세계적으로 백열등, 형광등과 같은 환경오염을 야기 시키는 기존의 광원들을 대체하기 위하여 친환경적이면서 장수명의 발광다이오드(LED; Lighting Emitting Diode)에 관한 연구가 이루어져오면서 LED를 조명장치로 이용할 수 있는 전원공급장치에 관한 연구 또한 활발히 이루어져 왔다. 이러한 전원공급장치들은 구조적으로 2단 전력변환방식과 단일단 전력변환방식으로 구분할 수 있는데, 200W급 이하의 저전력형 전원공급장치에는 소자 수를 줄여서 부피 및 단가를 줄이기 위해 단일단 전력변환방식이 널리 이용되어 왔다. 따라서 본 논문에서는 LED 조명장치 구동용 고역률·고효율 ...
세계적으로 백열등, 형광등과 같은 환경오염을 야기 시키는 기존의 광원들을 대체하기 위하여 친환경적이면서 장수명의 발광다이오드(LED; Lighting Emitting Diode)에 관한 연구가 이루어져오면서 LED를 조명장치로 이용할 수 있는 전원공급장치에 관한 연구 또한 활발히 이루어져 왔다. 이러한 전원공급장치들은 구조적으로 2단 전력변환방식과 단일단 전력변환방식으로 구분할 수 있는데, 200W급 이하의 저전력형 전원공급장치에는 소자 수를 줄여서 부피 및 단가를 줄이기 위해 단일단 전력변환방식이 널리 이용되어 왔다. 따라서 본 논문에서는 LED 조명장치 구동용 고역률·고효율 플라이백 컨버터를 제안한다. 플라이백 컨버터는 DC/DC 컨버터들 중에서도 부품수가 가장 적어 경량화 및 부피 최소화가 가능했기에 산업현장에서 널리 이용되어 왔다. 그러나 컨버터의 주 스위치 양단에 생기는 높은 전압 스트레스로 인해 부가적으로 RCD 스너버 회로와 같은 스위치 보호용 회로가 부가적으로 필요로 하게 된다. RCD 스너버는 저항의 에너지 소비로 인해 컨버터 자체의 효율을 악화시키기 때문에, 본 논문에서는 회생 스너버 회로를 적용하였고, 구현한 컨버터에 사용한 제어 IC로 정격 전압/전류 모드 피드백 회로, LED 조명장치 드라이브용 소프트-스타팅 기능과 같은 여러 기능을 가지고 있는 경계도통모드(BCM; Boundary Conduction Mode) 제어 IC를 사용하였다. 이러한 회생 스너버 회로 및 PFC 회로를 이용하여 역률(PF; Power Factor)과 전고조파왜율(THD; Total Harmonics Distortion)과 효율들을 개선시킬 수 있었다. 시제품을 이용한 실험결과를 통하여 효율이 88%, PF가 0.98인 것을 확인할 수 있다.
세계적으로 백열등, 형광등과 같은 환경오염을 야기 시키는 기존의 광원들을 대체하기 위하여 친환경적이면서 장수명의 발광다이오드(LED; Lighting Emitting Diode)에 관한 연구가 이루어져오면서 LED를 조명장치로 이용할 수 있는 전원공급장치에 관한 연구 또한 활발히 이루어져 왔다. 이러한 전원공급장치들은 구조적으로 2단 전력변환방식과 단일단 전력변환방식으로 구분할 수 있는데, 200W급 이하의 저전력형 전원공급장치에는 소자 수를 줄여서 부피 및 단가를 줄이기 위해 단일단 전력변환방식이 널리 이용되어 왔다. 따라서 본 논문에서는 LED 조명장치 구동용 고역률·고효율 플라이백 컨버터를 제안한다. 플라이백 컨버터는 DC/DC 컨버터들 중에서도 부품수가 가장 적어 경량화 및 부피 최소화가 가능했기에 산업현장에서 널리 이용되어 왔다. 그러나 컨버터의 주 스위치 양단에 생기는 높은 전압 스트레스로 인해 부가적으로 RCD 스너버 회로와 같은 스위치 보호용 회로가 부가적으로 필요로 하게 된다. RCD 스너버는 저항의 에너지 소비로 인해 컨버터 자체의 효율을 악화시키기 때문에, 본 논문에서는 회생 스너버 회로를 적용하였고, 구현한 컨버터에 사용한 제어 IC로 정격 전압/전류 모드 피드백 회로, LED 조명장치 드라이브용 소프트-스타팅 기능과 같은 여러 기능을 가지고 있는 경계도통모드(BCM; Boundary Conduction Mode) 제어 IC를 사용하였다. 이러한 회생 스너버 회로 및 PFC 회로를 이용하여 역률(PF; Power Factor)과 전고조파왜율(THD; Total Harmonics Distortion)과 효율들을 개선시킬 수 있었다. 시제품을 이용한 실험결과를 통하여 효율이 88%, PF가 0.98인 것을 확인할 수 있다.
The conventional lamps have many environmental problems such as much lead and mercury, a lot of power consumption, and short lifetime. In oder to replace these conventional lamps, LED(Lighting Emitting Diode) has been researched because it has many advantages such as eco-friendliness, long lifetime ...
The conventional lamps have many environmental problems such as much lead and mercury, a lot of power consumption, and short lifetime. In oder to replace these conventional lamps, LED(Lighting Emitting Diode) has been researched because it has many advantages such as eco-friendliness, long lifetime and low power consumption. But LED needs a power supply for driving itself. These power supplies are structurally classified as the two-stage power conversion and the single-stage power conversion. The single-stage power conversion has been widely used in the low power applications for reducing size and cost. Therefore, this paper proposes a single stage PFC LED lighting device driving system using the merged boost and flyback converter topology. The topology feature of flyback converter is consisted of single switch and it operates with high frequency. So it has advantages such as miniaturization and cost-effectiveness. However, the flyback converter has significant disadvantage. It is that when the switch turns off the high voltage stress across the main switch is applied due to the transformer leakage inductance of the converter. To solve these problem, flyback converter requires an additional circuit such as RCD snubber to limit the voltage stress. However, the RCD snubber circuit has a drawback that deteriorates efficiency of the flyback converter due to the snubber resister. Therefore to resolve the problem, the proposed converter utilizes the regenerative snubber circuit. In addition, the proposed converter uses boundary conduction mode control IC that has various function such as constant voltage/current mode feedback circuit and soft-starting operation for LED lighting drive. The proposed converter improves PF(Power Factor) and maintains LED light intensity constantly using PFC(Power Factor Correction) circuit and regenerative snubber. It was confirmed through the experimental results that the proposed converter has good efficiency and PF. The prototype converter is implemented with the circuit parameters that are designed according to the analysis of this paper. The obtained efficiency of the prototype converter is 88% and its PF is 0.98 at the nominal AC input voltage, respectively.
The conventional lamps have many environmental problems such as much lead and mercury, a lot of power consumption, and short lifetime. In oder to replace these conventional lamps, LED(Lighting Emitting Diode) has been researched because it has many advantages such as eco-friendliness, long lifetime and low power consumption. But LED needs a power supply for driving itself. These power supplies are structurally classified as the two-stage power conversion and the single-stage power conversion. The single-stage power conversion has been widely used in the low power applications for reducing size and cost. Therefore, this paper proposes a single stage PFC LED lighting device driving system using the merged boost and flyback converter topology. The topology feature of flyback converter is consisted of single switch and it operates with high frequency. So it has advantages such as miniaturization and cost-effectiveness. However, the flyback converter has significant disadvantage. It is that when the switch turns off the high voltage stress across the main switch is applied due to the transformer leakage inductance of the converter. To solve these problem, flyback converter requires an additional circuit such as RCD snubber to limit the voltage stress. However, the RCD snubber circuit has a drawback that deteriorates efficiency of the flyback converter due to the snubber resister. Therefore to resolve the problem, the proposed converter utilizes the regenerative snubber circuit. In addition, the proposed converter uses boundary conduction mode control IC that has various function such as constant voltage/current mode feedback circuit and soft-starting operation for LED lighting drive. The proposed converter improves PF(Power Factor) and maintains LED light intensity constantly using PFC(Power Factor Correction) circuit and regenerative snubber. It was confirmed through the experimental results that the proposed converter has good efficiency and PF. The prototype converter is implemented with the circuit parameters that are designed according to the analysis of this paper. The obtained efficiency of the prototype converter is 88% and its PF is 0.98 at the nominal AC input voltage, respectively.
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