KR101155046B1 - 엘이디 컨버터의 정전류 제어회로 및 기능 구현 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 LED 컨버터의 정전류 제어회로는, 입력되는 교류 전원을 직류로 변환하여 출력하는 트랜스포머와, 상기 트랜스포머의 인덕터들과 연동하여 1차측 전압을 공진하는 공진콘덴서와, 상기 공진콘덴서의 공진전압과 공진 주파수의 변화를 측정하여 LED컨버터가 오버로드 상황인지 여부를 판단하는 과전력 검출회로와, LED컨버터가 오버로드 상황인 경우, 상기 과전력 검출회로의 제어신호에 따라 주파수 조정신호를 생성하는 전력 제어회로와, 상기 주파수 조정신호에 따라 발진 주파수를 높임으로써 부하에 제공되는 전력을 낮추는 FET구동회로를 포함하여 구성된다.
본 발명은, 과전류 검출회로(250)가 공진 컨덴서(240)의 공진전압뿐 아니라 스위칭 주파수의 변화를 감지하도록 함으로써 LED컨버터의 오버로드 상황을 정확히 인지하고, LED램프에 인가되는 전원공급을 차단하는 대신 전원공급을 유지하면서 트랜스포머(220)에 걸린 전력을 제어함으로써 LED컨버터의 과부하 상황을 해소하여, LED램프장치에 대한 신뢰성을 향상시켰다. 또한, 회로의 구성이 간단하고 저렴한 비용으로 소형화된 LED컨버터 회로를 구현할 수 있게 되었다.
본 발명은, 과전류 검출회로(250)가 공진 컨덴서(240)의 공진전압뿐 아니라 스위칭 주파수의 변화를 감지하도록 함으로써 LED컨버터의 오버로드 상황을 정확히 인지하고, LED램프에 인가되는 전원공급을 차단하는 대신 전원공급을 유지하면서 트랜스포머(220)에 걸린 전력을 제어함으로써 LED컨버터의 과부하 상황을 해소하여, LED램프장치에 대한 신뢰성을 향상시켰다. 또한, 회로의 구성이 간단하고 저렴한 비용으로 소형화된 LED컨버터 회로를 구현할 수 있게 되었다.
Description
본 발명은 LED컨버터에 관한 것으로서, 특히 LED 컨버터의 정전류 제어회로에 관한 것이다.
발광 다이오드(이하, 'LED램프'라 한다)의 경우 반도체 소자이므로 수명이 길고 점등 속도가 빠르며 소비 전력이 적다. 또한 충격에 강하며 소형화 및 박막화에 유리하다. 최근, 에너지 절약과 환경문제가 대두되면서, LED 램프는 가정이나 각종 매장, 공장과 같은 산업현장에서 점차 기존의 형광등 및 일반 조명등을 대체하고 있다.
LED램프의 고유한 특성 중 하나는 LED의 온도에 따라 동작 전압이 변한다는 것이다.
도1a는 LED램프의 고유특성을 나타낸 개념도이다.
도1a에 도시된 바와 같이, 무한하게 큰 통에 일정량의 물이 채워져 있고 바깥으로 파이프가 연결이 되어있으며 상기 파이프는 위,아래로 움직일 수 있다고 하면, 물의 높이는 LED램프에 공급되는 전압이고, 파이프의 높이는 LED램프 고유의 동작 전압이고, 파이프를 통해 흐르는 물을 전류라고 간주할 수 있다. 파이프의 높이가 물 높이 보다 높아지면 파이프를 통해 전혀 물이 흘러 나오지 않지만, 파이프의 높이가 물 높이보다 낮으면 물이 흘러 나올 것이고 파이프의 높이가 낮으면 낮을수록 많은 량의 물이 흘러 나올 것이다.
LED의 전압변동 특성 상, 온도가 높을수록 LED램프의 동작 전압은 낮아진다. 그리고, LED램프에 흐르는 전류는 많아 지게 된다.
LED램프는 스스로 허용할 수 있는 전류량이 있고 이를 LED램프의 정격 전류라고 하는데 자신의 정격을 넘으면 LED램프는 과열로 인한 파손된다.
그래서, LED가 배열되는 기판에 정격 전류를 조절하는 회로를 넣거나, LED램프에 전력을 공급하는 컨버터 장치에 일정한 전류만을 공급하는 기능을 넣어야 LED를 안정적으로 동작시킬 수 있다.
그래서, LED컨버터에 정전류 기능이 요구되는 것이다.
정전류 컨버터를 만들기 위한 종래의 기술은 복잡하고 추가비용이 많이 들게 되므로 정전류형 컨버터는 시장에서 고가로 유통되고 있다.
일반적으로, 형광 램프가 교류전압(AC)으로 구동되는데 비하여 LED램프는 직류전압(DC)으로 구동된다. 따라서, LED램프를 광원으로 이용하기 위해서는 교류 전압을 직류전압으로 변환하고, 원하는 레벨의 직류전압(DC)을 생성하는 전력공급 장치가 필요하다. 이러한 전력공급 장치는 대개 밀폐형 구조이기 때문에 발열과 전력의 오버로드 문제를 해결해야 하며, 전력의 오버로드 문제를 해결 또는 개선하기 위해서는 높은 효율특성을 가지는 전류 공진형 컨버터를 적용하여 구성되어야 한다.
LLC 공진형 컨버터는 변압기에 존재하는 기생 성분을 이용하여 LLC 구성 소자로 활용한다는 아이디어를 통해 제품의 가격 절감뿐만 아니라 제품의 소형화에 큰 장점을 가지고 있기에 산업계에서 점차 많이 활용되는 추세이다.
도1b는 종래 전류 공진형 컨버터의 출력 전류 제어를 나타낸 도면이다.
종래 전류 공진형 컨버터(100)는 도1b에 도시된 바와 같이, 2차측(DC출력)에 전류 센싱용 저항과 전류 검출회로(160)를 사용하여 전류를 검출하고 이를 포토커플러(170, Photocoupler)를 통해 1차측의 제어회로(110, IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or FET(Field Effect Transistor))에 전달하는 방식으로 전류제어를 수행한다. 포토커플러는(170)는 1차측과 2차측을 절연시키며, 출력전압을 항상 일정하게 유지시킨다.
도1c에 도시된 바와 같이, 부하의 전력 소모량(예: 250W)이 컨버터의 출력(예: 200W)보다 많은 경우 컨버터의 과전력(Overload)검출회로(150)는 FET구동회로(114)의 동작을 정지하여 컨버터(100)를 보호하게 되며, 그 결과 부하(130, 예: LED램프)에 인가되는 전원공급이 차단되므로 사용자는 LED램프 전원공급장치의 불량현상으로 인식하게 된다. 도1의 c)는 부하의 전력 소모량이 컨버터의 출력보다 많은 경우를 나타낸 예시도이다.
종래 LLC 공진형 컨버터는 2차측(DC출력단)의 부하변동에 따른 정전류 제어는 도1b와 같이 복잡하고 고가의 비용이 부담되는 방식을 사용하였다.
또한, 부하의 전력 소모량(예: 250W)이 특정 범위 이상일 경우, LED램프에 인가되는 전원공급을 차단하므로, 사용자들에게 LED램프장치나 전원공급장치에 불량(결함)이 있는 것으로 인식되도록 하는 문제점을 갖는다.
본 발명의 목적은, 1차측 전류 제어회로를 활용하여, LED컨버터의 오버로드 상황을 인지하고 트랜스포머에 걸린 전력을 제어하는 정전류 제어장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 부가적인 특성 및 이점들은 아래의 설명에 기재될 것이며, 부분적으로는 상기 설명에 의해 명백해지거나 본 발명의 실행을 통해 숙지될 것이다. 본 발명의 목표 및 다른 이점들은 특히 아래 기재된 설명 및 부가된 도면뿐만 아니라 청구항에서 지적한 구조에 의해 구현될 것이다.
본 발명은, 과전류 검출회로(250)가 공진 컨덴서(240)의 공진전압뿐 아니라 스위칭 주파수의 변화를 감지하도록 함으로써 LED컨버터의 오버로드 상황을 정확히 인지하고, LED램프에 인가되는 전원공급을 차단하는 대신 전원공급을 유지하면서 트랜스포머(220)에 걸린 전력을 제어함으로써 LED컨버터의 과부하 상황을 해소하여, LED램프장치에 대한 신뢰성을 향상시켰다.
또한, 정전압과 정전류를 모두 수행하면서도 회로의 구성이 간단하고 저렴한 비용으로 소형화된 LED컨버터 회로를 구현할 수 있게 되었다.
도1a는 LED램프의 고유특성을 나타낸 개념도.
도1b는 종래 전류 공진형 컨버터의 출력 전류 제어를 나타낸 도면.
도1c는 부하의 전력 소모량이 컨버터의 출력보다 많은 경우를 나타낸 예시도.
도2는 본 발명에 따른 LED컨버터에 관한 블록 구성도.
도3은 전류공진방식 컨버터의 회로도.
도4는 주파수 변화와 공진 콘덴서 전압변화를 나타낸 그래프.
도5는 전류공진형 컨버터의 공진부분 등가 회로를 나타낸 회로도.
도6은 공진주파수와 부하 전력의 상관관계 그래프.
도7a는 본 발명에 따른 콘덴서의 AC전달 특성을 나타낸 그래프.
도7b는 종래 콘덴서의 AC전달 특성을 나타낸 그래프.
도8은 본 발명에 따른 LED컨버터의 동작을 나타낸 흐름도.
도1b는 종래 전류 공진형 컨버터의 출력 전류 제어를 나타낸 도면.
도1c는 부하의 전력 소모량이 컨버터의 출력보다 많은 경우를 나타낸 예시도.
도2는 본 발명에 따른 LED컨버터에 관한 블록 구성도.
도3은 전류공진방식 컨버터의 회로도.
도4는 주파수 변화와 공진 콘덴서 전압변화를 나타낸 그래프.
도5는 전류공진형 컨버터의 공진부분 등가 회로를 나타낸 회로도.
도6은 공진주파수와 부하 전력의 상관관계 그래프.
도7a는 본 발명에 따른 콘덴서의 AC전달 특성을 나타낸 그래프.
도7b는 종래 콘덴서의 AC전달 특성을 나타낸 그래프.
도8은 본 발명에 따른 LED컨버터의 동작을 나타낸 흐름도.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 LED 컨버터의 정전류 제어회로는, 입력되는 교류 전원을 직류로 변환하여 출력하는 트랜스포머와, 상기 트랜스포머의 인덕터들과 연동하여 1차측 전압을 공진하는 공진콘덴서와, 상기 공진콘덴서의 공진전압과 공진 주파수의 변화를 측정하여 LED컨버터가 오버로드 상황인지 여부를 판단하는 과전력 검출회로와, LED컨버터가 오버로드 상황인 경우, 상기 과전력 검출회로의 제어신호에 따라 주파수 조정신호를 생성하는 전력 제어회로와, 상기 주파수 조정신호에 따라 발진 주파수를 높임으로써 부하에 제공되는 전력을 낮추는 FET구동회로를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 LED 컨버터의 정전류 제어방법은, 전류공진방식 컨버터의 정전류 제어에 관한 것으로,
공진콘덴서(240)가 트랜스포머(220)의 인덕터들과 연동하여 1차측 전압을 공진하면, 상기 공진콘덴서의 공진전압과 공진 주파수의 변화를 검출하여 부하전력을 구하는 과정과, 과전력 검출회로(250)에서, 상기 부하전력이 LED컨버터의 정격전력보다 높은지 여부를 판단하여 LED컨버터의 정격전력보다 높은 경우, 그에 따른 제어신호를 전력 제어회로(218)에 전달하는 과정과, 상기 전력 제어회로(218)에서, 상기 과전력 검출회로의 제어신호에 따라 주파수 조정신호를 생성하는 과정과, FET구동회로(214)에서, 상기 주파수 조정신호에 따라 발진 주파수를 높여 부하에 제공되는 전력을 낮추는 과정을 포함하여 이루어진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도2는 본 발명에 따른 LED컨버터에 관한 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 LED컨버터(200)는 전류공진방식 컨버터로서, 도2에 도시된 바와 같이, 크게, 제어회로(210), 트랜스포머(220), 부하(230), 공진콘덴서(240), 과전력 검출회로(250)를 포함하여 이루어진다.
상기 제어회로(210)는 FET구동회로(214)와 전력 제어회로(218)를 포함하여 구성된다.
상기 FET구동회로(214)는 상용 교류 전원을 입력받아 1차 정류한 후 18KHz이상의 높은 주파수의 구형파를 생성하여 트랜스포머(220)와 공진콘덴서(240)의 공진을 유도한다.
제어회로(210)는 외부의 상용 교류 전원을 제공받아 FET(Field Effect Transistor)를 이용한 스위칭 과정을 수행하고, 트랜스포머(220)와 공진콘덴서(240)의 공진의 크기를 제어함으로써 전력을 제어한다.
접합형 트랜지스터(BJT)는 베이스 전류 IB에 의해 컬렉터-이미터 사이를 턴-온/오프하는 트랜지스터이고, MOSFET는 게이트와 소스간의 전압에 의해서 드레인-소스 사이를 턴-온/오프하는 트랜지스터이다. 즉, 접합형 트랜지스터(BJT)는 전류에 의해 구동하고, MOSFET는 전압에 의해서 구동한다. 접합형 트랜지스터(BJT)는 소용량으로 사용되고, MOSFET는 대용량으로 사용된다. 그런데, 전류구동형 회로와 전압 구동형 회로를 보면 전류구동형 회로가 좀 더 복잡하고, 응답속도도 조금 느리다.
상기 전력 제어회로(218)는 상기 과전력 검출회로(250)로부터 전달되는 신호를 참조하여, 부하 전력이 LED컨버터의 정격전력보다 높으면 스위칭 주파수를 높이고, 부하 전력이 상기 기준치보다 낮으면 스위칭 주파수를 낮추어 LED컨버터의 전력을 조절한다.
상기 트랜스포머(220)는 입력측 스위칭부(미도시)의 스위칭 소자(Q1, Q2)가 발생시키는 구형파 펄스 전압을 받아 공진 콘덴서(240)와 연동하여 LC공진을 하고 이때 트랜스포머(220)는 공진 콘덴서와 함께 발생된 공진 전압을 2차측(DC출력측)으로 전달 하는 역할을 한다. 즉, 소정의 변조방식(예: 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation)으로 발진 주파수를 조절함으로써 트랜스포머(200) 내부의 인덕턴스(예: Lm, Ls)와 상기 공진 컨덴서(240)의 공진 특성을 이용하여 2차측으로 전달되는 전력을 조절한다. 트랜스포머(220)는 1차측의 교류(AC)전원을 직류(DC)로 변환하여 상기 부하(예: LED램프) 단에 인가한다.
상기 공진콘덴서(230)는 트랜스포머(200) 내부의 인덕터들(예: Lm, Ls)와 연동하여 1차측 전압을 공진한다.
상기 과전력 검출회로(250)는 주기적으로(또는 연속적으로) 공진전압과 주파수를 검출하여 출력전력을 검출하고, 출력전력이 기준치(예: LED컨버터의 정격전력)보다 높은지 여부를 판단하여 LED컨버터의 정격전력보다 높은 경우(오버로드 상황), 상기 전력 제어회로(218)에 제어신호를 전달한다.
상기 제어신호에 따라 전력 제어회로(218)는 LED컨버터의 전력을 낮추기 위한 주파수 조정신호를 발생시킨다.
그리고, 상기 전력 제어회로(218)의 주파수 조정신호에 따라 상기 FET구동회로(214)는 발진 주파수를 높임으로써 부하(230)에 제공되는 전력을 낮춘다. 본 발명은 전력을 낮춰서, 부하(230)에 흐르는 전류는 유지하고 전압은 감소하도록 하는 정전류 동작을 수행한다. 만일, 상기 부하전력이 LED컨버터의 정격전력보다 낮은 경우, 상기 FET구동회로(214)는 발진 주파수를 낮추어 부하(230)에 제공되는 전력을 높이도록 동작하여 항시 부하에 인가되는 전류를 유지한다.
종래의 경우, 과전력 검출회로(150)는 단순히, 공진전압의 크기만을 모니터 함으로써, 부하측(230)에서 소비되는 전력량을 정확히 파악할 수 없고 그로 인해 단순하고 저비용의 장점이 있는 본 방식의 회로를 정전류 회로로 적용하지 못하였다. 따라서, 2차측(DC출력단)에 전력 검출회로(160)를 별도로 장착하여 전류검출을 하고 이를 다시 1차측으로 보내는 복잡한 방식을 사용하였다.
도3은 전류공진방식 컨버터의 회로도이고, 도8은 본 발명에 따른 LED컨버터의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도2내지 도3, 그리고 도8을 참조하여, 본 발명에 따른 LED컨버터의 동작을 설명하면 다음과 같다.
부하(230)의 전력 소모량이 높아지면, 트랜스포머(220)의 직렬 인덕턴스(Ls)는 감소하게 되며, 그에 따라 도4에 도시된 바와 같이 상기 공진콘덴서(240)에서 검출되는 공진전압은 증가하게 된다. (S110) 도4는 주파수 변화와 공진 콘덴서 전압변화를 나타낸 그래프이다.
그리고, 상기 공진콘덴서(240)를 모니터링하던 과전력(Overload) 검출회로(250)는 상기 공진콘덴서(240)에서 검출되는 공진전압과 주파수의 변화를 감지하고, LED컨버터의 전력을 낮춰야 하는 상황(예: 오버로드 상황)으로 인지한다. (S120~S130) 그리고, 도2에 도시된 바와 같이 상기 전력 제어회로(218)에 오버로드 상황임을 알리는 제어신호를 전달한다. (S140)
트랜스포머(220)에는 도5에 도시된 바와 같이 일반적으로, 자기 인덕턴스(Lm, magnetizing inductor)과 직렬 인덕턴스(Ls, series inductor)의 2가지 인덕턴스(inductance)가 존재 한다.
상기 자기 인덕턴스(Lm)는 트랜스포머(220)에 존재하며, 고유하게 형성되는 마그네틱의 양에 의해 결정되는 변하지 않는 인덕턴스(L)값이다. (2차측 쑈트(Short) 후 1차측 인덕턴스를 측정하면 값을 알 수 있다.
상기 직렬 인덕턴스(Ls)는 2차측 부하 상황(2차측 전류를 유도하고 사라지는 자속의 양에 의해 가변된다.)에 따라 변화되는 인덕턴스(L)값이다. 2차측 오픈(open) 후에 1차의 인덕턴스(L)값을 측정하고, 그 측정값에서 자기 인덕턴스(Lm)를 뺀 나머지 값이 직렬 인덕턴스(Ls)값이다. 도5는 전류공진형 컨버터의 공진부분 등가 회로를 나타낸 회로도이다.
도5에서, 자기 인덕턴스(Lm)는 변함이 없지만 직렬 인덕턴스(Ls)는 2차측의 부하 상황에 따라 값이 변한다. 2차측의 전류가 많으면 직렬 인덕턴스(Ls)는 감소하고 2차측의 전류가 적으면 증가한다. 즉, 트랜스포머(220)의 인덕턴스(L)값이 변하므로 공진 주파수 역시 변하게 된다.
이후, 상기 제어신호를 전달받은 전력 제어회로(218)는 LED컨버터의 전력을 조절하기 위한 주파수 조정신호를 발생시킨다. (S150)
그리고, 상기 전력 제어회로(218)의 주파수 조정신호에 따라 상기 FET구동회로(214)는 발진 주파수를 높임으로써 부하(230)에 제공되는 전력을 낮춘다.(S160) 본 발명은 부하의 전력이 설정전력을 넘으면 전력을 낮춰서, 부하(230)에 흐르는 전류는 유지하고 전압은 감소하도록 하는 정전류 동작을 수행한다.
도6은 공진주파수와 부하 전력의 상관관계 그래프이다.
도6에 도시된 바와 같이, L-C공진에서 최대 에너지 전달이 가능한 주파수를 '공진 주파수'라 하고 공진 주파수를 기준으로 낮아지거나 높아지면 트랜스포머(220)를 통해 전달되는 전력값(이하, 'DC전력'이라 한다)이 높아지거나 감소하게 된다.
본 발명은 공진 주파수에서 최대 전력이 나오고, 전력을 낮추기 위해 주파수를 높이는 방향으로 제어하고 있다. 본 발명은 상기 제어회로(210)의 최저 주파수를 공진 주파수에 맞춰 설정하고 주파수를 높일수록 부하(230)에 제공되는 전력이 낮아지도록 하여, 제어회로(210)가 최대 주파수를 인가할 때 최소의 전력이 출력되도록 설정한다. 따라서, 상기 제어회로(210)는 부하(230)에 제공되는 전력이 높아지면 스위칭 주파수를 높여서 부하 전력을 줄이고, 부하 전력이 낮으면 스위칭 주파수를 낮춰서 그 전력을 끌어올림으로써 상기 부하(230)에 제공되는 전력값을 제어하게 된다.
도7a는 본 발명에 따른 콘덴서의 AC전달 특성을 나타낸 그래프이다.
도7a에 도시된 바와 같이, 주파수가 높아질수록 AC전달 특성은 좋아진다.
본 발명에 따른 전류제어 회로(218)는 공진주파수가 높아지면 공진전압은 낮아지고 AC전달 특성은 높아지는 현상을 적절히 활용하여 설계하였다.
즉, 공진의 특성은 정해져 있고, 이를 피드백(Feedback)받는 과정에 적절한 C-R필터(미도시)를 활용하여 전력을 컨트롤하는 회로를 만든 것이다. 상기 C-R필터는 상기 과전력 검출회로(250)에 구비되며, 설계용량이 중요하다.
C-R필터의 설계 용량이 중요한 이유는 구성된 트렌스포터(220)와 공진 콘덴서(240)의 공진 특성에 맞게 전달 특성 또한 그에 맞춤형으로 설계가 되어야 하기 때문이다.
부하 상황에 의해 공진 주파수가 낮은 쪽에 형성될 경우 즉, 부하가 커서 직렬 인덕턴스(Ls)가 큰 경우, 동일한 공진 전압이더라도 전력이 작아서 공진 전압이 커질 수 있도록 FET구동회로(214)를 제어하여 이를 보상하여야 한다.
이를 위해 C-R필터는 동일한 공진 전압을 작은 것으로 인지할 수 있도록 전력 제어회로(218)에 전달특성을 낮춰 작은 피드백신호를 전달하도록 한다.
그 결과 전력 제어회로(218)는 공진 전압이 커지는 방향으로 동작함으로써 전력을 유지한다.
반면, 부하상황에 의해 공진 주파수가 높은 쪽에 형성될 경우 즉, 부하 작아서 직렬 인덕턴스(Ls)가 작은 경우, 동일한 공진 전압이더라도 전력이 커서 공진 전압이 작아질 수 있도록 FET구동회로(214)를 제어하여 이를 보상하여야 한다.
이를 위해 C-R필터는 동일한 공진 전압을 큰 것으로 인지할 수 있도록 전력 제어회로(218)에 전달 특성을 높여 큰 피드백신호를 전달하도록 한다.
그 결과, 전력 제어회로(218)는 공진 전압이 작아지는 방향으로 동작함으로써 전력을 유지한다.
도7a에서, 직렬 인덕턴스(Ls)의 변화, 공진 주파수의 변화, 전력변화의 관계를 보면 직렬 인덕턴스(Ls)가 작으면 공진 주파수가 빨라지면서 크기 또한 커지는 것을 알 수 있다.
본 발명은 공진 주파수가 빨라지면 전력이 증가하는 특성을 제어하기 위해, 공진 주파수에 따라 공진 전압을 전력 제어회로(218)에 전달 하는 파라미터를 달리하는 방법으로 전력을 제어한다.
도7b는 종래 콘덴서의 AC전달 특성을 나타낸 그래프로서, AC전달 특성의 변화가 크지 않은 경우에 관한 것이다.
도7b에 도시된 바와 같이, 실제 사용하는 주파수 대역에서 AC전달 특성이 거의 비슷한 경우, 오로지 공진 전압의 크기에 의해서만 과전력 검출 지점이 결정된다.
이런 경우, 공진전압이 같더라도 주파수가 빠르면 전력은 여전히 증가하므로 이런 특성의 회로를 활용하면 전력제어를 하기 위해 주파수를 높여도 전력은 여전히 증가하게 된다. 따라서, 일반적으로는 과전력 상황인 것만 판단하고 동작을 정지시키는 용도로만 사용하고 있다.
이상, 본 발명에 따른 LED컨버터는 출력 부하 변동을 위해, 부하량 증가시 전압 강하를 유도하여 총 전력을 유지하는 정전력 제어회로를 구비한다. 그리고, 트랜스포머(220)에 걸린 전력을 제어하여 오버로드(overload)시 FET구동회로(214)를 조정하여 일정 전력 이상으로 동작하는 것을 제한한다. 본 발명은 기존의 부하 전류 검출 방식의 정전류 제어방식에서 갖추고자 했던 부하 보호를 위한 정전류 기능과 Short와 같이 갑작스런 부하 변동시 출력전압 차단 및 재동작이 가능하도록 하는 오버로드 보호 기능을 하나의 회로로 구성하여 회로 간소화 및 저비용 고기능의 요구를 만족하였다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 200 : LED컨버터 110, 210 : 제어회로
114, 214 : FET구동회로 130, 230 : 부하
150, 250 : 과전력 검출회로 160 : 전류 검출회로
170 : 포토 커플러 218 : 전력 검출회로
220 : 트랜스포머 240 : 공진 컨덴서
114, 214 : FET구동회로 130, 230 : 부하
150, 250 : 과전력 검출회로 160 : 전류 검출회로
170 : 포토 커플러 218 : 전력 검출회로
220 : 트랜스포머 240 : 공진 컨덴서
Claims (5)
- 입력되는 교류 전원을 직류로 변환하여 출력하는 트랜스포머(220)와;
상기 트랜스포머의 인덕터들과 연동하여 1차측 전압을 공진하는 공진콘덴서(240)와;
상기 공진콘덴서의 공진전압과 공진 주파수의 변화를 측정하여 LED컨버터가 오버로드 상황인지 여부를 판단하는 과전력 검출회로(250)와;
LED컨버터가 오버로드 상황인 경우, 상기 과전력 검출회로의 제어신호에 따라 주파수 조정신호를 생성하는 전력 제어회로(218)와;
상기 주파수 조정신호에 따라 발진 주파수를 높임으로써 부하에 제공되는 전력을 낮추는 FET구동회로(214)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 LED 컨버터의 정전류 제어회로. - 제1항에 있어서, 상기 과전력 검출회로(250)는
상기 공진전압과 주파수를 검출하여 부하전력을 구하고,
부하전력이 LED컨버터의 설정 전력보다 높은지 여부를 판단하여 LED컨버터의 설정 전력보다 높은 경우, 그에 따른 제어신호를 상기 전력 제어회로에 전달하는 것을 특징으로 하는 LED 컨버터의 정전류 제어회로. - 제2항에 있어서, 상기 FET구동회로(214)는
상기 부하전력이 LED컨버터의 설정전력보다 낮은 경우, 발진 주파수를 낮추어 부하에 제공되는 전력을 높이고, 상기 부하전력이 LED컨버터의 설정전력보다 높은 경우 발진 주파수를 높여 전력을 낮추는 것을 특징으로 하는 LED 컨버터의 정전류 제어회로. - 제1항에 있어서, 상기 LED 컨버터는
전류공진방식 컨버터인 것을 특징으로 하는 LED 컨버터의 정전류 제어회로. - 전류공진방식 LED 컨버터의 정전류 제어에 있어서,
공진콘덴서(240)가 트랜스포머(220)의 인덕터들과 연동하여 1차측 전압을 공진하면, 상기 공진콘덴서의 공진전압과 공진 주파수의 변화를 검출하여 부하전력을 구하는 과정과;
과전력 검출회로(250)에서, 상기 부하전력이 LED컨버터의 설정전력보다 높은지 여부를 판단하여 LED컨버터의 설정전력보다 높은 경우, 그에 따른 제어신호를 전력 제어회로(218)에 전달하는 과정과;
상기 전력 제어회로(218)에서, 상기 과전력 검출회로의 제어신호에 따라 주파수 조정신호를 생성하는 과정과;
FET구동회로(214)에서, 상기 주파수 조정신호에 따라 발진 주파수를 높여 부하에 제공되는 전력을 낮추는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전류공진방식 LED 컨버터의 정전류 제어방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110074619A KR101155046B1 (ko) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | 엘이디 컨버터의 정전류 제어회로 및 기능 구현 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR101155046B1 true KR101155046B1 (ko) | 2012-06-11 |
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ID=46607398
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KR (1) | KR101155046B1 (ko) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101452062B1 (ko) | 2012-12-10 | 2014-10-16 | 삼성전기주식회사 | 전원 공급 장치 |
US10178742B2 (en) | 2016-01-13 | 2019-01-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | LED driving apparatus and lighting apparatus |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR0173744B1 (ko) * | 1996-03-20 | 1999-05-01 | 배순훈 | 인버터 스탠드의 램프교환시기 판단방법 |
KR100419393B1 (ko) | 1999-12-09 | 2004-02-21 | 산켄덴키 가부시키가이샤 | Dc-dc 컨버터 |
KR20080084028A (ko) * | 2007-03-14 | 2008-09-19 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시장치의 백라이트 구동회로 |
-
2011
- 2011-07-27 KR KR1020110074619A patent/KR101155046B1/ko active IP Right Grant
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