KR20110019557A - Flicker prevention circuit of switched-mode power supply for light emitting diode with triac dimmer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 조광기와 결합되는 엘이디 조명용 에스엠피에스(SMPS: Switched-mode power supply)의 플리커 방지 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 조명용 SMPS를 조광기와 결합할 시에 발생되는 플리커 현상을 개선할 수 있도록 한 조광기와 결합되는 엘이디 조명용 SMPS의 플리커 방지 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a flicker prevention circuit of an LED lighting switched SMPS (SMPS) coupled to the dimmer, and more particularly, to improve the flicker phenomenon generated when combining the existing SMPS for lighting with the dimmer. And an anti-flicker circuit of an SMPS for LED lighting, which is combined with a dimmer.
일반적으로, 엘이디(LED: Light Emitting Diode))는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의 재결합(再結合)에 의하여 발광시키는 것이다. In general, an LED (Light Emitting Diode) generates a small number of carriers (electrons or holes) injected using a p-n junction structure of a semiconductor and emits light by recombination thereof.
현재, 다양한 산업분야에서 엘이디를 응용한 다양한 제품이 개발되어 적용되고 있는데, 특히 고휘도의 특성을 갖는 엘이디는 수명이 반영구적이면서도 소비전력이 매우 낮은 장점을 갖고 있으므로, 상기 고휘도 엘이디를 기존의 형광등이나 백열등, 할로겐등, 수은등 등을 비롯한 다양한 조명장치의 대체 용도로 사용할 수 있는 것으로 예상된다. Currently, various products using LEDs have been developed and applied in various industrial fields. Especially, LEDs having high brightness characteristics have the advantage of being semi-permanent and having very low power consumption. It is expected to be used as an alternative to various lighting devices including halogen lamps, mercury lamps, and the like.
즉, 상술한 바와 같은 고휘로 엘이디 램프를 통해 각종 유해물질이 포함되고 수명이 짧은 기존의 전등을 대체함에 따라 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있음과 더불어, 고휘도 엘이디 램프의 낮은 전력소모를 통해 에너지 절감 효과도 얻을 수가 있는 것이다. In other words, the high brightness LED lamp as described above includes various harmful substances and replaces a conventional lamp having a short lifespan, thereby reducing environmental pollution, and lowering power consumption of the high brightness LED lamp. Savings can also be achieved.
한편, 상기 고휘도의 특성을 갖는 엘이디를 조명용으로 사용하는데 있어서는, 엘이디 조명용 SMPS를 조광기(Triac Dimmer)와 결합하여 상기 조광기로부터의 교류전원을 상기 SMPS에서 엘이디의 구동에 필요한 직류전원으로 변환하여 해당 엘이디 측으로 공급되도록 하게 된다. On the other hand, in the use of the LED having a high brightness characteristics for lighting, by combining the LED lighting SMPS with a Triac Dimmer converts the AC power from the dimmer to a DC power required for driving the LED in the SMPS to the corresponding LED To be fed to the side.
그러나, 기존의 조명용 SMPS를 조광기와 결합하여 구성되는 엘이디 조명장치에 있어서는 상기 엘이디로부터의 빛이 임의로 깜빡거리는 플리커(Flicker) 현상이 발생되게 되므로, 엘이디 조명장치의 광효율을 크게 저하시키는 문제점이 발생하게 되었다. However, in the LED lighting device configured by combining a conventional lighting SMPS with a dimmer, a flicker phenomenon occurs in which the light from the LED randomly flickers, thereby causing a problem of greatly reducing the light efficiency of the LED lighting device. It became.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 기존의 조명용 SMPS를 조광기와 결합할 시에 발생되는 플리커 현상을 개선할 수 있도록 하는 회로를 통해 엘이디 조명장치의 밝기 조절을 완벽하게 구현 할 수 있도록 한 조광기와 결합되는 엘이디 조명용 SMPS의 플리커 방지 회로를 제공하고자 하는 것이다. Accordingly, the present invention has been made to improve the conventional problems as described above, the object of the LED lighting apparatus through a circuit that can improve the flicker phenomenon generated when combining the conventional SMPS for lighting with a dimmer It aims to provide a flicker-resistant circuit of SMPS for LED lighting that is combined with a dimmer to fully realize the brightness control of the LED.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조광기와 결합되는 엘이디 조명용 SMPS의 플리커 방지 회로는, 조광기로부터 공급되는 상용 교류전원을 변환하여 고휘도 엘이디를 구동시키기 위한 엘이디 조명용 SMPS 회로에 있어서, 상기 SMPS 회로는, 상용 교류전원을 공급하는 조광기의 라이브(LIVE) 단자 및 뉴트럴(NEUTRAL) 단자에 각각 1차측 및 2차측이 연결된 제 1변압부와; 상기 제 1변압부에 연결되어 상기 조광기로부터 공급된 후 상기 제 1변압부를 거친 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부와; 상기 정류부를 통해 변환된 직류전원을 고휘도 엘이디의 구동을 위해 감압하는 DC-DC 컨버터로 이루어진 제 2변압부 및; 상기 회로상에 구비되는 저항으로서, 적어도 한 개 이상이 구비되어 플리커 현상이 개선되도록 하는 플리커 방지부를 포함하여 구성된 것;을 특징으로 한다. The flicker prevention circuit of the LED lighting SMPS coupled to the dimmer according to the present invention for achieving the above object, in the LED lighting SMPS circuit for driving a high brightness LED by converting a commercial AC power supplied from the dimmer, The SMPS circuit includes a first transformer unit having a primary side and a secondary side connected to a live terminal and a neutral terminal of a dimmer for supplying commercial AC power, respectively; A rectifying unit connected to the first transformer unit and supplied from the dimmer to convert AC power passing through the first transformer unit into DC power; A second transformer unit comprising a DC-DC converter for reducing the DC power converted through the rectifier to drive a high brightness LED; Resistor provided on the circuit, at least one is provided to include a flicker prevention to improve the flicker phenomenon; characterized in that.
바람직하게, 상기 플리커 방지부는, 상기 조광기의 라이브(LIVE) 단자 또는 뉴트럴(NEUTRAL) 단자에 직렬로 연결되거나, 입력 교류 전원의 EMC 개선을 위해 구 비되는 커패시터와 직렬로 연결되거나, 또는 상기 정류부를 거쳐 변환된 직류(+) 전압 및 직류(-) 전압 양단에 연결된 커패시터와 직렬로 연결되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the flicker prevention unit is connected in series with a live terminal or a neutral terminal of the dimmer, in series with a capacitor provided for improving the EMC of an input AC power supply, or the rectifying unit It is characterized in that it is connected in series with a capacitor connected across the DC (+) voltage and DC (-) voltage converted through.
상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 기존의 조명용 SMPS를 조광기와 결합할 시에 발생되는 플리커 현상을 제거할 수 있는 효과가 있게 되며, 이를 통해 엘이디 조명장치의 밝기 조절을 완벽하게 구현 할 수 있는 효과가 있게 된다.According to the present invention made as described above, there is an effect that can eliminate the flicker phenomenon generated when combining the existing SMPS for lighting with the dimmer, through which it is possible to implement the brightness control of the LED lighting device perfectly It is effective.
이에 따라, 본 발명에 따른 플리커 방지 회로가 적용된 SMPS를 임의의 조광기와 결합하더라도 안정된 밝기 조절을 구현할 수가 있음은 물론, 기설치되어 있는 조광기를 교체할 필요 없이 그대로 사용할 수가 있으므로, 설치의 편의성이 매우 높은 효과도 있게 되는 것이다.Accordingly, even when the SMPS to which the flicker prevention circuit according to the present invention is applied is combined with any dimmer, it is possible to realize stable brightness adjustment and to use it as it is without having to replace the existing dimmer. There is also a high effect.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 조광기와 결합되는 엘이디 조명용 SMPS의 플리커 방지 회로의 구성을 나타내는 회로도, 도 2는 본 발명에 따른 조광기와 결합되는 엘이디 조명용 SMPS의 플리커 방지 회로의 구성을 나타내는 블록도, 도 3은 본 발명에 따른 조광기와 결합되는 엘이디 조명용 SMPS의 플리커 방지 회로를 통해 플리커 현상이 개선된 상태를 나타내는 도면이다.1 is a circuit diagram showing the configuration of the flicker prevention circuit of the LED lighting SMPS coupled to the dimmer according to the present invention, Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a flicker prevention circuit of the LED lighting SMPS coupled to the dimmer according to the present invention, 3 is a view showing a state in which the flicker is improved through the flicker prevention circuit of the LED lighting SMPS coupled to the dimmer according to the present invention.
먼저, 본 발명에 따른 조광기와 결합되는 엘이디 조명용 SMPS의 플리커 방지 회로는, 100볼트[V] 내지 240볼트[V]의 상용 교류전원을 공급하는 조광기(100)와 결합되어 상기 전원을 변환하여 고휘도 엘이디(200)의 구동전원으로 사용할 수 있도록 하는 조명용 SMPS에 플리커 방지부(40a,40b,40c)를 추가로 구성하여 상기 조광기(100)와의 결합 시에 발생되는 플리커 현상을 개선할 수 있도록 함에 따라 구현된다.First, the flicker prevention circuit of the LED lighting SMPS coupled to the dimmer according to the present invention is combined with a
즉, 상기 조광기(TRIAC DIMMER)(100)에 설치된 TRIAC는 입력 교류 반싸이클 동안 약 30 내지 50[mA]의 MINIMUM HOLDING CURRENT를 필요로 하게 되는데, 만약 상기 TRIAC이 MINIMUM HOLDING CURRENT를 유지하지 못하는 경우가 발생하게 되면, 상기 조광기(100)가 이상 동작을 하면서 빛이 깜빡거리는 플리커(Flicker) 현상이 발생하게 된다.That is, the TRIAC installed in the TRIAC DIMMER 100 requires about 30 to 50 [mA] of MINIMUM HOLDING CURRENT during the input AC half cycle. If this occurs, a flicker phenomenon occurs in which the light flickers while the
이에, 본 발명에서는 적정 저항값을 산출하여 상기 조광기(100)와 결합되는 SMPS 회로에 플리커 방지부(40a,40b,40c)를 구성함에 따라, 상기 TRIAC의 MINIMUM HOLDING CURRENT를 일정하게 유지시킬 수가 있게 된다.Accordingly, in the present invention, the
본 발명에 따른 조광기와 결합되는 엘이디 조명용 SMPS의 플리커 방지회로는, 상용 교류전원을 공급하는 조광기(100)의 라이브(LIVE) 단자 및 뉴트럴(NEUTRAL) 단자에 각각 1차측 및 2차측이 연결된 제 1변압부(10)가 구비되고, 상기 제 1변압부(10)에는 상기 조광기(100)로부터 공급된 후 상기 제 1변압부(10)를 거친 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부(20)가 연결되며, 상기 정류부(20)에는 정류부(20)에서 변환된 고전압의 직류전원을 고휘도 엘이디(200)의 구동을 위 한 저전압으로 감압하는 DC-DC 컨버터로 이루어진 제 2변압부(30)가 구성됨과 아울러, 상기 SMPS 회로상에는 적어도 한 개 이상의 플리커 방지부(40a,40b,40c)가 포함되어, 상술한 플리커 현상을 개선할 수 있도록 이루어진다. The flicker prevention circuit of the LED lighting SMPS coupled to the dimmer according to the present invention includes a first side and a second side connected to a live terminal and a neutral terminal of the
이때, 상기 플리커 방지부(40a,40b,40c)는 산출된 적정 저항값을 갖는 저항으로 이루어져, 상기 SMPS 회로의 임의의 지점에 구성되는데, 본 발명의 1안에서 상기 플리커 방지부(40a)는 상기 조광기(100)의 라이브(LIVE) 단자 또는 뉴트럴(NEUTRAL) 단자에 직렬로 연결되어 구성될 수 있다. At this time, the
또한, 2안에서 상기 플리커 방지부(40b)는 입력 교류 전원의 EMC 개선을 위해 구비되는 커패시터(50,52)와 직렬로 연결되거나, 또는 3안에서 상기 플리커 방지부(40c)는 상기 정류부(20)를 거쳐 변환된 직류(+) 전압 및 직류(-) 전압 양단에 연결된 커패시터(54,56)와 직렬로 연결되어 R-C 회로로 구성될 수 있다. In addition, in two eyes, the
도면에서, 미설명부호 60,70,80은 각각 코일과 다이오드, 맥류 제거를 위한 전해 커패시터를 나타낸다. In the drawings,
이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 작용에 대해 도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Next, the operation of the present invention made as described above with reference to the drawings as follows.
먼저, 본 발명에 따라, 상기 조광기(100)와 결합되어 상기 조광기(100)로부터의 상용 교류전원을 변환하여 고휘도 엘이디(200)의 구동전원으로 사용할 수 있도록 제 1 및 제 2변압부(10,30)와, 정류부(20) 및 플리커 방지부(40a,40b,40c)를 포함하는 SMPS 회로를 구성하게 되면, 상기 SMPS에 구비된 적정 저항값을 갖는 저 항으로 이루어진 플리커 방지부의 작용에 의해 상기 조광기(100)로부터 고휘도 엘이디(200) 측으로의 전원 공급 시에 빛이 깜빡이는 플리커 현상이 제거될 수 있게 된다. First, according to the present invention, the first and
즉, 본 발명의 1안에서와 같이 상기 플리커 방지부(40a)를 상기 조광기(100)의 라이브(LIVE) 단자 또는 뉴트럴(NEUTRAL) 단자에 직렬로 연결하여 구성하게 되면, 적정 저항값을 갖는 상기 플리커 방지부(40a)가 조광기(100)에 설치된 TRIAC의 MINIMUN HOLDING CURRENT를 유지시킴에 따라, 플리커 현상이 제거될 수 있게 된다. That is, when the
또, 상기 조광기(100)는 자체적으로 L-C 필터 성분을 갖는 한편, 상기 조광기(100)와 결합되는 전원장치의 SMPS 회로에도 EMC 개선을 위한 INDUCTIVE 및CAPACITIVE 성분을 갖는 소자를 사용하게 되는데, 이는 조광기(100)와의 결합 시에 전압의 파형을 급상승 시키게 되며, 수 microsecond 내지 수십 microsecond 동안 연속적으로 발생시키거나 또는 TRIAC이 오프(OFF)되는 현상을 발생시키게 된다. In addition, the
이에, 본 발명의 2안 및 3안에서와 같이 커패시터(50,52,54,56)에 적정 저항값을 갖는 저항을 직렬로 연결하여 R-C SNUBBER 회로를 적용하여 플리커 방지부(40b,40c)를 구성함에 따라, 상기 조광기(100)와의 결합시에 전압의 파형이 급상승 되는 RINGING을 제거할 수가 있게 된다. Accordingly, the
이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 상술한 플리커 방지부를 매개로 플리커 현상이 제거되면서 일정한 출력 전류와 빛의 밝기 변화 조절이 구현될 수 있게 되는 것이다.Accordingly, as shown in FIG. 3, the flicker phenomenon is removed through the above-described flicker prevention unit so that a constant output current and a change in brightness of light can be implemented.
한편, 본 발명에서 기재된 내용과 다른 변형된 실시예들이 돌출 된다고 하더 라도 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 내에 속하게 됨은 물론이다.On the other hand, even if the modified embodiments different from the contents described in the present invention should not be understood individually from the technical spirit or prospects of the present invention, of course, it will fall within the claims attached to the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 조광기와 결합되는 엘이디 조명용 SMPS의 플리커 방지 회로의 구성을 나타내는 회로도,1 is a circuit diagram showing the configuration of the flicker prevention circuit of the LED lighting SMPS coupled to the dimmer according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 조광기와 결합되는 엘이디 조명용 SMPS의 플리커 방지 회로의 구성을 나타내는 블록도,2 is a block diagram showing the configuration of a flicker prevention circuit of the LED lighting SMPS coupled to the dimmer according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 조광기와 결합되는 엘이디 조명용 SMPS의 플리커 방지 회로를 통해 플리커 현상이 개선된 상태를 나타내는 도면이다.Figure 3 is a view showing a state in which the flicker is improved through the flicker prevention circuit of the LED lighting SMPS coupled to the dimmer according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 제 1변압부, 20: 정류부, 10: first transformer, 20: rectifier,
30: 제 2변압부, 40a,40b,40c: 플리커 방지부, 30: second transformer portion, 40a, 40b, 40c: flicker prevention portion,
50,52,54,56: 커패시터, 100: 조광기, 50, 52, 54, 56: capacitor, 100: dimmer,
200: 고휘도 LED.200: high brightness LED.
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