KR20140096948A - Single Power Stage Power Factor Correction Circuit - Google Patents

Single Power Stage Power Factor Correction Circuit Download PDF

Info

Publication number
KR20140096948A
KR20140096948A KR1020130058813A KR20130058813A KR20140096948A KR 20140096948 A KR20140096948 A KR 20140096948A KR 1020130058813 A KR1020130058813 A KR 1020130058813A KR 20130058813 A KR20130058813 A KR 20130058813A KR 20140096948 A KR20140096948 A KR 20140096948A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output
unit
power factor
voltage
power
Prior art date
Application number
KR1020130058813A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
강정원
이준영
Original Assignee
단국대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 단국대학교 산학협력단 filed Critical 단국대학교 산학협력단
Publication of KR20140096948A publication Critical patent/KR20140096948A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/70Regulating power factor; Regulating reactive current or power
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light

Abstract

A power factor enhancement circuit for a single power stage given in the present invention includes a power unit which rectifies AC power in full wave and provides input voltage; a voltage distribution unit which is connected to the output of the power unit, receives the input voltage, and generates a distributed voltage; a power factor enhancement converter unit which is connected to the output of the power unit, receives the input voltage, and accumulates energy or provides charging current by delivering the accumulated energy according to the on/off operation; an output filter unit which is connected to the output of the power factor enhancement converter unit, receives the charging current, removes ripple components, and provides output voltage; a light emitting unit which receives output current corresponding to the output voltage and emits light; and a control unit which is connected to the voltage distribution unit, power factor enhancement converter unit, and light emitting unit, generates a control signal to control the on/off operation of the power factor enhancement converter unit, and controls the power factor enhancement converter unit.

Description

단일 전력단 역률개선회로{Single Power Stage Power Factor Correction Circuit}{Single Power Stage Power Factor Correction Circuit}

본 발명은 역률개선회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 다이오드를 이용한 조명용 전원장치에 적용되는 단일 전력단 역률개선회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power factor improving circuit, and more particularly, to a single power factor correction circuit applied to an illumination power source device using a light emitting diode.

발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 PN 접합에 순방향으로 전류를 흐르게 하여 빛을 발생시키는 반도체 소자이다. 발광 다이오드는 전기에너지를 빛에너지로 변환하는 효율이 높고, 긴 수명을 가지며, 소비 전력이 적고, 유지 및 보수 비용을 크게 절감할 수 있어 차세대 조명용 소자로 주목받고 있다.A light emitting diode (LED) is a semiconductor device that generates light by flowing a current in a forward direction to a PN junction. The light emitting diode has been attracting attention as a next generation illumination device because it has high efficiency of converting electric energy into light energy, has a long lifetime, low power consumption, and can greatly reduce maintenance and repair cost.

이러한 발광 다이오드는 일반적으로 직류로 구동되기 때문에, 종래의 조명과는 달리 발광 다이오드를 이용한 조명용 전원장치에는 교류를 직류로 변환해주는 컨버터가 필요하다. 상기 컨버터는 상용전원에 연결되기 때문에 상용전원과 부하 간의 전기적인 절연회로와 에너지 효율의 극대화를 위한 역률개선회로가 필수적으로 요구된다.Since such a light emitting diode is generally driven by a direct current, unlike a conventional lighting, a converter for converting an alternating current into a direct current is required for a lighting power source apparatus using a light emitting diode. Since the converter is connected to a commercial power supply, an electrical isolation circuit between a commercial power supply and a load and a power factor improving circuit for maximizing energy efficiency are indispensably required.

특히, 플라이백 컨버터는 변압기를 사용함에 따라 출력전압의 가변이 용이하고, 상용전원과 부하를 전기적으로 절연시킬 수 있어 발광 다이오드를 이용한 조명용 전원장치에 많이 사용된다. 또한, 발광 다이오드를 이용한 조명용 전원장치에는 역률개선을 위하여 단일 전력단 역률개선 방법이 많이 사용된다.In particular, a flyback converter can be easily changed in output voltage by using a transformer, and can electrically isolate a commercial power supply and a load, thereby being widely used in an illumination power supply apparatus using a light emitting diode. In addition, a single power factor improvement method is often used for power factor improvement in an illumination power supply device using a light emitting diode.

종래의 단일 전력단 역률개선 플라이백 컨버터는 출력전압에 포함되어 있는 리플 성분을 제거하기 위하여 출력단에 커패시터가 사용되는데 이러한 출력단 커패시터에는 대용량 전해 커패시터를 많이 사용한다. 하지만, 상기 전해 커패시터는 발광 다이오드보다 수명이 매우 짧아 발광 다이오드를 이용한 조명의 큰 장점인 긴 수명을 방해한다는 문제점이 있다.Conventional single power factor improvement flyback converters use capacitors at the output stage to remove the ripple components contained in the output voltage. Large capacity electrolytic capacitors are used for such output stage capacitors. However, the electrolytic capacitor has a very short life span as that of the light emitting diode, which hinders long life, which is a great advantage of light using a light emitting diode.

또한, 단일 전력단 역률개선 플라이백 컨버터는 출력단 커패시터에 소용량의 커패시터를 사용하게 되면 커패시터의 용량이 충분하지 못하여 출력전압에 리플 성분, 특히 상용전원 주파수의 2배에 해당하는 주파수가 포함되어 발광 다이오드에 제공된다. 이러한 리플 성분은 출력전류에 포함되어 발광 다이오드에 플리커 현상을 야기 시킨다는 문제점이 있다.In addition, the single power factor improvement flyback converter uses a small capacity capacitor in the output stage capacitor, and the capacity of the capacitor is insufficient, so that the output voltage includes a ripple component, especially a frequency corresponding to twice the commercial power supply frequency, . Such a ripple component is included in the output current, which causes a flicker phenomenon in the light emitting diode.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 출력단에 수명이 짧은 대용량의 전해 커패시터를 수명이 매우 긴 소용량의 필름 커패시터로 구현할 수 있는 단일 전력단 역률개선회로를 제공하는 것이 본 발명의 목적 중 하나이다. 또한, 본 발명의 목적 중 하나는 소용량의 커패시터를 사용함에 따라 발생되는 리플 성분을 제거할 수 있는 단일 전력단 역률개선회로를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art. That is, it is an object of the present invention to provide a single power factor improvement circuit capable of realizing a large-capacity electrolytic capacitor having a short life at the output end with a film capacitor having a very long life. In addition, one of the objects of the present invention is to provide a single power factor correction circuit capable of eliminating ripple components generated by using a small-capacity capacitor.

본 발명에 의한 단일 전력단 역률개선회로는, 교류전원을 전파 정류하여 입력전압을 제공하는 전원부, 상기 전원부의 출력에 연결되고, 상기 입력전압을 제공받아 분배전압을 생성하는 전압 분배부, 상기 전원부의 출력에 연결되고, 상기 입력전압을 제공받아 온/오프 동작에 따라 에너지를 축적하거나 상기 축적된 에너지의 전달을 통하여 충전전류를 제공하는 역률개선 컨버터부, 상기 역률개선 컨버터부의 출력에 연결되고, 상기 충전전류를 제공받아 리플 성분을 제거하여 출력전압을 제공하는 출력 필터부, 상기 출력전압에 상응하는 출력전류를 제공받아 발광 동작을 수행하는 발광부, 및 상기 전압 분배부, 상기 역률개선 컨버터부 및 상기 발광부에 연결되고, 상기 역률개선 컨버터부의 온/오프 동작을 제어하는 제어신호를 생성하여 상기 역률개선 컨버터부를 제어하는 제어부를 포함한다.A single power factor correction circuit according to the present invention includes a power unit for full-wave rectification of an AC power source to provide an input voltage, a voltage distribution unit connected to an output of the power source unit and generating a distribution voltage by receiving the input voltage, A power factor improving converter unit connected to the output of the power factor improving converter unit and provided with the input voltage and storing energy according to on / off operation or providing charge current through transfer of the accumulated energy, An output filter unit for receiving the charging current to remove the ripple component to provide an output voltage, a light emitting unit for receiving an output current corresponding to the output voltage to perform a light emitting operation, And a control unit coupled to the light emitting unit to generate a control signal for controlling on / off operation of the power factor improving converter unit, And a control section for controlling line converter unit.

일 실시예에서, 상기 출력 필터부는 출력 평활 커패시터, 및 상기 출력 평활 커패시터와 병렬 연결되고, 출력 필터 인덕터와 출력 필터 커패시터가 직렬 연결된 LC필터를 포함한다.In one embodiment, the output filter section includes an output smoothing capacitor and an LC filter connected in parallel with the output smoothing capacitor, the output filter inductor and the output filter capacitor being cascaded.

일 실시예에서, 상기 출력 필터 인덕터와 상기 출력 필터 커패시터의 용량은 상기 충전전류에 대한 상기 출력전압의 전달함수에 기초한 공진 주파가가 제거할 리플 성분의 주파수가 되도록 하여 산출된다.In one embodiment, the capacitance of the output filter inductor and the output filter capacitor is calculated such that the resonant frequency based on the transfer function of the output voltage for the charge current is the frequency of the ripple component to be removed.

일 실시예에서, 상기 리플 성분의 주파수는 상기 교류전원의 2배 주파수이다.In one embodiment, the frequency of the ripple component is twice the frequency of the AC power source.

일 실시예에서, 상기 역률개선 컨버터부는 상기 제어신호에 따라 온/오프 동작을 수행하는 스위칭부, 상기 스위칭부의 온/오프 동작에 따라 에너지를 축적하거나 상기 축적된 에너지를 제공하고, 상기 제1 노드와 스위칭부 사이에 연결되는 1차 권선 및 상기 1차 권선과 커플링되는 2차 권선을 포함하는 변압기, 상기 변압기의 2차 권선에 연결되고, 상기 축적된 에너지의 경로를 제어하여 충전전류를 제공하는 제어 다이오드, 및 상기 스위칭부와 제1 접지 사이에 연결되는 센싱저항을 포함한다.In one embodiment, the power factor improving converter unit includes a switching unit for performing an on / off operation in accordance with the control signal, an energy storage unit for storing energy or providing the stored energy according to the on / off operation of the switching unit, A transformer connected to the secondary winding of the transformer, for controlling a path of the accumulated energy to provide a charging current, and a secondary winding connected between the primary winding and the secondary winding, And a sensing resistor connected between the switching unit and the first ground.

일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 역률개선 컨버터부를 전류 경계모드(BCM; Boundary Conduction Mode), 전류 연속모드(CCM; Ccontinuous Conduction Mode) 및 전류 불연속모드(DCM; Discontinuous Conduction Mode) 중에서 어느 하나의 모드로 동작을 수행시킨다.In one embodiment, the controller is configured to control the power factor improving converter to operate in one of a current conduction mode (BCM), a current continuous mode (CCM), and a current discontinuous conduction mode (DCM) .

본 발명의 일 실시예에 의한다면, 출력단 커패시터에 수명이 매우 긴 필름 커패시터로 구현함으로써 발광 다이오드를 이용한 조명은 수명이 더욱더 연장된다는 효과가 제공된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 의한다면, 출력단에 출력 필터 인덕터와 출력 필터 커패시터가 직렬로 연결된 LC필터를 이용하여 출력전압에 포함되는 리플 성분, 특히 상용전원 주파수의 2배에 해당하는 주파수를 제거함으로써 발광 다이오드에 발생되는 플리커 현상을 현저히 줄일 수 있다는 효과가 제공된다. 또한, 상기 LC필터는 경계모드(BCM; Boundary Conduction Mode), 전류 연속모드(CCM; Ccontinuous Conduction Mode) 또는 전류 불연속모드(DCM; Discontinuous Conduction Mode)로 동작하는 단일 전력단 역률개선 컨버터에 사용될 뿐만 아니라 리플 성분의 제거가 필요한 어떠한 회로에도 적용 가능하다는 효과가 제공된다.According to the embodiment of the present invention, the life of the lighting using the light emitting diode is extended by realizing the film capacitor having a very long lifetime in the output stage capacitor. According to an embodiment of the present invention, an LC filter having an output filter inductor and an output filter capacitor connected in series to an output terminal is used to convert a ripple component included in an output voltage, in particular, a frequency corresponding to twice the commercial power supply frequency The flicker phenomenon generated in the light emitting diode can be remarkably reduced. The LC filter may be used not only for a single power factor improvement converter operating in a boundary conduction mode (BCM), a continuous conduction mode (CCM), or a discontinuous conduction mode (DCM) It is possible to apply the present invention to any circuit requiring removal of the ripple component.

다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 전력단 역률개선회로를 도시한 회로도이다.
도 2는 출력단에 출력 평활 커패시터(Co)와 LC필터(410)로 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 전력단 역률개선회로의 각 부분 전류와 전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 3은 출력단에 출력 평활 커패시터(Co)만으로 구성되는 종래의 단일 전력단 역률개선회로의 각 부분 전류와 전압 특성을 나타낸 그래프이다.
1 is a circuit diagram showing a single power factor correction circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the partial current and voltage characteristics of a single power factor improvement circuit according to an embodiment of the present invention, which is composed of an output smoothing capacitor Co and an LC filter 410 at an output end.
3 is a graph showing current and voltage characteristics of each of the conventional single power factor improvement circuits including only the output smoothing capacitor Co at the output end.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 전력단 역률개선회로를 설명한다.
Hereinafter, a single power factor correction circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 전력단 역률개선회로를 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a single power factor correction circuit according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 전력단 역률회로는 전원부(100), 전압 분배부(200), 역률개선 컨버터부(300), 출력 필터부(400), 발광부(500) 및 제어부(600)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a single power factor circuit according to an embodiment of the present invention includes a power supply 100, a voltage divider 200, a power factor improving converter 300, an output filter 400, 500 and a control unit 600.

전원부(100)는 교류전원(Vs)을 전파 정류하여 입력전압(Vin)을 제공한다. 또한, 전원부(100)는 교류전원(Vs), 입력 필터부(110), 전파 정류부(120) 및 입력 평활 커패시터(Cin)를 포함할 수 있다.The power supply unit 100 performs full-wave rectification of the AC power supply Vs to provide an input voltage Vin. The power supply unit 100 may include an AC power source Vs, an input filter unit 110, a full wave rectification unit 120, and an input smoothing capacitor Cin.

상기 교류전원(Vs)은 RMS 값이 220V이며, 60Hz의 주파수를 가진 일반 가정용 전원일 수 있으며, 일정한 주기를 가지고 다른 위상으로 맥류하는 전원일 수 있다.The AC power source (Vs) may be a general household power source having an RMS value of 220 V and a frequency of 60 Hz, and may be a power source having a predetermined period and pulsating in a different phase.

상기 입력 필터부(110)는 상기 교류전원(Vs)의 출력에 연결될 수 있다. 구체적으로 입력 필터부(110)는 상기 교류전원(Vs)과 후술할 전파 정류부(120) 사이에 연결될 수 있다. 입력 필터부(110)는 교류전원(Vs)을 제공받고, 제공받은 교류전원(Vs)에 포함된 노이즈 성분을 제거한다. 도 1에 도시된바와 같이, 입력 필터부(110)는 입력 필터 인턱터(L1) 및 입력 필터 커패시터(C1)를 포함하는 LC 필터일 수 있다.The input filter unit 110 may be connected to the output of the AC power source Vs. Specifically, the input filter unit 110 may be connected between the AC power source Vs and a full-wave rectification unit 120 to be described later. The input filter 110 receives the AC power Vs and removes a noise component included in the AC power Vs. As shown in FIG. 1, the input filter unit 110 may be an LC filter including an input filter inductor L1 and an input filter capacitor C1.

상기 전파 정류부(120)는 상기 입력 필터부(110)의 출력에 연결될 수 있다. 전파 정류부(120)는 상기 입력 필터부(110)를 통하여 제공되는 교류전원(Vs)을 제공받아 전파 정류하고, 전파 정류된 직류전원을 제공한다. 전파 정류부(120)는 교류전원(Vs)을 전파 정류할 수 있다면 어떠한 정류기 또는 정류회로를 사용하여도 무방하다. 일 예에서, 전파 정류부(120)는 다이오드 정류기를 사용할 수 있다. 상기 다이오드 정류기는 도면에 도시된바와 같이 브릿지 정류기일 수 있지만, 중간 탭 변압기(center tapped transformer)를 이용한 정류기일 수 있다. 다른 예에서, 전파 정류부(120)는 제어 정류기(controlled rectifier)를 사용할 수 있다. 상기 제어 정류기는 실리콘 제어 정류기(silicon controlled rectifier)와 같은 사이리스터(thyristor)일 수 있다.The full-wave rectification unit 120 may be connected to the output of the input filter unit 110. The full-wave rectification part 120 receives the AC power Vs supplied through the input filter part 110, performs full wave rectification, and provides a full-wave rectified DC power. The full-wave rectification section 120 may use any rectifier or rectification circuit as long as it is capable of full-wave rectification of the AC power source (Vs). In one example, the full-wave rectification section 120 may use a diode rectifier. The diode rectifier may be a bridge rectifier as shown in the figure, but may be a rectifier using a center tapped transformer. In another example, full wave rectifier 120 may use a controlled rectifier. The control rectifier may be a thyristor, such as a silicon controlled rectifier.

상기 입력 평활 커패시터(Cin)는 상기 전파 정류부(120)의 출력에 연결될 수 있다. 입력 평활 커패시터(Cin)는 상기 전파 정류부(120)의 직류전원을 제공받아 평활 시키고, 평활된 직류전원인 입력전압(Vin)을 제공한다.The input smoothing capacitor (Cin) may be connected to the output of the full wave rectifier (120). The input smoothing capacitor Cin receives and smoothes the direct current power of the full wave rectifying unit 120 and provides the input voltage Vin which is a smoothed direct current power.

전압 분배부(200)는 상기 전원부(100)의 출력에 연결될 수 있다. 구체적으로, 전압 분배부(200)는 상기 전원부(100)와 후술할 역률개선 컨버터부(300) 사이에 연결될 수 있다. 전압 분배부(200)는 전원부(100)에서 제공되는 입력전압(Vin)을 제공받고, 제공받은 입력전압(Vin)을 분배하여 분배전압(Vr)을 생성한다. 생성된 분배전압(Vr)은 후술할 제어부(600)에 제공된다.The voltage divider 200 may be connected to the output of the power supply 100. Specifically, the voltage distribution unit 200 may be connected between the power supply unit 100 and a power factor improving converter unit 300 described later. The voltage distribution unit 200 receives the input voltage Vin provided from the power supply unit 100 and generates the distribution voltage Vr by distributing the supplied input voltage Vin. The generated distribution voltage Vr is provided to the control unit 600 to be described later.

또한, 전압 분배부(200)는 제1 분배저항(R1) 및 제2 분배저항(R2)을 포함하고, 상기 제1 분배저항(R1)과 상기 제2 분배저항(R2)은 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 제1 분배저항(R1)의 일단은 제1 노드에 연결되고, 제2 분배저항(R2)의 일단은 제1 접지(GND1)에 연결되며, 제1 분배저항(R1)과 제2 분배저항(R2)의 타단은 서로 연결된다. 이를 통해, 전압 분배부(200)는 제1 분배저항(R1)과 제2 분배저항(R2)의 중심점으로부터 분배전압(Vr)을 생성할 수 있다.The voltage divider 200 includes a first distribution resistor R1 and a second distribution resistor R2 and the first distribution resistor R1 and the second distribution resistor R2 can be connected in series. have. One end of the first distribution resistor R1 is connected to the first node and one end of the second distribution resistor R2 is connected to the first ground GND1 and the first distribution resistor R1 and the second distribution The other ends of the resistor R2 are connected to each other. Accordingly, the voltage divider 200 can generate the divided voltage Vr from the center points of the first distribution resistor R1 and the second distribution resistor R2.

역률개선 컨버터부(300)는 상기 전원부(100)의 출력에 연결될 수 있다. 역률개선 컨버터부(300)는 전원부(100)에서 제공하는 입력전압(Vin)을 제공받고, 온/오프 동작에 따라 에너지를 축적하거나 상기 축적된 에너지의 전달을 통하여 충전전류(Ic)를 제공한다. 또한, 역률개선 컨버터부(300)는 스위칭부(320), 변압기(310), 제어 다이오드(D) 및 센싱저항(R3)을 포함할 수 있다.The power factor improving converter unit 300 may be connected to the output of the power source unit 100. The power factor improving converter 300 receives the input voltage Vin provided from the power supply unit 100 and accumulates energy according to the on / off operation or provides the charging current Ic through transfer of the accumulated energy . The power factor improving converter unit 300 may include a switching unit 320, a transformer 310, a control diode D, and a sensing resistor R3.

상기 스위칭부(320)는 후술할 변압기(310)와 센싱저항(R3) 사이에 연결될 수 있다. 스위칭부(320)는 제어부(600)에서 제공하는 제어신호(Vcon)를 제공받고, 제어신호(Vcon)에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 또한, 스위칭부(320)는 제어부(600)의 제어신호(Vcon)에 따라 온/오프 동작을 수행할 수 있다면 어떠한 소자를 사용하여도 무방하다. 일 예에서, 스위칭부(320)는 NMOS 트랜지스터(Q)를 사용할 수 있다. 다른 예에서, 스위칭부(320)는 다수의 NMOS 트랜지스터(Q)들이 직렬로 연결될 수 있다. 직렬로 연결된 NMOS 트랜지스터(Q)의 게이트 단자에 공통으로 제어신호(Vcon)가 인가될 수 있다.The switching unit 320 may be connected between a transformer 310 and a sensing resistor R3, which will be described later. The switching unit 320 receives a control signal Vcon provided from the controller 600 and performs an on / off operation according to the control signal Vcon. The switching unit 320 may be any device as long as it can perform the on / off operation according to the control signal Vcon of the controller 600. In one example, the switching unit 320 may use an NMOS transistor Q. In another example, the switching unit 320 may include a plurality of NMOS transistors Q connected in series. The control signal Vcon may be commonly applied to the gate terminals of the NMOS transistors Q connected in series.

상기 변압기(310)는 상기 스위칭부(320)와 연결되고, 스위칭부(320)의 온/오프 동작에 따라 에너지를 축적하거나 상기 축적된 에너지를 제공한다. 일 예에서, 변압기(310)는 고주파 변압기일 수 있다. 또한, 변압기(310)는 제1 노드와 스위칭부(320) 사이에 연결되는 1차 권선(312) 및 상기 1차 권선(312)과 커플링되는 2차 권선(314)을 포함할 수 있다.The transformer 310 is connected to the switching unit 320 and accumulates energy or provides the stored energy in accordance with the on / off operation of the switching unit 320. In one example, the transformer 310 may be a high frequency transformer. The transformer 310 may also include a primary winding 312 connected between the first node and the switching unit 320 and a secondary winding 314 coupled to the primary winding 312.

상기 제어 다이오드(D)는 상기 변압기(310)의 출력에 연결될 수 있다. 구체적으로, 제어 다이오드(D)는 변압기의 2차 권선(314)에 연결되어 변압기(310)에서 제공하는 축적된 에너지의 경로를 제어하여 충전전류(Ic)를 제공한다.The control diode (D) may be connected to the output of the transformer (310). Specifically, the control diode D is connected to the secondary winding 314 of the transformer to control the path of accumulated energy provided by the transformer 310 to provide the charging current Ic.

상기 센싱저항(R3)은 상기 스위칭부(320)와 상기 제1 접지(GND1) 사이에 연결될 수 있다. 특히, 스위칭부(320)와 센싱저항(R3) 사이에서 감지된 센싱전압(Vq)은 제어부(600)에 제공된다.The sensing resistor R3 may be connected between the switching unit 320 and the first ground GND1. In particular, the sensing voltage Vq sensed between the switching unit 320 and the sensing resistor R3 is provided to the controller 600. [

계속해서 도 1을 참조하여 역률개선 컨버터부(300)의 동작 상태를 살펴보면, 변압기 1차 권선(312)의 일단은 흑점 방향이고 제1 노드에 연결되며, 변압기 1차 권선(312)의 타단은 NMOS 트랜지스터(Q)의 드레인에 연결된다. 또한, NMOS 트랜지스터(Q)의 게이트는 제어부(600)에 연결되고, 소스는 센스저항을 통하여 제1 접지(GND1)에 연결된다. 또한, 변압기 2차 권선(314)의 일단은 제어 다이오드(D)의 애노드에 연결되고, 변압기 2차 권선(314)의 타단은 흑점 방향이며 제2 접지(GND2)에 연결된다.1, one end of the transformer primary winding 312 is connected to the first node in the direction of the black point, and the other end of the transformer primary winding 312 is connected to the first node. And is connected to the drain of the NMOS transistor (Q). In addition, the gate of the NMOS transistor Q is connected to the control unit 600, and the source is connected to the first ground GND1 through the sense resistor. One end of the transformer secondary winding 314 is connected to the anode of the control diode D and the other end of the transformer secondary winding 314 is connected to the second ground GND2 in the direction of the black point.

제어부(600)에서 제공되는 제어신호(Vcon)에 의해 NMOS 트랜지스터(Q)가 턴 온되면, 변압기 1차 권선(312)에는 입력전압(Vin)에 상응하는 입력전류(Iin)가 흐른다. 이때, 변압기 1차 권선(312)에는 입력전류(Iin)에 상응하여 전압이 유기되며, 변압기 2차 권선(314)에는 흑점 방향에 의해 제어 다이오드(D)에 역바이어스가 유도된다. 따라서, 변압기 1차 권선(312)에만 에너지가 축적된다. 이어서, 제어부(600)에서 제공되는 제어신호(Vcon)에 의해 NMOS 트랜지스터(Q)가 턴 오프되면, 변압기 2차 권선(314)에는 이전 상태와 반대 극성의 전압이 유기되어 제어 다이오드(D)를 턴 온시킨다. 따라서, 축적된 에너지는 제어 다이오드(D)들 통하여 충전전류(Ic)를 제공한다.When the NMOS transistor Q is turned on by the control signal Vcon provided from the control unit 600, the input current Iin corresponding to the input voltage Vin flows through the primary winding 312 of the transformer. At this time, a voltage is induced in the transformer primary winding 312 in accordance with the input current Iin, and a reverse bias is induced in the secondary winding 314 of the transformer by the direction of the black point. Therefore, energy is accumulated only in the primary winding 312 of the transformer. When the NMOS transistor Q is turned off by the control signal Vcon provided from the controller 600, a voltage of the opposite polarity to the previous state is induced in the secondary winding 314 of the transformer, Turn on. Thus, the accumulated energy provides the charging current Ic through the control diodes D.

이러한 충전전류(Ic)에는 발광부(500)의 수명단축 및 플리커 현상을 발생시키는 교류 성분의 리플 성분이 포함될 수 있다. 상기 리플 성분은 저주파 리플 성분일 수 있다. 상기 저주파 리플 성분은 교류전원(Vs) 주파수의 2배일 수 있다. 일 예에서, 교류전원(Vs) 주파수가 60Hz라면, 저주파 리플 성분은 120Hz일 수 있다. 따라서, 충전전류(Ic)에 포함되어 있는 리플 성분을 제거하기 위하여 출력 필터부(400)를 포함할 수 있다.The charge current Ic may include a ripple component of an AC component that shortens the lifetime of the light emitting portion 500 and causes a flicker phenomenon. The ripple component may be a low frequency ripple component. The low frequency ripple component may be twice the frequency of the alternating current power supply (Vs). In one example, if the alternating current power supply (Vs) frequency is 60 Hz, the low frequency ripple component may be 120 Hz. Accordingly, the output filter unit 400 may be included to remove the ripple component included in the charge current Ic.

계속해서 도 1을 참조하면, 출력 필터부(400)는 역률개선 컨버터부(300)의 출력에 연결될 수 있다. 출력 필터부(400)는 역률개선 컨버터부(300)에서 제공하는 충전전류(Ic)를 제공받고, 상기 제공받은 충전전류(Ic)의 리플 성분을 제거하여 출력전압(Vo)을 생성하며, 생성된 출력전압(Vo)을 후술할 발광부(500)에 제공한다.1, the output filter unit 400 may be connected to the output of the power factor improving converter unit 300. The output filter unit 400 receives the charge current Ic provided by the power factor improving converter unit 300 and removes the ripple component of the supplied charge current Ic to generate an output voltage Vo, And provides the output voltage Vo to the light emitting unit 500 to be described later.

또한, 출력 필터부(400)는 출력 평활 커패시터(Co)와 LC필터(410)를 포함하고, 상기 출력 평활 커패시터(Co)와 상기 LC필터(410)는 병렬로 연결될 수 있다. 상기 LC필터(410)는 출력 필터 인덕터(L2)와 출력 필터 커패시터(C2)를 포함하고, 상기 출력 필터 인덕터(L2)와 상기 출력 필터 커패시터(C2)는 직렬로 연결될 수 있다.The output filter unit 400 includes an output smoothing capacitor Co and an LC filter 410. The output smoothing capacitor Co and the LC filter 410 may be connected in parallel. The LC filter 410 may include an output filter inductor L2 and an output filter capacitor C2 and the output filter inductor L2 and the output filter capacitor C2 may be connected in series.

상기 출력 필터 인덕터(L2)와 상기 출력 필터 커패시터(C2)의 용량은 충전전류(Ic)에 대한 출력전압(Vo)의 전달함수에 기초한 공진 주파수가 제거할 리플 성분의 주파수가 되도록 하여 산출될 수 있다.The capacitances of the output filter inductor L2 and the output filter capacitor C2 can be calculated so that the resonance frequency based on the transfer function of the output voltage Vo with respect to the charge current Ic becomes the frequency of the ripple component to be removed have.

즉, 상기 출력 필터부(400)에서 충전전류(Ic)에 대한 출력전압(Vo)의 전달함수는 하기의 수학식 1을 따른다. 특히, 상기 충전전류(Ic)와 상기 출력전압(Vo)은 평균값일 수 있다.That is, the transfer function of the output voltage Vo with respect to the charge current Ic in the output filter unit 400 is expressed by the following equation (1). In particular, the charging current Ic and the output voltage Vo may be an average value.

Figure pat00001
Figure pat00001

또한, 상기 수학식 1에 기초한 공진 주파수는 하기의 수학식 2를 따른다.
The resonance frequency based on the formula (1) is given by the following equation (2).

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 수학식 2의 공진 주파수가 제거할 리플 성분의 주파수가 되도록 하여 출력 필터 인덕터(L2)와 출력 필터 커패시터(C2)의 용량을 산출할 수 있다. 즉, 교류전원(Vs)이 60Hz이고, 제거할 리플 성분이 상기 교류전원(Vs)의 2배 주파수인 120Hz라고 하면 하기의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
The capacitance of the output filter inductor L2 and the capacitance of the output filter capacitor C2 can be calculated so that the resonance frequency of Equation (2) becomes the frequency of the ripple component to be removed. That is, if the AC power source Vs is 60 Hz and the ripple component to be removed is 120 Hz which is twice the AC power source Vs, the following equation (3) can be obtained.

Figure pat00003
Figure pat00003

따라서, 수학식 3을 통하여 산출된 용량을 가지는 출력 필터 인덕터(L2)와 출력 필터 커패시터(C2)를 이용하여 LC필터(410)를 설계함으로써 출력 필터부(400)는 충전전류(Ic)에 포함되어 있는 120Hz의 리플 성분을 제거할 수 있다.Therefore, by designing the LC filter 410 using the output filter inductor L2 and the output filter capacitor C2 having the capacity calculated by Equation 3, the output filter unit 400 is included in the charge current Ic The 120Hz ripple component can be removed.

발광부(500)는 상기 출력 필터부(400)의 출력에 연결될 수 있다. 발광부(500)는 출력 필터부(400)로부터 출력전압(Vo)에 상응하는 출력전류(Io)를 제공받아 발광 동작을 수행한다. 또한, 발광부(500)는 적어도 하나의 발광 다이오드를 가진다.The light emitting unit 500 may be connected to the output of the output filter unit 400. The light emitting unit 500 receives the output current Io corresponding to the output voltage Vo from the output filter unit 400 and performs the light emitting operation. Further, the light emitting portion 500 has at least one light emitting diode.

제어부(600)는 상기 전압 분배부(200), 상기 역률개선 컨버터부(300) 및 상기 발광부(500)에 연결될 수 있다. 제어부(600)는 역률개선 컨버터부(300)의 온/오프 동작을 제어하는 제어신호(Vcon)를 생성하고, 생성된 제어신호(Vcon)를 상기 역률개선 컨버터부(300)에 제공하며, 제공된 제어신호(Vcon)에 따라 역률개선 컨버터부(300)를 제어한다.The control unit 600 may be connected to the voltage distributor 200, the power factor improving converter 300, and the light emitting unit 500. The control unit 600 generates a control signal Vcon for controlling the on / off operation of the power factor improving converter unit 300 and provides the generated control signal Vcon to the power factor improving converter unit 300, And controls the power factor improving converter unit 300 according to the control signal Vcon.

또한, 제어부(600)는 상기 역률개선 컨버터부(300)를 전류 경계모드(BCM; Boundary Conduction Mode), 전류 연속모드(CCM; Ccontinuous Conduction Mode) 및 전류 불연속모드(DCM; Discontinuous Conduction Mode) 중에서 어느 하나의 모드로 동작을 수행시킬 수 있다. 즉, 상기 전류 경계모드는 충전전류(Ic)가 0이 되는 순간 상기 역률개선 컨버터부(300)의 스위칭부(320)가 ON 또는 OFF 동작을 수행하는 것을 의미한다. 또한, 상기 전류 연속모드는 충전전류(Ic)가 0이 되기 전에 상기 역률개선 컨버터부(300)의 스위칭부(320)를 ON 또는 OFF 동작을 수행하는 것을 의미한다. 또한, 상기 전류 불연속모드는 충전전류(Ic)가 0이 된 후에 상기 역률개선 컨버터부(300)의 스위칭부(320)가 ON 또는 OFF 동작을 수행하는 것을 의미한다.The controller 600 may control the power factor improving converter 300 such that the power factor improving converter 300 operates in either one of a boundary conduction mode (BCM), a continuous conduction mode (CCM), and a discontinuous conduction mode (DCM) An operation can be performed in one mode. That is, the current boundary mode means that the switching unit 320 of the power factor improving converter unit 300 performs ON or OFF operation when the charging current Ic becomes zero. The current continuous mode means that the switching unit 320 of the power factor improving converter unit 300 is turned on or off before the charging current Ic becomes zero. The current discontinuity mode means that the switching unit 320 of the power factor improving converter unit 300 performs the ON or OFF operation after the charging current Ic becomes zero.

또한, 제어부(600)는 역률제어기(610), 옵토커플러(620) 및 전류제어기(630)를 포함할 수 있다. 상기 역률제어기(610)는 역률개선 컨버터부(300)를 전류 경계모드로 동작 시키는 BCM제어기, 전류 연속모드로 동작 시키는 CCM제어기 및 전류 불연속모드로 동작시키는 DCM제어기 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다.The controller 600 may include a power factor controller 610, an optocoupler 620, and a current controller 630. The power factor controller 610 may include any one of a BCM controller that operates the power factor improving converter unit 300 in the current boundary mode, a CCM controller that operates in the current continuous mode, and a DCM controller that operates in the current discontinuous mode.

상기 역률제어기(610)는 전압 분배부(200)에서 생성되는 분배전압(Vr)과, 스위칭부(320)와 센싱저항(R3) 사이에서 감지된 센싱전압(Vq)과, 발광부(500)를 통과한 전류를 제공받아 전류제어기(630)와 옵토커플러(620)를 통하여 생성되는 피드백전압(Vfb)을 입력받는다. 역률제어기(610)는 제공받은 전압들을 이용하여 역률개선 컨버터부(300)의 스위칭부(320)에 제공되는 제어신호(Vcon)를 생성한다.The power factor controller 610 controls the power of the light emitting unit 500 and the sensing voltage Vq sensed between the switching unit 320 and the sensing resistor R3 and the distribution voltage Vr generated in the voltage distributor 200. [ And receives the feedback voltage Vfb generated through the current controller 630 and the optocoupler 620. [ The power factor controller 610 generates the control signal Vcon provided to the switching unit 320 of the power factor improving converter unit 300 using the supplied voltages.

도 2는 출력단에 출력 평활 커패시터(Co)와 LC필터(410)로 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 전력단 역률개선회로의 각 부분 전류와 전압 특성을 나타낸 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing the partial current and voltage characteristics of a single power factor improvement circuit according to an embodiment of the present invention, which is composed of an output smoothing capacitor Co and an LC filter 410 at an output end.

도 3은 출력단에 출력 평활 커패시터(Co)만으로 구성되는 종래의 단일 전력단 역률개선회로의 각 부분 전류와 전압 특성을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing current and voltage characteristics of each of the conventional single power factor improvement circuits including only the output smoothing capacitor Co at the output end.

도 2 및 도 3을 참조하면, Vs는 입력되는 교류전원이고, Is는 상기 교류전원(Vs)에 상응하는 전류이다. 특히, 교류전원(Vs)은 상용전원으로서 220V, 60Hz를 가진다. 또한, Vo는 발광부(500)에 제공되는 출력전압이고, Io는 발광부(500)에 제공되는 출력전류(Io)이다.2 and 3, Vs is an input AC power source, and Is is a current corresponding to the AC power source Vs. In particular, the AC power supply Vs has a commercial power supply voltage of 220 V and 60 Hz. Vo is the output voltage provided to the light emitting portion 500 and Io is the output current Io provided to the light emitting portion 500. [

도 3에 도시된바와 같이 종래의 단일 전력단 역률개선회로는 출력 평활 커패시터(Co)로 1000을 사용하여야만 출력전압(Vo)이 안정되는 것을 알 수 있다. 또한, 종래의 구조는 출력전압(Vo)이 안정됨에도 불구하고 출력전류(Io)에 리플 성분, 특히 120Hz의 리플 성분이 나타나고 있음을 알 수 있다. 이에 반해, 도 2에 도시된바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 전력단 역률개선회로는 출력 평활 커패시터(Co)로 100을 사용하여도 종래의 구조보다 출력전압(Vo)이 더욱더 안정되는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 구조는 LC필터(410)(L2=8mH, C2=100)를 사용함에 따라 출력전류(Io)에 리플 성분, 특히 120Hz의 리플 성분이 제거됨을 알 수 있다. 상술한 특성은 전류 경계모드로 동작되는 단일 전력단 역률개선회로를 이용하여 측정한 결과이지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 전력단 역률개선회로는 전류 연속모드 또는 전류 불연속 모드에서도 사용가능하다.
As shown in FIG. 3, it can be seen that the output voltage Vo is stable only when the conventional single power factor correction circuit uses 1000 as the output smoothing capacitor Co. Also, in the conventional structure, the ripple component, in particular, the ripple component of 120 Hz appears in the output current Io although the output voltage Vo is stable. As shown in FIG. 2, the single power factor correction circuit according to an embodiment of the present invention uses a 100 as the output smoothing capacitor Co, but the output voltage Vo is more stable than the conventional structure . In addition, it can be seen that the structure according to an embodiment of the present invention removes the ripple component, especially 120 Hz ripple component, in the output current Io by using the LC filter 410 (L2 = 8 mH, C2 = 100) . Although the above-described characteristics are obtained by using a single power factor correction circuit operating in a current boundary mode, the single power factor correction circuit according to an embodiment of the present invention can be used in a current continuous mode or a current discontinuous mode .

따라서, 종래에 출력전압(Vo)의 리플 성분을 제거하기 위하여 출력단 커패시터(Co)에 대용량의 전해 커패시터가 배치되는 구조보다 출력단 커패시터(Co)에 수명이 매우 긴 필름 커패시터로 구현함으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 조명은 수명이 더욱더 연장된다는 효과가 제공된다. 또한, 출력단에 출력 필터 인덕터(L2)와 출력 필터 커패시터(C2)가 직렬로 연결된 LC필터(410)를 이용하여 출력전압(Vo)에 포함되는 리플 성분, 특히 교류전원(Vs) 주파수의 2배에 해당하는 주파수를 제거함으로써 발광 다이오드에 발생되는 플리커 현상을 현저히 줄일 수 있다는 효과가 제공된다. 또한, 상기 LC필터(410)는 경계모드(BCM; Boundary Conduction Mode), 전류 연속모드(CCM; Ccontinuous Conduction Mode) 또는 전류 불연속모드(DCM; Discontinuous Conduction Mode)로 동작하는 단일 전력단 역률개선 컨버터에 사용될 뿐만 아니라 리플 성분의 제거가 필요한 어떠한 회로에도 적용 가능하다는 효과가 제공된다.Therefore, the present invention can be realized as a film capacitor having a very long lifetime in the output stage capacitor Co rather than a structure in which a large-capacity electrolytic capacitor is disposed in the output stage capacitor Co in order to remove the ripple component of the output voltage Vo. The illumination according to the embodiment provides the effect that the life span is further extended. The ripple component included in the output voltage Vo, in particular, the ripple component contained in the output voltage Vo, which is twice the frequency of the AC power supply (Vs), is obtained by using the LC filter 410 in which the output filter inductor L2 and the output filter capacitor C2 are connected in series, The flicker phenomenon occurring in the light emitting diode can be remarkably reduced. The LC filter 410 may be a single power factor improvement converter operating in a boundary conduction mode (BCM), a continuous conduction mode (CCM), or a discontinuous conduction mode (DCM) There is provided an effect that it is applicable not only to any circuit requiring removal of the ripple component.

100 : 전원부 110 : 입력 필터부
120 : 전파 정류부 200 : 전압 분배부
300 : 역률개선 컨버터부 310 : 변압기
312 : 변압기 1차 권선 314 : 변압기 2차 권선
320 : 스위칭부 400 : 출력 필터부
410 : LC필터 500 : 발광부
600 : 제어부 610 : 역률제어기
620 : 옵토커플러 630 : 전류제어기
100: power supply unit 110: input filter unit
120: Full wave rectification part 200: Voltage distribution part
300: Power Factor Correction Converter Unit 310: Transformer
312: transformer primary winding 314: transformer secondary winding
320: switching unit 400: output filter unit
410: LC filter 500:
600: controller 610: power factor controller
620: Optocoupler 630: Current controller

Claims (6)

교류전원을 전파 정류하여 입력전압을 제공하는 전원부;
상기 전원부의 출력에 연결되고, 상기 입력전압을 제공받아 분배전압을 생성하는 전압 분배부;
상기 전원부의 출력에 연결되고, 상기 입력전압을 제공받아 온/오프 동작에 따라 에너지를 축적하거나 상기 축적된 에너지의 전달을 통하여 충전전류를 제공하는 역률개선 컨버터부;
상기 역률개선 컨버터부의 출력에 연결되고, 상기 충전전류를 제공받아 리플 성분을 제거하여 출력전압을 제공하는 출력 필터부;
상기 출력전압에 상응하는 출력전류를 제공받아 발광 동작을 수행하는 발광부; 및
상기 전압 분배부, 상기 역률개선 컨버터부 및 상기 발광부에 연결되고, 상기 역률개선 컨버터부의 온/오프 동작을 제어하는 제어신호를 생성하여 상기 역률개선 컨버터부를 제어하는 제어부를 포함하는 단일 전력단 역률개선회로.
A power supply for full-wave rectification of an AC power source to provide an input voltage;
A voltage distributor connected to an output of the power supply unit and generating a distribution voltage by receiving the input voltage;
A power factor improving converter connected to the output of the power unit and storing energy according to the on / off operation of the input voltage, or providing a charging current through transfer of the stored energy;
An output filter connected to an output of the power factor improving converter to receive the charge current to remove a ripple component to provide an output voltage;
A light emitting unit provided with an output current corresponding to the output voltage and performing a light emitting operation; And
And a control unit connected to the voltage distribution unit, the power factor improving converter unit, and the light emitting unit to generate a control signal for controlling the on / off operation of the power factor improving converter unit to control the power factor improving converter unit, As a remedy.
제1항에 있어서, 상기 출력 필터부는,
출력 평활 커패시터; 및
상기 출력 평활 커패시터와 병렬 연결되고, 출력 필터 인덕터와 출력 필터 커패시터가 직렬 연결된 LC필터를 포함하는 단일 전력단 역률개선회로.
The apparatus as claimed in claim 1,
Output smoothing capacitor; And
And an LC filter connected in parallel with the output smoothing capacitor and having an output filter inductor and an output filter capacitor connected in series.
제2항에 있어서,
상기 출력 필터 인덕터와 상기 출력 필터 커패시터의 용량은 상기 충전전류에 대한 상기 출력전압의 전달함수에 기초한 공진 주파가가 제거할 리플 성분의 주파수가 되도록 하여 산출되는 단일 전력단 역률개선회로.
3. The method of claim 2,
Wherein the capacitances of the output filter inductor and the output filter capacitor are calculated so that the resonant frequency based on the transfer function of the output voltage with respect to the charge current becomes the frequency of the ripple component to be removed.
제1항에 있어서,
상기 리플 성분의 주파수는 상기 교류전원의 2배 주파수인 단일 전력단 역률개선회로.
The method according to claim 1,
Wherein the frequency of the ripple component is twice the frequency of the AC power supply.
제1항에 있어서, 상기 역률개선 컨버터부는,
상기 제어신호에 따라 온/오프 동작을 수행하는 스위칭부;
상기 스위칭부의 온/오프 동작에 따라 에너지를 축적하거나 상기 축적된 에너지를 제공하고, 상기 제1 노드와 스위칭부 사이에 연결되는 1차 권선 및 상기 1차 권선과 커플링되는 2차 권선을 포함하는 변압기;
상기 변압기의 2차 권선에 연결되고, 상기 축적된 에너지의 경로를 제어하여 충전전류를 제공하는 제어 다이오드; 및
상기 스위칭부와 제1 접지 사이에 연결되는 센싱저항을 포함하는 단일 전력단 역률개선회로.
The power factor improving converter according to claim 1,
A switching unit for performing an on / off operation according to the control signal;
A first winding connected between the first node and the switching unit, and a secondary winding coupled to the primary winding, wherein the first winding and the second winding are connected to each other, Transformers;
A control diode coupled to the secondary winding of the transformer and controlling the path of the stored energy to provide a charging current; And
And a sensing resistor connected between the switching unit and the first ground.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 역률개선 컨버터부를 전류 경계모드(BCM; Boundary Conduction Mode), 전류 연속모드(CCM; Ccontinuous Conduction Mode) 및 전류 불연속모드(DCM; Discontinuous Conduction Mode) 중에서 어느 하나의 모드로 동작을 수행시키는 단일 전력단 역률개선회로.
The method according to claim 1,
The controller may operate the power factor improving converter to operate in one of a boundary conduction mode (BCM), a continuous conduction mode (CCM), and a discontinuous conduction mode (DCM) Single power stage power factor improvement circuit.
KR1020130058813A 2013-01-25 2013-05-24 Single Power Stage Power Factor Correction Circuit KR20140096948A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130008876 2013-01-25
KR20130008876 2013-01-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140096948A true KR20140096948A (en) 2014-08-06

Family

ID=51744689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130058813A KR20140096948A (en) 2013-01-25 2013-05-24 Single Power Stage Power Factor Correction Circuit

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140096948A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101674549B1 (en) * 2015-12-30 2016-11-22 지홈엘이디 주식회사 power ripple elimination device of LED lamp
KR200482417Y1 (en) * 2016-10-07 2017-01-19 루미컴 주식회사 Flicker free power supply for LED lamp
US9954456B2 (en) * 2016-09-09 2018-04-24 Navitas Semiconductor, Inc. Flyback converter
WO2017188757A3 (en) * 2016-04-29 2018-08-02 주식회사 엘이디파워 Dimming-type led lighting apparatus having electrolytic capacitor-less power supply device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101674549B1 (en) * 2015-12-30 2016-11-22 지홈엘이디 주식회사 power ripple elimination device of LED lamp
WO2017188757A3 (en) * 2016-04-29 2018-08-02 주식회사 엘이디파워 Dimming-type led lighting apparatus having electrolytic capacitor-less power supply device
US9954456B2 (en) * 2016-09-09 2018-04-24 Navitas Semiconductor, Inc. Flyback converter
CN108352787A (en) * 2016-09-09 2018-07-31 纳维达斯半导体股份有限公司 Flyback converter
US10097100B1 (en) 2016-09-09 2018-10-09 Navitas Semiconductor, Inc. Flyback converter
US10291141B1 (en) 2016-09-09 2019-05-14 Navitas Semiconductor, Inc. Flyback converter
CN108352787B (en) * 2016-09-09 2020-06-23 纳维达斯半导体股份有限公司 Flyback converter
KR200482417Y1 (en) * 2016-10-07 2017-01-19 루미컴 주식회사 Flicker free power supply for LED lamp

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lee et al. A single-switch AC–DC LED driver based on a boost-flyback PFC converter with lossless snubber
US9584028B2 (en) Apparatus, system and method for cascaded power conversion
US8351230B2 (en) Switching power supply with plural resonant converters and variable frequency
RU2480888C2 (en) Circuit of power ratio control and grid source of power supply
JP6134479B2 (en) Active step-down power factor correction device
US20140103863A1 (en) Charging device and method for charging an electrical energy store
Liu et al. Buck–boost–buck-type single-switch multistring resonant LED driver with high power factor and passive current balancing
KR20100092395A (en) Circuit arrangement for conversion of an input ac voltage to a dc voltage, retrofit lamp having a circuit arrangment such as this, as well as a lighting system
WO2012009261A2 (en) Reset voltage circuit for a forward power converter
US20210036631A1 (en) Ac-dc converter and ac-dc rectifier
US20090097291A1 (en) Universal power supply for a laptop
TW202037053A (en) Flyback power-converting device with zero-voltage switching and method for flyback converting power with zero-voltage switching
KR20140096948A (en) Single Power Stage Power Factor Correction Circuit
EP2953430A1 (en) Alternating current rectifying circuit and alternating current rectifying method for driving led module
US10143046B2 (en) Light emitting diode driver with differential voltage supply
CA2899390C (en) Alternating current rectifying circuit and alternating current rectifying method for driving led module
KR20170116415A (en) The single-stage ac-dc flyback converter circuit for driving LED
US8937463B2 (en) Common-core power factor correction resonant converter
US20150256098A1 (en) Mains power converter, and methods of operating and equipment incorporating the same
KR102409677B1 (en) Boost converter with boosting and decoupling operation using single inductor
Dos Santos et al. A charge-pump led driver with PFC and low-frequency-flicker reduction
Al Hassan Power Efficient Battery Charger by Using Constant Current/Constant Voltage Controller
KR101739755B1 (en) LED driving circuit
Qu et al. Current‐fed isolated PFC pre‐regulator for multiple LED lamps with extended lifetime
KR101023576B1 (en) High efficiency switching power supplies and high efficiency soft switching half-bridge dc-dc converter thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application