KR102444432B1 - remote power supply apparatus for LED - Google Patents

remote power supply apparatus for LED Download PDF

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KR102444432B1
KR102444432B1 KR1020210107296A KR20210107296A KR102444432B1 KR 102444432 B1 KR102444432 B1 KR 102444432B1 KR 1020210107296 A KR1020210107296 A KR 1020210107296A KR 20210107296 A KR20210107296 A KR 20210107296A KR 102444432 B1 KR102444432 B1 KR 102444432B1
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김광호
한성훈
조재우
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김광호
한성훈
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Abstract

The present invention receives a commercial AC power source from a main power device to output as DC power source, enables the DC power source to be transmitted from the main power device to a client power device that is remotely apart, enables a smoothing capacitor of a high capacity to be installed only in the main power device by enabling power to be supplied to an adjacent LED load on each client power device, and enables electric power efficiency to be improved by installing a smoothing capacitor of a small capacity in the client power device, thereby enabling a failure rate to be lowered and enabling installation costs to be reduced.

Description

LED 조명 원격 전원공급장치{remote power supply apparatus for LED}LED lighting remote power supply apparatus

본 발명은 메인(main) 전원 공급장치와, 메인 전원 공급장치에 연결된 복수개의 클라이언트 전원 공급장치들과, 각각의 클라이언트 전원 공급장치들에 연결되어 점등되는 LED들로 이루어진 LED 조명 원격 전원공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LED lighting remote power supply comprising a main power supply, a plurality of client power supplies connected to the main power supply, and LEDs connected to each of the client power supplies to be turned on. it's about

도 1은 일반적인 LED 전원공급회로의 구성을 설명하기 위한 회로도이다.1 is a circuit diagram for explaining the configuration of a general LED power supply circuit.

도 1에 도시된 LED 구동장치는 EMI 정류부(10)와, 역률보상회로부(20)와, LED 구동회로부(30)를 포함하는 블록으로 구성되어 있다. EMI 필터부(10)는 입출력 신호의 전자기 잡음을 제거하는 역할을 하고, 상기 역률보상회로부(PFC)(20)는 입력전류의 형태를 제어하는 역할을 하며, LED 구동회로부(30)는 LED에 정전류를 공급하는 역할을 한다. LED 구동장치에서 역률보상회로부(20)의 출력은 400V 정도의 DC 전압이 출력되며, 이때 출력단의 평활을 위한 대용량의 전해 커패시터인 벌크 캐퍼시터(Cbulk)가 연결된다. 또한, 일반적인 LED 구동회로는 역률보상회로부(20)와 DC/DC 컨버터 기능을 갖는 LED 구동회로부가 함께 구성될 수도 있다.The LED driving device shown in FIG. 1 is composed of a block including an EMI rectifying unit 10 , a power factor correction circuit unit 20 , and an LED driving circuit unit 30 . The EMI filter unit 10 serves to remove electromagnetic noise of the input/output signal, the power factor correction circuit unit (PFC) 20 serves to control the shape of the input current, and the LED driving circuit unit 30 is connected to the LED. It serves to supply a constant current. In the LED driving device, the output of the power factor correction circuit unit 20 outputs a DC voltage of about 400V, and at this time, a bulk capacitor (Cbulk), which is a large-capacity electrolytic capacitor for smoothing the output terminal, is connected. In addition, the general LED driving circuit may be configured with the power factor correction circuit unit 20 and the LED driving circuit unit having a DC/DC converter function.

이러한 종래의 LED 구동장치는 각 스테이지(Stage)의 출력단에 직류를 평활시키기 위한 벌크 커패시터(Cbulk)가 필요하며, 특히 역률보상회로부(20)의 출력단에 설치되는 벌크 커패시터는 큰 값이 요구된다.Such a conventional LED driving device requires a bulk capacitor (Cbulk) for smoothing DC at the output terminal of each stage, and in particular, the bulk capacitor installed at the output terminal of the power factor correction circuit unit 20 requires a large value.

상기 역률보상회로부(20)의 출력단에 설치되는 커패시터가 대용량의 벌크 커패시터(Cbulk)가 설치되는 이유는, 역률보상회로부(20)의 입력전력이 사인(sine) 함수의 제곱 형태로 나타나고, 출력전력이 일정한 DC 형태로 나타나므로, 이에 따라 입출력간의 평활을 목적으로 하는 벌크 커패시터(Cbulk)의 용량이 커져야하기 때문이다.The reason why the large-capacity bulk capacitor (Cbulk) is installed in the capacitor installed at the output terminal of the power factor correction circuit unit 20 is that the input power of the power factor correction circuit unit 20 appears in the form of a square of a sine function, and the output power This is because the capacity of the bulk capacitor Cbulk for the purpose of smoothing between input and output must be increased accordingly.

따라서, LED 구동장치의 역률보상회로부(20) 출력단의 벌크 커패시터(Cbulk)는 주로 전해 커패시터를 사용하게 된다. 그러나, 전해 커패시터의 수명은 LED 구동장치를 구성하는 다른 반도체 소자나 부품, 그리고 LED 칩(chip)에 비해 매우 수명이 짧은 문제점이 있고, 이러한 전해 커패시터의 짧은 수명으로 인해 LED 구동장치의 내구성이 짧아지는 문제점이 있다. Accordingly, the bulk capacitor Cbulk of the output terminal of the power factor correction circuit 20 of the LED driving device mainly uses an electrolytic capacitor. However, the lifespan of the electrolytic capacitor is very short compared to other semiconductor elements or components constituting the LED driving device and the LED chip, and the durability of the LED driving device is short due to the short lifespan of the electrolytic capacitor. There is a problem with losing.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 특허등록 10-1725640(발명의 명칭: LED 전원공급장치)이 개발되어 출력단의 LED 부하에 공급되는 전류의 리플을 억제시킴으로써 벌크 캐퍼시터의 용량을 감소시키도록 하거나, 복수개의 부하들이 설치되는 경우에는 발생되는 문제점을 치유하지는 못하였다.In order to improve this problem, patent registration 10-1725640 (title of the invention: LED power supply) was developed to reduce the capacity of the bulk capacitor by suppressing the ripple of the current supplied to the LED load of the output stage, or to reduce the capacity of a plurality of loads. They did not solve the problems that occurred when they were installed.

특히 전원장치에 다양한 형태의 LED 모듈 그룹이 병렬적으로 연결되어 있을 때 이들 각 LED 모듈 그룹에 적절하게 전압이 공급이 이루어지지 못하였기 때문에 평활용 벌크 캐퍼시터에 인가되는 전압변동성이 클 수 밖에 없었고, 수명이 균일한 부하에서 적용되는 평활용 캐퍼시터에 비하여 단명할 수 밖에 없었다.In particular, when various types of LED module groups are connected in parallel to the power supply, the voltage applied to the smoothing bulk capacitor was inevitably large because the voltage was not properly supplied to each of these LED module groups. It had to be short-lived compared to the smoothing capacitors applied under a uniform load.

특히 이러한 평활용 캐퍼시터는 전해 캐퍼시터로 LED 모듈의 사용수명이 5만 시간대임에도 불구하고, 전해 캐퍼시터의 수명이 수천 시간대임을 감안하면 이러한 문제점에 대한 해결이 요구되고 있다.In particular, these smoothing capacitors are electrolytic capacitors, and although the LED module has a service life of 50,000 hours, a solution to this problem is required considering that the lifespan of the electrolytic capacitor is several thousand hours.

또한 이러한 종래기술의 LED 전원장치는 LED 부하에 접근되어서 설치되어야 하기 때문에 LED 부하가 한 건물 내에 다양한 장소에 설치되게 되면 설치장소의 개소수 만큼 LED 전원장치가 설치되어야 하고, 그 만큼 대용량의 캐퍼시터가 많이 설치되어야 함으로써 설치비용이 높아질 뿐만 아니라 고장요소도 많이 내포하게 된다.In addition, since the LED power supply device of the prior art has to be installed close to the LED load, if the LED load is installed in various places within a building, the LED power supply device must be installed as many as the number of installation places, and a large-capacity capacitor is required. By having to install a lot, not only the installation cost increases, but also a lot of failure factors are included.

본 발명은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 LED 보다 수명이 짧은 고전압 대용량 캐퍼시터가 설치되는 메인 전원장치를 구성하고, 메인 전원장치로부터 전원을 공급받는 다수개의 클라이언트 전원장치를 복수개 형성하고, 복수개의 LED 모듈들로 이루어진 LED 그룹 각각이 클라이어트 전원장치로부터 전원을 공급받도록 함으로써 고전압 대용량 캐퍼시터의 수를 줄일 수 있도록 하여 고장요인을 감소시키도록 하며, 각각의 클라이언트 전원장치를 LED 그룹의 특성에 적합하게 설계하도록 함으로써 에너지 낭비를 막을 수 있으며, 전원장치의 수명을 연장시킬 수 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art, and the problem of the present invention is to configure a main power supply in which a high voltage large-capacity capacitor having a shorter lifespan than an LED is installed, and a plurality of client power supplies receiving power from the main power supply By forming a plurality of LED modules, each LED group consisting of a plurality of LED modules receives power from the client power supply, thereby reducing the number of high-voltage, large-capacity capacitors to reduce failure factors, and each client power supply By designing appropriate to the characteristics of the group, energy waste can be prevented and the lifespan of the power supply can be extended.

또한 본원 발명의 다른 해결과제는 메인 전원장치에 연결되는 각각의 LED 그룹의 이격거리에 따라서 클라이어트 전원장치를 설치하도록 함으로써 전원 공급선로의 전압강하율을 감소시킬 수 있도록 함으로써 원격으로 클라이언트 전원장치에 전원을 공급할 수 있도록 하기 위한 것이다.In addition, another solution of the present invention is to remotely supply power to the client power supply by reducing the voltage drop rate of the power supply line by installing the client power supply according to the separation distance of each LED group connected to the main power supply. in order to be able to supply it.

또한 본원 발명의 다른 해결과제는 메인 전원장치로부터 클라이언트 전원장치에 전원공급은 DC로 공급되기 때문에 누전이나 단락(short) 사고시에 발생될 수 있는 화재나 인사사고를 감소시키기 위한 것이다.Another object of the present invention is to reduce a fire or personnel accident that may occur in case of a short circuit or short circuit because the power supply from the main power supply to the client power supply is supplied as DC.

상기 해결과제를 해결하기 위한 해결수단은 상용 교류전원(AC)을 입력받아 정류하여 DC 전원으로 변환하여 출력하며 출력단에 평활용 캐퍼시터가 설치되는 메인전원장치; 상기 메인전원장치와 기설정된 거리 이상 떨어진 원격지들에 설치되며 출력단에 상기 메인전원장치의 평활용 캐퍼시터의 용량보다 작은 클라이언트 평활용 캐퍼시터가 설치되는 적어도 하나 이상의 클라이언트 전원장치들; 상기 클라이언트 전원장치들에 각각 설치되는 LED 부하들을 포함하며, 상기 메인전원장치는 상기 상용 교류전원(AC)으로부터 잡음을 제거하는 EMI 필터부; 상기 EMI 필터부의 출력을 정류하는 정류부; 상기 정류부의 출력을 입력받아 역률을 개선하는 PFC(Power Factor Correction )회로부; 상기 PFC 회로부에 의하여 역율이 개선된 출력을 일정한 전압으로 제어하며 후단에 상기 평활용 캐퍼시터가 설치되는 정전압회로부를 포함하고, 상기 클라이언트 전원장치는 상기 메인전원장치로부터 출력되는 DC 전원을 입력받아 역율을 보정하는 클라이언트 PFC 회로부; 상기 클라이언트 PFC 회로부의 출력을 입력받아 상기 LED부하들의 용량에 맞도록 전압과 전류를 변형하여 출력하는 컨버터부; 상기 컨버터부의 출력을 평활하여 상기 LED 부하에 공급하는 평활용 캐퍼시터를 포함하고, 상기 클라이언트의 PFC 회로부는 상기 메인전원장치로부터 출력되는 DC 전원을 평활시키도록 설치되는 캐퍼시터와 쵸크코일; 상기 쵸크코일과 역방향으로 결합되는 인덕터(L2); 상기 인덕터(L2)의 출력전압을 분압시키는 분압저항들; 상기 분압저항들에 의하여 분압된 전압을 입력받아 PWM 파형을 생성하고, 상기 PWM 파형과 기준파형을 비교하여 구동파형을 생성하는 PFC 전용칩; 상기 구동파형에 의하여 상기 인덕터(L2)에 흐르는 전류를 스위칭하는 스위칭 소자를 포함하는 것이다.A solution for solving the above problem includes: a main power supply device that receives commercial AC power, rectifies it, converts it into DC power, and outputs it, and a smoothing capacitor is installed at the output terminal; at least one or more client power supply devices installed in remote locations more than a predetermined distance from the main power supply device and having a client smoothing capacitor smaller than a capacity of the smoothing capacitor of the main power supply device installed at an output terminal; LED loads installed in each of the client power devices, the main power device comprising: an EMI filter unit for removing noise from the commercial AC power; a rectifying unit rectifying the output of the EMI filter unit; a PFC (Power Factor Correction) circuit unit receiving the output of the rectifier and improving the power factor; and a constant voltage circuit unit for controlling the output whose power factor is improved by the PFC circuit unit to a constant voltage and having the smoothing capacitor installed at the rear end, wherein the client power supply receives the DC power output from the main power unit and adjusts the power factor calibrating client PFC circuitry; a converter unit that receives the output of the client PFC circuit unit and outputs the converted voltage and current to match the capacity of the LED loads; a capacitor for smoothing the output of the converter unit and supplying it to the LED load; an inductor (L2) coupled to the choke coil in a reverse direction; dividing resistors for dividing the output voltage of the inductor (L2); a PFC dedicated chip for generating a PWM waveform by receiving the voltage divided by the voltage dividing resistors, and generating a driving waveform by comparing the PWM waveform with a reference waveform; and a switching element for switching the current flowing through the inductor L2 according to the driving waveform.

또한 본 발명에서 상기 메인전원장치에는 LED 부하들의 밝기를 제어하는 디밍지령신호와 색상을 제어하는 감성조명신호를 생성하는 콘트롤부가 설치되고, 상기 클라이언트 전원장치들에는 상기 콘트롤부의 제어신호에 의하여 상기 LED 부하들의 밝기와 색상을 제어하는 클라이언트 콘트롤부가 설치되는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the main power supply is provided with a control unit for generating a dimming command signal for controlling the brightness of the LED loads and an emotional lighting signal for controlling the color, and in the client power supply devices, the LED according to the control signal of the control unit Preferably, a client control unit for controlling the brightness and color of the loads is installed.

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상기 해결과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면, 복수개의 다른 용량의 LED 부하들이 상호 격리되어 설치되어 있을 때, 각각의 전원장치에 따라서 평활용 캐퍼시터의 용량을 증가시키지 않고, 메인전원장치와 메인전원장치로부터 DC 전원을 공급받으며 각각의 부하용량에 맞도록 설계된 클라이언트 전원장치를 구성하여 개별 LED 부하들에 적응시킴으로써 클라이언트 전원장치의 평활용 캐퍼시터를 적은 용량으로 구성할 수 있도록 함으로써 수명을 연장시킬 수 있으며, 보수가 용이한 전원장치를 구성할 수 있다. According to the present invention having the above problems and solutions, when a plurality of LED loads of different capacities are installed in isolation from each other, the capacity of the smoothing capacitor according to each power supply is not increased, and the main power supply and the main It receives DC power from the power supply and configures the client power supply designed to fit each load capacity and adapts it to individual LED loads, so that the smoothing capacitor of the client power supply can be configured with a small capacity, thereby extending the lifespan. And it is possible to configure a power supply device that is easy to repair.

도 1은 일반적인 LED 전원공급회로의 구성을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 본 발명을 설명하기 위한 회로블록도이다.
도 3은 본원 발명의 메인전원장치의 회로 블록도이다.
도 4는 본 발명의 클라이언트 전원장치의 회로도이다.
1 is a circuit diagram for explaining the configuration of a general LED power supply circuit.
2 is a circuit block diagram for explaining the present invention.
3 is a circuit block diagram of the main power supply of the present invention.
4 is a circuit diagram of a client power supply device of the present invention.

이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명을 설명하기 위한 회로블록도이다.2 is a circuit block diagram for explaining the present invention.

도 2에 도시된 실시예는 상용전원인 AC 220V를 입력받아 정류하여 DC인 300~ 500V로 변환하여 출력하는 메인전원장치(100)와, 메인전원장치(100)의 DC 출력을 DC 라인(102)를 통하여 원거리에서 입력받는 클라이언트 전원장치1~ 클라이언트 전원장치n와, 클라이언트 전원장치1~ 클라이언트 전원장치n 로부터 각각 전원을 공급받아 점등되는 LED1, 2,...., n 부하들로 이루어진다.The embodiment shown in FIG. 2 is a main power supply device 100 that receives AC 220V, which is commercial power, rectifies, and converts it into DC 300~500V, and outputs the DC output of the main power supply 100 to a DC line 102 ), the client power supply 1~ client power supply n, and the LEDs 1, 2,..., n loads that are lit by receiving power from the client power unit 1~ client power supply n, respectively.

이때 LED1, 2,...., n 부하들은 복수개의 LED 모듈들로 이루어지며 각각의 LED 모듈들은 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 발광부를 구비하고 있으며, 각각의 발광부가 독립적으로 발광되거나, 발광부들이 서로 조합하여 발광될 수 있는 구성을 구비하고 있다. At this time, the LED1, 2,..., n loads consist of a plurality of LED modules, and each LED module has a red (Red), green (Green), and blue (Blue) light emitting unit, and each light emitting unit It has a configuration that can emit light independently or in combination with each other to emit light.

메인전원장치(100)의 내부에는 콘트롤러가 설치되고, 콘트롤러는 조도조절 입력신호나 감성조명을 위한 조명색상신호를 입력받기 위한 입력부(101)가 연결되고, 입력부(101)의 입력에 따라서 콘트롤러에 의하여 생성된 제어신호가 제어라인(103)을 따라 각각의 클라이언트 전원장치1~n 으로 전송된다.A controller is installed inside the main power supply device 100, and the controller is connected to an input unit 101 for receiving an illuminance control input signal or an illumination color signal for emotional lighting, and according to the input of the input unit 101, it is connected to the controller. The generated control signal is transmitted to each of the client power supply devices 1 to n along the control line 103 .

또한 메인전원장치(100)로부터 출력되는 DC 전원은 300~500V로 출력되기 때문에 기설정된 거리 이상 떨어진 원격지, 본 발명의 효과가 극대화되기 위해서는 500m ~ 1000m 이상 떨어져 있는, 원격지의 LED 부하인 LED1, 2, ... LEDn의 클라이언트 전원장치1, 2, ... n 들에 공급되기 때문에 9~12V DC 전원에 의하여 전력이 전송되는 경우에 비하여 전압강하율이 낮아지게 됨으로써 효율적인 전력전송이 이루어지게 된다.In addition, since the DC power output from the main power supply device 100 is output at 300 ~ 500V, the remote location more than a preset distance, in order to maximize the effect of the present invention, the LED load of the remote location, LED1,2 , ... Since it is supplied to the client power supply devices 1, 2, ... n of LEDn, the voltage drop rate is lowered compared to the case where power is transmitted by the 9-12V DC power supply, thereby achieving efficient power transmission.

메인전원장치(100)로부터 클라이언트 전원장치의 떨어진 이격거리의 최소한의 설정거리는 메인전원장치(100)로부터 출력되는 전압값과 연결하는 전원선의 저항값과 연결되는 LED 부하의 모듈 갯수에 의하여 결정된다. The minimum set distance of the separation distance of the client power device from the main power supply device 100 is determined by the voltage value output from the main power supply device 100, the resistance value of the power line to be connected, and the number of modules of the LED load connected.

만일 메인전원장치(100)에 의하여 통상적으로 LED 부하에 공급되는 9V 정도의 저압 DC 전원이 공급되게 되면 원격지에 떨어져 있는 LED 부하까지 전원이 도달하기 까지는 입력전원에 비하여 선로의 전압강하율이 매우 높기 때문에 LED 부하를 점등시킬 수 없으며, 메인전원장치(100)에서 수십 볼트로 전원을 공급하여 LED 부하를 점등시킬 수 있다고 하여도 이격 거리에 제한을 받을 뿐만 아니라 전압강하에 의하여 전력전송효율이 낮아 지게된다. 이러한 점을 감안하여 메인전원장치(100)의 출력전압은 DC전압은 300~500V로 출력되는 것이 바람직하다.If a low-voltage DC power of about 9V that is normally supplied to the LED load is supplied by the main power supply device 100, the voltage drop rate of the line is very high compared to the input power until the power reaches the remote LED load. The LED load cannot be turned on, and even if the LED load can be turned on by supplying power at several tens of volts from the main power supply device 100, not only the separation distance is limited, but also the power transmission efficiency is lowered by the voltage drop. . In consideration of this point, the output voltage of the main power supply device 100 is preferably a DC voltage of 300 ~ 500V.

또한 메인전원장치(100)는 출력단의 전원을 평활시키기 위하여서는 비교적 고가인 수십 내지 수백 μF 용량의 전해 캐패시터나 탄탈캐퍼시터로 이루어진 벌크 캐퍼시터(bulk capacitor)가 사용된다. 이때 전해캐패시터나 탄탈캐퍼시터는 사용수명이 대략 1000시간 정도이기 때문에 사용수명이 5만시간인 LED 부하들에 비하여 매우 짧다 할 수 있다.In addition, in the main power supply 100 , a bulk capacitor made of a relatively expensive electrolytic capacitor or tantalum capacitor with a capacity of several tens to several hundred μF is used in order to smooth the power of the output stage. At this time, since the service life of the electrolytic capacitor or the tantalum capacitor is about 1000 hours, it can be said that it is very short compared to the LED loads having a service life of 50,000 hours.

이러한 이유에서 메인전원장치(100)에만 벌크 캐퍼시터가 사용되고, 클라이언트 전원장치(200)에는 벌크 캐퍼시터가 사용되지 않도록 하고, 클라이언트 전원장치(200)는 연결된 LED 부하들에 최적화시켜 IC 집적 회로에 의하여 전원이 조절되도록 하는 것이 바람직하다.For this reason, the bulk capacitor is used only in the main power supply 100, and the bulk capacitor is not used in the client power supply 200, and the client power supply 200 is optimized for the connected LED loads and is powered by an IC integrated circuit. It is desirable to allow this to be controlled.

도 3은 본원 발명의 메인전원장치의 회로 블록도이다.3 is a circuit block diagram of the main power supply of the present invention.

메인전원장치(100)는 교류 AC 전원에 혼합되어 인입되는 고주파잡음 또는 낙뢰로 인한 순시과도전압 및 기생 또는 포유 용량성 잡음을 제거하며, 외부의 잡음들로부터 발생할 수 있는 오동작을 미연에 방지하도록 하는 EMI 필터부(110)와, 입력교류전압을 정류하는 정류부(120)와, 맥류전압파형을 쵸핑(Chopping)하여 교류입력전압의 변동에 무관하게 유도성 또는 용량성 부하의 역률을 개선하여 전압과 전류파형의 위상차를 일치시킬수 있도록 설치되는 PFC(Power Factor Correction)회로부(130)와, 기준 전압으로 하여 부하의 변동이 발생하여도 입·출력전압을 비교하여 일정하며 안정한 전압으로 제어하는 정전압회로부(140)와, 입력부(101)의 입력신호에 따라서 클라이언트 전원장치에 LED 밝기를 디밍(Dimming)을 디밍지령신호와, LED 부하에 R,G,B 의 점등되는 조명의 색상을 제어하도록 하여 감성조명을 연출하기 위한 감성조명신호를 생성하여 제어라인(103)으로 출력하는 콘트롤부(160)로 이루어진다.The main power supply device 100 removes instantaneous transient voltage and parasitic or capacitive noise caused by high-frequency noise or lightning mixed with AC power and prevents malfunctions that may occur from external noise in advance. The EMI filter unit 110, the rectifier unit 120 for rectifying the input AC voltage, and the pulsating voltage waveform are chopped to improve the power factor of the inductive or capacitive load regardless of the fluctuation of the AC input voltage, thereby increasing the voltage and A PFC (Power Factor Correction) circuit unit 130 installed to match the phase difference of the current waveform, and a constant voltage circuit unit ( 140) and, according to the input signal of the input unit 101, dimming the LED brightness to the client power supply, a dimming command signal, and the LED load to control the color of the R, G, and B lights to control the emotional lighting It consists of a control unit 160 that generates an emotional lighting signal for directing and outputs it to the control line 103 .

도 4는 본 발명의 클라이언트 전원장치의 회로도이다.4 is a circuit diagram of a client power supply device of the present invention.

클라이언트 전원장치1는 DC 라인(102)을 통하여 입력되는 DC 전원의 역율을 보정하는 PFC 회로부(201)와, DC 라인(102)을 통하여 입력된 전원을 후단에 연결되는 LED부하(D1)의 용량에 맞도록 전압과 전류를 변형하여 출력하는 컨버터부(202)와, 메인 전원장치의 콘트롤부(160)로부터 디밍지령신호와 감성조명신호를 공급받아 컨버터부(202)에 디밍신호로 변형하여 공급하도록 함으로써 컨버터부(202)로부터 출력되는 전압과 전류를 변화시키고 LED 부하의 각각의 LED 모듈의 R, G, B 발광부 중 특정 발광부를 발광시키는 클라이언트 콘트롤부(203)와, 컨버터부(202)로부터 출력을 평활하여 LED D1에 공급하기 위하여 설치하는 메인전원장치(100)의 출력단에 설치되는 평활용 벌크 캐퍼시터의 용량보다 1/5 배 내지 1/1000 배로 감소된 소용량의 캐퍼시터C1으로 이루어진다.The client power supply device 1 includes a PFC circuit unit 201 for correcting the power factor of the DC power input through the DC line 102, and the capacity of the LED load D1 connected to the rear end of the power input through the DC line 102. The converter unit 202 transforms and outputs the voltage and current according to A client control unit 203 that changes the voltage and current output from the converter unit 202 and emits light of a specific light emitting unit among the R, G, and B light emitting units of each LED module of the LED load, and the converter unit 202 It consists of a capacitor C1 of a small capacity which is reduced by 1/5 to 1/1000 times than the capacity of the bulk capacitor for smoothing installed at the output terminal of the main power supply device 100, which is installed to smooth the output from the LED D1 and supply it to the LED D1.

이때 클라이언트 전원장치1에 입력되는 DC 전원이 LED1을 점등시키기에 적합한 전원인 경우에는 컨버터부(202)가 불필요하게 되며, 이와 같은 경우에는 컨버터부(202)를 구성할 필요가 없게 되므로 매우 저렴한 비용으로 클라이언트 전원장치를 구성할 수 있다. At this time, if the DC power input to the client power supply 1 is a power suitable for lighting the LED1, the converter unit 202 is unnecessary, and in this case, the converter unit 202 does not need to be configured, so the cost is very low. to configure the client power supply.

도 5는 본 발명에 적용되는 PFC 회로부의 상세회로이다.5 is a detailed circuit of the PFC circuit unit applied to the present invention.

메인 전원장치(100)로부터 공급되는 DC 전원은 쵸크코일(L1)과 평활용 캐퍼시터(C1)에 의하여 평활되어 LED 부하에 공급되게 되며, 공급되는 전원에 전압, 전류의 진폭변화가 발생되고, 전압, 전류 파형의 위상차가 발생되는 경우에는 PFC 전용칩(U2)에 의하여 위상차를 좁히는 방향으로 스위칭 소자인 FET(Q1)을 작동시켜 역율을 개선시킨다. 쵸크코일(L1)은 DC 라인과 다이오드(D1)을 통하여 일단이 접속되고, 타단이 LED의 (-) 단자에 결합되며, 쵸크코일(L1)에는 쵸크코일(L1)의 역방향으로 인덕터(L2)가 결합되어 반사손실을 낮추는 방향성 결합기가 구성되고, 인덕터(L2)에 유기된 전압은 분압저항들(R5), (R6)에 의하여 분압되며, 분압전압은 PFC 전용칩(U2)에 입력되어 PWM 파형을 생성하고, PWM 파형은 PFC 전용칩(U2)의 내부에 저장된 파형과 비교하여 구동파형을 생성한다. PFC 전용칩(U2)으로부터 출력되는 구동파형은 FET(Q1)를 구동시켜 인덕터(L2)dp 흐르는 전류를 가변시켜 역율을 개선시키게 된다.The DC power supplied from the main power supply device 100 is smoothed by the choke coil L1 and the smoothing capacitor C1 to be supplied to the LED load, and a change in the amplitude of voltage and current occurs in the supplied power source, and the voltage , when the phase difference of the current waveform is generated, the power factor is improved by operating the FET (Q1), which is a switching element, in the direction of narrowing the phase difference by the PFC dedicated chip (U2). One end of the choke coil (L1) is connected through a DC line and a diode (D1), the other end is coupled to the (-) terminal of the LED, and the choke coil (L1) has an inductor (L2) in the reverse direction of the choke coil (L1). is coupled to form a directional coupler that lowers the return loss, the voltage induced in the inductor L2 is divided by the voltage dividing resistors R5 and R6, and the divided voltage is input to the PFC dedicated chip U2 and PWM A waveform is generated, and the PWM waveform is compared with the waveform stored inside the PFC dedicated chip U2 to generate a driving waveform. The driving waveform output from the PFC dedicated chip U2 drives the FET Q1 to change the current flowing in the inductor L2 dp to improve the power factor.

100: 메인전원장치
101: 입력부
102: DC라인
103: 제어라인
110: EMI필터부
120: 정류부
130: PFC 회로부
140: 정전압회로부
160: 콘트롤부
201: PFC 회로부
202: 컨버터부
203: 클라이언트 콘트롤부
100: main power supply
101: input unit
102: DC line
103: control line
110: EMI filter unit
120: rectifying unit
130: PFC circuit unit
140: constant voltage circuit unit
160: control unit
201: PFC circuit part
202: converter unit
203: client control unit

Claims (5)

상용 교류전원(AC)을 입력받아 정류하여 DC 전원으로 변환하여 출력하며 출력단에 평활용 캐퍼시터가 설치되는 메인전원장치;
상기 메인전원장치와 기설정된 거리 이상 떨어진 원격지들에 설치되며 출력단에 상기 메인전원장치의 평활용 캐퍼시터의 용량보다 작은 클라이언트 평활용 캐퍼시터가 설치되는 적어도 하나 이상의 클라이언트 전원장치들;
상기 클라이언트 전원장치들에 각각 설치되는 LED 부하들을 포함하며,
상기 메인전원장치는
상기 상용 교류전원(AC)으로부터 잡음을 제거하는 EMI 필터부;
상기 EMI 필터부의 출력을 정류하는 정류부;
상기 정류부의 출력을 입력받아 역률을 개선하는 PFC(Power Factor Correction )회로부;
상기 PFC 회로부에 의하여 역율이 개선된 출력을 일정한 전압으로 제어하며 후단에 상기 평활용 캐퍼시터가 설치되는 정전압회로부를 포함하고,
상기 클라이언트 전원장치는
상기 메인전원장치로부터 출력되는 DC 전원을 입력받아 역율을 보정하는 클라이언트 PFC 회로부;
상기 클라이언트 PFC 회로부의 출력을 입력받아 상기 LED부하들의 용량에 맞도록 전압과 전류를 변형하여 출력하는 컨버터부;
상기 컨버터부의 출력을 평활하여 상기 LED 부하에 공급하는 평활용 캐퍼시터를 포함하고,
상기 클라이언트의 PFC 회로부는
상기 메인전원장치로부터 출력되는 DC 전원을 평활시키도록 설치되는 캐퍼시터와 쵸크코일;
상기 쵸크코일과 역방향으로 결합되는 인덕터(L2);
상기 인덕터(L2)의 출력전압을 분압시키는 분압저항들;
상기 분압저항들에 의하여 분압된 전압을 입력받아 PWM 파형을 생성하고, 상기 PWM 파형과 기준파형을 비교하여 구동파형을 생성하는 PFC 전용칩;
상기 구동파형에 의하여 상기 인덕터(L2)에 흐르는 전류를 스위칭하는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 전원공급장치.
a main power supply device that receives, rectifies, converts, and outputs commercial alternating current (AC) power into DC power and has a smoothing capacitor installed at the output terminal;
at least one or more client power supply devices installed in remote locations separated from the main power supply by a predetermined distance or more and having a client smoothing capacitor smaller than a capacity of the smoothing capacitor of the main power supply unit installed at an output terminal;
Includes LED loads installed in each of the client power supplies,
The main power supply is
an EMI filter unit for removing noise from the commercial AC power;
a rectifying unit rectifying the output of the EMI filter unit;
a PFC (Power Factor Correction) circuit unit receiving the output of the rectifier and improving the power factor;
and a constant voltage circuit unit for controlling the output of which the power factor is improved by the PFC circuit unit to a constant voltage and having the smoothing capacitor installed at a rear end thereof,
The client power supply
a client PFC circuit unit for receiving DC power output from the main power supply and correcting the power factor;
a converter unit that receives the output of the client PFC circuit unit and outputs the converted voltage and current to match the capacity of the LED loads;
and a smoothing capacitor for smoothing the output of the converter and supplying it to the LED load,
The PFC circuit of the client
a capacitor and a choke coil installed to smooth the DC power output from the main power supply;
an inductor (L2) coupled to the choke coil in a reverse direction;
dividing resistors for dividing the output voltage of the inductor (L2);
a PFC dedicated chip for generating a PWM waveform by receiving the voltage divided by the voltage dividing resistors, and generating a driving waveform by comparing the PWM waveform with a reference waveform;
and a switching element for switching the current flowing through the inductor (L2) according to the driving waveform.
청구항 1에 있어서, 상기 메인전원장치에는 LED 부하들의 밝기를 제어하는 디밍지령신호와 색상을 제어하는 감성조명신호를 생성하는 콘트롤부가 설치되고, 상기 클라이언트 전원장치들에는 상기 콘트롤부의 제어신호에 의하여 상기 LED 부하들의 밝기와 색상을 제어하는 클라이언트 콘트롤부가 설치되는 것을 특징으로 하는 LED 전원공급장치.

The method according to claim 1, The main power supply is provided with a control unit for generating a dimming command signal to control the brightness of the LED loads and an emotional lighting signal to control the color, and the client power supply unit is the control signal according to the control signal LED power supply, characterized in that a client control unit for controlling the brightness and color of the LED loads is installed.

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