오드(200)와 연결된 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300);
상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)와 연결된 2-스위치 포워드 컨버터(400);
상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)에서 주변압기(407)의 1차측 전류 흐름을 제어하는 제1,2 주스위치(401,402);
상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)에서 주변압기(407)의 1차측 환류(Freewheeling) 전류 경로를 제공하는 제1,2 다이오드(403,404);
상기 주변압기(407)의 2차측과 연결된 제3,4 다이오드(405,406);
상기 주변압기(407)와 자기적으로 결합된 제1,2 결합인덕터(408,409);
상기 제3 다이오드(405)의 캐소드(Cathode)와 연결된 제1 결합인덕터(408);
상기 주변압기(407)의 일단(一端) 및 상기 제4 다이오드(406)의 애노드(Anode)와 연결된 제2 결합인덕터(409);
상기 제1 결합인덕터(408)의 일단(一端) 및 제2 결합인덕터(409)의 일단(一端)과 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903);
상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300) 제어회로(500)의 정전류 제어부(503)에 의한 정전류(Constant Current) 제어와 정전압 제어부(504)에 의한 정전압(Constant Voltage) 제어를 선택하는 선택부(502);
상기 2-스위치 포워드 컨버터(400) 제어회로(600)의 고정듀티 발생부(603)에 의한 정전류(Constant Current) 제어와 정전압 제어부(604)에 의한 정전압(Constant Voltage) 제어를 선택하는 선택부(602);
상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300) 및 상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)의 정전압 제어부(504,604)는 최대 출력전압 제어부(730), 포토커플러(Opto Coupler)(741), 주 제어기(720) 및 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 발생부(710)로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 - 청구항 제9항에 있어서,
상기 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903)의 임피던스(Impedance)가 일정(一定)한 정상상태에서는 상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)의 제어를 선택하는 상기 선택부(602)는 고정듀티 발생부(603)에 의한 고정듀티 제어를 선택하는 것을 특징으로 하는 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 - 청구항 제9항에 있어서,
상기 직렬로 연결된 제1,2,3 LED 그룹(Group)(901,902,903)의 임피던스(Impedance)가 변동하는 과도상태에서는 상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 제어를 선택하는 상기 선택부(502) 및 상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)의 제어를 선택하는 상기 선택부(602)는 정전압 제어부(504)에 의한 정전압(Constant Voltage) 제어를 선택하는 것을 특징으로 하는 정전력 제어를 위한 LED 전원장치 - 청구항 제9항에 있어서,
상기 승강압(Buck-Boost) 역률개선 컨버터(300)의 선택부(502)와 상기 2-스위치 포워드 컨버터(400)의 선택부(602)는 통신부(816,916) 및 통신라인(850)에 의해서 서로 통신을 하는 것을 특징으로 하는 정전력 제어를 위한 LED 전원장치
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KR1020170055930A KR101776553B1 (ko) | 2017-05-01 | 2017-05-01 | 정전력 제어를 위한 led 전원장치 |
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KR1020170055930A KR101776553B1 (ko) | 2017-05-01 | 2017-05-01 | 정전력 제어를 위한 led 전원장치 |
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KR1020170055930A KR101776553B1 (ko) | 2017-05-01 | 2017-05-01 | 정전력 제어를 위한 led 전원장치 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102695612B1 (ko) * | 2023-11-21 | 2024-08-16 | 주식회사 서연이화 | 엘이디 구동 회로 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5486388B2 (ja) * | 2010-04-23 | 2014-05-07 | パナソニック株式会社 | 点灯装置およびそれを用いた前照灯装置並びに車両 |
JP2014207336A (ja) * | 2013-04-12 | 2014-10-30 | 株式会社デンソー | Led駆動装置 |
JP2016167396A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 岩崎電気株式会社 | Led電源装置及びled照明装置 |
-
2017
- 2017-05-01 KR KR1020170055930A patent/KR101776553B1/ko active IP Right Grant
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