The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회논문지)

The Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회)
권호 표지

A Study on the Modularization of LED Driver for Illumination Using a Fly-Back Converter

플라이백 컨버터를 이용한 조명용 LED Driver의 모듈화 연구

  • Published : 2009.12.05
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This paper proposes the new type LED driver modularization for illumination LED driver. The proposed LED driver circuit insulates a hot GND of AC input power and a cold GND of LED driver part by using a fly-back converter. In order to control easily the current of the LED, the fly-back converter is operated in the discontinuous mode with excellent dynamic characteristics, and the characteristics of the LED are verified after the closed loop control is performed using a KIA2431. The LED driver module allows the wide AC power input ranges and realizes the burst dimming function which directly regulates a PWM control IC. This paper describes the operation principle of the LED driver module and it is proved the usefulness through the real model with experimentation. Besides, this paper proposes the multi-channel LED driver which the miniaturized and modularized LED driver module are connected by parallel, and verified its propriety by experiments.

본 논문에서는 조명용 LED 구동 장치를 위한 새로운 방식의 LED 구동 모듈화 방법을 제안한다. 제안된 LED 구동 회로는 플라이백 컨버터를 이용하여 교류 입력 전원의 핫 접지와 LED 구동부의 콜드 접지를 절연한다. LED 전류 제어를 용이하게 하기위해 플라이백 컨버터를 동특성이 뛰어난 불연속 모드로 동작시키고, KIA2431을 이용하여 귀환 루프 제어를 한 후, 그에 대한 특성을 파악한다. 제안된 LED 구동 모듈은 폭넓은 교류 전원 입력 범위와 PWM 제어 IC를 직접 제어하여 버스트 디밍을 구현하고 넓은 범위의 LED 밝기 조절이 가능하게 하였다. 본 논문에서는 제안된 LED 구동 모듈에 대한 동작 원리를 설명하고 LED 구동 모듈을 실제로 구현 및 적용하여 제안된 구동 모듈의 유용성을 입증하였다. 또한, 소형화와 모듈화 된 LED 구동 모듈을 병렬로 연결한 다 채널 LED 구동 장치를 제안하고 그 타당성을 검증하였다.

Keywords

References

  1. 윤연주, '에너지 절약적인 직류 LED 조명과 조명제어', 전력전자학회지, 제14권 제2호, pp. 32-35, 2009.4
  2. E. Fred Schubert, 'LIGHT-Emitting DIODES', pp. 89-93, 2003
  3. 임성무, 권영석, 송상빈, 여인선, '고출력 발광다이오드구동 전압 유형에 따른 특성', 한국조명전기설비학회 학술대회 논문집, pp. 169-173, 2003. 11
  4. 이상훈, 'LED조명 시스템을 위한 LED 및 직류전원 기술', 전력전자학회지, 제14권 제3호, pp. 29-35, 2009. 6
  5. R. Mueller-Mach, and G.O. Mueller, 'White light emitting diodes for illumunation', SPIE Proc, 3938, pp. 30-41, 2000 https://doi.org/10.1117/12.382840
  6. 신성대, 정영진, 한상규, 홍성수, 이일운, 오동성,이효범, 노정욱, 'LLC 공진형 컨버터를 이용한 고효율 조명용 LED 구동시스템', 2009년 전력전자학술대회 논문집, pp. 450-452, 2009. 7
  7. 송상빈, '방열특성과 구동방식을 고려한 다운라이트용 LED전구의 개발', 전남대학교 박사학위논문, 2006
  8. Fairchild Semiconductor, 'Application Note AN4141, Troubleshooting and design Tips for Fairchild Power Switch Flyback Application', 2006. 5
  9. Fairchild Semiconductor, 'Application Note AN4147, Design Guidelines for RCD Snubber of Flyback Converters', 2006
  10. Kelvin Shih, 'LED Juction Temperature Measurement and its Application to Automotive Lamp Design', SPE international, pp. 25-28, 2004
  11. 강필순, 김원호, 박성준, 김철우, '전류 불연속 모드로 동작하는 1단 방식의 역률보상 AC/DC포워드 컨버터', 전력전자학술대회 논문집, pp. 319-322, 1999
  12. Robert W. Erictson, Dragan Masksimovic, 'Fundamental of Power Electronics : Second Edition', Springer, 2001
  13. Muhammad H. Rashid 'Power Electronics Third Edition', pp. 710-715, 2004
  14. R. Erockson, M. Madigan and S. Singer, 'Design of a Simple High-Power-Factor Rectifier Based on the Flyback Converter', IEEE Applied Power Electronics Conference, Conference Proceedings, pp. 792-80, 1990
  15. S. Freeland, 'Input Current Shaping for single Phase AC-DC Power Converters.', Ph. D. thesis, part 2, California Institute of Technology, October 1987