KR102132666B1 - Device for driving light emitting diode - Google Patents
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Abstract
전력변환 손실을 개선하여 고효율의 정 전류 및 정 전력 발광 다이오드 구동장치가 개시된다.
개시된 발광 다이오드 구동장치는 교류전압을 제공하는 전원부와, 전원부로부터의 교류전압을 전파정류하는 전파정류부와, 전파정류부로부터의 전파정류 전압을 제1 직류전압으로 안정화시키는 제1 안정화 회로와, 전파정류 전압 및 제1 직류전압을 이용하여 발광 다이오드들에 공급되는 전류를 조절하는 전류 제어부 및 전파정류 전압을 전류 제어부에 공급하는 정류전압 공급부를 포함한다.A high-efficiency constant current and constant power light emitting diode driving device by improving power conversion loss is disclosed.
The disclosed light emitting diode driving apparatus includes a power supply unit for providing an AC voltage, a full-wave rectification unit for full-wave rectification of the AC voltage from the power supply unit, a first stabilization circuit for stabilizing the full-wave rectification voltage from the full-wave rectification unit to a first DC voltage, and full-wave rectification It includes a current control unit for adjusting the current supplied to the light emitting diodes using the voltage and the first direct current voltage and a rectification voltage supply unit for supplying the full-wave rectification voltage to the current control unit.
Description
본 발명은 발광 다이오드 구동장치에 관한 것으로 전력변환 손실을 개선하여 고효율의 정 전류 및 정 전력 발광 다이오드 구동장치에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting diode driving device, and relates to a high efficiency constant current and constant power light emitting diode driving device by improving power conversion loss.
일반적으로 발광 다이오드(LED)는 저전력으로 고휘도를 구현할 수 있는 발광 소자로, 조명 등에 많이 사용되고 있다. 발광 다이오드는 직류전압이 공급되어 구동된다. 외부전원이 교류전압일 경우, 상기 교류전압을 직류전압으로 변경하여 발광 다이오드를 구동시키기 위한 구동전압을 생성한다. (선행문헌 한국특허공개번호 제10-2009-0120225호, 공개일 2009.11.24)In general, a light emitting diode (LED) is a light emitting device capable of realizing high luminance with low power, and is widely used in lighting. The light emitting diode is driven by being supplied with a DC voltage. When the external power is an AC voltage, the AC voltage is changed to a DC voltage to generate a driving voltage for driving the light emitting diode. (Prior literature Korean Patent Publication No. 10-2009-0120225, Publication date 2009.11.24)
도 1은 일반적인 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a general LED driving device.
도 1을 참조하면, 일반적인 발광 다이오드 구동장치는 교류전압을 공급하는 전원부(Vac)와, 제1 내지 제4 다이오드(D1~D4)로 구성되고, 상기 전원부(Vac)로부터의 교류전압을 전파정류하는 전파정류 제어부(10), 상기 전파정류 제어부(10)로부터의 정류전압을 안정화시키는 제1 안정화 회로(C1), 상기 제1 안정화 회로(C1)로부터의 제1 직류전압을 정류하는 전류 제어부(20), 상기 전류 제어부(20)로부터의 제2 직류전압을 안정화시키는 제2 안정화 회로(C2) 및 상기 제2 안정화 회로(C2)의 출력단에 접속된 발광 다이오드 모듈(30)로 구성된다. Referring to FIG. 1, a general LED driving device includes a power supply unit Vac for supplying an AC voltage, and first to fourth diodes D1 to D4, and performs full-wave rectification of the AC voltage from the power supply unit Vac. A full-wave rectifying
일반적인 발광 다이오드 구동장치는 전원부(Vac)로부터 높은 교류전압을 정 전류로 변환함에 있어서, 전력 변환 손실이 발생한다. 특히, 전력 변환 손실은 교류전압의 피크치 전압 구간에서 소비전력이 증가하는 문제가 있었다. 이를 개선하기 위해 도 1의 정 전류 구동회로가 제시되었으나, 정류전압(맥류전압)의 특성 상 정전류 제어는 이루어지나, 교류전압의 피크치 전압에 의해 정전력 제어가 어려운 문제가 있었다.A typical LED driving device converts a high AC voltage from a power source (Vac) into a constant current, resulting in power conversion loss. In particular, the power conversion loss has a problem in that power consumption increases in the peak voltage section of the AC voltage. In order to improve this, the constant current driving circuit of FIG. 1 has been proposed, but due to the characteristics of the rectifying voltage (pulsating voltage), constant current control is performed, but it is difficult to control the constant power by the peak voltage of the AC voltage.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 간단한 구동회로를 이용하여 고전압 발광 다이오드의 정 전류 및 정 전력 구동을 구현할 수 있는 발광 다이오드 구동장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting diode driving device capable of realizing constant current and constant power driving of a high voltage light emitting diode using a simple driving circuit.
본 발명은 외부로부터 입력되는 교류전압의 피크치 전압 구간 및 그외의 구간에 따라 구동전류를 조절하기 위해 다음과 같은 해결 수단을 제공한다.The present invention provides the following solutions to adjust the driving current according to the peak voltage section of the AC voltage input from the outside and other sections.
본 발명의 제1 실시예에서는 교류전압을 제공하는 전원부와, 상기 전원부로부터의 교류전압을 전파정류하는 전파정류부와, 상기 전파정류부로부터의 전파정류 전압을 제1 직류전압으로 안정화시키는 제1 안정화 회로와, 상기 전파정류 전압 및 상기 제1 직류전압을 이용하여 발광 다이오드들에 공급되는 전류를 조절하는 전류 제어부 및 상기 전파정류 전압을 상기 전류 제어부에 공급하는 정류전압 공급부를 포함하고, 상기 전류 제어부는 공핍형 MOSFET가 스위칭 소자로 구성되어 별도의 게이트 구동신호 없이 전파정류 전압과 제1 직류전압을 이용하여 발광 다이오드의 구동전류를 조절하는 구성을 포함한다.In a first embodiment of the present invention, a power supply unit for providing an AC voltage, a full-wave rectification unit for full-wave rectification of the AC voltage from the power supply unit, and a first stabilization circuit for stabilizing the full-wave rectification voltage from the full-wave rectification unit to a first DC voltage And a current control unit for adjusting the current supplied to the light emitting diodes using the full-wave rectification voltage and the first DC voltage, and a rectification voltage supply unit for supplying the full-wave rectification voltage to the current control unit. The depletion-type MOSFET is composed of a switching element, and includes a configuration of adjusting the driving current of the light emitting diode by using the full-wave rectifying voltage and the first DC voltage without a separate gate driving signal.
또한, 본 발명은 입력된 교류전압이 전파정류된 부극성 및 정극성 전파정류 전압 중 어느 하나의 극성에 대해 교류전압의 피크치 전압 구간 및 그외의 구간을 추출하여 발광 다이오드의 구동전류를 조절하는 구성을 포함한다.In addition, the present invention is configured to control the driving current of the light emitting diode by extracting the peak voltage section and other sections of the AC voltage for any one of the polarity of the negative polarity and the positive polarity full-wave rectification where the input AC voltage is full-rectified It includes.
본 발명의 제2 실시예에서는 교류전압을 제공하는 전원부와, 상기 전원부로부터의 교류전압을 전파정류하는 전파정류부와, 상기 전파정류부로부터의 전파정류 전압을 제1 직류전압으로 안정화시키는 제1 안정화 회로와, 상기 전파정류 전압 및 상기 제1 직류전압을 이용하여 상기 교류전압의 레벨에 따라 구동 전류를 조절하는 상기 전류 제어부와, 상기 전파정류 전압 중 정극성 전파정류 전압을 상기 전류 제어부에 공급하는 제1 정류전압 공급부; 및 상기 전파정류 전압 중 북극성 전파정류 전압을 상기 전류 제어부에 공급하는 제2 정류전압 공급부를 포함하고, 상기 전류 제어부는 공핍형 MOSFET가 스위칭 소자로 구성되어 별도의 게이트 구동신호 없이 전파정류 전압과 제1 직류전압을 이용하여 발광 다이오드의 구동전류를 조절하는 구성을 포함한다.In the second embodiment of the present invention, a power supply unit for providing an AC voltage, a full-wave rectification unit for full-wave rectification of the AC voltage from the power supply unit, and a first stabilization circuit for stabilizing the full-wave rectification voltage from the full-wave rectification unit to a first DC voltage And, the current control unit for adjusting the driving current according to the level of the AC voltage by using the full-wave rectification voltage and the first DC voltage, and a second supply of a positive polarity full-wave rectification voltage of the full-wave rectification voltage to the current control unit 1 rectifying voltage supply unit; And a second rectifying voltage supply unit for supplying the North Pole full-wave rectifying voltage to the current control unit, wherein the current control unit comprises a depletion-type MOSFET as a switching element, and performs a full-wave rectification voltage without a separate gate driving signal. 1 Includes a configuration that controls the driving current of the light emitting diode using DC voltage.
또한, 본 발명은 입력된 교류전압이 전파정류된 부극성 및 정극성 전파정류 전압 모두에 대해 교류전압의 피크치 전압 구간 및 그외의 구간을 추출하여 발광 다이오드의 구동전류를 조절하는 구성을 포함한다.In addition, the present invention includes a configuration of adjusting the driving current of the light emitting diode by extracting the peak voltage section and other sections of the AC voltage for both the negative and positive full-wave rectified voltages in which the input AC voltage is fully rectified.
본 발명의 제3 실시예에서는 교류전압을 제공하는 전원부와, 상기 전원부로부터의 교류전압을 전파정류하는 전파정류부와, 상기 전파정류부로부터의 전파정류 전압을 제1 직류전압으로 안정화시키는 제1 안정화 회로와, 상기 전파정류 전압 및 상기 제1 직류전압을 이용하여 상기 교류전압의 레벨에 따라 구동전류를 조절하는 전류 제어부 및 상기 전파정류 전압을 상기 전류 제어부에 공급하는 정류전압 공급부를 포함하고, 상기 전류 제어부는 증가형 MOSFET(Enhenced Metal-Oxide semiconductor Field-Effect Transistor) 구성을 포함한다.In a third embodiment of the present invention, a power supply unit for providing an AC voltage, a full-wave rectification unit for full-wave rectification of the AC voltage from the power supply unit, and a first stabilization circuit for stabilizing the full-wave rectification voltage from the full-wave rectification unit to a first DC voltage And a current control unit for adjusting a driving current according to the level of the AC voltage using the full-wave rectification voltage and the first DC voltage, and a rectification voltage supply unit for supplying the full-wave rectification voltage to the current control unit. The control unit includes an enhanced metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) configuration.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 간단한 구성으로 고전압 발광 다이오드의 정 전류 및 정 전력 구동을 구현할 수 있다.According to one preferred embodiment of the present invention, it is possible to implement constant current and constant power driving of a high voltage light emitting diode with a simple configuration.
본 발명은 교류전압의 피크치 전압 구간과 그외의 구간 간의 전압레벨 차이에 따라 출력전류를 조절하여 소비전력을 개선할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의전류 제어부는 전파정류 전압이 증가할수록 반비례하게 감소하는 제1 출력전류를 제공하고, 전파정류 전압이 감소할수록 출력전류가 정 전류에 수렴하는 제2 출력전류를 제공한다.The present invention can improve power consumption by adjusting the output current according to the voltage level difference between the peak voltage section of the AC voltage and other sections. Specifically, the current controller of the present invention provides a first output current that decreases in inverse proportion as the full-wave rectification voltage increases, and provides a second output current that converges the output current to the constant current as the full-wave rectification voltage decreases.
즉, 본 발명의 따른 발광 다이오드 구동장치는 정격전압의 경우, 정 전류 구동하고, 고전압의 경우, 반비례하게 전류크기를 조절하여 고효율의 정 전류 및 정 전력의 발광 다이오드 구동회로를 제공함과 동시에 간소화된 회로구조를 구현할 수 있다.That is, the LED driving apparatus according to the present invention provides a high-efficiency constant current and constant power LED driving circuit by controlling the current size inversely in the case of rated voltage, constant current driving, and high voltage, and at the same time simplified. Circuit structure can be implemented.
또한, 본 발명의 발광 다이오드 구동장치는 브릿지 다이오드 구조를 가지는 전파정류부의 정극성 및 부극성 전파정류 전압을 이용하여 교류전압의 피크치 전압 구간을 추출함으로써, 정 전력 구동 이득을 극대화할 수 있다.In addition, the LED driving apparatus of the present invention can maximize the constant power driving gain by extracting the peak voltage section of the AC voltage using the positive and negative polarity rectifying voltage of the full-wave rectifying unit having a bridge diode structure.
도 1은 일반적인 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.
도 2b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.
도 2c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.
도 3 내지 도 5는 발광 다이오드의 입력 교류전압 및 출력 직류 전압을 도시한 파형도이다.
도 6은 본 발명의 전류 제어부의 다양한 실시예들을 도시한 회로도이다.
도 7a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.
도 7b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.
도 7c는 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.
도 8a는 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.
도 8b는 본 발명의 제8 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.
도 8c는 본 발명의 제9 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a general LED driving device.
2A is a circuit diagram showing a light emitting diode driving apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2B is a circuit diagram showing a light emitting diode driving apparatus according to a second embodiment of the present invention.
2C is a circuit diagram showing a light emitting diode driving apparatus according to a third embodiment of the present invention.
3 to 5 are waveform diagrams showing the input AC voltage and the output DC voltage of the light emitting diode.
6 is a circuit diagram showing various embodiments of the current control unit of the present invention.
7A is a circuit diagram showing an LED driving apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
7B is a circuit diagram showing a light emitting diode driving apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
7C is a circuit diagram showing a light emitting diode driving apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
8A is a circuit diagram showing a light emitting diode driving apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
8B is a circuit diagram showing an LED driving apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.
8C is a circuit diagram showing a light emitting diode driving apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 형상 등이 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 발명의 기술 사상 범위를 벗어나지 않는 정도의 구성요소들의 변경은 한정적인 의미를 포함하지 않으며 본 발명의 기술 사상을 명확하게 표현하기 위한 설명으로 청구항에 기재된 내용에 의해서만 한정될 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In addition, in the drawings, the shape of the component and the like may be exaggerated. Throughout the specification, the same reference numbers refer to the same components. Changes in components to a degree not departing from the scope of the technical idea of the present invention do not include a limiting meaning and may be limited only by the contents of the claims as a description for expressing the technical idea of the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to enable those skilled in the art to easily implement the present invention.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이고, 도 3 내지 도 5는 발광 다이오드의 입력 교류전압 및 출력 직류 전압을 도시한 파형도이다.2A is a circuit diagram showing a light emitting diode driving apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 3 to 5 are waveform diagrams showing input AC voltage and output DC voltage of the light emitting diode.
도 2a 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 전원부(Vac), 전파정류부(110), 제1 안정화 회로(C1), 정류전압 공급부(150), 전류 제어부(120), 제2 안정화 회로(C2) 및 발광 다이오드 모듈(130)을 포함한다.2A to 5, the LED driving apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a power supply unit Vac, a full-
상기 전원부(Vac)는 고전압의 교류전압을 발생한다.The power supply unit Vac generates a high voltage AC voltage.
상기 전원부(Vac)의 양단에는 보호기능을 가지는 제1 및 제2 저항(R1, R2)이 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2 저항(R1, R2)는 상기 전원부(Vac)를 통해서 일정한 전압 레벨 이상으로 과도한 입력전압 공급시에 이를 차단하여 발광 다이오드 구동장치의 배선 및 회로를 보호하는 기능을 가진다.First and second resistors R1 and R2 having a protective function may be connected to both ends of the power supply unit Vac. The first and second resistors R1 and R2 have a function of protecting the wiring and circuit of the light emitting diode driving device by blocking it when an excessive input voltage is supplied above a certain voltage level through the power supply unit Vac.
여기서, 상기 제1 및 제2 저항(R1, R2)은 보호 기능을 가지는 것으로 퓨즈(fuse)로 대체할 수 있다.Here, the first and second resistors R1 and R2 have a protective function and can be replaced with a fuse.
상기 전파정류부(110)는 제1 내지 제4 다이오드(D1 내지 D4)로 구성될 수 있으며, 상기 전원부(Vac)로부터의 교류전압을 전파정류하여 전파정류 전압(Vrec)을 발생한다. 상기 전파정류부(110)의 출력단은 상기 제1 안정화 회로(C1)와 연결된다.The full-wave rectifying
상기 전파정류부(110)의 출력단은 설명의 편의를 위해 제1 및 제2 노드(N1, N2)로 정의한다. 상기 제1 노드(N1)는 정극성 전파정류 전압이 출력되는 출력단으로 정의할 수 있고, 상기 제2 노드(N2)는 부극성 전파정류 전압이 출력되는 출력단으로 정의할 수 있다.The output terminal of the full-wave rectifying
상기 제1 안정화 회로(C1)는 상기 전파정류부(110)의 제1 및 제2 노드(N1, N2)와 병렬접속된 캐패시터일 수 있다. 상기 제1 안정화 회로(C1)는 상기 전파정류 전압(Vrec)을 제1 직류전압(Vdc1)으로 안정화시킨다.The first stabilization circuit C1 may be a capacitor connected in parallel with the first and second nodes N1 and N2 of the full-wave rectifying
상기 정류전압 공급부(150)는 상기 전파정류 전압(Vrec)을 상기 전류 제어부(120)에 공급하는 기능을 가진다. 상기 정류전압 공급부(150)는 상기 전파정류부(110)의 제1 노드(N1)와 상기 제1 안정화 회로(C1) 사이에 연결된 제5 다이오드(D5)와, 상기 제1 노드(N1)와 상기 전류 제어부(120)의 소스 단자 사이에 연결된 제4 저항(R4)을 포함한다. 보다 구체적으로 상기 정류전압 공급부(150)는 상기 전파정류부(110)로부터의 전파정류 전압(Vrec)을 상기 전류 제어부(120)에 공급한다.The rectifying
상기 전류 제어부(120)는 상기 정류전압 공급부(150)로부터의 전파정류 전압(Vrec)의 전압레벨에 따라 발광 다이오드 모듈(130)의 구동전류를 제어한다. 상기 전류 제어부(120)는 스위칭 소자(Q1) 및 제3 저항(R3)를 포함한다.The
상기 스위칭 소자(Q1)는 n-타입 공핍형 MOSFET(n-type Depletion Metal-Oxide semiconductor Field-Effect Transistor) 소자를 일예로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 n-타입 공핍형 MOSFET는 JFET(Junctin gate Field-Effect Transistor), MOSFET(Metal-Oxide semiconductor Field-Effect Transistor) 및 BJT(Bipolar Junction Transistor) 등으로 변경될 수 있다. 본 발명에서의 스위칭 소자(Q1)는 스위칭 소자(Q1)의 게이트를 구동하기 위한 별도의 게이트 구동전압이 불필요하고, 회로구성을 간단하게 구현할 수 있는 N-타입 공핍형 MOSFET를 사용하는 것이 바람직하다.The switching element Q1 illustrates an n-type depletion metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) device as an example, but the present invention is not limited thereto. The n-type depletion type MOSFET may be changed to a JFET (Junctin gate Field-Effect Transistor), a MOSFET (Metal-Oxide semiconductor Field-Effect Transistor), and a BJT (Bipolar Junction Transistor). In the present invention, the switching element Q1 does not require a separate gate driving voltage for driving the gate of the switching element Q1, and it is preferable to use an N-type depletion type MOSFET that can easily implement a circuit configuration. .
상기 스위칭 소자(Q1)의 소스 단자는 상기 전파정류부(110)의 제1 노드(N1)와 연결되고, 게이트 단자는 제1 안정화 회로(C1)의 출력단과 연결되고, 드레인 단자는 상기 발광 다이오드 모듈(130)의 캐소드단에 연결된다. 상기 스위칭 소자(Q1)는 게이트/소스 단자의 전압 차에 의해 구동될 수 있다.The source terminal of the switching element (Q1) is connected to the first node (N1) of the full-
상기 게이트 단자는 제1 안정화 회로(C1)와 직렬접속되고, 상기 소스 단자는 상기 전파정류부(110)와 직렬연결된다. 이에 따라, 상기 스위칭 소자(Q1)는 게이트 단자로 공급되는 상기 제1 직류전압(Vdc1)과 소스 단자로 공급되는 상기 전파정류 전압(Vrec)의 전압 차에 의해 구동전류가 가변될 수 있다. 구체적으로 본 발명은 교류전압의 피크치 전압 구간과 그외의 구간 간의 전압레벨 차이에 따라 출력전류를 조절하여 소비전력을 개선할 수 있다. 즉, 본 발명의 전류 제어부(120)는 전파정류 전압(Vrec)이 증가할수록 반비례하게 감소하는 도 5의 제2 출력전류(If2)를 제공하고, 전파정류 전압(Vrec)이 감소할수록 출력전류가 정 전류에 수렴하는 도 4의 제1 출력전류(If1)를 제공한다.The gate terminal is connected in series with the first stabilization circuit C1, and the source terminal is connected in series with the full-
본 발명의 발광 다이오드 구동장치는 전파정류 전압(Vrec)과 제1 직류전압(Vdc1)을 이용하여 N-타입 공핍형 MOSFET로 구성된 상기 스위칭 소자(Q1)의 게이트/소스 전압 차를 이용하여 발광 다이오드 모듈(130)의 구동전류를 제어함으로써, 회로구조가 간단하다. 뿐만 아니라 본 발명의 발광 다이오드 구동장치는 정격전압의 경우, 정 전류 구동하고, 고전압의 경우, 반비례하게 전류크기를 조절하여 고효율의 정 전류 및 정 전력의 발광 다이오드 구동회로를 제공함과 동시에 간소화된 회로구조를 구현할 수 있다.The LED driving apparatus of the present invention uses a full-wave rectifying voltage (Vrec) and a first DC voltage (Vdc1) to light-emitting diodes using the gate/source voltage difference of the switching element (Q1) composed of an N-type depletion type MOSFET. By controlling the driving current of the
도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치에 안정화 회로가 포함된 회로도이다.2B is a circuit diagram including a stabilization circuit in the LED driving apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 제3 및 제4 안정화 회로(C3, Z)를 제외한 모든 구성은 도 2a에 도시된 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치와 동일함으로 상기 제3 및 제4 안정화 회로(C3, Z)를 제외한 모든 구성은 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.As shown in FIG. 2B, in the LED driving apparatus according to the second embodiment of the present invention, all configurations except the third and fourth stabilization circuits C3 and Z are according to the first embodiment shown in FIG. 2A. Since it is the same as the light emitting diode driving apparatus, all components except the third and fourth stabilization circuits C3 and Z are denoted by the same reference numerals and detailed description will be omitted.
상기 제3 안정화 회로(C3)는 전류 제어부(120)에 포함된 스위칭 소자(Q1)의 소스 단자와 게이트 단자에 병렬접속된 캐패시터일 수 있다.The third stabilization circuit C3 may be a capacitor connected in parallel to the source terminal and the gate terminal of the switching element Q1 included in the
상기 제3 안정화 회로(C3)는 소스 단자로 공급되는 고전압의 전파정류 전압(Vrec)에 의한 스위칭 소자(Q1)의 손상을 방지하는 기능을 가진다.The third stabilization circuit C3 has a function of preventing damage to the switching element Q1 by the high voltage full-wave rectification voltage Vrec supplied to the source terminal.
상기 제4 안정화 회로(Z)는 정류전압 공급부(150)를 통해 공급되는 전파정류 전압(Vrec)에 있어서, 일정 전압 이상을 차단하기 위한 제너 다이오드일 수 있다.The fourth stabilization circuit Z may be a Zener diode for blocking a predetermined voltage or more in the full-wave rectifying voltage Vrec supplied through the rectifying
본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 전파정류 전압(Vrec)과 제1 직류전압(Vdc1)을 이용하여 N-타입 공핍형 MOSFET로 구성된 상기 스위칭 소자(Q1)의 게이트/소스 전압 차를 이용하여 발광 다이오드 모듈(130)의 구동전류를 제어함에 있어서, 고전압의 전파정류 전압(Vrec)에 의한 회로 손상을 방지할 수 있는 제3 및 제4 안정화 회로(C3, Z)가 구비되어 입력전압이 Vz 이상으로 인가되면, Z가 없는 경우보다 전압보상 저항의 저항값을 낮출 수 있어, 입력전압이 Vz 보다 높은 경우 "(Vrect - Vz1 - Vr3) / R4 = 전압보상전류" 로 계산되는 보상전류를 증가시킬 수 있으므로 정전류 혹은 정전력의 안정도를 향상시킬 수 있다.The light-emitting diode driving apparatus according to the second embodiment of the present invention uses the full-wave rectifying voltage (Vrec) and the first direct-current voltage (Vdc1) as the gate/source voltage of the switching element (Q1) composed of an N-type depletion type MOSFET. In controlling the driving current of the light emitting
도 2c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.2C is a circuit diagram showing a light emitting diode driving apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도 2c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 온도저항(PTCR: Positive Temperature Coefficient Resistor)을 제외한 모든 구성은 도 2a에 도시된 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치와 동일함으로 상기 온도저항(PTCR)을 제외한 모든 구성은 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.As shown in Figure 2c, the light emitting diode driving apparatus according to the third embodiment of the present invention is a light emitting diode according to the first embodiment shown in Figure 2a all configurations except the temperature resistance (PTCR: Positive Temperature Coefficient Resistor) Since it is the same as the driving device, all components except the temperature resistance (PTCR) are denoted by the same reference numerals and detailed description will be omitted.
상기 온도저항(PTCR) 및 제3 저항(R)은 스위칭 소자(Q1)의 소스 단자와 제1 안정화 회로(C1)의 출력단 사이에 병렬접속될 수 있다.The temperature resistance PTCR and the third resistance R may be connected in parallel between the source terminal of the switching element Q1 and the output terminal of the first stabilization circuit C1.
상기 온도저항(PTCR)은 발광 다이오드 구동장치의 내부 온도에 따라 저항값이 변동될 수 있다.The resistance of the temperature resistance PTCR may vary depending on the internal temperature of the LED driving device.
여기서, 상기 온도저항(PTCR)은 발광 다이오드의 온도에 따라 저항값이 변경될 수 있고, 구동장치들의 온도에 따라 저항값이 변경될 수 있다.Here, the resistance of the temperature resistance PTCR may be changed according to the temperature of the light emitting diode, and the resistance may be changed according to the temperature of the driving devices.
구체적으로 상기 온도저항(PTCR)은 상기 발광 다이오드 구동장치의 내부온도가 상승하는 경우, 저항값이 증가하여 전류 제어부(120)는 구동전류를 낮게 조절하여 발광 다이오드를 보호하는 기능을 가진다.Specifically, when the internal temperature of the light emitting diode driving device increases, the temperature resistance PTCR increases, so that the
따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 온도저항(PTCR)을 더 포함하여 온도변화에 따라 발광 다이오드의 구동전류를 조절함으로써, 발광 다이오드의 열에 의한 손상을 개선할 수 있다.Therefore, the light emitting diode driving apparatus according to the third embodiment of the present invention may further improve the damage caused by heat of the light emitting diode by further controlling the driving current of the light emitting diode according to the temperature change by further including a temperature resistance PTCR.
이상에서는 도 2c에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치 및 도 2b에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 다른 발광 다이오드 구동장치는 서로 다른 실시예로 한정하여 상세히 설명하고 있으나, 이에 한정하지 않고, 상기 제2 및 제3 실시예의 제3 및 제4 안정화 회로(C3, Z)의 구성과, 상기 온도저항(PTCR)의 구성들을 모두 포함하는 또 다른 실시예의 발광 다이오드 구동장치를 포함할 수 있다.In the above, the light emitting diode driving device according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 2C and the light emitting diode driving device according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2B are limited to different embodiments and will be described in detail. However, the present invention is not limited thereto, and the third and fourth stabilization circuits C3 and Z of the second and third embodiments and the driving of the light emitting diode of another embodiment including both the configurations of the temperature resistance PTCR. It may include a device.
도 6은 본 발명의 전류 제어부의 다양한 실시예들을 도시한 회로도이다.6 is a circuit diagram showing various embodiments of the current control unit of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전류 제어부는 증가형 MOSFET(Enhenced Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)등의 스위칭 소자를 포함하는 다양한 실시예를 개시한다.As shown in FIG. 6, the current control unit of the present invention discloses various embodiments including switching elements such as an enhanced metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET).
도 6a의 전류 제어부는 게이트 단자와 접지된 저항이 없는 전류 제어부로써, 정류전압 공급부로부터의 전압보상은 스위칭 소자의 소스 단자에 공급될 수 있다.The current control unit of FIG. 6A is a current control unit without a gate terminal and a grounded resistor, and voltage compensation from the rectifying voltage supply unit may be supplied to the source terminal of the switching element.
도 6b의 전류 제어부는 게이트 단자와 접지된 저항이 있는 전류 제어부로써, 정류전압 공급부로부터의 전압보상은 스위칭 소자의 소스 단자에 공급될 수 있다.The current control unit of FIG. 6B is a current control unit having a gate terminal and a grounded resistor, and voltage compensation from the rectifying voltage supply unit may be supplied to the source terminal of the switching element.
도 6c의 전류 제어부는 2개의 n타입 바이폴라 트랜지스터(NPN Bipolar Transistor, Q1, Q2)가 포함된 전류 제어부로써, 정류전압 공급부로부터의 전압보상은 제1 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 에미터 단자에 공급될 수 있다.The current control unit of FIG. 6C is a current control unit including two n-type bipolar transistors (NPN Bipolar Transistor, Q1, Q2), and the voltage compensation from the rectifying voltage supply unit is supplied to the emitter terminal of the first bipolar transistor Q1. Can.
도 6d의 전류 제어부는 n타입 바이폴라 트랜지스터(Q1)과, 션트 레귤레이터(Shent Regulator IC, U1 431)을 포함하는 전류 제어부로써, 정류전압 공급부로부터의 전압보상은 제1 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 에미터 단자에 공급될 수 있다.The current control unit of FIG. 6D is a current control unit including an n-type bipolar transistor Q1 and a shunt regulator IC (U1 431), and the voltage compensation from the rectified voltage supply unit is an emitter of the first bipolar transistor Q1. It can be supplied to the terminal.
도 6e의 전류 제어부는 MOSFET(Q1)와 션트 레귤레이터(Shent Regulator IC, U1 431)를 포함하는 전류 제어부로써, 정류전압 공급부로부터의 전압보상은 상기 MOSFET(Q1)의 소스 단자에 공급될 수 있다.The current control unit of FIG. 6E is a current control unit including a MOSFET Q1 and a shunt regulator IC (U1 431), and the voltage compensation from the rectified voltage supply unit may be supplied to the source terminal of the MOSFET Q1.
도 6f의 전류 제어부는 MOSFET(Q1)와 션트 레귤레이터(Shent Regulator IC, U1 317)를 사용한 전류 제어부로써, 정류전압 공급부로부터의 전압보상은 상기 MOSFET(Q1)의 소스 단자에 공급될 수 있다.The current control unit of FIG. 6F is a current control unit using a MOSFET Q1 and a shunt regulator IC (U1 317), and the voltage compensation from the rectified voltage supply unit may be supplied to the source terminal of the MOSFET Q1.
도 6g의 전류 제어부는 MOSFET(Q1)와 션트 레귤레이터(Shent Regulator IC, U1 317)를 사용하고, Rf와 Cf로 구성된 리플필터를 더 포함한 전류 제어부로써, 정류전압 공급부로부터의 전압보상은 상기 MOSFET(Q1)의 소스 단자에 공급될 수 있다.The current control unit of FIG. 6G is a current control unit using a MOSFET (Q1) and a shunt regulator (Shent Regulator IC, U1 317), and further comprising a ripple filter composed of Rf and Cf. The voltage compensation from the rectifying voltage supply unit is the MOSFET ( It can be supplied to the source terminal of Q1).
이상에서 설명한 전류 제어부는 이상의 실시예들 뿐만 아니라 p형 공핍형 또는 증가형 MOSFET의 스위칭 소자를 포함하는 다양한 실시예들이 적용될 수 있다.
The current control unit described above can be applied to various embodiments including a p-type depletion type or an incremental MOSFET switching element as well as the above embodiments.
도 7a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.7A is a circuit diagram showing an LED driving apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
도 7a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치와 정류전압 공급부(250) 및 전류 제어부(220)를 제외한 모든 구성이 동일함으로써, 상기 정류전압 공급부(250) 및 전류 제어부(220)를 제외한 구성들은 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.As shown in FIG. 7A, the LED driving apparatus according to the fourth embodiment of the present invention excludes the LED driving device according to the first embodiment of the present invention and the rectifying
상기 정류전압 공급부(250)는 상기 전파정류 전압(Vrec)을 상기 전류 제어부(220)에 공급하는 기능을 가진다. 상기 정류전압 공급부(250)는 상기 전파정류부(110)의 제2 노드(N2)와 상기 제1 안정화 회로(C1) 사이에 연결된 제5 다이오드(D5)와, 상기 제2 노드(N2)와 상기 전류 제어부(220) 사이에 연결된 제4 저항(R4)을 포함한다. The rectifying
상기 전류 제어부(220)는 상기 정류전압 공급부(250)로부터의 전파정류 전압(Vrec)의 전압레벨에 따라 발광 다이오드 모듈(130)의 구동전류를 제어한다.The
상기 전류 제어부(220)는 스위칭 소자(Q1) 및 제3 저항(R3)를 포함한다.The
상기 스위칭 소자(Q1)는 n-타입 공핍형 MOSFET(n-type Depletion Metal-Oxide semiconductor Field-Effect Transistor) 소자를 일예로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 n-타입 공핍형 MOSFET는 JFET(Junctin gate Field-Effect Transistor), MOSFET(Metal-Oxide semiconductor Field-Effect Transistor) 및 BJT(Bipolar Junction Transistor) 등으로 변경될 수 있다. 본 발명에서의 스위칭 소자(Q1)는 스위칭 소자(Q1)의 게이트를 구동하기 위한 별도의 게이트 구동전압이 불필요하고, 회로구성을 간단하게 구현할 수 있는 N-타입 공핍형 MOSFET를 사용하는 것이 바람직하다.The switching element Q1 illustrates an n-type depletion metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) device as an example, but the present invention is not limited thereto. The n-type depletion type MOSFET may be changed to a JFET (Junctin gate Field-Effect Transistor), a MOSFET (Metal-Oxide semiconductor Field-Effect Transistor), and a BJT (Bipolar Junction Transistor). In the present invention, the switching element Q1 does not require a separate gate driving voltage for driving the gate of the switching element Q1, and it is preferable to use an N-type depletion type MOSFET that can easily implement a circuit configuration. .
상기 스위칭 소자(Q1)의 소스 단자는 상기 제2 노드(N2)와 연결되고, 드레인 단자는 제1 안정화 회로(C1)의 출력단과 연결되고, 게이트 단자는 발광 다이오드 모듈(130)의 애노드에 연결된다.The source terminal of the switching element Q1 is connected to the second node N2, the drain terminal is connected to the output terminal of the first stabilization circuit C1, and the gate terminal is connected to the anode of the light emitting
상기 스위칭 소자(Q1)는 상기 전파정류 전압(Vrec)를 소스 단자에 공급하여 발광 다이오드 모듈(130)의 구동전류가 가변될 수 있다.The switching element Q1 may supply the full-wave rectifying voltage Vrec to the source terminal, so that the driving current of the light emitting
본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 정격전압의 경우, 정 전류 구동하고, 고전압의 경우, 반비례하게 전류크기를 조절하여 고효율의 정 전류 및 정 전력의 발광 다이오드 구동회로를 제공함과 동시에 간소화된 회로구조를 구현할 수 있다.The light emitting diode driving apparatus according to the fourth embodiment of the present invention provides a high efficiency constant current and constant power light emitting diode driving circuit by driving a constant current in case of a rated voltage and inversely adjusting a current size in the case of a high voltage. At the same time, a simplified circuit structure can be implemented.
도 7b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.7B is a circuit diagram showing a light emitting diode driving apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 제3 및 제4 안정화 회로(C3, Z)를 제외한 모든 구성은 도 7a에 도시된 제4 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치와 동일함으로 상기 제3 및 제4 안정화 회로(C3, Z)를 제외한 모든 구성은 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.As shown in FIG. 7B, in the light emitting diode driving apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, all configurations except the third and fourth stabilization circuits C3 and Z are according to the fourth embodiment illustrated in FIG. 7A. Since it is the same as the light emitting diode driving apparatus, all components except the third and fourth stabilization circuits C3 and Z are denoted by the same reference numerals and detailed description will be omitted.
상기 제3 안정화 회로(C3)는 전류 제어부(220)에 포함된 스위칭 소자(Q1)의 소스 단자와 게이트 단자에 병렬접속된 캐패시터일 수 있다.The third stabilization circuit C3 may be a capacitor connected in parallel to the source terminal and the gate terminal of the switching element Q1 included in the
상기 제3 안정화 회로(C3)는 소스 단자로 공급되는 고전압의 전파정류 전압(Vrec)에 의한 스위칭 소자(Q1)의 손상을 방지하는 기능을 가진다.The third stabilization circuit C3 has a function of preventing damage to the switching element Q1 by the high voltage full-wave rectification voltage Vrec supplied to the source terminal.
상기 제4 안정화 회로(Z)는 정류전압 공급부(150)를 통해 공급되는 전파정류 전압(Vrec)에 있어서, 일정 전압 이상을 차단하기 위한 제너 다이오드일 수 있다.The fourth stabilization circuit Z may be a Zener diode for blocking a predetermined voltage or more in the full-wave rectifying voltage Vrec supplied through the rectifying
본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 전파정류 전압(Vrec)과 제1 직류전압(Vdc1)을 이용하여 N-타입 공핍형 MOSFET로 구성된 상기 스위칭 소자(Q1)의 게이트/소스 전압 차를 이용하여 발광 다이오드 모듈(130)의 구동전류를 제어함에 있어서, 고전압의 전파정류 전압(Vrec)에 의한 회로 손상을 방지할 수 있는 제3 및 제4 안정화 회로(C3, Z)가 구비되어 입력전압이 Vz 이상으로 인가되면, Z가 없는 경우보다 전압보상 저항의 저항값을 낮출 수 있어, 입력전압이 Vz 보다 높은 경우 "(Vrect - Vz1 - Vr3) / R4 = 전압보상전류" 로 계산되는 보상전류를 증가시킬 수 있으므로 정전류 혹은 정전력의 안정도를 향상시킬 수 있다.The light-emitting diode driving apparatus according to the fifth embodiment of the present invention uses the full-wave rectifying voltage (Vrec) and the first direct-current voltage (Vdc1) as the gate/source voltage of the switching element (Q1) composed of an N-type depletion type MOSFET. In controlling the driving current of the light emitting
도 7c는 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.7C is a circuit diagram showing a light emitting diode driving apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
도 7c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 온도저항(PTCR)을 제외한 모든 구성은 도 7a에 도시된 제4 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치와 동일함으로 상기 온도저항(PTCR)을 제외한 모든 구성은 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.As shown in Figure 7c, the light emitting diode driving apparatus according to the sixth embodiment of the present invention is the same as the light emitting diode driving apparatus according to the fourth embodiment shown in Figure 7a except the temperature resistance (PTCR) All components except the temperature resistance (PTCR) are denoted by the same reference numerals and detailed description will be omitted.
상기 온도저항(PTCR) 및 제3 저항(R)은 스위칭 소자(Q1)의 소스 단자와 제1 안정화 회로(C1)의 출력단 사이에 병렬접속될 수 있다.The temperature resistance PTCR and the third resistance R may be connected in parallel between the source terminal of the switching element Q1 and the output terminal of the first stabilization circuit C1.
상기 온도저항(PTCR)은 발광 다이오드 구동장치의 내부 온도에 따라 저항값이 변동될 수 있다.The resistance of the temperature resistance PTCR may vary depending on the internal temperature of the LED driving device.
여기서, 상기 온도저항(PTCR)은 발광 다이오드의 온도에 따라 저항값이 변경될 수 있고, 구동장치들의 온도에 따라 저항값이 변경될 수 있다.Here, the resistance of the temperature resistance PTCR may be changed according to the temperature of the light emitting diode, and the resistance may be changed according to the temperature of the driving devices.
구체적으로 상기 온도저항(PTCR)은 상기 발광 다이오드 구동장치의 내부온도가 상승하는 경우, 저항값이 증가하여 전류 제어부(120)는 구동전류를 낮게 조절하여 발광 다이오드를 보호하는 기능을 가진다.Specifically, when the internal temperature of the light emitting diode driving device increases, the temperature resistance PTCR increases, so that the
따라서, 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 온도저항(PTCR)을 더 포함하여 온도변화에 따라 발광 다이오드의 구동전류를 조절함으로써, 발광 다이오드의 열에 의한 손상을 개선할 수 있다.Therefore, the light emitting diode driving apparatus according to the sixth embodiment of the present invention further includes a temperature resistance (PTCR) to adjust the driving current of the light emitting diode according to the temperature change, thereby improving damage due to heat of the light emitting diode.
이상에서는 도 7c에 도시된 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치 및 도 7b에 도시된 본 발명의 제5 실시예에 다른 발광 다이오드 구동장치는 서로 다른 실시예로 한정하여 상세히 설명하고 있으나, 이에 한정하지 않고, 상기 제2 및 제3 실시예의 제3 및 제4 안정화 회로(C3, Z)의 구성과, 상기 온도저항(PTCR)의 구성들을 모두 포함하는 또 다른 실시예의 발광 다이오드 구동장치를 포함할 수 있다.
In the above, the light emitting diode driving device according to the sixth embodiment of the present invention shown in FIG. 7C and the light emitting diode driving device according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 7B are limited to different embodiments and will be described in detail. However, the present invention is not limited thereto, and the third and fourth stabilization circuits C3 and Z of the second and third embodiments and the driving of the light emitting diode of another embodiment including both the configurations of the temperature resistance PTCR. It may include a device.
도 8a는 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.8A is a circuit diagram showing a light emitting diode driving apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
도 8a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 본 발명의 제1 및 제4 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치와 제1 및 제2 정류전압 공급부(350a, 350b), 제1 및 제2 전류 제어부(320a, 320b)를 제외한 모든 구성이 동일함으로써, 상기 제1 및 제2 정류전압 공급부(350a, 350b), 제1 및 제2 전류 제어부(320a, 320b)를 제외한 구성들은 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.8A, the LED driving apparatus according to the seventh embodiment of the present invention includes the LED driving apparatus and the first and second rectifying
상기 제1 정류전압 공급부(350a)는 상기 전파정류부(110)의 제1 노드(N1)와 상기 제1 안정화 회로(C1) 사이에 연결된 제5 다이오드(D5)와, 상기 제1 노드(N1)와 상기 제1 전류 제어부(320a) 사이에 연결된 제6 저항(R6)을 포함한다. 상기 제1 정류전압 공급부(350a)는 상기 전파정류 전압(Vrec)을 상기 제1 전류 제어부(320a)에 공급하는 기능을 가진다. 상기 제1 노드(N1)는 정극성 전파정류 전압이 출력되는 출력단으로 정의할 수 있다.The first rectifying
상기 제2 정류전압 공급부(350b)는 상기 전파정류부(110)의 제2 노드(N2)와 상기 제1 안정화 회로(C1) 사이에 연결된 제6 다이오드(D6)와, 상기 제2 노드(N2)와 상기 제2 전류 제어부(320b) 사이에 연결된 제5 저항(R5)을 포함한다. 상기 제2 정류전압 공급부(350b)는 상기 전파정류 전압(Vrec)을 상기 제2 전류 제어부(320b)에 공급하는 기능을 가진다. 상기 제2 노드(N2)는 부극성 전파정류 전압이 출력되는 출력단으로 정의할 수 있다.The second rectifying
상기 제1 및 제2 전류 제어부(320a, 320b)는 상기 제1 및 제2 정류전압 공급부(350a, 350b)로부터의 전파정류 전압(Vrec)의 전압레벨에 따라 발광 다이오드 모듈(130)의 구동전류를 제어한다. 상기 제1 전류 제어부(320a)는 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제4 저항(R4)을 포함하고, 상기 제2 전류 제어부(320b)는 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제3 저항(R3)을 포함한다.The first and second
상기 제1 및 제2 스위칭 소자(Q1, Q2)는 n-타입 공핍형 MOSFET(n-type Depletion Metal-Oxide semiconductor Field-Effect Transistor) 소자를 일예로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 n-타입 공핍형 MOSFET는 JFET(Junctin gate Field-Effect Transistor), MOSFET(Metal-Oxide semiconductor Field-Effect Transistor) 및 BJT(Bipolar Junction Transistor) 등으로 변경될 수 있다. 본 발명에서의 제1 및 제2 스위칭 소자(Q1, Q2)는 게이트를 구동하기 위한 별도의 게이트 구동전압이 불필요하고, 회로구성을 간단하게 구현할 수 있는 N-타입 공핍형 MOSFET를 사용하는 것이 바람직하다.The first and second switching elements Q1 and Q2 illustrate an n-type depletion metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) device as an example, but the present invention is not limited thereto. The n-type depletion type MOSFET may be changed to a JFET (Junctin gate Field-Effect Transistor), a MOSFET (Metal-Oxide semiconductor Field-Effect Transistor), and a BJT (Bipolar Junction Transistor). In the present invention, the first and second switching elements Q1 and Q2 do not require separate gate driving voltages for driving the gate, and it is preferable to use an N-type depletion type MOSFET that can easily implement a circuit configuration. Do.
상기 제2 스위칭 소자(Q2)의 소스 단자는 상기 제1 노드(N1)와 연결되고, 게이트 단자는 제1 안정화 회로(C1)의 제1 출력단과 연결되고, 드레인 단자는 발광 다이오드 모듈(130)의 캐소드와 연결된다.The source terminal of the second switching element Q2 is connected to the first node N1, the gate terminal is connected to the first output terminal of the first stabilization circuit C1, and the drain terminal is a light emitting
상기 제1 스위칭 소자(Q1)의 소스 단자는 상기 제2 노드(N2)와 연결되고, 게이트 단자는 상기 발광 다이오드 모듈(130)의 애노드와 연결되고, 드레인 단자는 상기 제1 안정화 회로(C1)의 제2 출력단과 연결된다.The source terminal of the first switching element Q1 is connected to the second node N2, the gate terminal is connected to the anode of the light emitting
상기 제1 및 제2 스위칭 소자(Q1, Q2)는 소스 단자로 공급되는 전파정류 전압(Vrec)를 이용하여 상기 발광 다이오드 모듈(130)의 구동전류를 조절할 수 있다.The first and second switching elements Q1 and Q2 may adjust the driving current of the light emitting
본 발명의 제7 실시예의 발광 다이오드 구동장치는 정격전압의 경우, 정 전류 구동하고, 고전압의 경우, 반비례하게 전류크기를 조절하여 고효율의 정 전류 및 정 전력의 발광 다이오드 구동회로를 제공함과 동시에 간소화된 회로구조를 구현할 수 있다.The light emitting diode driving apparatus of the seventh embodiment of the present invention provides a high efficiency constant current and constant power light emitting diode driving circuit by controlling the current magnitude inversely in the case of a rated voltage and driving a constant current, and at the same time simplifies the same. Circuit structure can be implemented.
도 8b는 본 발명의 제8 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.8B is a circuit diagram showing an LED driving apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.
도 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 제3 내지 제6 안정화 회로(C3, C4, Z1, Z2)를 제외한 모든 구성은 도 8a에 도시된 제7 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치와 동일함으로 상기 제3 내지 제6 안정화 회로(C3, C4, Z1, Z2)를 제외한 모든 구성은 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.As shown in FIG. 8B, in the light emitting diode driving apparatus according to the seventh embodiment of the present invention, all configurations except the third to sixth stabilization circuits C3, C4, Z1, and Z2 are the seventh shown in FIG. 8A. In the same manner as the light emitting diode driving apparatus according to the embodiment, all components except the third to sixth stabilization circuits C3, C4, Z1, and Z2 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
상기 제3 및 제4 안정화 회로(C3, C4)는 제1 및 제2 전류 제어부(320a, 320b)에 포함된 제1 및 제2 스위칭 소자(Q1, Q2)의 소스 단자와 게이트 단자에 병렬접속된 캐패시터일 수 있다.The third and fourth stabilization circuits C3 and C4 are connected in parallel to the source and gate terminals of the first and second switching elements Q1 and Q2 included in the first and second
상기 제3 및 제4 안정화 회로(C3, C4)는 소스 단자로 공급되는 고전압의 전파정류 전압(Vrec)에 의한 제1 및 제2 스위칭 소자(Q1, Q2)의의 손상을 방지하는 기능을 가진다.The third and fourth stabilization circuits C3 and C4 have a function of preventing damage to the first and second switching elements Q1 and Q2 by the high voltage full-wave rectifying voltage Vrec supplied to the source terminal.
상기 제5 및 제6 안정화 회로(Z1, Z2)는 제1 및 제2 정류전압 공급부(350a, 350b)를 통해 공급되는 전파정류 전압(Vrec)에 있어서, 일정 전압 이상을 차단하기 위한 제너 다이오드일 수 있다.The fifth and sixth stabilization circuits Z1 and Z2 are Zener diodes for blocking a predetermined voltage or more in the full-wave rectifying voltage Vrec supplied through the first and second rectifying
본 발명의 제8 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 전파정류 전압(Vrec)과 제1 직류전압(Vdc1)을 이용하여 N-타입 공핍형 MOSFET로 구성된 상기 제1 및 제2 스위칭 소자(Q1, Q2)의 게이트/소스 전압 차를 이용하여 발광 다이오드 모듈(130)의 구동전류를 제어함에 있어서, 고전압의 전파정류 전압(Vrec)에 의한 회로 손상을 방지할 수 있는 제3 내지 제6 안정화 회로(C3, C4, Z1, Z2)가 구비되어 입력전압이 Vz 이상으로 인가되면, Z1, Z2가 없는 경우보다 전압보상 저항의 저항값을 낮출 수 있어, 입력전압이 Vz 보다 높은 경우 "(Vrect - Vz1 - Vr3) / R4 = 전압보상전류" 로 계산되는 보상전류를 증가시킬 수 있으므로 정전류 혹은 정전력의 안정도를 향상시킬 수 있다.The LED driving apparatus according to the eighth embodiment of the present invention includes the first and second switching elements Q1, which are composed of an N-type depletion type MOSFET using the full-wave rectifying voltage Vrec and the first DC voltage Vdc1. In controlling the driving current of the light emitting
도 8c는 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치를 도시한 회로도이다.8C is a circuit diagram showing a light emitting diode driving apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
도 8c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제9 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 제1 및 제2 온도저항(PTCR1, PTCR2)을 제외한 모든 구성은 도 8a에 도시된 제7 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치와 동일함으로 상기 제1 및 제2 온도저항(PTCR1, PTCR2)을 제외한 모든 구성은 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.As shown in FIG. 8C, the light emitting diode driving apparatus according to the ninth embodiment of the present invention includes all configurations except the first and second temperature resistances PTCR1 and PTCR2 according to the seventh embodiment shown in FIG. 8A. Since it is the same as the light emitting diode driving apparatus, all components except the first and second temperature resistances PTCR1 and PTCR2 are denoted by the same reference numerals and detailed description will be omitted.
상기 제1 온도저항(PTCR1) 및 제3 저항(R3)은 제1 스위칭 소자(Q1)의 소스 단자와 제1 안정화 회로(C1)의 제1 출력단 사이에 병렬접속될 수 있다.The first temperature resistor PTCR1 and the third resistor R3 may be connected in parallel between the source terminal of the first switching element Q1 and the first output terminal of the first stabilization circuit C1.
상기 제2 온도저항(PTCR2) 및 제4 저항(R4)은 제2 스위칭 소자(Q2)의 소스 단자와 제1 안정화 회로(C1)의 제2 출력단 사이에 병렬접속될 수 있다.The second temperature resistor PTCR2 and the fourth resistor R4 may be connected in parallel between the source terminal of the second switching element Q2 and the second output terminal of the first stabilization circuit C1.
상기 제1 및 제2 온도저항(PTCR1, PTCR2)은 발광 다이오드 구동장치의 내부 온도에 따라 저항값이 변동될 수 있다.The resistance values of the first and second temperature resistors PTCR1 and PTCR2 may vary according to the internal temperature of the LED driving apparatus.
여기서, 상기 제1 및 제2 온도저항(PTCR1, PTCR2)은 발광 다이오드의 온도에 따라 저항값이 변경될 수 있고, 구동장치들의 온도에 따라 저항값이 변경될 수 있다.Here, the resistance values of the first and second temperature resistors PTCR1 and PTCR2 may be changed according to the temperature of the light emitting diode, and the resistance values may be changed according to the temperature of the driving devices.
구체적으로 상기 제1 및 제2 온도저항(PTCR1, PTCR2)은 상기 발광 다이오드 구동장치의 내부온도가 상승하는 경우, 저항값이 증가하여 전류 제어부(120)는 구동전류를 낮게 조절하여 발광 다이오드를 보호하는 기능을 가진다.Specifically, the first and second temperature resistances PTCR1 and PTCR2 increase the resistance when the internal temperature of the LED driving device increases, so that the
따라서, 본 발명의 제9 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 제1 및 제2 온도저항(PTCR1, PTCR2)을 더 포함하여 온도변화에 따라 발광 다이오드의 구동전류를 조절함으로써, 발광 다이오드의 열에 의한 손상을 개선할 수 있다.Therefore, the light emitting diode driving apparatus according to the ninth embodiment of the present invention further includes first and second temperature resistances PTCR1 and PTCR2 to adjust the driving current of the light emitting diode according to the temperature change, thereby causing heat from the light emitting diode. Damage can be improved.
이상에서는 도 8c에 도시된 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치 및 도 8b에 도시된 본 발명의 제5 실시예에 다른 발광 다이오드 구동장치는 서로 다른 실시예로 한정하여 상세히 설명하고 있으나, 이에 한정하지 않고, 상기 제2 및 제3 실시예의 제3 내지 제6 안정화 회로(C3, C4, Z1, Z2)의 구성과, 상기 제1 및 제2 온도저항(PTCR1, PTCR2)의 구성들을 모두 포함하는 또 다른 실시예의 발광 다이오드 구동장치를 포함할 수 있다.In the above, the LED driving device according to the sixth embodiment of the present invention shown in FIG. 8C and the LED driving device according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 8B are limited to different embodiments and will be described in detail. However, the present invention is not limited thereto, and the configuration of the third to sixth stabilization circuits C3, C4, Z1 and Z2 of the second and third embodiments and the configuration of the first and second temperature resistances PTCR1 and PTCR2 A light emitting diode driving device of another embodiment including all of the above may be included.
이상에서, 본 발명의 다양한 실시예들 및 특징들에 대해 설명하였지만, 본 발명은 위에서 설명한 실시예들 및 특징들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형될 수 있다.
In the above, although various embodiments and features of the present invention have been described, the present invention is not limited to the above-described embodiments and features, and may be variously modified without departing from the spirit of the present invention. have.
150, 250: 정류전압 공급부 120, 220: 전류 제어부 150, 250: rectifying
Claims (24)
상기 전원부로부터의 교류전압을 전파정류하는 전파정류부;
상기 전파정류부로부터의 전파정류 전압을 제1 직류전압으로 안정화시키는 제1 안정화 회로;
상기 전파정류 전압 및 상기 제1 직류전압을 이용하여 발광 다이오드들에 공급되는 전류를 조절하는 전류 제어부; 및
상기 전파정류 전압을 상기 전류 제어부에 공급하는 정류전압 공급부를 포함하며,
상기 전류 제어부는 스위칭 소자를 포함하고,
상기 스위칭 소자는 소스 단자가 상기 전파정류부와 연결되어 상기 전파정류 전압을 제공받고, 게이트 단자와 드레인 단자 중 하나가 상기 제1 안정화 회로와 연결되어 상기 제1 직류전압을 제공받는 발광 다이오드 구동회로.A power supply unit providing an AC voltage;
A full-wave rectifying unit for full-wave rectifying the AC voltage from the power supply unit;
A first stabilization circuit stabilizing the full-wave rectification voltage from the full-wave rectification unit to a first DC voltage;
A current control unit for adjusting the current supplied to the light emitting diodes by using the full-wave rectification voltage and the first DC voltage; And
It includes a rectified voltage supply for supplying the full-wave rectified voltage to the current control unit,
The current control unit includes a switching element,
The switching element is a light emitting diode driving circuit, the source terminal is connected to the full-wave rectification unit to receive the full-wave rectification voltage, one of the gate terminal and the drain terminal is connected to the first stabilization circuit to receive the first DC voltage.
상기 전파정류부의 출력단과 상기 제1 안정화 회로의 출력단 사이에 연결된 역류 방지용 다이오드를 포함하는 발광 다이오드 구동회로.The method according to claim 1, wherein the rectifying voltage supply unit is connected between the output terminal of the full-wave rectifying unit and the current control unit for controlling the magnitude of the full-wave rectifying voltage; And
And a diode for preventing reverse flow connected between the output terminal of the full-wave rectifying unit and the output terminal of the first stabilization circuit.
상기 전원부로부터의 교류전압을 전파정류하는 전파정류부;
상기 전파정류부로부터의 전파정류 전압을 제1 직류전압으로 안정화시키는 제1 안정화 회로;
상기 전파정류 전압 및 상기 제1 직류전압을 이용하여 상기 교류전압의 레벨에 따라 구동 전류를 조절하는 제1 전류 제어부 및 제2 전류 제어부를 포함하는 전류 제어부;
상기 전파정류 전압 중 정극성 전파정류 전압을 상기 제1 전류 제어부에 공급하는 제1 정류전압 공급부; 및
상기 전파정류 전압 중 부극성 전파정류 전압을 상기 제2 전류 제어부에 공급하는 제2 정류전압 공급부를 포함하며,
상기 제1 전류 제어부 및 상기 제2 전류 제어부는 각각 스위칭 소자를 포함하고,
상기 스위칭 소자는 소스 단자가 상기 전파정류부와 연결되어 상기 전파정류 전압을 제공받고, 게이트 단자와 드레인 단자 중 하나가 상기 제1 안정화 회로와 연결되어 상기 제1 직류전압을 제공받는 발광 다이오드 구동회로.A power supply unit providing an AC voltage;
A full-wave rectifying unit for full-wave rectifying the AC voltage from the power supply unit;
A first stabilization circuit stabilizing the full-wave rectification voltage from the full-wave rectification unit to a first DC voltage;
A current control unit including a first current control unit and a second current control unit that adjust a driving current according to the level of the AC voltage using the full-wave rectification voltage and the first DC voltage;
A first rectifying voltage supply unit supplying a positive polarity rectifying voltage among the full-wave rectification voltages to the first current control unit; And
And a second rectifying voltage supply unit supplying a negative polarity full-wave rectifying voltage among the full-wave rectification voltages to the second current control unit,
The first current control unit and the second current control unit each include a switching element,
The switching element is a light emitting diode driving circuit, the source terminal is connected to the full-wave rectification unit to receive the full-wave rectification voltage, one of the gate terminal and the drain terminal is connected to the first stabilization circuit to receive the first DC voltage.
상기 제1 노드와 상기 제1 안정화 회로의 제1 출력단 사이에 연결된 역류 방지용 다이오드를 포함하는 발광 다이오드 구동회로.The method according to claim 13, wherein the first rectifying voltage supply unit is connected between the first node and the first current control unit, the first node to which the positive rectification voltage of the full-wave rectification is output, the resistor for adjusting the magnitude of the positive rectification voltage; And
And a diode for preventing backflow connected between the first node and a first output terminal of the first stabilization circuit.
상기 제2 노드와 상기 제1 안정화 회로의 출력단 사이에 연결된 역류 방지용 다이오드를 포함하는 발광 다이오드 구동회로.The method according to claim 13, wherein the second rectifying voltage supply unit is connected between the second node and the second current control unit outputting the negative polarity full-wave rectification voltage of the full-wave rectification unit to adjust the magnitude of the positive polarity full-wave rectification voltage; And
And a diode for preventing backflow connected between the second node and an output terminal of the first stabilization circuit.
상기 전원부로부터의 교류전압을 전파정류하는 전파정류부;
상기 전파정류부로부터의 전파정류 전압을 제1 직류전압으로 안정화시키는 제1 안정화 회로;
상기 전파정류 전압 및 상기 제1 직류전압을 이용하여 상기 교류전압의 레벨에 따라 구동전류를 조절하는 전류 제어부; 및
상기 전파정류 전압을 상기 전류 제어부에 공급하는 정류전압 공급부를 포함하고,
상기 전류 제어부는 증가형 MOSFET(Enhenced Metal-Oxide semiconductor Field-Effect Transistor)을 포함하며,
상기 전류 제어부는 스위칭 소자를 포함하고,
상기 스위칭 소자는 소스 단자가 상기 전파정류부와 연결되어 상기 전파정류 전압을 제공받고, 게이트 단자와 드레인 단자 중 하나가 상기 제1 안정화 회로와 연결되어 상기 제1 직류전압을 제공받는 발광 다이오드 구동회로.A power supply unit providing an AC voltage;
A full-wave rectifying unit for full-wave rectifying the AC voltage from the power supply unit;
A first stabilization circuit stabilizing the full-wave rectification voltage from the full-wave rectification unit to a first DC voltage;
A current control unit that adjusts a driving current according to the level of the AC voltage using the full-wave rectifying voltage and the first DC voltage; And
And a rectifying voltage supply unit supplying the full-wave rectification voltage to the current control unit,
The current control unit includes an enhanced metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET),
The current control unit includes a switching element,
The switching element is a light emitting diode driving circuit, the source terminal is connected to the full-wave rectification unit to receive the full-wave rectification voltage, one of the gate terminal and the drain terminal is connected to the first stabilization circuit to receive the first DC voltage.
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