WO2018207981A1 - Load driving device and led device including same - Google Patents

Load driving device and led device including same Download PDF

Info

Publication number
WO2018207981A1
WO2018207981A1 PCT/KR2017/012088 KR2017012088W WO2018207981A1 WO 2018207981 A1 WO2018207981 A1 WO 2018207981A1 KR 2017012088 W KR2017012088 W KR 2017012088W WO 2018207981 A1 WO2018207981 A1 WO 2018207981A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
circuit
energy transfer
current source
current
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/012088
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
류태하
정동열
Original Assignee
주식회사 웰랑
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020170134812A external-priority patent/KR102156333B1/en
Application filed by 주식회사 웰랑 filed Critical 주식회사 웰랑
Publication of WO2018207981A1 publication Critical patent/WO2018207981A1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters

Abstract

Disclosed is a load driving device. A load driving device according to an embodiment of the present disclosure may comprise: a conversion circuit for generating a first voltage as an output signal on the basis of an input voltage; a calibration capacitor which is connected to the conversion circuit, and performs a charging or discharging operation on the basis of at least a part of the first voltage; an energy transferring circuit which is connected to the calibration capacitor to receive at least a part of the first voltage, and outputs a second voltage to a load on the basis of the at least a part of the first voltage; and a current source which has one end connected to the energy transferring circuit and the other end connected to the conversion circuit, and provides a calibration current to the conversion circuit.

Description

부하 구동장치 및 이를 포함하는 LED 장치Load driving device and LED device including the same
본 개시의 기술적 사상은 부하 구동장치에 관한 것으로서, 자세하게는 역률이 개선된 부하 구동장치 및 이를 포함하는 LED 장치에 관한 것이다.Technical aspects of the present disclosure relate to a load driving apparatus, and more particularly, to a load driving apparatus with improved power factor and an LED apparatus including the same.
반도체 발광소자는 LED(Light Emitting Diode) 등의 소자를 포함하며, 낮은 소비전력, 높은 휘도, 긴 수명 등의 여러 장점을 가지고 있어 광원으로 그 사용 영역을 점점 넓혀가고 있다. 특히 최근에는 실내용, 실외용 조명 장치로 기존의 형광등 및 할로겐 램프 대신 LED를 채용하는 비중이 늘어나고 있다.Semiconductor light emitting devices include devices such as LEDs (Light Emitting Diodes), and have various advantages such as low power consumption, high luminance, and long lifetime, and the use area of the semiconductor light emitting device is increasing as a light source. In recent years, the proportion of adopting LEDs instead of conventional fluorescent lamps and halogen lamps is increasing for indoor and outdoor lighting systems.
LED를 이용하여 조명 장치를 구현하는 경우, LED 모듈을 구동하기 위한 구동장치가 필요하다. 각 LED 소자들의 동작 특성은 모두 동일하지 않을 뿐만 아니라, LED 모듈에 공급되는 구동전압이나 구동전류가 일정하지 않을 수 있다. 이에 따라, 성능이 개선된 구동장치가 요구된다.When a lighting apparatus is implemented using an LED, a driving apparatus for driving the LED module is required. The operation characteristics of the respective LED elements are not all the same, and the drive voltage or drive current supplied to the LED module may not be constant. Thus, a driving apparatus with improved performance is required.
본 개시의 기술적 사상은 개선된 역률로 LED 모듈 등 부하에 전류/전압을 공급하는 부하 구동장치 및 이를 포함하는 LED 장치를 제공한다.The technical idea of the present disclosure provides a load driving device for supplying a current / voltage to a load such as an LED module with an improved power factor and an LED device including the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일 측면에 따른 부하 구동장치는, 입력전압에 기반하여 제1 전압을 출력신호로 생성하는 변환회로; 상기 변환회로에 연결되고, 상기 제1 전압의 적어도 일부에 기반하여 충전 또는 방전 동작을 수행하는 교정 커패시터; 상기 교정 커패시터에 연결되어 상기 제1 전압의 적어도 일부를 공급받고, 상기 제1 전압의 적어도 일부에 기반하여 부하로 제2 전압을 출력하는 에너지 전달회로; 및 일 단은 상기 에너지 전달회로에, 다른 일 단은 상기 변환회로에 각각 연결되고, 상기 변환회로로 교정 전류를 제공하는 전류원을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a load driving apparatus including: a conversion circuit that generates a first voltage as an output signal based on an input voltage; A calibration capacitor coupled to the conversion circuit, the calibration capacitor performing a charging or discharging operation based on at least a portion of the first voltage; An energy transfer circuit coupled to the calibration capacitor to receive at least a portion of the first voltage and to output a second voltage to a load based on at least a portion of the first voltage; And a current source coupled to the energy transfer circuit and to the conversion circuit, respectively, and to provide the calibration current to the conversion circuit.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, 전류원은, 상기 제1 전압의 위상과 실질적으로 동일한 위상을 갖는 전류를 상기 교정 전류로서 출력할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, the current source may output a current having a phase substantially the same as the phase of the first voltage as the calibration current.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, 부하 구동장치는, 상기 교정 커패시터 및 상기 전류원 중 적어도 하나에 인가된 전압 레벨에 기반하여, 상기 에너지 전달회로의 동작을 제어하는 제1 제어신호를 상기 에너지 전달회로로 출력하는 제1 제어회로를 구비하는 제어기를 더 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, a load driving apparatus includes a first control signal for controlling operation of the energy transfer circuit, based on a voltage level applied to at least one of the calibration capacitor and the current source, And a first control circuit for outputting the control signal to the circuit.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, 에너지 전달회로는 하나 이상의 스위치를 포함하는 스위치-모드 파워 서플라이를 포함하고, 상기 제1 제어신호는 상기 하나 이상의 스위치의 턴-온 및 턴-오프를 제어할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, an energy transfer circuit includes a switch-mode power supply comprising one or more switches, the first control signal controlling the turn-on and turn-off of the one or more switches .
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, 제어기는, 상기 제1 전압, 상기 제2 전압 및 상기 부하에 인가되는 전류 중 적어도 하나에 기반하여 상기 전류원의 출력을 제어하는 제2 제어신호를 상기 전류원으로 출력하는 제2 제어회로를 더 구비할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, a controller is configured to control a current flowing through the current source to a second control signal that controls an output of the current source based on at least one of the first voltage, the second voltage, And a second control circuit for outputting the second control signal.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, 상기 변환회로는 상기 입력전압을 정류하여 상기 제1 전압으로 출력하는 정류회로를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, the conversion circuit may include a rectification circuit for rectifying the input voltage and outputting it as the first voltage.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, 상기 교정 커패시터와 상기 전류원은 직렬로 연결되고, 상기 에너지 전달회로는 상기 교정 커패시터와 병렬로 연결될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, the calibration capacitor and the current source may be connected in series, and the energy transfer circuit may be connected in parallel with the calibration capacitor.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, 에너지 전달회로는, 일 단은 상기 교정 커패시터와, 다른 일 단은 상기 전류원과 각각 연결된 부하에 상기 제2 전압을 출력할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, the energy transfer circuit may output the second voltage to a load, one end connected to the calibration capacitor and the other end connected to the current source, respectively.
본 개시의 기술적 사상의 일 측면에 따라 제1 회로 및 상기 제1 회로와 연결되어 LED 모듈로 에너지를 전달하는 에너지 전달회로를 포함하는 LED 구동장치에 있어서, 상기 제1 회로는, 입력전압을 수신하여 제1 전압을 출력신호로 생성하는 변환회로; 상기 제1 전압의 적어도 일부를 공급받고, 상기 제1 전압의 적어도 일부에 기반하여 충전 또는 방전 동작을 수행하는 교정 커패시터; 및 상기 제1 회로의 루프 전류를 출력하는 전류원을 포함하고, 상기 에너지 전달회로는 상기 제1 전압의 적어도 일부를 공급받고, 상기 제1 전압의 적어도 일부에 기반하여 상기 LED 모듈로 제2 전압을 출력할 수 있다.There is provided an LED driving apparatus including a first circuit and an energy transfer circuit connected to the first circuit for transferring energy to an LED module according to an aspect of the technical idea of the present disclosure, A converter circuit for generating a first voltage as an output signal; A calibration capacitor for receiving at least a portion of the first voltage and performing a charge or discharge operation based on at least a portion of the first voltage; And a current source outputting a loop current of the first circuit, wherein the energy transfer circuit is supplied with at least a portion of the first voltage, and supplies a second voltage to the LED module based on at least a portion of the first voltage Can be output.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, 에너지 전달회로는 상기 교정 커패시터및 상기 전류원 중 하나에 인가된 전압 레벨에 기반하여 턴-온/턴-오프가 제어되는 스위치를 포함하는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, an energy transfer circuit includes a DC-DC converter including a switch whose turn-on / turn-off is controlled based on a voltage level applied to one of the calibration capacitor and the current source can do.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, 전류원은, 상기 제1 전압의 위상과 실질적으로 동일한 위상을 갖는 전류를 상기 루프 전류로서 출력할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, the current source may output a current having a phase substantially equal to the phase of the first voltage as the loop current.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, LED 구동장치는, 상기 교정 커패시터 및상기 전류원 중 적어도 하나에 인가된 전압 레벨에 기반하여, 상기 에너지 전달회로의 동작을 제어하는 제1 제어신호를 상기 에너지 전달회로로 출력하는 제1 제어회로를 구비하는 제어기를 더 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, an LED driving apparatus includes a first control signal for controlling an operation of the energy transfer circuit based on a voltage level applied to at least one of the calibration capacitor and the current source, And a first control circuit for outputting the control signal to the circuit.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, 제어기는, 상기 제1 전압, 상기 제2 전압 및 상기 LED 모듈에 인가되는 전류 중 적어도 하나에 기반하여 상기 전류원의 출력을 제어하는 제2 제어신호를 상기 전류원으로 출력하는 제2 제어회로를 더 구비할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, a controller may control a second control signal to control an output of the current source based on at least one of the first voltage, the second voltage, and the current applied to the LED module, And a second control circuit for outputting the second control signal.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, LED 구동장치는, 외부로부터 디밍 신호를 수신하고 상기 디밍 신호에 기반하여 상기 LED 모듈의 디밍 제어를 수행하는 디밍 제어신호를 상기 제2 제어회로에 출력하는 디밍 제어기를 더 포함하고, 상기 제2 제어회로는 상기 디밍 제어신호에 더 기반하여 상기 제2 제어신호를 출력할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, an LED driving apparatus includes a dimming control unit that receives a dimming signal from the outside and outputs a dimming control signal for performing dimming control of the LED module based on the dimming signal to the second control circuit And the second control circuit may output the second control signal further based on the dimming control signal.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, 상기 제1 회로는, 상기 교정 커패시터 및 상기 전류원 사이에 배치되는 스위치를 더 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, the first circuit may further include a switch disposed between the calibration capacitor and the current source.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, 상기 전류원의 일 단은 상기 교정 커패시터에 연결되고, 다른 일 단은 상기 변환회로에 연결될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, one end of the current source may be coupled to the calibration capacitor and the other end to the conversion circuit.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, 상기 에너지 전달회로는 상기 교정 커패시터와 병렬로 연결될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, the energy transfer circuit may be connected in parallel with the calibration capacitor.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, 상기 제1 회로는 상기 LED 모듈과 연결될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, the first circuit may be coupled to the LED module.
본 개시의 예시적 실시 예에 따라, 상기 변환회로, 상기 교정 커패시터 및 상기 전류원 중 적어도 하나는 상기 LED 모듈과 폐회로를 형성할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, at least one of the conversion circuit, the calibration capacitor, and the current source may form a closed circuit with the LED module.
본 개시의 예시적 실시 예에 따르면, 역률 및 고조파 왜곡 특성이 개선된 부하 구동장치를 제공할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, a load driving apparatus with improved power factor and harmonic distortion characteristics can be provided.
또한, 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 LED 구동장치는, 전광변환효율이 높으면서도 전자파간섭(Electro Magnetic Interference, EMI) 특성이 개선되어 별도의 EMI 필터가 생략될 수 있으므로, 전체 부피가 감소될 수 있다.In addition, the LED driving apparatus according to the exemplary embodiment of the present disclosure improves the electro-magnetic interference (EMI) characteristics with high electro-optic conversion efficiency, so that a separate EMI filter can be omitted, .
또한, 본 개시의 예시적 실시 예에 따르면, 회로 소자들의 구동에 의한 열 발생을 억제하여 구동 수명이 향상된 고효율의 부하 구동장치를 제공할 수 있다.Further, according to the exemplary embodiment of the present disclosure, it is possible to provide a high-efficiency load driving apparatus in which heat generation due to the driving of circuit elements is suppressed and the driving life is improved.
본 개시의 예시적 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 이하의 기재로부터 본 개시의 예시적 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시의 예시적 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.The effects obtainable in the exemplary embodiments of the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be apparent from the following description, given the general knowledge in the art to which the exemplary embodiments of the present disclosure belong Can be clearly derived and understood by those who have it. That is, by those of ordinary skill in the art from the exemplary embodiments of the present disclosure.
도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 전자 장치의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of an electronic device according to an exemplary embodiment of the present disclosure;
도 2a 내지 2d는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 구동장치를 설명하기 위한 도면들이다.2A to 2D are views for explaining a driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 3은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 구동장치의 블록도를 도시한다.Figure 3 shows a block diagram of a drive according to an exemplary embodiment of the present disclosure;
도 4a 내지 4d는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 구동장치를 설명하기 위한 도면들이다.4A to 4D are views for explaining a driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 5는 본 개시의 다른 예시적 실시 예에 따른 구동장치의 구체적인 회로도를 도시한다.5 shows a specific circuit diagram of a drive device according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
도 6은 본 개시의 다른 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치의 구체적인 회로도를 도시한다.6 shows a specific circuit diagram of a load driving device according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
도 7은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 구동장치의 블록도를 도시한다.Figure 7 shows a block diagram of a drive according to an exemplary embodiment of the present disclosure;
도 8은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 구동장치의 블록도를 도시한다.Figure 8 shows a block diagram of a drive according to an exemplary embodiment of the present disclosure;
도 9는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 구동장치의 블록도를 도시한다.9 shows a block diagram of a drive according to an exemplary embodiment of the present disclosure;
도 10a 내지 10c는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 구동장치를 설명하기 위한 도면들이다.10A to 10C are views for explaining a driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure;
도 11a 및 11b는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 조명 장치를 나타내는 도면이다.11A and 11B are views showing a lighting device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 12는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 구동장치가 포함된 조명 시스템을 나타낸 블록도이다.12 is a block diagram illustrating an illumination system including a driver according to an exemplary embodiment of the present disclosure;
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated and described in detail in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for similar elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged or reduced from the actual dimensions for the sake of clarity of the present invention.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 전자 장치의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of an electronic device according to an exemplary embodiment of the present disclosure;
도 1을 참조하면, 전자 장치(10)는 전원(PS), 부하 구동장치(100) 및 부하(LO)를 포함할 수 있다. 전원(PS)은 입력 전압(VAC)을 부하 구동장치(100)에 공급하고, 부하 구동장치(100)는 공급받은 입력 전압(VAC)을 부하(LO)의 구동을 위해 적절히 변환할 수 있다. 예를 들어, 입력 전압(VAC)은 교류 형태의 전압일 수 있다. 부하 구동장치(100)는 입력 전압(VAC)에 기반하여 부하(LO)로 구동전압을 공급하여, 부하(LO)를 구동할 수 있다.Referring to FIG. 1, the electronic device 10 may include a power source PS, a load driving device 100, and a load LO. The power supply PS supplies the input voltage V AC to the load driving apparatus 100 and the load driving apparatus 100 can appropriately convert the supplied input voltage V AC to drive the load LO have. For example, the input voltage V AC may be an AC voltage. The load driving apparatus 100 can supply the driving voltage to the load LO based on the input voltage V AC to drive the load LO.
부하 구동장치(100)는 복수의 단자들(T_L)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 부하 구동장치(100)는 복수의 단자들(T_L)을 통해 부하(LO)와 연결되고, 복수의 단자들(T_L)을 통해 부하(LO)로 구동전압 및/또는 구동전류를 공급할 수 있다. 예를 들어, 복수의 단자들(T_L)을 통해, 부하 구동장치(100)에서 부하(LO)로 로드전류(iL)가 인가될 수 있다.The load driving apparatus 100 may include a plurality of terminals T_L. For example, the load driving apparatus 100 is connected to the load LO through a plurality of terminals T_L and supplies a driving voltage and / or a driving current to the load LO via the plurality of terminals T_L Can supply. For example, the load current i L can be applied from the load driving device 100 to the load LO through the plurality of terminals T_L.
본 도면에서, 단자들(T_L)의 개수가 두 개인 것으로 도시되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 도면에서, 단자들(T_L)은 에너지 전달회로(120)와 전기적으로 연결되고, 제1 회로(110)와는 직접적으로 연결되지 않는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해서, 단자들(T_L) 중 적어도 하나는 에너지 전달회로(120) 및 제1 회로(110)와 전기적으로 연결될 수도 있다.In this figure, the number of terminals T_L is shown as two, but is not limited thereto. In the figure, the terminals T_L are electrically connected to the energy transfer circuit 120 and are not directly connected to the first circuit 110, however, the present invention is not limited thereto. In other words, at least one of the terminals T_L may be electrically connected to the energy transfer circuit 120 and the first circuit 110.
부하 구동장치(100)는 제1 회로(110) 및 제1 회로(110)와 연결된 에너지 전달회로(Energy Transfer Circuit, 120)를 포함할 수 있다. 제1 회로(110)는 입력 전압(VAC)을 수신하고, 입력 전압(VAC)에 기반한 전기 에너지를 에너지 전달회로(120)에 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 회로(110)는 입력 전압(VAC)을 정류하여 에너지 전달회로(120)로 출력할 수 있다.The load driving apparatus 100 may include an energy transfer circuit 120 connected to the first circuit 110 and the first circuit 110. The first circuit 110 may receive an input voltage (V AC) and outputting electrical energy based on the input voltage (V AC), the energy transfer circuit 120. For example, the first circuit 110 may rectify the input voltage V AC and output it to the energy transfer circuit 120.
예시적 실시 예에 있어서, 제1 회로(110)는 입력 전압(VAC)에 기반하여 제1 전압을 출력신호로 생성하는 변환회로, 상기 제1 전압에 기반하여 충전 또는 방전 동작을 수행하는 교정 커패시터 및 변환회로와 교정 커패시터에 연결되어 교정 전류를 출력하는 전류원을 포함할 수 있다. 일 예로, 전류원은 정류된 입력 전압(VAC)과 실질적으로 동일한 위상(phase)을 갖는 전류를 교정 전류로서 출력할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.In an exemplary embodiment, the first circuit 110 comprises a conversion circuit for generating a first voltage as an output signal based on an input voltage (V AC ), a calibration circuit for performing a charging or discharging operation based on the first voltage A capacitor and a conversion circuit, and a current source coupled to the calibration capacitor and outputting a calibration current. In one example, the current source may output a current having substantially the same phase as the rectified input voltage V AC as a calibration current. A detailed description thereof will be described later.
에너지 전달회로(120)는 제1 회로(110)에 전기적으로 연결되어, 제1 회로(110)로부터 출력된 전기 에너지를 부하(LO)로 전달할 수 있다. 본 도면에서는, 부하(LO)가 에너지 전달회로(120)와 전기적으로 연결되고, 제1 회로(110)와는 직접적으로 연결되지 않는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해서, 부하(LO)는 에너지 전달회로(120) 및 제1 회로(110)와 전기적으로 연결될 수도 있다.The energy transfer circuit 120 may be electrically connected to the first circuit 110 and may transfer the electrical energy output from the first circuit 110 to the load LO. In the drawing, the load LO is electrically connected to the energy transfer circuit 120 and is not directly connected to the first circuit 110, but is not limited thereto. In other words, the load LO may be electrically connected to the energy transfer circuit 120 and the first circuit 110.
예시적 실시 예에 있어서, 에너지 전달회로(120)는 제1 회로(110)의 전기적 상태에 기반하여 턴-온 또는 턴-오프될 수 있다. 일 예로, 제1 회로(110)에 포함된 교정 커패시터 또는 전류원에 인가된 전압 레벨에 기반하여, 에너지 전달회로(120)는 에너지 전달 동작을 수행할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.In an exemplary embodiment, the energy transfer circuit 120 may be turned on or off based on the electrical state of the first circuit 110. In one example, based on the voltage level applied to the calibration capacitor or current source included in the first circuit 110, the energy transfer circuit 120 may perform an energy transfer operation. A detailed description thereof will be described later.
부하(LO)는 부하 구동장치(100)로부터 전기 에너지를 공급받아 구동될 수 있다. 부하(LO)는, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode) 모듈일 수 있다. 부하(LO)는 부하 구동장치(100)로부터 공급받은 전기 에너지의 전부 또는 일부를 소모할 수 있다. 부하(LO)는, 예를 들어 공급받은 전기 에너지를 빛에너지 및/또는 열 에너지로서 소모할 수 있다. 이하에서는, 부하(LO)가 LED 모듈인 경우를 예로 하여 본 개시의 실시 예들이 설명되나, 본 개시의 기술적 사상이 이에 제한되지 아니하는 점은 이해될 것이다.The load LO can be driven by receiving electrical energy from the load driving apparatus 100. [ The load (LO) may be, for example, a light emitting diode (LED) module. The load LO may consume all or a part of the electric energy supplied from the load driving apparatus 100. [ The load (LO), for example, may consume the supplied electrical energy as light energy and / or heat energy. Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described by taking the case where the load (LO) is an LED module, but it will be understood that the technical idea of the present disclosure is not limited thereto.
도 2a 내지 2d는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치를 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 2a 및 2b는 각각 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치의 블록도를, 도 2c 및 2d는 부하 구동장치의 각 구성에 대한 전압 또는 전류의 파형을 나타내는 그래프를 각각 도시한다. 예를 들어, 도 2a 내지 2d는 도 1의 부하 구동장치(100)를 구체적으로 설명하는 도면일 수 있다.2A to 2D are diagrams for explaining a load driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Specifically, FIGS. 2A and 2B are block diagrams of a load driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIGS. 2C and 2D are graphs showing waveforms of voltage or current for each configuration of a load driving apparatus, do. For example, FIGS. 2A to 2D may be views for specifically describing the load driving apparatus 100 of FIG.
도 2a를 참조하면, 부하 구동장치(100)는 제1 회로(110) 및 제1 회로(110)와 연결된 에너지 전달회로(120)를 포함할 수 있다. 제1 회로(110)는 변환회로(112), 교정 커패시터(114) 및 전류원(116)을 포함할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 변환회로(112)는 입력 전압(VAC)을 공급받고, 입력 전압(VAC)을 정류하여 제1 전압(Vs)으로 출력하는 정류회로를 포함할할 수 있다. 예를 들어, 입력 전압(VAC)이 제1 주파수를 갖는 교류 전압인 경우, 제1 전압(Vs)은 제1 주파수와 상이한 제2 주파수를 가질 수 있다. 일 예로, 제2 주파수는 제1 주파수의 2배일 수 있다. Referring to FIG. 2A, the load driving apparatus 100 may include an energy transfer circuit 120 connected to the first circuit 110 and the first circuit 110. The first circuit 110 may include a conversion circuit 112, a calibration capacitor 114 and a current source 116. In the exemplary embodiment, converter circuit 112 may comprise a rectifier circuit for being supplied with an input voltage (V AC), rectifies the input voltage (V AC) output to a first voltage (V s) . For example, when the input voltage V AC is an AC voltage having a first frequency, the first voltage V s may have a second frequency that is different from the first frequency. As an example, the second frequency may be twice the first frequency.
교정 커패시터(114)는 변환회로(112)와 연결되고, 제1 전압(Vs)의 적어도 일부를 공급받을 수 있다. 교정 커패시터(114)는 제1 전압(Vs)의 적어도 일부에 기반하여 충전 또는 방전 동작을 수행할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 에너지 전달회로(120)가 턴-온 되는 구간에서, 교정 커패시터(114)에 인가되는 전압(VCB)은 제1 전압(Vs)과 근사적으로 동일할 수 있다.The calibration capacitor 114 is coupled to the conversion circuit 112 and is capable of receiving at least a portion of the first voltage V s . Calibration capacitor 114 may perform a charge or discharge operation based on at least a portion of the first voltage V s . In an exemplary embodiment, in a period during which the energy transfer circuit 120 is turned on, the voltage V CB applied to the calibration capacitor 114 may be approximately the same as the first voltage V s .
전류원(116)은 변환회로(112) 및 교정 커패시터(114)와 연결되고, 변환회로(112)로 전달되는 교정 전류(iS)를 출력할 수 있다. 구체적으로, 전류원(116)의 일 단은 변환회로(112)에, 다른 일 단은 교정 커패시터(114)에 연결될 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 전류원(116)은 제1 전압(Vs)의 위상과 실질적으로 동일한 위상을 갖는 전류를 교정 전류(iS)로서 출력할 수 있다. 교정 전류(iS)는, 제1 회로(110)의 루프 전류로 명명될 수도 있다.The current source 116 is connected to the conversion circuit 112 and the calibration capacitor 114 and is capable of outputting the calibration current i s delivered to the conversion circuit 112. Specifically, one end of the current source 116 may be connected to the conversion circuit 112 and the other end may be connected to the calibration capacitor 114. In an exemplary embodiment, the current source 116 may output a current having a phase substantially the same as the phase of the first voltage V s as the calibration current i S. The calibration current i s may be termed the loop current of the first circuit 110.
예시적 실시 예에 있어서, 전류원(116)이 교정 전류(iS)를 출력함에 따라, 제1 전압(Vs)에 기반하여 에너지 전달회로(120)를 통해 부하(LO)로 전달되고 되돌아 가는 전류는, 교정 전류(iS)에 기반하여 제한될 수 있다. 예를 들어, 전류원(116)이 제1 전압(Vs)과 동일한 위상을 갖는 전류를 교정 전류(iS)로서 출력함에 따라, 부하 구동장치(100)는 개선된 역률(power factor, pf)에 기반하여 동작할 수 있다.In an exemplary embodiment, as the current source 116 outputs the calibration current i S , it is transferred back to the load LO via the energy transfer circuit 120 based on the first voltage V s , The current can be limited based on the calibration current (i S ). For example, as the current source 116 outputs a current having the same phase as the first voltage V s as a calibration current i S , the load driving apparatus 100 has an improved power factor pf, Lt; / RTI >
에너지 전달회로(120)는 제1 회로(110)에 연결되어 제1 전압(Vs)의 적어도 일부를 공급받고, 제1 전압(Vs)의 적어도 일부에 기반하여 부하(LO)로 제2 전압(VO) 및 로드전류(iL)를 출력할 수 있다. 이하, 본 명세서에서, 로드전류(iL)는 부하(예를 들어, 도 1의 LO)가 있다는 가정 하에 단자들(T_L)을 통해 가상의 부하로 인가되는 전류를 의미할 수 있다. Energy transfer circuit 120 is first to the first circuit 110 is connected to a first voltage (V s) at least a load (LO), at least on the basis of a part of receiving the supply part, a first voltage (V s) of the 2 It is possible to output the voltage (V O ) and the load current (i L ). Hereinafter, in the present specification, the load current i L may mean a current applied to the imaginary load through the terminals T_L under the assumption that there is a load (for example, LO in Fig. 1).
에너지 전달회로(120)는 교정 커패시터(114)와 병렬로 연결될 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 에너지 전달회로(120)는 하나 이상의 스위치를 포함하는 스위치-모드 파워 서플라이(switch-mode power supply, SMPS)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에너지 전달회로(120)는 벅 변환기(buck converter), 부스트 변환기(boost converter), 벅-부스트 변환기(buck-boost converter), 플라이백 변환기(flyback converter) 및 포워드 변환기(forward converter) 등의 변환기 구조 중 적어도 하나를 포함하는 DC-DC 변환기(DC-DC converter)를 구비할 수 있다.The energy transfer circuit 120 may be connected in parallel with the calibration capacitor 114. In an exemplary embodiment, the energy transfer circuit 120 may include a switch-mode power supply (SMPS) including one or more switches. For example, the energy transfer circuit 120 may include a buck converter, a boost converter, a buck-boost converter, a flyback converter, and a forward converter. And a DC-DC converter (DC-DC converter) including at least one of a converter structure such as a DC-DC converter.
예시적 실시 예에 있어서, 에너지 전달회로(120)는 교정 커패시터(114)에 인가되는 전압(VCB) 또는 전류원(116)에 인가되는 전압(VAK)에 기반하여 턴-온 또는 턴-오프될 수 있다. 구체적으로, 에너지 전달회로(120)가 하나 이상의 스위치를 포함하는 스위치-모드 파워 서플라이를 포함하는 경우, 교정 커패시터(114)에 인가되는 전압(VCB) 또는 전류원에 인가되는 전압(VAK)에 기반하여 상기 스위치가 턴-온 또는 턴-오프 될 수 있다.In an exemplary embodiment, the energy transfer circuit 120 is turned on or off based on a voltage (V CB ) applied to the calibration capacitor 114 or a voltage (V AK ) applied to the current source 116 . Specifically, when the energy transfer circuit 120 includes a switch-mode power supply including one or more switches, the voltage V CB applied to the calibration capacitor 114 or the voltage V AK applied to the current source The switch may be turned on or off.
예를 들어, 교정 커패시터(114)에 인가되는 전압(VCB)이 기 설정된 기준전압보다 작은 경우, 에너지 전달회로(120)는 턴-오프 될 수 있다. 또한, 교정 커패시터(114)에 인가되는 전압(VCB)이 기 설정된 기준전압보다 크거나 같은 경우, 에너지 전달회로(120)는 턴-온 될 수 있다.For example, when the voltage V CB applied to the calibration capacitor 114 is less than a predetermined reference voltage, the energy transfer circuit 120 may be turned off. Further, if the voltage V CB applied to the calibration capacitor 114 is greater than or equal to a predetermined reference voltage, the energy transfer circuit 120 may be turned on.
도 2b를 참조하면, 부하 구동장치(100a)의 구성은 도 2a를 참조하여 설명한 부하 구동장치(100)의 구성과 유사하다. 다만 본 실시 예에 따르면, 부하 구동장치(100)는 제1 회로(110a)에 스위치(115a)를 더 포함할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 스위치(115a)는 교정 커패시터(114a)와 전류원(116a) 사이에 배치될 수 있다. 스위치(115a)는 하나 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 스위치(115a)는, 예를 들어 제1 회로(110a)의 전기적 동작 시, 내압 등의 스트레스를 분산시킬 수 있다.Referring to Fig. 2B, the configuration of the load driving apparatus 100a is similar to that of the load driving apparatus 100 described with reference to Fig. 2A. However, according to the present embodiment, the load driving apparatus 100 may further include the switch 115a in the first circuit 110a. In an exemplary embodiment, the switch 115a may be disposed between the calibration capacitor 114a and the current source 116a. The switch 115a may comprise one or more transistors. The switch 115a can disperse stresses such as internal pressure, for example, during the electrical operation of the first circuit 110a.
도 2a 또는 도 2b에 도 2c를 더 참조하면, 부하 구동장치(100)에 포함된 각 구성의 전기적 상태가 도시된다. 예를 들어, 입력 전압(VAC)의 각속도가
Figure PCTKR2017012088-appb-I000001
이고 시간을 t로 표현하는 경우, 제1 전압(Vs)은 다음의 [수학식 1]로, 교정 전류(iS)는 [수학식 2]로, 에너지 전달회로(120)가 턴-오프 상태에서 교정 커패시터(114)의 전압(VCB)은 [수학식 3]으로 각각 표현될 수 있다.
With reference to FIG. 2A or 2B and FIG. 2C, the electrical state of each configuration included in the load driving apparatus 100 is shown. For example, if the angular velocity of the input voltage (V AC )
Figure PCTKR2017012088-appb-I000001
And the time is represented by t, the first voltage V s is expressed by the following equation (1), and the calibration current i s is expressed by the equation (2) The voltage V CB of the calibration capacitor 114 can be expressed by Equation (3), respectively.
Figure PCTKR2017012088-appb-M000001
Figure PCTKR2017012088-appb-M000001
Figure PCTKR2017012088-appb-M000002
Figure PCTKR2017012088-appb-M000002
Figure PCTKR2017012088-appb-M000003
Figure PCTKR2017012088-appb-M000003
[수학식 1] 내지 [수학식 3]에서, VS 및 IS는 비례 상수이고, CB는 교정 커패시터(114)의 커패시턴스(capacitance)일 수 있다. 예를 들어, 시간에 따른 제1 전압(Vs) 및 교정 커패시터(114)의 전압(VCB)의 변화는 도 2c와 같을 수 있다.In Equations (1) to (3), V S and I S are proportional constants and C B can be the capacitance of the calibration capacitor 114. For example, the change of the first voltage V s with time and the voltage V CB of the calibration capacitor 114 may be as shown in FIG. 2C.
도 2c에서, VCB < Vs 인 구간은 제1 구간(TC), VCB >= Vs 인 구간은 제2 구간(TP)으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 에너지 전달회로(120)는 제1 구간(TC)에서 턴-오프되고, 제2 구간(TP)에서 턴-온 될 수 있다. 제1 구간(TC)에서 에너지 전달회로(120)는 동작하지 않으므로, 교정 커패시터(114)와 전류원(116)에 흐르는 전류는 동일하며, 교정 커패시터(114)의 전압(VCB)은 [수학식 3]으로 표현될 수 있다. In Figure 2c, V CB < V s The first interval (T C ), V CB > = V s And the second interval T P may be defined as a second interval T P. For example, the energy transfer circuit 120 may be turned off at the first section T C and turned on at the second section T P. A first interval (T C) Voltage (V CB), of the energy transfer circuit 120 does not operate, the calibration capacitor 114 and the current flowing through the current source 116 is the same, the calibration capacitor 114 in the [Math (3).
제 2 구간(TP)에서, [수학식 3]을 따르는 경우 교정 커패시터(114)의 전압(VCB)은 제1 전압(Vs)보다 커질 수 있다. 다만, 실제로 교정 커패시터(114)에는 제1 전압(Vs)보다 큰 전압이 충전될 수 없고, 제2 구간(TP)에서 에너지 전달회로(120)가 턴-온 되므로, 제2 구간(TP)에서 교정 커패시터(114)의 전압(VCB)은 제1 전압(Vs)과 근사적으로 동일할 수 있다.In the second section T P , the voltage V CB of the calibration capacitor 114 may be larger than the first voltage V s when following Equation (3). However, since the voltage greater than the first voltage V s can not be charged in the calibration capacitor 114 and the energy transfer circuit 120 is turned on in the second period T P , the second period T P , the voltage V CB of the calibration capacitor 114 may be approximately equal to the first voltage V s .
예시적 실시 예에 있어서, 제2 구간(TP)에서 에너지 전달회로(120)는 제1 영역(RG1)에 대응하는 에너지를 부하(LO)로 전달하며, 교정 커패시터(114)의 전압(VCB)과 제1 전압(Vs)이 근사적으로 동일하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제2 구간(TP)에서 교정 커패시터(114)에 흐르는 전류는 다음의 [수학식 4]로 표현될 수 있다.In an exemplary embodiment, in the second section T P , the energy transfer circuit 120 transfers energy corresponding to the first region RG1 to the load LO and the voltage V (V) of the calibration capacitor 114 CB and the first voltage V s are approximately equal to each other. For example, the current flowing in the calibration capacitor 114 in the second section T P can be expressed by the following equation (4).
Figure PCTKR2017012088-appb-M000004
Figure PCTKR2017012088-appb-M000004
도 2d를 더 참조하면, 제1 구간(TC) << 제2 구간(TP)인 경우 부하 구동장치(100)의 각 구성에서 전류 또는 전압의 파형이 도시된다. 예를 들어, 제1 구간(TC) << 제2 구간(TP)의 조건은, [수학식 3]에서 IS >> CB인 경우에 성립할 수 있다. 일 예로, CB가 수백 nF 수준이고, 교정 전류(iS)가 mA 수준인 경우, IS >> CB 조건을 만족할 수 있다. 다만, 이는 하나의 예에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.2D, waveforms of current or voltage in each configuration of the load driving device 100 are shown for the first section T C &lt; the second section T P. For example, the condition of the first section T C &lt; the second section T P can be established when I S &gt; C B in the equation (3). For example, if C B is at the level of several hundreds nF and the calibration current (i S ) is at the mA level, I S >> C B Condition can be satisfied. However, the present invention is not limited thereto.
제1 구간(TC) << 제2 구간(TP)의 조건이 성립하는 경우, 제1 구간(TC)에서 전류원(116) 양단에 전압강하가 발생할 수 있다. 다만, 전류원(116) 양단에 전압강하가 발생하더라도 제1 구간(TC) << 제2 구간(TP) 이고, 전류원(116)을 통해 흐르는 전류는 매우 작기 때문에 제1 구간(TC) 및 제2 구간(TP) 전체를 고려할 때, 전류원(116)에서 발생하는 손실은 무시할 만큼 작을 수 있다. 또한, 도 2d에 도시된 바와 같이, 제1 구간(TC) << 제2 구간(TP)인 경우, 부하 구동장치(100)는 1에 가까운 역률로써 부하(LO)로 에너지를 전달할 수 있다.A voltage drop may occur across the current source 116 in the first section T C when the conditions of the first section T C and the second section T P are established. However, even if the voltage drop across the current source (116) generating a first time period (T C) << second interval (T P), and the current flowing through the current source 116 is very small, since the first interval (T C) And the second section T P , the loss occurring in the current source 116 may be negligibly small. 2D, when the first section T C is the second section T P , the load driving apparatus 100 can transfer energy to the load LO with a power factor close to unity have.
예시적 실시 예에 있어서, 에너지 전달회로(120)로 흐르는 전류(iP), 에너지 전달회로(120)로 공급되는 전력인 PETU 및 부하(LO)로 공급되는 전력인 PO는 다음의 [수학식 5]를 통해 도출될 수 있다.In an exemplary embodiment, the current i P flowing to the energy transfer circuit 120, P ETU , which is the power supplied to the energy transfer circuit 120, and P O , the power supplied to the load LO, (5) &lt; / RTI &gt;
Figure PCTKR2017012088-appb-M000005
Figure PCTKR2017012088-appb-M000005
[수학식 5]에서,
Figure PCTKR2017012088-appb-I000002
는 에너지 전달회로(120)에서 부하(LO)로의 에너지 전달 효율을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 변환회로(112)로부터 공급되는 전력이 PS이고, 제1 구간(TC) << 제2 구간(TP)의 조건에 기반하여 전류원(116)에서 발생하는 손실이 작은 경우, 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치(100)의 전체 효율은 에너지 전달회로(120)의 효율인
Figure PCTKR2017012088-appb-I000003
에 근접할 수 있다.
In Equation (5)
Figure PCTKR2017012088-appb-I000002
May represent energy transfer efficiency from the energy transfer circuit 120 to the load LO. For example, when the power supplied from the converting circuit 112 is P S and the loss occurring in the current source 116 is small based on the conditions of the first section T C and the second section T P , The overall efficiency of the load driving apparatus 100 according to the exemplary embodiment of the present disclosure is the efficiency of the energy transfer circuit 120
Figure PCTKR2017012088-appb-I000003
.
본 개시의 실시 예에 따른 부하 구동장치는, 입력전압이 정류된 전압(예를들어, 제1 전압(VS))과 동일한 위상을 갖는 교정 전류를 출력하는 전류원을 포함함으로써, 역률 및 고조파 왜곡 특성이 개선될 수 있다. 또한, 부하 구동장치가 LED 모듈에 구동 전류/전압을 공급하는 LED 구동장치인 경우, LED 구동장치의 전광변환효율이 높으면서도 전자파간섭 특성이 개선되어 별도의 EMI 필터가 생략될 수 있으므로, 전체 부피가 감소될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시 예에 따른 부하 구동장치는, 회로 소자들의 구동에 의한 열 발생을 억제하여 구동 수명이 향상될 수 있다.The load driving apparatus according to the embodiment of the present disclosure includes a current source that outputs a calibration current whose input voltage has the same phase as the rectified voltage (for example, the first voltage V S ), so that the power factor and the harmonic distortion The characteristics can be improved. Further, in the case of the LED driving device in which the load driving device supplies the driving current / voltage to the LED module, the electromagnetic wave interference characteristic is improved and the EMI filter is omitted, Can be reduced. Further, the load driving device according to the embodiment of the present disclosure can suppress the heat generation due to the driving of the circuit elements, and the driving life can be improved.
도 3은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치의 블록도를 도시한다. 도 3에 개시된 구성 중, 도 2a 내지 2d와 비교하여 중복되는 설명은 피하기로 한다.3 shows a block diagram of a load driving device according to an exemplary embodiment of the present disclosure; Among the configurations shown in Fig. 3, duplicate descriptions will be avoided in comparison with Figs. 2A to 2D.
도 3을 참조하면, 부하 구동장치(200)는 제어기(controller, 230)를 더 포함할 수 있다. 제어기(230)는 제1 제어회로(232) 및 제2 제어회로(234)를 포함할 수 있다. 제1 제어회로(232)는 교정 커패시터(214)에 인가된 전압(VCB) 레벨 또는 전류원(216)에 인가된 전압(VAK) 레벨에 기반하여, 에너지 전달회로(220)의 동작을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 3, the load driving apparatus 200 may further include a controller 230. The controller 230 may include a first control circuit 232 and a second control circuit 234. The first control circuit 232 controls the operation of the energy transfer circuit 220 based on the voltage (V CB ) level applied to the calibration capacitor 214 or the voltage (V AK ) level applied to the current source 216 can do.
예시적 실시 예에 있어서, 제1 제어회로(232)는 교정 커패시터(214)에 인가된 전압(VCB) 또는 전류원(216)에 인가된 전압(VAK)의 레벨에 기반하여, 에너지 전달회로(220)의 턴-온 및 턴-오프를 제어하는 제1 제어신호(CTRL_1)를 에너지 전달회로(220)로 출력할 수 있다. 일 예로, 에너지 전달회로(220)가 스위치를 포함하는 스위치-모드 파워 서플라이를 포함하는 경우, 제1 제어회로(232)는 스위치로 제1 제어신호(CTRL_1)를 출력하여 스위치의 턴-온 및 턴-오프를 제어할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 제1 제어회로(232)는 교정 커패시터(214)에 인가된 전압(VCB)이 기 설정된 기준전압보다 작은 경우 에너지 전달회로(220)가 턴-오프되도록 제어하고, 교정 커패시터(214)에 인가된 전압(VCB)이 기 설정된 기준전압보다 크거나 같은 경우 에너지 전달회로(220)가 턴-온 되도록 제어할 수 있다.In an exemplary embodiment, the first control circuit 232 is based on a voltage (V CB ) applied to the calibration capacitor 214 or a voltage (V AK ) applied to the current source 216, The first control signal CTRL_1 for controlling the turn-on and turn-off of the power supply 220 can be output to the energy transfer circuit 220. In one example, when the energy transfer circuit 220 includes a switch-mode power supply including a switch, the first control circuit 232 outputs a first control signal CTRL_1 to the switch, Turn-off can be controlled. In an exemplary embodiment, the first control circuit 232 controls the energy transfer circuit 220 to be turned off when the voltage V CB applied to the calibration capacitor 214 is less than a predetermined reference voltage, The energy transfer circuit 220 can be controlled to be turned on when the voltage V CB applied to the calibration capacitor 214 is equal to or greater than a predetermined reference voltage.
제2 제어회로(234)는 제1 전압(VS), 제2 전압(VO) 및 에너지 전달회로(220)에서 부하(예를 들어, 도 1의 LO)로 전달되는 전류 중 적어도 하나에 기반하여 전류원(216)의 출력을 제어할 수 있다. 본 도면에서는, 제2 제어회로(234)가 제1 전압(VS), 제2 전압(VO) 및 에너지 전달회로(220)에서 부하(예를 들어, 도 1의 LO)로 전달되는 전류에 기반하여 전류원(216)의 출력을 제어하는 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.The second control circuit 234 is connected to at least one of the first voltage V s , the second voltage V o and the current delivered from the energy transfer circuit 220 to the load (for example, LO in Fig. 1) The output of the current source 216 can be controlled. In this figure, the second control circuit 234 outputs the first voltage V S , the second voltage V O , and the current delivered from the energy transfer circuit 220 to the load (for example, LO in FIG. 1) The output of the current source 216 is controlled based on the output signal of the current source 216. However, the present invention is not limited thereto.
예시적 실시 예에 있어서, 제2 제어회로(234)는 제1 전압(VS), 제2 전압(VO) 및 에너지 전달회로(220)에서 부하(예를 들어, 도 1의 LO)로 전달되는 전류 중 적어도 하나에 기반하여, 전류원(216)이 제1 전압(VS)과 동일한 위상을 가지는 교정 전류(iS)를 출력하도록 제어하는 제2 제어신호(CTRL_2)를 전류원(216)으로 출력할 수 있다. 일 예로, 제2 제어회로(234)는 제1 전압(VS), 제2 전압(VO) 및 에너지 전달회로(220)에서 부하(예를 들어, 도 1의 LO)로 전달되는 전류 각각에 기반한 제어신호들을 더하거나 곱하는 등의 선형적 연산 및/또는 비선형적 연산을 통하여 목적에 맞는 제2 제어신호(CTRL_2)를 전류원으로 출력할 수 있다.In an exemplary embodiment, the second control circuit 234 is coupled to the first voltage V s , the second voltage V o , and the load (e.g., LO in Fig. 1) in the energy transfer circuit 220 A second control signal CTRL_2 that controls the current source 216 to output a calibration current i S having the same phase as the first voltage V S , based on at least one of the currents to be transmitted, As shown in FIG. For example, the second control circuit 234 may control the first voltage V s , the second voltage V o , and the current delivered from the energy transfer circuit 220 to the load (e.g., LO in Fig. 1) The second control signal CTRL_2 can be output to the current source through a linear operation such as adding or multiplying control signals based on the control signal CTRL_2 and / or a nonlinear operation.
제2 제어회로(234)는 전류원(216)을 제어하여, 부하 구동장치(200)의 역률을 개선할 수 있다. 또한, 제2 제어회로(234)는 전류원(216)을 제어하여, 부하(예를 들어, 도 1의 LO)가 LED 모듈인 경우, LED에 흐르는 전류 또는 LED 양단 사이의 전압을 일정하게 유지하여 안정된 광출력을 얻을 수 있도록 제어할 수 있다. 또한, 제2 제어회로(234)는 전류원(216)을 제어하여, 부하(예를 들어, 도 1의 LO)에 포함된 LED에 흐르는 전류를 감소시키거나 증가시켜 디밍(dimming) 동작을 제어할 수도 있다.The second control circuit 234 can control the current source 216 to improve the power factor of the load driving device 200. [ The second control circuit 234 also controls the current source 216 to maintain the current flowing in the LED or the voltage across the LED constant if the load (e.g., LO in Figure 1) is an LED module So that a stable optical output can be obtained. The second control circuit 234 also controls the current source 216 to control the dimming operation by reducing or increasing the current flowing through the LEDs included in the load (e.g., LO in Figure 1) It is possible.
도 4a 내지 4d는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치를 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 4a 및 4b는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치의 각 회로도를, 도 4c는 에너지 전달회로 동작 시 제1 회로 및 에너지 전달회로의 등가회로를, 도 4d는 스위치의 턴-온/턴-오프에 따른 전압 및 전류의 파형을 각각 도시한다. 도 4a 내지 4d에 개시된 구성 중, 도 2a 내지 2d와 비교하여 중복되는 설명은 피하기로 한다.4A to 4D are views for explaining a load driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure; Specifically, FIGS. 4A and 4B show respective circuit diagrams of a load driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure, FIG. 4C shows an equivalent circuit of a first circuit and an energy transfer circuit in an energy transfer circuit operation, And waveforms of voltage and current according to turn-on / turn-off, respectively. Among the configurations disclosed in Figs. 4A to 4D, duplicate descriptions will be avoided in comparison with Figs. 2A to 2D.
도 4a를 참조하면, 부하 구동장치(300)는 제1 회로(310), 에너지 전달회로(320) 및 제어기(330)를 포함할 수 있다. 제1 회로(310)는 변환회로(312), 교정 커패시터(314) 및 전류원(316)을 포함할 수 있다. 에너지 전달회로(320)는 게이트 드라이버(322), 다이오드(324), 인덕터(326) 및 스위치(TR1)를 포함할 수 있다. 또한, 제어기(330)는 제1 제어회로(332) 및 제2 제어회로(334)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4A, the load driving apparatus 300 may include a first circuit 310, an energy transfer circuit 320, and a controller 330. The first circuit 310 may include a conversion circuit 312, a calibration capacitor 314, and a current source 316. The energy transfer circuit 320 may include a gate driver 322, a diode 324, an inductor 326 and a switch TR1. In addition, the controller 330 may include a first control circuit 332 and a second control circuit 334.
에너지 전달회로(320)에 포함된 게이트 드라이버(322), 다이오드(324), 인덕터(326) 및 스위치(TR1)는, 예를 들어 벅-부스트 변환기 구조를 형성할 수 있다. 에너지 전달회로(320)는 스위치(TR1)의 턴-온 및 턴-오프에 기반하여, 입력 전압(VAC)으로부터 수신한 에너지의 적어도 일부를 부하(예를 들어, 도 1의 LO)로 전달할 수 있다.The gate driver 322, the diode 324, the inductor 326 and the switch TR1 included in the energy transfer circuit 320 may form, for example, a buck-boost converter structure. The energy transfer circuit 320 transfers at least a portion of the energy received from the input voltage V AC to the load (e.g., LO in FIG. 1), based on the turn-on and turn-off of the switch TR1 .
제1 제어회로(332)는 전류원(316)에 인가되는 전압(VAK)을 센싱하고, 기 설정된 제1 기준전압(Vref1)과 전류원(316)에 인가되는 전압(VAK)에 기반하여 에너지 전달회로(320)에 대해 히스테리시스(hysteresis) 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 전압(VAK) 레벨이 제1 기준전압(Vref1)의 하향 마진 레벨에 도달하면, 제1 제어회로(332)는 게이트 드라이버(322)를 통해 스위치(TR1)를 턴-온시켜 교정 커패시터(314)에 충전된 에너지가 인덕터(326)로 전달될 수 있다. 또한, 전압(VAK) 레벨이 제1 기준전압(Vref1)의 상향 마진 레벨에 도달하면, 제1 제어회로(332)는 게이트 드라이버(322)를 통해 스위치(TR1)를 턴-오프시키고, 이에 따라 교정 커패시터(314)는 전류원(316)에서 출력되는 교정 전류(iS)를 통해 충전될 수 있다. 이 때, 인덕터(326)에 저장된 에너지는 부하(예를 들어, 도 1의 LO)로 전달되면서 에너지 전달회로(320)의 한 주기 동작이 완료될 수 있다.The first control circuit 332 on the basis of the current source sensing a voltage (V AK) is applied to 316, and a predetermined first reference voltage (Vref1) and a voltage (V AK) is applied to the current source 316. Energy The hysteresis control may be performed on the transfer circuit 320. For example, when the voltage (V AK ) level reaches the downward margin level of the first reference voltage (V ref1), the first control circuit 332 turns the switch TR1 on via the gate driver 322 The energy charged in the calibration capacitor 314 can be transferred to the inductor 326. [ Further, when the voltage (V AK ) level reaches the upward margin level of the first reference voltage Vref1, the first control circuit 332 turns off the switch TR1 through the gate driver 322, The calibration capacitor 314 can be charged through the calibration current i s output from the current source 316. [ At this time, the energy stored in the inductor 326 can be transferred to a load (for example, LO in FIG. 1), so that the one cycle operation of the energy transfer circuit 320 can be completed.
다시 말해서, 제1 제어회로(332)는 전압(VAK)이, 제1 기준전압(Vref1)을 중심으로 상하향으로 기 설정된 범위를 벗어나지 않도록 스위치(TR1)를 제어할 수 있다. 다만, 히스테리시스 제어는 스위치(TR1)에 대한 제어의 일 예 중 하나로서, 본 개시의 제어방식은 이에 한정되지 않는다.In other words, the first control circuit 332 can control the switch TR1 so that the voltage V AK does not deviate from the predetermined range up and down about the first reference voltage Vref1. However, the hysteresis control is one example of the control for the switch TR1, and the control scheme of the present disclosure is not limited thereto.
제2 제어회로(334)는 전류원(316)에서 출력되는 전류가 제1 전압(VS)에 비례하여 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다. 또한, 제2 제어회로(334)는 부하(예를 들어, 도1 의 LO)로 흐르는 전류가 제2 기준전압(Vref2)에 비례하여 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다.The second control circuit 334 can control the current outputted from the current source 316 to be kept constant in proportion to the first voltage V s . Further, the second control circuit 334 can control so that the current flowing to the load (for example, LO in Fig. 1) is kept constant in proportion to the second reference voltage Vref2.
제2 제어회로(334)는 곱셈기(Multiplier, MP)를 더 포함할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 제2 제어회로(334)는 로드전류(iL)를 검출하여 전압으로 환산하고, 환산한 전압과 기 설정된 제2 기준전압(Vref2)과의 차이를 에러 엠프(error amplifier)를 통해 출력할 수 있다. 또한, 제2 제어회로(334)는 제1 전압(VS)을 센싱하고, 센싱한 제1 전압(VS)과 상기 에러 엠프의 출력을 수신한 곱셈기(MP)를 통해, 전류원(316)의 출력을 제어할 수 있다.The second control circuit 334 may further include a multiplier (MP). In an exemplary embodiment, the second control circuit 334 detects the load current i L and converts it into a voltage, and outputs the difference between the converted voltage and a predetermined second reference voltage Vref2 as an error amplifier amplifier. In addition, the second control circuit 334 is a current source 316, via a first voltage (V S), a multiplier (MP) receiving a sensing and sensing a first voltage (V S) and an output of the error amplifier to Can be controlled.
본 실시 예에서 제2 제어회로(334)는 로드전류(iL)에 기반하여 전류원(316)을 제어하는 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제2 제어회로(334)는 부하(예를 들어, 도 1에서 LO)에 인가되는 전압에 기반하여 전류원(316)을 제어할 수도 있고, 또는 로드전류(iL) 및 부하(예를 들어, 도 1에서 LO)에 인가되는 전압에 모두 기반하여 전류원(316)을 제어할 수도 있다.Although the second control circuit 334 in this embodiment is shown as controlling the current source 316 based on the load current i L , this is for convenience of illustration only, but is not limited thereto. That is, the second control circuit 334 may control the current source 316 based on the voltage applied to the load (e.g., LO in Fig. 1) or may control the load current i L and the load For example, the current source 316 may be controlled based on the voltage applied to LO in FIG.
또한, 본 실시 예에서 곱셈기(MP)는 제2 제어회로(334)에 포함되는 것으로 설명되었으나, 이에 한정되지 않고 곱셈기(MP)는 제2 제어회로(334)와 별도의 구성일 수도 있다. 또한, 곱셈기(MP)는 덧셈기(Adder), 뺄셈기(Substracter), 또는 상기 구성들과의 결합으로써 대체될 수도 있다.Although the multiplier MP is included in the second control circuit 334 in the present embodiment, the multiplier MP is not limited thereto. The multiplier MP may be configured separately from the second control circuit 334. Further, the multiplier MP may be replaced by an adder, a subtractor, or a combination with the above configurations.
도 4b를 참조하면, 부하 구동장치(300a)의 구성은 도 4a를 참조하여 설명한 부하 구동장치(300)의 구성과 유사하다. 다만 본 실시 예에 따르면, 부하 구동장치(300a)는 제1 회로(310a)에 스위치(315a)를 더 포함할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 스위치(315a)는 교정 커패시터(314a)와 전류원(316a) 사이에 배치될 수 있다. 스위치(315a)는 하나 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 스위치(315a)는, 예를 들어 제1 회로(310a)의 전기적 동작 시, 내압 등의 스트레스를 분산시킬 수 있다.Referring to Fig. 4B, the configuration of the load driving device 300a is similar to that of the load driving device 300 described with reference to Fig. 4A. However, according to the present embodiment, the load driving apparatus 300a may further include a switch 315a in the first circuit 310a. In an exemplary embodiment, the switch 315a may be disposed between the calibration capacitor 314a and the current source 316a. The switch 315a may comprise one or more transistors. The switch 315a can disperse the stress such as internal pressure, for example, during the electrical operation of the first circuit 310a.
도 4a 또는 4b에 도 4c 및 4d를 더 참조하면, 에너지 전달회로(320)의 동작 시 스위치(TR1)의 턴-온/턴-오프의 반복에 따라 로드 커패시터(CL)로 에너지가 전달될 수 있다. 로드 커패시터(CL)는, 설명의 편의를 위하여 부하(예를 들어, 도 1의 LO)를 대체한 구성일 수 있다. 예를 들어, 도 4c의 등가회로는 제2 구간(도 2c 및 2d의 TP)에서 제1 회로(310) 및 에너지 전달회로(320)에 대한 등가회로일 수 있다.Referring to Figures 4A and 4B and Figures 4C and 4D further, energy can be transferred to the load capacitor CL upon repetition of turn-on / turn-off of the switch TR1 during operation of the energy transfer circuit 320 have. The load capacitor CL may be a configuration that replaces a load (for example, LO in FIG. 1) for convenience of explanation. For example, the equivalent circuit of Figure 4c may be an equivalent circuit of the first circuit 310 and the energy transfer circuit 320 in the second interval (T P in Fig. 2c and 2d).
예시적 실시 예에 있어서, '제1 전압(VS)의 주파수<<스위치(TR1)의 스위칭 주파수' 조건을 만족하는 경우, 해석의 편의를 위해 제1 전압(VS) 및 교정 전류(iS)를 각각 직류로 가정할 수 있다. 먼저, 스위치(TR1)가 턴-온 되는 제1 모드 구간(MD1)에서, 인덕터(326) 양단에 교정 커패시터(314)의 전압(VCB)이 인가될 수 있다. 이에 따라, 교정 커패시터(314)에 전압 형태로 저장된 에너지가, 전류 형태로 인덕터(326)에 전달될 수 있다.In the exemplary embodiment, when the frequency of the first voltage V S and the switching frequency of the switch TR 1 are satisfied, the first voltage V S and the calibration current i S ) can be assumed to be DC, respectively. The voltage V CB of the calibration capacitor 314 may be applied across the inductor 326 in the first mode section MD1 in which the switch TR1 is turned on. Accordingly, energy stored in the form of a voltage on the calibration capacitor 314 can be transferred to the inductor 326 in the form of a current.
다음, 제2 모드 구간(MD2)에서 스위치(TR1)는 턴-오프 되고, 인덕터(326)에 전류 형태로 저장된 에너지는 다이오드(324)를 통하여 로드 커패시터(CL)로 전달될 수 있다. 다시 말해서, 인덕터(326) 전류(iL)가 다이오드(324)를 통하여 로드 커패시터(CL)로 인가됨으로써, 제2 전압(VO)이 출력될 수 있다.The switch TR1 is then turned off in the second mode section MD2 and the energy stored in the form of current in the inductor 326 may be transferred to the load capacitor CL via the diode 324. [ In other words, the inductor 326 current i L is applied to the load capacitor CL via the diode 324, so that the second voltage V O can be output.
다음, 인덕터(326)의 에너지 전달 완료 시점부터 스위치(TR1)의 턴-온 시점까지 제3 모드 구간(MD3)으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 제2 및 제3 모드 구간(MD2, MD3)에서는 교정 전류(iS)가 교정 커패시터(314)를 충전할 수 있다. 제1 내지 제3 모드 구간(MD1~MD3)에서 교정 커패시터(314)의 전압(VCB)의 평균은 제1 전압(VS)과 근사적으로 동일할 수 있다.Next, the third mode section MD3 may be defined from the completion of the energy transfer of the inductor 326 to the turn-on point of the switch TR1. For example, in the second and third mode sections MD2 and MD3, the calibration current i S can charge the calibration capacitor 314. The average of the voltage V CB of the calibration capacitor 314 in the first to third mode sections MD 1 to MD 3 may be approximately equal to the first voltage V S.
본 도면에서는 제3 모드 구간(MD3)의 존재로, 에너지 전달회로(320)가 불연속 도통 모드(Discontinuous Conduction Mode, DCM)로 동작하는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 에너지 전달회로(320)는 제3 모드 구간(MD3)이 생략된 연속 도통 모드(CCM, Continuous Conduction Mode, CCM)로 동작할 수도 있다.In this figure, the energy transfer circuit 320 is operated in the Discontinuous Conduction Mode (DCM) in the presence of the third mode section MD3, but is not limited thereto. That is, the energy transfer circuit 320 may operate in a continuous conduction mode (CCM) in which the third mode section MD3 is omitted.
도 5는 본 개시의 다른 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치의 구체적인 회로도를 도시한다. 도 5에 개시된 구성 중, 도 4a와 비교하여 중복되는 설명은 피하기로 한다.5 shows a specific circuit diagram of a load driving device according to another exemplary embodiment of the present disclosure. Among the configurations shown in FIG. 5, duplicate descriptions will be avoided in comparison with FIG. 4A.
도 5를 참조하면, 부하 구동장치(400)는 제1 회로(410), 에너지 전달회로(420) 및 제어기(430)를 포함할 수 있다. 에너지 전달회로(420)는 게이트 드라이버(422), 다이오드(424), 인덕터(426) 및 스위치(TR2)를 포함할 수 있다. 에너지 전달회로(420)에 포함된 게이트 드라이버(422), 다이오드(424), 인덕터(426) 및 스위치(TR2)는, 예를 들어 벅 변환기 구조를 형성할 수 있다. 에너지 전달회로(420)는 스위치(TR2)의 턴-온 및 턴-오프에 기반하여, 입력 전압(VAC)으로부터 수신한 에너지의 적어도 일부를 부하(예를 들어, 도 1의 LO)로 전달할 수 있다.Referring to FIG. 5, the load driving apparatus 400 may include a first circuit 410, an energy transfer circuit 420, and a controller 430. The energy transfer circuit 420 may include a gate driver 422, a diode 424, an inductor 426 and a switch TR2. The gate driver 422, the diode 424, the inductor 426 and the switch TR2 included in the energy transfer circuit 420 may form, for example, a buck converter structure. The energy transfer circuitry 420 transfers at least a portion of the energy received from the input voltage V AC to the load (e.g., LO in FIG. 1), based on the turn-on and turn-off of the switch TR2 .
도 6은 본 개시의 다른 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치의 구체적인 회로도를 도시한다. 도 6에 개시된 구성 중, 도 4a와 비교하여 중복되는 설명은 피하기로 한다.6 shows a specific circuit diagram of a load driving device according to another exemplary embodiment of the present disclosure. Among the configurations shown in Fig. 6, duplicate descriptions will be avoided in comparison with Fig. 4A.
도 6을 참조하면, 부하 구동장치(500)는 제1 회로(510), 에너지 전달회로(520) 및 제어기(530)를 포함할 수 있다. 에너지 전달회로(520)는 게이트 드라이버(522), 제1 다이오드(524), 제2 다이오드(525), 변압기(527) 및 스위치(TR3)를 포함할 수 있다. 에너지 전달회로(520)에 포함된 게이트 드라이버(522), 제1 다이오드(524), 제2 다이오드(525), 변압기(527) 및 스위치(TR3)는, 예를 들어 플라이백 변환기 구조를 형성할 수 있다. 에너지 전달회로(520)는 스위치(TR3)의 턴-온 및 턴-오프에 기반하여, 입력 전압(VAC)으로부터 수신한 에너지의 적어도 일부를 부하(예를 들어, 도 1의 LO)로 전달할 수 있다.Referring to FIG. 6, the load driving apparatus 500 may include a first circuit 510, an energy transfer circuit 520, and a controller 530. The energy transfer circuit 520 may include a gate driver 522, a first diode 524, a second diode 525, a transformer 527 and a switch TR3. The gate driver 522, the first diode 524, the second diode 525, the transformer 527 and the switch TR3 included in the energy transfer circuit 520 form a flyback converter structure, for example, . The energy transfer circuit 520 transfers at least a portion of the energy received from the input voltage V AC to the load (e.g., LO in Figure 1), based on the turn-on and turn-off of the switch TR3 .
도 7은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치의 블록도를 도시한다. 도 7에 개시된 구성 중, 도 3과 비교하여 중복되는 설명은 피하기로 한다.7 shows a block diagram of a load driving device according to an exemplary embodiment of the present disclosure; Among the configurations shown in FIG. 7, duplicate descriptions will be avoided in comparison with FIG.
도 7을 참조하면, 부하 구동장치(600)는 디밍 제어기(640)를 더 포함할 수 있다. 디밍 제어기(640)는, 예를 들어 부하 구동장치(600)가 LED 모듈을 구동시키는 LED 구동장치인 경우, 디밍 신호(DIM)에 기반하여 부하(예를 들어, 도 1의 LO)인 LED 모듈에 대한 디밍 동작을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 7, the load driving apparatus 600 may further include a dimming controller 640. The dimming controller 640 may be a LED driver that is a load (e.g., LO in Figure 1) based on the dimming signal (DIM) when the load driver 600 drives the LED module. It is possible to control the dimming operation.
예시적 실시 예에 있어서, 디밍 제어기(640)는 부하 구동장치(600)의 외부로부터 디밍 신호(DIM)를 수신하고, 이에 기반하여 디밍 제어 신호(CTRL_DIM)를 제2 제어회로(634)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 제2 제어회로(634)가 LED 모듈로 흐르는 전류가 제2 기준전압(예를 들어, 도 4의 Vref2)에 비례하여 일정하게 유지되도록 제어하는 경우, 디밍 제어기(640)는 디밍 신호(DIM)에 기반하여 제2 기준전압(예를 들어, 도 4의 Vref2)의 레벨을 제어하는 디밍 제어 신호(CTRL_DIM)를 제2 제어회로(634)로 출력할 수 있다. 다만, 이는 디밍 제어를 위한 하나의 예로서, 디밍 제어기(640)는 LED 모듈에 인가되는 전류 또는 전압을 제어하는 다양한 구성을 구비할 수 있다.In an exemplary embodiment, the dimming controller 640 receives a dimming signal (DIM) from the outside of the load driver 600 and, based thereon, outputs a dimming control signal CTRL_DIM to the second control circuit 634 can do. For example, when the second control circuit 634 controls the current flowing to the LED module to remain constant in proportion to the second reference voltage (e.g., Vref2 in FIG. 4), the dimming controller 640 controls the dimming To the second control circuit 634, a dimming control signal CTRL_DIM that controls the level of the second reference voltage (e.g., Vref2 in FIG. 4) based on the signal DIM. However, this is an example for dimming control, and the dimming controller 640 may have various configurations for controlling current or voltage applied to the LED module.
도 8은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치의 블록도를 도시한다. 도 8에 개시된 구성 중, 도 2a 내지 2d와 비교하여 중복되는 설명은 피하기로 한다.8 shows a block diagram of a load driving device according to an exemplary embodiment of the present disclosure; Among the configurations shown in Fig. 8, duplicate descriptions will be avoided in comparison with Figs. 2A to 2D.
도 8을 참조하면, 부하 구동장치(700)는 제1 회로(710) 및 에너지 전달회로(720)를 포함할 수 있다. 제1 회로(710)는 변환회로(712), 교정 커패시터(714) 및 전류원(716)을 포함할 수 있다. 에너지 전달회로(720)는 제1 회로(710)에 연결되어 제1 전압(VS)의 적어도 일부를 공급받고, 제1 전압(VS)의 적어도 일부에 기반하여 부하(미도시)로 제2 전압(VO)을 출력할 수 있다.Referring to FIG. 8, the load driving apparatus 700 may include a first circuit 710 and an energy transfer circuit 720. The first circuit 710 may include a conversion circuit 712, a calibration capacitor 714, and a current source 716. The energy transfer circuit 720 is based on at least a portion of the first connected to the circuit 710 being supplied to at least a portion of the first voltage (V S), the first voltage (V S), second to the load (not shown) 2 &lt; / RTI &gt; voltage (V O ).
예시적 실시 예에 있어서, 에너지 전달회로(720)는 제1 회로(710)와 연결된 부하(미도시)에 제2 전압(VO)을 출력할 수 있다. 일 예로, 에너지 전달회로(720)는, 일 단은 교정 커패시터(714)와 연결되고 다른 일 단은 전류원(716)과 연결된 부하(미도시)에 제2 전압(VO)을 출력할 수 있다. 다시 말해서, 에너지 전달회로(720)가 제2 전압(VO)을 출력하는 부하(미도시)는, 변환회로(712), 교정 커패시터(714) 및 전류원(716) 중 적어도 하나와 폐회로(closed circuit)를 형성할 수 있다. 부하(미도시)가 교정 커패시터(714) 및 전류원(716)과 연결됨으로써, 교정 커패시터(714) 및 에너지 전달회로(720)에 포함된 소자(예를 들어, 인덕터)가 견디는 스트레스가 분산될 수 있다. 이에 따라, 부하 구동장치(700)의 전기적 안정성이 향상될 수 있다.In an exemplary embodiment, the energy transfer circuit 720 may output a second voltage (V O ) to a load (not shown) coupled to the first circuit 710. In one example, the energy transfer circuit 720 can output a second voltage (V O ) to a load (not shown), one end connected to a calibration capacitor 714 and the other end connected to a current source 716 . In other words, a load (not shown) in which the energy transfer circuit 720 outputs the second voltage V O is connected to at least one of the conversion circuit 712, the calibration capacitor 714, and the current source 716, circuit can be formed. The load (not shown) is connected to the calibration capacitor 714 and the current source 716 so that the stress that the device (e.g., the inductor) contained in the calibration capacitor 714 and the energy transfer circuit 720 can withstand have. Thus, the electrical stability of the load driving apparatus 700 can be improved.
도 9는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치의 블록도를 도시한다. 도 9에 개시된 구성 중, 도 8과 비교하여 중복되는 설명은 피하기로 한다.9 shows a block diagram of a load driving device according to an exemplary embodiment of the present disclosure; Among the configurations shown in FIG. 9, duplicate descriptions will be avoided in comparison with FIG.
도 9를 참조하면, 부하 구동장치(800)는 제어기(830)를 더 포함할 수 있다. 제어기(830)는 제1 제어회로(832) 및 제2 제어회로(834)를 포함할 수 있다. 제1 제어회로(832)는 교정 커패시터(814)에 인가된 전압(VCB) 및 전류원(816)에 인가된 전압(VAK) 중 적어도 하나의 레벨에 기반하여, 에너지 전달회로(820)의 동작을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 9, the load driving apparatus 800 may further include a controller 830. The controller 830 may include a first control circuit 832 and a second control circuit 834. The first control circuit 832 is connected to the power supply circuit 820 based on at least one level of the voltage V CB applied to the calibration capacitor 814 and the voltage V AK applied to the current source 816 The operation can be controlled.
예시적 실시 예에 있어서, 제1 제어회로(832)는 교정 커패시터(814)에 인가된 전압(VCB) 또는 전류원(816)에 인가된 전압(VAK)의 레벨에 기반하여, 에너지 전달회로(820)의 동작을 제어하는 제1 제어신호(CTRL_1)를 에너지 전달회로(820)로 출력할 수 있다. 일 예로, 에너지 전달회로(820)가 스위치를 포함하는 스위치-모드 파워 서플라이를 포함하는 경우, 제1 제어회로(832)는 스위치로 제1 제어신호(CTRL_1)를 출력하여 스위치의 턴-온 및 턴-오프를 제어할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 제1 제어회로(832)는 교정 커패시터(814)에 인가된 전압(VCB)이 기 설정된 기준전압보다 작은 경우 에너지 전달회로(820)가 턴-오프되도록 제어하고, 교정 커패시터(814)에 인가된 전압(VCB)이 기 설정된 기준전압보다 크거나 같은 경우 에너지 전달회로(820)가 턴-온 되도록 제어할 수 있다.In an exemplary embodiment, the first control circuit 832 is coupled to the energy transfer circuit 814 based on the level of the voltage (V CB ) applied to the calibration capacitor 814 or the voltage (V AK ) applied to the current source 816, To the energy transfer circuit 820, a first control signal CTRL_1 for controlling the operation of the power supply circuit 820. [ In one example, when the energy transfer circuit 820 includes a switch-mode power supply including a switch, the first control circuit 832 outputs a first control signal CTRL_1 to the switch, Turn-off can be controlled. In an exemplary embodiment, the first control circuit 832 controls the energy transfer circuit 820 to be turned off when the voltage V CB applied to the calibration capacitor 814 is less than a predetermined reference voltage, The energy transfer circuit 820 can be controlled to be turned on when the voltage V CB applied to the calibration capacitor 814 is equal to or greater than a predetermined reference voltage.
제2 제어회로(834)는 제1 전압(VS), 제2 전압(VO) 및 로드전류(iL) 중 적어도 하나에 기반하여 전류원(816)의 출력을 제어할 수 있다. 본 도면에서는, 제2 제어회로(834)가 제1 전압(VS), 제2 전압(VO) 및 로드전류(iL)에 기반하여 전류원(816)의 출력을 제어하는 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.The second control circuit 834 may control the output of the current source 816 based on at least one of the first voltage V s , the second voltage V o and the load current i L. Although the second control circuit 834 is shown in the figure to control the output of the current source 816 based on the first voltage V s , the second voltage V o and the load current i L , This is for convenience of explanation, but is not limited thereto.
예시적 실시 예에 있어서, 제2 제어회로(834)는 제1 전압(VS), 제2 전압(VO) 및 에너지 전달회로(820)에서 부하(미도시)로 전달되는 전류 중 적어도 하나에 기반하여, 전류원(816)이 제1 전압(VS)과 동일한 위상을 가지는 교정 전류(iS)를 출력하도록 제어하는 제2 제어신호(CTRL_2)를 전류원(816)으로 출력할 수 있다. 일 예로, 제2 제어회로(834)는 제1 전압(VS), 제2 전압(VO) 및 에너지 전달회로(820)에서 부하(미도시)로 전달되는 전류 각각에 기반한 제어신호들을 더하거나 곱하여 목적에 맞는 제2 제어신호(CTRL_2)를 전류원으로 출력할 수 있다.In an exemplary embodiment, the second control circuit 834 includes at least one of the first voltage V s , the second voltage V o , and the current delivered to the load (not shown) in the energy transfer circuit 820 To the current source 816, a second control signal CTRL_2 that controls the current source 816 to output a calibration current i S having the same phase as the first voltage V S based on the first control signal CTL_2. In one example, the second control circuit 834 may add control signals based on the first voltage (V s ), the second voltage (V o ), and the current delivered to the load (not shown) in the energy transfer circuit 820 And can output the second control signal CTRL_2 suitable for the purpose as a current source.
제2 제어회로(834)는 전류원(816)을 제어하여, 부하 구동장치(800)의 역률을 개선할 수 있다. 또한, 제2 제어회로(834)는 전류원(816)을 제어하여, 예를 들어 부하(미도시)가 LED 모듈인 경우, LED에 흐르는 전류 또는 LED 양단 사이의 전압을 일정하게 유지하여 안정된 광출력을 얻을 수 있도록 제어할 수 있다. 또한, 제2 제어회로(834)는 전류원(816)을 제어하여, 부하(미도시)에 포함된 LED에 흐르는 전류를 감소시키거나 증가시켜 디밍 동작을 제어할 수도 있다.The second control circuit 834 controls the current source 816 to improve the power factor of the load driving device 800. [ The second control circuit 834 controls the current source 816 to maintain the current flowing in the LED or the voltage across the LED constant, for example, when the load (not shown) is an LED module, Can be obtained. The second control circuit 834 may also control the current source 816 to control the dimming operation by reducing or increasing the current flowing through the LEDs included in the load (not shown).
도 10a 내지 10c는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치를 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 10a는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치의 블록도를, 도 10b는 에너지 전달회로 동작 시 제1 회로 및 에너지 전달회로의 등가회로를, 도 10c는 스위치의 턴-온/턴-오프에 따른 전압 및 전류의 파형을 각각 도시한다. 도 10a 내지 10c에 개시된 구성 중, 도 9와 비교하여 중복되는 설명은 피하기로 한다.10A to 10C are views for explaining a load driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure; Specifically, FIG. 10A is a block diagram of a load driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure, FIG. 10B shows an equivalent circuit of the first circuit and the energy transfer circuit in the operation of the energy transfer circuit, And waveforms of voltage and current with on / off-off, respectively. Among the configurations disclosed in Figs. 10A to 10C, duplicate descriptions will be avoided in comparison with Fig.
도 10a를 참조하면, 부하 구동장치(900)는 제1 회로(910), 에너지 전달회로(920) 및 제어기(930)를 포함할 수 있다. 에너지 전달회로(920)는 게이트 드라이버(922), 다이오드(924), 인덕터(926) 및 스위치(TR4)를 포함할 수 있다. 에너지 전달회로(920)에 포함된 게이트 드라이버(922), 다이오드(924), 인덕터(926) 및 스위치(TR4)는, 예를 들어 벅 변환기 구조를 형성할 수 있다. 에너지 전달회로(920)는 스위치(TR4)의 턴-온 및 턴-오프에 기반하여, 입력 전압(VAC)으로부터 수신한 에너지의 적어도 일부를 부하(미도시)로 전달할 수 있다.Referring to FIG. 10A, the load driving apparatus 900 may include a first circuit 910, an energy transfer circuit 920, and a controller 930. The energy transfer circuit 920 may include a gate driver 922, a diode 924, an inductor 926 and a switch TR4. The gate driver 922, the diode 924, the inductor 926 and the switch TR4 included in the energy transfer circuit 920 can form, for example, a buck converter structure. The energy transfer circuit 920 can transfer at least a portion of the energy received from the input voltage V AC to a load (not shown), based on the turn-on and turn-off of the switch TR4.
도 10b 및 10c를 더 참조하면, 에너지 전달회로(920)의 동작 시 스위치(TR4)의 턴-온/턴-오프의 반복에 따라 로드 커패시터(CL)로 에너지가 전달될 수 있다. 로드 커패시터(CL)는, 설명의 편의를 위하여 부하를 대체한 구성일 수 있다. 예를 들어, 도 10b의 등가회로는 제2 구간(도 2c 및 2d의 TP)에서 제1 회로(910) 및 에너지 전달회로(920)에 대한 등가회로일 수 있다.10B and 10C, energy can be transferred to the load capacitor CL in accordance with the repetition of the turn-on / turn-off of the switch TR4 in the operation of the energy transfer circuit 920. [ The load capacitor CL may be replaced with a load for convenience of explanation. For example, the equivalent circuit of FIG. 10B may be an equivalent circuit for the first circuit 910 and the energy transfer circuit 920 in the second period (T P in FIGS. 2C and 2D).
예시적 실시 예에 있어서, '제1 전압(VS)의 주파수<<스위치(TR4)의 스위칭 주파수' 조건을 만족하는 경우, 해석의 편의를 위해 제1 전압(VS) 및 교정 전류(iS)를 각각 직류로 가정할 수 있다. 먼저, 스위치(TR4)가 턴-온 되는 제1 모드 구간(MD1')에서, 인덕터(926) 양단에 교정 커패시터(914)의 전압(VCB)이 인가될 수 있다. 이에 따라, 교정 커패시터(914)에 전압 형태로 저장된 에너지가, 전류 형태로 인덕터(926)에 전달될 수 있다.In an exemplary embodiment, when the frequency of the first voltage V S and the switching frequency of the switch TR4 are satisfied, the first voltage V S and the calibration current i S ) can be assumed to be DC, respectively. First, the voltage V CB of the calibration capacitor 914 can be applied across the inductor 926 in the first mode section MD1 'in which the switch TR4 is turned on. Accordingly, the energy stored in the form of a voltage on the calibration capacitor 914 can be transferred to the inductor 926 in the form of a current.
다음, 제2 모드 구간(MD2')에서 스위치(TR4)는 턴-오프 되고, 인덕터(926)에 전류 형태로 저장된 에너지는 다이오드(924)를 통하여 로드 커패시터(CL)로 전달될 수 있다. 다시 말해서, 인덕터(926) 전류(iL)가 다이오드(924)를 통하여 로드 커패시터(CL)로 인가됨으로써, 제2 전압(VO)이 출력될 수 있다.Next, the switch TR4 is turned off in the second mode section MD2 ', and the energy stored in the form of current in the inductor 926 can be transferred to the load capacitor CL via the diode 924. [ In other words, the inductor 926 current i L is applied to the load capacitor CL via the diode 924, so that the second voltage V O can be output.
다음, 인덕터(926)의 에너지 전달 완료 시점부터 스위치(TR4)의 턴-온 시점까지 제3 모드 구간(MD3')으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 제2 및 제3 모드 구간(MD2', MD3')에서는 교정 전류(iS)가 교정 커패시터(914)를 충전할 수 있다. 제1 내지 제3 모드 구간(MD1'~MD3')에서 교정 커패시터(914)의 전압(VCB)의 평균은 제1 전압(VS)에서 제2 전압(VO)을 뺀 값과 근사적으로 동일할 수 있다.Next, the third mode section MD3 'may be defined from the completion of energy transfer of the inductor 926 to the turn-on point of the switch TR4. For example, in the second and third mode intervals MD2 ', MD3', the calibration current i s can charge the calibration capacitor 914. The average of the voltage V CB of the calibration capacitor 914 in the first to third mode sections MD 1 'to MD 3' is obtained by subtracting the second voltage V O from the first voltage V S , . &Lt; / RTI &gt;
본 도면에서는 제3 모드 구간(MD3')의 존재로, 에너지 전달회로(920)가 불연속 도통 모드로 동작하는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 에너지 전달회로(920)는 제3 모드 구간(MD3')이 생략된 연속 도통 모드로 동작할 수도 있다.Although the third mode section MD3 'is shown in the figure, the energy transfer circuit 920 is operated in the discontinuous conduction mode, but the present invention is not limited thereto. That is, the energy transfer circuit 920 may operate in a continuous conduction mode in which the third mode section MD3 'is omitted.
도 11a 및 11b는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 조명 장치를 각각 나타내는 도면이다. 도 11a를 참조하면, 조명 장치(1000)는 소켓(1010), 전원부(1020), 방열부(1030), 광원(1040) 및 광학부(1050)를 포함할 수 있다.11A and 11B are diagrams each illustrating a lighting apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure; Referring to FIG. 11A, the lighting apparatus 1000 may include a socket 1010, a power source 1020, a heat sink 1030, a light source 1040, and an optical unit 1050.
소켓(1010)은 기존(legacy) 조명 장치와 대체 가능하도록 구성될 수 있다. 조명 장치(1000)에 공급되는 전력은 소켓(1010)을 통해서 인가될 수 있고, 예컨대 AC 전압이 소켓(1010)에 인가될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 전원부(1020)는 제1 전원부(1021) 및 제2 전원부(1022)로 분리되어 조립될 수 있다. 예를 들면, 제1 전원부(1021)는 도 2a의 변환회로(112)를 포함할 수 있고, 제2 전원부(1022)는 부하 구동장치(100)의 적어도 일부를 포함할 수 있다. Socket 1010 may be configured to be replaceable with a legacy lighting device. Electric power supplied to the lighting apparatus 1000 may be applied through the socket 1010, for example, an AC voltage may be applied to the socket 1010. [ As shown in FIG. 10, the power supply unit 1020 may be separately assembled into the first power supply unit 1021 and the second power supply unit 1022. For example, the first power supply section 1021 may include the conversion circuit 112 of FIG. 2A, and the second power supply section 1022 may include at least a portion of the load driving apparatus 100. [
방열부(1030)는 내부 방열부(1031) 및 외부 방열부(1032)를 포함할 수 있고, 내부 방열부(1031)는 광원(1040) 및/또는 전원부(1020)와 직접 연결될 수 있고, 이를 통해 외부 방열부(1032)로 열이 전달되게 할 수 있다. 광학부(1050)는 내부 광학부(미도시) 및 외부 광학부(미도시)를 포함할 수 있고, 광원(1040)이 방출하는 빛을 고르게 분산시키도록 구성될 수 있다.The heat dissipation unit 1030 may include an internal heat dissipation unit 1031 and an external heat dissipation unit 1032. The internal heat dissipation unit 1031 may be directly connected to the light source 1040 and / Heat can be transmitted to the external heat dissipating unit 1032 through the heat dissipating unit 1032. [ The optical portion 1050 may include an inner optical portion (not shown) and an outer optical portion (not shown), and may be configured to evenly distribute the light emitted by the light source 1040.
광원(1040)은 전원부(1020)로부터 전력을 공급받아 광학부(1050)로 빛을 방출할 수 있다. 광원(1040)은 복수의 LED 패키지(1041), 회로기판(1042) 및 적어도 하나의 집적 회로 패키지(1043)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 집적 회로 패키지(1043)는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.The light source 1040 may receive power from the power source unit 1020 and emit light to the optical unit 1050. The light source 1040 may include a plurality of LED packages 1041, a circuit board 1042, and at least one integrated circuit package 1043. The at least one integrated circuit package 1043 may include at least some of the load driving devices according to the exemplary embodiments of the present disclosure.
복수의 LED 패키지(1041)는 동일한 파장의 빛을 발생시키는 동종(同種)일 수 있다. 또는 서로 상이한 파장의 빛을 발생시키는 이종(異種)으로 다양하게 구성될 수도 있다. 예를 들어, LED 패키지(1041)는 청색 발광소자에 황색, 녹색, 적색 또는 오랜지색의 형광체를 조합하여 백색광을 발하는 발광소자와 보라색, 청색, 녹색, 적색 또는 적외선 발광소자 중 적어도 하나를 포함하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 조명 장치(1000)는 연색성(CRI)을 나트륨(Na)등에서 태양광 수준으로 조절할 수 있으며 또한 색 온도를 촛불(1500K)에서 파란하늘(12000K) 수준으로 다양한 백색광을 발생시킬 수 있으며, 필요에 따라서는 보라색, 청색, 녹색, 적색, 오렌지색의 가시광 또는 적외선을 발생시켜 주위 분위기 또는 기분에 맞게 조명 색을 조절 할 수 있다. 또한 식물 성장을 촉진 할 수 있는 특수 파장의 광을 발생시킬 수도 있다.The plurality of LED packages 1041 may be of the same type that emits light of the same wavelength. Or may be configured in a variety of different types that generate light of different wavelengths. For example, the LED package 1041 may be configured to include at least one of a light emitting element that emits white light by combining a phosphor of yellow, green, red, or orange color and a purple, blue, green, red, . In this case, the lighting apparatus 1000 can adjust the color rendering index (CRI) from the sodium (Na) or the like to the solar light level and can generate various white light at the color temperature from the candle (1500K) to the blue sky (12000K) If necessary, the illumination color can be adjusted to the ambient atmosphere or mood by generating visible light of purple, blue, green, red, or orange or infrared light. It may also generate light of a special wavelength that can promote plant growth.
도 11b를 참조하면, 조명 장치(1000a)의 구성은 도 11a를 참조하여 설명한 조명 장치(1000)의 구성과 유사하다. 다만 본 실시 예에 따르면, 조명장치(1000a)는 도 11a에서 설명한 제1 및 제2 전원부(1021, 1022)가 생략될 수 있다. 또한, 본 실시 예에 따르면, 광원(1040a)은 각종 전원부를 포함하는 직접 회로 패키지(1044a) 및 수동소자(1045a)를 포함할 수 있다. 직접 회로 패키지(1044a)는, 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 본 실시 예에 개시된 광원(1040a)은, 예를 들어 드라이브 온 보드(Drive On Board, DOB) 구조로 명명될 수 있다.Referring to Fig. 11B, the configuration of the lighting apparatus 1000a is similar to that of the lighting apparatus 1000 described with reference to Fig. 11A. However, according to the present embodiment, the first and second power sources 1021 and 1022 described in FIG. 11A may be omitted in the illumination device 1000a. In addition, according to the present embodiment, the light source 1040a may include a passive device 1045a and a passive circuit package 1044a including various power sources. The integrated circuit package 1044a may include at least some of the load driving devices according to the exemplary embodiments of the present disclosure. The light source 1040a disclosed in this embodiment can be named, for example, as a drive on board (DOB) structure.
전술한 바에 따라, 조명 장치(1000)는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치를 포함할 수 있다. 이에 따라, 조명 장치(1000)는 높은 전광변환효율을 가지면서도 총고조파 왜곡율, 역률, 플리커 특성이 개선될 수 있다. 또한, 전자파간섭 특성이 개선되어 별도의 EMI 필터가 생략될 수 있으므로, 전체 부피가 감소될 수도 있다.In accordance with the foregoing, the lighting apparatus 1000 may include a load driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Thus, the lighting apparatus 1000 can improve the total harmonic distortion rate, power factor, and flicker characteristics while having high electro-optical conversion efficiency. In addition, the electromagnetic interference characteristic is improved, and a separate EMI filter can be omitted, so that the total volume may be reduced.
도 12는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 부하 구동장치가 포함된 조명 시스템을 나타낸 블록도이다.12 is a block diagram illustrating an illumination system including a load driver according to an exemplary embodiment of the present disclosure;
도 12를 참조하면, 조명 시스템(2000)은 복수의 센서를 포함하는 센서 장치(2100), 제어 및 통신장치(2200) 및 조명 장치(2300)를 포함할 수 있다. 센서 장치(2100)는 습도 센서(2110), 조도 센서(2120), GPS 센서(2130), 모션 센서(2140), 광 센서(2150) 및 온도 센서(2160) 등의 다양한 센서를 포함할 수 있다. 센서 장치(2100)에 포함된 센서들 중 일부는 조명 장치(2300)와 함께 하나의 모듈로 제공될 수도 있다. 제어 및 통신장치(2200)는 센서 장치(2100)와 통신 가능하도록 연결되어, 센서 장치(2100)로부터 수신된 각종 센싱 정보들을 수신할 수 있다. 제어 및 통신장치(2200)는 I2C, SPI, UART, DALI, RS485 등과 같은 다양한 통신 인터페이스를 포함할 수 있으며, 센서 장치(2100)는 상기 통신 인터페이스들 중 적어도 하나에 연결되어 제어 및 통신장치(2200)에 의해 인식될 수 있다. 조명 장치(2300)는, 예를 들어 LED를 포함하는 광원(2310)과, 광원(2310)에 구동 전압/전류 등을 공급하는 구동장치(2320)를 포함할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 구동장치(2320)는 도 1 내지 9c를 통해 개시된 구동장치를 포함할 수 있다.12, the illumination system 2000 may include a sensor device 2100, a control and communication device 2200, and a lighting device 2300 that include a plurality of sensors. The sensor device 2100 may include various sensors such as a humidity sensor 2110, an illuminance sensor 2120, a GPS sensor 2130, a motion sensor 2140, an optical sensor 2150 and a temperature sensor 2160 . Some of the sensors included in the sensor apparatus 2100 may be provided as one module together with the illumination apparatus 2300. [ The control and communication device 2200 may be communicatively coupled to the sensor device 2100 to receive various sensing information received from the sensor device 2100. The control and communication device 2200 may include various communication interfaces such as I2C, SPI, UART, DALI, RS485, etc., and the sensor device 2100 may be connected to at least one of the communication interfaces, ). &Lt; / RTI &gt; The illumination device 2300 may include a light source 2310 including, for example, an LED, and a drive device 2320 for supplying a drive voltage / current, etc. to the light source 2310. In an exemplary embodiment, the driving device 2320 may include the driving device disclosed in Figures 1 through 9c.
상기한 실시 예의 설명은 본 개시의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 개시를 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 개시의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.The description of the embodiments above is merely exemplary in reference to the drawings for a more thorough understanding of the disclosure, and should not be construed as limiting the present disclosure. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the basic principles of the present disclosure.

Claims (19)

  1. 입력전압에 기반하여 제1 전압을 출력신호로 생성하는 변환회로;A conversion circuit for generating a first voltage as an output signal based on an input voltage;
    상기 변환회로에 연결되고, 상기 제1 전압의 적어도 일부에 기반하여 충전 또는 방전 동작을 수행하는 교정 커패시터(capacitor);A calibration capacitor coupled to the conversion circuit, the calibration capacitor performing a charging or discharging operation based on at least a portion of the first voltage;
    상기 교정 커패시터에 연결되어 상기 제1 전압의 적어도 일부를 공급받고, 상기 제1 전압의 적어도 일부에 기반하여 부하로 제2 전압을 출력하는 에너지 전달회로; 및An energy transfer circuit coupled to the calibration capacitor to receive at least a portion of the first voltage and to output a second voltage to a load based on at least a portion of the first voltage; And
    일 단은 상기 에너지 전달회로에, 다른 일 단은 상기 변환회로에 각각 연결되고, 상기 변환회로로 교정 전류를 제공하는 전류원을 포함하는 부하 구동장치.And a current source coupled to the energy transfer circuit, the other end being connected to the conversion circuit, respectively, and providing a calibration current to the conversion circuit.
  2. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 전류원은, 상기 제1 전압의 위상과 실질적으로 동일한 위상을 갖는 전류를 상기 교정 전류로서 출력하는 것을 특징으로 하는 부하 구동장치.Wherein the current source outputs a current having a phase substantially identical to a phase of the first voltage as the calibration current.
  3. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 교정 커패시터 및 상기 전류원 중 적어도 하나에 인가된 전압 레벨에 기반하여, 상기 에너지 전달회로의 동작을 제어하는 제1 제어신호를 상기 에너지 전달회로로 출력하는 제1 제어회로를 구비하는 제어기를 더 포함하는 부하 구동장치.And a first control circuit for outputting to the energy transfer circuit a first control signal for controlling an operation of the energy transfer circuit based on a voltage level applied to at least one of the calibration capacitor and the current source A load driving device.
  4. 제3 항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 에너지 전달회로는 하나 이상의 스위치를 포함하는 스위치-모드 파워 서플라이(switch-mode power supply)를 포함하고,Wherein the energy transfer circuit comprises a switch-mode power supply comprising one or more switches,
    상기 제1 제어신호는 상기 하나 이상의 스위치의 턴-온(turn-on) 및 턴-오프(turn-off)를 제어하는 것을 특징으로 하는 부하 구동장치.Wherein the first control signal controls turn-on and turn-off of the one or more switches.
  5. 제3 항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 제어기는, 상기 제1 전압, 상기 제2 전압 및 상기 부하에 인가되는 전류 중 적어도 하나에 기반하여 상기 전류원의 출력을 제어하는 제2 제어신호를 상기 전류원으로 출력하는 제2 제어회로를 더 구비하는 부하 구동장치.The controller further includes a second control circuit for outputting a second control signal for controlling an output of the current source based on at least one of the first voltage, the second voltage, and the current applied to the load to the current source A load driving device.
  6. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 변환회로는 상기 입력전압을 정류하여 상기 제1 전압으로 출력하는 정류회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 구동장치.And the conversion circuit includes a rectification circuit for rectifying the input voltage and outputting the rectified voltage as the first voltage.
  7. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 교정 커패시터와 상기 전류원은 직렬로 연결되고,Wherein the calibration capacitor and the current source are connected in series,
    상기 에너지 전달회로는 상기 교정 커패시터와 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 부하 구동장치.And the energy transfer circuit is connected in parallel with the calibration capacitor.
  8. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 에너지 전달회로는,The energy transfer circuit includes:
    일 단은 상기 교정 커패시터와, 다른 일 단은 상기 전류원과 각각 연결된 부하에 상기 제2 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 부하 구동장치.And the second voltage is outputted to the load connected to the current source at the other end, and the calibration capacitor at the other end.
  9. 제1 회로 및 상기 제1 회로와 연결되어 LED(Light Emitting Diode) 모듈로 에너지를 전달하는 에너지 전달회로를 포함하는 LED 구동장치에 있어서,1. An LED driving apparatus comprising a first circuit and an energy transfer circuit connected to the first circuit for transferring energy to an LED (Light Emitting Diode) module,
    상기 제1 회로는,The first circuit comprising:
    입력전압을 수신하여 제1 전압을 출력신호로 생성하는 변환회로;A converter circuit for receiving an input voltage and generating a first voltage as an output signal;
    상기 제1 전압의 적어도 일부를 공급받고, 상기 제1 전압의 적어도 일부에 기반하여 충전 또는 방전 동작을 수행하는 교정 커패시터; 및A calibration capacitor for receiving at least a portion of the first voltage and performing a charge or discharge operation based on at least a portion of the first voltage; And
    상기 제1 회로의 루프 전류를 출력하는 전류원을 포함하고,And a current source for outputting a loop current of the first circuit,
    상기 에너지 전달회로는 상기 제1 전압의 적어도 일부를 공급받고, 상기 제1 전압의 적어도 일부에 기반하여 상기 LED 모듈로 제2 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.Wherein the energy transfer circuit receives at least a portion of the first voltage and outputs a second voltage to the LED module based on at least a portion of the first voltage.
  10. 제9 항에 있어서,10. The method of claim 9,
    상기 에너지 전달회로는 상기 교정 커패시터 및 상기 전류원 중 적어도 하나에 인가된 전압 레벨에 기반하여 턴-온/턴-오프가 제어되는 스위치를 포함하는 DC-DC 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.Wherein the energy transfer circuit includes a DC-DC converter including a switch whose turn-on / turn-off is controlled based on a voltage level applied to at least one of the calibration capacitor and the current source. .
  11. 제9 항에 있어서,10. The method of claim 9,
    상기 전류원은, 상기 제1 전압의 위상과 실질적으로 동일한 위상을 갖는 전류를 상기 루프 전류로서 출력하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.Wherein the current source outputs a current having a phase substantially identical to a phase of the first voltage as the loop current.
  12. 제9 항에 있어서,10. The method of claim 9,
    상기 교정 커패시터 및 상기 전류원 중 적어도 하나에 인가된 전압 레벨에 기반하여, 상기 에너지 전달회로의 동작을 제어하는 제1 제어신호를 상기 에너지 전달회로로 출력하는 제1 제어회로를 구비하는 제어기를 더 포함하는 LED 구동장치.And a first control circuit for outputting to the energy transfer circuit a first control signal for controlling an operation of the energy transfer circuit based on a voltage level applied to at least one of the calibration capacitor and the current source Lt; / RTI &gt;
  13. 제12 항에 있어서,13. The method of claim 12,
    상기 제어기는, 상기 제1 전압, 상기 제2 전압 및 상기 LED 모듈에 인가되는 전류 중 적어도 하나에 기반하여 상기 전류원의 출력을 제어하는 제2 제어신호를 상기 전류원으로 출력하는 제2 제어회로를 더 구비하는 LED 구동장치.The controller may further include a second control circuit for outputting a second control signal for controlling the output of the current source to the current source based on at least one of the first voltage, the second voltage, and the current applied to the LED module And the LED driving device.
  14. 제13 항에 있어서,14. The method of claim 13,
    상기 LED 구동장치의 외부로부터 디밍 신호를 수신하고, 상기 디밍 신호에 기반하여 상기 LED 모듈의 디밍(dimming) 제어를 수행하는 디밍 제어신호를 상기 제2 제어회로에 출력하는 디밍 제어기를 더 포함하고,Further comprising a dimming controller receiving a dimming signal from outside the LED driving device and outputting to the second control circuit a dimming control signal for performing dimming control of the LED module based on the dimming signal,
    상기 제2 제어회로는 상기 디밍 제어신호에 더 기반하여 상기 제2 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.Wherein the second control circuit outputs the second control signal further based on the dimming control signal.
  15. 제9 항에 있어서,10. The method of claim 9,
    상기 제1 회로는,The first circuit comprising:
    상기 교정 커패시터 및 상기 전류원 사이에 배치되는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.Further comprising a switch disposed between the calibration capacitor and the current source.
  16. 제9 항에 있어서,10. The method of claim 9,
    상기 전류원의 일 단은 상기 교정 커패시터에 연결되고, 다른 일 단은 상기 변환회로에 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.Wherein one end of the current source is connected to the calibration capacitor and the other end is connected to the conversion circuit.
  17. 제9 항에 있어서,10. The method of claim 9,
    상기 에너지 전달회로는 상기 교정 커패시터와 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.And the energy transfer circuit is connected in parallel with the calibration capacitor.
  18. 제9 항에 있어서,10. The method of claim 9,
    상기 제1 회로는 상기 LED 모듈과 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.And the first circuit is connected to the LED module.
  19. 제18 항에 있어서,19. The method of claim 18,
    상기 변환회로, 상기 교정 커패시터 및 상기 전류원 중 적어도 하나는 상기 LED 모듈과 폐회로(closed circuit)를 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.Wherein at least one of the conversion circuit, the calibration capacitor, and the current source forms a closed circuit with the LED module.
PCT/KR2017/012088 2017-05-12 2017-10-30 Load driving device and led device including same WO2018207981A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0059315 2017-05-12
KR20170059315 2017-05-12
KR1020170134812A KR102156333B1 (en) 2017-05-12 2017-10-17 Load driving device and led device including the same
KR10-2017-0134812 2017-10-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018207981A1 true WO2018207981A1 (en) 2018-11-15

Family

ID=64104680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/012088 WO2018207981A1 (en) 2017-05-12 2017-10-30 Load driving device and led device including same

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018207981A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101142106B1 (en) * 2011-12-16 2012-05-08 주식회사 피엠디네트웍스 Group dimmable constant current led converter
KR101142089B1 (en) * 2011-12-14 2012-05-14 엔엘티테크주식회사 Ac /dc converter for led lighting and led lighting apparatus using the same
US20130278157A1 (en) * 2010-12-21 2013-10-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Device and method for controlling current to solid state lighting circuit
US20140159616A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-12 Iwatt Inc. Adaptive holding current control for led dimmer
KR20150081139A (en) * 2014-01-03 2015-07-13 엘지전자 주식회사 An lighting device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130278157A1 (en) * 2010-12-21 2013-10-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Device and method for controlling current to solid state lighting circuit
KR101142089B1 (en) * 2011-12-14 2012-05-14 엔엘티테크주식회사 Ac /dc converter for led lighting and led lighting apparatus using the same
KR101142106B1 (en) * 2011-12-16 2012-05-08 주식회사 피엠디네트웍스 Group dimmable constant current led converter
US20140159616A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-12 Iwatt Inc. Adaptive holding current control for led dimmer
KR20150081139A (en) * 2014-01-03 2015-07-13 엘지전자 주식회사 An lighting device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013089506A1 (en) Led driving device
WO2010095813A2 (en) Power-saving led lighting apparatus
WO2014148767A1 (en) Led driving circuit using double bridge diode and led illumination device comprising same
WO2011052834A1 (en) Constant-current-drive led module device
WO2012059778A1 (en) Driver for two or more parallel led light strings
WO2014189284A1 (en) Control circuit and method for generating voltage for light emitting diode lighting device
WO2022108339A1 (en) Smart converter for lighting control device, smart converter having improved thd and emi, and lighting control device including same
WO2017043756A1 (en) Device and method for driving power factor compensated-type led
WO2011029383A1 (en) Led lamp driving circuit
WO2018207981A1 (en) Load driving device and led device including same
WO2012011700A9 (en) Adaptive power supplier, smart led module and device for testing led modules for testing same
WO2013180500A1 (en) Display device comprising led backlight, and power supply apparatus and power supply method therefor
WO2016122182A1 (en) Control circuit for light-emitting diode lighting apparatus and method for controlling same
WO2023207372A1 (en) Modular led driving circuit
CN209748857U (en) Centralized power supply type LED driving system
KR102156333B1 (en) Load driving device and led device including the same
WO2015008878A1 (en) Integrated circuit for lighting and method of controlling lighting
WO2009145458A2 (en) Parallel connected switching converter using charge sharing
CN103987162A (en) Load self-adaptation LED power supply
CN205040055U (en) Light -emitting diode driving circuit
WO2017057925A1 (en) Power distribution circuit and power distribution method
WO2015080467A1 (en) Power apparatus for led lighting
WO2014157997A1 (en) Illumination module
WO2014078994A1 (en) Driver for led lighting and method of driving led lighting
WO2017188757A2 (en) Dimming-type led lighting apparatus having electrolytic capacitor-less power supply device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17908905

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17908905

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1