KR20110132188A

KR20110132188A - Led driving device having high efficiency

Info

Publication number: KR20110132188A
Application number: KR1020100069090A
Authority: KR
Inventors: 윤한규
Original assignee: 주식회사 파워넷
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2011-12-07

Abstract

PURPOSE: An LED drive device for improving a power factor is provided to steadily run an LED by being fed back with the change of an LED output quantity and converting a switching frequency in a controlling unit. CONSTITUTION: A switching unit(400) switches a rectified power source according to an external control signal. A transformer(500) outputs the applied power source according to the switching of the switching unit to both ends. A combining unit(700) rectifies the currents of both ends which are outputted in the transformer and runs LED. A controlling unit(600) controls the switching unit so that the current provided to an LED unit is constant. The controlling unit is fed back with the output current of the LED unit and changes a switching frequency on a resonance curve.

Description

LED driving device with improved power factor {LED driving device having high efficiency}

본 발명은 LED 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 역률을 개선한 LED 구동 장치에 관한 것이다The present invention relates to an LED device, and more particularly, to an LED driving device with improved power factor.

일반적으로 현재 널리 사용하고 있는 LED(Light Emitting Diode)는 가전, TV, 모니터 등 전자제품에서 여러 가지 신호 전달용 또는 발광용으로 많이 사용하고 있다.In general, currently widely used light emitting diodes (LEDs) are widely used for transmitting various signals or emitting light in electronic products such as home appliances, TVs, and monitors.

LED는 인가되는 전압이 문턱 전압(Threshold Voltage) 이상이면 LED에 전류가 흐르기 시작하여 빛이 발생하는데, 이러한 LED를 구동하기 위해서 건전지, 배터리 또는, 전원 공급 장치(Power Supply) 등을 이용하여 저전압 직류전원을 공급하고 있다.When the applied voltage is more than the threshold voltage, the current starts to flow through the LED, and light is generated. To drive the LED, a low voltage direct current using a battery, a battery, or a power supply is used. Supplying power.

상술한 저전압 직류 전원을 공급하는 장치로는 전원 공급 장치가 주로 채용된다.As a device for supplying the above-described low voltage DC power supply, a power supply device is mainly employed.

상기 전원 공급 장치는 상용 교류 전원을 공급받아 사전에 설정된 직류 전원으로 변환하고, 이를 다시 LED 구동용 전원으로 변환하여 LED에 공급한다.The power supply device receives commercial AC power and converts it into a predetermined DC power, and converts the power into a LED driving power and supplies the LED to the LED.

이때, LED 구동용 전원은 외부로부터의 디밍(Dimming) 신호에 따라 공급 및 차단이 제어되며 이에 따라 LED의 휘도가 조절된다.At this time, the power supply for driving the LED is controlled according to the dimming (Dimming) signal from the outside, and the brightness of the LED is adjusted accordingly.

한편, 상술한 종래의 전원 공급 장치는 상용 교류 전원을 사전에 설정된 직류 전원으로 변환하기 위해 교류 전원을 입력받는 1차 코일, 상기 1차 코일과 전자기 결합되어 권선비에 따라 전압을 변환하는 2차 코일을 포함하는 트랜스포머(Transformer)를 사용한다.On the other hand, the above-described conventional power supply device is a primary coil receiving AC power to convert commercial AC power to a predetermined DC power, secondary coil electromagnetically coupled to the primary coil and converts the voltage according to the turns ratio Using a transformer (Transformer) including.

종래에는 전원공급장치에 트랜스포머의 출력인 DC 전압을 이용하여 LED를 구동하는 회로가 추가 되는데, 이러한 방식은 전력 변환 효율이 낮아지고 회로가 복잡해 지는 문제가 있다.Conventionally, a circuit for driving an LED by using a DC voltage, which is an output of a transformer, is added to a power supply, but this method has a problem of low power conversion efficiency and complexity of the circuit.

도 1은 종래 기술에 의한 LED 구동회로를 나타낸다.1 shows an LED driving circuit according to the prior art.

도 1은 종래 기술에 의한 LED 구동 회로의 예시 도로, 전원공급장치(SMPS)의 DC출력의 변화 또는 정전류 출력을 이용하여 LED를 정전류로 구동하는 방식이다.1 is a diagram illustrating an example of a LED driving circuit according to the prior art, a method of driving an LED with a constant current using a change in the DC output or a constant current output of a power supply (SMPS).

이는 가장 보편적인 방식으로 LED의 출력을 피드백(FEEDBACK) 받아 SMPS의 출력을 조절하여 LED를 구동한다. 이 방식은 적은 수의 LED를 구동하는데 유리하다. This is the most common way to feedback the output of the LED (FEEDBACK) to control the output of the SMPS to drive the LED. This approach is advantageous for driving a small number of LEDs.

하지만 종래의 방식은 LED의 수가 많아 지면 다수의 채널(다수의 LED가 직렬로 연결된 LED 직렬 모듈 : 이하 채널)을 병렬로 구동할 때, 높은 전압에 의한 반도체 소자의 내압의 상승, 전기캡(ELEC- CAP)의 내압 및 용량 증가, 병렬 구동에서 각 채널의 전류 밸런스를 위한 정전류 회로의 전력 소비량의 증가 등 많은 문제점을 발생시킨다.However, in the conventional method, when the number of LEDs increases, when driving a plurality of channels (LED series modules (hereinafter, channels) in which many LEDs are connected in series) in parallel, an increase in the breakdown voltage of a semiconductor device due to a high voltage, an electric cap (ELEC) -Increased breakdown voltage and capacity of CAP, and increased power consumption of constant current circuit for current balance of each channel in parallel operation.

도 2는 종래 기술에 의한 LED 구동회로를 다른 예를 나타낸다.2 shows another example of the LED driving circuit according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 의한 LED 구동 방식의 다른 예시 도로서, 전원공급장치(SMPS)의 DC 출력을 부스트(BOOST) 회로를 사용하여 높은 전압으로 승압하고, 이를 이용하여 다수의 LED를 구동하는 방식을 나타낸다. FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a LED driving method according to the prior art, and a method of boosting a DC output of a power supply (SMPS) to a high voltage using a BOOST circuit and driving a plurality of LEDs using the same. Indicates.

도 2에서와 같이 종래에는 다수의 LED 및 LED 채널의 전류 밸런스를 부스트 회로를 사용하여 제어하게 된다. As shown in FIG. 2, the current balance of a plurality of LEDs and LED channels is controlled using a boost circuit.

그러나 종래의 구동 방법은 DC 출력단의 전기캡(ELEC-CAP) 용량은 물론 후단에 부스트 회로를 추가해야하므로 회로가 복잡해지고, 효율이 떨어지는 문제가 발생한다.
However, in the conventional driving method, since a boost circuit must be added at the rear stage as well as the electric cap capacity of the DC output stage, the circuit becomes complicated and the efficiency decreases.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 1차 전원을 이용 2차 전원단의 LED를 직접 구동하는 방식을 제공함은 물론 이를 이용 역률 개선을 도모함으로써, 회로의 간소화 및 효율의 증대 효과를 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a method of directly driving the LED of the secondary power stage using the primary power source, as well as to improve the power factor using it, thereby simplifying the circuit and increasing efficiency. To provide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 LED 구동 장치는, LED driving device according to a feature of the present invention for achieving the above object,

적어도 하나의 발광소자를 포함하는 LED부;An LED unit including at least one light emitting element;

교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부;Rectifying unit for receiving rectified AC power;

상기 정류된 전원을 외부의 제어신호에 따라 스위칭하는 스위칭부;A switching unit for switching the rectified power according to an external control signal;

상기 스위칭부의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는 트랜스포머;A transformer for converting the power applied according to the switching of the switching unit according to a predetermined turns ratio and outputting the power to both ends;

상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 정류하고 합성하여 상기 LED를 구동하는 합성부;A synthesizing unit configured to drive the LED by rectifying and synthesizing the currents at both ends output from the transformer;

상기 LED부의 전류를 피드백받고 상기 LED부에 공급되는 전류가 일정해지도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하고,A control unit for controlling the switching unit so that the current supplied to the LED unit is fed back and the current supplied to the LED unit is constant;

상기 합성부는 상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전력을 각각 정류하는 제1, 제2 다이오드를 구비하고, 상기 제1, 제2 다이오드의 출력을 합성하여 상기 LED부를 구동하는 것을 특징으로 하며,The synthesis unit includes first and second diodes for rectifying power of both ends output from the transformer, and synthesizes the outputs of the first and second diodes to drive the LED unit.

상기 제어부는 상기 LED부의 출력전류를 피드백받아 상기 LED의 전류가 일정해지도록 공진 곡선 상에서 스위칭주파수를 변환하는 것을 특징으로 한다.The control unit receives the output current of the LED unit and converts the switching frequency on the resonance curve so that the current of the LED is constant.

본 발명의 실시예에 따르면, AC를 정류한 1차 DC 전원을 제어부의 주파수 변환에 따라 절연 트랜스포머를 이용 LED를 직접 구동하고 출력량을 조절함으로써, 역률 개선의 효과는 물론 역율 개선 회로의 최소화, DC 변환 및 부스트 회로의 제거로 회로의 간소화를 이룰 수 있으며, 여러 변환 회로의 삭제 및 LED의 직접 구동으로 효율의 증대를 가져올 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by directly driving the LED using an isolated transformer according to the frequency conversion of the control unit by controlling the frequency of the primary DC power rectified AC, and adjusts the output amount, as well as the effect of improving the power factor, minimizing the power factor improving circuit, DC The elimination of conversion and boost circuits simplifies the circuit, eliminating several conversion circuits and driving the LEDs directly, resulting in increased efficiency.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, AC 입력 전압에 따른 LED 출력량의 변화를 피드백받아 제어부에서 스위칭 주파수를 변환함으로써, 공진의 이득 곡선을 따라 LED의 출력량을 일정하게 조절하여 역률의 개선뿐만 아니라 LED의 안정적 구동을 할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by changing the switching frequency in response to the change in the LED output amount according to the AC input voltage, by controlling the output amount of the LED constantly along the gain curve of the resonance to improve the power factor as well as the LED It is possible to drive stable.

상기 역률 개선 효과로 인하여, 기존의 역률 개선 회로의 제거 또는 최소화를 함으로써 회로의 간소화 및 PCB 크기의 감소 등 많은 이득을 갖고, 역률 회로를 쓰지 않는 저 전력 출력에 있어서도 다른 회로의 추가 없이 역률을 개선하여주는 효과를 갖는다.Due to the power factor improving effect, by eliminating or minimizing the existing power factor improving circuit, it has many benefits such as circuit simplification and PCB size reduction, and improves the power factor without adding another circuit even at low power output without using the power factor circuit. It has an effect.

또한, 역률의 개선과 함께 LED 구동을 위하여 DC 정류 회로와 부스트 회로 등의 부가 회로를 제거함으로써, 기존 방식에 비하여 높은 효율의 달성과, 많은 효과를 가져 옴으로써 LED 구동의 최상의 솔루션을 제공할 수 있다.In addition, by improving the power factor and removing additional circuits such as DC rectifier circuit and boost circuit for driving the LED, it is possible to provide the best solution of LED driving by achieving higher efficiency and more effect than the conventional method. have.

도 1은 종래의 DC 출력 전압 또는 정전류 출력을 이용한 LED 구동 방법의 예시도이다.
도 2는 DC출력을 부스트회로를 이용하여 승압한 LED 구동 방법의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 장치의 구성도이다.
도 4는 도 3에서 AC 입력 전압에 따른 각부 출력 파형도이다.
도 5는 공진 주파수 곡선에 따른 이득곡선을 나타낸 도면이다.1 is an exemplary view of a LED driving method using a conventional DC output voltage or constant current output.
2 is an exemplary diagram of an LED driving method in which a DC output is boosted using a boost circuit.
3 is a block diagram of an LED driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating output waveforms of each part according to an AC input voltage in FIG. 3.
5 is a diagram illustrating a gain curve according to a resonance frequency curve.

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

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of an LED driving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 AC 입력 부(100), AC 정류부(200, DC 포함), 밸런스부(300), 스위칭부(400), 트랜스포머(500), 제어부(600), 합성부(700), LED부(800)를 포함한다.Referring to FIG. 3, in the embodiment of the present invention, the AC input unit 100, the AC rectifier 200 (including DC), the balance unit 300, the switching unit 400, the transformer 500, the control unit 600, The synthesis unit 700 and the LED unit 800 is included.

도 3의 블록도에서 내부 회로구성요소들은 설명을 위한 개략적인 도시일뿐 실제 연결관계는 아니며, 다른 구성요소들이 추가로 연결되며, 해당 블록의 내부 구성은 이 분야에서 잘 알려져 있으므로 상세 구성은 도시하지 않았다. In the block diagram of FIG. 3, the internal circuit components are only schematic illustrations for explanation, not actual connection relationships, and other components are additionally connected, and the detailed configuration is not shown because the internal configuration of the block is well known in the art. Did.

LED부(800)는 다수의 LED(810, 820)를 포함하고 전류의 공급에 따라 발광을 한다. 그리고 각 LED에 공급되는 전류는 트랜지스터, 저항 등(도면 미도시)의 소자를 이용하여 제어부(600)로 피드백된다. The LED unit 800 includes a plurality of LEDs 810 and 820 and emits light according to the supply of current. The current supplied to each LED is fed back to the controller 600 by using an element of a transistor, a resistor, or the like (not shown).

제어부(600)는 상기 LED부(800)의 전류를 피드백받고 상기 LED부(800)에 공급되는 전류가 일정해지도록 제어한다.The controller 600 receives the current from the LED unit 800 and controls the current supplied to the LED unit 800 to be constant.

정류부(200)는 AC 교류 전원(100)을 입력받아 정류한다.The rectifier 200 receives the AC AC power supply 100 and rectifies the rectifier 200.

밸런스부(300)는 권선비가 1:1인 1차 코일과 2차 코일을 갖으며, 각각의 1차 코일과 2차 코일은 전자기적으로 연결되어 있다. 상기 밸런스 코일의 1차 코일과 2차 코일은 각각 LED부(800)의 각 채널(810~820)과 직렬로 연결되어져 있으며, 하나의 코어에 전자기적으로 연결된 1차 코일과 2차 코일의 전류량은 코어의 자속이 같음으로 밸런스를 이루게 된다. 상기 밸런스 코일은 복수개가 가능하며, 밸런스 코일 및 밸런스 코일의 각각의 N개의 코일 권선은 N개의 LED 채널의 입력 또는 출력, 또는 양단 모두에 직렬로 각각 연결되어, 하나의 코어로서 전자기적으로 연결되어 밸런스 맞출수 있다.The balance unit 300 has a primary coil and a secondary coil having a turns ratio of 1: 1, and each primary coil and the secondary coil are electromagnetically connected. The primary coil and the secondary coil of the balance coil are connected in series with each channel 810 to 820 of the LED unit 800, respectively, and the amount of current of the primary coil and the secondary coil electromagnetically connected to one core. Is balanced by the same magnetic flux of the core. The balance coil may be provided in plural, and each of the N coil windings of the balance coil and the balance coil may be connected in series to each of the inputs or outputs of the N LED channels or both ends thereof, and may be electromagnetically connected as one core. I can balance it.

스위칭부(400)는 상기 정류부(200)의 출력 전원을 상기 제어부(600)의 제어신호에 따라 스위칭한다.The switching unit 400 switches the output power of the rectifying unit 200 according to the control signal of the control unit 600.

트랜스포머(500)는 상기 스위칭부(400)의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는데, 도 4에 개략적인 일부 출력 파형이 도시되어 있다.The transformer 500 converts the power applied according to the switching of the switching unit 400 according to a predetermined turns ratio and outputs the outputs at both ends. A partial output waveform is schematically illustrated in FIG. 4.

합성부(700)는 상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 다이오드(710, 720)를 이용하여 각각 정류하고, 합성하여 상기 LED를 직접 구동하게 된다.The synthesis unit 700 rectifies and synthesizes the currents at both ends output from the transformer using the diodes 710 and 720, respectively, and directly drives the LEDs.

이러한 LED 구동 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the LED driving device as follows.

도 3을 참조하면, AC 전원은 AC 입력부(100)에서 입력되고, AC 정류부(200)를 통해 직류로 변환된다. 그리고 나서, 스위칭부(400)는 하프(HALF) or 풀브릿지(FULL BRIDGE)를 이용한 스위칭방식으로 스위칭을 하며, 제어부(600)의 주파수제어 또는 듀티제어로 출력 전압을 스위칭한다.Referring to FIG. 3, the AC power is input from the AC input unit 100 and converted into DC through the AC rectifying unit 200. Then, the switching unit 400 switches in a switching method using a half or full bridge, and switches the output voltage by frequency control or duty control of the control unit 600.

그리고 필요에 따라 제어부(600)는 주파수제어와 듀티제어를 병행하여 원하는 출력전압을 얻을 수 있다. If necessary, the controller 600 may obtain a desired output voltage in parallel with the frequency control and the duty control.

그리고 나서, 스위칭부(400)의 출력전압은 LED 구동하기 위한 절연 트랜스포머(500)를 통해 소정의 권선비에 따라 유도전류를 생성하게 된다. 여기서, 도 4를 참조하면, 스위칭부(400)의 출력신호(SWITCHING SIGNAL1, SWITCHING SIGNAL2)에 따라 절연 트랜스포머(500)의 양단으로 스위칭 신호가 출력되고, 2개의 출력은 각각 합성부(700)의 다이오드(710, 720)에 의해 정류된후 하나의 +전원의 신호로 합성되어(LED INPUT VOLT, LED INPUT CURRENT) 밸런스부(300)를 통해 LED부(800)의 LED(810, 820)를 구동한다. Then, the output voltage of the switching unit 400 generates an induced current according to a predetermined turns ratio through the insulating transformer 500 for driving the LED. Here, referring to FIG. 4, switching signals are output to both ends of the insulating transformer 500 according to the output signals SWITCHING SIGNAL1 and SWITCHING SIGNAL2 of the switching unit 400, and the two outputs are respectively output from the synthesis unit 700. Rectified by the diodes 710 and 720 and synthesized into a signal of one + power supply (LED INPUT VOLT, LED INPUT CURRENT) to drive the LEDs 810 and 820 of the LED unit 800 through the balance unit 300. do.

한편, 밸런스부(300)는 출력신호를 병렬로 LED부(800)의 각 채널(810~820)로 공급하되, 1차코일과 2차 코일의 유도 작용에 의해 밸런스를 맞추게 된다.Meanwhile, the balance unit 300 supplies output signals to the channels 810 to 820 of the LED unit 800 in parallel, and is balanced by the induction action of the primary coil and the secondary coil.

본 발명의 실시예에서는 트랜스포머(500)의 출력 전압으로 직접 LED부(800)를 구동하게 되며, 종래와 같이 전기캡이나 부스트 회로 등을 거치지 않고 직접 LED를 구동하게 된다. 따라서 회로가 간소화 될 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the LED unit 800 is directly driven by the output voltage of the transformer 500, and the LED is directly driven without going through an electric cap or a boost circuit as in the prior art. Therefore, the circuit can be simplified.

상기 제어부(600)부는 LED의 출력량을 피드백받아 스위칭부(400)부를 구동하여 트랜스포머(500)의 출력을 조정함으로써 LED부(800)를 구동한다.The control unit 600 drives the LED unit 800 by adjusting the output of the transformer 500 by driving the switching unit 400 by receiving the output amount of the LED.

상기 LED 출력량은 제어부(600)의 제어를 받지 않을 시, AC 전원이 정류된 파형에 따라 AC의 주파수를 따라 리플을 갖고 출력을 하게 된다.When the LED output amount is not controlled by the controller 600, the LED output amount has a ripple along the frequency of AC according to the waveform of the AC power rectified.

이때, 상기 제어부(600)는 상기 LED 출력량의 변화를 피드백받아 출력 주파수를 변화시킴으로써 LED 출력량을 일정하게 유지할 수 있으며, 이러한 주파수에 따른 출력량의 조절은 AC 입력에서의 입력 전류를 제어하는 효과를 가져와 역율 개선 회로를 사용하는 것과 같은 효과를 보이며, 이로써 역률의 개선을 가져오게 된다. 즉, 이러한 본 발발명의 실시예의 구동방법은 기존의 비 절연 역률 개선 회로를 절연 역률 개선 회로로의 변환이라 판단될 수 있으며, 이의 출력 전압을 공진 그래프의 곡선을 따라 입력에 따른 주파수를 변환함으로써 LED의 출력량까지 동시에 조절이 가능하게 되는 효과를 가져 오는 특성을 갖는다.At this time, the control unit 600 may maintain the LED output amount by changing the output frequency in response to the change in the LED output amount, the adjustment of the output amount according to the frequency has the effect of controlling the input current at the AC input It has the same effect as using a power factor correction circuit, which leads to an improvement in power factor. That is, the driving method of the embodiment of the present invention can be determined to convert the existing non-insulation power factor improving circuit into the insulation power factor improving circuit, and by converting the output voltage thereof by changing the frequency according to the input along the curve of the resonance graph. It has the property of bringing the effect that can be adjusted up to the output amount at the same time.

상기 트랜스포머의 출력은 스위칭부의 출력인 1차 코일측의 전원 공급 파형에 따라 2차 코일에서 출력을 내며, 상기 제1, 제2 다이오드에서 상기 LED부를 구동하기 위해 정류를 거쳐 +전원이 아닌 +/- 전원으로 정류하여, 상기 1차 코일에 공급되는 상기 스위칭부의 스위칭 파형에 따라 상기 LED 구동 전류가 변화시킬 수도 있다.The output of the transformer is output from the secondary coil according to the power supply waveform of the primary coil side, which is the output of the switching unit, and through the rectification to drive the LED unit in the first and second diodes + / The LED driving current may be changed according to a switching waveform of the switching unit supplied to the primary coil by rectifying with a power source.

이러한 방식의 특징 및 장점은 기존의 비 절연 역률 회로의 승압 방식과 달리, 출력이 주파수에 따른 공진 특성을 갖는 회로를 구성함으로써, 절연 트랜스포머를 이용 승압뿐만 아니라 감압까지 제어할 수 있어 LED 구동에 있어 효율 적인 것이 특징이다.Unlike the boosting method of the conventional non-isolated power factor circuit, the characteristics and advantages of this method are that the output has a resonance characteristic according to the frequency, so that it is possible to control not only the boost but also the depressurization using the isolation transformer. It is characterized by efficiency.

상기 방식에 있어 LED 입력 전압의 변화를 최소화 하기 위하여, 트랜스포머의 출력단과 LED 입력 단 사이에 인덕턴스를 갖는 코일을 삽입하여 LED 입력 전압의 변화를 최소화 할 수 있다.In the above scheme, in order to minimize the change in the LED input voltage, it is possible to minimize the change in the LED input voltage by inserting a coil having an inductance between the output terminal and the LED input terminal of the transformer.

도 3은 본 발명의 LED 구동 방식의 예시 도로, 주파수 변환 방식을 이용 AC를 정류 후 절연 트랜스포머를 이용 LED를 구동하는 방식을 보여 준다.Figure 3 shows an example of the LED driving method of the present invention, a method of driving the LED using an insulating transformer after rectifying AC using a frequency conversion method.

상기 도 3에서 LED 구동은, 절연 트랜스포머의 출력을 정류 회로와 공진 캡, 코일을 거쳐 LED를 구동하며, 이 LED의 전류를 피드백받아 제어부(600)는 주파수를 변경하여 LED의 출력을 일정하게 제어하는 것을 보여 준다.In FIG. 3, the LED drive drives the LED through the rectifier circuit, the resonant cap, and the coil of the output of the insulating transformer, and receives a feedback of the current of the LED to control the controller 600 to change the frequency to constantly control the output of the LED. Show what you do.

도4는 AC 입력 전압, 1차 전원 스위칭, LED 입력 전압 및 전류의 파형을 나타낸 도면으로서, 입력 전압의 변화에 따라 주파수를 변경함으로써, LED의 출력 전류량을 제어하는 것을 보여준다. 4 shows waveforms of AC input voltage, primary power switching, LED input voltage, and current, showing that the output current of the LED is controlled by changing the frequency according to the change of the input voltage.

또한, 이러한 주파수 변환에 의한 공진 곡선의 이득을 변경하여 출력을 가질 경우, AC 입력 전압에 따른 출력을 변환함으로써 기존의 비 절연 역률 개선 회로의 주파수 변환에 의한 역률 개선 방식과 상통하여 역률을 개선할 수 있음을 볼 수 있다.In addition, when the gain of the resonance curve due to the frequency conversion is changed to have an output, the power factor may be improved by converting the output according to the AC input voltage in the same way as the power factor improving method by the frequency conversion of the existing non-isolated power factor improving circuit. It can be seen that.

도 5는 도 4에서의 공진 곡선으로서, 주파수 변환에 따라 출력의 이득이 공진 곡선 상을 움직임으로써 출력을 제어 및 역률을 개선할 수 있음을 보여 준다. 이에 따라 LED의 출력량의 조절은 물론 AC 입력 전압에 따른 이득을 주파수의 변환으로 보상함으로써 역률의 개선 효과를 이룰 수 있다.FIG. 5 is a resonance curve of FIG. 4, which shows that the gain of the output moves on the resonance curve according to the frequency conversion, thereby controlling the output and improving the power factor. As a result, the power factor of the LED can be improved by compensating the gain according to the AC input voltage by changing the frequency.

즉, 공진점의 좌측구간의 주파수대에서는 주파수 증가에 따라 이득이 증가하므로 이에 따라 주파수를 제어하여 트랜스포머의 출력전류를 제어하며, 공진점의 우측구간의 주파수대에서는 주파수 증가에 따라 이득이 감소하므로 이에 따라 주파수를 제어하여 트랜스포머의 출력전류를 제어하게 된다. 이는 필요에 따라 주파수대를 설계하여 이용하면 된다.In other words, in the frequency band of the left section of the resonance point, the gain increases as the frequency increases, thereby controlling the frequency to control the output current of the transformer.In the frequency band of the right section of the resonance point, the gain decreases according to the increase of the frequency. By controlling the output current of the transformer is controlled. This can be used by designing a frequency band as needed.

상기 도 3 및 도 4는 대표적인 예시도로서 회로의 방식이나 부가 회로의 추가 및 변환에 의하여 변화될 수 있음은 자명하다.3 and 4 are representative exemplary views, and may be changed by adding or converting an additional circuit.

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

Claims

An LED unit including at least one light emitting element;
Rectifying unit for receiving rectified AC power;
A switching unit for switching the rectified power according to an external control signal;
A transformer for converting the power applied according to the switching of the switching unit according to a predetermined turns ratio and outputting the power to both ends;
A synthesizing unit configured to drive the LED by rectifying and synthesizing the currents at both ends output from the transformer;
A control unit for controlling the switching unit so that the current supplied to the LED unit is fed back and the current supplied to the LED unit is constant;
The synthesis unit includes first and second diodes for rectifying power of both ends output from the transformer, and synthesizes the outputs of the first and second diodes to drive the LED unit.
The controller receives the output current of the LED unit feedback LED, characterized in that for switching the switching frequency on the resonance curve so that the current of the LED is constant.

An LED unit including at least one light emitting element;
Rectifying unit for receiving rectified AC power;
A switching unit for switching the rectified power according to an external control signal;
A transformer for converting the power applied according to the switching of the switching unit according to a predetermined turns ratio and outputting the power to both ends;
A synthesizing unit configured to drive the LED by rectifying and synthesizing the currents at both ends output from the transformer;
A control unit for controlling the switching unit so that the current supplied to the LED unit is fed back and the current supplied to the LED unit is constant;
The synthesis unit includes first and second diodes for rectifying power of both ends output from the transformer, and synthesizes the outputs of the first and second diodes to drive the LED unit.
The control unit receives a feedback of the output current of the LED unit LED driving apparatus, characterized in that for adjusting the duty ratio while converting the frequency of the switching signal on the resonance curve so that the current of the LED is constant.

The method according to any one of claims 1 to 3,
The output of the transformer is output from the secondary coil in accordance with the power supply waveform of the primary coil side that is the output of the switching unit, and the + power or + /-through the rectification to drive the LED unit in the first and second diodes Rectified by a power source, the LED driving current is changed in accordance with the switching waveform of the switching unit is supplied to the primary coil, the output of the LED drive device, characterized in that the output of the both ends of the square wave of opposite phase.

The method of claim 4, wherein
And a balance unit including a coil having an inductance in order to minimize a change in the output amount of the LED unit according to the AC input voltage.