KR101619984B1 - 엘이디 조명 제어장치 - Google Patents

Abstract

복수의 엘이디를 포함하는 엘이디 조명을 제어하기 위한 엘이디 조명 제어장치가 개시된다. 복수의 상기 엘이디에 펄스폭 변조방식(PWM)을 이용하여 전원을 동시에 공급하는 전원공급부; 및 복수의 상기 엘이디 각각에 상기 전원공급부에서 공급된 전원을 순차적으로 연결하는 구동부;를 포함한다. 따라서, 본 발명의 일실시예의 엘이디 조명 제어장치는, 복수개의 엘이디를 포함하는 엘이디 조명을 하나의 전원공급부만으로 효과적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 고장난 엘이디를 정확하게 알 수 있다는 장점이 있다.

Description

엘이디 조명 제어장치{Control unit for LED lignting}

본 발명은 엘이디 조명 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 엘이디를 배치하여 조명, 경관조명등에 사용되는 엘이디 조명을 제어하는 엘이디 조명 제어장치에 관한 것이다.

조명장치란 광원의 빛을 반사·굴절·투과시켜 광원을 고정하거나 보호하는 기구로서, 광원(光源)의 빛을 반사·굴절·투과시켜 광원을 고정하거나 보호하는 기구를 말한다.

조명장치의 광원으로는 실내에서 사용되는 백열등 및 형광등이 있으며, 공원등, 가로등과 같이 실외에서 사용되는 할로겐램프 등이 있다. 한편 엘이디(LED; Light Emitting Diode)는 빛을 내는 반도체로서, 낮은 전력소비(백열등의 1/6), 긴 수명(백열등의 8배), 친환경적 특성(수은 등 유해물질 미함유)으로 각종 LCD의 광원, 실내등, 가로등, 조명등, 자동차 등 다양한 분야에서 각 용도에 맞게 응용되고 있다. 특히 엘이디를 이용한 엘이디조명장치는 작은 소요전력 및 조도의 장점으로 기존의 백열등, 형광등 등 조명을 대체하고 있다. 그리고 기존에 설치된 백열등, 형광등 조명설비를 엘이디조명장치에 알맞은 형태로 변경함으로써 엘이디조명장치의 변경에 따른 설치비용을 절감하고 있다.

특히, 단순 LED모듈에서 다양한 연출이 가능한 RGB, 풀칼라 LED가 개발되면서, 단순한 조명 뿐만 아니라, 경관조명 옥외광고 등 다양한 분야에 LED 조명장치가 사용되고 있다.

그러나, LED를 경관조명 및 옥외광고 등에 사용하기 위해서는, 각각의 LED를 개별적으로 구동하여야 하며, 각각의 LED를 개별적으로 구동하기 위한 전원 및 컨트롤러를 각각의 LED에 개별적으로 구비하는 것은 많은 비용과 에너지 효율을 저감시키는 문제점이 있었다.

한국특허공개공보제10-2013-134892호(2013. 12. 10. 공개)

본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 복수개의 엘이디를 포함하는 엘이디 조명을 효과적으로 제어할 수 있는 엘이디 조명 제어장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 복수의 엘이디를 포함하는 엘이디 조명을 제어하기 위한 엘이디 조명 제어장치에 있어서, 복수의 상기 엘이디에 펄스폭 변조방식(PWM)을 이용하여 전원을 동시에 공급하는 전원공급부; 및 복수의 상기 엘이디 각각에 상기 전원공급부에서 공급된 전원을 순차적으로 연결하는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 제어장치를 제공한다.

여기서, 상기 엘이디 조명에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정부; 및 상기 전류 측정부에서 이상 전류 측정시, 상기 구동부에 의해 연결된 상기 엘이디의 고장여부를 판단하는 엘이디 고장 판단부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 구동부는, 복수의 상기 엘이디 각각에 연결된 복수의 스위치 신호 발생부; 및 상기 스위치 신호 발생부와 상기 전원공급부의 값을 논리곱 연산하는 연산자;를 포함하는 것이 효과적이다.

상기 엘이디 조명은 복수의 엘이디 모듈을 포함하고, 각각의 상기 엘이디 모듈은 삼원색을 각각 표현하는 R 엘이디, G 엘이디 및 B 엘이디를 포함하며, 상기 전원 공급부는, 복수의 상기 엘이디 모듈의 복수의 R 엘이디에 함께 연결된 제 1 전원선을 통해서 동시에 전원 제어를 하며, 복수의 상기 엘이디 모듈의 복수의 G 엘이디에 함께 연결된 제 2 전원선을 통해서 동시에 전원 제어를 하며, 복수의 상기 엘이디 모듈의 복수의 B 엘이디에 함께 연결된 제 3 전원선을 통해서 동시에 전원 제어를 하며, 상기 신호발생부는, 상기 엘이디 모듈별로 각각 신호를 발생시키는 것이 효과적이다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

본 발명의 일실시예의 엘이디 조명 제어장치는, 복수개의 엘이디를 포함하는 엘이디 조명을 하나의 전원공급부만으로 효과적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 고장난 엘이디를 정확하게 알 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 엘이디 조명 제어장치의 블록도
도 2는 도 1의 전원구동부의 PWM 신호와 내부 타이머의 신호를 함께 도시한 그래프

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 엘이디 조명 제어장치의 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 복수의 엘이디를 포함하는 엘이디 조명(100)을 제어하기 위한 엘이디 조명 제어장치는, 복수의 상기 엘이디에 펄스폭 변조방식(PWM)을 이용하여 전원을 동시에 공급하는 전원공급부(200)와, 복수의 상기 엘이디 각각에 상기 전원공급부에서 공급된 전원을 순차적으로 연결하는 구동부(300)를 포함한다.

또한, 상기 엘이디 조명(100)에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정부(400)와, 상기 전류 측정부(400)에서 이상 전류 측정시, 상기 구동부(200)에 의해 연결된 상기 엘이디(100)의 고장여부를 판단하는 엘이디 고장 판단부(500)를 더 포함한다.

엘이디 조명(100)은 복수개의 LED조명 모듈(110~130)을 포함하고, 각각의 LED조명 모듈(110~130)은 각각의 삼원색을 표현하는 R, G, B 엘이디(LED)(111~113)를 포함한다. 따라서, 각각의 LED 조명 모듈(110~130)은 R,G, B LED(111-113)를 조합하여, 모든 발현하고자 하는 색상의 조명을 밝힐 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 LED조명 모듈(110~130)이 제 1 LED조명 모듈(110), 제 2 LED조명 모듈(120) 및 제 3 LED조명모듈(130)로 3개의 조명모듈이 설치된 것을 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라서, 많은 수의 LED조명 모듈(110~130)이 설치될 수 있다.

3개의 전원선(201~203)이 복수의 LED조명 모듈(110-130)에 동시에 연결된다. 즉, 제 1 전원선(201)은 복수의 LED조명 모듈(110~130)의 R(Red) LED(111, 121, 131)에 동시에 연결되며, 제 2 전원선(202)는 복수의 LED조명 모듈(110~130)의 G(Red) LED(112, 122, 132)에 동시에 연결되며, 제 3 전원선(203)은 복수의 LED조명 모듈(110~130)의 B(Blue) LED(113, 123, 133)에 동시에 연결된다. 즉, 전원공급부(200)는, 복수의 상기 엘이디 모듈(110~130)의 복수의 R 엘이디(111, 121, 131)에 함께 연결된 제 1 전원선(201)을 통해서 동시에 전원 제어를 하며, 복수의 상기 엘이디 모듈(110~130)의 복수의 G 엘이디(112, 122, 132)에 함께 연결된 제 2 전원선(202)을 통해서 동시에 전원 제어를 하며, 복수의 상기 엘이디 모듈(110~130)의 복수의 B 엘이디(113, 123, 133)에 함께 연결된 제 3 전원선(203)을 통해서 동시에 전원 제어를 한다.

각각의 LED의 휘도는 각각의 LED에 인가되는 PWM 모듈레이션 신호에 따라 조절된다. 즉, 각각의 전원선(201~203)은 LED 점등시간과 소등시간의 비, 즉 듀티를 이용하여 발산되는 빛의 휘도를 조절한다. 즉, LED에 인가되는 PWM 모듈레이션 신호의 시간 폭을 줄이거나 늘임으로써, LED에 인가되는 신호의 평균 접압 또는 전류를 조절하게 된다. 이때, 각각의 RGB LED에 공급되는 PWM을 조절함으로써, 다양한 색상을 표현할 수 있다.

이와 같이, LED에 공급되는 듀티비를 조절함으로써 다양한 색상을 표현할 수 있어, 원칙적으로 RGB LED의 갯수만큼 PWM 시그널을 발생시켜야 하나, 보통의 마이크로 프로세서에는 PWM 포트가 3~6개 정도로 제한되어 있다. 따라서, 본 발명의 실시예와 같이 많은 수의 LED 모듈이 조합되는 LED 조명(100)을 제어하기 위해서는 많은 수의 마이크로 프로세서가 필요로 한다. 본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 3개의 PWM 포트(211, 212, 213)를 제 1 전원선(201), 제 2 전원선(202) 및 제 3 전원선(203)에 각각 연결하여, 전체 조명을 제어하며, 이들에 모두 다른 색상을 구현하기 위해서, 전술한 구동부(300)가 필요하다.

상기 구동부(300)는, 복수의 상기 엘이디 각각에 연결된 복수의 스위치 신호 발생부(310)와, 상기 스위치 신호 발생부(310)와 상기 전원공급부의 값을 논리곱 연산하는 연산자(320)을 포함한다.

상기 스위치 신호발생부(310)는, 상기 엘이디 모듈(110, 120, 130) 별로 각각 신호를 발생시킨다. 즉, 상기 엘이디 모듈(110, 120, 130) 별로, 순차적으로 신호를 발생시키며, 연산자(320)는 스위치 신호발생부(310)에서 발생된 신호와 전원공급부의 값을 논리곱으로 연산하여 스위치 신호발생부(310)에서 신호가 발생된 엘이디 모듈(110,120, 130)에게만, 전원공급부에서 공급된 전원을 전달하게 된다. 발생된 신호는 디지털적으로 ON 혹은 OFF의 값을 가지게 되며, 전원을 전달하고자 하는 엘이디 모듈(110, 120, 130)에만 ON의 값을 전달한다.

이 때, 순차적으로 전달하는 신호의 간격은 사람이 시각적으로 잔상효과를 느낄 수 있을 정도의 짧은 시간 간격으로 전달하는 것이 바람직하다. 순차적으로 신호를 전달하는 방법은 아래의 도 2를 참조하여 설명한다.

전원공급부(200)에서 PWM 신호를 발생시키기 위해서는 내부 타이머를 이용하게 된다. 도 2에 PWM 신호(601)와 내부 타이머(602)의 신호를 표기하였다. 즉, 내부 타이머(602)에 연동하여, PWM신호(601)를 ON/OFF 하게 된다. 이때, 내부 타이머(602)의 피크치(603)가 발생하면, 스위치 신호발생부(310)에서 다음 엘이디 모듈(110, 120, 130)에 신호를 발생시키도록 하여, 순차적으로 신호를 발생시킨다.

전류 측정부(300)는 모든 엘이디모듈(110, 120, 130)이 연결된 부위에 설치되어, 전류를 측정하게 된다. 이때, 상기 전류 측정부(300)에서 이상 전류(전류 값이 현저히 낮은 경우 등) 측정시, 상기 구동부(200)에 의해 연결된 상기 엘이디(100)의 고장여부를 판단하는 엘이디 고장 판단부(400)가 해당 엘이디 모듈의 이상을 판단하게 된다. 즉, 그 당시, 전류가 흐르는 엘이디 모듈을 스위치 신호발생부(310)에서 전달받아, 고장난 엘이디 모듈을 판단할 수 있게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 일실시예의 엘이디 조명 제어장치는, 복수개의 엘이디를 포함하는 엘이디 조명을 하나의 전원공급부만으로 효과적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 고장난 엘이디를 정확하게 알 수 있다는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

100: 엘이디 조명 200: 전원공급부
300: 구동부 400: 전류 측정부
500: 엘이디 고장 판단부 310: 스위치 신호 발생부
320: 연산자 110, 120, 130: 엘이디 모듈
201: 제 1 전원선 202: 제 2 전원선
203: 제 3 전원선

Claims (4)

1. 복수의 엘이디를 포함하는 엘이디 조명을 제어하기 위한 엘이디 조명 제어장치에 있어서,
   복수의 상기 엘이디에 펄스폭 변조방식(PWM)을 이용하여 전원을 동시에 공급하는 전원공급부; 및
   복수의 상기 엘이디 각각에 상기 전원공급부에서 공급된 전원을 순차적으로 연결하는 구동부;를 포함하며,
   상기 엘이디 조명은 병렬 연결된 복수의 엘이디 모듈을 포함하고,
   각각의 상기 엘이디 모듈은 삼원색을 각각 표현하는 R 엘이디, G 엘이디 및 B 엘이디를 포함하며,
   상기 전원 공급부는, 복수의 상기 엘이디 모듈의 복수의 R 엘이디에 함께 연결된 제 1 전원선을 통해서 동시에 전원 제어를 하며, 복수의 상기 엘이디 모듈의 복수의 G 엘이디에 함께 연결된 제 2 전원선을 통해서 동시에 전원 제어를 하며, 복수의 상기 엘이디 모듈의 복수의 B 엘이디에 함께 연결된 제 3 전원선을 통해서 동시에 전원 제어를 하며,
   상기 제 1 내지 제 3 전원선은 상기 전원 공급부에 마련되는 3개의 PWM 포트에 각각 연결되고,
   상기 엘이디 조명에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정부; 및
   상기 전류 측정부에서 이상 전류 측정시, 상기 구동부에 의해 연결된 상기 엘이디의 고장여부를 판단하는 엘이디 고장 판단부;를 더 포함하며,
   상기 전원 공급부는 내부 타이머에 연동하여 PWM신호를 ON/OFF 하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 제어장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동부는,
   복수의 상기 엘이디 각각에 연결된 복수의 스위치 신호 발생부; 및
   상기 스위치 신호 발생부와 상기 전원공급부의 값을 논리곱 연산하는 연산자;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 제어장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 스위치 신호 발생부는, 상기 엘이디 모듈별로 각각 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 제어장치.

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