KR20130105212A - Led lighting device with load current recycling - Google Patents

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KR20130105212A KR1020120037297A KR20120037297A KR20130105212A KR 20130105212 A KR20130105212 A KR 20130105212A KR 1020120037297 A KR1020120037297 A KR 1020120037297A KR 20120037297 A KR20120037297 A KR 20120037297A KR 20130105212 A KR20130105212 A KR 20130105212A
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Abstract

PURPOSE: An LED lighting device reusing a load current is provided to increase cost competitiveness by making a recycling control circuit simpler than the conventional circuit. CONSTITUTION: A rectifier circuit (2) converts an AC voltage into a DC rectified voltage. A load connects LED light emitting blocks in series. A controller controls the amount of a current flowing through the load. A charging current source (CS4) controls a current supplied to a power supply condenser. A load current source (CS5) controls a current supplied to the LED light emitting block. [Reference numerals] (2) Rectifier circuit

Description

부하전류를 재사용하는 엘이디 조명장치{ LED Lighting Device with Load Current Recycling}LED Lighting Device with Load Current Recycling

본 발명은 LED 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부하인 LED 에 흐르는 전류 중 일부를 (제어기에 전원을 공급하는) 전원공급콘덴서를 충전하여 재사용하는 LED 조명장치에 관한 것이다. 이로써 고효율 전원을 구비한 LED 조명장치가 개시된다.
The present invention relates to an LED lighting device, and more particularly, to an LED lighting device that charges and reuses a part of a current flowing in an LED as a load (powering a controller). This discloses an LED lighting device having a high efficiency power supply.

발광다이오드는 전류가 흐르면 빛을 방출하는 전광변환 반도체소자로서, 표시기 백라이트 등에 널리 사용되고 있으며, 기술의 발달로 전광변환 효율이 기존의 백열등 및 형광등보다 높아져서 현재는 일반 조명용으로 그 범위를 넓혀가고 있다. 그러나, 발광 다이오드(Light Emitting diode, LED)는 미량의 전압변동에도 전류가 크게 변화된다. 이 때문에 정밀한 전류제어가 요구된다.
A light emitting diode is an electro-optic conversion semiconductor device that emits light when a current flows, and is widely used for display backlight and the like. Due to the development of technology, the conversion efficiency of all light is higher than that of conventional incandescent lamps and fluorescent lamps. However, a light emitting diode (LED) greatly changes the current even in a slight voltage fluctuation. Therefore, precise current control is required.

<종래의 기술 1>Conventional Technology 1

도 1은 종래의 LED 조명장치를 도시한 예로서, 특허 제 10-0971759 호에서 인용한 도면이다.
1 is a view showing a conventional LED lighting apparatus, which is cited in Patent No. 10-0971759.

종래의 LED 조명장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 교류전압을 직류의 정류전압으로 변환하는 정류회로(200), 상기 정류회로(200)의 출력으로 구동되는 부하인 LED 어레이(210) 및 LED 어레이(251), 상기 부하의 전류를 바이패스 시키는 직렬로 배치된 스위치블럭(230), 상기 스위치블럭을 제어하여 부하전류가 흐르는 경로를 제어하는 제어기(미도시), 상기 제어기(미도시)에 DC 전원을 공급하는 전원공급 콘덴서(C1) 및 상기 전원공급 콘덴서(C1) 충전회로인 저항(R1) 및 다이오드(D1), 그리고 과전압 방지용 다이오드(ZD1)을 포함하여 구성된다.
As shown in FIG. 1, the conventional LED lighting apparatus includes a rectifier circuit 200 for converting an AC voltage into a rectified voltage of direct current, an LED array 210 that is a load driven by the output of the rectifier circuit 200, and an LED. An array 251, a switch block 230 arranged in series to bypass the current of the load, a controller (not shown) for controlling a path through which load current flows by controlling the switch block, and the controller (not shown) It includes a power supply capacitor (C1) for supplying DC power, a resistor (R1) and a diode (D1), which is a charging circuit of the power supply capacitor (C1), and an overvoltage protection diode (ZD1).

종래 회로의 동작에 대한 설명은 상기 특허에 상세히 기술되어 있으므로 설명의 편의상 생략하고, 본 발명의 관점에서 종래기술의 문제점을 설명한다.
The description of the operation of the conventional circuit is described in detail in the above patent, and thus is omitted for convenience of explanation, and the problems of the prior art will be described in view of the present invention.

먼저 전원전류는 정류회로(200)을 거쳐서 부하인 LED 어레이(210)을 통과한 후 두 갈래의 경로를 통하여 접지로 흐른다. 첫번째 경로는 LED 어레이(251)을 통하여 접지로 흐르는 경로이다. 그리고, 두번째 경로는 제어기(미도시)에 전원을 공급하는 전원공급 콘덴서(C1)을 충전하는 경로이다.
First, the power current passes through the rectifier circuit 200 through the LED array 210 as a load and then flows to the ground through a bifurcation path. The first path is a path flowing through the LED array 251 to ground. The second path is a path for charging the power supply capacitor C1 for supplying power to the controller (not shown).

여기서, 문제점은 상기 전원공급 콘덴서(C1)의 충전전류가 능동적으로 조절되지 않으며, 수동적으로 결정된다는 것이다. 이것은 LED 어레이(251)을 통하여 접지로 흐르는 전류가 콘덴서(C1)의 전압상태에 따라서 변동됨으로써 밝기의 변화가 발생함을 의미한다. 그리고, 전원전류 고조파 함유율도 같이 변동되는 문제점이 있다.
The problem here is that the charging current of the power supply capacitor C1 is not actively regulated, but is determined passively. This means that the current flowing to the ground through the LED array 251 is changed according to the voltage state of the capacitor C1 so that a change in brightness occurs. In addition, there is a problem that the power current harmonic content is also changed.

그리고, 설계 중심값 보다 높은 교류전원이 공급되면, 전류가 많이 충전되어 과전압 방지용 제너다이오드(ZD1)을 동작시켜야 하며, 이것은 LED 조명장치의 수명을 단축시키는 잠재적인 원인이 될 것이다.
In addition, if an AC power supply higher than the design center value is supplied, a large amount of current is required to operate the zener diode ZD1 for preventing overvoltage, which may be a potential cause of shortening the life of the LED lighting device.

<종래의 기술 2>Conventional Technology 2

도 2는 종래의 LED 조명장치를 도시한 또 다른 예로서, 본 발명인의 특허 제 10-1043533 호 에서 인용한 도면이다.
Figure 2 is another example showing a conventional LED lighting apparatus, which is cited in the inventor's patent No. 10-1043533.

종래의 LED 조명장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 교류전압을 공급하는 교류전원 (1), 상기 교류전원(1)으로부터 공급받은 교류전압을 직류의 정류전압 (Vrect)으로 변환하는 정류회로(2), 상기 정류회로(2)의 출력인 정류전압(Vrect)으로 구동되는 부하인 제1 LED 발광블럭(10) 내지 제3 LED 발광블럭(12), 상기 각 LED 발광블럭 (10)(11)(12)의 전류를 바이패스 시키는 제1 바이패스 스위치(S11) 내지 제2 바이패스 스위치(S12)가 병렬로 배치된 스위치블럭, 상기 부하의 전류를 조절하는 전류원 (CS1) 및 상기 스위치블럭 및 상기 전류원을 제어하는 제어기(미도시), 그리고 부하전류를 재사용하여 상기 전원공급 콘덴서(C1)을 충전하는 부하전류 재활용 충전회로(8)을 포함하여 구성된다.
As shown in FIG. 2, a conventional LED lighting apparatus includes an AC power supply 1 supplying an AC voltage, and a rectification circuit converting an AC voltage supplied from the AC power supply 1 to a rectified voltage Vrect of DC. 2) a first LED light emitting block 10 to a third LED light emitting block 12, which is a load driven by a rectified voltage Vrect output of the rectifying circuit 2, and each of the LED light emitting blocks 10 and 11; A switch block in which a first bypass switch S11 to a second bypass switch S12 for bypassing the current of the second circuit 12 is arranged in parallel, a current source CS1 for adjusting the current of the load, and the switch block And a controller (not shown) for controlling the current source, and a load current recycling charging circuit 8 for recharging the power supply capacitor C1 by reusing the load current.

종래 회로의 동작에 대한 설명은 상기 특허에 상세히 기술되어 있으므로 설명의 편의상 생략하고, 본 발명의 관점에서 종래기술의 문제점을 설명한다.
The description of the operation of the conventional circuit is described in detail in the above patent, and thus is omitted for convenience of explanation, and the problems of the prior art will be described in view of the present invention.

종래의 기술에서는, 제어기(미도시)는 정류전압( Vrect)가 공급되면 설계전압(정확하게는 설계전류를 부하에 공급하여 발생하는 부하 양단전압)이 부하에 공급되도록 하고, 남는 잉여전압이 발생한 경우에는 상기 잉여전압으로 상기 전원공급 콘덴서 (C1)를 충전가능한지를 판단하고, 충전가능한 경우에 부하측 스위치 (SW3)을 개방하여 부하전류가 부하측 다이오드(D3)를 통하여 전원공급 콘덴서(C1)을 충전하도록 한다.
In the related art, the controller (not shown) causes the design voltage (exactly, the voltage across the load generated by supplying the design current to the load) to be supplied to the load when the rectified voltage Vrect is supplied, and when the remaining surplus voltage occurs. It is determined whether the power supply capacitor (C1) can be charged by the surplus voltage, and if the charge is possible, the load side switch (SW3) is opened so that the load current charges the power supply capacitor (C1) through the load-side diode (D3). do.

도 3은 도 2의 회로에서 전원공급 콘덴서(C1)를 충전하는데 잉여전압이 충분한지를 계산한 일 예를 도시한 것이다. 여기서 (Vcs)는 부하전류를 조절하는 전류원 (CS1) 의 양단에 걸리는 잉여전압을 표시한 것이다. 상기 잉여전압이 전원공급 콘덴서(C1)을 충전하기에 충분하면 상기 부하측 스위치(SW3)가 개방되어서 부하전류가 전원공급 콘덴서(C1)을 충전하는 데 사용하게 된다. 그리고, 전원공급 콘덴서에 충전된 전류를 제어기를 구동하는데 사용하게 되므로, 부하전류를 재사용하여 전원효율이 개선된 LED 조명장치가 제공된다.
3 illustrates an example of calculating whether the surplus voltage is sufficient to charge the power supply capacitor C1 in the circuit of FIG. 2. Where (Vcs) represents the surplus voltage across the current source CS1 for adjusting the load current. When the surplus voltage is sufficient to charge the power supply capacitor C1, the load side switch SW3 is opened so that the load current is used to charge the power supply capacitor C1. In addition, since the current charged in the power supply capacitor is used to drive the controller, the LED lighting apparatus is improved in power efficiency by reusing the load current.

이하, 본 발명의 관점에서 종래기술의 문제점을 기술한다.Hereinafter, the problems of the prior art from the viewpoint of the present invention.

첫번째 문제점으로는, 제어기가 상기 부하측 스위치(SW3)를 개방하기 이전에 "잉여전압이 전원공급 콘덴서(C1)을 충전하기에 충분한가"를 판정하는 회로가 별도로 필요하다는 것이다.The first problem is that a separate circuit is needed to determine whether the surplus voltage is sufficient to charge the power supply capacitor C1 before the controller opens the load side switch SW3.

그리고 두번째 문제점으로는, 상기 부하측 스위치(SW3)가 개방되어 상기 전원공급 콘덴서(C1)의 충전을 개시할 때 잉여전압이 크면 돌입전류(rush current)가 발생할 수 있다.
In a second problem, when the load side switch SW3 is opened to start charging the power supply capacitor C1, a rush current may occur when the surplus voltage is large.

<종래의 기술 3>Conventional Technology 3

도 4는 종래의 LED 조명장치를 도시한 또 다른 예로서, 도 2 내지 도 3과 같이 본 발명인의 특허 제 10-1043533 호에서 인용한 도면이다. 4 is a view illustrating another conventional LED lighting apparatus, which is cited in Patent No. 10-1043533 of the present inventors as shown in FIGS. 2 to 3.

도 4의 회로는 기본적으로 도 2 회로와 구성이 동일하지만, 부하전류 재활용 충전회로(8a)의 구성이 다르고, 부하인 발광블럭에 흐르는 전류를 바이패스 시키는 스위치의 배열이 다르다.
The circuit of Fig. 4 is basically the same as the circuit of Fig. 2, but the configuration of the load current recycling charging circuit 8a is different, and the arrangement of the switches for bypassing the current flowing through the light emitting block serving as the load is different.

이하, 종래의 기술 2에서 설명한 부분은 설명의 간략화를 위하여 이에 대한 구체적인 기술은 생략하고, 상기 차이점에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, for the sake of simplicity, the parts described in the related art 2 will not be described in detail, and the difference will be described in detail.

첫 번째 차이점은 부하전류 재활용 충전회로(8a)가 도 2 회로와 다르게 구성되어 있는 것이다. 즉, 부하전류를 재사용하여 전원효율을 높이는 목적은 동일하지만 그 구체적인 실현 방법이 다른 것이다.
The first difference is that the load current recycling charging circuit 8a is configured differently from the circuit of FIG. That is, the purpose of increasing the power efficiency by reusing the load current is the same, but the specific method of realization is different.

도 4 회로에서는 부하를 통과한 전류가 흐를 수 있는 경로는 2개인데, 하나는 충전전류원(CS3)를 통과하여 전원공급 콘덴서(C1)을 충전하는 하는 경로(충전전류)이고, 또 다른 하나는 부하전류원(CS2)를 통과하여 접지(Vss)로 흐르는 경로(소비전류)이다.
In the circuit of FIG. 4, there are two paths through which the current passing through the load can flow, one path for charging the power supply capacitor C1 through the charging current source CS3, and the other path for charging the power supply capacitor C1. It is a path (consumption current) flowing through the load current source CS2 to the ground Vss.

여기서, 상기 충전전류원(CS3) 및 상기 부하전류원(CS2)는 시소(seesaw)처럼 연동되어 동작한다. 즉, 충전 전류가 많으면 소비 전류는 작게 되고, 충전전류가 작으면 소비전류가 많아져서 상기 두 전류원의 합전류는 설계전류가 되도록 제어기(미도시)가 동작하는 것이다.
Here, the charging current source CS3 and the load current source CS2 operate in conjunction with a seesaw. In other words, if the charging current is large, the consumption current is small, and if the charging current is small, the consumption current is large, so that the controller (not shown) operates so that the sum current of the two current sources becomes the design current.

종래기술 3은 종래기술 2의 파생기술이므로 종래기술 2의 문제점이 여전히 개선되지 않음을 알 수 있다. 즉, 재활용조건을 판정하는 회로가 필요하고, 부하전류 재활용 초기에 돌입전류가 발생할 수 있다.
Since the prior art 3 is a derivative of the prior art 2, it can be seen that the problem of the prior art 2 is still not improved. That is, a circuit for determining the recycling condition is required, and an inrush current may occur at the initial stage of load current recycling.

특허 제 10-0971759호Patent number 10-0971759 특허 제 10-1043533호Patent number 10-1043533 특허 제 10-1110380호Patent No. 10-1110380

본 발명의 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 부하인 LED 에 공급되는 전류가 항상 관리상태에 있어서 LED 가 보호되며, 또한 부하에 흐르는 전류를 재활용하여 제어기 전원공급용 콘덴서에 충전되는 충전전류 역시 항상 관리상태에 있으며, 재활용 제어회로가 종래보다 간단한 LED 조명장치를 제공하고자 한다. In order to solve the problems as described above of the present invention, the current supplied to the load LED is always protected in the LED management state, and is also charged to the controller power supply capacitor by recycling the current flowing through the load. The charging current is also always in control, and the recycling control circuit is to provide a simpler LED lighting device than conventional.

이를 위해, 본 발명에 따른 부하전류를 재활용하는 LED 조명장치는, 교류전압을 정류하여 직류의 정류전압으로 변환하는 정류회로와; 복수개의 LED 발광블럭들을 포함하되, 상기 LED 발광블록들이 직렬로 연결되어 있는 부하와; 상기 각각의 LED 발광블럭에 흐르는 전류를 바이패스 시키는 스위치로 구성된 스위치블럭과; 상기 LED 발광블럭에 공급되는 전류를 조절하는 부하전류원과; 상기 교류전압을 기초로 설계전류 값을 산출하고, 상기 산출된 설계전류 값에 따라 상기 스위치블럭을 제어하여 상기 부하 전류의 흐름을 제어하고, 상기 산출된 설계전류 값에 따라 상기 전류원을 제어하여 상기 부하에흐르는 전류량을 조절하는 제어기와; 상기 제어기에 전원을 공급하는 전원공급 콘덴서와; 상기 전원공급 콘덴서의 플러스 단자와 부하를 구성하는 LED중 어느 한 LED의 아노드 단자 사이에 연결되어 상기 전원공급 콘덴서에 공급되는 전류를 조절하는 충전전류원과; 상기 정류회로가 전원공급을 개시하면 상기 전원공급 콘덴서를 충전하는 시동회로; 및 상기 제어기가 설계전류 값에 따라 상기 스위치블럭과 상기 부하전류원 및 상기 충전전류원을 조절함으로써 상기 부하에서 사용된 전류 일부를 상기 전원공급 콘덴서를 충전하여 재활용하는 것이 바람직하다.
To this end, the LED lighting device for recycling the load current according to the present invention, the rectifying circuit for rectifying the AC voltage to convert the rectified voltage of DC; A load including a plurality of LED light emitting blocks, wherein the LED light emitting blocks are connected in series; A switch block comprising a switch for bypassing current flowing through each of the LED light emitting blocks; A load current source for controlling a current supplied to the LED light emitting block; Calculating a design current value based on the AC voltage, controlling the flow of the load current by controlling the switch block according to the calculated design current value, and controlling the current source according to the calculated design current value A controller for adjusting an amount of current flowing to the load; A power supply capacitor for supplying power to the controller; A charging current source connected between the positive terminal of the power supply capacitor and the anode terminal of any one of the LEDs constituting the load to regulate a current supplied to the power supply capacitor; A start circuit for charging the power supply capacitor when the rectifier circuit starts supplying power; And by the controller adjusting the switch block, the load current source, and the charging current source according to a design current value to charge and recycle a part of the current used in the load by charging the power supply capacitor.

이때, 상기 제어기는 교류전압과 동 위상의 정현파 신호를 사용하여 상기 설계전류 값을 정현파로 산출하는 것이 바람직하다.
In this case, it is preferable that the controller calculates the design current value as a sinusoidal wave by using a sinusoidal wave signal having an AC voltage and the same phase.

또한, 상기 제어기는 순시 정류전압 또는 정류전압 위상 중 어느 하나에 근거하여 계단파 전류를 부하에 공급하도록 상기 전류원을 제어하는 것이 바람직하다.
In addition, the controller preferably controls the current source to supply the stepped wave current to the load based on either the instantaneous rectified voltage or the rectified voltage phase.

그리고, 상기 제어기는 정류주파수 보다 낮은 주파수의 정현파(이하, "정현파2" 라 칭함)를 발생시키고, 상기 정현파2 신호에 대응하는 전류를 부하에 공급하도록 부하전류원을 제어하고, 또한, 각 정류전압 위상 90 도 에서 상기 정현파2 의 최대 순시전압이 나타나도록 하는 것이 바람직하다.
The controller generates a sinusoidal wave having a frequency lower than the rectified frequency (hereinafter referred to as “sinusoidal wave 2”), controls the load current source to supply a current corresponding to the sinusoidal wave 2 signal to the load, and further, controls each rectified voltage. Preferably, the maximum instantaneous voltage of the sinusoidal wave 2 appears at a phase of 90 degrees.

또한, 상기 스위치블럭은 상기 부하의 각 발광블럭에 흐르는 전류를 바이패스 시키는 스위치의 배열이 직렬 또는 병렬 또는 직병렬 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
In addition, the switch block, it is preferable that the arrangement of the switch for bypassing the current flowing through each light emitting block of the load is any one of series, parallel or serial.

이상과 같은 본 발명에 따른 부하전류를 재활용하는 LED 조명장치에 의하면, 부하인 LED 에 공급되는 전류가 항상 관리상태에 있어서 LED 가 보호되어 LED 조명장치의 신뢰성이 높아지며, 또한 부하에 흐르는 전류를 재활용하여 제어기 전원공급용 콘덴서에 충전되는 충전전류 역시 항상 관리상태에 있으며, 재활용 제어회로가 종래보다 간단하여 원가경쟁력 있는 LED 조명장치를 제공되는 효과가 있다.
According to the LED lighting device for recycling the load current according to the present invention as described above, the LED is protected in the current management state is always supplied to the load LED, the reliability of the LED lighting device is increased, and also the current flowing through the load is recycled Thus, the charging current charged in the controller power supply capacitor is also always in a management state, and the recycling control circuit is simpler than the conventional method, thereby providing a cost competitive LED lighting device.

도 1은 종래의 LED 조명장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 LED 조명장치를 나타낸 또 다른 도면이다.
도 3은 부하전류 재활용회로를 동작시키기는 잉여전압을 계산한 표이다.
도 4는 종래의 LED 조명장치를 나타낸 또 다른 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 부하전류 파형이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 LED 조명장치 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 LED 조명장치 도면이다.1 is a view showing a conventional LED lighting apparatus.
Figure 2 is another view showing a conventional LED lighting device.
3 is a table for calculating surplus voltage for operating the load current recycling circuit.
Figure 4 is another view showing a conventional LED lighting device.
5 is a view showing an LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a load current waveform according to an embodiment of the present invention.
7 is another LED lighting device diagram according to an embodiment of the present invention.
8 is another LED lighting device diagram according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때 첨부된 도면에서 동일한 구성요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석해서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지구성 및 기능에 대한 상세한 설명을 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, it should be noted that like elements are denoted by like reference numerals as much as possible. In addition, the terms or words used in the specification and claims described below should not be construed as being limited to the conventional or dictionary meanings, but should be construed as meanings and concepts corresponding to the technical spirit of the present invention. And the detailed description of known structures and functions that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

본 발명은 부한인 LED 발광블럭에 흐르는 전류를 조절하는 부하전류원과 부하전류의 일부를 재활용하는 재활용전류원을 별도로 구비하여 부하전류 재활용에 필요한 제어를 종래보다 단순화한 것이다.
The present invention simplifies the control necessary for the load current recycling by separately providing a load current source for regulating the current flowing in the limited LED light-emitting block and a recycling current source for recycling part of the load current.

[ 제1 실시예 ][First Embodiment]

본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 교류전압을 공급하는 교류전원(1), 상기 교류전원(1)으로부터 공급받은 교류전압을 직류의 정류전압(Vrect)으로 변환하는 정류회로(2), 상기 정류회로(2)의 출력인 정류전압 (Vrect)으로 구동되는 부하인 제1 LED 발광블럭(10a) 내지 제3 LED 발광블럭(12a), 상기 LED 발광블럭(11a)(12a)의 전류를 바이패스 시키는 제1 바이패스 스위치(S21) 내지 제2 바이패스 스위치(S22)가 직렬로 배치된 스위치블럭, 상기 부하의 전류를 조절하는 부하전류원(CS5), 그리고 상기 스위치블럭 및 상기 부하전류원 (CS5)을 제어하는 제어기(미도시)를 포함하여 구성된다.
In the LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 5, the AC power supply 1 to supply an AC voltage, the AC voltage supplied from the AC power supply 1 rectified voltage (Vrect) of DC Rectification circuit 2 to convert to, the first LED light emitting block (10a) to the third LED light emitting block (12a), a load driven by the rectified voltage (Vrect) output of the rectifier circuit 2, the LED light emission A switch block in which the first bypass switch S21 to the second bypass switch S22 for bypassing the currents of the blocks 11a and 12a are arranged in series, and the load current source CS5 for adjusting the current of the load. And a controller (not shown) for controlling the switch block and the load current source CS5.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치는, 상기 부하전류의 일부분을 재활용하여 상기 전원공급 콘덴서(C1)을 충전하는 충전전류원 (CS4)를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
In addition, the LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention, it is preferable to further comprise a charging current source (CS4) for recharging a portion of the load current to charge the power supply capacitor (C1).

또한, 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치는 상기 제어기(미도시)에 DC 전원을 공급하는 전원공급 콘덴서(C1) 및 상기 전원공급 콘덴서(C1)를 충전하는 시동(충전)회로(5)를 구성하는 저항(R1), 전원측 다이오드(D1), 전원측 스위치(SW1) 및 과전압 방지용 제너다이오드(ZD1)를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
In addition, the LED lighting apparatus according to the embodiment of the present invention is a power supply capacitor (C1) for supplying DC power to the controller (not shown) and the start (charge) circuit (5) for charging the power supply capacitor (C1) The resistor R1, the power supply side diode D1, the power supply side switch SW1, and the zener diode ZD1 for preventing overvoltage are preferably configured.

또한, 본 발명에 따른 LED 조명장치는 상기 제1 발광블럭(10a) 내지 제3 발광블럭 (12a) 및 부하전류원(CS5)가 모두 순서대로 직렬로 연결되어 정류전압(Vrect)와 접지(Vss)단자 사이에 연결되는 것이 바람직하다.
In addition, in the LED lighting apparatus according to the present invention, the first light emitting block 10a to the third light emitting block 12a and the load current source CS5 are all connected in series so that the rectified voltage Vrect and the ground Vss are connected. It is preferred to be connected between the terminals.

그리고, 상기 충전전류원(CS4)는 상기 전원공급 콘덴서(C1)의 플러스 단자와 부하를 구성하는 LED 중 어느 한 LED 의 아노드 단자 사이에 설치되는 것이 바람직하다.
The charging current source CS4 is preferably installed between the positive terminal of the power supply capacitor C1 and the anode terminal of any one of the LEDs constituting the load.

또한, 바람직하게 상기 제1 발광블럭(10a) 내지 제3 발광블럭(12a)은 1개 이상의 LED 로 구성되며, 다수개의 LED 가 직렬배열, 병렬배열 또는 직/병렬 배열로 구성될 수 있다. 상기 제1 발광블럭(10a) 내지 제3 발광블럭(12a)는 널리 알려진 공지기술로 구성할 수 있으므로, 본 명세서에서는 설명의 간략화를 위하여 이에 대한 구체적인 기술은 생략한다. 그리고, 도 5 회로에는 스위치가 직렬배치된 스위치블럭이 도시되어 있으나, 병렬배치된 스위치블럭으로도 동일한 기능을 구현할 수 있음은 당연하고, 이 또한 널리 알려진 공지기술로 설명이 가능하므로 설명의 편의상 스위치블럭의 동작방법(제어방법)에 대한 구체적인 기술은 생략한다.
In addition, preferably, the first light emitting block 10a to the third light emitting block 12a may include one or more LEDs, and a plurality of LEDs may be configured in a series arrangement, a parallel arrangement, or a serial / parallel arrangement. Since the first light emitting blocks 10a to the third light emitting blocks 12a may be configured by a well-known technique, detailed descriptions thereof will be omitted for simplicity of description. In addition, although the switch block in which the switch is arranged in series is shown in the circuit of FIG. 5, it is a matter of course that the same function can be implemented by the switch block arranged in parallel. The detailed description of the operation method (control method) of the block is omitted.

<상용전원 공급 이전><Before commercial power supply>

먼저, 도 5의 회로에서, 상기 교류전원(1)이 상용전압(교류전압) 공급을 개시 이전에는 상기 전원공급 콘덴서(C1)가 충전이 되어 있지 않아서 제어기(미도시) 동작전원이 생성되지 않는다. 따라서, 제어기(미도시)가 동작하지 않는 상황에서 상용전원 공급이 개시되면, 부하에 과전압이 공급되지 않도록 상기 스위치블럭의 디폴트값을 설정하여 두는 것이 바람직하다.
First, in the circuit of FIG. 5, the power supply capacitor C1 is not charged before the AC power supply 1 starts supplying a commercial voltage (AC voltage), so that a controller (not shown) operating power is not generated. . Therefore, when commercial power supply is started while the controller (not shown) does not operate, it is preferable to set a default value of the switch block so that overvoltage is not supplied to the load.

더욱 상세히 설명하자면, 상기 LED 발광블럭의 전류를 바이패스 시키는 상기 제1 바이패스 스위치(S21) 및 제2 바이패스 스위치(S22)의 초기 상태는 모든 전류가 부하를 통하여 흐르도록 설정(차단, 노말 오픈)되어서 상기 부하의 문턱전압이 최대가 되도록 하여서, 제어기가 정상적으로 동작하기 이전에는 부하에 전류가 흐르는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
In more detail, the initial state of the first bypass switch S21 and the second bypass switch S22 for bypassing the current of the LED light emitting block is set such that all currents flow through the load (blocking, normal). The threshold voltage of the load is maximized to prevent the current from flowing to the load before the controller operates normally.

<상용전원 공급개시 초기><Initial of commercial power supply start>

상기 교류전원(1)이 상용전압(교류전압) 공급을 개시하면, 상기 시동(충전)회로(5)에 의하여 제어기(미도시)에 DC 전원을 공급하는 전원공급 콘덴서(C1)가 충전 되도록 상기 전원측 스위치(SW1)은 도통(노말 클로즈) 되는 것이 바람직하다.
When the AC power supply 1 starts supplying a commercial voltage (AC voltage), the starter (charge) circuit 5 charges the power supply capacitor C1 for supplying DC power to a controller (not shown). It is preferable that the power supply side switch SW1 is turned on (normally closed).

또한, 바람직하게 상기 제어기 전원공급 콘덴서(C1)에 충분한 전압[일 예를 들면 (Vcc1) 이 6V 이상 50V 이하]이 형성된 이후에 상기 제어기(미도시)가 동작을 개시하여 순시 정류전압(Vrect)에 적합한 개수의 LED 발광블럭이 직렬로 배치하도록 상기 스위치블럭을 제어하고, 상기 부하전류원 (CS5)을 제어하여 부하에 흐르는 전류량을 조절하는 것이 바람직하다.
Further, preferably, after a sufficient voltage (for example, (Vcc1) is 6V or more and 50V or less) is formed in the controller power supply capacitor C1, the controller (not shown) starts operation to instantaneous rectified voltage Vrect. It is preferable to control the switch block so that a suitable number of LED light emitting blocks are arranged in series, and control the load current source CS5 to adjust the amount of current flowing in the load.

<부하전류 재활용 충전회로 동작><Load current recycling charging circuit operation>

먼저 제어기(미도시)는 정류전압(Vrect) 한 싸이클(one cycle)이 공급되면, 낮은 순시 정류전압(Vrect) 에서는 적은 부하전류가 흐르고, 높은 순시 정류전압(Vrect)에서는 많은 부하전류가 흐르도록, 상기 부하전류원 (CS5)을 제어하여 역율을 개선하는 것이 바람직하다.
First, when a controller (not shown) is supplied with one cycle of rectified voltage, a small load current flows at a low instantaneous rectified voltage (Vrect) and a large load current flows at a high instantaneous rectified voltage (Vrect). It is desirable to improve the power factor by controlling the load current source CS5.

여기서, 상기 제어기(미도시)는 순시 정류전압에 근거하여 계단파 전류를 부하에 공급하도록 부하전류원(CS5)을 제어하는 것이 바람직하다.
Here, the controller (not shown) preferably controls the load current source CS5 to supply the stepped wave current to the load based on the instantaneous rectified voltage.

그리고, 상기 제어기는 정류전압위상에 근거하여 계단파 전류를 부하에 공급하도록 부하전류원(CS5)을 제어하는 것도 바람직하다.It is also preferable that the controller controls the load current source CS5 to supply the stepped wave current to the load based on the rectified voltage phase.

또한, 상기 제어기는 상기 정류전압과 동 위상의 정현파 신호(이하, "정현파1"라 칭함)를 발생기능을 더 포함하여, 상기 정현파1 신호에 대응하는 전류( 이하 "희망전류1" 또는 "정현파1 전류"라 칭함)를 부하에 공급하도록 부하전류원(CS5)을 제어하는 것도 바람직하다.
The controller may further include a function of generating a sinusoidal signal (hereinafter, referred to as "sinusoidal wave 1") having the same phase as the rectified voltage, so as to correspond to the sinusoidal wave 1 signal (hereinafter, "desired current 1" or "sinusoidal wave"). It is also preferable to control the load current source CS5 to supply &quot; 1 current &quot; to the load.

이때, 상기 제어기가 교류전압과 동 위상의 정현파1 을 발생하는 이유는, 교류전원에서 공급되는 교류전류가 교류전압과 동일한 위상이고, 그 형태는 정현파 이어서 역율이 개선되기를 바라기 때문이다. 그리고, 부하에 흐르는 부하전류는 상기 교류전류가 정류된 것임은 당연할 것이다.
 The reason why the controller generates the sinusoidal wave 1 of the same phase as the AC voltage is because the AC current supplied from the AC power source is in the same phase as the AC voltage, and the form is a sinusoidal wave, and thus the power factor is improved. It should be understood that the load current flowing in the load is that the alternating current is rectified.

또한, 상기 제어기(미도시)는 정류주파수(교류전원 주파수의 2배 주파수) 보다 낮은 주파수의 정현파(이하, "정현파2" 라 칭함)를 발생시키고, 상기 정현파2 신호에 대응하는 전류( 이하 "희망전류2" 또는 "정현파2 전류"라 칭함)를 부하에 공급하도록 부하전류원(CS5)을 제어하는 것도 바람직하다. 여기서, 각 정류전압 위상 90 도 에서 상기 정현파2 의 최대 순시전압이 나타나도록 하는 것이 바람직하다. In addition, the controller (not shown) generates a sine wave (hereinafter, referred to as "sine wave 2") having a frequency lower than the rectified frequency (twice the frequency of the AC power supply frequency), and corresponds to a current corresponding to the sinusoidal wave 2 signal (hereinafter " It is also preferable to control the load current source CS5 to supply the desired current 2 "or" sinusoidal wave 2 current "to the load. Here, it is preferable that the maximum instantaneous voltage of the sinusoidal wave 2 appears at each rectified voltage phase 90 degrees.

이렇게 하면 전원전류 고조파 함유율이 상대적으로 높아지지만 보다 밝은 LED 램프를 제공할 수 있기 때문이다.
This is because the power current harmonic content is relatively high, but can provide a brighter LED lamp.

일 예를 들면, 우리나라는 저전력(예, 25 와트 이하) LED 조명장치의 전원전류 고조파 함유율을 30 % 이하로 규정하고 있다. 그런데, 정현파1 에 의하면, 전원전류 고조파 함유율이 일반 저항의 경우에는 이론상 0 % 이고, 본 발명에 의한 LED 조명장치의 경우는 1 % 이하로 만들 수 있다. 따라서 전원전류 고조파 함유율이 약간 증가하여서 역율이 약간 낮아지더라도 밝기를 개선한 LED 램프를 제공하는 것도 바람직하다.
For example, in Korea, the power current harmonic content of a low power (eg, 25 watts or less) LED lighting device is set to 30% or less. However, according to the sinusoidal wave 1, the power current harmonic content is theoretically 0% in the case of general resistance, and in the case of the LED lighting apparatus according to the present invention, it can be made 1% or less. Therefore, it is also desirable to provide an LED lamp with improved brightness even if the power current harmonic content is slightly increased and the power factor is slightly lowered.

이때, 상기 정현파2 에 근거하여 계단파 전류를 부하에 공급하도록 부하전류원 (CS5)를 제어하는 것이 본 발명의 사상을 벗어나지 않음은 당연하다.
At this time, it is obvious that controlling the load current source CS5 to supply the stepped wave current to the load based on the sine wave 2 does not depart from the spirit of the present invention.

이상에서 설명하였듯이 부하에 전류를 공급하는 방법이 다수 개 존재하고, 이것들이 본 발명의 요지가 아니므로 반복전인 설명을 피하기 위하여 부하에 정현파 전류를 공급하는 방법을 대표로 설명한다.
As described above, there are a number of methods for supplying a current to the load, and these are not the subject of the present invention, and thus, a method of supplying a sine wave current to the load will be described as a representative in order to avoid repeated explanation.

순시 정류전압(Vrect)에 적합한 개수의 LED 발광블럭이 직렬로 연결 되도록 스위치블럭을 제어하는 방법, 순시 정류전압에 근거한 계단파 전류를 부하에 공급하는 방법, 순시 정류전압위상에 근거한 계단파 전류를 부하에 공급하는 방법 및 정현파 신호발생기에 의한 희망전류를 부하에 공급하는 방법은 본 발명인이 출원한 특허 제 10-1110380 호 및 특허 10-1043533 호 을 비롯하여 그 외 널리 알려진 공지기술로 구성할 수 있으므로, 본 명세서에서는 설명의 간략화를 위하여 이에 대한 구체적인 기술은 생략한다.
Controlling the switch blocks so that the number of LED light emitting blocks suitable for the instantaneous rectified voltage (Vrect) are connected in series, supplying the stepped wave current based on the instantaneous rectified voltage to the load, and stepping wave current based on the instantaneous rectified voltage phase The method of supplying the load and the method of supplying the desired current by the sine wave signal generator to the load can be constituted by other well-known techniques, including Patent Nos. 10-1110380 and 10-1043533 filed by the present inventors. In this specification, detailed description thereof will be omitted for simplicity of description.

본 발명의 핵심 개념은 충전전류원(CS4)이 정류전압(Vrect) 한 싸이클 내에서 항상 전원공급 콘덴서(C1)을 충전하도록 동작하는 것이다. 즉, 재활용조건을 판정하는 회로를 제거하여 회로구성 및 동작원리를 단순화한 것이다.
The core concept of the present invention is that the charging current source CS4 operates to charge the power supply capacitor C1 at all times within one cycle of the rectified voltage Vrect. That is, the circuit configuration and operation principle are simplified by eliminating the circuit for determining the recycling condition.

보다 구체적으로 설명하면, 도 5에서 제1 발광블럭(10a)의 양단전압이 전원공급 콘덴서(C1)의 양단전압과 같도록 설정된 경우에는, 상기 부하전류원(CS5)의 양단전압과 상기 충전전류원(CS4) 양단전압은 같게 된다. 즉, 제1 발광블럭(10a)의 문턱전압이 전원공급 콘덴서(C1) 전압보다 높게 설정된 경우에는 충전전류원(CS4) 양단전압이 부하전류원(CS5) 양단전압보다 항상 높게 되므로, 부하전류원(CS5)가 정상적으로 동작을 하면 충전전류원(CS4)도 언제나 정상 동작을 한다. [ 부하전류원 (CS5)가 정상적으로 동작하는 조건에 대해서는 본 발명인의 특허 제 10-110380호에 상세히 설명되어 있으므로 설명의 편의상 생략한다. ]
More specifically, in FIG. 5, when the voltage between both ends of the first light emitting block 10a is set equal to the voltage between both ends of the power supply capacitor C1, the voltage between both ends of the load current source CS5 and the charging current source ( CS4) The voltage at both ends is the same. That is, when the threshold voltage of the first light emitting block 10a is set higher than the voltage of the power supply capacitor C1, the voltage across the charging current source CS4 is always higher than the voltage across the load current source CS5, and thus the load current source CS5. If the normal operation, the charging current source (CS4) also always operates normally. The conditions under which the load current source CS5 operates normally are described in detail in the present inventors' patent No. 10-110380, and are omitted for convenience of description. ]

여기서 본 발명에 의하여 개선된 점을 살펴보면, 첫째, 종래의 재활용회로에서는 부하전류가 능동적으로 조절되지 않거나, 능동적으로 조절된 경우는 소정의 계산과정을 거쳐서 특정한 조건이 되면 재활용 회로를 동작시켜서 부하전류를 재활용하였다.  Here, looking at the improvement by the present invention, first, in the conventional recycling circuit, if the load current is not actively regulated, or if actively controlled through a predetermined calculation process to operate the recycle circuit when a specific condition is the load current Was recycled.

그러나 본 발명에 따르면, 부하전류의 일부를 재활용하는 충전전류원(CS4)은 항상 정상 동작상태 [부하전류원(CS5)가 정상 동작하고 있을 경우]가 되므로 재활용조건을 판정하는 회로가 불필요하며, 부하전류가 전류조절장치(CS5)에 의하여 항상 관리상태에 있으므로 종래대비 LED 의 수명이 연장된 조명장치가 제공된다.
However, according to the present invention, since the charging current source CS4 that recycles part of the load current is always in a normal operating state (when the load current source CS5 is operating normally), a circuit for determining a recycling condition is unnecessary, and the load current Since the current is always in the management state by the current control device (CS5) is provided with a lighting device that extends the life of the LED compared to the conventional.

도 5에서는 제1 발광블럭(10a)과 제2 발광블럭(11a) 사이에서 충전전류원 (CS4)으로 전류가 흐르도록 회로가 구성되어 있다. 그런데, 제1 발광블럭(10a)의 문턱전압이 전원공급 콘덴서(C1)의 전압보다 높을 때는 상기 제1 발광블럭 (10a) 내부에서 상기 충전전류원(CS4)로 전류가 흐르도록 회로가 구성될 수 있음은 당연하다. 또한, 제1 발광블럭(10a)의 문턱전압이 전원공급 콘덴서(C1)의 전압보다 낮을 때는 제2 발광블럭 (11a) 내부 또는 제3 발광블럭 (12a) 내부에서 상기 충전전류원(CS4)로 전류가 흐르도록 회로가 구성될 수 있음도 당연하다.
In FIG. 5, a circuit is configured such that a current flows between the first light emitting block 10a and the second light emitting block 11a to the charging current source CS4. However, when the threshold voltage of the first light emitting block 10a is higher than the voltage of the power supply capacitor C1, a circuit may be configured such that a current flows into the charging current source CS4 inside the first light emitting block 10a. Of course it is. In addition, when the threshold voltage of the first light emitting block 10a is lower than the voltage of the power supply capacitor C1, a current is supplied from the inside of the second light emitting block 11a or the third light emitting block 12a to the charging current source CS4. It is also natural that the circuit can be configured to flow.

[ 실시예 2 ][Example 2]

이하, 구체적인 수치를 사용하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명한다.
Hereinafter, one preferred embodiment of the present invention will be described using specific numerical values.

통상 AC-DC 전원공급기에 사용되는 반도체소자(PFC, PWM 소자)의 소비전류는 3 mA ~ 15 mA 정도이므로, 본 발명에 따른 제어기가 필요한 전류를 10 mA, 그리고 LED 조명장치는 100 와트 라고 가정하여 설명한다. (설명의 단순화를 위하여 실효값을 기준으로 설명한다.)
Since the current consumption of semiconductor devices (PFC, PWM devices) used in AC-DC power supply is about 3 mA to 15 mA, it is assumed that the controller according to the present invention requires 10 mA and the LED lighting device is 100 Watt. Will be explained. (Explanation based on rms value for simplification of explanation.)

교류 전원전압이 220 V 이고, 부하전류원(CS5) 전압이 20 V인 경우 100 와트 LED 조명장치에서 교류전원(1)이 공급하는 전류를 계산해 보면 약 500 mA (100 와트 = 200 V x 0.5 A) 이다.
When the AC power supply voltage is 220 V and the load current source (CS5) voltage is 20 V, the current supplied by the AC power supply (1) in the 100-watt LED lighting device is about 500 mA (100 watts = 200 V x 0.5 A) to be.

즉, 도 5의 회로에서, 정류전압 한 싸이클 동안 제어기가 부하전류원(CS5)을 500 mA 의 정현파 전류원이 되도록 제어하고, 충전전류원(CS4)는 10 mA 의 정현파 전류원이 되도록 제어하는 경우, 교류전원(1)이 공급하는 전원전류는 510 mA 정현파가 된다.
That is, in the circuit of FIG. 5, when the controller controls the load current source CS5 to be a 500 mA sine wave current source for one cycle of rectified voltage, and the charge current source CS4 to be a sinusoidal wave current source of 10 mA, the AC power source. The power supply current supplied by (1) becomes a 510 mA sine wave.

예를 들어, 발광블럭이 4 개로 구성된 부하에 대하여 각 발광블럭에 흐르는 전류를 정류전압 한 싸이클에 대하여 그림으로 표시하면 도 6(본 발명인의 특허 제 10-1110380 호 의 도면을 인용한 것 )과 같이 된다.
For example, when the current flowing through each light emitting block for a load consisting of four light emitting blocks is shown in a diagram of a cycle of rectified voltage, the circuit shown in FIG. 6 (which is referred to in the drawing of Patent No. 10-1110380 of the inventor) and Become together.

충전전류원(CS4)가 미동작 시 각 LED 발광블럭에 흐르는 전류파형은 파형(1AA), 파형(2AA), 파형 (3AA) 및 파형(4AA)이고, 상기 전류들은 500 mA 정현파 선을 따라서 흐른다.  When the charging current source CS4 is not in operation, the current waveforms flowing through the LED light emitting blocks are waveform 1AA, waveform 2AA, waveform 3AA and waveform 4AA, and the currents flow along a 500 mA sine wave line.

충전전류원(CS4)가 동작할 때는, 제1 발광블럭에 흐르는 전류파형은 500 mA 정현파 선을 따르는 전류파형(1AAA)으로 변경되고, 충전전류 10 mA 는 충전전류원 (CS4)를 통하여 전원공급 콘덴서(C1)을 충전하는데 사용된다. 그리고 제2 발광블럭 전류(2AA) 내지 제4 발광블럭 전류(4AA)는 510 mA 정현파 선을 따라서 흐른다.
When the charging current source CS4 operates, the current waveform flowing in the first light emitting block is changed to the current waveform 1AAA along the 500 mA sine wave line, and the charging current 10 mA is converted into a power supply capacitor (C4) through the charging current source CS4. Used to charge C1). The second light emitting block current 2AA to the fourth light emitting block current 4AA flow along the 510 mA sinusoidal line.

일반적으로 LED 밝기는 전류량에 비례하므로, 제1 발광블럭의 전류(1AAA)는 부하전류를 일부 재활용하지 않을 경우보다 작아서 재활용 전보다 밝기가 어두워 진다. 그래도 제1 발광블럭의 전류(1AAA)는 제2 발광블럭의 전류(2AA) 내지 제4 발광블럭의 전류(4AA) 보다는 많으므로(구체적으로 수치를 계산해보지 않고, 도 6에서 그래프로 판정한 것임.) 실용상의 문제는 없다. In general, since the LED brightness is proportional to the amount of current, the current 1AAA of the first light emitting block is smaller than when some of the load current is not recycled, so that the brightness becomes darker than before recycling. However, since the current 1AAA of the first light emitting block is greater than the current 2AA of the second light emitting block to the current 4AA of the fourth light emitting block (specifically, the numerical value is not calculated, it is determined by the graph in FIG. 6). .) There is no practical problem.

그리고, 제일 밝은 점등블럭[ 즉, 전류(1AAA)가 흐른 발광블럭 ] 과 제일 어두운 발광블럭[ 즉, 전류(4AA)가 흐른 발광블럭 ] 의 밝기 차이는 충전전류원(CS4)가 동작하기 전보다 줄어드는 장점이 있다.
In addition, the brightness difference between the brightest lighting block (that is, the light emitting block through which the current 1AAA flows) and the darkest light emitting block (that is, the light emitting block through which the current 4AA flows) is reduced than before the charging current source CS4 operates. There is this.

동일한 원리에 의하여 4 와트 LED 램프(200 V, 20 mA)의 경우에는 부하전류의 1 / 10 을(즉, 2 mA) 재활용하면 0.4 와트(0.4 와트 = 200 V x 2 mA)를 재활용한 것이 되기 때문에 전원효율이 약 10 % 가 향상된다.
By the same principle, a 4 watt LED lamp (200 V, 20 mA) would recycle 0.4 watts (0.4 watts = 200 V x 2 mA) by recycling 1/10 of the load current (ie 2 mA). This improves power efficiency by about 10%.

따라서 본 발명에 따르면, 부하전류를 조절하는 부하전류원이 정현파로 동작하고, 부하전류를 일부 재활용하는 충전전류원이 상기 부하전류원의 수 분의 1 내지 수십분의 1 수준의 정현파로 동작한다면, 부하인 LED 흐르는 전류는 항상 관리상태에 있게 된다. 또한, 종래기술에서 필요로 하였던 "재활용 조건을 판정하는 회로"가 필요 없게 되어서 원가 경쟁력이 있는 LED 조명장치가 제공된다.Therefore, according to the present invention, if the load current source for regulating the load current operates as a sine wave, and the charging current source for recycling part of the load current operates as a sine wave of one to several tens of levels of the load current source, the LED is a load The flowing current is always in control. In addition, there is no need for the "circuit for determining recycling conditions" required in the prior art, thereby providing a cost competitive LED lighting device.

이상, 부하전류원(CS5)와 충전전류원(CS4)가 독립적으로 목표값을 가지고 동작하는 경우에 대하여 설명하였으나, 상기 두 전류원이 시이소 처럼 연동하여 동작할 수 있음은 당연하다. 이 경우에도 "재활용 조건을 판정하는 회로"가 불필요함은 당연하다.
As described above, the case where the load current source CS5 and the charge current source CS4 operate independently with the target value has been described. However, it is natural that the two current sources can operate in conjunction with the seesaw. In this case as well, it is obvious that the "circuit for determining the recycling condition" is unnecessary.

도 5 회로를 약간 변경하면 도 7의 회로가 된다. 두 회로의 차이점은 부하전류원(CS5)의 위치이다. 보다 상세하게 설명하면 부하전류원(CS5)의 위치가 제일 낮은 정류전압측 단자(Vss)에서 제일 높은 정류전압측 단자(Vrect)로 이동하였다. 결과적으로, 도 5 회로에서는 부하전류원(CS5)와 충전전류원(CS4)가 병렬회로 이었으나, 도 7에서는 직렬회로로 바뀌었다. 회로의 구성방법은 변경되었으나 본 발명의 효과인 "재활용 조건을 판정하는 회로가 불필요" 는 달성한다.
A slight modification of the circuit of FIG. 5 results in the circuit of FIG. The difference between the two circuits is the location of the load current source CS5. In more detail, the position of the load current source CS5 moved from the lowest rectified voltage side terminal Vss to the highest rectified voltage side terminal Vrect. As a result, in the circuit of FIG. 5, the load current source CS5 and the charging current source CS4 were parallel circuits, but in FIG. The configuration method of the circuit has been changed, but the effect of the present invention is that "a circuit for determining the recycling condition is unnecessary" is achieved.

도 7의 직렬회로에서 부하전류원(CS5)와 충전전류원(CS4)는 서로 독립적으로 목표값을 가지고 동작하여야 함은 당연하다.
In the series circuit of FIG. 7, it is obvious that the load current source CS5 and the charge current source CS4 should operate with target values independently of each other.

도 7 회로에서, 제어기(3)는 정류전압(Vrect) 한 싸이클(one cycle)이 공급되면, 낮은 순시 정류전압(Vrect) 에서는 적은 부하전류가 흐르고, 높은 순시 정류전압(Vrect)에서는 많은 부하전류가 흐르도록, 상기 부하전류원 (CS5)을 제어하여 역율을 개선하는 것이 바람직하다.
In the circuit of FIG. 7, when one cycle of the rectified voltage (Vrect) is supplied, a small load current flows at a low instantaneous rectified voltage (Vrect), and a large load current at a high instantaneous rectified voltage (Vrect). It is preferable to improve the power factor by controlling the load current source CS5 so that?

여기서, 상기 제어기(3)는 순시 정류전압에 근거하여 계단파 전류를 부하에 공급하도록 부하전류원(CS5)을 제어하는 것이 바람직하다.
Here, the controller 3 preferably controls the load current source CS5 to supply the stepped wave current to the load based on the instantaneous rectified voltage.

그리고, 상기 제어기(3)는 정류전압위상에 근거하여 계단파 전류를 부하에 공급하도록 부하전류원(CS5)을 제어하는 것도 바람직하다.The controller 3 also preferably controls the load current source CS5 to supply the stepped wave current to the load based on the rectified voltage phase.

또한, 상기 제어기(3)는 상기 정류전압과 동 위상의 정현파 신호(이하, "정현파1"라 칭함)를 발생기능을 더 포함하여, 상기 정현파1 신호에 대응하는 전류( 이하 "희망전류1" 또는 "정현파1 전류"라 칭함)를 부하에 공급하도록 부하전류원(CS5)을 제어하는 것도 바람직하다.
In addition, the controller 3 further includes a function of generating a sinusoidal signal (hereinafter, referred to as "sinusoidal wave 1") in phase with the rectified voltage, so as to correspond to the sinusoidal wave 1 signal (hereinafter referred to as "desired current 1"). It is also preferable to control the load current source CS5 to supply " sinusoidal wave 1 current " to the load.

이때, 상기 제어기(3)가 교류전압과 동 위상의 정현파1 을 발생하는 이유는, 교류전원에서 공급되는 교류전류가 교류전압과 동일한 위상이고, 그 형태는 정현파 이어서 역율이 개선되기를 바라기 때문이다. 그리고, 부하에 흐르는 부하전류는 상기 교류전류가 정류된 것임은 당연할 것이다.
 The reason why the controller 3 generates the sinusoidal wave 1 of the same phase as that of the alternating voltage is that the alternating current supplied from the alternating current power source is in the same phase as the alternating voltage, and the form is a sinusoidal wave so that the power factor is improved. It should be understood that the load current flowing in the load is that the alternating current is rectified.

또한, 상기 제어기(3)는 정류주파수(교류전원 주파수의 2배 주파수) 보다 낮은 주파수의 정현파(이하, "정현파2" 라 칭함)를 발생시키고, 상기 정현파2 신호에 대응하는 전류( 이하 "희망전류2" 또는 "정현파2 전류"라 칭함)를 부하에 공급하도록 부하전류원(CS5)을 제어하는 것도 바람직하다.
In addition, the controller 3 generates a sine wave (hereinafter, referred to as "sine wave 2") of a frequency lower than the rectified frequency (twice the frequency of the AC power supply frequency), and a current corresponding to the sinusoidal wave 2 signal (hereinafter, "desired" It is also preferable to control the load current source CS5 to supply current 2 "or" sinusoidal wave 2 current "to the load.

그리고 도 8은, 도 7 회로에서 스위치블럭의 배열이 변경된 경우이다. 즉 직렬배열 스위치블럭에서 병렬배열 스위치블럭으로 변경된 경우이다. 스위치 배열만 다르고 나머지는 모두 동일하므로 설명의 편의상 구체적인 기술은 생략한다.
8 illustrates a case where the arrangement of the switch blocks is changed in the circuit of FIG. 7. That is, the case is changed from a serial array switch block to a parallel array switch block. Since only the switch arrangement is different and all others are the same, detailed description is omitted for convenience of description.

이상, 부하전류를 재활용하여 제어기 구동전류로 사용하는 본 발명의 부하전류를 재활용하는 LED 조명장치에 대하여 상세히 설명하였다.
In the above, the LED lighting apparatus for recycling the load current of the present invention which recycles the load current to use as the controller driving current has been described in detail.

이상 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하였다. 본 발명에서 상세히 설명된 정류회로, 전류원, 제어기 및 스위치는 하나의 반도체 소자로 제작할 수 있음은 당연하다.
The embodiments of the present invention have been described in detail above. Naturally, the rectifier circuit, the current source, the controller, and the switch described in detail in the present invention can be manufactured in one semiconductor device.

이상, 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 살펴보았으나 이는 예시에 불과하며, 본 기술 분야의 통상적인지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형된 실시예가 가능함을 이해하여야 할 것이다. 그러므로, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술내용을 쉽게 설명하고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
In the above, the present invention has been described with reference to the preferred embodiment, but this is only an example, and those skilled in the art should understand that various modifications are possible. Therefore, the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are merely illustrative of the technical contents of the present invention and are intended to illustrate specific examples of the present invention in order to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention.

1 교류전원 200, 2 정류회로
210, 251, 10,11,12,10a, 11a, 12a LED 발광블럭
CS1,CS2,CS3,CS4,CS5 전류원(전류조절장치)
SW1,SW2,SW3 스위치
C1 전원공급 콘덴서
2AA,3AA,4AA 부하인 LED 발광블럭에 흐르는 순시부하전류
1AA 제1 발광블럭 및 충전전류원에 흐르는 순시전류의 합.1 AC power supply 200, 2 rectifier circuits
210, 251, 10,11,12,10a, 11a, 12a LED light emitting block
CS1, CS2, CS3, CS4, CS5 current source (current regulator)
SW1, SW2, SW3 switch
C1 power supply capacitor
Instantaneous load current flowing through LED light emitting blocks with 2AA, 3AA, 4AA load
1AA Sum of the instantaneous current flowing through the first light emitting block and the charging current source.

Claims (5)

교류전압을 정류하여 직류의 정류전압으로 변환하는 정류회로와;
복수개의 LED 발광블럭들을 포함하되, 상기 LED 발광블록들이 직렬로 연결되어 있는 부하와;
상기 각각의 LED 발광블럭에 흐르는 전류를 바이패스 시키는 스위치로 구성된 스위치블럭과;
상기 LED 발광블럭에 공급되는 전류를 조절하는 부하전류원과;
상기 교류전압을 기초로 설계전류 값을 산출하고, 상기 산출된 설계전류 값에 따라 상기 스위치블럭을 제어하여 상기 부하 전류의 흐름을 제어하고, 상기 산출된 설계전류 값에 따라 상기 전류원을 제어하여 상기 부하에흐르는 전류량을 조절하는 제어기와;
상기 제어기에 전원을 공급하는 전원공급 콘덴서와;
상기 전원공급 콘덴서의 플러스 단자와 부하를 구성하는 LED중 어느 한 LED의 아노드 단자 사이에 연결되어 상기 전원공급 콘덴서에 공급되는 전류를 조절하는 충전전류원과;
상기 정류회로가 전원공급을 개시하면 상기 전원공급 콘덴서를 충전하는 시동회로; 및 상기 제어기가 설계전류 값에 따라 상기 스위치블럭과 상기 부하전류원 및 상기 충전전류원을 조절함으로써 상기 부하에서 사용된 전류 일부를 상기 전원공급 콘덴서를 충전하여 재활용하는 것;을 특징으로 하는 부하전류를 재활용하는 LED 조명장치.A rectifier circuit for rectifying the AC voltage to convert the DC voltage into a rectified voltage of DC;
A load including a plurality of LED light emitting blocks, wherein the LED light emitting blocks are connected in series;
A switch block comprising a switch for bypassing current flowing through each of the LED light emitting blocks;
A load current source for controlling a current supplied to the LED light emitting block;
Calculating a design current value based on the AC voltage, controlling the flow of the load current by controlling the switch block according to the calculated design current value, and controlling the current source according to the calculated design current value A controller for adjusting an amount of current flowing to the load;
A power supply capacitor for supplying power to the controller;
A charging current source connected between the positive terminal of the power supply capacitor and the anode terminal of any one of the LEDs constituting the load to regulate a current supplied to the power supply capacitor;
A start circuit for charging the power supply capacitor when the rectifier circuit starts supplying power; And recharging the power supply capacitor to recycle part of the current used in the load by controlling the switch block, the load current source, and the charging current source according to a design current value. LED lighting equipment. 제1항에 있어서,
상기 제어기는 교류전압과 동 위상의 정현파 신호를 사용하여 상기 설계전류 값을 정현파로 산출하는 것;을 특징으로 하는 부하전류를 재활용하는 LED 조명장치.The method of claim 1,
And the controller is configured to calculate the design current value as a sine wave using an sine wave signal having an alternating current voltage and the same phase. 제1항에 있어서,
상기 제어기는 순시 정류전압 또는 정류전압 위상 중 어느 하나에 근거하여 계단파 전류를 부하에 공급하도록 상기 전류원을 제어하는 것;을 특징으로 하는 부하전류를 재활용하는 LED 조명장치.The method of claim 1,
And the controller is configured to control the current source to supply the stepped wave current to the load based on either of the instantaneous rectified voltage or the rectified voltage phase. 제1항에 있어서,
상기 제어기는 정류주파수 보다 낮은 주파수의 정현파(이하, "정현파2" 라 칭함)를 발생시키고, 상기 정현파2 신호에 대응하는 전류를 부하에 공급하도록 부하전류원을 제어하고, 또한, 각 정류전압 위상 90 도 에서 상기 정현파2 의 최대 순시전압이 나타나도록 하는 것;을 특징으로 하는 부하전류를 재활용하는 LED 조명장치.The method of claim 1,
The controller generates a sinusoidal wave of a frequency lower than the rectified frequency (hereinafter referred to as "sinusoidal wave 2"), controls the load current source to supply a current corresponding to the sinusoidal wave 2 signal to the load, and also provides each rectified voltage phase 90 The maximum instantaneous voltage of the sinusoidal wave 2 in the Figure; LED lighting device for recycling the load current, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 스위치블럭은 상기 부하의 각 발광블럭에 흐르는 전류를 바이패스 시키는 스위치의 배열이 직렬 또는 병렬 또는 직병렬 중 어느 하나인 것;을 특징으로 하는 부하전류를 재활용하는 LED 조명장치.The method of claim 1, wherein the switch block is a switch array for bypassing the current flowing in each light emitting block of the load is any one of a series, parallel or serial parallel LED lighting for recycling the load current Device.
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