KR101517225B1 - Device of operating lighting emitting diode module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엘이디 모듈 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수 개의 발광 다이오드(LIGHTING EMITTING DIODE ; 이하 엘이디)가 순방향으로 연결된 엘이디 모듈을 구동시키는 엘이디 모듈 구동장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 엘이디 모듈 구동장치는 엘이디 모듈에 교류전원을 공급하여 엘이디 모듈을 구동시킨다.Generally, the LED module driving device drives the LED module by supplying AC power to the LED module.
엘이디 모듈은 복수의 엘이디 소자가 직렬, 병렬 혹은 직병렬로 연결되어 구성되는데, 엘이디 소자는 순방향의 직류 전류로 점등되고 인가되는 전압의 변동에 따라 소비 전력이 크게 변동하는 특징이 있다.In the LED module, a plurality of LED elements are connected in series, parallel, or series-parallel. The LED elements are turned on in a forward direct current, and power consumption fluctuates largely according to a change in applied voltage.
교류전원의 상승으로 엘이디 모듈에 인가되는 교류전압이 상승하면 엘이디 소자에는 정격전류 이상의 과도한 전류가 흐르게 되어 엘이디 모듈이 과열됨에 따라 엘이디 소자의 수명을 크게 단축시킨다.When the AC voltage applied to the LED module rises due to the rise of the AC power source, an excessive current exceeding the rated current flows to the LED module, which shortens the service life of the LED module as the LED module is overheated.
또한, 교류전압이 기준전압 이하가 되어 엘이디 소자에 인가되는 교류전압이 낮아지면 엘이디 소자에는 정격전류 이하의 과소한 전류가 흘러 엘이디 소자의 빛의 밝기가 어두워져 조명으로 사용하기에는 부적합하게 되고 교류전압이 불균일한 경우에 빛이 떨리는 현상이 발생하여 조명으로 사용하기에 적합하지 않다.When the AC voltage is lower than the reference voltage and the AC voltage applied to the LED device is lowered, an excessive current less than the rated current flows in the LED device, and the brightness of the LED device becomes dark, In the case of this non-uniformity, the phenomenon of light shaking occurs and it is not suitable for use as illumination.
예를 들면, 기존의 엘이디 모듈 구동장치는 교류전압을 브리지 다이오드의 두 입력 단자로 인가하고, 브리지 다이오드에 의하여 정류된 전류를 션트 저항으로 보내며, 이 션트 저항에 의하여 제어된 전류에 따라 엘이디 모듈이 발광하도록 구동하는 구조이다.For example, in a conventional LED module driving device, an AC voltage is applied to two input terminals of a bridge diode, a current rectified by a bridge diode is sent to a shunt resistor, and an LED module And is driven to emit light.
이와 같이 션트 저항의 전류 제어에 의한 기존의 엘이디 모듈 구동장치는 매우 쉽고 간단한 구조로 되어 있으나, 엘이디 모듈에 정전류를 공급하기 위해서는 교류전압이 항상 정전압으로 공급되어야 하는 단점이 있다. 교류전압은 상용 계통의 전압으로 일예로, 10~20% 수준의 전압 변동률을 가지며, 공장 밀집 지역 또는 상업 지역에서의 전압 변동률은 이보다 더 큰 전압 변동률을 가질 수 있다.The conventional LED module driving apparatus by the current control of the shunt resistor is very simple and simple in structure. However, in order to supply the constant current to the LED module, the AC voltage is always supplied at a constant voltage. The alternating voltage, for example, is a voltage of a commercial system, has a voltage variation rate of 10 to 20%, and the voltage variation rate in a factory or commercial area may have a larger voltage variation rate.
따라서, 기존에는 엘이디 소자의 수명과 빛 특성을 확보하기 위한 정전류 구동이 매우 제한적이며 따라서, 빛의 흔들림 현상인 플리커(flicker) 등을 유발할 수 있고, 온도에 따라 변화하는 엘이디 소자의 동작전압을 일정하게 유지하지 못하여 엘이디 모듈의 수명을 단축시킬 수 있다.Accordingly, the conventional constant current driving for securing the lifetime and the light characteristic of the LED element is very limited. Therefore, flicker, which is a phenomenon of light fluctuation, can be caused, and the operation voltage of the LED element, The lifetime of the LED module can be shortened.
본 발명의 실시예에 따르면, 교류전원의 전압이 변동되더라도 엘이디 모듈에 정전류를 흐르게 할 수 있는 엘이디 모듈 구동장치를 제공하고자 한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an LED module driving apparatus capable of allowing a constant current to flow through an LED module even when a voltage of an AC power source varies.
본 발명의 일측면에 따르면, 직렬 연결된 복수의 엘이디 소자를 가진 엘이디 모듈부와, 교류 전원을 입력받아 직류로 정류하며 정류된 전원을 상기 엘이디 모듈부로 공급하는 정류부와, 상기 엘이디 모듈부와 상기 정류부의 타단 사이에 연결되어 정전류를 제공하는 전류 제어부를 포함하는 엘이디 모듈 구동장치에 있어서, 상기 전류 제어부는, 상기 엘이디 모듈부를 통과한 맥류를 이용하여 스위칭하는 스위칭부; 상기 엘이디 모듈부를 흐르는 부하전류를 검출하고, 상기 검출된 부하전류의 크기에 따라 상기 스위칭부로부터 출력되는 스위칭전압을 제1 레벨 또는 제2 레벨의 구동전압으로 변환하여 출력하는 제어전압 출력부; 및 상기 제1 레벨 또는 제2 레벨의 구동전압에 의해 제어되어 정전류를 제공하는 정전류 구동부;를 포함하고, 상기 제어전압 출력부는, 상기 엘이디 모듈부에 흐르는 전류를 검출하는 션트 저항; 상기 션트저항에서 출력되어 비반전 입력단자에 입력되는 전압과 반전 입력단자에 입력되는 전압을 비교하여 비교결과에 따라 서로 다른 레벨의 전압신호를 출력하는 비교기; 상기 비교기로부터 출력된 전압신호에 따라 턴 온 또는 턴 오프되고, 턴 온 또는 턴 오프 동작 상태에 따라 상기 스위칭부로부터 출력되는 스위칭전압을 상기 제1 레벨 또는 제2 레벨의 구동전압으로 전환시키는 스위치; 및 부 온도계수(Negative Temperature Coefficient)를 갖으며, 상기 비교기의 반전 입력단자에 캐소드가 연결된 제너다이오드;를 포함하는 엘이디 모듈 구동장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising: an LED module unit having a plurality of LED elements connected in series; a rectifying unit for receiving AC power and rectifying the DC power and supplying rectified power to the LED module unit; And a current control unit connected between the other ends of the current control unit to provide a constant current, the current control unit comprising: a switching unit for switching using a pulse current passing through the LED module unit; A control voltage output unit that detects a load current flowing through the LED module unit and converts the switching voltage output from the switching unit into a first or second level driving voltage according to a magnitude of the detected load current; And a constant current driving unit controlled by the first or second level driving voltage to provide a constant current, wherein the control voltage output unit comprises: a shunt resistor detecting a current flowing in the LED module unit; A comparator for comparing the voltage output from the shunt resistor and input to the non-inverting input terminal and the voltage input to the inverting input terminal, and outputting voltage signals of different levels according to the comparison result; A switch that is turned on or off according to a voltage signal output from the comparator and switches the switching voltage output from the switching unit according to a turn-on or turn-off operation state to a driving voltage of the first level or a second level; And a zener diode having a negative temperature coefficient and a cathode connected to an inverting input terminal of the comparator.
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또한, 상기 비교기는 상기 입력전압이 상기 제너다이오드의 제너전압보다 높으면 상기 스위치를 턴 온 시키도록 하이신호를 출력하고, 상기 입력전압이 상기 제너다이오드의 제너전압보다 낮으면 상기 스위치를 턴 오프시키도록 로우신호를 출력할 수 있다.The comparator may also be configured to output a high signal to turn on the switch if the input voltage is higher than the zener voltage of the zener diode and to turn off the switch if the input voltage is lower than the zener voltage of the zener diode It is possible to output a low signal.
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또한, 상기 제너다이오드는 대표 제너전압(Typical zener voltage) 기준으로 2.4V 내지 5.6V 범위의 전압값을 가진 제너다이오드일 수 있다.Also, the Zener diode may be a Zener diode having a voltage value ranging from 2.4V to 5.6V based on a typical zener voltage.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 직렬 연결된 복수의 엘이디 소자를 가진 엘이디 모듈부에 정전류를 공급하는 엘이디 모듈 구동장치에 있어서, 교류전압을 직류전압으로 정류하여 상기 엘이디 모듈부로 공급하는 정류부; 상기 정류부에서 출력된 전압을 상기 엘이디 모듈부에 공급하거나 차단하는 제1 스위치; 상기 엘이디 모듈부에 흐르는 전류를 검출하는 션트저항; 상기 션트저항에서 출력되어 비반전 입력단자에 입력되는 전압과 반전 입력단자에 입력되는 전압을 비교하여 상기 비반전 입력단자에 입력된 전압값이 상기 반전 입력단자에 입력된 전압값보다 높으면 하이신호를 출력하고, 상기 비반전 입력단자에 입력된 전압값이 상기 반전 입력단자에 입력된 전압값보다 낮으면 로우신호를 출력하는 비교기; 상기 비교기의 반전 입력단자에 캐소드가 연결되고 부 온도계수(Negative Temperature Coefficient)를 갖는 제너다이오드; 및 상기 비교기에서 출력된 하이신호에 의해 턴 온되어 상기 엘이디 모듈부에 공급되는 전압이 차단되도록 상기 제1 스위치를 턴 오프시키고, 상기 비교기에서 출력된 로우신호에 의해 턴 오프되어 상기 엘이디 모듈부에 전압이 공급되도록 상기 제1 스위치를 턴 오프시키는 제2 스위치; 를 포함하는 엘이디 모듈 구동장치가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an LED module driving apparatus for supplying a constant current to an LED module unit having a plurality of LED elements connected in series, comprising: a rectifying unit for rectifying an AC voltage to a DC voltage and supplying the rectified voltage to the LED module unit; A first switch for supplying or blocking the voltage output from the rectifying unit to the LED module unit; A shunt resistor for detecting a current flowing in the LED module part; A voltage input to the non-inverting input terminal and a voltage inputted to the non-inverting input terminal are compared with each other, and when the voltage value inputted to the non-inverting input terminal is higher than the voltage value inputted to the inverting input terminal, A comparator for outputting a low signal when a voltage value input to the non-inverting input terminal is lower than a voltage value input to the inverting input terminal; A zener diode having a cathode connected to the inverting input terminal of the comparator and having a negative temperature coefficient; And a second switch that is turned on by the high signal output from the comparator to turn off the first switch so that the voltage supplied to the LED module unit is cut off and is turned off by the low signal output from the comparator, A second switch for turning off the first switch to supply a voltage; An LED module driving device may be provided.
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또한, 상기 제1 스위치와 연결되는 제3 스위치와, 상기 제3 스위치를 턴 온시키기 위한 제2 제너다이오드를 포함하고, 상기 제1 스위치 및 제3 스위치는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 또는 FET(Field Effect Transistor)이고, 상기 제1 스위치는 드레인단이 상기 엘이디 모듈부의 일측과 연결되고, 소스단이 상기 션트저항의 일측과 연결되고, 상기 제3 스위치는 드레인단이 상기 제1 스위치의 드레인단과 연결되고, 게이트단과, 상기 제1 스위치의 드레인단과 연결된 드레인단이 제1저항을 개재하여 연결되며, 소스단이 제2저항을 개재하여 상기 제1 스위치의 게이트단에 연결되며, 상기 제3 스위치의 소스단에는 상기 제3 스위치에 게이트전압을 제공하도록 상기 제2 제너다이오드의 캐소드가 연결되며, 상기 제2 제너다이오드의 애노드는 상기 정류부의 일측과 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.The first switch and the third switch may include a third switch connected to the first switch and a second zener diode for turning on the third switch. The first switch and the third switch may be a Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) Wherein the drain terminal of the first switch is connected to one side of the LED module section, the source terminal is connected to one side of the shunt resistor, and the drain terminal of the third switch is connected to the drain terminal of the first switch And a source terminal connected to a gate terminal of the first switch through a second resistor, and a drain terminal connected to the drain terminal of the first switch is connected to the gate terminal of the first switch through a first resistor, 3 switch is connected to the cathode of the second Zener diode to provide a gate voltage to the third switch, and the anode of the second Zener diode is connected to the anode of the rectifying part And is connected to one side.
본 발명의 일 측면에 의하면, 엘이디 모듈부를 통과한 후 제2 스위치로 입력되는 전류에 대한 정전류 제어를 비교기(U1)와 제3 스위치(Q1)를 이용하여 수행함으로써 교류전원이 변동되더라도 보다 효과적인 정전류 제어를 수행할 수 있고 회로 구성을 단순화할 수 있으며 회로 구성 비용을 절감할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the constant current control for the current input to the second switch after passing through the LED module is performed by using the comparator U1 and the third switch Q1, Control can be performed, the circuit configuration can be simplified, and the circuit configuration cost can be reduced.
또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 비교기의 기준전압에 사용되는 제너다이오드(ZD2)를 온도 상승시 제너전압이 낮아지는 효과가 나타내는 6V 미만의 제너다이오드를 사용함으로써 온도가 상승하더라도 낮은 제너전압을 유지할 수 있다. 이로 인해 션트 저항(R4)의 전압값을 더욱 민감하게 받아들일 수 있어 보다 효과적인 정전류 제어를 수행할 수 있고 소비전력을 줄일 수 있다.According to another aspect of the present invention, a zener diode of less than 6V, which exhibits the effect of lowering the zener voltage when the temperature rises, is used as the zener diode ZD2 used for the reference voltage of the comparator. . As a result, the voltage value of the shunt resistor R4 can be received more sensitively, so that more effective constant current control can be performed and power consumption can be reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치의 제어회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치에서 비교기(U1)가 하이신호 또는 로우신호를 출력하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치에서 비교기(U1)의 출력신호가 로우신호일 때 제3 스위치가 턴 오프되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치에서 비교기(U1)의 출력신호가 하이신호일 때 제3 스위치가 턴 온되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치의 전압과 전류의 파형도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치의 제2 제너다이오드를 6V 미만의 제너전압을 갖는 제너다이오드로 사용하고 평균온도 25도일 때 엘이디 모듈부에 흐르는 전류 및 그 전류의 실효값을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치의 제2 제너다이오드를 6V 미만의 제너전압을 갖는 제너다이오드로 사용하고 평균온도 85도일 때 엘이디 모듈부에 흐르는 전류 및 그 전류의 실효값을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치의 제2 제너다이오드에 적용될 수 있는 제품의 전기적인 특성을 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치의 제2 제너다이오드에 적합한 온도변화 특성을 가진 제너다이오드를 선정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.1 is a control circuit diagram of an LED module driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining that the comparator U1 outputs a high signal or a low signal in the LED module driving apparatus according to the embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining that the third switch is turned off when the output signal of the comparator U1 in the LED module driving apparatus according to the embodiment of the present invention is a lowship signal.
4 is a diagram for explaining that the third switch is turned on when the output signal of the comparator U1 is a high signal in the LED module driving apparatus according to the embodiment of the present invention.
5 is a waveform diagram of voltage and current of an LED module driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph illustrating a relationship between a current flowing through the LED module unit and an effective value of the current flowing through the LED module when the second Zener diode of the LED module driving apparatus according to the embodiment of the present invention is used as a Zener diode having a Zener voltage of less than 6 V, Fig.
FIG. 7 is a graph illustrating a relationship between a current flowing through the LED module and an effective value of the current flowing through the LED module when the second Zener diode of the LED module driving apparatus according to the embodiment of the present invention is used as a Zener diode having a Zener voltage of less than 6 V, Fig.
8 is a diagram illustrating electrical characteristics of a product that can be applied to a second Zener diode of an LED module driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 to 13 are diagrams for explaining how to select a zener diode having a temperature change characteristic suitable for a second zener diode of an LED module driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are provided by way of example so that those skilled in the art will be able to fully understand the spirit of the present invention. The present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted from the drawings, and the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치의 제어회로도이다.1 is a control circuit diagram of an LED module driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 엘이디 모듈 구동장치는 정류부(10), 엘이디 모듈부(20), 전류 제어부(30)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the LED module driving apparatus includes a rectifying
정류부(10)는 입력되는 교류전원을 정류한다.The rectifier (10) rectifies the input AC power.
정류부(10)는 교류 전원을 입력받아 직류로 정류하는 정류 회로이다. 예를 들면, 정류부(10)는 4개의 다이오드를 사용한 브리지 다이오드(BD1)를 포함할 수 있다. 브리지 다이오드(BD1)는 입력된 교류전압을 맥류전압으로 정류한다. 정류부(10)는 브리지 다이오드(BD1)를 예시하였으나, 다양한 형태의 공지의 정류회로가 사용될 수 있다.The rectifying
정류부(10)에 의해 정류된 전압은 엘이디 모듈부(20)에 공급된다.The voltage rectified by the rectifying
엘이디 모듈부(20)는 일측이 정류부(10)와 연결되고, 타측이 전류 제어부(30)와 연결된다.One side of the
엘이디 모듈부(20)는 복수의 엘이디 소자를 포함할 수 있다. 엘이디 모듈부(20)의 복수의 엘이디 소자는 브리지 다이오드(BD1)로부터의 정류된 전압에 따라 발광할 수 있다. 엘이디 모듈부(20)는 직렬 연결된 복수 엘이디 소자를 포함하며, 병렬 연결된 복수의 엘이디 소자의 복수 세트가 직렬로 연결된 구조도 가능하다. 이와 같이, 복수의 엘이디 소자는 직렬, 병렬 혹은 직병렬 중 적어도 어느 하나의 조합으로 연결될 수 있다. 또한, 엘이디 모듈부(20)의 복수의 엘이디 소자는 단방향 혹은 양방향 중 적어도 어느 하나의 조합으로 연결될 수 있다.The
전류 제어부(30)는 스위칭부(31), 제어전압 출력부(32) 및 정전류 구동부(33)를 포함한다.The
스위칭부(31)는 일측이 엘이디 모듈부(20)의 출력측과 정류부(10)의 타측 사이에 직렬 연결된 제1 저항(R1) 및 제1 제너다이오드(ZD1), 이 제1 제너다이오드(ZD1)의 제1 제너전압(VZ1)에 의해 온 또는 오프되는 제1 스위치(M1)를 포함한다. 여기서, 제1 스위치(M1)는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있으며, N형 MOSFET일 수 있고, 경우에 따라서는 일부 회로 변경과 함께 P형 MOSFET로 대체할 수 있다. 이외에도 FET(Field Effect Transistor)나 TR(Transistor) 등 각종 전자적인 스위치일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 제1 스위치(M1)는 MOSFET로 한정하여 설명한다.The
제1 스위치(M1)는 제1 저항(R1)의 양단에 게이트 단자(G)와 드레인 단자(D)가 연결되고, 나머지 단자인 소스 단자(S)는 제어전압 출력부(32)와 연결된다.The first switch M1 has the gate terminal G and the drain terminal D connected to both ends of the first resistor R1 and the source terminal S as the remaining terminal is connected to the control
제1 스위치(M1)는 엘이디 모듈부(20)에 공급되는 전압이 소정 레벨을 초과하면 제1 제너다이오드(ZD1)의 양단은 제1 제너전압(VZ1)을 유지하고, 제1 스위치(M1)은 이 제1 제너전압(VZ1)에 의해 턴 온된다. 이때, 제1 스위치(M1)이 턴 온되면 제1 스위치(M1)의 소스 단자(S)에 제1 제너전압(VZ1)에 상응하는 레벨의 전압이 출력된다. 후술하겠지만, 제2 스위치(M2)는 제1 스위치(M1)의 소스 단자(S)로부터 출력된 전압에 의해 제2 스위치(M2)가 턴 온된다.The first switch M1 maintains the first zener voltage VZ1 at both ends of the first zener diode ZD1 when the voltage supplied to the
정전류 구동부(33)는 일측이 엘이디 모듈부(20)와 연결되고, 타측이 제어전압 출력부(32) 및 정류부(10)와 연결되고, 제어전압 출력부(32)의 제1 레벨 또는 제2 레벨의 구동전압에 따라 동작 영역을 달리하는 제2 스위치(M2)를 포함한다.The other end of the constant
제2 스위치(M2)는 제1 스위치(M1)과 마찬가지로 MOSFET일 수 있으며, N형 MOSFET일 수 있고, 경우에 따라서는 일부 회로 변경과 함께 P형 MOSFET로 대체할 수 있다. 또한, FET나 TR 등 각종 전자적인 스위치일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 제2 스위치(M2)는 MOSFET로 한정하여 설명한다.The second switch M2 can be a MOSFET, like the first switch M1, and can be an N-type MOSFET, and in some cases can be replaced with a P-type MOSFET with some circuit changes. It may also be various electronic switches such as FETs and TRs. Hereinafter, for convenience of explanation, the second switch M2 is limited to a MOSFET.
제2 스위치(M2)는 엘이디 모듈부(20)의 출력측에 드레인 단자(D)가 연결되고, 제1 스위치(M1)의 소스 단자(S)에 제2 저항(R2)를 개재하여 게이트 단자(G)가 연결되며, 제어전압 출력부(33)의 션트 저항(R4)에 소스 단자(S)가 연결된다.The second switch M2 has a drain terminal D connected to the output side of the
제어전압 출력부(32)는 엘이디 모듈부(20)를 흐르는 부하전류를 검출하고, 검출된 부하전류의 크기에 따라 스위칭부(31)로부터 출력되는 스위칭 전압을 제1 레벨 또는 제2 레벨의 구동전압으로 변환하여 출력한다. The control
제어전압 출력부(32)는 션트 저항(R4), 비교기(U1), 제3 스위치(Q1)를 포함한다.The control
션트 저항(R4)는 엘이디 모듈부(20)에 흐르는 전류를 검출할 수 있도록 제2 스위치(M2)를 통과한 전류값을 검출하는 역할을 한다. 션트 저항(R4)는 제2 스위치(M2)의 소스 단자(S)와 정류부(10)이 타측 사이에 연결된다. 션트 저항(R4)는 제2 스위치(M2)를 통과한 전류값에 대응하는 전압값이 양단에 인가된다.The shunt resistor R4 serves to detect a current value passing through the second switch M2 so that the current flowing through the
비교기(U1)는 션트 저항(R4)를 통해 검출된 전류값에 대응하는 전압값과 기준 전압값을 비교하고 그 비교결과에 따라 하이신호 또는 로우신호를 출력한다. 예를 들면, 비교기(U1)는 비반전 입력단자(+)에 입력된 입력전압과 반전 입력단자(-)에 입력된 기준전압을 비교하여 입력전압이 기준전압보다 크면 하이(Hihg)신호를 출력하고, 입력전압이 기준전압보다 적으면 로우(Low)신호를 출력한다.The comparator U1 compares the voltage value corresponding to the current value detected through the shunt resistor R4 with the reference voltage value and outputs a high signal or a low signal according to the comparison result. For example, the comparator U1 compares the input voltage input to the non-inverting input terminal (+) with the reference voltage input to the inverting input terminal (-) and outputs a Hihg signal if the input voltage is greater than the reference voltage And outputs a low signal when the input voltage is lower than the reference voltage.
비교기(U1)의 비반전 입력단자(+)는 저항(R3)를 개재하여 션트 저항(R4)의 일측과 연결된다. 이 션트 저항(R4)의 일측은 제2 스위치(M2)의 소스단자와 션트 저항(R4) 사이의 접속점일 수 있다. 비교기(OP1)의 반전 입력단자(-)는 제2 제너다이오드(ZD2)를 개재하여 션트 저항(R4)의 타측과 연결된다. 제2 제너다이오드(ZD2)의 캐소드(Cathode)는 비교기(U1)의 반전 입력단자(-)와 연결되고, 애노드(Anode)는 션트 저항(R4)의 타측과 연결된다. 비교기(U1)의 (+) 전원단자는 저항(R2)의 타측에 연결되고, (-) 전원단자는 접지측에 연결된다.The non-inverting input terminal (+) of the comparator U1 is connected to one side of the shunt resistor R4 via the resistor R3. One side of the shunt resistor R4 may be a junction between the source terminal of the second switch M2 and the shunt resistor R4. The inverting input terminal (-) of the comparator OP1 is connected to the other side of the shunt resistor R4 via the second zener diode ZD2. The cathode of the second Zener diode ZD2 is connected to the inverting input terminal (-) of the comparator U1 and the anode thereof is connected to the other side of the shunt resistor R4. The positive power supply terminal of the comparator U1 is connected to the other side of the resistor R2 and the negative power supply terminal is connected to the ground side.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치에서 비교기(U1)가 하이신호 또는 로우신호를 출력하는 것을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining that the comparator U1 outputs a high signal or a low signal in the LED module driving apparatus according to the embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 비교기(U1)는 비반전 입력단자(+)에 입력된 입력전압(VR 4)와 반전 입력단자(-)에 입력된 기준전압(VZ2)를 비교하여 입력전압(VR4)이 기준전압(VR4)보다 크면 하이(High)신호를 출력하고, 입력전압(VR4)이 기준전압(VZ2)보다 적으면 로우(Low)신호를 출력한다.2, the comparator U1 compares the input voltage VR4 input to the non-inverting input terminal + with the reference voltage VZ2 input to the inverting input terminal - And outputs a low signal when the input voltage VR4 is lower than the reference voltage VZ2.
다시 도 1을 참조하면, 제3 스위치(Q1)는 비교기(U1)의 출력신호에 따라 턴 온 또는 턴 오프된다.Referring again to FIG. 1, the third switch Q1 is turned on or off according to the output signal of the comparator U1.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치에서 비교기(U1)의 출력신호가 로우신호일 때 제3 스위치가 턴 오프되는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치에서 비교기(U1)의 출력신호가 하이신호일 때 제3 스위치가 턴 온되는 것을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining that the third switch is turned off when the output signal of the comparator U1 in the LED module driving apparatus according to the embodiment of the present invention is a lowship signal, The third switch is turned on when the output signal of the comparator U1 is a high signal in the LED module driving apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제3 스위치(Q1)는 비교기(U1)의 출력신호가 하이신호일 때 턴 온되고, 출력신호가 로우신호일 때 턴 오프된다.Referring to FIGS. 3 and 4, the third switch Q1 is turned on when the output signal of the comparator U1 is a high signal, and is turned off when the output signal is a low signal.
다시 도 1을 참조하면, 제3 스위치(Q1)는 비교기(U1)의 출력단자에 베이스 단자(B)가 연결되고, 제1 다이오드(D1)의 양단에 컬렉터 단자(C)와 이미터 단자(E)가 연결된다. 제3 스위치(Q1)의 컬렉터 단자(C)는 제1 스위치(M1)의 소스 단자(S)와 제2 저항(R2)를 개재하여 연결됨과 동시에 제2 스위치(M2)의 게이트 단자(G)에 연결된다.1, the third switch Q1 has a base terminal B connected to an output terminal of the comparator U1 and a collector terminal C and an emitter terminal C connected to both ends of the first diode D1. E) are connected. The collector terminal C of the third switch Q1 is connected to the source terminal S of the first switch M1 via the second resistor R2 and at the same time the gate terminal G of the second switch M2 is connected, Lt; / RTI >
제3 스위치(Q1)는 턴 오프 동작시 제1 레벨의 구동전압을 출력하고, 턴 온 동작시 제2 레벨의 구동전압을 출력한다. 제1 레벨의 구동전압은 제3 스위치(Q1)가 턴 오프 동작할 때 제1 스위치(M1)의 소스 단자(S)로부터 제2 스위치(M2)의 게이트 단자(G)에 출력되는 전압이고, 제2 레벨의 구동전압은 제3 스위치(Q1)가 단락 상태로 동작할 때 제1 스위치(M1)의 소스 단자(S)로부터 제2 스위치(M2)의 게이트 단자(G)에 출력되는 전압이다.The third switch Q1 outputs the first level driving voltage in the turn-off operation and the second level driving voltage in the turn-on operation. The driving voltage of the first level is a voltage outputted from the source terminal S of the first switch M1 to the gate terminal G of the second switch M2 when the third switch Q1 is turned off, The driving voltage of the second level is a voltage outputted from the source terminal S of the first switch M1 to the gate terminal G of the second switch M2 when the third switch Q1 operates in the shorted state .
이하에서는 상기한 구성을 갖는 엘이디 모듈 구동장치의 제어회로의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the control circuit of the LED module driving apparatus having the above configuration will be described.
정류부(10)에 의해 정류된 전압이 엘이디 모듈부(20)에 공급되면, 엘이디 모듈부(20)로부터 출력된 전류는 제1 스위치(M1)으로 흐른다. 이때, 제1 제너다이오드(ZD1) 양단은 제1 제너전압을 유지하고, 제1 스위치(M1)는 제1 제너전압에 의해 턴온된다. 제1 스위치(M1)이 턴 온되면, 제1 스위치(M1)의 소스 단자(S)와 연결된 제2 스위치(M2)의 게이트 단자(G)에 전압이 공급되어 제2 스위치(M2)도 함께 턴 온된다.When the voltage rectified by the rectifying
제2 스위치(M2)가 턴 온 됨에 따라 엘이디 모듈부(20)로부터 출력된 전류가 제2 스위치(M2)를 거쳐 션트 저항(R4)로 흐른다. 이때, 제2 스위치(M2)를 통과한 전류는 엘이디 모듈부(20)를 구동시키는 전류의 역할을 한다.The current output from the
션트 저항(R4)에 입력된 전류는 션트 저항(R4)에 의해 전압(VR4)으로 바뀌고 이 전압(VR4)은 제3 저항(R3)를 통해 비교기(U1)의 비반전 입력단자(+)에 입력된다. 이때, 비교기(U1)의 비반전 입력단자(+)에 입력되는 전압은 제3 저항(R3)과 션트 저항(R4)에 의해 결정되는 분배 전압일 수 있다.The current input to the shunt resistor R4 is changed to the voltage VR4 by the shunt resistor R4 and this voltage VR4 is applied to the non-inverting input terminal (+) of the comparator U1 through the third resistor R3 . At this time, the voltage input to the non-inverting input terminal (+) of the comparator U1 may be a divided voltage determined by the third resistor R3 and the shunt resistor R4.
이와 함께 비교기(U1)의 반전 입력단자(-)에는 션트 저항(R4)의 일측과 연결된 제1 제너다이오드(ZD2)의 제2 제너전압(기준전압)(VZ2)이 입력된다.The second zener voltage (reference voltage) VZ2 of the first Zener diode ZD2 connected to one side of the shunt resistor R4 is input to the inverting input terminal (-) of the comparator U1.
비교기(U1)는 비반전 입력단자(+)에 입력된 전압값(VR4)이 반전 입력단자(-)에 입력된 기준전압(VZ2)보다 높으면 하이신호를 출력한다. 비교기(U1)는 비반전 입력단자(+)에 입력된 전압값(VR4)이 반전 입력단자(-)에 입력된 기준전압(VZ2)보다 낮으면 로우신호를 출력한다.The comparator U1 outputs a high signal when the voltage value VR4 input to the non-inverting input terminal (+) is higher than the reference voltage VZ2 input to the inverting input terminal (-). The comparator U1 outputs a low signal when the voltage value VR4 input to the non-inverting input terminal (+) is lower than the reference voltage VZ2 input to the inverting input terminal (-).
비교기(U1)의 출력신호가 로우신호이면, 제3 스위치(Q1)가 턴 오프된다. 제3 스위치(Q1)가 턴 오프되면, 제2 스위치(M2)는 제1 레벨의 구동전압에 따라 포화영역에서 동작한다. 한편, 비교기(UI)의 출력신호가 하이신호이면, 제3 스위치(Q1)가 턴 온된다. 제3 스위치(Q1)가 턴 온되면, 션트 저항(R4)에 인가되는 제어전압이 제2 스위치(M2)의 게이트 단자(G)-소스 단자(S)에 역전압 상태로 인가되어 제2 스위치(M2)는 활성영역에서 동작하며, 이에 따라, 엘이디 모듈부(20)를 흐르는 부하전류는 정전류 특성을 갖는다.When the output signal of the comparator U1 is a low signal, the third switch Q1 is turned off. When the third switch Q1 is turned off, the second switch M2 operates in the saturation region according to the driving voltage of the first level. On the other hand, when the output signal of the comparator UI is a high signal, the third switch Q1 is turned on. When the third switch Q1 is turned on, the control voltage applied to the shunt resistor R4 is applied in a reverse voltage state to the gate terminal G and the source terminal S of the second switch M2, (M2) operates in the active region, and accordingly, the load current flowing through the LED module section (20) has a constant current characteristic.
이와 같이 비교기(U1)의 출력에 따라 제3 스위치(Q1)의 게이트 전압 크기가 조절되므로 제2 스위치(M2)에 흐르는 전류를 일정하게 제어할 수 있다.Since the magnitude of the gate voltage of the third switch Q1 is adjusted according to the output of the comparator U1, the current flowing through the second switch M2 can be constantly controlled.
이상과 같은 방식을 이용하여 교류전압이 변동되더라도 엘이디 모듈부(20)에 정전류를 흐르게 할 수 있다. 즉, 교류전압이 높아지면 션트 저항(R4)에 걸리는 전압값도 올라가 비교기(U1)에 더 많은 전압을 가하므로 제3 스위치(Q1)을 턴 온시킴으로써 엘이디 모듈부(20)에 흐르는 전류를 제한할 수 있다(도 5 참조).Even if the AC voltage fluctuates by using the above-described method, a constant current can flow through the
본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 구동 제어 장치에 의하면 엘이디 모듈부(20)를 통과한 후 제2 스위치(M2)로 입력되는 전류에 대한 정전류 제어를 비교기(U1)와 제3 스위치(Q1)를 이용하여 수행함으로써 보다 효과적인 정전류 제어를 수행할 수 있고 회로 구성을 단순화할 수 있으며 회로 구성 비용을 절감할 수 있다.The LED drive control apparatus according to an embodiment of the present invention controls the constant current control for the current input to the second switch M2 after passing through the
한편, 상술한 바와 같이, 비교기(U1)은 션트 저항(R4)에 걸리는 전압값을 읽어 들여 제2 제너다이오드(ZD2)의 제2 제너전압(VZ2)인 기준전압과 비교하고, 비교결과에 따라 서로 다른 신호를 출력한다.As described above, the comparator U1 reads the voltage value applied to the shunt resistor R4 and compares the voltage value with the reference voltage, which is the second Zener voltage VZ2 of the second Zener diode ZD2, And outputs different signals.
제2 제너다이오드(ZD2)는 상황에 따라 기준전압을 가변할 수 있다.The second Zener diode ZD2 can vary the reference voltage depending on the situation.
제2 제너다이오드(ZD2)는 애벌런치(Avalanche)나 항복(Breakdown) 전압 특성이 낮은 전압에서 이루어지도록 도핑한 소자이다.The second Zener diode ZD2 is a device doped such that an Avalanche or breakdown voltage characteristic is achieved at a low voltage.
일반적으로 제너다이오드는 약 5V 내지 6V를 중심으로 애벌런치 (Avalanche)나 항복(Breakdown) 효과로 나누어 항복현상이 나타난다.Generally, a Zener diode is divided into an Avalanche and a Breakdown effect around 5V to 6V, yielding a yield phenomenon.
예를 들면, 제너다이오드는 5V 이하 또는 6V 미만에서는 (-)온도계수(부 온도계수(Negative Temperature Coefficient))를 가지고, 5V 초과 또는 6V 이상부터는 (+)온도계수(정 온도계수(Positive Temperature Coefficient))를 갖는다. 부 온도계수는 어떤 온도에 도달하면 온도 상승에 대하여 급격히 저항값이 감소하는 부 특성계수를 갖는다.For example, the Zener diode has a negative temperature coefficient of less than 5V or less than 6V and a negative temperature coefficient of more than 5V or a positive temperature coefficient of more than 6V. ). The secondary temperature coefficient has a negative coefficient of characteristic which rapidly decreases the resistance value against the temperature rise when a certain temperature is reached.
제2 제너다이오드(ZD2)를 6V 미만의 제너전압을 갖는 제너다이오드로 사용시 온도 상승으로 인하여 제2 제너다이오드(ZD2)의 제2 제너전압(Vz2)이 하강한다. 따라서, 션트 저항(R4)의 전압값을 더욱 민감하게 받아들여 소비전력이 줄어드는 현상을 보인다. 즉, 교류 전원의 변동에 의해 온도가 상승하더라도 비교기(U1)의 출력이 하이신호를 출력할 확률이 높아지므로 그 만큼 제3 스위치(Q1)를 턴 온 시킬 확률도 높아지므로 그 만큼 소비전력을 줄일 수 있다.When the second Zener diode ZD2 is used as a Zener diode having a Zener voltage of less than 6V, the second Zener voltage Vz2 of the second Zener diode ZD2 falls due to a rise in temperature. Therefore, the voltage value of the shunt resistor R4 is received more sensitively and the power consumption is reduced. That is, even if the temperature rises due to the fluctuation of the AC power source, the probability that the output of the comparator U1 outputs a high signal increases, and the probability of turning on the third switch Q1 increases accordingly. .
한편, 제2 제너다이오드(ZD2)를 6V 이상의 제너전압을 갖는 제너다이오드로 사용시 온도 상승으로 인하여 제너전압(Vz)이 상승하므로, 제3 스위치(Q1)가 턴 온되도록 비교기(U1)가 하이신호를 출력하게 하기 위해서는 비교기(U1)의 비반전 입력단자(+)에 보다 높은 전압값이 입력되어야 한다. 이를 위해서는 션트 저항(R4)에 보다 높은 전압값이 걸려야 하므로 엘이디 모듈 구동장치가 보다 둔감하게 작동한다. 즉, 비교기(U1)의 기준전압이 높아진 상태이므로 션트 저항(R4)에 보다 높은 전압값이 걸려야만 비교기(U1)가 하이신호를 출력할 수 있다. 이에 따라 제3 스위치(Q1)가 턴 오프에서 턴 온으로 스위칭 전환이 상대적으로 늦게 이루어지므로 정전류 제어가 보다 둔감하게 이루어진다.On the other hand, when the second Zener diode ZD2 is used as a Zener diode having a Zener voltage of 6 V or more, the Zener voltage Vz rises due to a rise in temperature. Therefore, when the comparator U1 is turned off so that the third switch Q1 is turned on, A higher voltage value must be input to the non-inverting input terminal (+) of the comparator U1. For this, a higher voltage value must be applied to the shunt resistor R4 so that the LED module driving device operates more dullly. That is, since the reference voltage of the comparator U1 is high, a higher voltage value is applied to the shunt resistor R4, so that the comparator U1 can output a high signal. Accordingly, switching of the third switch Q1 from turn-off to turn-on is performed relatively late, so that the constant-current control is made more insensitive.
안정적인 엘이디 모듈 구동장치를 구현하기 위해서는 예를 들면, 제2 제너다이오드를 6V 미만의 제너전압을 갖는 제너다이오드로 사용하거나 부 온도계수를 갖는 제너다이오드로 사용할 필요가 있다.In order to realize a stable LED module driving device, for example, it is necessary to use the second Zener diode as a Zener diode having a Zener voltage of less than 6 V or as a Zener diode having a negative temperature coefficient.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치의 제2 제너다이오드를 6V 미만의 제너전압을 갖는 제너다이오드로 사용하고 평균온도 25도일 때 엘이디 모듈부에 흐르는 전류 및 그 전류의 실효값을 나타낸 그래프이다.FIG. 6 is a graph illustrating a relationship between a current flowing through the LED module unit and an effective value of the current flowing through the LED module when the second Zener diode of the LED module driving apparatus according to the embodiment of the present invention is used as a Zener diode having a Zener voltage of less than 6 V, Fig.
도 6을 참조하면, 제2 제너다이오드(ZD2)에 6V 미만의 제너전압을 갖는 제너다이오드를 사용했을 때 엘이디 모듈부(20)에 도통되는 전류 및 그 전류의 실효값(Root Mean Square ; RMS)을 나타낸다. 평균온도 25도를 기준으로 한 그래프이다.6, when a zener diode having a zener voltage of less than 6 V is used for the second Zener diode ZD2, the current flowing through the
전류 그래프는 제2 제너다이오드(ZD2)를 제너전압 2.7V인 제너다이오드로 사용하고, 션트 저항(R4)을 10Ω으로 사용했을 때 엘이디 모듈부(20)에 흐르는 전류 그래프이다.The current graph is a graph of a current flowing through the
실효 전류값은 약 55mA를 상회한다.The effective current value is more than about 55 mA.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치의 제2 제너다이오드를 6V 미만의 제너전압을 갖는 제너다이오드로 사용하고 평균온도 85도일 때 엘이디 모듈부에 흐르는 전류 및 그 전류의 실효값을 나타낸 그래프이다.FIG. 7 is a graph illustrating a relationship between a current flowing through the LED module and an effective value of the current flowing through the LED module when the second Zener diode of the LED module driving apparatus according to the embodiment of the present invention is used as a Zener diode having a Zener voltage of less than 6 V, Fig.
도 7를 참조하면, 제2 제너다이오드(ZD2)에 6V 미만의 제너전압을 갖는 제너다이오드를 사용했을 때 엘이디 모듈부(20)에 도통되는 전류 및 그 전류의 실효값(Root Mean Square ; RMS)을 나타낸다. 평균온도 85도를 기준으로 한 그래프이다.7, when a zener diode having a zener voltage of less than 6V is used for the second Zener diode ZD2, the current flowing through the
전류 그래프는 제2 제너다이오드(ZD2)를 제너전압 2.7V인 제너다이오드로 사용하고, 션트 저항(R4)을 10Ω을 사용했을 때 엘이디 모듈부(20)에 흐르는 전류 그래프이다.The current graph is a graph of a current flowing through the
도 6과 마찬가지로 실효 전류값은 약 55mA를 정도를 나타낸다.6, the effective current value is about 55 mA.
도 6 및 도 7의 전류 그래프에서 알 수 있듯이 제2 제너다이오드(ZD2)에 6V 미만의 제너전압을 갖는 제너다이오드를 사용하면 온도가 상승하더라도 엘이디 모듈부(20)에 흐르는 전류를 낮출 수 있어 시스템적으로도 더욱 안정된 제품을 만들수 있다.6 and 7, if a Zener diode having a Zener voltage of less than 6 V is used for the second Zener diode ZD2, the current flowing in the
반면 6V 이상의 제너전압을 갖는 제너다이오드를 사용시 위의 현상과 반대로 온도가 상승하면 전류값이 상승한다.On the other hand, when using a Zener diode with a Zener voltage of 6V or more, the current value rises as the temperature rises, as opposed to the above phenomenon.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치의 제2 제너다이오드에 적용될 수 있는 제품의 전기적인 특성을 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating electrical characteristics of a product that can be applied to a second Zener diode of an LED module driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 3.6V 제너다이오드와 6.8V 이상의 제너다이오드의 온도에 따른 제너전압을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8, the Zener voltage can be determined according to the temperature of the 3.6V zener diode and the zener diode of 6.8V or higher.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 구동장치의 제2 제너다이오드에 적합한 온도변화 특성을 가진 제너다이오드를 선정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.9 to 13 are diagrams for explaining how to select a zener diode having a temperature change characteristic suitable for a second zener diode of an LED module driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 9는 제품명 MM3Z3V6B의 제너다이오드의 제너전압과 제너전류에 따른 온도변화를 설명하기 위한 그래프이고, 도 10은 제품명 MM3Z6V8C의 제너다이오드의 제너전압과 제너전류에 따른 온도변화를 설명하기 위한 그래프이며, 도 11은 제품명 MM3Z11VB의 제너다이오드의 제너전압과 제너전류에 따른 온도변화를 설명하기 위한 그래프이며, 도 12는 제품명 MM3Z24VB의 제너다이오드의 제너전압과 제너전류에 따른 온도변화를 설명하기 위한 그래프이며, 도 13은 제품명 MM3Z36VB의 제너다이오드의 제너전압과 제너전류에 따른 온도변화를 설명하기 위한 그래프이다.9 is a graph for explaining a temperature change according to a Zener voltage and a Zener current of a Zener diode of a product name MM3Z3V6B, and FIG. 10 is a graph for explaining a temperature change according to a Zener voltage and a Zener current of the Zener diode of the product name MM3Z6V8C, 11 is a graph for explaining a temperature change according to a zener voltage and a zener current of a zener diode of a product name MM3Z11VB, and Fig. 12 is a graph for explaining a temperature change according to a zener voltage and a zener current of a zener diode of the product name MM3Z24VB, 13 is a graph for explaining the temperature change according to the Zener voltage and Zener current of the Zener diode of the product name MM3Z36VB.
도 9를 참조하면, MM3Z3V6B의 3.6V 제너다이오드는 동일 전류치에서 온도가 상승할수록 제너전압(VZ)이 낮아지는 것을 볼수 있다.Referring to FIG. 9, in the MM3Z3V6B 3.6V zener diode, the Zener voltage VZ decreases as the temperature rises at the same current value.
한편, 도 10을 참조하면, MM3Z6V8C의 6.8V 제너다이오드는 동일 전류치에서 온도가 상승할수록 제너전압(VZ)이 높아지는것을 볼 수 있다.On the other hand, referring to FIG. 10, it can be seen that the zener voltage (VZ) of the 6.8V zener diode of the MM3Z6V8C increases as the temperature rises at the same current value.
도 11, 도 12 및 도 13을 참조하면, MM3Z11VB , MM3Z24VB , MM3Z36B의 11V , 24V , 36V 의 제너다이오드도 동일전류치에서 온도상승에 따라 제너전압(VZ)가 상승하는 것을 볼 수 있다.Referring to FIGS. 11, 12 and 13, it can be seen that the zener voltages VZ of the 11V, 24V, and 36V zener diodes of the MM3Z11VB, MM3Z24VB, and MM3Z36B rises with the temperature rise at the same current value.
이상의 설명과 도 8에서 알 수 있듯이 제2 제너다이오드를 굵은 사각박스로 표시된 제너전압 6V 미만의 제너다이오드를 제2 제너다이오드(ZD2)를 사용할 경우, 동일 전류치에서 온도가 상승할수록 제너전압이 낮아지는 효과를 구현할 수 있어 교류전원이 변동되더라도 제3 스위치의 도통구간을 원하는 구간에 맞춰 도통이 가능하므로 보다 정밀한 정전류 제어가 가능하다. 또한, 부 온도계수를 갖는 제너다이오드로 사용해서 동일한 효과를 얻을 수 있다.As can be seen from the above description and FIG. 8, when the second Zener diode ZD2 is used as the Zener diode whose zener voltage is less than 6V, the second Zener diode is represented by a thick rectangular box, the Zener voltage is lowered So that even if the AC power source is changed, the conduction section of the third switch can be conducted in accordance with the desired section, so that more accurate constant current control is possible. In addition, the same effect can be obtained by using a zener diode having a negative temperature coefficient.
예를 들면, 제2 제너다이오드(ZD2)의 제너전압은 2.28V 내지 5.88V 범위의 전압값을 가지며, 대표 제너전압(Typical zener voltage)으로는 2.4V 내지 5.6V 범위를 만족하면 온도가 상승하더라도 제너전압이 낮아지는 효과를 만족할 수 있다.For example, the Zener voltage of the second Zener diode ZD2 has a voltage value in the range of 2.28 V to 5.88 V, and when the typical Zener voltage satisfies the range of 2.4 V to 5.6 V, The effect of lowering the Zener voltage can be satisfied.
10 : 정류부 20 : 엘이디 모듈부
30 : 전류 제어부 31 : 스위칭부
32 : 제어전압 출력부 33 : 정전류 구동부10: rectification part 20: LED module part
30: current control unit 31:
32: control voltage output unit 33: constant current drive unit
Claims (8)
상기 전류 제어부는,
상기 엘이디 모듈부를 통과한 맥류를 이용하여 스위칭하는 스위칭부;
상기 엘이디 모듈부를 흐르는 부하전류를 검출하고, 상기 검출된 부하전류의 크기에 따라 상기 스위칭부로부터 출력되는 스위칭전압을 제1 레벨 또는 제2 레벨의 구동전압으로 변환하여 출력하는 제어전압 출력부; 및
상기 제1 레벨 또는 제2 레벨의 구동전압에 의해 제어되어 정전류를 제공하는 정전류 구동부;를 포함하고,
상기 제어전압 출력부는,
상기 엘이디 모듈부에 흐르는 전류를 검출하는 션트 저항;
상기 션트저항에서 출력되어 비반전 입력단자에 입력되는 전압과 반전 입력단자에 입력되는 전압을 비교하여 비교결과에 따라 서로 다른 레벨의 전압신호를 출력하는 비교기;
상기 비교기로부터 출력된 전압신호에 따라 턴 온 또는 턴 오프되고, 턴 온 또는 턴 오프 동작 상태에 따라 상기 스위칭부로부터 출력되는 스위칭전압을 상기 제1 레벨 또는 제2 레벨의 구동전압으로 전환시키는 스위치; 및
부 온도계수(Negative Temperature Coefficient)를 갖으며, 상기 비교기의 반전 입력단자에 캐소드가 연결된 제너다이오드;를 포함하는 엘이디 모듈 구동장치.And a rectifying unit connected between the LED module unit and the other end of the rectifying unit to supply a constant current to the rectifying unit. The rectifying unit rectifies the rectified current and supplies the rectified power to the LED module unit. And a current controller for providing a current to the LED module,
The current control unit includes:
A switching unit for switching using a pulsating current passing through the LED module unit;
A control voltage output unit that detects a load current flowing through the LED module unit and converts the switching voltage output from the switching unit into a first or second level driving voltage according to a magnitude of the detected load current; And
And a constant current driver controlled by the first or second level driving voltage to provide a constant current,
Wherein the control voltage output unit comprises:
A shunt resistor for detecting a current flowing in the LED module part;
A comparator for comparing the voltage output from the shunt resistor and input to the non-inverting input terminal and the voltage input to the inverting input terminal, and outputting voltage signals of different levels according to the comparison result;
A switch that is turned on or off according to a voltage signal output from the comparator and switches the switching voltage output from the switching unit according to a turn-on or turn-off operation state to a driving voltage of the first level or a second level; And
And a zener diode having a negative temperature coefficient and a cathode connected to an inverting input terminal of the comparator.
상기 비교기는 상기 입력전압이 상기 제너다이오드의 제너전압보다 높으면 상기 스위치를 턴 온 시키도록 하이신호를 출력하고, 상기 입력전압이 상기 제너다이오드의 제너전압보다 낮으면 상기 스위치를 턴 오프시키도록 로우신호를 출력하는 엘이디 모듈 구동장치.The method according to claim 1,
The comparator outputs a high signal to turn on the switch if the input voltage is higher than a zener voltage of the zener diode and outputs a low signal to turn off the switch if the input voltage is lower than the zener voltage of the zener diode. And outputs the output signal.
상기 제너다이오드는 대표 제너전압(Typical zener voltage) 기준으로 2.4V 내지 5.6V 범위의 전압값을 가진 제너다이오드인 엘이디 모듈 구동장치.The method according to claim 1,
Wherein the Zener diode is a Zener diode having a voltage value ranging from 2.4V to 5.6V based on a typical zener voltage.
교류전압을 직류전압으로 정류하여 상기 엘이디 모듈부로 공급하는 정류부;
상기 정류부에서 출력된 전압을 상기 엘이디 모듈부에 공급하거나 차단하는 제1 스위치;
상기 엘이디 모듈부에 흐르는 전류를 검출하는 션트저항;
상기 션트저항에서 출력되어 비반전 입력단자에 입력되는 전압과 반전 입력단자에 입력되는 전압을 비교하여 상기 비반전 입력단자에 입력된 전압값이 상기 반전 입력단자에 입력된 전압값보다 높으면 하이신호를 출력하고, 상기 비반전 입력단자에 입력된 전압값이 상기 반전 입력단자에 입력된 전압값보다 낮으면 로우신호를 출력하는 비교기;
상기 비교기의 반전 입력단자에 캐소드가 연결되고 부 온도계수(Negative Temperature Coefficient)를 갖는 제너다이오드; 및
상기 비교기에서 출력된 하이신호에 의해 턴 온되어 상기 엘이디 모듈부에 공급되는 전압이 차단되도록 상기 제1 스위치를 턴 오프시키고, 상기 비교기에서 출력된 로우신호에 의해 턴 오프되어 상기 엘이디 모듈부에 전압이 공급되도록 상기 제1 스위치를 턴 오프시키는 제2 스위치; 를 포함하는 엘이디 모듈 구동장치.An LED module driving apparatus for supplying a constant current to an LED module unit having a plurality of LED modules connected in series,
A rectifying part for rectifying the AC voltage to a DC voltage and supplying the rectified voltage to the LED module part;
A first switch for supplying or blocking the voltage output from the rectifying unit to the LED module unit;
A shunt resistor for detecting a current flowing in the LED module part;
A voltage input to the non-inverting input terminal and a voltage inputted to the non-inverting input terminal are compared with each other, and when the voltage value inputted to the non-inverting input terminal is higher than the voltage value inputted to the inverting input terminal, A comparator for outputting a low signal when a voltage value input to the non-inverting input terminal is lower than a voltage value input to the inverting input terminal;
A zener diode having a cathode connected to the inverting input terminal of the comparator and having a negative temperature coefficient; And
The first switch is turned off by the high signal outputted from the comparator to turn off the voltage supplied to the LED module unit, and the second switch is turned off by the low signal outputted from the comparator, A second switch for turning off the first switch to supply the first switch; And an LED module driver for driving the LED module.
상기 제1 스위치와 연결되는 제3 스위치와, 상기 제3 스위치를 턴 온시키기 위한 제2 제너다이오드를 포함하고,
상기 제1 스위치 및 제3 스위치는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 또는 FET(Field Effect Transistor)이고,
상기 제1 스위치는 드레인단이 상기 엘이디 모듈부의 일측과 연결되고, 소스단이 상기 션트저항의 일측과 연결되고,
상기 제3 스위치는 드레인단이 상기 제1 스위치의 드레인단과 연결되고, 게이트단과, 상기 제1 스위치의 드레인단과 연결된 드레인단이 제1저항을 개재하여 연결되며, 소스단이 제2저항을 개재하여 상기 제1 스위치의 게이트단에 연결되며,
상기 제3 스위치의 소스단에는 상기 제3 스위치에 게이트전압을 제공하도록 상기 제2 제너다이오드의 캐소드가 연결되며,
상기 제2 제너다이오드의 애노드는 상기 정류부의 일측과 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈 구동장치.The method according to claim 6,
A third switch connected to the first switch, and a second zener diode for turning on the third switch,
The first switch and the third switch may be a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) or a field effect transistor (FET)
Wherein the first switch has a drain terminal connected to one side of the LED module unit, a source terminal connected to one side of the shunt resistor,
The third switch has a drain terminal connected to a drain terminal of the first switch, a gate terminal and a drain terminal connected to a drain terminal of the first switch are connected via a first resistor, A first switch connected to a gate terminal of the first switch,
A cathode of the second zener diode is connected to a source terminal of the third switch to provide a gate voltage to the third switch,
And the anode of the second Zener diode is connected to one side of the rectifying unit.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140085248A KR101517225B1 (en) | 2014-07-08 | 2014-07-08 | Device of operating lighting emitting diode module |
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