WO2015080393A1

WO2015080393A1 - Power supply device and led illumination device using same

Info

Publication number: WO2015080393A1
Application number: PCT/KR2014/010587
Authority: WO
Inventors: 류태하
Original assignee: 주식회사 디엠비테크놀로지; 류태하
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2014-11-05
Publication date: 2015-06-04
Also published as: KR101600822B1; KR20150060455A

Abstract

Disclosed are a power supply device and LED illumination device using the same. The present invention provides a power supply device and LED illumination device using the same, in which an inductor is connected to a position between the ground potential and the input voltage of a driving unit to allow common use of the reference potential of the output voltage and the ground potential of the driving unit, thereby facilitating the control an output voltage and output current, and a diode is equipped therein and is used to supply an inductor current stored in the inductor as the output voltage to the capacitor to enable free setting of the output voltage regardless of the magnitude of the input voltage.

Description

전원 공급 장치와 그를 이용한 엘이디 조명장치Power supply and LED lighting device using it

본 실시예는 전원 공급 장치 및 그를 이용한 엘이디 조명장치에 관한 것이다.This embodiment relates to a power supply and an LED lighting device using the same.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아님을 밝혀둔다.It should be noted that the contents described below merely provide background information related to the present embodiment and do not constitute a prior art.

전원회로의 토폴로지(Topology)에 대한 일반적인 기술의 실시예는 다양한 형태로 존재한다. 대표적으로 벅 방식(Buck Type), 부스트 방식(Boost Type), 벅-부스트 방식(Buck-Boost Type), 플라이백 방식(Flyback Type) 등이 존재한다.Embodiments of a general technique for a topology of a power supply circuit exist in various forms. Representatively, there are a buck type, a boost type, a buck-boost type, and a flyback type.

도 1a는 일반적인 벅 방식을 이용한 전원 공급 장치를 나타낸 회로도이다.Figure 1a is a circuit diagram showing a power supply using a general buck method.

일반적인 벅 방식의 전원 공급 장치의 입력전압(V_IN)은 직류(DC) 전원일 수도 있지만 교류 전압(AC)을 정류하여 이용할 수도 있다. 벅 방식의 전원 공급 장치의 가장 큰 특징은 출력 부하가 인덕터(L)와 입력전압(V_IN) 사이에 위치하는 것이다. 스위치(SW)가 온되면 인덕터(L)의 양단에는 입력전압(V_IN)에서 출력전압(V_O)을 뺀 전압(V_IN- V_O)이 인가되어 인덕터 전류(I_L)는 V_IN- V_O 전압을 인덕터 용량값(인덕턴스(Inductance))으로 나눈 기울기로 점차적으로 증가하게 되며 출력부하 전류 및 출력 캐패시터(Capacitor)에 충전 전류가 흐른다. 스위치가 오프되면 인덕터 전류(I_L)의 흐름에 의해 다이오드(D)가 도통되며 인덕터에는 출력전압(V_O)이 역으로 인가되어 인덕터 전류(I_L)는 출력전압(V_O)을 인덕터 용량값(인덕턴스)으로 나눈 기울기로 점차적으로 감소하게 되며 인덕터 전류(I_L)의 감소로 인해 감소되는 출력 전류는 출력 캐패시터(C)로부터 공급 받아 보충된다.The input voltage V _IN of a general buck type power supply may be a direct current (DC) power source, but may be used by rectifying the AC voltage (AC). The main feature of a buck-type power supply is that the output load is located between the inductor (L) and the input voltage (V _IN ). When the switch (SW) is turned on at both ends of the inductor (L), the input voltage (V _IN) voltage minus the output voltage (V _O) from - the two applied (V _IN V _O) inductor current (I _L) is V _IN - The slope of the V _O voltage divided by the inductor capacitance (inductance) gradually increases, and a charge current flows through the output load current and the output capacitor. When the switch is turned off, the diode D is conducted by the flow of the inductor current I _L , and the output voltage V _O is applied to the inductor in reverse, so that the inductor current I _L converts the output voltage V _O into the inductor capacity. The slope divided by the value (inductance) gradually decreases, and the output current reduced due to the reduction of the inductor current I _L is supplemented by being supplied from the output capacitor C.

일반적인 벅 방식의 전원 공급 장치의 장점은 출력전압(V_O)보다 큰 입력전압(V_IN)을 이용하는 조건에서 출력전류 및 인덕터 전류(I_L)가 스위치(SW) 온 구간의 스위치(SW)로 흐르는 전류이므로 스위치(SW)로 흐르는 전류를 일정하게 제어할 경우 작은 값의 출력 캐패시터를 사용하여도 출력부하로 흐르는 전류를 일정하게 유지할 수 있다.The advantage of the general buck type power supply is that the output current and the inductor current (I _L ) are switched to the switch (SW) on the switch (SW) under the condition of using the input voltage (V _IN ) greater than the output voltage (V _O ). Since the current flows, if the current flowing through the switch SW is controlled constantly, the current flowing to the output load can be kept constant even with a small output capacitor.

하지만, 이러한 벅 방식의 전원 공급 장치는 입력전압(V_IN)이 출력전압(V_O)보다 낮은 경우 인덕터에 전류가 정상적으로 흐를 수 없으므로 출력전압(V_O)을 입력전압(V_IN)보다 크게 할 수 없다. 다시 말해, 입력전압(V_IN)으로 교류 전압을 정류하여 이용할 경우 정류전압이 출력전압(V_O) 보다 낮은 구간에서는 스위치(SW)가 온 되어도 인덕터에 출력전압(V_O)에서 입력전압(V_IN)을 뺀 전압(V_O- V_IN)이 역으로 인가되므로 인덕터 전류(I_L)가 정상적으로 증가할 수 없다. 또한, 입력전압(V_IN)으로 교류 전압을 정류하여 이용할 경우 입력 전류의 역률(Power Factor) 개선을 위하여 스위치(SW) 전류의 크기를 정류전압의 크기에 비례하게 제어하더라도 입력전압(V_IN)이 출력전압(V_O)보다 작은 경우에는 스위치(SW) 전류가 정상적으로 흐를 수 없어 역률 개선동작에 제한 구간이 발생한다. 전술한 이유로 벅 방식의 전원 공급 장치를 이용한 엘이디 조명장치의 경우는 출력전압(V_O)에 해당하는 엘이디 발광부의 순방향 도통 전압을 크게 할 수 없다. 결국, 엘이디 발광부의 직렬 연결될 수 있는 엘이디 개수를 제한하게 되며 교류 전압을 정류하여 입력전압(V_IN)으로 이용할 경우 입력전류의 역률 또한 제한적인 수준이상을 얻을 수 없는 문제가 있다. However, in such a buck type power supply, if the input voltage (V _IN ) is lower than the output voltage (V _O ), the current cannot flow through the inductor so that the output voltage (V _O ) may be larger than the input voltage (V _IN ). Can not. In other words, when the AC voltage is rectified and used as the input voltage V _IN , in the section where the rectified voltage is lower than the output voltage V _O , even if the switch SW is turned on, the input voltage V at the output voltage V _{O in the} inductor. _{Since the} voltage V _O -V _IN minus _IN ) is applied inversely, the inductor current I _L cannot increase normally. Further, the input voltage (V _IN) to the case of using by rectifying the AC voltage even when proportionally the size of the switch (SW) current to the magnitude of the rectified voltage control for the power factor (Power Factor) improvement of the input current input voltage (V _IN) If the output voltage _VO is smaller than this, the switch SW current cannot flow normally, resulting in a limited period in the power factor improving operation. For the above-described reason, in the case of the LED lighting apparatus using the buck-type power supply, the forward conduction voltage of the LED light emitting unit corresponding to the output voltage V _O cannot be increased. As a result, the number of LEDs that can be connected in series with the LED light emitting unit is limited, and when the AC voltage is rectified and used as the input voltage V _IN , there is a problem in that the power factor of the input current is also not more than a limited level.

도 1b는 일반적인 '부스트 방식'을 이용한 전원 공급 장치를 나타낸 회로도이다.Figure 1b is a circuit diagram showing a power supply using a general 'boost method'.

일반적인 부스트 방식의 전원 공급 장치의 입력전압(V_IN)은 직류 전원일 수도 있지만 교류 전압(AC)를 정류하여 이용할 수도 있다. 부스트 방식의 전원 공급 장치의 가장 큰 특징은 출력 부하가 다이오드(D)를 통하여 스위치(SW)와 병렬 연결되며 인덕터(L)와는 다이오드에 의해 직렬 연결되는 것이다. 스위치(SW)가 온 되면 인덕터(L)의 양단에는 입력전압(V_IN)이 인가되어 인덕터 전류(I_L)는 입력전압(V_IN)을 인덕터 용량값(인덕턴스)으로 나눈 기울기로 점차적으로 증가하게 된다. 이 구간의 출력부하 전류는 순전히 출력 캐패시터에 의존하여 흐르게 된다. 스위치(SW)가 오프되면 인덕터 전류(I_L)의 흐름에 의해 다이오드(D)가 도통되며 인덕터에는 출력전압(V_O)에서 입력전압(V_IN)을 뺀 값(V_O- V_IN)이 역으로 인가되어 인덕터 전류(I_L)는 V_O- V_IN 전압을 인덕터 용량값(인덕턴스)으로 나눈 기울기로 점차적으로 감소하게 되며 스위치(SW) 온 구간에서 인덕터에 충전되었던 전류는 다이오드를 경유하여 출력 캐패시터를 충전하게 된다. The input voltage V _IN of a general boost type power supply device may be a DC power source, but may be rectified and used as an AC voltage AC. The main feature of the boost type power supply is that the output load is connected in parallel with the switch SW via the diode D and in series with the inductor L by the diode. When the switch SW is turned on, the input voltage V _IN is applied to both ends of the inductor L so that the inductor current I _L gradually increases with a slope obtained by dividing the input voltage V _IN by the inductor capacitance value (inductance). Done. The output load current in this section flows purely depending on the output capacitor. Switch (SW), the inductor current (I _L) the diode (D) is conductive, and the inductor, the output voltage obtained by subtracting the input voltage (V _IN) value in (V _O) by the flow of off, (V _O - V _IN) is Inversely applied, the inductor current (I _L ) gradually decreases as the slope of the V _O -V _IN voltage divided by the inductor capacitance (inductance), and the current charged in the inductor during the switch (SW) on period is passed through the diode. It will charge the output capacitor.

일반적인 부스트 방식의 전원 공급 장치의 장점은 입력전압(V_IN)보다 큰 출력전압(V_O)을 이용하는 조건에서 적용가능하며 출력전압(V_O)의 기준 전위와 구동부의 접지 전위를 공통으로 이용하기 때문에 출력전압 제어 및 출력전류 제어가 용이하고 정확하게 구현될 수 있다.Advantages of the general boost type power supply are applicable under the condition of using an output voltage (V _O ) larger than the input voltage (V _IN ), and using the reference potential of the output voltage (V _O ) and the ground potential of the driving unit in common. Therefore, output voltage control and output current control can be easily and accurately implemented.

하지만, 부스트 방식의 전원 공급 장치는 출력전압(V_O)이 입력전압(V_IN)보다 낮은 경우 인덕터 전류(I_L)가 정상적으로 흐를 수 없으므로 출력전압(V_O)을 입력전압(V_IN)보다 작게 설정 수 없다. 그러므로, 입력전압(V_IN)으로 교류 전압을 정류하여 이용할 경우 출력전압(V_O)은 정류 전압의 피크(Peak) 값보다 큰 전압으로만 제한된다. 출력전압(V_O)이 입력전압(V_IN) 보다 낮은 구간에서는 스위치(SW)가 오프 되어도 인덕터(L)의 양단에 스위치(SW) 온되었을 때와 같은 방향으로 입력전압(V_IN)에서 출력전압(V_O)을 뺀 전압(V_IN- V_O)이 인가되기 때문에 인덕터는 정상적으로 저장된 에너지를 출력으로 보내지 못하게 된다. 또한, 입력전압(V_IN)으로 교류 전압을 정류하여 이용할 경우 입력 전류의 역률 개선을 위하여 스위치(SW) 전류의 크기를 정류전압의 크기에 비례하게 제어하더라도 출력전압(V_O)이 입력전압(V_IN)보다 낮은 구간이 있는 경우에는 정상적인 동작이 불가하므로 역률 개선동작에 제한 구간이 발생한다. 전술한 이유로 부스트 방식의 전원 공급 장치를 이용한 엘이디 조명장치의 경우는 출력전압(V_O)에 해당하는 엘이디 발광부의 순방향 도통 전압을 낮게 할 수 없다. 결국, 사용 가능한 출력 캐패시터 종류를 수명이 짧은 전해 캐패시터로 제한하는 문제가 있다.However, in the boost type power supply device, when the output voltage V _O is lower than the input voltage V _IN , the inductor current I _L cannot flow normally, so the output voltage V _O is greater than the input voltage V _IN . Can not be set smaller. Therefore, when the AC voltage is rectified and used as the input voltage V _IN , the output voltage V _O is limited to a voltage larger than the peak value of the rectified voltage. In the section where the output voltage V _O is lower than the input voltage V _IN , even if the switch SW is turned off, the output voltage V _IN is output in the same direction as when the switch SW is turned on at both ends of the inductor L. voltage (V _O) obtained by subtracting the voltage - because the (V _iN V _O) is an inductor is normally from sending the stored energy to the output. In addition, when the AC voltage is rectified and used as the input voltage V _IN , the output voltage V _O is equal to the input voltage (V) even when the magnitude of the switch SW is controlled in proportion to the rectified voltage to improve the power factor of the input current. If there is a section lower than V _IN ), normal operation is not possible, so a limited section occurs in the power factor improvement operation. For the above-described reason, in the case of the LED lighting apparatus using the boost type power supply, the forward conduction voltage of the LED light emitting part corresponding to the output voltage V _O may not be lowered. As a result, there is a problem of limiting the available types of output capacitors to electrolytic capacitors with short lifetimes.

도 1c는 일반적인 벅-부스트 방식을 이용한 전원 공급 장치를 나타낸 회로도이다.Figure 1c is a circuit diagram showing a power supply using a general buck-boost method.

일반적인 벅-부스트 방식의 전원 공급 장치의 입력전압(V_IN)은 직류 전원일 수도 있지만 교류 전압(AC)를 정류하여 이용할 수도 있다. 일반적인 벅-부스트 방식의 전원 공급 장치의 가장 큰 특징은 입력전압(V_IN)과 스위치(SW) 사이에 직렬로 인덕터(L)만 연결되어 있어서 입력 전원 전압의 크기에 관계없이 인덕터 전류(I_L)가 흐를 수 있다. 출력전압(V_O)은 다이오드(D)를 통하여 인덕터와 병렬 연결로 연결되며 출력전압(V_O)의 기준 전위가 구동부의 접지 전위와 공통으로 이용할 수 없도록 구성된다. 스위치(SW)가 온 되면 인덕터(L)의 양단에는 입력전압(V_IN)이 인가되어 인덕터 전류(I_L)는 입력전압(V_IN)을 인덕터 용량값(인덕턴스)으로 나눈 기울기로 점차적으로 증가한다. The input voltage V _IN of a typical buck-boost power supply may be a direct current power source, but may be rectified and used as an AC voltage. The most characteristic feature of a typical buck-boost power supply is that only an inductor (L) is connected in series between the input voltage (V _IN ) and the switch (SW), so the inductor current (I _L) is independent of the magnitude of the input supply voltage. ) Can flow. The output voltage V _O is connected in parallel with the inductor through the diode D and is configured such that the reference potential of the output voltage V _O cannot be commonly used with the ground potential of the driving unit. When the switch SW is turned on, the input voltage V _IN is applied to both ends of the inductor L so that the inductor current I _L gradually increases with a slope obtained by dividing the input voltage V _IN by the inductor capacitance value (inductance). do.

스위치(SW) 온 구간 동안에 출력부하 전류는 순전히 출력 캐패시터(C)에 의존해 흐르게 된다. 스위치(SW)가 오프되면 인덕터 전류(I_L)의 흐름에 의해 다이오드(D)가 온되며 인덕터(L)의 양단에는 출력전압(V_O)이 역으로 인가되어 인덕터 전류(I_L)는 출력전압(V_O)을 인덕터 용량값(인덕턴스)으로 나눈 기울기로 점차적으로 감소하게 되며 스위치(SW) 온 구간에서 인덕터에 충전되었던 전류는 다이오드를 경유하여 출력 캐패시터(C)를 충전하게 된다.During the switch SW on period, the output load current flows purely depending on the output capacitor C. When the switch SW is off, the diode D is turned on by the flow of the inductor current I _L , and the output voltage V _O is applied reversely to both ends of the inductor _L so that the inductor current I _L is output. The slope of the voltage V _O divided by the inductor capacitance (inductance) gradually decreases, and the current charged in the inductor in the on period of the switch SW charges the output capacitor C through the diode.

일반적인 벅-부스트 방식의 전원 공급 장치의 장점은 입력전압(V_IN)과 스위치(SW) 사이에 인덕터 외에 다른 소자가 위치하지 않기 때문에 입력전압(V_IN)에 관계없이 출력전압(V_O)의 설정이 가능하다. 입력전압(V_IN)으로 교류 전압을 정류하여 이용할 때에도 정류 전압이 낮은 구간 및 높은 구간에서도 인덕터 전류(I_L)가 정상적으로 흐를 수 있다. 또한, 전술한 바와 같은 이유에 의해 교류 전압을 정류하여 입력전압(V_IN)으로 이용할 경우에 스위치 전류의 크기를 정류전압의 크기에 비례하도록 제어하는 경우, 역률 개선에 제한 구간 없이 동작 시킬 수 있다. The advantage of a typical buck-boost power supply is that no other element is located between the input voltage (V _IN ) and the switch (SW), so that the output voltage (V _O ) is independent of the input voltage (V _IN ). Can be set. Even when the AC voltage is rectified and used as the input voltage V _IN , the inductor current I _L may flow normally even in the low and high periods of the rectified voltage. In addition, when the AC voltage is rectified and used as the input voltage V _IN for the reason described above, when the magnitude of the switch current is controlled to be proportional to the magnitude of the rectified voltage, the power factor may be improved without a limit. .

하지만, 일반적인 벅-부스트 방식의 전원 공급 장치는 출력전압(V_O)의 기준 전위가 구동부의 접지 전위와 공통으로 이용할 수 없게 연결되므로 직접적인 출력전압 감지 및 출력전류를 구동부에서 제어하는 것이 불가하다. 전술한 바와 같은 이유로 일반적인 벅-부스트 방식의 전원 공급 장치를 이용한 엘이디 조명장치의 경우는 엘이디 발광부의 발광 전류 제어가 어려워지는 문제가 있다. However, in the general buck-boost power supply, since the reference potential of the output voltage V ₀ is not commonly used with the ground potential of the driving unit, direct output voltage sensing and output current cannot be controlled by the driving unit. For the reason as described above, in the case of the LED lighting apparatus using a general buck-boost power supply, it is difficult to control the light emission current of the LED light emitting unit.

도 1d는 변압기를 이용한 플라이백 방식의 전원 공급 장치를 나타낸 회로도이다.Figure 1d is a circuit diagram showing a flyback type power supply using a transformer.

도 1d는 절연형(Isolation) 방식의 전원 공급 장치에서 가장 일반적으로 사용되는 변압기(Transformer)를 구비하는 플라이백(Flyback) 방식의 전원 공급 장치의 구성을 간단히 나타낸 도면이다. 도 1c에 도시된 벅-부스트 방식을 이용한 전원 공급 장치의 구성에서 인덕터를 대신하여 변압기를 사용하는 것을 제외하고는 원리적으로 동일한 구성을 가진다. 스위치(SW) 온/오프 구간의 동작원리도 벅-부스트 방식과 동일하다. 별도의 스위치(SW)를 온 또는 오프로 동작하는 기재는 생략한다.FIG. 1D is a diagram schematically illustrating a configuration of a flyback type power supply having a transformer most commonly used in an isolation type power supply. Except for using a transformer in place of the inductor in the configuration of the power supply using the buck-boost method shown in Figure 1c has the same configuration in principle. The operation principle of the switch SW on / off period is the same as that of the buck-boost method. The description of operating the other switch SW on or off is omitted.

일반적인 플라이백 방식의 전원 공급 장치의 장점은 변압기를 사용할 경우 변압기의 자화(Magnetizing) 인덕턴스 값이 인덕터 역할을 대신하게 되며 출력부하에 전달되는 출력전압은 1차측 권선(P)과 2차측 권선(S1)의 비율에 의해 조절이 가능하다. 또한, 별도의 2차측 권선(S2)를 이용하여 구동부의 전원 전압을 전달 받을 수 있다. 이 별도의 2차측 권선 전압 크기와 출력전압(V_O)은 S1과 S2의 권선 비율에 의해 [수학식 1]과 같이 결정된다. 별도의 2차측 권선 전압을 일정하게 유지할 경우 출력부하의 출력전압(V_O)도 일정하게 제어 될 수 있다.The advantage of the general flyback type power supply is that when the transformer is used, the magnetizing inductance of the transformer takes the place of the inductor, and the output voltage transmitted to the output load is the primary winding (P) and the secondary winding (S1). Can be adjusted by the ratio of. In addition, it is possible to receive the power supply voltage of the driving unit by using a separate secondary winding (S2). This separate secondary winding voltage magnitude and output voltage (V _O ) is determined by Equation 1 by the winding ratio of S1 and S2. If the separate secondary winding voltage is kept constant, the output voltage (V _O ) of the output load can also be constantly controlled.

수학식 1

Equation 1

여기서, 'N_S1: S1의 권선수', 'N_S2: S2의 권선수', 'V_S1: S1의 권선에 전달되는 출력전압', 'V_S2: S2의 권선에 전달되는 출력전압'을 의미한다.Here, 'N _S1 : number of turns of S1', 'N _S2 : number of turns of _S2 ', 'output voltage delivered to the winding of V _S1 : S1', 'output voltage delivered to the winding of V _S2 : S2' it means.

하지만, 플라이백 방식의 전원 공급 장치는 부피가 큰 변압기라는 소자가 사용되어야 하며 출력전압을 별도의 2차측 권선을 통하여 제어하는 방식(Primary Side Regulation)이라 정확한 출력전압(V_O) 및 출력부하의 전류 제어가 용이하지 않은 문제가 있다.However, the flyback type power supply must use a device called a bulky transformer and control the output voltage through a separate secondary winding (Primary Side Regulation), so that the correct output voltage (V _O ) and output load There is a problem that current control is not easy.

본 실시예는 인덕터의 위치를 구동부의 접지 전위와 입력전압의 사이에 연결하여 출력전압의 기준 전위와 구동부 접지 전위를 공통으로 사용할 수 있게 함으로써 출력전압 및 출력전류의 제어가 용이하도록 하며 구비된 다이오드를 이용하여 인덕터에 저장된 인덕터 전류를 출력전압으로서 캐패시터에 공급하여 입력전압의 크기와 무관하게 출력전압을 자유롭게 설정할 수 있도록 하는 전원 공급 장치 및 그를 이용한 엘이디 조명장치를 제공하는 데 목적이 있다.In this embodiment, the position of the inductor is connected between the ground potential and the input voltage of the driving unit so that the reference potential of the output voltage and the grounding potential of the driving unit can be used in common to facilitate the control of the output voltage and the output current. It is an object of the present invention to provide a power supply device and an LED lighting device using the same, by supplying the inductor current stored in the inductor to the capacitor as an output voltage to freely set the output voltage irrespective of the magnitude of the input voltage.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 입력전압(V_IN)을 인가받으며, 구동부로부터 인가된 구동 신호에 근거하여 스위칭을 수행하는 스위치(SW); 상기 스위치(SW)의 온 또는 오프에 따라 충방전을 수행하는 인덕터(L); 다이오드(D); 및 상기 다이오드(D)의 도통 여부에 따라 충방전을 수행하는 캐패시터(C)를 포함하며, 상기 인덕터(L)의 일단, 상기 스위치(SW)의 일단, 상기 캐패시터(C)의 일단이 공통 그라운드로 접지되며, 상기 인덕터(L)의 타단과 상기 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결되며, 상기 다이오드(D)의 일단은 상기 인덕터(L)와 상기 입력전원의 접점에 연결되고, 상기 다이오드(D)의 타단은 상기 캐패시터(C)의 타단에 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치를 제공한다.According to an aspect of the present embodiment, a switch (SW) for receiving an input voltage (V _IN ), and performs a switching based on the driving signal applied from the driver; An inductor (L) for performing charging and discharging according to on or off of the switch (SW); Diode (D); And a capacitor C configured to perform charging and discharging according to the conduction of the diode D, wherein one end of the inductor L, one end of the switch SW, and one end of the capacitor C have a common ground. The other end of the inductor (L) and the other end of the switch (SW) are connected to an input power source, and one end of the diode (D) is connected to a contact point of the inductor (L) and the input power source. The other end of the diode (D) provides a power supply, characterized in that connected to the other end of the capacitor (C).

또한, 본 실시에의 다른 측면에 의하면, 입력전압(V_IN)을 인가받으며, 구동부로부터 인가된 구동 신호에 근거하여 스위칭을 수행하는 스위치(SW); 상기 스위치(SW)의 온 또는 오프에 따라 충방전을 수행하는 인덕터(L); 다이오드(D); 상기 다이오드(D)의 도통 여부에 따라 충방전을 수행하는 캐패시터(C); 상기 캐패시터(C)로부터 방전되는 전력으로 동작하는 엘이디 발광부; 및 상기 엘이디 발광부의 발광 전류를 결정하는 전류원을 포함하며, 상기 인덕터(L)의 일단, 상기 스위치(SW)의 일단, 상기 캐패시터(C)의 일단, 상기 전류원의 일단이 공통 그라운드로 접지되며, 상기 인덕터(L)의 타단과 상기 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결되며, 상기 다이오드(D)의 일단은 상기 인덕터(L)와 상기 입력전원의 접점에 연결되고, 상기 다이오드(D)의 타단은 상기 캐패시터(C)의 타단에 연결되며, 상기 엘이디 발광부의 일단은 상기 다이오드(D)와 상기 캐패시터(C)의 접점에 연결되고, 상기 엘이디 발광부의 타단은 상기 전류원과 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치를 제공한다.In addition, according to another aspect of the present embodiment, a switch (SW) for receiving the input voltage (V _IN ), and performs a switching based on the driving signal applied from the driver; An inductor (L) for performing charging and discharging according to on or off of the switch (SW); Diode (D); A capacitor (C) for performing charging and discharging depending on whether the diode (D) is conductive; An LED light emitting unit operating with electric power discharged from the capacitor C; And a current source for determining a light emitting current of the LED light emitting part, wherein one end of the inductor L, one end of the switch SW, one end of the capacitor C, and one end of the current source are grounded to a common ground, The other end of the inductor L and the other end of the switch SW are connected to an input power source, one end of the diode D is connected to a contact of the inductor L and the input power source, and the diode D Is connected to the other end of the capacitor C, one end of the LED light emitting part is connected to a contact point of the diode D and the capacitor C, and the other end of the LED light emitting part is connected to the current source. It provides an LED lighting device.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 인덕터의 위치를 구동부의 접지 전위와 입력전압의 사이에 연결하여 출력전압의 기준 전위와 구동부 접지 전위를 공통으로 사용할 수 있게 함으로써 출력전압 및 출력전류의 제어가 용이하도록 하며 구비된 다이오드를 이용하여 인덕터에 저장된 인덕터 전류를 출력전압으로서 캐패시터에 공급하여 입력전압의 크기와 무관하게 출력전압을 자유롭게 설정할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, according to the present embodiment, the output voltage and the output current are controlled by connecting the position of the inductor between the ground potential and the input voltage of the driving unit so that the reference potential and the driving ground potential of the output voltage can be used in common. By using the provided diode, the inductor current stored in the inductor is supplied to the capacitor as an output voltage, so that the output voltage can be freely set regardless of the magnitude of the input voltage.

또한, 본 실시예에 의하면, 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명장치를 제공할 수 있다. 엘이디 발광부의 발광 전류를 직접적으로 발광 전류 조절부에 의해 출력전류가 조절되는 전류원을 경유하여 제어되므로 오차 없이 정확한 제어가 가능하다. 출력전압 제어도 전류원 일단에 걸리는 전압을 감지하여 용이하게 출력전압을 제어할 수 있다. 또한, 각종 엘이디 발광부의 밝기 제어에 유리하다. In addition, according to the present embodiment, it is possible to provide an LED lighting device using a power circuit topology. Since the light emitting current of the LED light emitting unit is directly controlled through a current source whose output current is controlled by the light emitting current adjusting unit, accurate control can be performed without error. The output voltage control can also easily control the output voltage by sensing the voltage applied to one end of the current source. In addition, it is advantageous to control the brightness of various LED light emitting units.

또한, 교류전압을 전파 정류하여 입력전압으로 이용하는 경우 별도의 정류전압 검출회로를 이용하여 입력 전류를 검출된 전압에 비례하도록 제어하도록 역률 개선으로 입력전류의 역률을 1에 가깝게 제어할 수 있다. 뿐만 아니라 출력전압이 정류전압의 각 순간 크기에 관계없이 일정하게 제어되며 발광 전류 또한 일정하게 유지될 수 있으므로 교류 직결형 엘이디 조명장치의 깜박임(Flicker) 문제도 발생하지 않는다. 더불어 입력전압의 크기에 관계없이 출력전압 결정이 가능하므로 출력전압을 낮게하여 출력 캐패시터(C)의 필요 전압을 낮게 가져갈 수 있다. 따라서 수명이 짧은 전해 캐패시터(C)를 출력 캐패시터(C)로 사용하는 대신 같은 용량의 수명이 긴 탄탈(Tantal) 캐패시터(C) 등으로 대체할 수 있다.In addition, when the AC voltage is full-wave rectified and used as the input voltage, the power factor of the input current may be controlled to be close to 1 by improving the power factor to control the input current to be proportional to the detected voltage using a separate rectified voltage detection circuit. In addition, since the output voltage is constantly controlled regardless of the instantaneous magnitude of the rectified voltage, and the luminous current can be kept constant, the flicker problem of the AC direct-connected LED lighting device does not occur. In addition, since the output voltage can be determined irrespective of the magnitude of the input voltage, the required output voltage of the output capacitor C can be lowered by lowering the output voltage. Thus, instead of using the electrolytic capacitor C having a short lifespan as the output capacitor C, a tantalum capacitor C having a long life of the same capacity can be replaced.

도 1a 내지 도 1d는 일반적인 전원회로장치를 나타낸 회로도이다.1A to 1D are circuit diagrams showing a general power circuit device.

도 2는 본 실시예에 따른 비반전(Non Inverting) 출력전압을 갖는 새로운 벅-부스트 방식의 전원 공급 장치를 나타낸 회로도이다.2 is a circuit diagram showing a new buck-boost power supply having a non-inverting output voltage according to the present embodiment.

도 3a, 도 3b는 본 실시예에 따른 전원 공급 장치의 스위치 온/오프 구간 동작을 나타낸 도면이다.3A and 3B are diagrams illustrating a switch on / off section operation of the power supply apparatus according to the present embodiment.

도 4a, 도4b는 본 실시예에 따른 전원 공급 장치의 스위치의 온/오프 구간에서의 연속 전류 모드 및 불연속 전류 모드를 나타낸 도면이다.4A and 4B are views illustrating a continuous current mode and a discontinuous current mode in an on / off period of a switch of a power supply apparatus according to the present embodiment.

도 5는 본 실시예에 따른 전원 공급 장치의 인덕터 전류(I_L)의 연속 불연속 동작 모드의 경계 조건에서의 주요 파형을 나타낸 도면이다.5 is a view showing the main waveform in the boundary condition of the continuous discontinuous operation mode of the inductor current (I _L ) of the power supply according to the present embodiment.

도 6a는 본 실시예에 따른 영전류 감지회로를 포함하는 전원 공급 장치의 회로도이며, 도 6b는 전원 공급 장치의 영전류 감지를 위한 인덕터 일단의 파형을 나타낸 도면이다.6A is a circuit diagram of a power supply including a zero current sensing circuit according to the present embodiment, and FIG. 6B is a view illustrating waveforms of one end of an inductor for zero current sensing of the power supply.

도 7a는 본 실시예에 따른 구동부 전원전압 공급회로를 포함하는 전원 공급 장치의 회로도이며, 도 7b는 전원 공급 장치의 인덕터(L) 전압 파형을 나타낸 도면이다.FIG. 7A is a circuit diagram of a power supply device including a driver power supply voltage supply circuit according to the present embodiment, and FIG. 7B is a view illustrating an inductor (L) voltage waveform of the power supply device.

도 8은 본 실시예에 따른 정류전압 검출신호를 이용한 역류개선을 기능을 갖는 전원 공급 장치를 나타낸 회로도이다.8 is a circuit diagram illustrating a power supply device having a function of improving reverse flow using the rectified voltage detection signal according to the present embodiment.

도 9는 본 실시예에 따른 전원 공급 장치에 역률 개선 기능을 적용할 경우의 인덕터 전류(I_L) 파형 및 입력전류 파형을 나타낸 도면이다.9 is a diagram illustrating an inductor current I _L waveform and an input current waveform when the power factor improving function is applied to the power supply device according to the present embodiment.

도 10은 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 전원 공급 장치의 정류전압 검출회로를 나타낸 회로도이다.10 is a circuit diagram illustrating a rectified voltage detection circuit of a power supply using the power circuit topology according to the present embodiment.

도 11은 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명 장치를 나타낸 회로도이다.11 is a circuit diagram of the LED lighting apparatus using the power circuit topology according to the present embodiment.

도 12는 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명 장치의 트라이액 디밍(TRIAC Dimming) 방법을 설명하기 위한 회로도이다.12 is a circuit diagram illustrating a triac dimming method of an LED lighting apparatus using a power circuit topology according to the present embodiment.

도 13은 트라이액 디머(TRAIC Dimmer) 출력 파형 및 전류원 구동(온/오프) 신호를 나타낸 도면이다.FIG. 13 is a diagram illustrating a TRAIC Dimmer output waveform and a current source driving (on / off) signal.

도 14는 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명 장치의 아날로그 디밍(Analog Dimming)을 나타낸 회로도이다.14 is a circuit diagram showing analog dimming of the LED lighting apparatus using the power circuit topology according to the present embodiment.

도 15는 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 다수의 병렬 엘이디 발광부 전류원의 조합과 발광 전류 조절부 및 최소값 결정부를 가지는 엘이디 조명 장치를 나타낸 회로도이다.FIG. 15 is a circuit diagram illustrating an LED lighting apparatus having a combination of a plurality of parallel LED light emitting unit current sources, a light emitting current adjusting unit, and a minimum value determining unit using a power supply circuit topology according to the present embodiment.

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 실시예에 기재된 소자 중 캐패시터는 '충방전 소자'를 의미하며, 다이오드는 '정류소자'를 의미하며, 저항은 '저항 소자'를 통칭하는 개념으로 해석될 수 있을 것이다.Hereinafter, among the devices described in this embodiment, a capacitor means a 'charge / discharge device', a diode means a 'rectification device', and a resistance may be interpreted as a concept of collectively referred to as a 'resistive device'.

본 실시예에 따른 전원 공급 장치(200)는 스위치(SW), 구동부(210), 인덕터(L), 다이오드(D) 및 캐패시터(C)를 포함한다. 전원 공급 장치(200)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The power supply device 200 according to the present exemplary embodiment includes a switch SW, a driver 210, an inductor L, a diode D, and a capacitor C. Components included in the power supply 200 are not necessarily limited thereto.

스위치(SW)는 입력전압(V_IN)을 인가받는다. 또한, 스위치(SW)는 구동부(210)로부터 인가된 구동 신호에 근거하여 스위칭을 수행한다. 구동부(210)는 구동 신호를 발생한다. 인덕터(L)는 스위치(SW)의 온 또는 오프에 따라 충방전을 수행한다. 캐패시터(C)는 다이오드(D)의 도통 여부에 따라 충방전을 수행한다. The switch SW receives an input voltage V _IN . In addition, the switch SW performs switching based on a driving signal applied from the driving unit 210. The driver 210 generates a drive signal. The inductor L performs charging and discharging according to on or off of the switch SW. The capacitor C performs charging and discharging depending on whether the diode D is conductive.

이하, 전원 공급 장치(200)의 각 소자들의 연결 관계에 대해 설명하면, 인덕터(L)의 일단, 스위치(SW)의 일단, 캐패시터(C)의 일단은 공통 그라운드로 접지된다. 인덕터(L)의 타단과 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결된다. 다이오드(D)의 일단은 인덕터(L)와 입력전원의 접점에 연결된다. 다이오드(D)의 타단은 캐패시터(C)의 타단에 연결된다.Hereinafter, the connection relationship between the elements of the power supply device 200 will be described. One end of the inductor L, one end of the switch SW, and one end of the capacitor C are grounded to a common ground. The other end of the inductor L and the other end of the switch SW are connected to an input power source. One end of the diode D is connected to the contact point of the inductor L and the input power source. The other end of the diode D is connected to the other end of the capacitor C.

이하, 도 2의 전원 공급 장치(200)에 대해 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the power supply device 200 of FIG. 2 will be further described.

본 실시예에 따른 전원 공급 장치(200)는 인덕터(L)를 구동부 접지 전위와 입력전압(V_IN)의 낮은 전위 단자(- 단자) 사이에 연결하고 다이오드(D)를 경유하여 출력전압(V_O)을 인덕터(L)와 병렬로 연결한다. 전술한 구성에 의해 출력전압(V_O)의 기준 전위를 구동부 접지 전위와 공통으로 이용할 수 있으므로 용이하고 정확한 출력전압(V_O) 및 출력전류(I_OUT)의 제어가 가능하다. 일반적인 벅-부스터 방식과 동일하게 인덕터(L)에 저장된 전류를 출력 캐패시터(C)에 공급하므로 입력전압(V_IN)의 크기에 관계없이 출력전압(V_O)을 자유롭게 설정할 수 있다. 다시 말해, 기존의 방식에 대비 동일한 수의 기본 소자로 벅 방식의 전원 공급 장치의 입력전압(V_IN)이 출력전압(V_O) 보다 낮은 조건에서의 인덕터 전류(I_L)가 정상적으로 흐르지 못하는 단점과 부스트 방식의 전원 공급 장치에서 낮은 출력전압의 사용제한 및 기존의 일반적인 벅-부스트 방식의 출력전압의 기준 전위와 구동부의 접지 전위를 공통으로 이용할 수 없어 출력전압 및 출력전류(I_OUT)를 제어하기 힘든 단점을 동시에 해결할 수 있다. 또한, 플라이백 방식의 전원 공급 장치와 같이 큰 부피와 가격이 높은 플라이백을 이용하지 않으면서 보다 용이하고 정확하게 출력전압(V_O) 및 출력전류(I_OUT)를 제어할 수 있는 장점이 있다.The power supply device 200 according to the present embodiment connects the inductor L between the driving unit ground potential and the low potential terminal (− terminal) of the input voltage V _IN and outputs the voltage V through the diode D. _O ) is connected in parallel with the inductor (L). By the above-described configuration, since the reference potential of the output voltage V _O can be used in common with the driving unit ground potential, it is possible to easily and accurately control the output voltage V _O and the output current I _OUT . As in the general buck-booster method, the current stored in the inductor L is supplied to the output capacitor C so that the output voltage V _O can be freely set regardless of the magnitude of the input voltage V _IN . In other words, the inductor current I _L does not flow normally under the condition that the input voltage V _IN of the buck type power supply is lower than the output voltage V _{O with the} same number of basic elements. The output voltage and output current (I _OUT ) can be controlled by limiting the use of low output voltage in the over-boost power supply and the common potential of the conventional buck-boost output voltage and the ground potential of the driver. You can solve the disadvantages that are difficult to do at the same time. In addition, there is an advantage that can easily and accurately control the output voltage (V _O ) and output current (I _OUT ) without using a large volume and expensive flyback, such as a flyback power supply.

도 3a에 도시된 바와 같이, 구동 신호에 근거하여 스위치(SW)가 온으로 동작하는 경우, 입력전압(V_IN)에 의해 인덕터(L)에 흐르는 인덕터 전류(I_L)가 증가되면서, 인덕터(L)에 인덕터 전류(I_L)가 충전된다. 스위치(SW)가 온으로 동작하는 경우, 인덕터(L)의 양단간에는 입력전압(V_IN)이 인가된다. 인덕터 전류(I_L)가 입력전압(V_IN)을 인덕터 용량값(Inductance)으로 나눈 기울기로 점차 증가되며, 다이오드(D)에 출력전압(V_O)과 입력전압(V_IN)의 합한 전압이 역방향으로 인가되므로 다이오드(D)가 오프된다.As shown in FIG. 3A, when the switch SW is turned on based on the driving signal, the inductor current I _L flowing through the inductor _L is increased by the input voltage V _IN , thereby increasing the inductor ( L) is charged with the inductor current I _L. When the switch SW is turned on, the input voltage V _IN is applied between both ends of the inductor L. The inductor current I _L gradually increases as the slope of the input voltage V _IN divided by the inductor inductance value, and the sum of the output voltage V _O and the input voltage V _IN is applied to the diode D. The diode D is turned off because it is applied in the reverse direction.

도 3b에 도시된 바와 같이, 구동 신호에 근거하여 스위치(SW)가 오프로 동작하는 경우, 인덕터 전류(I_L)가 출력전압(V_O)으로 공급되어 캐패시터(C)가 충전된다. 스위치(SW)가 오프로 동작하는 경우, 인덕터 전류(I_L)의 흐름에 의해 다이오드(D)가 도통된다. 따라서, 인덕터(L)에 스위치(SW)가 온으로 동작할 때의 역방향으로 출력전압(V_O)이 인가되어 인덕터 전류(I_L)가 출력전압(V_O)을 인덕터 용량값(인덕턴스)으로 나눈 기울기로 점차 감소하면서 다이오드(D)를 경유하여 캐패시터(C)에 충전된다.As shown in FIG. 3B, when the switch SW is turned off based on the driving signal, the inductor current I _L is supplied to the output voltage V _O and the capacitor C is charged. When the switch SW is turned off, the diode D is turned on by the flow of the inductor current I _L. Accordingly, the output voltage V _O is applied to the inductor _L in the reverse direction when the switch SW is turned on so that the inductor current I _L converts the output voltage V _O into the inductor capacitance value (inductance). The capacitor C is charged via the diode D while gradually decreasing with the divided slope.

동작 방식은 도 4a에 도시된 바와 같이, 인덕터 전류(I_L)가 전체 스위칭 주기(T_S) 구간 동안 '0' 이상의 값을 유지시키는 동작 방식(연속 전류 모드(Continuous Current Mode))이 있다. 또한, 도 4b에 도시된 바와 같이, 인덕터 전류(I_L)가 스위치 오프 구간의 일부 동안 흐르지 않게되는 동작 방식(불연속 전류 모드(Discontinuous Current Mode))이 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 도 4a, 4b의 두 동작 방식의 경계 조건을 유지시키는 동작 방식(경계 조건 모드(Boundary Condition Mode))으로 구분될 수 있다.As shown in FIG. 4A, there is an operation method (continuous current mode) in which the inductor current I _L maintains a value greater than or equal to '0' for the entire switching period T _S. In addition, as shown in FIG. 4B, there is an operation mode (discontinuous current mode) in which the inductor current I _L does not flow during a part of the switch-off period. In addition, as shown in Figure 5, it can be divided into an operation method (Boundary Condition Mode) to maintain the boundary conditions of the two operation methods of Figures 4a, 4b.

출력전류(I_OUT)가 큰 값이 필요한 경우 인덕터 용량값(인덕턴스)을 크게 하거나 스위칭 주기(T_S)를 짧게하여 인덕터 전류(I_L)를 전체의 스위칭 주기(T_S) 동안 '0' 보다 큰 값으로 연속적으로 흐르게 동작시킨다. 이러한 경우, 도 4a에 도시된 바와 같이, 인덕터 전류(I_L)의 피크(Peak) 값을 높이지 않으면서도 인덕터 전류(I_L)의 평균값을 늘릴 수 있는 연속 전류 모드가 유리하게 된다. If the output current (I _OUT ) needs a large value, increase the inductor capacitance (inductance) or shorten the switching period (T _S ) to make the inductor current (I _L ) more than '0' for the entire switching period (T _S ). Operate continuously with large values. In this case, it is a continuous current mode to increase the average value of the inductor current (I _L) peak (Peak) the paper even if the height of the inductor current value (I _L) as shown in Figure 4a advantageously.

도 4b에 도시된 바와 같이, 출력전류(I_OUT)가 큰 값이 요구되지 않을 경우에는 인덕터 전류(I_L)가 스위치(SW) 오프 구간의 일부에서 '0'으로 떨어진 상태가 유지되는 구간을 두어 다이오드(D) 순방향 전류가 흐르는 상태에서 다이오드(D)를 오프시킬 때 발생할 수 있는 역방향회복에 소모되는 전력 손실을 막기 위한 불연속 전류 모드가 유리할 수 있다. As shown in FIG. 4B, when the output current I _OUT is not required to have a large value, a section in which the inductor current I _L is kept at '0' from a part of the switch SW off section is maintained. In other words, the discontinuous current mode may be advantageous to prevent power loss consumed in reverse recovery that may occur when the diode D is turned off while the diode D forward current flows.

두 가지의 동작 조건(도 4a, 도 4b)에는 서로 장단점이 있으며 일반적으로 두 가지 동작 조건의 경계 조건에서 동작되는 것이 바람직하다.There are advantages and disadvantages to the two operating conditions (Figs. 4A and 4B), and it is generally preferable to operate at the boundary conditions of the two operating conditions.

도 4a에 도시된 바와 같이 인덕터 전류(I_L)가 스위칭 전체 주기 동안 '0'보다 큰 전류로 연속적으로 흐르게 될 경우 다이오드(D)가 온 되었다가 오프 되는 순간에 역회복(Reverse Recovery) 전류가 흐른다. 이러한 경우, 역방향 회복 시간 동안 다이오드(D)에 입력전압(V_IN)과 출력전압(V_O)의 합한 전압이 역으로 인가되는 상태에서 큰 역방향 전류가 흐르게 되어 전력 손실을 발생시키게 되므로 바람직하지 않다. As shown in FIG. 4A, when the inductor current I _L continuously flows with a current greater than '0' during the entire switching period, reverse recovery current is generated at the moment when the diode D is turned on and off. Flow. In this case, a large reverse current flows in a state in which the sum of the input voltage V _IN and the output voltage V _O is reversely applied to the diode D during the reverse recovery time, thereby causing power loss. .

또한, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 인덕터 전류(I_L)가 스위치(SW) 오프 구간의 일부 동안 '0'으로 떨어져 있게 되면 같은 출력전류(I_OUT)를 위해 인덕터 전류(I_L) 피크 값이 커져야 하므로 인덕터 전류(I_L) 증가에 의한 도선의 도통 손실이 더욱 커질 수 있다. 따라서, 일반적으로는 후술할 도 5와 같이 전술한 두 가지 동작 조건의 경계에서 스위치(SW)를 구동하는 것이 바람직하다. In addition, as shown in FIG. 4B, when the inductor current I _L is kept at '0' during a part of the switch SW off period, the inductor current I _L for the same output current I _OUT . Since the peak value needs to be large, the conduction loss of the lead due to the increase of the inductor current I _L may be further increased. Therefore, it is generally preferable to drive the switch SW at the boundary between the two operating conditions described above as shown in FIG. 5.

도 5는 본 실시예에 따른 전원 공급 장치의 인덕터 전류(I_L)의 연속 불연속 동작 모드의 경계 조건에서의 주요 파형을 나타낸 도면(도 4와 인덕터(L)의 양단 전압(V_L)의극성이 바꾸어 표시됨)이다.5 is a view showing the main waveform in the boundary condition of the continuous discontinuous operation mode of the inductor current (I _L ) of the power supply according to the present embodiment (Fig. 4 and the voltage V _L between both ends of the inductor (L) Reversed polarity).

도 5에 도시된 바와 같이, 스위치(SW)가 오프 되어 있는 구간 동안 인덕터 전류(I_L)를 '0'으로 떨어뜨린다. 인덕터 전류(I_L)가 '0'이 되는 순간 스위치(SW)를 온시킬 경우 다이오드(D)의 순방향 전류는 '0'이 된다. 따라서, 다이오드(D)의 온 상태에서 오프 상태로 천이하기 전에 다이오드(D)의 역방향 회복에 소모되는 전력 손실을 막으면서도 전체 스위칭 구간에 인덕터 전류(I_L)가 '0'이하로 유지하는 구간을 최소화하여 같은 출력 전류(I_OUT)에 대하여 인덕터 전류의 피크 전류를 낮추므로 도선의 도통 손실을 줄일 수 있다. 인덕터 전류(I_L)의 연속 전류 모드와 불연속 전류 모드의 경계조건에서 동작 시키기 위하여 인덕터 전류(I_L)가 '0'으로 떨어지는 지점에 대한 감지 신호가 필요하게 된다. As shown in FIG. 5, the inductor current I _L is dropped to '0' during the period in which the switch SW is turned off. When the switch SW is turned on at the moment when the inductor current I _L becomes '0', the forward current of the diode D becomes '0'. Therefore, the period in which the inductor current I _L is kept below '0' in the entire switching period while preventing power loss consumed in the reverse recovery of the diode D before the diode D transitions from the on state to the off state. By minimizing this, the peak current of the inductor current is lowered for the same output current (I _OUT ), thereby reducing the conduction loss of the lead. The detection signal for the point where the inductor current (I _L) drops to zero in order to operate in the boundary condition of constant current mode and discontinuous current mode of the inductor current (I _L) is required.

본 실시예에 따른 전원 공급 장치(600)는 스위치(SW), 구동부(210), 인덕터(L), 다이오드(D), 캐패시터(C), 영전류 감지 회로(Zero Current Detection Circuit)(620)를 포함한다. 전원 공급 장치(600)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The power supply device 600 according to the present embodiment includes a switch SW, a driver 210, an inductor L, a diode D, a capacitor C, and a zero current detection circuit 620. It includes. Components included in the power supply 600 are not necessarily limited thereto.

스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D) 및 캐패시터(C)의 연결관계는 도 2와 동일하므로 그 기재를 생략한다.Since the connection relationship between the switch SW, the inductor L, the diode D, and the capacitor C is the same as in FIG. 2, the description thereof is omitted.

영전류 감지회로(620)의 일단은 입력전원과 인덕터(L)의 접점과 연결되고, 영전류 감지회로(620)의 타단은 구동부(210)에 연결된다.One end of the zero current sensing circuit 620 is connected to the contact of the input power supply and the inductor L, and the other end of the zero current sensing circuit 620 is connected to the driving unit 210.

영전류 감지회로(620)는 제 1 저항(R₁), 제 2 저항(R₂) 및 제 1 다이오드(D₁)를 포함할 수 있다. 제 1 저항(R₁)과 제 2 저항(R₂)은 다이오드(D)와 직렬로 순차 연결된다. 제 1 다이오드(D₁)의 일단은 제 1 저항(R₁)과 제 2 저항(R₂)의 접점과 연결되고, 제 1 다이오드(D₁)의 타단은 제 2 저항(R2)과 공통 그라운드로 접지된다. 구동부(210)는 제 1 저항(R₁)과 제 2 저항(R₂)의 접점의 출력을 영전류 검출 신호로 이용한다.The zero current sensing circuit 620 may include a first resistor R ₁ , a second resistor R ₂ , and a first diode D ₁ . The first resistor R ₁ and the second resistor R ₂ are sequentially connected to the diode D in series. One end of the first diode D ₁ is connected to the contact point of the first resistor R ₁ and the second resistor R ₂ , and the other end of the first diode D ₁ is connected to the second resistor R 2 and the common ground. Is grounded. The driver 210 uses the output of the contact point of the first resistor R ₁ and the second resistor R ₂ as a zero current detection signal.

영전류 감지회로(620)는 인덕터(L)에 인가되는 전압(V_L)을 제 1 저항(R₁)과 제 2 저항(R₂)의 저항 분배에 의한 감지 전압(V₁)으로 출력하고, 감지 전압(V₁)을 영전류 감지 신호로서 구동부(210)로 입력하여 구동부(210)로 하여금 스위치(SW)의 온 시점을 결정하도록 한다.The zero current sensing circuit 620 outputs the voltage V _L applied to the inductor L as the sensing voltage V ₁ by the resistance distribution between the first resistor R ₁ and the second resistor R ₂ . In addition, the sensing voltage V ₁ is input to the driving unit 210 as a zero current sensing signal so that the driving unit 210 determines an on time point of the switch SW.

이하, 도 6a의 전원 공급 장치(600)에 대해 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the power supply device 600 of FIG. 6A will be further described.

본 실시예에 따른 비반전 출력전압을 가지는 새로운 벅-부스트 방식의 전원회로 토폴로지를 이용한 전원 공급 장치의 경우 도 6a에 도시된 바와 같이 제 1 저항(R₁) 및 제 2 저항(R₂)을 이용한 영전류 감지회로를 부가하여 인덕터(L)의 양단 전압(V_L)이 '0'으로 떨어지는 순간을 감지함으로써 인덕터 전류(I_L)가 '0'으로 떨어지는 지점을 감지할 수 있다. In the case of a power supply using a new buck-boost power circuit topology having a non-inverting output voltage according to the present embodiment, as shown in FIG. 6A, the first resistor R ₁ and the second resistor R _{2 are} replaced with each other. The zero current sensing circuit may be used to detect a moment when the voltage V _L of both ends of the inductor L drops to '0', thereby detecting a point where the inductor current I _L falls to '0'.

인덕터 전류(I_L)가 '0'으로 떨어지게 되면 다이오드(D)에 흐르는 전류가 '0'으로 떨어지므로 다이오드(D)로 흐르는 전류는 '0'이 되며 인덕터(L)의 양단 전압(V_L)은 출력전압(V_O)에서 '0'으로 떨어지게 된다. 감지 전압(V₁)은 인덕터(L)에 인가되는 전압을 저항 분배를 통하여 얻어지는 전압이기 때문에 인덕터(L)의 양단 전압(V_L)과 같이 '0'으로 떨어지게 된다. 구동부(210)는 영전류 감지 신호를 이용하여 구동부(210)에 입력하여 스위치(SW) 온 시점을 결정할 수 있다. 접지 전위와 감지 전압(V₁) 단자 사이의 제 1 정류 다이오드(D₁)는 감지 전압(V₁) 단자의 전압이 '0'이하의 값으로 과하게 떨어지는 경우 발생할 수 있는 영전류 감지전압 입력 측의 오동작을 방지하기 위하여 이용될 수 있다.When the inductor current I _L drops to '0', the current flowing through the diode D drops to '0', so the current flowing through the diode D becomes '0' and the voltage across the inductor L (V _L). ) Drops to '0' from the output voltage (V _O ). Since the sensing voltage V ₁ is a voltage obtained by resistance distribution of the voltage applied to the inductor L, the sensing voltage V ₁ falls to '0' like the voltage V _L of both ends of the inductor L. The driver 210 may be input to the driver 210 using a zero current detection signal to determine a time point for turning on the switch SW. The first rectifier diode (D ₁ ) between the ground potential and the sense voltage (V ₁ ) terminal is a zero current sense voltage input side that may occur when the voltage at the sense voltage (V ₁ ) terminal drops excessively to a value below '0'. It can be used to prevent the malfunction of the.

본 실시예에 따른 전원 공급 장치(700)는 스위치(SW), 구동부(210), 인덕터(L), 다이오드(D), 캐패시터(C), 구동부 전원전압 공급회로(720)를 포함한다. 전원 공급 장치(700)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The power supply apparatus 700 according to the present exemplary embodiment includes a switch SW, a driver 210, an inductor L, a diode D, a capacitor C, and a driver power voltage supply circuit 720. The components included in the power supply 700 are not necessarily limited thereto.

스위치(SW), 구동부(210), 인덕터(L), 다이오드(D) 및 캐패시터(C)의 연결관계는 도 2와 동일하므로 그 기재를 생략한다.Since the connection relationship between the switch SW, the driver 210, the inductor L, the diode D, and the capacitor C is the same as that of FIG. 2, the description thereof is omitted.

구동부 전원전압 공급회로(720)의 일단은 입력전원과 인덕터(L)의 접점과 연결되고, 구동부 전원전압 공급회로(720)의 타단은 구동부(210)에 연결된다.One end of the driver power supply voltage supply circuit 720 is connected to a contact point between the input power supply and the inductor L, and the other end of the driver power supply voltage supply circuit 720 is connected to the driver 210.

구동부 전원전압 공급회로(720)는 제 1 캐패시터(C₁), 제 1 다이오드(D₁) 및 제 2 캐패시터(C₂)를 포함한다. 제 1 캐패시터(C₁)는 다이오드(D)와 직렬로 연결된다. 제 1 다이오드(D₁)는 제 1 캐패시터(C₁)와 직렬로 연결된다. 제 2 캐패시터(C₂)의 일단은 제 1 다이오드(D₁)의 타단과 연결되고, 제 2 캐패시터(C₂)의 타단은 공통 그라운드로 접지된다.The driver power supply voltage supply circuit 720 includes a first capacitor C ₁ , a first diode D ₁ , and a second capacitor C ₂ . The first capacitor C ₁ is connected in series with the diode D. The first diode D ₁ is connected in series with the first capacitor C ₁ . One end of the second capacitor C ₂ is connected to the other end of the first diode D ₁ , and the other end of the second capacitor C ₂ is grounded to a common ground.

구동부 전원전압 공급회로(720)는 제 1 다이오드(D₁)와 제 2 캐패시터(C₂)의 접점으로부터의 출력을 전원전압으로 구동부(210)에 입력한다. 구동부 전원전압 공급회로(720)는 스위치(SW)가 오프로 동작하는 경우, 인덕터(L)에 충전된 펄스 형태의 출력전압(V_O)을 이용하여 구동부(210)가 스위칭을 수행하는 동안에 별도로 전원전압을 구동부(210)로 공급한다. 전원전압 공급회로(720)는 인덕터(L)에 충전된 펄스 형태의 출력전압(V_O)을 제 1 다이오드(D₁)를 이용하여 제 2 캐패시터(C₂)로 전달한다.The driver power supply voltage supply circuit 720 inputs the output from the contact point of the first diode D ₁ and the second capacitor C ₂ to the driver 210 as a power supply voltage. The driver power supply voltage supply circuit 720 is separately provided while the driver 210 performs the switching using the output voltage V _O charged in the inductor L when the switch SW is turned off. The power supply voltage is supplied to the driver 210. The power supply voltage supply circuit 720 transfers the output voltage V _{O in the} form of a pulse charged in the inductor L to the second capacitor C ₂ using the first diode D ₁ .

이하, 도 7a의 전원 공급 장치(700)에 대해 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the power supply device 700 of FIG. 7A will be further described.

일반적으로 전원 공급 장치는 구동부를 동작을 위한 전원전압 공급을 필요로 하게 된다. 입력전압(V_IN)에서 적당히 큰 값의 저항을 통하여 구동부 동작을 시작하는데 필요한 전원전압을 공급하게 된다. 이러한 전원전압 공급 방식을 구동부(210)의 스위칭 동작을 하고 있는 동안에도 지속적으로 이용하게 되면 입력전압이 큰 값일 경우에 해당 저항을 이용하여 지속적인 전력 손실이 발생된다. In general, the power supply device requires a power supply voltage for operating the driver. A resistor of moderately large value at the input voltage (V _IN ) supplies the power supply voltage required to start the drive operation. If the power supply is continuously used during the switching operation of the driving unit 210, a continuous power loss occurs using the corresponding resistor when the input voltage is a large value.

본 실시예에 따른 비반전 출력전압을 가지는 새로운 벅-부스트 방식의 전원회로 토폴로지를 이용한 전원 공급 장치의 경우 도 7a에 도시된 바와 같이 스위치(SW) 오프 구간에 인덕터(L)에 충전된 펄스(Pulse) 형태의 출력전압(V_O)을 이용하여 구동부(210)가 스위칭 구동을 하는 동안에 별도로 구동부의 전원전압을 공급할 수 있다. 본 실시예에 따른 구동부 전원전압 공급회로(720)는 인덕터(L)에 충전된 펄스 형태의 출력전압(V_O)을 저항과 제 1 정류 다이오드(D₁)를 경유하여 전원전압 캐패시터(C₂)로 전달할 수도 있다. 하지만, 저항을 사용할 경우에 저항에서 발생하는 손실을 고려하여 제 1 캐패시터(C₁)와 제 1 정류 다이오드(D₁)를 경유하여 전원전압 캐패시터(C₂)로 전달하는 것이 바람직하다.In the case of a power supply device using a new buck-boost power circuit topology having a non-inverting output voltage according to the present embodiment, as shown in FIG. 7A, a pulse charged in the inductor L in the switch SW off period ( The output voltage V _{O in the} form of a pulse) may separately supply the power voltage of the driving unit while the driving unit 210 performs the switching driving. Driving power supply voltage according to the present embodiment the circuit 720 is an inductor (L) supply voltage capacitor via the output voltage (V _O) to the resistance of the first rectifier diode (D ₁₎ of the charging pulse form (C ₂ You can also pass However, when using a resistor, it is preferable to transfer the power to the power voltage capacitor C ₂ via the first capacitor C ₁ and the first rectifying diode D ₁ in consideration of the loss generated in the resistance.

본 실시예에 따른 전원 공급 장치(800)는 스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D), 캐패시터(C), 정류부(810) 및 구동부(820)를 포함한다. 전원 공급 장치(800)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The power supply device 800 according to the present exemplary embodiment includes a switch SW, an inductor L, a diode D, a capacitor C, a rectifier 810, and a driver 820. The components included in the power supply 800 are not necessarily limited thereto.

정류부(810)는 교류 전압(AC)의 출력에 연결되어, 교류 전류를 직류 전류로 정류하며, 직류 전류를 입력전압(V_IN)으로 공급한다. 정류부(810)의 입력단 일측은 교류 전압(AC)의 일단에 연결되고, 정류부(810)의 입력단 타측은 교류 전압(AC)의 타단에 연결된다. 정류부(810)의 출력단 일측은 스위치(SW)의 일단(예컨대, 전류 인입단)에 연결되고, 정류부(810)의 출력단 타측은 인덕터(L)의 일단과 연결된다.The rectifier 810 is connected to the output of the alternating voltage AC, rectifies the alternating current into a direct current, and supplies the direct current to the input voltage V _IN . One side of the input terminal of the rectifier 810 is connected to one end of the AC voltage AC, and the other end of the input terminal of the rectifier 810 is connected to the other end of the AC voltage AC. One end of the output terminal of the rectifier 810 is connected to one end of the switch SW (eg, a current inlet end), and the other end of the output terminal of the rectifier 810 is connected to one end of the inductor L.

구동부(820)는 정류부(810)의 출력단 일측과 인덕터(L)의 접점과 연결되고, 스위치(SW)의 타단(예컨대, 전류 인출단), 출력부하의 일단과 연결된다. 구동부(820)는 정류전압 검출회로(830)를 포함한다. 정류전압 검출회로(830)는 정류부(810)의 출력단 일측으로부터 입력전압(V_IN)을 입력받고, 스위치(SW)로 출력을 전달한다.The driving unit 820 is connected to one side of the output terminal of the rectifier 810 and the contact of the inductor L, and is connected to the other end of the switch SW (eg, the current drawing terminal) and one end of the output load. The driver 820 includes a rectified voltage detection circuit 830. The rectified voltage detection circuit 830 receives the input voltage V _IN from one side of the output terminal of the rectifying unit 810 and transfers the output to the switch SW.

구동부(820)는 정류전압 검출회로(830)에서 출력된 정류전압 검출 신호를 이용하여 구동 신호를 생성한다. 구동부(820)는 스위치(SW)가 온으로 동작할 때 흐르는 스위치 전류(I_S)가 정류전압에 비례하도록 스위치의 온 구간을 조절하여 입력 전류가 기 설정된 역률(Power Factor)을 갖도록 제어한다.The driver 820 generates a driving signal using the rectified voltage detection signal output from the rectified voltage detection circuit 830. The driving unit 820 controls the input current to have a predetermined power factor by adjusting the on period of the switch so that the switch current I _S flowing when the switch SW is turned on is proportional to the rectified voltage.

이하, 도 8의 전원 공급 장치(800)에 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the power supply device 800 of FIG. 8 will be further described.

도 8에 도시된 바와 같이 전원 공급 장치의 경우 교류 전압을 전파 정류하여 입력전압으로 이용할 경우 정류전압 검출회로(830)를 부가하여 정류전압을 검출할 수 있다. 또한, 전원 공급 장치(800)는 정류전압 검출회로(830)를 이용하여 스위치(SW) 제어하고, 스위치(SW) 온 구간에 흐르는 스위치 전류가 정류부(810)에서 검출된 정류전압에 비례할 경우 입력 전류를 도 9에 도시된 바와 같이, 역률(Power Factor)이 1에 가까운 값을 갖도록 제어할 수 있다. As shown in FIG. 8, in the case of the power supply device, when the AC voltage is full-wave rectified and used as an input voltage, the rectified voltage detection circuit 830 may be added to detect the rectified voltage. In addition, the power supply device 800 controls the switch SW using the rectified voltage detection circuit 830, and when the switch current flowing in the on period of the switch SW is proportional to the rectified voltage detected by the rectifier 810. As shown in FIG. 9, the input current may be controlled such that the power factor has a value close to one.

일반적으로 정류전압 검출신호에 대한 스위치(SW)로 흐르는 전류의 비율은 출력부하의 출력전류(I_OUT)에 의해 결정되는데 이는 도 8에 도시된 구동부(820)의 구성 요소와 같이 정류전압 검출신호를 출력전압 제어를 위해 사용되는 오류 증폭기(Error AMP)의 출력신호와 곱한 후 해당 값을 스위치(SW) 온 구간의 전류의 기준 값(IREF)으로 만드는 방식으로 가능하다.In general, the ratio of the current flowing to the switch SW to the rectified voltage detection signal is determined by the output current I _OUT of the output load, which is the same as the component of the driving unit 820 shown in FIG. 8. Is multiplied by the output signal of the error amplifier used to control the output voltage, and then the corresponding value is made as the reference value (IREF) of the current in the switch SW period.

정류전압 검출회로(830)는 제 1 다이오드(D₁), 제 2 다이오드(D₂), 제 1 저항(R₁), 제 2 저항(R₂) 및 제 1 캐패시터(C₁)를 포함한다.The rectified voltage detection circuit 830 includes a first diode D ₁ , a second diode D ₂ , a first resistor R ₁ , a second resistor R ₂ , and a first capacitor C ₁ . .

도 10은 도 8에서의 정류전압 검출회로(830)에 대한 회로도이므로, 도 8에 기재된 스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D), 정류부(810) 및 캐패시터(C)에 대한 설명은 생략한다.FIG. 10 is a circuit diagram of the rectified voltage detecting circuit 830 of FIG. 8, and thus, the switch SW, the inductor L, the diode D, the rectifying unit 810, and the capacitor C described in FIG. 8 will be described. Is omitted.

제 1 다이오드(D₁)의 일단은 정류부(810)의 입력단 일측과 연결된다. 제 2 다이오드(D₂)의 일단은 정류부(810)의 입력단 타측과 연결된다. 제 1 다이오드(D₁)의 타단은 제 2 다이오드(D₂)의 타단과 연결된다. 제 1 저항(R₁)의 일단은 제 1 다이오드(D₁)와 타단과 제 2 다이오드(D₂)의 타단의 접점과 연결되며, 제 1 저항(R₁)의 타단은 제 2 저항(R₂)의 일단과 연결된다. 인덕터(L)의 일단은 정류부(810)의 출력단 일측에 연결된다. 인덕터(L)의 타단은 제 2 저항(R₂)의 타단과 연결된다. 제 1 캐패시터(C₁)는 제 2 저항(R₂)과 병렬로 연결된다. 제 2 저항(R₂)의 타단과 인덕터(L)의 타단은 공통 그라운드로 접지된다. 정류전압 검출회로(830)는 제 1 저항(R₁)과 제 2 저항(R₂)의 접점의 출력을 정류 전압 검출 신호로 이용한다.One end of the first diode D ₁ is connected to one side of an input terminal of the rectifier 810. One end of the second diode D ₂ is connected to the other end of the input terminal of the rectifying unit 810. The other end of the first diode D _{1 is} connected to the other end of the second diode D ₂ . The first end of the resistor (R ₁₎ is connected to the contacts of the other end of the first diode (D ₁₎ and the other end of the second diode (D _2), the other end of the first resistor (R ₁₎ has a second resistance (R ₂ ) is connected to one end. One end of the inductor L is connected to one output terminal of the rectifier 810. The other end of the inductor L is connected to the other end of the second resistor R ₂ . The first capacitor C ₁ is connected in parallel with the second resistor R ₂ . The other end of the second resistor R ₂ and the other end of the inductor L are grounded to the common ground. The rectified voltage detection circuit 830 uses the output of the contact point of the first resistor R ₁ and the second resistor R ₂ as the rectified voltage detection signal.

이하, 도 10의 정류전압 검출회로(830)에 대해 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the rectified voltage detection circuit 830 of FIG. 10 will be further described.

본 실시예에 따른 전원 공급 장치의 경우 도 10에 도시된 바와 같이 구성된 정류전압 검출회로(830)를 이용하여 정류전압을 검출할 수 있다. 본 실시예에 따른 정류전압 검출회로(830)는 별도의 제 1 정류 다이오드(D₁), 제 2 정류 다이오드(D₂)와 제 1 저항(R₁), 제 2 저항(R₂)을 포함할 수도 있으며 이외 부가적인 소자를 추가로 포함할 수도 있다.In the case of the power supply apparatus according to the present exemplary embodiment, the rectified voltage may be detected using the rectified voltage detecting circuit 830 configured as shown in FIG. 10. The rectified voltage detecting circuit 830 according to the present embodiment includes a separate first rectifying diode D ₁ , a second rectifying diode D ₂ , a first resistor R ₁ , and a second resistor R ₂ . In addition, it may further include additional elements.

본 실시예에 따른 엘이디 조명 장치(1100)는 스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D), 캐패시터(C), 엘이디 발광부(1110), 전류원(1120) 및 구동부(130)를 포함한다. 전원 공급 장치(1110)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The LED lighting apparatus 1100 according to the present embodiment includes a switch SW, an inductor L, a diode D, a capacitor C, an LED light emitting unit 1110, a current source 1120, and a driver 130. do. Components included in the power supply 1110 are not necessarily limited thereto.

엘이디 발광부(1110)는 직렬 또는 병렬로 연결된 한 개 이상의 엘이디를 포함한다. 엘이디 발광부(1110)는 캐패시터(C)로부터 방전되는 전력으로 동작한다. 전류원(1120)은 엘이디 발광부(1110)에 직렬로 연결된다. 전류원(1120)은 엘이디 발광부(1110)의 발광 전류를 결정한다. The LED light emitting unit 1110 includes one or more LEDs connected in series or in parallel. The LED light emitting unit 1110 operates with electric power discharged from the capacitor C. The current source 1120 is connected in series to the LED light emitting unit 1110. The current source 1120 determines the light emission current of the LED light emitting unit 1110.

구동부(1130)는 전류원(1120)으로부터 출력 전압을 인가받아 스위치(SW)의 스위칭을 제어하기 위한 구동 신호를 발생한다. 구동부(1130)는 출력전압 제어부(1132) 및 발광 전류 조절부(1134)를 포함한다. 출력전압 제어부(1132)의 일단은 엘이디 발광부(1110)와 전류원(1120)의 접점과 연결된다. 출력전압 제어부(1132)의 타단은 스위치(SW)의 입력단에 연결되어 구동 신호를 발생한다. 발광 전류 조절부(1134)는 전류원(1120)의 전류를 제어한다.The driver 1130 receives an output voltage from the current source 1120 to generate a driving signal for controlling the switching of the switch SW. The driver 1130 includes an output voltage controller 1132 and a light emission current controller 1134. One end of the output voltage controller 1132 is connected to a contact of the LED light emitting unit 1110 and the current source 1120. The other end of the output voltage controller 1132 is connected to the input end of the switch SW to generate a driving signal. The light emission current controller 1134 controls the current of the current source 1120.

이하, 엘이디 조명 장치(1100)에 포함된 소자들의 연결관계에 대해 설명한다. 인덕터(L)의 일단, 스위치(SW)의 일단, 캐패시터(C)의 일단, 전류원의 일단이 공통 그라운드로 접지된다. 인덕터(L)의 타단과 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결된다. 다이오드(D)의 일단은 인덕터(L)와 입력전원의 접점에 연결되고, 다이오드(D)의 타단은 캐패시터(C)의 타단에 연결된다. 엘이디 발광부(1110)의 일단은 다이오드(D)와 캐패시터(C)의 접점에 연결되고, 엘이디 발광부(1110)의 타단은 전류원(1120)과 연결된다.Hereinafter, the connection relationship between the elements included in the LED lighting device 1100 will be described. One end of the inductor L, one end of the switch SW, one end of the capacitor C, and one end of the current source are grounded to a common ground. The other end of the inductor L and the other end of the switch SW are connected to an input power source. One end of the diode D is connected to the contact point of the inductor L and the input power, and the other end of the diode D is connected to the other end of the capacitor C. One end of the LED light emitting unit 1110 is connected to a contact between the diode D and the capacitor C, and the other end of the LED light emitting unit 1110 is connected to the current source 1120.

이하, 도 11의 엘이디 조명장치(1100)에 대해 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the LED lighting apparatus 1100 of FIG. 11 will be further described.

본 실시예에 따른 엘이디 조명장치(1100)는 출력전압의 기준 전위와 구동부(1130)의 접지 전위를 공통으로 이용할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이 출력 부하로 엘이디 발광부(1110)를 사용한다. The LED lighting apparatus 1100 according to the present exemplary embodiment may use the reference potential of the output voltage and the ground potential of the driving unit 1130 in common. As illustrated in FIG. 11, the LED light emitting unit 1110 is used as an output load.

또한, 엘이디 발광부(1110)에 직렬로 엘이디 발광부(1110)와 출력전압의 기준 전위 사이에 연결되어 엘이디 발광부(1110)의 발광 전류를 결정하는 전류원(1120) 및 전류원(1120)의 전류를 제어하는 발광 전류 조절부(1130)를 갖는 엘이디 조명 장치(1100)로 응용하여 구현 가능하다. In addition, the current of the current source 1120 and the current source 1120 is connected in series with the LED light emitting unit 1110 between the LED light emitting unit 1110 and the reference potential of the output voltage to determine the light emitting current of the LED light emitting unit 1110. It can be implemented by applying to the LED lighting device 1100 having a light emitting current control unit 1130 to control the.

본 실시예에 따른 엘이디 조명장치(1100)의 경우 엘이디 발광부(1110)의 발광 전류는 직접적으로 발광 전류 조절부(1134)에 의해 출력전류(I_OUT)가 조절되는 전류원(1120)으로 제어된다. 결과적으로 오차 없이 정확한 제어가 가능하게 되며, 엘이디 발광부(1110)의 순방향 도통 전압 확보를 위한 출력전압 제어도 전류원(1120) 일단에 걸리는 전압을 감지하여 제어할 수 있다. In the LED lighting apparatus 1100 according to the present embodiment, the light emitting current of the LED light emitting unit 1110 is directly controlled by the current source 1120 in which the output current I _OUT is controlled by the light emitting current adjusting unit 1134. . As a result, accurate control is possible without errors, and the output voltage control for securing the forward conduction voltage of the LED light emitting unit 1110 may also detect and control the voltage applied to one end of the current source 1120.

본 실시예에 따른 엘이디 조명장치(1100)의 경우 교류전압(AC)을 전파 정류하여 입력전압으로 이용하는 경우 도 10에 기재된 정류전압 검출회로(830)를 이용한 역률 개선으로 입력전류의 역률을 1에 가깝게 제어할 수 있다. 뿐만 아니라 출력전압이 정류전압의 각 순간 크기에 관계없이 일정하게 제어되며 발광 전류 또한 일정하게 유지될 수 있다. 나아가 AC 직결형 엘이디 조명장치(1100)의 깜박임(Flicker) 문제도 발생하지 않는다. In the LED lighting apparatus 1100 according to the present embodiment, when the AC voltage AC is rectified and used as the input voltage, the power factor of the input current is set to 1 by improving the power factor using the rectified voltage detection circuit 830 of FIG. 10. You can control it closely. In addition, the output voltage is constantly controlled regardless of the instantaneous magnitude of the rectified voltage, and the luminous current can be kept constant. Furthermore, the flicker problem of the AC direct-attached LED lighting device 1100 does not occur.

본 실시예에 따른 엘이디 조명장치(1100)의 경우 입력전압의 크기에 관계없이 출력전압 결정이 가능하다. 출력전압을 낮게하여 출력 캐패시터(C)의 필요 전압을 낮게 가져 갈 수 있다. 이로 인해 수명이 짧은 전해 캐패시터(C)를 출력 캐패시터(C)로 사용하는 대신 같은 용량의 수명이 긴 탄탈(Tantal) 캐패시터(C) 등으로 대체할 수 있다. 본 실시예에 따른 비반전 출력전압을 가지는 새로운 벅-부스트 방식의 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명장치(1100)는 기존 엘이디 조명장치가 가질 수 없었던 많은 장점을 구비할 수 있다.In the LED lighting apparatus 1100 according to the present embodiment, the output voltage may be determined regardless of the magnitude of the input voltage. By lowering the output voltage, the required voltage of the output capacitor C may be lowered. As a result, instead of using the electrolytic capacitor C having a short lifespan as the output capacitor C, a tantalum capacitor C having a long life of the same capacity can be replaced. The LED lighting device 1100 using the new buck-boost power circuit topology having a non-inverting output voltage according to the present embodiment may have many advantages that the conventional LED lighting device may not have.

본 실시예에 따른 전원 공급 장치(1200)는 스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D), 캐패시터(C), 정류부(1210), 트라이액 밝기 제어기(TRIAC Dimmer)(1220), 엘이디 발광부(1230), 전류원(1240) 및 구동부(1250)를 포함한다. 전원 공급 장치(1200)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The power supply 1200 according to the present embodiment includes a switch SW, an inductor L, a diode D, a capacitor C, a rectifier 1210, a triac dimmer 1220, and an LED. The light emitting unit 1230 includes a current source 1240 and a driver 1250. Components included in the power supply 1200 are not necessarily limited thereto.

정류부(1210)는 교류 전압(AC)의 출력에 연결되어, 교류 전류를 직류 전류로 정류하며, 직류 전류를 입력전압(V_IN)으로 공급한다. 정류부(1210)의 입력단 일측은 교류 전압(AC)의 일단에 연결되고, 정류부(1210)의 입력단 타측은 교류 전압(AC)의 타단에 연결된다. 정류부(1210)의 출력단 일측은 스위치(SW)의 일단(예컨대, 전류 인입단)에 연결되고, 정류부(1210)의 출력단 타측은 인덕터(L)의 일단과 연결된다.The rectifier 1210 is connected to the output of the AC voltage AC, rectifies the AC current into a DC current, and supplies the DC current to the input voltage V _IN . One side of the input terminal of the rectifier 1210 is connected to one end of the AC voltage AC, and the other end of the input terminal of the rectifier 1210 is connected to the other end of the AC voltage AC. One side of the output terminal of the rectifier 1210 is connected to one end (eg, a current inlet) of the switch SW, and the other end of the output terminal of the rectifier 1210 is connected to one end of the inductor L.

트라이액 밝기 제어기(1220)는 교류 전압(AC)의 출력에 연결된다. 정류부(1210)는 트라이액 밝기 제어기(1220)에 연결되어, 교류 전류를 직류 전류로 정류하며, 직류 전류를 입력전압(V_IN)으로 공급한다. 정류부(1210)의 입력단 타측은 교류 전압(AC)의 타단과 연결된다. 정류부(1210)의 출력단 일측은 스위치(SW)의 전류 인입단과 연결되고, 정류부(1210)의 출력단 타측은 공통 그라운드로 접지된다. Triac brightness controller 1220 is connected to the output of alternating voltage AC. The rectifier 1210 is connected to the triac brightness controller 1220 to rectify the alternating current to a direct current, and supplies the direct current to the input voltage V _IN . The other end of the input terminal of the rectifier 1210 is connected to the other end of the AC voltage AC. One end of the output terminal of the rectifier 1210 is connected to the current inlet of the switch SW, and the other end of the output terminal of the rectifier 1210 is grounded to a common ground.

엘이디 발광부(1230)는 캐패시터(C)로부터 방전되는 전력으로 동작한다. 전류원(1240)은 엘이디 발광부(1230)에 직렬로 연결되며, 엘이디 발광부(1230)의 발광 전류를 결정한다.The LED light emitting unit 1230 is operated by the power discharged from the capacitor (C). The current source 1240 is connected to the LED light emitting unit 1230 in series and determines the light emitting current of the LED light emitting unit 1230.

구동부(1250)는 출력전압 제어부(1252), 합산부(1254) 및 발광 전류 조절부(1256)를 포함한다. 출력전압 제어부(1252)의 일단은 엘이디 발광부(1230)와 전류원(1240)의 접점과 연결된다. 출력전압 제어부(1252)의 타단은 스위치(SW)의 입력단에 연결되어 구동 신호를 발생한다. 발광 전류 조절부(1256)는 전류원(1240)의 전류를 제어한다. 합산부(1254)의 일단은 정류부(1210)의 입력단 일측과 연결된다. 합산부(1254)의 타단은 발광 전류 조절부(1256)와 연결된다. 합산부(1254)는 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호와 주기 간격 보상신호를 합산한 합산 신호를 생성한다. 발광 전류 조절부(1256)는 합산 신호가 존재하는 경우에만 전류원(1240)을 동작 시키고 나머지 구간 동안은 전류원(1240)의 동작을 정지 시킨다.The driver 1250 includes an output voltage controller 1252, an adder 1254, and a light emission current controller 1256. One end of the output voltage controller 1252 is connected to a contact of the LED light emitting unit 1230 and the current source 1240. The other end of the output voltage controller 1252 is connected to the input end of the switch SW to generate a driving signal. The light emission current controller 1256 controls the current of the current source 1240. One end of the adder 1254 is connected to one input terminal of the rectifier 1210. The other end of the adder 1254 is connected to the light emission current controller 1256. The adder 1254 generates a summation signal obtained by adding the interval detection signal and the period spacing compensation signal when the triac brightness controller 1220 operates on. The light emission current controller 1256 operates the current source 1240 only when there is a summing signal, and stops the operation of the current source 1240 for the remaining period.

이하, 엘이디 조명 장치(1200)에 포함된 소자들의 연결관계에 대해 설명한다. 인덕터(L)의 일단, 스위치(SW)의 일단, 캐패시터(C)의 일단, 전류원의 일단이 공통 그라운드로 접지된다. 인덕터(L)의 타단과 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결된다. 다이오드(D)의 일단은 인덕터(L)와 입력전원의 접점에 연결되고, 다이오드(D)의 타단은 캐패시터(C)의 타단에 연결된다. 엘이디 발광부(1210)의 일단은 다이오드(D)와 캐패시터(C)의 접점에 연결되고, 엘이디 발광부(1210)의 타단은 전류원(1120)과 연결된다.Hereinafter, the connection relationship between the elements included in the LED lighting device 1200 will be described. One end of the inductor L, one end of the switch SW, one end of the capacitor C, and one end of the current source are grounded to a common ground. The other end of the inductor L and the other end of the switch SW are connected to an input power source. One end of the diode D is connected to the contact point of the inductor L and the input power, and the other end of the diode D is connected to the other end of the capacitor C. One end of the LED light emitting unit 1210 is connected to a contact between the diode D and the capacitor C, and the other end of the LED light emitting unit 1210 is connected to the current source 1120.

이하, 도 12의 엘이디 조명장치(1200)에 대해 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the LED lighting apparatus 1200 of FIG. 12 will be further described.

본 실시예에 따른 엘이디 조명장치(1200)에서 교류 전압(AC)을 전파 정류하여 입력전압으로 이용할 경우 도 12에 도시된 바와 같이 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호와 정류전압의 각각의 주기들 사이의 간격에 대한 주기 간격 보상신호를 합한 합산 신호를 생성한다. 합산 신호가 존재하는 경우에만 발광 전류 조절부(1256)에서 전류원(1240)을 동작 시키고 나머지 구간 동안은 전류원(1240)의 동작을 정지시켜 놓는 방식으로 트라이액 밝기 제어기(1220)를 이용한 엘이디 조명 밝기 제어(TRIAC Dimming)가 가능하다. In the LED lighting device 1200 according to the present embodiment, when the AC voltage AC is full-wave rectified and used as an input voltage, a section detection signal when the triac brightness controller 1220 is turned on as shown in FIG. 12. And a summation signal obtained by summing the period spacing compensation signals for the intervals between the respective periods of the rectified voltage. LED lighting brightness using the triac brightness controller 1220 in such a way that the current source 1240 is operated by the light emission current controller 1256 and the operation of the current source 1240 is stopped for the remaining sections only when there is a summing signal. TRIAC Dimming is possible.

상세하게는 트라이액 밝기 제어기(1220)로 출력되는 입력 교류 전압 파형의 일부 구간에 해당하는 전압파형을 전파 정류한 정류전압에 대하여 기 설정된 일정한 기준전압과 비교하여 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때 구간 감지 신호를 발생할 수 있다. 또한, 구간 감지 신호가 사라지는 시점에서 일정 구간 동안 유지되는 주기 간격 보상신호를 만들어 정류전압의 각각의 주기들 사이의 간격에 대한 주기 간격 보상신호를 발생할 수 있다. In detail, the triac brightness controller 1220 is turned on by comparing a voltage waveform corresponding to a portion of the input AC voltage waveform output to the triac brightness controller 1220 with a predetermined reference voltage with respect to a rectified voltage that is full-wave rectified. In operation, the section detection signal may be generated. In addition, a period interval compensation signal for a period between each period of the rectified voltage may be generated by generating a period interval compensation signal maintained for a predetermined period when the period detection signal disappears.

합산부(1254)는 전술한 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호와 정류전압의 각각의 주기 간격에 대한 주기 간격 보상신호를 논리합(OR)시켜 합산 신호를 생성할 수 있다. 합산 신호로 생성되면, 되면 트라이액 밝기 제어기(1220)가 정류전압의 전 구간 동안 켜져 있거나 트라이액 밝기 제어기(1220)가 사용되지 않는 경우에 대하여 정류전압의 각 주기 끝 부분과 시작지점에서 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호가 누락되는 것을 보완할 수 있다. The adder 1254 generates an summation signal by performing an OR on the period detection signal when the triac brightness controller 1220 described above is turned on and the period compensation signal for each period of the rectified voltage. Can be. When generated as a summation signal, the triac brightness controller 1220 is turned on for the entire period of the rectified voltage or the triac at the end and beginning of each period of the rectified voltage for the case where the triac brightness controller 1220 is not used. The section detection signal may be compensated for when the brightness controller 1220 operates on.

물론, 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호를 발생하는 과정에서 사용되는 트라이액 밝기 제어기(1220) 출력전압과 비교되는 기준전압을 무한정 '0'에 가깝게 하면 위에 설명한 정류전압의 각각의 주기 간격 보상신호가 필요 없을 수 있다. 그러나 이는 실현 가능한 회로로 만드는 기준전압을 고려할 때 주기 간격 보상신호를 생성하고, 이를 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호와 논리합 시킨 신호로 발광 전류 조절부(1256)에 의해 전류원(1240)을 동작 시키는 것이 바람직하다. 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호를 획득하기 위한 회로는 앞서 설명한 도 10에 도시된 정류전압 검출회로(830)를 사용할 수도 있다.Of course, when the reference voltage compared with the output voltage of the triac brightness controller 1220 used in the process of generating the interval detection signal when the triac brightness controller 1220 is turned on is infinitely close to '0', Each period interval compensation signal of the rectified voltage may not be necessary. However, this generates a periodic interval compensation signal in consideration of the reference voltage that makes the circuit feasible, and generates a logic interval compensation signal and a logic sum of the period detection signal when the triac brightness controller 1220 operates on. It is preferable to operate the current source 1240 by. The circuit for acquiring the section detection signal when the triac brightness controller 1220 operates on may use the rectified voltage detection circuit 830 illustrated in FIG. 10 described above.

본 실시예에 따른 비반전 출력전압을 가지는 새로운 벅-부스트 방식의 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명장치(1200)는 도 12에서 설명한 바와 같이 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호 및 정류전압 주기 간격에 대한 주기 간격 보상신호의 논리합 신호를 발광 전류 조절부(1256)에서 감지하여 전류원(1240)을 온 또는 오프 시키는 방식으로 트라이액 밝기 제어기(1220)에 의한 디밍(Dimming)이 가능하다.The LED lighting device 1200 using the new buck-boost power circuit topology having a non-inverting output voltage according to the present embodiment has a section when the triac brightness controller 1220 is turned on as shown in FIG. 12. Dimming by the triac brightness controller 1220 in a manner that the light-emitting current control unit 1256 detects the logic sum signal of the sensing signal and the periodic interval compensation signal with respect to the rectified voltage periodic interval to turn on or off the current source 1240. Is possible.

하지만, 기존의 엘이디 조명장치(1200)의 경우에는 출력단에 엘이디 발광부(1230)와 출력전압의 기준 전위 사이에 전류원(1240)이 위치할 수 없다. 그러므로 단순하게 트라이액 밝기 제어기(1220)의 출력이 없는 구간에서 스위치(SW)동작을 멈추는 방식을 이용할 수 밖에 없다. 스위치(SW)의 동작이 멈추더라도 출력 캐패시터(C)에 충전된 전하가 충분히 방전되기 전까지는 엘이디 발광부(1230)가 지속적으로 온 되기 때문에 정확한 트라이액 디밍의 제어가 불가능하다.However, in the conventional LED lighting apparatus 1200, the current source 1240 may not be positioned between the LED light emitting unit 1230 and the reference potential of the output voltage at the output terminal. Therefore, a simple method of stopping the operation of the switch SW in the section where the output of the triac brightness controller 1220 is not available. Even if the operation of the switch SW is stopped, the accurate triac dimming control is impossible because the LED light emitting unit 1230 is continuously turned on until the charge charged in the output capacitor C is sufficiently discharged.

도 14는 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명 장치의 아날로그 디밍을 나타낸 회로도이다.14 is a circuit diagram showing analog dimming of the LED lighting apparatus using the power circuit topology according to the present embodiment.

발광 전류 조절부(1256)는 제 1 저항(R₁), 포토 커플러, 전류 미러, 제 2 저항(R₂)를 포함한다.The light emission current controller 1256 includes a first resistor R ₁ , a photo coupler, a current mirror, and a second resistor R ₂ .

제 1 저항(R₁)의 일단은 아날로그 전압 발생부의 일단과 연결된다. 제 1 저항(R₁)의 타단은 포토 커플러의 일단과 연결된다. 포토 커플러의 타단은 전류 미러의 일단과 연결된다. 전류 미러의 타단은 제 2 저항(R₂)의 일단과 연결된다. 제 2 저항(R₂)의 타단은 공통 그라운드로 접지된다.One end of the first resistor R ₁ is connected to _one end of the analog voltage generator. The other end of the first resistor R ₁ is connected to _one end of the photo coupler. The other end of the photo coupler is connected to one end of the current mirror. The other end of the current mirror is connected to one end of the second resistor R ₂ . The other end of the second resistor R ₂ is grounded to the common ground.

전류원(1240)은 OP 앰프(AMP), 스위칭 소자(Q₁), 제 3 저항(R₃)을 포함한다. OP 앰프(AMP)의 + 입력단은 전류 미러와 제 2 저항(R₂)의 접점에 연결된다. 스위칭 소자(Q₁)는 입력단, 전류 인입단, 전류 인출단을 포함하며, 입력단은 OP 앰프(AMP)의 출력단과 연결되고, 전류 인입단은 엘이디 발광부(1230)에 연결되고, 전류 인출단은 제 3 저항(R₃)과 연결된다. OP 앰프(AMP)의 - 입력단은 스위칭 소자(Q₁)와 제 3 저항(R₃)의 접점에 연결된다.The current source 1240 includes an OP amplifier AMP, a switching element Q ₁ , and a third resistor R ₃ . The + input terminal of the OP AMP is connected to the contact of the current mirror and the second resistor R ₂ . The switching element Q ₁ includes an input terminal, a current inlet terminal, and a current outlet terminal, the input terminal is connected to an output terminal of the OP amplifier, and the current inlet terminal is connected to the LED light emitting unit 1230, and the current extraction terminal. Is connected to the third resistor R ₃ . The − input terminal of the OP AMP is connected to the contact point of the switching element Q ₁ and the third resistor R ₃ .

이하, 아날로그 디밍에 대해 설명한다. 비반전 출력전압을 가지는 새로운 벅-부스트 방식의 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명장치(1200)는 엘이디 발광부(1230)의 발광 전류 조절을 위하여 발광 전류 조절부(1256)에서 출력전류(I_OUT)가 조절되는 전류원(1240)을 사용한다. 엘이디 조명장치(1200)는 별도의 디밍장치로부터 발생하는 아날로그 전압 신호를 받은 후 아날로그 전압 신호에 비례(또는 반비례)하게끔 발광 전류 조절부(1256)를 이용하여 전류원(1240)의 출력전류(I_OUT)를 조절하는 방식으로 아날로그 디밍이 가능하다. 엘이디 조명장치(1200)는 입력되는 아날로그 전압 신호의 기준이 구동부(1250)의 접지 전위와 다를 수 있으므로 도 14에 도시된 바와 같이 절연된 신호 전달 장치(예컨대, 포토 커플러) 등을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 도 14에 도시된 발광 전류 조절부(1256) 및 전류원(1240)은 아날로그 디밍을 위한 발광 전류 조절부(1256) 및 전류원(1240)의 한 가지 실시예에 불과하다.Hereinafter, analog dimming will be described. The LED lighting device 1200 using a new buck-boost power circuit topology having a non-inverting output voltage has an output current I _OUT at the light emitting current controller 1256 to control the light emitting current of the LED light emitting unit 1230. Uses a current source 1240 that is controlled. The LED lighting device 1200 receives an analog voltage signal generated from a separate dimming device and then outputs the current I _OUT of the current source 1240 using the light emitting current controller 1256 to be proportional (or inversely proportional to) the analog voltage signal. Analog dimming is possible by adjusting). Since the reference of the input analog voltage signal may be different from the ground potential of the driving unit 1250, the LED lighting device 1200 preferably uses an isolated signal transmission device (eg, a photo coupler) as shown in FIG. 14. . In addition, the light emission current controller 1256 and the current source 1240 shown in FIG. 14 are only one embodiment of the light emission current controller 1256 and the current source 1240 for analog dimming.

이하, PWM 디밍에 대해 설명한다. 비반전 출력전압을 가지는 새로운 벅-부스트 방식의 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명장치(1200)는 PWM 입력신호를 받아 신호가 하이(High)인 구간에서만 엘이디 발광부(1230)의 발광 전류를 조절하는 전류원(1240)을 온 시키므로(반대의 경우도 가능함) 엘이디 발광부(1230)의 밝기 제어할 수 있다. PWM 입력신호를 이용한 엘이디 발광부(1230)의 밝기 제어를 위한 구성은 트라이액 디밍을 위한 구성에서 트라이액 밝기 제어기(1220)가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호 및 주기 간격 보상신호를 논리합 시켜 전류원(1240)의 온/오프 구동 신호로 이용하는 대신 입력되는 PWM 신호를 직접 전류원(1240)의 온/오프 구동 신호로 이용할 수 있다.Hereinafter, PWM dimming will be described. The LED lighting device 1200 using a new buck-boost power circuit topology having a non-inverting output voltage receives a PWM input signal and adjusts the light emission current of the LED light emitting unit 1230 only when the signal is high. Since the current source 1240 is turned on (or vice versa), the brightness of the LED light emitting unit 1230 can be controlled. The configuration for controlling the brightness of the LED light emitting unit 1230 using the PWM input signal is a logic sum of the interval detection signal and the periodic interval compensation signal when the triac brightness controller 1220 is turned on in the triac dimming configuration. Instead of using the on / off driving signal of the current source 1240, the input PWM signal may be directly used as the on / off driving signal of the current source 1240.

도 15는 본 실시예에 따른 전원회로 토폴로지를 이용한 다수의 병렬 엘이디 발광부(1510) 전류원(1520)의 조합과 발광 전류 조절부 및 최소값 결정부를 가지는 엘이디 조명 장치를 나타낸 회로도이다.FIG. 15 is a circuit diagram illustrating an LED lighting apparatus having a combination of a plurality of parallel LED light emitting units 1510 current sources 1520, a light emitting current adjusting unit, and a minimum value determining unit using a power circuit topology according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 엘이디 조명 장치(1500)는 스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D), 캐패시터(C), 엘이디 발광부(1510), 전류원(1520) 및 구동부(1530)를 포함한다. 엘이디 조명 장치(1500)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The LED lighting apparatus 1500 according to the present exemplary embodiment includes a switch SW, an inductor L, a diode D, a capacitor C, an LED light emitter 1510, a current source 1520, and a driver 1530. do. Components included in the LED lighting device 1500 are not necessarily limited thereto.

엘이디 조명 장치(1500) 내의 스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D) 및 캐패시터(C)의 연결관계는 도 2와 동일하므로 그 기재를 생략한다.Since the connection relationship between the switch SW, the inductor L, the diode D, and the capacitor C in the LED lighting apparatus 1500 is the same as in FIG. 2, the description thereof is omitted.

엘이디 발광부(1510)는 복수의 발광 다이오드 어레이(1512, 1514, 1546)를 포함한다. 전류원(1520)은 발광 다이오드 어레이(1512, 1514, 1546) 각각마다 직렬로 연결된다.The LED light emitting unit 1510 includes a plurality of light emitting

diode arrays

1512, 1514, and 1546. The current source 1520 is connected in series to each of the

LED arrays

1512, 1514, and 1546.

구동부(1530)는 출력전압 제어부(1534), 최소값 결정부(1536) 및 발광 전류 조절부(1538)를 포함한다. 발광 전류 조절부(1538)는 전류원(1520)의 전류를 제어한다. 최소값 결정부(1536)의 일단은 엘이디 발광부(1510)와 전류원(1520)의 접점에 연결된다. 최소값 결정부(1536)의 타단은 출력전압 제어부(1534)의 일단에 연결된다. 최소값 결정부(1536)는 인덕터(L)에 충전된 출력전압(V_O)이 발광 다이오드 어레이(1512, 1514, 1546) 각각의 순방향 도통 전압 이상이 될 수 있도록 전류원(1520)의 전압 중 최저값이 출력전압(V_O)의 제어를 위해 출력전압 제어부(1534)로 입력되도록 한다. 출력전압 제어부(1534)는 최소값 결정부(1536)로부터 전류원(1520)의 전압(예컨대, V₁ 내지 V_N) 중 최소값을 수신하며, 수신된 최소값을 기반으로 스위치(SW)의 스위칭을 제어하기 위한 구동 신호를 발생한다.The driver 1530 includes an output voltage controller 1534, a minimum value determiner 1536, and an emission current controller 1538. The light emission current controller 1538 controls the current of the current source 1520. One end of the minimum value determiner 1536 is connected to a contact point of the LED light emitter 1510 and the current source 1520. The other end of the minimum value determiner 1536 is connected to one end of the output voltage controller 1534. The minimum value determiner 1536 may determine a minimum value of the voltage of the current source 1520 so that the output voltage V ₀ charged in the inductor L may be equal to or higher than the forward conduction voltage of each of the

LED arrays

1512, 1514, and 1546. In order to control the output voltage (V _O ) to be input to the output voltage control unit 1534. The output voltage controller 1534 receives the minimum value of the voltages (eg, V ₁ to V _N ) of the current source 1520 from the minimum value determiner 1536, and controls the switching of the switch SW based on the received minimum value. To generate a driving signal.

이하, 엘이디 조명 장치(1500)에 포함된 소자들의 연결관계에 대해 설명한다. 인덕터(L)의 일단, 스위치(SW)의 일단, 캐패시터(C)의 일단, 전류원의 일단이 공통 그라운드로 접지된다. 인덕터(L)의 타단과 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결된다. 다이오드(D)의 일단은 인덕터(L)와 입력전원의 접점에 연결되고, 다이오드(D)의 타단은 캐패시터(C)의 타단에 연결된다. 엘이디 발광부(1510)의 일단은 다이오드(D)와 캐패시터(C)의 접점에 연결되고, 엘이디 발광부(1510)의 타단은 전류원(1520)과 연결된다.Hereinafter, the connection relationship between the elements included in the LED lighting apparatus 1500 will be described. One end of the inductor L, one end of the switch SW, one end of the capacitor C, and one end of the current source are grounded to a common ground. The other end of the inductor L and the other end of the switch SW are connected to an input power source. One end of the diode D is connected to the contact point of the inductor L and the input power, and the other end of the diode D is connected to the other end of the capacitor C. One end of the LED light emitting unit 1510 is connected to the contact of the diode D and the capacitor C, and the other end of the LED light emitting unit 1510 is connected to the current source 1520.

이하, 도 15의 엘이디 조명장치(1500)에 대해 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the LED lighting apparatus 1500 of FIG. 15 will be further described.

도 15에 도시된 바와 같이 비반전 출력전압을 가지는 새로운 벅-부스트 방식의 전원회로 토폴로지를 이용한 엘이디 조명장치(1500)는 엘이디 발광부(1510) 및 각각의 엘이디 발광부(1510)에 직렬로 연결되는 발광 전류 조절부(1538)에 의해 제각기 조절되는 전류원(1520)의 조합을 다수 구비할 수 있다. 각각의 엘이디 발광부(1510)와 전류원(1520) 조합을 병렬로 연결하고 출력전압이 각각의 모든 엘이디 발광부(1510)의 순방향 도통 전압 이상이 될 수 있도록 할 수 있다. 복수 개의 병렬로 연결되는 전류원(1520)들의 일단에 걸리는 전압 중에 가장 낮은 값이 출력전압 제어를 위한 출력전압 제어부(1534)의 입력으로 전달 되도록 최소값 결정부(Loser Takes All)를 구비할 수 있다. 최소값 결정부를 구비할 경우, 다수의 각기 발광 전류가 조절되는 엘이디 발광부(1510)를 갖는 엘이디 조명장치(1500)로 응용하여 구현 가능하다.As shown in FIG. 15, the LED lighting device 1500 using a new buck-boost power circuit topology having a non-inverting output voltage is connected in series to the LED light emitting unit 1510 and each LED light emitting unit 1510. A plurality of combinations of current sources 1520, which are individually controlled by the light emitting current controller 1538, may be provided. Each LED light emitting unit 1510 and the current source 1520 may be connected in parallel, and the output voltage may be equal to or higher than the forward conduction voltage of all of the LED light emitting units 1510. The lowest value determining unit (Loser Takes All) may be provided such that a lowest value among voltages applied to one end of the plurality of current sources 1520 connected in parallel is transferred to the input of the output voltage controller 1534 for controlling the output voltage. When the minimum value determining unit is provided, the LED lighting device 1500 may be implemented as an LED lighting device 1500 having an LED light emitting unit 1510 in which a plurality of light emitting currents are adjusted.

도 15에 도시된 엘이디 조명장치(1500)의 경우, 각 엘이디 발광부(1510) 색상을 다르게 사용하여(예컨대, 삼원색 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue)) 각각의 엘이디 발광부(1510)에 흐르는 발광 전류의 비율에 따라 다양한 색상의 엘이디 조명이 가능하다. 이때, 색상이 다른 엘이디 발광부(1510)의 순방향 도통 전압이 다름을 고려하여 각 색상마다 직렬로 연결되는 엘이디 개수를 다르게 하여 전체적으로 비슷한 순방향 도통 전압을 갖도록 할 수 있다.In the LED lighting apparatus 1500 illustrated in FIG. 15, each LED light emitting unit 1510 uses different colors (eg, three primary colors red, green, and blue), respectively. LED lighting of various colors is possible according to the ratio of the light emission current flowing through the 1510. At this time, in consideration of the difference in the forward conduction voltage of the LED light emitting unit 1510 having different colors, the number of LEDs connected in series for each color may be different so as to have a similar forward conduction voltage as a whole.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and those skilled in the art to which the present embodiment belongs may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Therefore, the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present embodiment but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present embodiment.

210, 820, 1130: 구동부210, 820, 1130: drive unit

620: 영전류 감지 회로620: zero current sensing circuit

720: 구동부 전원전압 공급회로720: driver voltage supply circuit

830: 전류전압 검출회로830: current voltage detection circuit

1110. 1230, 1510: 엘이디 발광부1110. 1230, 1510: LED light emitting unit

1120, 1240, 1520: 전류원1120, 1240, 1520: Current source

1132, 1252. 1534: 출력전압 제어부1132, 1252. 1534: Output voltage control unit

1134, 1256, 1534: 발광전류 조절부1134, 1256, 1534: light emitting current controller

1210: 정류부1210: rectifier

1220: 트라이액 밝기 제어기1220: Triac brightness controller

1254: 합산부1254: adding up

1536: 최소값 결정부1536: minimum value determination unit

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본 특허출원은 2013. 11. 26.에 한국에 출원한 특허출원번호 제10-2013-0144886호에 대해 미국 특허법 119(a)조(35 U.S.C § 119(a))에 따라 우선권을 주장하면, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다. 아울러, 본 특허출원은 미국 이외에 국가에 대해서도 위와 동일한 이유로 우선권을 주장하면 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.This patent application claims priority under No. 119 (a) (35 USC § 119 (a)) of the United States Patent Application No. 10-2013-0144886 filed with Korea on November 26, 2013, All of which is incorporated herein by reference. In addition, if this patent application claims priority for the same reason for countries other than the United States, all its contents are incorporated into this patent application by reference.

Claims

입력전압(V_IN)을 인가받으며, 구동부로부터 인가된 구동 신호에 근거하여 스위칭을 수행하는 스위치(SW); A switch SW receiving an input voltage V _IN and performing switching based on a driving signal applied from a driving unit;

상기 스위치(SW)의 온 또는 오프에 따라 충방전을 수행하는 인덕터(L); An inductor (L) for performing charging and discharging according to on or off of the switch (SW);

다이오드(D); 및Diode (D); And

상기 다이오드(D)의 도통 여부에 따라 충방전을 수행하는 캐패시터(C)를 포함하며, It includes a capacitor (C) for performing the charging and discharging according to the conduction of the diode (D),

상기 인덕터(L)의 일단, 상기 스위치(SW)의 일단, 상기 캐패시터(C)의 일단이 공통 그라운드로 접지되며, 상기 인덕터(L)의 타단과 상기 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결되며, 상기 다이오드(D)의 일단은 상기 인덕터(L)와 상기 입력전원의 접점에 연결되고, 상기 다이오드(D)의 타단은 상기 캐패시터(C)의 타단에 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.One end of the inductor L, one end of the switch SW, one end of the capacitor C are grounded to a common ground, and the other end of the inductor L and the other end of the switch SW are connected to an input power source. One end of the diode (D) is connected to the contact point of the inductor (L) and the input power, the other end of the diode (D) is a power supply characterized in that connected to the other end of the capacitor (C) .
제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 구동 신호에 근거하여 상기 스위치(SW)가 온으로 동작하는 경우, 상기 입력전압(V_IN)에 의해 상기 인덕터(L)에 흐르는 인덕터 전류(I_L)가 증가되면서, 상기 인덕터(L)에 상기 인덕터 전류(I_L)가 충전되며, When the switch SW is turned on based on the driving signal, the inductor current I _L flowing through the inductor _L is increased by the input voltage V _IN , thereby increasing the inductor L. The inductor current I _L is charged,

상기 구동 신호에 근거하여 상기 스위치(SW)가 오프로 동작하는 경우, 상기 인덕터 전류(I_L)가 출력전압(V_O)으로 공급되어 상기 캐패시터(C)가 충전되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.When the switch SW is turned off based on the driving signal, the inductor current I _L is supplied to the output voltage V _O and the capacitor C is charged. .
제 2 항에 있어서,The method of claim 2,

상기 스위치(SW)가 온으로 동작하는 경우,When the switch SW is turned on,

상기 인덕터(L)의 양단간에는 상기 입력전압(V_IN)이 인가되어, 상기 인덕터 전류(I_L)가 상기 입력전압(V_IN)을 인덕터 용량값(Inductance)으로 나눈 기울기로 점차 증가되며, 상기 다이오드(D)에 상기 출력전압(V_O)과 상기 입력전압(V_IN)의 합한 전압이 역방향으로 인가되므로 상기 다이오드(D)가 오프되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.The input voltage V _IN is applied between both ends of the inductor L, and the inductor current I _L is gradually increased by the slope obtained by dividing the input voltage V _IN by the inductance value. The diode D is turned off because the sum of the output voltage V _O and the input voltage V _IN is applied to the diode D in a reverse direction.
제 2 항에 있어서,The method of claim 2,

상기 스위치(SW)가 오프로 동작하는 경우, 상기 인덕터 전류(I_L)의 흐름에 의해 상기 다이오드(D)가 도통되며 상기 인덕터(L)에 상기 스위치(SW)가 온으로 동작할 때의 역방향으로 상기 출력전압(V_O)이 인가되어 상기 인덕터 전류(I_L)가 상기 출력전압(V_O)을 인덕터 용량값(인덕턴스)으로 나눈 기울기로 점차 감소하면서 상기 다이오드(D)를 경유하여 상기 캐패시터(C)에 충전되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.When the switch SW is turned off, the diode D is turned on by the flow of the inductor current I _L and the reverse direction when the switch SW is turned on to the inductor L The output voltage (V _O ) is applied so that the inductor current (I _L ) is gradually reduced to the slope of the output voltage (V _O ) divided by the inductor capacitance value (inductance) while the capacitor via the diode (D) (C) a power supply characterized in that it is charged.
제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

제 1 저항(R₁), 제 2 저항(R₂) 및 제 1 다이오드(D₁)를 포함하는 영전류 감지회로(Zero Current Detection Circuit)를 추가로 포함하며,And a zero current detection circuit including a first resistor R ₁ , a second resistor R ₂ , and a first diode D ₁ ,

상기 제 1 저항(R₁)과 상기 제 2 저항(R₂)은 상기 다이오드(D)와 직렬로 순차 연결되며, The first resistor R ₁ and the second resistor R ₂ are sequentially connected to the diode D in series.

상기 제 1 다이오드(D₁)의 일단은 상기 제 1 저항(R₁)과 상기 제 2 저항(R₂)의 접점과 연결되고, 상기 제 1 다이오드(D₁)의 타단은 상기 제 2 저항(R₂)과 공통 그라운드로 접지되며, One end of the first diode D ₁ is connected to a contact point of the first resistor R ₁ and the second resistor R ₂ , and the other end of the first diode D ₁ is connected to the second resistor ( R ₂ ) and common ground,

상기 구동부는 상기 제 1 저항(R₁)과 상기 제 2 저항(R₂)의 접점의 출력을 영전류 검출 신호로 이용하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.And the driver uses the output of the contact point of the first resistor (R ₁ ) and the second resistor (R ₂ ) as a zero current detection signal.
제 5 항에 있어서,The method of claim 5,

상기 영전류 감지회로는,The zero current sensing circuit,

상기 인덕터(L)에 인가되는 전압(V_L)을 상기 제 1 저항(R₁)과 상기 제 2 저항(R₂)의 저항 분배에 의한 감지 전압(V₁)으로 출력하고, 상기 감지 전압(V₁)을 영전류 감지 신호로서 상기 구동부로 입력하여 상기 구동부로 하여금 상기 스위치(SW)의 온 시점을 결정하도록 하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.The voltage V _L applied to the inductor L is output as a sensing voltage V ₁ by the resistance distribution between the first resistor R ₁ and the second resistor R ₂ , and the sensing voltage ( And V ₁ ) as a zero current sensing signal to the driving unit to cause the driving unit to determine an on time point of the switch (SW).
제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

제 1 캐패시터(C₁), 제 1 다이오드(D₁) 및 제 2 캐패시터(C₂)를 포함하는 구동부 전원전압 공급회로를 추가로 포함하며,Further comprising a driver power supply voltage supply circuit including a first capacitor (C ₁ ), a first diode (D ₁ ) and a second capacitor (C ₂ ),

상기 제 1 캐패시터(C₁)는 상기 다이오드(D)와 직렬로 연결되며, 상기 제 1 다이오드(D₁)는 상기 제 1 캐패시터(C₁)와 직렬로 연결되며, 상기 제 2 캐패시터(C₂)의 일단은 상기 제 1 다이오드(D₁)의 타단과 연결되고, 상기 제 2 캐패시터(C₂)의 타단은 공통 그라운드로 접지되며, The first capacitor (C ₁ ) is connected in series with the diode (D), the first diode (D ₁ ) is connected in series with the first capacitor (C ₁ ), the second capacitor (C ₂₎ One end of) is connected to the other end of the first diode (D ₁ ), the other end of the second capacitor (C ₂ ) is grounded to a common ground,

상기 구동부 전원전압 공급회로는 상기 제 1 다이오드(D₁)와 상기 제 2 캐패시터(C₂)의 접점으로부터의 출력이 전원전압으로 상기 구동부에 입력하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.The driving unit power supply voltage supply circuit is characterized in that the output from the contact point of the first diode (D ₁ ) and the second capacitor (C ₂ ) is input to the driving unit as a power supply voltage.
제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

제 1 저항(R₁), 제 1 다이오드(D₁) 및 제 2 저항(R₂)를 포함하는 구동부 전원전압 공급회로를 추가로 포함하며,Further comprising a driver power supply voltage supply circuit including a first resistor (R ₁ ), a first diode (D ₁ ) and a second resistor (R ₂ ),

상기 제 1 저항(R₁)는 상기 다이오드(D)와 직렬로 연결되며, 상기 제 1 다이오드(D₁)는 상기 제 1 저항(R₁)과 직렬로 연결되며, 상기 제 2 저항(R₂)의 일단은 상기 제 1 다이오드(D₁)의 타단과 연결되고, 상기 제 2 저항(R₂)의 타단은 상기 공통 그라운드로 접지되며, The first resistor (R ₁ ) is connected in series with the diode (D), the first diode (D ₁ ) is connected in series with the first resistor (R ₁ ), the second resistor (R ₂₎ One end of) is connected to the other end of the first diode (D ₁ ), the other end of the second resistor (R ₂ ) is grounded to the common ground,

상기 구동부 전원전압 공급회로는 상기 제 1 다이오드(D₁)와 상기 제 2 저항(R₂)의 접점으로부터의 출력이 전원전압으로 상기 구동부에 입력하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.The driving unit power supply voltage supply circuit is characterized in that the output from the contact point of the first diode (D ₁ ) and the second resistor (R ₂ ) is input to the driving unit as a power supply voltage.
제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein

상기 구동부 전원전압 공급회로는,The driving unit power voltage supply circuit,

상기 스위치(SW)가 오프로 동작하는 경우, 상기 인덕터(L)에 충전된 펄스 형태의 출력전압(V_O)을 이용하여 상기 구동부가 스위칭을 수행하는 동안에 별도로 전원전압을 상기 구동부로 공급하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.When the switch SW is turned off, it is possible to separately supply a power supply voltage to the driving unit while the driving unit performs switching by using the output voltage V _O of the pulse type charged in the inductor L. Characterized by a power supply.
제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein

상기 전원전압 공급회로는,The power supply voltage supply circuit,

상기 인덕터(L)에 충전된 펄스 형태의 출력전압(V_O)을 상기 제 1 다이오드(D₁)를 이용하여 상기 제 2 캐패시터(C₂)로 전달하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.Power supply device, characterized in that for transmitting the output voltage (V _O ) in the form of a pulse charged in the inductor (L) to the second capacitor (C ₂ ) by using the first diode (D ₁ ).
제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

교류 전압(AC)의 출력에 연결되어, 교류 전류를 직류 전류로 정류하며, 상기 직류 전류를 상기 입력전압(V_IN)으로 공급하는 정류부A rectifier connected to an output of an AC voltage, rectifying an AC current into a DC current, and supplying the DC current to the input voltage V _IN .

를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.Power supply, characterized in that it further comprises.
제 11 항에 있어서,The method of claim 11,

상기 구동부는,The driving unit,

상기 정류부로 상기 입력전압(V_IN)을 입력받고, 상기 스위치(SW)로 출력을 전달하는 정류전압 검출회로를 포함하며,Rectified voltage detection circuit for receiving the input voltage (V _IN ) to the rectifier, and delivers the output to the switch (SW),

상기 구동부는 상기 정류전압 검출회로에서 출력된 정류전압 검출 신호를 이용하여 상기 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.And the driving unit generates the driving signal using the rectified voltage detection signal output from the rectified voltage detection circuit.
제 12 항에 있어서,The method of claim 12,

상기 구동부는,The driving unit,

상기 스위치(SW)가 온으로 동작할 때 흐르는 스위치 전류가 상기 정류전압에 비례하는 경우 입력 전류가 기 설정된 역률(Power Factor)을 갖도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.And when the switch current flowing when the switch (SW) is turned on is proportional to the rectified voltage, controlling the input current to have a preset power factor.
제 12 항에 있어서,The method of claim 12,

상기 정류전압 검출회로는 제 1 다이오드(D₁), 제 2 다이오드(D₂), 제 1 저항(R₁), 제 2 저항(R₂) 및 제 1 캐패시터(C₁)를 포함하며,The rectified voltage detection circuit includes a first diode (D ₁ ), a second diode (D ₂ ), a first resistor (R ₁ ), a second resistor (R ₂ ), and a first capacitor (C ₁ ),

상기 제 1 다이오드(D₁)의 일단은 상기 입력전원의 일단과 연결되며, 상기 제 2 다이오드(D₂)의 일단은 상기 입력전원의 타단과 연결되며, 상기 제 1 다이오드(D₁)의 타단과 상기 제 2 다이오드(D₂)의 타단은 서로 연결되며,One end of the first diode D ₁ is connected to _one end of the input power, one end of the second diode D ₂ is connected to the other end of the input power, and the other of the first diode D ₁ . And the other end of the second diode D ₂ is connected to each other,

상기 제 1 저항(R₁)의 일단은 상기 제 1 다이오드(D₁)와 타단과 상기 제 2 다이오드(D₂)의 타단의 접점과 연결되며, 상기 제 1 저항(R₁)의 타단은 상기 제 2 저항(R₂)의 일단과 연결되며, One end of the first resistor (R ₁ ) is connected to the other end of the first diode (D ₁ ) and the other end of the second diode (D ₂ ), the other end of the first resistor (R ₁ ) Is connected to one end of the second resistor R ₂ ,

상기 제 1 캐패시터(C₁)는 상기 제 2 저항(R₂)과 병렬로 연결되며,The first capacitor C ₁ is connected in parallel with the second resistor R ₂ ,

상기 제 2 저항(R₂)의 타단은 공통 그라운드로 접지되며, 상기 정류전압 검출회로는 상기 제 1 저항(R₁)과 상기 제 2 저항(R₂)의 접점의 출력을 정류 전압 검출 신호로 이용하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.The other end of the second resistor R ₂ is grounded to a common ground, and the rectified voltage detection circuit uses the output of the contact point of the first resistor R ₁ and the second resistor R ₂ as a rectified voltage detection signal. Power supply, characterized in that used.
입력전압(V_IN)을 인가받으며, 구동부로부터 인가된 구동 신호에 근거하여 스위칭을 수행하는 스위치(SW); A switch SW receiving an input voltage V _IN and performing switching based on a driving signal applied from a driving unit;

상기 스위치(SW)의 온 또는 오프에 따라 충방전을 수행하는 인덕터(L); An inductor (L) for performing charging and discharging according to on or off of the switch (SW);

다이오드(D);Diode (D);

상기 다이오드(D)의 도통 여부에 따라 충방전을 수행하는 캐패시터(C);A capacitor (C) for performing charging and discharging depending on whether the diode (D) is conductive;

상기 캐패시터(C)로부터 방전되는 전력으로 동작하는 엘이디 발광부; 및An LED light emitting unit operating with electric power discharged from the capacitor C; And

상기 엘이디 발광부의 발광 전류를 결정하는 전류원Current source for determining the light emitting current of the LED light emitting unit

을 포함하며, 상기 인덕터(L)의 일단, 상기 스위치(SW)의 일단, 상기 캐패시터(C)의 일단, 상기 전류원의 일단이 공통 그라운드로 접지되며, 상기 인덕터(L)의 타단과 상기 스위치(SW)의 타단은 입력전원과 연결되며, 상기 다이오드(D)의 일단은 상기 인덕터(L)와 상기 입력전원의 접점에 연결되고, 상기 다이오드(D)의 타단은 상기 캐패시터(C)의 타단에 연결되며,It includes, one end of the inductor (L), one end of the switch (SW), one end of the capacitor (C), one end of the current source is grounded to a common ground, the other end of the inductor (L) and the switch ( The other end of SW) is connected to an input power source, one end of the diode D is connected to a contact point of the inductor L and the input power source, and the other end of the diode D is connected to the other end of the capacitor C. Connected,

상기 엘이디 발광부의 일단은 상기 다이오드(D)와 상기 캐패시터(C)의 접점에 연결되고, 상기 엘이디 발광부의 타단은 상기 전류원과 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.One end of the LED light emitting unit is connected to the contact of the diode (D) and the capacitor (C), the other end of the LED light emitting unit is characterized in that the LED lighting device is connected to the current source.
제 15 항에 있어서,The method of claim 15,

상기 구동부는 출력전압 제어부 및 발광 전류 조절부를 포함하며, The driving unit includes an output voltage control unit and a light emission current control unit,

상기 출력전압 제어부의 일단은 상기 엘이디 발광부와 상기 전류원의 접점과 연결되며, 상기 출력전압 제어부의 타단은 상기 스위치(SW)의 입력단에 연결되어 상기 구동 신호를 발생하며, One end of the output voltage control unit is connected to the contact point of the LED light emitting unit and the current source, the other end of the output voltage control unit is connected to the input terminal of the switch (SW) to generate the drive signal,

상기 발광 전류 조절부는 상기 전류원의 전류를 제어하는 것을 특징으로 엘이디 조명장치.LED lighting device, characterized in that for controlling the current of the light emitting current control unit.
제 15 항에 있어서,The method of claim 15,

트라이액 밝기 제어기(TRIAC Dimmer), 정류부를 추가로 포함하며,A triac dimmer, further comprising a rectifier,

상기 트라이액 밝기 제어기는 교류 전압(AC)의 출력에 연결되며, 상기 정류부는 상기 트라이액 밝기 제어기에 연결되어, 교류 전류를 직류 전류로 정류하며, 상기 직류 전류를 상기 입력전압(V_IN)으로 공급하며, The triac brightness controller is connected to the output of an alternating voltage (AC), the rectifier is connected to the triac brightness controller, rectifies an alternating current into a direct current, and converts the direct current into the input voltage (V _IN ). Supply,

상기 정류부의 입력단 타측은 상기 교류 전압(AC)의 타단과 연결되고, 상기 정류부의 출력단 일측은 상기 스위치(SW)의 전류 인입단과 연결되고, 상기 정류부의 출력단 타측은 공통 그라운드로 접지되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.The other end of the input terminal of the rectifier is connected to the other end of the AC voltage AC, one output terminal of the rectifier is connected to the current inlet of the switch SW, and the other end of the output terminal of the rectifier is grounded to a common ground. LED lighting device.
제 17 항에 있어서,The method of claim 17,

상기 구동부는 출력전압 제어부, 합산부 및 발광 전류 조절부를 포함하며, The driving unit includes an output voltage controller, an adder, and a light emission current controller.

상기 출력전압 제어부의 일단은 상기 엘이디 발광부와 상기 전류원의 접점과 연결되며, 상기 출력전압 제어부의 타단은 상기 스위치(SW)의 입력단에 연결되어 상기 구동 신호를 발생하며, One end of the output voltage control unit is connected to the contact point of the LED light emitting unit and the current source, the other end of the output voltage control unit is connected to the input terminal of the switch (SW) to generate the drive signal,

상기 발광 전류 조절부는 상기 전류원의 전류를 제어하며, The light emitting current control unit controls the current of the current source,

상기 합산부의 일단은 상기 정류부의 입력단 일측과 연결되고, 상기 합산부의 타단은 상기 발광 전류 조절부와 연결되며, 상기 트라이액 밝기 제어기로부터 상기 트라이액 밝기 제어기가 온으로 동작할 때의 구간 감지 신호와 주기 간격 보상신호를 합산한 합산 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.One end of the adder is connected to one side of the input terminal of the rectifier, and the other end of the adder is connected to the light emission current adjusting unit, and a section detection signal when the triac brightness controller is turned on from the triac brightness controller. LED lighting device, characterized in that for generating a sum signal of the sum of the periodic interval compensation signal.
제 18 항에 있어서,The method of claim 18,

상기 발광 전류 조절부는 상기 합산 신호가 존재하는 경우에만 상기 전류원을 동작 시키고 나머지 구간 동안은 상기 전류원의 동작을 정지 시키는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.And the light emitting current controller operates the current source only when the summing signal is present and stops the operation of the current source for the remaining sections.
제 15 항에 있어서,The method of claim 15,

상기 구동부는 제 1 저항(R₁), 포토 커플러, 전류 미러, 제 2 저항(R₂)를 포함하는 발광 전류 조절부를 포함하며, The driving unit includes a light emission current controller including a first resistor (R ₁ ), a photo coupler, a current mirror, a second resistor (R ₂ ),

상기 제 1 저항(R₁)의 일단은 아날로그 전압 발생부의 일단과 연결되고, 상기 제 1 저항(R₁)의 타단은 상기 포토 커플러의 일단과 연결되며, 상기 포토 커플러의 타단은 상기 전류 미러의 일단과 연결되고, 상기 전류 미러의 타단은 상기 제 2 저항(R₂)의 일단과 연결되며, 상기 제 2 저항(R₂)의 타단은 공통 그라운드와 접지되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.One end of the first resistor R ₁ is connected to _one end of an analog voltage generator, the other end of the first resistor R ₁ is connected to one end of the photo coupler, and the other end of the photo coupler is connected to the current mirror. one end being connected to the other end of the current mirror is an LED lighting device, characterized in that the second is connected to one end of the resistor (R _2), that the other end of the second resistor (R ₂₎ is the common ground and the ground.
제 15 항에 있어서,The method of claim 15,

상기 전류원은 OP 앰프(AMP), 스위칭 소자(Q₁), 제 3 저항(R₃)을 포함하며, The current source includes an operational amplifier (AMP), a switching element (Q ₁ ), a third resistor (R ₃ ),

상기 OP 앰프(AMP)의 + 입력단은 상기 전류 미러와 상기 제 2 저항(R₂)의 접점에 연결되며, The + input terminal of the OP AMP is connected to a contact of the current mirror and the second resistor R ₂ ,

상기 스위칭 소자(Q₁)는 입력단, 전류 인입단, 전류 인출단을 포함하며, 상기 입력단은 상기 OP 앰프(AMP)의 출력단과 연결되고, 상기 전류 인입단은 상기 엘이디 발광부에 연결되고, 상기 전류 인출단은 상기 제 3 저항(R₃)과 연결되며,The switching element Q ₁ includes an input terminal, a current inlet terminal, and a current outlet terminal, the input terminal is connected to an output terminal of the OP amplifier, and the current inlet terminal is connected to the LED light emitting unit. The current drawing terminal is connected to the third resistor R ₃ ,

상기 OP 앰프(AMP)의 - 입력단은 상기 스위칭 소자(Q₁)와 상기 제 3 저항(R₃)의 접점에 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.LED lighting device, characterized in that the input terminal of the OP AMP is connected to the contact point of the switching element (Q ₁ ) and the third resistor (R ₃ ).
제 15 항에 있어서,The method of claim 15,

상기 엘이디 발광부는 복수의 발광 다이오드 어레이를 포함하며, 상기 전류원은 상기 발광 다이오드 어레이 각각마다 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.The LED light emitting unit includes a plurality of light emitting diode array, wherein the current source is connected to each of the LED array LED lighting apparatus, characterized in that in series.
제 22 항에 있어서,The method of claim 22,

상기 구동부는 출력전압 제어부, 최소값 결정부 및 발광 전류 조절부를 포함하며,The driver includes an output voltage controller, a minimum value determiner, and a light emission current adjuster.

상기 발광 전류 조절부는 상기 전류원의 전류를 제어하며,The light emitting current control unit controls the current of the current source,

상기 최소값 결정부의 일단은 상기 엘이디 발광부와 상기 전류원의 접점에 연결되고, 상기 최소값 결정부의 타단은 상기 출력전압 제어부의 일단에 연결되어, One end of the minimum value determining unit is connected to a contact point of the LED light emitting unit and the current source, and the other end of the minimum value determining unit is connected to one end of the output voltage control unit.

상기 인덕터(L)에 충전된 출력전압(V_O)이 상기 발광 다이오드 어레이 각각의 순방향 도통 전압 이상이 될 수 있도록 상기 전류원의 전압 중 최저값이 상기 출력전압(V_O)의 제어를 위해 상기 출력전압 제어부로 입력되도록 하며,The lowest value of the voltage of the current source is for controlling the output voltage (V _O ) so that the output voltage (V _O ) charged in the inductor (L) is equal to or greater than the forward conduction voltage of each of the light emitting diode arrays. Input to the controller,

상기 출력전압 제어부의 타단은 상기 스위치(SW)의 입력단에 연결되어, 상기 출력전압(V_O)이 결정되도록 하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.The other end of the output voltage control unit is connected to the input terminal of the switch (SW), LED output device, characterized in that the output voltage (V _O ) is determined.