듀티 사이클 분할 방식을 이용한 LED 드라이버에 관한 연구

A Study on LED Driver Using Duty Cycle Split Method

본 논문에서는 기존의 전해 커패시터 대신에 수명이 긴 필름 커패시터를 사용하는 PFC(Power Factor Correction) Flyback 컨버터를 제안한다. 또한, 필름 커패시터를 사용함에 따라 발생하는 출력단의 리플을 저감하기 위하여 Coupled Inductor와 LC 공진 필터를 적용하고, 역률개선을 위해 불연속 모드를 사용한다. 한편, 불연속 모드를 제어하기 위하여 PFC Flyback 컨버터의 입력과 출력 전압 및 스위칭 전류를 측정하고, 소자의 전류 스트레스를 줄이기위하여 제어 알고리즘에 비교기와 삼각파를 추가하여 듀티비를 분할하는 제어방식을 제안한다. 따라서, 제안한 Coupled LC 공진 DCM Flyback 컨버터의 유용성을 검증하기 위하여, 본 논문은 전력전자 상용프로그램인 PSIM 을이용하여, Coupled LC 공진 Flyback 컨버터에 대한 모델링을 수행하고, 제시한 모델링과 동일한 구성을 가지는 시험 장치를 구현하여 시뮬레이션 및 시험을 수행하여 분석한다.

This study proposes a power factor correction (PFC) flyback converter, which uses film capacitors with longer lifespans instead of the existing electrolytic capacitor. Additionally, it adopts a coupled inductor and an LC resonance filter to mitigate the output ripple, which is inevitably generated by a film capacitor, and applies discontinuous conduction mode (DCM) for power factor correction. In contrast, this study measures the input and output voltages of the PFC flyback converter and the switching current for the DCM control and proposes a duty split method by adding a comparator and triangle wave to the control algorithm to reduce the current stress imposed on the components. Therefore, to validate the usefulness of the proposed DCM flyback converter with the coupled LC resonance filter, this study models the proposed DCM flyback converter and implements a test device with the same configuration, and subsequently evaluates the simulation and test results.