KR101877011B1 - ZVS(Zero-Voltage-Switching) Expandable LLC Converter - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a zero-voltage-switching (ZVS) extension type LLC converter with an extended ZVS range. According to the present invention, the ZVS extension type LLC converter comprises: a half-bridge switch (203) including upper and lower switches (203-1, 203-3); a ZVS range extension type lower coupling inductor (209) disposed at both ends of a lower switch (203-3); an oscillation capacitor (205) and a transformer primary side inductor (206-1) disposed between a middle contact point of the ZVS range extension type lower coupling inductor (209) and a drain terminal of the upper switch (203-1) of the half-bridge switch (203); a constant voltage control comparator (242); a constant current control comparator (241); an overvoltage and overcurrent comparator (281) to detect output voltage (Vo) of a load and to compare a reference voltage received from a regulator (REG31); and a cut-off switch (282) which is a P-type MOSFET turned on when zero voltage is inputted to a gate and turned off when a constant voltage is inputted to the gate.

Description

영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터{ZVS(Zero-Voltage-Switching) Expandable LLC Converter}Zero-Voltage-Switching Expandable LLC Converter (ZVS)

본 발명은 공진형 컨버터 방식으로 가장 각광받고 있는 LLC 공진형 컨버터에서 영전압 스위칭 확장형 컨버터에 관한 것이다, 무엇보다, 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 및 상부 결합인덕터를 사용하여 LLC 공진형 컨버터가 경부하(Light Load)에서도 안정적으로 영전압 스위칭을 할 수 있는 컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to a zero voltage switching expansion type converter in an LLC resonance type converter that is most popular in the resonance type converter system. More particularly, the LLC resonance type converter uses a low voltage switching range extended lower and upper coupling inductor, Light Load), which is capable of stable zero voltage switching.

LLC 공진형 컨버터는 최근 전원공급장치로 가장 각광받고 있다. 무엇보다 변압기에서 누설 인덕터(Llk) - 자화 인덕터(Lm) - 공진 커패시터의 공진으로 인하여 안정적으로 영전압 스위칭[ZVS(Zero-Voltage-Switching)]이 이루어지는 장점이 있기에 다양한 전원공급장치로 활발하게 연구 및 적용이 되고 있다.LLC resonant converter is the most popular power supply in recent years. ZVS (Zero-Voltage-Switching) can be stably performed due to the resonance of the leakage inductor (Llk) - magnetizing inductor (Lm) - resonant capacitor in the transformer. And has been applied.

관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0004655호, 공개일 2018.01.12.(이하 [특허문헌1]이라함)에서는 하이브리드 풀브리지 LLC 컨버터 및 그 구동방법에 대하여 공개하였다. 상기 [특허문헌1]에서는 입력전압을 공급하는 입력 커패시터와 배터리 사이에 전엽 변환을 수행컨버터이며, 제1,2 풀브릿지 LLC 컨버터에서 제1,2 변압기의 입력단은 병렬로 연결되며 상기 제1,2 변압기의 출력단은 직렬로 연결된 것을 특징으로 한다.A related art prior art document discloses a hybrid full bridge LLC converter and a driving method thereof in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0004655 and Publication Date 2018.01.12 (hereinafter referred to as "Patent Document 1"). The first and second full bridge LLC converters are connected in parallel to the input terminals of the first and second transformers, and the first and second full bridge LLC converters are connected in parallel. In the first and second full bridge LLC converters, 2 transformer are connected in series.

또 다른 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0003122호, 공개일 2018.01.09.(이하 [특허문헌2]이라함)에서는 인터리브드 LLC 공진형 컨버터 및 그 제어방법을 제안하였다. 상기 [특허문허2]에서는 풀브리지 회로로 구성된 LLC 공진형 컨버터가 N개 병렬로 운전하며, 전력을 부하에 공급하는 공진형 컨버터 및 그 제어방식에 대하여 공개하였다.As another prior art, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0003122, Publication Date 2018.01.09 (hereinafter referred to as "Patent Document 2") proposes an interleaved LLC resonant converter and a control method thereof. [Patent Reference 2] discloses a resonant converter that operates in parallel with N LLC resonant converters constituted by a full bridge circuit and supplies power to a load, and a control method thereof.

또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1304777호, 공고일 2013. 09. 05.(이하 [특허문헌1]이라함)에서는 넓은 입력전압 제어범위를 갖는 직류-직류 컨버터를 공개하였다. 상기 [특허문헌1]에서는 넓은 입력범위를 갖는 태양전지에서 발생된 전기에너지를 부하에 전달하기 위하여 인터리브드 플라이백 컨버터(Interleaved Flyback Converter)와 LLC 공진형 컨버터를 결합시켜 넓은 입력전압 범위에서 안정적인 출력 전압을 생성시키는 직류-직류 컨버터를 공개하였다.In addition, a DC-DC converter having a wide input voltage control range is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1304777, Announcement 2013. 09. 05 (hereinafter referred to as Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a technique in which an interleaved flyback converter and an LLC resonant converter are combined to transfer electric energy generated from a solar cell having a wide input range to a load, DC converter for generating a DC voltage.

하지만, 상기 [특허문헌1] 내지 [특허문헌3]에서는 LLC 공진형 컨버터를 제안하였지만, 부하에 가변에 따른 영전압 스위칭 범위를 확장시키지 못한 문제점이 있었다.However, although the LLC resonant converter is proposed in the above Patent Documents 1 to 3, there is a problem that the zero voltage switching range according to the load can not be expanded.

[특허문헌1] 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0004655호, 공개일 2018.01.12.[Patent Document 1] Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0004655, Publication Date 2018.01.12. [특허문헌2] 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0003122호, 공개일 2018.01.09.[Patent Document 2] Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0003122, publication date 2018.01.09. [특허문헌3] 대한민국 등록특허공보 제10-1304777호, 공고일 2013. 09. 05.[Patent Document 3] Korean Registered Patent No. 10-1304777, Published on March 23, 2013.

본 발명에서는 변압기에서 누설 인덕터(Llk) - 자화 인덕터(Lm) - 공진 커패시터의 공진가 공진하는 LLC 컨버터에서 부하(Load)가 경부하시에도 안정적으로 영전압 스위칭을 수행할 수 있는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터에 관한 것이다. 무엇보다, 누설 인덕터(Llk)의 크기를 키우는데 한계가 있으므로 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 및 상부 결합인덕터(209,210)를 변압기 1차측에 배치시키는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터를 제안하고자 한다.In the present invention, a leakage inductor (Llk) -magnetization inductor (Lm) in a transformer, a zero-voltage switching expansion type LLC converter capable of stably performing zero voltage switching in a LLC converter resonating resonance of a resonant capacitor, . In particular, since the leakage inductance Llk is limited in size, the present invention proposes a zero voltage switching expansion type LLC converter in which the zero-voltage switching range extended lower and upper coupling inductors 209 and 210 are disposed on the primary side of the transformer.

본 발명에서는 과제의 해결 수단을 위하여 (1)하부 및 상부 결합인덕터(209,210)를 변압기 1차측에 배치시킴을 통하여 공진이 되는 하부 및 상부 결합인덕터(209,210)로 인하여 주 스위치의 커패시터 및 변압기 권선간 커패시터의 공진이 가능하며, (2)LED 등의 부하에 발광(發光)을 위하여 정전압 및 정전류 제어부(240)를 배치시킴을 통하여 부하에 과전압 또는 과전류가 발생하지 못하게 하며, (3)과전압 또는 과전류가 발생하는 경우 부하를 차단시키는 과전압 및 과전류 차단회로(280) 및 차단 스위치(282)를 사용하여 LED 등의 부하를 안전하게 보호하는 장치를 제안하고자 한다.In order to solve the problems in the present invention, (1) the lower and upper coupling inductors 209 and 210 are disposed on the primary side of the transformer, and the resonant lower and upper coupling inductors 209 and 210 cause the coupling between the capacitor of the main switch and the transformer winding (2) prevents overvoltage or overcurrent from occurring in the load by disposing a constant voltage and constant current control unit 240 for emitting light to a load such as an LED, (3) overvoltage or overcurrent An overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 and a shutoff switch 282 for shutting off the load in case of occurrence of an overheat or the like are proposed.

본 발명에서는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터를 통하여 첫째, 부하(Load)가 경부하시에도 안정적으로 영전압 스위칭을 수행하여 효율이 증가하며, 둘째, 과전압 및 과전류가 발생하지 않도록 제어기를 통하여 주 스위치를 제어하며, 셋째, 과전압 또는 과전류 발생하는 경우 부하를 차단시키는 과전압 및 과전류 차단회로(280) 및 차단 스위치(282)를 사용하여 LED 등의 부하를 안전하게 보호하는 상승된 효과가 있다.According to the present invention, through the LLC converter of the zero-voltage switching type, first, efficiency is improved by performing zero voltage switching stably even at a light load, and second, the main switch is controlled through the controller to prevent overvoltage and overcurrent Third, there is an effect of safely protecting the load of the LED and the like by using the overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 and the shutoff switch 282 which cut off the load when overvoltage or overcurrent occurs.

도 1은 기존의 일반적인 LED용 전원장치
도 2는 평균전류 제어방식의 입력단 역률개선컨버터
도 3은 피크전류 제어방식의 입력단 역률개선컨버터
도 4는 기존의 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터
도 5는 기존의 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터
도 6은 기존의 배전압(Voltage-Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터
도 7은 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)
도 8은 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)
도 9는 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)
도 10은 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)
도 11은 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)
도 12는 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)
도 13은 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제1 실시예)
도 14는 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제2 실시예)
도 15는 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제1 실시예)
도 16은 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제2 실시예)
도 17은 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제1 실시예)
도 18은 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제2 실시예)
도 19는 누설인덕터(Llk)와 스위치 커패시터(Csw) 변화에 따른 영전압 스위칭 범위
도 20는 스위치의 영전압 스위칭 및 하드 스위칭 전압 및 전류 파형1 shows a conventional LED power supply device
Fig. 2 is a graph showing the relationship between the average current-
Fig. 3 is a graph showing the relationship between the input power factor improving converter
FIG. 4 shows a conventional forward converter rectifier LLC converter
5 is a block diagram of a conventional full-bridge rectification type LLC converter
FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional voltage-to-doubler rectification LLC converter
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the proposed forward converter LLC converter (first embodiment)
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the proposed forward rectification type LLC converter (the second embodiment)
Fig. 9 is a diagram showing a proposed full-bridge rectification type LLC converter (first embodiment)
FIG. 10 is a block diagram of a proposed full-bridge rectification type LLC converter (second embodiment)
FIG. 11 is a diagram showing an example of a proposed LLC converter (Voltage Doubler rectification type first embodiment)
FIG. 12 is a diagram showing an example of a proposed LLC converter (Voltage Doubler rectification type second embodiment)
13 is a detailed circuit diagram of the LLC converter of the proposed forward rectification type (first embodiment)
Fig. 14 is a detailed circuit diagram of the LLC converter of the proposed forward rectification scheme (the second embodiment)
15 is a detailed circuit diagram of a proposed full-bridge rectification LLC converter (first embodiment)
16 is a detailed circuit diagram of the LLC converter of the proposed full-bridge rectification scheme (the second embodiment)
17 is a detailed circuit diagram of the LLC converter of the proposed voltage doubler rectification type (first embodiment)
18 is a detailed circuit diagram of the LLC converter of the proposed voltage doubler rectification type (the second embodiment)
19 is a graph showing the relationship between the leakage inductor Llk and the switch capacitor Csw,
Figure 20 shows the zero voltage switching and hard switching voltage and current waveforms of the switches

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 기존의 일반적인 LED용 전원장치를 나타낸다.1 shows a conventional power supply device for a general LED.

상기 기존의 일반적인 LED용 전원장치를 나타낸다. 교류전원(10)은 입력단 정류 다이오드(20)을 통하여 정류되며, 역률개선 컨버터부(100)와 DC-DC 컨버터부(120)에 의해서 LED 그룹(Group)(300)에 저원을 공급하는 것이 일반적이다.And shows the conventional power supply device for general LED. The AC power source 10 is rectified through the input rectifier diode 20 and the power factor improving converter unit 100 and the DC-DC converter unit 120 supply the source to the LED group 300 to be.

상기 역률개선 컨버터부(100)는 입력단에 제1 전류센서(41)와 상기 역률개선 컨버터부(100) 내부의 전류를 검출하는 제2 전류센서(42) 및 상기 역률개선 컨버터부(100)는 출력단 제1,2 분압저항(109,110)으로부터 전류 및 전압 정보를 바탕으로 역률개선 컨버터 제어부(103)는 상기 역률개선 컨버터부(100)의 스위치를 제어한다.The power factor improving converter unit 100 includes a first current sensor 41 at an input stage, a second current sensor 42 for detecting a current in the power factor improving converter unit 100, The power factor improving converter control unit 103 controls the switch of the power factor improving converter unit 100 on the basis of the current and voltage information from the output terminal first and second voltage dividing resistors 109 and 110.

또한, DC-DC 컨버터부(120)의 출력단에 제3,4 분압저항(129,130) 및 제3 전류센서(43)로부터 상기 DC-DC 컨버터부(120)의 출력 전압 및 전류 정보를 검출하고, DC-DC 컨버터 제어부(123)를 통하여 상기 DC-DC 컨버터부(120)의 스위치를 제어한다.The output voltage and current information of the DC-DC converter section 120 is detected from the third and fourth voltage dividing resistors 129 and 130 and the third current sensor 43 at the output terminal of the DC-DC converter section 120, And controls the switch of the DC-DC converter unit 120 through the DC-DC converter control unit 123. [

도 2는 평균전류 제어방식의 입력단 역률개선컨버터를 나타낸다. 평균전류 제어방식은 입력단에 제1 전류센서(41)와 역률개선 컨버터부(100)의 접지단에 흐르는 전류를 검출하는 제2 전류센서(42)로 전류정보를 검출하며, 출력전압을 검출하는 제1,2 분압저항(Rd1,Rd2)으로부터 출력 전압을 검출하며, 제1 전압 오차 비교기(54), 곱셈기(53) 및 제1 전류 오차 비교기(51)를 이용하여 입력전류(Ii)가 인덕터 전류(IL)에 평균전류(Iave)로 제어하는 역률개선 방법이다.2 shows an input power factor improving converter of an average current control type. In the average current control method, current information is detected by a first current sensor 41 at an input terminal and a second current sensor 42 for detecting a current flowing at a ground terminal of the power factor improving converter unit 100, The input current Ii is detected by the first voltage error comparator 54, the multiplier 53 and the first current error comparator 51 by detecting the output voltage from the first and second voltage dividing resistors Rd1 and Rd2, And the current IL is controlled by the average current Iave.

도 3은 피크전류 제어방식의 입력단 역률개선컨버터를 나타낸다. 피크전류 제어방식은 입력단에 제1 전류센서(41)와 역률개선 컨버터부(100)의 역률개선 스위치(32) 하단에 흐르는 전류를 검출하는 제2 전류센서(42)로 전류정보를 검출하며, 출력전압을 검출하는 제1,2 분압저항(Rd1,Rd2)으로부터 출력 전압을 검출하며, 제1 전압 오차 비교기(54), 곱셈기(53) 및 제2 전류 오차 비교기(6)를 이용하여 입력전류(Ii)가 인덕터 전류(IL)에 피크값에 추종하도록 제어하는 역률개선 방법이다.3 shows an input power factor improving converter of a peak current control type. The peak current control method detects current information by a first current sensor 41 at an input terminal and a second current sensor 42 which detects a current flowing at a lower end of the power factor improving switch 32 of the power factor improving converter unit 100, The output voltage is detected from the first and second voltage dividing resistors Rd1 and Rd2 which detect the output voltage and the output voltage is detected using the first voltage error comparator 54, the multiplier 53 and the second current error comparator 6, (Ii) to follow the peak value with the inductor current (IL).

도 4는 기존의 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터를 나타낸다.4 shows a conventional LLC converter of a forward rectification type.

상기 기존의 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(Llk)(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 공진하며, 포워드 타입 정류부(310)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식이다.The conventional LLC converter of the forward rectification type includes a resonant capacitor 205 -leakage inductor Llk (207) -transformer primary inductor (207) at both ends of a lower switch (203-3) of a half bridge switch And the electric energy is supplied to the LED group (Group) 300 through the forward type rectifying unit 310.

도 5는 기존의 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터를 나타낸다.5 shows a conventional full-bridge rectification type LLC converter.

상기 기존의 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(Llk)(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 공진하며, 풀브리지 타입 정류부(320)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식이다.The conventional full bridge rectifier LLC converter includes a resonant capacitor 205, a leakage inductor (Llk) 207, and a transformer 1 - 2 at both ends of a lower switch 203 - 3 of a half bridge switch 203. Side inductor 206-1 resonates and supplies electric energy to the LED group 300 through the full bridge type rectifying unit 320. [

도 6은 기존의 배전압(Voltage-Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터를 나타낸다.6 shows an LLC converter of a conventional voltage-doubler rectification type.

상기 기존의 배전압(Voltage-Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(Llk)(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 공진하며, 배전압 타입 정류부(330)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식이다.The conventional LLC-converter of the voltage-doubler rectification type has the resonant capacitor 205 -leakage inductor Llk (207) -transformer 1 (207) at both ends of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203, Side inductor 206-1 resonates and supplies electric energy to the LED group 300 through the voltage-doubling rectification unit 330. FIG.

도 7은 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)를 나타낸다.7 shows an LLC converter (first embodiment) of the proposed forward rectification type.

제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 포워드 타입 정류부(310)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.The proposed forward converter LLC (first embodiment) has a zero voltage switching range extended top coupling inductor 210 disposed at both ends of the top switch 203-1 of the half bridge switch 203 As the most important technical feature. A resonant capacitor 205, a leakage inductor 207, and a transformer 207 are connected between the middle contact of the ZVC extended upper coupling inductor 210 and the source of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203, The primary side inductor 206-1 performs the LLC resonance. The voltage stored in the upper coupling inductor 210 may be supplied to the leakage inductor 207 by arranging the upper coupling inductor 210 with the zero voltage range extension on the primary side of the transformer 206 (Not shown) of the winding of the transformer, and the current flows through the antiparallel diode 203-2 of the upper switch and the antiparallel diode 203-4 of the lower switch, Therefore, a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the forward type rectifying unit 310 is proposed, as the ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended.

도 8은 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)를 나타낸다.Fig. 8 shows a proposed forward converter LLC converter (second embodiment).

제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 포워드 타입 정류부(310)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.The proposed forward converter LLC (second embodiment) has a zero-voltage switching range extended lower coupling inductor 209 disposed at both ends of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203 As the most important technical feature. A resonance capacitor 205, a leakage inductor 207, and a transformer 207 are connected between the middle contact of the lower coupling inductor 209 and the drain of the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203, The primary side inductor 206-1 performs the LLC resonance. The voltage stored in the lower coupling inductor 209 with the zero voltage switching range extended type lower coupling inductor 209 is disposed on the primary side of the transformer 206 to be connected to the leakage inductor 207 (Not shown) of the winding of the transformer, and the current flows through the antiparallel diode 203-2 of the upper switch and the antiparallel diode 203-4 of the lower switch, Therefore, a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the forward type rectifying unit 310 is proposed, as the ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended.

도 9는 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)를 나타낸다.9 shows an LLC converter (first embodiment) of the proposed full-bridge rectification type.

제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 풀브리지 타입 정류부(320)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.The proposed full-bridge rectifier LLC converter (first embodiment) has a zero voltage switching range extended top coupling inductor 210 at both ends of the top switch 203-1 of the half bridge switch 203 It is the largest technical feature that is placed. A resonant capacitor 205, a leakage inductor 207, and a transformer 207 are connected between the middle contact of the ZVC extended upper coupling inductor 210 and the source of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203, The primary side inductor 206-1 performs the LLC resonance. The voltage stored in the upper coupling inductor 210 may be supplied to the leakage inductor 207 by arranging the upper coupling inductor 210 with the zero voltage range extension on the primary side of the transformer 206 (Not shown) of the winding of the transformer, and the current flows through the antiparallel diode 203-2 of the upper switch and the antiparallel diode 203-4 of the lower switch, Therefore, a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the full-bridge type rectifying unit 320 is proposed, which extends the zero voltage switching (ZVS) range.

도 10은 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)를 나타낸다.10 shows a proposed full-bridge rectification type LLC converter (second embodiment).

제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 풀브리지 타입 정류부(320)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.The proposed LLC converter of the full-bridge rectification type (second embodiment) has a zero voltage switching range extended type lower coupling inductor 209 at both ends of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203 It is the largest technical feature that is placed. A resonance capacitor 205, a leakage inductor 207, and a transformer 207 are connected between the middle contact of the lower coupling inductor 209 and the drain of the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203, The primary side inductor 206-1 performs the LLC resonance. The voltage stored in the lower coupling inductor 209 with the zero voltage switching range extended type lower coupling inductor 209 is disposed on the primary side of the transformer 206 to be connected to the leakage inductor 207 (Not shown) of the winding of the transformer, and the current flows through the antiparallel diode 203-2 of the upper switch and the antiparallel diode 203-4 of the lower switch, Therefore, a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the full-bridge type rectifying unit 320 is proposed, which extends the zero voltage switching (ZVS) range.

도 11은 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)를 나타낸다.11 shows an LLC converter (first embodiment) of the proposed voltage doubler rectification type.

제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 배전압 타입 정류부(330)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.The proposed LLC converter (first embodiment) of the voltage doubler rectification type has a configuration in which a zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 is arranged at both ends of the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203 Is the biggest technical feature. A resonant capacitor 205, a leakage inductor 207, and a transformer 207 are connected between the middle contact of the ZVC extended upper coupling inductor 210 and the source of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203, The primary side inductor 206-1 performs the LLC resonance. The voltage stored in the upper coupling inductor 210 may be supplied to the leakage inductor 207 by arranging the upper coupling inductor 210 with the zero voltage range extension on the primary side of the transformer 206 (Not shown) of the winding of the transformer, and the current flows through the antiparallel diode 203-2 of the upper switch and the antiparallel diode 203-4 of the lower switch, Accordingly, the ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the voltage-doubling rectifier 330 is proposed.

도 12는 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)를 나타낸다.12 shows an LLC converter (second embodiment) of the proposed voltage doubler rectification type.

제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 배전압 타입 정류부(330)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.The proposed LLC converter (second embodiment) of the voltage doubler rectification type has a configuration in which a zero voltage switching range extending lower coupling inductor 209 is disposed at both ends of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203 Is the biggest technical feature. A resonance capacitor 205, a leakage inductor 207, and a transformer 207 are connected between the middle contact of the lower coupling inductor 209 and the drain of the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203, The primary side inductor 206-1 performs the LLC resonance. The voltage stored in the lower coupling inductor 209 with the zero voltage switching range extended type lower coupling inductor 209 is disposed on the primary side of the transformer 206 to be connected to the leakage inductor 207 (Not shown) of the winding of the transformer, and the current flows through the antiparallel diode 203-2 of the upper switch and the antiparallel diode 203-4 of the lower switch, Accordingly, the ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the voltage-doubling rectifier 330 is proposed.

도 13은 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제1 실시예)를 나타낸다. 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제1 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 포워드 타입 정류부(310)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.13 shows a detailed circuit diagram (first embodiment) of the LLC converter of the proposed forward rectification type. The proposed forward converter detailed circuit diagram (first embodiment) shows that the zero voltage switching range extended top coupling inductor 210 is disposed at both ends of the top switch 203-1 of the half bridge switch 203 Is the biggest technical feature. A resonant capacitor 205, a leakage inductor 207, and a transformer 207 are connected between the middle contact of the ZVC extended upper coupling inductor 210 and the source of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203, The primary side inductor 206-1 performs the LLC resonance. The voltage stored in the upper coupling inductor 210 may be supplied to the leakage inductor 207 by arranging the upper coupling inductor 210 with the zero voltage range extension on the primary side of the transformer 206 (Not shown) of the winding of the transformer, and the current flows through the antiparallel diode 203-2 of the upper switch and the antiparallel diode 203-4 of the lower switch, Therefore, a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the forward type rectifying unit 310 is proposed, as the ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended.

무엇보다 정전압 및 정전류 제어부(240)를 통하여 과전압 및 과전류가 발생하지 않도록 제어하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전압 제어 비교기(242)는 분압저항(R27,R28)으로부터 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하게 된다. 상기 정전압 제어 비교기(242)로부터 출력된 제어전압(Vc)은 제21 다이오드(D21)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.Most importantly, control is performed such that an overvoltage and an overcurrent do not occur through the constant voltage and constant current control unit 240. The constant voltage control comparator 242 of the constant voltage and constant current control unit 240 detects the output voltage from the voltage dividing resistors R27 and R28 and receives the reference voltage from the regulator REG31 and compares it to generate the control voltage Vc . The control voltage Vc output from the constant voltage control comparator 242 drives the transmission part 225-1 of the light emitting diode through the 21st diode D21 and outputs the signal to a light emitting diode Receives the control signal for controlling the half bridge switch 203 in the main controller 220 of the LLC converter.

정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전류 제어 비교기(241)는 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하게 된다. 상기 정전류 제어 비교기(241)로부터 출력된 제어전류(Ic)는 제22 다이오드(D22)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.The constant current control comparator 241 of the constant voltage and constant current controller 240 receives the reference voltage from the regulator REG31 and the output current detected through the current detection resistor 243 to generate the control current Ic. The control current Ic outputted from the constant current control comparator 241 drives the transmission portion 225-1 of the light emitting diode through a twenty-second diode D22 and outputs the signal to a light- Receives the control signal for controlling the half bridge switch 203 in the main controller 220 of the LLC converter.

상기 제21 다이오드(D21)의 캐소드(Cathode)와 상기 제22 다이오드(D22)의 캐소드는 연결되며, 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하는 것을 기술적 특징으로 한다.The cathode of the twenty-first diode D21 and the cathode of the twenty-second diode D22 are connected to each other and drive the transmission portion 225-1 of the light-emitting diode (Photo Coupler).

과전압 및 과전류 차단회로(280)에서 과전압 및 과전류 비교기(281)는 제31 저항(R31)에 의해서 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 비교한다. 차단 스위치(282)는 P형 MOSFET이므로 게이트(Gate) 전압이 0(제로)인 경우 도통(on)된다. 하지만, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압보다 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 높은 경우 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)는 전압이 생성되면, 차단 스위치(282)인 P형 MOSFET는 차단(off)되는 것을 기술적 특징으로 한다.The overvoltage and overcurrent comparator 281 in the overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 detects the output voltage of the LED group 300 by the 31st resistor R31 and compares the reference voltage from the regulator REG31 . Since the cut-off switch 282 is a P-type MOSFET, it is turned on when the gate voltage is 0 (zero). However, when the output voltage of the LED group (Group) 300 is higher than the reference voltage from the regulator REG31, the overvoltage and overcurrent comparator 281 generates a blocking voltage when the P- off state.

LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 과전압이 발생하는 경우, 과전류도 발생하는 경우이며, 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 차단 스위치(282)를 오프(off)하여서, 상기 LED 그룹(Group)(300)을 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.The overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 turns off the shutoff switch 282 and the overcurrent and overcurrent shutoff circuit 280 turns off the shutoff switch 282. In this case, Protecting the group (300) is a technical feature.

본 발명에서는 부하(Load)로서 LED 그룹(Group)(300)의 예를 들었지만, 일반적인 부하(Load)에서도 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 부하(Load)를 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.In the present invention, an LED group 300 is exemplified as a load, but the overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 protects the load even under normal load conditions .

LLC 컨버터의 주 제어IC(221)는 하프브리지 스위치(203)의 구동을 위한 게이트 신호를 발생시키며, 전류 증폭용 P형 트랜지스터(222) 및 전류 증폭용 N형 트랜지스터(223)를 통하여 스위치 구동용 변압기 1차측(224-1)에 신호를 전달되며, 스위치 구동용 변압기 2차측(224-2)에 신호가 전달되어 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)를 온(on) 및 오프(off)시키는 것을 기술적 특징으로 한다.The main control IC 221 of the LLC converter generates a gate signal for driving the half bridge switch 203 and outputs a gate signal for driving the switch through the current amplification P- A signal is transmitted to the primary side 224-1 of the transformer and a signal is transmitted to the secondary side 224-2 of the switch driving transformer so that the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203 and the lower switch 203- 3 are turned on and off.

본 발명에서는 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동을 위하여 상기 상부 스위치(203-1)의 게이트(Gate)에 제1 P형 트랜지스터(201)가 배치되며, 상기 하부 스위치(203-3)의 게이트(Gate)에 제2 P형 트랜지스터(202)가 배치됨으로 인하여 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동 특성을 향상시키는 장점이 있다.In the present invention, a first P-type transistor 201 is disposed at a gate of the upper switch 203-1 for driving the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3, And the driving characteristics of the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3 are improved because the second P-type transistor 202 is disposed at the gate of the lower switch 203-3 .

도 14는 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제2 실시예)를 나타낸다. 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 포워드 타입 정류부(310)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.14 shows a detailed circuit diagram of the LLC converter of the proposed forward rectification scheme (the second embodiment). The proposed forward converter LLC (second embodiment) has a zero-voltage switching range extended lower coupling inductor 209 disposed at both ends of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203 As the most important technical feature. A resonance capacitor 205, a leakage inductor 207, and a transformer 207 are connected between the middle contact of the lower coupling inductor 209 and the drain of the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203, The primary side inductor 206-1 performs the LLC resonance. The voltage stored in the lower coupling inductor 209 with the zero voltage switching range extended type lower coupling inductor 209 is disposed on the primary side of the transformer 206 to be connected to the leakage inductor 207 (Not shown) of the winding of the transformer, and the current flows through the antiparallel diode 203-2 of the upper switch and the antiparallel diode 203-4 of the lower switch, Therefore, a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the forward type rectifying unit 310 is proposed, as the ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended.

무엇보다 정전압 및 정전류 제어부(240)를 통하여 과전압 및 과전류가 발생하지 않도록 제어하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전압 제어 비교기(242)는 분압저항(R27,R28)으로부터 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하게 된다. 상기 정전압 제어 비교기(242)로부터 출력된 제어전압(Vc)은 제21 다이오드(D21)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.Most importantly, control is performed such that an overvoltage and an overcurrent do not occur through the constant voltage and constant current control unit 240. The constant voltage control comparator 242 of the constant voltage and constant current control unit 240 detects the output voltage from the voltage dividing resistors R27 and R28 and receives the reference voltage from the regulator REG31 and compares it to generate the control voltage Vc . The control voltage Vc output from the constant voltage control comparator 242 drives the transmission part 225-1 of the light emitting diode through the 21st diode D21 and outputs the signal to a light emitting diode Receives the control signal for controlling the half bridge switch 203 in the main controller 220 of the LLC converter.

정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전류 제어 비교기(241)는 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하게 된다. 상기 정전류 제어 비교기(241)로부터 출력된 제어전류(Ic)는 제22 다이오드(D22)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.The constant current control comparator 241 of the constant voltage and constant current controller 240 receives the reference voltage from the regulator REG31 and the output current detected through the current detection resistor 243 to generate the control current Ic. The control current Ic outputted from the constant current control comparator 241 drives the transmission portion 225-1 of the light emitting diode through a twenty-second diode D22 and outputs the signal to a light- Receives the control signal for controlling the half bridge switch 203 in the main controller 220 of the LLC converter.

상기 제21 다이오드(D21)의 캐소드(Cathode)와 상기 제22 다이오드(D22)의 캐소드는 연결되며, 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하는 것을 기술적 특징으로 한다.The cathode of the twenty-first diode D21 and the cathode of the twenty-second diode D22 are connected to each other and drive the transmission portion 225-1 of the light-emitting diode (Photo Coupler).

과전압 및 과전류 차단회로(280)에서 과전압 및 과전류 비교기(281)는 제31 저항(R31)에 의해서 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 비교한다. 차단 스위치(282)는 P형 MOSFET이므로 게이트(Gate) 전압이 0(제로)인 경우 도통(on)된다. 하지만, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압보다 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 높은 경우 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)는 전압이 생성되면, 차단 스위치(282)인 P형 MOSFET는 차단(off)되는 것을 기술적 특징으로 한다.The overvoltage and overcurrent comparator 281 in the overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 detects the output voltage of the LED group 300 by the 31st resistor R31 and compares the reference voltage from the regulator REG31 . Since the cut-off switch 282 is a P-type MOSFET, it is turned on when the gate voltage is 0 (zero). However, when the output voltage of the LED group (Group) 300 is higher than the reference voltage from the regulator REG31, the overvoltage and overcurrent comparator 281 generates a blocking voltage when the P- off state.

LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 과전압이 발생하는 경우, 과전류도 발생하는 경우이며, 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 차단 스위치(282)를 오프(off)하여서, 상기 LED 그룹(Group)(300)을 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.The overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 turns off the shutoff switch 282 and the overcurrent and overcurrent shutoff circuit 280 turns off the shutoff switch 282. In this case, Protecting the group (300) is a technical feature.

본 발명에서는 부하(Load)로서 LED 그룹(Group)(300)의 예를 들었지만, 일반적인 부하(Load)에서도 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 부하(Load)를 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.In the present invention, an LED group 300 is exemplified as a load, but the overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 protects the load even under normal load conditions .

LLC 컨버터의 주 제어IC(221)는 하프브리지 스위치(203)의 구동을 위한 게이트 신호를 발생시키며, 전류 증폭용 P형 트랜지스터(222) 및 전류 증폭용 N형 트랜지스터(223)를 통하여 스위치 구동용 변압기 1차측(224-1)에 신호를 전달되며, 스위치 구동용 변압기 2차측(224-2)에 신호가 전달되어 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)를 온(on) 및 오프(off)시키는 것을 기술적 특징으로 한다.The main control IC 221 of the LLC converter generates a gate signal for driving the half bridge switch 203 and outputs a gate signal for driving the switch through the current amplification P- A signal is transmitted to the primary side 224-1 of the transformer and a signal is transmitted to the secondary side 224-2 of the switch driving transformer so that the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203 and the lower switch 203- 3 are turned on and off.

본 발명에서는 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동을 위하여 상기 상부 스위치(203-1)의 게이트(Gate)에 제1 P형 트랜지스터(201)가 배치되며, 상기 하부 스위치(203-3)의 게이트(Gate)에 제2 P형 트랜지스터(202)가 배치됨으로 인하여 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동 특성을 향상시키는 장점이 있다.In the present invention, a first P-type transistor 201 is disposed at a gate of the upper switch 203-1 for driving the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3, And the driving characteristics of the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3 are improved because the second P-type transistor 202 is disposed at the gate of the lower switch 203-3 .

도 15는 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제1 실시예)를 나타낸다. 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 풀브리지 타입 정류부(320)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.15 shows a detailed circuit diagram of the LLC converter of the proposed full-bridge rectification scheme (first embodiment). The proposed full-bridge rectifier LLC converter (first embodiment) has a zero voltage switching range extended top coupling inductor 210 at both ends of the top switch 203-1 of the half bridge switch 203 It is the largest technical feature that is placed. A resonant capacitor 205, a leakage inductor 207, and a transformer 207 are connected between the middle contact of the ZVC extended upper coupling inductor 210 and the source of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203, The primary side inductor 206-1 performs the LLC resonance. The voltage stored in the upper coupling inductor 210 may be supplied to the leakage inductor 207 by arranging the upper coupling inductor 210 with the zero voltage range extension on the primary side of the transformer 206 (Not shown) of the winding of the transformer, and the current flows through the antiparallel diode 203-2 of the upper switch and the antiparallel diode 203-4 of the lower switch, Therefore, a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the full-bridge type rectifying unit 320 is proposed, which extends the zero voltage switching (ZVS) range.

무엇보다 정전압 및 정전류 제어부(240)를 통하여 과전압 및 과전류가 발생하지 않도록 제어하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전압 제어 비교기(242)는 분압저항(R27,R28)으로부터 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하게 된다. 상기 정전압 제어 비교기(242)로부터 출력된 제어전압(Vc)은 제21 다이오드(D21)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.Most importantly, control is performed such that an overvoltage and an overcurrent do not occur through the constant voltage and constant current control unit 240. The constant voltage control comparator 242 of the constant voltage and constant current control unit 240 detects the output voltage from the voltage dividing resistors R27 and R28 and receives the reference voltage from the regulator REG31 and compares it to generate the control voltage Vc . The control voltage Vc output from the constant voltage control comparator 242 drives the transmission part 225-1 of the light emitting diode through the 21st diode D21 and outputs the signal to a light emitting diode Receives the control signal for controlling the half bridge switch 203 in the main controller 220 of the LLC converter.

정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전류 제어 비교기(241)는 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하게 된다. 상기 정전류 제어 비교기(241)로부터 출력된 제어전류(Ic)는 제22 다이오드(D22)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.The constant current control comparator 241 of the constant voltage and constant current controller 240 receives the reference voltage from the regulator REG31 and the output current detected through the current detection resistor 243 to generate the control current Ic. The control current Ic outputted from the constant current control comparator 241 drives the transmission portion 225-1 of the light emitting diode through a twenty-second diode D22 and outputs the signal to a light- Receives the control signal for controlling the half bridge switch 203 in the main controller 220 of the LLC converter.

상기 제21 다이오드(D21)의 캐소드(Cathode)와 상기 제22 다이오드(D22)의 캐소드는 연결되며, 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하는 것을 기술적 특징으로 한다.The cathode of the twenty-first diode D21 and the cathode of the twenty-second diode D22 are connected to each other and drive the transmission portion 225-1 of the light-emitting diode (Photo Coupler).

과전압 및 과전류 차단회로(280)에서 과전압 및 과전류 비교기(281)는 제31 저항(R31)에 의해서 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 비교한다. 차단 스위치(282)는 P형 MOSFET이므로 게이트(Gate) 전압이 0(제로)인 경우 도통(on)된다. 하지만, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압보다 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 높은 경우 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)는 전압이 생성되면, 차단 스위치(282)인 P형 MOSFET는 차단(off)되는 것을 기술적 특징으로 한다.The overvoltage and overcurrent comparator 281 in the overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 detects the output voltage of the LED group 300 by the 31st resistor R31 and compares the reference voltage from the regulator REG31 . Since the cut-off switch 282 is a P-type MOSFET, it is turned on when the gate voltage is 0 (zero). However, when the output voltage of the LED group (Group) 300 is higher than the reference voltage from the regulator REG31, the overvoltage and overcurrent comparator 281 generates a blocking voltage when the P- off state.

LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 과전압이 발생하는 경우, 과전류도 발생하는 경우이며, 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 차단 스위치(282)를 오프(off)하여서, 상기 LED 그룹(Group)(300)을 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.The overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 turns off the shutoff switch 282 and the overcurrent and overcurrent shutoff circuit 280 turns off the shutoff switch 282. In this case, Protecting the group (300) is a technical feature.

본 발명에서는 부하(Load)로서 LED 그룹(Group)(300)의 예를 들었지만, 일반적인 부하(Load)에서도 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 부하(Load)를 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.In the present invention, an LED group 300 is exemplified as a load, but the overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 protects the load even under normal load conditions .

LLC 컨버터의 주 제어IC(221)는 하프브리지 스위치(203)의 구동을 위한 게이트 신호를 발생시키며, 전류 증폭용 P형 트랜지스터(222) 및 전류 증폭용 N형 트랜지스터(223)를 통하여 스위치 구동용 변압기 1차측(224-1)에 신호를 전달되며, 스위치 구동용 변압기 2차측(224-2)에 신호가 전달되어 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)를 온(on) 및 오프(off)시키는 것을 기술적 특징으로 한다.The main control IC 221 of the LLC converter generates a gate signal for driving the half bridge switch 203 and outputs a gate signal for driving the switch through the current amplification P- A signal is transmitted to the primary side 224-1 of the transformer and a signal is transmitted to the secondary side 224-2 of the switch driving transformer so that the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203 and the lower switch 203- 3 are turned on and off.

본 발명에서는 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동을 위하여 상기 상부 스위치(203-1)의 게이트(Gate)에 제1 P형 트랜지스터(201)가 배치되며, 상기 하부 스위치(203-3)의 게이트(Gate)에 제2 P형 트랜지스터(202)가 배치됨으로 인하여 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동 특성을 향상시키는 장점이 있다.In the present invention, a first P-type transistor 201 is disposed at a gate of the upper switch 203-1 for driving the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3, And the driving characteristics of the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3 are improved because the second P-type transistor 202 is disposed at the gate of the lower switch 203-3 .

도 16은 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제2 실시예)를 나타낸다. 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 풀브리지 타입 정류부(320)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.16 shows a detailed circuit diagram of the LLC converter of the proposed full-bridge rectification scheme (second embodiment). The proposed LLC converter of the full-bridge rectification type (second embodiment) has a zero voltage switching range extended type lower coupling inductor 209 at both ends of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203 It is the largest technical feature that is placed. A resonance capacitor 205, a leakage inductor 207, and a transformer 207 are connected between the middle contact of the lower coupling inductor 209 and the drain of the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203, The primary side inductor 206-1 performs the LLC resonance. The voltage stored in the lower coupling inductor 209 with the zero voltage switching range extended type lower coupling inductor 209 is disposed on the primary side of the transformer 206 to be connected to the leakage inductor 207 (Not shown) of the winding of the transformer, and the current flows through the antiparallel diode 203-2 of the upper switch and the antiparallel diode 203-4 of the lower switch, Therefore, a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the full-bridge type rectifying unit 320 is proposed, which extends the zero voltage switching (ZVS) range.

무엇보다 정전압 및 정전류 제어부(240)를 통하여 과전압 및 과전류가 발생하지 않도록 제어하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전압 제어 비교기(242)는 분압저항(R27,R28)으로부터 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하게 된다. 상기 정전압 제어 비교기(242)로부터 출력된 제어전압(Vc)은 제21 다이오드(D21)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.Most importantly, control is performed such that an overvoltage and an overcurrent do not occur through the constant voltage and constant current control unit 240. The constant voltage control comparator 242 of the constant voltage and constant current control unit 240 detects the output voltage from the voltage dividing resistors R27 and R28 and receives the reference voltage from the regulator REG31 and compares it to generate the control voltage Vc . The control voltage Vc output from the constant voltage control comparator 242 drives the transmission part 225-1 of the light emitting diode through the 21st diode D21 and outputs the signal to a light emitting diode Receives the control signal for controlling the half bridge switch 203 in the main controller 220 of the LLC converter.

정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전류 제어 비교기(241)는 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하게 된다. 상기 정전류 제어 비교기(241)로부터 출력된 제어전류(Ic)는 제22 다이오드(D22)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.The constant current control comparator 241 of the constant voltage and constant current controller 240 receives the reference voltage from the regulator REG31 and the output current detected through the current detection resistor 243 to generate the control current Ic. The control current Ic outputted from the constant current control comparator 241 drives the transmission portion 225-1 of the light emitting diode through a twenty-second diode D22 and outputs the signal to a light- Receives the control signal for controlling the half bridge switch 203 in the main controller 220 of the LLC converter.

상기 제21 다이오드(D21)의 캐소드(Cathode)와 상기 제22 다이오드(D22)의 캐소드는 연결되며, 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하는 것을 기술적 특징으로 한다.The cathode of the twenty-first diode D21 and the cathode of the twenty-second diode D22 are connected to each other and drive the transmission portion 225-1 of the light-emitting diode (Photo Coupler).

과전압 및 과전류 차단회로(280)에서 과전압 및 과전류 비교기(281)는 제31 저항(R31)에 의해서 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 비교한다. 차단 스위치(282)는 P형 MOSFET이므로 게이트(Gate) 전압이 0(제로)인 경우 도통(on)된다. 하지만, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압보다 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 높은 경우 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)는 전압이 생성되면, 차단 스위치(282)인 P형 MOSFET는 차단(off)되는 것을 기술적 특징으로 한다.The overvoltage and overcurrent comparator 281 in the overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 detects the output voltage of the LED group 300 by the 31st resistor R31 and compares the reference voltage from the regulator REG31 . Since the cut-off switch 282 is a P-type MOSFET, it is turned on when the gate voltage is 0 (zero). However, when the output voltage of the LED group (Group) 300 is higher than the reference voltage from the regulator REG31, the overvoltage and overcurrent comparator 281 generates a blocking voltage when the P- off state.

LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 과전압이 발생하는 경우, 과전류도 발생하는 경우이며, 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 차단 스위치(282)를 오프(off)하여서, 상기 LED 그룹(Group)(300)을 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.The overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 turns off the shutoff switch 282 and the overcurrent and overcurrent shutoff circuit 280 turns off the shutoff switch 282. In this case, Protecting the group (300) is a technical feature.

본 발명에서는 부하(Load)로서 LED 그룹(Group)(300)의 예를 들었지만, 일반적인 부하(Load)에서도 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 부하(Load)를 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.In the present invention, an LED group 300 is exemplified as a load, but the overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 protects the load even under normal load conditions .

LLC 컨버터의 주 제어IC(221)는 하프브리지 스위치(203)의 구동을 위한 게이트 신호를 발생시키며, 전류 증폭용 P형 트랜지스터(222) 및 전류 증폭용 N형 트랜지스터(223)를 통하여 스위치 구동용 변압기 1차측(224-1)에 신호를 전달되며, 스위치 구동용 변압기 2차측(224-2)에 신호가 전달되어 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)를 온(on) 및 오프(off)시키는 것을 기술적 특징으로 한다.The main control IC 221 of the LLC converter generates a gate signal for driving the half bridge switch 203 and outputs a gate signal for driving the switch through the current amplification P- A signal is transmitted to the primary side 224-1 of the transformer and a signal is transmitted to the secondary side 224-2 of the switch driving transformer so that the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203 and the lower switch 203- 3 are turned on and off.

본 발명에서는 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동을 위하여 상기 상부 스위치(203-1)의 게이트(Gate)에 제1 P형 트랜지스터(201)가 배치되며, 상기 하부 스위치(203-3)의 게이트(Gate)에 제2 P형 트랜지스터(202)가 배치됨으로 인하여 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동 특성을 향상시키는 장점이 있다.In the present invention, a first P-type transistor 201 is disposed at a gate of the upper switch 203-1 for driving the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3, And the driving characteristics of the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3 are improved because the second P-type transistor 202 is disposed at the gate of the lower switch 203-3 .

도 17은 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제1 실시예)를 나타낸다. 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 배전압 타입 정류부(330)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.17 shows a detailed circuit diagram of the LLC converter of the proposed voltage doubler rectification type (first embodiment). The proposed LLC converter (first embodiment) of the voltage doubler rectification type has a configuration in which a zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 is arranged at both ends of the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203 Is the biggest technical feature. A resonant capacitor 205, a leakage inductor 207, and a transformer 207 are connected between the middle contact of the ZVC extended upper coupling inductor 210 and the source of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203, The primary side inductor 206-1 performs the LLC resonance. The voltage stored in the upper coupling inductor 210 may be supplied to the leakage inductor 207 by arranging the upper coupling inductor 210 with the zero voltage range extension on the primary side of the transformer 206 (Not shown) of the winding of the transformer, and the current flows through the antiparallel diode 203-2 of the upper switch and the antiparallel diode 203-4 of the lower switch, Accordingly, the ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the voltage-doubling rectifier 330 is proposed.

무엇보다 정전압 및 정전류 제어부(240)를 통하여 과전압 및 과전류가 발생하지 않도록 제어하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전압 제어 비교기(242)는 분압저항(R27,R28)으로부터 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하게 된다. 상기 정전압 제어 비교기(242)로부터 출력된 제어전압(Vc)은 제21 다이오드(D21)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.Most importantly, control is performed such that an overvoltage and an overcurrent do not occur through the constant voltage and constant current control unit 240. The constant voltage control comparator 242 of the constant voltage and constant current control unit 240 detects the output voltage from the voltage dividing resistors R27 and R28 and receives the reference voltage from the regulator REG31 and compares it to generate the control voltage Vc . The control voltage Vc output from the constant voltage control comparator 242 drives the transmission part 225-1 of the light emitting diode through the 21st diode D21 and outputs the signal to a light emitting diode Receives the control signal for controlling the half bridge switch 203 in the main controller 220 of the LLC converter.

정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전류 제어 비교기(241)는 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하게 된다. 상기 정전류 제어 비교기(241)로부터 출력된 제어전류(Ic)는 제22 다이오드(D22)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.The constant current control comparator 241 of the constant voltage and constant current controller 240 receives the reference voltage from the regulator REG31 and the output current detected through the current detection resistor 243 to generate the control current Ic. The control current Ic outputted from the constant current control comparator 241 drives the transmission portion 225-1 of the light emitting diode through a twenty-second diode D22 and outputs the signal to a light- Receives the control signal for controlling the half bridge switch 203 in the main controller 220 of the LLC converter.

상기 제21 다이오드(D21)의 캐소드(Cathode)와 상기 제22 다이오드(D22)의 캐소드는 연결되며, 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하는 것을 기술적 특징으로 한다.The cathode of the twenty-first diode D21 and the cathode of the twenty-second diode D22 are connected to each other and drive the transmission portion 225-1 of the light-emitting diode (Photo Coupler).

과전압 및 과전류 차단회로(280)에서 과전압 및 과전류 비교기(281)는 제31 저항(R31)에 의해서 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 비교한다. 차단 스위치(282)는 P형 MOSFET이므로 게이트(Gate) 전압이 0(제로)인 경우 도통(on)된다. 하지만, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압보다 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 높은 경우 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)는 전압이 생성되면, 차단 스위치(282)인 P형 MOSFET는 차단(off)되는 것을 기술적 특징으로 한다.The overvoltage and overcurrent comparator 281 in the overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 detects the output voltage of the LED group 300 by the 31st resistor R31 and compares the reference voltage from the regulator REG31 . Since the cut-off switch 282 is a P-type MOSFET, it is turned on when the gate voltage is 0 (zero). However, when the output voltage of the LED group (Group) 300 is higher than the reference voltage from the regulator REG31, the overvoltage and overcurrent comparator 281 generates a blocking voltage when the P- off state.

LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 과전압이 발생하는 경우, 과전류도 발생하는 경우이며, 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 차단 스위치(282)를 오프(off)하여서, 상기 LED 그룹(Group)(300)을 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.The overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 turns off the shutoff switch 282 and the overcurrent and overcurrent shutoff circuit 280 turns off the shutoff switch 282. In this case, Protecting the group (300) is a technical feature.

본 발명에서는 부하(Load)로서 LED 그룹(Group)(300)의 예를 들었지만, 일반적인 부하(Load)에서도 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 부하(Load)를 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.In the present invention, an LED group 300 is exemplified as a load, but the overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 protects the load even under normal load conditions .

LLC 컨버터의 주 제어IC(221)는 하프브리지 스위치(203)의 구동을 위한 게이트 신호를 발생시키며, 전류 증폭용 P형 트랜지스터(222) 및 전류 증폭용 N형 트랜지스터(223)를 통하여 스위치 구동용 변압기 1차측(224-1)에 신호를 전달되며, 스위치 구동용 변압기 2차측(224-2)에 신호가 전달되어 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)를 온(on) 및 오프(off)시키는 것을 기술적 특징으로 한다.The main control IC 221 of the LLC converter generates a gate signal for driving the half bridge switch 203 and outputs a gate signal for driving the switch through the current amplification P- A signal is transmitted to the primary side 224-1 of the transformer and a signal is transmitted to the secondary side 224-2 of the switch driving transformer so that the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203 and the lower switch 203- 3 are turned on and off.

본 발명에서는 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동을 위하여 상기 상부 스위치(203-1)의 게이트(Gate)에 제1 P형 트랜지스터(201)가 배치되며, 상기 하부 스위치(203-3)의 게이트(Gate)에 제2 P형 트랜지스터(202)가 배치됨으로 인하여 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동 특성을 향상시키는 장점이 있다.In the present invention, a first P-type transistor 201 is disposed at a gate of the upper switch 203-1 for driving the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3, And the driving characteristics of the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3 are improved because the second P-type transistor 202 is disposed at the gate of the lower switch 203-3 .

도 18은 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제2 실시예)를 나타낸다. 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 배전압 타입 정류부(330)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.18 shows a detailed circuit diagram (second embodiment) of the LLC converter of the proposed voltage doubler rectification type. The proposed LLC converter (second embodiment) of the voltage doubler rectification type has a configuration in which a zero voltage switching range extending lower coupling inductor 209 is disposed at both ends of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203 Is the biggest technical feature. A resonance capacitor 205, a leakage inductor 207, and a transformer 207 are connected between the middle contact of the lower coupling inductor 209 and the drain of the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203, The primary side inductor 206-1 performs the LLC resonance. The voltage stored in the lower coupling inductor 209 with the zero voltage switching range extended type lower coupling inductor 209 is disposed on the primary side of the transformer 206 to be connected to the leakage inductor 207 (Not shown) of the winding of the transformer, and the current flows through the antiparallel diode 203-2 of the upper switch and the antiparallel diode 203-4 of the lower switch, Accordingly, the ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the voltage-doubling rectifier 330 is proposed.

무엇보다 정전압 및 정전류 제어부(240)를 통하여 과전압 및 과전류가 발생하지 않도록 제어하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전압 제어 비교기(242)는 분압저항(R27,R28)으로부터 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하게 된다. 상기 정전압 제어 비교기(242)로부터 출력된 제어전압(Vc)은 제21 다이오드(D21)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.Most importantly, control is performed such that an overvoltage and an overcurrent do not occur through the constant voltage and constant current control unit 240. The constant voltage control comparator 242 of the constant voltage and constant current control unit 240 detects the output voltage from the voltage dividing resistors R27 and R28 and receives the reference voltage from the regulator REG31 and compares it to generate the control voltage Vc . The control voltage Vc output from the constant voltage control comparator 242 drives the transmission part 225-1 of the light emitting diode through the 21st diode D21 and outputs the signal to a light emitting diode Receives the control signal for controlling the half bridge switch 203 in the main controller 220 of the LLC converter.

정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전류 제어 비교기(241)는 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하게 된다. 상기 정전류 제어 비교기(241)로부터 출력된 제어전류(Ic)는 제22 다이오드(D22)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.The constant current control comparator 241 of the constant voltage and constant current controller 240 receives the reference voltage from the regulator REG31 and the output current detected through the current detection resistor 243 to generate the control current Ic. The control current Ic outputted from the constant current control comparator 241 drives the transmission portion 225-1 of the light emitting diode through a twenty-second diode D22 and outputs the signal to a light- Receives the control signal for controlling the half bridge switch 203 in the main controller 220 of the LLC converter.

상기 제21 다이오드(D21)의 캐소드(Cathode)와 상기 제22 다이오드(D22)의 캐소드는 연결되며, 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하는 것을 기술적 특징으로 한다.The cathode of the twenty-first diode D21 and the cathode of the twenty-second diode D22 are connected to each other and drive the transmission portion 225-1 of the light-emitting diode (Photo Coupler).

과전압 및 과전류 차단회로(280)에서 과전압 및 과전류 비교기(281)는 제31 저항(R31)에 의해서 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 비교한다. 차단 스위치(282)는 P형 MOSFET이므로 게이트(Gate) 전압이 0(제로)인 경우 도통(on)된다. 하지만, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압보다 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 높은 경우 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)는 전압이 생성되면, 차단 스위치(282)인 P형 MOSFET는 차단(off)되는 것을 기술적 특징으로 한다.The overvoltage and overcurrent comparator 281 in the overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 detects the output voltage of the LED group 300 by the 31st resistor R31 and compares the reference voltage from the regulator REG31 . Since the cut-off switch 282 is a P-type MOSFET, it is turned on when the gate voltage is 0 (zero). However, when the output voltage of the LED group (Group) 300 is higher than the reference voltage from the regulator REG31, the overvoltage and overcurrent comparator 281 generates a blocking voltage when the P- off state.

LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 과전압이 발생하는 경우, 과전류도 발생하는 경우이며, 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 차단 스위치(282)를 오프(off)하여서, 상기 LED 그룹(Group)(300)을 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.The overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 turns off the shutoff switch 282 and the overcurrent and overcurrent shutoff circuit 280 turns off the shutoff switch 282. In this case, Protecting the group (300) is a technical feature.

본 발명에서는 부하(Load)로서 LED 그룹(Group)(300)의 예를 들었지만, 일반적인 부하(Load)에서도 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 부하(Load)를 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.In the present invention, an LED group 300 is exemplified as a load, but the overvoltage and overcurrent shutoff circuit 280 protects the load even under normal load conditions .

LLC 컨버터의 주 제어IC(221)는 하프브리지 스위치(203)의 구동을 위한 게이트 신호를 발생시키며, 전류 증폭용 P형 트랜지스터(222) 및 전류 증폭용 N형 트랜지스터(223)를 통하여 스위치 구동용 변압기 1차측(224-1)에 신호를 전달되며, 스위치 구동용 변압기 2차측(224-2)에 신호가 전달되어 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)를 온(on) 및 오프(off)시키는 것을 기술적 특징으로 한다.The main control IC 221 of the LLC converter generates a gate signal for driving the half bridge switch 203 and outputs a gate signal for driving the switch through the current amplification P- A signal is transmitted to the primary side 224-1 of the transformer and a signal is transmitted to the secondary side 224-2 of the switch driving transformer so that the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203 and the lower switch 203- 3 are turned on and off.

본 발명에서는 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동을 위하여 상기 상부 스위치(203-1)의 게이트(Gate)에 제1 P형 트랜지스터(201)가 배치되며, 상기 하부 스위치(203-3)의 게이트(Gate)에 제2 P형 트랜지스터(202)가 배치됨으로 인하여 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동 특성을 향상시키는 장점이 있다.In the present invention, a first P-type transistor 201 is disposed at a gate of the upper switch 203-1 for driving the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3, And the driving characteristics of the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3 are improved because the second P-type transistor 202 is disposed at the gate of the lower switch 203-3 .

도 19는 누설인덕터(Llk)와 스위치 커패시터(Csw) 변화에 따른 영전압 스위칭 범위를 나타낸다. 기존의 LLC 컨버터(도 4 내지 도 6)에서 영전압 스위칭의 동작 조전은 다음의 식(1)과 같다.19 shows the zero voltage switching range according to the change of the leakage inductor Llk and the switch capacitor Csw. The operation of the zero voltage switching in the conventional LLC converter (Figs. 4 to 6) is expressed by the following equation (1).

기존의 LLC 컨버터(도 4 내지 도 6)에서 영전압 스위칭 동작조건In the conventional LLC converter (Figs. 4 to 6), the zero voltage switching operating condition

Figure 112018012744090-pat00001
Figure 112018012744090-pat00001

제안된 LLC 컨버터(도 7 내지 도 12)에서 영전압 스위칭의 동작 조전은 다음의 식(2)와 같다.In the proposed LLC converter (FIG. 7 to FIG. 12), the operating voltage of the zero voltage switching is expressed by the following equation (2).

제안된 LLC 컨버터(도 7 내지 도 12)에서 영전압 스위칭 동작조건In the proposed LLC converter (Figures 7 to 12), the zero voltage switching operating condition

Figure 112018012744090-pat00002
Figure 112018012744090-pat00002

따라서 본 발명에서는 변압기의 누설 인덕턴스(Llk)의 키를 확장시키기 때문에 영전압 스위칭 범위가 확장된다. 도 19에서는 누설 인덕턴스(Llk)의 크기가 크면 클 수 록 스위치에 영전압이 발생되는 임계전류(Icrit)가 작아진다. 따라서 경부하(Light Load) 까지도 안정적으로 영전압 스위칭이 되는 장점이 있다.Accordingly, in the present invention, since the key of the leakage inductance Llk of the transformer is extended, the zero voltage switching range is extended. In FIG. 19, the larger the magnitude of the leakage inductance Llk, the smaller the critical current Icrit at which the zero voltage is generated in the switch. Therefore, there is an advantage that stable zero voltage switching is possible even under light load.

도 20는 스위치의 영전압 스위칭 및 하드 스위칭 전압 및 전류 파형을 나타낸다.Figure 20 shows the zero voltage switching and hard switching voltage and current waveforms of the switch.

도 20(a)는 스위치의 영전압 스위칭 파형을 나타내며, 도 20(b)는 하드 스위칭 전압 및 전류 파형을 나타낸다. 도 20(a)에서 영전압 스위칭 파형은 스위치 턴온(Turn on)시 전류 리플이 거의 없지만, 도 20(b)에서 하드 스위칭 파형은 스위치 턴온(Turn on)시 전류 리플이 상당하기에 출력 전압 및 전류리플이 증가하며, LED 그룹(Group)(300)에 플리커(Flicker) 현상이 발생하여 깜박이는 현상이 발생한다.Fig. 20 (a) shows the zero voltage switching waveform of the switch, and Fig. 20 (b) shows the hard switching voltage and current waveform. In FIG. 20A, the zero voltage switching waveform has almost no current ripple when the switch is turned on. In FIG. 20 (b), the hard switching waveform shows a current ripple at the time of turning on the switch, The current ripple increases, and a flicker phenomenon occurs in the LED group (Group) 300, resulting in a blinking phenomenon.

따라서 본 발명에서 제안하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터는 LED 그룹(Group)(300)에 플리커(Flicker) 현상을 방지시키는 상승된 효과가 발생한다.Therefore, the zero voltage switching expansion type LLC converter proposed in the present invention has an effect of preventing the flicker phenomenon in the LED group 300.

따라서 본 발명에서는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터에 있어서, 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)로 구성된 하프브리지 스위치(203); 상기 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 배치된 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210); 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 단자 사이에 위치하는 공진 커패시터(205) 및 변압기 1차측 인덕터(206-1); 부하(Load)의 출력전압(Vo)과 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하는 정전압 제어 비교기(242); 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류(Io)와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하는 정전류 제어 비교기(241); 부하(Load)의 출력전압(Vo)을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하는 과전압 및 과전류 비교기(281); 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)의 출력은 상기 부하(Load)의 일측(一側)과 연결된 차단 스위치(282)을 차단시키며; 상기 차단스위치(282)는 게이트(Gate)에 0(제로) 전압이 입력되면 도통(on)되며, 게이트(Gate)에 일정(一定) 전압이 입력되면 차단(off)되는 P형(P-Type) MOSFET이며; 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210), 공진 커패시터(205), 변압기 1차측 인덕터(206-1) 및 변압기 누설인덕터(207)가 공진함을 통하여 영전압 스위칭 범위를 확장시킨 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터를 제안하고자 한다.Accordingly, in the present invention, the zero-voltage switching expansion type LLC converter includes a half bridge switch 203 composed of an upper switch 203-1 and a lower switch 203-3; A zero voltage switching range extension type upper coupling inductor 210 disposed at both ends of the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203; The resonant capacitor 205 and the transformer primary inductor 210, which are located between the middle contact of the zero-voltage switching range extension upper coupling inductor 210 and the source terminal of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203, (206-1); A constant voltage control comparator 242 for receiving the output voltage Vo of the load and the reference voltage from the regulator REG31 to generate a control voltage Vc; A constant current control comparator 241 for receiving and comparing the output current Io detected through the current detection resistor 243 with the reference voltage from the regulator REG31 to generate a control current Ic; An overvoltage and overcurrent comparator 281 for detecting the output voltage Vo of the load and receiving and comparing the reference voltage from the regulator REG31; The output of the overvoltage and overcurrent comparator 281 blocks the shutoff switch 282 connected to one side of the load; The blocking switch 282 is turned on when a zero voltage is input to the gate and is turned off when a constant voltage is input to the gate. ) MOSFET; And the zero voltage switching range is extended through the resonance of the Zener voltage switching range extended upper coupling inductor 210, the resonant capacitor 205, the transformer primary inductor 206-1 and the transformer leakage inductor 207 A zero voltage switching expansion type LLC converter is proposed.

또한 본 발명에서는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터에 있어서, 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)로 구성된 하프브리지 스위치(203); 상기 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 배치된 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209); 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 단자 사이에 위치하는 공진 커패시터(205) 및 변압기 1차측 인덕터(206-1); 부하(Load)의 출력전압(Vo)과 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하는 정전압 제어 비교기(242); 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류(Io)와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하는 정전류 제어 비교기(241); 부하(Load)의 출력전압(Vo)을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하는 과전압 및 과전류 비교기(281); 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)의 출력은 상기 부하(Load)의 일측(一側)과 연결된 차단 스위치(282)을 차단시키며; 상기 차단스위치(282)는 게이트(Gate)에 0(제로) 전압이 입력되면 도통(on)되며, 게이트(Gate)에 일정(一定) 전압이 입력되면 차단(off)되는 P형(P-Type) MOSFET이며; 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209), 공진 커패시터(205), 변압기 1차측 인덕터(206-1) 및 변압기 누설인덕터(207)가 공진함을 통하여 영전압 스위칭 범위를 확장시킨 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터를 제안하고자 한다.Further, in the present invention, the zero-voltage switching expansion type LLC converter includes a half bridge switch 203 composed of an upper switch 203-1 and a lower switch 203-3; A zero voltage switching range extending type lower coupling inductor 209 disposed at both ends of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203; A resonant capacitor 205 positioned between the middle contact of the lower coupling inductor 209 and the drain terminal of the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203 and the transformer primary inductor (206-1); A constant voltage control comparator 242 for receiving the output voltage Vo of the load and the reference voltage from the regulator REG31 to generate a control voltage Vc; A constant current control comparator 241 for receiving and comparing the output current Io detected through the current detection resistor 243 with the reference voltage from the regulator REG31 to generate a control current Ic; An overvoltage and overcurrent comparator 281 for detecting the output voltage Vo of the load and receiving and comparing the reference voltage from the regulator REG31; The output of the overvoltage and overcurrent comparator 281 blocks the shutoff switch 282 connected to one side of the load; The blocking switch 282 is turned on when a zero voltage is input to the gate and is turned off when a constant voltage is input to the gate. ) MOSFET; Voltage switching range is extended through the resonance of the lower coupling inductor 209, the resonant capacitor 205, the transformer primary inductor 206-1 and the transformer leakage inductor 207, A zero voltage switching expansion type LLC converter is proposed.

본 발명은 이 분야의 통상의 지식을 가진자가 다양한 변형에 의하여 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터에 적용시킬 수 있으며, 기술적으로 용이하게 변형시키는 기술의 범주도 본 특허의 권리범위에 속하는 것으로 인정해야 할 것이다.The present invention can be applied to a zero voltage switching expansion type LLC converter by various modifications by a person having ordinary skill in the art, and it should be admitted that the scope of the technology which is technically easy to transform belongs to the scope of the present patent .

10 : 교류전원
20 : 입력단 정류 다이오드
31 : 역률개선 인덕터
32 : 역률개선 스위치
33 : 역률개선 다이오드
34 : 역률개선 컨버터의 출력 커패시터
41 : 제1 전류센서
42 : 제2 전류센서
43 : 제3 전류센서
44 : 뱅크(Bank) 커패시터
50 : 평균전류 제어기
51 : 제1 전류 오차 비교기
52 : 역률개선 컨버터의 게이트 신호 발생을 위한 비교기
53 : 곱셈기
54 : 제1 전압 오차 비교기
55 : 제1 전류센서의 전류검출 이득(1/K)
56 : 제2 전류센서의 전류검출 이득(Rs)
60 : 피크전류 제어기
61 : 제2 전류 오차 비교기
62 : RS 플립플롭
63 : 곱셈기
64 : 제2 전압 오차 비교기
65 : 제1 전류센서의 전류검출 이득(1/K)
100 : 역률개선 컨버터부
101 : 역률개선 컨버터 전력회로부
102 : 역률개선 컨버터 게이트 구동회로
103 : 역률개선 컨버터 제어부
104 : 역률개선 컨버터의 게이트 신호 발생부
105 : 역률개선 컨버터의 출력전압 검출부
106 : 제1 전류 검출부
107 : 제2 전류 검출부
109 : 제1 분압저항
110 : 제2 분압저항
120 : DC-DC 컨버터부
121 : DC-DC 컨버터 전력회로부
122 : DC-DC 컨버터 게이트 구동회로
123 : DC-DC 컨버터 제어부
124 : DC-DC 컨버터의 게이트 신호 발생부
125 : DC-DC 컨버터의 출력전압 검출부
126 : 제3 전류 검출부
129 : 제3 분압저항
130 : 제4 분압저항
200 : LLC 컨버터의 게이트 구동회로
201 : 제1 P형 트랜지스터
202 : 제2 P형 트랜지스터
203 : 하프브리지 스위치
203-1 : 상부 스위치
203-2 : 상부 스위치의 역병렬 다이오드
203-3 : 하부 스위치
203-4 : 하부 스위치의 역병렬 다이오드
204 : LLC 컨버터의 입력 커패시터
205 : 공진 커패시터
206 : 변압기
206-1 : 변압기 1차측 인덕터
206-2 : 변압기 2차측 인덕터
207 : 누설인덕터(Llk)
209 : 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터
210 : 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터
220 : LLC 컨버터의 주 제어부
221 : LLC 컨버터의 주 제어IC
222 : 전류 증폭용 P형 트랜지스터
223 : 전류 증폭용 N형 트랜지스터
224-1 : 스위치 구동용 변압기 1차측
224-2 : 스위치 구동용 변압기 2차측
225-1 : 발광 다이오드의 발신부
225-2 : 발광 다이오드의 수신부
240 : 정전압 및 정전류 제어부
241 : 정전류 제어 비교기
242 : 정전압 제어 비교기
243 : 전류검출 저항
280 : 과전압 및 과전류 차단회로
281 : 과전압 및 과전류 비교기
282 : 차단 스위치(P형 MOSFET)
282-1 : 제1 차단 스위치(P형 MOSFET)
282-2 : 제2 차단 스위치(P형 MOSFET)
282-3 : 제3 차단 스위치(P형 MOSFET)
300 : LED 그룹(Group)
301 : 제1 LED 그룹
302 : 제2 LED 그룹
303 : 제3 LED 그룹
310 : 포워드 타입 정류부
311 : 포워드 타입 정류부의 제1 정류 다이오드
312 : 포워드 타입 정류부의 제2 정류 다이오드
313 : 포워드 타입 정류부의 출력 인덕터
314 : 포워드 타입 정류부의 출력 커패시터
320 : 풀브리지 타입 정류부
321 : 풀브리지 타입 정류부의 제1 정류 다이오드
322 : 풀브리지 타입 정류부의 제2 정류 다이오드
323 : 풀브리지 타입 정류부의 제3 정류 다이오드
324 : 풀브리지 타입 정류부의 제2 정류 다이오드
325 : 풀브리지 타입 정류부의 출력 커패시터
330 : 배전압 타입 정류부
331 : 배전압 타입 정류부의 제1 정류 다이오드
332 : 배전압 타입 정류부의 제2 정류 다이오드
333 : 배전압 타입 정류부의 제1 출력 커패시터
334 : 배전압 타입 정류부의 제2 출력 커패시터
C1 : 제1 커패시터
C2 : 제2 커패시터
C3 : 제3 커패시터
C4 : 제4 커패시터
C11 : 제11 커패시터
C12 : 제12 커패시터
C13 : 제13 커패시터
C14 : 제14 커패시터
C21 : 제21 커패시터
C22 : 제22 커패시터
D1 : 제1 다이오드
D11 : 제11 다이오드
D12 : 제12 다이오드
D13 : 제13 다이오드
D14 : 제14 다이오드
D21 : 제21 다이오드
D22 : 제22 다이오드
D31 : D31 다이오드
D32 : D32 다이오드
Iave : 평균전류
Ii : 입력전류
IL : 역률개선 인덕터의 전류
iref : 기준 전류
PWM : 펄스폭 변조신호
R1 : 제1 저항
R2 : 제2 저항
R3 : 제3 저항
R4 : 제4 저항
R5 : 제5 저항
R11 : 제11 저항
R12 : 제12 저항
R13 : 제13 저항
R14 : 제14 저항
R21 : 제21 저항
R22 : 제22 저항
R23 : 제23 저항
R24 : 제24 저항
R25 : 제25 저항
R26 : 제26 저항
R27 : 제27 저항
R28 : 제28 저항
R31 : 제31 저항
R32 : 제32 저항
R33 : 제33 저항
R34 : 제34 저항
R35 : 제35 저항
R36 : 제36 저항
R37 : 제37 저항
Rd1 : 제1 분압저항
Rd2 : 제2 분압저항
REG31 : 레귤레이터
Vac : 교류전원
Vcc : 제어전압
vea : 전압 오차 비교기의 출력전압
Vref : 기준 전압
Z1 : 제1 전압 제어이득
Z2 : 제2 전압 제어이득
Z11 : 제1 전류 제어이득
Z22 : 제2 전류 제어이득10: AC power source
20: input rectifier diode
31: Power factor improving inductor
32: Power factor improvement switch
33: Power Factor Correction Diode
34: Output capacitor of power factor improving converter
41: first current sensor
42: second current sensor
43: third current sensor
44: Bank Capacitor
50: Average current controller
51: first current error comparator
52: Comparator for Gate Signal Generation of Power Factor Correction Converter
53: multiplier
54: first voltage error comparator
55: Current detection gain of the first current sensor (1 / K)
56: Current detection gain (Rs) of the second current sensor
60: Peak current controller
61: second current error comparator
62: RS flip-flop
63: multiplier
64: second voltage error comparator
65: Current detection gain of the first current sensor (1 / K)
100: Power factor improving converter section
101: Power factor improving converter power circuit
102: Power Factor Correction Converter Gate Driver Circuit
103: Power factor improving converter control section
104: Gate signal generator of the power factor improving converter
105: Output voltage detector of the power factor improving converter
106: first current detector
107: second current detector
109: First partial pressure resistance
110: Second partial pressure resistance
120: DC-DC converter unit
121: DC-DC converter power circuit
122: DC-DC converter gate drive circuit
123: DC-DC converter control section
124: Gate signal generator of the DC-DC converter
125: Output voltage detector of DC-DC converter
126: a third current detector
129: Third partial pressure resistance
130: Fourth partial pressure resistance
200: Gate drive circuit of LLC converter
201: a first P-type transistor
202: a second P-type transistor
203: half bridge switch
203-1: upper switch
203-2: Reverse polarity diode of upper switch
203-3: Lower switch
203-4: reverse parallel diode of the lower switch
204: Input capacitor of LLC converter
205: resonant capacitor
206: Transformer
206-1: Primary inductor of transformer
206-2: Transformer secondary side inductor
207: Leakage inductor (Llk)
209: Zero Voltage Switching Range Expandable Lower Coupling Inductors
210: Zero Voltage Switching Range Expandable Top Coupling Inductors
220: Main controller of LLC converter
221: Main Control IC of LLC Converter
222: P-type transistor for current amplification
223: N-type transistor for current amplification
224-1: Switch drive transformer primary side
224-2: Switching transformer secondary side
225-1: Light emitting diode emitting portion
225-2: Receiver of light emitting diode
240: constant voltage and constant current control unit
241: Constant current control comparator
242: Constant voltage control comparator
243: Current detection resistor
280: Overvoltage and overcurrent shut-off circuit
281: Overvoltage and overcurrent comparator
282: Break switch (P-type MOSFET)
282-1: First blocking switch (P-type MOSFET)
282-2: Second blocking switch (P-type MOSFET)
282-3: Third disconnect switch (P-type MOSFET)
300: LED group (Group)
301: first LED group
302: second LED group
303: Third LED group
310: Forward type rectifying part
311: a first rectifying diode of the forward type rectifying part
312: second rectifying diode of the forward type rectifying part
313: Output inductor of forward type rectifier
314: Output capacitor of forward type rectifier
320: Full bridge type rectifying part
321: a first rectifying diode of a full bridge type rectifying part
322: a second rectifying diode of the full bridge type rectifying part
323: a third rectifying diode of the full bridge type rectifying part
324: a second rectifying diode of the full bridge type rectifying part
325: Output capacitor of the full bridge type rectifying part
330: Voltage type rectifier
331: first rectification diode of the double voltage type rectifying part
332: second rectifying diode of the double voltage type rectifying part
333: a first output capacitor of the double voltage type rectifying part
334: second output capacitor of the double voltage type rectifying part
C1: first capacitor
C2: second capacitor
C3: third capacitor
C4: fourth capacitor
C11: Eleventh capacitor
C12: Twelfth capacitor
C13: thirteenth capacitor
C14: Fourteenth capacitor
C21: the 21st capacitor
C22: 22th capacitor
D1: first diode
D11: Eleventh diode
D12: Twelfth diode
D13: thirteenth diode
D14: Fourteenth diode
D21: 21st diode
D22: diode 22
D31: D31 diode
D32: D32 diode
Iave: Average current
Ii: Input current
IL: current of power factor improving inductor
iref: Reference current
PWM: pulse width modulated signal
R1: first resistance
R2: second resistance
R3: third resistance
R4: fourth resistor
R5: fifth resistor
R11: 11th resistor
R12: resistance 12
R13: 13th resistance
R14: 14th resistance
R21: 21st resistor
R22: 22nd resistance
R23: the 23rd resistance
R24: 24th resistor
R25: 25th resistor
R26: 26th resistance
R27: the 27th resistor
R28: the 28th resistor
R31: 31st resistor
R32: 32th resistor
R33: Resistance to the 33rd
R34: 34th resistor
R35: 35th resistor
R36: 36th resistor
R37: 37th resistor
Rd1: first partial pressure resistance
Rd2: Second partial pressure resistance
REG31: Regulator
Vac: AC power
Vcc: Control voltage
vea: the output voltage of the voltage error comparator
Vref: Reference voltage
Z1: first voltage control gain
Z2: second voltage control gain
Z11: First current control gain
Z22: Second current control gain

Claims (12)

영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터에 있어서,
상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)로 구성된 하프브리지 스위치(203);
상기 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 배치된 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209);
상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 단자 사이에 위치하는 공진 커패시터(205) 및 변압기 1차측 인덕터(206-1);
부하(Load)의 출력전압(Vo)과 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하는 정전압 제어 비교기(242);
전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류(Io)와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하는 정전류 제어 비교기(241);
부하(Load)의 출력전압(Vo)을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하는 과전압 및 과전류 비교기(281);
상기 과전압 및 과전류 비교기(281)의 출력은 상기 부하(Load)의 일측(一側)과 연결된 차단 스위치(282)을 차단시키며;
상기 차단스위치(282)는 게이트(Gate)에 0(제로) 전압이 입력되면 도통(on)되며, 게이트(Gate)에 일정(一定) 전압이 입력되면 차단(off)되는 P형(P-Type) MOSFET인 것을 포함하며;
상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209), 공진 커패시터(205), 변압기 1차측 인덕터(206-1) 및 변압기 누설인덕터(207)가 공진함을 통하여 영전압 스위칭 범위를 확장시킨 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터A zero voltage switching expandable LLC converter,
A half bridge switch 203 composed of an upper switch 203-1 and a lower switch 203-3;
A zero voltage switching range extending type lower coupling inductor 209 disposed at both ends of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203;
A resonant capacitor 205 positioned between the middle contact of the lower coupling inductor 209 and the drain terminal of the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203 and the transformer primary inductor (206-1);
A constant voltage control comparator 242 for receiving the output voltage Vo of the load and the reference voltage from the regulator REG31 to generate a control voltage Vc;
A constant current control comparator 241 for receiving and comparing the output current Io detected through the current detection resistor 243 with the reference voltage from the regulator REG31 to generate a control current Ic;
An overvoltage and overcurrent comparator 281 for detecting the output voltage Vo of the load and receiving and comparing the reference voltage from the regulator REG31;
The output of the overvoltage and overcurrent comparator 281 blocks the shutoff switch 282 connected to one side of the load;
The blocking switch 282 is turned on when a zero voltage is input to the gate and is turned off when a constant voltage is input to the gate. ) MOSFET;
Voltage switching range is extended through the resonance of the lower coupling inductor 209, the resonant capacitor 205, the transformer primary inductor 206-1 and the transformer leakage inductor 207, Zero Voltage Switching Expandable LLC Converters 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터에 있어서,
상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)로 구성된 하프브리지 스위치(203);
상기 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 배치된 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209);
상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 단자 사이에 위치하는 공진 커패시터(205) 및 변압기 1차측 인덕터(206-1);
부하(Load)의 출력전압(Vo)과 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하는 정전압 제어 비교기(242);
전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류(Io)와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하는 정전류 제어 비교기(241);
부하(Load)의 출력전압(Vo)을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하는 과전압 및 과전류 비교기(281)를 포함하며;
상기 과전압 및 과전류 비교기(281)의 출력은 상기 부하(Load)의 일측(一側)과 연결된 차단 스위치(282)을 차단시키며;
상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209), 공진 커패시터(205), 변압기 1차측 인덕터(206-1) 및 변압기 누설인덕터(207)가 공진함을 통하여 영전압 스위칭 범위를 확장시킨 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터A zero voltage switching expandable LLC converter,
A half bridge switch 203 composed of an upper switch 203-1 and a lower switch 203-3;
A zero voltage switching range extending type lower coupling inductor 209 disposed at both ends of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203;
A resonant capacitor 205 positioned between the middle contact of the lower coupling inductor 209 and the drain terminal of the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203 and the transformer primary inductor (206-1);
A constant voltage control comparator 242 for receiving the output voltage Vo of the load and the reference voltage from the regulator REG31 to generate a control voltage Vc;
A constant current control comparator 241 for receiving and comparing the output current Io detected through the current detection resistor 243 with the reference voltage from the regulator REG31 to generate a control current Ic;
And an overvoltage and overcurrent comparator 281 for detecting the output voltage Vo of the load and for receiving and comparing the reference voltage from the regulator REG31;
The output of the overvoltage and overcurrent comparator 281 blocks the shutoff switch 282 connected to one side of the load;
Voltage switching range is extended through the resonance of the lower coupling inductor 209, the resonant capacitor 205, the transformer primary inductor 206-1 and the transformer leakage inductor 207, Zero Voltage Switching Expandable LLC Converters 청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
상기 영전압 스위칭 확장형 LLC 전원공급장치의 영전압 스위칭 조건은 아래의 (식)인 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터

Figure 112018035159983-pat00025
The method according to claim 1 or 2,
Wherein the zero voltage switching condition of the zero voltage switching expandable LLC power supply is: < EMI ID =

Figure 112018035159983-pat00025
 청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
상기 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터의 부하(Load)는 LED 그룹(Group)(300)인 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터The method according to claim 1 or 2,
Wherein the load of the zero voltage switching expandable LLC converter is an LED group (Group 300) 청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
상기 정전압 제어 비교기(242)의 출력 단자와 연결된 제21 다이오드(D21);
상기 정전류 제어 비교기(241)의 출력 단자와 연결된 제22 다이오드(D22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터The method according to claim 1 or 2,
A twenty-first diode D21 connected to an output terminal of the constant voltage control comparator 242;
And a twenty-second diode (D22) coupled to the output terminal of the constant current control comparator (241). ≪ RTI ID = 0.0 & 청구항 제5항에 있어서,
상기 제21 다이오드(D21)의 캐소드(Cathode)와 상기 제22 다이오드(D22)의 캐소드(Cathode)는 공통으로 접합되어 LLC 컨버터의 주 제어부(220)으로 제어 신호를 전달하기 위한 발광 다이오드의 발신부(225-1);
상기 발광 다이오드의 발신부(225-1)부의 신호를 수신 받는 발광 다이오드의 수신부(225-2);
상기 발광 다이오드의 수신부(225-2)로부터 신호를 전달받아 상기 하프브리지 스위치(203)의 게이트 구동 신호를 발생시키는 LLC 컨버터의 주 제어IC(221)를 포함하는 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터The method according to claim 5,
The cathodes of the twenty-first diode D21 and the cathodes of the twenty-second diode D22 are commonly connected to each other and are connected to the main control unit 220 of the LLC converter, (225-1);
A receiving unit 225-2 of the light emitting diode receiving the signal of the emitting unit 225-1 of the light emitting diode;
And a main control IC (221) of an LLC converter which receives a signal from the receiving part (225-2) of the LED and generates a gate driving signal of the half bridge switch (203) Converter 청구항 제4항에 있어서,
정전압 제어 비교기(242) 및 정전류 제어 비교기(241)를 포함하는 정전압 및 정전류 제어부(240)는 상기 LED 그룹(Group)(300)에 정전력(Constant Power)을 공급하는 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터The method according to claim 4,
The constant voltage and constant current control unit 240 including the constant voltage control comparator 242 and the constant current control comparator 241 supplies constant power to the LED group 300. [ Expandable LLC Converter 청구항 제7항에 있어서,
상기 정전압 제어 비교기(242)는 분압저항(R27,R28)으로부터 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하는 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터The method of claim 7,
The constant voltage control comparator 242 detects the output voltage from the voltage dividing resistors R27 and R28 and receives the reference voltage from the regulator REG31 and compares it to generate the control voltage Vc. LLC Converter 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터에 있어서,
상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)로 구성된 하프브리지 스위치(203);
상기 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 배치된 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209);
상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 단자 사이에 위치하는 공진 커패시터(205) 및 변압기 1차측 인덕터(206-1)를 포함하며;
상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209), 공진 커패시터(205), 변압기 1차측 인덕터(206-1) 및 변압기 누설인덕터(207)가 공진함을 통하여 영전압 스위칭 범위를 확장시킨 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터A zero voltage switching expandable LLC converter,
A half bridge switch 203 composed of an upper switch 203-1 and a lower switch 203-3;
A zero voltage switching range extending type lower coupling inductor 209 disposed at both ends of the lower switch 203-3 of the half bridge switch 203;
A resonant capacitor 205 positioned between the middle contact of the lower coupling inductor 209 and the drain terminal of the upper switch 203-1 of the half bridge switch 203 and the transformer primary inductor (206-1);
Voltage switching range is extended through the resonance of the lower coupling inductor 209, the resonant capacitor 205, the transformer primary inductor 206-1 and the transformer leakage inductor 207, Zero Voltage Switching Expandable LLC Converters 청구항 제9항에 있어서,
상기 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터의 부하(Load)는 LED 그룹(Group)(300)인 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터The method according to claim 9,
Wherein the load of the zero voltage switching expandable LLC converter is an LED group (Group 300) 청구항 제9항에 있어서,
상기 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터의 변압기 2차측 정류방식은 포워드 타입 정류부(310), 풀브리지 타입 정류부(320) 및 배전압 타입 정류부(330) 중에서 선택하는 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터 The method according to claim 9,
Wherein the transformer secondary side rectification scheme of the zero voltage switching expansion type LLC converter is selected from a forward type rectification part (310), a full bridge type rectification part (320), and a double voltage type rectification part (330) 청구항 제9항에 있어서,
상기 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터의 영전압 스위칭 조건은 아래의 (식)인 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터

Figure 112018035159983-pat00026
The method according to claim 9,
Wherein the zero voltage switching condition of the zero voltage switching expandable LLC converter is: < EMI ID =

Figure 112018035159983-pat00026
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