KR101792978B1 - LED Power Supply - Google Patents

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KR101792978B1 KR1020170079993A KR20170079993A KR101792978B1 KR 101792978 B1 KR101792978 B1 KR 101792978B1 KR 1020170079993 A KR1020170079993 A KR 1020170079993A KR 20170079993 A KR20170079993 A KR 20170079993A KR 101792978 B1 KR101792978 B1 KR 101792978B1
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김진국
김도현
김윤희
이원호
손경락
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주식회사 신일라이팅
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Abstract

An LED power supply device according to the present invention comprises: an input terminal rectifying diode (20); a first winding wire (301); a main switch (306); first and second voltage-dividing capacitors (304, 305); a second winding wire (302); a switch (307); an output diode (308); a third winding wire (303); a plurality of LED groups (41, 42, 43); a constant current control unit (501); and a variable frequency control unit (502). The first winding wire (301), the second winding wire (302), and the third winding wire (303) are wound on one core. The constant current control and the power factor improvement can be simultaneously performed.

Description

LED 전원장치{LED Power Supply}LED Power Supply {LED Power Supply}

본 발명은 최근 조명장치로 가장 각광받고 있는 LED(Light Emitting Diode) 조명장치에 관한 것이다. 무엇보다 본 발명에서는 LED를 위한 정전류 제어부(501) 및 역률개선(Power Factor Correction)을 위한 가변주파수 제어부(502)를 가지고 있으며, 정전류 제어와 동시에 역률개선을 동시에 수행할 수 있는 LED 전원장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an LED (Light Emitting Diode) More specifically, the present invention relates to an LED power supply device having a constant current control unit 501 for LED and a variable frequency control unit 502 for power factor correction, and capable of simultaneously performing constant current control and power factor improvement will be.

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)(41,42,43)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.Recently, LED lighting devices have been used for a variety of lighting in indoor and outdoor due to their long life and high efficiency. Generally, 10 to 12 LEDs are connected in series in a group of LEDs, and it is generally controlled by a constant current. It is also common to control a plurality of LED groups (Group 41, 42, 43) by a single converter or a plurality of converters. When a particular LED is destroyed in a group of 10 to 12 LEDs connected in series, the destroyed LED is shorted and the remaining LEDs continuously emit light, .

도 1 및 도 2는 LED 모듈이 배치된 LED 가로등 두부(頭部) 및 터널등 두부(頭部)를 나타낸다. 상기 LED 가로등 두부(頭部) 및 터널등 두부(頭部)에는 10개 내지 12개의 개별 LED가 직렬로 연결된 LED 그룹(Group)을 보통 2개 내지 8개를 배치하는 것이 일반적이다.1 and 2 show a LED street lamp head portion and a tunnel head portion where the LED module is disposed. In general, two to eight LED groups (10 to 12 individual LEDs connected in series) are generally arranged on the heads of the LED street lamp head and the head of the tunnel.

도 3 및 도 4는 기존의 단일전력단(Single-Stage) 컨버터(31)에 의해서 제어되는 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43)을 발광하는 장치를 나타낸다. 교류전원(10)과 입력단 정류 다이오드(20)를 통해서 교류전원(10)을 공급받으며, 단일전력단(Single-Stage) 컨버터(31)를 통해서 제1,2,3 LED 그룹(Group)(41,42,43) 등을 제어하는 것을 특징으로 한다. 도 3은 직렬로 연결된 복수개의 LED 그룹(Group)을 발광(發光)하는 회로이며, 도 4는 병렬로 연결된 복수개의 LED 그룹(Group)을 발광(發光)하는 회로를 나타낸다. 도 3 및 도 4와 같이 단일 컨버터에 의해서 제어되는 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43)의 장점은 가장 저렴한 비용으로 제1,2,3 LED 그룹(Group)(41,42,43) 등을 발광(發光)하는 것을 기술적 특징으로 한다.FIG. 3 and FIG. 4 show an apparatus for emitting a plurality of LED groups (Groups 41, 42 and 43) controlled by a conventional single-stage converter 31. The AC power source 10 is supplied through the AC power source 10 and the input rectifier diode 20 and the first, second and third LED groups (Group 41) 41 are connected via the single- , 42, 43), and the like. FIG. 3 is a circuit for emitting a plurality of LED groups connected in series, and FIG. 4 is a circuit for emitting a plurality of LED groups connected in parallel. The advantage of the plurality of LED groups (Groups 41, 42, 43) controlled by a single converter as shown in FIGS. 3 and 4 is that the first, second and third LED groups (groups 41, 43, and the like.

도 5는 기존의 단일전력단 LED 전원장치를 나타낸다. 도 5의 단일전력단 LED 전원장치는 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43)에 정전류(Constant Current) 제어를 수행하며, 동시에 역률개선을 수행하는 것을 기술적 특징으로 한다. 역률개선 회로부의 주 스위치(23)가 턴온(Turn on)시에는 다음과 같이 전류가 도통한다.Figure 5 shows a conventional single power stage LED power supply. The single power stage LED power supply device of FIG. 5 performs constant current control on a plurality of LED groups (Groups 41, 42 and 43), and performs power factor correction at the same time. When the main switch 23 of the power factor improving circuit unit is turned on, a current is conducted as follows.

- 전류경로1 : 승압형 인덕터(22) - 제2 다이오드(25) - 역률개선 회로부의 주 스위치(23)- current path 1: step-up inductor (22) - second diode (25) - main switch (23) of the power factor improvement circuit part

- 전류경로2 : 승압형 인덕터(22) - 제1 다이오드(24) - 주 변압기(30) - 역률개선 회로부의 주 스위치(23)The main switch 23 of the power factor correction circuit part is connected to the first power supply circuit 22,

상기 전류경로1 및 전류경로2로 인하여 승압형 인덕터(22) 및 주 변압기(30)에 자기적으로 에너지가 저장된다. 특히 전류경로1을 통하여 승압형 인덕터(22)가 전류 불연속 모드(DCM : Discontinuous Currnet Mode)로 동작함을 통하여 입력단의 역률이 개선되는 특징이 있다.Because of the current path 1 and the current path 2, energy is magnetically stored in the step-up type inductor 22 and the main transformer 30. In particular, the power factor of the input stage is improved by operating the step-up type inductor 22 through the current path 1 in a discontinuous currnet mode (DCM).

상기 전류경로2로 인하여 주 변압기(30)에 자기적으로 에너지가 저장된다. 변압기는 플라이백(Flyback) 형태이므로 역률개선 회로부의 주 스위치(23)가 턴오프(Turn Off)시 주 변압기(30)에 저장된 에너지가 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43)에 전달된다.Because of the current path 2, energy is magnetically stored in the main transformer 30. The energy stored in the main transformer 30 at the time of turning off the main switch 23 of the power factor correction circuit part is supplied to the plurality of LED groups (Group 41, 42, 43) .

도 5의 기존의 단일전력단 LED 전원장치의 경우 역률개선 회로부의 주 스위치(23)가 LED의 정전류(Constant Current) 제어와 함께 입력전원의 역률개선(Power Factor) 제어를 동시에 수행하여야 한다. 따라서 역률개선 회로부의 주 스위치(23)의 전압 스트레스가 많으며, 동시에 역률개선이 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 나타난다.5, the main switch 23 of the power factor correction circuit unit must simultaneously control the constant current of the LED and the power factor of the input power source. Therefore, voltage stress of the main switch 23 of the power factor improving circuit portion is high and the power factor can not be improved at the same time.

도 6 및 도 7은 역률개선(Power Factor)의 문제를 개선하기 위하여 승압형(Boost) 역률개선 회로부(21)를 배치하며, 상기 승압형(Boost) 역률개선 회로부(21)의 후단에 복수의 DC-DC 컨버터를 배치하여 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43)을 제어하는 것을 기술적 특징으로 한다.6 and 7 show a boost power factor improving circuit part 21 for improving the power factor and a plurality of boost power factor improving circuit parts 21 are provided at the rear end of the booster power factor improving circuit part 21, A plurality of LED groups (Group 41, 42, 43) are controlled by disposing a DC-DC converter.

하지만, 도 5 및 도 6의 회로는 승압형(Boost) 역률개선 회로부(21) 및 후단의 DC-DC 컨버터를 배치하기 때문에 전체적인 LED 전원공급을 위한 장치가 복잡하며, 컨버터의 제어회로가 복수로 필요하기에 가격이 상당히 상승하는 단점이 있었다.However, since the circuit of Figs. 5 and 6 disposes the booster power factor improving circuit 21 and the DC-DC converter at the rear stage, the device for supplying the entire LED power is complicated, There is a drawback that the price is significantly increased because it is necessary.

LED용 전원공급 장치와 관련하여 아래와 같은 선행기술문헌이 존재하고 있다.There are prior art references relating to the power supply for LEDs as follows.

[특허문헌1] 미국 등록특허공보 제6577512호, 공고일 2003.06.10.[Patent Document 1] U.S. Patent No. 6577512, Published on Jun. 10, 2003. [특허문헌2] 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0043865호, 공개일 2014.04.11.[Patent Document 2] Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0043865, Publication Date 2014.04.11. [특허문헌1]은 LED를 발광하기 위하여 플라이백(Flyback) 컨버터를 및 이를 이용하여 전류제어가 가능한 LED용 전원공급장치를 특징으로 하고 있다.Patent Document 1 discloses a flyback converter for emitting an LED and a power supply for an LED capable of current control using the flyback converter. [특허문헌2]는 LED를 발광하기 위하여 회로구성이 간단한 직류전원장치를 공개하고 있다.[Patent Document 2] discloses a DC power supply device having a simple circuit configuration for emitting an LED.

본 발명에서는 단일전력단에 의한 정전류 제어와 동시에 역률개선을 동시에 수행할 수 있는 LED 전원장치를 제안하고자 한다. 이를 통하여 전원장치가 단일전력단으로 정전류 제어와 동시에 역률개선 제어를 효과적으로 수행할 수 있는 LED 전원장치를 제안하는 것이다.The present invention proposes an LED power supply capable of simultaneously controlling a constant current by a single power stage and simultaneously improving power factor. In this way, the power supply device can effectively perform the power factor correction control simultaneously with the constant current control with a single power stage.

본 발명에서 제안된 LED 전원장치는 정전류 제어를 위한 주 스위치(306) 및 역률개선을 위한 스위치(307)이 각각 존재하는 것을 기술적 특징으로 한다. 상기 정전류 제어를 위한 주 스위치(306)는 듀티(Duty) 제어를 수행하며, 상기 역률개선을 위한 스위치(307)은 가변주파수 제어를 수행하는 것을 기술적 특징으로 한다. 또한 결합인덕터를 사용하여 1개의 코어에 제1,2,3 권선(301,302,303)을 배치하기에 전원장치의 인덕터을 수를 최대한 저감시키는 장점이 있다. 이를 통하여 단일전력단으로 효과적으로 정전류 제어 및 역률개선을 수행할 수 있는 LED 전원장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.The LED power supply apparatus proposed in the present invention is characterized in that there are a main switch 306 for constant current control and a switch 307 for power factor improvement, respectively. The main switch 306 for the constant current control performs duty control and the switch 307 for power factor improvement performs variable frequency control. Further, since the first, second and third windings 301, 302, and 303 are disposed in one core using the coupling inductor, there is an advantage that the number of inductors of the power supply device is reduced as much as possible. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an LED power supply capable of effectively performing constant current control and power factor correction with a single power stage.

본 발명에서는 LED 전원장치에서 단일전력단으로 정전류 제어 및 고역률 전원장치를 제공하는 효과가 있다. 이를 통하여 효과적으로 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43)을 발광시키며 무효 전류가 저감되며 고역률(High Power Factor)을 구현할 수 있는 상승된 효과가 발생한다.In the present invention, there is an effect of providing a constant current control and a high power factor power source device with a single power stage in an LED power source device. This effectively emits a plurality of LED groups (Group 41, 42, 43), reduces the reactive current, and increases the high power factor.

도 1은 LED 모듈이 배치된 LED 가로등 두부(頭部)
도 2는 LED 모듈이 배치된 LED 터널등 두부(頭部)
도 3은 직렬로 연결된 복수개의 LED 그룹(Group)을 발광(發光)하는 회로
도 4는 병렬로 연결된 복수개의 LED 그룹(Group)을 발광(發光)하는 회로
도 5는 단일전력단 컨버터로 복수개의 LED 그룹(Group)을 발광(發光)하는 회로
도 6은 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 7은 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 8은 제안된 LED 전원장치
도 9는 제안된 LED 전원장치 및 세부 제어회로
도 10은 제안된 LED 전원장치의 결합인덕터
도 11은 제1 제어기 형태(제3,4,5,6 제어이득 결정부(Z3,Z4,Z5,Z6)의 세부 실시예)
도 12는 제2 제어기 형태(제3,4,5,6 제어이득 결정부(Z3,Z4,Z5,Z6)의 세부 실시예)
도 13은 제3 제어기 형태(제3,4,5,6 제어이득 결정부(Z3,Z4,Z5,Z6)의 세부 실시예)
도 14는 제4 제어기 형태(제1,2 제어이득 결정부(Z1,Z2)의 세부 실시예)
Fig. 1 is a cross-sectional view of a LED street lamp head,
Fig. 2 is a cross-sectional view of a head portion of an LED tunnel,
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a circuit for emitting a plurality of LED groups (Group)
FIG. 4 is a circuit diagram of a circuit for emitting a plurality of LED groups (Group)
5 is a circuit diagram of a circuit for emitting a plurality of LED groups (Group) with a single power stage converter
6 is a circuit (a parallel operation of the first, second and third converters at the stage after the booster power factor improving circuit portion) for emitting a plurality of LED groups (Group) by a plurality of converters and a plurality of controllers,
7 is a circuit for emitting a plurality of LED groups (Group) by a plurality of converters and a plurality of controllers (the primary side of the main transformer 30 has a power factor improving circuit portion for performing a power factor improving function, and the main transformer 30 3 < / RTI >< RTI ID = 0.0 > buck converter < / RTI &
Figure 8 shows the proposed LED power supply
9 shows the proposed LED power supply and the detailed control circuit
Figure 10 is a schematic diagram of the coupling inductor
11 shows a first controller type (detailed embodiments of the third, fourth, fifth, and sixth control gain determinants Z3, Z4, Z5, and Z6)
12 shows a second controller type (detailed embodiments of the third, fourth, fifth, and sixth control gain determinants Z3, Z4, Z5, and Z6)
13 shows a third controller configuration (detailed embodiments of the third, fourth, fifth, and sixth control gain decision sections Z3, Z4, Z5, and Z6)
14 shows a fourth controller type (detailed embodiment of the first and second control gain determinants Z1 and Z2)

본 발명에서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 8은 제안된 LED 전원장치를 나타낸다. 도 8에서는 정전류(Constant Current) 제어와 동시에 역률개선에 가장 적합한 전원장치를 제안하고자 한다. 무엇보다 결합인덕터의 제1,2,3 권선(301,302,303)이 하나의 인덕터 코아(Core)에 귄취(捲取)되는 것을 기술적인 특징으로 한다. 결합인덕터의 제1 권선(301)은 입력단에 역률개선을 위한 인덕터의 기능을 한다. 결합인덕터의 제1 권선(301)의 일단(一端)은 입력단 정류 다이오드(20)의 양(+)의 단자에 접속되어 있으며 결합인덕터의 제1 권선(301)의 타단(他端)은 정전류 제어를 위한 주 스위치(306) 및 제1 분압 커패시터(304)에 접속되어 있다. 제1 분압 커패시터(304)와 제2 분압 커패시터(305)는 정류된 입력 전원을 분압시키는 기능을 담당하며, 제1 분압 커패시터(304)와 제2 분압 커패시터(305)의 접속점은 결합인덕터의 제2 권선(302)의 일단(一端)과 접속되어 있다. 상기 결합인덕터의 제2 권선(302)의 타단(他端)은 역률개선을 위한 스위치(307)의 일단(一端) 및 출력 다이오드(308)의 애노드(Anode)와 접속되어 있다. 또한 상기 출력 다이오드(308)의 캐소드(Cathode)와 상기 정전류 제어를 위한 주 스위치(306)의 타단(他端)은 접속되어 있으며, 동시에 결합인덕터의 제3 권선(303)의 일단(一端)과 접속되어 있다. Figure 8 shows the proposed LED power supply. In Fig. 8, a power supply device which is most suitable for constant current control and power factor improvement is proposed. The first, second, and third windings 301, 302, and 303 of the coupling inductor are wound on a single inductor core. The first winding 301 of the coupling inductor functions as an inductor for improving the power factor at the input stage. One end of the first winding 301 of the coupling inductor is connected to the positive terminal of the input stage rectifier diode 20 and the other end of the first winding 301 of the coupling inductor is connected to the positive To the main switch 306 and the first voltage-dividing capacitor 304, respectively. The first divided capacitor 304 and the second divided capacitor 305 function to divide the rectified input power and the connection point of the first divided capacitor 304 and the second divided capacitor 305 is connected to the output terminal of the coupling inductor And is connected to one end of the two windings 302. The other end of the second winding 302 of the coupling inductor is connected to one end of a switch 307 for improving the power factor and an anode of the output diode 308. The cathode of the output diode 308 is connected to the other end of the main switch 306 for constant current control and is connected to one end of the third winding 303 of the coupling inductor Respectively.

도 8의 제안된 LED 전원장치는 정전류(Constant Current) 제어를 수행하기에 출력 커패시터가 없으며, 결합인덕터의 제3 권선(303)에 바로 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43)이 연결되는 것을 기술적 특징으로 한다. 도 8에서는 정전류 제어를 위한 주 스위치(306)와 역률개선을 위한 스위치(307)가 각각 존재하며, 제1 전류센서(51)는 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43)의 전류 정보를 검출하며, 정전류 제어부(501)에 의해서 듀티(Duty) 제어를 수행하여 주 스위치(306)를 제어하는 것을 기술적 특징으로 한다. 또한, 제4 전류센서(55)는 입력단 정류 다이오드(20)의 전류 정보를 검출하며, 가변주파수 제어부(502)에 의해서 역률개선을 위한 스위치(307)의 주파수 제어를 수행하는 것을 기술적 특징으로 한다.The proposed LED power supply of FIG. 8 does not have an output capacitor to perform a constant current control, and a plurality of LED groups (Group 41, 42, 43) are directly connected to the third winding 303 of the coupling inductor It is a technical feature to be connected. 8, the main switch 306 for controlling the constant current and the switch 307 for improving the power factor are respectively provided. The first current sensor 51 detects the current of the plurality of LED groups (Group 41, 42, 43) And controls the main switch 306 by performing a duty control by the constant current control unit 501. [ The fourth current sensor 55 detects the current information of the input stage rectifier diode 20 and controls the frequency of the switch 307 for improving the power factor by the variable frequency controller 502 .

도 9는 제안된 LED 전원장치 및 세부 제어회로를 나타낸다.9 shows a proposed LED power supply and a detailed control circuit.

도 9를 설명하기 위하여 일반적인 연산증폭기(OP-Amp)의 특성을 설명하면 다음과 같다.The characteristics of a general operational amplifier (OP-Amp) will be described below to explain FIG.

연산증폭기(OP-Amp)는 크게 (+)단자 및 (-)단자가 존재하며, 상기 (+)단자 및 (-)단자 신호의 비교에 따라서 출력단으로 신호를 증폭하게 된다. 이상적인 연산증폭기(OP-Amp)는 (1)입력단 임피던스(Impedance)는 ∞(무한대)이며 (2)출력단 임피던스(Impedance)는 0(Zero)인 것을 특징으로 한다. 또한 (+)단자로 정보가 입력되면, 연산증폭기의 증폭비율이 (+)이지만, (-)단자로 정보가 입력되면, 연산증폭기의 증폭비율이 (-)인 것이 특징이다. 또한, 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 갖는 연산증폭기(OP-Amp)는 비교기로서 기능한다. 즉 히스테리시스(Hysteresis) 특성의 의미는 연산증폭기(OP-Amp)의 출력 전압이 연산증폭기(OP-Amp)의 동작전압 최대치 또는 최소치로 출력하는 것을 나타낸다. 즉 히스테리시스 연산증폭기(Hysteresis OP-Amp)의 동작 전압이 15[V]이면, 히스테리시스 연산증폭기는 +15[V]와 -15[V]로 출력하며, 히스테리시스 연산증폭기(Hysteresis OP-Amp)의 동작 전압이 5[V]이면, 히스테리시스 연산증폭기는 +5[V]와 -5[V]로 출력하는 것을 특징으로 한다.The operational amplifier OP-Amp has a (+) terminal and a negative terminal, and amplifies the signal to the output terminal according to the comparison of the (+) terminal and the (-) terminal signal. The ideal operational amplifier (OP-Amp) is characterized in that (1) the input terminal impedance is infinite, and (2) the output terminal impedance is zero. When information is input to the (+) terminal, the amplification ratio of the operational amplifier is (+), but when the information is input to the (-) terminal, the amplification ratio of the operational amplifier is (-). In addition, an operational amplifier (OP-Amp) having a hysteresis characteristic functions as a comparator. That is, the hysteresis characteristic means that the output voltage of the operational amplifier OP-Amp is outputted as the maximum or minimum operating voltage of the operational amplifier OP-Amp. If the operating voltage of the hysteresis OP-Amp is 15 [V], the hysteresis operational amplifier outputs +15 [V] and -15 [V], and the operation of the hysteresis operational amplifier (Hysteresis OP-Amp) When the voltage is 5 [V], the hysteresis operational amplifier outputs +5 [V] and -5 [V].

상기 연산증폭기(OP-Amp) 및 히스테리시스 연산증폭기(Hysteresis OP-Amp) 특성을 바탕으로 도 9의 세부적인 동작을 설명하면 다음과 같다. 상기 정전류 제어부(501)는 상기 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43)의 전류를 검출하는 제1 전류센서(51)의 출력전류 정보와 출력전류 기준값(Ioref)과 비교하는 전류제어용 연산증폭기(OP-AMP)(531)가 배치되어 있다. The detailed operation of FIG. 9 will be described based on the characteristics of the operational amplifier OP-Amp and the hysteresis operational amplifier (Hysteresis OP-Amp). The constant current control unit 501 is a current control unit for comparing the output current information of the first current sensor 51 for detecting the current of the plurality of LED groups (Groups 41, 42 and 43) with the output current reference value Ioref And an operational amplifier (OP-AMP) 531 are disposed.

상기 출력전류 기준값(Ioref) 보다 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43)에 전류가 많이 흐르는 경우, 전류제어용 연산증폭기(OP-AMP)(531)는 음(-)의 전압을 발생시킨다, 상기 전류제어용 연산증폭기(OP-AMP)(531)에서 음(-)의 전압이 발생하면, 제2 제어용 전원(Vcc2)은 포토커플러(Photo-Coupler)(551)을 동작시키며, 제3 다이오드(534)를 통하여 연산증폭기(OP-AMP)(531)의 출력단자로 도통한다. 상기 포토커플러(Photo-Coupler)(551)의 수신부는 제1 제어용 전원(Vcc1)의 전원이 신호를 공급받아 정전류 제어기(520)의 정전류 제어용 연산증폭기(OP-AMP)(521)의 출력을 바탕으로 제어전압(Vc)를 발생한다. 또한 펄스폭 변조 연산증폭기(OP-AMP)(511)을 통하여 상기 제어전압(Vc)과 톱니파 전압(Vm)을 비교하여 정전류 제어를 위한 주 스위치(306)를 제어하는 것을 기술적 특징으로 한다.When a large amount of current flows through the plurality of LED groups (Group 41, 42, 43) than the output current reference value Ioref, the current control operational amplifier OP-AMP 531 generates a negative voltage (-) voltage is generated in the current control operational amplifier (OP-AMP) 531, the second control power supply Vcc2 operates the photo-coupler 551, and the third control power supply Vcc2 operates the third (OP-AMP) 531 through a diode 534 to the output terminal of the operational amplifier (OP-AMP) The receiver of the photocoupler 551 receives the signal from the power supply of the first control power supply Vcc1 and outputs the output of the constant current control operational amplifier OP-AMP 521 of the constant current controller 520 To generate the control voltage Vc. The control voltage Vc is compared with the sawtooth voltage Vm through a pulse width modulation operational amplifier (OP-AMP) 511 to control the main switch 306 for constant current control.

또한, 역률개선을 위한 스위치(307)의 가변주파수 제어를 위하여 제4 전류센서(55)는 입력단 정류 다이오드(20)의 전류 정보를 검출한다. 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)(541)는 상기 검출된 입력단 정류 다이오드(20)의 전류 정보와 입력전류 기준값(Icref)과 비교한다. 상기 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)(541)는 입력단 정류 다이오드(20)의 전류가 입력전류 기준값(Icref)을 초과하는 경우 출력전압을 양(+)으로 발생한다. 상기 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)(541)의 출력전압이 양(+)인 경우 N형 트랜지스터(545)가 동작되어 오실레이터(OSC)(548)의 RT단자에 입력되는 저항이 제3 저항(547)에서 제2 저항(546)과 제3 저항(547)이 병렬로 연결되도록 변경된다. 즉 상기 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)(541)의 출력전압이 양(+)인 경우 상기 N형 트랜지스터(545)의 동작으로 상기 오실레이터(OSC)(548)의 RT단자의 저항값이 감소되며, 상기 오실레이터(OSC)(548)의 주파수는 감소하게 된다. RS 플립플롭(550)에서는 제어전압(Vc)와 오실레이터(OSC)(548)의 전압을 공급받아서 주파수를 가변하게 된다. The fourth current sensor 55 detects current information of the input stage rectifier diode 20 for variable frequency control of the switch 307 for power factor correction. The hysteresis operational amplifier OP-AMP 541 compares the current information of the input rectifier diode 20 and the input current reference value Icref. The hysteresis operational amplifier (OP-AMP) 541 generates the output voltage in the positive direction when the current of the input stage rectifier diode 20 exceeds the input current reference value Icref. When the output voltage of the hysteresis operational amplifier (OP-AMP) 541 is positive, the N-type transistor 545 is operated and the resistance input to the RT terminal of the oscillator (OSC) 547 are changed so that the second resistor 546 and the third resistor 547 are connected in parallel. That is, when the output voltage of the hysteresis operational amplifier (OP-AMP) 541 is positive, the resistance value of the RT terminal of the oscillator (OSC) 548 is reduced by the operation of the N-type transistor 545 , The frequency of the oscillator (OSC) 548 decreases. In the RS flip-flop 550, the control voltage Vc and the voltage of the oscillator (OSC) 548 are supplied to vary the frequency.

따라서 역률개선을 위한 스위치(307)는 가변주파수 제어부(502)를 통하여 주파수가 가변되며, 상기 입력단 정류 다이오드(20)의 전류가 높은 경우 상기 역률개선을 위한 스위치(307)의 주파수를 높이며, 상기 입력단 정류 다이오드(20)의 전류가 낮은 경우 상기 역률개선을 위한 스위치(307)의 주파수를 낮추도록 제어하는 것을 기술적 특징으로 한다.Therefore, the frequency of the switch 307 for improving the power factor is varied through the variable frequency control unit 502. When the current of the input stage rectifier diode 20 is high, the frequency of the switch 307 for improving the power factor is increased. The frequency of the switch 307 for improving the power factor is lowered when the current of the input stage rectifier diode 20 is low.

도 10은 제안된 LED 전원장치의 결합인덕터의 세부적인 실시에를 나타내며, 1개의 코어에 제1,2,3 권선(301,302,303)을 배치하는 것을 기술적 특징으로 한다.FIG. 10 shows a detailed implementation of the coupling inductor of the proposed LED power supply device, in which the first, second and third windings 301, 302 and 303 are arranged in one core.

도 11 내지 도 13은 제1 내지 제3 제어기 형태로서, 제3,4,5,6 제어이득 결정부(Z3,Z4,Z5,Z6)의 세부적인 실시예이며, 이 기술의 당업자라면 선택적으로 적용할 수 있다.Figs. 11 to 13 are detailed embodiments of the third, fourth, fifth, and sixth control gain determinants Z3, Z4, Z5, and Z6 in the form of first to third controllers, Can be applied.

도 14는 제4 제어기 형태로서 제1,2 제어이득 결정부(Z1,Z2)의 세부적인 실시예를 나타내며, 제어적으로 2개의 극점(Pole)과 1개 영점(Zero) 생성하며 안정적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.FIG. 14 shows a detailed embodiment of the first and second control gain determinants Z1 and Z2 as a fourth controller type, and generates two pole points and one zero controllably in a controlled manner, .

본 발명에서는 LED 전원장치에 있어서,In the present invention, in the LED power supply device,

교류전원(10)을 정류하는 입력단 정류 다이오드(20); 상기 입력단 정류 다이오드(20)의 양(+)의 출력단자에 배치된 결합인덕터의 제1 권선(301); 상기 결합인덕터의 제1 권선(301)의 타단(他端)에 연결된 정전류 제어를 위한 주 스위치(306); 상기 결합인덕터의 제1 권선(301)의 타단(他端) 및 주 스위치(306)의 드레인(Drain) 단자에 연결되어 전압을 분압시키는 제1,2 분압 커패시터(304,305); 상기 제1 분압 커패시터(304) 및 제2 분압 커패시터(305)의 접점에 연결된 결합인덕터의 제2 권선(302); 상기 결합인덕터의 제2 권선(302)의 타단(他端)과 음(-)의 전원 단자 사이에 배치된 역률개선을 위한 스위치(307); 상기 역률개선을 위한 스위치(307)의 드레인(Drain) 단자 및 상기 결합인덕터의 제2 권선(302)의 타단(他端)에 연결된 출력 다이오드(308); 상기 출력 다이오드(308)의 애노드(Anode) 단자 및 상기 정전류 제어를 위한 주 스위치(306)의 소스(Source) 단자에 연결된 결합인덕터의 제3 권선(303); 상기 결합인덕터의 제3 권선(303)의 타단(他端)과 음(-)의 전원 단자 사이에 배치된 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43); 듀티(Duty) 제어를 수행하여 출력전류의 정전류 제어를 위한 주 스위치(306)를 제어하기 위한 정전류 제어부(501); 가변주파수 제어를 수행하여 입력단의 역률개선을 위한 스위치(307)를 제어하기 위한 가변주파수 제어부(502); 상기 결합인덕터의 제1 권선(301), 제2 권선(302) 및 제3 권선(303)은 하나의 코어에 권취(捲取)되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 전원장치를 제안한다.An input stage rectifier diode 20 for rectifying the AC power source 10; A first winding (301) of a coupling inductor disposed at a positive output terminal of the input stage rectification diode (20); A main switch 306 for constant current control connected to the other end of the first winding 301 of the coupling inductor; First and second voltage dividing capacitors 304 and 305 connected to the other end of the first winding 301 of the coupling inductor and the drain terminal of the main switch 306 to divide the voltage; A second winding (302) of a coupling inductor coupled to the contacts of the first and second voltage dividing capacitors (304, 305); A switch 307 for improving power factor disposed between the other end of the second winding 302 of the coupling inductor and the negative power terminal; An output diode 308 connected to the drain terminal of the switch 307 for improving the power factor and the other end of the second winding 302 of the coupling inductor; A third winding 303 of a coupling inductor coupled to an anode terminal of the output diode 308 and a source terminal of the main switch 306 for constant current control; A plurality of LED groups (Groups 41, 42, 43) disposed between the other end of the third winding 303 of the coupling inductor and the negative power terminal; A constant current control unit (501) for controlling the main switch (306) for controlling the constant current of the output current by performing duty control; A variable frequency control unit 502 for controlling the switch 307 for improving the power factor of the input terminal by performing variable frequency control; And the first winding (301), the second winding (302), and the third winding (303) of the coupling inductor are wound on one core.

본 발명은 이 분야의 통상의 지식을 가진자가 다양한 변형에 의하여 LED 전원장치에 적용시킬 수 있으며, 기술적으로 용이하게 변형시키는 기술의 범주도 본 특허의 권리범위에 속하는 것으로 인정해야 할 것이다.The present invention can be applied to an LED power supply apparatus by a person skilled in the art by various modifications, and it should be recognized that the scope of the technology which easily transforms technically belongs to the scope of the present patent.

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(Group)
42 : 제2 LED 그룹(Group)
43 : 제3 LED 그룹(Group)
51, 52, 53, 54 : 전류센서
51 : 제1 전류센서
52 : 제2 전류센서
53 : 제3 전류센서
55 : 제4 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
301 : 결합인덕터의 제1 권선
302 : 결합인덕터의 제2 권선
303 : 결합인덕터의 제3 권선
304 : 제1 분압 커패시터
305 : 제2 분압 커패시터
306 : 정전류 제어를 위한 주 스위치
307 : 역률개선을 위한 스위치
308 : 출력 다이오드
500 : 주 제어기
501 : 정전류 제어부
502 : 가변주파수 제어부
510 : 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 발생부
511 : 펄스폭 변조 연산증폭기(OP-AMP)
520 : 정전류 제어기
521 : 정전류 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)
534 : 제3 다이오드
541 : 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)
542 : 제5 제어이득 결정부(Z5)
543 : 제6 제어이득 결정부(Z6)
544 : 제1 저항
545 : N형 트랜지스터
546 : 제2 저항
547 : 제3 저항
548 ; 오실레이터(OSC)
549 : 제1 커패시터
550 : RS 플립플롭
551 : 포토커플러(Photo-Coupler)
552 : 제4 저항
553 : 제너(Zener) 다이오드
C1 : 제1 제어커패시터
C2 : 제2 제어커패시터
Icref : 입력전류 기준값
Ioref : 출력전류 기준값
R1 : 제1 제어저항
R2 : 제2 제어저항
Vc : 제어전압
Vcc1 : 제1 제어용 전원
Vcc2 : 제2 제어용 전원
Vm : 톱니파 전압
Z1 : 제1 제어이득 결정부
Z2 : 제2 제어이득 결정부
Z3 : 제3 제어이득 결정부
Z4 : 제4 제어이득 결정부
Z5 : 제5 제어이득 결정부
Z6 : 제6 제어이득 결정부
10: AC power source
20: input rectifier diode
21: Boost power factor improving circuit
22: Step-up type inductor
23: Main switch of the power factor improving circuit
24: first diode
25: second diode
26: Bank Capacitor
30: Main transformer
31, 32, 33: Converter
31: First converter
32: second converter
33: Third converter
34, 35, 36: rectifier diode
34: first rectifying diode
35: second rectifying diode
36: third rectifier diode
37, 38, 39: capacitors
37: first capacitor
38: second capacitor
39: third capacitor
41, 42, 43: LED group (Group)
41: First LED group (Group)
42: second LED group (Group)
43: Third LED group (Group)
51, 52, 53, 54: Current sensor
51: first current sensor
52: second current sensor
53: third current sensor
55: fourth current sensor
61, 62, 63: Buck converter
61: first step-down converter
62: Second Forcing Converter
63: Third Forced Converter
65, 66, 67: Switches of Buck converter
65: a first switch of the first step-down type converter
66: second switch of the second step-down converter
67: third switch of the third step-down converter
71, 72, 73: Diodes of buck converter
71: a first diode of the first step-down converter
72: second diode of the second step-down converter
73: third diode of the third step-down converter
74, 75, 76: Inductor of the buck converter
74: First inductor of the first step-down converter
75: second inductor of the second step-down converter
76: Third inductor of the third step-down converter
77, 78, 79: Output capacitors of a buck converter
77: a first output capacitor of the first step-
78: a second output capacitor of the second step-
79: a third output capacitor of the third step-
80, 81, 82: Buck converter controller
80: a first controller of the first step-down converter
81: Second controller of the second step-down converter
82: Third controller of the third step-down converter
301: first winding of coupling inductor
302: Secondary winding of coupling inductor
303: Third winding of coupling inductor
304: first divided capacitor
305: second divided capacitor
306: Main switch for constant current control
307: Switch for power factor improvement
308: Output diode
500: main controller
501: Constant current control unit
502: variable frequency control unit
510: Pulse Width Modulation (PWM) generator
511: Pulse Width Modulation Operational Amplifier (OP-AMP)
520: Constant current controller
521: Operational Amplifier for Constant Current Control (OP-AMP)
522: a first control gain determiner Z1;
523: the second control gain determiner Z2;
530:
531: Operational Amplifier for Current Control (OP-AMP)
532: Third control gain determining unit (Z3)
533: the fourth control gain determiner Z4;
534: third diode
541: Hysteresis operational amplifier (OP-AMP)
542: the fifth control gain determiner Z5;
543: sixth control gain determiner (Z6)
544: first resistance
545: N-type transistor
546: Second resistance
547: Third resistance
548; Oscillator (OSC)
549: first capacitor
550: RS flip-flop
551: Photo-Coupler
552: fourth resistance
553: Zener diodes
C1: first control capacitor
C2: second control capacitor
Icref: Input current reference value
Ioref: Output current reference value
R1: first control resistance
R2: second control resistance
Vc: Control voltage
Vcc1: first control power source
Vcc2: Second control power source
Vm: sawtooth voltage
Z1: the first control gain determiner
Z2: the second control gain determiner
Z3: the third control gain determiner
Z4: the fourth control gain determiner
Z5: fifth control gain determining section
Z6: sixth control gain decision unit

Claims (12)

LED 전원장치에 있어서,
교류전원(10)을 정류하는 입력단 정류 다이오드(20);
상기 입력단 정류 다이오드(20)의 양(+)의 출력단자에 배치된 결합인덕터의 제1 권선(301);
상기 결합인덕터의 제1 권선(301)의 타단(他端)에 연결된 정전류 제어를 위한 주 스위치(306);
상기 결합인덕터의 제1 권선(301)의 타단(他端) 및 주 스위치(306)의 드레인(Drain) 단자에 연결되어 전압을 분압시키는 제1,2 분압 커패시터(304,305);
상기 제1 분압 커패시터(304) 및 제2 분압 커패시터(305)의 접점에 연결된 결합인덕터의 제2 권선(302);
상기 결합인덕터의 제2 권선(302)의 타단(他端)과 음(-)의 전원 단자 사이에 배치된 역률개선을 위한 스위치(307);
상기 역률개선을 위한 스위치(307)의 드레인(Drain) 단자 및 상기 결합인덕터의 제2 권선(302)의 타단(他端)에 연결된 출력 다이오드(308);
상기 출력 다이오드(308)의 캐소드(Cathode) 단자 및 상기 정전류 제어를 위한 주 스위치(306)의 소스(Source) 단자에 연결된 결합인덕터의 제3 권선(303);
상기 결합인덕터의 제3 권선(303)의 타단(他端)과 음(-)의 전원 단자 사이에 배치된 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43);
듀티(Duty) 제어를 수행하여 출력전류의 정전류 제어를 위한 주 스위치(306)를 제어하기 위한 정전류 제어부(501);
가변주파수 제어를 수행하여 입력단의 역률개선을 위한 스위치(307)를 제어하기 위한 가변주파수 제어부(502);
상기 결합인덕터의 제1 권선(301), 제2 권선(302) 및 제3 권선(303)은 하나의 코어에 권취(捲取)되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 전원장치
In an LED power supply,
An input stage rectifier diode 20 for rectifying the AC power source 10;
A first winding (301) of a coupling inductor disposed at a positive output terminal of the input stage rectification diode (20);
A main switch 306 for constant current control connected to the other end of the first winding 301 of the coupling inductor;
First and second voltage dividing capacitors 304 and 305 connected to the other end of the first winding 301 of the coupling inductor and the drain terminal of the main switch 306 to divide the voltage;
A second winding (302) of a coupling inductor coupled to the contacts of the first and second voltage dividing capacitors (304, 305);
A switch 307 for improving power factor disposed between the other end of the second winding 302 of the coupling inductor and the negative power terminal;
An output diode 308 connected to the drain terminal of the switch 307 for improving the power factor and the other end of the second winding 302 of the coupling inductor;
A third winding 303 of a coupling inductor coupled to a cathode terminal of the output diode 308 and a source terminal of the main switch 306 for constant current control;
A plurality of LED groups (Groups 41, 42, 43) disposed between the other end of the third winding 303 of the coupling inductor and the negative power terminal;
A constant current control unit (501) for controlling the main switch (306) for controlling the constant current of the output current by performing duty control;
A variable frequency control unit 502 for controlling the switch 307 for improving the power factor of the input terminal by performing variable frequency control;
Wherein the first winding (301), the second winding (302), and the third winding (303) of the coupling inductor are wound on one core
청구항 제1항에 있어서,
상기 정전류 제어부(501)는 전류제어부(530), 정전류 제어기(520) 및 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 발생부를 포함하며, 듀티 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 LED 전원장치
The method according to claim 1,
The constant current control unit 501 includes a current control unit 530, a constant current control unit 520 and a pulse width modulation (PWM) generation unit, and performs duty control.
청구항 제1항에 있어서,
상기 가변주파수 제어부(502)는 제4 전류센서(55)에 의한 입력단 정류 다이오드(20)의 전류 정보와 입력전류 기준값(Icref)을 비교하는 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)(541)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 전원장치
The method according to claim 1,
The variable frequency control unit 502 includes a hysteresis operational amplifier (OP-AMP) 541 for comparing the current information of the input stage rectifier diode 20 with the input current reference value Icref by the fourth current sensor 55 ≪ / RTI >
청구항 제3항에 있어서,
상기 가변주파수 제어부(502)는 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)(541)의 출력에 따라서 오실레이터(OSC)(548)의 RT 단자의 저항값을 가변시키는 것을 특징으로 하는 LED 전원장치
The method of claim 3,
The variable frequency control unit 502 varies the resistance value of the RT terminal of the oscillator (OSC) 548 according to the output of the hysteresis operational amplifier (OP-AMP)
청구항 제4항에 있어서,
상기 가변주파수 제어부(502)의 RS 플립플롭(550)은 정전류 제어기(520)에서 출력된 제어전압(Vc)과 상기 오실레이터(OSC)(548)의 출력전압을 입력받아서 주파수가 가변되는 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 LED 전원장치
The method according to claim 4,
The RS flip-flop 550 of the variable frequency controller 502 receives the control voltage Vc output from the constant current controller 520 and the output voltage of the oscillator 548 to generate a control signal having a variable frequency LED power supply < RTI ID = 0.0 >
청구항 제1항에 있어서,
상기 정전류 제어부(501)의 정전류 제어용 연산증폭기(OP-AMP)(521)는 제1,2 제어이득 결정부(Z1,Z2)(522,523)가 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 전원장치
The method according to claim 1,
Wherein the constant current control operational amplifier (OP-AMP) 521 of the constant current control unit 501 is provided with first and second control gain decision units Z1 and Z2 522 and 523,
청구항 제6항에 있어서,
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 LED 전원장치
The method according to claim 6,
The first control gain decision unit Z1 522 of the first and second control gain decision units Z1 and Z2 522 and 523 adopts the first control resistance R1 and the second control gain decision unit Z2 ) 523 is comprised of first and second control capacitors (C1, C2) and a second control resistor (R2)
청구항 제1항에 있어서,
상기 정전류 제어부(501)의 전류제어용 연산증폭기(OP-AMP)(531)는 제3,4 제어이득 결정부(Z3,Z4)(532,533)가 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 전원장치
The method according to claim 1,
And the third and fourth control gain decision units (Z3, Z4) 532, 533 are arranged in the current control operational amplifier (OP-AMP) 531 of the constant current control unit 501. [
청구항 제1항에 있어서,
상기 가변주파수 제어부(502)의 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)(541)는 제5,6 제어이득 결정부(Z5,Z6)(542,543)가 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 전원장치
The method according to claim 1,
The hysteresis operational amplifier (OP-AMP) 541 of the variable frequency control unit 502 is provided with fifth and sixth control gain decision units Z5 and Z6 542 and 543,
LED 전원장치에 있어서,
교류전원(10)을 정류하는 입력단 정류 다이오드(20);
상기 입력단 정류 다이오드(20)의 양(+)의 출력단자에 배치된 결합인덕터의 제1 권선(301);
상기 결합인덕터의 제1 권선(301)의 타단(他端)에 연결된 정전류 제어를 위한 주 스위치(306);
상기 결합인덕터의 제1 권선(301)의 타단(他端) 및 주 스위치(306)의 드레인(Drain) 단자에 연결되어 전압을 분압시키는 제1,2 분압 커패시터(304,305);
상기 제1 분압 커패시터(304) 및 제2 분압 커패시터(305)의 접점에 연결된 결합인덕터의 제2 권선(302);
상기 결합인덕터의 제2 권선(302)의 타단(他端)과 음(-)의 전원 단자 사이에 배치된 역률개선을 위한 스위치(307);
상기 역률개선을 위한 스위치(307)의 드레인(Drain) 단자 및 상기 결합인덕터의 제2 권선(302)의 타단(他端)에 연결된 출력 다이오드(308);
상기 출력 다이오드(308)의 캐소드(Cathode) 단자 및 상기 정전류 제어를 위한 주 스위치(306)의 소스(Source) 단자에 연결된 결합인덕터의 제3 권선(303);
상기 결합인덕터의 제3 권선(303)의 타단(他端)과 음(-)의 전원 단자 사이에 배치된 복수개의 LED 그룹(Group)(41,42,43);
듀티(Duty) 제어를 수행하여 상기 정전류 제어를 위한 주 스위치(306)를 제어하기 위한 정전류 제어부(501) - 상기 정전류 제어부(501)는 전류제어부(530), 정전류 제어기(520) 및 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 발생부를 포함함 -;
가변주파수 제어를 수행하여 상기 역률개선을 위한 스위치(307)를 제어하기 위한 가변주파수 제어부(502) - 상기 가변주파수 제어부(502)는 RS 플립플롭(550), 오실레이터(OSC)(548) 및 히스테리시스 연산증폭기(OP-AMP)(541)를 포함함 -;
상기 결합인덕터의 제1 권선(301), 제2 권선(302) 및 제3 권선(303)은 하나의 코어에 권취(捲取)되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 전원장치
In an LED power supply,
An input stage rectifier diode 20 for rectifying the AC power source 10;
A first winding (301) of a coupling inductor disposed at a positive output terminal of the input stage rectification diode (20);
A main switch 306 for constant current control connected to the other end of the first winding 301 of the coupling inductor;
First and second voltage dividing capacitors 304 and 305 connected to the other end of the first winding 301 of the coupling inductor and the drain terminal of the main switch 306 to divide the voltage;
A second winding (302) of a coupling inductor coupled to the contacts of the first and second voltage dividing capacitors (304, 305);
A switch 307 for improving power factor disposed between the other end of the second winding 302 of the coupling inductor and the negative power terminal;
An output diode 308 connected to the drain terminal of the switch 307 for improving the power factor and the other end of the second winding 302 of the coupling inductor;
A third winding 303 of a coupling inductor coupled to a cathode terminal of the output diode 308 and a source terminal of the main switch 306 for constant current control;
A plurality of LED groups (Groups 41, 42, 43) disposed between the other end of the third winding 303 of the coupling inductor and the negative power terminal;
A constant current control unit 501 for controlling the main switch 306 for the constant current control by performing duty control of the current control unit 530 and the constant current control unit 520. The constant current control unit 501 includes a current control unit 530, (PWM: Pulse Width Modulation) generator;
A variable frequency control unit 502 for controlling the switch 307 for improving the power factor by performing variable frequency control; the variable frequency control unit 502 includes an RS flip flop 550, an oscillator (OSC) 548, and a hysteresis An operational amplifier (OP-AMP) 541;
Wherein the first winding (301), the second winding (302), and the third winding (303) of the coupling inductor are wound on one core
청구항 제10항에 있어서,
상기 가변주파수 제어부(502)의 RS 플립플롭(550)은 정전류 제어기(520)에서 출력된 제어전압(Vc)과 상기 오실레이터(OSC)(548)의 출력전압을 입력받아서 주파수가 가변되는 제어신호를 발생하여 상기 역률개선을 위한 스위치(307)를 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 전원장치
11. The method of claim 10,
The RS flip-flop 550 of the variable frequency controller 502 receives the control voltage Vc output from the constant current controller 520 and the output voltage of the oscillator 548 to generate a control signal having a variable frequency And controls the switch (307) for improving the power factor,
청구항 제10항에 있어서,
상기 정전류 제어부(501)의 정전류 제어용 연산증폭기(OP-AMP)(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 LED 전원장치

11. The method of claim 10,
The first and second control gain decision units Z1 and Z2 522 and 523 are disposed in the constant current control operational amplifier OP-AMP 521 of the constant current control unit 501. The first and second control gain decision units The first control gain decision section Z2 522 adopts the first control gain decision section Z2 523 as the first control resistance R1 and the second control gain decision section Z2 523 as the first control gain decision section Z2, Capacitors (C1, C2) and a second control resistor (R2).

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JP2015084616A (en) 2013-10-25 2015-04-30 三菱電機株式会社 Lighting device and light fixture

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