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LLC 공진형 컨버터를 이용한 독립제어 가능한 2 채널 LED 구동회로
Independently-Controlled Dual-Channel LED Driver using LLC Resonant Converter 원문보기

전력전자학회 논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, v.17 no.2, 2012년, pp.142 - 149  

황민하 (Dept. of Elec. Eng., Kookmin University) ,  최윤 (Dept. of Elec. Eng., Kookmin University) ,  한상규 (Dept. of Elec. Eng., Kookmin University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The independently regulated dual-output LLC resonant converter using only one power stage and one control IC is proposed in this paper. The conventional dual-output LLC resonant converter requires the extra non-isolated DC/DC converter to obtain the tightly regulated slave output voltage, which resu...

주제어

#LED Driver   #Dual Output   #LLC Converter   #DC/DC Converter  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 LLC 공진형 컨버터의 주파수와 시비율을 동시에 가변하는 방식을 이용하여 별도의 DC/DC 컨버터 없이 이중출력 LED 전류를 정밀하게 제어할 수 있으며, 특히 이중 출력 LED 중 하나 또는 모두가 OPEN된 경우에도 전류제어에서 전압제어로 자연스런 천이가 가능한 LED 구동회로를 제안하고 이론적 분석 및 실험을 통해 그 타당성을 검증한다.
  • 본 논문에서는 그림 3과 같이 스위칭 주파수 가변과 동시에 시비율 가변을 통해서 별도의 DC/DC 컨버터 없이도 Master와 Slave 출력을 모두 정밀 제어가 가능한 이중출력 LLC 공진형 컨버터를 제안한다. 제안 회로의 1차측 구성은 기존 회로와 동일하나 2차측 구성은 하나의 트랜스포머 2차측 권선이 두 개의 출력을 공유하며 각 LED 채널의 에너지 전달 및 차단을 위하여 채널당 2개의 다이오드를 사용하였다.

가설 설정

  • 모든 소자는 이상적이다.(단, 변압기는 자화 인덕터(Lm) 누설 인덕터 (Lr )를 제외하고 이상적이며, MOSFET은 기생 병렬 다이오드 및 출력 캐패시터를 제외하고 이상적인 스위치로 가정한다.)
  • 제안된 LLC 공진형 컨버터의 모드별 동작 해석을 위해 다음을 가정한다.
  • ⅲ. 출력단의 캐패시턴스는 충분히 크므로 출력 전압 Vo1과 Vo2는 일정하다고 가정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
LED의 장점은? LED는 긴 수명, 고효율, 친환경 등의 장점으로 차세대 조명 소자로 각광받고 있다.[1]
이중출력 LLC 공진형 컨버터의 2차측 구성은? 본 논문에서는 그림 3과 같이 스위칭 주파수 가변과 동시에 시비율 가변을 통해서 별도의 DC/DC 컨버터 없이도 Master와 Slave 출력을 모두 정밀 제어가 가능한 이중출력 LLC 공진형 컨버터를 제안한다. 제안 회로의 1차측 구성은 기존 회로와 동일하나 2차측 구성은 하나의 트랜스포머 2차측 권선이 두개의 출력을 공유하며각 LED 채널의 에너지 전달 및 차단을 위하여 채널당 2개의 다이오드를 사용하였다. 즉, 하나의 2차측 보조권 선과 4개의 다이오드를 사용하여 구성되어 있으며 주파수 변조를 통해 Io1을 시비율 변조를 통해 Io2의 출력을 정밀하게 제어 할 수 있다.
LLC 공진형 컨버터의 장점은? 따라서 LED에 흐르는 전류가 일정하게 흐르도록 제어하는 전류제어 구동회로(driver)가 필요하다. 최근 이러한 특성을 지닌 LED 구동용 전원 시스템을 소형화 및 고효율 동작을 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 다른 회로에 비해 구성이 간단하며 동작영역에 따라 영 전압 스위칭(ZVS)이 보장되어 고효율 동작에 유리한 LLC 공진형 컨버터[5]가 널리 이용되고 있다. 하지만 이 중 출력이 필요한 LED 응용례에 대해서 그림 2와 같은 기존의 이중출력 LLC 공진형 컨버터의 경우 Master출력만 제어가 가능하므로 Slave의 가변 및 정밀 출력이 필요한 경우 별도의 DC/DC 컨버터를 이용해야만 가능하였다.
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참고문헌 (10)

  1. F. Xiaoyun, L. Xiaojian, and W. Yan, "Research and analysis of the design development and perspective technology for LED lighting products", in Proceeding of CAID&CD, pp. 1330-1334, 2009, Nov. 

  2. M. Doshi and R. Zane, "Digital architecture for driving large LED arrays with dynamic bus voltage regulation and phase shifted PWM", in Proceeding of APEC, pp. 287-293, 2007, Mar. 

  3. Heinz Van der Broect, Georg Sauerlander, and Matthias Went, "Power driver topologies and control schemes for LEDs", in Proceeding of APEC, pp. 1319-1325, 2007, Mar. 

  4. Baddela, S. M. and Zinger, D. S, "Parallel connected LEDs operated at high to improve current sharing", in Proceeding of IAS, Vol. 3, pp. 1677-1681, 2004, Oct. 

  5. Sang-Ho Cho, "High-efficiency and low-cost tightly -regulated dual-output LLC resonant converter", IEEE, pp. 862-869, 2010. 

  6. Yoon choi, "A new tightly-regulated dual-output LLC resonant converter", ICPE 2011, pp. 839-845, 2011. 

  7. Bing. Lu, Wenduo Liu, Yan Liang, Lee F. C., and Van Wyk J. D, "Optimal Design Methodology for LLC Resonant Converter", in Proceeding of IEEE APEC, pp. 533-538, 2006, March. 

  8. B.-R. Lin, N.-J. Chen, and C.-L. Yang, "Analysis and implementation of dual-output LLC resonant converter", in Proceeding of IEEE ICIT, pp. 1-6, 2008, April. 

  9. Jee-hoon Jung, and Joong-gi Kwon, "Theoretical Analysis and Optimal Design of LLC resonant converter", in Proceeding of IEEE EPE, pp. 1-10, 2007, Sept. 

  10. C. Adragna, S. De Simone, and C. Spini, "A design methodology for LLC resonant converters based on inspection of resonant tank currents", in Proceeding of IEEE APEC, pp. 1361-1367, 2008, Feb. 

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