KR20090132253A - Light emitting diode driver having single stage - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A single-ended LED driver is provided to reduce waste of components needed for an LED driver circuit by forming the circuit simply. CONSTITUTION: A bridge rectifying(112) rectifies input current. An EMI(Electromagnetic Interference) filter(110) removes noise. A transformer(120) transforms output of the bridge rectifying circuit. A transformer magnetic flux detection unit(152) detects a magnetic flux of the transformer.

Description

단일단의 발광다이오드 드라이버{LIGHT EMITTING DIODE DRIVER HAVING SINGLE STAGE}LIGHT EMITTING DIODE DRIVER HAVING SINGLE STAGE}

본 발명은 발광다이오드(light emitting diode;LED) 드라이버(driver)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단일단(single stage)으로 이루어져 정전류를 제공함으로써 발광다이오드를 구동하기 위한 발광다이오드 드라이버에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode (LED) driver, and more particularly, to a light emitting diode driver for driving a light emitting diode by providing a constant current in a single stage.

발광다이오드는, 조명용으로 선택되면서 더욱 각광을 받고 있으며, 여러 응용분야에서, 기존의 조명장치들을 대체해 가고 있다. 예를 들면, 발광다이오드는 현재 교통신호등이나 액정표시장치의 백라이트유닛 등에 널리 사용되고 있으며, 가로등용으로도 주목받고 있다. 이러한 발광다이오드는, 사용자의 필요에 따라 광 출력을 제어할 수 있는 것이 바람직할 수 있는 데, 발광다이오드의 밝기는 발광다이오드에 흐르는 전류에 비례하므로, 발광다이오드의 전류를 제어하여야 한다.Light emitting diodes, which have been selected for lighting, are becoming more and more popular and, in many applications, are replacing existing lighting devices. For example, light emitting diodes are widely used in traffic lights, backlight units of liquid crystal displays, and the like, and are attracting attention for street lamps. It may be desirable for the light emitting diode to be able to control the light output according to the needs of the user. Since the brightness of the light emitting diode is proportional to the current flowing through the light emitting diode, the current of the light emitting diode should be controlled.

일반적으로, 발광다이오드를 구동시키기 위한 소스 전원은 교류이므로, 입력 전압과 입력 전류 사이에 위상 불일치가 존재할 수 있다. 이처럼 위상 불일치가 존재하는 경우, 전원으로부터 부하로 전달되는 전력은 일정한 형태로 감소하게 되나, 전압 및 전류를 동위상으로 만들면 전력손실은 줄어들게 된다. 이러한 기술은 역률 보정(power factor correction;PFC)으로 알려져 있다.In general, since the source power source for driving the light emitting diode is AC, there may be a phase mismatch between the input voltage and the input current. In the presence of such a phase mismatch, the power delivered from the power supply to the load decreases in a uniform fashion, but if the voltage and current are in phase, the power loss is reduced. This technique is known as power factor correction (PFC).

조명용으로 사용되는 회로에 있어서는, 이러한 역률보정회로가 거의 필수적이라고 볼 수 있으며, 상술한 발광다이오드의 구동을 위한 회로에 있어서도 예외는 아니다.In the circuit used for illumination, such a power factor correction circuit is almost essential, and the circuit for driving the light emitting diode described above is no exception.

도 1은 종래의 발광다이오드 드라이버의 일 예를 나타낸 블록도로서, 도 1을 참조하면, 종래의 발광다이오드 드라이버(10)는, 세 개의 단들, 즉, 역률보정회로(12), 직류-직류 변환기(14) 및 정전류 공급기(16)를 포함한다.FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a conventional LED driver. Referring to FIG. 1, a conventional LED driver 10 includes three stages, that is, a power factor correction circuit 12 and a DC-DC converter. 14 and a constant current supply 16.

역률보정회로(12)는 교류 전원(AC)을 인가받아 스텝-업(step-up) 기능을 수행하여 역률보정을 행한다. 이러한 역률보정회로(12) 단은 대략 0.9의 역률을 갖는다. 직류-직류 변환기(14)는 주전력변환기로서, 아이솔레이션(isolation) 기능도 함께 수행하여, 정전류 공급기(16) 및 발광다이오드(18)를 보호할 수 있다. 직류-직류 변환기(14) 단은 대략 0.8의 효율을 갖는다. 정전류 공급기(16)는 직류-직류 변환기(14)의 출력을 인가받아 발광다이오드(18)를 구동하기 위한 정전류를 공급하는 단이다. 정전류 공급기(16) 단은 대략 0.8의 효율을 갖는다.The power factor correction circuit 12 receives an AC power source AC to perform a step-up function to perform power factor correction. This power factor correction circuit 12 stage has a power factor of approximately 0.9. The DC-DC converter 14 is a main power converter, and also performs an isolation function to protect the constant current supply unit 16 and the light emitting diodes 18. The DC-DC converter 14 stage has an efficiency of approximately 0.8. The constant current supply unit 16 is a stage for supplying a constant current for driving the light emitting diodes 18 by receiving the output of the DC-DC converter 14. The constant current supply 16 stage has an efficiency of approximately 0.8.

이러한 종래의 발광다이오드 드라이버에 있어서는 예시된 바와 같이 3단으로 구성되어 있음으로 인해, 회로의 구성이 매우 복잡하고 회로의 구성에 필요한 소자들의 소모도 많아, 발광다이오드 드라이버의 구현시 비용이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 다단으로 구성됨으로 인해 전력 변환 효율도 낮아지는 문제점이 있다.In the conventional light emitting diode driver, since it is configured in three stages as illustrated, the circuit configuration is very complicated, and the elements required for the circuit configuration are many, thus increasing the cost of implementing the light emitting diode driver. There is this. In addition, there is a problem that the power conversion efficiency is also lowered due to the multi-stage configuration.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같이 종래의 발광다이오드 드라이버가 다단으로 구성되어 있음으로 인해 회로의 구성이 복잡하고, 회로의 구성에 필요한 소자들의 소모도 많아 비용이 증가하는 문제점을 해결할 수 있는 단일단의 발광다이오드 드라이버를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention is a single stage that can solve the problem that the configuration of the circuit is complicated because the conventional light emitting diode driver is composed of multiple stages as described above, and the consumption of elements required for the circuit configuration is increased and the cost increases. An object of the present invention is to provide a light emitting diode driver.

본 발명은 또한 전력 변환 효율이 낮아지는 문제점을 개선할 수 있는 단일단의 발광다이오드 드라이버를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a single stage light emitting diode driver that can improve the problem of low power conversion efficiency.

상기 해결 과제를 달성하기 위한 발광다이오드를 구동하기 위한 단일단의 발광다이오드 드라이버는, 입력 전류를 정류하기 위한 브릿지정류회로; 상기 브릿지정류회로 전단에 배치되어 노이즈를 제거하기 위한 전자기간섭 필터; 상기 브릿지정류회로의 출력을 인가받아 소정의 기동전류를 공급하기 위한 기동전류공급부; 상기 브릿지정류회로의 출력을 변압하기 위한 변압기; 상기 변압기의 출력을 정류하기 위한 정류회로; 상기 정류회로의 출력을 평활화하여 상기 발광다이오드의 구동에 사용될 직류 전류를 출력하는 평활회로; 상기 변압기에 결합되어, 동작전류를 제공하고, 상기 변압기의 자속을 검출하기 위한 변압기 자속 검출부; 상기 발광다이오드의 입력단에 연결된 저항에 걸리는 전압과 제1 기준전압을 비교하기 위한 비교부; 상기 비교부에서의 비교 결과에 따라 검출 전류를 증감시켜 펄스폭 변조신호 의 듀티비를 조절하기 위한 광커플러; 펄스폭 변조신호에 의해 제어되어 상기 변압기의 1차측 전류를 조절하기 위한 스위칭 TR부; 상기 스위칭 TR부에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류 검출부; 및 상기 기동전류공급부로부터 상기 소정의 기동전류를 인가받아 기동되고, 상기 변압기 자속 검출부로부터 상기 동작전류를 제공받아 동작하며, 상기 광커플러에 의해 검출되는 전류, 상기 전류 검출부에서 출력되는 전류, 및 상기 변압기 자속 검출부에서 검출되는 자속에 의존하여 상기 펄스폭 변조신호의 듀티비를 조절함으로써 상기 스위칭 TR부를 제어하는 제어부; 를 포함한다.A single stage light emitting diode driver for driving a light emitting diode for achieving the above object includes a bridge rectifying circuit for rectifying an input current; An electronic interference filter disposed in front of the bridge rectifier circuit to remove noise; A starting current supply unit for supplying a predetermined starting current by receiving the output of the bridge rectifier circuit; A transformer for transforming an output of the bridge rectifier circuit; A rectifier circuit for rectifying the output of the transformer; A smoothing circuit for outputting a DC current to be used for driving the light emitting diodes by smoothing the output of the rectifying circuit; A transformer magnetic flux detector coupled to the transformer for providing an operating current and detecting magnetic flux of the transformer; A comparator for comparing a voltage applied to a resistor connected to an input terminal of the light emitting diode with a first reference voltage; An optocoupler for adjusting a duty ratio of a pulse width modulated signal by increasing or decreasing a detection current according to a comparison result of the comparison unit; A switching TR unit controlled by a pulse width modulation signal to adjust a primary current of the transformer; A current detector for detecting a current flowing in the switching TR section; And start by receiving the predetermined starting current from the starting current supply unit, and operating by receiving the operating current from the transformer magnetic flux detecting unit, the current detected by the optocoupler, the current output from the current detecting unit, and the A control unit controlling the switching TR unit by adjusting a duty ratio of the pulse width modulated signal depending on the magnetic flux detected by a transformer magnetic flux detector; It includes.

바람직하게는, 상기 단일단의 발광다이오드 드라이버는, 상기 브릿지정류회로와 상기 스위칭 TR부 사이에서 상기 변압기의 1차측 회로에 병렬로 연결되어, 상기 스위칭 TR부를 보호하기 위한 스내버(snabber) 회로를 더 포함할 수 있다.Preferably, the single stage light emitting diode driver is connected between the bridge rectifying circuit and the switching TR section in parallel with a primary circuit of the transformer to provide a snap circuit for protecting the switching TR section. It may further include.

바람직하게는, 상기 비교부는, 상기 발광다이오드의 입력 전압과 제2 기준 전압을 더 비교할 수 있다.Preferably, the comparator may further compare the input voltage and the second reference voltage of the light emitting diode.

또한, 상기 비교부에서의 비교 결과, 상기 발광다이오드의 제1 입력단의 전압이 상기 제1 기준 전압보다 작은 경우, 상기 광커플러의 저항값은 증가하고, 상기 펄스폭변조신호의 듀티비는 커지며, 상기 발광다이오드의 제1 입력단의 전압이 상기 제1 기준 전압보다 큰 경우, 상기 광커플러의 저항값은 감소하고, 상기 펄스폭변조신호의 듀티비는 작아질 수 있다.In addition, as a result of the comparison in the comparison unit, when the voltage at the first input terminal of the light emitting diode is smaller than the first reference voltage, the resistance value of the optocoupler is increased and the duty ratio of the pulse width modulation signal is increased. When the voltage at the first input terminal of the light emitting diode is greater than the first reference voltage, the resistance value of the optocoupler may decrease and the duty ratio of the pulse width modulation signal may be reduced.

또한, 상기 비교부에서의 비교 결과, 상기 발광다이오드의 입력 전압의 분압이 상기 제2 기준 전압보다 작은 경우, 상기 광커플러의 저항값은 증가하고, 상기 펄스폭변조신호의 듀티비는 커지며, 상기 발광다이오드의 입력 전압의 분압이 상기 제2 기준 전압보다 큰 경우, 상기 광커플러의 저항값은 감소하고, 상기 펄스폭변조신호의 듀티비는 작아질 수 있다.Further, as a result of the comparison in the comparison unit, when the divided voltage of the input voltage of the light emitting diode is smaller than the second reference voltage, the resistance value of the optocoupler is increased, and the duty ratio of the pulse width modulation signal is increased. When the divided voltage of the input voltage of the light emitting diode is greater than the second reference voltage, the resistance value of the optocoupler may decrease and the duty ratio of the pulse width modulation signal may be reduced.

바람직하게는, 상기 교류 전원과 상기 전자기간섭 필터부 사이에는 회로의 발광다이오드 드라이버 회로의 보호를 위한 퓨즈가 더 개재될 수 있다.Preferably, a fuse for protecting the LED driver circuit of the circuit may be interposed between the AC power source and the electromagnetic interference filter unit.

상술한 바와 같이, 본 발명은 단일단의 발광다이오드 드라이버를 제공함으로써, 종래 다단으로 구성되던 발광다이오드 드라이버에 비해 회로의 구성이 매우 간단하여, 발광다이오드 드라이버 회로의 구성에 필요한 소자들의 소모를 줄일 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the present invention provides a single stage light emitting diode driver, so that the circuit configuration is very simple compared to the light emitting diode driver conventionally configured in multiple stages, thereby reducing the consumption of elements required for the configuration of the light emitting diode driver circuit. Has the effect.

또한, 본 발명은 단일단의 발광다이오드 드라이버를 제공함으로써, 완전한 역률 보정 동작을 구현할 수 있으며, 발광다이오드의 구동을 위한 정전류 동작을 구현하며, 전력 변환 효율이 좋아지는 효과를 갖는다.In addition, the present invention can implement a complete power factor correction operation by providing a single stage light emitting diode driver, implements a constant current operation for driving the light emitting diode, and has an effect of improving power conversion efficiency.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다. 상세한 설명 및 첨부된 도면들은 당업자에게 본 발명에 대한 이해를 돕고자 하는 의도로 예시되고 한정된 것에 불과하므로, 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 용도로 사용되어져서는 아니될 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail preferred embodiments of the present invention. DETAILED DESCRIPTION The detailed description and the accompanying drawings are intended to be to those skilled in the art to assist in the understanding of the present invention, and are only intended to limit the scope of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 단일단의 발광다이오드 드라이버를 설명하기 위한 블록도이다. 도 1에 도시된 종래의 3단으로 구성된 발광다이오드와 비교하면, 본 발명에 따른 발광다이오드 드라이버는 단일단의 발광다이오드 드라이버(100)로 정전류를 제공하여 발광다이오드(180)를 구동시킨다. 그러한 단일단의 발광다이오드 드라이버(100)의 구체적인 구성은 도 3의 블록도로 예시되어 있다.2 is a block diagram illustrating a single stage light emitting diode driver according to the present invention. Compared with the conventional three-stage light emitting diode shown in FIG. 1, the light emitting diode driver according to the present invention provides a constant current to the single-stage light emitting diode driver 100 to drive the light emitting diode 180. The specific configuration of such a single stage LED driver 100 is illustrated in the block diagram of FIG.

즉, 도 3은 본 발명에 따른 단일단의 발광다이오드 드라이버(100)의 일 예를 나타낸 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 발광다이오드 드라이버(100)는 전자기간섭(electromagnetic interference;EMI) 필터(110), 브릿지정류회로(112), 기동전류공급부(114), 변압기(T1, 120), 변압기 자속 검출부(152), 비교부(160), 광커플러(170), 스위칭 TR부(140), 전류 검출부(150), 정류회로(122), 평활회로(124) 및 제어부(130)를 포함한다. 이해를 돕기 위해 이후에 설명될 도 4도 함께 참조하도록 한다.That is, Figure 3 is a block diagram showing an example of a single stage light emitting diode driver 100 according to the present invention. Referring to FIG. 3, the LED driver 100 according to the present invention includes an electromagnetic interference (EMI) filter 110, a bridge rectifier circuit 112, a starting current supply unit 114, and a transformer T 1 , 120. ), Transformer magnetic flux detector 152, comparator 160, optocoupler 170, switching TR 140, current detector 150, rectifier circuit 122, smoothing circuit 124 and controller 130. It includes. Reference is also made to FIG. 4 which will be described later for better understanding.

전자기간섭 필터(110)는, 브릿지정류회로(112)의 전단에 배치되어, 전력선에 실리는 노이즈를 제거하기 위한 부분으로서, 전자기간섭 필터(110)의 전단 또는 후단, 즉 외부 또는 내부에서 발생되는 임펄스성 노이즈를 필터링한다.The electromagnetic interference filter 110 is disposed at the front end of the bridge rectifying circuit 112 to remove noise carried on the power line. The electromagnetic interference filter 110 is generated at the front end or the rear end of the electromagnetic interference filter 110, that is, externally or internally. Filter impulsive noise.

브릿지정류회로(112)는 교류 입력(AC)을 정류하기 위한 부분으로서, 브릿지정류회로(112)를 통해 교류 입력(AC)은 전파정류된다.The bridge rectifier circuit 112 is a part for rectifying the AC input AC, and the AC input AC is full-wave rectified through the bridge rectifier circuit 112.

기동전류공급부(114)는 제어부(130)가 기동할 수 있도록 하기 위해 브릿지정류회로(112)로부터 제공되는 정류된 출력을 인가받아 소정의 기동전류를 제어 부(130)로 공급하기 위한 부분이다.The starting current supply unit 114 is a part for supplying a predetermined starting current to the control unit 130 by receiving the rectified output provided from the bridge rectifying circuit 112 to enable the control unit 130 to start.

변압기(T1, 120)는 브릿지정류회로(112)로부터의 정류된 출력을 인가받아, 변압시키는 부분으로서, 스위칭 TR부(140)와 연계하여 작동한다.The transformers T 1 and 120 receive the rectified output from the bridge rectifier circuit 112 and transform the transformer T 1 and 120 to operate in conjunction with the switching TR unit 140.

정류회로(122)는 변압기(120)의 출력을 정류하기 위한 회로이고, 평활회로(124)는 정류회로(122)의 출력을 평활화하여 발광다이오드(180)의 구동에 사용될 직류 전류(DC)를 출력한다. 정류회로(122) 및 평활회로(124)에 의해 정류 및 평활된 신호는, 평활회로(124)에 사용되는 커패시터(도 4의 C7참조) 값이 매우 크므로, 실질적으로 직류로 볼 수 있다. 따라서, 여기서는 설명의 편의를 위해 이를 단순히 직류, 또는 직류 전류로 칭하도록 한다.The rectifier circuit 122 is a circuit for rectifying the output of the transformer 120, and the smoothing circuit 124 smoothes the output of the rectifier circuit 122 to generate a direct current (DC) to be used for driving the light emitting diodes 180. Output The signal rectified and smoothed by the rectifying circuit 122 and the smoothing circuit 124 can be viewed as a direct current since the value of the capacitor (see C 7 in FIG. 4) used in the smoothing circuit 124 is very large. . Therefore, for convenience of description, this is referred to simply as direct current or direct current.

변압기 자속 검출부(152)는 변압기(120)에 결합되어 변압기(120)의 자속을 검출한다. 그리하여, 변압기 자속 검출부(152)에서는 스위칭 TR부(140)를 제어하기 위한 펄스폭변조신호의 셋(set) 시점을 결정하게 된다. 또한, 변압기 자속 검출부(152)가 연결된 변압기(120)의 출력단으로부터 제공되는 전류는 정류된 후 제어부(130)에 동작전류를 제공한다.The transformer magnetic flux detector 152 is coupled to the transformer 120 to detect the magnetic flux of the transformer 120. Thus, the transformer magnetic flux detector 152 determines the set time point of the pulse width modulated signal for controlling the switching TR unit 140. In addition, the current provided from the output terminal of the transformer 120 to which the transformer magnetic flux detecting unit 152 is rectified provides an operating current to the controller 130.

변압기(120)의 출력단과 제어부(130) 사이에 병렬로 연결되어 있으므로, 이하에서는 이러한 동작전류를 제공하기 위한 부분도 변압기 자속 검출부(152)에 포함되는 것으로 하여 설명하도록 한다.Since it is connected in parallel between the output terminal of the transformer 120 and the control unit 130, it will be described below as part of the transformer magnetic flux detection unit 152 for providing such an operation current.

변압기 자속 검출부(152)에서 제어부(130)로 동작전류가 제공되는 노드와, 기동전류공급부(114)에서 제어부(130)로 기동전류가 제공되는 노드는 제어부(130) 의 하나의 핀에 공통 연결된다. 따라서, 제어부(130)의 기동시에는 기동전류가 제공되고, 그 이후에는 계속해서 동작전류가 제공된다.The node in which the operating current is provided from the transformer flux detection unit 152 to the control unit 130 and the node in which the starting current is provided from the starting current supply unit 114 to the control unit 130 are commonly connected to one pin of the control unit 130. do. Therefore, the starting current is provided at the start of the control unit 130, and the operating current is continuously supplied thereafter.

비교부(160)는 발광다이오드(180)의 입력단에 흐르는 전류 제어용으로서, 비교부(160)는 발광다이오드 드라이버(100)의 출력단(도4의 N4)과 발광다이오드(180)의 입력단(도 4의 OUT2) 사이에 연결된 저항(도 4의 R13)에 걸리는 전압과 소정의 기준전압(도 4의 Vref1)을 비교하기 위한 부분이다. 나아가, 비교부(160)는 발광다이오드(180)의 입력 전압과 제2 기준 전압(도 4의 Vref2)을 더 비교할 수 있다. 그리하여, 발광다이오드(180)의 오픈시 발광다이오드(180)의 입력단 양단에 과전압이 걸리는 것을 방지할 수 있다.The comparator 160 is for controlling the current flowing through the input terminal of the light emitting diode 180, and the comparator 160 is the output terminal (N 4 of FIG. 4) of the light emitting diode driver 100 and the input terminal of the light emitting diode 180 (Fig. This is a part for comparing the voltage applied to the resistor (R 13 of FIG. 4) connected between OUT 2 of 4 and a predetermined reference voltage (V ref1 of FIG. 4). In addition, the comparator 160 may further compare the input voltage of the light emitting diode 180 with the second reference voltage (V ref2 of FIG. 4). Therefore, it is possible to prevent the overvoltage from being applied to both ends of the input terminal of the light emitting diode 180 when the light emitting diode 180 is opened.

광커플러(170)는 비교부(160)에서의 비교 결과에 따라 도 4의 R2에 흐르는 전류를 증가 또는 감소시킴으로써 펄스폭 변조신호의 듀티비를 조절하는 부분이다. 광커플러(170)를 구성하는 트랜지스터의 일단은 동작 전류가 제공되는 노드에 함께 연결되어, 비교부(160)의 출력에 의존하여 도 4의 R2에 흐르는 전류를 변화시켜 제어부(130)의 입력전압을 변화시키기 위한 경로를 형성한다.The optocoupler 170 adjusts the duty ratio of the pulse width modulated signal by increasing or decreasing the current flowing in R 2 of FIG. 4 according to the comparison result of the comparator 160. One end of the transistor constituting the optocoupler 170 is connected together to a node provided with an operating current, and changes the current flowing in R 2 of FIG. Form a path for changing the voltage.

스위칭 TR부(140)는 펄스폭 변조신호에 의해 제어되어 변압기(120)의 1차측 전류를 조절하기 위한 부분이다.The switching TR unit 140 is controlled by the pulse width modulation signal to adjust the primary side current of the transformer 120.

전류 검출부(150)는 스위칭 TR부(140)에 흐르는 전류를 검출하기 위한 부분이다. 즉, 전류 검출부(150)에서 스위칭 TR부(140)에 흐르는 전류를 검출하여, 제 어부(130)에서 펄스폭 변조신호의 리셋(reset) 시점을 결정하게 된다.The current detector 150 is a part for detecting a current flowing through the switching TR unit 140. That is, the current detector 150 detects a current flowing through the switching TR unit 140, and determines the reset point of the pulse width modulation signal in the control unit 130.

제어부(130)는, 기동전류공급부(114)로부터 소정의 기동전류를 제공받아 기동되고, 변압기 자속 검출부(152)로부터 동작전류를 제공받아 동작하며, 광커플러(170)에 의해 검출되는 전류, 전류 검출부(150)에서 출력되는 전류 및 변압기 자속 검출부(152)에서 검출되는 자속에 의존하여 펄스폭 변조신호의 듀티비를 조절함으로써, 스위칭 TR부(140)를 제어한다. 예를 들면, 제어부(130)는 에스티마이크로일렉트로닉스의 L6560, L6561, L6562, L6563, 온세미의 NCP1606, NCP1601, 텍사스인스트루먼트의 UC3852, UC3853, UC3854, UC28019, UCC28060, 페어챠일드의 ML4810, ML4812, ML4821, SG6980 등을 포함할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.The control unit 130 is operated by receiving a predetermined starting current from the starting current supplying unit 114, operating by receiving an operating current from the transformer magnetic flux detecting unit 152, and detecting the current and current detected by the optocoupler 170. The switching TR unit 140 is controlled by adjusting the duty ratio of the pulse width modulated signal depending on the current output from the detector 150 and the magnetic flux detected by the transformer magnetic flux detector 152. For example, the control unit 130 is L6560, L6561, L6562, L6563 from NST1 Electronics, NCP1606, NCP1601 from ON Semiconductor, UC3852, UC3853, UC3854, UC28019, UCC28060 from Texas Instruments, ML4810, ML4812, ML4821, and Fairchild. SG6980 and the like, but is not particularly limited thereto.

나아가, 상기 단일단의 발광다이오드 드라이버(100)는 스위칭 TR부(140)를 보호하기 위한 스내버(snabber) 회로(도 4의 R10, C4, D2 참조)를 더 포함할 수 있다. 스내버 회로는 브릿지정류회로(112)와 스위칭 TR부(140) 사이에서 변압기(120)의 1차측 회로에 직병렬로 연결된다.Furthermore, the single stage LED driver 100 may further include a snubber circuit (see R 10 , C 4 , and D 2 of FIG. 4) for protecting the switching TR unit 140. The snubber circuit is connected in series and in parallel with the primary circuit of the transformer 120 between the bridge rectifier circuit 112 and the switching TR unit 140.

예를 들어, 비교부(160)에서의 전압 비교를 기준으로 하여 발광다이오드 드라이버(100)의 작동 과정을 간략히 살펴보면, 발광다이오드(180)의 제1 입력단(OUT2)의 전압이 제1 기준 전압(Vref1)보다 작은 경우, 광커플러(170)의 저항값은 증가하고, 스위칭 TR부(140)를 제어하기 위해 제어부(130)에서 출력되는 펄스폭변조신호의 듀티비는 커진다. 그 결과, 발광다이오드 드라이버(100)의 출력은 증가된 다.For example, referring to the operation of the LED driver 100 based on the voltage comparison in the comparison unit 160, the voltage at the first input terminal OUT 2 of the LED 180 is the first reference voltage. When smaller than V ref1 , the resistance value of the optocoupler 170 increases and the duty ratio of the pulse width modulated signal output from the controller 130 to control the switching TR unit 140 increases. As a result, the output of the LED driver 100 is increased.

반대로, 비교부(160)에서의 전압 비교시, 발광다이오드(180)의 제1 입력단(OUT2)의 전압이 제1 기준 전압(Vref1)보다 큰 경우, 광커플러(170)의 저항값은 감소하고, 제어부(130)에서 출력되는 펄스폭변조신호의 듀티비는 작아지는 결과, 발광다이오드 드라이버(100)의 출력은 감소된다.On the contrary, in the voltage comparison in the comparison unit 160, when the voltage of the first input terminal OUT 2 of the light emitting diode 180 is greater than the first reference voltage V ref1 , the resistance value of the optocoupler 170 is As a result, the duty ratio of the pulse width modulated signal output from the controller 130 is reduced, and as a result, the output of the LED driver 100 is reduced.

따라서, 비교부(160)에서의 비교를 통해 발광다이오드(180)의 구동 전류를 일정 범위 내에서 증가 또는 감소시킬 수 있는 전류제어루프를 이루게 된다.Therefore, the comparison control unit 160 achieves a current control loop that can increase or decrease the driving current of the light emitting diode 180 within a predetermined range.

또한, 비교부(160)에서의 전압 비교시, 발광다이오드(180)의 입력 전압의 분압(도 4에서 R12에 걸리는 전압)이 제2 기준 전압(Vref2)보다 작은 경우, 광커플러(170)의 저항값은 증가하고, 스위칭 TR부(140)를 제어하기 위해 제어부(130)에서 출력되는 펄스폭변조신호의 듀티비가 커진다. 그 결과, 발광다이오드 드라이버(100)의 출력단의 전압은 증가된다.In addition, when comparing voltages in the comparison unit 160, when the divided voltage of the input voltage of the light emitting diode 180 (the voltage applied to R 12 in FIG. 4) is smaller than the second reference voltage V ref2 , the optocoupler 170. ), The resistance value increases, and the duty ratio of the pulse width modulated signal output from the controller 130 to control the switching TR unit 140 increases. As a result, the voltage at the output terminal of the light emitting diode driver 100 is increased.

반대로, 비교부(160)에서의 전압 비교시, 발광다이오드(180)의 입력 전압의 분압이 제2 기준 전압보다 큰 경우에는, 광커플러(170)의 저항값은 감소하고, 펄스폭변조신호의 듀티비가 작아지는 결과, 발광다이오드 드라이버(100)의 출력단의 전압은 감소된다.On the contrary, in the voltage comparison in the comparison unit 160, when the divided voltage of the input voltage of the light emitting diode 180 is greater than the second reference voltage, the resistance value of the optocoupler 170 decreases and the pulse width modulation signal As a result of the reduced duty ratio, the voltage at the output terminal of the light emitting diode driver 100 is reduced.

이와 같이, 비교부(160)에서의 비교를 통해 발광다이오드 드라이버(100) 출력단의 전압을 조절하기 위한 전압제어루프가 형성됨으로써, 발광다이오드 드라이버(100)는 발광다이오드(180)의 오픈시나 단선이 발생한 경우 발광다이오드 드라이 버(100)의 출력 전압이 과도하게 걸리는 위험성을 줄일 수 있게 된다.In this way, a voltage control loop for adjusting the voltage at the output terminal of the LED driver 100 is formed through the comparison in the comparison unit 160, so that the LED driver 100 has no opening or disconnection when the LED 180 is opened. If this occurs, the risk of excessive output voltage of the LED driver 100 may be reduced.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일단의 발광다이오드 드라이버의 회로도이다. 도 3 및 도 4를 함께 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단일단의 발광다이오드 드라이버를 이하에서 상세히 설명한다. 이해를 돕기 위해, 이하의 설명에서는 도 3과 도 4의 상응하는 구성요소들의 부호를 병기하였다.4 is a circuit diagram of a single stage light emitting diode driver according to an embodiment of the present invention. A single stage light emitting diode driver according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 3 and 4. For ease of understanding, the following description has given the same reference numerals for corresponding components in FIGS. 3 and 4.

먼저, 전자기간섭 필터(102)는, 커패시터들(C11, C12, C13, C14) 및 인덕터(L1)를 포함한다. 교류 전원과 전자기간섭 필터(102) 사이에는 발광다이오드 드라이버(100)의 보호를 위해 퓨즈(F1)가 더 개재될 수 있다.First, the electromagnetic interference filter 102 includes capacitors C 11 , C 12 , C 13 , C 14 and an inductor L 1 . A fuse F 1 may be further interposed between the AC power source and the electromagnetic interference filter 102 to protect the LED driver 100.

커패시터들(C12, C13)은 접지 전압을 확보하고, 외부로부터 유입되는 임펄스성 노이즈를 제거한다. 커패시터들(C11, C14) 및 인덕터(L1)는 저대역 통과 필터(low pass filter;LPF)를 이룬다. 특히, 인덕터(L1)는 동상 성분을 제거하기 위해 1차측과 2차측이 동일 위상을 갖도록 권선되어 있다.Capacitors C 12 and C 13 secure the ground voltage and remove impulsive noise from the outside. Capacitors C 11 , C 14 and inductor L 1 form a low pass filter (LPF). In particular, the inductor L 1 is wound so that the primary side and the secondary side have the same phase to remove the in-phase component.

전자기간섭 필터(102)의 출력은 브릿지정류회로(BR)에 의해 정류된다. 브릿지정류회로(BR)는 도시된 바와 같이 네 개의 다이오드로 구성될 수 있으며, 이러한 브릿지정류회로(BR)는 전자기간섭 필터(102)의 출력을 전파 정류한다. 전파 정류된 전압은 맥류파의 형태로 후단으로 공급된다. 전파 정류된 전압, 즉 N1 노드의 전압(이하에서는 편의상 "입력 전압"이라고 함)에 유기된 고주파 성분은 커패시터(C1)에 의해 제거된다. 커패시터(C1)는 소용량의 필름 커패시터(또는 "필름 콘덴서"라고도 함)인 것이 바람직하고, 그 크기는 약 1μF 정도일 수 있으나, 특별히 이러한 용량으로 한정되는 것은 아니다.The output of the electromagnetic interference filter 102 is rectified by the bridge rectifying circuit BR. The bridge rectifying circuit BR may be composed of four diodes as shown, and the bridge rectifying circuit BR full-wave rectifies the output of the electromagnetic interference filter 102. The full wave rectified voltage is supplied to the rear end in the form of a pulse wave. The high frequency component induced at the full-wave rectified voltage, that is, the voltage at the N 1 node (hereinafter referred to as “input voltage” for convenience) is removed by the capacitor C 1 . Capacitor C 1 is preferably a small capacitance film capacitor (also referred to as a "film capacitor"), the size of which may be about 1 μF, but is not particularly limited.

우선, 기동전류 공급부(114)를 이루는 저항(R6)과 커패시터(C5)를 살펴보면, 입력전압(N1 노드의 전압)이 공급되면, 저항(R6)을 통해 커패시터(C5)에 전하가 충전되고, 노드(N5)의 전압, 즉 제어부(130)의 8번 핀에 인가되는 전압이 상승하게 된다. 제어부(130)의 8번 핀에 인가되는 전압이 계속 상승하여 제어부(130)를 기동하기에 충분한 크기의 전압까지 상승하게 되면, 제어부(130)의 동작이 개시된다. First, referring to the resistor (R 6 ) and the capacitor (C 5 ) constituting the starting current supply unit 114, when the input voltage (voltage of the N 1 node) is supplied, to the capacitor (C 5 ) through the resistor (R 6 ) The charge is charged and the voltage of the node N 5 , that is, the voltage applied to the eighth pin of the controller 130 increases. When the voltage applied to pin 8 of the controller 130 continues to rise and rises to a voltage sufficient to start the controller 130, the operation of the controller 130 is started.

제어부(130)가 동작하여 출력 단자인 7번 핀으로 펄스폭변조신호(PWM)가 출력되면, 스위칭 TR부(140)를 턴온시킨다. 즉, 도시된 바와 같이 스위칭 TR부(140)는 저항(R7)과 스위칭 트랜지스터(Q1)를 포함할 수 있고, 제어부(130)의 출력 단자인 7번 핀으로 출력된 펄스폭변조신호가 저항(R7)을 통해 스위칭 트랜지스터(Q1)를 턴온시킨다. 스위칭 트랜지스터(Q1)는 MOSFET가 바람직하다.When the control unit 130 operates to output the pulse width modulation signal PWM to pin 7 as an output terminal, the switching TR unit 140 is turned on. That is, as shown, the switching TR unit 140 may include a resistor R 7 and a switching transistor Q 1 , and the pulse width modulation signal output to pin 7 which is an output terminal of the controller 130 may be The switching transistor Q 1 is turned on through the resistor R 7 . The switching transistor Q 1 is preferably a MOSFET.

그러면, 주 전류는 변압기(T1, 120)의 1차 권선(120a)에 연결된 노드(N1, N6), 스위칭 트랜지스터(Q1)의 드레인 단자, 스위칭 트랜지스터(Q1)의 소스단자, 저항(R9)의 경로로 흐르게 된다. 이 전류는 변압기(T1, 120)의 2차 권선(120b)으로 출력전압을 유기한다. 2차 권선(120b) 측에 유기된 출력은 정류회로(D4, 122)에 의해 정류된다. 정류회로(D4, 122)는, 도시된 바와 같이 하나의 다이오드(D4)로 이루어질 수 있다.Then, the main current is the source of the transformer node connected to the primary winding (120a) of (T 1, 120) (N 1, N 6), a switching transistor (Q 1) a drain terminal, a switching transistor (Q 1) of the terminal, It flows through the path of the resistor R 9 . This current induces the output voltage to the secondary winding 120b of the transformers T 1 and 120. The output induced on the secondary winding 120b side is rectified by the rectifier circuits D 4 and 122. The rectifier circuits D4 and 122 may be formed of one diode D 4 , as shown.

정류회로(D4, 122)에 의해 정류된 후, 계속해서 평활회로(C7, 124)에 의해 평활되어 직류 전류(DC)를 발광다이오드(180) 측으로 제공한다.After rectification by the rectification circuits D 4 and 122, the smoothing circuits C 7 and 124 are then smoothed to provide a direct current DC to the light emitting diodes 180.

변압기(T1, 120)는 노드(N1)와 노드(N6) 사이에 연결된 1차 권선(120a), 및 노드(N9)와 노드(N4) 사이에 연결된 2차 권선(120b)을 구비하며, 나아가, 노드(N8)와 노드(N2) 사이에 연결된 보조권선(120c)을 더 구비한다.Transformers T 1 and 120 are primary winding 120a connected between node N 1 and node N 6 , and secondary winding 120b connected between node N 9 and node N 4 . And further, further comprises an auxiliary winding (120c) connected between the node (N 8 ) and node (N 2 ).

따라서, 스위칭 트랜지스터(Q1)가 턴온되어 그의 드레인 단자 및 소스 단자로 전류가 흐르는 경우, 변압기(T1, 120)의 보조권선(120c)에도 전압이 유기된다. 보조권선(120c)으로 유기된 전압은 다이오드(D3)에 의해 정류되어, 제어부(130)의 8번 핀과 연결된 노드(N5)로 전원전압(제어부(130)의 동작전압으로서 일반적으로 VCC로 나타냄)을 공급하게 된다. 노드(N5)에 전원전압(VCC)이 인가되고, 그 경우 제어부(130)의 8번 핀으로 입력되는 전류는 위에서 동작전류로서 표현되어졌다.Therefore, when the switching transistor Q 1 is turned on and current flows through the drain terminal and the source terminal thereof, the voltage is induced in the auxiliary winding 120c of the transformers T 1 and 120. The voltage induced by the auxiliary winding 120c is rectified by the diode D3, and is supplied to the node N 5 connected to the eighth pin of the controller 130, and the power supply voltage (generally V CC as the operating voltage of the controller 130). Will be supplied. The power supply voltage V CC is applied to the node N 5 , and in this case, the current input to the eighth pin of the controller 130 has been expressed as an operating current.

저항(R27)은 보조권선(120c)으로 유기된 출력을 통해, 변압기(T1, 120)의 자속을 검출하기 위한 구성요소로서, 변압기(T1, 120)의 영전류(zero current)를 검출하여, 스위칭 트랜지스터(Q1)의 제어를 위한 펄스폭 변조신호에 반영한다.The resistor R 27 is a component for detecting the magnetic flux of the transformers T 1 and 120 through the output induced by the auxiliary winding 120c and generates a zero current of the transformers T 1 and 120. It detects and reflects to the pulse width modulation signal for control of the switching transistor Q1.

앞서 도 3에서는 하나의 구성요소로 설명된, 제어부(130)에 동작전류를 제공하고 변압기(T1, 120)의 자속을 검출하기 위한 변압기 자속 검출부(152)는 도 4에서 와 같이 저항(R27)을 포함할 수 있고, 다이오드(D3) 및 커패시터(C5)를 포함하는 것으로 볼 수 있다.In FIG. 3, the transformer magnetic flux detector 152 for providing the operating current to the controller 130 and detecting the magnetic flux of the transformers T 1 and 120, as described in FIG. 3, has a resistance R as shown in FIG. 4. 27 ), and may be seen to include a diode D 3 and a capacitor C 5 .

이와 같은 일련의 동작으로 노드(N5)에 전원전압(VCC)이 인가되면, 앞서 기동전류공급부(114)에 의한 제어부(130)로의 기동전류 공급은 중단된다. 즉, 기동전류공급부(114)의 저항(R6)을 통해서는 실질적으로 전류가 흐르지 않게 된다.When the power supply voltage V CC is applied to the node N 5 by the series of operations as described above, the supply of the starting current to the controller 130 by the starting current supply unit 114 is stopped. That is, substantially no current flows through the resistor R 6 of the starting current supply unit 114.

저항(R10), 커패시터(C4), 및 다이오드(D2)는 스내버(snabber) 회로를 구성한다. 스내버 회로는 노드(N1)과 노드(N6) 사이에서 변압기(T1, 120)의 1차 권선(120a)에 병렬로 연결되어 있다. 이러한 스내버 회로는, 변압기(T1, 120)의 누설 자속에 의해 스위칭 트랜지스터(Q1)의 정격을 초과하는 과도한 스파이크 전압이 발생할 경우에 이를 억제하기 위한 회로로서, 스위칭 트랜지스터(Q1)를 보호하는 기능을 한다.The resistor R 10 , the capacitor C 4 , and the diode D 2 constitute a snubber circuit. The snubber circuit is connected in parallel to the primary winding 120a of the transformers T 1 and 120 between the node N 1 and the node N 6 . This switch naebeo circuit, transformer, switching transistor (Q 1) a circuit for suppressing this, when the excess spike voltage exceeding the rating of the switching transistor (Q 1) by a leakage magnetic flux caused in the (T 1, 120) Function to protect

저항(R8) 및 저항(R9)을 포함하는 전류검출부(150)는 스위칭 트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류를 검출하여 제어부(130)의 4번 핀으로 인가하기 위한 부분이다. 즉, 전류검출부(150)는, 저항(R8) 및 저항(R9)에 의해, 저항(R8)을 통해 제어부(130)의 4번 핀으로 인가되는 전압으로, 저항(R9)에 흐르는 전류가 미리 설계된 크기의 전류가 되는지를 검출한다.The current detector 150 including the resistor R 8 and the resistor R 9 is a portion for detecting a current flowing through the switching transistor Q 1 and applying it to the fourth pin of the controller 130. That is, the current detector 150 is a voltage applied to the fourth pin of the controller 130 through the resistor R 8 by the resistor R 8 and the resistor R 9 , and is applied to the resistor R 9 . Detects whether the flowing current is a predesigned current.

저항(R1) 및 저항(R5)은, 입력 전압, 즉 브릿지정류회로(BR)에 의해 정류된 전압을 분압하여, 제어기(130)에 제공하기 위한 부분이다. 저항(R1)에 병렬 연결된 커패시터(C2)는 노이즈 제거를 위한 소용량의 커패시터이다. 또한, 저항(R4) 및 커패시터(C3)는 제어부(130) 내의 구성요소들의 발진 방지를 위한 안정용 소자이다.The resistor R 1 and the resistor R 5 are portions for dividing an input voltage, that is, a voltage rectified by the bridge rectifying circuit BR, and providing the divided voltage to the controller 130. The capacitor C 2 connected in parallel to the resistor R 1 is a small capacitor for noise reduction. In addition, the resistor R 4 and the capacitor C 3 are stabilizing elements for preventing oscillation of the components in the controller 130.

비교부(160)는 드라이버(100)의 출력단(발광다이오드(180)의 입력단)(OUT2)의 전압과 소정의 기준전압(Vref1)을 비교할 수 있고, 나아가 발광다이오드(180)의 입력 전압(실제로는 저항(R11)과 저항(R12)에 의한 분압임)과 제2 기준 전압(Vref2)을 더 비교할 수 있다. The comparator 160 may compare the voltage of the output terminal (the input terminal of the light emitting diode 180) OUT 2 of the driver 100 with the predetermined reference voltage V ref1 , and further, the input voltage of the light emitting diode 180. (Actually, the voltage divided by the resistor R 11 and the resistor R 12 ) and the second reference voltage V ref2 may be further compared.

전자의 경우, 발광다이오드(180)의 입력단(OUT2)의 전압과 기준전압(Vref1)은 비교부의 제1 비교기(COM1)에 의해 비교되고, 후자의 경우, 발광다이오드(180)의 입력 전압(OUT1과 OUT2 양단의 전압)의 분압과 기준전압(Vref2)은 비교부의 제2 비교기(COM2)에 의해 비교된다. 제2 기준전압(Vref2)은 기준전압발생부(164)로부터 제공되고, 제1 기준전압(Vref1)은 저항(R15)과 저항(R16)에 의한 제2 기준전압(Vref2)의 분압이다. 기준전압발생부(164)는 발광다이오드(180)의 입력단(OUT1)의 전압을 인가받아 비교부(160)로 정밀한 기준전압을 제공한다.In the former case, the voltage of the input terminal OUT 2 of the light emitting diode 180 and the reference voltage V ref1 are compared by the first comparator COM 1 of the comparator. In the latter case, the input of the light emitting diode 180 is input. The divided voltage of the voltages (voltages across OUT 1 and OUT 2 ) and the reference voltage Vref 2 are compared by the second comparator COM 2 of the comparator. The second reference voltage Vref 2 is provided from the reference voltage generator 164, and the first reference voltage V ref1 is the second reference voltage V ref2 by the resistor R 15 and the resistor R 16 . Is the partial pressure of. The reference voltage generator 164 receives a voltage of the input terminal OUT 1 of the light emitting diode 180 to provide a precise reference voltage to the comparator 160.

계속해서, 변압부(T1, 120)의 2차 권선(120b) 이후의 동작을 살펴보면, 출력 전압, 즉 발광다이오드(180)의 입력 전압(OUT1 단과 OUT2 단 간의 전압)은 저항(R11) 및 저항(R12)에 의해 분압되어 제2 비교기(COM2)의 반전입력으로 인가되며, 제2 비교기(COM2)의 비반전 입력에는 기준전압발생부(164)로부터 제공되는 제2 기준전압(Vref2)이 인가된다.Next, the transforming unit secondary winding (120b) In operation after the output voltage, namely (voltage between OUT 1 end OUT 2 stage) the light emitting diode 180, the input voltage of (T 1, 120) has a resistance (R 11) and a resistor (R is divided by 12) the second comparator (is applied to the inverting input of COM 2), the second comparator (second supplied from the non-inverting input, the reference voltage generating unit 164 of the COM 2) The reference voltage V ref2 is applied.

먼저, 제1 비교기(COM1)에서, 만약 저항(R13)에 의해 검출되어 출력전류에 비례한 전압인 발광다이오드(180)의 입력단(OUT2)의 전압과 제1 기준전압(Vref1)을 비교하여, 입력단(OUT2)의 전압이 제1 기준전압(Vref1)보다 낮으면 제1 비교기(COM1)의 출력단(OP2)의 전압이 높아진다. 출력단(OP2)의 전압이 높아지면, 저항(R14), 출력단(OP1), 출력단(OP2), 제1 비교기(COM1)의 출력으로 흐르는 전류가 감소하게 되고, 그로 인해 광커플러(ISO1)의 LED가 어두워져 광커플러(ISO1)의 트랜지스터측 전류(즉, 노드(N5), 광커플러(ISO1)의 트랜지스터, 저항(R2) 및 노드(N2)로 흐르는 전류)가 감소하여 저항(R2)의 양단의 전압이 낮아지게 된다. 결과적으로, 제어부(130)의 1번 핀으로 입력되는 전압이 낮아지게 되고, 그에 따라 7번 핀으로 출력되는 펄스폭변조신호의 듀티비를 증가시켜, 드라이버의 출력전압이 높아지도록 한다.First, in the first comparator COM 1 , the voltage of the input terminal OUT 2 of the light emitting diode 180, which is a voltage detected by the resistor R 13 and proportional to the output current, and the first reference voltage V ref1 . In comparison, when the voltage of the input terminal OUT 2 is lower than the first reference voltage V ref1 , the voltage of the output terminal OP 2 of the first comparator COM 1 is increased. When the voltage at the output terminal OP 2 increases, the current flowing to the outputs of the resistor R 14 , the output terminal OP 1 , the output terminal OP 2 , and the first comparator COM 1 decreases, thereby causing the optocoupler. The LED of ISO 1 darkens and flows to the transistor-side current of the optocoupler ISO 1 (i.e., node N 5 , the transistor of optocoupler ISO 1 , resistor R 2 and node N 2 ). The current) decreases to lower the voltage across the resistor R 2 . As a result, the voltage input to pin 1 of the controller 130 is lowered, thereby increasing the duty ratio of the pulse width modulated signal output to pin 7, thereby increasing the output voltage of the driver.

반대로, 발광다이오드(180)의 입력단(OUT2)의 전압과 제1 기준전압(Vref1)을 비교하여, 입력단(OUT2)의 전압이 제1 기준전압(Vref1)보다 높으면, 제1 비교기(COM1) 의 출력단(OP2)의 전압이 낮아진다. 출력단(OP2)의 전압이 낮아지면, 저항(R14), 출력단(OP1), 출력단(OP2), 제1 비교기(COM1)의 출력으로 흐르는 전류가 증가하게 되고, 그로 인해 광커플러(ISO1)의 LED가 밝아져 광커플러(ISO1)의 트랜지스터측 전류가 증가하여 저항(R2)의 양단의 전압이 높아지게 된다. 결과적으로, 제어부(130)의 1번 핀으로 입력되는 전압이 높아지게 되고, 그에 따라 7번 핀으로 출력되는 펄스폭변조신호의 듀티비를 감소시켜, 드라이버의 출력전압이 낮아지도록 한다.On the contrary, when the voltage of the input terminal OUT 2 of the light emitting diode 180 is compared with the first reference voltage V ref1 , and the voltage of the input terminal OUT 2 is higher than the first reference voltage V ref1 , the first comparator The voltage at the output terminal OP 2 of (COM 1 ) is lowered. When the voltage at the output terminal OP 2 decreases, the current flowing to the output of the resistor R 14 , the output terminal OP 1 , the output terminal OP 2 , and the first comparator COM 1 increases, thereby causing the optocoupler. The LED of ISO 1 becomes brighter, and the current at the transistor side of the optocoupler ISO 1 increases, thereby increasing the voltage across the resistor R 2 . As a result, the voltage input to pin 1 of the controller 130 is increased, thereby reducing the duty ratio of the pulse width modulated signal output to pin 7, thereby lowering the output voltage of the driver.

이와 같이 발광다이오드(180)로 입력되는 전류를 제어하기 위한 전류제어루프를 이루게 되는 데, 여기서, 기준전압발생부(164)에 의해 생성된 기준전압(Vref2)을 직접 제1 비교기(COM1)의 반전입력으로 인가하지 않고, 저항들(R15, R16)을 사용하여 분압하는 이유는, 기준전압이 크면 드라이버(100)의 출력단, 즉 발광다이오드(180)의 입력단(OUT2)의 전류검출을 위한 저항(R13)에 걸리는 전압이 커야 하므로 저항(R13)이 커야 하고, 그로 인한 전력손실이 증가하므로, 이를 방지하기 위함이다.As such, a current control loop is formed to control the current input to the light emitting diode 180. Here, the reference voltage V ref2 generated by the reference voltage generator 164 is directly controlled by the first comparator COM 1. The voltage is divided by using the resistors R 15 and R 16 instead of being applied to the inverting input of the power source. The reason is that when the reference voltage is large, the output terminal of the driver 100, that is, the input terminal OUT 2 of the Since the voltage applied to the resistor (R 13 ) for the current detection must be large, the resistance (R 13 ) must be large, and the resulting power loss increases, so as to prevent this.

그리하여, 본 발명에 따른 발광다이오드 드라이버(100)는 발광다이오드(180)의 정전류 구동을 도모하고자 함에 있으므로, 발광다이오드(180)의 구동을 위한 정전류 설정값(실제로는, 제1 비교기(COM1)의 비반전입력단으로 인가되는 기준전압을 통해서 설정됨)은 발광다이오드의 구동전류로 설정함으로써, 정전류가 흐르도록 제 어할 수 있다.Thus, since the LED driver 100 according to the present invention intends to drive the constant current driving of the LED 180, the constant current setting value for driving the LED 180 (actually, the first comparator COM 1 ) It is set through the reference voltage applied to the non-inverting input terminal of the) can be controlled to the constant current flow by setting the driving current of the light emitting diode.

다음으로 제2 비교기(COM2)에서, 만약 저항들(R11, R12)의 분압과 제2 기준전압(Vref2)을 비교하여, 분압이 제2 기준전압(Vref2)보다 낮으면 제2 비교기(COM2)의 출력단(OP2)의 전압이 높아진다. 출력단(OP2)의 전압이 높아지면, 저항(R14), 출력단(OP1), 출력단(OP2), 제2 비교기(COM2)의 출력으로 흐르는 전류가 감소하게 되고, 그로 인해 광커플러(ISO1)의 LED가 어두워져 광커플러(ISO1)의 트랜지스터측 전류(즉, 노드(N5), 광커플러(ISO1)의 트랜지스터, 저항(R2) 및 노드(N2)로 흐르는 전류)가 감소하여 저항(R2) 양단의 전압이 낮아지게 된다. 결과적으로, 제어부(130)의 1번 핀으로 입력되는 전압이 낮아지게 되고, 그에 따라 7번 핀으로 출력되는 펄스폭변조신호의 듀티비를 증가시켜, 드라이버의 출력전압이 높아지도록 한다.Next, in a second comparator (COM. 2), if the resistors (R 11, R 12) compares the partial pressure and the second reference voltage (V ref2) of, if the partial pressure is lower than the second reference voltage (V ref2) the 2 The voltage at the output terminal OP 2 of the comparator COM 2 is increased. When the voltage at the output terminal OP 2 increases, the current flowing to the outputs of the resistor R 14 , the output terminal OP 1 , the output terminal OP 2 , and the second comparator COM 2 decreases, thereby causing the optocoupler. The LED of ISO 1 darkens and flows to the transistor-side current of the optocoupler ISO 1 (i.e., node N 5 , the transistor of optocoupler ISO 1 , resistor R 2 and node N 2 ). The current) decreases to lower the voltage across the resistor R 2 . As a result, the voltage input to pin 1 of the controller 130 is lowered, thereby increasing the duty ratio of the pulse width modulated signal output to pin 7, thereby increasing the output voltage of the driver.

반대로, 분압이 제2 기준전압(Vref2)보다 높으면, 제2 비교기(COM2)의 출력단(OP2)의 전압이 낮아진다. 출력단(OP2)의 전압이 낮아지면, 광커플러(ISO1)의 LED가 밝아지므로, 광커플러(ISO1)의 트랜지스터측 전류가 증가하여 저항(R2) 양단의 전압이 높아지게 된다. 결과적으로, 제어부(130)의 1번 핀으로 입력되는 전압은 높아지게 되고, 그에 따라 7번 핀으로 출력되는 펄스폭변조신호의 듀티비를 감소시켜, 드라이버의 출력전압이 낮아지도록 한다.On the contrary, when the divided voltage is higher than the second reference voltage V ref2 , the voltage of the output terminal OP 2 of the second comparator COM 2 is lowered. When the voltage at the output terminal OP 2 is lowered, the LED of the optocoupler ISO 1 becomes brighter, so that the transistor-side current of the optocoupler ISO 1 increases to increase the voltage across the resistor R 2 . As a result, the voltage input to pin 1 of the controller 130 is increased, thereby reducing the duty ratio of the pulse width modulated signal output to pin 7, thereby lowering the output voltage of the driver.

이와 같이 전압제어루프를 이루게 되는 데, 여기서, 제2 비교기(COM2)는 안 전을 위한 회로이므로, 필요전압보다 약간 높게 설정함으로써, 정상적인 동작시에는 제1 비교기(COM1)와 연관된 전류제어루프만 동작하도록 하고, 발광다이오드(180)의 단선이나 출력의 개방시에 출력전압이 과도하게 상승하지 않도록 이러한 전압제어루프가 수행되도록 전압 설정값을 맞추는 것이 바람직하다.As such, the voltage control loop is formed. Here, since the second comparator COM 2 is a circuit for safety, it is set slightly higher than the required voltage, so that the current control associated with the first comparator COM 1 is normally operated. It is preferable to adjust the voltage setting value so that only the loop operates and such a voltage control loop is performed so that the output voltage does not excessively increase when the light emitting diode 180 is disconnected or the output is opened.

회로를 더욱 간단히 하기 위해, 비교부(160)를 이루는 제1 비교기(COM1), 제2 비교기(COM2) 및 기준전압발생부(164)는 하나의 패키지에 구성된 집적회로일 수 있다.In order to simplify the circuit, the first comparator COM 1 , the second comparator COM 2 , and the reference voltage generator 164 constituting the comparator 160 may be an integrated circuit configured in one package.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 발광다이오드 드라이버는 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경되고, 응용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게는 자명한 사실이라 할 것이다.The light emitting diode driver according to the present invention as described above is not limited to the above embodiments, and various modifications and applications can be made without departing from the basic principles of the present invention. It will be obvious to those who have knowledge.

도 1은 종래의 발광다이오드 드라이버의 일 예를 나타낸 블록도,1 is a block diagram showing an example of a conventional LED driver;

도 2는 본 발명에 따른 단일단의 발광다이오드 드라이버를 설명하기 위한 블록도,2 is a block diagram illustrating a single stage light emitting diode driver according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 단일단의 발광다이오드 드라이버의 일 예를 나타낸 블록도, 및3 is a block diagram showing an example of a single stage light emitting diode driver according to the present invention; and

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일단의 발광다이오드 드라이버의 회로도이다.4 is a circuit diagram of a single stage light emitting diode driver according to an embodiment of the present invention.

Claims (5)

입력 전류를 정류하기 위한 브릿지정류회로;A bridge rectifier circuit for rectifying the input current; 상기 브릿지정류회로 전단에 배치되어 노이즈를 제거하기 위한 전자기간섭 필터;An electronic interference filter disposed in front of the bridge rectifier circuit to remove noise; 상기 브릿지정류회로의 출력을 인가받아 소정의 기동전류를 공급하기 위한 기동전류공급부;A starting current supply unit for supplying a predetermined starting current by receiving the output of the bridge rectifier circuit; 상기 브릿지정류회로의 출력을 변압하기 위한 변압기;A transformer for transforming an output of the bridge rectifier circuit; 상기 변압기의 출력을 정류하기 위한 정류회로;A rectifier circuit for rectifying the output of the transformer; 상기 정류회로의 출력을 평활화하여 발광다이오드의 구동에 사용될 직류 전류를 출력하는 평활회로;A smoothing circuit for smoothing the output of the rectifying circuit to output a DC current to be used for driving a light emitting diode; 상기 변압기에 결합되어, 동작전류를 제공하고, 상기 변압기의 자속을 검출하기 위한 변압기 자속 검출부;A transformer magnetic flux detector coupled to the transformer for providing an operating current and detecting magnetic flux of the transformer; 상기 발광다이오드의 입력단에 직렬 연결된 저항에 걸리는 전압과 제1 기준전압을 비교하기 위한 비교부;A comparator for comparing a voltage applied to a resistor connected in series to an input terminal of the light emitting diode and a first reference voltage; 상기 비교부에서의 비교 결과에 따라 검출되는 전류를 증감시켜 펄스폭 변조신호의 듀티비를 조절하기 위한 광커플러;An optocoupler for adjusting a duty ratio of a pulse width modulated signal by increasing or decreasing a current detected according to a comparison result in the comparison unit; 상기 펄스폭 변조신호에 의해 제어되어 상기 변압기의 1차측 전류를 조절하기 위한 스위칭 TR부;A switching TR unit controlled by the pulse width modulation signal to adjust a primary current of the transformer; 상기 스위칭 TR부에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류 검출부; 및A current detector for detecting a current flowing in the switching TR section; And 상기 기동전류공급부로부터 상기 소정의 기동전류를 인가받아 기동되고, 상기 변압기 자속 검출부로부터 상기 동작전류를 제공받아 동작하며, 상기 광커플러에 의한 검출 전류, 상기 전류 검출부에서 출력되는 전류, 및 상기 변압기 자속 검출부에서 검출되는 자속에 의존하여 상기 펄스폭 변조신호의 듀티비를 조절함으로써 상기 스위칭 TR부를 제어하는 제어부;It operates by receiving the predetermined starting current from the starting current supply unit, and operates by receiving the operating current from the transformer magnetic flux detecting unit, the current detected by the optocoupler, the current output from the current detecting unit, and the transformer magnetic flux. A control unit controlling the switching TR unit by adjusting a duty ratio of the pulse width modulated signal depending on the magnetic flux detected by the detector; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일단의 발광다이오드 드라이버.Single stage light emitting diode driver comprising a. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 브릿지정류회로와 상기 스위칭 TR부 사이에서 상기 변압기의 1차측 회로에 병렬로 연결되어, 상기 스위칭 TR부를 보호하기 위한 스내버 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일단의 발광다이오드 드라이버.And a snapper circuit connected in parallel to the primary circuit of the transformer between the bridge rectifier circuit and the switching TR section to protect the switching TR section. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 비교부는,The method according to claim 1 or 2, wherein the comparison unit, 상기 발광다이오드의 입력 전압과 제2 기준 전압을 더 비교하는 것을 특징으로 하는 단일단의 발광다이오드 드라이버.The LED driver of claim 1, further comprising comparing the input voltage of the light emitting diode with a second reference voltage. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 발광다이오드의 제1 입력단의 전압이 상기 제1 기준 전압보다 작은 경우, 상기 광커플러의 저항값은 증가하고, 상기 펄스폭변조신호의 듀티비는 커지며,When the voltage at the first input terminal of the light emitting diode is smaller than the first reference voltage, the resistance value of the optocoupler is increased, and the duty ratio of the pulse width modulation signal is increased. 상기 발광다이오드의 제1 입력단의 전압이 상기 제1 기준 전압보다 큰 경우, 상기 광커플러의 저항값은 감소하고, 상기 펄스폭변조신호의 듀티비는 작아지는 것을 특징으로 하는 단일단의 발광다이오드 드라이버.When the voltage at the first input terminal of the light emitting diode is greater than the first reference voltage, the resistance value of the optocoupler is decreased, and the duty ratio of the pulse width modulation signal is reduced. . 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 발광다이오드의 입력 전압의 분압이 상기 제2 기준 전압보다 작은 경우, 상기 광커플러의 저항값은 증가하고, 상기 펄스폭변조신호의 듀티비는 커지며,When the partial pressure of the input voltage of the light emitting diode is smaller than the second reference voltage, the resistance value of the optocoupler is increased, and the duty ratio of the pulse width modulation signal is increased. 상기 발광다이오드의 입력 전압의 분압이 상기 제2 기준 전압보다 큰 경우, 상기 광커플러의 저항값은 감소하고, 상기 펄스폭변조신호의 듀티비는 작아지는 것을 특징으로 하는 단일단의 발광다이오드 드라이버.And when the partial pressure of the input voltage of the light emitting diode is greater than the second reference voltage, the resistance value of the optocoupler decreases and the duty ratio of the pulse width modulation signal decreases.
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