KR102441881B1 - ZVS(Zero-Voltage-Switching) Expandable LLC Converter - Google Patents

ZVS(Zero-Voltage-Switching) Expandable LLC Converter Download PDF

Info

Publication number
KR102441881B1
KR102441881B1 KR1020180014258A KR20180014258A KR102441881B1 KR 102441881 B1 KR102441881 B1 KR 102441881B1 KR 1020180014258 A KR1020180014258 A KR 1020180014258A KR 20180014258 A KR20180014258 A KR 20180014258A KR 102441881 B1 KR102441881 B1 KR 102441881B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
switch
voltage
zero
voltage switching
inductor
Prior art date
Application number
KR1020180014258A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190094749A (en
Inventor
임한용
Original Assignee
스마트론파워(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스마트론파워(주) filed Critical 스마트론파워(주)
Priority to KR1020180014258A priority Critical patent/KR102441881B1/en
Publication of KR20190094749A publication Critical patent/KR20190094749A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102441881B1 publication Critical patent/KR102441881B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/083—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the ignition at the zero crossing of the voltage or the current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/1213—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for DC-DC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Abstract

본 발명에서는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터에 있어서, 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)로 구성된 하프브리지 스위치(203); 상기 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 배치된 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210); 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 단자 사이에 위치하는 공진 커패시터(205) 및 변압기 1차측 인덕터(206-1); 부하(Load)의 출력전압(Vo)과 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하는 정전압 제어 비교기(242); 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류(Io)와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하는 정전류 제어 비교기(241); 부하(Load)의 출력전압(Vo)을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하는 과전압 및 과전류 비교기(281); 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)의 출력은 상기 부하(Load)의 일측(一側)과 연결된 차단 스위치(282)을 차단시키며; 상기 차단스위치(282)는 게이트(Gate)에 0(제로) 전압이 입력되면 도통(on)되며, 게이트(Gate)에 일정(一定) 전압이 입력되면 차단(off)되는 P형(P-Type) MOSFET이며; 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210), 공진 커패시터(205), 변압기 1차측 인덕터(206-1) 및 변압기 누설인덕터(207)가 공진함을 통하여 영전압 스위칭 범위를 확장시킨 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터를 제안한다.In the present invention, in the zero voltage switching extended type LLC converter, the half-bridge switch 203 consisting of an upper switch 203-1 and a lower switch 203-3; a zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 disposed at both ends of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203; A resonance capacitor 205 and a transformer primary inductor positioned between the center contact of the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 and the source terminal of the lower switch 203-3 of the half-bridge switch 203 (206-1); a constant voltage control comparator 242 that receives and compares the output voltage Vo of the load and the reference voltage from the regulator REG31 to generate a control voltage Vc; a constant current control comparator 241 for generating a control current Ic by comparing the output current Io detected through the current detection resistor 243 with a reference voltage input from the regulator REG31; an overvoltage and overcurrent comparator 281 that detects the output voltage Vo of the load and receives and compares a reference voltage from the regulator REG31; the output of the overvoltage and overcurrent comparator 281 cuts off the cutoff switch 282 connected to one side of the load; The cut-off switch 282 is turned on when a 0 (zero) voltage is input to the gate, and is turned off when a constant voltage is input to the gate (P-Type). ) is a MOSFET; The zero voltage switching range is extended through the resonance of the upper coupling inductor 210, the resonance capacitor 205, the transformer primary inductor 206-1, and the transformer leakage inductor 207. We propose a zero-voltage switching extended-type LLC converter.

Figure R1020180014258
Figure R1020180014258

Description

영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터{ZVS(Zero-Voltage-Switching) Expandable LLC Converter}Zero-Voltage Switching Expandable LLC Converter {ZVS (Zero-Voltage-Switching) Expandable LLC Converter}

본 발명은 공진형 컨버터 방식으로 가장 각광받고 있는 LLC 공진형 컨버터에서 영전압 스위칭 확장형 컨버터에 관한 것이다, 무엇보다, 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 및 상부 결합인덕터를 사용하여 LLC 공진형 컨버터가 경부하(Light Load)에서도 안정적으로 영전압 스위칭을 할 수 있는 컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to a zero-voltage switching extended-type converter in an LLC resonant converter, which is receiving the most attention as a resonant converter method. It relates to a converter capable of stably switching zero voltage even under light load.

LLC 공진형 컨버터는 최근 전원공급장치로 가장 각광받고 있다. 무엇보다 변압기에서 누설 인덕터(Llk) - 자화 인덕터(Lm) - 공진 커패시터의 공진으로 인하여 안정적으로 영전압 스위칭[ZVS(Zero-Voltage-Switching)]이 이루어지는 장점이 있기에 다양한 전원공급장치로 활발하게 연구 및 적용이 되고 있다.The LLC resonant converter has recently been in the spotlight as a power supply device. Above all, it has the advantage of stably performing zero-voltage switching [ZVS (Zero-Voltage-Switching)] due to the resonance of the leakage inductor (Llk) - magnetizing inductor (Lm) - resonant capacitor in the transformer. and being applied.

관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0004655호, 공개일 2018.01.12.(이하 [특허문헌1]이라함)에서는 하이브리드 풀브리지 LLC 컨버터 및 그 구동방법에 대하여 공개하였다. 상기 [특허문헌1]에서는 입력전압을 공급하는 입력 커패시터와 배터리 사이에 전엽 변환을 수행컨버터이며, 제1,2 풀브릿지 LLC 컨버터에서 제1,2 변압기의 입력단은 병렬로 연결되며 상기 제1,2 변압기의 출력단은 직렬로 연결된 것을 특징으로 한다.As a related prior document, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2018-0004655, published on January 12, 2018 (hereinafter referred to as [Patent Document 1]) discloses a hybrid full-bridge LLC converter and a driving method thereof. In the [Patent Document 1], it is a converter that performs front-loop conversion between the input capacitor and the battery that supplies the input voltage, and in the first and second full-bridge LLC converters, the input terminals of the first and second transformers are connected in parallel, and the first, The output terminals of the two transformers are characterized in that they are connected in series.

또 다른 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0003122호, 공개일 2018.01.09.(이하 [특허문헌2]이라함)에서는 인터리브드 LLC 공진형 컨버터 및 그 제어방법을 제안하였다. 상기 [특허문허2]에서는 풀브리지 회로로 구성된 LLC 공진형 컨버터가 N개 병렬로 운전하며, 전력을 부하에 공급하는 공진형 컨버터 및 그 제어방식에 대하여 공개하였다.As another prior document, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0003122, published on January 9, 2018 (hereinafter referred to as [Patent Document 2]) proposes an interleaved LLC resonant converter and a control method thereof. In the [Patent Document 2], the LLC resonant converter composed of a full-bridge circuit operates N in parallel and supplies power to a load, and a control method thereof is disclosed.

또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1304777호, 공고일 2013. 09. 05.(이하 [특허문헌1]이라함)에서는 넓은 입력전압 제어범위를 갖는 직류-직류 컨버터를 공개하였다. 상기 [특허문헌1]에서는 넓은 입력범위를 갖는 태양전지에서 발생된 전기에너지를 부하에 전달하기 위하여 인터리브드 플라이백 컨버터(Interleaved Flyback Converter)와 LLC 공진형 컨버터를 결합시켜 넓은 입력전압 범위에서 안정적인 출력 전압을 생성시키는 직류-직류 컨버터를 공개하였다.In addition, Republic of Korea Patent Publication No. 10-1304777, publication date 2013.09.05. (hereinafter referred to as [Patent Document 1]) discloses a DC-DC converter having a wide input voltage control range. In [Patent Document 1], an interleaved flyback converter and an LLC resonant converter are combined in order to transmit electrical energy generated from a solar cell having a wide input range to a load, thereby providing stable output in a wide input voltage range. A DC-DC converter for generating a voltage has been disclosed.

하지만, 상기 [특허문헌1] 내지 [특허문헌3]에서는 LLC 공진형 컨버터를 제안하였지만, 부하에 가변에 따른 영전압 스위칭 범위를 확장시키지 못한 문제점이 있었다.However, in [Patent Document 1] to [Patent Document 3], LLC resonant converter is proposed, but there is a problem in that the zero voltage switching range according to the load variable cannot be extended.

[특허문헌1] 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0004655호, 공개일 2018.01.12.[Patent Document 1] Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0004655, published on 2018.01.12. [특허문헌2] 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0003122호, 공개일 2018.01.09.[Patent Document 2] Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0003122, published on 2018.01.09. [특허문헌3] 대한민국 등록특허공보 제10-1304777호, 공고일 2013. 09. 05.[Patent Document 3] Republic of Korea Patent Publication No. 10-1304777, published 2013. 09. 05.

본 발명에서는 변압기에서 누설 인덕터(Llk) - 자화 인덕터(Lm) - 공진 커패시터의 공진가 공진하는 LLC 컨버터에서 부하(Load)가 경부하시에도 안정적으로 영전압 스위칭을 수행할 수 있는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터에 관한 것이다. 무엇보다, 누설 인덕터(Llk)의 크기를 키우는데 한계가 있으므로 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 및 상부 결합인덕터(209,210)를 변압기 1차측에 배치시키는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터를 제안하고자 한다.In the present invention, in the LLC converter in which the resonance of the leakage inductor (Llk) - the magnetizing inductor (Lm) - the resonant capacitor in the transformer resonates, the zero voltage switching expansion type LLC converter that can perform zero voltage switching stably even when the load is light load is about Above all, since there is a limit in increasing the size of the leakage inductor Llk, the present invention proposes a zero voltage switching extended type LLC converter in which the zero voltage switching range extended lower and upper coupled inductors 209 and 210 are disposed on the primary side of the transformer.

본 발명에서는 과제의 해결 수단을 위하여 (1)하부 및 상부 결합인덕터(209,210)를 변압기 1차측에 배치시킴을 통하여 공진이 되는 하부 및 상부 결합인덕터(209,210)로 인하여 주 스위치의 커패시터 및 변압기 권선간 커패시터의 공진이 가능하며, (2)LED 등의 부하에 발광(發光)을 위하여 정전압 및 정전류 제어부(240)를 배치시킴을 통하여 부하에 과전압 또는 과전류가 발생하지 못하게 하며, (3)과전압 또는 과전류가 발생하는 경우 부하를 차단시키는 과전압 및 과전류 차단회로(280) 및 차단 스위치(282)를 사용하여 LED 등의 부하를 안전하게 보호하는 장치를 제안하고자 한다.In the present invention, for a means of solving the problem, (1) between the capacitor and the transformer windings of the main switch due to the lower and upper coupling inductors 209 and 210, which are resonance by arranging the lower and upper coupling inductors 209 and 210 on the primary side of the transformer. Resonance of the capacitor is possible, (2) preventing overvoltage or overcurrent from occurring in the load by arranging the constant voltage and constant current control unit 240 to emit light in the load such as LED, and (3) overvoltage or overcurrent To propose a device for safely protecting a load such as an LED by using an overvoltage and overcurrent blocking circuit 280 and a cutoff switch 282 that cuts off the load when .

본 발명에서는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터를 통하여 첫째, 부하(Load)가 경부하시에도 안정적으로 영전압 스위칭을 수행하여 효율이 증가하며, 둘째, 과전압 및 과전류가 발생하지 않도록 제어기를 통하여 주 스위치를 제어하며, 셋째, 과전압 또는 과전류 발생하는 경우 부하를 차단시키는 과전압 및 과전류 차단회로(280) 및 차단 스위치(282)를 사용하여 LED 등의 부하를 안전하게 보호하는 상승된 효과가 있다.In the present invention, through the zero voltage switching extended LLC converter, first, the efficiency is increased by stably performing zero voltage switching even when the load is light load, and second, the main switch is controlled through the controller so that overvoltage and overcurrent do not occur. And, thirdly, there is an increased effect of safely protecting a load such as an LED by using the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280 and the cutoff switch 282 that cuts off the load when an overvoltage or overcurrent occurs.

도 1은 기존의 일반적인 LED용 전원장치
도 2는 평균전류 제어방식의 입력단 역률개선컨버터
도 3은 피크전류 제어방식의 입력단 역률개선컨버터
도 4는 기존의 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터
도 5는 기존의 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터
도 6은 기존의 배전압(Voltage-Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터
도 7은 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)
도 8은 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)
도 9는 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)
도 10은 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)
도 11은 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)
도 12는 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)
도 13은 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제1 실시예)
도 14는 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제2 실시예)
도 15는 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제1 실시예)
도 16은 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제2 실시예)
도 17은 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제1 실시예)
도 18은 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제2 실시예)
도 19는 누설인덕터(Llk)와 스위치 커패시터(Csw) 변화에 따른 영전압 스위칭 범위
도 20는 스위치의 영전압 스위칭 및 하드 스위칭 전압 및 전류 파형1 is a conventional general LED power supply.
2 is an input stage power factor improving converter of an average current control method;
3 is an input stage power factor improving converter of a peak current control method;
4 is a conventional forward rectification type LLC converter.
5 is an LLC converter of a conventional full-bridge rectification method;
6 is an LLC converter of a conventional voltage-doubler rectification method.
7 is a proposed forward rectification type LLC converter (first embodiment)
8 is a proposed forward rectification type LLC converter (second embodiment)
9 is a proposed full-bridge (Full-Bridge) rectification type LLC converter (first embodiment)
10 is a proposed full-bridge (Full-Bridge) rectification type LLC converter (second embodiment)
11 is a voltage doubler rectification method LLC converter (first embodiment) proposed.
12 is a voltage doubler rectification method LLC converter (second embodiment) proposed.
13 is a detailed circuit diagram of a proposed forward rectification type LLC converter (first embodiment)
14 is a detailed circuit diagram of a proposed forward rectification type LLC converter (second embodiment)
15 is a detailed circuit diagram of a proposed full-bridge rectification type LLC converter (first embodiment)
16 is a detailed circuit diagram of a proposed full-bridge rectification type LLC converter (second embodiment)
17 is a detailed circuit diagram of an LLC converter of the proposed voltage doubler rectification method (first embodiment)
18 is a detailed circuit diagram of an LLC converter of the proposed voltage doubler rectification method (second embodiment)
19 is a zero voltage switching range according to the change of the leakage inductor (Llk) and the switch capacitor (Csw)
20 is a zero-voltage switching and hard-switching voltage and current waveforms of the switch.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows.

도 1은 기존의 일반적인 LED용 전원장치를 나타낸다.1 shows a conventional power supply device for a general LED.

상기 기존의 일반적인 LED용 전원장치를 나타낸다. 교류전원(10)은 입력단 정류 다이오드(20)을 통하여 정류되며, 역률개선 컨버터부(100)와 DC-DC 컨버터부(120)에 의해서 LED 그룹(Group)(300)에 저원을 공급하는 것이 일반적이다.The above conventional general LED power supply is shown. The AC power supply 10 is rectified through an input stage rectifying diode 20 , and it is common to supply a low source to the LED group 300 by the power factor improving converter unit 100 and the DC-DC converter unit 120 . to be.

상기 역률개선 컨버터부(100)는 입력단에 제1 전류센서(41)와 상기 역률개선 컨버터부(100) 내부의 전류를 검출하는 제2 전류센서(42) 및 상기 역률개선 컨버터부(100)는 출력단 제1,2 분압저항(109,110)으로부터 전류 및 전압 정보를 바탕으로 역률개선 컨버터 제어부(103)는 상기 역률개선 컨버터부(100)의 스위치를 제어한다.The power factor improving converter unit 100 includes a first current sensor 41 at an input terminal, a second current sensor 42 for detecting a current inside the power factor improving converter unit 100, and the power factor improving converter unit 100. The power factor improving converter control unit 103 controls the switch of the power factor improving converter unit 100 based on current and voltage information from the first and second voltage dividing resistors 109 and 110 at the output terminals.

또한, DC-DC 컨버터부(120)의 출력단에 제3,4 분압저항(129,130) 및 제3 전류센서(43)로부터 상기 DC-DC 컨버터부(120)의 출력 전압 및 전류 정보를 검출하고, DC-DC 컨버터 제어부(123)를 통하여 상기 DC-DC 컨버터부(120)의 스위치를 제어한다.In addition, the output voltage and current information of the DC-DC converter unit 120 is detected from the third and fourth voltage dividing resistors 129 and 130 and the third current sensor 43 at the output terminal of the DC-DC converter unit 120, A switch of the DC-DC converter unit 120 is controlled through the DC-DC converter control unit 123 .

도 2는 평균전류 제어방식의 입력단 역률개선컨버터를 나타낸다. 평균전류 제어방식은 입력단에 제1 전류센서(41)와 역률개선 컨버터부(100)의 접지단에 흐르는 전류를 검출하는 제2 전류센서(42)로 전류정보를 검출하며, 출력전압을 검출하는 제1,2 분압저항(Rd1,Rd2)으로부터 출력 전압을 검출하며, 제1 전압 오차 비교기(54), 곱셈기(53) 및 제1 전류 오차 비교기(51)를 이용하여 입력전류(Ii)가 인덕터 전류(IL)에 평균전류(Iave)로 제어하는 역률개선 방법이다.2 shows an input stage power factor improving converter of an average current control method. The average current control method detects current information with a first current sensor 41 at the input terminal and a second current sensor 42 that detects a current flowing through the ground terminal of the power factor improving converter unit 100, and detects the output voltage. The output voltage is detected from the first and second voltage dividing resistors Rd1 and Rd2, and the input current Ii is converted into an inductor using the first voltage error comparator 54, the multiplier 53, and the first current error comparator 51. This is a power factor improvement method in which the current IL is controlled by the average current Iave.

도 3은 피크전류 제어방식의 입력단 역률개선컨버터를 나타낸다. 피크전류 제어방식은 입력단에 제1 전류센서(41)와 역률개선 컨버터부(100)의 역률개선 스위치(32) 하단에 흐르는 전류를 검출하는 제2 전류센서(42)로 전류정보를 검출하며, 출력전압을 검출하는 제1,2 분압저항(Rd1,Rd2)으로부터 출력 전압을 검출하며, 제1 전압 오차 비교기(54), 곱셈기(53) 및 제2 전류 오차 비교기(6)를 이용하여 입력전류(Ii)가 인덕터 전류(IL)에 피크값에 추종하도록 제어하는 역률개선 방법이다.3 shows an input stage power factor improving converter of a peak current control method. The peak current control method detects current information with a first current sensor 41 at the input terminal and a second current sensor 42 that detects a current flowing under the power factor improving switch 32 of the power factor improving converter unit 100, The output voltage is detected from the first and second voltage dividing resistors Rd1 and Rd2 for detecting the output voltage, and the input current is generated using the first voltage error comparator 54 , the multiplier 53 and the second current error comparator 6 . This is a power factor improvement method in which (Ii) controls the inductor current IL to follow the peak value.

도 4는 기존의 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터를 나타낸다.4 shows a conventional LLC converter of a forward rectification method.

상기 기존의 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(Llk)(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 공진하며, 포워드 타입 정류부(310)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식이다.In the conventional LLC converter of the forward rectification method, a resonance capacitor 205 - a leakage inductor (Llk) 207 - a transformer primary inductor ( 206-1) resonates and supplies electric energy to the LED group 300 through the forward-type rectifier 310.

도 5는 기존의 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터를 나타낸다.5 shows a conventional LLC converter of a full-bridge rectification method.

상기 기존의 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(Llk)(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 공진하며, 풀브리지 타입 정류부(320)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식이다.In the conventional LLC converter of the full-bridge rectification method, a resonance capacitor 205 - a leakage inductor (Llk) 207 - a transformer 1 at both ends of the lower switch 203-3 of the half-bridge switch 203 The secondary-side inductor 206 - 1 resonates and supplies electric energy to the LED group 300 through the full-bridge type rectifier 320 .

도 6은 기존의 배전압(Voltage-Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터를 나타낸다.6 shows an LLC converter of a conventional voltage-doubler (Voltage-Doubler) rectification method.

상기 기존의 배전압(Voltage-Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(Llk)(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 공진하며, 배전압 타입 정류부(330)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식이다.In the conventional LLC converter of the voltage-doubler rectification method, a resonance capacitor 205 - a leakage inductor (Llk) 207 - a transformer 1 at both ends of the lower switch 203 - 3 of the half-bridge switch 203 . The secondary-side inductor 206 - 1 resonates and supplies electric energy to the LED group 300 through the voltage multiplier type rectifier 330 .

도 7은 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)를 나타낸다.7 shows the proposed forward rectification type LLC converter (first embodiment).

제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 포워드 타입 정류부(310)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.The proposed forward rectification type LLC converter (first embodiment) has a zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 disposed at both ends of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203. It is the biggest technical feature. A resonance capacitor 205 - a leakage inductor 207 - a transformer between the center contact of the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 and the source of the lower switch 203 - 3 of the half-bridge switch 203 . The primary-side inductor 206-1 performs LLC resonance. In the present invention, energy stored in the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 is transferred to the leakage inductor 207 by disposing the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 on the primary side of the transformer 206 . It is combined with the stored energy to discharge the resonant capacitor 205 and the capacitor (not shown) of the winding of the transformer, and current flows through the anti-parallel diode 203-2 of the upper switch and the anti-parallel diode 203-4 of the lower switch Therefore, the zero voltage switching ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended, and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the forward type rectifier 310 is proposed.

도 8은 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)를 나타낸다.8 shows a proposed forward rectification type LLC converter (second embodiment).

제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 포워드 타입 정류부(310)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.The proposed forward rectification type LLC converter (second embodiment) has a zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 disposed at both ends of the lower switch 203-3 of the half-bridge switch 203. It is the biggest technical feature. Between the middle contact of the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 and the drain of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203, a resonance capacitor 205 - a leakage inductor 207 - a transformer The primary-side inductor 206-1 performs LLC resonance. In the present invention, energy stored in the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 is transferred to the leakage inductor 207 by disposing the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 on the primary side of the transformer 206 . It is combined with the stored energy to discharge the resonant capacitor 205 and the capacitor (not shown) of the winding of the transformer, and current flows through the anti-parallel diode 203-2 of the upper switch and the anti-parallel diode 203-4 of the lower switch Therefore, the zero voltage switching ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended, and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the forward type rectifier 310 is proposed.

도 9는 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)를 나타낸다.9 shows a proposed LLC converter (first embodiment) of a full-bridge rectification method.

제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 풀브리지 타입 정류부(320)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.The proposed full-bridge rectification type LLC converter (first embodiment) has a zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 at both ends of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203. The greatest technical feature is the arrangement. A resonance capacitor 205 - a leakage inductor 207 - a transformer between the center contact of the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 and the source of the lower switch 203 - 3 of the half-bridge switch 203 . The primary-side inductor 206-1 performs LLC resonance. In the present invention, energy stored in the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 is transferred to the leakage inductor 207 by disposing the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 on the primary side of the transformer 206 . It is combined with the stored energy to discharge the resonant capacitor 205 and the capacitor (not shown) of the winding of the transformer, and current flows through the anti-parallel diode 203-2 of the upper switch and the anti-parallel diode 203-4 of the lower switch Therefore, the zero-voltage switching ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended, and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the full-bridge type rectifier 320 is proposed.

도 10은 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)를 나타낸다.10 shows a proposed LLC converter (second embodiment) of a full-bridge rectification method.

제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 풀브리지 타입 정류부(320)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.The proposed full-bridge rectification type LLC converter (second embodiment) has a zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 at both ends of the lower switch 203-3 of the half-bridge switch 203. The greatest technical feature is the arrangement. Between the middle contact of the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 and the drain of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203, a resonance capacitor 205 - a leakage inductor 207 - a transformer The primary-side inductor 206-1 performs LLC resonance. In the present invention, energy stored in the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 is transferred to the leakage inductor 207 by disposing the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 on the primary side of the transformer 206 . It is combined with the stored energy to discharge the resonant capacitor 205 and the capacitor (not shown) of the winding of the transformer, and current flows through the anti-parallel diode 203-2 of the upper switch and the anti-parallel diode 203-4 of the lower switch Therefore, the zero-voltage switching ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended, and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the full-bridge type rectifier 320 is proposed.

도 11은 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)를 나타낸다.11 shows a proposed LLC converter (first embodiment) of a voltage doubler rectification method.

제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 배전압 타입 정류부(330)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.In the proposed LLC converter of the voltage doubler rectification method (the first embodiment), the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 is disposed at both ends of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203 . It is the biggest technical feature. A resonance capacitor 205 - a leakage inductor 207 - a transformer between the center contact of the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 and the source of the lower switch 203 - 3 of the half-bridge switch 203 . The primary-side inductor 206-1 performs LLC resonance. In the present invention, energy stored in the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 is transferred to the leakage inductor 207 by disposing the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 on the primary side of the transformer 206 . It is combined with the stored energy to discharge the resonant capacitor 205 and the capacitor (not shown) of the winding of the transformer, and current flows through the anti-parallel diode 203-2 of the upper switch and the anti-parallel diode 203-4 of the lower switch Therefore, the zero-voltage switching ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended, and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the voltage doubler type rectifier 330 is proposed.

도 12는 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)를 나타낸다.12 shows a proposed LLC converter (second embodiment) of a voltage doubler rectification method.

제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 배전압 타입 정류부(330)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.In the proposed LLC converter of the voltage doubler rectification method (the second embodiment), the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 is disposed at both ends of the lower switch 203-3 of the half-bridge switch 203 . It is the biggest technical feature. Between the middle contact of the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 and the drain of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203, a resonance capacitor 205 - a leakage inductor 207 - a transformer The primary-side inductor 206-1 performs LLC resonance. In the present invention, energy stored in the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 is transferred to the leakage inductor 207 by disposing the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 on the primary side of the transformer 206 . It is combined with the stored energy to discharge the resonant capacitor 205 and the capacitor (not shown) of the winding of the transformer, and current flows through the anti-parallel diode 203-2 of the upper switch and the anti-parallel diode 203-4 of the lower switch Therefore, the zero-voltage switching ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended, and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the voltage doubler type rectifier 330 is proposed.

도 13은 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제1 실시예)를 나타낸다. 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제1 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 포워드 타입 정류부(310)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.13 is a detailed circuit diagram (first embodiment) of the proposed forward rectification type LLC converter. In the detailed circuit diagram of the proposed forward rectification type LLC converter (first embodiment), the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 is disposed at both ends of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203. It is the biggest technical feature. A resonance capacitor 205 - a leakage inductor 207 - a transformer between the center contact of the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 and the source of the lower switch 203 - 3 of the half-bridge switch 203 . The primary-side inductor 206-1 performs LLC resonance. In the present invention, energy stored in the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 is transferred to the leakage inductor 207 by disposing the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 on the primary side of the transformer 206 . It is combined with the stored energy to discharge the resonant capacitor 205 and the capacitor (not shown) of the winding of the transformer, and current flows through the anti-parallel diode 203-2 of the upper switch and the anti-parallel diode 203-4 of the lower switch Therefore, the zero voltage switching ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended, and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the forward type rectifier 310 is proposed.

무엇보다 정전압 및 정전류 제어부(240)를 통하여 과전압 및 과전류가 발생하지 않도록 제어하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전압 제어 비교기(242)는 분압저항(R27,28)으로부터 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하게 된다. 상기 정전압 제어 비교기(242)로부터 출력된 제어전압(Vc)은 제21 다이오드(D21)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.Above all, the biggest technical feature is to control so that overvoltage and overcurrent do not occur through the constant voltage and constant current control unit 240 . The constant voltage control comparator 242 of the constant voltage and constant current controller 240 detects the output voltage from the voltage divider resistors R27 and 28, and receives the reference voltage from the regulator REG31 and compares it to generate the control voltage Vc. . The control voltage Vc output from the constant voltage control comparator 242 drives the transmitter 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) through the 21st diode D21, and transmits this signal to the light emitting diode (Photo Coupler). ) to generate a control signal for controlling the half-bridge switch 203 in the main control unit 220 of the LLC converter by receiving it from the receiving unit 225-2.

정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전류 제어 비교기(241)는 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하게 된다. 상기 정전류 제어 비교기(241)로부터 출력된 제어전류(Ic)는 제22 다이오드(D22)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.The constant current control comparator 241 of the constant voltage and constant current controller 240 receives and compares the output current detected through the current detection resistor 243 with the reference voltage from the regulator REG31 to generate the control current Ic. The control current Ic output from the constant current control comparator 241 drives the transmitter 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) through the 22nd diode D22, and transmits this signal to the light emitting diode (Photo Coupler). ) to generate a control signal for controlling the half-bridge switch 203 in the main control unit 220 of the LLC converter by receiving it from the receiving unit 225-2.

상기 제21 다이오드(D21)의 캐소드(Cathode)와 상기 제22 다이오드(D22)의 캐소드는 연결되며, 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하는 것을 기술적 특징으로 한다.The cathode of the twenty-first diode D21 and the cathode of the twenty-second diode D22 are connected, and the transmitting unit 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) is driven.

과전압 및 과전류 차단회로(280)에서 과전압 및 과전류 비교기(281)는 제31 저항(R31)에 의해서 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 비교한다. 차단 스위치(282)는 P형 MOSFET이므로 게이트(Gate) 전압이 0(제로)인 경우 도통(on)된다. 하지만, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압보다 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 높은 경우 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)는 전압이 생성되면, 차단 스위치(282)인 P형 MOSFET는 차단(off)되는 것을 기술적 특징으로 한다.In the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280, the overvoltage and overcurrent comparator 281 detects the output voltage of the LED group 300 by the 31st resistor R31, and compares the reference voltage from the regulator REG31 . Since the cut-off switch 282 is a P-type MOSFET, it is turned on when the gate voltage is 0 (zero). However, when the output voltage of the LED group 300 is higher than the reference voltage from the regulator REG31, the overvoltage and overcurrent comparator 281 generates a voltage, the cutoff switch 282, the P-type MOSFET, cuts off ( off) is a technical feature.

LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 과전압이 발생하는 경우, 과전류도 발생하는 경우이며, 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 차단 스위치(282)를 오프(off)하여서, 상기 LED 그룹(Group)(300)을 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.When the output voltage of the LED group 300 generates an overvoltage, an overcurrent also occurs, and the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280 turns off the cutoff switch 282, so that the LED It is a technical feature to protect the group (Group) (300).

본 발명에서는 부하(Load)로서 LED 그룹(Group)(300)의 예를 들었지만, 일반적인 부하(Load)에서도 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 부하(Load)를 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.In the present invention, an example of the LED group 300 is given as a load, but the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280 protects the load even in a general load. .

LLC 컨버터의 주 제어IC(221)는 하프브리지 스위치(203)의 구동을 위한 게이트 신호를 발생시키며, 전류 증폭용 P형 트랜지스터(222) 및 전류 증폭용 N형 트랜지스터(223)를 통하여 스위치 구동용 변압기 1차측(224-1)에 신호를 전달되며, 스위치 구동용 변압기 2차측(224-2)에 신호가 전달되어 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)를 온(on) 및 오프(off)시키는 것을 기술적 특징으로 한다.The main control IC 221 of the LLC converter generates a gate signal for driving the half-bridge switch 203 and drives the switch through the P-type transistor 222 for current amplification and the N-type transistor 223 for current amplification. A signal is transmitted to the primary side of the transformer 224-1, and the signal is transmitted to the secondary side 224-2 of the transformer for driving the switch, so that the upper switch 203-1 and the lower switch 203- of the half-bridge switch 203 3) is a technical feature to turn on (on) and off (off).

본 발명에서는 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동을 위하여 상기 상부 스위치(203-1)의 게이트(Gate)에 제1 P형 트랜지스터(201)가 배치되며, 상기 하부 스위치(203-3)의 게이트(Gate)에 제2 P형 트랜지스터(202)가 배치됨으로 인하여 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동 특성을 향상시키는 장점이 있다.In the present invention, a first P-type transistor 201 is disposed at the gate of the upper switch 203-1 to drive the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3, and the Since the second P-type transistor 202 is disposed at the gate of the lower switch 203 - 3 , there is an advantage in improving the driving characteristics of the upper switch 203 - 1 and the lower switch 203 - 3 . .

도 14는 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제2 실시예)를 나타낸다. 제안된 포워드(Forward) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 포워드 타입 정류부(310)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.14 is a detailed circuit diagram (second embodiment) of the proposed forward rectification type LLC converter. The proposed forward rectification type LLC converter (second embodiment) has a zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 disposed at both ends of the lower switch 203-3 of the half-bridge switch 203. It is the biggest technical feature. Between the middle contact of the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 and the drain of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203, a resonance capacitor 205 - a leakage inductor 207 - a transformer The primary-side inductor 206-1 performs LLC resonance. In the present invention, energy stored in the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 is transferred to the leakage inductor 207 by disposing the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 on the primary side of the transformer 206 . It is combined with the stored energy to discharge the resonant capacitor 205 and the capacitor (not shown) of the winding of the transformer, and current flows through the anti-parallel diode 203-2 of the upper switch and the anti-parallel diode 203-4 of the lower switch Therefore, the zero voltage switching ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended, and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the forward type rectifier 310 is proposed.

무엇보다 정전압 및 정전류 제어부(240)를 통하여 과전압 및 과전류가 발생하지 않도록 제어하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전압 제어 비교기(242)는 분압저항(R27,28)으로부터 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하게 된다. 상기 정전압 제어 비교기(242)로부터 출력된 제어전압(Vc)은 제21 다이오드(D21)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.Above all, the biggest technical feature is to control so that overvoltage and overcurrent do not occur through the constant voltage and constant current control unit 240 . The constant voltage control comparator 242 of the constant voltage and constant current controller 240 detects the output voltage from the voltage divider resistors R27 and 28, and receives the reference voltage from the regulator REG31 and compares it to generate the control voltage Vc. . The control voltage Vc output from the constant voltage control comparator 242 drives the transmitter 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) through the 21st diode D21, and transmits this signal to the light emitting diode (Photo Coupler). ) to generate a control signal for controlling the half-bridge switch 203 in the main control unit 220 of the LLC converter by receiving it from the receiving unit 225-2.

정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전류 제어 비교기(241)는 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하게 된다. 상기 정전류 제어 비교기(241)로부터 출력된 제어전류(Ic)는 제22 다이오드(D22)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.The constant current control comparator 241 of the constant voltage and constant current controller 240 receives and compares the output current detected through the current detection resistor 243 with the reference voltage from the regulator REG31 to generate the control current Ic. The control current Ic output from the constant current control comparator 241 drives the transmitter 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) through the 22nd diode D22, and transmits this signal to the light emitting diode (Photo Coupler). ) to generate a control signal for controlling the half-bridge switch 203 in the main control unit 220 of the LLC converter by receiving it from the receiving unit 225-2.

상기 제21 다이오드(D21)의 캐소드(Cathode)와 상기 제22 다이오드(D22)의 캐소드는 연결되며, 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하는 것을 기술적 특징으로 한다.The cathode of the twenty-first diode D21 and the cathode of the twenty-second diode D22 are connected, and the transmitting unit 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) is driven.

과전압 및 과전류 차단회로(280)에서 과전압 및 과전류 비교기(281)는 제31 저항(R31)에 의해서 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 비교한다. 차단 스위치(282)는 P형 MOSFET이므로 게이트(Gate) 전압이 0(제로)인 경우 도통(on)된다. 하지만, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압보다 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 높은 경우 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)는 전압이 생성되면, 차단 스위치(282)인 P형 MOSFET는 차단(off)되는 것을 기술적 특징으로 한다.In the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280, the overvoltage and overcurrent comparator 281 detects the output voltage of the LED group 300 by the 31st resistor R31, and compares the reference voltage from the regulator REG31 . Since the cut-off switch 282 is a P-type MOSFET, it is turned on when the gate voltage is 0 (zero). However, when the output voltage of the LED group 300 is higher than the reference voltage from the regulator REG31, the overvoltage and overcurrent comparator 281 generates a voltage, the cutoff switch 282, the P-type MOSFET, cuts off ( off) is a technical feature.

LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 과전압이 발생하는 경우, 과전류도 발생하는 경우이며, 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 차단 스위치(282)를 오프(off)하여서, 상기 LED 그룹(Group)(300)을 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.When the output voltage of the LED group 300 generates an overvoltage, an overcurrent also occurs, and the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280 turns off the cutoff switch 282, so that the LED It is a technical feature to protect the group (Group) (300).

본 발명에서는 부하(Load)로서 LED 그룹(Group)(300)의 예를 들었지만, 일반적인 부하(Load)에서도 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 부하(Load)를 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.In the present invention, an example of the LED group 300 is given as a load, but the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280 protects the load even in a general load. .

LLC 컨버터의 주 제어IC(221)는 하프브리지 스위치(203)의 구동을 위한 게이트 신호를 발생시키며, 전류 증폭용 P형 트랜지스터(222) 및 전류 증폭용 N형 트랜지스터(223)를 통하여 스위치 구동용 변압기 1차측(224-1)에 신호를 전달되며, 스위치 구동용 변압기 2차측(224-2)에 신호가 전달되어 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)를 온(on) 및 오프(off)시키는 것을 기술적 특징으로 한다.The main control IC 221 of the LLC converter generates a gate signal for driving the half-bridge switch 203 and drives the switch through the P-type transistor 222 for current amplification and the N-type transistor 223 for current amplification. A signal is transmitted to the primary side of the transformer 224-1, and the signal is transmitted to the secondary side 224-2 of the transformer for driving the switch, so that the upper switch 203-1 and the lower switch 203- of the half-bridge switch 203 3) is a technical feature to turn on (on) and off (off).

본 발명에서는 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동을 위하여 상기 상부 스위치(203-1)의 게이트(Gate)에 제1 P형 트랜지스터(201)가 배치되며, 상기 하부 스위치(203-3)의 게이트(Gate)에 제2 P형 트랜지스터(202)가 배치됨으로 인하여 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동 특성을 향상시키는 장점이 있다.In the present invention, a first P-type transistor 201 is disposed at the gate of the upper switch 203-1 to drive the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3, and the Since the second P-type transistor 202 is disposed at the gate of the lower switch 203 - 3 , there is an advantage in improving the driving characteristics of the upper switch 203 - 1 and the lower switch 203 - 3 . .

도 15는 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제1 실시예)를 나타낸다. 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 풀브리지 타입 정류부(320)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.15 shows a detailed circuit diagram (first embodiment) of the proposed LLC converter of the full-bridge rectification method. The proposed full-bridge rectification type LLC converter (first embodiment) has a zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 at both ends of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203. The greatest technical feature is the arrangement. A resonance capacitor 205 - a leakage inductor 207 - a transformer between the center contact of the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 and the source of the lower switch 203 - 3 of the half-bridge switch 203 . The primary-side inductor 206-1 performs LLC resonance. In the present invention, energy stored in the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 is transferred to the leakage inductor 207 by disposing the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 on the primary side of the transformer 206 . It is combined with the stored energy to discharge the resonant capacitor 205 and the capacitor (not shown) of the winding of the transformer, and current flows through the anti-parallel diode 203-2 of the upper switch and the anti-parallel diode 203-4 of the lower switch Therefore, the zero-voltage switching ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended, and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the full-bridge type rectifier 320 is proposed.

무엇보다 정전압 및 정전류 제어부(240)를 통하여 과전압 및 과전류가 발생하지 않도록 제어하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전압 제어 비교기(242)는 분압저항(R27,28)으로부터 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하게 된다. 상기 정전압 제어 비교기(242)로부터 출력된 제어전압(Vc)은 제21 다이오드(D21)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.Above all, the biggest technical feature is to control so that overvoltage and overcurrent do not occur through the constant voltage and constant current control unit 240 . The constant voltage control comparator 242 of the constant voltage and constant current controller 240 detects the output voltage from the voltage divider resistors R27 and 28, and receives the reference voltage from the regulator REG31 and compares it to generate the control voltage Vc. . The control voltage Vc output from the constant voltage control comparator 242 drives the transmitter 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) through the 21st diode D21, and transmits this signal to the light emitting diode (Photo Coupler). ) to generate a control signal for controlling the half-bridge switch 203 in the main control unit 220 of the LLC converter by receiving it from the receiving unit 225-2.

정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전류 제어 비교기(241)는 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하게 된다. 상기 정전류 제어 비교기(241)로부터 출력된 제어전류(Ic)는 제22 다이오드(D22)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.The constant current control comparator 241 of the constant voltage and constant current controller 240 receives and compares the output current detected through the current detection resistor 243 with the reference voltage from the regulator REG31 to generate the control current Ic. The control current Ic output from the constant current control comparator 241 drives the transmitter 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) through the 22nd diode D22, and transmits this signal to the light emitting diode (Photo Coupler). ) to generate a control signal for controlling the half-bridge switch 203 in the main control unit 220 of the LLC converter by receiving it from the receiving unit 225-2.

상기 제21 다이오드(D21)의 캐소드(Cathode)와 상기 제22 다이오드(D22)의 캐소드는 연결되며, 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하는 것을 기술적 특징으로 한다.The cathode of the twenty-first diode D21 and the cathode of the twenty-second diode D22 are connected, and the transmitting unit 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) is driven.

과전압 및 과전류 차단회로(280)에서 과전압 및 과전류 비교기(281)는 제31 저항(R31)에 의해서 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 비교한다. 차단 스위치(282)는 P형 MOSFET이므로 게이트(Gate) 전압이 0(제로)인 경우 도통(on)된다. 하지만, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압보다 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 높은 경우 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)는 전압이 생성되면, 차단 스위치(282)인 P형 MOSFET는 차단(off)되는 것을 기술적 특징으로 한다.In the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280, the overvoltage and overcurrent comparator 281 detects the output voltage of the LED group 300 by the 31st resistor R31, and compares the reference voltage from the regulator REG31 . Since the cut-off switch 282 is a P-type MOSFET, it is turned on when the gate voltage is 0 (zero). However, when the output voltage of the LED group 300 is higher than the reference voltage from the regulator REG31, the overvoltage and overcurrent comparator 281 generates a voltage, the cutoff switch 282, the P-type MOSFET, cuts off ( off) is a technical feature.

LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 과전압이 발생하는 경우, 과전류도 발생하는 경우이며, 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 차단 스위치(282)를 오프(off)하여서, 상기 LED 그룹(Group)(300)을 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.When the output voltage of the LED group 300 generates an overvoltage, an overcurrent also occurs, and the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280 turns off the cutoff switch 282, so that the LED It is a technical feature to protect the group (Group) (300).

본 발명에서는 부하(Load)로서 LED 그룹(Group)(300)의 예를 들었지만, 일반적인 부하(Load)에서도 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 부하(Load)를 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.In the present invention, an example of the LED group 300 is given as a load, but the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280 protects the load even in a general load. .

LLC 컨버터의 주 제어IC(221)는 하프브리지 스위치(203)의 구동을 위한 게이트 신호를 발생시키며, 전류 증폭용 P형 트랜지스터(222) 및 전류 증폭용 N형 트랜지스터(223)를 통하여 스위치 구동용 변압기 1차측(224-1)에 신호를 전달되며, 스위치 구동용 변압기 2차측(224-2)에 신호가 전달되어 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)를 온(on) 및 오프(off)시키는 것을 기술적 특징으로 한다.The main control IC 221 of the LLC converter generates a gate signal for driving the half-bridge switch 203 and drives the switch through the P-type transistor 222 for current amplification and the N-type transistor 223 for current amplification. A signal is transmitted to the primary side of the transformer 224-1, and the signal is transmitted to the secondary side 224-2 of the transformer for driving the switch, so that the upper switch 203-1 and the lower switch 203- of the half-bridge switch 203 3) is a technical feature to turn on (on) and off (off).

본 발명에서는 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동을 위하여 상기 상부 스위치(203-1)의 게이트(Gate)에 제1 P형 트랜지스터(201)가 배치되며, 상기 하부 스위치(203-3)의 게이트(Gate)에 제2 P형 트랜지스터(202)가 배치됨으로 인하여 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동 특성을 향상시키는 장점이 있다.In the present invention, a first P-type transistor 201 is disposed at the gate of the upper switch 203-1 to drive the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3, and the Since the second P-type transistor 202 is disposed at the gate of the lower switch 203 - 3 , there is an advantage in improving the driving characteristics of the upper switch 203 - 1 and the lower switch 203 - 3 . .

도 16은 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제2 실시예)를 나타낸다. 제안된 풀브리지(Full-Bridge) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 풀브리지 타입 정류부(320)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.16 shows a detailed circuit diagram (second embodiment) of the proposed LLC converter of the full-bridge rectification method. The proposed full-bridge rectification type LLC converter (second embodiment) has a zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 at both ends of the lower switch 203-3 of the half-bridge switch 203. The greatest technical feature is the arrangement. Between the middle contact of the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 and the drain of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203, a resonance capacitor 205 - a leakage inductor 207 - a transformer The primary-side inductor 206-1 performs LLC resonance. In the present invention, energy stored in the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 is transferred to the leakage inductor 207 by disposing the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 on the primary side of the transformer 206 . It is combined with the stored energy to discharge the resonant capacitor 205 and the capacitor (not shown) of the winding of the transformer, and current flows through the anti-parallel diode 203-2 of the upper switch and the anti-parallel diode 203-4 of the lower switch Therefore, the zero-voltage switching ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended, and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the full-bridge type rectifier 320 is proposed.

무엇보다 정전압 및 정전류 제어부(240)를 통하여 과전압 및 과전류가 발생하지 않도록 제어하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전압 제어 비교기(242)는 분압저항(R27,28)으로부터 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하게 된다. 상기 정전압 제어 비교기(242)로부터 출력된 제어전압(Vc)은 제21 다이오드(D21)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.Above all, the biggest technical feature is to control so that overvoltage and overcurrent do not occur through the constant voltage and constant current control unit 240 . The constant voltage control comparator 242 of the constant voltage and constant current controller 240 detects the output voltage from the voltage divider resistors R27 and 28, and receives the reference voltage from the regulator REG31 and compares it to generate the control voltage Vc. . The control voltage Vc output from the constant voltage control comparator 242 drives the transmitter 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) through the 21st diode D21, and transmits this signal to the light emitting diode (Photo Coupler). ) to generate a control signal for controlling the half-bridge switch 203 in the main control unit 220 of the LLC converter by receiving it from the receiving unit 225-2.

정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전류 제어 비교기(241)는 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하게 된다. 상기 정전류 제어 비교기(241)로부터 출력된 제어전류(Ic)는 제22 다이오드(D22)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.The constant current control comparator 241 of the constant voltage and constant current controller 240 receives and compares the output current detected through the current detection resistor 243 with the reference voltage from the regulator REG31 to generate the control current Ic. The control current Ic output from the constant current control comparator 241 drives the transmitter 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) through the 22nd diode D22, and transmits this signal to the light emitting diode (Photo Coupler). ) to generate a control signal for controlling the half-bridge switch 203 in the main control unit 220 of the LLC converter by receiving it from the receiving unit 225-2.

상기 제21 다이오드(D21)의 캐소드(Cathode)와 상기 제22 다이오드(D22)의 캐소드는 연결되며, 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하는 것을 기술적 특징으로 한다.The cathode of the twenty-first diode D21 and the cathode of the twenty-second diode D22 are connected, and the transmitting unit 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) is driven.

과전압 및 과전류 차단회로(280)에서 과전압 및 과전류 비교기(281)는 제31 저항(R31)에 의해서 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 비교한다. 차단 스위치(282)는 P형 MOSFET이므로 게이트(Gate) 전압이 0(제로)인 경우 도통(on)된다. 하지만, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압보다 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 높은 경우 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)는 전압이 생성되면, 차단 스위치(282)인 P형 MOSFET는 차단(off)되는 것을 기술적 특징으로 한다.In the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280, the overvoltage and overcurrent comparator 281 detects the output voltage of the LED group 300 by the 31st resistor R31, and compares the reference voltage from the regulator REG31 . Since the cut-off switch 282 is a P-type MOSFET, it is turned on when the gate voltage is 0 (zero). However, when the output voltage of the LED group 300 is higher than the reference voltage from the regulator REG31, the overvoltage and overcurrent comparator 281 generates a voltage, the cutoff switch 282, the P-type MOSFET, cuts off ( off) is a technical feature.

LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 과전압이 발생하는 경우, 과전류도 발생하는 경우이며, 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 차단 스위치(282)를 오프(off)하여서, 상기 LED 그룹(Group)(300)을 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.When the output voltage of the LED group 300 generates an overvoltage, an overcurrent also occurs, and the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280 turns off the cutoff switch 282, so that the LED It is a technical feature to protect the group (Group) (300).

본 발명에서는 부하(Load)로서 LED 그룹(Group)(300)의 예를 들었지만, 일반적인 부하(Load)에서도 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 부하(Load)를 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.In the present invention, an example of the LED group 300 is given as a load, but the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280 protects the load even in a general load. .

LLC 컨버터의 주 제어IC(221)는 하프브리지 스위치(203)의 구동을 위한 게이트 신호를 발생시키며, 전류 증폭용 P형 트랜지스터(222) 및 전류 증폭용 N형 트랜지스터(223)를 통하여 스위치 구동용 변압기 1차측(224-1)에 신호를 전달되며, 스위치 구동용 변압기 2차측(224-2)에 신호가 전달되어 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)를 온(on) 및 오프(off)시키는 것을 기술적 특징으로 한다.The main control IC 221 of the LLC converter generates a gate signal for driving the half-bridge switch 203 and drives the switch through the P-type transistor 222 for current amplification and the N-type transistor 223 for current amplification. A signal is transmitted to the primary side of the transformer 224-1, and the signal is transmitted to the secondary side 224-2 of the transformer for driving the switch, so that the upper switch 203-1 and the lower switch 203- of the half-bridge switch 203 3) is a technical feature to turn on (on) and off (off).

본 발명에서는 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동을 위하여 상기 상부 스위치(203-1)의 게이트(Gate)에 제1 P형 트랜지스터(201)가 배치되며, 상기 하부 스위치(203-3)의 게이트(Gate)에 제2 P형 트랜지스터(202)가 배치됨으로 인하여 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동 특성을 향상시키는 장점이 있다.In the present invention, a first P-type transistor 201 is disposed at the gate of the upper switch 203-1 to drive the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3, and the Since the second P-type transistor 202 is disposed at the gate of the lower switch 203 - 3 , there is an advantage in improving the driving characteristics of the upper switch 203 - 1 and the lower switch 203 - 3 . .

도 17은 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제1 실시예)를 나타낸다. 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제1 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 배전압 타입 정류부(330)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.17 is a detailed circuit diagram (first embodiment) of the proposed LLC converter of the voltage doubler rectification method. In the proposed LLC converter of the voltage doubler rectification method (the first embodiment), the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 is disposed at both ends of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203 . It is the biggest technical feature. A resonance capacitor 205 - a leakage inductor 207 - a transformer between the center contact of the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 and the source of the lower switch 203 - 3 of the half-bridge switch 203 . The primary-side inductor 206-1 performs LLC resonance. In the present invention, energy stored in the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 is transferred to the leakage inductor 207 by disposing the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 on the primary side of the transformer 206 . It is combined with the stored energy to discharge the resonant capacitor 205 and the capacitor (not shown) of the winding of the transformer, and current flows through the anti-parallel diode 203-2 of the upper switch and the anti-parallel diode 203-4 of the lower switch Therefore, the zero-voltage switching ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended, and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the voltage doubler type rectifier 330 is proposed.

무엇보다 정전압 및 정전류 제어부(240)를 통하여 과전압 및 과전류가 발생하지 않도록 제어하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전압 제어 비교기(242)는 분압저항(R27,28)으로부터 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하게 된다. 상기 정전압 제어 비교기(242)로부터 출력된 제어전압(Vc)은 제21 다이오드(D21)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.Above all, the biggest technical feature is to control so that overvoltage and overcurrent do not occur through the constant voltage and constant current control unit 240 . The constant voltage control comparator 242 of the constant voltage and constant current controller 240 detects the output voltage from the voltage divider resistors R27 and 28, and receives the reference voltage from the regulator REG31 and compares it to generate the control voltage Vc. . The control voltage Vc output from the constant voltage control comparator 242 drives the transmitter 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) through the 21st diode D21, and transmits this signal to the light emitting diode (Photo Coupler). ) to generate a control signal for controlling the half-bridge switch 203 in the main control unit 220 of the LLC converter by receiving it from the receiving unit 225-2.

정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전류 제어 비교기(241)는 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하게 된다. 상기 정전류 제어 비교기(241)로부터 출력된 제어전류(Ic)는 제22 다이오드(D22)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.The constant current control comparator 241 of the constant voltage and constant current controller 240 receives and compares the output current detected through the current detection resistor 243 with the reference voltage from the regulator REG31 to generate the control current Ic. The control current Ic output from the constant current control comparator 241 drives the transmitter 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) through the 22nd diode D22, and transmits this signal to the light emitting diode (Photo Coupler). ) to generate a control signal for controlling the half-bridge switch 203 in the main control unit 220 of the LLC converter by receiving it from the receiving unit 225-2.

상기 제21 다이오드(D21)의 캐소드(Cathode)와 상기 제22 다이오드(D22)의 캐소드는 연결되며, 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하는 것을 기술적 특징으로 한다.The cathode of the twenty-first diode D21 and the cathode of the twenty-second diode D22 are connected, and the transmitting unit 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) is driven.

과전압 및 과전류 차단회로(280)에서 과전압 및 과전류 비교기(281)는 제31 저항(R31)에 의해서 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 비교한다. 차단 스위치(282)는 P형 MOSFET이므로 게이트(Gate) 전압이 0(제로)인 경우 도통(on)된다. 하지만, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압보다 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 높은 경우 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)는 전압이 생성되면, 차단 스위치(282)인 P형 MOSFET는 차단(off)되는 것을 기술적 특징으로 한다.In the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280, the overvoltage and overcurrent comparator 281 detects the output voltage of the LED group 300 by the 31st resistor R31, and compares the reference voltage from the regulator REG31 . Since the cut-off switch 282 is a P-type MOSFET, it is turned on when the gate voltage is 0 (zero). However, when the output voltage of the LED group 300 is higher than the reference voltage from the regulator REG31, the overvoltage and overcurrent comparator 281 generates a voltage, the cutoff switch 282, the P-type MOSFET, cuts off ( off) is a technical feature.

LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 과전압이 발생하는 경우, 과전류도 발생하는 경우이며, 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 차단 스위치(282)를 오프(off)하여서, 상기 LED 그룹(Group)(300)을 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.When the output voltage of the LED group 300 generates an overvoltage, an overcurrent also occurs, and the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280 turns off the cutoff switch 282, so that the LED It is a technical feature to protect the group (Group) (300).

본 발명에서는 부하(Load)로서 LED 그룹(Group)(300)의 예를 들었지만, 일반적인 부하(Load)에서도 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 부하(Load)를 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.In the present invention, an example of the LED group 300 is given as a load, but the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280 protects the load even in a general load. .

LLC 컨버터의 주 제어IC(221)는 하프브리지 스위치(203)의 구동을 위한 게이트 신호를 발생시키며, 전류 증폭용 P형 트랜지스터(222) 및 전류 증폭용 N형 트랜지스터(223)를 통하여 스위치 구동용 변압기 1차측(224-1)에 신호를 전달되며, 스위치 구동용 변압기 2차측(224-2)에 신호가 전달되어 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)를 온(on) 및 오프(off)시키는 것을 기술적 특징으로 한다.The main control IC 221 of the LLC converter generates a gate signal for driving the half-bridge switch 203 and drives the switch through the P-type transistor 222 for current amplification and the N-type transistor 223 for current amplification. A signal is transmitted to the primary side of the transformer 224-1, and the signal is transmitted to the secondary side 224-2 of the transformer for driving the switch, so that the upper switch 203-1 and the lower switch 203- of the half-bridge switch 203 3) is a technical feature to turn on (on) and off (off).

본 발명에서는 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동을 위하여 상기 상부 스위치(203-1)의 게이트(Gate)에 제1 P형 트랜지스터(201)가 배치되며, 상기 하부 스위치(203-3)의 게이트(Gate)에 제2 P형 트랜지스터(202)가 배치됨으로 인하여 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동 특성을 향상시키는 장점이 있다.In the present invention, a first P-type transistor 201 is disposed at the gate of the upper switch 203-1 to drive the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3, and the Since the second P-type transistor 202 is disposed at the gate of the lower switch 203 - 3 , there is an advantage in improving the driving characteristics of the upper switch 203 - 1 and the lower switch 203 - 3 . .

도 18은 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터 세부 회로도(제2 실시예)를 나타낸다. 제안된 배전압(Voltage Doubler) 정류 방식의 LLC 컨버터(제2 실시예)는 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)가 배치되어 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 사이에는 공진 커패시터(205) - 누설인덕터(207) - 변압기 1차측 인덕터(206-1)가 LLC 공진을 수행하게 된다. 본 발명에서는 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)를 변압기(206)의 1차측에 배치시킴을 통하여 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)에 저장된 에너지가 상기 누설인덕터(207)에 저장된 에너지와 합쳐져서 공진 커패시터(205)와 변압기의 권선의 커패시터(미도시)를 방전시키며, 상부 스위치의 역병렬 다이오드(203-2) 및 하부 스위치의 역병렬 다이오드(203-4)에 전류가 흐르기 때문에 영전압 스위칭 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 범위가 확장되며, 배전압 타입 정류부(330)를 통하여 LED 그룹(Group)(300)에 전기에너지를 공급하는 방식을 제안하고자 한다.18 is a detailed circuit diagram (second embodiment) of the proposed LLC converter of the voltage doubler rectification method. In the proposed LLC converter of the voltage doubler rectification method (the second embodiment), the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 is disposed at both ends of the lower switch 203-3 of the half-bridge switch 203 . It is the biggest technical feature. Between the middle contact of the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 and the drain of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203, a resonance capacitor 205 - a leakage inductor 207 - a transformer The primary-side inductor 206-1 performs LLC resonance. In the present invention, energy stored in the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 is transferred to the leakage inductor 207 by disposing the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 on the primary side of the transformer 206 . It is combined with the stored energy to discharge the resonant capacitor 205 and the capacitor (not shown) of the winding of the transformer, and current flows through the anti-parallel diode 203-2 of the upper switch and the anti-parallel diode 203-4 of the lower switch Therefore, the zero-voltage switching ZVS (Zero-Voltage-Switching) range is extended, and a method of supplying electric energy to the LED group 300 through the voltage doubler type rectifier 330 is proposed.

무엇보다 정전압 및 정전류 제어부(240)를 통하여 과전압 및 과전류가 발생하지 않도록 제어하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전압 제어 비교기(242)는 분압저항(R27,28)으로부터 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하게 된다. 상기 정전압 제어 비교기(242)로부터 출력된 제어전압(Vc)은 제21 다이오드(D21)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.Above all, the biggest technical feature is to control so that overvoltage and overcurrent do not occur through the constant voltage and constant current control unit 240 . The constant voltage control comparator 242 of the constant voltage and constant current controller 240 detects the output voltage from the voltage divider resistors R27 and 28, and receives the reference voltage from the regulator REG31 and compares it to generate the control voltage Vc. . The control voltage Vc output from the constant voltage control comparator 242 drives the transmitter 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) through the 21st diode D21, and transmits this signal to the light emitting diode (Photo Coupler). ) to generate a control signal for controlling the half-bridge switch 203 in the main control unit 220 of the LLC converter by receiving it from the receiving unit 225-2.

정전압 및 정전류 제어부(240)의 정전류 제어 비교기(241)는 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하게 된다. 상기 정전류 제어 비교기(241)로부터 출력된 제어전류(Ic)는 제22 다이오드(D22)를 통하여 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하며, 이 신호를 발광 다이오드(Photo Coupler)의 수신부(225-2)에서 수신받아 LLC 컨버터의 주 제어부(220)에서 하프브리지 스위치(203)를 제어하는 제어신호를 발생시키게 된다.The constant current control comparator 241 of the constant voltage and constant current controller 240 receives and compares the output current detected through the current detection resistor 243 with the reference voltage from the regulator REG31 to generate the control current Ic. The control current Ic output from the constant current control comparator 241 drives the transmitter 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) through the 22nd diode D22, and transmits this signal to the light emitting diode (Photo Coupler). ) to generate a control signal for controlling the half-bridge switch 203 in the main control unit 220 of the LLC converter by receiving it from the receiving unit 225-2.

상기 제21 다이오드(D21)의 캐소드(Cathode)와 상기 제22 다이오드(D22)의 캐소드는 연결되며, 발광 다이오드(Photo Coupler)의 발신부(225-1)를 구동하는 것을 기술적 특징으로 한다.The cathode of the twenty-first diode D21 and the cathode of the twenty-second diode D22 are connected, and the transmitting unit 225-1 of the light emitting diode (Photo Coupler) is driven.

과전압 및 과전류 차단회로(280)에서 과전압 및 과전류 비교기(281)는 제31 저항(R31)에 의해서 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 비교한다. 차단 스위치(282)는 P형 MOSFET이므로 게이트(Gate) 전압이 0(제로)인 경우 도통(on)된다. 하지만, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압보다 LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 높은 경우 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)는 전압이 생성되면, 차단 스위치(282)인 P형 MOSFET는 차단(off)되는 것을 기술적 특징으로 한다.In the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280, the overvoltage and overcurrent comparator 281 detects the output voltage of the LED group 300 by the 31st resistor R31, and compares the reference voltage from the regulator REG31 . Since the cut-off switch 282 is a P-type MOSFET, it is turned on when the gate voltage is 0 (zero). However, when the output voltage of the LED group 300 is higher than the reference voltage from the regulator REG31, the overvoltage and overcurrent comparator 281 generates a voltage, the cutoff switch 282, the P-type MOSFET, cuts off ( off) is a technical feature.

LED 그룹(Group)(300)의 출력전압이 과전압이 발생하는 경우, 과전류도 발생하는 경우이며, 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 차단 스위치(282)를 오프(off)하여서, 상기 LED 그룹(Group)(300)을 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.When the output voltage of the LED group 300 generates an overvoltage, an overcurrent also occurs, and the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280 turns off the cutoff switch 282, so that the LED It is a technical feature to protect the group (Group) (300).

본 발명에서는 부하(Load)로서 LED 그룹(Group)(300)의 예를 들었지만, 일반적인 부하(Load)에서도 상기 과전압 및 과전류 차단회로(280)는 상기 부하(Load)를 보호하는 것을 기술적 특징으로 한다.In the present invention, an example of the LED group 300 is given as a load, but the overvoltage and overcurrent blocking circuit 280 protects the load even in a general load. .

LLC 컨버터의 주 제어IC(221)는 하프브리지 스위치(203)의 구동을 위한 게이트 신호를 발생시키며, 전류 증폭용 P형 트랜지스터(222) 및 전류 증폭용 N형 트랜지스터(223)를 통하여 스위치 구동용 변압기 1차측(224-1)에 신호를 전달되며, 스위치 구동용 변압기 2차측(224-2)에 신호가 전달되어 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)를 온(on) 및 오프(off)시키는 것을 기술적 특징으로 한다.The main control IC 221 of the LLC converter generates a gate signal for driving the half-bridge switch 203 and drives the switch through the P-type transistor 222 for current amplification and the N-type transistor 223 for current amplification. A signal is transmitted to the primary side of the transformer 224-1, and the signal is transmitted to the secondary side 224-2 of the transformer for driving the switch, so that the upper switch 203-1 and the lower switch 203- of the half-bridge switch 203 3) is a technical feature to turn on (on) and off (off).

본 발명에서는 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동을 위하여 상기 상부 스위치(203-1)의 게이트(Gate)에 제1 P형 트랜지스터(201)가 배치되며, 상기 하부 스위치(203-3)의 게이트(Gate)에 제2 P형 트랜지스터(202)가 배치됨으로 인하여 상기 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)의 구동 특성을 향상시키는 장점이 있다.In the present invention, a first P-type transistor 201 is disposed at the gate of the upper switch 203-1 to drive the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3, and the Since the second P-type transistor 202 is disposed at the gate of the lower switch 203 - 3 , there is an advantage in improving the driving characteristics of the upper switch 203 - 1 and the lower switch 203 - 3 . .

도 19는 누설인덕터(Llk)와 스위치 커패시터(Csw) 변화에 따른 영전압 스위칭 범위를 나타낸다. 기존의 LLC 컨버터(도 4 내지 도 6)에서 영전압 스위칭의 동작 조전은 다음의 식(1)과 같다.19 shows the zero voltage switching range according to changes in the leakage inductor Llk and the switch capacitor Csw. In the conventional LLC converter ( FIGS. 4 to 6 ), the operation control of zero voltage switching is expressed by the following Equation (1).

기존의 LLC 컨버터(도 4 내지 도 6)에서 영전압 스위칭 동작조건Zero voltage switching operating conditions in the conventional LLC converter ( FIGS. 4 to 6 )

Figure 112018012751470-pat00001
Figure 112018012751470-pat00001

제안된 LLC 컨버터(도 7 내지 도 12)에서 영전압 스위칭의 동작 조전은 다음의 식(2)와 같다.In the proposed LLC converter ( FIGS. 7 to 12 ), the operation control of zero voltage switching is as follows Equation (2).

제안된 LLC 컨버터(도 7 내지 도 12)에서 영전압 스위칭 동작조건Zero voltage switching operating conditions in the proposed LLC converter ( FIGS. 7 to 12 )

Figure 112018012751470-pat00002
Figure 112018012751470-pat00002

따라서 본 발명에서는 변압기의 누설 인덕턴스(Llk)의 키를 확장시키기 때문에 영전압 스위칭 범위가 확장된다. 도 19에서는 누설 인덕턴스(Llk)의 크기가 크면 클 수 록 스위치에 영전압이 발생되는 임계전류(Icrit)가 작아진다. 따라서 경부하(Light Load) 까지도 안정적으로 영전압 스위칭이 되는 장점이 있다.Therefore, in the present invention, since the key of the leakage inductance (Llk) of the transformer is extended, the zero voltage switching range is extended. In FIG. 19 , the larger the leakage inductance Llk, the smaller the threshold current Icrit at which a zero voltage is generated in the switch. Therefore, there is an advantage of stably switching the zero voltage even under a light load.

도 20는 스위치의 영전압 스위칭 및 하드 스위칭 전압 및 전류 파형을 나타낸다.20 shows zero-voltage switching and hard-switching voltage and current waveforms of the switch.

도 20(a)는 스위치의 영전압 스위칭 파형을 나타내며, 도 20(b)는 하드 스위칭 전압 및 전류 파형을 나타낸다. 도 20(a)에서 영전압 스위칭 파형은 스위치 턴온(Turn on)시 전류 리플이 거의 없지만, 도 20(b)에서 하드 스위칭 파형은 스위치 턴온(Turn on)시 전류 리플이 상당하기에 출력 전압 및 전류리플이 증가하며, LED 그룹(Group)(300)에 플리커(Flicker) 현상이 발생하여 깜박이는 현상이 발생한다.Fig. 20 (a) shows the zero voltage switching waveform of the switch, and Fig. 20 (b) shows the hard switching voltage and current waveform. In Figure 20 (a), the zero voltage switching waveform has little current ripple when the switch is turned on (Turn on), but in Figure 20 (b), the hard switching waveform has a significant current ripple when the switch is turned on, so the output voltage and The current ripple increases, and a flicker phenomenon occurs in the LED group 300 , thereby causing a flickering phenomenon.

따라서 본 발명에서 제안하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터는 LED 그룹(Group)(300)에 플리커(Flicker) 현상을 방지시키는 상승된 효과가 발생한다.Therefore, the zero voltage switching extended type LLC converter proposed in the present invention has a synergistic effect of preventing a flicker phenomenon in the LED group 300 .

따라서 본 발명에서는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터에 있어서, 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)로 구성된 하프브리지 스위치(203); 상기 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 배치된 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210); 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 단자 사이에 위치하는 공진 커패시터(205) 및 변압기 1차측 인덕터(206-1); 부하(Load)의 출력전압(Vo)과 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하는 정전압 제어 비교기(242); 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류(Io)와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하는 정전류 제어 비교기(241); 부하(Load)의 출력전압(Vo)을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하는 과전압 및 과전류 비교기(281); 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)의 출력은 상기 부하(Load)의 일측(一側)과 연결된 차단 스위치(282)을 차단시키며; 상기 차단스위치(282)는 게이트(Gate)에 0(제로) 전압이 입력되면 도통(on)되며, 게이트(Gate)에 일정(一定) 전압이 입력되면 차단(off)되는 P형(P-Type) MOSFET이며; 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210), 공진 커패시터(205), 변압기 1차측 인덕터(206-1) 및 변압기 누설인덕터(207)가 공진함을 통하여 영전압 스위칭 범위를 확장시킨 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터를 제안하고자 한다.Therefore, in the present invention, in the zero voltage switching extended type LLC converter, the half-bridge switch 203 composed of the upper switch 203-1 and the lower switch 203-3; a zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 disposed at both ends of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203; A resonance capacitor 205 and a transformer primary inductor positioned between the center contact of the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 and the source terminal of the lower switch 203-3 of the half-bridge switch 203 (206-1); a constant voltage control comparator 242 that receives and compares the output voltage Vo of the load and the reference voltage from the regulator REG31 to generate a control voltage Vc; a constant current control comparator 241 for generating a control current Ic by comparing the output current Io detected through the current detection resistor 243 with a reference voltage input from the regulator REG31; an overvoltage and overcurrent comparator 281 that detects the output voltage Vo of the load and receives and compares a reference voltage from the regulator REG31; the output of the overvoltage and overcurrent comparator 281 cuts off the cutoff switch 282 connected to one side of the load; The cut-off switch 282 is turned on when a 0 (zero) voltage is input to the gate, and is turned off when a constant voltage is input to the gate (P-Type). ) is a MOSFET; The zero voltage switching range is extended through the resonance of the upper coupling inductor 210, the resonance capacitor 205, the transformer primary inductor 206-1, and the transformer leakage inductor 207. We would like to propose a zero-voltage switching extended LLC converter.

또한 본 발명에서는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터에 있어서, 상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)로 구성된 하프브리지 스위치(203); 상기 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 배치된 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209); 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 단자 사이에 위치하는 공진 커패시터(205) 및 변압기 1차측 인덕터(206-1); 부하(Load)의 출력전압(Vo)과 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하는 정전압 제어 비교기(242); 전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류(Io)와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하는 정전류 제어 비교기(241); 부하(Load)의 출력전압(Vo)을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하는 과전압 및 과전류 비교기(281); 상기 과전압 및 과전류 비교기(281)의 출력은 상기 부하(Load)의 일측(一側)과 연결된 차단 스위치(282)을 차단시키며; 상기 차단스위치(282)는 게이트(Gate)에 0(제로) 전압이 입력되면 도통(on)되며, 게이트(Gate)에 일정(一定) 전압이 입력되면 차단(off)되는 P형(P-Type) MOSFET이며; 상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209), 공진 커패시터(205), 변압기 1차측 인덕터(206-1) 및 변압기 누설인덕터(207)가 공진함을 통하여 영전압 스위칭 범위를 확장시킨 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터를 제안하고자 한다.In addition, in the present invention, in the zero voltage switching extended type LLC converter, the half-bridge switch 203 consisting of an upper switch 203-1 and a lower switch 203-3; a zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 disposed at both ends of the lower switch 203-3 of the half-bridge switch 203; The resonance capacitor 205 and the transformer primary side inductor located between the center contact of the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 and the drain terminal of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203 (206-1); a constant voltage control comparator 242 that receives and compares the output voltage Vo of the load and the reference voltage from the regulator REG31 to generate a control voltage Vc; a constant current control comparator 241 for generating a control current Ic by comparing the output current Io detected through the current detection resistor 243 with a reference voltage input from the regulator REG31; an overvoltage and overcurrent comparator 281 that detects the output voltage Vo of the load and receives and compares a reference voltage from the regulator REG31; the output of the overvoltage and overcurrent comparator 281 cuts off the cutoff switch 282 connected to one side of the load; The cut-off switch 282 is turned on when a 0 (zero) voltage is input to the gate, and is turned off when a constant voltage is input to the gate (P-Type). ) is a MOSFET; It is characterized in that the zero voltage switching range is expanded through resonance of the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209, the resonance capacitor 205, the transformer primary side inductor 206-1, and the transformer leakage inductor 207. We would like to propose a zero-voltage switching extended LLC converter.

본 발명은 이 분야의 통상의 지식을 가진자가 다양한 변형에 의하여 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터에 적용시킬 수 있으며, 기술적으로 용이하게 변형시키는 기술의 범주도 본 특허의 권리범위에 속하는 것으로 인정해야 할 것이다.The present invention can be applied to a zero voltage switching extended type LLC converter by a person of ordinary skill in the art by various modifications, and it should be recognized that the scope of technology for easily modifying the technology is also included in the scope of the present patent. .

10 : 교류전원
20 : 입력단 정류 다이오드
31 : 역률개선 인덕터
32 : 역률개선 스위치
33 : 역률개선 다이오드
34 : 역률개선 컨버터의 출력 커패시터
41 : 제1 전류센서
42 : 제2 전류센서
43 : 제3 전류센서
44 : 뱅크(Bank) 커패시터
50 : 평균전류 제어기
51 : 제1 전류 오차 비교기
52 : 역률개선 컨버터의 게이트 신호 발생을 위한 비교기
53 : 곱셈기
54 : 제1 전압 오차 비교기
55 : 제1 전류센서의 전류검출 이득(1/K)
56 : 제2 전류센서의 전류검출 이득(Rs)
60 : 피크전류 제어기
61 : 제2 전류 오차 비교기
62 : RS 플립플롭
63 : 곱셈기
64 : 제2 전압 오차 비교기
65 : 제1 전류센서의 전류검출 이득(1/K)
100 : 역률개선 컨버터부
101 : 역률개선 컨버터 전력회로부
102 : 역률개선 컨버터 게이트 구동회로
103 : 역률개선 컨버터 제어부
104 : 역률개선 컨버터의 게이트 신호 발생부
105 : 역률개선 컨버터의 출력전압 검출부
106 : 제1 전류 검출부
107 : 제2 전류 검출부
109 : 제1 분압저항
110 : 제2 분압저항
120 : DC-DC 컨버터부
121 : DC-DC 컨버터 전력회로부
122 : DC-DC 컨버터 게이트 구동회로
123 : DC-DC 컨버터 제어부
124 : DC-DC 컨버터의 게이트 신호 발생부
125 : DC-DC 컨버터의 출력전압 검출부
126 : 제3 전류 검출부
129 : 제3 분압저항
130 : 제4 분압저항
200 : LLC 컨버터의 게이트 구동회로
201 : 제1 P형 트랜지스터
202 : 제2 P형 트랜지스터
203 : 하프브리지 스위치
203-1 : 상부 스위치
203-2 : 상부 스위치의 역병렬 다이오드
203-3 : 하부 스위치
203-4 : 하부 스위치의 역병렬 다이오드
204 : LLC 컨버터의 입력 커패시터
205 : 공진 커패시터
206 : 변압기
206-1 : 변압기 1차측 인덕터
206-2 : 변압기 2차측 인덕터
207 : 누설인덕터(Llk)
209 : 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터
210 : 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터
220 : LLC 컨버터의 주 제어부
221 : LLC 컨버터의 주 제어IC
222 : 전류 증폭용 P형 트랜지스터
223 : 전류 증폭용 N형 트랜지스터
224-1 : 스위치 구동용 변압기 1차측
224-2 : 스위치 구동용 변압기 2차측
225-1 : 발광 다이오드의 발신부
225-2 : 발광 다이오드의 수신부
240 : 정전압 및 정전류 제어부
241 : 정전류 제어 비교기
242 : 정전압 제어 비교기
243 : 전류검출 저항
280 : 과전압 및 과전류 차단회로
281 : 과전압 및 과전류 비교기
282 : 차단 스위치(P형 MOSFET)
282-1 : 제1 차단 스위치(P형 MOSFET)
282-2 : 제2 차단 스위치(P형 MOSFET)
282-3 : 제3 차단 스위치(P형 MOSFET)
300 : LED 그룹(Group)
301 : 제1 LED 그룹
302 : 제2 LED 그룹
303 : 제3 LED 그룹
310 : 포워드 타입 정류부
311 : 포워드 타입 정류부의 제1 정류 다이오드
312 : 포워드 타입 정류부의 제2 정류 다이오드
313 : 포워드 타입 정류부의 출력 인덕터
314 : 포워드 타입 정류부의 출력 커패시터
320 : 풀브리지 타입 정류부
321 : 풀브리지 타입 정류부의 제1 정류 다이오드
322 : 풀브리지 타입 정류부의 제2 정류 다이오드
323 : 풀브리지 타입 정류부의 제3 정류 다이오드
324 : 풀브리지 타입 정류부의 제2 정류 다이오드
325 : 풀브리지 타입 정류부의 출력 커패시터
330 : 배전압 타입 정류부
331 : 배전압 타입 정류부의 제1 정류 다이오드
332 : 배전압 타입 정류부의 제2 정류 다이오드
333 : 배전압 타입 정류부의 제1 출력 커패시터
334 : 배전압 타입 정류부의 제2 출력 커패시터
C1 : 제1 커패시터
C2 : 제2 커패시터
C3 : 제3 커패시터
C4 : 제4 커패시터
C11 : 제11 커패시터
C12 : 제12 커패시터
C13 : 제13 커패시터
C14 : 제14 커패시터
C21 : 제21 커패시터
C22 : 제22 커패시터
D1 : 제1 다이오드
D11 : 제11 다이오드
D12 : 제12 다이오드
D13 : 제13 다이오드
D14 : 제14 다이오드
D21 : 제21 다이오드
D22 : 제22 다이오드
D31 : D31 다이오드
D32 : D32 다이오드
Iave : 평균전류
Ii : 입력전류
IL : 역률개선 인덕터의 전류
iref : 기준 전류
PWM : 펄스폭 변조신호
R1 : 제1 저항
R2 : 제2 저항
R3 : 제3 저항
R4 : 제4 저항
R5 : 제5 저항
R11 : 제11 저항
R12 : 제12 저항
R13 : 제13 저항
R14 : 제14 저항
R21 : 제21 저항
R22 : 제22 저항
R23 : 제23 저항
R24 : 제24 저항
R25 : 제25 저항
R26 : 제26 저항
R27 : 제27 저항
R28 : 제28 저항
R31 : 제31 저항
R32 : 제32 저항
R33 : 제33 저항
R34 : 제34 저항
R35 : 제35 저항
R36 : 제36 저항
R37 : 제37 저항
Rd1 : 제1 분압저항
Rd2 : 제2 분압저항
REG31 : 레귤레이터
Vac : 교류전원
Vcc : 제어전압
vea : 전압 오차 비교기의 출력전압
Vref : 기준 전압
Z1 : 제1 전압 제어이득
Z2 : 제2 전압 제어이득
Z11 : 제1 전류 제어이득
Z22 : 제2 전류 제어이득10: AC power
20: input stage rectifying diode
31: power factor improving inductor
32: power factor improvement switch
33: power factor improving diode
34: output capacitor of the power factor correction converter
41: first current sensor
42: second current sensor
43: third current sensor
44: Bank capacitor
50: average current controller
51: first current error comparator
52: comparator for generating the gate signal of the power factor correction converter
53 : multiplier
54: first voltage error comparator
55: current detection gain of the first current sensor (1/K)
56: current detection gain (Rs) of the second current sensor
60: peak current controller
61: second current error comparator
62: RS flip-flop
63 : multiplier
64: second voltage error comparator
65: current detection gain of the first current sensor (1/K)
100: power factor improvement converter unit
101: power factor improvement converter power circuit unit
102: power factor improving converter gate driving circuit
103: power factor improving converter control unit
104: gate signal generator of power factor correction converter
105: output voltage detection unit of the power factor correction converter
106: first current detection unit
107: second current detection unit
109: first voltage dividing resistor
110: second voltage dividing resistor
120: DC-DC converter unit
121: DC-DC converter power circuit part
122: DC-DC converter gate driving circuit
123: DC-DC converter control unit
124: gate signal generator of DC-DC converter
125: output voltage detection unit of DC-DC converter
126: third current detection unit
129: third voltage dividing resistor
130: fourth voltage dividing resistor
200: LLC converter gate driving circuit
201: first P-type transistor
202: second P-type transistor
203: half bridge switch
203-1: upper switch
203-2: antiparallel diode of upper switch
203-3: lower switch
203-4: antiparallel diode of lower switch
204: input capacitor of LLC converter
205: resonant capacitor
206: transformer
206-1: Transformer primary side inductor
206-2: Transformer secondary side inductor
207: leakage inductor (Llk)
209: Zero voltage switching range extended type bottom coupling inductor
210: Zero voltage switching range extended type upper coupled inductor
220: main control part of LLC converter
221: LLC converter main control IC
222: P-type transistor for current amplification
223: N-type transistor for current amplification
224-1: Switch driving transformer primary side
224-2: secondary side of the transformer for driving the switch
225-1: light emitting diode transmitter
225-2: receiving part of the light emitting diode
240: constant voltage and constant current control unit
241: constant current control comparator
242: constant voltage control comparator
243: current detection resistor
280: overvoltage and overcurrent blocking circuit
281: Overvoltage and overcurrent comparator
282: cut-off switch (P-type MOSFET)
282-1: first cut-off switch (P-type MOSFET)
282-2: second cut-off switch (P-type MOSFET)
282-3: third cut-off switch (P-type MOSFET)
300: LED group (Group)
301: first LED group
302: second LED group
303: third LED group
310: forward type rectifier
311: first rectifying diode of the forward type rectifying unit
312: second rectifying diode of the forward type rectifying unit
313: output inductor of the forward type rectifier
314: output capacitor of the forward type rectifier
320: full-bridge type rectifier
321: the first rectifying diode of the full-bridge type rectifying unit
322: second rectifying diode of the full-bridge type rectifying unit
323: the third rectifying diode of the full-bridge type rectifying part
324: second rectifying diode of the full-bridge type rectifying part
325: output capacitor of the full-bridge type rectifier
330: voltage doubler type rectifier
331: first rectifying diode of the voltage doubler type rectifying unit
332: second rectifying diode of the voltage doubler type rectifying unit
333: first output capacitor of the voltage doubler type rectifier
334: second output capacitor of the voltage doubler type rectifier
C1: first capacitor
C2: second capacitor
C3: third capacitor
C4: fourth capacitor
C11: 11th capacitor
C12: 12th capacitor
C13: 13th capacitor
C14: 14th capacitor
C21: 21st capacitor
C22: 22nd capacitor
D1: first diode
D11: eleventh diode
D12: twelfth diode
D13: 13th diode
D14: 14th diode
D21: 21st diode
D22: 22nd diode
D31 : D31 diode
D32 : D32 diode
Iave: average current
Ii: input current
IL : Current of power factor correction inductor
iref : reference current
PWM: Pulse width modulation signal
R1: first resistor
R2: second resistor
R3: third resistor
R4 : 4th resistor
R5: 5th resistor
R11: 11th resistor
R12: 12th resistor
R13: 13th resistor
R14: 14th resistor
R21: 21st resistor
R22: 22nd resistor
R23: 23rd resistor
R24: 24th resistor
R25: 25th resistor
R26: 26th resistor
R27: 27th resistor
R28: 28th resistor
R31: 31st resistor
R32: 32nd resistor
R33: 33rd resistor
R34: 34th resistor
R35: 35th resistor
R36: 36th resistor
R37: 37th resistor
Rd1: first voltage dividing resistor
Rd2: second voltage dividing resistor
REG31 : Regulator
Vac: AC power
Vcc : Control voltage
vea : Output voltage of voltage error comparator
Vref: reference voltage
Z1: first voltage control gain
Z2: second voltage control gain
Z11: first current control gain
Z22: second current control gain

Claims (4)

영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터에 있어서,
상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)로 구성된 하프브리지 스위치(203);
상기 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 배치된 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210);
상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 단자 사이에 위치하는 공진 커패시터(205) 및 변압기 1차측 인덕터(206-1);
부하(Load)의 출력전압(Vo)과 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하는 정전압 제어 비교기(242);
전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류(Io)와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하는 정전류 제어 비교기(241);
부하(Load)의 출력전압(Vo)을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하는 과전압 및 과전류 비교기(281);
상기 과전압 및 과전류 비교기(281)의 출력은 상기 부하(Load)의 일측(一側)과 연결된 차단 스위치(282)을 차단시키며;
상기 차단스위치(282)는 게이트(Gate)에 0(제로) 전압이 입력되면 도통(on)되며, 게이트(Gate)에 일정(一定) 전압이 입력되면 차단(off)되는 P형(P-Type) MOSFET이며;
상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210), 공진 커패시터(205), 변압기 1차측 인덕터(206-1) 및 변압기 누설인덕터(207)가 공진함을 통하여 영전압 스위칭 범위를 확장시키며;
상기 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터의 영전압 스위칭 조건은 아래의 (식)인 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터

Figure 112018012751470-pat00003
A zero voltage switching extended LLC converter comprising:
a half-bridge switch 203 composed of an upper switch 203-1 and a lower switch 203-3;
a zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 disposed at both ends of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203;
A resonance capacitor 205 and a transformer primary inductor positioned between the center contact of the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 and the source terminal of the lower switch 203-3 of the half-bridge switch 203 (206-1);
a constant voltage control comparator 242 that receives and compares the output voltage Vo of the load and the reference voltage from the regulator REG31 to generate a control voltage Vc;
a constant current control comparator 241 for generating a control current Ic by comparing the output current Io detected through the current detection resistor 243 with a reference voltage input from the regulator REG31;
an overvoltage and overcurrent comparator 281 that detects the output voltage Vo of the load and receives and compares a reference voltage from the regulator REG31;
the output of the overvoltage and overcurrent comparator 281 cuts off the cutoff switch 282 connected to one side of the load;
The cut-off switch 282 is turned on when a 0 (zero) voltage is input to the gate, and is turned off when a constant voltage is input to the gate (P-Type). ) is a MOSFET;
the zero voltage switching range extension type upper coupling inductor 210, the resonance capacitor 205, the transformer primary side inductor 206-1, and the transformer leakage inductor 207 extend the zero voltage switching range through resonance;
Zero voltage switching extended type LLC converter, characterized in that the zero voltage switching condition of the zero voltage switching extended type LLC converter is the following (Equation)

Figure 112018012751470-pat00003
 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터에 있어서,
상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)로 구성된 하프브리지 스위치(203);
상기 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 양단에 배치된 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209);
상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 드레인(Drain) 단자 사이에 위치하는 공진 커패시터(205) 및 변압기 1차측 인덕터(206-1);
부하(Load)의 출력전압(Vo)과 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하는 정전압 제어 비교기(242);
전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류(Io)와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하는 정전류 제어 비교기(241);
부하(Load)의 출력전압(Vo)을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하는 과전압 및 과전류 비교기(281);
상기 과전압 및 과전류 비교기(281)의 출력은 상기 부하(Load)의 일측(一側)과 연결된 차단 스위치(282)을 차단시키며;
상기 영전압 스위칭 범위 확장형 하부 결합인덕터(209), 공진 커패시터(205), 변압기 1차측 인덕터(206-1) 및 변압기 누설인덕터(207)가 공진함을 통하여 영전압 스위칭 범위를 확장시키며;
상기 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터의 영전압 스위칭 조건은 아래의 (식)인 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터

Figure 112022010458927-pat00004
A zero voltage switching extended LLC converter comprising:
a half-bridge switch 203 composed of an upper switch 203-1 and a lower switch 203-3;
a zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 disposed at both ends of the lower switch 203-3 of the half-bridge switch 203;
The resonance capacitor 205 and the transformer primary side inductor located between the center contact of the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209 and the drain terminal of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203 (206-1);
a constant voltage control comparator 242 that receives and compares the output voltage Vo of the load and the reference voltage from the regulator REG31 to generate a control voltage Vc;
a constant current control comparator 241 for generating a control current Ic by comparing the output current Io detected through the current detection resistor 243 with a reference voltage input from the regulator REG31;
an overvoltage and overcurrent comparator 281 that detects the output voltage Vo of the load and receives and compares a reference voltage from the regulator REG31;
the output of the overvoltage and overcurrent comparator 281 cuts off the cutoff switch 282 connected to one side of the load;
extending the zero voltage switching range through resonance of the zero voltage switching range extended lower coupling inductor 209, the resonance capacitor 205, the transformer primary inductor 206-1 and the transformer leakage inductor 207;
Zero voltage switching extended type LLC converter, characterized in that the zero voltage switching condition of the zero voltage switching extended type LLC converter is the following (Equation)

Figure 112022010458927-pat00004
 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터에 있어서,
상부 스위치(203-1) 및 하부 스위치(203-3)로 구성된 하프브리지 스위치(203);
상기 하프브리지 스위치(203)의 상부 스위치(203-1)의 양단에 배치된 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210);
상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210)의 가운데 접점과 하프브리지 스위치(203)의 하부 스위치(203-3)의 소스(Source) 단자 사이에 위치하는 공진 커패시터(205) 및 변압기 1차측 인덕터(206-1)를 포함하며;
상기 영전압 스위칭 범위 확장형 상부 결합인덕터(210), 공진 커패시터(205), 변압기 1차측 인덕터(206-1) 및 변압기 누설인덕터(207)가 공진함을 통하여 영전압 스위칭 범위를 확장시키는 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터A zero voltage switching extended LLC converter comprising:
a half-bridge switch 203 composed of an upper switch 203-1 and a lower switch 203-3;
a zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 disposed at both ends of the upper switch 203-1 of the half-bridge switch 203;
A resonance capacitor 205 and a transformer primary inductor positioned between the center contact of the zero voltage switching range extended upper coupling inductor 210 and the source terminal of the lower switch 203-3 of the half-bridge switch 203 (206-1);
The zero voltage switching range extension type upper coupling inductor 210, the resonance capacitor 205, the transformer primary side inductor 206-1, and the transformer leakage inductor 207 extend the zero voltage switching range through resonance. Zero Voltage Switching Extended LLC Converter 제 3 항에 있어서,
부하(Load)의 출력전압(Vo)과 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전압(Vc)을 생성하는 정전압 제어 비교기(242);
전류검출 저항(243)을 통하여 검출된 출력전류(Io)와 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하여 제어전류(Ic)를 생성하는 정전류 제어 비교기(241); 및
부하(Load)의 출력전압(Vo)을 검출하며, 레귤레이터(REG31)로부터 기준전압을 입력받아 비교하는 과전압 및 과전류 비교기(281);
를 더 포함하며,
상기 과전압 및 과전류 비교기(281)의 출력은 상기 부하(Load)의 일측(一側)과 연결된 차단 스위치(282)을 차단시키는 것을 특징으로 하는 영전압 스위칭 확장형 LLC 컨버터4. The method of claim 3,
a constant voltage control comparator 242 that receives and compares the output voltage Vo of the load and the reference voltage from the regulator REG31 to generate a control voltage Vc;
a constant current control comparator 241 for generating a control current Ic by comparing the output current Io detected through the current detection resistor 243 with a reference voltage input from the regulator REG31; and
an overvoltage and overcurrent comparator 281 that detects the output voltage Vo of the load and receives and compares a reference voltage from the regulator REG31;
further comprising,
Zero voltage switching extended type LLC converter, characterized in that the output of the overvoltage and overcurrent comparator 281 cuts off the cutoff switch 282 connected to one side of the load
KR1020180014258A 2018-02-05 2018-02-05 ZVS(Zero-Voltage-Switching) Expandable LLC Converter KR102441881B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180014258A KR102441881B1 (en) 2018-02-05 2018-02-05 ZVS(Zero-Voltage-Switching) Expandable LLC Converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180014258A KR102441881B1 (en) 2018-02-05 2018-02-05 ZVS(Zero-Voltage-Switching) Expandable LLC Converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190094749A KR20190094749A (en) 2019-08-14
KR102441881B1 true KR102441881B1 (en) 2022-09-13

Family

ID=67621995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180014258A KR102441881B1 (en) 2018-02-05 2018-02-05 ZVS(Zero-Voltage-Switching) Expandable LLC Converter

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102441881B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110365220B (en) * 2019-08-21 2020-08-14 曹亮平 TLC resonant circuit and power converter applied by same
JP7213166B2 (en) * 2019-11-06 2023-01-26 株式会社日立産機システム Power conversion device and press device
KR102388041B1 (en) * 2021-11-04 2022-04-20 주식회사 천일 Electrolytic capacitor-less, flicker-free converter for LED lighting

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140313790A1 (en) 2013-04-23 2014-10-23 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Optimal Trajectory Control for LLC Resonant Converter for Soft Start-Up
US20170133940A1 (en) * 2015-11-06 2017-05-11 Excelsys Technologies Ltd Llc resonant converter having multiple transformers and a parallel inductor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101304777B1 (en) 2011-08-19 2013-09-05 전주대학교 산학협력단 DC/DC converter with wide input voltage range
KR101856008B1 (en) 2016-06-30 2018-05-10 한국에너지기술연구원 Interleaved llc resonant converter and control method thereof
KR101907119B1 (en) 2016-07-04 2018-10-11 숭실대학교산학협력단 Hybrid full-bridge llc converter and control method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140313790A1 (en) 2013-04-23 2014-10-23 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Optimal Trajectory Control for LLC Resonant Converter for Soft Start-Up
US20170133940A1 (en) * 2015-11-06 2017-05-11 Excelsys Technologies Ltd Llc resonant converter having multiple transformers and a parallel inductor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Chia-Hao Li et al., A Single-Stage Asymmetrical Half-Bridge AC/DC Converter With Coupled Inductors, 2017 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE) pp.5645-5650 (2017.11.07)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190094749A (en) 2019-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10454367B2 (en) Single stage isolated AC/DC power factor corrected converter
EP2713488B1 (en) Electronic converter, and related lighting system and method of operating an electronic converter
US10498226B2 (en) Dual-rectification bridge type single stage PFC converter
US8525428B2 (en) Power supply apparatus and method for a backlight system
US9548662B2 (en) Switching power-supply circuit
US8035995B2 (en) ACDC converter
JP6984852B2 (en) Switching power supply circuit
KR102441881B1 (en) ZVS(Zero-Voltage-Switching) Expandable LLC Converter
KR20150069316A (en) Multiple output dc/dc converter and power supply having the same
Cheng et al. An interleaved flyback-typed LED driver with ZVS and energy recovery of leakage inductance
Li A novel control scheme of quasi-resonant valley-switching for high-power-factor AC-to-DC LED drivers
WO2005074113A1 (en) Switching power supply
US20110069513A1 (en) Current-Sharing Power Supply Apparatus With Bridge Rectifier Circuit
CN111654189A (en) Resonant power conversion device
KR101877011B1 (en) ZVS(Zero-Voltage-Switching) Expandable LLC Converter
US20140133190A1 (en) Isolated switch-mode dc/dc converter with sine wave transformer voltages
KR101877013B1 (en) ZVS(Zero-Voltage-Switching) Expandable LLC Power Supply
KR102446692B1 (en) Smart Turn-onLLC Converter for ZVS(Zero-Voltage-Switching)
US20110058392A1 (en) Current-sharing power supply apparatus
US20240113627A1 (en) Improved performance of flyback and ac/dc power converter system
KR101877019B1 (en) Smart Turn-onLLC Converter for ZVS(Zero-Voltage-Switching)
JP6775743B1 (en) Insulated DC-DC converter
KR20210025576A (en) Low-voltage DC-DC Converter AND BATTERY CHARGER
KR101879672B1 (en) Smart Turn-onConverter for ZVS(Zero-Voltage-Switching)
KR101721321B1 (en) Hybride type LED Power Supply

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant