KR101454158B1 - Electrolytic Capacitor-less Power Supply for Lighting LED Drive and 120Hz Ripple Reduction Method of the Same - Google Patents

Electrolytic Capacitor-less Power Supply for Lighting LED Drive and 120Hz Ripple Reduction Method of the Same Download PDF

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KR101454158B1 KR1020130075014A KR20130075014A KR101454158B1 KR 101454158 B1 KR101454158 B1 KR 101454158B1 KR 1020130075014 A KR1020130075014 A KR 1020130075014A KR 20130075014 A KR20130075014 A KR 20130075014A KR 101454158 B1 KR101454158 B1 KR 101454158B1
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노의철
정재헌
박해영
유영문
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부경대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a power conversion device for driving an LED for illumination, which requires the minimum cost. A load side reduces voltages and a current peak value and thus, switching loss is reduced and flickering is minimized. A power factor is optimized by controlling input voltages and currents to have approximately the same phase. An electrolytic capacitor is eliminated and thus, the life span of the power supply device can be extended. A small capacity used for a filter is replaced by a film capacitor and thus, currents on the load side are stabilized. Consequently, the power supply device for driving an LED for illumination is optimized, thereby extending the life span of the power supply device and minimizing costs for the power supply device.

Description

전해 커패시터 없는 ＬＥＤ 구동용 전원장치와 이의 120Ｈｚ 리플 저감기법{Electrolytic Capacitor-less Power Supply for Lighting LED Drive and 120Hz Ripple Reduction Method of the Same}[0001] The present invention relates to a power supply device for driving an LED without an electrolytic capacitor and a 120Hz ripple-

본 발명은 LED 구동용 전원장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전해 커패시터 없는 조명용 LED 구동을 위한 전원장치의 구성을 최대한 간단히 하여 전원장치의 고신뢰성, 장수명, 고효율, 저비용 특성을 확보함과 아울러 LED에 흐르는 전류의 120Hz 리플성분을 최대한 감소시킴으로써 플리커 발생의 가능성을 낮춰 조명용 LED 구동을 위한 전원장치로 폭넓게 활용할 수 있도록 하는 전해 커패시터 없는 LED 전원장치에 이의 120Hz 리플 저감기법에 관한 것이다.
The present invention relates to a power supply device for driving an LED, and more particularly, to a power supply device for driving an LED for illumination without an electrolytic capacitor, which simplifies the configuration of the power supply device as much as possible to ensure high reliability, long life, high efficiency, and low cost characteristics of the power supply device, The present invention relates to a 120 Hz ripple reduction technique for an electrolytic capacitor-free LED power supply device that can reduce the flicker generation possibility by reducing the 120 Hz ripple component of the current flowing in the LED chip power supply device.

전 세계적으로 에너지 비용 저감에 대한 필요성과 에너지 생산에 따른 환경 영향인식의 제고로 인하여 친환경 에너지 저감기술이 집중적으로 개발되고 있다. 특히, 전 세계에서 사용하는 전기 에너지의 약 20 %가 조명에 사용되고 있고, 기존의 형광등 및 백열등과 같은 저효율 조명을 고효율 LED 조명으로 대체하는 것은 에너지 절감 측면에서 바람직한 현상이다. Globally, eco-friendly energy reduction technologies are being intensively developed due to the need for energy cost reduction and the recognition of environmental impacts due to energy production. In particular, about 20% of the electric energy used in the world is used for lighting, and replacing conventional low-efficiency lighting such as fluorescent lamps and incandescent lamps with high-efficiency LED lighting is a desirable energy-saving phenomenon.

위와 같이 에너지 절약의 일환으로 추진되고 있는 조명용 LED(Light Emitting Diode)의 보급 확산에 따라 다양한 용량의 LED 구동용 전원장치에 대한 수요가 급증하고 있다. 전원장치에 대한 성능은 전력계통 측면과 부하측면에서 검토되는데, 전력계통 측면에서는 역률과 효율이 주요한 요소가 되고 부하측면에서는 안정된 전압 또는 전류의 확보가 주요 요소가 된다. As a result of the spread of LED (Light Emitting Diode) for illumination, which is being promoted as part of energy conservation as described above, there is a rapid increase in demand for LED driving power supplies of various capacities. The performance of the power supply system is examined in terms of the power system side and the load side. Power factor and efficiency are the main factors in the power system side and stable voltage or current is the main factor in the load side.

LED 조명 시스템에 있어서 LED 자체의 수명은 100,000 시간 정도로 매우 길지만 전원장치의 수명은 이보다 상당히 짧다. 왜냐하면, 전원장치에 사용하는 전해커패시터의 수명이 2,000∼10,000 시간 정도에 지나지 않기 때문이다. 또한, 전해커패시터는 부피가 커서 전원장치의 많은 부분을 차지하고 온도에 따른 제약이 있어 전원장치의 활용범위를 줄인다.In LED lighting systems, the lifetime of the LED itself is very long, about 100,000 hours, but the lifetime of the power supply is much shorter. This is because the life of the electrolytic capacitor used in the power supply unit is about 2,000 to 10,000 hours. In addition, the electrolytic capacitors are bulky and occupy a large portion of the power supply and are limited in temperature, which reduces the power supply range.

따라서, 전해 커패시터를 사용하지 않는 LED 구동용 전원장치를 구현한다면 전원장치의 장수명화와 소형 경량화에 크게 기여하게 된다.Therefore, if a power supply device for driving LEDs that does not use an electrolytic capacitor is implemented, it contributes greatly to the longevity and small size and weight of the power supply device.

LED 조명용 전원장치를 구성하는 전력변환시스템은 일반적으로 교류를 직류로 변환하는 AC/DC 변환부와 다시 직류를 원하는 직류로 변환하는 DC/DC변환부로 구성된다. 대부분의 국내에서 연구 개발되고 있는 LED 구동용 전원장치는 이러한 2단 구조의 전력변환시스템을 채택하거나 소용량의 경우 1단 구조의 전력변환시스템을 채택하고 있다.The power conversion system constituting the power supply for LED lighting generally comprises an AC / DC converter for converting AC into DC, and a DC / DC converter for converting DC into a desired DC. Most of the domestic LED driving power supply system adopts such a two-stage power conversion system or a small-capacity one-stage power conversion system.

직류링크단을 형성하는 전력변환기의 경우 전해커패시터를 사용하는 것이 일반적이나 전해커패시터의 수명이 2,000∼10,000 시간으로 제한되어 100,000 시간 이상의 수명을 갖는 LED에 비해 상당히 작아서 문제로 지적되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 전해커패시터를 다른 커패시터로 대체하는 연구가 진행되고 있고 전해커패시터가 없는 구조에 대한 연구도 시도되고 있다.In the case of a power converter forming a DC link stage, an electrolytic capacitor is generally used, but the lifetime of an electrolytic capacitor is limited to 2,000 to 10,000 hours, which is considerably smaller than an LED having a lifetime of 100,000 hours or more. In order to solve these problems, research is being conducted to replace electrolytic capacitors with other capacitors, and studies on structures without electrolytic capacitors are also being attempted.

용량이 큰 전해커패시터를 용량이 작은 다른 커패시터로 대체하는 연구의 경우 용량이 작아짐에 따라 전압 리플 문제를 해결하기 위하여 고주파를 주입하는 기법을 채택하기도 한다. 역률 0.9 이상의 조건을 만족하기 위하여 역률 0.9 이상을 만족하면서 전해커패시터를 다른 커패시터로 대체하는 방법도 연구되고 있다.A study of replacing large capacitance electrolytic capacitors with other capacitors of small capacitances has also adopted a technique of injecting high frequencies to solve the voltage ripple problem as capacitance decreases. In order to satisfy the power factor of 0.9 or more, a method of replacing electrolytic capacitors with other capacitors while satisfying a power factor of 0.9 or more has been studied.

장수명을 위해 전해커패시터를 없앤 LED 드라이버의 경우 전원 주파수의 2배에 해당하는 고주파가 발생하게 되는데, 이러한 고주파 성분에 의한 플리커를 없애기 위한 AC/DC 드라이버에 관한 연구도 진행되고 있다.In the case of an LED driver without an electrolytic capacitor for long life, a high frequency equivalent to twice the power frequency is generated. Studies on an AC / DC driver for eliminating flicker due to such high frequency components are also under way.

도 1은 종래의 조명용 LED 구동용 전원장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a conventional power supply device for driving an LED for illumination.

종래의 조명용 LED 구동용 전원장치는 PFC 기능이 있는 교류-직류 전력변환부와 직류-직류 전력변환부로 구성되며 스위칭에 의한 리플성분을 감소시키기 위해 전해커패시터를 사용하는 것으로서 도 1에 도시한 바와 같이, 크게 2단으로 구성되는데, 이는 입력 교류측의 PFC(Power Factor Correction)와 절연(Isolation)을 담당하는 PFC 및 절연부(101)와, 직류 출력전압을 원하는 전원으로 안정화시켜 LED 부하(103)에 공급하는 전압 레귤레이터(Voltage Regulator)(102)로 나누어진다. 이때 출력 전압의 리플 성분을 줄이기 위하여 필터용 전해커패시터(104)를 사용하는데, 전해커패시터의 수명은 2,000∼10,000 시간 정도로 제한된다. 최근에 100,000 시간의 수명을 갖는 전해커패시터가 개발되어 보급되고 있으나, 이는 가격이 고가이며 수명도 LED의 수명인 50,000 시간보다 훨씬 작기 때문에 문제가 되고 있다.
A conventional power supply device for LED driving for illumination uses an AC-DC power conversion unit having a PFC function and a DC-DC power conversion unit, and uses an electrolytic capacitor to reduce a ripple component due to switching. As shown in FIG. 1, A PFC and an isolation unit 101 for performing PFC (Power Factor Correction) and Isolation on the input AC side, and an LED load 103 by stabilizing the DC output voltage with a desired power source, And a voltage regulator 102 for supplying the voltage to the voltage regulator 102. At this time, an electrolytic capacitor 104 for the filter is used to reduce the ripple component of the output voltage, and the lifetime of the electrolytic capacitor is limited to about 2,000 to 10,000 hours. Electrolytic capacitors having a lifetime of 100,000 hours have recently been developed and popular, but this is problematic because the price is high and the lifetime is much smaller than the lifetime of the LED, which is 50,000 hours.

국내 공개특허 제 10-1992-0022626 호(1992. 12. 19. 공개)Korean Patent Publication No. 10-1992-0022626 (published Dec. 19, 1992) 국내 공개특허 제 10-2012-0111628 호(2012. 10. 10. 공개)Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0111628 (disclosed on October 10, 2012) 국내 등록특허 제 10-0950913 호(2010. 03. 26. 등록공고)Domestic Registration No. 10-0950913 (Registration Notice on Mar. 26, 2010) 국내 등록특허 제 10-1008458 호(2011. 01. 07. 등록공고)Domestic Registration No. 10-1008458 (Registration Notice of 2011. 01. 07. 2011)

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 전해 커패시터 없는 조명용 LED 구동을 위한 전원장치의 구성을 최대한 간단히 하여 전원장치의 고신뢰성, 장수명, 고효율, 저비용 특성을 확보함과 아울러 LED에 흐르는 전류의 120Hz 리플성분을 최대한 감소시킴으로써 플리커 발생의 가능성을 낮춰 조명용 LED 구동을 위한 전원장치로 폭넓게 활용할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
In order to solve the above problems, the present invention provides a power supply device for driving an LED for lighting without an electrolytic capacitor as much as possible, thereby ensuring high reliability, long life, high efficiency and low cost characteristics of the power supply device, The present invention aims at reducing the possibility of flicker by reducing the 120 Hz ripple component of the flowing current as much as possible, and thereby making it widely used as a power supply device for driving an LED for illumination.

상기한 바와 같은 목적은 교류 전원을 입력받아 LED 부하(13)에 흐르는 전류가 일정하도록 정전류를 제공하고, 절연을 담당하는 플라이백 컨버터(11); 및 상기 플라이백 컨버터(11)로부터 정전류를 공급받아 LED 부하(13)를 구동시키는 LED 구동부(12)를 포함하고, 상기 LED 구동부(12)는 케소드 공통 접속인 두 개의 다이오드(도 2의 제 5 및 제 6 다이오드)로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명용 LED 구동을 위한 전해 커패시터 없는 전원장치에 의해 달성된다.The above-described object is accomplished by a fly-back converter (11) which receives an AC power and provides a constant current so that the current flowing through the LED load (13) is constant and performs insulation; And an LED driving unit 12 receiving a constant current from the flyback converter 11 and driving the LED load 13. The LED driving unit 12 includes two diodes having a common cathode connection 5, and a sixth diode) for driving the LED for illumination.

또한, 본 발명의 목적은 교류 전원을 입력받아 LED 부하(13)에 흐르는 전류가 일정하도록 정전류를 제공하고, 절연을 담당하는 플라이백 컨버터(11); 및 상기 플라이백 컨버터(11)로부터 공급되는 정전류에 포함되는 리플성분을 감소시켜 상기 LED 부하(13)에 공급하는 필터부(14)를 포함하고, 상기 필터부(14)는 필름커패시터(C)와 코일(L)로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명용 LED 구동을 위한 전해커패시터 없는 전원장치에 의해 달성된다.Also, an object of the present invention is to provide a fly-back converter (11) which receives an AC power and provides a constant current so that a current flowing through the LED load (13) is constant, And a filter unit (14) for reducing a ripple component included in a constant current supplied from the flyback converter (11) and supplying the reduced voltage to the LED load (13). The filter unit (14) And a coil (L). The present invention is achieved by an electrolytic capacitor-less power supply apparatus for driving an LED for illumination.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 상기 필름커패시터(C)는 용량이 1∼9 ㎌의 소용량인 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the film capacitor (C) has a small capacity of 1 to 9 kV.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 기존 플라이백 컨버터와는 달리 정전류 출력을 공급하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a constant current output is provided unlike a conventional flyback converter.

또한 본 발명의 목적은 플라이백 컨버터(11)로 60 Hz의 교류전원을 120 Hz의 리플성분을 포함하는 직류전원으로 변환하는 단계; 및 상기 직류전원에서 다이오드(D5)와 1∼9 ㎌의 필름 커패시터(C) 그리고 코일(L)에 의해 리플성분을 감소시키는 단계를 포함하고, 상기 교류전원의 역률은 스위칭 주파수의 듀티비에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 120Hz 리플 저감기법에 의해 달성된다.It is also an object of the present invention to provide a flyback converter for converting a 60 Hz AC power source into a DC power source including a 120 Hz ripple component; And reducing the ripple component by means of a diode (D5), a film capacitor (C) and a coil (L) of 1 to 9 volts in the DC power source, the power factor of the AC power source being determined by the duty ratio of the switching frequency The LED power supply of the electrolytic capacitor is controlled by the 120 Hz ripple reduction technique.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 상기 교류전원의 역률은 0.85 내지 0.99인 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, the power factor of the AC power source is 0.85 to 0.99.

따라서 본 발명에 의하면, 기존의 플라이백 컨버터와 유사하나, 출력단을 기존의 플라이백 컨버터와는 달리하여 LED에 인가되는 전류의 리플을 상당히 저감시킨 구조로 되고, 전해커패시터를 대신하여 수 ㎌ 정도의 작은 용량으로 동작이 가능하도록 필름 커패시터로 사용함으로써 장수명화를 이룰 수 있고, 전력변환 구성을 간단히 하여 신뢰도를 높일 수 있으며 효율을 향상시키며, 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, unlike the conventional flyback converter, the output stage is different from the conventional flyback converter, and the ripple of the current applied to the LED is considerably reduced. In place of the electrolytic capacitor, By using the film capacitor as a capacitor capable of operating in a small capacity, it is possible to achieve a long life and to improve the reliability by simplifying the power conversion configuration, improve the efficiency, and reduce the cost.

즉, 본 발명은 LED 구동용 전원장치 구성시 전력 변환단계의 간소화로 비용절감, 신뢰도 향상, 효율향상의 효과를 얻을 수 있으며, 전해 커패시터를 없앰으로써 전원장치의 수명을 기존에 비해 10배 이상으로 늘릴 수 있으며, LED 구동전류의 120Hz 리플 성분을 저감시켜 플리커 발생확률을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
In other words, the present invention can achieve cost reduction, reliability improvement, and efficiency improvement by simplifying the power conversion step when the power supply unit for LED driving is configured. By eliminating the electrolytic capacitor, the life of the power supply unit is more than 10 times And it is possible to minimize the flicker occurrence probability by reducing the 120 Hz ripple component of the LED driving current.

도 1은 종래의 조명용 LED 구동용 전원장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 하나의 예의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 다른 하나의 예의 구성도이다.
도 4는 LED 부하(13)로 사용한 bar LED의 전압/전류 특성곡선이다.
도 5는 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 입력전압 및 전류 파형을 나타내는 그래프이다.
도 6은 상기 도 5의 최대치에서 확대한 파형이다.
도 7은 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 입력전압과 전류파형을 나타내는 그래프이다.
도 8은 상기 도 7의 최대치에서 확대한 파형이다.
도 9는 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 전압과 전류파형의 위상차를 살펴보기 위한 파형이다.
도 10은 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 전압과 전류파형의 위상차를 살펴보기 위한 파형이다.
도 11은 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 자화 인덕터(Lm)에 흐르는 전류 파형이다.
도 12는 상기 도 11의 확대 파형이다.
도 13은 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 자화 인덕터(Lm)에 흐르는 전류 파형이다.
도 14는 상기 도 13의 확대 파형이다.
도 15는 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 LED 부하(13)에 흐르는 전류 파형이다.
도 16은 상기 도 15의 확대 파형이다.
도 17은 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 LED 부하(13)에 흐르는 전류 파형이다.
도 18은 상기 도 17의 확대 파형이다.
도 19는 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 MOSFET(Q)에 흐르는 전압 파형이다.
도 20은 상기 도 19의 확대 파형이다.
도 21은 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 MOSFET(Q)에 흐르는 전압 파형이다.
도 22는 상기 도 21의 확대 파형이다.
도 23은 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 다이오드에 흐르는 전압/전류 파형이다.
도 24는 상기 도 22의 확대 파형이다.
도 25는 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 다이오드에 흐르는 전압/전류 파형이다.
도 26은 상기 도 25의 확대 파형이다.
도 27은 일반적인 플라이백 컨버터의 전압과 전류 파형을 나타내는 그래프이다(PF = 0.99).
도 28은 도 3의 플라이백 컨버터의 전압과 전류 파형을 나타내는 그래프이다(PF = 0.88).
도 29는 도 3의 플라이백 컨버터의 전압과 전류 파형을 나타내는 그래프이다(PF = 0.96).
도 30은 역률에 따른 LED 전압, 전류 최대치를 보여주는 그래프이다.1 is a block diagram of a conventional power supply device for driving an LED for illumination.
2 is a configuration diagram of one example of an electrolytic capacitor-free LED power supply apparatus according to the present invention.
3 is a configuration diagram of another example of an electrolytic capacitor-less LED power supply device according to the present invention.
4 is a voltage / current characteristic curve of the bar LED used as the LED load 13.
5 is a graph showing the input voltage and current waveforms of an electrolytic capacitorless LED power supply according to the invention of FIG. 2 without a filter section.
FIG. 6 is a waveform enlarged at the maximum value in FIG.
FIG. 7 is a graph showing input voltage and current waveforms of the electrolytic capacitor-less LED power supply device of FIG. 3 including the filter unit 14 according to the present invention.
Fig. 8 is a waveform enlarged at the maximum value in Fig.
9 is a waveform for examining the phase difference between the voltage and the current waveform of the electrolytic capacitor-free LED power supply apparatus of FIG.
10 is a waveform for examining a phase difference between a voltage and a current waveform of the electrolytic capacitor-free LED power supply apparatus of FIG. 3 including the filter unit 14. FIG.
Fig. 11 is a current waveform flowing through the magnetization inductor Lm of the electrolytic capacitorless LED power supply apparatus according to the present invention in Fig. 2 without the filter section.
Fig. 12 is a magnified waveform of Fig.
13 is a current waveform flowing through the magnetization inductor Lm of the electrolytic capacitor-less LED power supply apparatus according to the present invention shown in Fig. 3 including the filter unit 14. Fig.
Fig. 14 is an enlarged waveform of Fig.
Fig. 15 is a current waveform flowing in the LED load 13 of the electrolytic capacitorless LED power supply according to the invention of Fig. 2 without the filter part.
16 is a magnified waveform of Fig.
17 is a current waveform flowing in the LED load 13 of the electrolytic capacitorless LED power supply device according to the present invention in Fig. 3 including the filter portion 14. Fig.
Fig. 18 is an enlarged waveform of Fig.
Figure 19 is a voltage waveform that flows through the MOSFET (Q) of the electrolytic capacitorless LED power supply according to the invention of Figure 2 without a filter section.
Fig. 20 is an enlarged waveform of Fig. 19 above.
21 is a voltage waveform that flows through the MOSFET Q of the electrolytic capacitor-less LED power supply device according to the present invention shown in Fig. 3 including the filter portion 14. Fig.
Fig. 22 is an enlarged waveform of Fig.
Fig. 23 is a voltage / current waveform flowing in a diode of an electrolytic capacitorless LED power supply according to the invention of Fig. 2 without a filter section. Fig.
Fig. 24 is an enlarged waveform of Fig. 22.
Fig. 25 is a voltage / current waveform flowing in the diode of the electrolytic capacitorless LED power supply device of Fig. 3 including the filter portion 14 according to the present invention.
26 is an enlarged waveform of Fig.
27 is a graph showing voltage and current waveforms of a typical flyback converter (PF = 0.99).
28 is a graph showing voltage and current waveforms of the flyback converter of Fig. 3 (PF = 0.88).
FIG. 29 is a graph showing voltage and current waveforms of the flyback converter of FIG. 3 (PF = 0.96).
30 is a graph showing the LED voltage and the maximum current according to the power factor.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

- 실시예 1- Example 1

도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 구성도로서 기존과는 달리 전해커패시터를 사용하지 않고, 플라이백 컨버터(11)와 LED 구동부(12) 혹은 플라이백 컨버터(11)와 필터부(14)로 LED 부하(13)에 정전류를 공급하고 있으므로 장수명화를 이룰 수 있다.2 and 3 illustrate a configuration of an electrolytic capacitor-free LED power supply apparatus according to the present invention, in which a flyback converter 11, an LED driving unit 12 or a flyback converter 11, And the filter unit 14 supply a constant current to the LED load 13, the longevity can be improved.

상기 플라이백 컨버터(11)는 브리지 형태로 접속된 제 1 내지 제 4 다이오드(D1∼D4)에 의해 교류 전원이 직류전원으로 변환되고, MOSFET(Q)를 구동시키는 전류제어기에 의해 LED 부하(13)에 정전류가 공급되며, 트랜스포머(F)에 의해 절연된다.The flyback converter 11 converts the alternating current power into direct current power by the first to fourth diodes D1 to D4 connected in a bridge form and supplies the LED load 13 ), And is insulated by a transformer (F).

도 2의 경우 플라이백 컨버터(11)의 후단에 다이오드(D5)(D6)가 캐소드 공통접속된 LED 구동부(12)가 위치하여, LED 부하(13)에 정전류를 공급하고, 도 3의 경우 플라이백 컨버터(11)의 후단에 1∼9 ㎌의 필름커패시터(C)와 코일(L)이 접속된 필터부(14)가 위치하여, LED 부하(13)에 공급되는 정전류의 리플 성분을 감소시키게 된다.In the case of FIG. 2, the LED driver 12, in which the diodes D5 and D6 are connected in common to the cathode, is located at the rear end of the flyback converter 11 to supply a constant current to the LED load 13, The filter unit 14 having the film capacitor C and the coil L connected in the order of 1 to 9 is located at the rear end of the back converter 11 to reduce the ripple component of the constant current supplied to the LED load 13 do.

여기서, LED 부하(13)는 LED가 직병렬 접속된 구조를 가지는데, 이는 도 2 및 도 3에서와 같이 다수의 LED가 직렬 접속되고, 이렇게 직렬 접속된 다수의 LED가 다시 병렬 접속된 구조를 가진다. 그 일 예로 LED 부하(13)는 10개의 bar LED로 구성되는데, 각 bar LED는 직렬 6개 × 병렬 18개의 LED로 구성된다. 각 직렬라인에는 도면에는 도시되지 않았으나, 인가되는 전압에 의한 전류를 조절할 수 있는 안전저항이 부착되어 있다.Here, the LED load 13 has a structure in which LEDs are serially connected in parallel, as shown in FIGS. 2 and 3, in which a plurality of LEDs are connected in series, and a plurality of serially connected LEDs are connected in parallel I have. As an example, the LED load 13 is composed of 10 bar LEDs, each of which consists of 6 LEDs in parallel and 18 LEDs in parallel. Although not shown in the figure, each series line is provided with a safety resistor capable of adjusting the current by the applied voltage.

따라서, LED 부하(13)의 하나의 직렬부하의 소비전력은 인가되는 전압과 전류를 제어함으로써 7W∼20W까지 조절할 수 있다.Therefore, the power consumption of one serial load of the LED load 13 can be adjusted to 7W to 20W by controlling the applied voltage and current.

도 4는 LED 부하(13)로 사용한 bar LED의 전압/전류 특성곡선이다. 17V 이하에서는 전류가 흐르지 않다가 17V를 넘어서는 시점에서 급격히 증가함을 알 수 있다. 25V 이상 인가할 경우 전류가 지속적으로 증가하여 LED 부하(13)의 밝기가 밝아질 수는 있지만, 이 경우 LED 부하(13)의 정격전류 이상의 전류가 흐르므로 LED 부하(13)를 구성하는 LED의 수명에 악영향을 미치게 된다.4 is a voltage / current characteristic curve of the bar LED used as the LED load 13. It can be seen that the current does not flow at 17 V or less, but increases sharply at a point exceeding 17 V. In this case, since a current equal to or higher than the rated current of the LED load 13 flows, the current of the LEDs 13 constituting the LED load 13 can be increased, The lifetime is adversely affected.

따라서 가장 이상적인 특성을 고려하여 전압 24V, 전류는 약 800㎃를 흘려주는 것이 바람직하다.Therefore, it is desirable to flow a voltage of 24 V and a current of about 800 mA considering the most ideal characteristics.

이하, 플라이백 전류 불연속 모드에서의 시뮬레이션 결과에 대해 설명하되, Vin은 220Vrms, Lm은 320uH, fsw은 50KHz, 권선비는 5:1, 정격부하는 150W로 한다.Hereinafter, simulation results in the flyback current discontinuous mode will be described. Vin is 220 Vrms, Lm is 320 uH, fsw is 50 KHz, the winding ratio is 5: 1, and the rated load is 150 W.

도 5는 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 입력전압 및 전류 파형을 나타내는 그래프(출력 144.44W)이다. 전류 파형은 전류의 크기가 작기 때문에 30배 확대한 것이다. 입력전류의 최대치는 6.01A, 실효값은 1.37A이다. 도 6은 최대치에서 확대한 파형이다.5 is a graph (output 144.44 W) showing the input voltage and current waveforms of an electrolytic capacitorless LED power supply according to the invention of Fig. 2 without a filter section. Fig. The current waveform is magnified 30 times since the magnitude of the current is small. The maximum input current is 6.01A and the effective value is 1.37A. 6 is a waveform enlarged at a maximum value.

도 7은 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 입력전압과 전류파형을 나타내는 그래프(출력 144.46W)이다. 여기서, 필터부(14)의 L은 10uH, 필름커패시터는 5uF이다. 위와 마찬가지로 전류파형은 전류의 크기가 작기 때문에 30배 확대한 것이다. 입력 전류의 최대치는 6.01A, 실효값은 1.37A이다. 도 8은 최대치에서 확대한 파형이다.FIG. 7 is a graph (output 144.46 W) showing the input voltage and current waveform of the electrolytic capacitorless LED power supply device according to the present invention shown in FIG. 3 including the filter portion 14. Here, the L of the filter portion 14 is 10 uH, and the film capacitor is 5 uF. As above, the current waveform is 30 times magnified because the current is small. The maximum input current is 6.01A and the effective value is 1.37A. 8 is a waveform enlarged at a maximum value.

도 9는 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 전압과 전류파형의 위상차를 살펴보기 위한 파형이다. 도 10은 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 전압과 전류파형의 위상차를 살펴보기 위한 파형이다. 여기서, 필터부(14)의 이득은 1, 차단주파수는 300Hz, 댐핑비는 0.7이다.9 is a waveform for examining the phase difference between the voltage and the current waveform of the electrolytic capacitor-free LED power supply apparatus of FIG. 10 is a waveform for examining a phase difference between a voltage and a current waveform of the electrolytic capacitor-free LED power supply apparatus of FIG. 3 including the filter unit 14. FIG. Here, the gain of the filter unit 14 is 1, the cut-off frequency is 300 Hz, and the damping ratio is 0.7.

도 11은 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 자화 인덕터(Lm)에 흐르는 전류 파형이다. 여기서, 전류의 값은 최대치 6.01A, 평균값 1.22A, 실효값 1.84A이다. 도 12는 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 조명용 LED 구동용 전원장치의 자화 인덕터(Lm)에 흐르는 전류 파형(확대 파형)이다.Fig. 11 is a current waveform flowing through the magnetization inductor Lm of the electrolytic capacitorless LED power supply apparatus according to the present invention in Fig. 2 without the filter section. Here, the maximum value of current is 6.01A, the average value is 1.22A, and the effective value is 1.84A. Fig. 12 is a current waveform (magnified waveform) flowing through the magnetization inductor Lm of the power source device for driving LED for illumination according to the present invention in Fig. 2 without the filter portion.

도 13은 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 자화 인덕터(Lm)에 흐르는 전류 파형이다. 여기서, 전류값은 최대치가 6.01A, 평균치가 1.69A, 실효값은 2.35A이다. 도 14는 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 조명용 LED 구동용 전원장치의 자화 인덕터(Lm)에 흐르는 전류 파형(확대파형)이다.13 is a current waveform flowing through the magnetization inductor Lm of the electrolytic capacitor-less LED power supply apparatus according to the present invention shown in Fig. 3 including the filter unit 14. Fig. Here, the maximum value of the current value is 6.01A, the average value is 1.69A, and the effective value is 2.35A. 14 is a current waveform (enlarged waveform) flowing through the magnetization inductor Lm of the power source device for driving LED for illumination according to the present invention shown in Fig. 3 including the filter portion 14. Fig.

도 15는 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 LED 부하(13)에 흐르는 전류 파형이다. 여기서, 전류값은 최대치가 30.03A, 평균치가 3.14A, 실효값은 6.13A이다. 도 16은 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 LED 부하(13)에 흐르는 전류 파형(확대 파형)이다. Fig. 15 is a current waveform flowing in the LED load 13 of the electrolytic capacitorless LED power supply according to the invention of Fig. 2 without the filter part. Here, the maximum value of the current value is 30.03 A, the average value is 3.14 A, and the effective value is 6.13 A. 16 is a current waveform (magnified waveform) flowing in the LED load 13 of the electrolytic capacitorless LED power supply device according to the present invention in Fig. 2 without the filter portion.

도 17은 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 LED 부하(13)에 흐르는 전류 파형이다. 여기서, 전류값은 최대치가 10.25A, 평균치가 5.47A, 실효값은 6.13A이다. 도 18은 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 LED 부하(13)에 흐르는 전류 파형(확대 파형)이다. 17 is a current waveform flowing in the LED load 13 of the electrolytic capacitorless LED power supply device according to the present invention in Fig. 3 including the filter portion 14. Fig. Here, the current value has a maximum value of 10.25 A, an average value of 5.47 A, and an effective value of 6.13 A. 18 is a current waveform (magnified waveform) flowing in the LED load 13 of the electrolytic capacitor-free LED power supply device according to the present invention shown in Fig. 3 including the filter portion 14. Fig.

도 19는 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 MOSFET(Q)에 흐르는 전압 파형이다. 여기서, 전압값은 최대치가 888.48V이다. 도 20은 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 MOSFET(Q)에 흐르는 전압 파형(확대 파형)이다. Figure 19 is a voltage waveform that flows through the MOSFET (Q) of the electrolytic capacitorless LED power supply according to the invention of Figure 2 without a filter section. Here, the maximum value of the voltage value is 888.48V. Fig. 20 is a voltage waveform (magnified waveform) flowing through the MOSFET Q of the electrolytic capacitorless LED power supply device according to the present invention in Fig. 2 without the filter section.

도 21은 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 MOSFET(Q)에 흐르는 전압 파형이다. 여기서, 전압값은 최대치가 516.28V이다. 도 22는 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 MOSFET(Q)에 흐르는 전압 파형(확대 파형)이다. 21 is a voltage waveform that flows through the MOSFET Q of the electrolytic capacitor-less LED power supply device according to the present invention shown in Fig. 3 including the filter portion 14. Fig. Here, the maximum value of the voltage value is 516.28V. 22 is a voltage waveform (magnified waveform) flowing through the MOSFET Q of the electrolytic capacitor-free LED power supply apparatus according to the present invention shown in Fig. 3 including the filter unit 14. Fig.

도 23은 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 다이오드에 흐르는 전압/전류 파형이다. 여기서, 다이오드 역전압 최대치는 62V이고, 전류 최대치는 30.2A이며, 전류 평균값은 3.14이다. 도 24는 필터부가 없는 도 2의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 다이오드에 흐르는 전압/전류 파형(확대 파형)이다. Fig. 23 is a voltage / current waveform flowing in a diode of an electrolytic capacitorless LED power supply according to the invention of Fig. 2 without a filter section. Fig. Here, the diode reverse voltage maximum value is 62 V, the current maximum value is 30.2 A, and the current average value is 3.14. Figure 24 is a voltage / current waveform (magnified waveform) flowing in the diode of the electrolytic capacitorless LED power supply according to the invention of Figure 2 without a filter section.

도 25는 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 다이오드에 흐르는 전압/전류 파형이다. 여기서, 전압값은 최대치가 93.69V이고, 전류 최대치는 30.04A이고, 전류 평균값은 5.46A이다. 도 26은 필터부(14)를 포함한 도 3의 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 다이오드에 흐르는 전압/전류 파형(확대 파형)이다.
Fig. 25 is a voltage / current waveform flowing in the diode of the electrolytic capacitorless LED power supply device according to the present invention in Fig. 3 including the filter portion 14. Fig. Here, the maximum value of the voltage value is 93.69V, the maximum value of the current is 30.04A, and the average value of the current is 5.46A. 26 is a voltage / current waveform (enlarged waveform) flowing through the diode of the electrolytic capacitor-less LED power supply device according to the present invention shown in Fig. 3 including the filter portion 14. Fig.

- 실시예 2 - Example 2

LED 조명 시스템의 경우, 전해 커패시터 없는 LED 전원장치는 AC를 DC로 바꾸어 주는 정류부, DC 전원을 원하는 크기로 바꾸어 주는 DC/DC 컨버터로 구성된다. 여기서, DC/DC 컨버터는 PWM 방식을 이용한 전력변환방식을 주로 사용하며, 제어하고자 하는 대상에 따라 정전류 제어방식의 컨버터와 정전압 방식의 컨버터로 구분된다.For LED lighting systems, the electrolytic capacitorless LED power supply consists of a rectifying unit that converts AC into DC, and a DC / DC converter that converts DC power to a desired size. Here, the DC / DC converter mainly uses a power conversion method using a PWM method, and is divided into a constant current control type converter and a constant voltage type converter depending on a target to be controlled.

LED 조명 시스템은 입력전압의 변동 및 부하의 변동에 대해서 정전류 제어 및 정전압 제어 모두 부하에 공급하는 전압 또는 전류를 조절할 수 있다. LED 출력인 광속은 전류에 비례하기 때문에 전류가 변화하면 광속이 변한다. 정전압 방식의 경우는 온도에 따라 LED의 광속이 변화한다.The LED lighting system can regulate the voltage or current supplied to the load for both constant-current control and constant-voltage control over variations in input voltage and load. Since the light flux that is the LED output is proportional to the current, the light flux changes when the current changes. In the case of the constant voltage method, the light flux of the LED changes according to the temperature.

120Hz 리플 저감기법을 설명하기 위한 본 발명에 의한 전해 커패시터 없는 LED 전원장치는 제 1 실시예에서 설명한 도 3에 도시한 바와 같이, 플라이백 컨버터(11)와, 필터부(14) 및 LED 부하(13)로 구성되는데, 필터부(14)를 구성하는 커패시터로서 전해 커패시터를 대신하여 필름 커패시터(C)를 사용한다.The LED power supply apparatus according to the present invention for explaining the 120 Hz ripple reduction technique has a flyback converter 11 and a filter unit 14 and an LED load (not shown) as shown in FIG. 3 described in the first embodiment. 13, a film capacitor C is used in place of the electrolytic capacitor as a capacitor constituting the filter unit 14. [

따라서 본 발명의 전해 커패시터 없는 LED 전원장치는 전해 커패시터를 사용하지 않아 장수명화를 이룰 수 있고, AC를 DC로 바꾼 후 원하는 크기의 DC 전원을 만들기 위하여 2단 구조의 형태의 컨버터가 일반적이지만, 도 3의 전해 커패시터 없는 LED 전원장치는 1단 구조이므로 사용하는 소자의 수가 줄어 전원장치의 부피를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 비용적으로 이점이 있다.Therefore, in the electrolytic capacitor-free LED power supply device of the present invention, a converter having a two-stage structure is generally used in order to achieve long life without using an electrolytic capacitor and to make a DC power of a desired size after converting AC to DC. 3 electrolytic capacitor-free LED power supply has a single-stage structure, which reduces the number of devices used, thereby reducing the volume of the power supply and also has a cost advantage.

플라이백 컨버터(11)는 1차 측과 2차 측이 트랜스포머(T)에 의해 절연되어 있고, 트랜스 포머(T)의 2차 측에는 필터부(14) 즉, 다이오드(D5)와 1∼9 ㎌ 정도의 아주 작은 용량의 필름 커패시터(C)와 코일(L)을 구비한다.In the flyback converter 11, the primary side and the secondary side are insulated by a transformer T. The secondary side of the transformer T is connected to the filter unit 14, that is, the diode D5, (C) and a coil (L).

위와 같은 도 3의 전해 커패시터 없는 LED 전원장치에 의해 LED 부하(13)에 공급되는 전원을 변환하는 과정을 설명한다. The process of converting the power supplied to the LED load 13 by the electrolytic capacitorless LED power supply device of FIG. 3 as described above will be described.

이때 MOSFET(Q)에 인가되는 스위칭 주파수는 50 [KHz]이고, 입력단 전압은 220 [Vrms]이고, 코일(L)은 10 [uH]이고, 필름 커패시터(C)는 5 [㎌]이고, 트랜스포머(T)의 권선비는 5:1이고, LED 부하(13)는 150 [W]이다.At this time, the switching frequency applied to the MOSFET Q is 50 [KHz], the input terminal voltage is 220 [Vrms], the coil L is 10 [uH], the film capacitor C is 5 [ (T) is 5: 1, and the LED load 13 is 150 [W].

도 27은 일반적인 플라이백 컨버터의 전압과 전류 파형을 나타내는 그래프이다. 27 is a graph showing voltage and current waveforms of a typical flyback converter.

도 27에서 보이는 바와 같이, 전압과 전류가 동상이 되게 스위칭을 하기 때문에 역률은 0.99 이상으로 아주 우수하지만, 트랜스포머(T)의 1차 측에서 입력단 전압을 60 [Hz]로 정류하므로 2차 측에서는 120 [Hz]의 리플성분이 나타난다.As shown in FIG. 27, since the voltage and current are switched to be in phase, the power factor is excellent, which is 0.99 or more. However, since the input terminal voltage is rectified to 60 [Hz] from the primary side of the transformer T, The ripple component of [Hz] appears.

LED 부하(13)에서는 밝기 조절을 하기 위하여 흐르는 전류의 평균값을 제어하게 되는데, 도 28에서와 같이 흐를 경우에는 LED 정격 정류 이상의 값이 주기적으로 인가되므로 LED 자체의 수명에도 영향을 미치게 된다.In the LED load 13, the average value of the current flowing in order to adjust the brightness is controlled. In the case of flowing as shown in FIG. 28, the value of the LED rated rectification or more is periodically applied, thereby affecting the lifetime of the LED itself.

여기서, 국내에서 LED 조명을 제품화하기 위해서는 KS C76xx 시리즈의 규격을 만족해야 한다. 그 중 KS C 7651은 컨버터 내장형 LED 램프로서, 0.9 이상의 역률을 요구한다. 단, 5[W] 이하는 0.85의 역률을 요구한다. 이외에도 KS C 7653 매입형 및 고정형 LED 등가구는 사용방법에 따라 나뉠 수 있지만 LED 조명 제품은 해당 규격을 요구한다.Here, in order to commercialize LED lighting in Korea, it is required to meet the specification of KS C76xx series. Among them, the KS C 7651 is a converter built-in LED lamp that requires a power factor of 0.9 or higher. However, a power factor less than 5 [W] requires a power factor of 0.85. In addition, KS C 7653 recessed and fixed LED equivalents can be divided according to the method of use, but LED lighting products require corresponding specifications.

LED 부하(13)의 플리커 및 수명 문제를 해결하기 위해서는 도 29 및 도 30에서와 같이 전압과 전류의 최대값을 제어하여 그 값이 평균값과 근사하게 평평한 파형으로 만들어야 하지만, 이 경우 역률이 나빠지게 된다.In order to solve the problem of the flicker and the lifetime of the LED load 13, it is necessary to control the maximum value of the voltage and the current as shown in FIG. 29 and FIG. 30 so as to make the waveform of the waveform approximately flat to the average value. In this case, do.

따라서 위에서 언급한 바와 같이 KS 규격을 만족하는 0.85 내지 0.9의 역률을 만족하는 범위 내에서 최대한 피크치를 낮출 수 있다.Therefore, as mentioned above, it is possible to reduce the peak value as much as possible within the range satisfying the power factor of 0.85 to 0.9 which satisfies the KS standard.

도 28은 PF = 0.88이고, 도 29는 PF = 0.96에 해당하는 전압과 전류 파형이다. 도 30은 역률에 따른 전압과 전류의 최대치를 보여주고 있다. 전압과 전류의 최대값이 작아지면 평평한 구형파에 가깝게 되면서 역률은 낮아지게 된다. 반대로 역률이 0.99, 즉 1에 가까워질수록 전압과 전류의 최대값은 크고 정현파에 가깝게 된다.FIG. 28 shows PF = 0.88, and FIG. 29 shows voltage and current waveforms corresponding to PF = 0.96. FIG. 30 shows the maximum values of voltage and current according to the power factor. As the maximum value of the voltage and the current becomes smaller, the power factor is lowered as it approaches a flat rectangular wave. Conversely, as the power factor approaches 0.99, that is, the maximum value of the voltage and the current becomes larger and closer to the sinusoidal wave.

즉, 도 27과 같이 기본 파형의 결과를 얻을 때에는 플라이백 컨버터(11)에 듀티비가 일정한 스위칭 주파수를 인가하지만, 도 28 및 도 29와 같은 전압과 전류 파형을 얻기 위해서는 전압과 전류의 최대값에 가까울수록 듀티비는 작아지고 '0'에 가까울수록 듀티비는 커지게 된다.27, a switching frequency having a constant duty ratio is applied to the flyback converter 11. However, in order to obtain the voltage and current waveforms shown in Figs. 28 and 29, the maximum value of the voltage and current The closer the duty ratio is, the smaller the duty ratio becomes. The closer the duty ratio is to '0', the larger the duty ratio becomes.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all equivalents or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.

11 : 플라이백 컨버터 12 : LED 구동부
13 : LED 부하 14 : 필터부
D1∼D6 : 다이오드 Q : MOSFET
T : 트랜스포머 C : 필름커패시터
L : 코일11: flyback converter 12: LED driver
13: LED load 14: filter section
D1 to D6: Diode Q: MOSFET
T: Transformer C: Film capacitor
L: Coil

Claims (5)

교류 전원을 입력받아 LED 부하에 흐르는 전류가 일정하도록 정전류를 제공하고, 절연을 담당하는 트랜스포머를 포함하는 플라이백 컨버터 및
상기 플라이백 컨버터로부터 정전류를 공급받아 LED 부하를 구동시키는 LED
구동부를 포함하고,
상기 LED 구동부는 캐소드 공통 접속된 두 개의 다이오드로 구성되는 것을
특징으로 하는 전해 커패시터 없는 LED 전원장치.A flyback converter including a transformer receiving an AC power source and providing a constant current so that a current flowing through the LED load is constant,
An LED for receiving a constant current from the flyback converter and driving an LED load;
And a driving unit,
The LED driver may include two diodes connected in common to the cathode
Features an electrolytic capacitorless LED power supply. 교류 전원을 입력받아 LED 부하에 흐르는 전류가 일정하도록 정전류를 제공
하고, 절연을 담당하는 트랜스포머를 포함하는 플라이백 컨버터 및
상기 플라이백 컨버터로부터 공급되는 정전류에 포함되는 리플성분을 감소시켜 상기 LED 부하에 공급하는 필터부를 포함하고,
상기 필터부는 필름커패시터와 코일로 구성되는 것을 특징으로 하는 전해 커패시터 없는 LED 전원장치.Accepts AC power and provides constant current so that the current flowing through the LED load is constant
A flyback converter including a transformer that is responsible for insulation, and
And a filter unit for reducing a ripple component included in a constant current supplied from the flyback converter and supplying the ripple component to the LED load,
Wherein the filter portion comprises a film capacitor and a coil. 제 2 항에 있어서,
상기 필름커패시터는 용량이 1∼9 ㎌의 소용량인 것을 특징으로 하는 전해 커패시터 없는 LED 전원장치.3. The method of claim 2,
Wherein the film capacitor has a small capacity of 1 to 9 volts. 플라이백 컨버터로 60 Hz의 교류전원을 120 Hz의 리플성분을 포함하는 직류전원으로 변환하는 단계; 및
상기 직류전원에서 다이오드와 1∼9 ㎌의 필름 커패시터 그리고 코일에 의해 리플성분을 감소시키는 단계를 포함하고,
상기 교류전원의 역률은 스위칭 주파수의 듀티비에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 120Hz 리플 저감기법.Converting a 60-Hz AC power source to a DC power source including a 120-Hz ripple component with a flyback converter; And
Reducing the ripple component by means of a diode and a 1-9 volt film capacitor and a coil in the DC power supply,
Wherein the power factor of the AC power source is regulated by the duty ratio of the switching frequency. 제 4 항에 있어서,
상기 교류전원의 역률은 0.85 내지 0.99인 것을 특징으로 하는 전해 커패시터 없는 LED 전원장치의 120Hz 리플 저감기법.



5. The method of claim 4,
Wherein the AC power source has a power factor of 0.85 to 0.99. ≪ RTI ID = 0.0 > 15. < / RTI >



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