KR20200050768A - Voltage transformation circuit comprising step-up transformer - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a transformer circuit including a step-up transformer. The transformer circuit includes: a transformer including a first coil and a second coil coupled to have leakage inductance; a power source unit connected in parallel between the first coil and the second coil; an LED element connected to the transformer; and a switching unit connected in series with the transformer and the element, wherein the voltage applied to the LED element when the switching unit is on is the same as the voltage applied to the LED element when the switching unit is off.

Description

승압형 변압기를 포함하는 변압 회로{VOLTAGE TRANSFORMATION CIRCUIT COMPRISING STEP-UP TRANSFORMER}Transformer circuit including a step-up transformer {VOLTAGE TRANSFORMATION CIRCUIT COMPRISING STEP-UP TRANSFORMER}

본 발명은 승압형 변압기를 포함하는 변압 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a transformer circuit comprising a step-up transformer.

코일 간의 전자기 유도 현상을 이용하여 입력 전압을 높이거나 낮춰주는 변압기에는, 전압을 높이는 승압형 변압기와 전압을 낮추는 감압형 변압기가 있다. 종래에는 비용상의 이점 때문에 감압형 변압기가 많이 이용되어 왔으나, 에너지 손실률이 높아서 효율성이 떨어지는 문제가 있다.Transformers that increase or decrease the input voltage using electromagnetic induction between coils include step-up transformers that increase the voltage and step-down transformers that lower the voltage. Conventionally, a pressure-sensitive transformer has been frequently used due to cost advantages, but there is a problem in that efficiency is low due to a high energy loss rate.

유도 결합 회로에서는 두 코일 간의 전자적인 결합도를 나타내는 결합 상수(coupling constant; k)에 따라 상호 인덕턴스(M)가 결정된다. 결합 상수가 1일 때를 완전 결합(밀결합)이라고 한다. 실제로는 두 코일 간에 누설 자속이 있으므로 결합 상수는 0과 1 사이의 범위에 있다.In the inductive coupling circuit, the mutual inductance M is determined according to a coupling constant (k) indicating an electronic coupling degree between two coils. When the binding constant is 1, it is called a perfect bond (close bond). In practice there is a leakage flux between the two coils, so the coupling constant is in the range between 0 and 1.

한편, 누설 인덕턴스 변압기 중에는 양 코일을 공통으로 통과하지 않는 누설 자속이 많도록 설계한 누설 변압기(Leakage Transformer)가 있다. 누설 변압기는 1차 코일 측의 전원 전압이 일정하고, 부하 임피던스가 변동해도 거의 일정한 2차 코일측 전류가 흐르도록 한 정전류 변압기이다. 네온관등, 방전등, 아크 용접기, 전자 레인지 등에 사용된다.On the other hand, among the leakage inductance transformers, there is a leakage transformer designed to have a large amount of leakage magnetic flux that does not pass through both coils in common. The leakage transformer is a constant current transformer having a constant power supply voltage on the primary coil side and a substantially constant secondary current on the secondary coil side even when the load impedance fluctuates. It is used for neon tube lamp, discharge lamp, arc welding machine, microwave oven, etc.

대한민국 특허공개번호 제 10-2012-0056697호 (2012년 5월 29일 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2012-0056697 (released on May 29, 2012)

본 발명은 에너지 효율성을 높이고, 일정한 전압의 공급을 필요로 하는 소자에 안정적인 전압을 공급하기 위해, 누설 인덕턴스를 이용하여 개선된 승압형 변압기를 포함하는 변압 회로를 제공한다.The present invention provides a transformer circuit including an improved step-up transformer using a leakage inductance in order to increase energy efficiency and supply a stable voltage to a device requiring a constant voltage supply.

일 실시예에 따른 변압 회로는, 누설 인덕턴스를 갖도록 결합된 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 변압부; 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이에 병렬로 연결되는 전원부; 상기 변압부에 연결되는 LED 소자부; 및 상기 변압부 및 상기 소자부와 직렬로 연결되는 스위칭부를 포함하고, 상기 스위칭부가 온(on) 상태인 경우에 상기 LED 소자부에 인가되는 전압과 상기 스위칭부가 오프(off) 상태인 경우에 상기 LED 소자부에 인가되는 전압은 동일한 것일 수 있다.A transformer circuit according to an embodiment includes a transformer including a first coil and a second coil coupled to have a leakage inductance; A power unit connected in parallel between the first coil and the second coil; An LED element part connected to the transformer part; And a switching unit connected in series with the transformer unit and the element unit, and when the switching unit is on, the voltage applied to the LED element unit and the switching unit is off. The voltage applied to the LED element may be the same.

일 실시예에 따른 변압부는, 상기 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 변압기; 상기 제2 코일 측에서 상기 변압기와 직렬로 연결되는 제1 다이오드; 및 직렬 연결된 상기 변압기 및 제1 다이오드와 병렬로 연결되는 제2 다이오드를 포함하는 것일 수 있다.Transformer according to an embodiment, the transformer including the first coil and the second coil; A first diode connected in series with the transformer at the second coil side; And a second diode connected in parallel with the transformer and the first diode connected in series.

상기 누설 인덕턴스를 갖도록 결합된 제1 코일 및 제2 코일 사이의 결합 상수는 소정의 값보다 작은 것일 수 있다.The coupling constant between the first coil and the second coil coupled to have the leakage inductance may be smaller than a predetermined value.

상기 LED 소자부에 인가되는 전압은 상기 전원부에 의한 입력 전압보다 큰 것일 수 있다.The voltage applied to the LED element may be greater than the input voltage by the power supply.

상기 변압부는, 서로 병렬로 연결되는 독립된 두 도선 상에 각각 배치된 제1 다이오드 및 제2 다이오드를 더 포함하는 것일 수 있다.The transformer may further include a first diode and a second diode respectively disposed on two independent conductors connected in parallel to each other.

상기 스위칭부가 온 상태인 경우 상기 제2 코일에 유도되는 제1 전압과 상기 전원부에 의한 입력 전압은, 상기 제1 다이오드을 통해 상기 LED 소자부에 인가되는 것일 수 있다.When the switching unit is on, the first voltage induced in the second coil and the input voltage by the power supply unit may be applied to the LED element unit through the first diode.

상기 스위칭부가 오프 상태인 경우 상기 제2 코일에 걸리는 전압은 0V일 수 있다.When the switching unit is in an off state, the voltage applied to the second coil may be 0V.

상기 스위칭부가 오프 상태인 경우 역기전력에 의해 상기 제1 코일에 유도되는 제2 전압과 상기 전원부에 의한 입력 전압은, 상기 제2 다이오드를 통해 상기 LED 소자부에 인가되는 것일 수 있다.When the switching unit is in the off state, the second voltage induced in the first coil by the back EMF and the input voltage by the power unit may be applied to the LED element unit through the second diode.

상기 스위칭부가 온 상태인 경우에 상기 전원부에 의해 상기 제1 코일에 걸리는 전압과, 상기 스위칭부가 오프 상태인 경우에 역기전력에 의해 상기 제1 코일에 유도되는 전압은, 서로 반대 방향일 수 있다.The voltage applied to the first coil by the power supply unit when the switching unit is on and the voltage induced by the back electromotive force when the switching unit is off may be in opposite directions.

본 발명에 따르면, 안정적으로 전압을 공급을 요구하는 시설에 사용될 수 있으므로 범용성이 크다.According to the present invention, since it can be used in a facility that requires a stable supply of voltage, it has great versatility.

또한, 본 발명에 따르면 에너지 손실률을 크게 감소시킬 수 있어 전압을 공급받아 작업을 수행하는 각종 공정에서의 효율성을 극대화할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to greatly reduce the energy loss rate, thereby maximizing the efficiency in various processes for performing work by receiving a voltage.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압 회로를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭부가 온 상태인 경우의 변압 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭부가 오프 상태인 경우의 변압 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 변압 회로를 도시한다.1 shows a transformer circuit according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a transformer circuit when the switching unit according to an embodiment of the present invention is on.
3 is a view for explaining a transformer circuit when the switching unit according to an embodiment of the present invention is off.
4 shows a transformer circuit according to another embodiment of the present invention.

다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 구성요소를 나타내기 위해서 사용된다. 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 구체적인 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록의 형태로 제공될 수 있다.Various embodiments are now described with reference to the drawings, and like reference numbers throughout the drawings are used to denote similar elements. In this specification, various descriptions are presented to aid the understanding of the present invention. However, it is clear that these embodiments can be practiced without these specific details. In other examples, well-known structures and devices may be provided in the form of a block to facilitate description of the embodiments.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압 회로를 도시한다. 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 변압 회로는 변압부, 전원부, 소자부 및 스위칭부를 포함할 수 있다.1 shows a transformer circuit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a transformer circuit according to an embodiment may include a transformer part, a power supply part, a device part, and a switching part.

일 실시예에 따른 변압 회로의 변압부는, 전원부로부터 입력 전압을 인가받아 그 크기를 변경시키고, 소자부로 변경된 전압을 공급하기 위한 구성으로서, 적어도 하나의 유도 결합 회로를 갖는 변압기를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 변압부는 전원부로부터의 입력 전압보다 높은 전압을 소자부로 공급하기 위한 승압형 변압기를 포함할 수 있다.The transformer part of the transformer circuit according to an embodiment may be configured to receive an input voltage from a power supply unit, change its size, and supply a changed voltage to the device unit, and may include a transformer having at least one inductive coupling circuit. The transformer according to an embodiment may include a step-up transformer for supplying a voltage higher than the input voltage from the power supply to the device unit.

도 1에서, 일 실시예에 따른 변압부는, 변압기와 두 개의 다이오드(150, 170)를 포함할 수 있다. 변압기는 상호 결합된 제1 코일(110)과 제2 코일(130)을 포함할 수 있고, 제1 다이오드(150)는 제2 코일(130) 측에서 변압기와 직렬로 연결될 수 있다. 제2 다이오드(170)는, 직렬로 연결된 변압기 및 제1 다이오드(150) 전체와 병렬로 연결될 수 있다. 제1 코일(110)과 제2 코일(130)은 각각 1차 코일과 2차 코일일 수 있다.In FIG. 1, the transformer according to an embodiment may include a transformer and two diodes 150 and 170. The transformer may include a first coil 110 and a second coil 130 coupled to each other, and the first diode 150 may be connected in series with the transformer at the second coil 130 side. The second diode 170 may be connected in parallel with the transformer connected in series and the entire first diode 150 in parallel. The first coil 110 and the second coil 130 may be primary and secondary coils, respectively.

일 실시예에 따른 변압기에서, 제1 코일(110)과 제2 코일(130)의 결합의 정도는 완전 결합(밀결합)에 가깝지 않도록, 즉, 약한 결합(조결합; 粗結合)이 되도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1 코일(110)과 제2 코일(130)의 결합의 정도를 나타내는 결합 상수는 1 보다 0에 가깝도록 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(110)과 제2 코일(130) 간의 결합 상수는 소정의 값보다 작을 수 있다. 조결합에 의한 변압기의 경우 밀결합의 경우보다 변압기의 상호 인덕턴스(M)는 작아질 수 있고, 누설 인덕턴스는 커질 수 있다.In the transformer according to an embodiment, the degree of coupling between the first coil 110 and the second coil 130 is configured not to be close to full coupling (close coupling), that is, to be weakly coupled (crude coupling). Can be. Specifically, the coupling constant representing the degree of coupling between the first coil 110 and the second coil 130 may be determined to be closer to 0 than 1. For example, the coupling constant between the first coil 110 and the second coil 130 may be smaller than a predetermined value. In the case of a transformer by rough coupling, the mutual inductance (M) of the transformer may be smaller than in the case of tight coupling, and the leakage inductance may be increased.

일 실시예에 따른 제1 다이오드(150)는 제2 코일(130)의 일단과 직렬로 연결될 수 있고, 일 실시예에 따른 제2 다이오드(170)의 양 말단은 제1 코일(110)의 일단 및 제1 다이오드(150)의 일단과 각각 연결될 수 있다.The first diode 150 according to an embodiment may be connected in series with one end of the second coil 130, and both ends of the second diode 170 according to an embodiment may have one end of the first coil 110. And one end of the first diode 150, respectively.

일 실시예에 따른 변압부는 전원부로부터 입력 전압(Vin)을 공급받을 수 있다. 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 전원부는 변압부의 제1 코일(110)과 제2 코일(130)의 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 전원부는 교류 전압원일 수 있다.The transformer according to an embodiment may receive the input voltage Vin from the power supply unit. Referring to FIG. 1, the power supply unit according to an embodiment may be connected in parallel between the first coil 110 and the second coil 130 of the transformer. The power supply unit may be an AC voltage source.

일 실시예에 따른 변압부는 전원부로부터의 입력 전압을 변환하여 소자부로 전달할 수 있다. 도 1을 참조하면, 변압부로부터 전압을 인가받는 소자부는, 예를 들어, LED 소자부일 수 있다. 그 외에도 소자부는 전압을 인가받아 저항의 역할을 하는 다양한 소자들이 될 수 있다.The transformer according to an embodiment may convert the input voltage from the power supply unit and transfer it to the device unit. Referring to FIG. 1, an element part receiving a voltage from a transformer part may be, for example, an LED element part. In addition, the device unit may be various devices that act as resistors by applying a voltage.

일 실시예에 따른 LED 소자부는 변압부와 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 LED 소자부는 제2 코일(130) 측에서 변압부와 직렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, LED 소자부는 변압부의 제1 다이오드(150)의 일단 및 제2 다이오드(170)의 일단과 연결될 수 있다.The LED element unit according to an embodiment may be connected to a transformer unit. For example, in FIG. 1, the LED element unit may be connected in series with the transformer unit on the second coil 130 side. Specifically, the LED element unit may be connected to one end of the first diode 150 and one end of the second diode 170 of the transformer.

일 실시예에 따른 스위칭부는 변압부 및 소자부와 직렬로 연결되어, 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태에 따라 변압 회로의 구성을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 스위칭부는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM)을 수행하기 위한 PWM 스위치일 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 온/오프 스위칭 동작이 가능한 소자로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따른 스위칭부의 일단은 LED 소자부에 연결되고 다른 일단은 변압기의 제1 코일(110) 측에 연결될 수 있다.The switching unit according to an embodiment may be connected in series with the transformer unit and the element unit to change the configuration of the transformer circuit according to an on state or an off state. For example, in FIG. 1, the switching unit may be a PWM switch for performing Pulse Width Modulation (PWM), but is not limited thereto, and may be configured as a device capable of on / off switching. One end of the switching unit according to an embodiment may be connected to the LED element unit and the other end may be connected to the first coil 110 side of the transformer.

이하에서 도 2와 도 3을 참조하여, 스위칭부의 스위칭 동작에 따른 변환 회로의 동작을 설명하도록 한다.Hereinafter, the operation of the conversion circuit according to the switching operation of the switching unit will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2와 도 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭부가 온 상태인 경우와 오프 상태인 경우의 변압 회로를 설명하기 위한 도면이다.2 and 3 are diagrams for explaining a transformer circuit in a case where the switching unit is in an on state and an off state according to an embodiment of the present invention, respectively.

도 2를 참조하면, 스위칭부가 온 상태인 경우 전원부로부터 입력 전압(Vin)이 공급되면, 변압기의 제2 코일(130)에 제1 전압(V1)이 유도될 수 있다. 본 명세서에서 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)은 일 실시예에 따른 변압기의 제2 코일(130)과 제1 코일(110)에 걸리는 전압을 각각 지칭할 수 있다.Referring to FIG. 2, when the input voltage Vin is supplied from the power supply when the switching unit is in the on state, the first voltage V1 may be induced to the second coil 130 of the transformer. In the present specification, the first voltage V1 and the second voltage V2 may refer to voltages applied to the second coil 130 and the first coil 110 of the transformer according to an embodiment.

구체적으로, 입력 전압(Vin)에 따라 제1 코일(110)에 걸리는 제2 전압(V2)이 결정 수 있고, 전자기 유도 현상에 의해 제2 코일(130)에 제1 전압(V1)이 유도될 수 있다.Specifically, the second voltage V2 applied to the first coil 110 may be determined according to the input voltage Vin, and the first voltage V1 may be induced to the second coil 130 by the electromagnetic induction phenomenon. Can be.

예를 들어, 도 2에서, 제1 코일(110)의 감은 앞쪽(111)은 전위가 낮고 뒤쪽은 전위가 높은 방향으로, 제1 코일(110)의 제2 전압(V2)이 걸릴 수 있다. 제2 전압(V2)은 입력 전압과 동일할 수 있다. 또한, 제2 코일(130)의 감은 앞쪽(131)은 전위가 낮고 뒤쪽은 전위가 높은 방향으로, 제2 코일(130)의 제1 전압(V1)이 유도 수 있다. 제1 전압(V1)은 입력 전압(Vin)과 제1 코일(110)과 제2 코일(130)의 권선 비율에 따라 결정될 수 있다.For example, in FIG. 2, the winding 111 of the first coil 110 has a low potential and a rear has a high potential, and the second voltage V2 of the first coil 110 may be applied. The second voltage V2 may be the same as the input voltage. In addition, the winding of the second coil 130, the front side 131 has a low electric potential and the rear has a high electric potential, and the first voltage V1 of the second coil 130 may be induced. The first voltage V1 may be determined according to an input voltage Vin and a winding ratio of the first coil 110 and the second coil 130.

일 실시예에 따른 변압기의 제2 코일(130)의 제1 전압(V1)이 유도되면, 변압기는 제2 코일(130) 측에 연결된 제1 다이오드(150)를 통해 LED 소자부에 전력을 인가할 수 있다. 구체적으로, 입력 전압(Vin)과 제1 전압(V1)를 합한 값의 전압이 제1 다이오드(150) 및 LED 소자부에 인가될 수 있다. 일 실시예에 따른 변압기는 승압형일 수 있다.When the first voltage V1 of the second coil 130 of the transformer according to an embodiment is induced, the transformer applies power to the LED element through the first diode 150 connected to the second coil 130 side. can do. Specifically, a voltage having a sum of the input voltage Vin and the first voltage V1 may be applied to the first diode 150 and the LED element unit. The transformer according to an embodiment may be a boost type.

다음으로 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 변압 회로에서 스위칭부가 오프 상태가 되면, 역기전력에 의하여 변압기의 제1 코일(110)과 제2 코일(130)에 걸리는 전압의 방향이 전환될 수 있다.Next, referring to FIG. 3, when the switching unit is turned off in the transformer circuit according to an embodiment, the direction of the voltage applied to the first coil 110 and the second coil 130 of the transformer may be switched by the back EMF. have.

구체적으로, 제2 코일(130)의 감은 앞쪽(131)은 전위가 높고 뒤쪽은 전위가 낮은 방향으로, 제2 코일(130)의 제1 전압(V1)이 걸릴 수 있다. 제2 코일(130)의 제1 전압(V1)은 0V일 수 있다. 또한, 제1 코일(110)의 감은 앞쪽(111)은 전위가 높고 뒤쪽은 전위가 낮은 방향으로, 역기전력에 의한 제1 코일(110)의 제2 전압(V2)이 발생될 수 있다.Specifically, the winding of the second coil 130 may be applied to the first voltage V1 of the second coil 130 in a direction in which the front 131 has a high potential and the rear has a low potential. The first voltage V1 of the second coil 130 may be 0V. In addition, the winding 111 of the first coil 110 may have a high potential and a low potential at the rear, and a second voltage V2 of the first coil 110 due to back EMF may be generated.

이때, 제1 코일(110)과 제2 코일(130) 간의 조결합에 의해, 역기전력에 의한 제1 코일(110)의 제2 전압(V2)은 무한대가 아닐 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(110)과 제2 코일(130) 간의 누설 인덕턴스가 클 수록, 역기전력에 의한 제1 코일(110)의 제2 전압(V2)은 작아질 수 있다. 역기전력한 제1 코일(110)의 제2 전압(V2)을 조정하기 위해 소정의 값 보다 작은 제1 코일 및 제2 코일 사이의 결합 상수가 선택될 수 있다.At this time, by the second coupling between the first coil 110 and the second coil 130, the second voltage V2 of the first coil 110 due to back EMF may not be infinite. For example, as the leakage inductance between the first coil 110 and the second coil 130 increases, the second voltage V2 of the first coil 110 due to back EMF may decrease. The coupling constant between the first coil and the second coil smaller than a predetermined value may be selected to adjust the second voltage V2 of the back electromotive force of the first coil 110.

일 실시예에 따른 변압기의 제1 코일(110)에 역기전력에 의한 제2 전압(V2)이 걸리면, 변압기는 제1 다이오드(150)와 독립된 도선에 위치하는(병렬 연결) 제2 다이오드(170)를 통해 LED 소자부에 전력을 인가할 수 있다. 구체적으로, 입력 전압(Vin)과 제2 전압(V2)을 합한 값의 전압이 제2 다이오드(170) 및 LED 소자부에 인가될 수 있다.When the second voltage V2 due to the back EMF is applied to the first coil 110 of the transformer according to an embodiment, the transformer is located on a conductor independent of the first diode 150 (parallel connection), the second diode 170 Power can be applied to the LED element through. Specifically, a voltage of the sum of the input voltage Vin and the second voltage V2 may be applied to the second diode 170 and the LED element unit.

일 실시예에 따른 변압 회로에서, LED 소자부에 안정적인 전압을 공급하기 위해 스위칭부가 온 상태인 경우에 LED 소자부에 인가되는 전압과 스위칭부가 오프 상태인 경우에 LED 소자부에 인가되는 전압은 동일할 수 있다.In the transformer circuit according to an embodiment, in order to supply a stable voltage to the LED element, the voltage applied to the LED element portion when the switching portion is on and the voltage applied to the LED element portion when the switching portion is off are the same. can do.

구체적으로, 스위칭부가 온 상태인 경우에 제1 다이오드(150) 및 LED 소자부에 인가되는 입력 전압(Vin)과 제1 전압(V1)의 합은, 스위칭부가 오프 상태인 경우에 제2 다이오드(170) 및 LED 소자부에 인가되는 입력 전압(Vin)과 제2 전압(V2)의 합과 동일할 수 있다. 예를 들어, 소정의 값 보다 작은 제1 코일 및 제2 코일 사이의 결합 상수를 선택함으로써, 고효율을 위한 일정 전압이 공급되도록 제1 코일(110)과 제2 코일(130) 간의 결합 정도를 구성할 수 있다.Specifically, the sum of the input voltage Vin and the first voltage V1 applied to the first diode 150 and the LED element unit when the switching unit is in the on-state is the second diode ( 170) and the sum of the input voltage Vin and the second voltage V2 applied to the LED element unit. For example, by selecting a coupling constant between the first coil and the second coil smaller than a predetermined value, the degree of coupling between the first coil 110 and the second coil 130 is configured to supply a constant voltage for high efficiency. can do.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 변압 회로를 도시한다.4 shows a transformer circuit according to another embodiment of the present invention.

일 실시예에 따른 변압 회로는 전원부, 변압부, LED 소자부 및 스위칭부를 포함할 수 있다. 각각의 구성들은 도 1 내지 3에서 설명된 것과 동일한 기능들을 수행할 수 있다.The transformer circuit according to an embodiment may include a power supply unit, a transformer unit, an LED element unit, and a switching unit. Each of the configurations can perform the same functions as described in FIGS. 1 to 3.

도 4를 참조하면, 변압부는 제1 코일(110)과 제2 코일(130)을 포함하는 변압기와, 두 개의 다이오드(150, 170)를 포함할 수 있다. 제1 코일(110)과 제2 코일(130)은 큰 누설 인덕턴스를 갖도록 약하게 결합될 수 있다.Referring to FIG. 4, the transformer may include a transformer including the first coil 110 and the second coil 130, and two diodes 150 and 170. The first coil 110 and the second coil 130 may be weakly coupled to have a large leakage inductance.

누설 인덕턴스를 줄이기 위해 누설 자속을 작게 하려면 강자성체를 이용하여 코일들이 감기는 코어에서 자속이 퍼지지 못하게 해야 하는 반면, 누설 자속을 크게 하려면 강자성체를 사용하지 않거나, 코어를 분리하는 방법을 이용할 수 있다. 또한, 코일들과 코일들이 감기는 코어 사이에 소정의 공간(air gap)을 두어 누설 인덕턴스를 크게 할 수 있다. 도 4에서와 같이 제1 코일(110)과 제2 코일(130) 사이에서 코어에 형성된 돌출부를 통해 누설 자속이 흐르도록 함으로써 큰 누설 인덕턴스를 갖는 결합을 형성할 수 있다.In order to reduce the leakage inductance, to reduce the leakage magnetic flux, a ferromagnetic material must be used to prevent the magnetic flux from spreading in the coiled core, whereas to increase the leakage magnetic flux, a ferromagnetic material may be used or a core separation method may be used. In addition, it is possible to increase the leakage inductance by placing a predetermined air gap between the coils and the core around which the coils are wound. As shown in FIG. 4, the leakage magnetic flux flows through the protrusion formed in the core between the first coil 110 and the second coil 130 to form a coupling having a large leakage inductance.

일 실시예에 따른 전원부는 제1 코일(110)과 제2 코일(130)의 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 전원부는 교류의 입력 전압(Vin)을 공급할 수 있다. 구체적으로, 전원부는 제1 코일(110)의 일단 및 제2 코일(130)의 일단에 연결될 수 있다.The power supply unit according to an embodiment may be connected in parallel between the first coil 110 and the second coil 130. The power supply unit may supply an AC input voltage Vin. Specifically, the power supply unit may be connected to one end of the first coil 110 and one end of the second coil 130.

일 실시예에 따른 제2 코일(130)의 전원부와 연결되지 않는 다른 일단은 제1 다이오드(150)와 일단과 연결될 수 있다. 제1 다이오드(150)는 제1 코일(110) 및 제2 코일(130)로 구성된 변압기와 직렬로 연결될 수 있다. 제1 다이오드(150)의 다른 일단은 LED 소자부와 연결될 수 있다.The other end which is not connected to the power supply of the second coil 130 according to an embodiment may be connected to the first diode 150 and one end. The first diode 150 may be connected in series with a transformer composed of the first coil 110 and the second coil 130. The other end of the first diode 150 may be connected to the LED element unit.

일 실시예에 따른 제1 코일(110)의 전원부와 연결되지 않는 다른 일단은 제2 다이오드(170)의 일단과 연결될 수 있다. 구체적으로, 제2 다이오드(170)는 직렬로 연결된 변압기 및 제1 다이오드(150) 전체와 병렬로 연결될 수 있다. 제2 다이오드(170)의 다른 일단은 LED 소자부와 연결될 수 있다.The other end that is not connected to the power supply of the first coil 110 according to an embodiment may be connected to one end of the second diode 170. Specifically, the second diode 170 may be connected in parallel with the entire transformer and the first diode 150 connected in series. The other end of the second diode 170 may be connected to the LED element unit.

일 실시예에 따른 제1 다이오드(150)와 제2 다이오드(170)는 서로 독립적으로 병렬 연결된 두 도선 상에 각각 존재할 수 있다. 제1 다이오드(150)와 제2 다이오드(170)는 모두 변압부로부터 LED 소자부 쪽으로의 전류를 허용하도록 구성될 수 있다.The first diode 150 and the second diode 170 according to an embodiment may exist on two conductors connected in parallel to each other independently. Both the first diode 150 and the second diode 170 may be configured to allow current from the transformer to the LED element.

일 실시예에 따른 LED 소자부의 일단은 제1 다이오드(150) 및 제2 다이오드(170)와 연결되고 다른 일단은 스위칭부와 연결될 수 있다.One end of the LED element unit according to an embodiment may be connected to the first diode 150 and the second diode 170, and the other end may be connected to the switching unit.

일 실시예에 따른 스위칭부는 LED 소자부 및 변압부와 직렬로 연결될 수 있다. 스위칭부는 변압부와 제1 코일(110) 측에서 연결될 수 있다. 스위칭부는 PWM 스위치 또는 MOSFET 스위치일 수 있다.The switching unit according to an embodiment may be connected in series with the LED element unit and the transformer unit. The switching unit may be connected to the transformer unit and the first coil 110 side. The switching unit may be a PWM switch or a MOSFET switch.

일 실시예에 따른 변압 회로에서, 스위칭부의 온/오프 스위칭 동작에 따른 상태 변화에도 LED 소자부에 인가되는 전압은 일정하게 유지되어, 공급 전력의 소모가 효율적으로 이루어질 수 있다. 즉, 스위칭부가 온 상태인 경우에 제1 다이오드(150)를 통해 LED 소자부에 인가되는 전압은 스위칭부가 오프 상태인 경우에 제2 다이오드(170)를 통해 LED 소자부에 인가되는 전압과 동일할 수 있다. LED 소자부에 인가되는 전압은 전원부로부터의 입력 전압(Vin) 보다 클 수 있다.In the transformer circuit according to an embodiment, the voltage applied to the LED element unit is kept constant even when the state changes according to the on / off switching operation of the switching unit, so that consumption of supply power can be efficiently performed. That is, when the switching unit is in the on state, the voltage applied to the LED element unit through the first diode 150 is the same as the voltage applied to the LED element unit through the second diode 170 when the switching unit is off. Can be. The voltage applied to the LED element may be greater than the input voltage Vin from the power supply.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration only, and those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and it should be interpreted that all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present invention. do.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.If a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains, various substitutions, modifications and changes are possible without departing from the technical spirit of the present invention. It is not limited by.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the exemplary system described above, the methods are described based on a flow chart as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of steps, and some steps may occur in a different order than the steps described above or simultaneously. Can be. In addition, those skilled in the art will understand that the steps shown in the flowcharts are not exclusive, other steps may be included, or one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the present invention.

Claims (9)

변압 회로에 있어서,
누설 인덕턴스를 갖도록 결합된 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 변압부;
상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이에 병렬로 연결되는 전원부;
상기 변압부에 연결되는 LED 소자부; 및
상기 변압부 및 상기 소자부와 직렬로 연결되는 스위칭부;를 포함하고,
상기 스위칭부가 온(on) 상태인 경우에 상기 LED 소자부에 인가되는 전압과 상기 스위칭부가 오프(off) 상태인 경우에 상기 LED 소자부에 인가되는 전압은 동일한 것인, 변압 회로.
In the transformer circuit,
A transformer including a first coil and a second coil coupled to have a leakage inductance;
A power unit connected in parallel between the first coil and the second coil;
An LED element part connected to the transformer part; And
It includes; a switching unit connected to the transformer and the element in series;
The voltage of the voltage applied to the LED element when the switching unit is on (on) and the voltage applied to the LED element when the switching unit is off (off), the transformer circuit.
제1항에 있어서, 상기 변압부는,
상기 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 변압기;
상기 제2 코일 측에서 상기 변압기와 직렬로 연결되는 제1 다이오드; 및
직렬 연결된 상기 변압기 및 제1 다이오드와 병렬로 연결되는 제2 다이오드를 포함하는 것인, 변압 회로.
According to claim 1, The transformer unit,
A transformer including the first coil and the second coil;
A first diode connected in series with the transformer at the second coil side; And
And a second diode connected in parallel with the transformer and the first diode connected in series.
제1항에 있어서,
상기 누설 인덕턴스를 갖도록 결합된 제1 코일 및 제2 코일 사이의 결합 상수는 소정의 값보다 작은 것인, 변압 회로.
According to claim 1,
The transformer circuit having a coupling constant between the first coil and the second coil coupled to have the leakage inductance is smaller than a predetermined value.
제1항에 있어서,
상기 LED 소자부에 인가되는 전압은 상기 전원부에 의한 입력 전압보다 큰 것인, 변압 회로.
According to claim 1,
The voltage applied to the LED element unit is greater than the input voltage by the power supply unit, the transformer circuit.
제1항에 있어서, 상기 변압부는,
서로 병렬로 연결되는 독립된 두 도선 상에 각각 배치된 제1 다이오드 및 제2 다이오드를 더 포함하는 것인, 변압 회로.
According to claim 1, The transformer unit,
The transformer circuit further includes a first diode and a second diode respectively disposed on two independent conductors connected in parallel to each other.
제2항에 있어서,
상기 스위칭부가 온 상태인 경우 상기 제2 코일에 유도되는 제1 전압과 상기 전원부에 의한 입력 전압은, 상기 제1 다이오드을 통해 상기 LED 소자부에 인가되는 것인, 변압 회로.
According to claim 2,
When the switching unit is on, the first voltage induced in the second coil and the input voltage by the power unit are applied to the LED element unit through the first diode.
제2항에 있어서,
상기 스위칭부가 오프 상태인 경우 상기 제2 코일에 걸리는 전압은 0V인 것인, 변압 회로.
According to claim 2,
When the switching unit is off, the voltage applied to the second coil is 0V, the transformer circuit.
제2항에 있어서,
상기 스위칭부가 오프 상태인 경우 역기전력에 의해 상기 제1 코일에 유도되는 제2 전압과 상기 전원부에 의한 입력 전압은, 상기 제2 다이오드를 통해 상기 LED 소자부에 인가되는 것인, 변압 회로.
According to claim 2,
When the switching unit is in the off state, the second voltage induced to the first coil by the back electromotive force and the input voltage by the power unit is applied to the LED element unit through the second diode.
제2항에 있어서,
상기 스위칭부가 온 상태인 경우에 상기 전원부에 의해 상기 제1 코일에 걸리는 전압과, 상기 스위칭부가 오프 상태인 경우에 역기전력에 의해 상기 제1 코일에 유도되는 전압은, 서로 반대 방향인 것인, 변압 회로.
According to claim 2,
The voltage applied to the first coil by the power supply unit when the switching unit is on and the voltage induced by the back EMF when the switching unit is off are opposite directions to each other. Circuit.
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