KR20120058159A - Ｌｅｄ용 스텝다운 ｄｃ-ｄｃ 변환기와 이를 이용한 ｌｅｄ 전원 공급 장치 및 그 방법 - Google Patents

Ｌｅｄ용 스텝다운 ｄｃ-ｄｃ 변환기와 이를 이용한 ｌｅｄ 전원 공급 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 변압기를 사용하지 않고 스텝다운 DC-DC 변환 기술을 이용하여 LED 제어기에 동작 전원을 제공하는 데 적합한 LED용 스텝다운 DC-DC 변환기와 이를 이용한 LED 전원 공급 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 변압기를 이용하여 LED 전원 공급 장치를 구성하는 전술한 종래 방식과는 달리, 변압기를 채용함이 없이 스텝다운 DC-DC 변환기를 이용하여 LED 제어기에서 필요로 하는 DC 전압을 공급하는 LED 전원 공급 장치를 구현함으로써, LED 제어기를 포함한 구동회로를 제작할 때 변압기의 물리적인 구조에 기인하는 부피상 제약 문제를 효과적으로 개선할 수 있는 것이다.

Description

ＬＥＤ용 스텝다운 ＤＣ-ＤＣ 변환기와 이를 이용한 ＬＥＤ 전원 공급 장치 및 그 방법{STEP-DOWN CONVERTOR FOR LED, APPARATUS AND METHOD FOR SUPPLYING POWER IN LED BY USING THE SAME}
본 발명은 LED(Lighting Emitting Diode) 램프의 작동을 제어하는 LED 제어기에 동작 전원을 제공하는 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변압기를 사용하지 않고 스텝다운 DC-DC 변환 기술을 이용하여 LED 제어기에 동작 전원을 제공하는 데 적합한 LED용 스텝다운 DC-DC 변환기와 이를 이용한 LED 전원 공급 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 들어, LED 램프(lamp)는 기존 형광등, 백열전구, 가로등, 국부조명등과 달리 반도체 소자로서 순방향전압(Forward bias voltage)이 약 3.3V 전압에서 LED에서 요구하는 일정한 전류를 공급하면 발광하는 소자인 것으로, 이러한 LED 램프는 AC 전원을 입력으로 하여 LED 제어기에서 필요로 하는 DC 전원을 생성하는 LED 전원 공급 장치를 필요로 한다.
도 1은 전형적인 종래 LED 전원 공급 장치를 채용한 LED 조명 시스템의 블록구성도로서, 변압기(102), 정류기(104), 평활 회로(106), 역률 보상 회로(108), LED 제어기(110) 및 LED 모듈(112)을 포함한다. 여기에서, 변압기(102), 정류기(104), 평활 회로(106) 및 역률 보상 회로(108)를 LED 전원 공급 장치로 정의할 수 있다.
도 1을 참조하면, 변압기(102)는, 1차측 코일과 2차측 코일 등을 이용하여, 외부로부터의 입력 AC 전압을 원하는 AC 전압 레벨로 변환시키고, 정류기(104)는, 다수의 다이오드 등으로 구성되어, 변환된 AC 전압을 DC 전압으로 변환(정류)시킨다.
다음에, 평활 회로(106)는, 예컨대 무손실 저역 통과 필터(Lossless lowpass filter)로서, 정류기(104)의 출력에 포함된 리플 전압을 제거시켜 일정한 DC 레벨로 전압을 변환시키고, 역률 보상 회로(108)는 평활 회로(106)의 출력 전압과 총부하 전류의 위상을 맞추어 역률을 보상하며, 이와 같이 역률 보상된 DC 전압이 LED 제어기(110)의 전원으로 이용된다.
그리고, LED 제어기(110)는 역률 보상된 DC 전압을 입력으로 하여 LED 모듈(112)에 탑재된 LED 램프들의 작동을 제어하게 된다.
그러나, 종래의 LED 전원 공급 장치는 외부의 입력 AC 전압을 원하는 AC 전압 레벨로 변환시키기 위한 수단으로서 변압기를 이용하기 때문에 하나의 기판 상에 LED 제어기를 포함한 구동회로를 구성할 경우, 변압기의 물리적인 구조에 의해 부피상 많은 제약이 수반되는 근본적인 문제점을 갖는다.
따라서, 이러한 종래 기술의 문제점을 고려할 때, 변압기를 채용하지 않는 새로운 형태의 LED 전원 공급 장치의 출현이 절실하게 필요한 실정인데, 현재로서는 변압기를 이용하지 않는 새로운 기법에 대한 어떠한 기술적 제안도 제시도 없는 실정이다.
본 발명은, 일 관점에 따라, 연산증폭기가 동작하기 위한 입력 DC 전압을 공급하는 전압 공급부와, 상기 연산 증폭기의 비반전 단자에 제 1 기준 전압을 공급하는 제 1 기준 전압 공급부와, 상기 연산 증폭기의 반전 단자에 제 2 기준 전압을 공급하는 제 2 기준 전압 공급부와, 상기 제 1 기준 전압과 제 2 기준 전압을 입력으로 하여 DC 전압을 연산 증폭하는 상기 연산 증폭기와, 상기 연산 증폭기의 출력 전압에 의거하여 입력 전류를 증폭시키는 전류 증폭기와, 상기 전류 증폭기의 단자 전압을 온/오프 스위칭하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자의 스위칭에 따라 단자 전압을 충전시키거나 혹은 충전된 전압을 방전시켜 안정화된 LED 제어기용 전원 전압을 출력하는 충방전 소자를 포함하는 LED용 스텝다운 DC-DC 변환기를 제공한다.
본 발명은, 다른 관점에 따라, LED 모듈에 장착된 LED 램프의 작동을 제어하는 LED 제어기에 동작 전원을 제공하는 LED 전원 공급 장치로서, 입력 AC 전압을 DC 전압으로 변환시키는 정류 블록과, 정류된 DC 전압에 섞인 리플 전압을 감소시키는 평활 블록과, 평활된 입력 전압과 총부하 전류의 위상을 맞추어 역률 보상을 수행하는 역률 보상 블록과, 역률 보상된 DC 전압을 상기 LED 제어기에서 필요로 하는 전원 전압으로 스텝 다운시켜 상기 LED 제어기로 공급하는 스텝다운 DC-DC 변환 블록을 포함하는 LED 전원 공급 장치를 제공한다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, LED 모듈에 장착된 LED 램프의 작동을 제어하는 LED 제어기에 동작 전원을 제공하는 LED 전원 공급 방법으로서, 입력 AC 전압을 DC 전압으로 변환한 후 변환된 DC 전압에 섞인 리플 전압을 감소시키는 과정과, 리플 전압이 감소된 DC 전압과 총부하 전류의 위상을 맞추어 역률 보상을 수행하는 과정과, 역률 보상된 DC 전압을 상기 LED 제어기에서 필요로 하는 전원 전압으로 스텝 다운시켜 상기 LED 제어기로 공급하는 과정을 포함하는 LED 전원 공급 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서, 상기 LED 제어기로 공급하는 과정은, 제 1 기준 전압과 제 2 기준 전압을 입력으로 하여 DC 전압을 연산 증폭하는 과정과, 연산 증폭의 출력 전압에 의거하여 입력 전류를 증폭시키는 과정과, 전류 증폭의 단자 전압을 온/오프 스위칭하는 과정과, 스위칭에 따라 단자 전압을 충전시키거나 혹은 충전된 전압을 방전시킴으로써 스텝 다운된 상기 전원 전압을 생성하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명은, 변압기를 이용하여 LED 전원 공급 장치를 구성하는 종래 방식과는 달리, 변압기를 채용함이 없이 스텝다운 DC-DC 변환기를 이용하여 LED 제어기에서 필요로 하는 DC 전압을 공급하는 LED 전원 공급 장치를 구현함으로써, LED 제어기를 포함한 구동회로를 제작할 때 변압기의 물리적인 구조에 기인하는 부피상 제약 문제를 효과적으로 개선할 수 있다.
도 1은 전형적인 종래 LED 전원 공급 장치를 채용한 LED 조명 시스템의 블록구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 LED 전원 공급 장치를 채용한 LED 조명 시스템의 블록구성도,
도 3은 본 발명에 따른 LED용 스텝다운 DC-DC 변환기의 회로도,
도 4는 본 발명에 채용되는 LED 제어기의 회로도,
도 5는 본 발명에 따라 이루어지는 AC-DC 변환 과정을 설명하기 위한 전압 파형도,
도 6은 충방전 소자를 구성하는 인덕터와 커패시터의 충/방전 관계를 설명하기 위한 관계 그래프.
본 발명의 기술요지는 변압기를 이용하여 LED 전원 공급 장치를 구성하는 전술한 종래 방식과는 달리, 변압기를 채용함이 없이 스텝다운 DC-DC 변환기를 이용하여 LED 제어기에서 필요로 하는 DC 전압을 공급하는 LED 전원 공급 장치를 구현한다는 것으로, 본 발명은 이러한 기술적 수단을 통해 종래 방식에서의 문제점들을 효과적으로 개선할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
아울러, 아래의 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성 등에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들인 것으로, 이는 사용자, 운용자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서의 전반에 걸쳐 기술되는 기술사상을 토대로 이루어져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 LED 전원 공급 장치를 채용한 LED 조명 시스템의 블록구성도로서, LED 조명 시스템은 본 발명에 따른 LED 전원 공급 장치(210), LED 제어기(220) 및 LED 모듈(230) 등을 포함할 수 있으며, 본 발명의 LED 전원 공급 장치(210)는 정류 블록(212), 평활 블록(214), 역률 보상 블록(216) 및 스텝다운 DC-DC 변환 블록(218) 등을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 정류 블록(212)은, 다수의 다이오드 등으로 구성되어, 외부로부터 입력되는 AC 전압(예컨대, AC 110V - 220V)을 DC 전압(V01)으로 변환(정류)시킨다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, AC 입력 전압(A)은 정류 블록(212)을 통해 정류되어 DC 전압(B)으로 변환된다.
다음에, 평활 블록(214)은, 예컨대 코일과 커패시터 등으로 된 무손실 저역 통과 필터 등으로 구성될 수 있으며, 정류 블록(212)을 통해 정류된 DC 전압에 포함된 리플 전압을 제거 또는 감소시켜 출력 전압(V02)을 일정한 DC 레벨로 유지시켜 주는 기능을 수행한다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 정류된 DC 전압(B)은 평활 블록(214)을 통해 평활되어 출력 전압(C)으로 유지된다.
그리고, 역률 보상 블록(216)은, V02로부터 후단에 연결되는 부하들의 전류에 따라 역률 보상(power factor correction)을 해 주기 위하여, 입력 전압 V02와 총부하 전류 ILOAD의 위상을 맞추어주는 기능을 수행한다.
한편, 스텝다운 DC-DC 변환 블록(218)은 평활 블록(214)에서 발생되어 역률 보상된 출력 DC 전압을 LED 제어기(220)에서 필요로 하는 전원 전압으로 스텝 다운시켜 LED 제어기(220)로 공급하는 것으로, 이러한 스텝다운 DC-DC 변환 블록(218)은, 일 예로서 도 3에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 LED용 스텝다운 DC-DC 변환기(도 2의 스텝다운 DC-DC 변환 블록)의 회로도로서, 전압 공급부(2181), 제 1 기준 전압 공급부(2182), 제 2 기준 전압 공급부(2183), 연산 증폭기(2184), 전류 증폭기(2185), 스위칭 소자(2186) 및 충방전 소자(2187) 등을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 전압 공급부(2181)는 연산 증폭기(2184)가 동작하기 위한 입력 DC 전압을 공급하는 것으로, 저항기(R1)와 비반전(+) 단자가 접지에 연결된 제너다이오드(Z1)의 반전(-) 단자가 직렬 연결되고, 저항기(R1)의 다른 측이 입력 DC 전압(즉, 평활 블록(214)의 출력 전압 V02)에 연결되며, 제너다이오드(Z1)의 반전(-) 단자에서 발생한 제너다이오드 전압(VZ1)을 이용하여 연산 증폭기(2184)가 동작하기 위한 DC 전압을 공급하는 기능을 제공한다.
다음에, 제 1 기준 전압 공급부(2182)는 연산 증폭기(2184)의 비반전(+) 단자에 제 1 기준 전압을 공급하기 위한 것으로, 저항기(R2)와 비반전(+) 단자가 접지에 연결된 제너다이오드(Z2)의 반전(-) 단자가 직렬 연결되고, 저항기(R2)의 다른 측이 입력 DC 전압(즉, 평활 블록(214)의 출력 전압 V02)에 연결되며, 제너다이오드(Z2)의 반전(-) 단자와 연산 증폭기(2184)의 비반전(+) 단자 사이에 일측이 접지에 연결된 커패시터(C1)가 연결됨으로써, 제너다이오드(Z1)의 반전(-) 단자에서 발생한 제너다이오드 전압(Z2)을 이용하여 연산 증폭기(2184)의 비반전(+) 단자에 제 1 기준 전압을 공급한다. 이때, 연산 증폭기(2184)의 동작 범위를 안정화시키기 위하여, VZ2＜VZ1일 때 커패시터(C1)의 역할은 초기에 VZ1의 전압 상승시간에 비해 VZ2의 전압 상승시간을 길게 하여 연산 증폭기(2184)의 손상을 방지하는 것이다.
또한, 제 2 기준 전압 공급부(2183)는 연산 증폭기(2184)의 반전(-) 단자에 제 2 기준 전압(VR)을 공급하기 위한 것으로, 스텝다운 DC-DC 변환기의 최종 출력 V03의 전압에 저항기(R3)와 저항기(R4)가 직렬 연결되고, 저항기(R4)의 타측이 접지에 연결되며, 저항기(R3)와 저항기(R4)가 직렬 연결된 위치에서 연산 증폭기(2184)의 반전(-) 단자에 제 2 기준 전압을 공급한다. 이때, 스텝다운 DC-DC 변환기의 출력 V03은 아래의 수학식 1과 같다. 즉, 제 2 기준 전압은 스텝다운 DC-DC 변환기의 최종 출력을 궤환시켜 얻은 전압이다.
[수학식 1]
Figure pat00001
다음에, 연산 증폭기(2184)는 VZ1 전압을 전원 전압으로 하고, 제 1 기준 전압(VZ2)을 비반전(+) 단자의 입력으로 하며, 제 2 기준 전압(VR)을 반전(-) 단자의 입력으로 하여 입력 DC 전압을 연산 증폭하는 것으로, 이러한 연산 증폭기(2184)의 출력(VOA)은 전류 증폭기(2185)를 구성하는 트랜지스터(NPN 바이폴라 접합 트랜지스터 또는 NPN 다링톤 바이폴라 접합 트랜지스터)의 베이스(B)에 연결된다.
그리고, 전류 증폭기(2185)는, 예컨대 NPN 바이폴라 접합 트랜지스터 또는 NPN 다링톤 바이폴라 접합 트랜지스터로 구성될 수 있으며, 베이스 전류 IB를 β배 증폭시켜 에미터(E) 전류 IE를 생성하는 것으로, 스텝다운 DC-DC 변환기의 출력 V03은 아래의 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
VO3??VD1=VOA-VBE
또한, 스위칭 소자(2186)는, 쇼트키 다이오드 또는 고속 회복 스위칭 다이오드(fast recovery switching)로 구성될 수 있는 것으로, 다이오드(D1)의 반전(-) 단자 전압(VD1)(전류 증폭기의 출력 전압)을 온/오프 스위칭하는 소자로서, 일 예로서 도 6에 도시된 바와 같이, 다이오드(D1)가 오프(off)일 때 VD1 전압이 인덕터(L1)에 인가되어 충전되는 위상으로서 인덕터(L1)는 VD1에 연결되어 인덕터(L1)에 흐르는 전류 IL이 점차 증가하고, 이때 커패시터(C2)에 흐르는 전류 IC가 점차 증가하여 스텝다운 DC-DC 변환기의 출력 V03에 연결된 연산 증폭기(2184)의 반전(-) 단자에 제 2 기준 전압을 공급하는 제 2 기준 전압 공급부(2183)의 R3, R4, 및 V03에 연결될 부하들에 공급된다.
즉, 다이오드(D1)가 온되는 경우 VD1이 "0"인 때이므로, 방전 위상으로서 충전 위상에서 인덕터(L1)에 충전된 에너지에 의해 다이오드(D1)를 통해 서서히 방전이 시작된다. 이때, 충방전 소자(2187)를 구성하는 커패시터(C2)는 인덕터 전류에 의해 충전된 전압을 부하에 공급함으로써 전류가 급격하게 변화하는 것을 방지한다. 즉, 출력 전류 ILOAD가 증가하면 기준 전압 VR>VZ2가 되어 전류 증폭기(5)를 오프시키고 이전에 인덕터(L1)에 흐른 전류 IL에 의해 커패시터(C2)에 저장된 에너지를 스텝다운 DC-DC 변환기의 출력 VO3에 연결된 부하에 공급하고, VR<VZ2가 되는 시점에서 전류 증폭기(5)가 온되어 인덕터(L1)에 IL 전류를 흐르게 하여 인덕터(L1)와 커패시터(C2)에 에너지를 저장하여 스텝다운 DC-DC 변환기의 출력 VO3에 연결된 부하에 공급하므로 일정한 부하 전압 VO3(안정화된 LED 제어기용 전원 전압)을 LED 제어기(220)에 공급하게 한다.
다시 도 2를 참조하면, LED 제어기(220)는 스텝다운 DC-DC 변환기의 출력 전압(V03)을 입력으로 하여 LED 모듈(230)에 장착된 LED 램프의 작동을 제어하는 전원 전압을 공급하는 것으로, 일 예로서 도 4에 도시된 바와 같이 구성될 수 있는데, 저항기(RZ)와 제너다이오드(Z3)에 의해 기준 전압(VREF)을 생성하고, 이 기준 전압(VREF)을 연산 증폭기(402)의 비반전(+) 단자에 연결시키며, 연산 증폭기(402)의 반전(-) 단자에는 저항기(RCS)의 한 측이 연결되고 다른 한 측은 접지되도록 연결하며, 연산 증폭기(402)의 반전(-) 단자에 전력용 트랜지스터(M1)(예컨대, N MOSFET)의 소스(S)를 연결하고, 연산 증폭기(402)의 출력은 전력용 트랜지스터(M1)의 게이트(G)에 연결하며, 전력용 트랜지스터(M1)의 드레인(D)은 LED 모듈(230) 내의 LED의 반전(-) 단자에 연결하고, LED 모듈(230) 내 LED의 비반전(+) 단자에 LED 동작을 위한 필요 전압을 인가함으로써, LED에 일정한 전류(ILED)를 공급하게 된다.
즉, ILED가 증가하여 연산 증폭기(402)의 반전(-) 단자가 기준 전압 VREF에 비해 커지면 전력용 트랜지스터(M1)의 게이트-소스 전압은 감소하므로 LED 전류, 즉 ILED를 감소시키고, ILED가 감소하여 연산 증폭기(402)의 반전(-) 단자 전압이 기준 전압 VREF에 비해 작아지면 전력용 트랜지스터(M1)의 게이트-소스간 전압이 증가되어 ILED를 증가시키게 됨으로써, 아래의 수식 3과 같이 기준 전압 VREF와 저항기(RCS)의 값에 의해 ILED가 일정하게 흐르게 된다.
[수학식 3]
ILED=VREF/RCS
그리고, LED 제어기(220)의 출력, 즉 전력용 트랜지스터(M1)의 드레인(D)이LED 모듈(230) 내 LED의 반전(-) 단자에 연결시켜 ILED를 흐르게 함으로써 LED 모듈(230)내 각 LED들이 발광된다. 여기에서, LED 모듈(230)에는 한 개 또는 복수개의 직/병렬의 구조로 LED가 연결될 수 있으며, 각 LED의 비반전 단자에는 필요로 하는 출력을 얻을 수 있는 임의의 DC 전압이 인가된다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
212 : 정류 블록 214 : 평활 블록
216 : 역률 보상 블록 218 : 스텝다운 DC-DC 변환 블록
220 : LED 제어기 230 : LED 모듈
2181 : 전압 공급부
2182 : 제 1 기준 전압 공급부
2183 : 제 2 기준 전압 공급부
2184 : 연산 증폭기 2185 : 전류 증폭기
2186 : 스위칭 소자 2187 : 충방전 소자

Claims (18)

  1. 연산증폭기가 동작하기 위한 입력 DC 전압을 공급하는 전압 공급부와,
    상기 연산 증폭기의 비반전 단자에 제 1 기준 전압을 공급하는 제 1 기준 전압 공급부와,
    상기 연산 증폭기의 반전 단자에 제 2 기준 전압을 공급하는 제 2 기준 전압 공급부와,
    상기 제 1 기준 전압과 제 2 기준 전압을 입력으로 하여 DC 전압을 연산 증폭하는 상기 연산 증폭기와,
    상기 연산 증폭기의 출력 전압에 의거하여 입력 전류를 증폭시키는 전류 증폭기와,
    상기 전류 증폭기의 단자 전압을 온/오프 스위칭하는 스위칭 소자와,
    상기 스위칭 소자의 스위칭에 따라 단자 전압을 충전시키거나 혹은 충전된 전압을 방전시켜 안정화된 LED 제어기용 전원 전압을 출력하는 충방전 소자
    를 포함하는 LED용 스텝다운 DC-DC 변환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 공급부는,
    저항기(R1)와 비반전 단자가 접지에 연결된 제너다이오드(Z1)의 반전 단자가 직렬 연결되고, 상기 저항기(R1)의 다른 측이 상기 입력 DC 전압에 연결되며, 상기 제너다이오드(Z1)의 반전 단자에서 발생한 제너다이오드 전압을 이용하여 상기 연산 증폭기가 동작하기 위한 상기 DC 전압을 공급하는
    LED용 스텝다운 DC-DC 변환기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기준 전압 공급부는,
    저항기(R2)와 비반전 단자가 접지에 연결된 제너다이오드(Z2)의 반전 단자가 직렬 연결되고, 상기 저항기(R2)의 다른 측이 상기 입력 DC 전압에 연결되며, 상기 제너다이오드(Z2)의 반전 단자와 상기 연산 증폭기의 비반전 단자 사이에 일측이 접지에 연결된 커패시터(C1)가 연결되는
    LED용 스텝다운 DC-DC 변환기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기준 전압 공급부는,
    상기 충방전 소자의 출력에 저항기(R3)와 저항기(R4)가 직렬 연결되고, 상기 저항기(R4)의 타측이 접지에 연결되며, 상기 저항기(R3)와 저항기(R4)가 직렬 연결된 위치에서 상기 연산 증폭기의 반전 단자에 상기 제 2 기준 전압을 공급하는
    LED용 스텝다운 DC-DC 변환기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 증폭기는,
    NPN 바이폴라 접합 트랜지스터 또는 NPN 다링톤 바이폴라 접합 트랜지스터로 구성되는
    LED용 스텝다운 DC-DC 변환기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는,
    쇼트키 다이오드 또는 고속 회복 스위칭 다이오드인
    LED용 스텝다운 DC-DC 변환기.
  7. LED 모듈에 장착된 LED 램프의 작동을 제어하는 LED 제어기에 동작 전원을 제공하는 LED 전원 공급 장치로서,
    입력 AC 전압을 DC 전압으로 변환시키는 정류 블록과,
    정류된 DC 전압에 섞인 리플 전압을 감소시키는 평활 블록과,
    평활된 입력 전압과 총부하 전류의 위상을 맞추어 역률 보상을 수행하는 역률 보상 블록과,
    역률 보상된 DC 전압을 상기 LED 제어기에서 필요로 하는 전원 전압으로 스텝 다운시켜 상기 LED 제어기로 공급하는 스텝다운 DC-DC 변환 블록
    을 포함하는 LED 전원 공급 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 평활 블록은,
    무손실 저역 통과 필터로 구성되는
    LED 전원 공급 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 스텝다운 DC-DC 변환 블록은,
    연산증폭기가 동작하기 위한 입력 DC 전압을 공급하는 전압 공급부와,
    상기 연산 증폭기의 비반전 단자에 제 1 기준 전압을 공급하는 제 1 기준 전압 공급부와,
    상기 연산 증폭기의 반전 단자에 제 2 기준 전압을 공급하는 제 2 기준 전압 공급부와,
    상기 제 1 기준 전압과 제 2 기준 전압을 입력으로 하여 DC 전압을 연산 증폭하는 상기 연산 증폭기와,
    상기 연산 증폭기의 출력 전압에 의거하여 입력 전류를 증폭시키는 전류 증폭기와,
    상기 전류 증폭기의 단자 전압을 온/오프 스위칭하는 스위칭 소자와,
    상기 스위칭 소자의 스위칭에 따라 단자 전압을 충전시키거나 혹은 충전된 전압을 방전시켜 상기 전원 전압을 출력하는 충방전 소자
    를 포함하는 LED 전원 공급 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전압 공급부는,
    저항기(R1)와 비반전 단자가 접지에 연결된 제너다이오드(Z1)의 반전 단자가 직렬 연결되고, 상기 저항기(R1)의 다른 측이 상기 입력 DC 전압에 연결되며, 상기 제너다이오드(Z1)의 반전 단자에서 발생한 제너다이오드 전압을 이용하여 상기 연산 증폭기가 동작하기 위한 상기 DC 전압을 공급하는
    LED 전원 공급 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 기준 전압 공급부는,
    저항기(R2)와 비반전 단자가 접지에 연결된 제너다이오드(Z2)의 반전 단자가 직렬 연결되고, 상기 저항기(R2)의 다른 측이 상기 입력 DC 전압에 연결되며, 상기 제너다이오드(Z2)의 반전 단자와 상기 연산 증폭기의 비반전 단자 사이에 일측이 접지에 연결된 커패시터(C1)가 연결되는
    LED 전원 공급 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 기준 전압 공급부는,
    상기 충방전 소자의 출력에 저항기(R3)와 저항기(R4)가 직렬 연결되고, 상기 저항기(R4)의 타측이 접지에 연결되며, 상기 저항기(R3)와 저항기(R4)가 직렬 연결된 위치에서 상기 연산 증폭기의 반전 단자에 상기 제 2 기준 전압을 공급하는
    LED 전원 공급 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 전류 증폭기는,
    NPN 바이폴라 접합 트랜지스터 또는 NPN 다링톤 바이폴라 접합 트랜지스터
    로 구성되는
    LED 전원 공급 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는,
    쇼트키 다이오드 또는 고속 회복 스위칭 다이오드인
    LED 전원 공급 장치.
  15. LED 모듈에 장착된 LED 램프의 작동을 제어하는 LED 제어기에 동작 전원을 제공하는 LED 전원 공급 방법으로서,
    입력 AC 전압을 DC 전압으로 변환한 후 변환된 DC 전압에 섞인 리플 전압을 감소시키는 과정과,
    리플 전압이 감소된 DC 전압과 총부하 전류의 위상을 맞추어 역률 보상을 수행하는 과정과,
    역률 보상된 DC 전압을 상기 LED 제어기에서 필요로 하는 전원 전압으로 스텝 다운시켜 상기 LED 제어기로 공급하는 과정
    을 포함하는 LED 전원 공급 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 LED 제어기로 공급하는 과정은,
    제 1 기준 전압과 제 2 기준 전압을 입력으로 하여 DC 전압을 연산 증폭하는 과정과,
    연산 증폭의 출력 전압에 의거하여 입력 전류를 증폭시키는 과정과,
    전류 증폭의 단자 전압을 온/오프 스위칭하는 과정과,
    스위칭에 따라 단자 전압을 충전시키거나 혹은 충전된 전압을 방전시킴으로써 스텝 다운된 상기 전원 전압을 생성하는 과정
    을 포함하는 LED 전원 공급 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 입력 전류의 증폭은,
    NPN 바이폴라 접합 트랜지스터 또는 NPN 다링톤 바이폴라 접합 트랜지스터를 이용하여 수행되는
    LED 전원 공급 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 단자 전압의 온/오프 스위칭은,
    쇼트키 다이오드 또는 고속 회복 스위칭 다이오드를 이용하여 수행되는
    LED 전원 공급 방법.
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