KR20150143184A

KR20150143184A - 플라이백 컨버터 방식의 플리커 프리 ｌｅｄ 디밍 장치

Info

Publication number: KR20150143184A
Application number: KR1020140072374A
Authority: KR
Inventors: 조현용; 선경표; 정철훈; 박걸서; 오탁근
Original assignee: 주식회사 루멘스; (주)엠에스피
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2015-12-23

Abstract

본 발명의 실시예들에 따른 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치는 1차측 권선, 2차측 제1 권선 및 2차측 제2 권선을 가지는 변압 코일부, 1차측 권선을 구동하는 플라이백 구동부, 2차측 제1 권선에 흐르는 유도 전류로부터 LED 스트링에 공급되는 LED 구동 전류를 생성하는 제1 정류부 및 2차측 제2 권선에 흐르는 유도 전류로부터 출력 전압을 생성하는 제2 정류부를 가지는 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치로서, LED 스트링에 직렬 연결된 LED 스트링 스위치; 및 사용자에 의해 선택된 디밍 레벨에 따라 듀티비가 결정되는 디밍 스위칭 신호를 생성하고, 디밍 스위칭 신호에 의해 LED 스트링 스위치를 제어하는 디밍 제어부를 포함할 수 있다.

Description

플라이백 컨버터 방식의 플리커 프리 ＬＥＤ 디밍 장치{FLICKER-FREE LED DIMMING DEVICE BASED ON FLYBACK CONVERTER}

본 발명은 발광 다이오드(LED) 구동 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 플라이백 컨버터(flyback converter) 방식의 LED 구동 회로에 관한 것이다.

플라이백 컨버터(flyback converter)는 입력 직류 전압보다 낮은 출력 직류 전압을 공급하는 강압형 직류-직류 전압 변환기의 일종으로 신뢰성이 높기 때문에 많은 분야에서 널리 이용되고 있다.

플라이백 컨버터의 동작은 기본적으로 다음과 같다. 플라이백 구동부가 변압기의 1차측 권선에 흐르는 전류를 제어하며, 1차측 권선에 전류가 흐르는 동안 반대 극성의 전압이 2차측 권선에 유기되는데, 2차측 권선에는 이 반대 극성의 전압에 의해 다이오드가 역바이어스된 상태로 직렬 연결되어 있기 때문에 전류가 흐를 수 없고, 따라서 1차측 권선에 흐르는 전류에 의해 2차측 권선에 유기되는 에너지는 2차측 권선의 자화인덕턴스에 축적된다. 이어서 플라이백 구동부에 의해 1차측 권선에 전류가 차단되면, 2차측 권선에 유기되는 전압의 극성이 바뀌면서 다이오드가 순바이어스되고, 2차측 권선의 자화인덕턴스에 축적된 에너지에 의해 전류가 2차측 권선에 흐르게 된다. 2차측 권선에 흐르는 전류가 커패시터에 충전되어 출력 전압을 형성한다.

이러한 플라이백 컨버터의 동작에서 비중이 큰 플라이백 구동부의 1차측 권선에 대한 전류 스위칭은 통상적으로 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 제어된다. 플라이백 컨버터는 PWM의 듀티비를 조절함으로써 출력 전압의 크기를 조절할 수 있다.

한편, 플라이백 컨버터는 발광 다이오드(LED)를 구동하는 용도로도 쉽게 이용된다. 특히 PWM 듀티비를 조절하여 LED 구동 전압을 조절함으로써 LED 디밍(dimming)을 쉽게 구현할 수 있다.

다만 플라이백 컨버터가 수백 Hz의 비교적 높은 주파수에서 PWM의 듀티비를 조절하여 LED 구동 전압을 조절(이러한 동작 모드를 버스트 모드라고 한다)하기 때문에, LED 밝기는 실제로 매우 빠르게 밝아졌다 어두워졌다를 반복하게 되고, 민감한 사람이라면 깜빡임을 느낄 수도 있다. 이러한 현상을 플리커(flicker), 즉 깜빡임 현상이라고 하는데, 특히 LED 밝기를 낮추었을 때, 즉 PWM 듀티비가 낮을 때 두드러진다.

또한 플라이백 컨버터 방식은 2차측 권선에 유기된 전류로부터 내부 전원 전압을 생성하여 디밍 회로를 구동하기 때문에, 디밍 회로가 정상적으로 동작하려면 플라이백 구동부가 1차측 권선에 인가되는 전압의 듀티비를 완전히 0으로 만들 수 없다. 이에 따라서 1차측 권선에서 전원을 완전히 차단하지 않는 이상 LED 램프를 완전히 오프시키기 어렵다는 문제가 발생한다.

이러한 플리커 문제와 불완전한 램프 오프 문제를 해결하기 위해, LED 스트링 전단에 별도의 정전류(Constant Current) 방식 직류-직류 컨버터를 삽입한 방식이 제안되었다.

이 방식에서는 추가된 직류-직류 컨버터가 LED 스트링에 공급되는 전류를 완전히 차단할 수 있어서 불완전한 램프 오프 문제는 해소되었지만, 램프가 오프되기 직전에 플리커 현상이 일어나는 문제가 새로 발생하였다.

또한 이 방식은 정전류 방식의 직류-직류 컨버터가 더 필요하므로 저렴한 가격이라는 LED 램프의 일반적인 장점을 상쇄시킨다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 플리커 현상을 제거한 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 별도의 DC-DC 컨버터를 이용하지 않고 플리커 현상을 제거한 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 별도의 DC-DC 컨버터를 이용하지 않고 불완전한 램프 오프 문제를 제거한 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치는 1차측 권선, 2차측 제1 권선 및 2차측 제2 권선을 가지는 변압 코일부, 상기 1차측 권선을 구동하는 플라이백 구동부, 상기 2차측 제1 권선에 흐르는 유도 전류로부터 LED 스트링에 공급되는 LED 구동 전류를 생성하는 제1 정류부 및 상기 2차측 제2 권선에 흐르는 유도 전류로부터 출력 전압을 생성하는 제2 정류부를 가지는 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치로서, 상기 LED 스트링에 직렬 연결된 LED 스트링 스위치; 및 사용자에 의해 선택된 디밍 레벨에 따라 듀티비가 결정되는 디밍 스위칭 신호를 생성하고, 상기 디밍 스위칭 신호에 의해 상기 LED 스트링 스위치를 제어하는 디밍 제어부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 디밍 제어부는, 사용자에 의해 선택된 디밍 레벨에 따른 디밍 레벨 신호를 출력하는 디밍 레벨 신호 생성부; 및 상기 디밍 레벨 신호의 전압 레벨에 상응하는 듀티비를 가지고 상기 디밍 스위칭 신호를 생성하고, 상기 디밍 스위칭 신호를 상기 LED 스트링 스위치의 제어단자에 인가하는 디밍 스위칭 신호 생성부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 디밍 제어부는, 상기 제2 정류부로부터 출력된 출력 전압을 기초로 전원 전압을 생성하고, 생성된 전원 전압을 상기 디밍 레벨 신호 생성부 및 상기 디밍 스위칭 신호 생성부에 공급하는 전원 전압 생성부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 디밍 스위칭 신호 생성부는 상기 디밍 스위칭 신호의 듀티 구간의 전압 레벨이 상기 디밍 레벨 신호의 전압 레벨을 추종하도록 생성할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치는, 상기 LED 스트링에 흐르는 상기 LED 구동 신호의 전류 크기 또는 전압 레벨을 일정하게 제어할 수 있도록 상기 제1 정류부에서 출력되는 상기 LED 구동 신호의 전압 레벨을 검출하여 상기 플라이백 구동부로 피드백하는 정전류/정전압 제어부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 정전류/정전압 제어부는, 상기 디밍 스위칭 신호가 최대 듀티비인 동안에 상기 LED 구동 신호의 최대 전류 크기 또는 전압 레벨을 일정하게 제어할 수 있도록 상기 제1 정류부에서 출력되는 상기 LED 구동 신호의 전압 레벨을 검출하여 상기 플라이백 구동부로 피드백할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치는, 상기 정전류/정전압 제어부로부터 피드백되는 상기 LED 구동 신호의 전압 레벨을 내부적으로 광학적으로 변환하였다가 전기적으로 재변환한 피드백 신호를 상기 플라이백 구동부로 전달하는 옵토커플러를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치에 따르면, 신뢰성 높고 저렴한 고역률(pf) 플라이백 컨버터 방식에 기반하면서 플리커 현상을 제거할 수 있다.

본 발명의 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치에 따르면, 별도의 DC-DC 컨버를 이용하지 않고도 플리커 현상을 제거할 수 있다.

본 발명의 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치에 따르면, 별도의 DC-DC 컨버를 이용하지 않고도 불완전한 램프 오프 문제를 제거할 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치를 예시한 블록도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치를 이용하여 최대 밝기, 50% 밝기, 최소 밝기일 때의 전류 파형들을 예시한 파형도들이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치를 예시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치(10)는 플라이백 구동부(11), 변압 코일부(12), 제1 정류부(13), LED 스트링(14), LED 스트링 스위치(15), 제2 정류부(16), 디밍 제어부(17), 정전류/정전압 제어부(18) 및 옵토커플러(19)를 포함할 수 있다.

플라이백 구동부(11), 변압 코일부(12), 제1 정류부(13) 및 제2 정류부(16)는 통상적인 플라이백 컨버터로 동작할 수 있다.

디밍 제어부(17)는 전원 전압 생성부(171), 디밍 레벨 신호 생성부(172) 및 디밍 스위칭 신호 생성부(173)를 포함할 수 있다.

본 발명의 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치(10)는 LED 스트링(14)에 직렬 연결된 LED 스트링 스위치(15)를 원하는 디밍 레벨에 따라 듀티비(duty ratio)가 결정되는 디밍 스위칭 신호(PWM_DM)에 의해 스위칭함으로써, LED 스트링(14)에 인가되는 LED 구동 신호(I_LED)의 평균 전류 크기를 제어하여 LED 스트링(14)의 발광량을 조절할 수 있다.

좀더 구체적으로, 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치(10)는, 디밍 제어부(17)에서, 디밍 레벨 신호 생성부(172)가 선택된 디밍 레벨에 따른 디밍 레벨 신호(V_DM)를 출력하고, 디밍 레벨 신호(V_DM)의 전압 레벨에 상응하는 듀티비를 가지고 디밍 스위칭 신호 생성부(173)가 디밍 스위칭 신호(PWM_DM)를 생성하며, 디밍 스위칭 신호(PWM_DM)에 의해 LED 스트링 스위치(15)가 스위칭됨으로써 LED 스트링(14)에 인가되는 LED 구동 신호(I_LED)의 평균 전류 크기를 제어하는 방식으로 동작한다.

아래에서 각 구성요소들의 동작을 상세하게 설명한다.

플라이백 구동부(11)는 소정의 입력 전압(V_IN)을 입력받고, 변압 코일부(12)의 2차측 제1 권선(122)에 미리 설정된, 바람직하게는 최대 밝기에 상응하는, 전압 레벨과 전류 크기를 가진 LED 구동 신호(I_LED)가 생성되도록, 변압 코일부(12)의 1차측 권선(121)에 소정의 듀티비로 PWM 변조된 1차측 입력 전류(I_IN)를 인가한다.

한편 플라이백 구동부(11)는, 변압 코일부(12)의 2차측 제1 권선(122)에 발생하는 LED 구동 신호(I_LED)의 전압 레벨 또는 전류 크기를 일정하게 유지할 수 있도록, 정전류/정전압 제어부(18)로부터 피드백 신호(V_FB)를 옵토커플러(optocoupler)(19)를 통해 피드백받을 수 있다. 옵토커플러(19)는 접지 레벨이 서로 다르다거나 동작 전압이 다른 경우와 같이 어느 두 전기 회로들 간에 전기적으로 절연되어야 하는 경우에, 전기 신호를 광학적으로 변환하여 전달하기 위한 수단이다.

이에 따라, 플라이백 구동부(11)는 만약 제1 정류부(13)가 출력하는 LED 구동 신호(I_LED)의 전압 레벨이 설정된 전압 레벨보다 낮아지면 변압 코일부(12)의 1차측 권선(121)에 인가되는 1차측 입력 전류(I_IN)의 듀티비를 늘려 결과적으로 제1 정류부(13)가 출력하는 LED 구동 신호(I_LED)의 전압 레벨이 설정된 전압 레벨까지 증가하도록 동작할 수 있다.

다만, 이러한 피드백에 의한 LED 구동 신호(I_LED)의 전압/전류 레벨의 조절은 상대적으로 느리게 이루어지며, 제1 정류부(13)에 의해 걸러지지 않은 리플(ripple)이나 LED 스트링 스위치(15)의 스위칭에 의한 스위칭 잡음을 제거할 수 있는 정도는 아니고 단지 LED 구동 신호(I_LED)의 평균 전압 레벨 또는 전류 크기가 일정하게 조절되는 정도이다.

변압 코일부(12)는 1차측 입력 전류(I_IN)가 인가되는 1차측 권선(121), LED 스트링(14)에 LED 구동 신호(I_LED)를 인가하기 위한 2차측 제1 권선(122) 및 디밍 제어부(17) 내의 전원 전압 생성부(171), 디밍 레벨 신호 생성부(172) 및 디밍 스위칭 신호 생성부(173)에 필요한 전력을 공급하기 위한 2차측 제2 권선(123)을 포함하는데, 이때 2차측 제1 및 제2 권선들(122, 123)은 1차측 권선(121)에 대해 반대되는 극성을 가질 수 있다.

제1 정류부(13)는 변압 코일부(12)의 2차측 제1 권선(122)에 연결되어 2차측 제1 권선(122)의 유도 전류로부터 LED 구동 신호(I_LED)를 생성한다.

이를 위해 제1 정류부(13)는 플라이백 컨버터 방식에 따라 1차측 권선(121)에 전류가 흐를 때에는 역바이어스되어 2차측 제1 권선(122)에 유도 전류를 억제하고 반면에 1차측 권선(121)에 전류가 차단될 때에는 순바이어스되어 2차측 제1 권선(122)에 유도 전류를 흐르게 하도록 연결되는 다이오드 정류 회로(도시하지 않음)와 2차측 제1 권선(122)에 흐르는 유도 전류에 의해 충전되는 커패시터(도시하지 않음)로 구현될 수 있다.

한편, 제1 정류부(13)에서 출력되는 LED 구동 신호(I_LED)의 전압 레벨은 정전류/정전압 제어부(18) 및 옵토커플러(19)를 통해 피드백 신호(V_FB)로서 플라이백 구동부(11)로 피드백된다.

LED 스트링(14)은 다수의 발광 다이오드들(LED)을 직렬로 연결한 것으로서, LED 스트링(14)의 직렬 연결된 발광 다이오드들(LED)에 LED 구동 신호(I_LED)가 흐르면, LED 구동 신호(I_LED)의 평균 전류 크기에 상응하여 발광한다.

LED 스트링 스위치(15)는 LED 스트링(14)에 직렬 연결되어 LED 스트링(14)을 통한 LED 구동 신호(I_LED)의 흐름을 디밍 제어부(17)에서 출력되는 디밍 스위칭 신호(PWM_DM)에 따라 스위칭함으로써, LED 구동 신호(I_LED)의 평균 전류 크기를 조절할 수 있고, 결과적으로 원하는 디밍 레벨에 따른 발광량을 얻을 수 있다.

LED 스트링 스위치(15)는 예를 들어 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 트랜지스터로 구현될 수 있고, MOSFET 트랜지스터의 게이트 단자에 디밍 스위칭 신호(PWM_DM)가 인가되도록 연결될 수 있다.

제2 정류부(16)는 변압 코일부(12)의 2차측 제2 권선(123)에 연결되어 2차측 제2 권선(123)의 유도 전류로부터 출력 전압(VOUT)을 생성한다. 제2 정류부(16)는 제1 정류부(13)와 유사하게 플라이백 컨버터 방식에 따른 다이오드 정류 회로 및 커패시터로 구현될 수 있다.

제2 정류부(16)에서 출력하는 출력 전압(VOUT)은 디밍 제어부(17)에 인가되어 디밍 제어부(17) 내의 소정의 디지털 내지 아날로그 회로들에 전력을 공급할 수 있다.

제2 정류부(16)에서 출력되는 출력 전압(VOUT)은 적지 않은 리플 성분을 포함하고 있고 정확하지 않을 수 있기 때문에, 디밍 제어부(17)의 정확한 동작을 위해 전원 전압 생성부(171)는 출력 전압(VOUT)으로부터 소정의 일정한 전압 레벨을 가지는 전원 전압(VCC)을 생성하여 디밍 레벨 신호 생성부(172)와 디밍 스위칭 신호 생성부(173)에 제공할 수 있다.

디밍 레벨 신호 생성부(172)는 사용자가 원하는 디밍 레벨에 따라 아날로그 전압 신호로서 디밍 레벨 신호(V_DM)를 생성한다. 디밍 레벨 신호 생성부(172)는 예를 들어 회전 가변 저항, 회전 선택 스위치로 구현될 수 있고, 전원 전압(VCC)의 범위 내에서 사용자가 원하는 디밍 레벨에 상응하는 전압 레벨을 가지는 디밍 레벨 신호(V_DM)를 출력할 수 있다.

디밍 스위칭 신호 생성부(173)는 전원 전압(VCC)을 공급받아 구동되며, 디밍 레벨 신호 생성부(172)에서 수신된 디밍 레벨 신호(V_DM)의 전압 레벨에 상응하는 듀티비로 PWM 변조된 디밍 스위칭 신호(PWM_DM)를 출력할 수 있다.

구체적으로, 디밍 스위칭 신호 생성부(173)는 내부적으로 소정 주파수의 톱니파를 발생시키고 디밍 레벨 신호(V_DM)와 톱니파를 비교기에 입력시킴으로써 매 주기마다 톱니파의 레벨이 디밍 레벨 신호(V_DM)의 레벨을 초과하는 시점까지를 듀티로 하는 PWM 파형을 생성하여 디밍 스위칭 신호(PWM_DM)로서 출력할 수 있다.

실시예에 따라, 디밍 스위칭 신호 생성부(173)는 디밍 스위칭 신호(PWM_DM)의 듀티 구간의 전압 레벨이 디밍 레벨 신호(V_DM)의 전압 레벨을 추종하도록 생성할 수 있다.

정전류/정전압 제어부(18)는 LED 스트링(14)에 흐르는 LED 구동 신호(I_LED)의 전류 크기와 전압 레벨을 일정하게 제어할 수 있도록 제1 정류부(13)에서 출력되는 LED 구동 신호(I_LED)의 전압 레벨을 옵토커플러(19)를 통해 플라이백 구동부(11)로 피드백한다.

특히, 정전류/정전압 제어부(18)는 디밍 제어부(17)가 최대 듀티비의 디밍 스위칭 신호(PWM_DM)를 출력할 때, 다시 말해 LED 스트링 스위치(15)를 스위칭하지 않을 때에, LED 구동 신호(I_LED)의 최대 전류 크기와 전압 레벨을 제어할 수 있다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치를 이용하여 최대 밝기, 50% 밝기, 최소 밝기일 때의 전류 파형들을 예시한 파형도들이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 아래로부터 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치(10)의 디밍 레벨 신호 생성부(172)의 디밍 레벨 신호(V_DM)의 파형, 디밍 스위칭 신호 생성부(173)의 디밍 스위칭 신호(PWM_DM)의 파형 및 제1 정류부(13)의 LED 구동 신호(I_LED)의 파형이 각각 도시되어 있다.

도 2는 디밍 레벨이 최대일 경우로서, 디밍 레벨 신호(V_DM)은 전원 전압 생성부(171)가 제공하는 10 V의 전원 전압(VCC)에 가까운 9.9 V의 전압 레벨에서 약간의 리플을 가지는 파형으로 나타난다.

디밍 스위칭 신호(PWM_DM)는 듀티비가 최대, 즉 100%로서, 약 9.2 V의 전압 레벨을 전 주기 동안 유지하는 파형으로 출력된다.

LED 구동 신호(I_LED)는 평균 전류 크기가 약 800 mA이고 약간의 리플을 가지는 파형으로 나타난다.

도 3은 디밍 레벨이 최대의 절반인 경우로서, 디밍 레벨 신호(V_DM)은 전원 전압 생성부(171)가 제공하는 10 V의 전원 전압(VCC)의 절반에 가까운 5.1 V의 전압 레벨에서 약간의 리플을 가지는 파형으로 나타난다.

디밍 스위칭 신호(PWM_DM)는 듀티 구간의 전압 레벨이 최대의 절반이고 듀티비도 50%로서, 약 5.4 V의 전압 레벨을 50%의 주기 동안 유지하는 파형으로 출력된다.

이때, 도 3의 LED 구동 신호(I_LED)는 도 2의 LED 구동 신호(I_LED)에 비해 리플의 주기가 달라진 것처럼 보이지만, 그래프의 시간 해상도가 달라졌을 뿐이고 실제 두 파형들의 주파수는 동일함에 유의한다.

도 4는 디밍 레벨이 최소일 경우로서, 디밍 레벨 신호(V_DM)은 전원 전압 생성부(171)가 제공하는 접지 전압에 근접한 1.5 V의 전압 레벨에서 약간의 리플을 가지는 파형으로 나타난다.

디밍 스위칭 신호(PWM_DM)는 듀티비가 최소, 즉 0%로서, 약 0.8 V의 전압 레벨을 전 주기동안 유지하는 파형으로 출력된다.

LED 구동 신호(I_LED)는 평균 전류 크기가 약 10 mA이고 약간의 리플을 가지는 파형으로 나타난다.

도 2 내지 도 4를 관찰하면 디밍 제어부(17)를 이용하여 LED 스트링(14)에 흐르는 LED 구동 신호(I_LED)을 디밍 레벨에 상응하는 스위칭함으로써 플라이백 컨버터 방식의 LED 램프에서 DC-DC 컨버터를 추가하지 않고도 원하는 디밍 레벨로 발광량을 조절할 수 있을 뿐 아니라, 전원을 완전 차단하지 않고도 발광량을 0으로 만들 수 있음을 알 수 있다. 또한 종래 방식에서 발광량이 0으로 되기 전에 나타났던 플리커 현상도 발생하지 않는다.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.

10 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치
11 플라이백 구동부
12 변압 코일부
13 제1 정류부
14 LED 스트링
15 LED 스트링 스위치
16 제2 정류부
17 디밍 제어부
171 전원 전압 생성부
172 디밍 레벨 신호 생성부
173 디밍 스위칭 신호 생성부
18 정전류/정전압 제어부
19 옵토커플러

Claims

1차측 권선, 2차측 제1 권선 및 2차측 제2 권선을 가지는 변압 코일부, 상기 1차측 권선을 구동하는 플라이백 구동부, 상기 2차측 제1 권선에 흐르는 유도 전류로부터 LED 스트링에 공급되는 LED 구동 전류를 생성하는 제1 정류부 및 상기 2차측 제2 권선에 흐르는 유도 전류로부터 출력 전압을 생성하는 제2 정류부를 가지는 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치로서,
상기 LED 스트링에 직렬 연결된 LED 스트링 스위치; 및
사용자에 의해 선택된 디밍 레벨에 따라 듀티비가 결정되는 디밍 스위칭 신호를 생성하고, 상기 디밍 스위칭 신호에 의해 상기 LED 스트링 스위치를 제어하는 디밍 제어부를 포함하는 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치.

제1항에 있어서, 상기 디밍 제어부는,
사용자에 의해 선택된 디밍 레벨에 따른 디밍 레벨 신호를 출력하는 디밍 레벨 신호 생성부; 및
상기 디밍 레벨 신호의 전압 레벨에 상응하는 듀티비를 가지고 상기 디밍 스위칭 신호를 생성하고, 상기 디밍 스위칭 신호를 상기 LED 스트링 스위치의 제어단자에 인가하는 디밍 스위칭 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치.

제2항에 있어서, 상기 디밍 제어부는,
상기 제2 정류부로부터 출력된 출력 전압을 기초로 전원 전압을 생성하고, 생성된 전원 전압을 상기 디밍 레벨 신호 생성부 및 상기 디밍 스위칭 신호 생성부에 공급하는 전원 전압 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치.

제2항에 있어서, 상기 디밍 스위칭 신호 생성부는 상기 디밍 스위칭 신호의 듀티 구간의 전압 레벨이 상기 디밍 레벨 신호의 전압 레벨을 추종하도록 생성하는 것을 특징으로 하는 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치.

제1항에 있어서,
상기 LED 스트링에 흐르는 상기 LED 구동 신호의 전류 크기 또는 전압 레벨을 일정하게 제어할 수 있도록 상기 제1 정류부에서 출력되는 상기 LED 구동 신호의 전압 레벨을 검출하여 상기 플라이백 구동부로 피드백하는 정전류/정전압 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치.

제5항에 있어서, 상기 정전류/정전압 제어부는,
상기 디밍 스위칭 신호가 최대 듀티비인 동안에 상기 LED 구동 신호의 최대 전류 크기 또는 전압 레벨을 일정하게 제어할 수 있도록 상기 제1 정류부에서 출력되는 상기 LED 구동 신호의 전압 레벨을 검출하여 상기 플라이백 구동부로 피드백하는 것을 특징으로 하는 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치.

제5항에 있어서,
상기 정전류/정전압 제어부로부터 피드백되는 상기 LED 구동 신호의 전압 레벨을 내부적으로 광학적으로 변환하였다가 전기적으로 재변환한 피드백 신호를 상기 플라이백 구동부로 전달하는 옵토커플러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이백 컨버터 LED 디밍 장치.