开关型电力供给装置的制造方法
【专利说明】开关型电力供给装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年10月31日提交的题为“Switching Mode Power SupplyApparatus”的韩国专利申请序列号10_2013_0131193的外国优先权权益，在此通过引用将其全部内容并入本申请中。
技术领域
[0003]本发明涉及开关型电力供给装置，且更具体地，涉及能够减小在LED控制电路单元的控制开关(半导体开关元件)中产生的热量的开关型电力供给装置。
【背景技术】
[0004]近年来，随着发光二极管(LED)作为主要光源出现，在诸如TV、监视器、和照明设备的各种领域中正进行对LED驱动器的研究。根据应用使用各种类型的LED驱动器，并且在多个输出的情形下，最普遍使用的是串联连接至主变换器用于电流控制和调光的升压转换器。除了支配市场的技术之外，也正在研究具有价格竞争力的技术。LED驱动器不仅将电流调节为恒定值而且通过调光控制来调节光的亮度。在这一点上，已经提出消除升压驱动器来调整LED电流,而直接调整从通常用作主转换器的逆向转换器(flyback converter)输出的电流，从而提高LED驱动器的价格竞争力的方法。然而，根据该方法，由于来自转换器的输出电压中的变化，电流控制开关频繁地被闭合和断开，因为从开关消散更多热量，使得散热板的尺寸变的较大，因此，LED驱动器在价格上的竞争性变小。
[0005][现有技术文献]
[0006][专利文献]
[0007](专利文献I)日本专利特开第2012-175887号
[0008](专利文献2)美国专利申请公开第2011/0043133号
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种能够通过增加辅助电路以减小在LED控制电路单元中的开关元件中的热量的方式来减小在LED控制电路单元中的控制开关(半导体开关元件)中产生的热量的开关型电力供给装置。
[0010]根据本发明的示例性实施方式，提供一种开关型电力供给装置包括:主变压器，将从电压源供给的预定振幅的DC电压转换为不同振幅的DC电压；辅助变压器，通过接收在主变压器的初级绕组中流动的电流来操作；第一半导体开关元件，导通/截止通过接收来自辅助变压器的次级绕组的电压驱动的LED阵列；和辅助电路，被布置在包括LED阵列和第一半导体开关元件的LED控制电路单元中，其中，辅助电路分配在第一半导体开关元件中流动的电流从而减小在第一半导体开关元件中产生的热量。
[0011]第一半导体开关元件可以是双极型晶体管。
[0012]辅助电路可以并联连接至第一半导体开关元件。
[0013]辅助电路可以包括:彼此并联连接的多个电阻器；和串联连接至电阻器从而中断在电阻器中流动的电流的第二半导体开关元件。
[0014]第二半导体开关元件可以是M0SFET。
【附图说明】
[0015]图1是根据本发明的示例性实施方式的开关型电力供给装置的电路图。
【具体实施方式】
[0016]本说明书和权利要求中所使用的术语和措辞不应解释为通常含义或者词典的含义，而是基于发明人为了以最佳方式描述他们自己的发明而可以适当定义术语的概念的原则被解释为符合本发明的技术构思的含义和概念。
[0017]通篇本说明书，除非另有明确说明，否则，“包括”任何组件将理解为旨在包括其他元件，而不是排除任何其他元件。本说明书中所使用的术语“部分”、“模块”、“设备”等意指处理至少一个功能或操作的单元，并且可通过硬件或软件或者硬件和软件的组合来实施。
[0018]在下文中，本发明的示例性实施方式将参照附图被详细描述。
[0019]图1是根据本发明的示例性实施方式的开关型电力供给装置的电路图。
[0020]参考图1，根据示例性实施方式的开关型电力供给装置100包括:主变压器120、辅助变压器150、第一半导体开关元件172、和辅助电路180。
[0021]主变压器120将从电压源110供给的特定振幅的DC电压转换为不同振幅的DC电压。虽然在这个示例性实施方式中电压源I1供给DC电压，但它同样可以供给AC电压(例如，AC IlOV或者220V)。当使用AC电压源时，可以紧接着电源的输出端设置将AC电力(电压)整流为DC电力(电压)的桥式整流器(bridge d1de)。主变压器120的初级绕组通常被配置为单绕组，或者如同在该示例性实施方式中，它可以被配置为双绕组，为了 CLL谐振或者功率因数校正，对其增加初级辅助绕组。
[0022]辅助变压器150通过接收在主变压器120的初级绕组中流动的电流来操作。即，辅助变压器150接收在主变压器120的初级绕组中流动的电流以根据初级与次级绕组之间的匝数比通过次级绕组生成具有不同振幅的电压(感应电动势)。
[0023]第一半导体开关元件172 (QL)导通/截止LED阵列171，LED阵列171通过接收来自辅助变压器150的次级绕组的电力(电压)来操作。第一半导体开关元件172 (QL)可以是双极型晶体管。然而，第一半导体开关元件172 (QL)不限于此，还可以是M0SFET。
[0024]辅助电路180被提供在包括LED阵列171和第一半导体开关元件172 (QL)的LED控制电路170，并且用以通过分配在第一半导体开关元件172(QL)中流动的电流减小在第一半导体开关元件172 (QL)中产生的热量。如所示，辅助电路180可以并联连接至第一半导体开关元件172 (QL)。
[0025]辅助电路180可以包括彼此并联连接的多个电阻器Rpl、Rp2、…、Rpn,以及连接至电阻器以便中断电阻器中流动的电流的第二半导体开关元件QP。第二半导体开关元件Qp可以是MOSFET。
[0026]在图1中，通过参考标号130指代的元件是中断在主变压器120的初级绕组中流动的电流的开关，通过参考标号140指代的元件是供给在主变压器120的次级绕组中感应的电压的主输出电压供给单元，以及通过参考标号160指代的元件是供给在辅助变压器150的次级绕组中感应的电压的辅助输出电压供给单元。
[0027]在下文中，将描述根据示例性实施方式如此配置的开关型电力供给装置的操作。
[0028]当DC电压从电压源110供给至主变压器120时，主变压器120根据初级绕组和次级绕组之间的匝数比将从电压源I1供给的特定振幅的DC电压转换为具有不同振幅的DC电压。因此，主输出电压供给单元140可以通过其输出级供给主输出电压Vol。
[0029]另外，辅助变压器150接收在主变压器120的初级绕组中流动的电流以便根据初级和次级绕组之间的匝数比通过次级绕组产生具有不同振幅的电压(感应电动势)。因此，辅助输出电压供给单元160可以通过其输出级供给辅助输出电压Vo2。
[0030]此外，LED控制电路单元170检测在电阻器Rsen中流动的电流，并且调节第一半导体开关元件172的栅极的电压，使得电阻器两端的电压不变，从而改变开关两端的电压。此外，如果需要调光，根据调光信号接通/断开第一半导体开关元件172 (QL)，使得第一半导体开关兀件172 (QL)执行调光。在一系列处理期间，辅助输出电压Vo2根据主输出电压Vol或者辅助输出电压Vo2的负载电流的变化大幅波动。辅助输出电压Vo2的电压变化的这种负担(burden)被施加在第一半导体开关元件172 (QL)上。即，如果控制的恒定电流ILED在LED阵列171中流动，LED阵列171两端的电压基本上恒定，并且电阻器Rsen两端的电压也恒定。因此，在第一半导体开关元件172 (QL)中出现功率损耗，并且因此在第一半导体开关元件172 (QL)中产生热量。
[0031]为了减小在第一半导体开关元件172(QL)中产生的热量，如上所述，本发明在LED控制电路单元170中提供辅助电路180。即，多个电阻器Rpl、Rp2、...、Rpn被并联连接至第一半导体开关元件172 (QL)和第二半导体开关元件Qp被串联连接至电阻器。通过这样做，分配电流控制时的第一半导体开关元件172(QL)中流动的电流，使得可以减少在第一半导体开关元件172 (QL)中产生的热量。
[0032]S卩，将在第一半导体开关元件172(QL)中流动的电流称作ILED，其被分配成(distributed into)在电阻器Rpl中流动的等于Vce/Rpl的电流、在电阻器Rp2中流动的等于Vce/Rp2的电流、和在电阻器Rpn中流动的等于Vce/Rpn的电流。此外,在每个电阻器中相应地产生功率损耗。因此，可以减少在第一半导体开关元件172(QL)中产生的热量。
[0033]顺便说一下，根据“BLU 0N”信号(闭合LED的信号)，第二半导体开关元件Qp被接通，并且因此从现有电路中独立操作并且对备用电力(standby power)和电流控制没有影响。
[0034]如上所阐述的，根据本发明的开关型电力供给装置包括LED控制电路单元中的辅助电路以减少在半导体开关元件导通/截止LED阵列时产生的热量，因此简单地和有效地减少半导体开关元件中产生的热量。
[0035]此外，根据本发明，可以除去通常用于减小在半导体开关元件中产生的热量的散热板，使得可以提高电力供给装置的价格竞争能力。
[0036]尽管出于说明性的目的，已经公开了本发明的示例性实施方式，但是本发明并不限于此，本领域的技术人员将认识到，在不偏离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的前提下，各种修改、添加和替换是可行的。因此，本发明将要保护的真实范围应当仅由所附权利要求来限定，并且对于本领域技术人员显而易见的是与本发明等同的技术构思均在本发明的范围内。
【主权项】
1.一种开关型电力供给装置，包括： 主变压器，将从电压源供给的预定振幅的DC电压转换成不同振幅的DC电压； 辅助变压器，通过接收在所述主变压器的初级绕组中流动的电流来操作； 第一半导体开关元件，导通/截止通过从所述辅助变压器的次级绕组接收电压而驱动的LED阵列；以及 辅助电路，被布置在包括所述LED阵列和所述第一半导体开关元件的LED控制电路单元中， 其中，所述辅助电路分配在所述第一半导体开关元件中流动的电流，以减小在所述第一半导体开关元件中产生的热量。
2.根据权利要求I所述的开关型电力供给装置，其中，所述第一半导体开关元件是双极型晶体管。
3.根据权利要求I所述的开关型电力供给装置，其中，所述辅助电路并联连接至所述第一半导体开关兀件。
4.根据权利要求I所述的开关型电力供给装置，其中，所述辅助电路包括： 多个电阻器，彼此并联连接；以及 第二半导体开关元件，串联连接至电阻器，以中断所述电阻器中流动的电流。
5.根据权利要求4所述的开关型电力供给装置，其中，所述第二半导体开关元件是金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET)。
【专利摘要】本文公开了开关型电力供给装置。开关型电力供给装置包括：主变压器，将从电压源供给的预定振幅的DC电压转换为不同振幅的DC电压；辅助变压器，通过接收在主变压器的初级绕组中流动的电流来操作；第一半导体开关元件，导通/截止通过接收来自辅助变压器的次级绕组的电压而驱动的LED阵列；以及辅助电路，被布置在包括LED阵列和第一半导体开关元件的LED控制电路单元，其中，辅助电路分配在第一半导体开关元件中流动的电流从而减小在第一半导体开关元件中产生的热量。
【IPC分类】H05B37-02, H02M3-28, H02M3-335
【公开号】CN104600986
【申请号】CN201410373531
【发明人】金在国, 柳东均
【申请人】三星电机株式会社
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年7月31日
【公告号】US20150115838