KR20140086823A - 직류전원장치 - Google Patents

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KR20140086823A
KR20140086823A KR1020130145932A KR20130145932A KR20140086823A KR 20140086823 A KR20140086823 A KR 20140086823A KR 1020130145932 A KR1020130145932 A KR 1020130145932A KR 20130145932 A KR20130145932 A KR 20130145932A KR 20140086823 A KR20140086823 A KR 20140086823A
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circuit
terminal
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KR1020130145932A
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미쓰토모 요시나가
겐고 기무라
도시히로 나카노
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산켄덴키 가부시키가이샤
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Abstract

(과제)
입력전류파형을 정현파에 가깝게 할 수 있어, 고조파전류 제한을 용이하게 만족시킬 수 있는 직류전원장치를 제공한다.
(해결수단)
리액터(L1)에 직렬로 접속된 스위칭 소자(M1)를 온/오프 제어함으로써, 정류된 교류입력전압(Ｖｉｎ)을 직류전압으로 변환하여 ＬＥＤ부하(ＲＬ)에 공급하는 ＬＥＤ점등장치(10)로서, 정류후의 그라운드 라인(ＧＮＤ1)에 대하여 플로팅되어 동작하고, 리액터(L1)와 ＬＥＤ부하(ＲＬ)에 흐르는 전류값에 의거하여 스위칭 소자(M1)의 온폭을 제어하는 제어회로(Z2)를 구비하고, 제어회로(Z2)는, 온/오프 제어의 스위칭 주파수를 리액터(L1)의 에너지 방출 타이밍과 비동기로 제어하는 발진회로를 구비하고 있다.

Description

직류전원장치{DC POWER SOURCE APPARATUS}
본 발명은 상용교류전원(商用交流電源)의 교류입력전압을 원하는 직류전압으로 변환하여 출력하는 직류전원장치(直流電源裝置)에 관한 것이다.
상용전원으로 사용하는 ＬＥＤ점등장치 등의 직류전원장치에 있어서, 각국에서 사용되는 상용전원의 전압에 자동으로 대응하는 월드와이드(worldwide) 입력대응의 기종에서는, 교류입력전압이 ＡＣ120V∼400V 정도까지 크게 변동한다. 이러한 ＬＥＤ점등장치에 비절연형인 강압초퍼방식(降壓chopper方式)을 사용하는 경우에는, 스위칭 소자의 전압파형의 최대값을 억제하여 안전규격상의 절연거리를 좁혀 고밀도실장을 도모하기 위하여, 또는 제어ＩＣ로 이루어지는 제어회로부의 Ｖｃｃ-ＧＮＤ 내압을 대폭적으로 초과해 버리기 때문에, 제어회로부의 ＧＮＤ단자를 정류후의 ＧＮＤ전위에 접속하지 않고 띄운 플로팅 강압초퍼방식(floating 降壓chopper方式)이 사용된다(예를 들면 특허문헌1 참조).
특허문헌1에는, 특히 임계모드(臨界mode)에서 평균전류값을 제어하는 것이 명기되어 있다. 역률개선 동작을 겸한 평균전류값제어를 임계모드에서 하면, 교류입력전압의 제로전압으로부터 피크전압에 걸쳐서 발진주파수가 변동한다. 이 발진주파수마다의 스위칭 전류가 정류평활부의 필터회로에 의하여 평활되어서 출력전류파형이 된다.
임계모드에서 동작하는 종래의 ＬＥＤ점등장치(1)는 도21을 참조하면, 정류회로(ＤＢ)의 교류입력단자에 ＡＣ라인필터(AC line filter)(ＥＭＩ필터)를 통하여 상용교류전원(ＡＣ)이 접속되고, 정류회로(ＤＢ)의 정류출력 정극단자(콘덴서(Ｃｉｎ)의 정극단자)에 ＣＯＭＭＯＮ단자를 플로팅 상태로 한 제어회로부(Z1)가 접속되어 있으며, 그 후단에 인덕터(L1), 회생 다이오드(D1) 및 평활 콘덴서(C1) 등으로 이루어지는 강압초퍼의 회로구성부품이 접속되어 있다.
제어회로부(Z1)에는 ＭＯＳＦＥＴ 등의 스위칭 소자(M1)가 내장되어 있다. 그리고 스위칭 소자(M1)의 드레인이 접속되어 있는 Ｄ/ＳＴ단자가 정류회로(ＤＢ)의 정류출력 정극단자(콘덴서(Ｃｉｎ)의 정극단자)에 접속되고, 스위칭 소자(M1)의 소스가 접속되어 있는 ＣＯＭＭＯＮ단자에는, 전류검출용의 저항(R1)의 일방(一方)의 단자가 접속되어 있다. 또한 전류검출용의 저항(R1)의 타방(他方)의 단자는 리액터(L1)의 일방의 단자에 접속되고, 리액터(L1)의 타방의 단자는 ＬＥＤ부하(ＲＬ)가 접속되는 정측 출력단자가 된다. ＬＥＤ부하(ＲＬ)가 접속되는 부측 출력단자는, 정류회로(ＤＢ)의 정류출력 음극단자(콘덴서(Ｃｉｎ)의 음극단자)와 접속되고, 부측 출력단자와 정류회로(ＤＢ)의 정류출력 음극단자(콘덴서(Ｃｉｎ)의 음극단자)를 연결하는 라인이 그라운드 라인(ＧＮＤ1)이 된다. 제어회로부(Z1)의 ＣＯＭＭＯＮ단자와 전류검출용의 저항(R1)과의 접속점에는 회생 다이오드(D1)의 캐소드 단자가 접속되고, 회생 다이오드(D1)의 애노드 단자는 그라운드 라인(ＧＮＤ1)에 접속되어 있다. 또한 리액터(L1)와 ＬＥＤ부하(ＲＬ)가 접속되는 정측 출력단자와의 접속점과 그라운드 라인(ＧＮＤ1) 사이에는, 평활 콘덴서(C1)가 접속되어 있다.
리액터(L1)와 ＬＥＤ부하(ＲＬ)가 접속되는 정측 출력단자와의 접속점과, 제어회로부(Z1)의 ＣＯＭＭＯＮ단자와 전류검출용의 저항(R1)과의 접속점 사이에는, 다이오드(D2)를 통하여 콘덴서(C2)가 접속되고, 다이오드(D2)와 콘덴서(C2)와의 접속점이 제어회로부(Z1)의 ＶＣＣ단자에 접속되어 있다. 이에 따라 제어회로부(Z1)의 전원은, ＬＥＤ부하(ＲＬ)로부터 부트스트랩 구성(bootstrap 構成)에 의하여 공급된다.
또한 전류검출용의 저항(R1)과 리액터(L1)와의 접속점과, 제어회로부(Z1)의 ＣＯＭＭＯＮ단자와 전류검출용의 저항(R1)과의 접속점 사이에는, 저항(R2)을 통하여 콘덴서(C3)가 접속되고, 저항(R2)과 콘덴서(C3)와의 접속점이 제어회로부(Z1)의 FB단자에 접속되어 있다. 저항(R2)과 콘덴서(C3)의 직렬회로는 필터로서 기능하고, 전류검출용의 저항(R1)에 의하여 리액터(L1)와 ＬＥＤ부하(ＲＬ)에 흐르는 전류값이, ＣＯＭＭＯＮ단자로부터 보아 마이너스 전압으로서 제어회로부(Z1)의 FB단자에 입력된다. 또 제어회로부(Z1)의 ＦＢＯＵＴ단자와 ＣＯＭＭＯＮ단자 사이에는 콘덴서(C4)가 접속되어 있다. 콘덴서(C4)는 ＦＢＯＵＴ단자로부터 유출입되는 전류값에 대하여 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 반주기보다 긴 시정수를 구비하고 있어, 콘덴서(C4)에 의하여 ＦＢＯＵＴ단자에 나타나는 전압은 거의 ＤＣ레벨이 될 때까지 충분히 평활된다.
또한 리액터(L1)와 ＬＥＤ부하(ＲＬ)가 접속되는 정측 출력단자와의 접속점은, 다이오드(D3)와 저항(R3)을 통하여 제어회로부(Z1)의 BD단자(bottom detect端子)에 접속되어 있다. 또한 전류검출용의 저항(R1)과 리액터(L1)와의 접속점과, 제어회로부(Z1)의 ＣＯＭＭＯＮ단자와 전류검출용의 저항(R1)과의 접속점 사이에는, 저항(R4)을 통하여 콘덴서(C5)가 접속되고, 저항(R4)과 콘덴서(C5)와의 접속점이 제어회로부(Z1)의 ＯＣＰ단자에 접속되어 있다.
스위칭 소자(M1)가 내장된 제어회로부(Z1)는 도22를 참조하면, 트랜스 컨덕턴스 앰프(transconductance amplifier)(ＯＴＡ)와, 비교기(ＣＰ1, ＣＰ2, ＣＰ3, ＣＰ4)와, 정전류회로(ＣＣ)와, 콘덴서(Ｃｔ)와, 스위치 소자(M2)와, 앤드회로(ＡＮＤ)를 구비하고 있다.
트랜스 컨덕턴스 앰프(ＯＴＡ)는, 반전 입력단자가 FB단자에 접속되고, FB단자에 입력되는 마이너스 전압과 비반전 입력단자에 접속된 기준전압을 비교하여, 그 전압의 차이를 증폭하여 전압신호로부터 전류신호로 변환하여 출력한다. 트랜스 컨덕턴스 앰프(ＯＴＡ)의 출력단자는, ＦＢＯＵＴ단자와 비교기(ＣＰ1)의 비반전 입력단자에 접속되어 있다. 이에 따라 트랜스 컨덕턴스 앰프(ＯＴＡ)의 출력은, ＦＢＯＵＴ단자에 접속된 콘덴서(C4)에 의하여 거의 ＤＣ레벨이 될 때까지 충분히 평활된 전압신호로 치환되어, FB전압으로서 비교기(ＣＰ1)의 비반전 입력단자에 입력된다.
비교기(ＣＰ1)의 반전 입력단자는, 정전류회로(ＣＣ)의 출력단자와 콘덴서(Ｃｔ)의 일방의 단자와 스위치 소자(M2)의 드레인이 접속되어 있다. 여기에서 정전류회로(ＣＣ)와 콘덴서(Ｃｔ)와 스위치 소자(M2)는 삼각파발진기(三角波發振器)를 구성하여, 삼각파가 비교기(ＣＰ1)의 반전 입력단자에 입력된다. 즉 스위치 소자(M2)가 오프 상태에서 정전류회로(ＣＣ)에 의하여 콘덴서(Ｃｔ)를 일정한 전류로 충전함으로써 삼각파 파형의 기울기를 결정하고, 스위치 소자(M2)를 턴온(turn-on) 함으로써 삼각파발진의 리셋 타이밍(reset timing)을 결정한다. 스위치 소자(M2)의 게이트는, 비반전 입력단자가 BD단자에 접속된 비교기(ＣＰ2)의 출력단자에 접속되고, 스위치 소자(M2)는 리액터(L1)의 에너지 방출 타이밍에 의하여 턴온 된다. 비교기(ＣＰ1)의 출력단자는, 앤드회로(ＡＮＤ)를 통하여 스위칭 소자(M1)의 게이트에 접속되어 있다. 이에 따라 FB전압에 따른 ＯＮ폭 신호가 생성되어, 임계모드에서 스위칭 소자(M1)의 스위칭 동작이 이루어진다. 이와 같이 FB전압만으로 ＯＮ폭이 결정되는 전압모드 제어를 함으로써, 입력교류전압을 정류한 정현파전압에 비례한 스위칭 전류가 흐르기 때문에 역률개선 기능도 가진다. 또한 임계모드에서의 동작, 즉 리액터(L1)의 전압공진 기간의 최하점에서 스위칭 소자(M1)를 턴온 시키기 때문에, 저노이즈(低noise)의 전원을 실현할 수 있다.
비교기(ＣＰ3)는 과전압검출용의 ＯＶＰ(과전압보호)회로이다. 비교기(ＣＰ3)의 반전 입력단자는 Ｖｃｃ단자에 접속되고, 출력단자는 앤드회로(ＡＮＤ)의 입력단자에 접속되어 있다. 따라서 부하개방시에 Ｖｃｃ단자전압이 미리 설정된 임계치를 초과한 경우에는, 비교기(ＣＰ3)의 출력이 턴오프(turn-off) 되어 스위칭 소자(M1)의 스위칭 동작이 정지된다.
비교기(ＣＰ4)는 과전류검출용의 ＯＣＰ(과전류보호)회로이다. 비교기(ＣＰ4)의 반전 입력단자는 ＯＣＰ단자에 접속되고, 출력단자는 앤드회로(ＡＮＤ)의 입력단자에 접속되어 있다. 따라서 ＬＥＤ부하(ＲＬ)에 직렬로 접속되어 있는 전류검출용의 저항(R1)을 흐르는 전류가 미리 설정된 임계치를 초과한 경우에는, 비교기(ＣＰ4)의 출력이 턴오프 되어 스위칭 소자(M1)의 스위칭 동작이 정지된다.
일본국 공개특허 특개2012-16138호 공보
그러나 ＬＥＤ점등장치에서는, 입력전류(Ｉｉｎ)의 파형이 어느 정도 정현파에 가까운지를 판정하는 고조파전류 제한도 중요한 사양(仕樣)이 되어 있지만, 종래기술에서는 실제의 입력전류(Ｉｉｎ)의 파형이 정현파로부터 벗어난 상태가 되기 쉬워, 고조파전류 제한을 만족할 수 없는 경우가 있다고 하는 문제점이 있었다. 즉 승산기(乘算器)를 사용하지 않은 역률개선 회로를 임계모드에서 동작시켰을 경우에, 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 저전압시에는 리액터(L1)의 에너지 방출량이 적기 때문에 오프 시간은 짧아져, 교류전압의 크기에 관계없이 온 기간이 거의 일정하여도 상대적으로 주기가 짧아지므로, 도23에 나타나 있는 바와 같이 비교기(ＣＰ1)의 반전 입력단자에 입력되는 삼각파의 발진주파수(스위칭 소자(M1)의 스위칭 주파수)가 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 제로V 부근에서 높아지는 특성이 있어, 이 제로V 부근의 스위칭 전류평균치가 커지게 된다. 이 때문에 도24(a)에 나타나 있는 바와 같이 입력전류(Ｉｉｎ)의 파형이 정현파로부터 약간 벗어난 파형이 되기 때문에, 역률은 나와 있어도 전류왜율(電流歪率)(A THD)이 커서 고조파를 많이 포함한 전류파형이 되어버린다. 또한 도24(b)에 나타나 있는 바와 같이 ＬＥＤ부하의 50% 조광(50% 調光) 등을 한 경우에는, 전류왜율이 더 현저해진다. 또한 ＡＣ라인필터의 구성 등에 의하여 스위칭 전류파형의 피크치형상≒입력전류파형으로는 되지 않는다.
본 발명의 목적은, 상기 문제점을 감안하여 종래기술의 상기 문제를 해결하여, 입력전류파형을 정현파에 가깝게 할 수 있고, 고조파전류 제한을 용이하게 만족시킬 수 있는 직류전원장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 직류전원장치는, 리액터에 직렬로 접속된 스위칭 소자를 온/오프 제어함으로써 정류된 교류입력전압을 직류전압으로 변환하여 부하에 공급하는 직류전원장치로서, 상기 정류후의 그라운드 라인에 대하여 플로팅되어 동작하고, 상기 리액터와 당해 리액터에 직렬로 접속된 상기 부하에 흐르는 전류값에 의거하여 상기 스위칭 소자의 온폭을 제어하는 제어회로와, 상기 제어회로에 의한 상기 온/오프 제어의 스위칭 주파수를 상기 리액터의 에너지 방출 타이밍과 비동기로 제어하는 발진회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 직류전원장치에 있어서 상기 발진회로는, 상기 스위칭 주파수를 일정하게 제어하도록 하여도 좋다.
또한 본 발명의 직류전원장치에 있어서 상기 발진회로는, 정류된 교류입력전압의 상승의 소정시간에 상기 스위칭 주파수를 내리도록 하더라도 좋다.
또한 본 발명의 직류전원장치에 있어서 상기 부하는 ＬＥＤ이며, 상기 제어회로는, 상기 리액터와 상기 부하에 흐르는 전류값이 일정하게 되도록 정전류제어를 하도록 하여도 좋다.
또한 본 발명의 직류전원장치는, 리액터에 직렬로 접속된 스위칭 소자를 온/오프 제어함으로써, 정류된 교류입력전압을 직류전압으로 변환하여 부하에 공급하는 직류전원장치로서, 상기 정류후의 그라운드 라인에 대하여 플로팅되어 동작하고, 상기 리액터와 당해 리액터에 직렬로 접속된 상기 부하에 흐르는 전류값을 피드백신호로서 상기 스위칭 소자의 온폭을 제어하는 제어회로와, 출력전압의 상승을 검출하여 상기 피드백신호를 풀업 혹은 풀다운 시키는 전압상승 검출회로와, 상기 피드백신호의 풀업 혹은 풀다운에 의하여 상기 스위칭 소자의 온/오프 제어를 정지시키는 과전압보호회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 임계모드와는 다른 스위칭 동작을 하게 하는 것이 가능하게 되어, 입력전류파형을 정현파에 가깝게 할 수 있고, 고조파전류 제한을 용이하게 만족시킬 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.
도1은 본 발명에 관한 직류전원장치의 제1실시형태의 회로구성을 나타내는 회로구성도이다.
도2는 도1에 나타내는 제어회로부의 회로구성을 나타내는 회로구성도이다.
도3은 도1에 나타내는 제어회로부에서의 발진주파수와 교류입력전압의 관계를 나타내는 파형도이다.
도4는 본 발명에 관한 직류전원장치의 제1실시형태(a)와 종래회로(b)에 있어서의 입력전원이 ＡＣ100V인 경우의 입력전류와 교류입력전압의 관계를 나타내는 파형도이다.
도5는 본 발명에 관한 직류전원장치의 제1실시형태(a)와 종래회로(b)에 있어서의 입력전원이 ＡＣ230V인 경우의 입력전류와 교류입력전압의 관계를 나타내는 파형도이다.
도6은 본 발명에 관한 직류전원장치의 제1실시형태(a)와 종래회로(b)에 있어서의 입력전원이 ＡＣ100V로 50% 조광시의 입력전류와 교류입력전압의 관계를 나타내는 파형도이다.
도7은 본 발명에 관한 직류전원장치의 제1실시형태(a)와 종래회로(b)에 있어서의 입력전원이 ＡＣ230V로 50% 조광시의 입력전류와 교류입력전압의 관계를 나타내는 파형도이다.
도8은 본 발명에 관한 직류전원장치의 제2실시형태의 회로구성을 나타내는 회로구성도이다.
도9는 도8에 나타내는 제어회로부의 회로구성을 나타내는 회로구성도이다.
도10은 도8에 나타내는 제어회로부의 각 부분의 파형도이다.
도11은 도8에 나타내는 제어회로부에서의 발진주파수와 교류입력전압의 관계를 나타내는 파형도이다.
도12는 본 발명에 관한 직류전원장치의 제3실시형태의 회로구성을 나타내는 회로구성도이다.
도13은 본 발명에 관한 직류전원장치의 제4실시형태의 회로구성을 나타내는 회로구성도이다.
도14는 본 발명에 관한 직류전원장치의 제1실시형태를 벅-부스트 회로에 적용한 회로구성을 나타내는 회로구성도이다.
도15는 본 발명에 관한 직류전원장치의 제2실시형태를 벅-부스트 회로에 적용한 회로구성을 나타내는 회로구성도이다.
도16은 본 발명에 관한 직류전원장치의 제2실시형태를 벅-부스트 회로에 적용한 회로구성을 나타내는 회로구성도이다.
도17은 본 발명에 관한 직류전원장치의 제2실시형태를 벅-부스트 회로에 적용한 회로구성을 나타내는 회로구성도이다.
도18은 벅-초퍼회로에 있어서의 소등시의 리크전류의 흐름을 설명하는 회로구성도이다.
도19는 벅-초퍼회로에 있어서의 소등시의 리크전류의 흐름을 설명하는 회로구성도이다.
도20은 벅-부스트 회로에 있어서의 소등시의 리크전류의 흐름을 설명하는 회로구성도이다.
도21은 종래의 직류전원장치의 회로구성을 나타내는 회로구성도이다.
도22는 도21에 나타내는 제어회로부의 회로구성을 나타내는 회로구성도이다.
도23은 도21에 나타내는 제어회로부에서의 발진주파수와 교류입력전압의 관계를 나타내는 파형도이다.
도24는 종래의 직류전원장치에 있어서의 입력전원이 ＡＣ100V인 경우(a)와 ＡＣ100V 50% 조광인 경우(b)의 입력전류와 교류입력전압의 관계를 나타내는 파형도이다.
다음에 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 또 도21 및 도22에서 설명한 종래회로와 동일한 요소에는, 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
(제1실시형태)
본 발명에 관한 직류전원장치의 제1실시형태인 ＬＥＤ점등장치(10)는, 도1을 참조하면 정류회로(ＤＢ)의 정류출력 정극단자(콘덴서(Ｃｉｎ)의 정극단자)에 ＣＯＭＭＯＮ단자를 플로팅 상태로 한 제어회로부(Z2)가 접속되어 있다. 제어회로부(Z2)에는 BD(보텀 디텍트(bottom detect))단자가 설치되어 있지 않아, 리액터(L1)의 에너지 방출 타이밍이 입력되지 않는 구성으로 되어 있다.
제어회로부(Z2)는, 도2를 참조하면 비교기(ＣＰ1)의 반전 입력단자에는 발진회로(ＯＳＣ1)의 출력단자가 접속되어 있다. 발진회로(ＯＳＣ1)는, 리액터(L1)의 에너지 방출 타이밍과 비동기의 삼각파를 출력하는 발진회로이다. 제1실시형태에서는 발진회로(ＯＳＣ1)는 미리 설정된 일정한 주기로 삼각파를 출력하고, 도3에 나타나 있는 바와 같이 발진주파수는 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 제로 피크에 관계없이 일정하게 된다. 따라서 비교기(ＣＰ1)의 출력은, 주기는 일정하고, 비반전 입력단자에 입력되는 피드백 전압에 따라 ＯＮ폭의 듀티 사이클(duty cycle)을 변경하는 ＰＷＭ신호가 된다.
도4(a)에는, 교류입력전압(Ｖｉｎ)이 ＡＣ100V인 경우의 ＬＥＤ점등장치(10)에 있어서의 입력전류(Ｉｉｎ)와 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 관계가 나타나 있다. 도4를 참조하면, 도4(a)에 나타나 있는 ＬＥＤ점등장치(10)에 있어서의 입력전류(Ｉｉｎ)는, 도4(b)에 나타나 있는 종래의 ＬＥＤ점등장치(1)에 있어서의 입력전류(Ｉｉｎ)에 비해 정현파에 가까운 형태로 되어 있는 것을 알 수 있다. 따라서 ＬＥＤ점등장치(10)에서는 종래회로(ＬＥＤ점등장치(1))에 비하여, 전류왜율(A THD)이 작아져 고조파전류를 억제할 수 있다.
도5(a)에는, 교류입력전압(Ｖｉｎ)이 ＡＣ230V인 경우의 ＬＥＤ점등장치(10)에 있어서의 입력전류(Ｉｉｎ)와 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 관계가, 도5(b)에는, 교류입력전압(Ｖｉｎ)이 ＡＣ230V인 경우의 종래회로(ＬＥＤ점등장치(1))에 있어서의 입력전류(Ｉｉｎ)와 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 관계가 각각 나타나 있다. 도5(a), (b)를 참조하면, ＬＥＤ점등장치(10)와 종래회로(ＬＥＤ점등장치(1))에서 입력전류(Ｉｉｎ)의 파형이 크게 달라, ＬＥＤ점등장치(10)에 있어서의 입력전류(Ｉｉｎ)의 파형이 보다 정현파에 가까워 고조파대책에 유리한 것을 알 수 있다.
도6(a)에는, 교류입력전압(Ｖｉｎ)이 ＡＣ100V로 50% 조광시의 ＬＥＤ점등장치(10)에 있어서의 입력전류(Ｉｉｎ)와 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 관계가, 도6(b)에는, 교류입력전압(Ｖｉｎ)이 ＡＣ100V로 50% 조광시의 종래회로(ＬＥＤ점등장치(1))에 있어서의 입력전류(Ｉｉｎ)와 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 관계가 각각 나타나 있다. 또한 도7(a)에는, 교류입력전압(Ｖｉｎ)이 ＡＣ230V로 50% 조광시의 ＬＥＤ점등장치(10)에 있어서의 입력전류(Ｉｉｎ)와 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 관계가, 도7(b)에는, 교류입력전압(Ｖｉｎ)이 ＡＣ230V로 50% 조광시의 종래회로(ＬＥＤ점등장치(1))에 있어서의 입력전류(Ｉｉｎ)와 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 관계가 각각 나타나 있다. 도6(a), (b) 및 도7(a), (b)를 참조하면, ＬＥＤ점등장치(10)와 종래회로(ＬＥＤ점등장치(1))에서 입력전류(Ｉｉｎ)의 파형이 크게 달라, 조광시(경부하시)에 있어서도 ＬＥＤ점등장치(10)에 있어서의 입력전류(Ｉｉｎ)의 파형이 보다 정현파에 가까워 고조파대책에 유리한 것을 알 수 있다.
또한 ＬＥＤ점등장치(10)는, 도1을 참조하면 제어회로부(Z2)의 ＦＢＯＵＴ단자에 접속된 콘덴서(C4)와 ＣＯＭＭＯＮ단자 사이에 접속된 소신호 ＭＯＳＦＥＴ 등의 스위치 소자(M3)와, 제어회로부(Z2)의 Ｖｃｃ단자와 스위치 소자(M3)의 게이트 사이에 접속된 제너 다이오드(ＺＤ1) 및 반전회로(反轉回路)(ＩＮＶ1)를 구비하고 있다. 제어회로부(Z2)의 Ｖｃｃ단자와 제너 다이오드(ＺＤ1)의 캐소드가 접속되고, 제너 다이오드(ＺＤ1)의 애노드가 반전회로(ＩＮＶ1)를 통하여 스위치 소자(M3)의 게이트에 접속되어 있다. 또한 제어회로부(Z2)에는, 도2를 참조하면 부하개방시에 과전압검출용의 ＯＶＰ(과전압보호)회로로서 기능하는 비교기(ＣＰ5)가 설치되어 있다. 비교기(ＣＰ5)의 반전 입력단자는 ＦＢＯＵＴ단자에 접속되고, 출력단자는 앤드회로(ＡＮＤ)의 입력단자에 접속되어 있다.
스위치 소자(M3)는, 보통시(Ｖｃｃ단자의 전압이 제너 다이오드(ＺＤ1)의 제너전압 이하일 경우)는 온 상태이다. 따라서 제어회로부(Z2)의 ＦＢＯＵＴ단자에는, 실질적으로는 콘덴서(C4)만이 접속되어 있게 된다. 여기에서 부하개방에 의한 출력 과전압이 발생하였을 경우에, Ｖｃｃ단자의 전압상승에 의하여 제너 다이오드(ＺＤ1)가 도통하고, 반전회로(ＩＮＶ1)의 출력을 받아서 스위치 소자(M3)가 턴오프 된다. 스위치 소자(M3)의 턴오프에 따라, ＦＢＯＵＴ단자의 유출전류에 의하여 ＦＢＯＵＴ단자의 전압이 급속하게 상승해서 풀업(pull-up) 되기 때문에, 비교기(ＣＰ5)의 출력이 턴오프 되어 스위칭 소자(M1)의 스위칭 동작이 정지된다. 즉 부하개방에 의한 ＯＶＰ회로의 동작전압은, 제어회로부(Z2)의 외부 부착소자인 제너 다이오드(ＺＤ1)의 제너전압에 의하여 임의로 설정 가능하게 된다.
또한 Ｖｃｃ단자의 전압상승으로부터 비교기(ＣＰ5)의 출력이 턴오프 될 때까지의 동작 스피드는, 콘덴서에 대한 충전을 필요로 하지 않기 때문에 매우 빨라, 부하개방시의 보호동작을 고속으로 할 수 있다. 따라서 부하개방시에 있어서의 출력전압 상승분을 낮출 수 있어, 평활 콘덴서(C1)의 용량에 필요 이상의 여유를 갖게 하지 않아도 되기 때문에, 보다 빠듯한 내압설계(耐壓設計)가 가능하게 되어 전원의 코스트 다운에도 이어진다.
또 도21 및 도22에 나타내는 종래회로(ＬＥＤ점등장치(1))에서는, 제어회로부(Z1)내의 비교기(ＣＰ3)가 ＯＶＰ회로로서 기능하고 있기 때문에, 동작전압을 임의로 설정할 수 없다. 또한 가령 제어회로부(Z1)의 그 이외의 단자에 ＯＶＰ기능을 갖게 하더라고, 실제 동작에서는 보호동작 스피드가 느려, 충분히 만족하는 성능을 얻을 수 없는 경우가 있다. 이것은 각 단자에는 제어안정 동작용의 콘덴서가 접속되어 있어, 그 충전시간에 어느 일정한 시간이 걸려 버리기 때문에 순간적인 보호동작이 어렵다.
이상에서 설명한 바와 같이 제1실시형태는, 리액터(L1)에 직렬로 접속된 스위칭 소자(M1)를 온/오프 제어함으로써, 정류된 교류입력전압(Ｖｉｎ)을 직류전압으로 변환하여 ＬＥＤ부하(ＲＬ)에 공급하는 ＬＥＤ점등장치(10)로서, 정류후의 그라운드 라인(ＧＮＤ1)에 대하여 플로팅되어 동작하고, 리액터(L1)와 ＬＥＤ부하(ＲＬ)에 흐르는 전류값에 의거하여 스위칭 소자(M1)의 온폭을 제어하는 제어회로(비교기(ＣＰ1))와, 제어회로(비교기(ＣＰ1))에 의한 온/오프 제어의 스위칭 주파수를 리액터(L1)의 에너지 방출 타이밍과 비동기로 제어하는 발진회로(ＯＳＣ1)를 구비하고 있다. 이 구성에 의하여 임계모드와는 다른 스위칭 동작을 하게 하는 것이 가능하게 되어, 입력전류파형을 정현파에 가깝게 할 수 있고, 고조파전류 제한을 용이하게 만족시킬 수 있다. 이 효과는 교류입력전압(Ｖｉｎ)이 고압시나 경부하에서도 얻을 수 있기 때문에, ＬＥＤ조명의 특징이기도 한 조광동작(경부하)에 있어서도, 고조파전류 제한을 충분히 만족시킬 수 있다.
또한 제1실시형태에 의하면, 발진회로(ＯＳＣ1)에 의하여 스위칭 주파수를 일정하게 제어하고 있다. 이 구성에 의하여 교류입력전압(Ｖｉｎ)이 제로V 부근의 기간에 있어서 스위칭 전류평균을 억제할 수 있어, 입력전류파형을 보다 정현파에 가깝게 할 수 있다.
또한 스위칭 주파수가 고정되지 않은 종래의 임계모드에서는, 조광동작(경부하)에 있어서 부하전류가 작아질수록 스위칭 주파수가 상승하여, 공급전력을 완전히 멈추지 못해, 소등영역까지의 조광을 할 수 없었다. 이에 대하여 스위칭 주파수를 일정하게 제어함으로써 명암(明暗)에 걸쳐 조광이 가능하게 된다.
또한 제1실시형태에 의하면, 리액터(L1)에 직렬로 접속된 스위칭 소자(M1)를 온/오프 제어함으로써, 정류된 교류입력전압(Ｖｉｎ)을 직류전압으로 변환하여 ＬＥＤ부하(ＲＬ)에 공급하는 ＬＥＤ점등장치(10)로서, 정류후의 그라운드 라인(ＧＮＤ1)에 대하여 플로팅되어 동작하고, 리액터(L1)와 ＬＥＤ부하(ＲＬ)에 흐르는 전류값을 피드백신호로서 스위칭 소자(M1)의 온폭을 제어하는 제어회로(비교기(ＣＰ1))와, 출력전압의 상승을 검출하여 피드백신호를 풀업 시키는 전압상승 검출회로(제너 다이오드(ＺＤ1), 반전회로(ＩＮＶ1), 스위치 소자(M3))와, 피드백신호의 풀업에 의하여 스위칭 소자(M1)의 온/오프 제어를 정지시키는 과전압보호회로(비교기(ＣＰ5))를 구비하고 있다. 이 구성에 의하여 과전압보호동작을 최적의 전압값으로 설정할 수 있고, 또한 고속동작시키는 것이 가능하게 되는 것이다. 따라서 ＬＥＤ부하(ＲＬ)측에 접속되는 부품의 내압을 최대한으로 내리는 것이 가능하게 되어, 사용 부품의 소형화나 기판면적의 축소 등에 의한 전원 전체의 코스트 다운을 할 수 있다.
(제2실시형태)
본 발명에 관한 직류전원장치의 제2실시형태인 ＬＥＤ점등장치(20)는, 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 상승기간에 있어서 발진주파수를 내려, 스위칭 전류를 제한하는 구성이 채용되어 있다. 제1실시형태의 ＬＥＤ점등장치(10)에 의하여 입력전류파형(Ｉｉｎ)을 정현파에 가깝게 할 수 있지만, 입력전류파형(Ｉｉｎ)은 교류입력전압(Ｖｉｎ)보다 위상이 진행된 상태로 되어 있다. 이 경향(傾向)은 도5(a)나 도7(a)에 나타나 있는 바와 같이 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 전압이 높아질수록 현저해 진다. 거기에서 제2실시형태인 ＬＥＤ점등장치(20)에서는, 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 상승기간에 있어서 스위칭 전류를 제한함으로써, 입력전류(Ｉｉｎ)를 정현파에 더 가깝게 하여 고조파전류를 더 억제시킨다.
ＬＥＤ점등장치(20)는, 도8을 참조하면 제1실시형태의 제어회로부(Z2)를 바꾸어, ｄｅｔ단자가 설치되어 있는 제어회로부(Z3)가 ＣＯＭＭＯＮ단자를 플로팅 상태로 하고 정류회로(ＤＢ)의 정류출력 정극단자(콘덴서(Ｃｉｎ)의 정극단자)에 접속되어 있다. 제어회로부(Z3)의 ｄｅｔ단자는, 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 제로V 부근을 검출하기 위한 단자로서, 저항(Ｒｄｅｔ)을 통하여 정류회로(ＤＢ)의 정류출력 음극단자(콘덴서(Ｃｉｎ)의 음극단자)에 접속되어 있다.
제어회로부(Z3)는 도9를 참조하면, 제1실시형태의 제어회로부(Z2)의 구성에 더하여, 클램프 회로(clamp 回路)(21)와, 콘덴서(C6)와, 정전류원(22)과, 비교기(ＣＰ6)와, 타이머 회로(23)와, 주파수 절환기능을 구비하는 발진회로(ＯＳＣ2)를 구비하고 있다.
ＣＯＭＭＯＮ단자와 정류회로(ＤＢ)의 정류출력 음극단자(콘덴서(Ｃｉｎ)의 음극단자)는 공통전위가 아니기 때문에, 저항분압 입력은 할 수 없다. 거기에서 제어회로부(Z3)가 ＣＯＭＭＯＮ단자의 전압에 대하여 부전압(負電壓)으로 스위치 하고 있다고 생각하여, 도10(a)에 나타나 있는 저항(Ｒｄｅｔ)에 대한 인가전압을 전압/전류 변환하여 ｄｅｔ단자에 입력한다.
클램프 회로(21)의 입력단자는 ｄｅｔ단자에 접속되어 있다. 클램프 회로(21)는 부전위를 클램프 하는 기능과 아울러 커런트 미러 회로(current mirror 回路)로서의 기능을 구비하고 있다. 클램프 회로(21)의 출력은, 도10(b)에 나타나 있는 바와 같이 콘덴서(C6) 및 정전류원(22)에 의하여 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 전파정류파형과 닮은 전압파형으로 생성되어, 비교기(ＣＰ6)의 반전 입력단자에 입력된다.
비교기(ＣＰ6)의 비반전 입력단자에는 기준전압(Ｖｔｈ)이 입력되어 있다. 비교기(ＣＰ6)의 출력은, 도10(c)에 나타나 있는 바와 같이 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 전파정류파형과 닮은 전압파형이 기준전압(Ｖｔｈ)을 하회(下回)하면 Ｈｉ레벨이 되어, 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 제로V 부근이 검출된다. 타이머 회로(23)는, 도10(d)에 나타나 있는 바와 같이 비교기(ＣＰ6)의 출력이 Ｈｉ레벨로 되면, 미리 설정된 소정시간(예를 들면 2ｍｓ 등) 동안에 Ｈｉ레벨이 되는 신호를 출력한다. 그리고 발진회로(ＯＳＣ2)는 주파수 절환기능을 구비하고 있어, 타이머 회로(23)의 출력이 Ｈｉ레벨인 사이는, 도10(e), 도11에 나타나 있는 바와 같이 발진주파수를 내린다. 이에 따라 비교기(ＣＰ1)가 Ｌｏｗ레벨이 되는 기간(오프 기간)이 신장하여 스위칭 전류가 제한된다. 또 도11에는, 타이머 회로(23)의 출력의 상승에서 발진주파수를 내린 후에 서서히 되돌리는 예가 나타나 있지만, 발진주파수의 하락폭이나 되돌리는 방법은 소자의 특성 등에 따라서 적절하게 설정하면 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 제2실시형태에 의하면, 발진회로(ＯＳＣ2)에 의하여 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 상승의 소정시간에 스위칭 주파수를 내리도록 구성되어 있다. 이 구성에 의하여 교류입력전압(Ｖｉｎ)의 상승기간에 있어서 스위칭 전류를 제한함으로써, 입력전류(Ｉｉｎ)를 더 정현파에 가깝게 하여 고조파전류를 더 억제시킬 수 있다.
(제3실시형태)
본 발명에 관한 직류전원장치의 제3실시형태인 ＬＥＤ점등장치(30)에서는, 도12를 참조하면 소신호 ＭＯＳＦＥＴ 등의 스위치 소자(M4)가 제어회로부(Z3)의 ＦＢＯＵＴ단자에 접속된 콘덴서(C4)와 병렬로 접속되어 있다. 제어회로부(Z3)의 Ｖｃｃ단자와 제너 다이오드(ＺＤ1)의 캐소드가 접속되고, 제너 다이오드(ＺＤ1)의 애노드가 스위치 소자(M4)의 게이트에 접속되어 있다. 또한 제너 다이오드(ＺＤ1)의 애노드와 ＣＯＭＭＯＮ단자 사이에는 저항(R5)이 접속되어 있다.
스위치 소자(M4)는, 보통시(Ｖｃｃ단자의 전압이 제너 다이오드(ＺＤ1)의 제너전압 이하일 경우)는 오프 상태이다. 따라서 제어회로부(Z3)의 ＦＢＯＵＴ단자에는, 실질적으로는 콘덴서(C4)만이 접속되어 있게 된다. 여기에서 부하개방에 의한 출력 과전압이 발생하였을 경우에, Ｖｃｃ단자의 전압상승에 의하여 제너 다이오드(ＺＤ1)가 도통하여 스위치 소자(M4)가 턴온 된다. 스위치 소자(M4)의 턴온에 의하여 ＦＢＯＵＴ단자와 ＣＯＭＭＯＮ단자가 접속되어, ＦＢＯＵＴ단자가 풀다운(pull-down) 된다. 이에 따라 온/오프 회로(제어회로부(Z3)의 기동/정지 회로)로서 기능하게 되어 스위칭 소자(M1)의 스위칭 동작이 정지된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 제3실시형태에 의하면 리액터(L1)에 직렬로 접속된 스위칭 소자(M1)를 온/오프 제어함으로써, 정류된 교류입력전압(Ｖｉｎ)을 직류전압으로 변환하여 ＬＥＤ부하(ＲＬ)에 공급하는 ＬＥＤ점등장치(30)로서, 정류후의 그라운드 라인(ＧＮＤ1)에 대하여 플로팅되어 동작하고, 리액터(L1)와 ＬＥＤ부하(ＲＬ)에 흐르는 전류값을 피드백신호로서 스위칭 소자(M1)의 온폭을 제어하는 제어회로(비교기(ＣＰ1))와, 출력전압의 상승을 검출하여 피드백신호를 풀다운 시키는 전압상승 검출회로(제너 다이오드(ＺＤ1), 스위치 소자(M4))와, 피드백신호의 풀업에 의하여 스위칭 소자(M1)의 온/오프 제어를 정지시키는 과전압보호회로(비교기(ＣＰ1))를 구비하고 있다. 이 구성에 의하여 과전압보호동작을 최적의 전압값으로 설정할 수 있다. 또한 온폭을 제어하는 제어회로(비교기(ＣＰ1))를 과전압보호회로로서 사용할 수 있어, 제어회로부(Z3)내에 과전압보호를 위한 회로를 별도로 설치할 필요가 없다.
(제4실시형태)
본 발명에 관한 직류전원장치의 제4실시형태인 ＬＥＤ점등장치(40)에서는, 도13을 참조하면 제어회로부(Z3)의 Ｖｃｃ단자와 제너 다이오드(ＺＤ1)의 캐소드가 접속되고, 제너 다이오드(ＺＤ1)의 애노드가 제어회로부(Z3)의 FB단자에 접속되어 있다. Ｖｃｃ단자의 전압상승에 의하여 제너 다이오드(ＺＤ1)가 도통하여 FB단자가 풀업 된다. 그리고 제어회로부(Z3)의 트랜스 컨덕턴스 앰프(ＯＴＡ)의 플러스측에 스레시홀드(threshold)를 설치함으로써, FB단자의 풀업을 검출시켜, 스위칭 소자(M1)의 스위칭 동작을 정지시킨다.
이상에서 설명한 바와 같이 제4실시형태에 의하면, 리액터(L1)에 직렬로 접속된 스위칭 소자(M1)를 온/오프 제어함으로써, 정류된 교류입력전압(Ｖｉｎ)을 직류전압으로 변환하여 ＬＥＤ부하(ＲＬ)에 공급하는 ＬＥＤ점등장치(40)로서, 정류후의 그라운드 라인(ＧＮＤ1)에 대하여 플로팅되어 동작하고, 리액터(L1)와 ＬＥＤ부하(ＲＬ)에 흐르는 전류값을 피드백신호로서 스위칭 소자(M1)의 온폭을 제어하는 제어회로(비교기(ＣＰ1))와, 출력전압의 상승을 검출하여 피드백신호를 풀업 시키는 전압상승 검출회로(제너 다이오드(ＺＤ1))와, 피드백신호의 풀업에 의하여 스위칭 소자(M1)의 온/오프 제어를 정지시키는 과전압보호회로로서 트랜스 컨덕턴스 앰프(ＯＴＡ)를 겸용하고 있다. 이 구성에 의하여 과전압보호동작을 최적의 전압값으로 설정할 수 있다. 또한 피드백신호를 생성하는 트랜스 컨덕턴스 앰프(ＯＴＡ)를 과전압보호회로로서 사용할 수 있어, 제어회로부(Z3)내에 과전압보호를 위한 회로를 별도로 설치할 필요가 없다.
또 제1에서 제4실시형태에 있어서 벅-초퍼(강압초퍼)회로(buck-chopper(降壓chopper)回路)의 예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 도14 내지 도17에 나타나 있는 바와 같이 벅-부스트(승강압초퍼)회로(buck-boost(昇降壓chopper)回路)에도 적용할 수 있다. 도14에는 제1실시형태를 벅-부스트 회로에 적용한 ＬＥＤ점등장치(50), 도15 내지 도17에는 제2실시형태를 각종 벅-부스트 회로에 적용한 ＬＥＤ점등장치(51, 52, 53)가 각각 나타나 있다.
또한 벅-부스트 회로를 채용함으로써 ＬＥＤ부하(ＲＬ)의 미세발광(微細發光)을 방지할 수 있다.
즉 외부의 ＯＮ/ＯＦＦ신호에 의하여 점등/소등되는 ＬＥＤ점등장치에 있어서, 소등시킨 경우에는 완전히 꺼져 있는(발광이 없는) 것이 바람직하다. 그러나 발광부에 사용하는 ＬＥＤ부하(ＲＬ)는 미소한 전류로도 발광할 수 있는 소자이며, ＯＦＦ신호에 의하여 소등하고 있어도 제어회로(Z2, Z3)에 약간의 리크전류(leak電流)가 ＬＥＤ에 흘러 버리면, 그 미세발광이 보여 버리는 경우가 있다.
예를 들면 도18에 나타나 있는 바와 같이 벅-초퍼회로를 채용한 ＬＥＤ점등장치(60)에 있어서, 제어회로부(Z2)의 ＦＢＯＵＴ단자와 ＣＯＭＭＯＮ단자 사이에는, 콘덴서(C4)와 포토커플러(photo coupler)의 수광소자(ＰＣＴＲ)로 이루어지는 병렬회로가 접속되어 있다. 그리고 포토커플러의 발광소자(ＰＣＤ)에는, ＯＮ/ＯＦＦ신호에 의하여 제어되는 스위치 소자(M5)가 직렬로 접속되어 있다. 이에 따라 ＯＮ신호에 의한 점등시에는 포토커플러의 수광소자(ＰＣＴＲ)가 비도통(非導通)되어, ＦＢＯＵＴ단자에는 실질적으로는 콘덴서(C4)만이 접속되어 있게 된다. 그리고 ＯＦＦ신호에 의한 소등시에는 포토커플러의 수광소자(ＰＣＴＲ)가 도통(導通)되고, ＦＢＯＵＴ단자와 ＣＯＭＭＯＮ단자가 접속되어, ＦＢＯＵＴ단자가 풀다운 된다. 이에 따라 제어회로부(Z2)의 온/오프 회로(기동/정지 회로)로서 기능하게 되어, 스위칭 소자(M1)의 스위칭 동작이 정지된다.
그러나 제어회로부(Z2)는 Ｖｃｃ단자에 전원이 공급되어 있는 한, 제어회로전류가 항상 흐르고 있어, 제어회로전류(1mA 정도)가 ＣＯＭＭＯＮ단자로부터 리크전류로서 유출되고 있다. 따라서 ＯＦＦ신호에 의하여 스위칭 동작이 정지해도, 제어회로부(Z2)로부터의 리크전류가 도18에 점선 화살표로 나타내는 루프를 통과하기 때문에, ＬＥＤ부하(ＲＬ)가 미세발광하여 버린다. 이 때문에 소등시라도 희미하게 점등해 버리게 된다.
또 도19에 나타내는 벅-초퍼회로를 채용한 ＬＥＤ점등장치(61)와 같이, ＬＥＤ부하(ＲＬ)에 저항(Ｒｐａｓｓ)을 병렬로 접속함으로써, 제어회로부(Z2)로부터의 리크전류가 도19에 점선 화살표로 나타나 있는 바와 같이 저항(Ｒｐａｓｓ)으로 흐르고, 저항(Ｒｐａｓｓ)에 의하여 소등시의 리크전류를 흡수해 버리는 것이 가능하다. 다만 저항(Ｒｐａｓｓ)은 점등시에도 부하로서 작용하기 때문에, 흐르는 전류가 많을수록 효율이 저하되어 버린다.
이에 대하여 ＬＥＤ점등장치(70)로서 도20에 나타나 있는 바와 같은 벅-부스트 회로를 채용함으로써, 제어회로(Z2)로부터의 리크전류가 있어도 ＬＥＤ부하(ＲＬ)의 미세발광을 방지할 수 있다. 즉 벅-부스트 회로에서는 ＣＯＭＭＯＮ단자로부터 유출된 리크전류는, 도20에 점선 화살표로 나타나 있는 바와 같이 ＬＥＤ부하(ＲＬ)에 직렬로 접속된 회생 다이오드(D1)에 블록(block)되어서 리액터(L1)로 흘러들어간다. 따라서 리크전류에 의하여 ＬＥＤ부하(ＲＬ)가 미세발광하는 경우는 없다. 이 때문에 효율저하로 이어지는 리크패스 저항(leak pass 抵抗)을 추가하지 않고, ＬＥＤ 미세발광의 방지를 달성할 수 있다.
이와 같이 ＬＥＤ점등장치에 있어서 플로팅 승강압초퍼를 채용함으로써, 소등시에 있어서 제어회로부(Z2)로부터의 리크전류의 패스경로가 형성되기 때문에 ＬＥＤ부하(ＲＬ)를 완전히 무발광 상태로 할 수 있다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시형태에서 설명했지만, 상기 실시형태는 일례로서 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 변경하여 실시할 수 있는 것은 말할 것도 없다.
1, 10, 20, 30, 40, 50, 51, 52, 53, 60, 61, 70 ; ＬＥＤ점등장치
ＡＣ ; 상용교류전원
ＡＮＤ ; 앤드회로
C1 ; 평활 콘덴서
C2, C3, C4, C5, C6, Ｃｔ ; 콘덴서
Ｃｉｎ ; 콘덴서
D1 ; 회생 다이오드
D2, D3 ; 다이오드
ＤＢ ; 정류회로
L1 ; 리액터
M1 ; 스위칭 소자
M2, M3, M4, M5 ; 스위치 소자
ＯＴＡ ; 트랜스 컨덕턴스 앰프
ＣＰ1, ＣＰ2, ＣＰ3, ＣＰ4, ＣＰ5, ＣＰ6 ; 비교기
ＯＳＣ1, ＯＳＣ2 ; 발진기
ＰＣＤ ; 발광소자(포토커플러）
ＰＣＴＲ ; 수광소자(포토커플러）
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, Ｒｄｅｔ, Ｒｐａｓｓ ; 저항
ＲＬ ; ＬＥＤ부하
Z1, Z2, Z3 ; 제어회로부
ＺＤ1 ; 제너 다이오드
21 ; 클램프 회로
22 ; 정전류원
23 ; 타이머 회로

Claims (5)

  1. 리액터에 직렬로 접속된 스위칭 소자를 온/오프 제어함으로써, 정류된 교류입력전압을 직류전압으로 변환하여 부하에 공급하는 직류전원장치로서,
    상기 정류후의 그라운드 라인에 대하여 플로팅(floating)되어 동작하고, 상기 리액터와 상기 리액터에 직렬로 접속된 상기 부하에 흐르는 전류값에 의거하여 상기 스위칭 소자의 온폭(on幅)을 제어하는 제어회로와,
    상기 제어회로에 의한 상기 온/오프 제어의 스위칭 주파수를 상기 리액터의 에너지 방출 타이밍과 비동기로 제어하는 발진회로를
    구비하는 것을 특징으로 하는 직류전원장치(直流電源裝置).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발진회로는, 상기 스위칭 주파수를 일정하게 제어하는 것을 특징으로 하는 직류전원장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 발진회로는, 정류된 교류입력전압의 상승의 소정시간에 상기 스위칭 주파수를 내리는 것을 특징으로 하는 직류전원장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 부하는 ＬＥＤ이고,
    상기 제어회로는, 상기 리액터와 상기 부하에 흐르는 전류값이 일정하게 되도록 정전류제어를 하는 것을 특징으로 하는 직류전원장치.
  5. 리액터에 직렬로 접속된 스위칭 소자를 온/오프 제어함으로써, 정류된 교류입력전압을 직류전압으로 변환하여 부하에 공급하는 직류전원장치로서,
    상기 정류후의 그라운드 라인에 대하여 플로팅되어 동작하고, 상기 리액터와 상기 리액터에 직렬로 접속된 상기 부하에 흐르는 전류값을 피드백신호로서 상기 스위칭 소자의 온폭을 제어하는 제어회로와,
    출력전압의 상승을 검출하여 상기 피드백신호를 풀업 혹은 풀다운 시키는 전압상승 검출회로(電壓上昇 檢出回路)와,
    상기 피드백신호의 풀업 혹은 풀다운에 의하여 상기 스위칭 소자의 온/오프 제어를 정지시키는 과전압보호회로(過電壓 保護回路)를
    구비하는 것을 특징으로 하는 직류전원장치.
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