KR20120121320A - LED Driving Circuit having possible output stabilecurrent high-voltage DC and LED lamp using the same - Google Patents

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KR20120121320A
KR20120121320A KR1020110039234A KR20110039234A KR20120121320A KR 20120121320 A KR20120121320 A KR 20120121320A KR 1020110039234 A KR1020110039234 A KR 1020110039234A KR 20110039234 A KR20110039234 A KR 20110039234A KR 20120121320 A KR20120121320 A KR 20120121320A
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Abstract

PURPOSE: A LED driving circuit capable of outputting a high voltage DC constant current and an LED lamp using the same are provided to maximize efficiency by forming 3V LED chips in serial to be operated as each LED properties as according to the change of a Vf value. CONSTITUTION: A bridge circuit(1) is combined with a power input terminal(11,12) through a filter(14,15) and a bypass condenser. The filter is composed of a fuse(13), a resistor(R1,R2), and an inductor(L1,L2). A power factor improvement circuit(17) is combined with the bypass condenser. The power factor improvement circuit includes a resistor(R4), a condenser(C4), and a Schottky diode(S1-S3). A drive circuit(2) includes a controller(21), an inductor(L) and a Schottky diode(S4). The cathode side of an LED is combined with a power output terminal(31). The anode side of the LED is combined with a power output terminal(32). Rectifying power from the bridge circuit flows through the drain terminal the controller.

Description

직류 고전압 정전류 출력이 가능한 엘이디 구동회로 및 이를 이용한 엘이디 램프{LED Driving Circuit having possible output stabilecurrent high-voltage DC and LED lamp using the same}LED driving circuit capable of DC high voltage constant current output and LED lamp using same {LED Driving Circuit having possible output stabilecurrent high-voltage DC and LED lamp using the same}

본 발명은 직류 고전압 정전류 출력이 가능한 LED 구동회로 및 이를 이용한 엘이디 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부스팅(강압 또는 승압) 구동회로를 채용하여 6V 또는 3V 엘이디 칩을 여러 개 직렬로 구성하여 Vf값의 변화에 따라 각각의 엘이디 특성만큼 동작하여 효율을 극대화하고 고출력 정전류 회로에 따라 충분한 신뢰성 확보가 이루어지는 직류 고전압 정전류 출력이 가능한 LED 구동회로 및 이를 이용한 엘이디 램프에 관한 것이다. The present invention relates to an LED driving circuit capable of outputting a DC high voltage constant current and an LED lamp using the same, and more specifically, to adopt a boosting (step-down or step-up) driving circuit to configure a 6V or 3V LED chip in series to form a Vf value. The present invention relates to an LED driving circuit capable of outputting a DC high voltage constant current and maximizing efficiency by operating each LED characteristic according to a change and securing sufficient reliability according to a high output constant current circuit, and an LED lamp using the same.

일반적으로 종래 필라멘트 백열 전구의 비효율성의 문제의 에너지 절감 방안으로 엘이디 칩(LED CHIP)을 이용한 전구의 개발이 활발히 진행되어 지고 있다. 많은 업체에서 전구 개발에 가담하고 시장에 출시되어 지고는 있으나 여전히 불안한 문제는 존재하고 있는 실정이다. In general, the development of a light bulb using an LED chip (LED CHIP) is actively progressed as an energy saving method of the problem of inefficiency of the conventional filament incandescent bulb. Many companies are involved in the development of light bulbs and are being released to the market, but there are still unstable problems.

이중 하나가 신뢰성 문제에 대한 부분이다. 엘이디 칩(LED CHIP)의 큰 장점은 많은 양을 빛으로 발산한다는 것이다. 95%의 빛과 5%의 열로 발산하기 때문에 종래의 필라멘트 전구의 5%의 빛, 95%의 열에 비하면 상상을 초월할 정도의 에너지 절감에 있다. 이러한 점에서 엘이디 칩을 이용한 전구의 가격이 수배로 비싸더라도 에너지 절감 측면에서 많은 사용자들이 의문을 가지면서도 하나하나 교체를 하고 있는 실정이다.One of them is about reliability issues. The big advantage of LED chip is that it emits a lot of light. Because it emits 95% of light and 5% of heat, the energy saving is beyond imagination compared to 5% of light and 95% of heat of a conventional filament bulb. In this regard, even though the price of the bulb using the LED chip is many times higher, many users are changing one by one while having questions about energy saving.

그러나, 엘이디 칩이라고 해서 장점만 있는 것이 아니다. 회로설계를 잘못 구성하여 사용하였을 경우 많은 비용을 지불하고도 짧은 수명으로 신뢰를 잃어버릴 수도 있다는 문제점이 있는 것이다. 즉, 많은 양의 열 발생으로 밝기의 수명, 램프 전체의 수명이 급격하게 단축되는 문제점이 있었다.
However, LED chips are not the only advantages. If the circuit design is misconfigured and used, there is a problem in that a long life can be lost and reliability can be lost. That is, there is a problem that the life of the brightness, the life of the entire lamp is drastically shortened by the generation of a large amount of heat.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 부스팅(강압 또는 승압) 구동회로를 채용하여 6V 또는 3V 엘이디 칩을 여러 개 직렬로 구성하여 Vf값의 변화에 따라 각각의 엘이디 특성만큼 동작하여 효율을 극대화하고 고출력 정전류 회로에 따라 충분한 신뢰성 확보가 이루어지는 직류 고전압 정전류 출력이 가능한 LED 구동회로 및 이를 이용한 엘이디 램프를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by employing a boosting (step-down or step-up) driving circuit to configure a plurality of 6V or 3V LED chip in series to operate as each LED characteristic according to the change of the Vf value efficiency The purpose of the present invention is to provide a LED driving circuit capable of outputting a DC high voltage constant current capable of maximizing and securing sufficient reliability according to a high output constant current circuit and an LED lamp using the same.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 교류 입력전원을 전파정류하기 위한 브릿지회로와, 이 브릿지회로의 전류 출력단에 결합되는 평활콘덴서 및, 평활콘덴서를 통해 인가되는 정류전원을 근거로 전원출력단을 통해 LED 구동전원을 출력하는 구동회로로 이루어진 엘이디(LED) 구동회로에 있어서;In order to achieve the above object, the present invention provides a power supply stage based on a bridge circuit for full-wave rectification of AC input power, a smoothing capacitor coupled to the current output terminal of the bridge circuit, and a rectified power applied through the smoothing capacitor. In the LED driving circuit consisting of a driving circuit for outputting the LED driving power through;

교류전원이 입력되는 전원입력단에는 퓨즈와 전자파 차폐를 위해 저항과 인덕터로 구성된 필터 및 평활콘덴서를 통해 상기 브릿지회로가 결합되고;The bridge circuit is coupled to a power input terminal to which an AC power is input, through a filter and a smoothing capacitor composed of a resistor and an inductor for shielding fuses and electromagnetic waves;

상기 브릿지회로의 정류전원 출력단에는 저항과 인덕터를 구비하여 구성되는 전자파 차폐를 위한 필터와 바이패스 콘덴서를 통해 상기 평활콘덴서가 결합되며;The smoothing capacitor is coupled to the rectifier power output terminal of the bridge circuit through a bypass capacitor and a filter for shielding electromagnetic waves, comprising a resistor and an inductor;

상기 평활콘덴서에는 저항과 콘덴서 및 쇼트키다이오드를 구비하는 역률개선회로가 결합되고;A power factor correction circuit having a resistor, a capacitor, and a schottky diode is coupled to the smoothing capacitor;

상기 구동회로는 콘트롤러와 인덕터 및 쇼트키다이오드를 구비하여 구성되되, 상기 브릿지회로에서 출력되는 정류전원은 전원출력단에 결합됨과 더불어 인덕터를 통해 콘트롤러의 드레인단(DRAIN)에 결합되고, 상기 정류전원은 콘트롤러의 구동전원으로서 공급되며, 전원출력단은 쇼트키다이오드를 통해 콘트롤러의 드레인단(DRAIN)에 결합됨과 더불어 인덕터에 결합되어 콘트롤러는 드레인단(DRAIN)과 소스단(SOURCE)단을 교번적으로 단속하여 전원출력단에 결합되는 다수의 LED를 구동제어하며;The driving circuit includes a controller, an inductor, and a schottky diode, wherein the rectified power output from the bridge circuit is coupled to a power output terminal and coupled to a drain terminal (DRAIN) of the controller through an inductor. It is supplied as the driving power of the controller, and the power output stage is coupled to the controller's drain stage (DRAIN) through a Schottky diode and coupled to the inductor so that the controller alternates between the drain stage (DRAIN) and the source stage (SOURCE) stage. Drive control a plurality of LEDs coupled to the power output terminal;

상기 전원출력단에는 LED의 캐소드측이 결합되고 전원출력단에는 LED의 애노드측이 결합되어 콘트롤러가 드레인단(DRAIN)과 소스단(SOURCE)을 전기적으로 결합시키게 되면 브릿지회로에서 출력되는 정류전원이 전원출력단과 LED, 전원출력단 및 쇼트키다이오드를 통해서 콘트롤러의 드레인단(DRAIN)으로 흐르게 됨으로써 LED가 구동되는 특징이 있다.The cathode side of the LED is coupled to the power output stage, and the anode side of the LED is coupled to the power output stage. When the controller electrically couples the drain stage (DRAIN) and the source stage (SOURCE), the rectified power output from the bridge circuit is the power output stage. The LED is driven by flowing to the drain terminal (DRAIN) of the controller through the LED, power output terminal, and Schottky diode.

이와 같이, 본 발명은 부스팅(강압 또는 승압) 구동회로를 채용하여 6V 또는 3V 엘이디 칩을 여러 개 직렬로 구성하여 Vf값의 변화에 따라 각각의 엘이디 특성만큼 동작하여 효율을 극대화하고 고출력 정전류 회로에 따라 충분한 신뢰성 확보가 이루어지는 효과가 있다.As described above, the present invention employs a boosting (step-down or step-up) driving circuit to configure a plurality of 6V or 3V LED chips in series to operate according to the characteristics of each LED according to the change of the Vf value to maximize the efficiency and high output constant current circuit. Therefore, there is an effect of ensuring sufficient reliability.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

도 1은 본 발명 실시 예인 직류 고전압 정전류 출력이 가능한 LED 구동회로 및 이를 이용한 엘이디 램프의 6V 50mA 20개 6Watt로 구성한 등가회로도,
도 2는 본 발명 실시 예인 직류 고전압 정전류 출력이 가능한 LED 구동회로 및 이를 이용한 엘이디 램프의 6V 50mA 20개 6Watt로 구성한 엘이디 램프 레이아웃,
도 3은 본 발명 실시 예인 직류 고전압 정전류 출력이 가능한 LED 구동회로 및 이를 이용한 엘이디 램프의 LED 구동회로도,
도 4는 본 발명 실시 예인 직류 고전압 정전류 출력이 가능한 LED 구동회로를 이용한 엘이디 램프의 드라이브 모습을 보인 사시도.
1 is an equivalent circuit diagram of a LED driving circuit capable of outputting a DC high voltage constant current according to an embodiment of the present invention and 20 6Watts of 6V 50mA of an LED lamp using the same.
2 is an LED lamp circuit of a DC high voltage constant current output according to an embodiment of the present invention and the LED lamp layout consisting of 20 6Watt 6V 50mA of the LED lamp using the same,
3 is an LED driving circuit capable of outputting a DC high voltage constant current according to an embodiment of the present invention and an LED driving circuit diagram of the LED lamp using the same;
Figure 4 is a perspective view showing a drive state of the LED lamp using the LED drive circuit capable of outputting DC high voltage constant current according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

참고로 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.For reference, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof is omitted.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator.

그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것임은 물론이다.Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

일반적으로 엘이디(LED) 조명기술에 있어서는 광 효율과 더불어 신뢰성 문제는 개발자들이 얻고자 하는 가장 먼저 해결해야 할 부분이다. 그럼에도 불구하고 많은 개발자들은 쉬운 방법을 선택하여 회로설계 기술에 접목을 하고 있는 실정이다. In general, in LED lighting technology, reliability problems as well as light efficiency are the first things developers need to solve. Nevertheless, many developers are choosing to use easy methods to incorporate circuit design techniques.

가까운 예로 가로등 같은 경우, 중간에 한 개씩 나가면서 며칠 뒤에는 전체가 다 나가버려 새롭게 교체되는 것을 볼 수 있는바, 둥글게 많은 양의 엘이디 칩을 삽입하다 보면 직,병렬 구조의 회로 설계가 불가피하게 되는데, 그렇다고 몇 개씩 짝을 지어 직렬구조로 하기란 비용부담뿐만 아니라 조립과정 등이 매우 어렵고 불편하기 마련이다. 물론 여기에 따른 추가비용 또한 만만치 않을 것이다.In the case of a street lamp, for example, one streetlight goes out, and after a few days, the whole goes out and is replaced.By inserting a large amount of LED chips, it is inevitable to design a circuit in parallel or parallel structure. However, it is very difficult and inconvenient for the assembly process such as not only the cost but also the serial structure in pairs. Of course, the extra cost of this will also be a formidable problem.

이렇게 종래 조명에서의 회로구성은 대부분이 소용량으로 되어 있음은 이러한 문제점들 때문에 기인하는데, 그러나, 반드시 집고 넘어가야 할 부분은 엘이디 칩의 특성상 정전류 구동이라는 점에서 볼 때 상기 회로 구성과는 거리가 있다고 볼 수 있다. 물론 여러 개의 칩 특성이 한치의 오차도 없다고 가정할 때는 정전압으로 동작, 정,전류 동작 어느 것을 선택해서 적용하더라도 문제가 없을 것이다.The circuit configuration in the conventional lighting is mostly due to these problems, but the part that must be picked up is far from the circuit configuration in that it is a constant current drive due to the characteristics of the LED chip. can see. Of course, assuming that there are no errors in multiple chip characteristics, there will be no problem in selecting and applying constant voltage, constant and current operation.

하기 (그림A), (그림B)은 실제 직,병렬 구조에서 동작하는 특성을 그림으로 나타낸 것이다.
(Figure A) and (Figure B) show the characteristics that operate in actual parallel and parallel structure.

(그림A) 직,병렬 혼합 4채널 (그림B) 직렬구조(Figure A) 4-channel mixed series and parallel (Figure B) Serial structure

Figure pat00001
Figure pat00002

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Figure pat00002

상기 그림에서 보는 봐와 같이 앞의 그림A는 0.3Watt(6V 50mA)칩을 사용하여 직병렬 혼합 구조로 4채널(5개씩, 30V 50mA)로 구성(6Watt)하였을 때의 각 채널 별 흐르는 전류의 변화를 측정한 결과로, 각 채널별 각기 다른 전류의 흐름을 보인다.As shown in the above figure, the previous figure A shows the current flowing through each channel when it is composed of 4 channels (5 watts, 30V 50mA) in a series-parallel mixed structure using a 0.3Watt (6V 50mA) chip. As a result of measuring the change, each channel shows a different current flow.

상기 그림B는 6Watt(120V 50mA) 직렬구조로 한 채널로 전류의 변화량을 보인다. 따라서 직병렬 구조에서는 각 채널 별 전류의 변화 폭이 크므로 나쁜 특성을 가지는 엘이디 칩으로 전류의 흐름이 집중되어 지고, 그러다 보면 국부적으로 열이 많이 발생되어 불량이 발생될 확률이 매우 높게 된다는 것이다.Figure B shows the change of current in one channel in a 6Watt (120V 50mA) series structure. Therefore, in the serial and parallel structure, since the change of the current for each channel is large, the flow of current is concentrated to the LED chip having the bad characteristics. Then, the local heat is generated a lot and the probability of defect is very high.

결론적으로, 첫째, 특성이 나쁜 엘이디 칩으로 전류의 흐름이 증가함에 따라 국부적으로 열이 많이 발생되고 시간이 지남에 따라 광 효율이 급격히 나빠지게 된다. In conclusion, first, as the current flows to the LED chip having poor characteristics, a large amount of heat is generated locally, and the light efficiency rapidly deteriorates with time.

둘째, 장기 신뢰성에서 불량을 발생시킬 요인이 된다. 이에 비해 엘이디 램프조명에 있어 직렬구조로의 설계는 순수 정 전류원을 공급하므로 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있으며 특히, 하이 파워(Watt), 입력전압 Vf값이 큰 칩을 여러 개 묶었을 때 고전압 입력을 고전압 출력 드라이버(파워)와 함께 해결함에 따라 비의 고효율과 장기 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.Second, it is a factor that causes defects in long-term reliability. On the other hand, in LED lamp lighting, the design of the series structure can solve the above problems because it supplies a pure constant current source. Especially, when a large number of chips with high power and input voltage Vf are bundled together, high voltage input is performed. Is solved with high-voltage output driver (power) to achieve high efficiency and long-term reliability of rain.

이와 관련되어 많은 업체들의 엘이디 전구를 살펴보면, 회로 구성상에 있어 엘이디 칩의 특성에 맞게 구성하였다기보다는 램프설계에 있어 편리하게 설계가 되어 있다는 것이다. 엘이디 칩은 전류의 흐름에 따라 급격히 밝기의 변화가 발생되며 열 특성에 매우 민감하게 변화한다.In this regard, when looking at the LED bulbs of many manufacturers, it is convenient to design the lamp rather than configured according to the characteristics of the LED chip in the circuit configuration. The LED chip changes brightness rapidly as current flows and is very sensitive to thermal characteristics.

하기 그림1a,1b은 종래의 많은 업체들이 램프를 제작한 엘이디 칩 배열을 그림으로 나타낸 것으로, 그림1a는 입력전압 Vf 3V, 100mA 또는 입력전압 6V, 50mA 엘이디 칩을 직,병렬 혼합구조로 구성한 5Watt 급 엘이디 램프구조이고, 그림1b는 3V, 400mA 1.2Watt 급 4개를 직렬로 구성한 엘이디 램프구조이다.
Figures 1a and 1b below show LED chip arrangements manufactured by many companies, and Figure 1a shows a 5Watt input and parallel mixed structure consisting of input voltage Vf 3V, 100mA or input voltage 6V, 50mA LED chips. Class LED lamp structure, Figure 1b is the LED lamp structure consisting of four 3V, 400mA 1.2Watt class in series.

(그림1a) (그림1b)        (Figure 1a) (Figure 1b)

Figure pat00003
Figure pat00004

Figure pat00003
Figure pat00004

갈륨비소, 갈륨 나이트라이드 등 각종 화합물 반도체 기판에 제조 공정을 거쳐 PN전극으로 엘이디 칩이 만들어지는데, 이를 화합물 또는 혼합물 반도체라고 하며, 이런 화합물 반도체는 디지털 기반의 각종 반도체 소자 제조 공정에 사용되어지는 실리콘 기판의 반도체보다 결함을 많이 존재하고 있다는 것이 일반적이다. 이러한 결함은 제품의 에이디 칩에 있어 균일 품질을 내기가 매우 어렵다는 것으로 많은 파라미터가 있겠지만 특히 여기서 다루고자 하는 것은 전류 구동인 엘이디 칩과 밀접한 관계에 있는 입력전압 Vf와의 관계에 대한 것이다.LED chips are made of PN electrodes through a manufacturing process on various compound semiconductor substrates such as gallium arsenide and gallium nitride, which are called compound or mixture semiconductors, and these compound semiconductors are used in the process of manufacturing digital-based semiconductor devices. It is common to have more defects than the semiconductor of a board | substrate. These defects are very difficult to achieve uniform quality in the product's AD chip, but there are many parameters, but in particular, the relationship with the input voltage Vf which is closely related to the current chip LED chip.

(그림2) 엘이디 칩의 일반적인 전류(I),전압(V) 특성 곡선(Figure 2) Typical current (I) and voltage (V) characteristic curve of LED chip

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상기 그림2에서 보는 바와 같이, 엘이디 칩의 특성은 입력전압 Vf에 따라 전류의 변화가 매우 크다는 것이다. 따라서, 각기 다른 입력전압 Vf값을 가진 엘이디 칩을 혼합하여 회로를 구성하여 엘이디 램프를 만들었을 때 신뢰성에 치명적인 영향을 미칠 수 있다는 것이다. 가령 하기의 그림3과 같이, 등가 회로도에서 입력전압 Vf 6V에 50mA칩으로 5Watt 램프를 구성하였다고 가정할 때, 구성한 엘이디 칩 전체가 Vf 6V이상으로 구성하였다면 그나마 효율을 낼 수 있다고 말할 수 있지만 그렇다고 신뢰성을 보장할 수 있는 것은 아니다. As shown in Figure 2, the characteristic of LED chip is that the change of current is very large according to the input voltage Vf. Therefore, when LED lamps are formed by mixing LED chips having different input voltage Vf values, the reliability of the LED lamps can be seriously affected. For example, as shown in Fig. 3 below, assuming that the 5W lamp is composed of the input voltage Vf 6V and 50mA chip in the equivalent circuit diagram, it can be said that if the entire LED chip is composed of Vf 6V or more, it can be efficient. There is no guarantee of this.

그러한 이유는 각기 다른 특성과 온도에 따른 특성 변화 시간에 따른 특성 변화가 발생되기 때문이다. 이러한 이유에서 그림3의 엘이디 램프를 구동하기 위한 전원장치가 정,전압회로 또는 정,전류 회로를 채용하여 적용하였다고 할지라도 원리적인 문제를 해결할 수 없다는 것이다. 즉 구동회로 공히 정격전압,전류를 인가하였다고 볼 때 Vf값이 낮은 부분에서 각각의 부족한 부분의 손실의 메움은 열로 발생되어 지고 이 열은 제품 전체의 수명을 단축시킨다는 것 또한 이를 해결하기 위하여 정격전압,전류보다 낮게 구성을 하게 되면 효율이 떨어진다는 문제점이 있게 된다. 이는 엘이디 칩 개수가 증가할수록 편차가 심화 된다는 것이다.The reason for this is that different characteristics and characteristic changes with temperature change time occur. For this reason, even if the power supply device for driving the LED lamp of Figure 3 adopts positive, voltage circuit or constant and current circuit, it cannot solve the principle problem. That is, when the rated voltage and current are applied to the driving circuit, the loss of each insufficient part is generated by heat in the part with low Vf value, and this heat shortens the life of the whole product. If the configuration is lower than the current, there is a problem that the efficiency is lowered. This means that the deviation increases as the number of LED chips increases.

즉, 본 등가 회로에서 Rwatt=I·V 에서 순수 정격 전압인 6V, 50mA를 감안하여 구동을 하였을 경우 전체 4.8-4.725=0.075(1.5%)는 열로 발생된다는 것이다.
In other words, in the equivalent circuit, when driving in consideration of the pure rated voltage of 6V and 50mA at Rwatt = I · V, the total 4.8-4.725 = 0.075 (1.5%) is generated as heat.

(그림3) 각기 다른 입력전압 Vf값을 가졌을 때의 등가회로도(Figure 3) Equivalent circuit diagram with different input voltage Vf

Figure pat00006

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본 발명은 이런 종래의 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 부스팅(강압 또는 승압) 구동회로를 채용하여 6V 또는 3V 엘이디 칩을 여러 개 직렬로 구성하여 엘이디 칩을 제작한다. The present invention is a method for solving such a conventional problem, by employing a boosting (step-down or step-up) driving circuit to fabricate the LED chip by configuring a plurality of 6V or 3V LED chip in series.

표1은 6V 50mA, 표2는 3V 100mA 엘이디 칩을 사용하여 엘이디 램프를 구성하여 사용되었을 때의 수량별 소모전력, 출력전압을 나타낸다.
Table 1 shows 6V 50mA and Table 2 shows power consumption and output voltage by quantity when LED lamp is used with 3V 100mA LED chip.

6V 50mA 엘이디 칩을 사용하였을 때의 칩수량,소모전력,출력전압Chip quantity, power consumption, and output voltage when 6V 50mA LED chip is used 엘이디 칩 사용수량LED chip usage 소모전력(Watt)Power Consumption (Watt) 출력전압Output voltage 1616 4.84.8 9696 2020 66 120120 2222 6.66.6 132132 2727 8.18.1 162162 4040 1212 240240 5050 1515 300300

3V 100mA 엘이디 칩을 사용하였을 때의 칩수량,소모전력,출력전압Chip quantity, power consumption, and output voltage when 3V 100mA LED chip is used 엘이디 칩 사용수량LED chip usage 소모전력(Watt)Power Consumption (Watt) 출력전압Output voltage 1616 4.84.8 4848 2020 66 6060 2222 6.66.6 6666 2727 8.18.1 8181 4040 1212 120120 5050 1515 150150

도 1과 도 2에서 보는 바와 같이, 직렬 구조는 일정한 전류의 흐름으로 전체를 제어할 수 있다. 상기 그림2에서 엘이디 칩은 Vf값의 변화에 따라 전류의 변화가 매우 크므로, 전체를 직렬로 구성하여 일정한 전류의 흐름은 다소 엘이디 칩 Vf값의 변화가 있다고 하더라도 각각의 엘이디 칩이 가지고 있는 특성만큼 동작하므로 효율을 극대화할 수 있게 된다. 이는 고출력 정전류 회로도의 완성도에 따라 충분한 신뢰성 확보와 고효율을 낼 수 있다는 것이다.As shown in Figures 1 and 2, the series structure can control the whole with a constant current flow. In Figure 2, the LED chip has a large current change according to the change of the Vf value. Therefore, even though there is a change in the LED chip Vf, the characteristics of each LED chip have a constant current flow. As long as it works, the efficiency can be maximized. This means that it is possible to secure sufficient reliability and high efficiency depending on the completeness of the high output constant current circuit diagram.

도 3은 본 발명에 따른 직류 고전압 정전류 출력이 가능한 LED 구동회로를 나타낸 회로도이다.3 is a circuit diagram showing an LED driving circuit capable of outputting a DC high voltage constant current according to the present invention.

도 3에서 LED 구동회로는 기본적으로 교류 입력전원을 전파정류하기 위한 브릿지회로(1)와, 이 브릿지회로(1)의 전류 출력단에 결합되는 바이패스 콘덴서(C1) 및, 바이패스 콘덴서(C1)를 통해 인가되는 정류전원을 근거로 전원출력단(31, 32)을 통해 LED 구동전원을 출력하는 구동회로(2)를 구비하여 구성된다.In FIG. 3, the LED driving circuit basically includes a bridge circuit 1 for full-wave rectifying AC input power, a bypass capacitor C1 coupled to a current output terminal of the bridge circuit 1, and a bypass capacitor C1. Comprising a driving circuit 2 for outputting the LED driving power through the power output stage (31, 32) based on the rectified power applied through.

교류전원이 입력되는 전원입력단(11, 12)에는 퓨즈(13)와 필터(14, 15) 및 바이패스 콘덴서(C1)를 통해 브릿지회로(1)가 결합된다. 상기 필터(14, 15)는 전자파 차폐를 위한 것으로서, 이들은 각각 저항(R1, R2)과 인덕터(L1, L2)를 구비하여 구성된다.The bridge circuit 1 is coupled to the power input terminals 11 and 12 through which the AC power is input, through the fuse 13, the filters 14 and 15, and the bypass capacitor C1. The filters 14 and 15 are for shielding electromagnetic waves, which are configured with resistors R1 and R2 and inductors L1 and L2, respectively.

브릿지회로(1)의 정류전원 출력단에는 저항(R3)과 인덕터(L3)를 구비하여 구성되는 전자파 차폐를 위한 필터(16)와 바이패스 콘덴서(C3)를 통해 바이패스 콘덴서(C1)가 결합된다. 바이패스 콘덴서(C1)에는 저항(R4)과 콘덴서(C4) 및 쇼트키다이오드(S1-S3)를 구비하는 역률개선회로(17)가 결합된다.The bypass capacitor C1 is coupled to the rectifier power output terminal of the bridge circuit 1 through a filter 16 and a bypass capacitor C3 for shielding electromagnetic waves having a resistor R3 and an inductor L3. . A power factor improving circuit 17 including a resistor R4, a capacitor C4, and a schottky diode S1-S3 is coupled to the bypass capacitor C1.

구동회로(2)는 콘트롤러(21)와 인덕터(L) 및 쇼트키다이오드(S4)를 구비하여 구성된다. 브릿지회로(1)에서 출력되는 정류전원은 전원출력단(31)에 결합됨과 더불어 인덕터(L)를 통해 콘트롤러(21)의 드레인단(DRAIN)에 결합된다. 또한 상기 정류전원은 콘트롤러(21)의 구동전원으로서 공급된다. 그리고 전원출력단(32)은 쇼트키다이오드(S4)를 통해 콘트롤러(21)의 드레인단(DRAIN)에 결합됨과 더불어 인덕터(L1)에 결합된다. 상기 구성에서 콘트롤러(21)는 드레인단(DRAIN)과 소스단(SOURCE)단을 교번적으로 단속하여 전원출력단(31, 32)에 결합되는 다수의 LED를 구동제어한다.The drive circuit 2 includes a controller 21, an inductor L, and a schottky diode S4. The rectified power output from the bridge circuit 1 is coupled to the power output terminal 31 and coupled to the drain terminal DRAIN of the controller 21 through the inductor L. The rectified power is also supplied as the drive power of the controller 21. In addition, the power output terminal 32 is coupled to the drain terminal DRAIN of the controller 21 through the Schottky diode S4 and to the inductor L1. In the above configuration, the controller 21 alternately controls the drain stage DRAIN and the source stage SOURCE stage to drive control a plurality of LEDs coupled to the power output stages 31 and 32.

전원출력단(31)에는 LED의 캐소드측이 결합되고 전원출력단(32)에는 LED의 애노드측이 결합된다. 콘트롤러(21)가 드레인단(DRAIN)과 소스단(SOURCE)을 전기적으로 결합시키게 되면 브릿지회로(1)에서 출력되는 정류전원이 전원출력단(31)과 LED, 전원출력단(32) 및 쇼트키다이오드(S4)를 통해서 콘트롤러(21)의 드레인단(DRAIN)으로 흐르게 됨으로써 LED가 구동된다.The cathode side of the LED is coupled to the power output stage 31 and the anode side of the LED is coupled to the power output stage 32. When the controller 21 electrically couples the drain terminal DRAIN and the source terminal SOURCE, the rectified power output from the bridge circuit 1 is connected to the power output terminal 31, the LED, the power output terminal 32, and the Schottky diode. The LED is driven by flowing to the drain terminal DRAIN of the controller 21 through S4.

또한 이때 정류전원이 인덕터(L)를 통해서 드레인단(DRAIN)으로 흐르게 됨으로써 인덕터(L)에 전류가 축적된다.At this time, the rectified power flows through the inductor L to the drain terminal DRAIN, whereby a current is accumulated in the inductor L.

한편, 콘트롤러(21)가 드레인단(DRAIN)과 소스단(SOURCE)을 전기적으로 차단시키게 되면, 인덕터(L)에 역기전력이 발생함으로써 인덕터(L)에 축적된 전류가 전원출력단(31), LED, 전원출력단(32) 및 쇼트키다이오드(S4)를 통해 흐르게 된다. 따라서 이때는 인덕터(L)에 축적된 전류에 의해 전원출력단(31, 32)에 결합된 LED가 구동되게 된다.On the other hand, when the controller 21 electrically disconnects the drain terminal DRAIN and the source terminal SOURCE, a counter electromotive force is generated in the inductor L, so that the current accumulated in the inductor L is stored in the power output terminal 31, the LED. , And flows through the power output terminal 32 and the schottky diode S4. Therefore, at this time, the LED coupled to the power output terminals 31 and 32 is driven by the current accumulated in the inductor L.

이와 같이 콘트롤러(21)는 드레인단(DRAIN)과 소스단(SOURCE) 사이의 전기적 경로를 일정한 주기로 단속함으로써 LED를 적절하게 구동하게 된다.
As such, the controller 21 drives the LED appropriately by interrupting the electrical path between the drain terminal DRAIN and the source terminal SOURCE at a constant cycle.

1 : 브릿지회로
2 : 구동회로
11,12 : 전원입력단
13 : 퓨즈
14,15,16 : 필터
17 : 열률개선회로
21 : 콘트롤러
31,32 : 전원출력단
C1,C2,C3,C4 : 콘덴서
L,L1,L2,L3 : 인덕터
R1,R2,R3,R4 : 저항
S1,S2,S3,S4 : 쇼트키다이오드
1: bridge circuit
2: drive circuit
11,12: power input terminal
13: fuse
14,15,16: filter
17: heat rate improvement circuit
21: controller
31,32: Power output terminal
C1, C2, C3, C4: Capacitor
L, L1, L2, L3: Inductor
R1, R2, R3, R4: Resistance
S1, S2, S3, S4: Schottky Diode

Claims (3)

엘이디(LED) 구동회로에 있어서;
부스팅(강압 또는 승압) 구동회로를 채용하여 6V 또는 3V 엘이디 칩을 여러 개 직렬로 구성하여 Vf값의 변화에 따라 각각의 엘이디 특성만큼 동작하여 효율을 극대화하고 고출력 정전류 회로에 따라 충분한 신뢰성 확보가 이루어짐을 특징으로 하는 직류 고전압 정전류 출력이 가능한 엘이디(LED) 구동회로.
In the LED driving circuit;
By adopting boosting (step-down or step-up) driving circuit, several 6V or 3V LED chips are configured in series and operate according to each LED characteristic according to the change of Vf value to maximize efficiency and secure sufficient reliability according to high output constant current circuit. LED (LED) driving circuit capable of outputting a DC high voltage constant current.
교류 입력전원을 전파정류하기 위한 브릿지회로(1)와, 이 브릿지회로(1)의 전류 출력단에 결합되는 바이패스 콘덴서(C1) 및, 바이패스 콘덴서(C1)를 통해 인가되는 정류전원을 근거로 전원출력단(31, 32)을 통해 LED 구동전원을 출력하는 구동회로(2)로 이루어진 엘이디(LED) 구동회로에 있어서;
교류전원이 입력되는 전원입력단(11, 12)에는 퓨즈(13)와 전자파 차폐를 위해 저항(R1, R2)과 인덕터(L1, L2)로 구성된 필터(14, 15) 및 바이패스 콘덴서(C1)를 통해 상기 브릿지회로(1)가 결합되고;
상기 브릿지회로(1)의 정류전원 출력단에는 저항(R3)과 인덕터(L3)를 구비하여 구성되는 전자파 차폐를 위한 필터(16)와 바이패스 콘덴서(C3)를 통해 상기 바이패스 콘덴서(C1)가 결합되며;
상기 바이패스 콘덴서(C1)에는 저항(R4)과 콘덴서(C4) 및 쇼트키다이오드(S1-S3)를 구비하는 역률개선회로(17)가 결합되고;
상기 구동회로(2)는 콘트롤러(21)와 인덕터(L) 및 쇼트키다이오드(S4)를 구비하여 구성되되, 상기 브릿지회로(1)에서 출력되는 정류전원은 전원출력단(31)에 결합됨과 더불어 인덕터(L)를 통해 콘트롤러(21)의 드레인단(DRAIN)에 결합되고, 상기 정류전원은 콘트롤러(21)의 구동전원으로서 공급되며, 전원출력단(32)은 쇼트키다이오드(S4)를 통해 콘트롤러(21)의 드레인단(DRAIN)에 결합됨과 더불어 인덕터(L1)에 결합되어 콘트롤러(21)는 드레인단(DRAIN)과 소스단(SOURCE)단을 교번적으로 단속하여 전원출력단(31, 32)에 결합되는 다수의 LED를 구동제어하며;
상기 전원출력단(31)에는 LED의 캐소드측이 결합되고 전원출력단(32)에는 LED의 애노드측이 결합되어 콘트롤러(21)가 드레인단(DRAIN)과 소스단(SOURCE)을 전기적으로 결합시키게 되면 브릿지회로(1)에서 출력되는 정류전원이 전원출력단(31)과 LED, 전원출력단(32) 및 쇼트키다이오드(S4)를 통해서 콘트롤러(21)의 드레인단(DRAIN)으로 흐르게 됨으로써 LED가 구동되는 것을 특징으로 하는 직류 고전압 정전류 출력이 가능한 엘이디(LED) 구동회로.
On the basis of the bridge circuit 1 for full-wave rectification of AC input power, the bypass capacitor C1 coupled to the current output terminal of the bridge circuit 1, and the rectified power applied through the bypass capacitor C1. An LED driving circuit comprising a driving circuit 2 for outputting LED driving power through the power output stages 31 and 32;
In the power input terminals 11 and 12 into which AC power is input, filters 14 and 15 composed of resistors R1 and R2 and inductors L1 and L2 and a bypass capacitor C1 for shielding the fuse 13 and electromagnetic waves. The bridge circuit (1) is coupled through;
The bypass capacitor C1 is connected to the rectifier power output terminal of the bridge circuit 1 through a filter 16 and a bypass capacitor C3 for shielding electromagnetic waves, each of which includes a resistor R3 and an inductor L3. Combined;
A power factor improving circuit (17) having a resistor (R4), a capacitor (C4), and a schottky diode (S1-S3) is coupled to the bypass capacitor (C1);
The driving circuit 2 includes a controller 21, an inductor L, and a schottky diode S4, and the rectified power output from the bridge circuit 1 is coupled to the power output terminal 31. It is coupled to the drain terminal (DRAIN) of the controller 21 through the inductor (L), the rectified power is supplied as the driving power of the controller 21, the power output terminal 32 is the controller through the Schottky diode (S4). Coupled to the drain stage DRAIN of the 21 and coupled to the inductor L1, the controller 21 alternately intercepts the drain stage DRAIN and the source stage SOURCE stage to supply power to the output stages 31 and 32. Drive control a plurality of LEDs coupled to the plurality of LEDs;
The cathode side of the LED is coupled to the power output terminal 31 and the anode side of the LED is coupled to the power output terminal 32 so that the controller 21 electrically couples the drain terminal DRAIN and the source terminal SOURCE. The rectified power output from the circuit 1 flows to the drain terminal DRAIN of the controller 21 through the power output terminal 31 and the LED, the power output terminal 32, and the Schottky diode S4. LED (LED) driving circuit capable of outputting a DC high voltage constant current.
제 2 항을 이용한 엘이디 램프.LED lamp using the second term.
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