KR20150060455A - Power Supply Apparatus And LED Lighting Apparatus Using the Same - Google Patents

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KR20150060455A KR1020130144886A KR20130144886A KR20150060455A KR 20150060455 A KR20150060455 A KR 20150060455A KR 1020130144886 A KR1020130144886 A KR 1020130144886A KR 20130144886 A KR20130144886 A KR 20130144886A KR 20150060455 A KR20150060455 A KR 20150060455A
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Abstract

A power supply device and an LED lighting device using the same are disclosed. The device facilitates a control of an output voltage and an output current by allowing a common usage for a reference potential of the output voltage and a grounding voltage potential of a driving unit, by connecting a location of an inductor between the grounding potential and an input voltage of the driving unit, and enables a free decision for an output voltage irrelevant of a size of the input voltage, by supplying an inductor current stored in an inductor to a capacitor as an output voltage, by using an equipped diode.

Description

전원 공급 장치와 그를 이용한 엘이디 조명장치{Power Supply Apparatus And LED Lighting Apparatus Using the Same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a power supply apparatus and an LED illumination apparatus using the same,

본 실시예는 전원 공급 장치 및 그를 이용한 엘이디 조명장치에 관한 것이다.The present embodiment relates to a power supply apparatus and an LED illumination apparatus using the same.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아님을 밝혀둔다.It should be noted that the following description merely provides background information related to the present embodiment and does not constitute the prior art.

전원회로의 토폴로지(Topology)에 대한 일반적인 기술의 실시예는 다양한 형태로 존재한다. 대표적으로 벅 방식(Buck Type), 부스트 방식(Boost Type), 벅-부스트 방식(Buck-Boost Type), 플라이백 방식(Flyback Type) 등이 존재한다.Embodiments of the generic description of the topology of the power supply circuit exist in various forms. Typically, a buck type, a boost type, a buck-boost type, a flyback type, and the like exist.

도 1a는 일반적인 벅 방식을 이용한 전원 공급 장치를 나타낸 회로도이다.1A is a circuit diagram showing a power supply device using a general buck method.

일반적인 벅 방식의 전원 공급 장치의 입력전압(VIN)은 직류(DC) 전원일 수도 있지만 교류 전압(AC)을 정류하여 이용할 수도 있다. 벅 방식의 전원 공급 장치의 가장 큰 특징은 출력 부하가 인덕터(L)와 입력전압(VIN) 사이에 위치하는 것이다. 스위치(SW)가 온되면 인덕터(L)의 양단에는 입력전압(VIN)에서 출력전압(VO)을 뺀 전압(VIN - VO)이 인가되어 인덕터 전류(IL)는 VIN - VO 전압을 인덕터 용량값(인덕턴스(Inductance))으로 나눈 기울기로 점차적으로 증가하게 되며 출력부하 전류 및 출력 캐패시터(Capacitor)에 충전 전류가 흐른다. 스위치가 오프되면 인덕터 전류(IL)의 흐름에 의해 다이오드(D)가 도통되며 인덕터에는 출력전압(VO)이 역으로 인가되어 인덕터 전류(IL)는 출력전압(VO)을 인덕터 용량값(인덕턴스)으로 나눈 기울기로 점차적으로 감소하게 되며 인덕터 전류(IL)의 감소로 인해 감소되는 출력 전류는 출력 캐패시터(C)로부터 공급 받아 보충된다.The input voltage V IN of a general buck type power supply may be a direct current (DC) power source, but it may also be used by rectifying an alternating voltage (AC). The main feature of the buck-type power supply is that the output load is located between the inductor (L) and the input voltage (V IN ). When the switch (SW) is turned on at both ends of the inductor (L), the input voltage (V IN) voltage minus the output voltage (V O) from - the two applied (V IN V O) inductor current (I L) is V IN - V O voltage is gradually increased by the slope of the inductor capacity value (inductance), and the charge current flows in the output load current and the output capacitor. When the switch is turned off, the diode D is conducted by the flow of the inductor current I L and the output voltage V O is applied to the inductor inversely so that the inductor current I L changes the output voltage V O to the inductor capacity (Inductance), and the output current which is reduced due to the decrease of the inductor current I L is supplied from the output capacitor C and replenished.

일반적인 벅 방식의 전원 공급 장치의 장점은 출력전압(VO)보다 큰 입력전압(VIN)을 이용하는 조건에서 출력전류 및 인덕터 전류(IL)가 스위치(SW) 온 구간의 스위치(SW)로 흐르는 전류이므로 스위치(SW)로 흐르는 전류를 일정하게 제어할 경우 작은 값의 출력 캐패시터를 사용하여도 출력부하로 흐르는 전류를 일정하게 유지할 수 있다.The advantage of a typical buck-based power supply is that the output current and inductor current I L are applied to the switch SW of the switch SW on interval under conditions that use an input voltage V IN greater than the output voltage V O The current flowing to the output load can be kept constant even if a small value of the output capacitor is used.

하지만, 이러한 벅 방식의 전원 공급 장치는 입력전압(VIN)이 출력전압(VO)보다 낮은 경우 인덕터에 전류가 정상적으로 흐를 수 없으므로 출력전압(VO)을 입력전압(VIN)보다 크게 할 수 없다. 다시 말해, 입력전압(VIN)으로 교류 전압을 정류하여 이용할 경우 정류전압이 출력전압(VO) 보다 낮은 구간에서는 스위치(SW)가 온 되어도 인덕터에 출력전압(VO)에서 입력전압(VIN)을 뺀 전압(VO - VIN)이 역으로 인가되므로 인덕터 전류(IL)가 정상적으로 증가할 수 없다. 또한, 입력전압(VIN)으로 교류 전압을 정류하여 이용할 경우 입력 전류의 역률(Power Factor) 개선을 위하여 스위치(SW) 전류의 크기를 정류전압의 크기에 비례하게 제어하더라도 입력전압(VIN)이 출력전압(VO)보다 작은 경우에는 스위치(SW) 전류가 정상적으로 흐를 수 없어 역률 개선동작에 제한 구간이 발생한다. 전술한 이유로 벅 방식의 전원 공급 장치를 이용한 엘이디 조명장치의 경우는 출력전압(VO)에 해당하는 엘이디 발광부의 순방향 도통 전압을 크게 할 수 없다. 결국, 엘이디 발광부의 직렬 연결될 수 있는 엘이디 개수를 제한하게 되며 교류 전압을 정류하여 입력전압(VIN)으로 이용할 경우 입력전류의 역률 또한 제한적인 수준이상을 얻을 수 없는 문제가 있다. However, such a power supply of buck method is the input voltage (V IN) to be larger than the output voltage (V O) than there is no current in the inductor to flow normally when low output voltage (V O) of the input voltage (V IN) I can not. That is, even if the switch SW is turned on during a period when the rectified voltage is lower than the output voltage V O when the AC voltage is rectified to the input voltage V IN , the output voltage V O from the input voltage V The inductor current I L can not be increased normally because the voltage (V O - V IN ) minus IN is applied in reverse. Further, the input voltage (V IN) to the case of using by rectifying the AC voltage even when proportionally the size of the switch (SW) current to the magnitude of the rectified voltage control for the power factor (Power Factor) improvement of the input current input voltage (V IN) Is smaller than the output voltage (V O ), the switch (SW) current can not flow normally and a limited period occurs in the power factor improving operation. For the reason described above, in the case of an LED lighting device using a buck-type power supply device, the forward conduction voltage of the LED light emitting portion corresponding to the output voltage (V O ) can not be increased. As a result, the number of LEDs that can be connected in series in the LED light emitting portion is limited. When the AC voltage is rectified and used as the input voltage (V IN ), the power factor of the input current can not be obtained beyond a limited level.

도 1b는 일반적인 '부스트 방식'을 이용한 전원 공급 장치를 나타낸 회로도이다.1B is a circuit diagram showing a power supply apparatus using a general 'boost mode'.

일반적인 부스트 방식의 전원 공급 장치의 입력전압(VIN)은 직류 전원일 수도 있지만 교류 전압(AC)를 정류하여 이용할 수도 있다. 부스트 방식의 전원 공급 장치의 가장 큰 특징은 출력 부하가 다이오드(D)를 통하여 스위치(SW)와 병렬 연결되며 인덕터(L)와는 다이오드에 의해 직렬 연결되는 것이다. 스위치(SW)가 온 되면 인덕터(L)의 양단에는 입력전압(VIN)이 인가되어 인덕터 전류(IL)는 입력전압(VIN)을 인덕터 용량값(인덕턴스)으로 나눈 기울기로 점차적으로 증가하게 된다. 이 구간의 출력부하 전류는 순전히 출력 캐패시터에 의존하여 흐르게 된다. 스위치(SW)가 오프되면 인덕터 전류(IL)의 흐름에 의해 다이오드(D)가 도통되며 인덕터에는 출력전압(VO)에서 입력전압(VIN)을 뺀 값(VO - VIN)이 역으로 인가되어 인덕터 전류(IL)는 VO - VIN 전압을 인덕터 용량값(인덕턴스)으로 나눈 기울기로 점차적으로 감소하게 되며 스위치(SW) 온 구간에서 인덕터에 충전되었던 전류는 다이오드를 경유하여 출력 캐패시터를 충전하게 된다. The input voltage (V IN ) of the power supply of a general boost type may be a DC power source, but it may also be used by rectifying an AC voltage (AC). The most important feature of the boost type power supply is that the output load is connected in parallel with the switch SW through the diode D and in series with the inductor L by the diode. When the switch SW is turned on, the input voltage V IN is applied to both ends of the inductor L so that the inductor current I L gradually increases with the slope of the input voltage V IN divided by the inductor capacity value (inductance) . The output load current of this section is purely dependent on the output capacitor. When the switch SW is turned off, the diode D is conducted by the flow of the inductor current I L and a value (V O - V IN ) obtained by subtracting the input voltage V IN from the output voltage V O The inductor current I L is gradually reduced to the slope of the V O - V IN voltage divided by the inductance value (inductance), and the current charged in the inductor in the switch SW on period is passed through the diode The output capacitor is charged.

일반적인 부스트 방식의 전원 공급 장치의 장점은 입력전압(VIN)보다 큰 출력전압(VO)을 이용하는 조건에서 적용가능하며 출력전압(VO)의 기준 전위와 구동부의 접지 전위를 공통으로 이용하기 때문에 출력전압 제어 및 출력전류 제어가 용이하고 정확하게 구현될 수 있다.An advantage of a general boost type power supply is that it can be applied under the condition of using an output voltage (V O ) that is larger than the input voltage (V IN ), and the reference potential of the output voltage (V O ) Therefore, the output voltage control and the output current control can be easily and accurately implemented.

하지만, 부스트 방식의 전원 공급 장치는 출력전압(VO)이 입력전압(VIN)보다 낮은 경우 인덕터 전류(IL)가 정상적으로 흐를 수 없으므로 출력전압(VO)을 입력전압(VIN)보다 작게 설정 수 없다. 그러므로, 입력전압(VIN)으로 교류 전압을 정류하여 이용할 경우 출력전압(VO)은 정류 전압의 피크(Peak) 값보다 큰 전압으로만 제한된다. 출력전압(VO)이 입력전압(VIN) 보다 낮은 구간에서는 스위치(SW)가 오프 되어도 인덕터(L)의 양단에 스위치(SW) 온되었을 때와 같은 방향으로 입력전압(VIN)에서 출력전압(VO)을 뺀 전압(VIN - VO)이 인가되기 때문에 인덕터는 정상적으로 저장된 에너지를 출력으로 보내지 못하게 된다. 또한, 입력전압(VIN)으로 교류 전압을 정류하여 이용할 경우 입력 전류의 역률 개선을 위하여 스위치(SW) 전류의 크기를 정류전압의 크기에 비례하게 제어하더라도 출력전압(VO)이 입력전압(VIN)보다 낮은 구간이 있는 경우에는 정상적인 동작이 불가하므로 역률 개선동작에 제한 구간이 발생한다. 전술한 이유로 부스트 방식의 전원 공급 장치를 이용한 엘이디 조명장치의 경우는 출력전압(VO)에 해당하는 엘이디 발광부의 순방향 도통 전압을 낮게 할 수 없다. 결국, 사용 가능한 출력 캐패시터 종류를 수명이 짧은 전해 캐패시터로 제한하는 문제가 있다.However, since the inductor current I L can not flow normally when the output voltage V O is lower than the input voltage V IN , the power supply of the boost type has a higher output voltage V O than the input voltage V IN Can not be set small. Therefore, when rectifying the AC voltage with the input voltage V IN and using it, the output voltage V O is limited to a voltage that is larger than the peak value of the rectified voltage. Output voltage (V O) output from the input voltage (V IN) in the lower section switches (SW) is the direction to the input voltage (V IN), such as when the two ends is the switch (SW) on the off even when the inductor (L) Since the voltage (V IN - V O ) obtained by subtracting the voltage (V O ) is applied, the inductor can not normally transmit the stored energy to the output. Further, the input voltage (V IN) exchange if used to rectify the voltage, even in proportion to the size of the switch (SW) current to the magnitude of the rectified voltage control for power factor correction of an input current input and the output voltage (V O) voltage to the ( V IN ), the normal operation can not be performed. Therefore, a limited period occurs in the power factor improving operation. For the reason described above, in the case of an LED lighting device using a boost power supply device, the forward conduction voltage of the LED light emitting portion corresponding to the output voltage (V O ) can not be lowered. As a result, there is a problem of limiting the usable output capacitor type to electrolytic capacitors having short life span.

도 1c는 일반적인 벅-부스트 방식을 이용한 전원 공급 장치를 나타낸 회로도이다.1C is a circuit diagram showing a power supply using a general buck-boost scheme.

일반적인 벅-부스트 방식의 전원 공급 장치의 입력전압(VIN)은 직류 전원일 수도 있지만 교류 전압(AC)를 정류하여 이용할 수도 있다. 일반적인 벅-부스트 방식의 전원 공급 장치의 가장 큰 특징은 입력전압(VIN)과 스위치(SW) 사이에 직렬로 인덕터(L)만 연결되어 있어서 입력 전원 전압의 크기에 관계없이 인덕터 전류(IL)가 흐를 수 있다. 출력전압(VO)은 다이오드(D)를 통하여 인덕터와 병렬 연결로 연결되며 출력전압(VO)의 기준 전위가 구동부의 접지 전위와 공통으로 이용할 수 없도록 구성된다. 스위치(SW)가 온 되면 인덕터(L)의 양단에는 입력전압(VIN)이 인가되어 인덕터 전류(IL)는 입력전압(VIN)을 인덕터 용량값(인덕턴스)으로 나눈 기울기로 점차적으로 증가한다. The input voltage (V IN ) of a general buck-boost type power supply may be DC power, but it may also be used by rectifying AC voltage (AC). Typical buck-best feature of the power supply of the boost system is the input voltage (V IN) and a switch inductor current regardless of the magnitude of the input power source voltage in is only connected in series with the inductor (L) between the (SW) (I L Can flow. The output voltage V O is connected in parallel with the inductor through the diode D and the reference potential of the output voltage V O is not used in common with the ground potential of the driving unit. When the switch SW is turned on, the input voltage V IN is applied to both ends of the inductor L so that the inductor current I L gradually increases with the slope of the input voltage V IN divided by the inductor capacity value (inductance) do.

스위치(SW) 온 구간 동안에 출력부하 전류는 순전히 출력 캐패시터(C)에 의존해 흐르게 된다. 스위치(SW)가 오프되면 인덕터 전류(IL)의 흐름에 의해 다이오드(D)가 온되며 인덕터(L)의 양단에는 출력전압(VO)이 역으로 인가되어 인덕터 전류(IL)는 출력전압(VO)을 인덕터 용량값(인덕턴스)으로 나눈 기울기로 점차적으로 감소하게 되며 스위치(SW) 온 구간에서 인덕터에 충전되었던 전류는 다이오드를 경유하여 출력 캐패시터(C)를 충전하게 된다.During the switch (SW) ON period, the output load current flows purely depending on the output capacitor (C). When the switch SW is turned off, the diode D is turned on by the flow of the inductor current I L and the output voltage V O is applied to both ends of the inductor L , voltage (V O) to be gradually decreased as the slope divided by the inductor capacitance (inductance) was charged to the inductor current from the switch (SW) is on interval is by way of the diode to charge the output capacitor (C).

일반적인 벅-부스트 방식의 전원 공급 장치의 장점은 입력전압(VIN)과 스위치(SW) 사이에 인덕터 외에 다른 소자가 위치하지 않기 때문에 입력전압(VIN)에 관계없이 출력전압(VO)의 설정이 가능하다. 입력전압(VIN)으로 교류 전압을 정류하여 이용할 때에도 정류 전압이 낮은 구간 및 높은 구간에서도 인덕터 전류(IL)가 정상적으로 흐를 수 있다. 또한, 전술한 바와 같은 이유에 의해 교류 전압을 정류하여 입력전압(VIN)으로 이용할 경우에 스위치 전류의 크기를 정류전압의 크기에 비례하도록 제어하는 경우, 역률 개선에 제한 구간 없이 동작 시킬 수 있다. The advantage of a typical buck-boost power supply is that the output voltage (V O ) is independent of the input voltage (V IN ), since no other device is located between the input voltage (V IN ) and the switch It is possible to set. The inductor current I L can normally flow even in a section where the rectified voltage is low and a section in which the rectified voltage is high even when the AC voltage is rectified to the input voltage V IN . Further, when the AC voltage is rectified to be used as the input voltage V IN for the reasons described above, when the magnitude of the switch current is controlled to be proportional to the magnitude of the rectified voltage, .

하지만, 일반적인 벅-부스트 방식의 전원 공급 장치는 출력전압(VO)의 기준 전위가 구동부의 접지 전위와 공통으로 이용할 수 없게 연결되므로 직접적인 출력전압 감지 및 출력전류를 구동부에서 제어하는 것이 불가하다. 전술한 바와 같은 이유로 일반적인 벅-부스트 방식의 전원 공급 장치를 이용한 엘이디 조명장치의 경우는 엘이디 발광부의 발광 전류 제어가 어려워지는 문제가 있다. However, since the reference voltage of the output voltage (V O ) is unavailable in common with the ground potential of the driving unit, a direct output voltage sensing and output current can not be controlled by the driving unit in a general buck-boost power supply. There is a problem that it is difficult to control the light emitting current of the LED light emitting portion in the case of an LED lighting device using a general buck-boost type power supply device for the reasons described above.

도 1d는 변압기를 이용한 플라이백 방식의 전원 공급 장치를 나타낸 회로도이다.1D is a circuit diagram showing a flyback type power supply apparatus using a transformer.

도 1d는 절연형(Isolation) 방식의 전원 공급 장치에서 가장 일반적으로 사용되는 변압기(Transformer)를 구비하는 플라이백(Flyback) 방식의 전원 공급 장치의 구성을 간단히 나타낸 도면이다. 도 1c에 도시된 벅-부스트 방식을 이용한 전원 공급 장치의 구성에서 인덕터를 대신하여 변압기를 사용하는 것을 제외하고는 원리적으로 동일한 구성을 가진다. 스위치(SW) 온/오프 구간의 동작원리도 벅-부스트 방식과 동일하다. 별도의 스위치(SW)를 온 또는 오프로 동작하는 기재는 생략한다.FIG. 1D is a view illustrating a configuration of a flyback type power supply apparatus having a transformer most commonly used in an isolation type power supply apparatus. FIG. The power supply apparatus using the buck-boost scheme shown in FIG. 1C has the same structure in principle except that a transformer is used instead of the inductor. The operation principle of the switch on / off section is also the same as that of the buck-boost method. The description of operating the separate switch SW on or off is omitted.

일반적인 플라이백 방식의 전원 공급 장치의 장점은 변압기를 사용할 경우 변압기의 자화(Magnetizing) 인덕턴스 값이 인덕터 역할을 대신하게 되며 출력부하에 전달되는 출력전압은 1차측 권선(P)과 2차측 권선(S1)의 비율에 의해 조절이 가능하다. 또한, 별도의 2차측 권선(S2)를 이용하여 구동부의 전원 전압을 전달 받을 수 있다. 이 별도의 2차측 권선 전압 크기와 출력전압(VO)은 S1과 S2의 권선 비율에 의해 [수학식 1]과 같이 결정된다. 별도의 2차측 권선 전압을 일정하게 유지할 경우 출력부하의 출력전압(VO)도 일정하게 제어 될 수 있다.The advantage of a typical flyback power supply is that when the transformer is used, the magnetizing inductance value of the transformer replaces the role of the inductor and the output voltage delivered to the output load is the primary winding P and the secondary winding S1 ). ≪ / RTI > In addition, the power supply voltage of the driving unit can be received using the secondary side winding S2. This separate secondary side winding voltage magnitude and output voltage (V O ) are determined by the winding ratios of S1 and S2 as shown in Equation (1). When the secondary winding voltage is kept constant, the output voltage (V O ) of the output load can be controlled constantly.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, 'NS1: S1의 권선수', 'NS2: S2의 권선수', 'VS1: S1의 권선에 전달되는 출력전압', 'VS2: S2의 권선에 전달되는 출력전압'을 의미한다.Here, the 'output voltage delivered to the windings of the S2 V S2' 'N S1: the S1 turns "," N S2:: in S2 turns "," V S1 output voltage delivered to the windings of the S1', it means.

하지만, 플라이백 방식의 전원 공급 장치는 부피가 큰 변압기라는 소자가 사용되어야 하며 출력전압을 별도의 2차측 권선을 통하여 제어하는 방식(Primary Side Regulation)이라 정확한 출력전압(VO) 및 출력부하의 전류 제어가 용이하지 않은 문제가 있다.However, the flyback type power supply requires a bulky transformer, and the output voltage is controlled through a separate secondary winding (Primary Side Regulation), so that an accurate output voltage (V O ) and an output load There is a problem that current control is not easy.

본 실시예는 인덕터의 위치를 구동부의 접지 전위와 입력전압의 사이에 연결하여 출력전압의 기준 전위와 구동부 접지 전위를 공통으로 사용할 수 있게 함으로써 출력전압 및 출력전류의 제어가 용이하도록 하며 구비된 다이오드를 이용하여 인덕터에 저장된 인덕터 전류를 출력전압으로서 캐패시터에 공급하여 입력전압의 크기와 무관하게 출력전압을 자유롭게 설정할 수 있도록 하는 전원 공급 장치 및 그를 이용한 엘이디 조명장치를 제공하는 데 목적이 있다.This embodiment connects the position of the inductor to the ground potential of the driving unit and the input voltage so that the reference potential of the output voltage and the ground potential of the driving unit can be commonly used to facilitate the control of the output voltage and the output current, The present invention provides a power supply device that can supply an inductor current stored in an inductor as an output voltage to a capacitor and freely set an output voltage irrespective of the magnitude of an input voltage using the inductor, and an LED lighting device using the same.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 입력전압(VIN)을 인가받으며, 구동부로부터 인가된 구동 신호에 근거하여 스위칭을 수행하는 스위치(SW); 상기 스위치(SW)의 온 또는 오프에 따라 충방전을 수행하는 인덕터(L); 다이오드(D); 및 상기 다이오드(D)의 도통 여부에 따라 충방전을 수행하는 캐패시터(C)를 포함하며, 상기 인덕터(L)의 일단, 상기 스위치(SW)의 일단, 상기 캐패시터(C)의 일단이 공통 그라운드로 접지되며, 상기 인덕터(L)의 타단과 상기 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결되며, 상기 다이오드(D)의 일단은 상기 인덕터(L)와 상기 입력전원의 접점에 연결되고, 상기 다이오드(D)의 타단은 상기 캐패시터(C)의 타단에 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display apparatus including: a switch SW receiving an input voltage V IN and performing switching based on a driving signal applied from a driving unit; An inductor L for performing charge and discharge in accordance with the on or off state of the switch SW; A diode D; And one end of the inductor L and one end of the switch SW and one end of the capacitor C are connected to a common ground, And the other end of the inductor L and the other end of the switch SW are connected to an input power source and one end of the diode D is connected to a contact point of the inductor L and the input power source, And the other end of the diode (D) is connected to the other end of the capacitor (C).

또한, 본 실시에의 다른 측면에 의하면, 입력전압(VIN)을 인가받으며, 구동부로부터 인가된 구동 신호에 근거하여 스위칭을 수행하는 스위치(SW); 상기 스위치(SW)의 온 또는 오프에 따라 충방전을 수행하는 인덕터(L); 다이오드(D); 상기 다이오드(D)의 도통 여부에 따라 충방전을 수행하는 캐패시터(C); 상기 캐패시터(C)로부터 방전되는 전력으로 동작하는 엘이디 발광부; 및 상기 엘이디 발광부의 발광 전류를 결정하는 전류원을 포함하며, 상기 인덕터(L)의 일단, 상기 스위치(SW)의 일단, 상기 캐패시터(C)의 일단, 상기 전류원의 일단이 공통 그라운드로 접지되며, 상기 인덕터(L)의 타단과 상기 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결되며, 상기 다이오드(D)의 일단은 상기 인덕터(L)와 상기 입력전원의 접점에 연결되고, 상기 다이오드(D)의 타단은 상기 캐패시터(C)의 타단에 연결되며, 상기 엘이디 발광부의 일단은 상기 다이오드(D)와 상기 캐패시터(C)의 접점에 연결되고, 상기 엘이디 발광부의 타단은 상기 전류원과 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a plasma display apparatus including: a switch SW receiving an input voltage V IN and performing switching based on a driving signal applied from a driving unit; An inductor L for performing charge and discharge in accordance with the on or off state of the switch SW; A diode D; A capacitor C for charging / discharging according to whether the diode D conducts; An LED light emitting unit operated by electric power discharged from the capacitor (C); And a current source for determining a light emission current of the LED light emitting unit, wherein one end of the inductor L, one end of the switch SW, one end of the capacitor C, and one end of the current source are grounded to a common ground, The other end of the inductor L and the other end of the switch SW are connected to an input power source and one end of the diode D is connected to a contact point of the inductor L and the input power source, One end of the LED light emitting unit is connected to the contact point of the diode D and the capacitor C and the other end of the LED light emitting unit is connected to the current source And an LED illumination device.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 인덕터의 위치를 구동부의 접지 전위와 입력전압의 사이에 연결하여 출력전압의 기준 전위와 구동부 접지 전위를 공통으로 사용할 수 있게 함으로써 출력전압 및 출력전류의 제어가 용이하도록 하며 구비된 다이오드를 이용하여 인덕터에 저장된 인덕터 전류를 출력전압으로서 캐패시터에 공급하여 입력전압의 크기와 무관하게 출력전압을 자유롭게 설정할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, according to the present embodiment, by connecting the position of the inductor between the ground potential and the input voltage of the driving unit, the reference potential of the output voltage and the ground potential of the driving unit can be commonly used to control the output voltage and the output current And the inductor current stored in the inductor is supplied to the capacitor as an output voltage by using the diode so that the output voltage can be freely set regardless of the magnitude of the input voltage.

또한, 본 실시예에 의하면, 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명장치를 제공할 수 있다. 엘이디 발광부의 발광 전류를 직접적으로 발광 전류 조절부에 의해 출력전류가 조절되는 전류원을 경유하여 제어되므로 오차 없이 정확한 제어가 가능하다. 출력전압 제어도 전류원 일단에 걸리는 전압을 감지하여 용이하게 출력전압을 제어할 수 있다. 또한, 각종 엘이디 발광부의 밝기 제어에 유리하다. Further, according to the present embodiment, it is possible to provide an LED lighting device using a power supply circuit topology. Since the light emitting current of the LED light emitting portion is directly controlled by the light emitting current adjusting portion through the current source whose output current is adjusted, precise control is possible without error. The output voltage control can also easily control the output voltage by sensing the voltage across the current source. Further, it is advantageous to control the brightness of various LED light emitting units.

또한, 교류전압을 전파 정류하여 입력전압으로 이용하는 경우 별도의 정류전압 검출회로를 이용하여 입력 전류를 검출된 전압에 비례하도록 제어하도록 역률 개선으로 입력전류의 역률을 1에 가깝게 제어할 수 있다. 뿐만 아니라 출력전압이 정류전압의 각 순간 크기에 관계없이 일정하게 제어되며 발광 전류 또한 일정하게 유지될 수 있으므로 교류 직결형 엘이디 조명장치의 깜박임(Flicker) 문제도 발생하지 않는다. 더불어 입력전압의 크기에 관계없이 출력전압 결정이 가능하므로 출력전압을 낮게하여 출력 캐패시터(C)의 필요 전압을 낮게 가져갈 수 있다. 따라서 수명이 짧은 전해 캐패시터(C)를 출력 캐패시터(C)로 사용하는 대신 같은 용량의 수명이 긴 탄탈(Tantal) 캐패시터(C) 등으로 대체할 수 있다.Further, when the alternating-current voltage is used as the input voltage by full-wave rectification, the power factor of the input current can be controlled close to 1 by improving the power factor so that the input current is controlled to be proportional to the detected voltage by using a separate rectified voltage detection circuit. In addition, since the output voltage is constantly controlled regardless of the instantaneous magnitude of the rectified voltage and the light emission current can be maintained constant, the flicker problem of the AC direct type LED lighting device does not occur. In addition, since the output voltage can be determined regardless of the magnitude of the input voltage, the output voltage can be lowered and the required voltage of the output capacitor (C) can be lowered. Therefore, instead of using the electrolytic capacitor C having a short life time as the output capacitor C, a tantalum capacitor C having the same capacity and a long life can be substituted.

도 1a 내지 도 1d는 일반적인 전원회로장치를 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 비반전(Non Inverting) 출력전압을 갖는 새로운 벅-부스트 방식의 전원 공급 장치를 나타낸 회로도이다.
도 3a, 도 3b는 본 실시예에 따른 전원 공급 장치의 스위치 온/오프 구간 동작을 나타낸 도면이다.
도 4a, 도4b는 본 실시예에 따른 전원 공급 장치의 스위치의 온/오프 구간에서의 연속 전류 모드 및 불연속 전류 모드를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 전원 공급 장치의 인덕터 전류(IL)의 연속 불연속 동작 모드의 경계 조건에서의 주요 파형을 나타낸 도면이다.
도 6a는 본 실시예에 따른 영전류 감지회로를 포함하는 전원 공급 장치의 회로도이며, 도 6b는 전원 공급 장치의 영전류 감지를 위한 인덕터 일단의 파형을 나타낸 도면이다.
도 7a는 본 실시예에 따른 구동부 전원전압 공급회로를 포함하는 전원 공급 장치의 회로도이며, 도 7b는 전원 공급 장치의 인덕터(L) 전압 파형을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 정류전압 검출신호를 이용한 역류개선을 기능을 갖는 전원 공급 장치를 나타낸 회로도이다.
도 9는 본 실시예에 따른 전원 공급 장치에 역률 개선 기능을 적용할 경우의 인덕터 전류(IL) 파형 및 입력전류 파형을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 전원 공급 장치의 정류전압 검출회로를 나타낸 회로도이다.
도 11은 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명 장치를 나타낸 회로도이다.
도 12는 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명 장치의 트라이액 디밍(TRIAC Dimming) 방법을 설명하기 위한 회로도이다.
도 13은 트라이액 디머(TRAIC Dimmer) 출력 파형 및 전류원 구동(온/오프) 신호를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명 장치의 아날로그 디밍(Analog Dimming)을 나타낸 회로도이다.
도 15는 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 다수의 병렬 엘이디 발광부 전류원의 조합과 발광 전류 조절부 및 최소값 결정부를 가지는 엘이디 조명 장치를 나타낸 회로도이다.
1A to 1D are circuit diagrams showing a general power supply circuit device.
2 is a circuit diagram showing a novel buck-boost type power supply having a non-inverting output voltage according to the present embodiment.
3A and 3B are diagrams illustrating a switch on / off operation of the power supply according to the present embodiment.
FIGS. 4A and 4B are views showing a continuous current mode and a discontinuous current mode in an ON / OFF period of a switch of a power supply device according to the present embodiment.
5 is a diagram showing the main waveforms in the boundary condition of the continuous discontinuous operation mode of the inductor current I L of the power supply device according to the present embodiment.
FIG. 6A is a circuit diagram of a power supply apparatus including a zero current sensing circuit according to the present embodiment, and FIG. 6B is a waveform diagram of an inductor end waveform for sensing a zero current of the power supply apparatus.
FIG. 7A is a circuit diagram of a power supply apparatus including a driving unit power supply voltage supply circuit according to the present embodiment, and FIG. 7B is a diagram showing an inductor (L) voltage waveform of the power supply apparatus.
8 is a circuit diagram showing a power supply apparatus having a function of improving the backflow using the rectified voltage detection signal according to the present embodiment.
9 is a graph showing an inductor current (I L ) waveform and an input current waveform when the power factor improving function is applied to the power supply apparatus according to the present embodiment.
10 is a circuit diagram showing a rectified voltage detecting circuit of a power supply apparatus using a power supply circuit topology according to the present embodiment.
11 is a circuit diagram showing an LED illumination device using a power supply circuit topology according to the present embodiment.
12 is a circuit diagram for explaining a TRIAC dimming method of an LED lighting device using a power supply circuit topology according to the present embodiment.
13 is a diagram showing a TRAIC Dimmer output waveform and a current source driving (on / off) signal.
FIG. 14 is a circuit diagram showing analog dimming of an LED lighting device using a power supply circuit topology according to the present embodiment.
15 is a circuit diagram showing a combination of a plurality of parallel LED light emitting sub-current sources using the power supply circuit topology according to the present embodiment, and an LED lighting device having a light emitting current regulator and a minimum value determiner.

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 실시예에 기재된 소자 중 캐패시터는 '충방전 소자'를 의미하며, 다이오드는 '정류소자'를 의미하며, 저항은 '저항 소자'를 통칭하는 개념으로 해석될 수 있을 것이다.Hereinafter, among the elements described in this embodiment, the capacitor means a charge / discharge element, the diode means a rectifier element, and the resistor can be interpreted as a concept collectively referred to as a resistance element.

도 2는 본 실시예에 따른 비반전(Non Inverting) 출력전압을 갖는 새로운 벅-부스트 방식의 전원 공급 장치를 나타낸 회로도이다.2 is a circuit diagram showing a novel buck-boost type power supply having a non-inverting output voltage according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 전원 공급 장치(200)는 스위치(SW), 구동부(210), 인덕터(L), 다이오드(D) 및 캐패시터(C)를 포함한다. 전원 공급 장치(200)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The power supply 200 according to the present embodiment includes a switch SW, a driving unit 210, an inductor L, a diode D and a capacitor C. The components included in the power supply 200 are not necessarily limited thereto.

스위치(SW)는 입력전압(VIN)을 인가받는다. 또한, 스위치(SW)는 구동부(210)로부터 인가된 구동 신호에 근거하여 스위칭을 수행한다. 구동부(210)는 구동 신호를 발생한다. 인덕터(L)는 스위치(SW)의 온 또는 오프에 따라 충방전을 수행한다. 캐패시터(C)는 다이오드(D)의 도통 여부에 따라 충방전을 수행한다. The switch SW receives the input voltage V IN . In addition, the switch SW performs switching based on the driving signal applied from the driving unit 210. The driving unit 210 generates a driving signal. The inductor L performs charging and discharging in accordance with the ON or OFF state of the switch SW. The capacitor C performs charging and discharging according to whether the diode D conducts.

이하, 전원 공급 장치(200)의 각 소자들의 연결 관계에 대해 설명하면, 인덕터(L)의 일단, 스위치(SW)의 일단, 캐패시터(C)의 일단은 공통 그라운드로 접지된다. 인덕터(L)의 타단과 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결된다. 다이오드(D)의 일단은 인덕터(L)와 입력전원의 접점에 연결된다. 다이오드(D)의 타단은 캐패시터(C)의 타단에 연결된다.One end of the inductor L, one end of the switch SW, and one end of the capacitor C are grounded to a common ground. The other end of the inductor L and the other end of the switch SW are connected to the input power source. One end of the diode D is connected to the contact of the inductor L and the input power source. The other end of the diode D is connected to the other end of the capacitor C.

이하, 도 2의 전원 공급 장치(200)에 대해 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the power supply apparatus 200 of FIG. 2 will be further described.

본 실시예에 따른 전원 공급 장치(200)는 인덕터(L)를 구동부 접지 전위와 입력전압(VIN)의 낮은 전위 단자(- 단자) 사이에 연결하고 다이오드(D)를 경유하여 출력전압(VO)을 인덕터(L)와 병렬로 연결한다. 전술한 구성에 의해 출력전압(VO)의 기준 전위를 구동부 접지 전위와 공통으로 이용할 수 있으므로 용이하고 정확한 출력전압(VO) 및 출력전류(IOUT)의 제어가 가능하다. 일반적인 벅-부스터 방식과 동일하게 인덕터(L)에 저장된 전류를 출력 캐패시터(C)에 공급하므로 입력전압(VIN)의 크기에 관계없이 출력전압(VO)을 자유롭게 설정할 수 있다. 다시 말해, 기존의 방식에 대비 동일한 수의 기본 소자로 벅 방식의 전원 공급 장치의 입력전압(VIN)이 출력전압(VO) 보다 낮은 조건에서의 인덕터 전류(IL)가 정상적으로 흐르지 못하는 단점과 부스트 방식의 전원 공급 장치에서 낮은 출력전압의 사용제한 및 기존의 일반적인 벅-부스트 방식의 출력전압의 기준 전위와 구동부의 접지 전위를 공통으로 이용할 수 없어 출력전압 및 출력전류(IOUT)를 제어하기 힘든 단점을 동시에 해결할 수 있다. 또한, 플라이백 방식의 전원 공급 장치와 같이 큰 부피와 가격이 높은 플라이백을 이용하지 않으면서 보다 용이하고 정확하게 출력전압(VO) 및 출력전류(IOUT)를 제어할 수 있는 장점이 있다.The power supply apparatus 200 according to the present embodiment connects the inductor L between the ground potential of the driving unit and the low potential terminal (- terminal) of the input voltage V IN and outputs the output voltage V O ) is connected in parallel with the inductor (L). The reference potential of the output voltage V O can be used in common with the ground potential of the driving unit by the above-described configuration, so that it is possible to easily and accurately control the output voltage V O and the output current I OUT . The output voltage V o can be freely set regardless of the magnitude of the input voltage V IN since the current stored in the inductor L is supplied to the output capacitor C in the same manner as the general buck-boost mode. In other words, the inductor current I L can not flow normally under the condition that the input voltage V IN of the buck type power supply device is lower than the output voltage V O by the same number of basic elements as compared with the conventional method And the output voltage and output current (I OUT ) can not be controlled because the use of the low output voltage in the power supply of the boost type and the reference potential of the output voltage of the conventional general buck- It is possible to solve the disadvantages which are difficult to be solved at the same time. In addition, there is an advantage that the output voltage (V O ) and the output current (I OUT ) can be controlled more easily and accurately without using a flyback having a large volume and a high price, as in a flyback power supply.

도 3a, 도 3b는 본 실시예에 따른 전원 공급 장치의 스위치 온/오프 구간 동작을 나타낸 도면이다.3A and 3B are diagrams illustrating a switch on / off operation of the power supply according to the present embodiment.

도 3a에 도시된 바와 같이, 구동 신호에 근거하여 스위치(SW)가 온으로 동작하는 경우, 입력전압(VIN)에 의해 인덕터(L)에 흐르는 인덕터 전류(IL)가 증가되면서, 인덕터(L)에 인덕터 전류(IL)가 충전된다. 스위치(SW)가 온으로 동작하는 경우, 인덕터(L)의 양단간에는 입력전압(VIN)이 인가된다. 인덕터 전류(IL)가 입력전압(VIN)을 인덕터 용량값(Inductance)으로 나눈 기울기로 점차 증가되며, 다이오드(D)에 출력전압(VO)과 입력전압(VIN)의 합한 전압이 역방향으로 인가되므로 다이오드(D)가 오프된다.3A, when the switch SW is turned on based on the drive signal, the inductor current I L flowing in the inductor L is increased by the input voltage V IN , L is charged with the inductor current I L. When the switch SW is turned on, the input voltage V IN is applied between both ends of the inductor L. [ The inductor current I L is gradually increased to a slope obtained by dividing the input voltage V IN by the inductor capacity value and the voltage obtained by adding the output voltage V O and the input voltage V IN to the diode D The diode D is turned off.

도 3b에 도시된 바와 같이, 구동 신호에 근거하여 스위치(SW)가 오프로 동작하는 경우, 인덕터 전류(IL)가 출력전압(VO)으로 공급되어 캐패시터(C)가 충전된다. 스위치(SW)가 오프로 동작하는 경우, 인덕터 전류(IL)의 흐름에 의해 다이오드(D)가 도통된다. 따라서, 인덕터(L)에 스위치(SW)가 온으로 동작할 때의 역방향으로 출력전압(VO)이 인가되어 인덕터 전류(IL)가 출력전압(VO)을 인덕터 용량값(인덕턴스)으로 나눈 기울기로 점차 감소하면서 다이오드(D)를 경유하여 캐패시터(C)에 충전된다.3B, when the switch SW is turned OFF based on the drive signal, the inductor current I L is supplied to the output voltage V O to charge the capacitor C. When the switch SW is turned off, the diode D is conducted by the flow of the inductor current I L. Therefore, the inductor opposite to the output voltage (V O) is the applied to the inductor current (I L), the output voltage (V O), the inductor capacitance (inductance) at the time (L), the switch (SW) operated on the And is charged into the capacitor C via the diode D while gradually decreasing at a divisional slope.

도 4a, 도4b는 본 실시예에 따른 전원 공급 장치의 스위치의 온/오프 구간에서의 연속 전류 모드 및 불연속 전류 모드를 나타낸 도면이다.FIGS. 4A and 4B are views showing a continuous current mode and a discontinuous current mode in an ON / OFF period of a switch of a power supply device according to the present embodiment.

동작 방식은 도 4a에 도시된 바와 같이, 인덕터 전류(IL)가 전체 스위칭 주기(TS) 구간 동안 '0' 이상의 값을 유지시키는 동작 방식(연속 전류 모드(Continuous Current Mode))이 있다. 또한, 도 4b에 도시된 바와 같이, 인덕터 전류(IL)가 스위치 오프 구간의 일부 동안 흐르지 않게되는 동작 방식(불연속 전류 모드(Discontinuous Current Mode))이 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 도 4a, 4b의 두 동작 방식의 경계 조건을 유지시키는 동작 방식(경계 조건 모드(Boundary Condition Mode))으로 구분될 수 있다.4A, there is an operation mode (continuous current mode) in which the inductor current I L maintains a value of '0' or more during the entire switching period T S. Also, there is an operating mode (Discontinuous Current Mode) in which the inductor current I L does not flow during a part of the switch-off period, as shown in Fig. 4B. In addition, as shown in FIG. 5, it can be classified into an operation method (Boundary Condition Mode) for maintaining the boundary conditions of the two operation methods of FIGS. 4A and 4B.

출력전류(IOUT)가 큰 값이 필요한 경우 인덕터 용량값(인덕턴스)을 크게 하거나 스위칭 주기(TS)를 짧게하여 인덕터 전류(IL)를 전체의 스위칭 주기(TS) 동안 '0' 보다 큰 값으로 연속적으로 흐르게 동작시킨다. 이러한 경우, 도 4a에 도시된 바와 같이, 인덕터 전류(IL)의 피크(Peak) 값을 높이지 않으면서도 인덕터 전류(IL)의 평균값을 늘릴 수 있는 연속 전류 모드가 유리하게 된다. Than "0" while the output current (I OUT) is larger or the switching cycle the inductor capacitance (inductance), if necessary, a large value (T S), the shorter the cycle switching of the total inductor current (I L) (T S) And continuously flows in a large value. In this case, it is a continuous current mode to increase the average value of the inductor current (I L) peak (Peak) the paper even if the height of the inductor current value (I L) as shown in Figure 4a advantageously.

도 4b에 도시된 바와 같이, 출력전류(IOUT)가 큰 값이 요구되지 않을 경우에는 인덕터 전류(IL)가 스위치(SW) 오프 구간의 일부에서 '0'으로 떨어진 상태가 유지되는 구간을 두어 다이오드(D) 순방향 전류가 흐르는 상태에서 다이오드(D)를 오프시킬 때 발생할 수 있는 역방향회복에 소모되는 전력 손실을 막기 위한 불연속 전류 모드가 유리할 수 있다. 4B, when a large value of the output current I OUT is not required, a period in which the inductor current I L is maintained in a state where the inductor current I L falls from '0' A discontinuous current mode may be advantageous to prevent power dissipation consumed in reverse recovery that may occur when diode D is turned off with forward diode current D flowing.

두 가지의 동작 조건(도 4a, 도 4b)에는 서로 장단점이 있으며 일반적으로 두 가지 동작 조건의 경계 조건에서 동작되는 것이 바람직하다.The two operating conditions (FIGS. 4A and 4B) have advantages and disadvantages, and it is generally desirable to operate under the boundary conditions of two operating conditions.

도 4a에 도시된 바와 같이 인덕터 전류(IL)가 스위칭 전체 주기 동안 '0'보다 큰 전류로 연속적으로 흐르게 될 경우 다이오드(D)가 온 되었다가 오프 되는 순간에 역회복(Reverse Recovery) 전류가 흐른다. 이러한 경우, 역방향 회복 시간 동안 다이오드(D)에 입력전압(VIN)과 출력전압(VO)의 합한 전압이 역으로 인가되는 상태에서 큰 역방향 전류가 흐르게 되어 전력 손실을 발생시키게 되므로 바람직하지 않다. 4A, when the inductor current I L is continuously supplied with a current larger than '0' during the entire switching period, a reverse recovery current is generated at the instant when the diode D is turned on and off Flows. In such a case, a large reverse current flows in a state where the combined voltage of the input voltage V IN and the output voltage V O is applied to the diode D during the reverse recovery time, thereby causing a power loss, which is not preferable .

또한, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 인덕터 전류(IL)가 스위치(SW) 오프 구간의 일부 동안 '0'으로 떨어져 있게 되면 같은 출력전류(IOUT)를 위해 인덕터 전류(IL) 피크 값이 커져야 하므로 인덕터 전류(IL) 증가에 의한 도선의 도통 손실이 더욱 커질 수 있다. 따라서, 일반적으로는 후술할 도 5와 같이 전술한 두 가지 동작 조건의 경계에서 스위치(SW)를 구동하는 것이 바람직하다. 4 (b), when the inductor current I L falls to '0' during a part of the switch SW off interval, the inductor current I L is increased for the same output current I OUT , The conduction loss of the conductor due to the increase of the inductor current (I L ) can be further increased since the peak value must be large. Therefore, in general, it is preferable to drive the switch SW at the boundary between the above two operating conditions as shown in Fig. 5 which will be described later.

도 5는 본 실시예에 따른 전원 공급 장치의 인덕터 전류(IL)의 연속 불연속 동작 모드의 경계 조건에서의 주요 파형을 나타낸 도면(도 4와 인덕터(L)의 양단 전압(VL)의 극성이 바꾸어 표시됨)이다.5 is of the continuous voltage across the discontinuous operation mode boundary condition diagram (Fig. 4 and the inductor (L) shows the waveform of the key in the (V L) of the inductor current (I L) of the power supply according to this embodiment The polarity is changed and displayed).

도 5에 도시된 바와 같이, 스위치(SW)가 오프 되어 있는 구간 동안 인덕터 전류(IL)를 '0'으로 떨어뜨린다. 인덕터 전류(IL)가 '0'이 되는 순간 스위치(SW)를 온시킬 경우 다이오드(D)의 순방향 전류는 '0'이 된다. 따라서, 다이오드(D)의 온 상태에서 오프 상태로 천이하기 전에 다이오드(D)의 역방향 회복에 소모되는 전력 손실을 막으면서도 전체 스위칭 구간에 인덕터 전류(IL)가 '0'이하로 유지하는 구간을 최소화하여 같은 출력 전류(IOUT)에 대하여 인덕터 전류의 피크 전류를 낮추므로 도선의 도통 손실을 줄일 수 있다. 인덕터 전류(IL)의 연속 전류 모드와 불연속 전류 모드의 경계조건에서 동작 시키기 위하여 인덕터 전류(IL)가 '0'으로 떨어지는 지점에 대한 감지 신호가 필요하게 된다. As shown in FIG. 5, the inductor current I L is decreased to '0' during a period in which the switch SW is off. The forward current of the diode D becomes '0' when the switch SW is turned on immediately after the inductor current I L becomes '0'. Accordingly, it is possible to prevent the power loss consumed in the reverse recovery of the diode D before the transition of the diode D from the ON state to the OFF state, and to prevent the loss of the inductor current (I L ) To reduce the peak current of the inductor current with respect to the same output current (I OUT ), thereby reducing the conduction loss of the conductor. The detection signal for the point where the inductor current (I L) drops to zero in order to operate in the boundary condition of constant current mode and discontinuous current mode of the inductor current (I L) is required.

도 6a는 본 실시예에 따른 영전류 감지회로를 포함하는 전원 공급 장치의 회로도이며, 도 6b는 전원 공급 장치의 영전류 감지를 위한 인덕터 일단의 파형을 나타낸 도면이다.FIG. 6A is a circuit diagram of a power supply apparatus including a zero current sensing circuit according to the present embodiment, and FIG. 6B is a waveform diagram of an inductor end waveform for sensing a zero current of the power supply apparatus.

본 실시예에 따른 전원 공급 장치(600)는 스위치(SW), 구동부(210), 인덕터(L), 다이오드(D), 캐패시터(C), 영전류 감지 회로(Zero Current Detection Circuit)(620)를 포함한다. 전원 공급 장치(600)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The power supply 600 includes a switch SW, a driving unit 210, an inductor L, a diode D, a capacitor C, a Zero Current Detection Circuit 620, . The components included in the power supply 600 are not limited thereto.

스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D) 및 캐패시터(C)의 연결관계는 도 2와 동일하므로 그 기재를 생략한다.The connection relationship between the switch SW, the inductor L, the diode D and the capacitor C is the same as in Fig. 2, and thus description thereof is omitted.

영전류 감지회로(620)의 일단은 입력전원과 인덕터(L)의 접점과 연결되고, 영전류 감지회로(620)의 타단은 구동부(210)에 연결된다.One end of the zero current sensing circuit 620 is connected to the input power source and the contact point of the inductor L and the other end of the zero current sensing circuit 620 is connected to the driving unit 210.

영전류 감지회로(620)는 제 1 저항(R1), 제 2 저항(R2) 및 제 1 다이오드(D1)를 포함할 수 있다. 제 1 저항(R1)과 제 2 저항(R2)은 다이오드(D)와 직렬로 순차 연결된다. 제 1 다이오드(D1)의 일단은 제 1 저항(R1)과 제 2 저항(R2)의 접점과 연결되고, 제 1 다이오드(D1)의 타단은 제 2 저항(R2)과 공통 그라운드로 접지된다. 구동부(210)는 제 1 저항(R1)과 제 2 저항(R2)의 접점의 출력을 영전류 검출 신호로 이용한다.The zero current sensing circuit 620 may include a first resistor R 1 , a second resistor R 2 , and a first diode D 1 . The first resistor (R 1 ) and the second resistor (R 2 ) are connected in series with the diode (D). One end of the first diode D 1 is connected to the contact point of the first resistor R 1 and the second resistor R 2 and the other end of the first diode D 1 is connected to the second resistor R 2 and the common ground Respectively. The driving unit 210 uses the output of the contact point of the first resistor R 1 and the second resistor R 2 as a zero current detection signal.

영전류 감지회로(620)는 인덕터(L)에 인가되는 전압(VL)을 제 1 저항(R1)과 제 2 저항(R2)의 저항 분배에 의한 감지 전압(V1)으로 출력하고, 감지 전압(V1)을 영전류 감지 신호로서 구동부(210)로 입력하여 구동부(210)로 하여금 스위치(SW)의 온 시점을 결정하도록 한다.The zero current detection circuit 620 outputs the voltage V L applied to the inductor L as the sense voltage V 1 by the resistance distribution of the first resistor R 1 and the second resistor R 2 , The detection voltage V 1 is input to the driving unit 210 as a zero current sensing signal and the driving unit 210 determines the on time of the switch SW.

이하, 도 6a의 전원 공급 장치(600)에 대해 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the power supply apparatus 600 of FIG. 6A will be further described.

본 실시예에 따른 비반전 출력전압을 가지는 새로운 벅-부스트 방식의 전원회로 토폴로지를 이용한 전원 공급 장치의 경우 도 6a에 도시된 바와 같이 제 1 저항(R1) 및 제 2 저항(R2)을 이용한 영전류 감지회로를 부가하여 인덕터(L)의 양단 전압(VL)이 '0'으로 떨어지는 순간을 감지함으로써 인덕터 전류(IL)가 '0'으로 떨어지는 지점을 감지할 수 있다. In the case of a power supply device using a new buck-boost type power supply circuit topology having a non-inverted output voltage according to this embodiment, as shown in FIG. 6A, the first resistor R 1 and the second resistor R 2 It is possible to detect a point where the inductor current I L drops to '0' by detecting the moment when the voltage V L across both ends of the inductor L falls to '0'.

인덕터 전류(IL)가 '0'으로 떨어지게 되면 다이오드(D)에 흐르는 전류가 '0'으로 떨어지므로 다이오드(D)로 흐르는 전류는 '0'이 되며 인덕터(L)의 양단 전압(VL)은 출력전압(VO)에서 '0'으로 떨어지게 된다. 감지 전압(V1)은 인덕터(L)에 인가되는 전압을 저항 분배를 통하여 얻어지는 전압이기 때문에 인덕터(L)의 양단 전압(VL)과 같이 '0'으로 떨어지게 된다. 구동부(210)는 영전류 감지 신호를 이용하여 구동부(210)에 입력하여 스위치(SW) 온 시점을 결정할 수 있다. 접지 전위와 감지 전압(V1) 단자 사이의 제 1 정류 다이오드(D1)는 감지 전압(V1) 단자의 전압이 '0'이하의 값으로 과하게 떨어지는 경우 발생할 수 있는 영전류 감지전압 입력 측의 오동작을 방지하기 위하여 이용될 수 있다.When the inductor current I L falls to '0', the current flowing through the diode D drops to '0', so that the current flowing to the diode D becomes '0' and the voltage V L across the inductor L Becomes " 0 " at the output voltage (V O ). Since the voltage applied to the inductor L is the voltage obtained through the resistance distribution, the sensing voltage V 1 falls to '0' as the voltage across the inductor L is V L. The driving unit 210 may input the driving current to the driving unit 210 using the zero current sensing signal to determine the on time of the switch SW. The first rectifying diode D 1 between the ground potential and the sensing voltage V 1 is connected to the zero current sensing voltage input side which may occur when the voltage of the sensing voltage V 1 terminal drops to a value of ' In order to prevent malfunction of the motor.

도 7a는 본 실시예에 따른 구동부 전원전압 공급회로를 포함하는 전원 공급 장치의 회로도이며, 도 7b는 전원 공급 장치의 인덕터(L) 전압 파형을 나타낸 도면이다.FIG. 7A is a circuit diagram of a power supply apparatus including a driving unit power supply voltage supply circuit according to the present embodiment, and FIG. 7B is a diagram showing an inductor (L) voltage waveform of the power supply apparatus.

본 실시예에 따른 전원 공급 장치(700)는 스위치(SW), 구동부(210), 인덕터(L), 다이오드(D), 캐패시터(C), 구동부 전원전압 공급회로(720)를 포함한다. 전원 공급 장치(700)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The power supply 700 according to the present embodiment includes a switch SW, a driver 210, an inductor L, a diode D, a capacitor C, and a driver power supply voltage supply circuit 720. The components included in the power supply 700 are not necessarily limited thereto.

스위치(SW), 구동부(210), 인덕터(L), 다이오드(D) 및 캐패시터(C)의 연결관계는 도 2와 동일하므로 그 기재를 생략한다.The connection relationship between the switch SW, the driver 210, the inductor L, the diode D and the capacitor C is the same as in Fig.

구동부 전원전압 공급회로(720)의 일단은 입력전원과 인덕터(L)의 접점과 연결되고, 구동부 전원전압 공급회로(720)의 타단은 구동부(210)에 연결된다.One end of the driving unit power supply voltage supply circuit 720 is connected to the contact point of the input power supply and the inductor L and the other end of the driving power supply voltage supply circuit 720 is connected to the driving unit 210.

구동부 전원전압 공급회로(720)는 제 1 캐패시터(C1), 제 1 다이오드(D1) 및 제 2 캐패시터(C2)를 포함한다. 제 1 캐패시터(C1)는 다이오드(D)와 직렬로 연결된다. 제 1 다이오드(D1)는 제 1 캐패시터(C1)와 직렬로 연결된다. 제 2 캐패시터(C2)의 일단은 제 1 다이오드(D1)의 타단과 연결되고, 제 2 캐패시터(C2)의 타단은 공통 그라운드로 접지된다.The driver power supply voltage supply circuit 720 includes a first capacitor C 1 , a first diode D 1 and a second capacitor C 2 . The first capacitor C 1 is connected in series with the diode D. The first diode D 1 is connected in series with the first capacitor C 1 . One end of the second capacitor C 2 is connected to the other end of the first diode D 1 and the other end of the second capacitor C 2 is grounded to a common ground.

구동부 전원전압 공급회로(720)는 제 1 다이오드(D1)와 제 2 캐패시터(C2)의 접점으로부터의 출력을 전원전압으로 구동부(210)에 입력한다. 구동부 전원전압 공급회로(720)는 스위치(SW)가 오프로 동작하는 경우, 인덕터(L)에 충전된 펄스 형태의 출력전압(VO)을 이용하여 구동부(210)가 스위칭을 수행하는 동안에 별도로 전원전압을 구동부(210)로 공급한다. 전원전압 공급회로(720)는 인덕터(L)에 충전된 펄스 형태의 출력전압(VO)을 제 1 다이오드(D1)를 이용하여 제 2 캐패시터(C2)로 전달한다.The driving unit power supply voltage supply circuit 720 inputs the output from the contact point of the first diode D 1 and the second capacitor C 2 to the driving unit 210 with the power supply voltage. The driving unit power supply voltage supply circuit 720 may separately supply the driving voltage to the driving unit 210 while the driving unit 210 performs switching using the pulse-shaped output voltage V O charged in the inductor L, And supplies the power supply voltage to the driving unit 210. The power supply voltage supply circuit 720 transfers the pulse-like output voltage V O charged in the inductor L to the second capacitor C 2 using the first diode D 1 .

이하, 도 7a의 전원 공급 장치(700)에 대해 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the power supply 700 of FIG. 7A will be further described.

일반적으로 전원 공급 장치는 구동부를 동작을 위한 전원전압 공급을 필요로 하게 된다. 입력전압(VIN)에서 적당히 큰 값의 저항을 통하여 구동부 동작을 시작하는데 필요한 전원전압을 공급하게 된다. 이러한 전원전압 공급 방식을 구동부(210)의 스위칭 동작을 하고 있는 동안에도 지속적으로 이용하게 되면 입력전압이 큰 값일 경우에 해당 저항을 이용하여 지속적인 전력 손실이 발생된다. Generally, the power supply unit requires a power supply voltage for operating the driving unit. And supplies a power supply voltage necessary for starting the driving unit operation through a resistor having a reasonably large value at the input voltage V IN . If the power supply voltage supplying method is continuously used even while the driving unit 210 is being operated, continuous power loss occurs when the input voltage is large.

본 실시예에 따른 비반전 출력전압을 가지는 새로운 벅-부스트 방식의 전원회로 토폴로지를 이용한 전원 공급 장치의 경우 도 7a에 도시된 바와 같이 스위치(SW) 오프 구간에 인덕터(L)에 충전된 펄스(Pulse) 형태의 출력전압(VO)을 이용하여 구동부(210)가 스위칭 구동을 하는 동안에 별도로 구동부의 전원전압을 공급할 수 있다. 본 실시예에 따른 구동부 전원전압 공급회로(720)는 인덕터(L)에 충전된 펄스 형태의 출력전압(VO)을 저항과 제 1 정류 다이오드(D1)를 경유하여 전원전압 캐패시터(C2)로 전달할 수도 있다. 하지만, 저항을 사용할 경우에 저항에서 발생하는 손실을 고려하여 제 1 캐패시터(C1)와 제 1 정류 다이오드(D1)를 경유하여 전원전압 캐패시터(C2)로 전달하는 것이 바람직하다.In the case of the power supply apparatus using a new buck-boost type power supply circuit topology having a non-inverted output voltage according to the present embodiment, as shown in FIG. 7A, The power source voltage of the driving unit can be separately supplied while the driving unit 210 is performing the switching operation by using the pulse-like output voltage V O. The driving unit power supply voltage supply circuit 720 according to the present embodiment supplies the pulse-like output voltage V O charged in the inductor L to the power supply voltage capacitor C 2 via the resistor and the first rectifying diode D 1 ). However, when using a resistor, it is preferable to transfer the voltage to the power supply voltage capacitor C 2 via the first capacitor C 1 and the first rectifying diode D 1 in consideration of the loss occurring in the resistor.

도 8은 본 실시예에 따른 정류전압 검출신호를 이용한 역류개선을 기능을 갖는 전원 공급 장치를 나타낸 회로도이다.8 is a circuit diagram showing a power supply apparatus having a function of improving the backflow using the rectified voltage detection signal according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 전원 공급 장치(800)는 스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D), 캐패시터(C), 정류부(810) 및 구동부(820)를 포함한다. 전원 공급 장치(800)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The power supply device 800 according to the present embodiment includes a switch SW, an inductor L, a diode D, a capacitor C, a rectifying part 810, and a driving part 820. The components included in the power supply device 800 are not limited thereto.

스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D) 및 캐패시터(C)의 연결관계는 도 2와 동일하므로 그 기재를 생략한다.The connection relationship between the switch SW, the inductor L, the diode D and the capacitor C is the same as in Fig. 2, and thus description thereof is omitted.

정류부(810)는 교류 전압(AC)의 출력에 연결되어, 교류 전류를 직류 전류로 정류하며, 직류 전류를 입력전압(VIN)으로 공급한다. 정류부(810)의 입력단 일측은 교류 전압(AC)의 일단에 연결되고, 정류부(810)의 입력단 타측은 교류 전압(AC)의 타단에 연결된다. 정류부(810)의 출력단 일측은 스위치(SW)의 일단(예컨대, 전류 인입단)에 연결되고, 정류부(810)의 출력단 타측은 인덕터(L)의 일단과 연결된다.The rectifying unit 810 is connected to the output of the AC voltage AC, rectifies the AC current to a DC current, and supplies the DC current to the input voltage V IN . One end of the input end of the rectifying part 810 is connected to one end of the AC voltage AC and the other end of the rectifying part 810 is connected to the other end of the AC voltage AC. One end of the output end of the rectifying part 810 is connected to one end of the switch SW and the other end of the rectifying part 810 is connected to one end of the inductor L.

구동부(820)는 정류부(810)의 출력단 일측과 인덕터(L)의 접점과 연결되고, 스위치(SW)의 타단(예컨대, 전류 인출단), 출력부하의 일단과 연결된다. 구동부(820)는 정류전압 검출회로(830)를 포함한다. 정류전압 검출회로(830)는 정류부(810)의 출력단 일측으로부터 입력전압(VIN)을 입력받고, 스위치(SW)로 출력을 전달한다.The driving unit 820 is connected to one end of the output terminal of the rectifying unit 810 and the contact point of the inductor L and is connected to one end of the output load and the other end of the switch SW. The driving unit 820 includes a rectified voltage detection circuit 830. The rectified voltage detecting circuit 830 receives the input voltage V IN from one side of the output end of the rectifying unit 810 and delivers the output to the switch SW.

구동부(820)는 정류전압 검출회로(830)에서 출력된 정류전압 검출 신호를 이용하여 구동 신호를 생성한다. 구동부(820)는 스위치(SW)가 온으로 동작할 때 흐르는 스위치 전류(IS)가 정류전압에 비례하도록 스위치의 온 구간을 조절하여 입력 전류가 기 설정된 역률(Power Factor)을 갖도록 제어한다.The driving unit 820 generates a driving signal by using the rectified voltage detection signal output from the rectified voltage detection circuit 830. [ The driving unit 820 controls the ON period of the switch such that the switch current I s flowing when the switch SW is turned on is proportional to the rectified voltage so that the input current has a predetermined power factor.

이하, 도 8의 전원 공급 장치(800)에 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the power supply apparatus 800 of FIG. 8 will be further described.

도 8에 도시된 바와 같이 전원 공급 장치의 경우 교류 전압을 전파 정류하여 입력전압으로 이용할 경우 정류전압 검출회로(830)를 부가하여 정류전압을 검출할 수 있다. 또한, 전원 공급 장치(800)는 정류전압 검출회로(830)를 이용하여 스위치(SW) 제어하고, 스위치(SW) 온 구간에 흐르는 스위치 전류가 정류부(810)에서 검출된 정류전압에 비례할 경우 입력 전류를 도 9에 도시된 바와 같이, 역률(Power Factor)이 1에 가까운 값을 갖도록 제어할 수 있다. As shown in FIG. 8, in the case of the power supply device, when rectified and rectified AC voltage is used as an input voltage, a rectified voltage detection circuit 830 may be added to detect a rectified voltage. The power supply device 800 controls the switch SW using the rectified voltage detection circuit 830. When the switch current flowing in the ON period of the switch SW is proportional to the rectified voltage detected by the rectification part 810 The input current can be controlled to have a power factor close to 1 as shown in FIG.

도 9는 본 실시예에 따른 전원 공급 장치에 역률 개선 기능을 적용할 경우의 인덕터 전류(IL) 파형 및 입력전류 파형을 나타낸 도면이다.9 is a graph showing an inductor current (I L ) waveform and an input current waveform when the power factor improving function is applied to the power supply apparatus according to the present embodiment.

일반적으로 정류전압 검출신호에 대한 스위치(SW)로 흐르는 전류의 비율은 출력부하의 출력전류(IOUT)에 의해 결정되는데 이는 도 8에 도시된 구동부(820)의 구성 요소와 같이 정류전압 검출신호를 출력전압 제어를 위해 사용되는 오류 증폭기(Error AMP)의 출력신호와 곱한 후 해당 값을 스위치(SW) 온 구간의 전류의 기준 값(IREF)으로 만드는 방식으로 가능하다.In general, the ratio of the current flowing to the switch SW to the rectified voltage detection signal is determined by the output current I OUT of the output load, which is the same as the component of the driver 820 shown in FIG. 8, Is multiplied by the output signal of the error amplifier (Error AMP) used for controlling the output voltage, and the corresponding value is set to a reference value (IREF) of the current of the switch SW on period.

도 10은 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 전원 공급 장치의 정류전압 검출회로를 나타낸 회로도이다.10 is a circuit diagram showing a rectified voltage detecting circuit of a power supply apparatus using a power supply circuit topology according to the present embodiment.

정류전압 검출회로(830)는 제 1 다이오드(D1), 제 2 다이오드(D2), 제 1 저항(R1), 제 2 저항(R2) 및 제 1 캐패시터(C1)를 포함한다.The rectified voltage detection circuit 830 includes a first diode D 1 , a second diode D 2 , a first resistor R 1 , a second resistor R 2 and a first capacitor C 1 .

도 10은 도 8에서의 정류전압 검출회로(830)에 대한 회로도이므로, 도 8에 기재된 스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D), 정류부(810) 및 캐패시터(C)에 대한 설명은 생략한다.8 is a circuit diagram for the rectified voltage detecting circuit 830 in Fig. 8, and therefore the description of the switch SW, the inductor L, the diode D, the rectifying section 810, and the capacitor C shown in Fig. Is omitted.

제 1 다이오드(D1)의 일단은 정류부(810)의 입력단 일측과 연결된다. 제 2 다이오드(D2)의 일단은 정류부(810)의 입력단 타측과 연결된다. 제 1 다이오드(D1)의 타단은 제 2 다이오드(D2)의 타단과 연결된다. 제 1 저항(R1)의 일단은 제 1 다이오드(D1)와 타단과 제 2 다이오드(D2)의 타단의 접점과 연결되며, 제 1 저항(R1)의 타단은 제 2 저항(R2)의 일단과 연결된다. 인덕터(L)의 일단은 정류부(810)의 출력단 일측에 연결된다. 인덕터(L)의 타단은 제 2 저항(R2)의 타단과 연결된다. 제 1 캐패시터(C1)는 제 2 저항(R2)과 병렬로 연결된다. 제 2 저항(R2)의 타단과 인덕터(L)의 타단은 공통 그라운드로 접지된다. 정류전압 검출회로(830)는 제 1 저항(R1)과 제 2 저항(R2)의 접점의 출력을 정류 전압 검출 신호로 이용한다.One end of the first diode D 1 is connected to one end of the input end of the rectifying unit 810. One end of the second diode D 2 is connected to the other end of the input end of the rectifying unit 810. The other end of the first diode D 1 is connected to the other end of the second diode D 2 . The first end of the resistor (R 1) is connected to the contacts of the other end of the first diode (D 1) and the other end of the second diode (D 2), the other end of the first resistor (R 1) has a second resistance (R 2 ). One end of the inductor L is connected to one side of the output end of the rectifying unit 810. And the other end of the inductor L is connected to the other end of the second resistor R 2 . The first capacitor C 1 is connected in parallel with the second resistor R 2 . The other end of the second resistor (R 2 ) and the other end of the inductor (L) are grounded to a common ground. The rectified voltage detection circuit 830 uses the output of the contacts of the first resistor R 1 and the second resistor R 2 as a rectified voltage detection signal.

이하, 도 10의 정류전압 검출회로(830)에 대해 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the rectified voltage detecting circuit 830 of FIG. 10 will be further described.

본 실시예에 따른 전원 공급 장치의 경우 도 10에 도시된 바와 같이 구성된 정류전압 검출회로(830)를 이용하여 정류전압을 검출할 수 있다. 본 실시예에 따른 정류전압 검출회로(830)는 별도의 제 1 정류 다이오드(D1), 제 2 정류 다이오드(D2)와 제 1 저항(R1), 제 2 저항(R2)을 포함할 수도 있으며 이외 부가적인 소자를 추가로 포함할 수도 있다.In the case of the power supply apparatus according to the present embodiment, the rectified voltage can be detected using the rectified voltage detection circuit 830 configured as shown in FIG. The rectified voltage detecting circuit 830 according to the present embodiment includes a first rectifying diode D 1 and a second rectifying diode D 2 and a first resistor R 1 and a second resistor R 2 And may further include additional elements.

도 11은 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명 장치를 나타낸 회로도이다.11 is a circuit diagram showing an LED illumination device using a power supply circuit topology according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 엘이디 조명 장치(1100)는 스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D), 캐패시터(C), 엘이디 발광부(1110), 전류원(1120) 및 구동부(130)를 포함한다. 전원 공급 장치(1110)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The LED illumination device 1100 according to the present embodiment includes a switch SW, an inductor L, a diode D, a capacitor C, an LED light emitting portion 1110, a current source 1120, and a driver 130 do. The components included in the power supply 1110 are not limited thereto.

스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D) 및 캐패시터(C)의 연결관계는 도 2와 동일하므로 그 기재를 생략한다.The connection relationship between the switch SW, the inductor L, the diode D and the capacitor C is the same as in Fig. 2, and thus description thereof is omitted.

엘이디 발광부(1110)는 직렬 또는 병렬로 연결된 한 개 이상의 엘이디를 포함한다. 엘이디 발광부(1110)는 캐패시터(C)로부터 방전되는 전력으로 동작한다. 전류원(1120)은 엘이디 발광부(1110)에 직렬로 연결된다. 전류원(1120)은 엘이디 발광부(1110)의 발광 전류를 결정한다. The LED light emitting portion 1110 includes one or more LEDs connected in series or in parallel. The LED emission section 1110 operates with the electric power discharged from the capacitor C. The current source 1120 is connected in series to the LED light emitting portion 1110. The current source 1120 determines the light emission current of the LED light emitting portion 1110.

구동부(1130)는 전류원(1120)으로부터 출력 전압을 인가받아 스위치(SW)의 스위칭을 제어하기 위한 구동 신호를 발생한다. 구동부(1130)는 출력전압 제어부(1132) 및 발광 전류 조절부(1134)를 포함한다. 출력전압 제어부(1132)의 일단은 엘이디 발광부(1110)와 전류원(1120)의 접점과 연결된다. 출력전압 제어부(1132)의 타단은 스위치(SW)의 입력단에 연결되어 구동 신호를 발생한다. 발광 전류 조절부(1134)는 전류원(1120)의 전류를 제어한다.The driving unit 1130 receives the output voltage from the current source 1120 and generates a driving signal for controlling the switching of the switch SW. The driving unit 1130 includes an output voltage control unit 1132 and a light emission current control unit 1134. One end of the output voltage control unit 1132 is connected to the contact point of the LED light emitting unit 1110 and the current source 1120. The other end of the output voltage controller 1132 is connected to the input terminal of the switch SW to generate a driving signal. The light emission current regulator 1134 controls the current of the current source 1120. [

이하, 엘이디 조명 장치(1100)에 포함된 소자들의 연결관계에 대해 설명한다. 인덕터(L)의 일단, 스위치(SW)의 일단, 캐패시터(C)의 일단, 전류원의 일단이 공통 그라운드로 접지된다. 인덕터(L)의 타단과 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결된다. 다이오드(D)의 일단은 인덕터(L)와 입력전원의 접점에 연결되고, 다이오드(D)의 타단은 캐패시터(C)의 타단에 연결된다. 엘이디 발광부(1110)의 일단은 다이오드(D)와 캐패시터(C)의 접점에 연결되고, 엘이디 발광부(1110)의 타단은 전류원(1120)과 연결된다.Hereinafter, the connection relationship of elements included in the LED illumination device 1100 will be described. One end of the inductor L, one end of the switch SW, one end of the capacitor C, and one end of the current source are grounded to the common ground. The other end of the inductor L and the other end of the switch SW are connected to the input power source. One end of the diode D is connected to the contact point of the inductor L and the input power source and the other end of the diode D is connected to the other end of the capacitor C. One end of the LED light emitting portion 1110 is connected to the contact point of the diode D and the capacitor C and the other end of the LED light emitting portion 1110 is connected to the current source 1120.

이하, 도 11의 엘이디 조명장치(1100)에 대해 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the LED illumination device 1100 of Fig. 11 will be further described.

본 실시예에 따른 엘이디 조명장치(1100)는 출력전압의 기준 전위와 구동부(1130)의 접지 전위를 공통으로 이용할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이 출력 부하로 엘이디 발광부(1110)를 사용한다. The LED illumination device 1100 according to the present embodiment can commonly use the reference potential of the output voltage and the ground potential of the driver 1130. [ 11, an LED light emitting unit 1110 is used as an output load.

또한, 엘이디 발광부(1110)에 직렬로 엘이디 발광부(1110)와 출력전압의 기준 전위 사이에 연결되어 엘이디 발광부(1110)의 발광 전류를 결정하는 전류원(1120) 및 전류원(1120)의 전류를 제어하는 발광 전류 조절부(1130)를 갖는 엘이디 조명 장치(1100)로 응용하여 구현 가능하다. The current source 1120 and the current source 1120 are connected in series to the LED light emitting portion 1110 and between the LED light emitting portion 1110 and the reference potential of the output voltage to determine the light emitting current of the LED light emitting portion 1110, And a light emitting current control unit 1130 for controlling the light emitting device 1100. [

본 실시예에 따른 엘이디 조명장치(1100)의 경우 엘이디 발광부(1110)의 발광 전류는 직접적으로 발광 전류 조절부(1134)에 의해 출력전류(IOUT)가 조절되는 전류원(1120)으로 제어된다. 결과적으로 오차 없이 정확한 제어가 가능하게 되며, 엘이디 발광부(1110)의 순방향 도통 전압 확보를 위한 출력전압 제어도 전류원(1120) 일단에 걸리는 전압을 감지하여 제어할 수 있다. In the case of the LED illumination device 1100 according to the present embodiment, the light emission current of the LED light emitting portion 1110 is directly controlled by the current source 1120 whose output current I OUT is adjusted by the light emission current adjustment portion 1134 . As a result, it is possible to accurately control without any error, and the output voltage control for securing the forward conduction voltage of the LED light emitting portion 1110 can also be controlled by sensing a voltage applied to one end of the current source 1120.

본 실시예에 따른 엘이디 조명장치(1100)의 경우 교류전압(AC)을 전파 정류하여 입력전압으로 이용하는 경우 도 10에 기재된 정류전압 검출회로(830)를 이용한 역률 개선으로 입력전류의 역률을 1에 가깝게 제어할 수 있다. 뿐만 아니라 출력전압이 정류전압의 각 순간 크기에 관계없이 일정하게 제어되며 발광 전류 또한 일정하게 유지될 수 있다. 나아가 AC 직결형 엘이디 조명장치(1100)의 깜박임(Flicker) 문제도 발생하지 않는다. In the case of the LED illumination device 1100 according to the present embodiment, when the alternating-current voltage AC is subjected to full-wave rectification and used as an input voltage, the power factor of the input current is improved to 1 by improving the power factor using the rectified voltage detection circuit 830 Can be closely controlled. In addition, the output voltage can be controlled constantly regardless of the instantaneous magnitude of the rectified voltage, and the emission current can also be kept constant. Further, the problem of flicker of the AC direct type LED illumination device 1100 does not occur.

본 실시예에 따른 엘이디 조명장치(1100)의 경우 입력전압의 크기에 관계없이 출력전압 결정이 가능하다. 출력전압을 낮게하여 출력 캐패시터(C)의 필요 전압을 낮게 가져 갈 수 있다. 이로 인해 수명이 짧은 전해 캐패시터(C)를 출력 캐패시터(C)로 사용하는 대신 같은 용량의 수명이 긴 탄탈(Tantal) 캐패시터(C) 등으로 대체할 수 있다. 본 실시예에 따른 비반전 출력전압을 가지는 새로운 벅-부스트 방식의 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명장치(1100)는 기존 엘이디 조명장치가 가질 수 없었던 많은 장점을 구비할 수 있다.In the case of the LED illumination device 1100 according to the present embodiment, the output voltage can be determined regardless of the magnitude of the input voltage. The output voltage can be lowered and the required voltage of the output capacitor C can be lowered. Therefore, instead of using the electrolytic capacitor C having a short life span as the output capacitor C, it is possible to replace the electrolytic capacitor C having a short life span by a tantalum capacitor C having a long life and the same capacity. The LED lighting device 1100 using the new buck-boost type power supply circuit topology having the non-inverted output voltage according to the present embodiment can have many advantages that the conventional LED lighting device can not have.

도 12는 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명 장치의 트라이액 디밍(TRIAC Dimming) 방법을 설명하기 위한 회로도이다.12 is a circuit diagram for explaining a TRIAC dimming method of an LED lighting device using a power supply circuit topology according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 전원 공급 장치(1200)는 스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D), 캐패시터(C), 정류부(1210), 트라이액 밝기 제어기(TRIAC Dimmer)(1220), 엘이디 발광부(1230), 전류원(1240) 및 구동부(1250)를 포함한다. 전원 공급 장치(1200)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The power supply 1200 according to the present embodiment includes a switch SW, an inductor L, a diode D, a capacitor C, a rectifier 1210, a TRIAC dimmer 1220, A light emitting portion 1230, a current source 1240, and a driver 1250. The components included in the power supply 1200 are not limited thereto.

스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D) 및 캐패시터(C)의 연결관계는 도 2와 동일하므로 그 기재를 생략한다.The connection relationship between the switch SW, the inductor L, the diode D and the capacitor C is the same as in Fig. 2, and thus description thereof is omitted.

정류부(1210)는 교류 전압(AC)의 출력에 연결되어, 교류 전류를 직류 전류로 정류하며, 직류 전류를 입력전압(VIN)으로 공급한다. 정류부(1210)의 입력단 일측은 교류 전압(AC)의 일단에 연결되고, 정류부(1210)의 입력단 타측은 교류 전압(AC)의 타단에 연결된다. 정류부(1210)의 출력단 일측은 스위치(SW)의 일단(예컨대, 전류 인입단)에 연결되고, 정류부(1210)의 출력단 타측은 인덕터(L)의 일단과 연결된다.The rectifying unit 1210 is connected to the output of the AC voltage AC to rectify the AC current to a DC current and to supply the DC current to the input voltage V IN . One end of the input end of the rectifying part 1210 is connected to one end of the AC voltage AC and the other end of the rectifying part 1210 is connected to the other end of the AC voltage AC. One end of the output end of the rectifying part 1210 is connected to one end of the switch SW and the other end of the rectifying part 1210 is connected to one end of the inductor L.

트라이액 밝기 제어기(1220)는 교류 전압(AC)의 출력에 연결된다. 정류부(1210)는 트라이액 밝기 제어기(1220)에 연결되어, 교류 전류를 직류 전류로 정류하며, 직류 전류를 입력전압(VIN)으로 공급한다. 정류부(1210)의 입력단 타측은 교류 전압(AC)의 타단과 연결된다. 정류부(1210)의 출력단 일측은 스위치(SW)의 전류 인입단과 연결되고, 정류부(1210)의 출력단 타측은 공통 그라운드로 접지된다.The triac brightness controller 1220 is connected to the output of the ac voltage AC. The rectifying unit 1210 is connected to the triac brightness controller 1220, rectifies the alternating current to a direct current, and supplies the direct current to the input voltage V IN . The other end of the rectifying part 1210 is connected to the other end of the AC voltage AC. One end of the output end of the rectifying part 1210 is connected to the current input end of the switch SW and the other end of the output end of the rectifying part 1210 is grounded to the common ground.

엘이디 발광부(1230)는 캐패시터(C)로부터 방전되는 전력으로 동작한다. 전류원(1240)은 엘이디 발광부(1230)에 직렬로 연결되며, 엘이디 발광부(1230)의 발광 전류를 결정한다.The LED light emitting unit 1230 operates with the electric power discharged from the capacitor C. The current source 1240 is connected in series to the LED light emitting portion 1230 and determines the light emitting current of the LED light emitting portion 1230.

구동부(1250)는 출력전압 제어부(1252), 합산부(1254) 및 발광 전류 조절부(1256)를 포함한다. 출력전압 제어부(1252)의 일단은 엘이디 발광부(1230)와 전류원(1240)의 접점과 연결된다. 출력전압 제어부(1252)의 타단은 스위치(SW)의 입력단에 연결되어 구동 신호를 발생한다. 발광 전류 조절부(1256)는 전류원(1240)의 전류를 제어한다. 합산부(1254)의 일단은 정류부(1210)의 입력단 일측과 연결된다. 합산부(1254)의 타단은 발광 전류 조절부(1256)와 연결된다. 합산부(1254)는 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호와 주기 간격 보상신호를 합산한 합산 신호를 생성한다. 발광 전류 조절부(1256)는 합산 신호가 존재하는 경우에만 전류원(1240)을 동작 시키고 나머지 구간 동안은 전류원(1240)의 동작을 정지 시킨다.The driving unit 1250 includes an output voltage control unit 1252, a summing unit 1254, and a light emission current control unit 1256. One end of the output voltage control unit 1252 is connected to the contact point of the LED light emitting unit 1230 and the current source 1240. The other end of the output voltage controller 1252 is connected to the input terminal of the switch SW to generate a driving signal. The light emission current regulator 1256 controls the current of the current source 1240. One end of the summing unit 1254 is connected to one end of the input end of the rectifying unit 1210. The other end of the summing unit 1254 is connected to the light emitting current regulating unit 1256. The summing unit 1254 generates a summation signal by summing the period detection signal and the period interval compensation signal when the triac brightness controller 1220 is turned on. The light emission current controller 1256 operates the current source 1240 only when the sum signal exists and stops the operation of the current source 1240 during the remaining period.

이하, 엘이디 조명 장치(1200)에 포함된 소자들의 연결관계에 대해 설명한다. 인덕터(L)의 일단, 스위치(SW)의 일단, 캐패시터(C)의 일단, 전류원의 일단이 공통 그라운드로 접지된다. 인덕터(L)의 타단과 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결된다. 다이오드(D)의 일단은 인덕터(L)와 입력전원의 접점에 연결되고, 다이오드(D)의 타단은 캐패시터(C)의 타단에 연결된다. 엘이디 발광부(1210)의 일단은 다이오드(D)와 캐패시터(C)의 접점에 연결되고, 엘이디 발광부(1210)의 타단은 전류원(1120)과 연결된다.Hereinafter, the connection relationship of the elements included in the LED illumination apparatus 1200 will be described. One end of the inductor L, one end of the switch SW, one end of the capacitor C, and one end of the current source are grounded to the common ground. The other end of the inductor L and the other end of the switch SW are connected to the input power source. One end of the diode D is connected to the contact point of the inductor L and the input power source and the other end of the diode D is connected to the other end of the capacitor C. One end of the LED light emitting portion 1210 is connected to the contact point of the diode D and the capacitor C and the other end of the LED light emitting portion 1210 is connected to the current source 1120.

이하, 도 12의 엘이디 조명장치(1200)에 대해 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the LED illumination device 1200 of FIG. 12 will be further described.

본 실시예에 따른 엘이디 조명장치(1200)에서 교류 전압(AC)을 전파 정류하여 입력전압으로 이용할 경우 도 12에 도시된 바와 같이 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호와 정류전압의 각각의 주기들 사이의 간격에 대한 주기 간격 보상신호를 합한 합산 신호를 생성한다. 합산 신호가 존재하는 경우에만 발광 전류 조절부(1256)에서 전류원(1240)을 동작 시키고 나머지 구간 동안은 전류원(1240)의 동작을 정지시켜 놓는 방식으로 트라이액 밝기 제어기(1220)를 이용한 엘이디 조명 밝기 제어(TRIAC Dimming)가 가능하다. 12, when the AC voltage AC is rectified by the full wave rectification in the LED lighting apparatus 1200 according to the present embodiment, as shown in FIG. 12, when the triac brightness controller 1220 is turned on, And a periodic interval compensation signal for the interval between the respective periods of the rectified voltage. The brightness of the LED light using the triac brightness controller 1220 is controlled in such a manner that the current source 1240 is operated in the light emission current control unit 1256 only when the sum signal exists and the operation of the current source 1240 is stopped during the remaining period. Control (TRIAC Dimming) is possible.

상세하게는 트라이액 밝기 제어기(1220)로 출력되는 입력 교류 전압 파형의 일부 구간에 해당하는 전압파형을 전파 정류한 정류전압에 대하여 기 설정된 일정한 기준전압과 비교하여 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때 구간 감지 신호를 발생할 수 있다. 또한, 구간 감지 신호가 사라지는 시점에서 일정 구간 동안 유지되는 주기 간격 보상신호를 만들어 정류전압의 각각의 주기들 사이의 간격에 대한 주기 간격 보상신호를 발생할 수 있다. Specifically, the voltage waveform corresponding to a part of the input AC voltage waveform output to the triac brightness controller 1220 is compared with a predetermined constant reference voltage with respect to the rectified voltage subjected to full wave rectification, and the triac brightness controller 1220 is turned on It is possible to generate an interval detection signal. In addition, a periodic interval compensation signal, which is maintained for a predetermined period at the time when the interval detection signal disappears, may be generated to generate a period interval compensation signal for intervals between the respective periods of the rectified voltage.

합산부(1254)는 전술한 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호와 정류전압의 각각의 주기 간격에 대한 주기 간격 보상신호를 논리합(OR)시켜 합산 신호를 생성할 수 있다. 합산 신호로 생성되면, 되면 트라이액 밝기 제어기(1220)가 정류전압의 전 구간 동안 켜져 있거나 트라이액 밝기 제어기(1220)가 사용되지 않는 경우에 대하여 정류전압의 각 주기 끝 부분과 시작지점에서 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호가 누락되는 것을 보완할 수 있다. The summing unit 1254 performs an OR operation on the period interval compensation signals for the period intervals of the period detection signal and the rectified voltage when the above-described triac brightness controller 1220 is operated on to generate a sum signal . When the triac brightness controller 1220 is turned on for the entire period of the rectified voltage or when the triac brightness controller 1220 is not used, It is possible to compensate for a missing portion detection signal when the brightness controller 1220 is turned on.

물론, 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호를 발생하는 과정에서 사용되는 트라이액 밝기 제어기(1220) 출력전압과 비교되는 기준전압을 무한정 '0'에 가깝게 하면 위에 설명한 정류전압의 각각의 주기 간격 보상신호가 필요 없을 수 있다. 그러나 이는 실현 가능한 회로로 만드는 기준전압을 고려할 때 주기 간격 보상신호를 생성하고, 이를 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호와 논리합 시킨 신호로 발광 전류 조절부(1256)에 의해 전류원(1240)을 동작 시키는 것이 바람직하다. 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호를 획득하기 위한 회로는 앞서 설명한 도 10에 도시된 정류전압 검출회로(830)를 사용할 수도 있다.Of course, when the reference voltage, which is compared with the output voltage of the triac brightness controller 1220 used in the process of generating the interval sensing signal when the triac brightness controller 1220 is turned on, is made close to '0' Each periodic interval compensation signal of the rectified voltage may not be needed. However, in consideration of a reference voltage to be realized as a feasible circuit, a periodic interval compensation signal is generated and a signal obtained by performing a logical sum operation on the period interval compensation signal with the period detection signal when the triac brightness controller 1220 is turned on, It is preferable that the current source 1240 is operated. The circuit for obtaining the section detection signal when the triac brightness controller 1220 is operated on may use the rectified voltage detection circuit 830 shown in Fig. 10 described above.

도 13은 트라이액 디머(TRAIC Dimmer) 출력 파형 및 전류원 구동(온/오프) 신호를 나타낸 도면이다.13 is a diagram showing a TRAIC Dimmer output waveform and a current source driving (on / off) signal.

본 실시예에 따른 비반전 출력전압을 가지는 새로운 벅-부스트 방식의 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명장치(1200)는 도 12에서 설명한 바와 같이 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호 및 정류전압 주기 간격에 대한 주기 간격 보상신호의 논리합 신호를 발광 전류 조절부(1256)에서 감지하여 전류원(1240)을 온 또는 오프 시키는 방식으로 트라이액 밝기 제어기(1220)에 의한 디밍(Dimming)이 가능하다.The LED lighting device 1200 using a new buck-boost type power supply circuit topology having a non-inverted output voltage according to the present embodiment is configured such that the period when the triac brightness controller 1220 operates on, The TRIG brightness controller 1220 controls the dimming (Dimming) by the TRIG brightness controller 1220 in such a manner that the OR gates of the sensing signal and the periodic interval compensation signal for the rectified voltage period interval are sensed by the light emission current regulator 1256 and the current source 1240 is turned on or off. ) Is possible.

하지만, 기존의 엘이디 조명장치(1200)의 경우에는 출력단에 엘이디 발광부(1230)와 출력전압의 기준 전위 사이에 전류원(1240)이 위치할 수 없다. 그러므로 단순하게 트라이액 밝기 제어기(1220)의 출력이 없는 구간에서 스위치(SW)동작을 멈추는 방식을 이용할 수 밖에 없다. 스위치(SW)의 동작이 멈추더라도 출력 캐패시터(C)에 충전된 전하가 충분히 방전되기 전까지는 엘이디 발광부(1230)가 지속적으로 온 되기 때문에 정확한 트라이액 디밍의 제어가 불가능하다.However, in the conventional LED lighting device 1200, the current source 1240 can not be placed between the LED light emitting portion 1230 and the reference potential of the output voltage at the output terminal. Therefore, it is necessary to use a method of stopping the operation of the switch SW in a section where there is no output of the triac brightness controller 1220 simply. Even if the operation of the switch SW is stopped, accurate LED dimming control can not be performed because the LED light emitting unit 1230 is continuously turned on until the charge stored in the output capacitor C is sufficiently discharged.

도 14는 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명 장치의 아날로그 디밍을 나타낸 회로도이다.14 is a circuit diagram showing analog dimming of an LED illumination device using a power supply circuit topology according to the present embodiment.

발광 전류 조절부(1256)는 제 1 저항(R1), 포토 커플러, 전류 미러, 제 2 저항(R2)를 포함한다.The light emitting current regulator 1256 includes a first resistor R 1 , a photocoupler, a current mirror, and a second resistor R 2 .

제 1 저항(R1)의 일단은 아날로그 전압 발생부의 일단과 연결된다. 제 1 저항(R1)의 타단은 포토 커플러의 일단과 연결된다. 포토 커플러의 타단은 전류 미러의 일단과 연결된다. 전류 미러의 타단은 제 2 저항(R2)의 일단과 연결된다. 제 2 저항(R2)의 타단은 공통 그라운드로 접지된다.One end of the first resistor R 1 is connected to one end of the analog voltage generator. The other end of the first resistor R 1 is connected to one end of the photocoupler. The other end of the photocoupler is connected to one end of the current mirror. And the other end of the current mirror is connected to one end of the second resistor R 2 . The other end of the second resistor R 2 is grounded to a common ground.

전류원(1240)은 OP 앰프(AMP), 스위칭 소자(Q1), 제 3 저항(R3)을 포함한다. OP 앰프(AMP)의 + 입력단은 전류 미러와 제 2 저항(R2)의 접점에 연결된다. 스위칭 소자(Q1)는 입력단, 전류 인입단, 전류 인출단을 포함하며, 입력단은 OP 앰프(AMP)의 출력단과 연결되고, 전류 인입단은 엘이디 발광부(1230)에 연결되고, 전류 인출단은 제 3 저항(R3)과 연결된다. OP 앰프(AMP)의 - 입력단은 스위칭 소자(Q1)와 제 3 저항(R3)의 접점에 연결된다.The current source 1240 includes an operational amplifier AMP, a switching element Q 1 , and a third resistor R 3 . The + input of the OP amp (AMP) is connected to the contact of the current mirror and the second resistor (R 2 ). The switching element Q 1 includes an input terminal, a current input terminal, and a current lead terminal. The input terminal is connected to the output terminal of the operational amplifier AMP. The current input terminal is connected to the LED light emitting portion 1230. Is connected to the third resistor (R 3 ). The - input terminal of the operational amplifier AMP is connected to the contact point of the switching element Q 1 and the third resistor R 3 .

이하, 아날로그 디밍에 대해 설명한다. 비반전 출력전압을 가지는 새로운 벅-부스트 방식의 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명장치(1200)는 엘이디 발광부(1230)의 발광 전류 조절을 위하여 발광 전류 조절부(1256)에서 출력전류(IOUT)가 조절되는 전류원(1240)을 사용한다. 별도의 디밍장치로부터 발생하는 아날로그 전압 신호를 받아 이에 비례(또는 반비례)하게끔 발광 전류 조절부(1256)를 통해 전류원(1240)의 출력전류(IOUT)를 조절하는 방식으로 아날로그 디밍이 가능하다. 입력되는 아날로그 전압 신호의 기준이 구동부(1250)의 접지 전위와 다를 수 있으므로 도 14에 도시된 바와 같이 절연된 신호 전달 장치(예컨대, 포토 커플러) 등을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 도 14에 도시된 발광 전류 조절부(1256) 및 전류원(1240)은 아날로그 디밍을 위한 발광 전류 조절부(1256) 및 전류원(1240)의 한 가지 실시예에 불과하다.The analog dimming will be described below. The LED lighting device 1200 using a new buck-boost type power supply circuit topology having a non-inverting output voltage can control the output current I OUT from the light emission current control part 1256 to control the light emission current of the LED light emission part 1230, A current source 1240 is used. Analog dimming is possible in such a manner that the output current I OUT of the current source 1240 is adjusted through the light emission current regulator 1256 in proportion to (or in inverse proportion to) the analog voltage signal generated from the separate dimming device. It is preferable to use an insulated signal transfer device (for example, a photocoupler) or the like as shown in Fig. 14 because the reference of the input analog voltage signal may be different from the ground potential of the driver 1250. [ The light emitting current regulating unit 1256 and the current source 1240 shown in FIG. 14 are only one embodiment of the light emitting current regulating unit 1256 and the current source 1240 for analog dimming.

이하, PWM 디밍에 대해 설명한다. 비반전 출력전압을 가지는 새로운 벅-부스트 방식의 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명장치(1200)는 PWM 입력신호를 받아 신호가 하이(High)인 구간에서만 엘이디 발광부(1230)의 발광 전류를 조절하는 전류원(1240)을 온 시키므로(반대의 경우도 가능함) 엘이디 발광부(1230)의 밝기 제어할 수 있다. PWM 입력신호를 이용한 엘이디 발광부(1230)의 밝기 제어를 위한 구성은 트라이액 디밍을 위한 구성에서 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호 및 주기 간격 보상신호를 논리합 시켜 전류원(1240)의 온/오프 구동 신호로 이용하는 대신 입력되는 PWM 신호를 직접 전류원(1240)의 온/오프 구동 신호로 이용할 수 있다.The PWM dimming will be described below. The LED lighting device 1200 using a new buck-boost type power supply circuit topology having a non-inverting output voltage receives the PWM input signal and adjusts the light emission current of the LED light emitting portion 1230 only in a period in which the signal is high The brightness of the LED light emitting unit 1230 can be controlled because the current source 1240 is turned on (or vice versa). The configuration for brightness control of the LED light emitting unit 1230 using the PWM input signal may be realized by performing a logical sum operation on the period detection signal and the period interval compensation signal when the triac brightness controller 1220 is turned on in the triac dimming configuration The input PWM signal can be directly used as an on / off drive signal of the current source 1240 instead of being used as the on / off drive signal of the current source 1240.

도 15는 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 다수의 병렬 엘이디 발광부(1510) 전류원(1520)의 조합과 발광 전류 조절부 및 최소값 결정부를 가지는 엘이디 조명 장치를 나타낸 회로도이다.15 is a circuit diagram showing a combination of a plurality of parallel LED light emitting units 1510 and current sources 1520 using a power supply circuit topology according to the present embodiment, and an LED lighting apparatus having a light emitting current controlling unit and a minimum value determining unit.

본 실시예에 따른 엘이디 조명 장치(1500)는 스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D), 캐패시터(C), 엘이디 발광부(1510), 전류원(1520) 및 구동부(1530)를 포함한다. 엘이디 조명 장치(1500)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The LED illumination device 1500 according to the present embodiment includes a switch SW, an inductor L, a diode D, a capacitor C, an LED light emitting portion 1510, a current source 1520, and a driver 1530 do. The components included in the LED illumination device 1500 are not limited thereto.

엘이디 조명 장치(1500) 내의 스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D) 및 캐패시터(C)의 연결관계는 도 2와 동일하므로 그 기재를 생략한다.The connection relationship between the switch SW, the inductor L, the diode D and the capacitor C in the LED lighting apparatus 1500 is the same as that in Fig.

엘이디 발광부(1510)는 복수의 발광 다이오드 어레이(1512, 1514, 1546)를 포함한다. 전류원(1520)은 발광 다이오드 어레이(1512, 1514, 1546) 각각마다 직렬로 연결된다.The LED light emitting portion 1510 includes a plurality of light emitting diode arrays 1512, 1514, and 1546. The current sources 1520 are connected in series for each of the light emitting diode arrays 1512, 1514 and 1546.

구동부(1530)는 출력전압 제어부(1534), 최소값 결정부(1536) 및 발광 전류 조절부(1538)를 포함한다. 발광 전류 조절부(1538)는 전류원(1520)의 전류를 제어한다. 최소값 결정부(1536)의 일단은 엘이디 발광부(1510)와 전류원(1520)의 접점에 연결된다. 최소값 결정부(1536)의 타단은 출력전압 제어부(1534)의 일단에 연결된다. 최소값 결정부(1536)는 인덕터(L)에 충전된 출력전압(VO)이 발광 다이오드 어레이(1512, 1514, 1546) 각각의 순방향 도통 전압 이상이 될 수 있도록 전류원(1520)의 전압 중 최저값이 출력전압(VO)의 제어를 위해 출력전압 제어부(1534)로 입력되도록 한다. 출력전압 제어부(1534)는 최소값 결정부(1536)로부터 전류원(1520)의 전압(예컨대, V1 내지 VN) 중 최소값을 수신하며, 수신된 최소값을 기반으로 스위치(SW)의 스위칭을 제어하기 위한 구동 신호를 발생한다.The driving unit 1530 includes an output voltage control unit 1534, a minimum value determination unit 1536, and a light emission current control unit 1538. The light emitting current regulator 1538 controls the current of the current source 1520. One end of the minimum value determining unit 1536 is connected to the contact point of the LED light emitting unit 1510 and the current source 1520. The other end of the minimum value determination unit 1536 is connected to one end of the output voltage control unit 1534. The minimum value determining unit 1536 determines the minimum value of the voltages of the current sources 1520 so that the output voltage V O charged in the inductor L becomes equal to or greater than the forward conduction voltages of the light emitting diode arrays 1512, 1514, And is input to the output voltage controller 1534 for controlling the output voltage V o . The output voltage control unit 1534 receives the minimum of the voltages (for example, V 1 to V N ) of the current source 1520 from the minimum value determination unit 1536 and controls the switching of the switch SW based on the received minimum value Lt; / RTI >

이하, 엘이디 조명 장치(1500)에 포함된 소자들의 연결관계에 대해 설명한다. 인덕터(L)의 일단, 스위치(SW)의 일단, 캐패시터(C)의 일단, 전류원의 일단이 공통 그라운드로 접지된다. 인덕터(L)의 타단과 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결된다. 다이오드(D)의 일단은 인덕터(L)와 입력전원의 접점에 연결되고, 다이오드(D)의 타단은 캐패시터(C)의 타단에 연결된다. 엘이디 발광부(1510)의 일단은 다이오드(D)와 캐패시터(C)의 접점에 연결되고, 엘이디 발광부(1510)의 타단은 전류원(1520)과 연결된다.Hereinafter, the connection relationship of elements included in the LED illumination device 1500 will be described. One end of the inductor L, one end of the switch SW, one end of the capacitor C, and one end of the current source are grounded to the common ground. The other end of the inductor L and the other end of the switch SW are connected to the input power source. One end of the diode D is connected to the contact point of the inductor L and the input power source and the other end of the diode D is connected to the other end of the capacitor C. One end of the LED light emitting portion 1510 is connected to the contact point of the diode D and the capacitor C and the other end of the LED light emitting portion 1510 is connected to the current source 1520.

이하, 도 15의 엘이디 조명장치(1500)에 대해 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the LED illumination device 1500 of FIG. 15 will be further described.

도 15에 도시된 바와 같이 비반전 출력전압을 가지는 새로운 벅-부스트 방식의 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명장치(1500)는 엘이디 발광부(1510) 및 각각의 엘이디 발광부(1510)에 직렬로 연결되는 발광 전류 조절부(1538)에 의해 제각기 조절되는 전류원(1520)의 조합을 다수 구비할 수 있다. 각각의 엘이디 발광부(1510)와 전류원(1520) 조합을 병렬로 연결하고 출력전압이 각각의 모든 엘이디 발광부(1510)의 순방향 도통 전압 이상이 될 수 있도록 할 수 있다. 복수 개의 병렬로 연결되는 전류원(1520)들의 일단에 걸리는 전압 중에 가장 낮은 값이 출력전압 제어를 위한 출력전압 제어부(1534)의 입력으로 전달 되도록 최소값 결정부(Loser Takes All)를 구비할 수 있다. 최소값 결정부를 구비할 경우, 다수의 각기 발광 전류가 조절되는 엘이디 발광부(1510)를 갖는 엘이디 조명장치(1500)로 응용하여 구현 가능하다.As shown in FIG. 15, the LED lighting device 1500 using a new buck-boost type power supply circuit topology having a non-inverted output voltage is connected to the LED light emitting portion 1510 and each LED light emitting portion 1510 in series A plurality of current sources 1520 controlled by the light emission current controller 1538 may be provided. The combination of the respective LED light emitting units 1510 and 1520 may be connected in parallel so that the output voltage may be greater than the forward conduction voltage of all the LED light emitting units 1510. [ A minimum value determiner (Loser Takes All) may be provided so that the lowest value among the voltages applied to one end of the plurality of current sources 1520 connected in parallel is transmitted to the input of the output voltage controller 1534 for controlling the output voltage. When a minimum value determining unit is provided, the present invention can be applied to an LED lighting device 1500 having an LED light emitting unit 1510 in which a plurality of light emitting currents are controlled.

도 15에 도시된 엘이디 조명장치(1500)의 경우, 각 엘이디 발광부(1510) 색상을 다르게 사용하여(예컨대, 삼원색 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue)) 각각의 엘이디 발광부(1510)에 흐르는 발광 전류의 비율에 따라 다양한 색상의 엘이디 조명이 가능하다. 이때, 색상이 다른 엘이디 발광부(1510)의 순방향 도통 전압이 다름을 고려하여 각 색상마다 직렬로 연결되는 엘이디 개수를 다르게 하여 전체적으로 비슷한 순방향 도통 전압을 갖도록 할 수 있다.15, the color of each LED light emitting portion 1510 may be different from each other (for example, three primary colors red, green, and blue) It is possible to illuminate LEDs of various colors according to the ratio of the light emission current flowing in the LED 1510. In this case, the number of LEDs connected in series for each color may be different in consideration of the different forward conduction voltages of the LED light emitting units 1510 having different colors, so that the forward conduction voltages may be substantially the same.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and changes may be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the embodiments. Therefore, the present embodiments are to be construed as illustrative rather than restrictive, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

210, 820, 1130: 구동부
620: 영전류 감지 회로
720: 구동부 전원전압 공급회로
830: 전류전압 검출회로
1110. 1230, 1510: 엘이디 발광부
1120, 1240, 1520: 전류원
1132, 1252. 1534: 출력전압 제어부
1134, 1256, 1534: 발광전류 조절부
1210: 정류부
1220: 트라이액 밝기 제어기
1254: 합산부
1536: 최소값 결정부
210, 820, and 1130:
620: Zero current sensing circuit
720: Driver power supply voltage supply circuit
830: Current voltage detection circuit
1110, 1230, 1510:
1120, 1240, 1520: current source
1132, 1252. 1534: Output voltage control section
1134, 1256, and 1534:
1210:
1220: Triac brightness controller
1254:
1536:

Claims (23)

입력전압(VIN)을 인가받으며, 구동부로부터 인가된 구동 신호에 근거하여 스위칭을 수행하는 스위치(SW);
상기 스위치(SW)의 온 또는 오프에 따라 충방전을 수행하는 인덕터(L);
다이오드(D); 및
상기 다이오드(D)의 도통 여부에 따라 충방전을 수행하는 캐패시터(C)를 포함하며,
상기 인덕터(L)의 일단, 상기 스위치(SW)의 일단, 상기 캐패시터(C)의 일단이 공통 그라운드로 접지되며, 상기 인덕터(L)의 타단과 상기 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결되며, 상기 다이오드(D)의 일단은 상기 인덕터(L)와 상기 입력전원의 접점에 연결되고, 상기 다이오드(D)의 타단은 상기 캐패시터(C)의 타단에 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
A switch SW receiving the input voltage V IN and performing switching based on the driving signal applied from the driving unit;
An inductor L for performing charge and discharge in accordance with the on or off state of the switch SW;
A diode D; And
And a capacitor (C) performing charging / discharging according to whether the diode (D) is conductive,
One end of the inductor L, one end of the switch SW and one end of the capacitor C are grounded to a common ground. The other end of the inductor L and the other end of the switch SW are connected to an input power source Wherein one end of the diode D is connected to the contact point of the inductor L and the input power source and the other end of the diode D is connected to the other end of the capacitor C. [ .
제 1 항에 있어서,
상기 구동 신호에 근거하여 상기 스위치(SW)가 온으로 동작하는 경우, 상기 입력전압(VIN)에 의해 상기 인덕터(L)에 흐르는 인덕터 전류(IL)가 증가되면서, 상기 인덕터(L)에 상기 인덕터 전류(IL)가 충전되며,
상기 구동 신호에 근거하여 상기 스위치(SW)가 오프로 동작하는 경우, 상기 인덕터 전류(IL)가 출력전압(VO)으로 공급되어 상기 캐패시터(C)가 충전되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
The method according to claim 1,
In, while the inductor current (I L) flowing through the inductor (L) by the input voltage (V IN) is increased, the inductor (L) when operating with the switch (SW) on the basis of the driving signal The inductor current I L is charged,
Wherein the inductor current (I L ) is supplied to the output voltage (V O ) to charge the capacitor (C) when the switch (SW) is turned off based on the drive signal .
제 2 항에 있어서,
상기 스위치(SW)가 온으로 동작하는 경우,
상기 인덕터(L)의 양단간에는 상기 입력전압(VIN)이 인가되어, 상기 인덕터 전류(IL)가 상기 입력전압(VIN)을 인덕터 용량값(Inductance)으로 나눈 기울기로 점차 증가되며, 상기 다이오드(D)에 상기 출력전압(VO)과 상기 입력전압(VIN)의 합한 전압이 역방향으로 인가되므로 상기 다이오드(D)가 오프되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
3. The method of claim 2,
When the switch SW is turned on,
The input voltage V IN is applied between both ends of the inductor L so that the inductor current I L gradually increases to a slope obtained by dividing the input voltage V IN by an inductor capacity value And the diode (D) is turned off because the sum of the output voltage (V O ) and the input voltage (V IN ) is applied to the diode (D) in the reverse direction.
제 2 항에 있어서,
상기 스위치(SW)가 오프로 동작하는 경우, 상기 인덕터 전류(IL)의 흐름에 의해 상기 다이오드(D)가 도통되며 상기 인덕터(L)에 상기 스위치(SW)가 온으로 동작할 때의 역방향으로 상기 출력전압(VO)이 인가되어 상기 인덕터 전류(IL)가 상기 출력전압(VO)을 인덕터 용량값(인덕턴스)으로 나눈 기울기로 점차 감소하면서 상기 다이오드(D)를 경유하여 상기 캐패시터(C)에 충전되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
3. The method of claim 2,
When the switch SW is turned off, the diode D is conducted by the flow of the inductor current I L and the reverse direction when the switch SW operates on the inductor L in the capacitor to the output voltage (V O) it is applied via the diode (D) and gradually decreases in a slope of the inductor current (I L) divided by the output voltage (V O) to the inductor capacitance (inductance) (C). ≪ / RTI >
제 1 항에 있어서,
제 1 저항(R1), 제 2 저항(R2) 및 제 1 다이오드(D1)를 포함하는 영전류 감지회로(Zero Current Detection Circuit)를 추가로 포함하며,
상기 제 1 저항(R1)과 상기 제 2 저항(R2)은 상기 다이오드(D)와 직렬로 순차 연결되며,
상기 제 1 다이오드(D1)의 일단은 상기 제 1 저항(R1)과 상기 제 2 저항(R2)의 접점과 연결되고, 상기 제 1 다이오드(D1)의 타단은 상기 제 2 저항(R2)과 공통 그라운드로 접지되며,
상기 구동부는 상기 제 1 저항(R1)과 상기 제 2 저항(R2)의 접점의 출력을 영전류 검출 신호로 이용하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a zero current sensing circuit including a first resistor (R 1 ), a second resistor (R 2 ) and a first diode (D 1 )
The first resistor R 1 and the second resistor R 2 are connected in series with the diode D,
One end of the first diode D 1 is connected to the contact point of the first resistor R 1 and the second resistor R 2 and the other end of the first diode D 1 is connected to the second resistor R 1 , R 2 ) and is grounded to a common ground,
Wherein the driving unit uses the output of the contact point of the first resistor (R 1 ) and the second resistor (R 2 ) as a zero current detection signal.
제 5 항에 있어서,
상기 영전류 감지회로는,
상기 인덕터(L)에 인가되는 전압(VL)을 상기 제 1 저항(R1)과 상기 제 2 저항(R2)의 저항 분배에 의한 감지 전압(V1)으로 출력하고, 상기 감지 전압(V1)을 상기 영전류 감지 신호로서 상기 구동부로 입력하여 상기 구동부로 하여금 상기 스위치(SW)의 온 시점을 결정하도록 하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the zero current sensing circuit comprises:
A voltage V L applied to the inductor L is output as a sense voltage V 1 by resistance distribution of the first resistor R 1 and the second resistor R 2 , V 1 ) is input to the driving unit as the zero current sensing signal, and the driving unit determines the on-time of the switch SW.
제 1 항에 있어서,
제 1 캐패시터(C1), 제 1 다이오드(D1) 및 제 2 캐패시터(C2)를 포함하는 구동부 전원전압 공급회로를 추가로 포함하며,
상기 제 1 캐패시터(C1)는 상기 다이오드(D)와 직렬로 연결되며, 상기 제 1 다이오드(D1)는 상기 제 1 캐패시터(C1)와 직렬로 연결되며, 상기 제 2 캐패시터(C2)의 일단은 상기 제 1 다이오드(D1)의 타단과 연결되고, 상기 제 2 캐패시터(C2)의 타단은 공통 그라운드로 접지되며,
상기 구동부 전원전압 공급회로는 상기 제 1 다이오드(D1)와 상기 제 2 캐패시터(C2)의 접점으로부터의 출력이 전원전압으로 상기 구동부에 입력하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a driver power supply voltage supply circuit including a first capacitor (C 1 ), a first diode (D 1 ) and a second capacitor (C 2 )
The first capacitor C 1 is connected in series with the diode D and the first diode D 1 is connected in series with the first capacitor C 1 and the second capacitor C 2 ) Is connected to the other end of the first diode (D 1 ), the other end of the second capacitor (C 2 ) is grounded to a common ground,
Wherein the driving unit power supply voltage supply circuit inputs the output from the contact point of the first diode (D 1 ) and the second capacitor (C 2 ) to the driving unit with a power supply voltage.
제 1 항에 있어서,
제 1 저항(R1), 제 1 다이오드(D1) 및 제 2 저항(R2)를 포함하는 구동부 전원전압 공급회로를 추가로 포함하며,
상기 제 1 저항(R1)는 상기 다이오드(D)와 직렬로 연결되며, 상기 제 1 다이오드(D1)는 상기 제 1 저항(R1)과 직렬로 연결되며, 상기 제 2 저항(R2)의 일단은 상기 제 1 다이오드(D1)의 타단과 연결되고, 상기 제 2 저항(R2)의 타단은 상기 공통 그라운드로 접지되며,
상기 구동부 전원전압 공급회로는 상기 제 1 다이오드(D1)와 상기 제 2 저항(R2)의 접점으로부터의 출력이 전원전압으로 상기 구동부에 입력하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a driver power supply voltage supply circuit including a first resistor (R 1 ), a first diode (D 1 ) and a second resistor (R 2 )
Wherein the first resistor R 1 is connected in series with the diode D and the first diode D 1 is connected in series with the first resistor R 1 and the second resistor R 2 ) Is connected to the other end of the first diode (D 1 ), the other end of the second resistor (R 2 ) is grounded to the common ground,
Wherein the drive unit power supply voltage supply circuit inputs the output from the contact point of the first diode (D 1 ) and the second resistor (R 2 ) to the drive unit with a power supply voltage.
제 7 항에 있어서,
상기 구동부 전원전압 공급회로는,
상기 스위치(SW)가 오프로 동작하는 경우, 상기 인덕터(L)에 충전된 펄스 형태의 출력전압(VO)을 이용하여 상기 구동부가 스위칭을 수행하는 동안에 별도로 전원전압을 상기 구동부로 공급하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
8. The method of claim 7,
The driving unit power supply voltage supply circuit includes:
When the switch SW is turned off, the power supply voltage is separately supplied to the driving unit while the driving unit performs switching using the pulse-shaped output voltage V O charged in the inductor L Features a power supply.
제 7 항에 있어서,
상기 전원전압 공급회로는,
상기 인덕터(L)에 충전된 펄스 형태의 출력전압(VO)을 상기 제 1 다이오드(D1)를 이용하여 상기 제 2 캐패시터(C2)로 전달하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
8. The method of claim 7,
The power supply voltage supply circuit includes:
And a pulse type output voltage V O charged in the inductor L is transferred to the second capacitor C 2 using the first diode D 1 .
제 1 항에 있어서,
교류 전압(AC)의 출력에 연결되어, 교류 전류를 직류 전류로 정류하며, 상기 직류 전류를 상기 입력전압(VIN)으로 공급하는 정류부
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
The method according to claim 1,
A rectifying part connected to the output of the AC voltage (AC) for rectifying the AC current to a DC current and supplying the DC current to the input voltage (V IN )
Further comprising a power supply.
제 11 항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 정류부로 상기 입력전압(VIN)을 입력받고, 상기 스위치(SW)로 출력을 전달하는 정류전압 검출회로를 포함하며,
상기 구동부는 상기 정류전압 검출회로에서 출력된 정류전압 검출 신호를 이용하여 상기 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
12. The method of claim 11,
The driving unit includes:
And a rectified voltage detection circuit receiving the input voltage (V IN ) to the rectification part and delivering an output to the switch (SW)
Wherein the driving unit generates the driving signal by using the rectified voltage detection signal output from the rectified voltage detection circuit.
제 12 항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 스위치(SW)가 온으로 동작할 때 흐르는 스위치 전류가 상기 정류전압에 비례하는 경우 입력 전류가 기 설정된 역률(Power Factor)을 갖도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
13. The method of claim 12,
The driving unit includes:
And controls the input current to have a preset power factor when the switch current flowing when the switch SW is turned on is proportional to the rectified voltage.
제 12 항에 있어서,
상기 정류전압 검출회로는 제 1 다이오드(D1), 제 2 다이오드(D2), 제 1 저항(R1), 제 2 저항(R2) 및 제 1 캐패시터(C1)를 포함하며,
상기 제 1 다이오드(D1)의 일단은 상기 입력전원의 일단과 연결되며, 상기 제 2 다이오드(D2)의 일단은 상기 입력전원의 타단과 연결되며, 상기 제 1 다이오드(D1)의 타단과 상기 제 2 다이오드(D2)의 타단은 서로 연결되며,
상기 제 1 저항(R1)의 일단은 상기 제 1 다이오드(D1)와 타단과 상기 제 2 다이오드(D2)의 타단의 접점과 연결되며, 상기 제 1 저항(R1)의 타단은 상기 제 2 저항(R2)의 일단과 연결되며,
상기 제 1 캐패시터(C1)는 상기 제 2 저항(R2)과 병렬로 연결되며,
상기 제 2 저항(R2)의 타단은 공통 그라운드로 접지되며, 상기 정류전압 검출회로는 상기 제 1 저항(R1)과 상기 제 2 저항(R2)의 접점의 출력을 정류 전압 검출 신호로 이용하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
13. The method of claim 12,
The rectified voltage detection circuit includes a first diode (D 1 ), a second diode (D 2 ), a first resistor (R 1 ), a second resistor (R 2 ) and a first capacitor (C 1 )
Said first diode (D 1) of the one end is connected to one end of the input power, and the second diode (D 2) of the one end is connected to the other terminal of the input power, the other of the first diode (D 1) And the other end of the second diode (D 2 ) are connected to each other,
The other end of the first end of the resistor (R 1) is connected to the contacts of the other end of the first diode (D 1) and the other end of the second diode (D 2), the first resistor (R 1) is the Connected to one end of the second resistor (R 2 )
The first capacitor (C 1 ) is connected in parallel with the second resistor (R 2 )
The other end of the second resistor (R 2 ) is grounded to a common ground, and the rectified voltage detecting circuit outputs an output of a contact between the first resistor (R 1 ) and the second resistor (R 2 ) Power supply unit.
입력전압(VIN)을 인가받으며, 구동부로부터 인가된 구동 신호에 근거하여 스위칭을 수행하는 스위치(SW);
상기 스위치(SW)의 온 또는 오프에 따라 충방전을 수행하는 인덕터(L);
다이오드(D);
상기 다이오드(D)의 도통 여부에 따라 충방전을 수행하는 캐패시터(C);
상기 캐패시터(C)로부터 방전되는 전력으로 동작하는 엘이디 발광부; 및
상기 엘이디 발광부의 발광 전류를 결정하는 전류원
을 포함하며, 상기 인덕터(L)의 일단, 상기 스위치(SW)의 일단, 상기 캐패시터(C)의 일단, 상기 전류원의 일단이 공통 그라운드로 접지되며, 상기 인덕터(L)의 타단과 상기 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결되며, 상기 다이오드(D)의 일단은 상기 인덕터(L)와 상기 입력전원의 접점에 연결되고, 상기 다이오드(D)의 타단은 상기 캐패시터(C)의 타단에 연결되며,
상기 엘이디 발광부의 일단은 상기 다이오드(D)와 상기 캐패시터(C)의 접점에 연결되고, 상기 엘이디 발광부의 타단은 상기 전류원과 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
A switch SW receiving the input voltage V IN and performing switching based on the driving signal applied from the driving unit;
An inductor L for performing charge and discharge in accordance with the on or off state of the switch SW;
A diode D;
A capacitor C for charging / discharging according to whether the diode D conducts;
An LED light emitting unit operated by electric power discharged from the capacitor (C); And
A current source for determining a light emission current of the LED light-
Wherein one end of the inductor L, one end of the switch SW, one end of the capacitor C and one end of the current source are grounded to a common ground, and the other end of the inductor L, SW is connected to an input power source and one end of the diode D is connected to a contact point of the inductor L and the input power source and the other end of the diode D is connected to the other end of the capacitor C Connected,
Wherein one end of the LED light emitting unit is connected to the contact point of the diode (D) and the capacitor (C), and the other end of the LED light emitting unit is connected to the current source.
제 15 항에 있어서,
상기 구동부는 출력전압 제어부 및 발광 전류 조절부를 포함하며,
상기 출력전압 제어부의 일단은 상기 엘이디 발광부와 상기 전류원의 접점과 연결되며, 상기 출력전압 제어부의 타단은 상기 스위치(SW)의 입력단에 연결되어 상기 구동 신호를 발생하며,
상기 발광 전류 조절부는 상기 전류원의 전류를 제어하는 것을 특징으로 엘이디 조명장치.
16. The method of claim 15,
Wherein the driving unit includes an output voltage control unit and a light emission current control unit,
One end of the output voltage control unit is connected to the contact point of the LED light emitting unit and the current source and the other end of the output voltage control unit is connected to the input terminal of the switch SW to generate the driving signal,
And the light emission current controller controls the current of the current source.
제 15 항에 있어서,
트라이액 밝기 제어기(TRIAC Dimmer), 정류부를 추가로 포함하며,
상기 트라이액 밝기 제어기는 교류 전압(AC)의 출력에 연결되며, 상기 정류부는 상기 트라이액 밝기 제어기에 연결되어, 교류 전류를 직류 전류로 정류하며, 상기 직류 전류를 상기 입력전압(VIN)으로 공급하며,
상기 정류부의 입력단 타측은 상기 교류 전압(AC)의 타단과 연결되고, 상기 정류부의 출력단 일측은 상기 스위치(SW)의 전류 인입단과 연결되고, 상기 정류부의 출력단 타측은 공통 그라운드로 접지되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
16. The method of claim 15,
A TRIAC dimmer, a rectifier,
The triac brightness controller is connected to the output of the ac voltage AC and the rectifier is connected to the triac brightness controller to rectify the alternating current into a direct current and to convert the direct current into the input voltage V IN Supply,
The other end of the rectifier is connected to the other end of the AC voltage, the output end of the rectifier is connected to a current input terminal of the switch SW, and the output end of the rectifier is grounded to a common ground. LED lighting device.
제 17 항에 있어서,
상기 구동부는 출력전압 제어부, 합산부 및 발광 전류 조절부를 포함하며,
상기 출력전압 제어부의 일단은 상기 엘이디 발광부와 상기 전류원의 접점과 연결되며, 상기 출력전압 제어부의 타단은 상기 스위치(SW)의 입력단에 연결되어 상기 구동 신호를 발생하며,
상기 발광 전류 조절부는 상기 전류원의 전류를 제어하며,
상기 합산부의 일단은 상기 정류부의 입력단 일측과 연결되고, 상기 합산부의 타단은 상기 발광 전류 조절부와 연결되며, 상기 트라이액 밝기 제어기로부터 상기 트라이액 밝기 제어기가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호와 주기 간격 보상신호를 합산한 합산 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
18. The method of claim 17,
The driving unit includes an output voltage control unit, a summation unit, and a light emission current control unit,
One end of the output voltage control unit is connected to the contact point of the LED light emitting unit and the current source and the other end of the output voltage control unit is connected to the input terminal of the switch SW to generate the driving signal,
The light emission current controller controls the current of the current source,
The triac brightness controller is connected to one end of the input section of the rectifying section, the other end of the summing section is connected to the light emission current control section, and the interval detection signal when the triac brightness controller is turned on And generates a summation signal by summing the periodic interval compensation signals.
제 18 항에 있어서,
상기 발광 전류 조절부는 상기 합산 신호가 존재하는 경우에만 상기 전류원을 동작 시키고 나머지 구간 동안은 상기 전류원의 동작을 정지 시키는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
19. The method of claim 18,
Wherein the light emission current controller activates the current source only when the sum signal is present and stops the operation of the current source for the remaining period.
제 15 항에 있어서,
상기 구동부는 제 1 저항(R1), 포토 커플러, 전류 미러, 제 2 저항(R2)를 포함하는 발광 전류 조절부를 포함하며,
상기 제 1 저항(R1)의 일단은 아날로그 전압 발생부의 일단과 연결되고, 상기 제 1 저항(R1)의 타단은 상기 포토 커플러의 일단과 연결되며, 상기 포토 커플러의 타단은 상기 전류 미러의 일단과 연결되고, 상기 전류 미러의 타단은 상기 제 2 저항(R2)의 일단과 연결되며, 상기 제 2 저항(R2)의 타단은 공통 그라운드와 접지되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
16. The method of claim 15,
The driving unit includes a light emitting current regulator including a first resistor R 1 , a photocoupler, a current mirror, and a second resistor R 2 ,
One end of the first resistor (R 1 ) is connected to one end of the analog voltage generator, the other end of the first resistor (R 1 ) is connected to one end of the photocoupler, And the other end of the current mirror is connected to one end of the second resistor (R 2 ), and the other end of the second resistor (R 2 ) is grounded to a common ground.
제 15 항에 있어서,
상기 전류원은 OP 앰프(AMP), 스위칭 소자(Q1), 제 3 저항(R3)을 포함하며,
상기 OP 앰프(AMP)의 + 입력단은 상기 전류 미러와 상기 제 2 저항(R2)의 접점에 연결되며,
상기 스위칭 소자(Q1)는 입력단, 전류 인입단, 전류 인출단을 포함하며, 상기 입력단은 상기 OP 앰프(AMP)의 출력단과 연결되고, 상기 전류 인입단은 상기 엘이디 발광부에 연결되고, 상기 전류 인출단은 상기 제 3 저항(R3)과 연결되며,
상기 OP 앰프(AMP)의 - 입력단은 상기 스위칭 소자(Q1)와 상기 제 3 저항(R3)의 접점에 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
16. The method of claim 15,
The current source includes an operational amplifier (AMP), a switching element (Q 1 ), and a third resistor (R 3 )
The + input terminal of the operational amplifier AMP is connected to the contact of the current mirror and the second resistor R 2 ,
The switching element Q 1 includes an input terminal, a current input terminal, and a current output terminal, the input terminal is connected to the output terminal of the OP amp AMP, the current input terminal is connected to the LED light emitting unit, The current lead is connected to the third resistor (R 3 )
Wherein the - input terminal of the operational amplifier (AMP) is connected to the contact point of the switching element (Q 1 ) and the third resistor (R 3 ).
제 15 항에 있어서,
상기 엘이디 발광부는 복수의 발광 다이오드 어레이를 포함하며, 상기 전류원은 상기 발광 다이오드 어레이 각각마다 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
16. The method of claim 15,
Wherein the LED light emitting unit includes a plurality of light emitting diode arrays, and the current sources are connected in series for each of the light emitting diode arrays.
제 22 항에 있어서,
상기 구동부는 출력전압 제어부, 최소값 결정부 및 발광 전류 조절부를 포함하며,
상기 발광 전류 조절부는 상기 전류원의 전류를 제어하며,
상기 최소값 결정부의 일단은 상기 엘이디 발광부와 상기 전류원의 접점에 연결되고, 상기 최소값 결정부의 타단은 상기 출력전압 제어부의 일단에 연결되어,
상기 인덕터(L)에 충전된 출력전압(VO)이 상기 발광 다이오드 어레이 각각의 순방향 도통 전압 이상이 될 수 있도록 상기 전류원의 전압 중 최저값이 상기 출력전압(VO)의 제어를 위해 상기 출력전압 제어부로 입력되도록 하며,
상기 출력전압 제어부의 타단은 상기 스위치(SW)의 입력단에 연결되어, 상기 출력전압(VO)이 결정되도록 하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
23. The method of claim 22,
The driving unit includes an output voltage control unit, a minimum value determination unit, and a light emission current control unit,
The light emission current controller controls the current of the current source,
One end of the minimum value determination unit is connected to the contact point of the LED light emitting unit and the current source, the other end of the minimum value determination unit is connected to one end of the output voltage control unit,
The lowest value of the voltage of the current source is set to be higher than the output voltage V O for controlling the output voltage V O so that the output voltage V O charged in the inductor L becomes equal to or higher than the forward conduction voltage of each of the LED arrays. To be input to the control unit,
And the other end of the output voltage control unit is connected to an input terminal of the switch SW so that the output voltage V O is determined.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101678947B1 (en) * 2015-07-23 2016-11-23 (주)성진아이엘 Two channel led light source driving apparatus
US9848469B2 (en) 2015-12-15 2017-12-19 Lg Innotek Co., Ltd. Lighting apparatus and system having electrical insulation structure between dimmer and driver
KR102460626B1 (en) * 2022-04-28 2022-10-28 주식회사 웰랑 Device for flicker-free and lighting apparatus including the same
KR102460625B1 (en) * 2022-04-15 2022-10-28 주식회사 웰랑 Device for flicker-free and lighting apparatus including the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000001444A (en) * 1998-06-11 2000-01-15 구자홍 SINGLE PHASE ACTIVE RECTIFIER FOR power FACTOR CONTROL
KR20070002802A (en) * 2005-06-30 2007-01-05 삼성전기주식회사 Light emitting diode driving circuit for back-light with constant current control function
KR20090083782A (en) * 2008-01-30 2009-08-04 한국과학기술원 Apparatus of driving light emitting diode
KR20120054363A (en) * 2010-11-19 2012-05-30 한국전기연구원 Control apparatus for driving led

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05260730A (en) * 1992-03-13 1993-10-08 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Dc-dc converter circuit
JPH0767326A (en) * 1993-08-26 1995-03-10 Matsushita Electric Works Ltd Power supply device
JP3806995B2 (en) * 1996-11-26 2006-08-09 松下電工株式会社 Inverter device
JP2001035681A (en) * 1999-07-27 2001-02-09 Matsushita Electric Works Ltd Discharge lamp lighting device
JP2009148149A (en) * 2007-11-20 2009-07-02 Nissin Electric Co Ltd Method of controlling step-up/down chopper circuit
KR101478558B1 (en) * 2008-02-19 2015-01-02 삼성전자주식회사 Led operating circuit and terminal having the same
KR101242423B1 (en) * 2010-11-01 2013-04-12 주식회사 디엠비테크놀로지 Apparatus for Driving Light Emitting Device, Circuit for Driving Light Emitting Device and Diriving Method Thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000001444A (en) * 1998-06-11 2000-01-15 구자홍 SINGLE PHASE ACTIVE RECTIFIER FOR power FACTOR CONTROL
KR20070002802A (en) * 2005-06-30 2007-01-05 삼성전기주식회사 Light emitting diode driving circuit for back-light with constant current control function
KR20090083782A (en) * 2008-01-30 2009-08-04 한국과학기술원 Apparatus of driving light emitting diode
KR20120054363A (en) * 2010-11-19 2012-05-30 한국전기연구원 Control apparatus for driving led

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101678947B1 (en) * 2015-07-23 2016-11-23 (주)성진아이엘 Two channel led light source driving apparatus
US9848469B2 (en) 2015-12-15 2017-12-19 Lg Innotek Co., Ltd. Lighting apparatus and system having electrical insulation structure between dimmer and driver
KR102460625B1 (en) * 2022-04-15 2022-10-28 주식회사 웰랑 Device for flicker-free and lighting apparatus including the same
KR102460626B1 (en) * 2022-04-28 2022-10-28 주식회사 웰랑 Device for flicker-free and lighting apparatus including the same

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