KR20150091796A - Ｌｅｄ조명용 구동회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빌딩이나 가정에서 사용되는 AC100~AC250V 내외의 전기를 사용해서 LED조명을 제어하는 구동회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED조명의 맥동전압을 저감시키는 구동회로에 관한 것이다.
본 발명에 따른 LED조명용 구동회로는 다이오드 케페시터 트랜지스터로 이루어진 여분의 브랜치회로를 사용하여 LED스트링에 전파정류된 회로의 출력전압과 함께 LED스트링에 가하여 맥동전압을 줄여줄 수 있어서 LED조명의 플리커 현상을 감소시키는 효과가 있다.

Description

ＬＥＤ조명용 구동회로{A Driving Circuit for LED lighting}

본 발명은 빌딩이나 가정에서 사용되는 AC100~AC250V 내외의 전기를 사용해서 LED조명을 구동하는 구동회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED조명 구동회로의 맥동전압을 효과적으로 저감할 수 있는 LED조명용 구동회로에 관한 것이다.

빌딩 및 실내용 AC전기를 이용하여 LED조명을 구현하기 위해서 LED용 구동회로를 사용한다.

LED구동회로는 벅컨버터, 플라이백컨버터, AC직접구동회로 등이 사용되고 있다. 이중 AC직접구동회로는 가격이 저렴하고 고장율이 낮아서 많이 사용되고 있다.

AC직접구동회로는 통상 AC를 전파정류하여 LED스트링에 전압을 직접가하는 방법을 사용한다. 직접구동방식의 단점은 플리커전압이 발생한다는 점이다.

이러한 플리커 현상은 인간의 눈에 나쁜영향을 주어서 규제 대상이 되고 있다. 플리커현상이 작은 AC직접구동 회로가 필요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 AC100V~AC250V 사이의 AC전원을 사용하는 LED조명을 구동하는데 있어서 케패시터나 저항과 같은 간단한 전자부품을 이용하여 플리커가 작은 LED조명용 AC직접구동 회로를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 LED조명용 구동회로는

AC전원(11)를 입력받아서 AC전압을 전파정류하는 전파정류기(12);

상기 전파정류기의 출력단자와 LED스트링(21)을 연결하는 선로(13a,13b);

상기 선로와 병열로 연결되며 상기 전파정류기로부터 오는 전류를 한쪽 방향으로만 통과시키는 다이오드(15);

상기 다이오드와 직열 연결되며 다이오드로부터 오는 전하를 저장하는 케페시터(16);

상기 케페시터에 저장된 전하를 LED스트링에 공급하거나 차단하며 상기 케페시터와 상기 LED스트링 사이에 연결된 위한 트랜지스터(18);

상기 트랜지스터(18)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 트리거 회로(20);

상기 전파정류기의 출력과 상기 트랜지스터의 출력측에 연결된 LED스트링(21)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 LED조명용 구동회로는 AC직접구동방식이면서 LED조명의 출력단에 플리커현상이 작은 전압이 발생하도록 하는 효과가 있다. 따라서 본 발명의 LED구동회로를 채용하면 낮은 플리커전압을 가지능 회로를 간단히 구성할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 LED조명용 구동회로의 내부 연결을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 LED조명용 구동회로의 제어기의 출력파형을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 LED조명용 구동회로 내부의 트리거회로의 일례를 나타내는 도면이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본발명의 LED용 구동회로 내부를 나타낸 블록도이다.

일반적인 LED조명용 AC직접구동회로는 통상 AC100V~AC250V내외의 전압을 정류하여 DC로 변환하는 정류회로만 있으며, 정류회로의 출력을 LED스트링에 직접 연결하도록 되어 있다.

본 발명의 LED조명용 구동회로는, AC전원(11)를 입력받아서 AC전압을 전파정류하는 전파정류기(12);상기 전파정류기의 출력단자와 LED스트링(21)을 연결하는 선로(13a,13b);상기 선로와 병열로 연결되며 상기 전파정류기로부터 오는 전류를 한쪽 방향으로만 통과시키는 다이오드(15); 상기 다이오드와 직열 연결되며 다이오드로부터 오는 전하를 저장하는 케페시터(16); 상기 케페시터에 저장된 전하를 LED스트링에 공급하거나 차단하며 상기 케페시터와 상기 LED스트링 사이에 연결된 위한 트랜지스터(18); 상기 트랜지스터(18)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 트리거 회로(20); 상기 전파정류기의 출력과 상기 트랜지스터의 출력측에 연결된 LED스트링(21)을 포함한다.

상기 전파정류기(12)는 입력되는 AC전압을 맥동이 있는 DC파형으로 변환하는 회로로서 도1에서의 전파정류기(12)와 같이 브리지형 다이오드를 많이 사용한다. 상기 전파정류기의 출력단자와 LED스트링(21)을 연결하는 선로(13a,13b)는 전파정류기의 출력전압을 그대로 LED스트링(21)에 연결하기 위한 선로이다. 이 선로를 통해 전파정류된 전압이 연속적으로 LED스트링(21)에 가해진다. 상기 다이오드(15)와 상기 케페시터(16)과 상기 트랜지스터(16)은 직열로 연결된 브랜치를 구성하며 상기 브랜치는 상기 선로(13a,13b)전체와 병열로 되어 있는 구조이다. 상기 다이오드(15)는 전파정류회로로부터 공급되는 전하를 상기 케페시터(16)에 담아 둘 때 역방향으로 전하가 빠져나가지 않도록 하는 역할을 한다. 상기 케페시터(16)에 담긴전하는 상기 트랜지스터(16)가 켜질 때 상기 LED스트링(21)로 전달되어 LED스트링(21)에 걸리는 맥동전압을 줄여주는 역할을 한다.

도2의 Vout1은 상기 전파정류기의 출력단자와 LED스트링(21)을 연결하는 선로(13a,13b)를 통해 LED스트링에 전달되는 전압파형이다. 도2의 Vout2는 상기 다이오드(15)와 상기 케페시터(16)과 상기 트랜지스터(16)은 직열로 연결된 브랜치를통해 LED스트링에 걸리는 전압이 더해진 경우 출력 전압파형을 나타낸 것이다. 전파정류기의 전압이 감소하기 시작하면 상기 트랜지스터(16)이 켜지고 도2의 Vout2의 42부분과 같이 케페시터 전압이 LED스트링에 연결되어 전압이 출력전압이 순간적으로 상승한다. 이후 케페시터의 전하가 방전되면 도2의 Vout2의 43부분과 같이 출력전압이 감소하게 되고 이후 전파정류기의 출력전압이 더 커지는 시점이 되면 도2의 Vout2의 44와 같이 전파정류기의 출력이 LED스트링에 나타나게 된다. 이렇게 함으로 써 Vout2는 Vout1보다 맥동전압이 줄어드는 결과를 나타내게 된다.

상기 트랜지스터(16)이 켜지기 위해서는 트랜지스터의 게이트단자에 트리거신호가 들어가야 한다. 상기 트리거신호를 발생시키기 위한 일례로, 상기 트리거회로는(20) 전파정류기 출력에 연결되며 저항과 케페시터의 직열연결된 회로의 케페시터의 일측단자를 출력으로 하는 시간지연회로인 것을 특징으로 하는 LED조명용 구동회로로 구성될 수 있다. 도3은 트리거회로의 일례이다. 도3의 입력단자(51)은 전파정류회로의 출력에 연결되어 전파정류된 전압파형을 받아 온다. 상기 트리거회로의 내부는 직열연결된 저항(52)과 케페시터(55)로 이루어져 있으며 시간지연 특성을 가지고 있다. 이 회로에 전파정류된 맥동전압이 가해지면 적절한 시간 지연이 발생하면서, 도 3의 53단자에 전파정류된 맥동전압의 골(32)에 해당하는 시점에 트리거 전압이 상승하도록 하는 전압이 출력된다. 이렇게 함으로써 전파정류된 전압이 낮아지는 골(32)부분에서 상기 케페시터의 전하가 LED스트링으로 전달되어 맥동전압이 줄어들게 된다.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (2)

1. LED조명용 구동회로에 있어서,
   AC전원(11)를 입력받아서 AC전압을 전파정류하는 전파정류기(12);
   상기 전파정류기의 출력단자와 LED스트링(21)을 연결하는 선로(13a,13b);
   상기 선로와 병열로 연결되며 상기 전파정류기로부터 오는 전류를 한쪽 방향으로만 통과시키는 다이오드(15);
   상기 다이오드와 직열 연결되며 다이오드로부터 오는 전하를 저장하는 케페시터(16);
   상기 케페시터에 저장된 전하를 LED스트링에 공급하거나 차단하며 상기 케페시터와 상기 LED스트링 사이에 연결된 위한 트랜지스터(18);
   상기 트랜지스터(18)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 트리거 회로(20);
   상기 전파정류기의 출력과 상기 트랜지스터의 출력측에 연결된 LED스트링(21)을 포함하는 LED조명용 구동회로.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 트리거회로는(20) 전파정류기 출력에 연결되며 저항과 케페시터의 직열연결된 회로의 케페시터의 일측단자를 출력으로 하는 시간지연회로인 것을 특징으로 하는 LED조명용 구동회로.
   

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