KR20120100569A

KR20120100569A - Boost type power supply for light emission diode

Info

Publication number: KR20120100569A
Application number: KR1020110019559A
Authority: KR
Inventors: 이승호
Original assignee: 이승호
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2012-09-12

Abstract

PURPOSE: A boost-typed LED(Light Emission Diode) power device is provided to output consistent luminous flux by supplying preset electric power to an LED. CONSTITUTION: A light emitting circuit unit(400) includes a first to an n LED group. The first to the n LED group are connected in series between a second output terminal of a rectifying unit and another terminal of an inductor circuit unit. A switch circuit unit(500) is connected between the second output terminal of the rectifying unit and a cathode terminal of the light emitting circuit unit. The switch circuit unit controls flowing currents through the light emitting circuit unit. A current control unit(600) controls the switch circuit unit to control optimal currents flowing in the first to the n LED group. [Reference numerals] (200) Voltage detecting unit; (600) Current control unit

Description

BOOST TYPE POWER SUPPLY FOR LIGHT EMISSION DIODE}

본 발명은 조명 장치나 디스플레이 장치에 적용될 수 있는 부스트형 발광다이오드 전원장치에 관한 것으로, 특히 별도의 역율제어를 위한 회로와 평활용 콘덴서를 구비하지 않고서도, 교류전력을 정류하고, 구동전압이 저전압인지 고전압인지의 여부에 따라 발광 동작을 제어함으로써, 적정 이상의 역율과 전력효율을 갖는 부스트형 발광다이오드 전원장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boost type light emitting diode power supply device that can be applied to a lighting device or a display device. In particular, the present invention rectifies AC power without a separate power factor control circuit and a smoothing capacitor, and the driving voltage is low voltage. The present invention relates to a boost type light emitting diode power supply device having a power factor and power efficiency higher than an appropriate level by controlling the light emission operation according to whether or not it is a high voltage.

일반적으로, 발광다이오드는 주로 LCD 백라이트, 옥내외 디스플레이와 조명기구 분야에 적용되고 있으며, 이러한 적용분야의 특성상 발광다이오드 밝기의 정밀한 제어와 입력전력 대비 발광다이오드로 출력되는 전력의 비율, 즉 전력효율은 매우 중요하다.In general, light emitting diodes are mainly applied to LCD backlights, indoor and outdoor displays, and lighting fixtures. Due to the characteristics of these applications, precise control of the brightness of the light emitting diodes and the ratio of power output to the light emitting diodes to input power, that is, power efficiency are very important.

이때, 발광다이오드에서 출력되는 빛의 밝기, 즉 광속은 전류에 가장 직접적인 영향을 받으며, 다이오드에 걸리는 전압의 미세한 전압 변동에도 전류가 크게 변하기 때문에 발광다이오드 전원장치에 있어서는 전류의 정밀한 제어가 필수적이다.
At this time, the brightness of the light output from the light emitting diode, that is, the luminous flux is most directly affected by the current, and since the current varies greatly even with a slight voltage variation of the voltage applied to the diode, precise control of the current is essential in the LED power supply.

한편, 발광다이오드 전원장치의 기술에 대한 정확한 이해를 위해선 발광다이오드의 기본적인 동작특성에 대한 이해가 선행되어야 하며, 이에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.Meanwhile, in order to accurately understand the technology of the light emitting diode power supply, an understanding of the basic operating characteristics of the light emitting diode should be preceded, which will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

먼저, 도 1은 발광다이오드의 인가 전압-전류 특성 그래프로서, 도 1을 참조하면, 일반적인 다이오드와 마찬가지로 발광다이오드의 전류는 전압에 지수적인 함수관계를 가지며, 인가 전압이 동작전압(Vb) 이하에서는 매우 작은 전류가 흐르다가 인가 전압이 동작전압(Vb) 이상에서는 전류는 지수적으로 증가한다. First, FIG. 1 is a graph of applied voltage-current characteristics of a light emitting diode. Referring to FIG. 1, as in a general diode, the current of the light emitting diode has an exponential function relationship with the voltage. When a very small current flows and the applied voltage is above the operating voltage Vb, the current increases exponentially.

도 2는 발광다이오드의 전류-출력광속 특성 그래프이고, 도 3은 발광다이오드의 온도-출력광속 특성 그래프이다. 2 is a graph showing current-output luminous flux characteristics of a light emitting diode, and FIG. 3 is a graph of temperature-output luminous flux characteristics of a light emitting diode.

도 2의 특성 그래프는, 발광다이오드의 전류와 광속은 선형적 비례관계를 보이지만, 전류가 증가할수록 광속의 증가는 다소 감소하게 되는데, 이는 도 3에 보인 바와 같이, 입력된 전력이 모두 빛 에너지로 변환되지 못하고 일부가 열 에너지로 변환됨에 따라 발광다이오드 소자의 온도가 높아져 광전환 효율을 감소시키기 때문이다.In the characteristic graph of FIG. 2, the current and the luminous flux of the light emitting diode show a linear proportional relationship, but as the current increases, the increase of the luminous flux decreases slightly. As shown in FIG. This is because the temperature of the light emitting diode device is increased due to conversion of some of the energy into thermal energy, thereby reducing the light conversion efficiency.

또한, 온도의 증가는 모든 반도체 소자의 수명을 단축시키므로, 발광다이오드에 일정한 전류를 지속적으로 흘리기 보다는 일정주기로 전류를 끊어 발광다이오드의 자체 발열에 의한 온도 증가를 감소시키면 입력전력대비 광변환 효율 향상과 수명의 연장에 유리하기 때문에 발광다이오드 제어회로에서 이와 같은 펄스구동 방식을 많이 사용하고 있다.
In addition, the increase in temperature shortens the lifespan of all semiconductor devices. Therefore, if the temperature is reduced by self-heating of the light emitting diode by cutting off the current at a constant cycle rather than continuously flowing a constant current to the light emitting diode, In order to extend the service life, the pulse driving method is widely used in the light emitting diode control circuit.

도 4는 종래 기술의 발광다이오드 선형 구동회로도로서, 도 4에 도시된 구동회로는, 종래의 발광다이오드 전원장치중 가장 간단한 방식인 선형 구동회로(Linear driving circuit)의 한 예이다.4 is a light emitting diode linear driving circuit diagram of the prior art, and the driving circuit shown in FIG. 4 is an example of a linear driving circuit which is the simplest method of the conventional light emitting diode power supply.

도 4에 도시된 구동 회로는, 교류(AC) 전원(21)을 직류(DC) 전원으로 변환하는 정류부(22)와, 상기 정류부(22)에서 정류된 직류 전원을 평활하는 콘덴서(C2)와, 복수의 발광다이오드를 포함하는 발광부(29)에 과전류가 공급되는 것을 방지하기 위해, 상기 콘덴서(C2)에 의해 평활된 전원의 전류를 제한하는 저항(R2)을 포함할 수 있다.The driving circuit shown in FIG. 4 includes a rectifier 22 for converting an AC power source 21 into a direct current (DC) power source, a capacitor C2 for smoothing the DC power source rectified by the rectifier unit 22, and In order to prevent overcurrent from being supplied to the light emitting unit 29 including the plurality of light emitting diodes, the resistor R2 may limit a current of the power smoothed by the capacitor C2.

이와 같은 종래 기술의 발광다이오드 구동회로는, 저렴한 비용으로 구현이 용이하다는 장점으로 인하여 일부 적용분야에 널리 사용되고 있으나, 전력효율이 낮다는 단점을 갖는 것이 문제점이다.
Such a light emitting diode driving circuit of the related art is widely used in some applications due to its low cost and easy implementation, but has a disadvantage of low power efficiency.

도 5는 도 4의 구동회로에 의해 평활된 전압파형(Vrec) 및 교류입력전류(I) 파형도로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 선형 구동회로에서는, 입력전압이 다이오드 동작전압 이하의 구간에서는 전류가 흐르지 않아서 전류파형이 입력파형과 일치하지 않게 동작하기 때문에 입력전류파형 때문에 역율이 나쁘고, 이러한 나쁜 역율을 개선하여 규격을 만족시키기 위해선 별도의 역율제어회로의 구비가 필요하다는 문제점이 있다. 도 5에서, Em은 최대 전압이고, Vb는 발광다이오드 동작전압이다.FIG. 5 is a waveform diagram of voltage waveform Vrec and AC input current I smoothed by the driving circuit of FIG. 4. As shown in FIG. 5, in the linear driving circuit of the related art, an input voltage is a diode operating voltage. Since the current waveform does not match the input waveform because no current flows in the following section, the power factor is bad because of the input current waveform, and it is necessary to provide a separate power factor control circuit to satisfy the specification by improving the bad power factor. There is this. In Fig. 5, Em is the maximum voltage and Vb is the light emitting diode operating voltage.

이러한 도 4에 도시된 구동회로가 갖는 문제점을 개선하기 위해서, 도 6에 도시된 바와 같은 벅컨버터형 구동회로가 사용될 수 있다.
In order to improve the problem of the driving circuit shown in FIG. 4, a buck converter type driving circuit as shown in FIG. 6 may be used.

도 6은 종래 기술의 벅컨버터(Buck converter)형 발광다이오드 구동회로도로서, 도 6에 도시된 벅컨버터형 발광다이오드 구동회로는, 도 4의 선형 구동회로의 낮은 전력효율을 극복할 수 있는 구동회로로써, 이 벅컨버터형 발광다이오드 구동회로는, 교류전원(31)을 직류전원으로 변환하는 정류부(32)와, 상기 정류부(32)로부터의 전원을 평활하는 평활용 콘덴서(C3)와, 스위치 온 시간 동안에 흐르는 전류를 이용하여 에너지를 축적하고 스위치 오프되면 앞서 축적된 에너지를 이용하여 에너지가 모두 소진될 때까지 전류를 흐르게 하는 인덕터(L3)와, 스위치 오프시 인덕터에 축적된 에너지에 의해서 흐르게 되는 전류를 발광다이오드 앞으로 환류시키는 환류다이오드(Df3)와, 복수의 발광다이오드를 포함하는 발광부(39) 및 인덕터(L3)에 흐르는 전류의 경로를 온/오프하는 스위치(SW3)와, 상기 스위치(SW3)의 온/오프 동작을 제어하는 스위치 제어부(33)로 구성되어 있다.
FIG. 6 is a buck converter type light emitting diode driving circuit diagram of the related art. The buck converter type light emitting diode driving circuit shown in FIG. 6 is a driving circuit capable of overcoming the low power efficiency of the linear driving circuit of FIG. As a result, the buck converter type light emitting diode driving circuit includes a rectifier 32 for converting the AC power source 31 into a DC power source, a smoothing capacitor C3 for smoothing the power source from the rectifier part 32, and a switch-on. When the energy is accumulated and switched off using the current flowing during the time, the inductor L3 causes the current to flow until all of the energy is exhausted using the previously stored energy. A path of the current flowing through the reflux diode Df3 for refluxing the current to the light emitting diode and the light emitting part 39 and the inductor L3 including the plurality of light emitting diodes And a print switch (SW3), and is composed of a switch controller 33 for controlling the on / off operation of the switch (SW3).

도 6에 도시한 벅컨버터형 발광다이오드 구동회로에서는, 상기 스위치(SW3)를 온/오프 시간조절(PWM 방식) 및/또는 주파수 조절(PFM 방식)을 통해 상기 인턱터(L3)에 흐르는 전류를 제어하면 통상 90% 이상의 높은 전력효율을 얻을 수 있다는 장점이 있다.
In the buck converter type light emitting diode driving circuit shown in FIG. 6, the switch SW3 controls the current flowing through the inductor L3 through on / off time adjustment (PWM method) and / or frequency adjustment (PFM method). In general, there is an advantage that a high power efficiency of more than 90% can be obtained.

그러나, 도 6에 도시된 벅컨버터형 발광다이오드 구동회로에서는, 전술한 선형 구동회로와 마찬가지로 입력전압이 다이오드 동작전압 이하의 구간에서는 전류가 흐르지 않고 전류파형이 입력파형과 일치하지 않게 동작하기 때문에 역율이 낮다는 문제점이 있다.However, in the buck converter type light emitting diode driving circuit shown in Fig. 6, like in the linear driving circuit described above, the current does not flow in the section where the input voltage is less than the diode operating voltage and the current waveform does not coincide with the input waveform. There is a problem that this is low.

또한, 낮은 역율을 개선하기 위해선 별도의 역율 제어회로가 구비되어야 하는 문제점과, 전류의 안정적인 제어를 위해선 고전압 대용량의 콘덴서를 사용해야 하는 문제점이 여전히 존재한다.In addition, there is still a problem that a separate power factor control circuit must be provided in order to improve low power factor, and a problem that a high voltage large capacity capacitor must be used for stable control of current.

본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 별도의 역율제어회로와 평활용 콘덴서를 구비하지 않고서도, 교류전력을 정류하고, 구동전압이 저전압인지 고전압인지의 여부에 따라 발광 동작을 제어함으로써, 적정 이상의 역율과 전력효율을 가지며, 또한 미리 설정한 전력을 발광 다이오드에 공급하여 일정한 광속을 출력할 수 있도록 하는 부스트형 발광다이오드 전원장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and rectifies AC power without providing a separate power factor control circuit and a smoothing capacitor, depending on whether the driving voltage is a low voltage or a high voltage. By controlling the light emission operation, there is provided a boost type light emitting diode power supply device having a power factor and power efficiency more than adequate, and supplying predetermined power to the light emitting diode to output a constant luminous flux.

상기한 본 발명의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 주요 기술적인 측면은, 교류전원을 정류하여 직류전원을 제1 및 제2 출력을 통해 출력하는 정류부; 상기 정류부의 제1 출력단에 연결되어, 상기 정류부의 출력 전압을 검출하는 전압 검출부; 상기 정류부의 제1 출력단에 연결된 일단을 갖는 인덕터 회로부; 상기 인덕터 회로부의 타단과 상기 정류부의 제2 출력단 사이에 직렬로 연결된 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹을 갖는 발광 회로부; 상기 발광 회로부의 캐소드 단자와 상기 정류부의 제2 출력단 사이에 연결되어, 상기 발광 회로부를 통해 흐르는 전류를 조절하는 스위치 회로부; 및 상기 전압 검출부에 의해 검출된 검출전압의 크기에 따라, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹에 흐르는 적정 전류를 조절하기 위해, 상기 스위치 회로부를 제어하는 전류 제어부를 구비하는 부스트형 발광다이오드 전원장치를 제안하는 것이다.The main technical aspects of the present invention for solving the above problems of the present invention, the rectifying unit for rectifying the AC power to output the DC power through the first and second outputs; A voltage detector connected to a first output terminal of the rectifier to detect an output voltage of the rectifier; An inductor circuit portion having one end connected to the first output terminal of the rectifying portion; A light emitting circuit unit having first to nth LED groups connected in series between the other end of the inductor circuit unit and the second output terminal of the rectifying unit; A switch circuit unit connected between a cathode terminal of the light emitting circuit unit and a second output terminal of the rectifying unit to adjust a current flowing through the light emitting circuit unit; And a current controller configured to control the switch circuit unit to adjust an appropriate current flowing through the first to nth LED groups according to the magnitude of the detected voltage detected by the voltage detector. To suggest.

본 발명의 주요 기술적인 측면에서, 상기 스위치 회로부는, 상기 발광 회로부의 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹 각각의 캐소드 단자 각각과 상기 정류부의 제2 출력단 사이에 연결되어, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹 각각을 통해 흐르는 전류를 조절하는 제1 내지 제n 스위치를 포함할 수 있다.In the main technical aspect of the present invention, the switch circuit portion is connected between each of the cathode terminal of each of the first to nth light emitting diode group of the light emitting circuit portion and the second output terminal of the rectifying portion, the first to nth light emission It may include a first to n-th switch to control the current flowing through each diode group.

상기 전류 제어부는, 상기 전압 검출부에 의해 검출된 검출전압의 크기에 따라, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹에 흐르는 적정 전류를 조절하기 위해, 상기 제1 내지 제n 스위치를 제어하도록 이루어질 수 있다.The current controller may be configured to control the first to n th switches in order to adjust an appropriate current flowing through the first to n th LED groups according to the magnitude of the detected voltage detected by the voltage detector. .

상기 전류 제어부는, 상기 전압 검출부에 의해 검출된 검출전압과 그 변화율에 따라 설정된 목표전류가 상기 발광 회로부의 제1 발광 다이오드그룹 내지 제n 발광다이오드 그룹까지 지속적으로 흐르도록 상기 스위치 회로부의 제1 내지 제n 스위치의 전기 전도도를 제어하도록 이루어질 수 있다.
The current controller is configured such that the target current set according to the detection voltage detected by the voltage detector and the rate of change thereof continuously flows from the first light emitting diode group to the nth light emitting diode group of the light emitting circuit unit. It can be made to control the electrical conductivity of the n-th switch.

본 발명의 제1 기술적인 측면은, 상기 인덕터 회로부는, 상기 정류부의 제1 출력단에 연결된 일단을 갖고, 상기 발광 회로부에 연결된 타단을 갖는 인덕터; 상기 인덕터의 타단과 상기 정류부의 제2 출력단 사이에 연결되어, 상기 인덕터 회로부의 인덕터에 흐르는 전류를 조절하는 초단 스위치를 포함하는 것이다.The first technical aspect of the present invention, the inductor circuit portion, the inductor having one end connected to the first output end of the rectifier, the other end connected to the light emitting circuit; And a first switch connected between the other end of the inductor and the second output end of the rectifier to adjust a current flowing through the inductor of the inductor circuit part.

본 발명의 제1 기술적인 측면에서, 상기 전류 제어부는, 상기 전압 검출부에 의해 검출된 검출전압의 크기가 미리 설정된 제1 기준전압보다 작을 경우에는 저전압 동작모드로 설정하고, 상기 검출전압의 크기가 미리 설정된 제1 기준전압보다 작지 않을 경우에는 고전압 동작모드로 설정하여, 상기 저전압 동작모드에서는 상기 인덕터 회로부의 전류를 조절하고, 상기 고전압 동작모드에서는 상기 스위치 회로부의 동작을 제어하도록 이루어질 수 있다.In the first technical aspect of the present invention, when the magnitude of the detected voltage detected by the voltage detector is smaller than the first reference voltage set in advance, the current controller sets the low voltage operation mode, and the magnitude of the detected voltage is increased. When not less than the first reference voltage set in advance, the high voltage operation mode may be set to adjust the current of the inductor circuit part in the low voltage operation mode, and control the operation of the switch circuit part in the high voltage operation mode.

상기 전류 제어부는, 상기 저전압 동작모드에서, 상기 인덕터 회로부의 인덕터에 흐르는 전류를 조절하기 위해, 상기 초단 스위치를 미리 정해진 시간동안 온으로 제어하여, 상기 초단 스위치의 온시간 동안에 상기 인덕터에 에너지를 축적하고, 이 축적된 에너지를 이용하여 상기 발광 회로부를 동작시키도록 이루어질 수 있다.In the low voltage operation mode, the current controller controls the first switch to be turned on for a predetermined time in order to adjust the current flowing through the inductor of the inductor circuit part, and accumulates energy in the inductor during the on time of the first switch. The light emitting circuit part may be operated by using the accumulated energy.

상기 전류 제어부는, 상기 고전압 동작모드에서는, 상기 전압 검출부에 의해 검출된 검출전압의 크기에 따라, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹에 흐르는 적정 전류를 조절하기 위해, 상기 제1 내지 제n 스위치를 제어하도록 이루어질 수 있다.In the high voltage operation mode, the current controller controls the first to n th switches to adjust an appropriate current flowing in the first to nth LED groups according to the magnitude of the detected voltage detected by the voltage detector. It can be made to control.

상기 전류 제어부는, 발광다이오드의 수명과 광효율을 향상시키기 위해, 상기 스위치 회로부와, 상기 인덕터 회로부의 초단 스위치를 펄스방식으로 온/오프 제어하여, 상기 발광 회로부를 점등/소등을 반복하는 펄스 동작 모드로 제어하도록 이루어질 수 있다.In order to improve the lifespan and the light efficiency of the light emitting diode, the current control unit controls the switch circuit unit and the first switch of the inductor circuit unit on / off in a pulsed manner, thereby repeatedly turning on / off the light emitting circuit unit. It can be made to control.

상기 초단 스위치 및 상기 스위치 회로부의 제1 내지 제n 스위치 각각은, 1개 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있다.
Each of the first switch and the first to nth switches of the switch circuit unit may include one or more transistors.

본 발명의 제2 기술적인 측면은, 상기 인덕터 회로부는, 상기 정류부의 제1 출력단에 연결된 일단을 갖고, 상기 발광 회로부에 연결된 타단을 갖는 인덕터를 포함하는 것이다.According to a second technical aspect of the present invention, the inductor circuit part includes an inductor having one end connected to the first output end of the rectifying part and the other end connected to the light emitting circuit part.

본 발명의 제2 기술적인 측면에서, 상기 스위치 회로부의 제1 내지 제n 스위치 각각은, 1개 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있다.In the second technical aspect of the present invention, each of the first to nth switches of the switch circuit unit may include one or more transistors.

일예로, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹 각각은, 1개 또는 서로 직렬로 연결된 2개 이상의 발광다이오드를 포함할 수 있다.For example, each of the first to n-th LED groups may include one or two or more LEDs connected in series with each other.

이때, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹 각각은,In this case, each of the first to nth LED groups,

2개 이상의 발광다이오드를 갖는 직렬 스트링이 1개 또는 2개 이상 병렬로 연결될 수 있다.One or two or more series strings having two or more light emitting diodes may be connected in parallel.

일예로, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹 각각은, 동일한 개수의 발광다이오드를 포함할 수 있다.For example, each of the first to n-th LED groups may include the same number of LEDs.

또는, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹중 적어도 하나는, 역율과 전력효율을 향상시키기 위해, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹중 다른 그룹에 포함되는 발광다이오드의 개수와 다른 개수의 발광다이오드를 포함할 수 있다.
Alternatively, at least one of the first to nth light emitting diode groups may have a different number of light emitting diodes than the number of light emitting diodes included in another group of the first to nth light emitting diode groups to improve power factor and power efficiency. It may include.

또한, 본 발명의 제1 및 제2 기술적인 측면에서, 상기 부스트형 발광다이오드 전원장치는, 그 전체 혹은 일부가 모노리딕IC 또는 하이브리드 IC로 구현될 수 있다.In addition, in the first and second technical aspects of the present invention, the boost type light emitting diode power supply may be implemented in whole or in part by a monolithic IC or a hybrid IC.

상기 부스트형 발광다이오드 전원장치는, 상기 교류전원과 정류부 사이에, EMI, EMC 특성 개선 및 서지 특성 개선을 위해 1개 이상의 인덕터를 포함하는 필터 및 서지 개선회로를 더 포함할 수 있다.The boost type light emitting diode power supply may further include a filter and a surge improvement circuit including one or more inductors to improve EMI, EMC characteristics, and surge characteristics between the AC power supply and the rectifier.

그리고, 상기 인덕터는, PCB의 금속패턴으로 구현될 수 있다.
The inductor may be implemented with a metal pattern of a PCB.

게다가, 상기 부스트형 발광다이오드 전원장치는,In addition, the boost type light emitting diode power supply,

상기 교류전원과 정류부 사이 또는 상기 정류부와 전압검출부 사이에 전압변환을 하기 위해, 1개 이상의 트랜스포머 코일을 포함하는 전압변환회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a voltage conversion circuit including one or more transformer coils for voltage conversion between the AC power source and the rectifier or between the rectifier and the voltage detector.

또한 상기 부스트형 발광다이오드 전원장치는, 상기 정류부는, 정류작용과 동시에 서지특성 개선할 수 있도록 정류부의 4개의 다이오드 중 적어도 하나는 TVS(Transient Voltage Suppressor) 다이오드로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the boost type light emitting diode power supply device, the rectifier, characterized in that at least one of the four diodes of the rectifier is a TVS (Transient Voltage Suppressor) diode to improve the surge characteristics at the same time as the rectifying action.

본 발명에 의하면, 별도의 역율제어회로와 평활용 콘덴서를 구비하지 않고서도, 교류전력을 정류하고, 구동전압이 저전압인지 고전압인지의 여부에 따라 발광 동작을 제어함으로써, 적정 이상의 역율과 전력효율을 가지며, 또한 미리 설정한 전력을 발광 다이오드에 공급하여 일정한 광속을 출력할 수 있다.According to the present invention, the AC power is rectified and the light emission operation is controlled according to whether the driving voltage is low voltage or high voltage without providing a separate power factor control circuit and a smoothing capacitor, thereby achieving a power factor higher than an appropriate power factor and power efficiency. It also has a predetermined luminous flux can be output by supplying a predetermined power to the light emitting diode.

이에 따라, 평활용 고전압 대용량의 콘덴서를 사용하지 않으며, 별도의 역율 제어회로 없이도 대략 0.9 이상의 역율을 확보할 수 있고 안정적이면서 효과적인 전류 제어를 수행할 수 있고, 이를 통해 높은 전력효율을 가지는 효과가 있다.Accordingly, without using a high-capacity high-capacitance capacitor for smoothing, it is possible to secure a power factor of approximately 0.9 or more without a separate power factor control circuit, and to perform stable and effective current control, thereby having high power efficiency. .

도 1은 발광다이오드의 인가 전압-전류 특성 그래프.
도 2는 발광다이오드의 전류-출력광속 특성 그래프.
도 3은 발광다이오드의 온도-출력광속 특성 그래프.
도 4는 종래 기술의 발광다이오드 선형 구동회로도.
도 5는 도 4의 구동회로에 의해 평활된 전압 파형 및 교류입력전류 파형도.
도 6은 종래 기술의 벅컨버터(Buck converter)형 발광다이오드 구동회로도.
도 7은 본 발명의 발광다이오드 전원장치의 제1 구현 예시도.
도 8은 본 발명의 발광다이오드 전원장치의 제2 구현 예시도.
도 9의 (A) 및 (B)는 본 발명의 정류부의 동작 설명을 위한 파형도.
도 10의 (A) 내지 (D)는 본 발명의 전원장치의 저전압 동작모드에서의 동작설명을 위한 파형도.
도 11의 (A) 내지 (F)는 본 발명의 전원장치의 고전압 동작모드에서의 동작설명을 위한 파형도.
도 12의 (A) 및 (B)는 본 발명의 발광다이오드 전원장치의 전력효율의 설명을 위한 파형도.
도 13의 (A) 내지 (F)는 본 발명의 발광다이오드 전원장치의 펄스동작모드의 설명을 위한 파형도.
도 14의 (A) 내지 (E)는 본 발명의 발광다이오드 전원장치의 펄스동작모드의 상세 설명을 위한 파형도.1 is a graph showing applied voltage-current characteristics of a light emitting diode.
2 is a graph showing current-output luminous flux characteristics of a light emitting diode.
3 is a graph of temperature-output luminous flux characteristics of a light emitting diode.
4 is a light emitting diode linear driving circuit diagram of the prior art;
5 is a voltage waveform and an AC input current waveform smoothed by the driving circuit of FIG.
Fig. 6 is a buck converter type light emitting diode driving circuit diagram of the prior art.
Figure 7 is a first implementation of the light emitting diode power supply of the present invention.
Figure 8 is a second embodiment of the light emitting diode power supply of the present invention.
9A and 9B are waveform diagrams for explaining the operation of the rectifier of the present invention;
10A to 10D are waveform diagrams for explaining the operation in the low voltage operation mode of the power supply apparatus of the present invention.
11A to 11F are waveform diagrams for explaining the operation in the high voltage operation mode of the power supply apparatus of the present invention.
12A and 12B are waveform diagrams for explaining power efficiency of the light emitting diode power supply device of the present invention.
13A to 13F are waveform diagrams for explaining the pulse operation mode of the light emitting diode power supply device of the present invention.
14A to 14E are waveform diagrams for detailed explanation of the pulse operation mode of the light emitting diode power supply device of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 설명되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용된다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
The present invention is not limited to the embodiments described, and the embodiments of the present invention are used to assist in understanding the technical spirit of the present invention. In the drawings referred to in the present invention, components having substantially the same configuration and function will use the same reference numerals.

도 7은 본 발명의 발광다이오드 전원장치의 제1 구현 예시도이고, 도 8은 본 발명의 발광다이오드 전원장치의 제2 구현 예시도이다.
7 is a diagram illustrating a first implementation of a light emitting diode power supply of the present invention, and FIG. 8 is a diagram illustrating a second implementation of a light emitting diode power supply of the present invention.

도 7 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 부스트형 발광다이오드 전원장치는, 교류전원(50)을 정류하여 직류전원을 제1 및 제2 출력(T11,T12)을 통해 출력하는 정류부(100)와, 상기 정류부(100)의 제1 출력단(T11)에 연결되어, 상기 정류부(100)의 출력 전압을 검출하는 전압 검출부(200)와, 상기 정류부(100)의 제1 출력단(T11)에 연결된 일단을 갖는 인덕터 회로부(300)와, 상기 인덕터 회로부(300)의 타단과 상기 정류부(100)의 제2 출력단(T12) 사이에 직렬로 연결된 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹(LEDG1~LEDGn)을 갖는 발광 회로부(400)와, 상기 발광 회로부(400)의 캐소드 단자(TCn)와 상기 정류부(100)의 제2 출력단(T12) 사이에 연결되어, 상기 발광 회로부(400)를 통해 흐르는 전류를 조절하는 스위치 회로부(500)와, 상기 전압 검출부(200)에 의해 검출된 검출전압(Vd)의 크기에 따라, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹(LEDG1~LEDGn)에 흐르는 적정 전류를 조절하기 위해, 상기 스위치 회로부(500)를 제어하는 전류 제어부(600)를 구비할 수 있다.
7 to 8, the boost type light emitting diode power supply device of the present invention rectifies the AC power supply 50 and outputs the DC power through the first and second outputs T11 and T12. And a voltage detector 200 connected to the first output terminal T11 of the rectifier 100 to detect an output voltage of the rectifier 100 and a first output terminal T11 of the rectifier 100. The first to nth LED groups LEDG1 to LEDGn connected in series between the inductor circuit unit 300 having one end and the other end of the inductor circuit unit 300 and the second output terminal T12 of the rectifier 100 are connected. It is connected between the light emitting circuit unit 400 and the cathode terminal TCn of the light emitting circuit unit 400 and the second output terminal T12 of the rectifying unit 100 to adjust the current flowing through the light emitting circuit unit 400. According to the magnitude of the detection circuit (Vd) detected by the switch circuit unit 500 and the voltage detector 200, In order to adjust an appropriate current flowing in the first to nth LED groups LEDG1 to LEDGn, the current controller 600 may be provided to control the switch circuit unit 500.

상기 스위치 회로부(500)는, 상기 발광 회로부(400)의 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹(LEDG1 ~ LEDGn) 각각의 캐소드 단자(TC1~TCn) 각각과 상기 정류부(100)의 제2 출력단(T12) 사이에 연결되어, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹(LEDG1 ~ LEDGn) 각각을 통해 흐르는 전류를 조절하는 제1 내지 제n 스위치(SW1~SWn)를 포함할 수 있다.
The switch circuit unit 500 may include the cathode terminals TC1 to TCn of the first to nth LED groups LEDG1 to LEDGn of the light emitting circuit unit 400 and the second output terminal T12 of the rectifier 100. The first to n th switches SW1 to SWn may be connected to each other and adjust the current flowing through each of the first to n th light emitting diode groups LEDG1 to LEDGn.

상기 전류 제어부(600)는, 상기 전압 검출부(200)에 의해 검출된 검출전압(Vd)의 크기에 따라, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹(LEDG1~LEDGn)에 흐르는 적정 전류를 조절하기 위해, 상기 제1 내지 제n 스위치(SW1~SWn)를 제어하도록 이루어질 수 있다.
The current controller 600 adjusts an appropriate current flowing through the first to nth LED groups LEDG1 to LEDGn according to the magnitude of the detection voltage Vd detected by the voltage detector 200. In addition, the first to n th switches SW1 to SWn may be controlled.

상기 전류 제어부(600)는, 상기 전압 검출부(200)에 의해 검출된 검출전압과 그 변화율에 따라 설정된 목표전류가 상기 발광 회로부(400)의 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹(LEDG1~LEDGn)에 지속적으로 흐르도록 상기 스위치 회로부(500)의 제1 내지 제n 스위치(SW1~SWn)의 전기 전도도를 제어하도록 이루어질 수 있다.
The current controller 600 is configured such that a target current set according to the detection voltage detected by the voltage detector 200 and a change rate thereof is applied to the first to nth LED groups LEDG1 to LEDGn of the light emitting circuit unit 400. The electrical conductivity of the first to n th switches SW1 to SWn of the switch circuit unit 500 may be controlled to continuously flow.

먼저, 도 7을 참조하여 인덕터 회로부(300)의 제1 구현 형태를 설명한다.First, a first implementation of the inductor circuit unit 300 will be described with reference to FIG. 7.

도 7을 참조하면, 상기 인덕터 회로부(300)는, 상기 정류부(100)의 제1 출력단(T11)에 연결된 일단을 갖고, 상기 발광 회로부(400)에 연결된 타단을 갖는 인덕터(L3)를 포함할 수 있다.
Referring to FIG. 7, the inductor circuit unit 300 may include an inductor L3 having one end connected to the first output terminal T11 of the rectifier 100 and the other end connected to the light emitting circuit unit 400. Can be.

다음, 도 8을 참조하여 인덕터 회로부(300)의 제2 구현 형태를 설명한다.Next, a second implementation of the inductor circuit unit 300 will be described with reference to FIG. 8.

도 8을 참조하면, 상기 인덕터 회로부(300)는, 상기 정류부(100)의 제1 출력단(T11)에 연결된 일단을 갖고, 상기 발광 회로부(400)에 연결된 타단을 갖는 인덕터(L3)와, 상기 인덕터(L3)의 타단과 상기 정류부(100)의 제2 출력단(T12) 사이에 연결되어, 상기 인덕터 회로부(300)의 인덕터(L3)에 흐르는 전류를 조절하는 초단 스위치(SW0)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the inductor circuit unit 300 has an end connected to the first output terminal T11 of the rectifying unit 100, an inductor L3 having the other end connected to the light emitting circuit unit 400, and It may be connected between the other end of the inductor (L3) and the second output terminal (T12) of the rectifying unit 100, it may include a first switch (SW0) for controlling the current flowing in the inductor (L3) of the inductor circuit unit 300. have.

이때, 상기 인덕터 회로부(300)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 인덕터(L3), 초단 스위치(SW0) 및 발광 회로부(400)를 포함하는 부스트(Boost)형으로 연결되어 있다.
In this case, as shown in FIG. 7, the inductor circuit unit 300 is connected in a boost type including an inductor L3, an initial stage switch SW0, and a light emitting circuit unit 400.

상기 전류 제어부(600)는, 상기 전압 검출부(200)에 의해 검출된 검출전압의 크기가 미리 설정된 제1 기준전압(Vref1)보다 작을 경우에는 저전압 동작모드로 설정하고, 상기 검출전압의 크기가 미리 설정된 제1 기준전압(Vref1)보다 작지 않을 경우에는 고전압 동작모드로 설정하여, 상기 저전압 동작모드에서는 상기 인덕터 회로부의 전류를 조절하고, 상기 고전압 동작모드에서는 상기 스위치 회로부(500)의 동작을 제어하도록 이루어질 수 있다.
When the magnitude of the detected voltage detected by the voltage detector 200 is smaller than the preset first reference voltage Vref1, the current controller 600 sets the low voltage operation mode, and the magnitude of the detected voltage is preset. If it is not less than the set first reference voltage (Vref1) to set the high voltage operation mode, in the low voltage operation mode to adjust the current of the inductor circuit portion, and in the high voltage operation mode to control the operation of the switch circuit unit 500 Can be done.

상기 전류 제어부(600)는, 상기 저전압 동작모드에서, 상기 인덕터 회로부(300)의 인덕터(L3)에 흐르는 전류를 조절하기 위해, 상기 초단 스위치(SW0)를 미리 정해진 시간동안 온으로 제어하여, 상기 초단 스위치(SW0)의 온시간 동안에 상기 인덕터(L3)에 에너지를 축적하고, 이 축적된 에너지를 이용하여 상기 발광 회로부를 동작시키도록 이루어질 수 있다.
In the low voltage operation mode, the current controller 600 controls the first switch SW0 to be turned on for a predetermined time in order to adjust the current flowing through the inductor L3 of the inductor circuit unit 300. Energy may be accumulated in the inductor L3 during the on time of the first switch SW0 and the light emitting circuit unit may be operated by using the accumulated energy.

상기 전류 제어부(600)는, 상기 고전압 동작모드에서는, 상기 전압 검출부(200)에 의해 검출된 검출전압의 크기에 따라, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹(LEDG1~LEDGn)에 흐르는 적정 전류를 조절하기 위해, 상기 제1 내지 제n 스위치(SW1~SWn)를 제어하도록 이루어질 수 있다.
In the high voltage operation mode, the current controller 600 supplies a suitable current flowing through the first to nth LED groups LEDG1 to LEDGn according to the magnitude of the detected voltage detected by the voltage detector 200. In order to adjust, the first to n th switches SW1 to SWn may be controlled.

상기 전류 제어부(600)는, 발광다이오드의 수명과 광효율을 향상시키기 위해, 상기 스위치 회로부(500)와, 상기 인덕터 회로부(300)의 초단 스위치(SW0)를 펄스방식으로 온/오프 제어하여, 상기 발광 회로부(400)를 점등/소등을 반복하는 펄스 동작 모드로 제어하도록 이루어질 수 있다.
The current controller 600 controls the switch circuit unit 500 and the first switch SW0 of the inductor circuit unit 300 to be turned on / off in a pulse manner to improve the lifespan and the light efficiency of the light emitting diode. The light emitting circuit unit 400 may be configured to be controlled in a pulse operation mode of repeatedly turning on / off the light.

상기 초단 스위치(SW0) 및 상기 스위치 회로부(500)의 제1 내지 제n 스위치(SW1~SWn) 각각은, 1개 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있다.
Each of the first switch SW0 and the first to n th switches SW1 to SWn of the switch circuit unit 500 may include one or more transistors.

다시, 도 7 내지 도 8을 참조하면, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹(LEDG1 ~ LEDGn) 각각은, 1개 또는 서로 직렬로 연결된 2개 이상의 발광다이오드를 포함할 수 있다.7 to 8, each of the first to n-th LED groups LEDG1 to LEDGn may include one or two or more LEDs connected in series with each other.

이때, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹(LEDG1 ~ LEDGn) 각각은, 2개 이상의 발광다이오드를 갖는 직렬 스트링(String)이 1개 또는 2개 이상 병렬로 연결될 수 있다.In this case, each of the first to nth LED groups LEDG1 to LEDGn may have one or two or more serial strings having two or more LEDs connected in parallel.

또는, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹(LEDG1 ~ LEDGn) 각각은, 동일한 개수의 발광다이오드를 포함할 수 있다.Alternatively, each of the first to n-th light emitting diode groups LEDG1 to LEDGn may include the same number of light emitting diodes.

또는, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹(LEDG1 ~ LEDGn)중 적어도 하나는, 역율과 전력효율을 향상시키기 위해, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹(LEDG1 ~ LEDGn)중 다른 그룹에 포함되는 발광다이오드의 개수와 다른 개수의 발광다이오드를 포함할 수 있다.Alternatively, at least one of the first to nth light emitting diode groups LEDG1 to LEDGn is included in another group of the first to nth light emitting diode groups LEDG1 to LEDGn to improve power factor and power efficiency. The number of light emitting diodes different from the number of light emitting diodes may be included.

한편, 상기 부스트형 발광다이오드 전원장치는, 그 전체 혹은 일부가 모노리딕IC 또는 하이브리드 IC로 구현될 수 있다.On the other hand, the boost type light emitting diode power supply, all or part of it may be implemented as a monolithic IC or a hybrid IC.

게다가, 상기 부스트형 발광다이오드 전원장치는, 상기 교류전원(50)과 정류부(100) 사이에, EMI(ElectroMagnetic Interference), EMC(ElectroMagnetic Compatibility) 특성 개선 및 서지(Surge) 특성 개선을 위해 1개 이상의 인덕터를 포함하는 필터 및 서지(Surge) 개선회로를 포함할 수 있다.In addition, the boost type light emitting diode power supply device, at least one or more for improving the electromagnetic interference (EMI), electromagnetic compatibility (EMC) characteristics and surge characteristics between the AC power supply 50 and the rectifier 100. It may include a filter including an inductor and surge improvement circuit.

상기 인덕터(L3)는, PCB(Printed Circuit Board)의 금속패턴으로 구현될 수 있다.
The inductor L3 may be implemented as a metal pattern of a printed circuit board (PCB).

다른 한편, 상기 부스트형 발광다이오드 전원장치는, 상기 교류전원(50)과 정류부(100) 사이 또는 상기 정류부와 전압검출부 사이에 전압변환을 하기 위해, 1개 이상의 트랜스포머 코일을 포함하는 전압변환회로를 더 포함할 수 있다.
On the other hand, the boost type light emitting diode power supply device, a voltage conversion circuit including one or more transformer coils for voltage conversion between the AC power supply 50 and the rectifier 100 or between the rectifier and the voltage detector. It may further include.

또한, 상기 부스트형 발광다이오드 전원장치는, 상기 정류부(100)는, 정류작용과 동시에 서지특성 개선할 수 있도록 정류부의 4개의 다이오드 중 적어도 하나는 TVS(Transient Voltage Suppressor) 다이오드로 이루어질 수 있다.,
In addition, the boost type light emitting diode power supply, the rectifier 100, at least one of the four diodes of the rectifier may be made of a Transient Voltage Suppressor (TVS) diode so as to improve the surge characteristics at the same time as the rectifying action.

도 9의 (A) 및 (B)는 본 발명의 정류부의 동작 설명을 위한 파형도이다.9A and 9B are waveform diagrams for explaining the operation of the rectifier of the present invention.

도 9의 (A)는 상기 정류부(100)로 입력되는 교류전원의 교류전압(Vac)의 파형도이고, 도 9의 (B)는 상기 정류부(100)에서 정류된 양의 사인파를 갖는 직류전압(Vrec)이다.
9A is a waveform diagram of an AC voltage Vac of an AC power source input to the rectifying unit 100, and FIG. 9B is a DC voltage having a positive sine wave rectified by the rectifying unit 100. FIG. (Vrec).

도 10의 (A) 내지 (D)는 본 발명의 전원장치의 저전압 동작모드에서의 동작설명을 위한 파형도이다.10A to 10D are waveform diagrams for explaining the operation in the low voltage operation mode of the power supply apparatus of the present invention.

도 10의 (A)는 저전압 동작모드와 제2 발광 동작모두의 기준을 표시하고 있고, 도 10의 (B)는 초단 스위치(SW0)의 온/오프 동작을 보이는 도면이고, 도 10의 (C)는 인덕터(L3)의 전류 파형이고, 도 10의 (D)는 인덕터 회로부(300)에 축적된 에너지로 발광에 이용될 전류 파형이다.
FIG. 10A shows the reference for both the low voltage operation mode and the second light emission operation. FIG. 10B shows the on / off operation of the first switch SW0, and FIG. ) Is a current waveform of the inductor L3, and FIG. 10D is a current waveform to be used for light emission with energy stored in the inductor circuit unit 300.

도 11의 (A) 내지 (F)는 본 발명의 전원장치의 고전압 동작모드에서의 동작설명을 위한 파형도이다.11A to 11F are waveform diagrams for explaining the operation in the high voltage operation mode of the power supply apparatus of the present invention.

도 11의 (A)는 도 11의 (A)는 검출전압(Vd)의 크기에 고전압 동작모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 11의 (B)는 초단 스위치(SW0)의 온/오프 동작을 보이는 도면이고, 도 11의 (C)는 제1 스위치(SW1)의 온/오프 동작을 보이는 도면이고, 도 11의 (D)는 제2 스위치(SW2)의 온/오프 동작을 보이는 도면이고, 도 11의 (E)는 제3 스위치(SW3)의 온/오프 동작을 보이는 도면이다. 그리고, 도 11의 (F)는 인덕터의 전류 파형이다.
FIG. 11A is a diagram for explaining the operation in the high voltage operation mode with the magnitude of the detection voltage Vd, and FIG. 11B is the ON / OFF switch SW0. FIG. 11C illustrates an on / off operation of the first switch SW1, and FIG. 11D illustrates an on / off operation of the second switch SW2. FIG. 11E shows the on / off operation of the third switch SW3. 11F is a current waveform of the inductor.

도 12의 (A) 및 (B)는 본 발명의 발광다이오드 전원장치의 전력효율의 설명을 위한 파형도이다.12A and 12B are waveform diagrams for explaining the power efficiency of the light emitting diode power supply device of the present invention.

도 12의 (A)는 검출전압(Vd)의 크기에 저전압 동작모드 및 고전압 동작모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 12의 (B)는 입력전류(Pin) 및 출력전력에 따른 전력효율(Pout)을 보이는 도면이다.
FIG. 12A is a diagram for explaining the operation in the low voltage operation mode and the high voltage operation mode with the magnitude of the detection voltage Vd, and FIG. 12B is the power according to the input current Pin and the output power. It is a figure which shows efficiency Pout.

도 13의 (A) 내지 (F)는 본 발명의 발광다이오드 전원장치의 펄스동작모드의 설명을 위한 파형도이다.13A to 13F are waveform diagrams for explaining the pulse operation mode of the light emitting diode power supply device of the present invention.

도 13의 (A)는 도 11의 (A)는 검출전압(Vd)의 크기에 고전압 동작모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 13의 (B)는 초단 스위치(SW0)의 온/오프 동작을 보이는 도면이고, 도 13의 (C)는 제1 스위치(SW1)의 온/오프 동작을 보이는 도면이고, 도 13의 (D)는 제2 스위치(SW2)의 온/오프 동작을 보이는 도면이고, 도 13의 (E)는 제3 스위치(SW3)의 온/오프 동작을 보이는 도면이다. 그리고, 도 13의 (F)는 인덕터의 전류 파형이다.FIG. 13A is a diagram for explaining the operation in the high voltage operation mode with the magnitude of the detection voltage Vd, and FIG. 13B is the ON / OFF switch SW0. FIG. 13C illustrates an on / off operation of the first switch SW1, and FIG. 13D illustrates an on / off operation of the second switch SW2. FIG. 13E shows the on / off operation of the third switch SW3. 13F is a current waveform of the inductor.

전술한 도 10 내지 도 13에서, 스위치 동작, 즉 초단 스위치, 제1 내지 제3 스위치 동작 도면에서, 세로 높이는 스위치를 통해 전류를 흘릴 수 있는 정도를 나타내는 전기 전도도를 의미한다.
In the above-described Fig. 10 to Fig. 13, in the switch operation, i.e., the first-stage switch, the first to third switch operation diagrams, the vertical height refers to the electrical conductivity indicating the degree to which current can flow through the switch.

도 14의 (A) 내지 (E)는 본 발명의 발광다이오드 전원장치의 펄스동작모드의 설명을 위한 파형도이다.14A to 14E are waveform diagrams for explaining the pulse operation mode of the light emitting diode power supply device of the present invention.

도 14의 (A)는 도 13의 제2 스위치(SW2)의 온/오프 동작 파형중 PA 부분에 대한 확대도이고, 도 14의 (B)는 도 13의 제3 스위치(SW3)의 항상 온 동작 상태도이고,FIG. 14A is an enlarged view of a PA portion of the on / off operation waveforms of the second switch SW2 of FIG. 13, and FIG. 14B is always on of the third switch SW3 of FIG. 13. It is an operation state diagram,

도 14의 (C)는 인덕터의 전류 파형의 확대도이고, 도 14의 (D)는 발광 회로부(400)의 제1 및 제2 발광다이오드그룹(LEDG1, LEDG2)을 통해 흐르는 전류이다. 그리고, 도 14의 (E)는 발광 회로부(400)의 제1, 제2 및 제3 발광다이오드그룹(LEDG1, LEDG2, LEDG3)을 통해 흐르는 전류이다.
FIG. 14C is an enlarged view of the current waveform of the inductor, and FIG. 14D is a current flowing through the first and second LED groups LEDG1 and LEDG2 of the light emitting circuit unit 400. 14E illustrates current flowing through the first, second, and third light emitting diode groups LEDG1, LEDG2, and LEDG3 of the light emitting circuit unit 400.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 설명한다.
Hereinafter, the operation and effects of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 7 및 도 8에 도시된 본 발명의 부스트형 발광다이오드 전원장치중에서 공통되는 구성요소에 대해 설명한다.
First, components common to each other in the boost type LED power supply of the present invention shown in FIGS. 7 and 8 will be described.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 부스트형 발광다이오드 전원장치에서, 정류부(100)는, 교류전원(50)을 정류하여 직류전원을 제1 및 제2 출력(T11,T12)을 통해 출력한다.7 and 8, in the boost type light emitting diode power supply device of the present invention, the rectifying unit 100 rectifies the AC power supply 50 and supplies the DC power supply through the first and second outputs T11 and T12. Output

여기서, 상기 교류전원(50)은 도 9에 도시한 바와 같이, 통상적인 교류전원인 경우 일정한 주파수를 가지고 음과 양을 반복하는 정상 사인파이다. 이러한 교류전원의 파형은 상기 정류부(100)를 거치면서 정류되어 양의 사인파를 갖는 직류전압(Vrec)으로 변환된다.Here, as shown in FIG. 9, the AC power source 50 is a normal sine wave which repeats negative and positive with a constant frequency in the case of a typical AC power source. The waveform of the AC power is rectified through the rectifying unit 100 and converted into a DC voltage Vrec having a positive sine wave.

이때, 전압 검출부(200)는, 상기 정류부(100)의 제1 출력단(T11)에 연결되어, 상기 정류부(100)의 출력 전압의 크기를 검출하여 검출전압(Vd)을 제공한다.
In this case, the voltage detector 200 is connected to the first output terminal T11 of the rectifier 100 to detect the magnitude of the output voltage of the rectifier 100 to provide a detection voltage Vd.

본 발명의 인덕터 회로부(300)는, 상기 정류부(100)의 제1 출력단(T11)에 연결되어, 입력전압이 제1 기준전압보다 낮은 전압의 저전압 동작모드의 동작에서는 초단 스위치(SW0)가 온되었을 때, 또는 제1 기준전압보다 낮지 않은 전압의 고전압 동작모드의 동작에서는, 제1 내지 제n-1 스위치(SW1~SW2,,SWn-1)가 온되었을 때, 에너지를 축적하고 오프되었을 때 상기의 축적된 에너지를 이용하여 발광 회로부를 동작시키는 동작을 수행한다.The inductor circuit unit 300 of the present invention is connected to the first output terminal T11 of the rectifier 100 so that the first switch SW0 is turned on in the low voltage operation mode in which the input voltage is lower than the first reference voltage. When the first to n-th switches SW1 to SW2 and SWn-1 are turned on, when the first to nth switches SW1 to SW2 and SWn-1 are turned on in the high voltage operation mode. The operation of operating the light emitting circuit unit by using the accumulated energy is performed.

또한, 본 발명의 발광 회로부(400)는, 상기 인덕터 회로부(300)의 타단과 상기 정류부(100)의 제2 출력단(T12) 사이에 직렬로 연결되는 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹(LEDG1~LEDGn)을 포함하여, 입력전압이 제1 기준전압보다 낮은 저전압모드에서는 인덕터에 축적된 에너지에 의해 흐르는 전류에 의해, 제1 기준전압보다 낮지 않은 고전압 동작모드에서는 정류부로부터의 인덕터를 거쳐서 공급되는 전류에 의해 주로 동작한다.
In addition, the light emitting circuit unit 400 of the present invention, the first to n-th light emitting diode group (LEDG1 ~) connected in series between the other end of the inductor circuit unit 300 and the second output terminal (T12) of the rectifier 100. Current supplied through the inductor from the rectifier by the current flowing by the energy accumulated in the inductor in the low voltage mode including the LEDGn), which is lower than the first reference voltage, and in the high voltage operating mode not lower than the first reference voltage. It works mainly by

그리고, 상기 스위치 회로부(500)는, 상기 발광 회로부(400)의 캐소드 단자(TCn)와 상기 정류부(100)의 제2 출력단(T12) 사이에 연결되어, 상기 발광 회로부(400)를 통해 흐르는 전류를 조절한다.In addition, the switch circuit unit 500 is connected between the cathode terminal TCn of the light emitting circuit unit 400 and the second output terminal T12 of the rectifying unit 100, and the current flowing through the light emitting circuit unit 400. Adjust

이때, 상기 전류 제어부(600)는, 상기 전압 검출부(200)에 의해 검출된 검출전압(Vd)의 크기에 따라, 인덕터 회로부(300)의 동작을 제어할 수 있고, 또한 상기 스위치 회로부(500)를 제어하여 상기 발광 회로부(400)에 흐르는 적정 전류를 조절할 수 있다.In this case, the current controller 600 may control the operation of the inductor circuit unit 300 according to the magnitude of the detection voltage Vd detected by the voltage detector 200, and further, the switch circuit unit 500. By controlling the appropriate current flowing through the light emitting circuit unit 400 can be adjusted.

보다 구체적으로는, 상기 스위치 회로부(500)는, 도 7 내지 도 8에 도시한 바와 같이 구현될 수 있으며, 이와 같이 구현되는 경우, 제1 내지 제n 스위치(SW1~SWn)를 포함할 수 있으며, 이러한 제1 내지 제n 스위치(SW1~SWn)를 통해, 상기 발광 회로부(400)의 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹(LEDG1 ~ LEDGn) 각각을 통해 흐르는 전류를 조절할 수 있다.
More specifically, the switch circuit unit 500 may be implemented as shown in FIGS. 7 to 8, and when implemented as such, may include first to nth switches SW1 to SWn. Through the first to nth switches SW1 to SWn, the current flowing through each of the first to nth LED groups LEDG1 to LEDGn of the light emitting circuit unit 400 may be adjusted.

한편, 본 발명의 인덕터 회로부(300)는, 도 7 및 도 8과 같이 다양한 실시형태로 구현될 수 있으며, 이러한 다양한 실시 형태중에서 도 8에 도시한 실시형태를 중심으로 설명한다.
Meanwhile, the inductor circuit unit 300 of the present invention may be implemented in various embodiments as shown in FIGS. 7 and 8, and will be described with reference to the embodiment illustrated in FIG. 8 among these various embodiments.

이하, 도 8에 도시한 바와 같이, 기술 설명의 편의를 위해, 상기 발광 회로부(400)는 3개의 제1 내지 제3 발광다이오드 그룹(LEDG1 ~ LEDG3)을 포함하고, 상기 스위치 회로부(500)는, 제1 내지 제3 발광다이오드 그룹(LEDG1 ~ LEDG3) 각각의 전류를 조절하기 위해 제1 내지 제3 스위치(SW1~SW3)를 포함하는 구현 예를 중심으로 설명한다.
Hereinafter, as shown in FIG. 8, for convenience of description, the light emitting circuit unit 400 includes three first to third light emitting diode groups LEDG1 to LEDG3, and the switch circuit unit 500 includes Hereinafter, an exemplary embodiment including the first to third switches SW1 to SW3 to adjust the current of each of the first to third LED groups LEDG1 to LEDG3 will be described.

도 8을 참조하면, 상기 전류 제어부(600)는, 상기 전압 검출부(200)에 의해 검출된 검출전압(Vd)의 크기에 따라, 상기 제1 내지 제3 스위치(SW1~SW3)를 개별적으로 온/오프 제어하여, 상기 제1 내지 제3 발광다이오드 그룹(LEDG1~LEDG3)에 흐르는 적정 전류를 조절할 수 있다.
Referring to FIG. 8, the current controller 600 individually turns on the first to third switches SW1 to SW3 according to the magnitude of the detection voltage Vd detected by the voltage detector 200. By controlling the on / off, a proper current flowing in the first to third LED groups LEDG1 to LEDG3 may be adjusted.

또한, 상기 전류 제어부(600)는, 상기 전압 검출부(200)에 의해 검출된 검출전압과 그 변화율에 따라 설정된 목표전류가 상기 발광 회로부(400)의 제1 내지 제3 발광다이오드 그룹(LEDG1~LEDG3)에 지속적으로 흐르도록 상기 스위치 회로부(500)의 제1 내지 제3 스위치(SW1~SW3)의 전기 전도도를 제어한다.
In addition, the current controller 600 has a target current set according to the detection voltage detected by the voltage detector 200 and the change rate thereof, and includes the first to third LED groups LEDG1 to LEDG3 of the light emitting circuit unit 400. The electrical conductivity of the first to third switches SW1 to SW3 of the switch circuit unit 500 is controlled to flow continuously in the circuit.

즉, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 인덕터 회로부(300)는, 초단 스위치(SW0)를 포함하는 경우, 인덕터(L3), 초단 스위치(SW0)를 포함하여 이루어진다.That is, as shown in FIG. 8, when the inductor circuit unit 300 includes the first switch SW0, the inductor circuit unit 300 includes the inductor L3 and the first switch SW0.

이때, 본 발명의 발광다이오드의 전원장치는, 인덕터 회로부(300)가 동작하는 발광회로부(400)가 동작하는 저전압 동작모드와, 스위치회로부(500)가 동작하여 발광 회로부(400)가 동작하는 고전압 동작모드로 구분하여 발광 제어동작을 수행할 수 있다. 이러한 저전압 동작모드와 고전압 동작모드에 대해 설명한다.
In this case, the power supply device of the light emitting diode of the present invention includes a low voltage operation mode in which the light emitting circuit unit 400 in which the inductor circuit unit 300 operates and a high voltage in which the switch circuit unit 500 operates to operate the light emitting circuit unit 400 operate. The light emission control operation may be performed by dividing the operation mode. The low voltage operation mode and the high voltage operation mode will be described.

일단, 상기 전류 제어부(600)는, 상기 전압 검출부(200)에 의해 검출된 검출전압의 크기가 미리 설정된 제1 기준전압(Vref1)보다 작을 경우에는 저전압 동작모드로 설정하고, 상기 검출전압의 크기가 미리 설정된 제1 기준전압(Vref1)보다 작지 않을 경우에는 고전압 동작모드로 설정하여, 상기 저전압 동작모드에서는 인덕터 회로부(300)의 동작을 제어할 수 있고, 상기 고전압 동작모드에서는 상기 스위치회로(500)의 동작을 제어할 수 있다.First, when the magnitude of the detected voltage detected by the voltage detector 200 is smaller than the preset first reference voltage Vref1, the current controller 600 sets the low voltage operation mode and sets the magnitude of the detected voltage. Is less than the first reference voltage Vref1, which is set in the high voltage operation mode, the operation of the inductor circuit unit 300 can be controlled in the low voltage operation mode, and the switch circuit 500 in the high voltage operation mode. ) Can be controlled.

여기서, 저전압 동작모드에서는, 상기 정류부(100)에서 출력되는 전압이 낮아 상기 발광 회로부(400)의 발광다이오드를 켤 수 없는 구간에서의 동작이다.
Here, in the low voltage operation mode, the voltage output from the rectifier 100 is low and the operation of the light emitting diode of the light emitting circuit unit 400 cannot be turned on.

첫 번째, 도 8 및 도 10을 참조하여 저전압 동작모드에서의 인덕터 회로부(300)의 동작을 설명한다.
First, the operation of the inductor circuit unit 300 in the low voltage operation mode will be described with reference to FIGS. 8 and 10.

도 8을 참조하면, 상기 전류 제어부(600)는, 상기 저전압 동작모드에서, 상기 초단 스위치(SW0)를 미리 정해진 시간동안 온으로 제어하여, 상기 인덕터 회로부(300)의 인덕터(L3)에 흐르는 전류를 조절한다. 이때, 상기 인덕터 회로부(300)에서, 상기 초단 스위치(SW0)의 온시간 동안에 상기 인덕터(L3)에 축적된 에너지에 의해서, 상기 발광회로부(400)의 발광다이오드 그룹(LEDG1~LEDG3)이 동작한다.
Referring to FIG. 8, the current controller 600 controls the first switch SW0 to be turned on for a predetermined time in the low voltage operation mode, so that the current flowing through the inductor L3 of the inductor circuit unit 300 is controlled. Adjust At this time, in the inductor circuit unit 300, the light emitting diode groups LEDG1 to LEDG3 of the light emitting circuit unit 400 operate by the energy accumulated in the inductor L3 during the on time of the first switch SW0. .

도 10의 (A)에서, 상기 정류부(100)에서 출력되는 직류전압(Vrec)은, 정류된 사인파의 모양의 파형으로써, 시간적으로 변화한다. In FIG. 10A, the DC voltage Vrec output from the rectifying unit 100 changes in time as a waveform of a rectified sine wave.

상기 저전압 동작모드에서는, 상기 정류부(100)에서 출력되는 전압의 범위는 0V 부터 발광 회로부(400)의 제1 발광다이오드그룹(LEDG1)을 켤 수 있는 최소전압 미만의 전압구간이다. 이때는 입력전압이 너무 낮아 제1 내지부터 제3 스위치 (SW1 ~ SW3)를 모두 온시켜도 발광다이오드의 문턱전압보다 공급되는 전압이 낮아서 발광 회로부(400)에는 전류가 흐르지 않는다. In the low voltage operation mode, the voltage output from the rectifier 100 ranges from 0V to a voltage range below the minimum voltage at which the first LED group LEDG1 of the LED 400 is turned on. At this time, even if the input voltage is too low to turn on all of the first to third switches SW1 to SW3, the voltage supplied to the LED is lower than the threshold voltage of the LED so that no current flows in the light emitting circuit unit 400.

그런데, 제1 발광다이오드그룹(LEDG1)과 인덕터 회로부(300)의 인덕터(L3) 사이에 연결된 초단 스위치(SW0)를 온시키면, 이때 상기 정류부(100)에서 출력되는 전압이 0V이상만 되면 인덕터 회로부(300)의 인덕터(L3)에 전류가 흐르게 되고, 이러한 전류흐름에 의해 인덕터(L3)에 에너지가 축적된다. 이후 상기 전류 제어부(600)가 초단 스위치(SW0)를 오프시키고, 스위치 회로부(500)내의 제1 부터 제3 스위치중에서 하나 이상의 스위치를 온시키면 인덕터(L3)에 축적된 에너지에 의해 전류가 발광 회로부(400)를 거쳐 온된 스위치를 통과하여 정류부(100)의 접지(제2 출력단(T12))로 흘러가게 된다. However, when the first switch SW0 connected between the first LED group LEDG1 and the inductor L3 of the inductor circuit unit 300 is turned on, when the voltage output from the rectifying unit 100 is 0V or more, the inductor circuit unit A current flows through the inductor L3 of 300, and energy is accumulated in the inductor L3 by the current flow. Thereafter, when the current controller 600 turns off the first switch SW0 and turns on at least one of the first to third switches in the switch circuit unit 500, current is generated by the energy accumulated in the inductor L3. The switch 400 passes through the on switch and flows to the ground (second output terminal T12) of the rectifying unit 100.

이러한 전류 흐름에 의해 발광 회로부(400)내의 발광다이오드가 켜지게 된다. 이와 같이 낮은 전압 영역에서도 인덕터(L3)와 초단 스위치(SW0)를 이용하여 발광 회로부(400)를 켜는 것이 본 발명의 저전압모드에서의 동작원리이다.
By the current flow, the light emitting diode in the light emitting circuit unit 400 is turned on. As described above, the operation principle of the low voltage mode of the present invention is to turn on the light emitting circuit unit 400 using the inductor L3 and the first switch SW0 even in the low voltage region.

보다 구체적으로 설명하면, 인덕터 회로부(300)의 초단 스위치(SW0)를, 도 10의 (B)에 보인 바와 같이 온/오프(on/off)를 반복하는 펄스모드로 구동하면, 도 10의 (C)에 보인 바와 같이, 상기 인턱터(L3)의 전류는 상기 초단 스위치(SW0)의 온(on) 구간에서는 증가하여, 상기 인덕터(L3)에 에너지가 축적된다. 이후 상기 초단 스위치(SW0)를 오프(off)되면, 전류가 상기 초단 스위치(SW0)를 통해서는 더 이상 흘러갈 수 없게 된다.More specifically, if the first switch SW0 of the inductor circuit unit 300 is driven in a pulse mode of repeating on / off as shown in FIG. 10 (B), FIG. As shown in C), the current of the inductor L3 increases in the on section of the first switch SW0, and energy is accumulated in the inductor L3. Then, when the first switch SW0 is turned off, current can no longer flow through the first switch SW0.

이러한 상황에서, 상기 스위치 회로부(500)의 제1 부터 제3 스위치(SW1~SW3)중 하나의 스위치(예, SW1)를 온시키면, 상기 인덕터(L3)에는 축적된 에너지로 인해 전류를 계속 흘리려고 하므로, 오프된 초단 스위치(SW0)를 통하지 않고, 상기 온된 스위치와 발광 회로부(400)의 해당 발광다이오드그룹을 통하여 흐르게 된다. 이 전류의 흐름에 의해 도 10의 (D)에 도시된 바와 같이, 상기 발광 회로부(400)의 해당 발광다이오드그룹에 포함된 발광다이오드가 발광하게 된다.
In this situation, when one switch (eg, SW1) of the first to third switches SW1 to SW3 of the switch circuit unit 500 is turned on, current flows continuously to the inductor L3 due to accumulated energy. Therefore, the current flows through the on-off switch and the corresponding light emitting diode group of the light-emitting circuit unit 400 without passing through the off-extended switch SW0. As a result of this current flow, as shown in FIG. 10D, the light emitting diodes included in the light emitting diode group of the light emitting circuit unit 400 emit light.

두 번째, 도 8 및 도 11을 참조하여 고전압 동작모드에서의 발광 회로부(400)의 동작을 설명한다.
Second, the operation of the light emitting circuit unit 400 in the high voltage operation mode will be described with reference to FIGS. 8 and 11.

도 8을 참조하면, 상기 전류 제어부(600)는, 상기 고전압 동작모드에서는, 상기 전압 검출부(200)에 의해 검출된 검출전압의 크기에 따라, 상기 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹(LEDG1~LEDGn)에 흐르는 적정 전류를 조절하기 위해, 상기 제1 내지 제n 스위치(SW1~SWn)를 제어할 수 있다.
Referring to FIG. 8, in the high voltage operation mode, the current controller 600 includes the first to nth LED groups LEDG1 to LEDGn according to the magnitude of the detected voltage detected by the voltage detector 200. In order to adjust the proper current flowing in the), the first to n th switches SW1 to SWn may be controlled.

도 8 및 도 11을 참조하면, 고전압 동작모드에서는, 상기 정류부(100)에서 출력되는 전압이 증가하여 상기 발광 회로부(400)의 제1 내지 제3 발광다이오드그룹(LEDG1,LEDG2,LEDG3)중 하나 이상의 발광다이오드그룹을 켤 수 있는 구간에서 효과적이다. 또한, 필요에 따라서는 발광 회로부(400)는 상기 인덕터 회로부(300)의 인덕터(L3)의 동작을 이용하여 이 보다 낮은 전압에서도 동작될 수 있다.8 and 11, in the high voltage operation mode, the voltage output from the rectifying unit 100 increases so that one of the first to third LED groups LEDG1, LEDG2, and LEDG3 of the light emitting circuit unit 400 increases. It is effective in the section where the LED group can be turned on. In addition, if necessary, the light emitting circuit unit 400 may be operated at a lower voltage using the operation of the inductor L3 of the inductor circuit unit 300.

도 8을 참조하면, 본 발명의 전류 제어부(600)는, 전압 검출부(200)에서 상기 정류부(100)의 출력전압(Vrec)을 검출하여, 이 검출전압(Vd)의 크기에 근거하여 현재의 입력전압으로 켤 수 있는 발광다이오드그룹의 개수를 결정하고, 이와 같이 결정된 발광다이오드그룹에 해당하는 스위치를 온시키고, 해당 발광다이오드그룹에 목표전류가 지속적으로 흐르도록 스위치 회로부(500)의 해당 스위치의 전기 전도도를 조절한다.Referring to FIG. 8, the current controller 600 of the present invention detects the output voltage Vrec of the rectifier 100 by the voltage detector 200 and based on the magnitude of the detected voltage Vd. Determine the number of LED groups that can be turned on by the input voltage, turn on the switch corresponding to the LED group determined as described above, and turn on the switch corresponding to the LED group so that the target current continuously flows through the LED group. Adjust the electrical conductivity

예를 들어 보다 상세히 설명하면, 본 발명의 전류 제어부(600)는, 상기 검출전압(Vd)이 제1 기준전압(Vref1)보다 증가하면 제1 스위치(SW1)를 온시키고, 상기 검출전압(Vd)이 제2 기준전압(Vref2)과 제3 기준전압(Vref3) 사이에서는 상기 제1 스위치(SW1)를 오프시키고, 제2 스위치(SW2)를 온시키고, 또는 검출전압(Vd)이 제3 기준전압(Vref3) 이상에서 제2 스위치(SW2)를 오프시키고, 제3 스위치(SW3)를 온시킨다. For example, in more detail, the current controller 600 of the present invention turns on the first switch SW1 when the detection voltage Vd is greater than the first reference voltage Vref1 and turns on the detection voltage Vd. ) Is between the second reference voltage (Vref2) and the third reference voltage (Vref3) to turn off the first switch (SW1), turn on the second switch (SW2), or the detection voltage (Vd) is a third reference The second switch SW2 is turned off and the third switch SW3 is turned on above the voltage Vref3.

여기서, 제1, 제2 및 제3 기준전압(Vref1,Vref2,Vref3)은 사전에 미리 크기를 제 1 기준전압(Vref1) < 제2 기준전압(Vref2) < 제3 기준전압(Vref3)으로 설정된다.
Here, the first, second, and third reference voltages Vref1, Vref2, and Vref3 may be set in advance to first reference voltage Vref1 <second reference voltage Vref2 <third reference voltage Vref3. do.

한편, 도 11의 (C) 내지 (F)에서, 제1, 제2 및 제3 스위치(SW1,SW2,SW3)의 세로 높이는 전기 전도도를 의미한다. 이에 따라, 상기 전류 제어부(600)는 지속적으로 해당 스위치의 전기 전도도를 조절하여 각각의 구간에서의 목표전류를 흐르게 할 수 있다.Meanwhile, in FIGS. 11C to 11F, the vertical heights of the first, second, and third switches SW1, SW2, and SW3 mean electrical conductivity. Accordingly, the current controller 600 can continuously adjust the electrical conductivity of the switch to flow the target current in each section.

전술한 바와 같이, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 스위치 회로부(500)의 제1, 제2 및 제3 스위치(SW1,SW2.SW3)의 온/오프를 수행하면 검출전압(Vd)이 제1 기준전압(Vref1)~제2 기준전압(Vref3) 사이에서는 제1 발광다이오드그룹(LEDG1)의 발광다이오드만 점등시킬 수 있다. As described above, as illustrated in FIG. 11, when the first, second, and third switches SW1, SW2.SW3 of the switch circuit unit 500 are turned on / off, the detection voltage Vd becomes zero. Between the first reference voltage Vref1 and the second reference voltage Vref3, only the light emitting diode of the first light emitting diode group LEDG1 may be turned on.

또는 검출전압(Vd)이 제2 기준전압(Vref2)~제3 기준전압(Vref3) 사이에서는 제1 발광다이오드그룹(LED1)의 발광다이오드와 제2 발광다이오드그룹(LEDG2)의 발광다이오드를 점등시킬 수 있다.Alternatively, when the detection voltage Vd is between the second reference voltage Vref2 and the third reference voltage Vref3, the light emitting diode of the first LED group LED1 and the light emitting diode of the second LED group LEDG2 are turned on. Can be.

또는 검출전압(Vd)이 제3 기준전압(Vref3) 이상에서는 제1, 제2 및 제3 발광다이오드그룹(LED1,LED2,LED3) 모두의 발광다이오드를 점등시키게 된다. Alternatively, when the detection voltage Vd is greater than or equal to the third reference voltage Vref3, the light emitting diodes of all of the first, second, and third light emitting diode groups LED1, LED2, and LED3 are turned on.

또한, 이 경우에도, 상기 스위치 회로부(400)의 해당 스위치의 온/오프와 전기 전도도를 조절하면, 도 11에 나타낸 바와 같이, 인덕터 전류의 파형과 같은 인덕터(L3)에 전류를 흐르게 할 수 있으며, 이에 따라 입력전압의 크기에 따라 목표전류를 적절히 설정하면 대략 0.9 이상의 우수한 역율을 얻을 수 있다.
Also in this case, when the on / off and the electrical conductivity of the corresponding switch of the switch circuit unit 400 are adjusted, as shown in FIG. 11, a current can flow through the inductor L3 such as the waveform of the inductor current. Accordingly, if the target current is appropriately set according to the magnitude of the input voltage, an excellent power factor of about 0.9 or more can be obtained.

그런데, 검출전압(Vd)이 제3 기준전압(Vref3) 이하의 전압에서도 마지막 제3 스위치(SW3)를 온시키는 것이 유리한데, 이는 하나의 스위치가 꺼지고 다른 하나의 스위치가 켜지지 못하는 상황이면, 비록 그 시간이 짧더라도 인덕터(L3)에 축적된 에너지에 의해 고전압이 발생하여 회로의 파괴를 일으킬 수 있다. However, it is advantageous to turn on the last third switch SW3 even when the detection voltage Vd is less than or equal to the third reference voltage Vref3, even if one switch is turned off and the other cannot be turned on. Even if the time is short, high voltage may be generated by the energy accumulated in the inductor L3, which may cause the circuit to be destroyed.

이를 방지하기 위해선 마지막 제3 스위치(SW3)를 항상 온시켜 전류 경로(path)를 항상 만들어 주는 것이 유리하며, 도 11에서도 마지막 제3 스위치(SW3)는 제1 기준전압과 제3 기준전압 사이의 모든 전압구간에서 항상 온되어 있는 것으로 도시되어 있으며, 그러나 반드시 온시켜놓아야 하는 것은 아니다.
In order to prevent this, it is advantageous to always turn on the last third switch SW3 to always make a current path. Also, in FIG. 11, the last third switch SW3 is formed between the first reference voltage and the third reference voltage. It is shown to be always on in all voltage ranges, but it is not necessary to turn it on.

한편, 도 12를 참조하면, 본 발명의 전원장치에 입력되는 입력전력(Pin)은 입력전압과 전류의 곱으로 계산할 수 있으며, 본 발명의 발광 회로부(300,400)의 발광다이오드를 켜는데 사용된 출력전력(Pout)은 해당 발광다이오드에 인가된 전압과 전류의 곱으로 계산할 수 있다. On the other hand, referring to Figure 12, the input power (Pin) input to the power supply of the present invention can be calculated by the product of the input voltage and the current, the output used to turn on the light emitting diodes of the light emitting circuit unit 300,400 of the present invention The power Pout may be calculated by multiplying the voltage applied to the light emitting diode by the current.

도 12에는, 도 11에 도시한 발광 회로부(400)의 동작에 의한 입력전력(Pin)과 출력전력(Pout)을 나타내었다. 도 12에서, 입력전력(Pin)과 출력전력(Pout)의 차이, 즉 발광다이오드 동작에 사용되지 않고 열로 소모된 전력 손실은 빗금친 영역과 같다. In FIG. 12, the input power Pin and the output power Pout by the operation of the light emitting circuit unit 400 shown in FIG. 11 are shown. In FIG. 12, the difference between the input power Pin and the output power Pout, that is, the power loss consumed by heat that is not used for the light emitting diode operation is equal to the hatched area.

이상에서의 설명에서는, 설명의 편의상, 발광 회로부(400)에 3개의 제1, 제2 및 제3 발광다이오드그룹(LEDG1,LEDG2,LEDG3)을 포함하는 경우에 대해 설명하였으나, 이와 달리, 발광다이오드그룹의 개수를 변경하거나 각 발광다이오드그룹내에 포함되는 발광다이오드의 개수를 적절히 조정하면 전력손실을 줄여 전력효율을 높일 수 있다.
In the above description, for convenience of description, the case in which the light emitting circuit unit 400 includes three first, second, and third light emitting diode groups LEDG1, LEDG2, and LEDG3 is described. If the number of groups is changed or the number of light emitting diodes included in each light emitting diode group is appropriately adjusted, power loss can be reduced to increase power efficiency.

다른 한편, 전술한 도 11의 (A) 내지 (F)가, 고전압 동작모드에서 각 스위치들이 각 전압 구간에서 계속 온상태를 유지하는 회로동작을 설명한 것이라면, 도 13 및 도 14는 각 스위치들이 계속 온 상태를 유지하지 않고, 온/오프를 반복하는 고전압 동작모드에서의 펄스동작모드에 대해 보이고 있다.
On the other hand, if the above-described Fig. 11 (A) to (F) describes a circuit operation in which each switch is kept on in each voltage section in the high voltage operation mode, Figs. It shows the pulse operation mode in the high voltage operation mode which repeats ON / OFF without maintaining an ON state.

도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 전류 제어부(600)는, 스위치 회로부(500)의 제1,제2,제3 스위치(SW1,SW2,SW3)의 온/오프의 비율과 주기 및 전기 전도도를 지속적으로 조절하여, 해당 발광다이오드 그룹에서 목표전류에 근접하여 전류가 흐르도록 제어할 수 있다.
Referring to FIGS. 13 and 14, the current controller 600 of the present invention includes a ratio and a period of the on / off of the first, second, and third switches SW1, SW2, and SW3 of the switch circuit unit 500. By continuously adjusting the electrical conductivity, it is possible to control the current to flow close to the target current in the LED group.

특히, 도 14를 참조하여, 도 13의 PA 부분을 확대하여 펄스동작모드에 대해 설명하면, 도 14에 나타낸 바와 같이, 인덕터(L3)에 흐르는 전류는 제2 스위치(SW2)의 온/오프와 전기 전도도에 따라 증가와 감소를 반복한다.In particular, referring to FIG. 14, when the PA part of FIG. 13 is enlarged and the pulse operation mode is described, as shown in FIG. 14, the current flowing through the inductor L3 may be different from on / off of the second switch SW2. The increase and decrease is repeated according to the electrical conductivity.

이때, 제3 스위치(SW3)가 온 상태인 경우, 상기 제2 스위치(SW2)를 통해 흐르는 전류는 제1 및 제2 발광다이오드그룹(LEDG, LEDG2)을 모두 발광시키는데 기여하며, 상기 제2 스위치(SW2)가 오프되면, 상기 제2 스위치(SW2)를 통해 전류가 흐르지 못하게 된다. 그러나 그때까지 인덕터에 축적된 에너지 때문에 인덕터는 전류를 계속 흐르게 하는데, 이때 제 3 스위치(SW3)는 온 되어 있기 때문에 전류는 제1, 제2, 제3 발광다이오드(LEDG1, LEDG2, LEDG3)를 거쳐 제 3 스위치(SW3)를 통하여 정류부의 접지(제2 출력(T12))로 흘러가게 된다. 이렇게 흐르는 전류로 인해 발광부의 제1, 제2, 제3 발광다이오드(LEDG1, LEDG2, LEDG3)가 모두 발광하게 된다.In this case, when the third switch SW3 is in the on state, the current flowing through the second switch SW2 contributes to light both the first and second LED groups LEDG and LEDG2, and the second switch When SW2 is off, no current flows through the second switch SW2. However, due to the energy accumulated in the inductor, the inductor continues to flow the current. At this time, since the third switch SW3 is turned on, the current passes through the first, second and third light emitting diodes (LEDG1, LEDG2, and LEDG3). It flows to the ground (second output T12) of the rectifier part through the third switch SW3. As a result of the current flowing, all of the first, second, and third light emitting diodes LEDG1, LEDG2, and LEDG3 of the light emitting unit emit light.

전술한 바와 같이, 발광다이오드는 켜졌다 꺼졌다를 반복하여 동작하는 것이 지속적으로 켜진 상태로 동작할 때 보다 광효율이 증가하며 수명이 증가하게 된다. 이러한 이유로 펄스동작모드로 동작하면 광효율과 장치의 수명을 연장하는 효과를 얻을 수 있게 된다.As described above, the light-emitting diode is repeatedly turned on and off, and thus the light efficiency is increased and the lifespan is increased more than when the light emitting diode is continuously turned on. For this reason, the operation in the pulse operation mode can achieve the effect of extending the light efficiency and the life of the device.

여기서도, 전술한 바와 같이, 입력전압이 마지막 모든 다이오드를 켤 수 있는 제3 기준전압(Vref3) 이상에서는 제3 스위치(SW3)를 온/오프하는 펄스모드로 동작시키는 것이 바람직하지 않은데, 이는 제3 스위치(SW3) 오프 시에 전류의 경로가 없어 인덕터에 축적된 에너지가 고전압을 유기하여 회로를 파괴할 수 있기 때문이다.
Here, as described above, it is not preferable to operate in the pulse mode in which the third switch SW3 is turned on / off when the input voltage is higher than or equal to the third reference voltage Vref3 capable of turning on all the last diodes. This is because there is no current path when the switch SW3 is off, and the energy accumulated in the inductor may induce a high voltage and destroy the circuit.

즉, 상기 전류 제어부(600)는, 발광다이오드의 수명과 광효율을 향상시키기 위해, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 상기 스위치 회로부(500)와, 상기 인덕터 회로부(300)의 초단 스위치(SW0)를 펄스방식으로 온/오프 제어하여, 상기 발광 회로부(400)를 점등/소등을 반복하는 펄스 동작 모드로 제어할 수 있다.
That is, the current control unit 600, as shown in Figure 13 and 14, in order to improve the lifespan and light efficiency of the light emitting diode, the first switch (switch) of the switch circuit unit 500 and the inductor circuit unit 300 ( SW0) may be controlled on / off by a pulse method, and the light emitting circuit unit 400 may be controlled in a pulse operation mode to repeatedly turn on / off the light.

또 다른 한편, 최근, 이산화탄소 가스 배출에 의한 지구 온난화, 환경오염 및 화석에너지 고갈 문제를 해결하기 위해, 종래의 백열등과 형광등에 대한 사용금지가 각 국에서 추진되고 있어, 종래의 백열등과 형광등을 대체하는 소위 발광다이오드 백열등과 형광등 및 이를 이용한 조명시장이 급격하게 성장하고 있다. On the other hand, recently, in order to solve the problems of global warming, environmental pollution, and exhaustion of fossil energy due to carbon dioxide emissions, the ban on conventional incandescent lamps and fluorescent lamps is being promoted in each country, replacing conventional incandescent lamps and fluorescent lamps. The so-called LED incandescent and fluorescent lamps, and the lighting market using them are growing rapidly.

이러한 발광다이오드 백열등과 형광등에 종래의 기술로 구현된 전원장치를 사용한 경우에는 별도의 역율제어회로와 고전압고용량 콘덴서가 필요하기 때문에 공간적 제약이 많고, 제품의 수명도 단축되며, 제품 생산 비용이 높아지는 문제가 있다. In the case of using the power supply device implemented in the conventional technology for such a light emitting diode incandescent lamp and a fluorescent lamp, a separate power factor control circuit and a high-voltage high-capacity capacitor are required, so there are many space constraints, product lifespan is shortened, and product cost is increased. There is.

이에 따라, 본 발명의 발광다이오드 전원장치가, 구동전압이 저전압인지 고전압인지의 여부에 따라 발광 동작을 제어함으로써, 별도의 역율개선회로 및 고용량 콘덴서가 필요 없는 제품으로 제공될 수 있게 되었으므로, 조명이나 디스플레이의 수명향상과 가격경쟁력의 향상을 얻을 수 있다.Accordingly, the light emitting diode power supply of the present invention can be provided as a product that does not require a separate power factor improving circuit and a high capacity capacitor by controlling the light emission operation according to whether the driving voltage is low voltage or high voltage. The lifespan of the display and the price competitiveness can be improved.

50 : 교류전원 100 : 정류부
200 : 전압 검출부 300 : 인덕터 회로부
400 : 발광 회로부 500 : 스위치 회로부
600 : 전류 제어부 T11,T12 : 제1 및 제2 출력
LEDG1~LEDGn : 제1 내지 제n 발광다이오드 그룹
TC1~TCn : 캐소드 단자 SW1~SWn : 제1 내지 제n 스위치
L3 : 인덕터 SW0 : 초단 스위치50: AC power supply 100: rectifier
200: voltage detector 300: inductor circuit
400: light emitting circuit portion 500: switch circuit portion
600: current control unit T11, T12: first and second outputs
LEDG1 to LEDGn: first to nth light emitting diode groups
TC1 to TCn: cathode terminals SW1 to SWn: first to nth switches
L3: Inductor SW0: Ultra Short Switch

Claims

A rectifier for rectifying the AC power and outputting the DC power through the first and second outputs;
A voltage detector connected to a first output terminal of the rectifier to detect an output voltage of the rectifier;
An inductor circuit portion having one end connected to the first output terminal of the rectifying portion;
A light emitting circuit unit having first to nth LED groups connected in series between the other end of the inductor circuit unit and the second output terminal of the rectifying unit;
A switch circuit unit connected between a cathode terminal of the light emitting circuit unit and a second output terminal of the rectifying unit to adjust a current flowing through the light emitting circuit unit; And
A current controller which controls the switch circuit unit to adjust an appropriate current flowing in the first to nth LED groups according to the magnitude of the detected voltage detected by the voltage detector.
Boost type light emitting diode power supply having a.

The method of claim 1, wherein the switch circuit unit,
A first to a second connection between the cathode terminals of each of the first to nth light emitting diode groups of the light emitting circuit unit and the second output terminal of the rectifying unit to adjust a current flowing through each of the first to nth light emitting diode groups involving n switches
Boost type light emitting diode power supply, characterized in that.

The method of claim 2, wherein the current control unit,
Controlling the first to n th switches to adjust an appropriate current flowing through the first to n th light emitting diode groups according to the magnitude of the detected voltage detected by the voltage detector.
Boost type light emitting diode power supply, characterized in that.

The method of claim 3, wherein the current control unit,
Controlling the electrical conductivity of the first to nth switches of the switch circuit unit such that a target current set according to the detection voltage detected by the voltage detector and the rate of change thereof continuously flows to the first to nth LED groups of the light emitting circuit unit. Boost type light emitting diode power supply, characterized in that.

The method of claim 3, wherein the inductor circuit unit,
An inductor having one end connected to the first output terminal of the rectifying unit and the other end connected to the light emitting circuit unit; And
An ultra-stage switch connected between the other end of the inductor and the second output end of the rectifier to adjust a current flowing through the inductor of the inductor circuit part.
Boost type light emitting diode power supply comprising a.

The method of claim 5, wherein the current control unit,
If the magnitude of the detected voltage detected by the voltage detector is smaller than the first reference voltage set in advance, the operation mode is set to a low voltage operation mode. If the magnitude of the detected voltage is not smaller than the preset first reference voltage, the voltage is set in the high voltage operation mode. Setting the current of the inductor circuit portion in the low voltage operation mode and controlling the operation of the switch circuit portion in the high voltage operation mode.
Boost type light emitting diode power supply, characterized in that.

The method of claim 6, wherein the current control unit,
In the low voltage operation mode, to control the current flowing through the inductor of the inductor circuit part, the first switch is controlled to be on for a predetermined time, and energy is accumulated in the inductor during the on time of the first switch. Operating the light emitting circuit portion using energy
Boost type light emitting diode power supply, characterized in that.

The method of claim 6, wherein the current control unit,
In the high voltage operation mode, controlling the first to n th switches to adjust an appropriate current flowing through the first to n th light emitting diode groups according to the magnitude of the detected voltage detected by the voltage detector.
Boost type light emitting diode power supply, characterized in that.

The method of claim 6, wherein the current control unit,
In order to improve the lifespan and light efficiency of the light emitting diode, the switch circuit part and the first switch of the inductor circuit part are controlled on / off in a pulsed manner, and the light emitting circuit part is controlled in a pulse operation mode of repeatedly turning on / off the light emitting diode.
Boost type light emitting diode power supply, characterized in that.

The method of claim 6, wherein the first switch and the first to n-th switch of the switch circuit portion,
A boost type light emitting diode power supply comprising at least one transistor.

The method of claim 3, wherein the inductor circuit unit,
And an inductor having one end connected to the first output terminal of the rectifying unit and the other end connected to the light emitting circuit unit.

The method of claim 11, wherein each of the first to n-th switch of the switch circuit portion,
A boost type light emitting diode power supply comprising at least one transistor.

The method of claim 5 or 11, wherein each of the first to n-th light emitting diode group
Comprising one or more light-emitting diodes connected in series with each other
Boost type light emitting diode power supply, characterized in that.

The method of claim 13, wherein each of the first to n-th LED group,
A boost type light emitting diode power supply, characterized in that one or two or more series strings having two or more light emitting diodes are connected in parallel.

The method of claim 13, wherein each of the first to n-th LED group
A boost type light emitting diode power supply comprising the same number of light emitting diodes.

The method of claim 13, wherein at least one of the first to n-th LED group,
In order to improve power factor and power efficiency, the number of light emitting diodes different from the number of light emitting diodes included in other groups of the first to nth light emitting diode groups is included.
Boost type light emitting diode power supply, characterized in that.

The method according to claim 5 or 11, wherein the boost type light emitting diode power supply,
A boost type light emitting diode power supply, characterized in that all or part of it is implemented by a monolithic IC or a hybrid IC.

The method according to claim 5 or 11, wherein the boost type light emitting diode power supply,
A boost type light emitting diode power supply further comprising a filter and a surge improvement circuit including one or more inductors to improve EMI and EMC characteristics and surge characteristics between the AC power supply and the rectifier.

The method of claim 5 or 11, wherein the inductor,
Light emitting diode power supply, characterized in that implemented by a metal pattern of the PCB.

According to claim 1, wherein the boost type light emitting diode power supply,
And a voltage conversion circuit including one or more transformer coils for voltage conversion between the AC power supply and the rectifier or between the rectifier and the voltage detector.

According to claim 1, wherein the boost type light emitting diode power supply,
The rectifier is a boost-type light-emitting diode power supply, characterized in that at least one of the four diodes of the rectifier is made of a Transient Voltage Suppressor (TVS) diode so as to improve the surge characteristics at the same time as the rectifying action.