KR20130031719A - System control unit, led driver including the unit and static current regulation method for the driver - Google Patents
System control unit, led driver including the unit and static current regulation method for the driver Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130031719A KR20130031719A KR1020110095449A KR20110095449A KR20130031719A KR 20130031719 A KR20130031719 A KR 20130031719A KR 1020110095449 A KR1020110095449 A KR 1020110095449A KR 20110095449 A KR20110095449 A KR 20110095449A KR 20130031719 A KR20130031719 A KR 20130031719A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- current
- power transistor
- peak value
- diode
- turned
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
Abstract
Description
본 발명은 LED 드라이버 및 LED 드라이버를 위한 정전류 제어방법에 관한 것으로, 특히, 1차측 코일에 연결된 전력트랜지스터가 턴 오프 되는 시점, 2차측 코일에 연결된 다이오드가 턴 오프 되는 시점 및 1차측의 전력트랜지스터에 흐르는 전류의 피크치와 2차측 다이오드에 전류가 흐르는 시간을 이용하여 2차측에 연결된 발광다이오드(이하 LED)에 흐르는 전류를 예측하고, 그 평균값을 이용하여 상기 전력트랜지스터의 동작을 제어하는 게이트 제어신호를 생성하여 최종적으로는 LED 어레이에 공급되는 정전류를 제어하는 LED 드라이버 및 상기 LED 드라이버의 정전류 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a LED driver and a constant current control method for the LED driver, in particular, the time when the power transistor connected to the primary coil is turned off, the time when the diode connected to the secondary coil is turned off and the power transistor on the primary side Using the peak value of the current flowing and the time that the current flows through the secondary diode, the current flowing through the LED connected to the secondary side is predicted and the average value is used to control the gate control signal for controlling the operation of the power transistor. The present invention relates to an LED driver for controlling a constant current generated and finally supplied to an LED array and a method of controlling the constant current of the LED driver.
LED 조명은 LED에 정전류가 흐를 수 있도록 구성하여 일정한 밝기를 유지할 수 있는 조명장치를 말한다. LED의 밝기는 LED에 흐르는 정전류의 크기를 제어함으로써 조절 가능한데, LED에 흐르는 평균전류가 일정할 경우 정전류 제어가 된다고 한다. LED lighting refers to a lighting device that can maintain a constant brightness by configuring a constant current to flow through the LED. The brightness of the LED can be controlled by controlling the magnitude of the constant current flowing through the LED, which is said to be constant current control when the average current flowing through the LED is constant.
도 1은 종래의 LED 드라이버의 회로도이다. 1 is a circuit diagram of a conventional LED driver.
도 1을 참조하면, LED 드라이버(100)는 전원변환부(110), 트랜스포머(120), 스위칭부(130), 시스템 컨트롤부(140) 및 1차측 제로전류 감지부(150)를 구비한다. Referring to FIG. 1, the
전원변환부(110)는 1차측으로 공급되는 교류전압(Vac)을 전파정류기(111)에서 정류하여 이를 제1커패시터(C1)를 이용하여 DC 입력전압(VIN)을 생성한다. 스위칭부(130)는 직렬로 연결된 전력트랜지스터(Q1) 및 스위칭 저항(Rs)를 구비하며, 전력트랜지스터(Q1)는 게이트 제어신호(VG)에 응답하여 동작한다. 트랜스포머(120)는 1차측 코일에 연결된 전력트랜지스터(Q1)의 스위칭 동작에 따라 전원변환부(110)로부터 생성된 DC 입력전압(VIN)을 트랜스포머(120)를 구성하는 코일의 1차 권선(T1) 및 2차 권선(T2)의 권선 비에 따라 2차측에 전달한다. 1차측 제로전류 감지부(150)는 트랜스포머(120)의 1차측에 저장된 에너지가 2차측으로 전달되는 과정 중 특히 전력트랜지스터가 턴 오프가 되는 구간에서 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)에 강하되는 전압(VF) 및 2차측에 연결된 LED 어레이에 강하되는 전압(VO)의 합과 2차측 권선수(Ns)와 보조권선수(Na)의 비를 곱한 값으로 반영되는 공진전압(VW)을 생성한다. The
시스템 컨트롤부(140)는 출력전류(IO) 예측기(141), 다이오드 턴 온 구간 예측기(142), LED 어레이에 강하되는 전압 예측기(143) 및 게이트 제어신호 생성기(144)를 구비한다. 출력전류(IO) 예측기(141)는 전력트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류(Ids)에 대응되는 전압(CS)을 이용하여 LED 어레이(160)에 흐르는 전류(IO)를 예측한다. 다이오드 턴 온 구간 예측기(142)는 공진전압(VW)을 일정한 비율로 분할한 분할전압(VS)을 이용하여 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)가 턴 온 되는 시간 구간(TD)을 예측한다. LED 어레이에 강하되는 전압 예측기(143)는 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)가 턴 온 되는 시간 구간(TD) 및 피드백 전압(VW)을 일정한 비율로 분할한 분할 전압(VS)을 이용하여 LED 어레이(160)에 강하되는 전압(VO)을 예측한다. 게이트 제어신호 생성기(144)는 LED 어레이(160)에 강하되는 전압(VO)을 이용하여 LED 어레이(160)에 제공된 정전류의 양을 결정하는 게이트 제어신호(VG)를 생성한다.
The
도 2는 도 1에 도시된 LED 드라이버의 일정 노드에서의 파형을 나타낸다. FIG. 2 shows waveforms at certain nodes of the LED driver shown in FIG. 1.
도 2를 참조하면, 전력트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류(Ids)는 하나의 단위 구간(TS) 중 전력트랜지스터(Q1)가 턴 온 되는 구간(TON)에서 증가하며, 턴 오프 되는 구간(TS-TON)에서는 전류가 흐르지 않는다. Referring to FIG. 2, the current I ds flowing in the power transistor Q1 increases in a section T ON in which the power transistor Q1 is turned on and turns off in one unit section T S. At (T S -T ON ), no current flows.
2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)에 흐르는 전류(ID)는 전력트랜지스터(Q1)가 턴 오프 되는 순간 턴 온 되어 전력트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류(Ids)의 피크값(Ipk)과 트랜스포머(120)를 구성하는 코일의 1차 권선(NP) 및 2차 권선(NS)의 권선 비(NP/NS)를 곱한 크기의 다이오드 전류의 피크값(ID_p)이 흐르게 된다. 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)에 흐르는 전류(ID)는, 턴 온 초기의 다이오드 전류의 피크값(ID_p)으로부터 서서히 감소하여 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)가 턴 오프 되는 시점에는 전류가 제로(zero) 상태가 된다. The current I D flowing in the diode D1 connected to the secondary coil is turned on at the moment when the power transistor Q1 is turned off, and the peak value I pk of the current I ds flowing in the power transistor Q1 and The peak value I D_p of the diode current multiplied by the winding ratio N P / N S of the primary winding N P and the secondary winding N S of the coil constituting the
공진전압(VW)은 전력트랜지스터(Q1)가 턴 온 된 상태에서는 네거티브 전압준위를 나타내지만, 전력트랜지스터(Q1)가 턴 오프 되는 순간 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)에 강하되는 전압(VF) 및 2차측에 연결된 LED 어레이(160)에 강하되는 전압(VO)의 합과 2차측 권선수(Ns)와 보조권선수(Na)의 비를 곱한 전압준위를 가지다가 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)가 턴 오프 되는 시점에서 일정한 공진(Resonance) 특성을 나타낸다. 여기서 공진 특성은 턴 오프 된 전력트랜지스터(Q1)의 드레인과 소스 단자 사이에 형성된 기생 커패시터(미도시)와 트랜스포머(120)를 형성하는 인덕터 사이의 LC 공진을 의미한다. The resonance voltage V W indicates a negative voltage level when the power transistor Q1 is turned on, but the voltage V dropped on the diode D1 connected to the secondary coil when the power transistor Q1 is turned off. F ) and the voltage level multiplied by the ratio of the voltage (V O ) dropped to the
도 1에 도시된 LED 드라이버의 경우, 게이트 제어신호(VG)를 생성하기 위해서는 전력트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류(Ids)의 피크값(Ipk), 트랜스포머(120)를 구성하는 코일의 1차 권선(NP) 및 2차 권선(NS)의 권선 비(NP/NS), 게이트 제어신호(VG)의 한 주기(TS) 및 2차측 다이오드(D1)의 턴 온 구간(TD)을 모두 알아야 하며, 이들을 이용하여 새로운 게이트 제어신호(VG)를 생성하는 것은 계산 량이 많고 회로가 복잡해 지는 단점이 있다.
In the case of the LED driver illustrated in FIG. 1, in order to generate the gate control signal V G , the peak value I pk of the current I ds flowing through the power transistor Q1 and the coil of the
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 적은 수의 파라미터를 이용하여 펄스 형태의 출력전류를 연산하고, 상기 펄스 형태의 출력전류의 평균값을 이용하여 게이트 제어신호를 생성하는 시스템 컨트롤부를 제공하는 것에 있다. An object of the present invention is to provide a system control unit that calculates a pulsed output current using a small number of parameters and generates a gate control signal using an average value of the pulsed output current. .
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 적은 수의 파라미터를 이용하여 펄스 형태의 출력전류를 연산하고 상기 펄스 형태의 출력전류의 평균값을 이용하여 게이트 제어신호를 생성하는 시스템 컨트롤부를 포함하는 LED 드라이버를 제공하는 것에 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is an LED driver including a system control unit for calculating a pulse type output current using a small number of parameters and generating a gate control signal using the average value of the pulse type output current. Is to provide.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 적은 수의 파라미터를 이용하여 펄스 형태의 출력전류를 연산하고 상기 펄스 형태의 출력전류의 평균값을 이용하여 게이트 제어신호를 생성하는 LED 드라이버의 정전류 제어방법을 제공하는 것에 있다. Another technical problem to be solved by the present invention, a constant current control method of the LED driver to calculate the output current in the pulse form using a small number of parameters and to generate a gate control signal using the average value of the output current in the pulse form. Is to provide.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템 컨트롤부는, 게이트 제어신호에 응답하여 동작하는 전력트랜지스터와 상기 전력트랜지스터와 접지전압 사이에 설치된 스위칭 저항을 구비하는 스위칭부, 1차측 코일에 연결된 상기 스위칭부의 스위칭 동작에 응답하여 상기 입력전압을 일정한 비율로 2차측에 전달하는 트랜스포머 및 상기 2차측 코일에 연결된 LED 다이오드 어레이에 강하되는 전압과 상기 트랜스포머의 2차측 코일에 연결된 다이오드에 강하된 전압을 반영한 공진전압을 생성하는 1차측 제로전류 감지부를 포함하는 LED 드라이버를 구성하며, 상기 전력트랜지스터에 흐르는 전류 및 상기 공진전압을 이용하여 상기 2차측 코일에 연결된 다이오드에 흐르는 전류 중 가장 큰 제2피크값을 예측하고, 상기 전력트랜지스터가 턴 오프되는 시점, 상기 2차측 코일에 연결된 다이오드가 턴 오프되는 시점 및 상기 제2피크값을 이용하여 일정한 시간 구간 동안 상기 LED 다이오드 어레이에 공급되는 전류의 평균값을 구하고, 상기 평균값을 이용하여 상기 게이트 제어신호를 갱신한다.
According to an aspect of the present disclosure, a system control unit includes: a power transistor operating in response to a gate control signal; a switching unit having a switching resistor installed between the power transistor and a ground voltage; a primary coil In response to the switching operation of the switching unit connected to the transformer for transmitting the input voltage to the secondary side at a constant rate and the voltage dropped on the LED diode array connected to the secondary coil and the diode connected to the secondary coil of the transformer And a LED driver including a primary zero current sensing unit configured to generate a resonance voltage reflecting a voltage, wherein a second largest current among the current flowing through the power transistor and the diode connected to the secondary coil using the resonance voltage is used. Predict the peak value, the power transistor The average value of the current supplied to the LED diode array for a certain period of time using the time when the power is turned off, the time when the diode connected to the secondary coil is turned off, and the second peak value, and the average value is used. Update the gate control signal.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 드라이버는, 전원변환부, 스위칭부, 트랜스포머, 1차측 제로전류 감지부 및 시스템 컨트롤부를 구비한다. 상기 전원변환부는 교류형태의 공급전압을 정류하여 입력전압을 생성한다. 상기 스위칭부는 게이트 제어신호에 응답하여 동작하는 전력트랜지스터 및 상기 전력트랜지스터와 접지전압 사이에 설치된 스위칭 저항을 구비한다. 상기 트랜스포머는 1차측 코일에 연결된 상기 스위칭부의 스위칭 동작에 응답하여 상기 입력전압 또는 직류형태의 공급전압을 일정한 비율로 2차측에 전달한다. 상기 1차측 제로전류 감지부는 상기 LED 다이오드 어레이에 강하되는 전압 및 상기 트랜스포머의 2차측 코일에 연결된 다이오드에 강하된 전압을 반영한 공진전압을 생성한다. 상기 시스템 컨트롤부는 상기 전력트랜지스터에 흐르는 전류 및 상기 공진전압을이용하여 상기 2차측 코일에 연결된 다이오드에 흐르는 전류 중 가장 큰 제2피크값을 예측하고, 상기 전력트랜지스터가 턴 오프되는 시점, 상기 2차측 코일에 연결된 다이오드가 턴 오프되는 시점 및 상기 제2피크값을 이용하여 일정한 시간 구간 동안 상기 LED 다이오드 어레이에 공급되는 전류의 평균값을 구하고, 상기 평균값을 이용하여 상기 게이트 제어신호를 생성한다.
LED driver according to an embodiment of the present invention for achieving the above another technical problem, a power conversion unit, a switching unit, a transformer, a primary side zero current detection unit and a system control unit. The power conversion unit rectifies the supply voltage of the AC type to generate an input voltage. The switching unit includes a power transistor that operates in response to a gate control signal and a switching resistor disposed between the power transistor and a ground voltage. The transformer transmits the input voltage or the supply voltage in the form of direct current to the secondary side in response to the switching operation of the switching unit connected to the primary side coil. The primary current zero sensing unit generates a resonance voltage reflecting the voltage dropped in the LED diode array and the voltage dropped in the diode connected to the secondary coil of the transformer. The system controller predicts the largest second peak value among the currents flowing through the diode connected to the secondary coil by using the current flowing through the power transistor and the resonance voltage, and when the power transistor is turned off, the secondary side The average value of the current supplied to the LED diode array for a predetermined time period is obtained using the time point when the diode connected to the coil is turned off and the second peak value, and the gate control signal is generated using the average value.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 드라이버 정전류 제어방법은, 제1항에 기재된 LED 드라이버에 적용되며, 파라미터 추출단계, 출력전류 생성단계, 평균값 생성단계 및 게이트 제어신호 생성단계를 구비한다. 상기 파라미터 추출단계는 상기 전력트랜지스터에 흐르는 전류 중 가장 큰 제1피크값, 상기 트랜스포머의 2차측에 연결된 다이오드에 흐르는 전류 중 가장 큰 제2피크값, 상기 전력트랜지스터가 턴 오프 되는 시점 및 상기 트랜스포머의 2차측에 연결된 다이오드에 흐르는 전류가 제로(zero)가 되는 시점을 검출한다. 상기 출력전류 생성단계는 상기 제2피크값, 상기 전력트랜지스터가 턴 오프 되는 시점 및 상기 트랜스포머의 2차측에 연결된 다이오드 전류가 제로가 되는 시점을 이용하여 상기 펄스 형태의 출력전류를 생성한다. 상기 평균값 생성단계는 미리 설정된 일정 시간 구간 이내에 포함되는 상기 펄스 형태의 출력전류들을 평균한 평균값을 생성한다. 상기 게이트 제어신호 생성단계는 상기 평균값에 응답하여 상기 게이트 제어신호를 생성한다.
LED driver constant current control method according to an embodiment of the present invention for achieving the another technical problem, is applied to the LED driver of claim 1, the parameter extraction step, output current generation step, average value generation step and gate control And a signal generation step. The parameter extracting step may include a largest first peak value among currents flowing through the power transistor, a second largest peak value among currents flowing through a diode connected to the secondary side of the transformer, a time point at which the power transistor is turned off, and The time point at which the current flowing in the diode connected to the secondary side becomes zero is detected. The output current generating step generates the pulsed output current using the second peak value, the time when the power transistor is turned off, and the time when the diode current connected to the secondary side of the transformer becomes zero. The average value generating step generates an average value obtained by averaging the output currents of the pulse type included within a predetermined time interval. The gate control signal generating step generates the gate control signal in response to the average value.
본 발명에 따른 LED 드라이버 및LED 드라이버의 정전류 제어방법은, 정전류 제어를 위해 적은 수의 파라미터를 이용하여 얻은 출력전류의 평균값을 이용하여 제어하므로, 연산이 복잡하지 않기 때문에 연산에 필요한 하드웨어가 간단하다. Since the LED driver and the constant current control method of the LED driver according to the present invention are controlled using the average value of the output current obtained by using a small number of parameters for the constant current control, the hardware required for the calculation is simple because the operation is not complicated. .
또한 입력전류가 직류 형태가 아닌 교류형태인 경우에도 2차측 정전류를 효과적으로 제어할 수 있으며, 이 경우 입력전류가 직류 형태인 경우에 비해 역률이 향상된다.
In addition, even when the input current is not a direct current form, the secondary constant current can be effectively controlled. In this case, the power factor is improved compared to the case where the input current is a direct current form.
도 1은 종래의 LED 드라이버의 회로도이다.
도 2는 도 1에 도시된 LED 드라이버의 일정 노드에서의 파형을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 드라이버의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 드라이버의 정전류 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 드라이버의 일정 노드에서의 전기적 파형을 나타낸다.
도 6은 입력전압이 큰 리플이 존재하는 직류전압인 경우 전력트랜지스터에 흐르는 전류를 나타낸다. 1 is a circuit diagram of a conventional LED driver.
FIG. 2 shows waveforms at certain nodes of the LED driver shown in FIG. 1.
3 is a circuit diagram of an LED driver according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of controlling a constant current of an LED driver according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 illustrates an electrical waveform at a predetermined node of the LED driver according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates a current flowing through a power transistor when the input voltage is a DC voltage having a large ripple.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention and the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which are provided for explaining exemplary embodiments of the present invention, and the contents of the accompanying drawings.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
본 발명의 핵심 아이디어는, 적은 수의 파라미터를 이용하여 2차측에 연결된 LED 어레이에 공급되는 전류를 펄스 형태의 전류로 변환하고, 일정 시간 구간에 속하는 복수 개의 변환한 출력전류들의 평균값을 이용하여 1차측 스위칭 소자의 동작을 제어하는 게이트 제어신호를 생성하는 것이다. The core idea of the present invention is to convert the current supplied to the LED array connected to the secondary side using a small number of parameters into a pulse type current, and using an average value of a plurality of converted output currents belonging to a predetermined time interval. The gate control signal for controlling the operation of the vehicle side switching element is generated.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 드라이버의 회로도이다. 3 is a circuit diagram of an LED driver according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, LED 드라이버(300)는, 1차측 코일로 공급되는 입력전압(VIN)을 2차측 회로에 연결된 다이오드 어레이(360)에 전달하는 기능을 수행하며, 전원변환부(310), 트랜스포머(320), 스위칭부(330), 시스템 컨트롤부(340) 및 1차측 제로전류 감지부(350)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the
본 실시 예에서 LED 드라이버(300)로 공급되는 공급전압은 교류전압(Vac)인 경우를 예시하여 설명하지만, 공급전압은 이에 한정되지 아니하며, 예를 들면, 공급전압은 직류전압일 수도 있다. 공급전압이 직류전압인 경우 본 실시 예의 LED 드라이버(300)는 전원변환부(310)를 포함하지 않을 수 있다. In the present embodiment, the supply voltage supplied to the
전원변환부(310)는 정류기(311), 정류기(311) 출력단과 접지(GND) 사이에 연결된 제1커패시터(C1)를 포함한다. 전원변환부(310)는 교류전압(Vac)을 정류기(311)로 정류하고, 제1커패시터(C1)에 의해 정류된 전압을 입력전압(VIN)으로 변환한다. 입력전압(VIN)은 제1커패시터(C1)의 커패시턴스가 큰 경우에는 리플이 거의 존재하지 않거나 아주 작은 리플(ripple)이 존재하는 직류전압이 되지만, 커패시턴스가 작은 경우에는 큰 리플이 존재하는 직류전압이 될 수 있다. 큰 리플이 존재하는 직류전압은 정류된 전압의 파형과 실질적으로 유사한 파형을 가지는 전압을 포함한다. 이하에서 자세하게 설명하겠지만, 본 실시 예에서는 입력전압(VIN)이 리플이 없거나 리플이 작은 직류전압인 경우는 물론이고 리플이 큰 직류전압인 경우에도 효과적으로 동작 될 수 있다. The
스위칭부(330)는 시스템 컨트롤부(340)에서 생성된 게이트 제어신호(VG)에 응답하여 동작하는 전력트랜지스터(Q1) 및 전력트랜지스터(Q1)와 접지(GND) 사이에 설치된 스위칭 저항(Rs)을 포함한다. The
트랜스포머(320)는 1차측 코일에 연결된 상기 스위칭부(330)의 스위칭 동작에 응답하여 상기 입력전압(VIN)을 일정한 비율로 2차측 코일에 전달한다. 트랜스포머(320)에 포함된 1차측 코일의 권선수는 NP 이고 2차측 코일의 권선수는 NS 라고 가정할 때, 일정한 비율은 1차측 코일 권선수(NP) 및 2차측 코일 권선수(NS)의 권선 비를 의미한다. The
제로전류 감지부(350)는 공진전압(VW)을 2개의 저항(R1, R2)을 이용하여 분할한 분할전압(VDIV)을 생성한다. 공진전압(VW)은 LED 다이오드 어레이(360)에 강하되는 전압(VO) 및 트랜스포머(320)의 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)에 강하되는 전압(Vdi)을 2차측 권선수(NS) 및 보조 권선수(Na)의 비로 반영한 전압이다. 분할전압(VDIV)은 공진전압(VW)이 저항(R1, R2)들 간 비율로 분할된 전압이다. 이하의 설명에서는 특별한 언급이 없더라도 공진전압(VW)과 분할전압 (VDIV)의 상기 관계는 유지된다. The zero
시스템 컨트롤부(340)는 다이오드 전류 피크값 예측기(341), 다이오드 턴 오프 시점 검출기(342), 전력트랜지스터 턴 오프 시점 검출기(343), 평균값 계산기(344) 및 펄스 제어기(345)를 구비한다. The
다이오드 전류 피크값 예측기(341)는 전력트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류(Ids) 중 가장 큰 제1피크값(Ids_p)을 검출하고, 제1피크값(Ids_p)을 이용하여 제2피크값(ID_p)을 예측한다. 제2피크값(ID_p)은 2차측 다이오드(D1)에 흐르는 전류 중 가장 큰 전류로서, 트랜스포머(320)의 1차측 코일 권선수(NP) 및 2차측 코일 권선수(NS)의 권선 비와 제1피크값(Ids_p)의 곱으로 예측할 수 있다. The diode current
다이오드 턴 오프 시점 검출기(342)는 분할전압(VDIV)을 이용하여 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)가 턴 오프되는 시점(t2)을 검출한다. 분할전압(VDIV)은 전력트랜지스터(Q1)가 턴 오프 되는 순간 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)에 강하되는 전압(Vdi) 및 2차측에 연결된 LED 어레이(160)에 강하되는 전압(VO)의 합과 2차측 권선수(NS)와 보조 권선수(Na)의 권선 비를 곱한 전압준위를 가지다가 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)가 턴 오프 되는 시점(t2)에서 일정한 공진 특성을 나타낸다. The diode turn-
도 2를 참조하면, 공진전압(VW)의 전압준위가 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)가 턴 오프 되는 시점(t2)에서 급격히 감소하는 것을 알 수 있다. 이 부분은 본 실시 예의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 따라서 다이오드 턴 오프 시점 검출기(342)는 공진전압(VW)의 전압준위가 급격히 감소하는 시점을 미분기 등을 통하여 검출함으로써 다이오드(D1)가 턴 오프 되는 시점(t2) 을 검출할 수 있다. Referring to FIG. 2, it can be seen that the voltage level of the resonance voltage V W decreases rapidly at the time t 2 when the diode D1 connected to the secondary coil is turned off. This part is equally applicable to the present embodiment. Accordingly, the diode turn-
전력트랜지스터 턴 오프 시점 검출기(343)는 게이트 제어신호(VG)를 이용하여 전력트랜지스터(Q1)가 턴 오프 되는 시점(t1)을 검출한다. The power transistor turn off
평균값 계산기(344)는 전력트랜지스터(Q1)가 턴 오프되는 시점(t1), 2차측 다이오드(D1)가 턴 오프되는 시점(t2) 및 제2피크값(ID_p)을 이용하여 LED 다이오드 어레이(360)에 공급되는 전류(I0)에 대응되는 펄스(Pulse) 형태의 출력전류(IO_PWM)를 누적하고, 누적된 출력전류(IO_PWM)들 중 일정시간 구간에 포함되는 출력전류(IO_PWM)를 평균하여 이들의 평균값(IO_avg)을 생성한다. The
출력전류(IO_PWM)는, 펄스 폭(width)이 전력트랜지스터(Q1)가 턴 오프되는 시점(t1)으로부터 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)가 턴 오프되는 시점(t2)까지이며, 펄스 크기(amplitude)는 상기 제2피크값(ID_p)의 1/2배 값을 가지는 것이 바람직하다. 그러나 출력전류(IO_PWM)의 펄스 크기는 제2피크값(ID_p)의 1/2배에 한정되지 아니하며, 예를 들면, 1/4배, 2배 등 다양한 배수 값을 가질 수 있다. 출력전류(IO_PWM)의 형태에 대해서는 후술한다. Output current (I O_PWM), the pulse width (width) is a power transistor (Q1) is to the turn which is turned off is connected to the secondary coil from the time (t 1) a diode (D1) is turned off the time (t 2), The pulse amplitude preferably has a value 1/2 times the second peak value I D_p . However, the pulse size of the output current I O_PWM is not limited to 1/2 of the second peak value I D_p , and may have various multiples such as 1/4 and 2 times. The form of the output current I O_PWM will be described later.
평균값 계산기(344)는 일정 시간 구간 동안의 출력전류(IO_PWM)를 수신하여 평균값(IO_avg)을 생성하는 저역통과필터(Low Pass Filter)로 구현할 수 있다. 여기서 일정한 시간 구간은 제1커패시터(C1)에 의해 입력전압(VIN)으로 변환된 경우 상기 교류전압(Vac)의 주파수에 의해 결정될 수 있다. The
펄스 제어기(345)는 평균값(IO_avg)을 이용하여 게이트 제어신호(VG)를 생성한다. 전력트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류(Ids)는, 전류 미터를 이용하지 않더라도, 상기 전력트랜지스터(Q1)과 스위칭 저항(Rs)이 연결된 노드 전압(VCS)과 스위칭 저항(Rs)의 저항값을 이용하면 쉽게 예측할 수 있다.
The
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 드라이버의 정전류 제어방법을 나타내는 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a method of controlling a constant current of an LED driver according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, LED 드라이버의 정전류 제어방법(400)은, 도 3에 도시된 LED 드라이버에 적용되며, 전원공급단계(410), 파라미터 추출단계(420), 펄스 형태의 출력전류 생성단계(430), 일정시간구간 판단단계(440), 평균값 생성단계(450) 및 게이트 제어신호 생성단계(460)를 구비한다. 4, the constant
전원공급단계(410)는 LED 드라이버(300)의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 파라미터 추출단계(420)는 전력트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류 중 가장 큰 제1피크값(Ids_p), 트랜스포머(320)의 2차측에 연결된 다이오드(D1)에 흐르는 전류 중 가장 큰 제2피크값(ID_p), 전력트랜지스터(Q1)가 턴 오프 되는 시점(t1) 및 트랜스포머(320)의 2차측에 연결된 다이오드(D1)에 흐르는 전류가 0(zero)가 되는 시점(t2)을 검출한다.(421 ~ 424) 여기서 제2피크값(ID_p)은 트랜스포머(320)를 구성하는 코일의 1차 권선(N1) 및 2차 권선(N2)의 권선 비와 상기 제1피크값(Ids_p)의 곱으로 결정된다. The
펄스 형태의 출력전류 생성단계(430)는 제2피크값(ID_p), 전력트랜지스터가 턴 오프 되는 시점(t1) 및 트랜스포머(320)의 2차측에 연결된 다이오드(D1)의 전류가 제로가 되는 시점(t2)을 이용하여 펄스 형태의 출력전류(IO_PWM)를 생성한다. 펄스 형태의 출력전류(IO_PWM)는, 펄스의 폭(width)이 전력트랜지스터(Q1)가 턴 오프되는 시점(t1)으로부터 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)가 턴 오프되는 시점(t2)까지이며, 크기(amplitude)는 제2피크값(ID_p)의 절반(half)이 된다. The pulsed output
일정시간구간 판단단계(440)는 펄스 형태의 출력전류(IO_PWM)가 미리 설정된 일정 시간 구간 이내에 포함된 경우(Yes)에는 파라미터 추출단계(420) 및 펄스 형태의 출력전류 생성단계(430)를 수행하도록 하고, 펄스 형태의 출력전류(IO_PWM)가 미리 설정된 일정 시간 구간 이내에 포함되지 않은 경우(No)에는 평균값 생성단계(450)를수행하도록 한다. The predetermined time
평균값 생성단계(450)는 미리 설정된 일정 시간 구간 이내에 포함되는 펄스 형태의 출력전류(IO_PWM)들을 평균한 평균값(IO_avg)을 생성한다. 게이트 제어신호 생성단계(460)는 평균값(IO_avg)에 응답하여 게이트 제어신호(VG)를 생성한다. The average
파라미터 추출단계(420), 펄스 형태의 출력전류 생성단계(430), 일정시간구간 판단단계(440), 평균값 생성단계(450) 및 게이트 제어신호 생성단계(460)는 LED 드라이버(300)가 LED 어레이(360)에 정전류를 공급하는 동안 반복 수행한다. The
본 실시 예에서 출력전류(IO_PWM)는, 펄스 크기(amplitude)가 상기 제2피크값(ID_p)의 1/2배 값을 가지는 경우를 예시하였지만, 출력전류(IO_PWM)의 펄스 크기가 제2피크값(ID_p)의 1/2배에 해당하지 아니한 경우, 예를 들면, 제2피크값(ID_p)의 1/4배, 1/6배, 2배 등 배수 값을 가질 경우, 평균값 생성단계(450)는 평균값(IO_avg)에 각각 2, 3, 1/4을 곱하는 보정 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.
In the present embodiment, the output current I O_PWM has been exemplified in the case where the pulse amplitude has a value 1/2 times the second peak value I D_p , but the pulse size of the output current I O_PWM is When it does not correspond to 1/2 times the second peak value I D_p , for example, when it has a multiple value such as 1/4 times, 1/6 times, or 2 times the second peak value I D_p The average
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 드라이버의 일정 노드에서의 전기적 파형을 나타낸다. 5 illustrates an electrical waveform at a predetermined node of the LED driver according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 전력트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류(Ids)는 전력트랜지스터(Q1)가 턴 온 되는 구간에서 증가하며, 턴 오프 되는 구간에서는 전류가 흐르지 않는 것은 도 2에 도시된 종래의 경우와 동일하다. 여기서 t1은 전력트랜지스터(Q1)가 턴 오프 되는 시점을 의미하며, 이 시점은 전력트랜지스터(Q1)에 인가되는 게이트 제어신호(VG)로부터 용이하게 검출할 수 있다. Referring to FIG. 5, the current I ds flowing in the power transistor Q1 increases in a section in which the power transistor Q1 is turned on, and the current does not flow in a section in which the current transistor is turned off. Same as the case. Here, t 1 denotes a time point at which the power transistor Q1 is turned off, and this time point can be easily detected from the gate control signal V G applied to the power transistor Q1.
2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)에 흐르는 전류(ID)는 전력트랜지스터(Q1)가 턴 오프 되는 순간 턴 온 되어 전력트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류(Ids)의 피크값(Ipk)과 트랜스포머(120)를 구성하는 코일의 1차 권선(N1) 및 2차 권선(N2)의 권선 비(NP / NS)를 곱한 크기를 가지는 다이오드 전류의 피크값(ID_p)이 흐르게 된다. 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)에 흐르는 전류(ID)는 다이오드 전류의 피크값(ID_p)으로부터 서서히 감소하여 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)가 턴 오프 되는 시점(t2)에는 전류가 제로(zero) 상태가 된다. 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)가 턴 오프 되는 시점(t2)은 다양한 방법으로 검출할 수 있으나, 본 발명에서는 상술한 바와 같이 공진전압 (VW)을 2개의 저항(R1, R2)을 이용하여 분할 한 분할전압(VDIV)을 이용하여 간단하게 검출할 것을 제안한다. The current I D flowing in the diode D1 connected to the secondary coil is turned on at the moment when the power transistor Q1 is turned off, and the peak value I pk of the current I ds flowing in the power transistor Q1 and The peak value I D_p of the diode current having a magnitude multiplied by the winding ratio N P / N S of the primary winding N1 and the secondary winding N2 of the coil constituting the
2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)에 흐르는 전류(ID)는 2차측 회로에 연결된 LED 어레이(360)에 그대로 공급될 것이다. 그러나 도 5에 도시된 바와 같이 전류가 연속적으로 공급되는 것이 아니라 불연속적으로 공급된다. 또한 공급되는 총 에너지도 순간마다 변한다. The current I D flowing through the diode D1 connected to the secondary side coil will be supplied to the
본 발명의 일 실시 예는 상기와 같은 특징을 고려하여, 일정한 시간 구간 동안의 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)에 흐르는 전류(ID)를 평균하고, 평균치를 이용하여 LED 어레이(360)에 공급되는 정전류를 제어하자는 것이다. According to an embodiment of the present invention, the current I D flowing through the diode D1 connected to the secondary coil during a predetermined time period is averaged, and the average value is applied to the
이것을 구현하기 위하여, 먼저 LED 어레이(360)에 공급되는 전류를 펄스 형태의 출력전류(IO_PWM)로 정의한다. 펄스 형태의 출력전류(IO_PWM)를 나타내기 위해서는 펄스의 폭과 크기를 결정하여야 한다. To implement this, first, the current supplied to the
펄스의 폭은 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)에 흐르는 전류(ID)가 활성화되는 시간 구간(|t2-t1|)이 된다. The width of the pulse is a time interval (| t 2 -t 1 |) at which the current I D flowing through the diode D1 connected to the secondary coil is activated.
도 5를 참조하면, 다이오드(D1)에 흐르는 전류(ID)는 구간의 시작 지점(t1)에서는 다이오드 피크값(ID_p)을 가지고 시간이 경과 함에 따라 서서히 감소하여 구간의 끝 지점(t2)에서는 제로의 값을 가진다. 실제의 파형은 도 5에 도시된 삼각파형과는 다른 형태를 가지게 되겠지만, 실제의 경우에도 삼각파형에 가까운 형태를 가지게 될 것이다. 따라서 펄스의 크기는 다이오드 피크값(ID_p)의 반(half)가 된다. Referring to FIG. 5, the current I D flowing through the diode D1 gradually decreases as time passes with the diode peak value I D_p at the start point t 1 of the section, thereby ending the t point. 2 ) has a value of zero. The actual waveform will have a different shape from the triangular waveform shown in FIG. 5, but will have a shape close to the triangular waveform in the actual case. Therefore, the magnitude of the pulse is half of the diode peak value I D_p .
상술한 바와 같이, 일정 시간 구간에 포함된 출력전류(IO_PWM)의 복수 개의 펄스를 평균하면 평균값(IO_avg)을 얻을 수 있다.
As described above, an average value I O_avg may be obtained by averaging a plurality of pulses of the output current I O_PWM included in a predetermined time interval.
상술한 바와 같이, 본 발명의 경우 게이트 제어신호(VG)를 생성하기 위하여, 이전 게이트 제어신호(VG)의 한 주기(TS) 및 2차측 다이오드(D1)의 턴 온 구간(TD)은 필요하지 않으며, 전력트랜지스터(Q1)가 턴 오프 되는 시점(t1)과 2차측 코일에 연결된 다이오드(D1)가 턴 오프 되는 시점(t2)은 간단하게 구할 수 있으며, 전력트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류(Ids)의 피크값(Ipk)은 종래의 경우와 동일한 방법으로 구할 수 있으므로, 종래의 LED 드라이버에 비해 하드웨어가 간단하다. 또한 LED 드라이버를 운영하는 정전류 제어방법도 더불어 간단하게 되어, 연산이 복잡하지 않고 짧은 시간에 게이트 제어신호(VG)를 생성할 수 있다.
As it described above, to generate a gate control signal (V G) in the case of the present invention, prior to a period of the gate control signal (V G) (T S) and a second turn-on period of the primary diode (D1) (T D ) is not required, the power transistor (Q1) is turned on, which is turned off the time (t 1) and the diode (D1) connected to the secondary coil is turned off the time (t 2) can be simply obtained, the power transistor (Q1 Since the peak value I pk of the current I ds flowing through) can be obtained in the same manner as in the conventional case, the hardware is simpler than that of the conventional LED driver. In addition, the constant current control method of operating the LED driver is also simplified, and the operation is not complicated and the gate control signal V G can be generated in a short time.
본 발명의 일 실시 예에 따르는 경우 입력전압(VIN)이 실질적으로 상수값을 가지는 직류전압인 경우는 물론 큰 리플이 존재하는 직류전압인 경우에도 효과적으로 동작될 수 있는데, 그 이유는 아래와 같다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the input voltage V IN may be effectively operated as well as a DC voltage having a large value as well as a DC voltage having a large ripple.
도 6은 입력전압이 큰 리플이 존재하는 직류전압인 경우 전력트랜지스터에 흐르는 전류를 나타낸다. 6 illustrates a current flowing through a power transistor when the input voltage is a DC voltage having a large ripple.
도 6을 참조하면, 전력트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류(Ids)는 톱니형태를 가지게 되는데, 이들의 최고지점을 연결하면 정류된 전압 형태의 파형을 가지는 입력전압(VIN)이 된다. Referring to FIG. 6, the current I ds flowing in the power transistor Q1 has a sawtooth shape, and when the highest point thereof is connected, the input voltage V IN having the waveform of the rectified voltage form is connected.
입력전압(VIN)이 큰 리플이 존재하는 직류전압 인 경우, 트랜스포머(320)에 정류된 전압 형태의 파형을 가지는 전압이 가해지게 되는데, 통상 LED 드라이버에 공급되는 교류전류(Vac)의 주파수(50~60Hz)를 가진다. 전력트랜지스터(Q1)의 동작을 제어하는 게이트 제어신호(VG)의 주파수는 수십 KHz의 주파수를 가지게 되므로, 전력트랜지스터에 흐르는 전류(Ids)는 도 6과 같은 형태를 가지게 된다. When the input voltage V IN is a DC voltage having a large ripple, a voltage having a waveform in the form of a rectified voltage is applied to the
이 경우 2차측에 흐르는 전류는 상기 피크값(Ipk)과 트랜스포머(320)의 1차측 및 2차측 코일의 권선수의 비를 곱한 값이 된다. 따라서 2차측 전류도 1차측과 동일한 형태를 가지게 되므로 역률 보정을 수행하여야 하는데, 전력트랜지스터(Q1)의 턴 온 및 턴 오프 주기가 가변 되기 때문에, 종래의 경우 매 스위칭 주기 마다 역률 보정을 위한 복잡한 연산을 수행하여야 하였다. In this case, the current flowing in the secondary side is a value obtained by multiplying the peak value I pk by the ratio of the number of turns of the primary and secondary coils of the
본 발명의 일 실시 예의 경우, LED 어레이(360)에 공급되는 전류의 평균값을 연산하여 사용하기 때문에, 역률 보정이 별도로 필요하지 않게 된다. In one embodiment of the present invention, since the average value of the current supplied to the
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
100: 종래의 LED 드라이버
110: 전원변환부 120: 트랜스포머
130: 스위칭부 140: 시스템 컨트롤부
150: 1차측 제로전류 감지부 160: LED 어레이
300: 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 드라이버
310: 전원변환부 320: 트랜스포머
330: 스위칭부 340: 시스템 컨트롤부
350: 1차측 제로전류 감지부 360: LED 어레이
400: 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 드라이버 정전류 제어방법
410: 전원공급단계 420: 파라미터 추출단계
430: 출력전류 생성단계 440: 일정시간구간 판단단계
450: 게이트 제어신호 생성단계 100: conventional LED driver
110: power conversion unit 120: transformer
130: switching unit 140: system control unit
150: primary zero current sensing unit 160: LED array
300: LED driver according to an embodiment of the present invention
310: power conversion unit 320: transformer
330: switching unit 340: system control unit
350: primary zero current detection unit 360: LED array
400: LED driver constant current control method according to an embodiment of the present invention
410: power supply step 420: parameter extraction step
430: output current generation step 440: determination of a predetermined time interval
450: gate control signal generation step
Claims (20)
상기 전력트랜지스터에 흐르는 전류 및 상기 공진전압을 이용하여 상기 2차측 코일에 연결된 다이오드에 흐르는 전류 중 가장 큰 제2피크값을 예측하고, 상기 전력트랜지스터가 턴 오프되는 시점, 상기 2차측 코일에 연결된 다이오드가 턴 오프되는 시점 및 상기 제2피크값을 이용하여 일정한 시간 구간 동안 상기 LED 다이오드 어레이에 공급되는 전류의 평균값을 구하고, 상기 평균값을 이용하여 상기 게이트 제어신호를 갱신하는 것을 특징으로 하는 시스템 컨트롤부. A switching unit having a power transistor operating in response to a gate control signal and a switching resistor provided between the power transistor and a ground voltage; and a secondary side of the input voltage at a constant rate in response to a switching operation of the switching unit connected to a primary coil. An LED driver comprising a transformer for transmitting a coil and a primary side zero current sensing unit for generating a resonance voltage reflecting a voltage dropped on an LED diode array connected to the secondary coil and a voltage dropped on a diode connected to the secondary coil of the transformer. In the system control unit that configures,
The second peak value of the current flowing through the diode connected to the secondary coil is predicted using the current flowing through the power transistor and the resonance voltage, and at the time when the power transistor is turned off, the diode connected to the secondary coil The average value of the current supplied to the LED diode array for a predetermined time interval by using the time point is turned off and the second peak value, and the system control unit for updating the gate control signal using the average value .
상기 전력트랜지스터에 흐르는 전류 중 가장 큰 제1피크값을 검출하고, 상기 제1피크값을 이용하여 상기 제2피크값을 예측하는 다이오드 전류 피크값 예측기;
상기 공진전압을 이용하여 상기 2차측 코일에 연결된 다이오드가 턴 오프되는 시점을 검출하는 다이오드 턴 오프 시점 검출기;
상기 게이트 제어신호를 이용하여 상기 전력트랜지스터가 턴 오프 되는 시점을 검출하는 전력트랜지스터 턴 오프 시점 검출기;
상기 전력트랜지스터가 턴 오프되는 시점, 상기 2차측 코일에 연결된 다이오드가 턴 오프되는 시점 및 상기 제2피크값을 이용하여 상기 LED 다이오드 어레이에 공급되는 전류에 대응되는 펄스 형태의 출력전류를 일정시간 구간 동안 평균하여 상기 평균값을 생성하는 평균값 계산기; 및
상기 평균값을 이용하여 상기 게이트 제어신호를 갱신하는 펄스 제어기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템 컨트롤부. The method of claim 1, wherein the system control unit,
A diode current peak value predictor for detecting the largest first peak value among the currents flowing through the power transistor and predicting the second peak value using the first peak value;
A diode turn off time detector for detecting a time when the diode connected to the secondary coil is turned off using the resonance voltage;
A power transistor turn-off time detector for detecting a time when the power transistor is turned off using the gate control signal;
The output current in the form of a pulse corresponding to the current supplied to the LED diode array using the time when the power transistor is turned off, the time when the diode connected to the secondary coil is turned off, and the second peak value is a predetermined time interval. An average value calculator for generating the average value by averaging for a while; And
And a pulse controller for updating the gate control signal using the average value.
상기 트랜스포머를 구성하는 코일의 1차 권선수 및 2차 권선수의 비와 상기 제1피크값의 곱으로 상기 제2피크값을 예측하며,
상기 일정한 비율은 상기 트랜스포머를 구성하는 코일의 1차 권선수 및 2차 권선수의 비인 것을 특징으로 하는 시스템 컨트롤부. The method of claim 2, wherein the diode current peak value predictor,
Predicting the second peak value by multiplying the ratio of the primary winding number and the secondary winding number of the coil constituting the transformer by the first peak value,
The constant ratio is a system control unit, characterized in that the ratio of the number of primary and secondary windings of the coil constituting the transformer.
펄스의 폭은 상기 전력트랜지스터가 턴 오프되는 시점으로부터 상기 2차측 코일에 연결된 다이오드가 턴 오프되는 시점까지이며, 펄스의 크기는 상기 제2피크값의 절반인 것을 특징으로 하는 시스템 컨트롤부. The method of claim 2, wherein the pulsed output current,
The width of the pulse is from the time when the power transistor is turned off to the time when the diode connected to the secondary coil is turned off, the magnitude of the pulse is a half of the second peak value.
일정 시간 구간 동안의 상기 펄스 형태의 출력전류를 수신하여 상기 평균값을 생성하는 저역통과필터 인 것을 특징으로 하는 시스템 컨트롤부. The method of claim 2, wherein the average calculator,
And a low pass filter configured to receive the pulsed output current for a predetermined time period and generate the average value.
상기 스위칭부를 구성하며 직렬로 연결된 상기 전력트랜지스터 및 상기 스위칭 저항 사이에 강하되는 전압과 상기 스위칭 저항의 저항값을 이용하여 예측하는 것을 특징으로 하는 시스템 컨트롤부.
The method of claim 1, wherein the current flowing through the power transistor,
And a voltage falling between the power transistor and the switching resistor connected in series and configuring the switching unit, and using the resistance value of the switching resistor.
게이트 제어신호에 응답하여 동작하는 전력트랜지스터 및 상기 전력트랜지스터와 접지전압 사이에 설치된 스위칭 저항을 구비하는 스위칭부;
1차측 코일에 연결된 상기 스위칭부의 스위칭 동작에 응답하여 상기 입력전압 또는 직류형태의 공급전압을 일정한 비율로 2차측에 전달하는 트랜스포머;
상기 LED 다이오드 어레이에 강하되는 전압 및 상기 트랜스포머의 2차측 코일에 연결된 다이오드에 강하된 전압을 반영한 공진전압을 생성하는 1차측 제로전류 감지부; 및
상기 전력트랜지스터에 흐르는 전류 및 상기 공진전압을 이용하여 상기 2차측 코일에 연결된 다이오드에 흐르는 전류 중 가장 큰 제2피크값을 예측하고, 상기 전력트랜지스터가 턴 오프되는 시점, 상기 2차측 코일에 연결된 다이오드가 턴 오프되는 시점 및 상기 제2피크값을 이용하여 일정한 시간 구간 동안 상기 LED 다이오드 어레이에 공급되는 전류의 평균값을 구하고, 상기 평균값을 이용하여 상기 게이트 제어신호를 갱신하는 시스템 컨트롤부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버. Power conversion unit to generate an input voltage by rectifying the AC supply voltage
A switching unit having a power transistor operating in response to a gate control signal and a switching resistor disposed between the power transistor and a ground voltage;
A transformer configured to transmit the input voltage or the DC supply voltage to the secondary side at a constant rate in response to a switching operation of the switching unit connected to the primary side coil;
A primary zero current detector configured to generate a resonance voltage reflecting the voltage dropped on the LED diode array and the voltage dropped on the diode connected to the secondary coil of the transformer; And
The second peak value of the current flowing through the diode connected to the secondary coil is predicted using the current flowing through the power transistor and the resonance voltage, and at the time when the power transistor is turned off, the diode connected to the secondary coil A system controller which obtains an average value of the current supplied to the LED diode array for a predetermined time period using the time point at which the power is turned off and the second peak value, and updates the gate control signal using the average value. LED driver, characterized in that.
상기 전력트랜지스터에 흐르는 전류 중 가장 큰 제1피크값을 검출하고, 상기 제1피크값을 이용하여 상기 제2피크값을 예측하는 다이오드 전류 피크값 예측기;
상기 공진전압을 이용하여 상기 2차측 코일에 연결된 다이오드가 턴 오프되는 시점을 검출하는 다이오드 턴 오프 시점 검출기;
상기 게이트 제어신호를 이용하여 상기 전력트랜지스터가 턴 오프 되는 시점을 검출하는 전력트랜지스터 턴 오프 시점 검출기;
상기 전력트랜지스터가 턴 오프되는 시점, 상기 2차측 코일에 연결된 다이오드가 턴 오프되는 시점 및 상기 제2피크값을 이용하여 상기 LED 다이오드 어레이에 공급되는 전류에 대응되는 펄스 형태의 출력전류를 일정시간 구간 동안 평균하여 상기 평균값을 생성하는 평균값 계산기; 및
상기 평균값을 이용하여 상기 게이트 제어신호를 갱신하는 펄스 제어기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버. The method of claim 7, wherein the system control unit,
A diode current peak value predictor for detecting the largest first peak value among the currents flowing through the power transistor and predicting the second peak value using the first peak value;
A diode turn off time detector for detecting a time when the diode connected to the secondary coil is turned off using the resonance voltage;
A power transistor turn-off time detector for detecting a time when the power transistor is turned off using the gate control signal;
The output current in the form of a pulse corresponding to the current supplied to the LED diode array using the time when the power transistor is turned off, the time when the diode connected to the secondary coil is turned off, and the second peak value is a predetermined time interval. An average value calculator for generating the average value by averaging for a while; And
And a pulse controller for updating the gate control signal using the average value.
상기 트랜스포머를 구성하는 코일의 1차 권선수 및 2차 권선수의 비와 상기 제1피크값의 곱으로 상기 제2피크값을 예측하며,
상기 일정한 비율은 상기 트랜스포머를 구성하는 코일의 1차 권선수 및 2차 권선수의 비인 것을 특징으로 하는 LED 드라이버. The method of claim 8, wherein the diode current peak value predictor,
Predicting the second peak value by multiplying the ratio of the primary winding number and the secondary winding number of the coil constituting the transformer by the first peak value,
The constant ratio is an LED driver, characterized in that the ratio of the number of primary and secondary windings of the coil constituting the transformer.
펄스의 폭이 상기 전력트랜지스터가 턴 오프되는 시점으로부터 상기 2차측 코일에 연결된 다이오드가 턴 오프되는 시점까지이며, 펄스의 크기는 상기 제2피크값의 절반인 것을 특징으로 하는 LED 드라이버. The method of claim 8, wherein the pulsed output current,
Wherein the width of the pulse is from the time when the power transistor is turned off to the time when the diode connected to the secondary coil is turned off, and the magnitude of the pulse is half of the second peak value.
일정 시간 구간 동안의 상기 펄스 형태의 출력전류를 수신하여 상기 평균값을 생성하는 저역통과필터 인 것을 특징으로 하는 LED 드라이버. The method of claim 8, wherein the average value calculator,
An LED driver, characterized in that the low-pass filter for generating the average value by receiving the output current of the pulse form for a predetermined time period.
상기 일정한 시간 구간은 상기 교류전압의 주파수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버. The method of claim 7, wherein
The predetermined time period is determined by the frequency of the AC voltage LED driver.
상기 스위칭부를 구성하며 직렬로 연결된 상기 전력트랜지스터 및 상기 스위칭 저항 사이에 강하되는 전압과 상기 스위칭 저항의 저항 값을 이용하여 예측하는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버.
The method of claim 7, wherein the current flowing through the power transistor,
The LED driver, characterized in that for predicting by using the resistance value of the switching resistor and the voltage dropped between the power transistor and the switching resistor connected in series.
상기 전력트랜지스터에 흐르는 전류 중 가장 큰 제1피크값, 상기 트랜스포머의 2차측에 연결된 다이오드에 흐르는 전류 중 가장 큰 제2피크값, 상기 전력트랜지스터가 턴 오프 되는 시점 및 상기 트랜스포머의 2차측에 연결된 다이오드에 흐르는 전류가 제로(zero)가 되는 시점을 검출하는 파라미터 추출단계;
상기 제2피크값, 상기 전력트랜지스터가 턴 오프 되는 시점 및 상기 트랜스포머의 2차측에 연결된 다이오드 전류가 제로가 되는 시점을 이용하여 상기 펄스 형태의 출력전류를 생성하는 펄스 형태의 출력전류 생성단계;
미리 설정된 일정 시간 구간 이내에 포함되는 상기 펄스 형태의 출력전류들을 평균한 평균값을 생성하는 평균값 생성단계; 및
상기 평균값에 응답하여 상기 게이트 제어신호를 생성하는 게이트 제어신호 생성단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버의 정전류 제어방법. In the constant current control method of the LED driver according to claim 7,
The largest first peak value of the current flowing through the power transistor, the second largest peak value of the current flowing through the diode connected to the secondary side of the transformer, the time when the power transistor is turned off and the diode connected to the secondary side of the transformer A parameter extraction step of detecting a time point at which the current flowing in the current becomes zero;
Generating an output current in the form of a pulse by using the second peak value, a time when the power transistor is turned off, and a time when the diode current connected to the secondary side of the transformer becomes zero;
Generating an average value of averaging the output currents of the pulse type included within a predetermined time interval; And
And a gate control signal generating step of generating the gate control signal in response to the average value.
상기 트랜스포머의 2차측에 연결된 다이오드에 흐르는 전류 중 가장 큰 제2피크값은,
상기 트랜스포머를 구성하는 코일의 1차 권선수 및 2차 권선수의 비와 상기 제1피크값의 곱으로 결정되는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버의 정전류 제어방법. 15. The method of claim 14,
The second largest peak value of the current flowing through the diode connected to the secondary side of the transformer,
And a ratio of the number of primary and secondary windings of the coil constituting the transformer and the first peak value.
펄스의 폭이 상기 전력트랜지스터가 턴 오프되는 시점으로부터 상기 2차측 코일에 연결된 다이오드가 턴 오프되는 시점까지이며, 펄스의 크기는 상기 제2피크값의 절반인 것을 특징으로 하는 LED 드라이버의 정전류 제어방법. The method of claim 15, wherein the pulsed output current,
The width of the pulse is from the time when the power transistor is turned off to the time when the diode connected to the secondary coil is turned off, the magnitude of the pulse is half the second peak value, the constant current control method of the LED driver .
일정한 시간 구간은 상기 교류전압의 주파수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버의 정전류 제어방법. 16. The method of claim 15,
The constant time interval is a constant current control method of the LED driver, characterized in that determined by the frequency of the AC voltage.
상기 펄스 형태의 출력전류가 미리 설정된 일정 시간 구간 이내에 포함된 경우에는 상기 파라미터 추출단계 및 상기 펄스 형태의 출력전류 생성단계를 수행하도록 하고, 상기 펄스 형태의 출력전류가 미리 설정된 일정 시간 구간 이내에 포함되지 않은 경우에는 상기 평균값 생성단계를 수행하도록 하는 일정시간구간 판단단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버의 정전류 제어방법. 15. The method of claim 14,
When the pulsed output current is included within a predetermined time interval, the parameter extraction step and the pulsed output current generation step are performed, and the pulsed output current is not included within a predetermined time interval. If not, the constant current control method of the LED driver, characterized in that further comprising a predetermined time interval determination step to perform the average value generating step.
상기 파라미터 추출단계, 상기 펄스 형태의 출력전류 생성단계, 상기 일정시간구간 판단단계, 상기 평균값 생성단계 및 상기 게이트 제어신호 생성단계는 상기 LED 드라이버가 상기 LED 어레이에 정전류를 공급하는 동안 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버의 정전류 제어방법. 19. The method of claim 18,
The parameter extraction step, the output current generation step of the pulse form, the predetermined time interval determination step, the average value generation step and the gate control signal generation step is repeatedly performed while the LED driver supplies a constant current to the LED array. The constant current control method of the LED driver characterized by the above-mentioned.
상기 스위칭부를 구성하며 직렬로 연결된 상기 전력트랜지스터 및 상기 스위칭 저항 사이에 강하되는 전압과 상기 스위칭 저항의 저항값을 이용하여 예측하는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버의 정전류 제어방법. The method of claim 14, wherein the current flowing through the power transistor,
And a voltage falling between the power transistor and the switching resistor connected in series and configured by the switching unit, and using the resistance value of the switching resistor to predict the constant current of the LED driver.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110095449A KR20130031719A (en) | 2011-09-21 | 2011-09-21 | System control unit, led driver including the unit and static current regulation method for the driver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110095449A KR20130031719A (en) | 2011-09-21 | 2011-09-21 | System control unit, led driver including the unit and static current regulation method for the driver |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130031719A true KR20130031719A (en) | 2013-03-29 |
Family
ID=48180803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110095449A KR20130031719A (en) | 2011-09-21 | 2011-09-21 | System control unit, led driver including the unit and static current regulation method for the driver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20130031719A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103476183A (en) * | 2013-09-23 | 2013-12-25 | 中山市领航光电科技有限公司 | Novel LED constant-current drive circuit |
KR20150016754A (en) * | 2013-08-05 | 2015-02-13 | 주식회사 하이딥 | Lighting Device and Protection Method therefor |
WO2016086897A1 (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | 杰华特微电子(杭州)有限公司 | Current zero-crossing detection circuit and method, and load voltage detection circuit and method |
KR20170100255A (en) * | 2016-02-25 | 2017-09-04 | 삼성전자주식회사 | The apparatus and method for implementing the magnetic stripe transmission circuit |
-
2011
- 2011-09-21 KR KR1020110095449A patent/KR20130031719A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150016754A (en) * | 2013-08-05 | 2015-02-13 | 주식회사 하이딥 | Lighting Device and Protection Method therefor |
CN103476183A (en) * | 2013-09-23 | 2013-12-25 | 中山市领航光电科技有限公司 | Novel LED constant-current drive circuit |
WO2016086897A1 (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | 杰华特微电子(杭州)有限公司 | Current zero-crossing detection circuit and method, and load voltage detection circuit and method |
KR20170100255A (en) * | 2016-02-25 | 2017-09-04 | 삼성전자주식회사 | The apparatus and method for implementing the magnetic stripe transmission circuit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108365753B (en) | Resonant converter, controller for converter and method for forming controller | |
JP5453508B2 (en) | Isolated flyback converter with efficient light load operation | |
US9294001B2 (en) | Power converter with dead-time control function | |
US9455623B2 (en) | Power factor correction circuit and method | |
US9837919B2 (en) | Electric power conversion apparatus and method of operating the same | |
CN104052298B (en) | LED power supply | |
JP6456832B2 (en) | Driving apparatus and driving method for driving load | |
JP4765081B2 (en) | Method and apparatus for reducing audible frequencies in switching power supplies | |
CN201698247U (en) | Reverse exciting type switch converter controller integrated circuit | |
CN102347693B (en) | There is the integrated circuit switch power-supply controller of electric of optional decompression mode operation | |
EP2355316A1 (en) | Method and apparatus for determining zero-crossing of an AC input voltage to a power supply | |
US20110109283A1 (en) | System and method for controlling a converter | |
US9131568B2 (en) | Light-emitting diode driving apparatus and semiconductor device | |
US20140111108A1 (en) | System control unit, led driver including the system control unit, and method of controlling static current of the led driver | |
KR102016123B1 (en) | Switch controller, power supply device comprising the same, and driving method of the power supply device | |
TWI533745B (en) | Light source driving circuit, controller and method for controlling power converter | |
KR20130031719A (en) | System control unit, led driver including the unit and static current regulation method for the driver | |
JP6895502B2 (en) | Dimming circuit and dimming control method | |
JP6361282B2 (en) | Non-contact power feeding device | |
JP2017070192A (en) | Switching power supply device and LED lighting circuit | |
JP2008236999A (en) | Power supply system | |
KR101170804B1 (en) | Resonant inverter preventing surging current | |
KR20130031720A (en) | System control unit, led driver including the unit and static current regulation method for the driver | |
JP7199014B2 (en) | Actuator and method of illuminator assembly | |
US9748849B2 (en) | Power supply |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |