Three LED lighting driving circuits with AC line voltage for medical instruments are proposed. These circuits focus on the high power-efficiency because medical service is sensitive of heat. The first circuit, partial resonant method, can drive a LED Lamp using novel partial resonant and current discharging. This circuit reduces the size of external components, inductor and capacitor, efficiently and has high efficiency at low output power than that of a previous series resonant circuit. The DC-DC convert driver of buck type which proposed secondly has the simplest structure with a few of components. And charge pump drive circuit which proposed lastly is realized with repeated use of a compact unit module consisted of a capacitor and diodes. The series-charge and parallel-discharge operation gives the efficiency better than the conventional drivers with AC line input. And it is shown the idea for minimizing the number of modules for a given number of LEDs. Three LED lighting driving circuits proposed in this paper are implemented and measured experimentally. The charge pump drive circuit of three methods shows a maximum efficiency of 95\% for 22 LEDs in series with the ac line voltage of 220Vrms. And the low voltage IC for constant current control is designed using Hynix/Magna Chip 0.35um CMOS process.
의료용 기기에 사용되는 AC 교류 전원을 가진 조명용 LED 구동회로 세 가지를 제안한다. 의료 기기는 열에 민감하므로 본 논문에서 제안한 구동회로는 높은 효율을 올리는데 초점이 맞추어져 있다. 부분 공진 방법을 이용한 첫 번째 회로의 경우는 새로운 부분 공진과 전류 방전을 이용하여 LED 램프를 구동할 수 있다. 이 회로는 기존 직렬 공진회로에 비해서 인덕터와 커패시터와 같은 외부 소자의 사이즈를 효율적으로 줄일 수 있으며 낮은 출력의 조건에서 더 높은 파워 효율 특성을 가진다. 두 번째로 제안하는 강압형 방식의 직류-직류 변환기 구동회로는 소자의 수가 가장 적은 아주 간단한 형태이다. 마지막으로 제안하는 전하 펌프 구동회로는 커패시터와 다이오드의 모듈로 구성되며 직렬 충전, 병렬 방전의 방법을 이용하여 기존회로에 비해 뛰어난 효율 특성을 가진다. 그리고 해당 LED에 맞는 모듈의 수를 줄이는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 세 가지의 구동회로는 실험적으로 구현되고 실험 되어졌으며 이 가운데서, 전하 펌프를 이용한 구동회로는 220Vrms의 교류 입력전원에 22개의 LED가 직렬로 연결이 된 조건에서 최대 95\%의 효율을 보이고 있다. 그리고 정 전류 제어를 위한 저 전압 IC를 Hynix/Magna Chip 0.35um CMOS 공정을 사용하여 설계하였다.
