KR102125810B1 - power supply apparatus and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력 공급 장치 및 방법에 대한 것으로, 실시예는 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭 동작하는 스위칭부를 포함하며, 상기 스위칭부의 스위칭 동작에 따라 입력 전원을 변환하여 출력하는 LLC 컨버터와 상기 LLC 컨버터의 출력을 입력받아 부하에 일정한 전원을 공급하는 LED 드라이버와 상기 LED 드라이버의 출력을 측정하는 센싱부 및 상기 센싱부의 측정 값에 따라 상기 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 전원 공급 장치 및 전원 공급 방법을 포함한다.The present invention relates to a power supply device and a method, and an embodiment includes a switching unit that switches according to a switching control signal, and converts and outputs input power according to the switching operation of the switching unit, and outputs the LLC converter. A power supply and a power supply method comprising an LED driver for receiving a constant power to a load, a sensing unit for measuring the output of the LED driver, and a control unit for generating the switching control signal according to the measured value of the sensing unit. Includes.

Figure R1020130024051
Figure R1020130024051

Description

전원 공급 장치 및 방법{power supply apparatus and method thereof}Power supply apparatus and method thereof

본 발명은 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 LED 드라이버의 출력에 상응하여 LLC 컨버터의 출력을 변화시키는 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply and a method. In particular, the present invention relates to a power supply and method for changing the output of an LLC converter in response to the output of an LED driver.

일반적으로, 조명장치는 백열전구를 비롯하여 형광등, 고휘도 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 등을 이용하여 가정이나 기타 실내외의 조명으로 활용되고 있다. 그 중, LED를 이용한 엘이디 조명장치는 일반 백열전구에 비해 소비 전력이 낮고 반영구적인 수명을 가지는 장점을 가진다.In general, the lighting device is used as a home or other indoor or outdoor lighting by using an incandescent light bulb, a fluorescent lamp, or a high-brightness light-emitting diode (LED). Among them, the LED lighting device using LEDs has an advantage of having a low power consumption and a semi-permanent life compared to a general incandescent lamp.

LED는 직류 전원에 의해 동작하는데 동일 광도에서 90~95% 정도의 에너지 절감 효과를 갖는다. 최근에는 반도체 기술의 발달로 일반 조명 등에 비하여 동일한 조도를 얻는데 필요한 전력의 소모가 1/10 정도에 지나지 않는 발광 다이오드가 차량용이나 보행용 신호등, 백라이트 등에 적용되고 있는 추세에 있다.The LED is operated by a DC power source and has an energy saving effect of about 90 to 95% at the same brightness. Recently, with the development of semiconductor technology, light-emitting diodes that consume only about 1/10 of the power required to obtain the same illuminance compared to general lighting are applied to vehicles, pedestrian traffic lights, and backlights.

종래의 조명 장치의 경우에는 220V 교류 전원을 사용하므로 별도의 전원장치가 불필요하였으나, 발광 다이오드는 직류 전원을 이용하기 때문에 주변에서 공급되는 상용 교류 전원을 직류 전원으로 정류하고, LED가 필요로 하는 크기의 전류를 공급할 필요가 있다. 따라서 LED는 별도의 전원 공급 장치를 필요로 한다.In the case of the conventional lighting device, a separate power supply is unnecessary because 220V AC power is used, but since the light emitting diode uses DC power, the commercial AC power supplied from the surroundings is rectified by DC power, and the size required by the LED It is necessary to supply the current. Therefore, the LED requires a separate power supply.

전원 공급장치는 교류 전압을 LED 모듈의 구동 전압에 의해 결정된 직류 전압으로 바꾸어주는 AC-DC 컨버터와 LED Driver를 포함한다. 이 때 AC-DC 컨버터와 LED Driver가 일체로 형성된 일체형 전원 공급장치와, AC-DC 컨버터와 LED Driver로 분리된 분리형 전원 공급 장치가 일반적으로 이용된다.The power supply includes an AC-DC converter and an LED driver that converts an AC voltage into a DC voltage determined by the driving voltage of the LED module. At this time, an AC-DC converter and an integrated power supply unit in which the LED driver is integrally formed, and an AC-DC converter and an isolated power supply unit separated by the LED driver are generally used.

도 1을 참고하면, 전원 공급 장치는 AC-DC 컨버터(10)와 LED Driver(30)를 포함한다. 일반적으로 LED 전원 공급 장치에 이용되는 AC-DC 컨버터는 AC-DC 변환부(11)와 DC-DC 효율 개선을 위한 LLC 컨버터(13)를 포함한다. 입력 교류 신호가 AC-DC 변환부(11)에서 DC 신호로 변환되고 LLC 컨버터(13)에서는 LED가 필요로 하는 크기의 직류 신호로 입력 신호의 크기를 변환하여 출력한다.Referring to FIG. 1, the power supply includes an AC-DC converter 10 and an LED Driver 30. In general, the AC-DC converter used in the LED power supply includes an AC-DC converter 11 and an LLC converter 13 for improving DC-DC efficiency. The input AC signal is converted into a DC signal by the AC-DC converter 11, and the LLC converter 13 converts and outputs the size of the input signal into a DC signal having a size required by the LED.

LED Driver(30)는 LLC 컨버터의 출력 DC 신호를 LED가 필요로 하는 크기의 신호로 변환하여 LED에 공급한다.The LED Driver 30 converts the output DC signal of the LLC converter into a signal having a size required by the LED and supplies it to the LED.

최근에는 하나의 제품으로 다양한 제품군을 형성하기 위해 2배 이상의 넓은 출력 범위를 요구하고 있다. 그러나 종래 LLC(13)컨버터와 LED Driver(30)를 그대로 이용하여 넓은 출력 범위에서 동작시키는 경우 스위칭 손실에 의해 한계를 갖게 된다.Recently, more than double the output range is required to form a variety of product lines with a single product. However, when operating in a wide output range using the conventional LLC 13 converter and the LED Driver 30 as it is, there is a limit due to switching loss.

따라서 넓은 입력 전압 범위에서 스위칭 손실에 의한 효율 및 발열 문제를 개선할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to improve efficiency and heat generation problems due to switching losses in a wide input voltage range.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 개선된 전원 공급 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 스위칭 손실이 개선된 전원 공급 장치 및 전원 공급 방법을 제공한다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide an improved power supply and method. The present invention provides a power supply and a power supply method with improved switching loss.

실시예는 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭 동작하는 스위칭부를 포함하며, 상기 스위칭부의 스위칭 동작에 따라 입력 전원을 변환하여 출력하는 LLC 컨버터와 상기 LLC 컨버터의 출력을 입력받아 부하에 일정한 전원을 공급하는 LED 드라이버와 상기 LED 드라이버의 출력을 측정하는 센싱부 및 상기 센싱부의 측정 값에 따라 상기 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 전원 공급 장치를 포함한다.The embodiment includes a switching unit that operates in accordance with the switching control signal, and converts and outputs input power according to the switching operation of the switching unit, and an LLC converter that receives the output of the LLC converter and supplies constant power to the load. And a sensing unit measuring an output of the LED driver and a control unit generating the switching control signal according to the measured value of the sensing unit.

실시예는 LLC 컨버터, 상기 LLC 컨버터의 출력으로 부하에 일정한 전원을 공급하는 LED 드라이버, 상기 LED 드라이버의 출력을 측정하는 센싱부 및 상기 센싱부의 측정 값에 따라 상기 LLC 컨버터로 스위칭 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 전원 공급 장치의 전원 공급 방법에 있어서, 상기 제어부의 기준 동작을 설정하는 단계와 상기 LED 드라이버의 출력을 측정하는 단계 및 상기 스위칭 제어 신호의 주파수를 제어하는 단계를 포함하는 전력 공급 방법을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, an LLC converter, an LED driver that supplies a constant power to a load through the output of the LLC converter, a sensing unit measuring the output of the LED driver, and outputting a switching control signal to the LLC converter according to the measured values of the sensing unit A power supply method of a power supply device including a control unit, the method comprising: setting a reference operation of the control unit, measuring an output of the LED driver, and controlling a frequency of the switching control signal. It includes.

실시예는 스위칭 손실이 개선된 전원 공급 장치를 제공한다.Embodiments provide a power supply with improved switching losses.

실시예는 스위칭 손실을 줄이기 위하여 LED 드라이버의 출력 전압 가변 정도에 따라 LLC 출력 전압도 동시에 가변시킴으로써 LED 드라이버의 입출력비를 고정하여 출력 전 범위에서 스위칭 손실을 줄일 수 있다.In an embodiment, in order to reduce the switching loss, the LLC output voltage is also simultaneously changed according to the degree of variation in the output voltage of the LED driver, so that the input/output ratio of the LED driver is fixed to reduce the switching loss in the entire output range.

실시예는 스위칭 손실을 줄여 전원 공급 장치의 효율 및 발열 문제를 개선할 수 있다.Embodiments may improve switching efficiency and heat generation problems by reducing switching losses.

도 1은 종래 LED 전원 공급 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 전원 공급 장치의 블록도이다.
도 3은 도 2의 전원 공급 장치 회로도이다.
도 4는 도 3의 제어부 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예인 전원 공급 장치의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 도 5의 제어부 피드백 동작을 설명하는 흐름도이다.1 is a block diagram showing a conventional LED power supply.
2 is a block diagram of a power supply device according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram of the power supply of FIG. 2.
4 is a control circuit diagram of FIG. 3.
5 is a flowchart illustrating the operation of a power supply device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart for explaining a control unit feedback operation of FIG. 5.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. .

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary. In addition, terms such as “…unit”, “…group”, and “module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. have.

이하 도 2 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 일 실시예인 전원 공급 장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, a power supply device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4.

도 2는 본 발명의 일 실시예인 전원 공급 장치의 블록도이고, 도 3은 도 2의 전원 공급 장치 회로도이고, 도 4는 도 3의 제어부 회로도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예인 전원 공급 장치의 동작을 설명하는 흐름도이다.2 is a block diagram of a power supply that is an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a power supply circuit diagram of FIG. 2, FIG. 4 is a control circuit diagram of FIG. 3, and FIG. 5 is a power supply that is an embodiment of the present invention It is a flow chart explaining the operation of the device.

도 2를 참고하면, 본 발명의 전원 공급 장치(50)는 SMPS(Switching Mode Power Supply)부(100), LED 드라라이버(300), 센싱부(500), 제어부(700)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the power supply device 50 of the present invention includes a switching mode power supply (SMPS) unit 100, an LED driver 300, a sensing unit 500, and a control unit 700.

SMPS부(100)는 외부에서 공급되는 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고, 변환한 직류 전원을 소정의 크기로 변환하여 일정한 크기의 직류 전원을 LED 드라이버(300)로 공급한다.The SMPS unit 100 converts commercial AC power supplied from the outside into DC power, converts the converted DC power into a predetermined size, and supplies DC power of a predetermined size to the LED driver 300.

LED 드라이버(300)는 SMPS부(100)의 출력을 입력받아 스위칭 제어를 통하여 광원에 일정한 크기의 전원이 공급되도록 유지한다. 일정한 크기의 전원은 일정한 크기의 전류일 수 있다.The LED driver 300 receives the output of the SMPS unit 100 and maintains a constant size of power supplied to the light source through switching control. The constant-sized power supply may be a constant-sized current.

센싱부(500)는 LED 드라이버(300)의 출력을 측정하여 측정 결과를 제어부(700)로 전송한다.The sensing unit 500 measures the output of the LED driver 300 and transmits the measurement result to the control unit 700.

제어부(700)는 센싱부(500)로 부터 입력받은 신호의 크기를 비교하여 SMPS부(100)로 제어 신호를 출력한다. The control unit 700 compares the magnitude of the signal received from the sensing unit 500 and outputs a control signal to the SMPS unit 100.

제어부(700)는 LED 드라이버(300)의 출력 변화 정도에 따라 SMPS부(100)의 출력을 제어할 수 있다. 따라서 LED 드라이버(300)의 출력이 감소하는 경우 SMPS부(100)의 출력을 감소시키고, LED 드라이버(300)의 출력이 증가하는 경우 SMPS부(100)의 출력을 증가시킬 수 있다. SMPS부(100)의 출력 변화는 SMPS부(100)에 포함되는 LLC 컨버터(200)의 출력 변화 일 수 있다.The control unit 700 may control the output of the SMPS unit 100 according to the degree of change in the output of the LED driver 300. Accordingly, when the output of the LED driver 300 decreases, the output of the SMPS unit 100 may be reduced, and when the output of the LED driver 300 increases, the output of the SMPS unit 100 may be increased. The output change of the SMPS unit 100 may be an output change of the LLC converter 200 included in the SMPS unit 100.

LED 드라이버(300)의 출력 변화에 따라 LLC 컨버터(200)의 출력을 변화시킴으로써, LED 드라이버(300)의 입출력 비를 거의 동일하도록 할 수 있다.
By changing the output of the LLC converter 200 according to the output change of the LED driver 300, it is possible to make the input/output ratio of the LED driver 300 substantially the same.

다음으로 도 3을 참고하여, 더욱 자세히 설명한다.Next, with reference to FIG. 3, it will be described in more detail.

SMPS부(100)는 필터부(110), 역률 개선부(120), 입력 커패시터(C100), LLC 컨버터(200)를 포함한다.The SMPS unit 100 includes a filter unit 110, a power factor improving unit 120, an input capacitor C100, and an LLC converter 200.

필터부(110)는 입력 전원에 포함되어 있는 노이즈 등의 불필요한 성분을 제거할 수 있다. 필터부(110)는 인덕터와 커패시터를 포함하고, 인덕터와 커패시터를 직병렬로 연결하여 구성할 수 있다.The filter unit 110 may remove unnecessary components such as noise included in the input power. The filter unit 110 includes an inductor and a capacitor, and may be configured by connecting the inductor and the capacitor in series and parallel.

역률 개선부(120)는 상용 교류 전원의 고조파 규제를 만족하기 위한 것으로서 필터부(110)와 입력 커패시터(C100) 사이에 연결되어, 입력 전원의 역률을 개선 시킬 수 있다.The power factor improving unit 120 is for satisfying the harmonic regulation of a commercial AC power supply, and is connected between the filter unit 110 and the input capacitor C100 to improve the power factor of the input power.

입력 커패시터(C100)는 역률 개선부(120)의 출력을 입력받아 직류 전원으로 변환하여 LLC 컨버터(200)에 직류 전원을 공급할 수 있다.The input capacitor C100 may receive the output of the power factor improving unit 120 and convert it into DC power to supply DC power to the LLC converter 200.

LLC 컨버터(200)는 입력받은 직류 전원을 광원을 구동하기 위해 소정의 크기로 변환하여 출력한다.The LLC converter 200 converts the input DC power into a predetermined size to drive the light source, and outputs it.

LLC 컨버터(200)는 스위칭부(230), LC 공진 탱크(240), 변압기(250), 정류부(260)를 포함한다.The LLC converter 200 includes a switching unit 230, an LC resonance tank 240, a transformer 250, and a rectifying unit 260.

스위칭부(230)는 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭 주기를 조절하고, 스위칭 주기에 따라 LLC 컨버터(200)의 출력을 조절할 수 있다. 스위칭부(230)는 스위칭 소자(Q231, Q232)를 포함한다. 스위칭 소자(Q231, Q232)는 트랜지스터 일 수 있다. 스위칭부(230)는 하프 브릿지 또는 풀 브릿지 형태로 구성될 수 있고, 스위칭 소자(Q231, Q232)를 직병렬로 연결하여 구성할 수 있다.The switching unit 230 may adjust the switching period according to the switching control signal and the output of the LLC converter 200 according to the switching period. The switching unit 230 includes switching elements Q231 and Q232. The switching elements Q231 and Q232 may be transistors. The switching unit 230 may be configured in the form of a half bridge or a full bridge, and may be configured by connecting the switching elements Q231 and Q232 in series and parallel.

LC 공진 탱크(240)는 공진 커패시터(C240), 공진 인덕터(L240)를 포함하고, 공진 커패시터(C240)와 공진 인덕터(L240)를 직렬로 연결하여 구성할 수 있다.The LC resonant tank 240 may include a resonant capacitor C240 and a resonant inductor L240, and may be configured by connecting the resonant capacitor C240 and the resonant inductor L240 in series.

LC 공진 탱크(240)는 스위칭부(230)의 동작에 따라 변압기(250)와 공진을 일으켜 LLC 컨버터(200)의 효율을 증가시킨다.The LC resonance tank 240 causes resonance with the transformer 250 according to the operation of the switching unit 230 to increase the efficiency of the LLC converter 200.

변압기(250)는 1차측 권선(L251), 2차측 권선(L253, L255)을 포함한다. 2차측 권선(L253, L255)은 2차측 제1 권선(L253)과 2차측 제2 권선(L255)를 포함한다.The transformer 250 includes primary windings L251 and secondary windings L253 and L255. The secondary-side windings L253 and L255 include a secondary-side first winding L253 and a secondary-side second winding L255.

변압기(250)는 1차측 권선(L251)에 입력되는 전원을 소정의 크기로 변환하여 2차측 권선(L253, L255)을 통해 출력할 수 있다. 변압기(250)는 1차측 권선(L251)과 2차측 권선(L253, L255)의 권선비에 따라 변압기(250)에 입력되는 전원의 크기를 변환하여 2차측 권선(L253, L255)으로 출력할 수 있다.The transformer 250 may convert power input to the primary winding L251 to a predetermined size and output the secondary windings L253 and L255. The transformer 250 may convert the size of power input to the transformer 250 according to the winding ratios of the primary windings L251 and the secondary windings L253 and L255 and output the secondary windings L253 and L255. .

정류부(260)는 정류 소자(D261, D262)와 출력 커패시터(C260)를 포함한다. 정류소자(D261, D262)는 다이오드 또는 트랜지스터 일 수 있다.The rectifying unit 260 includes rectifying elements D261 and D262 and an output capacitor C260. The rectifying elements D261 and D262 may be diodes or transistors.

정류부(260)는 변압기(250)의 출력을 정류하고 평활하여 LED 드라이버(300)로 일정한 직류 전원을 출력할 수 있다.
The rectifier 260 rectifies and smooths the output of the transformer 250 to output a constant DC power to the LED driver 300.

LED 드라이버(300)는 SMPS부(100)와 LED 패널(400) 사이에 연결되어, SMPS부(100)에서 입력받은 직류 전원을 LED 패널(400)에서 원하는 크기의 직류 전원으로 변환하여 공급한다.The LED driver 300 is connected between the SMPS unit 100 and the LED panel 400 and converts and supplies DC power input from the SMPS unit 100 to DC power of a desired size in the LED panel 400.

LED 드라이버(300)는 컨버터를 포함한다. 상기 컨버터는 DC-DC 컨버터 일 수 있다.The LED driver 300 includes a converter. The converter may be a DC-DC converter.

일 실시예로 DC-DC 컨버터는 벅 컨버터 일 수 있다. 벅 컨버터는 스위칭 소자(Q300), 다이오드(D300), 필터 인덕터(L300), 필터 커패시터(C300)를 포함한다.In one embodiment, the DC-DC converter may be a buck converter. The buck converter includes a switching element Q300, a diode D300, a filter inductor L300, and a filter capacitor C300.

스위칭 소자(Q300)의 일단은 SMPS부(100)의 출력단에 연결되고, 타단은 다이오드(D300)에 역방향으로 연결된다. 필터 인덕터(L300)의 일단은 다이오드(D300)에 역방향으로 연결되고, 타단은 필터 커패시터(C300)의 일단에 연결된다. 필터 커패시터(C300)의 타단은 다이오드(D300)에 정방향으로 연결된다.One end of the switching element Q300 is connected to the output terminal of the SMPS unit 100, and the other end is connected to the diode D300 in the reverse direction. One end of the filter inductor L300 is connected to the diode D300 in the reverse direction, and the other end is connected to one end of the filter capacitor C300. The other end of the filter capacitor C300 is connected to the diode D300 in the forward direction.

벅 컨버터는 스위칭 소자(Q300)의 듀티비를 조절하여, SMPS(100)에서 공급되는 직류 전원을 변환하여 LED 패널(400)에서 필요로 하는 크기의 직류 전원을 공급할 수 있다. 다이오드(D300)는 스위칭 소자 오프 시 전류의 패스를 제공하고, 필터 인덕터(L300)와 필터 커패시터(C300)는 LED 패널(400)에 공급되는 전원에 포함되는 노이즈 또는 리플 성분을 제거할 수 있다.The buck converter may adjust the duty ratio of the switching element Q300 to convert the DC power supplied from the SMPS 100 to supply DC power having a size required by the LED panel 400. The diode D300 provides a path of current when the switching element is off, and the filter inductor L300 and the filter capacitor C300 may remove noise or ripple components included in power supplied to the LED panel 400.

상기 LED 드라이버(300)의 DC-DC 컨버터는 벅 컨버터뿐만 아니라 부스트 컨버터, 벅-부스트 컨버터, 플라이백 컨버터, 포워드 컨버터, 플라이백-포워드 컨버터 등의 DC-DC 컨버터 일 수 있다.The DC-DC converter of the LED driver 300 may be a DC-DC converter such as a boost converter, a buck-boost converter, a flyback converter, a forward converter, a flyback-forward converter, as well as a buck converter.

상기 LED 드라이버(300)의 DC-DC 컨버터는 스위칭 소자(Q300)의 온/오프 주기를 조절하여 LED 패널(400)에 공급하는 전력을 변환할 수 있다. 스위칭 소자(Q300)는 온/오프 시 스위칭 손실이 발생한다. 스위칭 손실은 SMPS부(100)의 출력과 LED 패널(400)에 공급되는 전력 차가 커질수록 증가한다. 더욱 자세히, LLC 컨버터(200)의 출력과 LED 드라이버(300)의 출력 차가 커질수록 증가한다. 따라서 LLC 컨버터(200)의 출력 제어를 통하여 스위칭 손실을 줄여 전원 공급 장치의 효율 및 발열 문제를 개선할 필요가 있다. 실시예는 스위칭 손실을 줄이기 위해 LED 드라이버(300)의 출력 전압 가변 정도에 따라 LLC 컨버터(200)의 출력 전압도 동시에 가변시켜 LED 드라이버(300)의 입출력 비를 고정하여 스위칭 손실을 줄인다.
The DC-DC converter of the LED driver 300 may convert the power supplied to the LED panel 400 by adjusting the on/off cycle of the switching element Q300. The switching element Q300 has a switching loss when it is turned on/off. The switching loss increases as the power difference between the output of the SMPS unit 100 and the LED panel 400 increases. More specifically, the difference between the output of the LLC converter 200 and the output of the LED driver 300 increases. Therefore, it is necessary to improve the efficiency of the power supply and the heat generation problem by reducing the switching loss through the output control of the LLC converter 200. In an embodiment, in order to reduce switching loss, the output voltage of the LLC converter 200 is also changed at the same time according to the degree of variation in the output voltage of the LED driver 300 to fix the input/output ratio of the LED driver 300 to reduce switching loss.

LED 패널(400)은 LED 드라이버(300)의 출력을 입력받아 발광하는 광원으로, 적어도 하나의 LED를 포함한다. LED 패널(400)은 복수의 LED 소자를 직병렬로 연결하여 구성할 수 있다.
The LED panel 400 is a light source that receives the output of the LED driver 300 and emits light, and includes at least one LED. The LED panel 400 may be configured by connecting a plurality of LED elements in series and parallel.

센싱부(500)는 LED 드라이버(300)의 출력을 측정하여 측정 결과를 제어부(700)로 전송한다. 센싱부(500)는 LED 드라이버(300)의 출력 전류 또는 출력 전압 중 적어도 하나를 측정할 수 있다.
The sensing unit 500 measures the output of the LED driver 300 and transmits the measurement result to the control unit 700. The sensing unit 500 may measure at least one of the output current or output voltage of the LED driver 300.

제어부(700)는 보상부(760) 및 LLC IC(770)를 포함한다. 보상부(760)는 제1 보상부(710), 제2 보상부(730) 및 변환부(750)를 포함한다.The control unit 700 includes a compensation unit 760 and LLC IC (770). The compensation unit 760 includes a first compensation unit 710, a second compensation unit 730, and a conversion unit 750.

제1 보상부(710)는 비교 소자(716)와 기준 전압원(715)을 포함한다. The first compensator 710 includes a comparison element 716 and a reference voltage source 715.

비교 소자(716)는 OP-amp 또는 비교기 일 수 있다. The comparison element 716 can be an OP-amp or a comparator.

기준 전압원(715)은 직류 전압 일 수 있다. 제1 보상부(710)는 복수의 저항(711, 712, 713)과 커패시터(714)를 더 포함할 수 있다.The reference voltage source 715 may be a DC voltage. The first compensation unit 710 may further include a plurality of resistors 711, 712, and 713 and a capacitor 714.

일 실시예로 제1 저항(711)과 제2 저항(712)는 직렬로 연결될 수 있다. 제1 저항(711)의 일단은 LLC 컨버터(200)의 출력단에 연결되고 타단은 제2 저항(712)의 일단 및 비교 소자(716)의 (-)단에 연결될 수 있다. 제1 저항(711)과 제2 저항(712)의 비에 따라 LLC 컨버터(200)의 출력 전압을 분기하여 비교 소자(716)의 (-)단에 입력할 수 있다.In an embodiment, the first resistor 711 and the second resistor 712 may be connected in series. One end of the first resistor 711 may be connected to the output terminal of the LLC converter 200 and the other end may be connected to one end of the second resistor 712 and the negative terminal of the comparison element 716. According to the ratio of the first resistor 711 and the second resistor 712, the output voltage of the LLC converter 200 may be branched and input to the (−) terminal of the comparison element 716.

비교 소자(716)의 (-)단과 출력단 사이에는 제3 저항(713)과 커패시터(714)가 직렬 연결될 수 있다.비교 소자(716)의 (+)단에는 기준전압원(715)이 연결될 수 있다. 기준전압원(715)은 제1 보상부(710) 동작의 기준이 되는 직류 기준 전압을 입력할 수 있다.A third resistor 713 and a capacitor 714 may be connected in series between the (−) terminal and the output terminal of the comparison element 716. A reference voltage source 715 may be connected to the (+) terminal of the comparison element 716. . The reference voltage source 715 may input a DC reference voltage that is a reference for the operation of the first compensation unit 710.

제1 보상부(710)는 (-)단을 통해 입력되는 LLC 컨버터(200)의 출력과 (+)단을 통해 입력되는 기준 전압을 비교하여 변환부(750)를 통해 LLC IC(770)로 제어 정보를 전달할 수 있다.The first compensator 710 compares the output of the LLC converter 200 input through the (-) terminal and the reference voltage input through the (+) terminal to the LLC IC 770 through the converter 750. Control information can be transmitted.

제2 보상부(730)는 비교 소자(739)와 전압 입력단(738)을 포함할 수 있다. 전압 입력단(738)은 센싱부(500)와 연결되어 센싱부(500)에서 측정한 LED 드라이버(300)의 출력 전압 또는 출력 전류를 입력받을 수 있다. 제2 보상부(730)는 복수의 저항(731, 732, 733, 735, 736)과 커패시터(734, 737)를 더 포함할 수 있다.The second compensator 730 may include a comparison element 739 and a voltage input terminal 738. The voltage input terminal 738 may be connected to the sensing unit 500 to receive the output voltage or output current of the LED driver 300 measured by the sensing unit 500. The second compensation unit 730 may further include a plurality of resistors 731, 732, 733, 735, and 736 and capacitors 734 and 737.

일 실시예로 제4 저항(731)과 제5 저항(732)는 직렬로 연결될 수 있다. 제4 저항(731)의 일단은 LLC 컨버터(200)의 출력단에 연결되고 타단은 제5 저항(732)의 일단 및 비교 소자(739)의 (-)단에 연결될 수 있다. 제4 저항(731)과 제5 저항(732)의 비에 따라 LLC 컨버터(200)의 출력 전압을 분기하여 비교 소자(739)의 (-)단에 입력할 수 있다.In one embodiment, the fourth resistor 731 and the fifth resistor 732 may be connected in series. One end of the fourth resistor 731 may be connected to the output terminal of the LLC converter 200 and the other end may be connected to one end of the fifth resistor 732 and the negative terminal of the comparison element 739. According to the ratio of the fourth resistor 731 and the fifth resistor 732, the output voltage of the LLC converter 200 may be branched and input to the negative terminal of the comparison element 739.

비교 소자(739)의 (-)단과 출력단 사이에는 제6 저항(733)과 커패시터(734)가 연결될 수 있다. 제6 저항(733)과 커패시터(734)는 직렬로 연결될 수 있다.A sixth resistor 733 and a capacitor 734 may be connected between the negative terminal and the output terminal of the comparison element 739. The sixth resistor 733 and the capacitor 734 may be connected in series.

비교 소자(739)의 (+)단에는 커패시터(737)와 제8 저항(736)이 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 제7 저항(735)의 일단이 연결될 수 있다. 제7 저항(735)의 타단은 전압 입력단(738)에 연결될 수 있다. 제7 저항(735)과 제8 저항(736)은 전압 입력단(738)를 통해 입력되는 센싱부(500)의 측정 전압을 분기하여 비교 소자(739)의 (+)단으로 입력할 수 있다. 센싱부(500)에서 측정하는 LED 드라이버(300)의 출력은 LED 패널(400)의 동작에 따라 달라지기 때문에 전압 입력단(738)를 통해 비교 소자(739)로 입력되는 전압은 LED 패널(400)과 LED 드라이버(300)의 동작에 따라 가변한다.A capacitor 737 and an eighth resistor 736 may be connected to the (+) terminal of the comparison element 739 in parallel. In addition, one end of the seventh resistor 735 may be connected. The other end of the seventh resistor 735 may be connected to the voltage input terminal 738. The seventh resistor 735 and the eighth resistor 736 may branch the measured voltage of the sensing unit 500 input through the voltage input terminal 738 and input it to the (+) terminal of the comparison element 739. Since the output of the LED driver 300 measured by the sensing unit 500 depends on the operation of the LED panel 400, the voltage input to the comparison element 739 through the voltage input terminal 738 is the LED panel 400. And LED driver 300.

제2 보상부(730)는 (-)단을 통해 입력되는 LLC 컨버터(200)의 출력과 (+)단을 통해 입력되는 센싱부(500)의 측정 전압을 비교하여 변환부(750)를 통해 LLC IC(770)로 제어 정보를 전달할 수 있다.The second compensation unit 730 compares the output voltage of the LLC converter 200 input through the (-) terminal and the measured voltage of the sensing unit 500 input through the (+) terminal and converts it through the converter 750. Control information may be transmitted to the LLC IC 770.

변환부(750)는 LLC 컨버터(200)의 출력단, 제1 보상부(710)와 제2 보상부(730)의 출력단 및 LLC IC(770)사이에 연결될 수 있다.The converter 750 may be connected between the output terminal of the LLC converter 200, the output terminal of the first compensation unit 710 and the second compensation unit 730, and the LLC IC 770.

변환부(750)는 제1 보상부(710)와 제2 보상부(730)의 동작에 따라 변환부(750)를 흐르는 전류를 측정하고 이를 변환하여 제어 IC(770)로 출력한다.The converter 750 measures the current flowing through the converter 750 according to the operation of the first compensation unit 710 and the second compensation unit 730, converts the current, and outputs it to the control IC 770.

일 실시예로 변환부(750)는 옵토 커플러 일 수 있다. 이 경우, 변환부(750)는 광원(751)과 광 검출기(753)을 포함할 수 있다. 일 실시예로 광원(751)은 발광 다이오드 일 수 있다. 또한 광 검출기(753)은 포토 다이오드 또는 포토 트랜지스터일 수 있다.In one embodiment, the conversion unit 750 may be an optocoupler. In this case, the conversion unit 750 may include a light source 751 and a photo detector 753. In one embodiment, the light source 751 may be a light emitting diode. Also, the photo detector 753 may be a photodiode or a phototransistor.

제1 보상부(710)와 변환부(750) 그리고 제2 보상부(730)와 변환부(750) 사이에는 각각 정류 소자(D710, D730)가 연결될 수 있다. 상기 정류 소자(D710, D730)는 다이오드 일 수 있다. 제1 정류 소자(D710)은 제1 보상부(710)의 출력단에 역방향으로 연결될 수 있다. 제2 정류 소자(D730)은 제2 보상부(730)의 출력단에 역방향으로 연결될 수 있다. 제1 정류 소자(D710) 및 제2 정류 소자(D730)는 센싱부(500)의 측정 결과에 따라 제1 보상부(710) 또는 제2 보상부(730)가 선택적으로 동작할 수 있도록 할 수 있다.Rectifying elements D710 and D730 may be connected between the first compensation unit 710 and the conversion unit 750 and the second compensation unit 730 and the conversion unit 750, respectively. The rectifying elements D710 and D730 may be diodes. The first rectifying device D710 may be connected to the output terminal of the first compensator 710 in the reverse direction. The second rectifying device D730 may be connected to the output terminal of the second compensator 730 in the reverse direction. The first rectifying device D710 and the second rectifying device D730 may selectively enable the first compensation unit 710 or the second compensation unit 730 to operate according to the measurement result of the sensing unit 500. have.

LLC IC(770)는 보상부(760)의 출력에 따라 LLC 컨버터(200)로 제어 신호를 출력할 수 있다. 더욱 자세히, LLC 컨버터(200)의 스위칭 소자(Q231, Q232)로 제어 신호를 출력할 수 있다. 더욱 자세히, 상기 제어 신호는 스위칭 주파수 제어 신호일 수 있고, 스위칭 주파수를 조절하여 LLC 컨버터의 출력을 조절할 수 있다.The LLC IC 770 may output a control signal to the LLC converter 200 according to the output of the compensation unit 760. In more detail, control signals may be output to the switching elements Q231 and Q232 of the LLC converter 200. In more detail, the control signal may be a switching frequency control signal, and the output of the LLC converter may be adjusted by adjusting the switching frequency.

LLC IC(770)는 보상부(750)의 출력에 따라 위상이 서로 반대인 2개의 제1, 2 스위칭 제어 신호를 이용하여 스위칭부(230)의 스위칭 동작을 제어한다.The LLC IC 770 controls the switching operation of the switching unit 230 using two first and second switching control signals whose phases are opposite to each other according to the output of the compensation unit 750.

제1 스위칭 소자(Q231)는 제1 스위칭 신호에 의해 동작하고, 제2 스위칭 소자(Q232)는 제2 스위칭 신호에 의해 동작한다. The first switching element Q231 is operated by the first switching signal, and the second switching element Q232 is operated by the second switching signal.

더욱 자세히, 제1 스위칭 신호가 하이 레벨이고, 제2 스위칭 신호가 로우 레벨이면, 제1 스위칭 소자(Q231)가 온(on)되고, 제2 스위칭 소자(Q232)가 오프(off)된다. More specifically, when the first switching signal is at a high level and the second switching signal is at a low level, the first switching element Q231 is turned on and the second switching element Q232 is turned off.

반대로 제1 스위칭 신호가 로우 레벨이고, 제2 스위칭 신호가 하이 레벨이면, 제2 스위칭 소자(Q232)가 온 되고 제1 스위칭 소자(Q231)가 오프된다.Conversely, when the first switching signal is at a low level and the second switching signal is at a high level, the second switching element Q232 is turned on and the first switching element Q231 is turned off.

즉, 제어부(700)는 센싱부(500)에서 입력받은 신호의 크기를 비교하여 LLC 컨버터(200)의 스위칭부(230)로 주파수 제어 신호를 출력한다. 제어부(700)는 LED 드라이버(300)의 출력 변화 정도에 따라 LLC 컨버터(200)의 출력을 제어할 수 있다. 따라서 LED 드라이버(300)의 출력이 감소하는 경우 LLC 컨버터(200)의 출력을 감소시키고, LED 드라이버(300)의 출력이 증가하는 경우 LLC 컨버터(200)의 출력을 증가시킬 수 있다. That is, the control unit 700 compares the magnitude of the signal input from the sensing unit 500 and outputs a frequency control signal to the switching unit 230 of the LLC converter 200. The controller 700 may control the output of the LLC converter 200 according to the degree of change in the output of the LED driver 300. Accordingly, when the output of the LED driver 300 decreases, the output of the LLC converter 200 may be reduced, and when the output of the LED driver 300 increases, the output of the LLC converter 200 may be increased.

LED 드라이버(300)의 출력 변화에 따라 LLC 컨버터(200)의 출력을 변화시킴으로써, LED 드라이버(300)의 입출력 비를 거의 동일하도록 할 수 있다. 이를 통해 LED 드라이버(300)의 스위칭 소자(Q300)의 스위칭 손실을 줄일 수 있다.
By changing the output of the LLC converter 200 according to the output change of the LED driver 300, it is possible to make the input/output ratio of the LED driver 300 substantially the same. Through this, the switching loss of the switching element Q300 of the LED driver 300 can be reduced.

다음으로 도 5 및 도 6을 참고하여, 본 발명의 일 실시예인 전원 공급 장치의 동작을 설명한다.Next, with reference to FIGS. 5 and 6, the operation of the power supply device according to an embodiment of the present invention will be described.

도 5를 참고하면, 먼저 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 LLC 컨버터(200)에 공급한다(S110). 교류-직류 변환 단계에서는 필터링 단계 및 역률 개선 단계가 더 포함될 수 있다.Referring to FIG. 5, first, input AC power is converted to DC power and supplied to the LLC converter 200 (S110 ). In the AC-DC conversion step, a filtering step and a power factor improvement step may be further included.

다음으로 LLC 컨버터(220)는 스위칭 주파수 제어를 통하여 입력 직류 전원을 소정의 크기로 변환하여 LED 드라이버(300)로 출력한다(S130).Next, the LLC converter 220 converts the input DC power into a predetermined size through switching frequency control and outputs it to the LED driver 300 (S130).

다음으로 LED 드라이버(300)는 LLC 컨버터(200)의 출력을 입력받아 스위칭 제어를 통하여 광원에 일정한 크기의 전원이 공급되도록 유지한다. 일정한 크기의 전원은 일정한 크기의 전류일 수 있다(S150).Next, the LED driver 300 receives the output of the LLC converter 200 to maintain a constant size of power supplied to the light source through switching control. The constant-sized power supply may be a constant-sized current (S150).

다음으로 센싱부(500)는 LED 드라이버(300)의 출력을 측정하여 측정 결과를 제어부(700)로 전송한다(S170).Next, the sensing unit 500 measures the output of the LED driver 300 and transmits the measurement result to the control unit 700 (S170).

마지막으로 제어부(700)는 센싱부(500)로 부터 입력받은 신호의 크기를 비교하여 LLC 컨버터(200)로 피드백 신호를 전송한다(S190). 상기 피드백 신호는 스위칭 주파수 제어 신호일 수 있다.
Finally, the control unit 700 compares the size of the signal received from the sensing unit 500 and transmits a feedback signal to the LLC converter 200 (S190). The feedback signal may be a switching frequency control signal.

도 6을 참고하여, 제어부(700)의 피드백 동작에 대하여 설명한다.Referring to FIG. 6, the feedback operation of the control unit 700 will be described.

먼저, 보상부(760)의 기준 값을 설정한다(S191). 제1 보상부(710)와 제2 보상부(730)의 기준 값을 각각 설정할 수 있다. 일 실시예로 LED 드라이버(300)의 출력 전압이 최고일 때 LLC 컨버터(200)가 최고의 출력을 낼 수 있도록 LED 드라이버(300)의 출력 전압이 최고일 때를 기준으로 제1 보상부(710)의 기준 전압원(715) 및 소자 값을 결정하고, 제2 보상부(730)의 소자 값을 결정할 수 있다. LED 드라이버(300)의 출력 전압이 최고일 때, LLC IC(770)에서 LLC 컨버터(200)의 주파수 제어를 통해 스위칭 제어 신호를 스위칭부(230)로 전송할 수 있도록 보상부(760)를 설정할 수 있다.First, a reference value of the compensation unit 760 is set (S191). The reference values of the first compensation unit 710 and the second compensation unit 730 may be set, respectively. In one embodiment, the first compensation unit 710 based on when the output voltage of the LED driver 300 is the highest so that the LLC converter 200 can output the best output when the output voltage of the LED driver 300 is the highest. The reference voltage source 715 and the device value of the may be determined, and the device value of the second compensation unit 730 may be determined. When the output voltage of the LED driver 300 is the highest, the compensation unit 760 can be set so that the switching control signal can be transmitted from the LLC IC 770 to the switching unit 230 through the frequency control of the LLC converter 200. have.

일 실시예로 LED 드라이버(300)의 출력이 26 ~ 54V 사이에서 동작하는 경우, LED 드라이버(300)의 출력이 54 V 일 때 LLC 컨버터(200)의 출력이 60 V가 되도록 설정할 수 있다.In an embodiment, when the output of the LED driver 300 operates between 26 and 54V, when the output of the LED driver 300 is 54 V, the output of the LLC converter 200 may be set to 60 V.

이하 본 실시예를 기준으로 설명한다.It will be described below based on this embodiment.

LED 드라이버(300)의 출력 전압이 최고인 54 V에서 LLC 컨버터(200)의 출력이 최대인 60 V가 되도록 설정할 수 있다. LLC 컨버터(200)의 출력은 스위칭 주파수에 따라 달라 질 수 있고, LLC 컨버터(200)의 주파수 제어를 통해 스위칭 제어 신호를 스위칭부(230)로 출력하여 LLC 컨버터(200)가 60 V의 최대 출력을 내도록 설정할 수 있다.It can be set so that the output of the LLC converter 200 is 60 V, which is the maximum from 54 V, which is the maximum output voltage of the LED driver 300. The output of the LLC converter 200 may vary depending on the switching frequency, and the LLC converter 200 outputs a maximum output of 60 V by outputting a switching control signal to the switching unit 230 through frequency control of the LLC converter 200. Can be set to

다음으로 센싱부(500)의 LED 드라이버(300)의 출력 측정 결과에 따라 보상부(760)의 동작을 결정할 수 있다(S193).Next, the operation of the compensation unit 760 may be determined according to the output measurement result of the LED driver 300 of the sensing unit 500 (S193).

기본 설계에 따라 LED 드라이버(300)의 출력 값이 최대값인 경우 LLC 컨버터(200)의 공진 주파수와 동일한 주파수로 스위칭 제어 신호를 출력하도록 할 수 있다. 이 경우 제1 보상부(710)와 제2 보상부(730)의 출력단에 연결된 다이오드(D710, D730)는 턴온되어 제1 보상부(710)의 출력단과 제2 보상부(730)의 출력단에 전류가 흐를 수 있다.According to the basic design, when the output value of the LED driver 300 is the maximum value, the switching control signal may be output at the same frequency as the resonance frequency of the LLC converter 200. In this case, the diodes D710 and D730 connected to the output terminals of the first compensation unit 710 and the second compensation unit 730 are turned on to the output terminals of the first compensation unit 710 and the output terminals of the second compensation unit 730. Current may flow.

예를 들어 LED 드라이버(300)의 출력 전압이 54 V인 경우, LED 드라이버의 최대값이 출력되고 있으므로 제1 보상부(710)와 제2 보상부(730)가 모두 동작하고 설정된 기준 값에 따라 LLC IC(770)는 LLC 컨버터(200)의 주파수를 감소시키는 제어를 통해 스위칭 제어 신호를 스위칭부(230)로 출력할 수 있다. 기본 설정에 따라 LLC 컨버터(200)의 출력을 최대값(60 V)으로 유지한다. 따라서 LED 드라이버(300)의 입출력 비는 동일하게 유지될 수 있다.For example, when the output voltage of the LED driver 300 is 54 V, since the maximum value of the LED driver is output, both the first compensation unit 710 and the second compensation unit 730 operate and according to the set reference value The LLC IC 770 may output a switching control signal to the switching unit 230 through control that reduces the frequency of the LLC converter 200. According to the basic setting, the output of the LLC converter 200 is maintained at a maximum value (60 V). Therefore, the input/output ratio of the LED driver 300 can be kept the same.

다음으로 LED 드라이버(300)의 출력 범위에 따른 보상부(760)의 동작에 대하여 설명한다.Next, the operation of the compensation unit 760 according to the output range of the LED driver 300 will be described.

LED 드라이버(300)의 출력 값이 최소 값 미만인 경우(예를 들어 26 V 미만인 경우) LED 드라이버(300)의 출력에 맞추어 LLC 컨버터(200)의 출력을 조절할 수 있다(S194). 이 경우 제1 다이오드(D710)가 오픈되어 제1 보상부(710)에는 전류가 흐르지 않고, 제2 보상부(730)에만 전류가 흐르게 된다. 제2 보상부(730)의 (+)단에는 센싱부(500)의 측정 값이 입력되고, (-)단에는 LLC 컨버터(200)의 출력이 저항에 의해 분배되어 입력된다. 비교 결과는 LLC IC(770)로 출력되며, LLC IC(770)는 센싱부(500)의 측정 값에 따라 스위칭 제어 신호를 출력한다.When the output value of the LED driver 300 is less than the minimum value (for example, less than 26 V), the output of the LLC converter 200 may be adjusted according to the output of the LED driver 300 (S194). In this case, the first diode D710 is opened so that no current flows through the first compensation unit 710, and only current flows through the second compensation unit 730. The measured value of the sensing unit 500 is input to the (+) terminal of the second compensation unit 730, and the output of the LLC converter 200 is divided and input by the resistor at the (-) terminal. The comparison result is output to the LLC IC 770, and the LLC IC 770 outputs a switching control signal according to the measured value of the sensing unit 500.

LED 드라이버(300)의 출력 값이 최대값과 최소값 사이에서 동작하는 경우(예를 들어, 54V에서 26V로 전압범위가 변경되는 경우) 출력에 맞추어 스위칭 제어 신호의 주파수를 증가시킬 수 있다(S195). 이 경우 제1 보상부(710)의 임피던스가 증가됨에 따라 다이오드(D710)로 흐르는 전류는 줄어들기 시작하며 제2 보상부(730)의 출력단에 연결된 다이오드(D730)로 흐르는 전류가 증가되기 때문에 제어는 제 1 보상부(710)보다 제2 보상부(730)에 따라 제어가 지배적이게 된다.When the output value of the LED driver 300 operates between the maximum value and the minimum value (for example, when the voltage range is changed from 54V to 26V), the frequency of the switching control signal can be increased according to the output (S195). . In this case, as the impedance of the first compensator 710 increases, the current flowing to the diode D710 starts to decrease and the current flowing to the diode D730 connected to the output terminal of the second compensator 730 increases. Control is dominant according to the second compensation unit 730 than the first compensation unit 710.

LED 드라이버(300)의 출력 값이 낮아질수록, 스위칭부(230)에 전송되는 스위칭 제어 신호의 주파수는 증가할 수 있다. 주파수를 증가시켜 LLC 컨버터(200)의 이득을 낮출 수 있고, LLC 컨버터(200)의 출력 값을 낮출 수 있다. LED 드라이버(300)의 출력이 줄어들면, LLC 컨버터(200)의 출력 값도 줄어들기 때문에 LED 드라이버의 입출력 비는 동일하게 유지되고 LED 드라이버(300)의 스위칭 손실을 줄일 수 있다.As the output value of the LED driver 300 decreases, the frequency of the switching control signal transmitted to the switching unit 230 may increase. By increasing the frequency, the gain of the LLC converter 200 can be lowered, and the output value of the LLC converter 200 can be lowered. When the output of the LED driver 300 decreases, the output value of the LLC converter 200 also decreases, so that the input/output ratio of the LED driver remains the same and the switching loss of the LED driver 300 can be reduced.

LED 드라이버(300)의 출력 값이 최대 출력 범위를 이상이 요구 되는 경우 (예를들어, 54 V 이상 범위에서 동작하는 경우) 스위칭 주파수를 조절하여 최대 출력 범위의 정전압이 유지되도록 할 수 있다(S196). 이 경우 제2 다이오드(D730)는 오픈되며, 제2 보상부(730)에는 전류가 흐르지 않고 제1 보상부(710)에만 전류가 흐르게 된다. 제1 보상부(710)는 LLC 컨버터(200)가 최대 출력(60 V)을 낼 수 있도록 기본 설정되어 있으므로, LLC 컨버터(200)가 최대 출력을 내도록 할 수 있다.
When the output value of the LED driver 300 requires more than the maximum output range (for example, when operating in a range of 54 V or more), the switching frequency may be adjusted to maintain a constant voltage in the maximum output range (S196). ). In this case, the second diode D730 is opened, and current does not flow through the second compensation unit 730, but only current flows through the first compensation unit 710. Since the first compensator 710 is set so that the LLC converter 200 can output the maximum output (60 V), the LLC converter 200 can output the maximum output.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiment of the present invention described above is not implemented only through an apparatus and a method, and may be implemented through a program that realizes a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded. The implementation can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains from the description of the above-described embodiments.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

200 : LLC 컨버터
300 : LED Driver
500 : 센싱부
700 : 제어부200: LLC converter
300: LED Driver
500: sensing unit
700: control unit

Claims (25)

스위칭 제어 신호에 따라 스위칭 동작하는 스위칭부를 포함하며, 상기 스위칭부의 스위칭 동작에 따라 입력 전원을 변환하여 출력하는 LLC 컨버터;
상기 LLC 컨버터의 출력을 입력받아 부하에 일정한 전원을 공급하는 LED 드라이버;
상기 LED 드라이버의 출력을 측정하는 센싱부; 및
상기 센싱부의 측정 값에 따라 상기 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는
상기 LED 드라이버의 출력에 대응하여 상기 LLC 컨버터의 출력을 변경하는 보상부 및 주파수 제어 방식의 제어 집적회로를 포함하고,
상기 보상부는
기준 전압이 인가되고, 상기 기준 전압과 상기 LLC 컨버터의 출력을 비교하는 제1 비교소자를 포함하는 제1 보상부,
상기 센싱부의 측정 값이 인가되고, 상기 센싱부의 측정 값과 상기 LLC 컨버터의 출력을 비교하는 제2 비교소자를 포함하는 제2 보상부, 그리고
상기 제1 보상부와 상기 제2 보상부로 흐르는 전류를 변환하여 상기 제어 집적회로로 전달하는 변환부를 포함하고,
상기 제1 보상부 및 상기 제2 보상부는
상기 센싱부의 측정 값에 따라 선택적으로 동작하는 전원 공급 장치.It includes a switching unit for switching operation according to the switching control signal, LLC converter for converting and outputting input power according to the switching operation of the switching unit;
An LED driver that receives the output of the LLC converter and supplies constant power to the load;
A sensing unit for measuring the output of the LED driver; And
It includes a control unit for generating the switching control signal according to the measured value of the sensing unit,
The control unit
Compensation unit for changing the output of the LLC converter in response to the output of the LED driver and a control integrated circuit of a frequency control method,
The compensation unit
A first compensator comprising a first comparison element to which a reference voltage is applied and compares the reference voltage and the output of the LLC converter,
A second compensation unit including a second comparison element to which the measurement value of the sensing unit is applied and compares the measurement value of the sensing unit with the output of the LLC converter, and
And a conversion unit converting the current flowing through the first compensation unit and the second compensation unit and transferring the current to the control integrated circuit,
The first compensation unit and the second compensation unit
Power supply that selectively operates according to the measured value of the sensing unit. 제1항에 있어서,
상기 제1 보상부는
상기 제1 비교소자의 (+) 단에 상기 기준 전압이 인가되고, (-) 단에 상기 LLC 컨버터의 출력이 분압되어 인가되고,
상기 제2 보상부는
상기 제2 비교 소자의 (+) 단에 상기 센싱부의 측정 값이 분압되어 인가되고, (-) 단에 상기 LLC 컨버터의 출력이 분압되어 인가되는 전원 공급 장치.According to claim 1,
The first compensation unit
The reference voltage is applied to the (+) terminal of the first comparison element, and the output of the LLC converter is divided and applied to the (-) terminal,
The second compensation unit
A power supply device to which the measured value of the sensing unit is divided and applied to the (+) terminal of the second comparison element, and the output of the LLC converter is divided and applied to the (-) terminal. 제2항에 있어서,
상기 제1 비교 소자 및 제2 비교 소자는 각각
(-) 단과 출력단 사이에 직렬로 연결되는 저항과 커패시터, 그리고
출력단에 역방향으로 연결되는 정류 소자를 포함하는 전원 공급 장치.According to claim 2,
The first comparison element and the second comparison element are each
A resistor and capacitor connected in series between the (-) terminal and the output terminal, and
Power supply including a rectifying element connected in the reverse direction to the output terminal. 제1항에 있어서,
상기 LED 드라이버의 출력이 최대인 경우,
상기 기준 전압은, 상기 LLC 컨버터의 최대 출력을 기준으로 설정되며,
상기 제어 집적회로는 상기 LLC 컨버터의 주파수 제어를 통해 상기 스위칭 제어 신호를 출력하는 전원 공급 장치.According to claim 1,
When the output of the LED driver is the maximum,
The reference voltage is set based on the maximum output of the LLC converter,
The control integrated circuit is a power supply for outputting the switching control signal through the frequency control of the LLC converter. 제1항에 있어서,
상기 LED 드라이버의 출력이 설정된 최소 출력 이상 최대 출력 이하 범위인 경우,
상기 제1 보상부 및 제2 보상부가 함께 동작하며,
상기 LED 드라이버의 출력이 줄어들면, 상기 제1 보상부로 흐르는 전류는 줄어들고, 상기 제2 보상부로 흐르는 전류는 증가하는 전원 공급 장치.According to claim 1,
When the output of the LED driver is within a range of a set minimum output or more and a maximum output,
The first compensation unit and the second compensation unit operate together,
When the output of the LED driver decreases, the current flowing to the first compensator decreases, and the current flowing to the second compensator increases. 제1항에 있어서,
상기 LED 드라이버의 출력이 설정된 최소 출력 미만인 경우,
상기 제1 보상부는 동작하지 않고, 상기 제2 보상부는 동작하며,
상기 제어집적회로는 상기 LED 드라이버의 출력이 줄어들수록, 스위칭 제어 신호의 주파수를 증가시키는 전원 공급 장치.According to claim 1,
When the output of the LED driver is less than the set minimum output,
The first compensation unit does not operate, the second compensation unit operates,
The control integrated circuit is a power supply that increases the frequency of the switching control signal as the output of the LED driver decreases. 제1항에 있어서,
상기 LED 드라이버의 출력이 설정된 최대 출력 초과 범위를 요구하는 경우,
상기 제1 보상부는 동작하고, 상기 제2 보상부는 동작하지 않는 전원 공급 장치.According to claim 1,
When the output of the LED driver requests a set maximum output exceeding range,
The first compensation unit operates, and the second compensation unit does not operate. LLC 컨버터, 상기 LLC 컨버터의 출력으로 부하에 일정한 전원을 공급하는 LED 드라이버, 상기 LED 드라이버의 출력을 측정하는 센싱부 및 상기 센싱부의 측정 값에 따라 상기 LLC 컨버터로 스위칭 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 전원 공급 장치의 전원 공급 방법에 있어서,
상기 제어부의 기준 동작을 설정하는 단계;
상기 LED 드라이버의 출력을 측정하는 단계; 및
상기 스위칭 제어 신호의 주파수를 제어하는 단계를 포함하고,
상기 제어부의 기준 동작을 설정하는 단계는,
상기 LED 드라이버의 최대 출력에서 상기 LLC 컨버터는 최대 전원을 출력하도록 설정하는 단계를 포함하고,
상기 스위칭 제어 신호의 주파수를 제어하는 단계는
기준 전압이 인가되는 제1 보상부 및 상기 센싱부의 측정값이 인가되는 제2 보상부를 선택적으로 동작시켜 상기 주파수를 제어하는 단계를 포함하고,
상기 제어부의 기준 동작을 설정하는 단계는,
상기 LED 드라이버의 최대 출력에서 상기 LLC 컨버터가 최대 전원을 출력하도록 하고, 상기 LLC 컨버터의 공진주파수와 동일하게 상기 스위칭 제어 신호의 주파수를 설정하는 단계를 포함하며,
상기 LED 드라이버의 출력이 동작범위의 최대값 이하이고 최소값 이상인 경우, 상기 제1 보상부 및 상기 제2 보상부는 함께 동작하고,
상기 LED 드라이버의 출력이 동작범위에서 최소값 미만인 경우, 상기 제1 보상부는 동작하지 않고, 상기 제2 보상부는 동작하며,
상기 LED 드라이버의 출력이 동작범위 최대값을 초과하는 경우, 상기 제1 보상부는 동작하고, 상기 제2 보상부는 동작하지 않는 전원 공급 방법.Includes an LLC converter, an LED driver that supplies a constant power to the load through the output of the LLC converter, a sensing unit measuring the output of the LED driver, and a control unit outputting a switching control signal to the LLC converter according to the measured value of the sensing unit In the power supply method of the power supply,
Setting a reference operation of the control unit;
Measuring the output of the LED driver; And
Controlling the frequency of the switching control signal,
Setting the reference operation of the control unit,
And setting the LLC converter to output the maximum power at the maximum output of the LED driver.
Controlling the frequency of the switching control signal is
Controlling the frequency by selectively operating a first compensation unit to which a reference voltage is applied and a second compensation unit to which a measurement value of the sensing unit is applied,
Setting the reference operation of the control unit,
And causing the LLC converter to output the maximum power at the maximum output of the LED driver, and setting the frequency of the switching control signal equal to the resonance frequency of the LLC converter.
When the output of the LED driver is less than or equal to the maximum value of the operating range, the first compensation unit and the second compensation unit operate together,
When the output of the LED driver is less than the minimum value in the operating range, the first compensation unit does not operate, and the second compensation unit operates,
When the output of the LED driver exceeds the maximum value of the operating range, the first compensation unit operates, and the second compensation unit does not operate. 제8항에 있어서,
상기 LED 드라이버의 출력이 감소하면, 상기 제1 보상부로 흐르는 전류는 줄어들고, 상기 제2 보상부로 흐르는 전류는 증가하는 전원 공급 방법.The method of claim 8,
When the output of the LED driver decreases, the current flowing to the first compensator decreases, and the current flowing to the second compensator increases. 제9항에 있어서,
상기 LED 드라이버의 출력이 줄어들수록 상기 스위칭 제어 신호의 주파수가 증가하는 전원 공급 방법.The method of claim 9,
A power supply method in which the frequency of the switching control signal increases as the output of the LED driver decreases. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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