KR20130095145A - Led lighting equipment with ac-dc switching power converter - Google Patents

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KR20130095145A KR1020120016635A KR20120016635A KR20130095145A KR 20130095145 A KR20130095145 A KR 20130095145A KR 1020120016635 A KR1020120016635 A KR 1020120016635A KR 20120016635 A KR20120016635 A KR 20120016635A KR 20130095145 A KR20130095145 A KR 20130095145A
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Abstract

PURPOSE: An AC-DC conversion switching power supply LED lighting equipment is provided to reduce production cost, by decreasing the size and the number of components. CONSTITUTION: A control circuit part (21) senses a main power supply part anode voltage (23). The control circuit part performs on-off switching control of a switching semiconductor device. A constant current circuit is added to an LED load (22) circuit. A charging-discharging condenser is linked to the on-off of the switching device. A driving apparatus uses a differential mode line filter. [Reference numerals] (21) Control circuit unit

Description

교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드 조명 장치 {LED lighting equipment with AC-DC switching power converter}LED lighting equipment with AC-DC switching power converter

본 발명은 교류-직류 변환회로(AC-DC conversion circuit)를 가지는 발광다이오드(LED) 전원 공급 회로(power supply circuit) 및 그것을 이용한 조명장치(lighting equipment)에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting diode (LED) power supply circuit having an AC-DC conversion circuit and a lighting equipment using the same.

에디슨이 전구를 발명한 이래 전기 조명은 인류의 생활에 매우 큰 편리함을 제공하였다. 이러한 전기 조명장치는 백열전구를 비롯하여 형광등 및 할로겐 램프에 이르기까지 조도를 비롯하여 전력의 효율성 측면에서 많은 발전을 거듭해왔다. 근래 들어서는 전자 및 반도체 기술의 발전으로 다양한 발광 소자들이 개발되고 있으며, 전류가 인가되면, 빛을 발광하는 발광다이오드(LED:Light Emitting Diode) 소자가 개발되어 많은 분야에서 사용되고 있다. 발광다이오드 소자는 신뢰성이 높고, 변조가 용이하며, 동작이 안정된다는 장점을 가지고 있으며, 이러한 장점으로 다양한 분야의 조명 기구, 예를 들어, 가로등 시스템의 조명 기구, 경관용 조명 기구, 실내용 조명 기구 등에 적용되고 있다. 이러한 발광다이오드(LED) 조명기기는 자연스러운 색체를 표현할 수 있고, 설치가 간단하며, 일반 형광등에 비하여 같은 밝기 대비 전력 소비량은 대략 20%에 불과한 장점이 있어서 고효율 전원 설계를 통하여 많은 전력을 절감할 수 있게 되어,사회적 측면에서 에너지 절약 측면에서 조명 기기가 발광다이오드(LED) 조명기기로 교체되고 있는 실정이다.Since Edison invented light bulbs, electric lighting has provided a great convenience to human life. Such electric lighting devices have made great progress in terms of light efficiency and power efficiency, from incandescent lamps to fluorescent lamps and halogen lamps. Recently, various light emitting devices have been developed by the development of electronic and semiconductor technologies, and light emitting diode (LED) devices that emit light when current is applied have been developed and used in many fields. The light emitting diode device has the advantages of high reliability, easy modulation, and stable operation, and with these advantages, lighting fixtures of various fields, for example, lighting fixtures of street lamp systems, landscape lighting fixtures, indoor lighting fixtures, etc. It is applied to the back. These LED lighting devices can express natural colors, are simple to install, and have a power consumption ratio of about 20% compared to ordinary fluorescent lamps, which can save a lot of power through high efficiency power design. As a result, the lighting device is being replaced by a light emitting diode (LED) lighting device in terms of energy saving in terms of society.

발광다이오드(LED) 조명기기의 발광다이오드 소자를 구동시키는 방법은 크게 2가지로 구분된다.The method of driving a light emitting diode element of a light emitting diode (LED) lighting device is largely classified into two types.

1) 첫째는 선형 방식으로 전압 및 전류를 제어하여 발광다이오드 소자를 구동하는 방식으로, 정전압 IC(Integrated Circuit)에서 출력된 일정한 전압에 발광다이오드 소자와 저항기를 연결하여 일정한 전류를 흐르게 하여 구동시키는 방식이며, 선형 정전류 방식은 정전류 IC를 이용하여 일정한 전류를 출력한다. 선형 방식은 구동 회로가 간단한 반면 주로 저항기에서 열의 발생으로인한 전력 효율이 낮은 단점을 가지고 있다.1) First, a method of driving a light emitting diode device by controlling voltage and current in a linear manner. A method of driving a constant current by connecting a light emitting diode device and a resistor to a constant voltage output from a constant voltage IC (Integrated Circuit). In the linear constant current method, a constant current is output using a constant current IC. The linear approach has the disadvantage that the drive circuit is simple, but the power efficiency is mainly due to the generation of heat in the resistor.

2) 두 번째는 스위칭 방식으로 구형파의 온-오프(On-Off)의 듀티(Duty) 비를 이용하여 제어하는 방식으로, 펄스 폭 변조(PWM :pulse width modulation) 방식을 이용한 구동 방식으로 선형 방식보다 효율이 향상되어 발광다이오드 소자 이외의 부가적인 회로에서 발생되는 열을 줄일 수 있음으로 인하여 발광다이오드 소자의 수명을 향상시킬 수 있다. 그러나 현재 발광다이오드(LED) 조명기기의 구동 장치는 일반적으로 인버터(inverter)를 사용하여 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 스위칭 전원 공급장치 (SMPS:Switching Mode Power Supply)방식을 취하고 있다. 기존 인버터 방식 스위칭 전원 공급장치를 이용하여 발광다이오드(LED) 조명기기의 구동 장치를 구현하는 경우에는 이미 설계 구현이 완성된 스위칭 전원 공급장치를 구동 장치에 적용해야 하기 때문에 스위칭 전원 공급장치로 인한 회로 설계가 어려우며, 스위칭 전원 공급장치가 이미 완성되어 있기 때문에 구동 장치를 포함하는 발광다이오드(LED) 조명기기의 모양을 다양하게 설계할 수 없고, 발광다이오드(LED) 조명기기를 설치할 때 구동 장치로 인해 그 설치 조건이 한정된다. 즉, 기존 스위칭 전원 공급장치를 이용한 구동 장치를 포함하는 발광다이오드(LED) 조명기기는 회로 설계 및 외형 설계가 어려우며 발광다이오드(LED) 조명기기를 설치할 수 있는 설치 조건이 한정되는 문제가 있다.2) The second method is a switching method, which is controlled by using a duty ratio of on-off of a square wave. A linear method is a driving method using a pulse width modulation (PWM) method. Since the efficiency is improved, heat generated in additional circuits other than the light emitting diode element can be reduced, thereby improving the lifespan of the light emitting diode element. However, current driving devices of LED lighting apparatuses generally use a switching mode power supply (SMPS) method that converts AC power into DC power using an inverter. In the case of implementing the driving device of the LED lighting device using the existing inverter type switching power supply, the switching power supply circuit has to be applied to the driving device. It is difficult to design, and because the switching power supply is already completed, it is not possible to design the shape of the LED lighting device including the driving device in various ways, and the driving device when installing the LED lighting device The installation conditions are limited. That is, a light emitting diode (LED) lighting device including a driving device using a conventional switching power supply device has a problem in that the circuit design and appearance design are difficult and the installation conditions for installing the light emitting diode (LED) lighting device are limited.

이러한 문제점들로 인하여 최근에는 발광다이오드(LED) 조명 전원 공급장치 회로로서 기존의 인버터방식의 스위칭 전원 공급장치(SMPS)를 탈피하여, 기존의 인버터 방식의 스위칭 전원 공급장치의 회로에 필수적인 수백 볼트의 고압 대용량 콘덴서와 동작 주파수가 대략 50KHz 전-후인 고주파 트랜스 등을 사용하지 않은 직접적인 교류-직류 변환 전원 장치 회로에 대한 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있어 발광다이오드(LED) 조명 소자의 구동에 적용시키려는 시도가 활발히 일어나고 있으며, 이에 대한 대표적인 선행 기술로서 일본 공개특허 JP 2010-178571호를 일예로 들 수 있다. Due to these problems, in recent years, as a light emitting diode (LED) lighting power supply circuit, the conventional inverter-type switching power supply (SMPS) has been removed from the existing inverter-type switching power supply circuit. The research and development of direct AC-DC conversion power supply circuits that do not use high-voltage large-capacity capacitors and high-frequency transformers with an operating frequency of about 50KHz before and after are actively conducted, and attempts to apply them to the driving of LED lighting devices. Is actively taking place, and Japanese Patent Application Publication No. JP 2010-178571 is an example.

미국 특허 제 US7,626,342 호U.S. Pat.No.7,626,342 미국 특허 제 US7,659,673 호U.S. Pat.No.7,659,673 미국 특허 제 US7,737,643 호U.S. Pat.No.7,737,643 미국 특허 제 US8,076,855 호U.S. Patent No. US8,076,855 일본 공개특허 제 2010-040878 호Japanese Patent Laid-Open No. 2010-040878 일본 공개특허 제 2010-178571 호Japanese Patent Laid-Open No. 2010-178571 일본 공개특허 제 2010-182883 호Japanese Patent Laid-Open No. 2010-182883 일본 공개특허 제 2011-049075 호Japanese Patent Laid-Open No. 2011-049075 대한민국 공개 특허 제 10-2009-0077872 호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2009-0077872 대한민국 공개 특허 제 10-2012-0002408 호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2012-0002408 대한민국 특허 제 10-0860565 호Republic of Korea Patent No. 10-0860565 대한민국 특허 제 10-0880561 호Republic of Korea Patent No. 10-0880561 대한민국 특허 제 10-0954123 호Republic of Korea Patent No. 10-0954123 대한민국 특허 제 10-1003073 호Republic of Korea Patent No. 10-1003073 대한민국 특허 제 10-1028587 호Republic of Korea Patent No. 10-1028587 대한민국 특허 제 10-1029885 호Republic of Korea Patent No. 10-1029885

보다 더 상세한 설명을 위하여 종래 기술로서 도 1에 도시된 일본 공개특허 JP 2010-178571을 통해 본 발명에서 해결하고자하는 과제를 제시하고자 한다.For more detailed description, the problem to be solved in the present invention is presented through the Japanese Patent Application Publication JP 2010-178571 shown in FIG.

도 1에 도시된 종래 기술은 잡음 방지용 콘덴서(condenser) C1, C2와 라인 필터(line filter) LF를 포함한 입력 필터(input filter) 회로와, 입력 필터(input filter) 회로에 접속되어 교류 전압(alternating voltage)을 전파 정류(full-wave rectification) 하는 브리지 다이오드 (bridge diode) BD와, 브리지 다이오드 (bridge diode) BD의 출력에 접속되어 맥류 전압을 평활 하는 1μF이하의 용량인 평활 콘덴서(smoothing capacitor) C3와, 평활 콘덴서(smoothing capacitor) C3의 양단에 접속되는 DC－DC변환 회로(conversion circuit)(여기에서는 강압 초퍼(chopper) 회로)와, DC－DC변환 회로(conversion circuit)의 출력에 접속되는 발광다이오드 발광부 2에 따라 구성되는 발광다이오드 전원 회로(power supply circuit)와, 라인 필터(line filter) LF와 브리지 다이오드 (bridge diode) BD간의 입력 전원 라인으로부터, 지면접지 FG에 대해서 콘덴서(condenser) C11~C13를 삽입해 전원 라인으로부터 지면접지 FG에 대한 총용량이 평활 콘덴서(smoothing capacitor) C3의 1／200 이하가 되도록 설정한 것을 특징으로 하고 있으며, 이에 대한 효과로서 입력 전원 라인에 전파 되는 고주파 잡음을 억제함과 동시에 공통 모드(common mode)의 낙뢰서지(lightning surge) 인가시의 정류 후 인가 전압(applied electromotive force)을 억제해 DC－DC변환 회로(conversion circuit) 제어 회로(control circuit)나 발광다이오드 소자의 파괴를 방지할 수 있는 효과가 있음을 주장하고 있다.The prior art shown in FIG. 1 is connected to an input filter circuit including an noise suppression capacitor C1, C2 and a line filter LF, and an input filter circuit to alternating an alternating voltage. Bridge diode BD for full-wave rectification of voltage, and smoothing capacitor C3, which is connected to the output of bridge diode BD and has a capacity of 1 μF or less, which smoothes the pulse voltage. And a DC-DC conversion circuit (here a step-down chopper circuit) connected to both ends of a smoothing capacitor C3 and light emission connected to the output of the DC-DC conversion circuit. The ground power FG is connected to the ground-fed FG from the light-emitting diode power supply circuit configured according to the diode light-emitting part 2 and the input power line between the line filter LF and the bridge diode BD. Inserting capacitors C11 to C13 to set the total capacity of the ground line FG from the power supply line to be less than 1/200 of the smoothing capacitor C3. A DC-DC conversion circuit control circuit is suppressed by suppressing high frequency noise propagated and suppressing an applied electromotive force after rectification when a lightning surge in a common mode is applied. It is claimed that there is an effect that can prevent destruction of a circuit) or a light emitting diode device.

그러나, 상기 종래의 기술에서 주장하는 소정의 효과가 달성되려면 라인 필터(line fill) LF는, 일반적인 다른 인버터 방식의 스위칭 직류 전원 장치(SMPS)의 경우와 동일하게 공통모드(Common Mode)의 권선 구조를 갖는 부품이 사용되어야 한다.However, in order to achieve a certain effect claimed in the above-described prior art, the line filter LF has a common mode winding structure in the same manner as in the case of a general inverter type switching DC power supply (SMPS). A part having

즉, 공통 모드(Common Mode)의 권선 구조라 함은 라인필터의 두개의 입력단자로부터 각기 두개의 출력단자로 연결되는 도선이 페라이트 코어 등에 권선될 때 상호간 동일 방향의 권선 방향을 갖는 것을 의미한다. 이로 인해 공통 모드의 라인필터 권선 구조에서는 두 입력라인에 동시에 유입되거나 유출되는 전자기적인 잡음성 신호에 대하여 상기 코어 내부에서 상호간 반발 자기력이 발생하여 두 입력 또는 출력 라인 각기 서로에 대하여 상호간 억제작용이 발생되는 원리를 가지고 있다. 이러한 공통 모드(Common Mode) 라인필터(LF)는 60Hz 교류 입력 전원(Vs) 내지는 교류 입력라인 중 어느 한 개 라인만을 통하여 유입되는 차동 모드(또는 노멀 모드, Differential Mode)신호의 유입에 대하여 코어 내부의 자속의 방향이 상호간 상쇄되는 쪽으로 작용하여 라인필터의 인덕턴스 값이 급격히 떨어지므로 통상 60Hz의 낮은 주파수를 갖는 교류 입력 전원(Vs)이라 할지라도 정류부로 원활히 통과하도록 해주기 때문에 60Hz 보다도 훨씬 큰 주파수를 갖는 차동모드 노이즈원에 대한 억제효과는 기대하기 어려운 실정이다. 그러므로 도 1의 종래 기술에서는 평활 콘덴서 C3의 용량 값을 1uF 이하(제시된 값은 0.23 uF)의 값을 권장하고는 있지만 220V 상용 교류전원의 경우 브리지 다이오드(BD) 이후 맥류 파형의 최고 직류 전압을 감안하면 보통 평활콘덴서 C3 의 내압은 400V 이상이 사용되는 것이 일반적이므로, 원활한 DC-DC 변환 스위칭 동작이 이루어지기 위하여는 고압의 평활콘덴서 C3와 함께 강압 초크코일 L1이 필수적으로 필요하게 되는 이유가 발생한다. 또한 통상 전기 기기를 통한 감전 사고를 막기 위하여 기기의 섀시는 지면 접지(FG)와 연결되는데, 도 1의 종래 기술의 경우에 회로 접지(G)는 브리지 다이오드(BD)의 정류 회로 동작상 입력 교류 전원 Vs의 양단(핫라인 또는 뉴트럴라인) 전위와 거의 유사한 전압을 번갈아가면서 나타내게 되는데, 이는 교류 입력 전원 Vs의 뉴트럴라인이 통상 지면 접지(FG)와 거의 유사한 전위을 나타내는 점을 미루어볼 때, 교류 입력 Vs의 RMS 전압이 220V라고 가정했을 경우, 회로 접지(G)의 전위는 지면 접지(FG)의 전위에 대하여 입력 교류 전원 Vs 한 주기 중 반주기 동안은 0V 근방의 값을 갖게 되며, 다른 반주기 동안은 교류 입력 전원 Vs의 음전위 사인 곡선과 유사한 전위 값을 갖게 되며 그 전위차의 최대치는 - 220V x 1.414213 = - 311 V 에 근사한 값을 갖게된다. 이는 일반적인 인버터 방식의 스위칭 직류전원장치가 고주파 트랜스를 이용하여 1차측 정류부와 전기적으로 절연된 2차측 회로를 구비하여, 2차측 회로 접지를 지면 접지(FG)와 결선하여 기기의 감전 사고를 막는 경우와 다르게 상기 도 1의 종래기술의 경우와 같은 회로에서는 회로접지(G)가 지면 접지(FG)와 결선될 수 없고, 도 1에 개시된 모양 대로 C11 내지 C13을 통하여 결선됨으로써 단락(합선)을 피하고 있다. 그러나 도 1의 종래 기술에서는 제어부(1)의 회로 동작상 0V 전위가 통상 회로 접지(G)와 연관되어 있으므로, 입력 교류 전원 Vs 의 양단을 통하여 유입되는 낙뢰서지(lightning surge) 또는 지면 접지(FG)를 통하여 유입되는 낙뢰서지(lightning surge) 등의 공통 모드(Common Mode) 노이즈는 제어부 1 또는 발광다이오드 발광부 2 등과 관련된 회로에 영향을 많이 미치기가 어렵고, 오직 입력 교류 전원 Vs로 부터 라인필터(LF)를 통과한 차동 모드(Differential Mode) 노이즈(Noise)만이 제어부 1 및 발광다이오드 발광부 2 의 회로에 많은 영향을 미치게 된다. 또한 도 1에 개시된 종래 기술에서 Q1 의 스위칭 동작시 발생되는 스위칭 노이즈는 회로적 루프의 성격상 차동 모드(Differential Mode)의 노이즈 성격을 가지고 있어서 C11 내지 C13으로 구성된 회로를 통하여 고주파 성분의 스위칭 노이즈가 지면 접지(FG) 라인으로 유출되어, 같은 지면 접지(FG) 라인에 접지되어 있는 외부의 전기 기기에 영향을 미칠 가능성과 함께 공통 모드(Common Mode)의 라인 필터(LF)의 특성상 C1,C2 에서 흡수되지 못한 차동 모드(Differential Mode) 고주파 스위칭 노이즈가 라인필터(LF)를 통과하여 입력 교류 전원 라인에 전파되기 쉬운 결점을 가지고 있다. 이러한 고주파 스위칭 노이즈의 차단 관점에서 기존의 인버터 방식 스위칭 직류 전원 장치(SMPS)와 비교할 때,상기 도 1의 종래 기술에서 제시한 평활 콘덴서 C3 의 용량 값이 1uF 이하인데 반하여 기존의 인버터 방식 스위칭 직류 전원 장치(SMPS)의 평활 콘덴서 용량 값은 통상적으로 220uF/400V 전후의 수백배에 달하는 비교적 큰 용량값을 갖고 있음으로 인하여 스위칭 회로에서 발생되는 고주파 노이즈 흡수력에서 상기 도 1에 개시된 종래의 기술보다도 더욱 안정적인 특성을 갖게되며, 실제로 산업 현장에서 상기 도 1 의 종래 기술의 실시예에서는 기존의 인버터방식 스위칭 직류 전원 장치(SMPS)와 비교할 때 낙뢰서지(lightning surge)에 대하여 상대적으로 취약한 결과가 보고되고 있는 실정이다.That is, the winding structure of the common mode means that the conductors connected to the two output terminals from the two input terminals of the line filter have the same winding direction when they are wound on the ferrite core or the like. As a result, in a common mode line filter winding structure, mutually repulsive magnetic forces are generated in the core with respect to electromagnetic noise signals flowing into or out of two input lines at the same time, thereby generating mutual suppression for each of the two input or output lines. Has the principle of becoming. The common mode line filter LF is internal to the core for inflow of a differential mode (or normal mode) signal introduced through only one line of the 60 Hz AC input power Vs or the AC input line. Since the direction of magnetic flux of the magnetic fluxes acts to cancel each other, the inductance value of the line filter drops sharply, so even though AC input power (Vs) having a low frequency of 60 Hz is allowed to pass smoothly to the rectifier, it has a frequency much higher than 60 Hz. The suppression effect on the differential mode noise source is difficult to expect. Therefore, although the conventional technology of FIG. 1 recommends a value of 1uF or less (represented value of 0.23 uF) of the smoothing capacitor C3, the maximum DC voltage of the pulse wave waveform after the bridge diode (BD) is considered in the case of 220V commercial AC power. When the internal voltage of the smoothing capacitor C3 is generally higher than 400 V, the reason why the step-down choke coil L1 is necessary together with the high-pressure smoothing capacitor C3 is essential for smooth DC-DC conversion switching operation. . In addition, in order to prevent an electric shock through an electric device, the chassis of the device is connected to the ground (FG), in the case of the prior art of FIG. 1, the circuit ground (G) is the input AC power supply in operation of the rectifier circuit of the bridge diode (BD). Alternating voltages that are nearly similar to the potential across the Vs (hotline or neutral line) are alternating, which indicates that the neutral line of the AC input supply Vs typically exhibits a potential that is approximately similar to ground ground (FG). Assuming that the RMS voltage is 220V, the potential of the circuit ground (G) has a value near 0V for one half of one cycle of the input AC power supply Vs relative to the potential of ground ground (FG), and the AC input for the other half cycle. It has a potential value similar to the negative potential sinusoid of the power supply Vs, and the maximum value of the potential difference is approximated by-220V x 1.414213 =-311V. This is a case where a general inverter-type switching DC power supply has a secondary circuit electrically insulated from the primary rectifier using a high frequency transformer, and the secondary circuit ground is connected to the ground ground (FG) to prevent an electric shock of the device. Unlike in the circuit of the prior art of FIG. 1, the circuit ground (G) cannot be connected to the ground (FG), and short circuits (short circuits) are avoided by connecting through C11 to C13 as shown in FIG. have. However, in the prior art of FIG. 1, since the 0V potential is normally associated with the circuit ground G in the circuit operation of the controller 1, a lightning surge or ground ground FG flowing through both ends of the input AC power Vs is applied. Common mode noise, such as a lightning surge, that flows through is difficult to affect the circuits associated with the control unit 1 or the light emitting diode light emitting unit 2, etc., and only the line filter (LF) from the input AC power supply Vs Only the differential mode noise passing through) has a great influence on the circuits of the control unit 1 and the light emitting diode light emitting unit 2. In addition, in the prior art disclosed in FIG. 1, the switching noise generated during the switching operation of Q1 has a differential mode noise characteristic due to the nature of the circuit loop, so that switching noise of a high frequency component is generated through a circuit composed of C11 to C13. Due to the characteristics of the common mode line filter LF, which flows out to the ground ground (FG) line and affects external electrical equipment that is grounded to the same ground ground (FG) line, Differential Mode Non-absorbed High Frequency Switching Noise has a drawback that can easily propagate through the line filter (LF) to the input AC power line. Compared with the conventional inverter type switching DC power supply (SMPS) in view of the blocking of such high frequency switching noise, the capacitance value of the smoothing capacitor C3 shown in the prior art of FIG. 1 is 1uF or less, whereas the conventional inverter type switching DC power supply The smoothing capacitor capacity value of the device (SMPS) is more stable than the prior art disclosed in Fig. 1 above in the high frequency noise absorption force generated in the switching circuit due to the relatively large capacitance value of several hundred times around 220uF / 400V. In fact, in the industrial field of the prior art embodiment of FIG. 1, compared to the conventional inverter type switching DC power supply (SMPS), a relatively weak result for lightning surge is being reported. to be.

그리고 전력 이용 효율의 다른 관점에서 상기 종래의 기술이 갖고 있는 문제를 살펴본다면, 제어부 1은 회로 접지 G 에 대하여 평활 콘덴서 C3의 직류 충전 전압을 전원으로 사용하고 있는데, 이런 경우 제어부 회로를 구성하고 있는 반도체 IC 소자들의 구동 전압은 통상 1.8V 에서 5V 정도의 값을 갖고 소모 전류량은 절전형인 경우 5mA 내외이다. 즉, 제어부 1에서 순수하게 소모되는 전력은 최대 25mW 에 불과하지만 C3에 충전된 최대 직류 전압은(입력 교류 전원 Vs 가 220V 일 경우) 최대 311V 근방에 이르게 된다. 따라서 저항기 등으로 전압을 5V 이하로 강압시켜서 제어부 1에 전원을 공급할 경우 허비되는 전력은 최대 (311V - 5V) x 5mA = 1.53 W 에 이르게 되어 발광다이오드 발광부 2에서 소모되는 조명 전력이 5W급이라고 가정할때 전력 효율은 5W/(5W+1.53W) x 100 =76.57 % 로서, 통상적인 발광다이오드(LED) 조명장치가 갖는 전력 효율 90% 이상치에 비하여 매우 낮은 수치를 보이게 된다. 이러한 이유로 인하여 상기 종래 기술에서는 전력 효율을 높이기 위하여 제어부 1에 또 다른 스위칭 방식의 직류 전원 변환 회로가 부가적으로 필요하게 되는 단점을 가지고 있는 것이다.
In addition, when considering the problem of the related art from another viewpoint of power utilization efficiency, the controller 1 uses the DC charging voltage of the smoothing capacitor C3 as the power source with respect to the circuit ground G. In this case, the controller circuit The driving voltage of semiconductor IC devices is typically about 1.8V to 5V, and the current consumption is about 5mA when the power saving type is low. That is, the power consumed purely by the controller 1 is only 25mW maximum, but the maximum DC voltage charged in C3 (when the input AC power supply Vs is 220V) reaches a maximum of 311V. Therefore, if the voltage is lowered below 5V with a resistor or the like and power is supplied to the control unit 1, the wasted power reaches maximum (311V-5V) x 5mA = 1.53 W, and the lighting power consumed by the light emitting diode light emitting unit 2 is 5W. Assuming that the power efficiency is 5W / (5W + 1.53W) x 100 = 76.57%, the power efficiency is very low compared to the power efficiency greater than 90% of the conventional LED lighting device. For this reason, the conventional technology has a disadvantage in that an additional switching type DC power conversion circuit is additionally required for the controller 1 in order to increase power efficiency.

그러므로 이러한 상기 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명은, 기존에 공통모드(Common Mode) 라인필터(LF)가 사용되어 서지 흡수부 회로가 구성되고 정류부 평활 콘덴서(C3) 및 강압 초크 코일(L1)을 별도로 사용하는 발광다이오드(LED) 조명기기의 구동 전원 장치를 구현하는 방식을 탈피하여, 차동 모드(Differential Mode) 라인필터를 채택하여 기존의 정류부 고압 평활콘덴서(C3) 및 강압 초크코일(L1) 등을 생략한 간단한 회로 소자로 브리지 다이오드 정류기의 출력인 맥류 전압을 스위칭 회로 동작을 통하여 직류로 변환하여 제어부회로를 통하여 펄스-폭-제어(PWM) 정전압 회로를 부가함으로써 발광다이오드 소자군에 일정한 기준 전압 값을 가지는 정전압 구동 전원을 인가할 수 있으며, 또한 제어회로부에 공급하는 전력의 효율성을 높이기 위하여 콘덴서와 다이오드 등의 소자를 이용한 적절한 조합을 통하여 효과적인 전원 공급회로를 고안하여 제어회로부에 사용할 뿐만 아니라, 발광다이오드(LED) 조명장치 부하 회로에 정전류 제어 회로를 부가하여 다수개의 발광다이오드 소자들을 직-병렬로 조합하여 부하회로를 구비하여도 안정적인 동작을 실현할 수 있는 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치인 것이다.
Therefore, in order to solve the above problems, in the present invention, a common mode line filter LF is used to configure a surge absorber circuit and separately separate the rectifier smoothing capacitor C3 and the step-down choke coil L1. Away from implementing a power supply device for a light emitting diode (LED) lighting device used, a differential mode line filter is adopted to replace a conventional rectifier high pressure smoothing capacitor (C3) and step-down choke coil (L1). A simple circuit element, which is omitted, converts the pulsation voltage, which is the output of the bridge diode rectifier, into a direct current through a switching circuit operation, and adds a pulse-width-controlled (PWM) constant voltage circuit through the control circuit to provide a constant reference voltage value to the LED group. It is possible to apply the constant voltage driving power having the In addition to devising an effective power supply circuit through appropriate combinations using devices such as diodes, it can be used in the control circuit part as well as by adding a constant current control circuit to the LED lighting device load circuit. It is an AC-DC conversion switching power supply light emitting diode (LED) lighting device which can realize stable operation even if a load circuit is provided in combination.

그러므로 본 발명은, 낙뢰서지 등의 노이즈 유입 차단 및 고주파 스위칭 노이즈의 방출 차단에 효과적이고 전력 효율성이 높으며, 상대적으로 종래 기술에 비하여 적은 부품 수의 작은 크기로 구현이 가능하므로 생산 원가 절감 및 설치가 용이한 장점을 가지고 있는 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치를 제공한다.
Therefore, the present invention is effective in blocking the inflow of noise such as lightning surge and the emission blocking of high frequency switching noise, and is high in power efficiency, and can be implemented in a small size with a small number of parts compared to the prior art, thereby reducing production cost and installing cost. Provided is an AC-DC conversion switching power supply light emitting diode (LED) lighting device having easy advantages.

도 1은 종래 기술의 실시예를 도시한 회로도.
도 2는 본 발명에 의한 차동모드(differential mode) 라인필터(line filter)를 채택한 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치의 제 1 실시예를 도시한 회로도.
도 3은 본 발명에 의한 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치에서 제어회로부의 전원 공급 회로를 상세히 도시한 회로도.
도 4는 본 발명에 의한 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치에서 복수의 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로가 전계효과 트랜지스터(FET)를 이용한 정전류 회로와 함께 구비된 상태를 상세히 도시한 회로도.
도 5는 본 발명에 의한 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치에서 복수의 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로가 접합형 트랜지스터(BJT)를 이용한 정전류 회로와 함께 구비된 상태를 상세히 도시한 회로도.
도 6는 본 발명에 의한 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치의 회로도에서 주요 지점에 대한 동작 상태를 도시한 파형도. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the prior art.
2 is a circuit diagram showing a first embodiment of an AC-DC conversion switching power supply LED lighting device employing a differential mode line filter according to the present invention.
Figure 3 is a circuit diagram showing in detail the power supply circuit of the control circuit portion in the AC-DC conversion switching power supply light emitting diode (LED) lighting apparatus according to the present invention.
4 is a detailed view illustrating a state in which a plurality of light emitting diode (LED) lighting device load circuits are provided with a constant current circuit using a field effect transistor (FET) in an AC-DC conversion switching power supply LED lighting device according to the present invention. Illustrated circuit diagram.
5 is a detailed view illustrating a state in which a plurality of light emitting diode (LED) lighting device load circuits are provided with a constant current circuit using a junction transistor (BJT) in an AC-DC conversion switching power supply LED lighting device according to the present invention. Illustrated circuit diagram.
Figure 6 is a waveform diagram showing the operating state of the main point in the circuit diagram of the AC-DC conversion switching power supply LED lighting device according to the present invention.

본 발명에 관한 상세한 기술적 설명을 도 2 내지 도6 에 도시된 도면들을 통하여 개시하도록 한다.DETAILED DESCRIPTION A detailed technical description of the present invention will be described with reference to the drawings illustrated in FIGS. 2 to 6.

본 발명의 제 1 실시예로서 도 2에 도시된 바와 같이 핫라인 H와 뉴트럴라인 N 을 갖는 입력 교류 전원(Vs)이 차동모드(differential mode) 라인필터(LF1)의 입력부에 결선되고, 상기 차동모드(differential mode) 라인필터(LF1)의 입력 단자와 병렬로 서지 흡수 소자(Z1)와 콘덴서(C1)가 결선되어 구비되며, 상기 차동모드(differential mode) 라인필터(LF1) 출력 단자와 병렬로 콘덴서(C2)가 결선되며, 상기 차동모드(differential mode) 라인필터(LF1) 출력과 콘덴서(C2)는 브리지 다이오드(BD1) 교류 입력 단자에 결선되고 상기 브리지 다이오드(BD1) 출력 단자 중에서 공통 애노우드 단자(-)는 음극단자로서 회로 접지(G)를 제공하고 공통 캐소드 단자(+)는 양극단자로서 상기 회로 접지에 대해 맥류 파형을 제공하는 정류부가 구성되어 상기 정류부의 출력으로서 주전원부가 제공되며, 상기 주전원부 양극단자(23)과 음극단자인 회로 접지(G) 사이에 콘덴서(C3)와 스위칭 반도체 소자(Q1)가 상호간 직렬로 결선되어 구비되고, 상기 콘덴서(C3) 양단은 발광다이오드(LED) 조명 소자(LED1 내지 LEDm) 구동을 위한 발광다이오드(LED) 전원공급부를 제공하여 상기 발광다이오드(LED) 전원공급부 콘덴서(C3) 양단과 병렬로 결선되는 발광다이오드(LED) 조명장치 부하(22)가 존재할 때, 적어도 한개 이상의 발광다이오드(LED) 조명 소자(LED1 내지 LEDm)가 직렬로 결선되어 발광다이오드(LED) 조명장치 부하 회로(22)를 이루고, 상기 주전원부의 양극단자(23)와 음극단자인 회로 접지(G) 사이에 상기 스위칭 반도체 소자(Q1)의 온-오프 스위칭 제어를 위한 제어회로부(21)가 구비됨으로써, 상기 차동모드 라인필터(LF1)는 상기 LED전원공급부 콘덴서(C3) 및 스위칭 반도체 소자(Q1)로 구성되는 스위칭 전원 회로의 동작에 있어서 강압 초크 코일의 역할과 함께 입력 교류 전원(Vs) 라인을 통해서 유입되거나 상기 라인필터(LF1) 후단의 스위칭 동작 회로에서 발생하여 입력 교류 전원 라인쪽으로 방출되는 전자기적 잡음에 대하여 양방향 감쇄 효과가 있는 노이즈필터(Noise Filter)의 역할을 동시에 담당하는 것을 특징으로 하는 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치가 개시되어 있다. As a first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, an input AC power supply Vs having a hotline H and a neutral line N is connected to an input of a differential mode line filter LF1, and the differential mode (differential mode) The surge absorption element Z1 and the capacitor C1 are connected in parallel with the input terminal of the line filter LF1, and the capacitor is connected in parallel with the differential mode line filter LF1 output terminal. (C2) is connected, the differential mode line filter (LF1) output and the capacitor (C2) is connected to the bridge diode (BD1) AC input terminal and the common anode terminal of the bridge diode (BD1) output terminal The negative terminal provides a circuit ground (G) as a negative terminal and the common cathode terminal (+) is a positive terminal configured to provide a pulse wave waveform with respect to the circuit ground, so that a main power supply is provided as an output of the rectifier.A capacitor C3 and a switching semiconductor element Q1 are connected to each other in series between the main power supply positive terminal 23 and the circuit ground G, which is a negative terminal, and both ends of the capacitor C3 are provided with light emitting diodes (LEDs). A light emitting diode (LED) lighting device load 22 which is connected in parallel with both ends of the light emitting diode (LED) power supply capacitor C3 by providing a light emitting diode (LED) power supply for driving lighting elements LED1 to LEDm is When present, at least one light emitting diode (LED) lighting element (LED1 to LEDm) is connected in series to form a light emitting diode (LED) lighting device load circuit 22, the positive terminal 23 and the negative terminal of the main power supply portion The control circuit unit 21 for on-off switching control of the switching semiconductor element Q1 is provided between the in-circuit ground G so that the differential mode line filter LF1 is connected to the LED power supply capacitor C3 and To the switching semiconductor element Q1 In addition to acting as a step-down choke coil in the operation of the switching power supply circuit configured, electromagnetic waves flowing through the input AC power supply line (Vs) or generated from the switching operation circuit behind the line filter LF1 and emitted toward the input AC power supply line. Disclosed is an AC-DC conversion switching power supply light emitting diode (LED) lighting device, which simultaneously serves as a noise filter having a bidirectional attenuation effect on noise.

도 2의 실시예에서 보다 상세하게는, 라인필터 LF1이 차동모드(또는 노멀모드)로서 두 입력 라인으로부터 두 출력 라인으로의 권선 방향이 동일 코어에 대하여 상호간 반대 방향의 권선 구조를 갖는 것으로서, 이는 기존의 공통 모드(Common Mode)의 라인 필터를 사용하여 차동모드의 라인필터 효과를 얻기 위하여, 공통모드 라인필터의 다른 한쪽의 입출력 라인을 서로 바꾸어서 회로적인 결선을 함으로써 차동 모드의 라인필터와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한 도 6에 도시된 파형도로써 본 발명에 의한 제 1 실시예인 도 2의 회로에 대한 상세한 이해가 가능하다. 여기서는 입력 교류 전원 Vs 의 한 주기에 대한 상대적인 동작 파형으로서 브리지 다이오드 BD1 의 출력 전압 Vd가 도시되어 있다. Vd는 일반적인 맥류 파형과 다르게 스위칭 소자 Q1이 제어 신호 Vp에 의해 스위칭될 때 강압 초크 코일로서 역할을 담당하는 LF1와 전류 완충 작용의 기능을 하는 C2의 동작과 연관된 출력 전압을 나타내주고 있다. 상기 도 6의 파형을 보면, 먼저 입력 교류 전원 Vs이 발광다이오드 부하(22)의 유효 동작 전위(Vef)에 도달되기 까지는 Q1의 스위칭 상태를 온(On) 상태로 유지하기 위하여 Vp 의 제어 전압이 가해진다. Q1이 온(On) 상태인 동안에는 콘덴서 C3에 충전이 이루어짐과 동시에 발광다이오드 부하(22)에 대한 전력공급이 함께 이루어지 되며, 이때 제어 회로부(21)에서는 주전원부 양극 전압(23)을 감지하여 회로 접지(G)에 대한 전압이 일정 전위 값을 초과할 때를 기다렸다가 일정 시간(Toff) 동안 Q1 에 대한 오프(Off) 신호를 Vp를 통해 가해준다. 이때 C3에 충전되어 있던 전하가 발광다이오드 부하(22)로 방전되면서 전력을 공급하며 C3의 전압 Vo는 일정 수준 감소하면서 리플 전압(Vr)을 형성하게 된다. 여기서 Q1이 온(On) 상태일 때 드레인(D) 과 소스(S)간 전압은 발광다이오드 부하(22) 전압 Vo에 비하여 매우 적은 값을 갖도록 설계되기 때문에 제어회로부에서 감지하는 주전원 양극(23) 단자 전압 Vd에 대한 측정치로서 Vo의 값을 유추해 낼 수 있다. 이때 발광다이오드 부하(22) 공급 전압 Vo 와 관련하여 C3 의 용량 및 C2와 LF1의 용량 값은 발광다이오드 부하(22)의 구성과 밀접한 연관성을 가지고 있다. 일례를 들면, 발광다이오드 부하(22)의 직-병렬 결선에 의한 조합으로 적정 동작 전압이 30V이며, 정격 전류는 0.5A 인 경우 부하 전력은 15W급에 해당하게 된다. 이때 C3에 충전된 부하 전압 Vo의 허용 리플(Vr) 값을 1V 이하로 설정할 경우 Vp의 스위칭 주파수가 2KHz 근방일 경우 C3의 용량값은 220uF 에 내압 35V이상이 적당하다. 이는 실제로 시중에서 구입이 가능한 제품의 경우 직경 10mm 이내의 높이 10mm 이하인 크기의 전해콘덴서로 가능하며, 기존 인버터 방식의 SMPS의 경우 내압 400V 이상의 용량 220uF 의 평활콘덴서 제품에 비하여 크기가 매우 작으며 단가 또한 매우 저렴하다. 또한 상기 C3의 용량 값에 대하여 Vp의 스위칭 주파수는 2KHz 내외가 적당하며, 이때 차동 모드 라인필터 LF1의 용량은 1mH ~ 10mH의 값을 갖도록 설계될 수 있으며, C2 의 용량 값은 대략 250VAC 내압(입력 교류 전원 Vs가 220VAC 인 경우)에 0.1uF ~ 1uF 의 값이 적정하다. 또한 입력 교류 전원 Vs가 220VAC 인 경우, 라인필터 LF1 의 입력부에 구비되는 서지 흡수 소자 Z1은 직류 390V 이상의 내압을 갖고 순간 서지 전류는 2500A (2.5KA)급이 적절하며, 전자기 잡음 흡수 콘덴서 C1의 경우 내압 250VAC에 0.01 ~ 0.1 uF의 용량 값을 사용할 수 있다. 그리고 C1의 용량 값은 LF1의 인덕턴스 값에 의한 교류 부하 역률 계산에 있어서 역률 1에 가깝도록 C1 값을 LF1의 인덕턴스 값에 따라 적절히 매칭할 필요가 있다.More specifically in the embodiment of FIG. 2, the line filter LF1 is a differential mode (or normal mode), in which winding directions from two input lines to two output lines have winding structures in opposite directions with respect to the same core. In order to obtain the differential mode line filter effect using the existing common mode line filter, the same effect as that of the differential mode line filter is performed by switching the input / output lines of the other side of the common mode line filter with each other and making a circuit connection. Can be obtained. In addition, the waveform diagram shown in FIG. 6 enables a detailed understanding of the circuit of FIG. 2, which is the first embodiment of the present invention. Here, the output voltage Vd of the bridge diode BD1 is shown as an operation waveform relative to one period of the input AC power supply Vs. Vd represents the output voltage associated with the operation of LF1, which acts as a step-down choke coil, and C2, functioning as a current buffer, when switching element Q1 is switched by the control signal Vp, unlike a typical pulse wave waveform. Referring to the waveform of FIG. 6, first, the control voltage of Vp is maintained to keep the switching state of Q1 on until the input AC power supply Vs reaches the effective operating potential Vef of the light emitting diode load 22. Is applied. While Q1 is on, the capacitor C3 is charged and power is supplied to the light emitting diode load 22. At this time, the control circuit 21 senses the main power supply positive voltage 23 Wait for the voltage to circuit ground (G) to exceed a certain potential value, then apply the Off signal to Q1 through Vp for a period of time (Toff). At this time, the charge charged in C3 is discharged to the light emitting diode load 22 to supply power, and the voltage Vo of C3 decreases to a certain level to form the ripple voltage Vr. Here, the voltage between the drain (D) and the source (S) when the Q1 is On (On) is designed to have a very small value compared to the light emitting diode load 22 voltage Vo, the main power supply anode (23) detected by the control circuit unit The value of Vo can be deduced as a measurement of the terminal voltage Vd. In this case, the capacitance of C3 and the capacitance of C2 and LF1 in relation to the LED load voltage Vo have a close relationship with the configuration of the LED load 22. For example, when the proper operating voltage is 30V and the rated current is 0.5A, the load power corresponds to 15W class in combination by the parallel-parallel connection of the light emitting diode load 22. At this time, if the allowable ripple (Vr) value of the load voltage Vo charged in C3 is set to 1V or less, when the switching frequency of Vp is around 2KHz, the capacity value of C3 is appropriate at 220uF and more than 35V withstand voltage. It is possible to use an electrolytic capacitor with a size less than 10mm in height within the diameter of 10mm for commercially available products, and the size of the existing inverter type SMPS is much smaller than the smoothing capacitor with a capacity of 220uF of 400V or higher. Very cheap. In addition, the switching frequency of Vp is suitably about 2KHz with respect to the capacitance value of C3. At this time, the capacitance of the differential mode line filter LF1 may be designed to have a value of 1 mH to 10 mH, and the capacitance value of C2 is approximately 250 VAC. 0.1uF ~ 1uF is appropriate for AC power supply Vs of 220VAC). In addition, when the input AC power supply Vs is 220VAC, the surge absorbing element Z1 provided at the input of the line filter LF1 has a withstand voltage of 390V or more of DC, and the instantaneous surge current is appropriately 2500A (2.5KA). Capacity values from 0.01 to 0.1 uF are available for 250 VAC. In addition, it is necessary to properly match the C1 value according to the inductance value of LF1 so that the capacitance value of C1 is close to the power factor 1 in calculating the AC load power factor by the inductance value of LF1.

본 발명의 제 2 실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이,본 발명에 의한 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치에 있어서 제어회로부(21)의 전원 공급 회로를 상세히 도시한 회로도가 개시되어 있다. 상기 도 3에 도시된 제어회로부의 전원 공급 회로는 브리지 다이오드(BD1)의 공통 캐소드단자인 주전원부 양극 단자(23)로부터 제 1 콘덴서(C4)의 일단이 결선되고 상기 제 1 콘덴서(C4)의 다른 단자는 제 1 다이오드(D1)의 캐소드와 결선된 후 상기 제 1 다이오드(D1)의 애노드 단자는 회로 접지(G)와 연결되며, 상기 제 1 콘덴서(C4)와 제 1 다이오드(D1)의 결합 노드로부터 제 2 다이오드(D2)의 애노드 단자가 결선되고, 상기 제 2 다이오드 (D2)의 캐소드 단자와 회로 접지(G) 사이에 평활용 제 2 콘덴서(C5)가 결선되어 , 상기 제 2 다이오드(D2)의 캐소드 단자를 통하여 제어회로부 공급 전원 VCC가 제공될 때,상기 제 1 콘덴서(C4)는 상기 스위칭 반도체 소자(Q1)의 온-오프 동작과 연동한 충-방전 동작을 통하여 상기 제 2 콘덴서(C5)에 전하를 공급하게 됨을 특징으로 하고 있다. As a second embodiment of the present invention, as shown in Fig. 3, a circuit diagram showing in detail the power supply circuit of the control circuit section 21 in the AC-DC conversion switching power supply LED lighting device according to the present invention. Is disclosed. In the power supply circuit of the control circuit shown in FIG. 3, one end of the first capacitor C4 is connected from the main power supply anode terminal 23, which is a common cathode terminal of the bridge diode BD1, and the first capacitor C4 After the other terminal is connected to the cathode of the first diode D1, the anode terminal of the first diode D1 is connected to the circuit ground G, and the first capacitor C4 and the first diode D1 The anode terminal of the second diode D2 is connected from the coupling node, and the smoothing second capacitor C5 is connected between the cathode terminal of the second diode D2 and the circuit ground G, thereby providing the second diode. When the control circuit portion supply power VCC is provided through the cathode terminal of D2, the first capacitor C4 performs the second discharge through a charge-discharge operation in conjunction with an on-off operation of the switching semiconductor element Q1. The charge is supplied to the capacitor C5. .

또한 상기 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 있어서, 주전원부 양극 단자(23)와 제어회로부 공급 전원 VCC 사이에 저항기(R1)와 반도체 스위칭 소자로서 트랜지스터(Q2)가 직렬로 삽입될 때, 상기 트랜지스터(Q2)는 입력 교류 전원(Vs)이 장치에 최초로 인가될 당시의 초기 스위칭 모드가 온 상태에서 상기 평활용 제 2 콘덴서(C5)에 급속히 전류를 충전하여 제어회로부 공급 전원 VCC가 일정 수준 이상으로 상승한 이후에 오프(off)됨을 특징으로 하고 있다. 상기 실시 예에서 반도체 스위칭 소자 트랜지스터(Q2)로서 N-채널 전계효과 트랜지스터(FET)가 사용된 예가 개시되고 있으나 NPN형 접합형 트랜지스터(BJT)가 동일 개념으로 사용될 수 있다.Also, as shown in FIG. 3, in the second embodiment of the present invention, a resistor R1 and a transistor Q2 as a semiconductor switching element are connected in series between the main power supply positive terminal 23 and the control circuit supply power supply VCC. When inserted, the transistor Q2 rapidly charges a current in the smoothing second capacitor C5 while the initial switching mode at the time when the input AC power Vs is first applied to the device turns on the power supply to the control circuit part. It is characterized by being off after the VCC has risen above a certain level. In the above embodiment, an example in which an N-channel field effect transistor (FET) is used as the semiconductor switching device transistor Q2 is disclosed, but an NPN junction transistor BJT may be used in the same concept.

그리고 상기 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 있어서, 제어회로부 공급 전원 VCC와 회로 접지(G)간에 제너다이오드(D3)가 병렬로 직접 결선되거나 또는 저항기(R3)와 제너다이오드(D3)의 직렬 결선에 의한 회로가 병렬로 구비됨으로써 입력 교류 전원(Vs) 라인의 평균 전압 상승에 따른 VCC의 전압 상승을 억제하는 효과를 갖고, 제어용IC(31)의 공급 전원 VCC1을 제공하는 것을 특징으로 하고 있다.In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, the zener diode D3 is directly connected in parallel between the control circuit unit power supply VCC and the circuit ground G, or the resistor R3 and the zener diode are directly connected in parallel. Since the circuit by series connection of (D3) is provided in parallel, it has the effect of suppressing the voltage rise of VCC according to the average voltage rise of the input AC power supply line (Vs), and providing the supply power supply VCC1 of the control IC 31. It is characterized by.

본 발명의 제 3 실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이,본 발명에 의한 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치에 있어서 복수의 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로가 정전류 회로와 함께 구비된 상태를 상세히 도시한 회로도가 개시되어 있다.As a third embodiment of the present invention, as shown in Fig. 4, in the AC-DC conversion switching power supply LED lighting device according to the present invention, a plurality of LED lighting device load circuits include a constant current circuit. A circuit diagram showing in detail the state provided with is disclosed.

상기 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 3 실시예는 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로(42)의 발광다이오드(LED) 조명소자(LED11 내지 LED1n)의 음극 캐소드단에 N-채널 전계효과 트랜지스터(QF1) 소자의 드레인(Drain) 단자가 결선되고 상기 전계효과 트랜지스터(QF1)의 소스(Source) 단자는 직렬로 제로 오옴 이상의 값을 갖는 저항기(RS1)를 통하여 발광다이오드(LED) 전원공급부 콘덴서(C3)의 일단에 결선되어, 결과적으로 상기 전계효과 트랜지스터(QF1) 및 저항기(RS1)는 상기 발광다이오드(LED) 조명소자(LED11 내지 LED1n)와 직렬 결선 회로를 이루어 삽입되고, 상기 전계효과 트랜지스터(QF1)의 게이트(Gate) 바이어스 전압 공급을 위하여 저항기 R6 와 R7가 직렬 결선되고 그 결합 노드가 상기 전계효과 트랜지스터(QF1)의 게이트 단자에 결선되며, 상기 바이어스 전압 공급용 직렬 결선 저항기(R6 내지 R7)의 양 끝단은 상기 발광다이오드(LED) 전원공급부의 콘덴서(C3) 양단과 병렬로 결선되고, 상기 전계효과 트랜지스터(QF1)의 게이트(Gate) 단자에는 리플 전압(Vr) 완충용 콘덴서(C6)가 상기 발광다이오드(LED) 전원공급부 콘덴서(C3)의 일단과 결선되므로 인하여 콘덴서 C3의 양단 전압 Vo의 크기에 비례한 구동 전류가 발광다이오드(LED) 조명소자(LED11 내지 LED1n)에 흐르도록 하여, 상기 스위칭 반도체 소자(Q1)의 펄스-폭-제어(PWM) 신호 Vp에 의하여 결과적으로 상기 발광다이오드(LED) 전원공급부 콘덴서(C3)의 양단 전압 Vo에 대한 정전압 제어를 통한 상기 발광다이오드(LED) 조명소자(LED11 내지 LED1n)의 구동 전류에 대하여 정전류 제어가 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 4, the third embodiment of the present invention provides an N-channel electric field at the cathode cathode terminals of the LED lighting devices LED11 to LED1n of the LED lighting device load circuit 42. The drain terminal of the effect transistor QF1 element is connected and the source terminal of the field effect transistor QF1 is connected to the LED power supply through a resistor RS1 having a value of zero ohm or more in series. Connected to one end of the capacitor C3, the field effect transistor QF1 and the resistor RS1 are inserted into a series connection circuit with the light emitting diode LED elements LED11 to LED1n to insert the field effect. In order to supply a gate bias voltage of the transistor QF1, resistors R6 and R7 are connected in series and a coupling node thereof is connected to the gate terminal of the field effect transistor QF1. Both ends of the series connection resistors R6 to R7 are connected in parallel with both ends of the capacitor C3 of the light emitting diode (LED) power supply unit, and a ripple voltage is applied to the gate terminal of the field effect transistor QF1. Vr) Since the buffer capacitor C6 is connected to one end of the light emitting diode (LED) power supply capacitor C3, a driving current proportional to the magnitude of the voltage Vo at both ends of the capacitor C3 is applied to the light emitting diode (LED) lighting element (LED11). To LED1n, and the constant voltage control of the voltage Vo across both ends of the light emitting diode (LED) power supply capacitor C3 as a result of the pulse-width-control (PWM) signal Vp of the switching semiconductor element Q1. It characterized in that the constant current control to the driving current of the light emitting diodes (LED) illumination elements (LED11 to LED1n) through.

또한 상기 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 3 실시예는 발광다이오드(LED) 조명소자(LED11 내지 LED1n), 전계효과 트랜지스터(QF1) 및 저항기(RS1)로 이루어지는 정전류 특성을 갖는 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로를 제 1열로 가정할 때, 같은 구조를 갖는 제 2열로부터 제 m열 까지의 적어도 한 열 이상의 추가적인 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로가 상기 제 1열과 각각 병렬로 결선되어 의 복수의 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로(42)가 구비될 때, 상기 제 1열로부터 제 m열에 이르는 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로의 각 열에 대하여 각각의 전계효과 트랜지스터(QF1 내지 QFm)의 게이트(Gate) 단자는 단일의 바이어스 회로를 통하여 리플 완충 구동 전압을 제공 받는 것을 특징으로 한다.
In addition, as shown in FIG. 4, the third embodiment of the present invention includes a light emitting diode having a constant current characteristic including light emitting diodes (LED) lighting elements (LED11 to LED1n), field effect transistor (QF1), and resistor (RS1). Assuming that the lighting device load circuit is the first column, at least one additional light emitting diode (LED) lighting device load circuit from the second column to the mth column having the same structure is connected in parallel with the first column, respectively. When a plurality of light emitting diode (LED) lighting device load circuits 42 are provided, each field effect transistor QF1 is applied to each column of the light emitting diode (LED) lighting device load circuit from the first column to the mth column. To QFm) may be provided with a ripple buffer driving voltage through a single bias circuit.

본 발명의 제 4 실시예로서, 도 5에 도시된 바와 같이,본 발명에 의한 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치에 있어서 복수의 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로가 NPN 방식 접합형 트랜지스터(BJT)를 이용한 정전류 회로와 함께 구비된 상태를 도시한 회로도가 상세히 개시되어 있다.As a fourth embodiment of the present invention, as shown in Fig. 5, in the AC-DC conversion switching power light emitting diode (LED) lighting apparatus according to the present invention, a plurality of light emitting diode (LED) lighting apparatus load circuits are NPN type. A circuit diagram showing a state provided with a constant current circuit using a junction transistor BJT is disclosed in detail.

상기 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 4 실시예는 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로(52)의 발광다이오드(LED) 조명소자(LED11 내지 LED1n)의 음극 캐소드단에 접합형 트랜지스터(QB1) 소자의 콜렉터(Collector) 단자가 결선되고 상기 접합형 트랜지스터(QB1)의 에미터(Emmiter) 단자는 직렬로 제로 오옴 이상의 값을 갖는 저항기(RE1)를 통하여 발광다이오드(LED) 전원공급부 콘덴서(C3)의 일단에 결선되어, 결과적으로 상기 접합형 트랜지스터(QB1) 및 저항기(RE1)는 상기 발광다이오드(LED) 조명소자(LED11 내지 LED1n)와 직렬 결선 회로를 이루어 삽입되고, 상기 접합형 트랜지스터(QB1)의 베이스(Base) 바이어스 전류 공급을 위하여 저항기(RB1)와 리플 전압(Vr) 완충용 콘덴서(CB1)가 직렬 결선되고 그 결합 노드가 상기 접합형 트랜지스터(QF1)의 베이스(Base) 단자에 결선되며, 상기 바이어스 전류 공급용 저항기(RB1)의 일단과 리플 전압(Vr) 완충용 콘덴서(CB1)의 일단은 상기 발광다이오드(LED) 전원공급부의 콘덴서(C3) 양단과 병렬로 결선되어 그 콘덴서(C3)의 양단 전압 Vo의 크기에 비례한 구동 전류가 발광다이오드(LED) 조명소자(LED11 내지 LED1n)에 흐르도록 하여, 상기 스위칭 반도체 소자(Q1)의 펄스-폭-제어(PWM) 신호 Vp에 의하여 결과적으로 상기 발광다이오드(LED) 전원공급부 콘덴서(C3)의 양단 전압 Vo에 대한 정전압 제어를 통한 상기 발광다이오드(LED) 조명소자(LED11 내지 LED1n)의 구동 전류에 대하여 정전류 제어가 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 5, the fourth embodiment of the present invention is a junction transistor (eg, a cathode transistor) of the light emitting diode (LED) lighting elements (LED11 to LED1n) of the light emitting diode (LED) lighting device load circuit 52. The collector terminal of the QB1 device is connected and the emitter terminal of the junction transistor QB1 is connected to the LED power supply capacitor through the resistor RE1 having a value of zero ohm or more in series. C3) is connected to one end, and as a result, the junction transistor QB1 and the resistor RE1 are inserted into a series connection circuit with the LED lighting elements LED11 to LED1n to insert the junction transistor Q In order to supply the base bias current of QB1, resistor RB1 and a ripple voltage Vr buffer capacitor CB1 are connected in series, and a coupling node thereof is connected to the base terminal of the junction transistor QF1. Final, One end of the bias current supply resistor RB1 and one end of the ripple voltage Vr buffer capacitor CB1 are connected in parallel with both ends of the capacitor C3 of the LED power supply unit, and the capacitor C3 is connected. A driving current proportional to the magnitude of the voltage Vo across both flows to the light emitting diode (LED) lighting elements (LED11 to LED1n), resulting in a pulse-width-control (PWM) signal Vp of the switching semiconductor element Q1. It is characterized in that the constant current control for the driving current of the light emitting diode (LED) lighting elements (LED11 to LED1n) through the constant voltage control for the voltage Vo of both ends of the light emitting diode (LED) power supply capacitor (C3). do.

또한 상기 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 4 실시예는 발광다이오드(LED) 조명소자(LED11 내지 LED1n), 접합형 트랜지스터(QB1) 및 저항기(RE1)과 바이어스 전류 공급용 저항기(RB1) 및 리플 완충용 콘덴서(CB1)로 이루어지는 정전류 특성을 갖는 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로를 제 1열로 가정할 때, 같은 구조를 갖는 제 2열로부터 제 m열 까지의 적어도 한 열 이상의 추가적인 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로가 상기 제 1열과 각각 병렬로 결선되어 의 복수의 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로(52)가 구비될 때, 상기 제 1열로부터 제 m열에 이르는 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로의 각 열에 대하여 각각의 접합형 트랜지스터(QB1 내지 QBm)의 베이스(Base) 단자는 각각 개별적인 바이어스 전류 공급 저항기(RB1내지 RBm) 및 리플 완충용 바이어스 콘덴서(CB1 내지 CBm)를 통하여 바이어스 전류를 제공 받는 것을 특징으로 한다. 이는 이전 도4에 도시된 본 발명에 의한 제 3 실시예에서 전계효과 트랜지스터(QF1내지 QFm) 정전류 바이어스 전압회로와 달리, 접합형 트랜지스터(QB1 내지 QBm)의 베이스 바이어스 전류 공급회로에서는, 어느 한 열의 부품 파손이 발생할 경우 바이어스 전류회로의 균형을 상실하여 나머지 다른 열의 바이어스 전류회로에 전류가 과다하게 유입되게 되므로, 결과적으로 다른 부하 발광다이오드(LED) 조명소자(LEDm1 내지 LEDmn)에 과대 전류가 발생되는 원인을 제공하게되므로, 이를 막기 위하여 상기 도 5의 본발명에 의한 제 4 실시예에서는 각각 개별적인 바이어스 전류 공급 회로를 구비하게 된다.In addition, as shown in FIG. 5, the fourth embodiment of the present invention includes a light emitting diode (LED) lighting device (LED11 to LED1n), a junction transistor (QB1), a resistor (RE1), and a bias current supply resistor (RB1). And a light emitting diode (LED) lighting device having a constant current characteristic consisting of a ripple buffering capacitor (CB1) as the first column, at least one additional light emission from the second column to the mth column having the same structure. When the diode (LED) lighting device load circuit is connected in parallel with the first column, respectively, and the plurality of light emitting diode (LED) lighting device load circuits 52 are provided, the light emitting diodes extending from the first column to the mth column ( The base terminals of each of the junction transistors QB1 to QBm for each column of the lighting device load circuit have separate bias current supply resistors (RB1 to RBm) and a ripple buffering bias cone. Characterized in that the bias current is provided through the denser (CB1 to CBm). This is different from the field effect transistors QF1 to QFm constant current bias voltage circuit in the third embodiment according to the present invention shown in FIG. 4, in the base bias current supply circuit of the junction transistors QB1 to QBm. In case of component breakage, the bias current circuit is lost and excessive current flows into the other current bias current circuit. As a result, excessive current is generated in other load light emitting diode (LED) lighting elements (LEDm1 to LEDmn). In order to prevent this, the fourth embodiment according to the present invention of FIG. 5 is provided with a separate bias current supply circuit.

상기 도 2 내지 도 5에 도시된 본 발명에 의한 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치의 실시 예에 있어서 스위칭 반도체 소자(Q1) 및 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로(42 내지 52)의 정전류 제어용 전계효과 트랜지스터(QF1 내지 QFm) 및 접합형 트랜지스터(QB1 내지 QBm)소자들은 각각 전자회로적인 콤플리멘터리(Complementary) 소자들이 대신 사용되어 전자회로적인 대칭 개념의 직렬회로로 변경되어 적용이 가능하다는 것은 당 산업 분야에 종사하는 통상의 기술적 지식을 가진 사람이라면 이미 충분히 주지된 사실이므로 상세한 실시 예를 생략하기로 한다.
In the embodiment of the AC-DC conversion switching power light emitting diode (LED) illuminating device according to the present invention shown in FIGS. 2 to 5, the switching semiconductor element Q1 and the light emitting diode (LED) lighting device load circuit 42 to The field effect transistors QF1 to QFm and the junction transistors QB1 to QBm for the constant current control of 52 are replaced with series circuits of electronic circuitry symmetry concept by using electronic circuitry complementary elements instead. The fact that the present invention is applicable to those skilled in the art is already well known, so detailed embodiments will be omitted.

상기 도면과 서술된 기술적 내용을 종합하여 볼 때, 본 발명의 산업상 이용 가능성에 관하여, 본 발명에 의한 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치는 가정용 조명기기로부터, 사무용 및 생산 공장용 조명기기를 비롯하여 가로등에 이르기까지 단상 교류 110V 에서 220V의 전력 공급이 가능한 모든 장소에서 이용이 가능하며, 적은 제조 비용으로 전력 효율이 높고 수명이 오래갈 뿐만 아니라 설치가 용이한 조명 기기 장치를 제공한다.In view of the above-mentioned drawings and the technical contents described above, with regard to the industrial applicability of the present invention, the AC-DC conversion switching power light emitting diode (LED) illuminating device according to the present invention can be manufactured from home lighting equipment, office and production plants. It can be used in all places where single-phase AC 110V to 220V can be supplied, from lighting fixtures to street lamps, and provides high efficiency, long life, and easy installation with low manufacturing cost. do.

LED : Light Emitting Diode , 발광다이오드
AC : Alternating Current , 교류
DC : Direct Current, 직류
PWM : 펄스 폭 변조
FET : Field Effect Transistor , 전계효과 트랜지스터
BJT : Bipolar Junction Transistor , 접합형 트랜지스터LED: Light Emitting Diode, Light Emitting Diode
AC: Alternating Current, AC
DC: Direct Current, DC
PWM: pulse width modulation
FET: Field Effect Transistor, Field Effect Transistor
BJT: Bipolar Junction Transistor, Junction Transistor

Claims (9)

입력 교류 전원 라인에 적어도 한개 이상의 차동모드 라인필터 또는 이와 회로적 등가인 적어도 한개 이상의 인덕터가 상기 입력 교류 전원 라인의 루프 회로상에 직렬로 결선되어 구비되며, 적어도 한개 이상의 콘덴서가 상기 라인필터 출력 단자와 병렬로 결선되어 구비되고, 상기 라인필터 출력과 콘덴서는 브리지 다이오드 교류 입력 단자에 결선되고 상기 브리지 다이오드 출력 단자 중에서 공통 애노우드 단자는 음극단자로서 회로 접지를 제공하고 공통 캐소드 단자는 양극단자로서 상기 회로 접지에 대해 맥류 파형을 제공하는 정류부가 구성되어 상기 정류부의 출력으로서 주전원부가 제공되며, 상기 주전원부 양극단자과 음극단자인 회로 접지 사이에 콘덴서와 스위칭 반도체 소자가 상호간 직렬로 결선되어 구비되고, 상기 콘덴서 양단은 발광다이오드(LED) 조명 소자 구동을 위한 발광다이오드(LED) 전원공급부를 제공하여 상기 발광다이오드(LED) 전원공급부 콘덴서 양단과 병렬로 결선되는 발광다이오드(LED) 조명장치 부하가 존재할 때, 적어도 한개 이상의 발광다이오드(LED) 조명 소자가 직렬로 결선되어 발광다이오드(LED) 조명장치 부하 회로를 이루고, 상기 주전원부의 양극단자와 음극단자인 회로 접지 사이에 상기 스위칭 반도체 소자의 온-오프 스위칭 제어를 위한 제어회로부가 구비됨으로써, 상기 차동모드 라인필터는 상기 발광다이오드(LED) 전원공급부 콘덴서 및 스위칭 소자로 구성되는 스위칭 전원 회로의 동작에 있어서 강압 초크 코일의 역할과 함께 입력 교류 전원 라인을 통해서 유입되거나 상기 라인필터 후단의 스위칭 동작 회로에서 발생하여 입력 교류 전원 라인쪽으로 방출되는 전자기적 잡음에 대하여 양방향 감쇄 효과가 있는 노이즈필터의 역할을 동시에 담당하는 것을 특징으로 하는 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치.
At least one differential mode line filter or at least one inductor equivalent in circuit to the input AC power line is provided in series on the loop circuit of the input AC power line, and at least one capacitor is connected to the line filter output terminal. And the line filter output and the condenser are connected to the bridge diode AC input terminal and the common anode terminal of the bridge diode output terminal provides the circuit ground as the negative terminal and the common cathode terminal is the positive terminal. A rectifier configured to provide a pulse wave waveform with respect to the circuit ground is provided, and a main power supply is provided as an output of the rectifier, and a capacitor and a switching semiconductor element are connected in series with each other between a circuit ground which is the main power supply positive terminal and the negative terminal. The both ends of the capacitor At least one light emission when there is a light emitting diode (LED) lighting device load connected in parallel with both ends of the light emitting diode (LED) power supply capacitor by providing a light emitting diode (LED) power supply for driving a diode (LED) lighting element Diode (LED) lighting elements are connected in series to form a light emitting diode (LED) lighting device load circuit, and control for on-off switching control of the switching semiconductor device between the circuit ground which is the positive terminal and the negative terminal of the main power supply unit. By providing a circuit portion, the differential mode line filter flows through an input AC power line or acts as a step-down choke coil in the operation of a switching power circuit composed of the light emitting diode (LED) power supply capacitor and a switching element. Occurs in the switching action circuit behind the filter and discharges towards the input AC power line AC is characterized in that serves as a noise filter with a two-way damping effect at the same time with respect to an electromagnetic noise-DC conversion switching power light emitting diode (LED) lighting device.
청구항 1에 있어서 스위칭 반도체 소자의 온-오프 스위칭 제어를 위한 제어회로부의 전원 공급을 위하여 브리지 다이오드의 공통 캐소드단자인 주전원부 양극 단자로부터 제 1 콘덴서의 일단이 결선되고 상기 제 1 콘덴서의 다른 단자는 제 1 다이오드의 캐소드와 결선된 후 상기 제 1 다이오드의 애노드 단자는 회로 접지와 연결되며, 상기 제 1 콘덴서와 제 1 다이오드의 결합 노드로부터 제 2 다이오드의 애노드 단자가 결선되고, 상기 제 2 다이오드의 캐소드 단자와 회로 접지 사이에 평활용 제 2 콘덴서가 결선되어 , 상기 제 2 다이오드의 캐소드 단자를 통하여 상기 제어회로부에 공급 전원 VCC가 제공될 때,상기 제 1 콘덴서는 상기 스위칭 반도체 소자의 온-오프 동작과 연동한 충-방전 동작을 통하여 상기 제 2 콘덴서에 전하를 공급하게 됨을 특징으로 하는 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치.
The terminal of claim 1, wherein one end of the first capacitor is connected from a positive terminal of the main power supply unit, which is a common cathode terminal of the bridge diode, to supply power to the control circuit unit for the on-off switching control of the switching semiconductor device, and the other terminal of the first capacitor After being connected with the cathode of the first diode, the anode terminal of the first diode is connected to the circuit ground, the anode terminal of the second diode is connected from the coupling node of the first capacitor and the first diode, and the anode terminal of the second diode is connected. When the smoothing second capacitor is connected between the cathode terminal and the circuit ground, and the supply power supply VCC is provided to the control circuit part through the cathode terminal of the second diode, the first capacitor is turned on and off of the switching semiconductor element. It is characterized in that the charge is supplied to the second capacitor through the charge-discharge operation in conjunction with the operation The AC-DC conversion switching power light emitting diode (LED) lighting device.
청구항 2에 있어서 주전원부 양극 단자와 제어회로부의 공급 전원 VCC 사이에 저항기와 반도체 스위칭 소자로서 트랜지스터가 직렬로 삽입될 때, 상기 트랜지스터는 입력 교류 전원이 장치에 최초로 인가될 당시의 초기 스위칭 모드가 온 상태에서 상기 평활용 제 2 콘덴서에 급속히 전하를 충전하여 상기 제어회로부 공급 전원 VCC가 일정 수준 이상으로 상승한 이후에 오프됨을 특징으로하는 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치.
The transistor of claim 2, when a transistor is inserted in series as a resistor and a semiconductor switching element between the main power supply positive terminal and the supply power supply VCC of the control circuit, the transistor is switched on at the initial switching mode when the input AC power is first applied to the device. AC-DC conversion switching power light emitting diode (LED) lighting device, characterized in that the charge is rapidly charged to the smoothing second capacitor in the state, and then turned off after the control circuit unit supply power supply VCC rises above a predetermined level.
청구항 3에 있어서 제어회로부 공급 전원 VCC 단자와 회로 접지간에 제너다이오드 또는 저항기와 제너다이오드의 직렬 결선에 의한 회로가 병렬로 구비됨으로써 입력 교류 전원 라인의 평균 전압 상승에 따른 VCC의 전압 상승을 억제하는 효과를 갖는 것을 특징으로하는 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치.
The circuit according to claim 3, wherein a circuit by a series connection of a zener diode or a resistor and a zener diode is provided in parallel between the VCC terminal of the control circuit supply power supply and the circuit ground, thereby suppressing the voltage rise of the VCC caused by the average voltage rise of the input AC power supply line. AC-DC conversion switching power supply light emitting diode (LED) lighting device having a.
청구항 1에 있어서 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로의 발광다이오드(LED) 조명소자의 양극 애노드 또는 음극 캐소드 단자에 전계효과 트랜지스터(FET) 소자의 드레인(Drain) 단자가 결선되고 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 소스(Source) 단자는 직렬로 제로 오옴 이상의 값을 갖는 저항기를 통하여 발광다이오드(LED) 전원공급부 콘덴서의 일단에 결선되어, 결과적으로 상기 전계효과 트랜지스터(FET) 및 저항기는 상기 발광다이오드(LED) 조명소자와 직렬 결선 회로를 이루어 삽입되고, 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 게이트(Gate) 바이어스 전압 공급용 저항기 두개가 직렬 결선되어 그 결선 노드가 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 게이트(Gate) 단자에 결선되며, 상기 두 직렬 결선 저항기의 다른 양 끝단은 상기 발광다이오드(LED) 전원공급부의 콘덴서 양단과 병렬로 결선되고, 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 게이트(Gate) 단자에는 리플 전압 완충용 콘덴서가 상기 발광다이오드(LED) 전원공급부 콘덴서의 일단과 결선되어, 상기 스위칭 소자의 펄스-폭-제어(PWM) 신호에 의하여 결과적으로 상기 발광다이오드(LED) 전원공급부 콘덴서의 양단 전압에 대한 정전압 제어를 통한 상기 발광다이오드(LED) 조명소자의 구동 전류에 대하여 정전류 제어가 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치
The drain terminal of the field effect transistor (FET) device is connected to the anode or cathode cathode terminal of the light emitting diode (LED) lighting device of the LED lighting device load circuit. The source terminal of the FET is connected to one end of the LED power supply capacitor through a resistor having a value of zero ohm or more in series, so that the field effect transistor (FET) and the resistor are connected to the light emitting diode (FET). LED) is inserted into a series connection circuit with an illumination element, and two gate bias voltage supply resistors of the field effect transistor (FET) are connected in series so that the connection node is connected to the gate of the field effect transistor (FET). Terminal, and the other opposite ends of the two series connection resistors are connected to both ends of the capacitor of the LED power supply unit. In parallel, a ripple voltage buffer capacitor is connected to one end of the light emitting diode (LED) power supply capacitor at a gate terminal of the field effect transistor (FET), thereby controlling pulse-width-control of the switching element. AC power, characterized in that the constant current control for the drive current of the LED lighting device through the constant voltage control of the voltage across the LED power supply capacitor as a result of the PWM signal. DC conversion switching power LED
청구항 5에 있어서 발광다이오드(LED) 조명소자, 전계효과 트랜지스터(FET) 및 저항기로 이루어지는 정전류 특성을 갖는 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로를 제 1열로 가정할 때, 같은 구조를 갖는 제 2열로부터 제 m열 까지의 적어도 한 열 이상의 추가적인 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로가 상기 제 1열과 각각 병렬로 결선되어 의 복수의 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로가 구비될 때, 상기 제 1열로부터 제 m열에 이르는 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로의 각 열에 대하여 각각의 전계효과 트랜지스터(FET)의 게이트(Gate) 단자는 단일의 바이어스 회로를 통하여 리플 완충 구동 전압을 제공 받는 것을 특징으로 하는 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치.The second column having the same structure when a light emitting diode (LED) lighting device load circuit having a constant current characteristic consisting of a light emitting diode (LED) lighting element, a field effect transistor (FET) and a resistor is assumed as the first column according to claim 5. At least one additional light emitting diode (LED) illuminator load circuit from at least one column to the m th column is connected in parallel with the first column so that the plurality of light emitting diode (LED) illuminator load circuits are provided. For each column of the LED lighting device load circuit from the column to the m-th column, the gate terminal of each field effect transistor (FET) is provided with a ripple buffer driving voltage through a single bias circuit. AC-DC conversion switching power light emitting diode (LED) lighting device. 청구항 1에 있어서 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로의 발광다이오드(LED) 조명소자의 양극 애노드 또는 음극 캐소드 단자에 접합형 트랜지스터 소자의 콜렉터 단자가 결선되고 상기 접합형 트랜지스터의 에미터 단자는 직렬로 제로 오옴 이상의 값을 갖는 저항기를 통하여 발광다이오드(LED) 전원공급부 콘덴서의 일단에 결선되어, 결과적으로 상기 접합형 트랜지스터 및 저항기는 상기 발광다이오드(LED) 조명소자와 직렬 결선 회로를 이루어 삽입되고, 상기 접합형 트랜지스터의 베이스(Base) 바이어스 전류 공급을 위하여 저항기와 리플 전압 완충용 콘덴서가 직렬로 결선되고, 그 결선 노드가 상기 접합형 트랜지스터의 베이스 단자에 결선되며, 상기 바이어스 전류 공급용 저항기의 일단과 리플 전압 완충용 콘덴서의 일단은 상기 발광다이오드(LED) 전원공급부의 콘덴서 양단과 병렬로 결선되어 상기 콘덴서의 양단 전압의 크기에 비례한 구동 전류가 발광다이오드(LED) 조명소자에 흐르도록 하여, 상기 스위칭 소자의 펄스-폭-제어(PWM) 신호에 의하여 결과적으로 상기 발광다이오드(LED) 전원공급부 콘덴서의 양단 전압에 대한 정전압 제어를 통한 상기 발광다이오드(LED) 조명소자의 구동 전류에 대하여 정전류 제어가 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치.
The collector terminal of the junction transistor device is connected to the anode anode or cathode cathode terminal of the LED lighting device of the LED lighting device load circuit, and the emitter terminal of the junction transistor is connected in series. One end of the light emitting diode (LED) power supply capacitor is connected through a resistor having a value equal to or greater than zero ohms. As a result, the junction transistor and the resistor are inserted into a series connection circuit with the light emitting diode (LED) lighting element. A resistor and a ripple voltage buffer capacitor are connected in series to supply a base bias current of the junction transistor, and a connection node thereof is connected to the base terminal of the junction transistor. One end of the ripple voltage buffer capacitor is the light emitting diode (LED). It is connected in parallel with the both ends of the capacitor of the source supply, so that a driving current proportional to the magnitude of the voltage of the capacitor is flowed to the LED lighting element, and by the pulse-width control signal of the switching element. As a result, the AC-DC conversion switching power supply light emitting is characterized in that the constant current control is possible for the driving current of the light emitting diode (LED) through the constant voltage control of the voltage across the light emitting diode (LED) power supply capacitor. Diode (LED) lighting device.
청구항 7에 있어서 발광다이오드(LED) 조명소자, 접합형 트랜지스터 및 상기 접합형 트랜지스터 에미터 단자에 결선된 저항기과 바이어스 전류 공급용 저항기 및 리플 완충용 콘덴서로 이루어지는 정전류 특성을 갖는 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로를 제 1열로 가정할 때, 같은 구조를 갖는 제 2열로부터 제 m열 까지의 적어도 한 열 이상의 추가적인 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로가 상기 제 1열과 각각 병렬로 결선되어 의 복수의 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로가 구비될 때, 상기 제 1열로부터 제 m열에 이르는 발광다이오드(LED) 조명장치 부하회로의 각 열에 대하여 각각의 접합형 트랜지스터의 베이스 단자는 각각 개별적인 바이어스 전류 공급 저항기 및 리플 완충용 바이어스 콘덴서를 통하여 바이어스 전류를 제공 받는 것을 특징으로 하는 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치.The light emitting diode (LED) lighting device having a constant current characteristic of a light emitting diode (LED) lighting element, a junction transistor, a resistor connected to the junction transistor emitter terminal, a resistor for bias current supply, and a ripple buffer capacitor. Assuming that the load circuit is the first column, at least one additional light emitting diode (LED) lighting device load circuit from the second column to the m-th column having the same structure is connected in parallel with the first column, respectively, When a light emitting diode (LED) lighting device load circuit is provided, the base terminals of each of the junction transistors each supply a separate bias current for each column of the light emitting diode (LED) lighting device load circuits ranging from the first column to the mth column. A bias current is provided through a resistor and a ripple buffering bias capacitor. DC conversion switching power light emitting diode (LED) lighting device - to exchange. 청구항 1에 있어서 제어회로부는 스위칭 반도체 소자가 최초 온 상태 일때 주 전원부 양극 단자 전압을 감지하여 일정 수준에 도달할 때까지 상기 스위칭 반도체 소자의 온 상태를 유지한 후, 미리 설정된 일정 상수의 시간 만큼 오프 상태를 유지하도록 펄스-폭-변조(PWM) 제어신호를 반복적으로 상기 스위칭 반도체 소자에 제공함을 특징으로하는 교류-직류 변환 스위칭 전원 발광다이오드(LED) 조명 장치.The control circuit of claim 1, when the switching semiconductor device is in an on state for the first time, senses the voltage of the positive terminal of the main power supply unit and maintains the on state of the switching semiconductor device until reaching a predetermined level, and then turns off the control circuit by a predetermined constant time. And a pulse-width-modulated (PWM) control signal repeatedly provided to the switching semiconductor element to maintain the state.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016140487A1 (en) * 2015-03-03 2016-09-09 (주) 파워에이앤디 Led power source supply circuit

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