KR102059635B1 - Led power supply and control method thereof - Google Patents

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KR102059635B1
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노의철
박권식
서병준
강경숙
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부경대학교 산학협력단
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Abstract

LED 전원장치 및 그 제어방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, LED 부하에 전류를 공급하는 LED 전원장치에 있어서, 교류전원, 제1 커패시터, 변압기, 상기 변압기의 일단에 연결된 제1 스위치, 상기 제1 커패시터에 연결된 제2 스위치, 상기 제2 스위치에 병렬로 연결된 바디 다이오드 및 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치를 스위칭 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제1 커패시터는, 상기 바디 다이오드를 통과한 전류에 의해 충전되고, 상기 제어부는, 상기 교류전원의 전압이 피크점에 있을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭이 상기 교류전원의 전압이 피크점에 있지 않을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭보다 짧도록 상기 제1 스위치를 제어하며, 상기 제어부는, 상기 교류전원의 전압의 절대값이 기 설정된 값 이하이면 상기 제1 커패시터가 방전되도록 상기 제2 스위치를 턴온 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 전원장치를 제공한다.Disclosed are an LED power supply device and a control method thereof.
According to an embodiment of the present invention, in the LED power supply for supplying current to the LED load, an AC power source, a first capacitor, a transformer, a first switch connected to one end of the transformer, a second switch connected to the first capacitor And a body diode connected in parallel to the second switch, and a controller configured to control switching between the first switch and the second switch, wherein the first capacitor is charged by a current passing through the body diode. Is the first switch so that the turn-on switching pulse width of the first switch when the voltage of the AC power supply is at the peak point is shorter than the turn-on switching pulse width of the first switch when the voltage of the AC power supply is not at the peak point. The controller controls the switch to turn the second switch so that the first capacitor is discharged when the absolute value of the voltage of the AC power is less than or equal to a preset value. It provides an LED power supply unit, characterized in that to control.

Description

LED 전원장치 및 그 제어방법{LED POWER SUPPLY AND CONTROL METHOD THEREOF}LED Power Supply and Control Method {LED POWER SUPPLY AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 LED 전원장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 전해 커패시터가 없는 LED 전원장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an LED power supply and a control method thereof. Specifically, the present invention relates to an LED power supply without an electrolytic capacitor and a control method thereof.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the present invention and do not constitute a prior art.

전 세계적으로 에너지 비용 절감에 대한 필요성과 에너지 생산에 따른 환경 영향 인식의 제고로 인하여 친환경 에너지 절감 기술이 집중적으로 개발되고 있다. 특히 전 세계에서 사용하는 전기에너지의 약 20 %가 조명에 사용되고 있으므로 기존의 형광등, 백열등 등과 같은 저효율 조명을 고효율 LED 조명으로 대체하는 움직임이 거세다.Globally, energy-saving technologies are being intensively developed due to the necessity of reducing energy costs and raising awareness of the environmental impact of energy production. In particular, since about 20% of the world's electric energy is used for lighting, there is a move to replace low-efficiency lighting such as fluorescent and incandescent lamps with high-efficiency LED lighting.

LED 조명은 기존의 백열등이나 형광등 조명과는 달리 반도체 소자의 특성을 가지고 있으므로 직류전원에서 동작 가능하고, 전력 소비가 적으며, 수명이 길고, 내구성이 우수하다는 장점이 있다. 그러나 LED 소자 자체의 수명에 비해 LED 소자에 전류를 공급하는 전원장치의 수명이 상대적으로 짧아 전체적인 LED 조명의 수명이 짧아지는 문제가 있다.Unlike conventional incandescent or fluorescent lamps, LED lights have the characteristics of semiconductor devices, so they can operate in direct current power, consume less power, have a longer life, and have excellent durability. However, the lifespan of the power supply unit supplying the current to the LED device is relatively short compared to the life of the LED device itself, which shortens the life of the overall LED lighting.

일반적으로 LED 소자의 수명은 50,000시간(5.7년)에 달하지만 LED 전원장치에서 직류 필터를 위해 사용되는 전해 커패시터의 수명은 2,000 ~ 10,000 시간으로서 상대적으로 짧다. 전해 커패시터의 수명이 LED 전원장치의 수명을 제한하고, LED 전원장치의 수명이 LED 조명 전체의 수명을 제한하게 된다.Typically, the lifetime of an LED device reaches 50,000 hours (5.7 years), but the electrolytic capacitors used for DC filters in LED power supplies have a relatively short lifetime of 2,000 to 10,000 hours. The lifetime of the electrolytic capacitor limits the life of the LED power supply, and the lifetime of the LED power supply limits the life of the entire LED light.

따라서 LED 조명의 장수명화를 달성하기 위해서는 근본적으로 LED 전원장치에서 전해 커패시터를 없애거나 전해 커패시터를 수명이 긴 필름 커패시터로 대체하여야 한다. 전해 커패시터를 필름 커패시터로 대체하면 수명은 늘어나지만 전해 커패시터에 비해 작은 용량으로 인해 전류 평활화 성능이 떨어지므로, 전해 커패시터를 사용하지 않고서도 안정적인 성능을 확보하기 위해서는 기존의 LED 전원장치와는 다른 전력 변환 기법이 요구된다.Therefore, in order to achieve long life of LED lighting, it is essential to eliminate electrolytic capacitors from LED power supplies or replace electrolytic capacitors with long-life film capacitors. Replacing electrolytic capacitors with film capacitors extends their lifetime, but lower current smoothing performance due to smaller capacities compared to electrolytic capacitors. Technique is required.

한국 등록특허공보 등록번호 제10-1454158호(발명의 명칭: 전해 커패시터 없는 LED 구동용 전원장치와 이의 120 Hz 리플 저감기법, 등록일: 2014.10.17.)는 '교류 전원을 입력받아 LED 부하에 흐르는 전류가 일정하도록 정전류를 제공하고, 절연을 담당하는 트랜스포머를 포함하는 플라이백 컨버터 및 상기 플라이백 컨버터로부터 정전류를 공급받아 LED 부하를 구동시키는 LED 구동부를 포함하고, 상기 LED 구동부는 캐소드 공통 접속된 두 개의 다이오드로 구성되는 것을 특징으로 하는 전해 커패시터 없는 LED 전원장치'를 개시하고 있다.Korean Patent Publication No. 10-1454158 (name of the invention: an electrolytic capacitor-powered LED driving device and its 120 Hz ripple reduction technique, registered date: 2014.10.17.) Is a 'flow current to the LED load receiving the AC power Provides a constant current so that the current is constant, and includes a flyback converter including a transformer responsible for the insulation and an LED driver for receiving a constant current from the flyback converter to drive the LED load, the LED driver is a cathode common connection An electrolytic capacitor-free LED power supply, characterized by consisting of two diodes, is disclosed.

동 문헌에 개시된 LED 구동장치에 의하면 LED 전원장치에서 전해 커패시터를 사용하지 않아 LED 전원장치의 수명이 증가하는 장점이 있지만, 전해 커패시터를 사용하는 경우와 비교했을 때 120 Hz 리플 저감 성능이 떨어지는 문제가 있다.According to the LED driver disclosed in this document, the lifetime of the LED power supply can be increased by not using an electrolytic capacitor in the LED power supply. However, compared with the case of using an electrolytic capacitor, there is a problem in that 120 Hz ripple reduction performance is inferior. have.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 LED 전원장치에서 전해 커패시터를 제거함으로써 LED 전원장치의 수명을 늘리기 위한 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to increase the life of the LED power supply by removing the electrolytic capacitor from the LED power supply.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 전술한 기술적 과제에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들이 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 자명하게 도출될 수 있을 것이다.Technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-described technical problem, other technical problems that are not mentioned will be apparent to those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 의하면, LED 부하에 전류를 공급하는 LED 전원장치에 있어서, 교류전원, 제1 커패시터, 변압기, 상기 변압기의 일단에 연결된 제1 스위치, 상기 제1 커패시터에 연결된 제2 스위치, 상기 제2 스위치에 병렬로 연결된 바디 다이오드 및 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치를 스위칭 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제1 커패시터는, 상기 바디 다이오드를 통과한 전류에 의해 충전되고, 상기 제어부는, 상기 교류전원의 전압이 피크점에 있을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭이 상기 교류전원의 전압이 피크점에 있지 않을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭보다 짧도록 상기 제1 스위치를 제어하며, 상기 제어부는, 상기 교류전원의 전압의 절대값이 기 설정된 값 이하이면 상기 제1 커패시터가 방전되도록 상기 제2 스위치를 턴온 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 전원장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, in the LED power supply for supplying current to the LED load, an AC power source, a first capacitor, a transformer, a first switch connected to one end of the transformer, a second switch connected to the first capacitor And a body diode connected in parallel to the second switch, and a controller configured to control switching between the first switch and the second switch, wherein the first capacitor is charged by a current passing through the body diode. Is the first switch so that the turn-on switching pulse width of the first switch when the voltage of the AC power supply is at the peak point is shorter than the turn-on switching pulse width of the first switch when the voltage of the AC power supply is not at the peak point. The controller controls the switch to turn the second switch so that the first capacitor is discharged when the absolute value of the voltage of the AC power is less than or equal to a preset value. It provides an LED power supply unit, characterized in that to control.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 교류전원, 제1 커패시터, 변압기, 상기 변압기의 일단에 연결된 제1 스위치, 상기 제1 커패시터에 연결된 제2 스위치, 상기 제2 스위치에 병렬로 연결된 바디 다이오드를 포함하는 LED 전원장치의 제어방법에 있어서, 상기 교류전원의 전압이 피크점에 있을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭이 상기 교류전원의 전압이 피크점에 있지 않을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭보다 짧도록 상기 제1 스위치를 제어하는 단계 및 상기 교류전원의 전압의 절대값이 기 설정된 값 이하이면 상기 제1 커패시터가 방전되도록 상기 제2 스위치를 턴온 제어하는 단계를 포함하는 LED 전원장치의 제어방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, an AC power source, a first capacitor, a transformer, a first switch connected to one end of the transformer, a second switch connected to the first capacitor, a body diode connected in parallel to the second switch A control method of an LED power supply, wherein the turn-on switching pulse width of the first switch when the voltage of the AC power supply is at the peak point is turned on by the first switch when the voltage of the AC power supply is not at the peak point. Controlling the first switch to be shorter than a pulse width; and turning on the second switch to discharge the first capacitor when the absolute value of the voltage of the AC power is less than or equal to a preset value. Provides a control method.

본 발명의 일 실시예에 의하면, LED 전원장치에서 스위치를 이용하여 입력전류를 제어함으로써 LED 전원장치에서 전해 커패시터를 제거하고 수명을 증가시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by controlling the input current using a switch in the LED power supply can remove the electrolytic capacitor from the LED power supply and increase the life.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 회로도를 예시한 도면이다.
도 2는 기존의 LED 전원장치의 스위칭 펄스를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 스위칭 펄스를 예시한 도면이다.
도 4는 기존의 LED 전원장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 교류전원의 전압, 입력전류 및 출력전류를 비교한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 제1 모드에서의 회로 동작을 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 제2 모드에서의 회로 동작을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 제3 모드에서의 회로 동작을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 제4 모드에서의 회로 동작을 예시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치에서 교류전원의 전압, 입력전류, 입력전압, 커패시터 전압 및 출력전류의 파형을 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 제어방법을 예시한 순서도이다.1 is a diagram illustrating a circuit diagram of an LED power supply device according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a switching pulse of a conventional LED power supply.
3 is a diagram illustrating a switching pulse of the LED power supply according to an embodiment of the present invention.
4 is a view comparing voltage, input current, and output current of an AC power supply of an existing LED power supply and an LED power supply according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a circuit operation in a first mode of the LED power supply according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a circuit operation in a second mode of the LED power supply according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a circuit operation in a third mode of the LED power supply according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a circuit operation in a fourth mode of the LED power supply according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating waveforms of voltage, input current, input voltage, capacitor voltage, and output current of an AC power source in an LED power supply device according to an embodiment of the present invention.
10 is a flow chart illustrating a control method of the LED power supply according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되어 있더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 일 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used for the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing one embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 일 실시예의 구성요소를 설명함에 있어서 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 등이 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 해당 부분이 다른 구성요소를 부가하는 것을 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. '~부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 '하드웨어', '소프트웨어' 또는 '하드웨어와 소프트웨어의 결합'으로 구현될 수 있다.In describing the components of the exemplary embodiment of the present invention, symbols such as first, second, i), ii), a), and b) may be used. These symbols are only to distinguish the components from other components, and the nature, order, order, etc. of the components are not limited by the symbols. In this specification, when a part is said to "include" or "include" a certain component, this does not exclude the other component from adding another component unless explicitly stated otherwise, the other component It can include. The terms '~', 'module', etc. refer to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as 'hardware', 'software', or 'combination of hardware and software'.

이하, 전해 커패시터를 없앰으로써 LED 조명의 수명을 증가시킴과 동시에 120 Hz 리플 성분에 의한 플리커를 최소화할 수 있는 LED 전원장치 및 그 제어방법을 개시한다.Hereinafter, an LED power supply device and a method of controlling the same, which increase the life of LED lighting by eliminating an electrolytic capacitor and minimize the flicker caused by the 120 Hz ripple component, are disclosed.

1. 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 구성1. Configuration of the LED power supply device according to an embodiment of the present invention

LED 전원장치는 입력 전압의 변동 및 부하의 변동에 대하여 정전류 제어 또는 정전압 제어를 이용하여 LED 부하에 공급되는 전압 또는 전류를 일정하게 조절한다.The LED power supply constantly adjusts the voltage or current supplied to the LED load by using the constant current control or the constant voltage control against the variation of the input voltage and the load.

정전압 제어의 경우에는 일정한 전압을 유지하게 되는데, LED는 온도에 따라 전압ㆍ전류 특성이 바뀌게 되므로 정전압 제어시 온도에 따라 LED에 공급되는 전류가 변동된다. LED의 출력인 광속은 전류에 비례하기 때문에 전류가 변화하면 광속이 변하게 되므로 일정한 세기의 빛을 방출할 수 없다. LED의 특성상 전류가 일정하게 나와야 광원으로서의 역할을 할 수 있기 때문에 높은 가격대를 유지하더라도 정전류 제어 방식을 사용하는 것이 일반적이다.In the case of constant voltage control, a constant voltage is maintained. Since the voltage and current characteristics of the LED change with temperature, the current supplied to the LED varies with temperature during constant voltage control. Since the luminous flux, the output of the LED, is proportional to the current, the luminous flux changes when the current changes, so that light of a constant intensity cannot be emitted. Because of the characteristics of the LED, it is common to use a constant current control method even if the price is maintained because it can serve as a light source only when a constant current comes out.

본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치는 정전류 제어를 통해 LED에 전원을 공급하는 것을 예시하고 있다. 다만 이는 예시에 불과하므로 본 발명은 정전압 제어 방식의 LED 전원장치에도 적용될 수 있다.An LED power supply according to an embodiment of the present invention illustrates supplying power to an LED through constant current control. However, since this is only an example, the present invention may be applied to an LED power supply of a constant voltage control method.

한편, 일부 LED 전원장치는 우수한 작동 성능을 제공하기 위하여 AC/DC PFC(Power Factor Correction: 역률 보정) 및 DC/DC 조절 단계로 구성된 투 스테이지(Two Stages) 전력 변환을 채택하고 있다. 그러나 투 스테이지 전력 변환 방식은 구성요소가 많아서 가격이 비싸고 부피가 커진다는 단점이 있다.Some LED power supplies, on the other hand, employ two-stage power conversion consisting of AC / DC Power Factor Correction (PFC) and DC / DC adjustment stages to provide superior operating performance. However, the two-stage power conversion scheme is expensive and bulky due to the large number of components.

본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치는 신뢰성 있고 비용 효율적인 LED 전원장치를 구현하기 위하여 싱글 스테이지 PFC 컨버터를 예시하고 있다. 다만 이는 예시에 불과하므로 본 발명은 투 스테이지 방식의 LED 전원장치에도 적용될 수 있다.The LED power supply according to an embodiment of the present invention illustrates a single stage PFC converter to implement a reliable and cost effective LED power supply. However, this is only an example, so the present invention may be applied to a two stage LED power supply.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 회로도를 예시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a circuit diagram of an LED power supply device according to an embodiment of the present invention.

도 1에 나타난 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치는 교류전원, 제1 커패시터, 변압기, 변압기의 일단에 연결된 제1 스위치, 제1 커패시터에 연결된 제2 스위치, 제2 스위치에 병렬로 연결된 바디 다이오드 및 제1 스위치와 제2 스위치를 스위칭 제어하는 제어부를 포함한다. LED 부하는 LED 전원장치와 연결되어 LED 전원장치로부터 전력을 공급받는다. LED 부하는 하나 이상의 LED 소자를 포함한다.As shown in FIG. 1, an LED power supply according to an embodiment of the present invention includes an AC power source, a first capacitor, a transformer, a first switch connected to one end of a transformer, a second switch connected to a first capacitor, and a second switch. And a controller for switching and controlling the body diode and the first switch and the second switch connected in parallel. The LED load is connected to the LED power supply to receive power from the LED power supply. The LED load includes one or more LED elements.

교류전원은 220V/60Hz의 상용 전원일 수 있다. 다만 이는 예시에 불과하므로 220V/60Hz가 아닌 교류전원에 대해서도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.The AC power source may be a commercial power source of 220V / 60Hz. However, since this is only an example, the technical idea of the present invention may be applied to an AC power source other than 220V / 60Hz.

제1 커패시터는 전해 커패시터가 아닌 필름 커패시터인 것이 바람직하다. 구체적으로 제1 커패시터는 용량이 1 ㎌인 필름 커패시터일 수 있다.It is preferable that the first capacitor is a film capacitor, not an electrolytic capacitor. Specifically, the first capacitor may be a film capacitor having a capacitance of 1 ㎌.

변압기는 1차측과 2차측의 권선비가 4대 1인 변압기일 수 있다. 다만 4대 1의 권선비는 예시에 불과하므로 구현하고자 하는 LED 조명의 목적에 따라 다양한 권선비의 변압기를 사용할 수 있다.The transformer may be a transformer having a winding ratio of four to one on the primary side and the secondary side. However, since the winding ratio of 4 to 1 is only an example, various winding ratio transformers can be used according to the purpose of LED lighting to be implemented.

제1 스위치는 변압기의 일단에 연결되어 변압기로 흐르는 전류를 제어할 수 있다. 제1 스위치는 반도체 스위치일 수 있다. 일례로 제1 스위치는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있다. 다만 MOSFET에 한정되지 않고 BJT, IGBT 등 다양한 종류의 반도체 스위치가 사용될 수 있다.The first switch may be connected to one end of the transformer to control the current flowing to the transformer. The first switch may be a semiconductor switch. For example, the first switch may be a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET). However, various types of semiconductor switches such as BJT and IGBT can be used without being limited to MOSFETs.

제2 스위치는 제1 커패시터에 연결되어 제1 커패시터로 흐르는 전류 또는 제1 커패시터로부터 방출되는 전류를 제어할 수 있다. 제2 스위치는 반도체 스위치일 수 있다. 일례로 제2 스위치는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있다. 다만 MOSFET에 한정되지 않고 BJT, IGBT 등 다양한 종류의 반도체 스위치가 사용될 수 있다.The second switch may be connected to the first capacitor to control a current flowing to the first capacitor or a current emitted from the first capacitor. The second switch may be a semiconductor switch. For example, the second switch may be a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET). However, various types of semiconductor switches such as BJT and IGBT can be used without being limited to MOSFETs.

제1 커패시터는 바디 다이오드를 통과한 전류에 의해 충전된다. 구체적으로, 제2 스위치가 턴오프된 상태에서도 제2 스위치에 병렬로 연결된 바디 다이오드를 통해 흐르는 전류에 의해 제1 커패시터가 충전될 수 있다.The first capacitor is charged by the current through the body diode. Specifically, even when the second switch is turned off, the first capacitor may be charged by a current flowing through the body diode connected in parallel to the second switch.

본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치는 LED 부하에 병렬로 연결된 제2 커패시터를 더 포함할 수 있다. 제2 커패시터는 평활화 기능을 수행한다. 다만 제1 스위치 및 제2 스위치 제어를 통해 전류가 평활화된 상태이므로, 기존의 전해 커패시터와 같이 큰 용량은 불필요하다. 따라서 제2 커패시터로서 전해 커패시터가 아닌 필름 커패시터를 사용할 수 있다. 구체적으로 제2 커패시터는 용량이 10 ㎌인 필름 커패시터일 수 있다. 제1 커패시터와 제2 커패시터의 용량비는 1대 10일 수 있다.The LED power supply according to the embodiment of the present invention may further include a second capacitor connected in parallel to the LED load. The second capacitor performs the smoothing function. However, since the current is smoothed through the control of the first switch and the second switch, a large capacity is unnecessary as in the conventional electrolytic capacitor. Therefore, a film capacitor other than an electrolytic capacitor may be used as the second capacitor. In more detail, the second capacitor may be a film capacitor having a capacitance of 10 mA. The capacity ratio of the first capacitor to the second capacitor may be 1 to 10.

제어부는 제1 스위치를 스위칭 제어하여 출력전류(Io)의 피크값을 저감한다. 제1 스위치를 스위칭 제어하여 간단한 스위칭으로 우수한 역률과 부하단의 출력을 확보할 수 있지만 120 Hz 리플 성분이 남아있다는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치는 제2 스위치 및 제 1 커패시터를 추가로 구비하여 제1 커패시터에 충전된 전하를 이용하여 120Hz 리플 성분을 저감한다.The control unit switches the first switch to reduce the peak value of the output current I o . Switching control of the first switch ensures excellent power factor and load stage output by simple switching, but has a problem that 120 Hz ripple remains. In order to solve this problem, the LED power supply according to the embodiment of the present invention further includes a second switch and a first capacitor to reduce the 120Hz ripple component by using the charge charged in the first capacitor.

2. 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 스위칭 제어방법2. Switching control method of the LED power supply according to an embodiment of the present invention

제어부는 제1 스위치 및 제2 스위치를 제어한다. 제어부는 제1 스위치를 제어하여 LED로 공급되는 전류를 평활화하고, 제2 스위치를 제어하여 120 Hz 리플을 저감시킨다. 이하, 제어부의 스위칭 제어방법에 대하여 설명한다.The control unit controls the first switch and the second switch. The controller controls the first switch to smooth the current supplied to the LED, and the second switch controls the second switch to reduce 120 Hz ripple. Hereinafter, the switching control method of a control part is demonstrated.

LED 부하의 관점에서 가장 이상적인 전력은 입력 전력의 평균에 해당하는 순수한 DC 전력이다. AC/DC 컨버터에서 출력되는 맥류 전류는 시간에 따라 크기가 변하므로 LED 부하에 그대로 사용하기가 부적절하다. 따라서 기존의 LED 전원장치는 AC/DC 컨버터에서 출력되는 맥류 전류를 평활화하기 위하여 용량이 큰 전해 커패시터를 사용하였다.In terms of LED loads, the ideal power is pure DC power, which is the average of the input power. The pulsed current output from the AC / DC converter changes in size over time, making it unsuitable for use as an LED load. Therefore, the conventional LED power supply uses a large electrolytic capacitor to smooth the pulse currents output from the AC / DC converter.

그러나 전해 커패시터의 수명은 2,000 ~ 10,000 시간으로서 매우 짧아 LED 전원장치의 전체적인 수명을 줄이는 요인이 된다. 따라서 전해 커패시터를 수명이 긴 필름 커패시터로 바꿀 필요가 있다. 그러나 필름 커패시터는 전해 커패시터에 비해 용량이 작으므로 필름 커패시터만 사용할 경우 충분한 평활화 성능을 얻을 수 없다.However, electrolytic capacitors have a very short lifespan of 2,000 to 10,000 hours, which reduces the overall lifetime of the LED power supply. Therefore, it is necessary to replace the electrolytic capacitors with long-life film capacitors. However, because film capacitors have smaller capacities than electrolytic capacitors, sufficient smoothing performance cannot be achieved using only film capacitors.

본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치는 전해 커패시터를 필름 커패시터로 대체하면서도 AC/DC 컨버터에서 출력되는 맥류 전류를 상용화 가능한 수준으로 평활화하기 위하여 제1 스위치를 이용하여 입력전류(ii)를 제어한다. 구체적으로, 제어부는 교류전원의 전압이 피크점에 있을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭이 교류전원의 전압이 피크점에 있지 않을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭보다 짧도록 제1 스위치를 제어한다. 제어부의 제1 스위치 제어 결과 입력전류(ii)의 파형은 교류전원의 전압의 피크점에서 오목하게 들어가면서 평활화된다.LED power supply according to an embodiment of the present invention is to replace the electrolytic capacitor with a film capacitor while the input current (i i ) by using a first switch to smooth the pulse currents output from the AC / DC converter to a commercially available level To control. Specifically, the control unit controls the first switch so that the turn-on switching pulse width of the first switch when the voltage of the AC power source is at the peak point is shorter than the turn-on switching pulse width of the first switch when the voltage of the AC power source is not at the peak point. Control the switch. As a result of the first switch control of the control unit, the waveform of the input current i i is smoothed while concave at the peak point of the voltage of the AC power supply.

교류전원이 회로에 인가되면 회로에 있는 인덕터 또는 커패시터 성분에 의해 전압과 전류 사이에 위상차가 발생하여 유효전력은 '전압*전류'가 되지 않고, 전압과 동일방향 성분의 전류를 곱하여 '전압*전류*cosθ'가 유효전력이 된다. 이 때 cosθ를 역률이라고 한다. 국제 표준은 에너지 효율 극대화를 위하여 대부분의 상업 조명 업체에 대해 0.9보다 높은 입력 역률을 요구하고 있다. 따라서 AC/DC 컨버터는 역률 보정(PFC) 기능을 갖도록 설계되어야 한다.When AC power is applied to a circuit, a phase difference is generated between voltage and current by an inductor or capacitor component in the circuit, and the effective power is not 'voltage * current'. * cos θ 'becomes the active power. At this time, cos θ is called power factor. International standards require input power factors higher than 0.9 for most commercial lighting companies to maximize energy efficiency. Therefore, AC / DC converters must be designed to have power factor correction (PFC).

본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치에서 교류전원의 전압이 피크점에 있을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭이 교류전원의 전압이 피크점에 있지 않을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭보다 짧도록 제1 스위치를 제어하면, 입력전류(ii)의 파형이 교류전원의 전압의 피크점에서 오목하게 들어가면서 역률이 0.9 이하로 떨어질 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 제어부는 교류전원의 전압이 피크점에서 멀어질수록 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭을 늘림으로써 역률을 0.9 이상으로 조절함과 동시에 평활화 성능도 향상시킬 수 있다.In the LED power supply according to an embodiment of the present invention, the turn-on switching pulse width of the first switch when the voltage of the AC power is at the peak point The turn-on switching of the first switch when the voltage of the AC power is not at the peak point When the first switch is controlled to be shorter than the pulse width, the power factor may drop below 0.9 as the waveform of the input current i i is concave at the peak point of the voltage of the AC power supply. In order to solve this problem, the control unit may increase the turn-on switching pulse width of the first switch as the voltage of the AC power source moves away from the peak point to adjust the power factor to 0.9 or more and at the same time improve the smoothing performance.

또한 제어부는 120Hz 리플 성분을 저감시키기 위하여 제2 스위치를 제어한다. 구체적으로, 제어부는 교류전원의 전압의 절대값이 기 설정된 값 이하가 되면 제2 스위치를 턴온시켜 제1 커패시터에 충전된 전하를 방전시킨다. 제1 커패시터로부터 방전된 전하는 제1 스위치 전류(is)에 가산되고, 그 결과 120Hz 리플이 저감된다.The control unit also controls the second switch to reduce the 120Hz ripple component. Specifically, the controller turns on the second switch when the absolute value of the voltage of the AC power is less than or equal to the preset value to discharge the charge charged in the first capacitor. The charge discharged from the first capacitor is added to the first switch current i s , and as a result, 120 Hz ripple is reduced.

도 2는 기존의 LED 전원장치의 스위칭 펄스를 예시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a switching pulse of a conventional LED power supply.

도 2에 나타난 것과 같이, 기존의 LED 전원장치는 교류전원과 연결된 제1 스위치를 입력 역률이 1이 되도록 스위칭한다. 기존의 LED 전원장치에 의하면 교류전원의 전압이 증가함에 따라 입력전류(ii)도 같이 증가하므로, 입력전류(ii)는 교류전원과 유사한 파형을 가지게 된다. 참고로 기존의 LED 전원장치는 본 발명의 제2 스위치에 해당하는 스위치를 가지고 있지 않으므로, 도 2에서 제2 스위치의 스위칭 펄스는 표시되어 있지 않다.As shown in FIG. 2, the conventional LED power supply switches the first switch connected to the AC power so that the input power factor is 1. According to the conventional LED power supply, as the voltage of the AC power increases, the input current i i also increases, so that the input current i i has a waveform similar to that of the AC power. For reference, since the conventional LED power supply does not have a switch corresponding to the second switch of the present invention, the switching pulse of the second switch is not shown in FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 스위칭 펄스를 예시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a switching pulse of the LED power supply according to an embodiment of the present invention.

도 3에 나타난 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치는 교류전원의 전압이 피크점에 있을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭이 교류전원의 전압이 피크점에 있지 않을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭보다 짧도록 제1 스위치를 제어함으로써 입력전류(ii)의 파형이 교류전원의 전압의 피크점에서 오목하게 들어간 형태가 되도록 제어한다.As shown in FIG. 3, the LED power supply apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention has a turn-on switching pulse width of the first switch when the voltage of the AC power source is at the peak point when the voltage of the AC power source is not at the peak point. By controlling the first switch to be shorter than the turn-on switching pulse width of the first switch, the waveform of the input current i i is controlled to be concave at the peak point of the voltage of the AC power supply.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치는 교류전원의 전압이 피크점에서 멀어질수록 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭을 늘림으로써 입력전류(ii)의 파형이 교류전원의 전압의 피크점 좌우에서 볼록하게 올라간 형태가 되도록 제어한다.In addition, the LED power supply according to the embodiment of the present invention increases the turn-on switching pulse width of the first switch as the voltage of the AC power source is far from the peak point, so that the waveform of the input current (i i ) is the peak of the voltage of the AC power source. Control to be convex on the left and right points.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치는 교류전원의 전압의 절대값이 기 설정된 값 이하가 되면 제2 스위치를 턴온시켜 제1 커패시터에 충전된 전하를 방전시키며, 제1 커패시터로부터 방전된 전하는 제1 스위치 전류(is)에 가산되어 120Hz 리플을 저감시킨다.In addition, the LED power supply according to an embodiment of the present invention to turn on the second switch to discharge the charge charged in the first capacitor when the absolute value of the voltage of the AC power is less than the predetermined value, discharged from the first capacitor The charge is added to the first switch current i s to reduce the 120 Hz ripple.

도 4는 기존의 LED 전원장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 교류전원의 전압(vi), 입력전류(ii) 및 출력전류(Io)를 비교한 도면이다.4 is a view comparing the voltage (V i ), the input current (i i ) and the output current (I o ) of the AC power supply of the conventional LED power supply and the LED power supply according to an embodiment of the present invention.

도 4(a)는 기존의 LED 전원장치의 파형을 예시한 것이다. 도 4(a)에 나타난 것과 같이, 기존의 LED 전원장치는 역률이 우수한 반면, 출력전류(Io)의 평활화가 전혀 이루어지지 않았고, 출력전류(Io)에 120 Hz 리플이 그대로 나타난다. 따라서 기존의 LED 전원장치는 제2 커패시터의 위치에 대용량의 전해 커패시터를 사용하여 출력전류(Io)를 평활화시켜서 120 Hz 리플을 감소시켜야 한다.Figure 4 (a) illustrates the waveform of a conventional LED power supply. As shown in FIG. 4 (a), while the conventional LED power supply has excellent power factor, the output current I o is not smoothed at all, and 120 Hz ripple appears in the output current I o . Therefore, the existing LED power supply should reduce the 120 Hz ripple by smoothing the output current (I o ) by using a large capacity electrolytic capacitor at the position of the second capacitor.

도 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 파형을 예시한 것이다. 도 4(b)에 나타난 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치는 기존의 LED 전원장치보다 역률이 다소 낮으나, 전술한 스위칭 제어를 통해 역률을 0.9 이상으로 유지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치는 출력전류(Io)의 평활화가 이루어져 있고, 제1 커패시터에 충전된 전하를 이용하여 120 Hz 리플도 저감되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치에서는 출력전류(Io)의 평활화가 이루어져 있으므로 제2 커패시터의 위치에 상대적으로 작은 용량의 필름 커패시터를 사용하더라도 LED 부하에 공급되는 전류를 상용화 가능한 수준으로 평활화할 수 있다.Figure 4 (b) illustrates the waveform of the LED power supply according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4 (b), the LED power supply according to the exemplary embodiment of the present invention has a slightly lower power factor than the conventional LED power supply, but may maintain a power factor of 0.9 or more through the above-described switching control. In the LED power supply according to the exemplary embodiment of the present invention, the output current I o is smoothed, and 120 Hz ripple is also reduced by using the charge charged in the first capacitor. In the LED power supply according to the embodiment of the present invention, since the output current I o is smoothed, even if a film capacitor having a relatively small capacity is used at the position of the second capacitor, the current supplied to the LED load can be commercialized. Can be smoothed.

3. 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 제어 모드3. Control Mode of LED Power Supply According to One Embodiment of the Present Invention

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 제1 모드(Mode Ⅰ)에서의 회로 동작을 예시한 도면이다. 도 5(a)는 제1 스위치가 ON되었을 때를 나타낸 것이고, 도 5(b)는 제1 스위치가 OFF되었을 때를 나타낸 것이다.5 is a diagram illustrating a circuit operation in a first mode (Mode I) of the LED power supply according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 (a) shows when the first switch is turned on, and FIG. 5 (b) shows when the first switch is turned off.

제1 모드에서 입력전류(ii)는 계속 증가한다. 제어부는 0.9 이상의 높은 역률을 얻을 수 있도록 제1 스위치를 제어한다. 제1 모드에서 출력전류(Io)의 파형은 입력전류(ii)의 파형과 거의 유사하다.In the first mode, the input current i i continues to increase. The control unit controls the first switch to obtain a high power factor of 0.9 or more. In the first mode, the waveform of the output current I o is almost similar to the waveform of the input current i i .

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 제2 모드(Mode Ⅱ)에서의 회로 동작을 예시한 도면이다. 도 6(a)는 제1 스위치가 ON되었을 때를 나타낸 것이고, 도 6(b)는 제1 스위치가 OFF되었을 때를 나타낸 것이다.6 is a diagram illustrating a circuit operation in a second mode (Mode II) of the LED power supply according to an embodiment of the present invention. 6 (a) shows when the first switch is turned on, and FIG. 6 (b) shows when the first switch is turned off.

입력전압(V1)이 커패시터 전압(VCi)에 도달하면 제2 스위치에 병렬로 연결된 바디 다이오드로 전류가 흘러 제1 커패시터가 충전된다. 충전은 입력전압(V1)의 피크점까지 계속된다.When the input voltage V 1 reaches the capacitor voltage V Ci , current flows to the body diode connected in parallel to the second switch to charge the first capacitor. Charging continues to the peak of the input voltage V 1 .

제2 모드에서 교류전원의 전력은 LED 부하뿐만 아니라 제1 커패시터로도 전달된다. 따라서 입력전류(ii)는 커패시터 충전 전류와 LED 부하로 전달되는 전류의 전류의 두 가지 성분을 갖는다. 다만 커패시터 충전 전류가 역률과 입력전류에 미치는 영향은 미미하므로, 입력전류(ii)에서 커패시터 충전 전류 성분은 적다.In the second mode, the power of the AC power is transferred to the first capacitor as well as the LED load. Thus, the input current i i has two components, the capacitor charge current and the current of the current delivered to the LED load. However, the influence of the capacitor charging current on the power factor and the input current is minimal, so the capacitor charging current component of the input current (i i ) is small.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 제3 모드(Mode Ⅲ)에서의 회로 동작을 예시한 도면이다. 도 7(a)는 제1 스위치가 ON되었을 때를 나타낸 것이고, 도 7(b)는 제1 스위치가 OFF되었을 때를 나타낸 것이다.7 is a diagram illustrating a circuit operation in a third mode (Mode III) of the LED power supply according to an embodiment of the present invention. FIG. 7A illustrates when the first switch is turned ON, and FIG. 7B illustrates when the first switch is turned OFF.

제3 모드에서의 회로 동작은 제1 커패시터의 전압 레벨을 제외하고는 제1 모드에서의 회로 동작과 거의 동일하다. 제1 커패시터의 커패시터 전압은 피크값으로 유지된다.The circuit operation in the third mode is almost the same as the circuit operation in the first mode except for the voltage level of the first capacitor. The capacitor voltage of the first capacitor is maintained at the peak value.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 제4 모드(Mode Ⅳ)에서의 회로 동작을 예시한 도면이다. 도 8(a)는 제1 스위치가 ON되었을 때를 나타낸 것이고, 도 8(b)는 제1 스위치가 OFF되었을 때를 나타낸 것이다.8 is a diagram illustrating a circuit operation in a fourth mode (Mode IV) of the LED power supply according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 (a) shows when the first switch is turned on, and FIG. 8 (b) shows when the first switch is turned off.

제4 모드에서 제2 스위치가 턴온되면서 제1 커패시터에 저장된 에너지가 방전되기 시작한다. 제2 스위치의 턴온 상태는 제4 모드 동안 유지되므로 제2 스위치의 스위칭 손실은 무시할 수 있다.As the second switch is turned on in the fourth mode, energy stored in the first capacitor starts to be discharged. Since the turn-on state of the second switch is maintained during the fourth mode, the switching loss of the second switch can be ignored.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치에서 교류전원의 전압(vi), 입력전류(ii), 입력전압(V1), 커패시터 전압(VCi) 및 출력전류(Io)의 파형을 예시한 도면이다.FIG. 9 illustrates a voltage v i , an input current i i , an input voltage V 1 , a capacitor voltage V Ci , and an output current I o of an AC power source according to an embodiment of the present invention. Is a diagram illustrating a waveform of?).

도 9에 나타난 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치는 출력전류(Io)의 평활화가 이루어져 있고, 제1 커패시터에 충전된 전하를 이용하여 120 Hz 리플도 저감되어 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 9, in the LED power supply according to the exemplary embodiment of the present invention, the output current I o is smoothed and 120 Hz ripple is also reduced by using the charge charged in the first capacitor. Can be.

4. 본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법의 순서도4. Flowchart of the control method according to an embodiment of the present invention

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 제어방법을 예시한 순서도이다.10 is a flow chart illustrating a control method of the LED power supply according to an embodiment of the present invention.

도 10에 나타난 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 제어방법은, 교류전원의 전압이 피크점에 있을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭이 교류전원의 전압이 피크점에 있지 않을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭보다 짧도록 제1 스위치를 제어하는 단계(S1010) 및 교류전원의 전압의 절대값이 기 설정된 값 이하이면 제1 커패시터가 방전되도록 제2 스위치를 턴온 제어하는 단계(S1030)를 포함한다.As shown in FIG. 10, in the control method of the LED power supply apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention, the turn-on switching pulse width of the first switch when the voltage of the AC power source is at the peak point is the peak point of the AC power supply voltage. Controlling the first switch to be shorter than the turn-on switching pulse width of the first switch when not in step S1010; and if the absolute value of the voltage of the AC power is less than or equal to the preset value, the second switch is discharged to discharge the first capacitor. The step of controlling the turn on (S1030).

본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전원장치의 제어방법은, S1010 단계와 S1030 단계 사이에, 바디 다이오드를 통과한 전류를 이용하여 제1 커패시터를 충전하는 단계(S1020)를 더 포함할 수 있다.The control method of the LED power supply according to the exemplary embodiment of the present invention may further include charging the first capacitor using a current passing through the body diode between steps S1010 and S1030 (S1020).

또한 제1 스위치를 제어하는 단계(S1010)는 교류전원의 전압이 피크점에서 멀어질수록 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭을 늘리는 단계를 포함할 수 있다.In addition, controlling the first switch (S1010) may include increasing the turn-on switching pulse width of the first switch as the voltage of the AC power source moves away from the peak point.

또한 제1 스위치를 제어하는 단계(S1010)는 LED 전원장치의 역률이 0.9 이상이 되도록 제1 스위치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, controlling the first switch (S1010) may include controlling the first switch such that the power factor of the LED power supply is 0.9 or more.

도 10은 S1010 내지 S1030을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과할 뿐, 도 10의 실행이 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 S1010 내지 S1030의 순서를 변경하거나, S1010 내지 S1030에서 하나 이상의 과정을 생략하거나, S1010 내지 S1030에서 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 등 도 10의 방법을 다양하게 수정 및 변형할 수 있을 것이다.Although FIG. 10 illustrates that S1010 to S1030 are sequentially executed, this is merely illustrative of the technical idea of the present invention and the execution of FIG. 10 is not limited to the time series order. Those skilled in the art to which the present invention pertains change the order of S1010 to S1030, omit one or more processes in S1010 to S1030, or one or more in S1010 to S1030 without departing from the essential characteristics of the present invention. The method of FIG. 10 may be variously modified and modified, such as executing the process in parallel.

한편, 전술한 실시예들로 설명된 LED 전원장치의 제어방법은 컴퓨터 또는 스마트폰으로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터 또는 스마트폰이 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터 또는 스마트폰이 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터 또는 스마트폰이 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, ROM, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, CD-ROM, DVD 등), 플래시 메모리(예를 들면, USB, SSD) 등과 같은 저장매체를 포함한다. 또한 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터 또는 스마트폰이 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.On the other hand, the control method of the LED power supply device described in the above embodiments can be implemented as a code that can be read by a computer or a smart phone on a recording medium that can be read by a computer or a smart phone. The recording medium readable by a computer or smartphone includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. That is, a recording medium that can be read by a computer or a smartphone may include a magnetic storage medium (for example, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.), an optical reading medium (for example, a CD-ROM, a DVD, etc.), a flash memory ( For example, the storage medium such as USB, SSD). It can also be distributed over networked computer systems so that the computer or smartphone can read and execute code in a distributed fashion.

본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 본 실시예의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.The present embodiment is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations of this embodiment without departing from the essential characteristics of the present invention. It will be possible.

본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 따라서 본 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등하거나 균등하다고 인정되는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The present embodiment is not intended to limit the technical spirit of the present invention but to explain, and thus the scope of the present invention is not limited by the present embodiment. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims, and all technical ideas recognized as equivalent or equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: LED 전원장치 110: 교류전원
120: 제1 커패시터 130: 변압기
140: 제1 스위치 150: 제2 스위치
160: 바디 다이오드 170: 제2 커패시터
200: LED 부하100: LED power supply 110: AC power
120: first capacitor 130: transformer
140: first switch 150: second switch
160: body diode 170: second capacitor
200: LED load

Claims (11)

LED 부하에 전류를 공급하는 LED 전원장치에 있어서,
220V/60Hz의 전압원인 교류전원;
상기 교류전원과 연결된 변압기;
상기 변압기의 일단에 연결된 제1 스위치;
상기 변압기의 타단에 연결되며, 상기 교류전원으로부터 인가된 전원을 스위칭하는 제2 스위치;
상기 제2 스위치에 병렬로 연결된 바디 다이오드;
상기 제2 스위치의 일단에 연결되며, 상기 바디 다이오드를 통과한 전류에 의해 충전되는 제1 커패시터; 및
상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치를 스위칭 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 교류전원으로부터 인가된 전류를 평활화하기 위하여, 상기 교류전원의 전압이 피크점에 있을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭이 상기 교류전원의 전압이 피크점에 있지 않을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭보다 짧도록 상기 제1 스위치를 제어하며,
상기 LED 부하에 발생하는 120Hz 리플이 저감되도록, 상기 교류전원의 전압의 절대값이 기 설정된 값 이하이면 상기 제1 커패시터가 방전되도록 상기 제2 스위치를 턴온 제어하고,
역률이 0.9 이상이 되도록, 상기 교류전원의 전압이 피크점에서 멀어질수록 제1스위치의 턴온 스위칭 펄스폭을 늘리는 것을 특징으로 하는 LED 전원장치.In the LED power supply for supplying current to the LED load,
AC power source of voltage source of 220V / 60Hz;
A transformer connected to the AC power source;
A first switch connected to one end of the transformer;
A second switch connected to the other end of the transformer and switching power applied from the AC power;
A body diode connected in parallel to the second switch;
A first capacitor connected to one end of the second switch and charged by a current passing through the body diode; And
It includes a control unit for switching control the first switch and the second switch,
The control unit,
In order to smooth the current applied from the AC power supply, the turn-on switching pulse width of the first switch when the voltage of the AC power supply is at the peak point of the first switch when the voltage of the AC power supply is not at the peak point. Control the first switch to be shorter than a turn-on switching pulse width;
The second switch is turned on so that the first capacitor is discharged when the absolute value of the voltage of the AC power supply is lower than or equal to a predetermined value so as to reduce 120 Hz ripple occurring in the LED load.
LED power supply, characterized in that the turn-on switching pulse width of the first switch increases as the power factor is 0.9 or more so that the voltage of the AC power supply is far from the peak point. 제1항에 있어서,
상기 제1 커패시터는 필름 커패시터인 것을 특징으로 하는 LED 전원장치.The method of claim 1,
LED power supply, characterized in that the first capacitor is a film capacitor. 제1항에 있어서,
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)인 것을 특징으로 하는 LED 전원장치.The method of claim 1,
And the first switch and the second switch are MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 LED 전원장치는,
상기 LED 부하에 병렬로 연결된 제2 커패시터를 더 포함하되,
상기 제2 커패시터는 필름 커패시터인 것을 특징으로 하는 LED 전원장치.The method of claim 1,
The LED power supply,
Further comprising a second capacitor connected in parallel to the LED load,
LED power supply, characterized in that the second capacitor is a film capacitor. 220V/60Hz의 전압원인 교류전원, 상기 교류전원과 연결된 변압기, 상기 변압기의 일단에 연결된 제1 스위치, 상기 변압기의 타단에 연결되며 상기 교류전원으로부터 인가된 전원을 스위치하는 제2 스위치, 상기 제2 스위치에 병렬로 연결된 바디 다이오드, 상기 제2 스위치의 일단에 연결되며 상기 바디 다이오드를 통과한 전류에 의해 충전되는 제1 커패시터 및, 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치의 스위칭을 제어하는 제어부를 포함하는 LED 전원장치의 제어방법에 있어서,
상기 교류전원으로부터 인가된 전류를 평활화하기 위하여, 상기 교류전원의 전압이 피크점에 있을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭이 상기 교류전원의 전압이 피크점에 있지 않을 때의 제1 스위치의 턴온 스위칭 펄스폭보다 짧도록 상기 제1 스위치를 제어하는 단계;
LED 부하에 발생하는 120Hz 리플이 저감되도록, 상기 교류전원의 전압의 절대값이 기 설정된 값 이하이면 상기 제1 커패시터가 방전되도록 상기 제2 스위치를 턴온 제어하는 단계; 및
역률이 0.9 이상이 되도록, 상기 교류전원의 전압이 피크점에서 멀어질수록 제1스위치의 턴온 스위칭 펄스폭을 늘리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 전원장치의 제어방법.AC power source, a voltage source of 220V / 60Hz, a transformer connected to the AC power source, a first switch connected to one end of the transformer, a second switch connected to the other end of the transformer and switching power applied from the AC power source, the second switch A body diode connected in parallel to a switch, a first capacitor connected to one end of the second switch and charged by a current passing through the body diode, and a controller configured to control switching of the first switch and the second switch. In the control method of the LED power supply,
In order to smooth the current applied from the AC power supply, the turn-on switching pulse width of the first switch when the voltage of the AC power supply is at the peak point of the first switch when the voltage of the AC power supply is not at the peak point. Controlling the first switch to be shorter than a turn-on switching pulse width;
Turning on the second switch so that the first capacitor is discharged when the absolute value of the voltage of the AC power supply is lower than or equal to a predetermined value so as to reduce 120 Hz ripple occurring in the LED load; And
And increasing the turn-on switching pulse width of the first switch as the power factor becomes 0.9 or more so that the voltage of the AC power source moves away from the peak point. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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