KR100651135B1 - 온도보상을 이용한 조명등의 디밍제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온도보상을 이용한 조명등의 디밍제어장치에 관한것으로, 조명등 주변의 온도를 감지하기 위한 온도센서와, 그 온도센서의 온도값을 검출하여 미리 프로그램에 의해 설정되어 있는 온도에 따른 최저출력치와 비교하여 최저조도로 정하여 디밍 제어신호를 출력하는 콘트롤러와, 그 콘트롤러와 통신라인으로 연결되고 조명등 내에 설치되어 콘트롤러의 출력제어값을 디코딩하는 디코더와, 그 디코더의 디코딩된 신호에 의거하여 온도에 따른 최저조도값으로 조명등을 점등제어하는 안정기(Ballast)를 포함하여 구성되며, 본발명의 온도센서에 의한 보상제어를 상기 콘트롤러 이외에 디코더에서 수행할 수 있도록 설치 구성할 수도 있다.

온도, 조명등, 디밍제어, 조도

Description

온도보상을 이용한 조명등의 디밍제어장치{Dimming control device for lamp using in requital of temperature}

도 1은 본 발명에 의한 온도보상을 이용한 조명등의 디밍제어장치 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 온도보상을 이용한 조명등의 디밍제어장치의 콘트롤러 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 온도보상을 이용한 조명등의 디밍제어장치의 마이컴의 내부 프로그램 구성도.

도 4는 본 발명에 의한 온도보상에 따른 조도제어값 특성도.

도 5는 본 발명에 의한 다른 실시예를 보인 온도보상을 이용한 조명등의 디밍제어장치 구성도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 온도보상을 이용한 조명등의 디밍제어장치의 디코더 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 온도센서 20 : 콘트롤러

21 : 키보드 22 : 디스플레이

23 : 마이컴 24 : 메모리

25 : 통신부 26 : 전원부

30 : 디코더 31 : 통신부

32 : 마이컴 33 : 메모리

34 : PWM출력부 35 : 전원부

40 : 안정기 50 : 조명등

본 발명은 조명등의 디밍제어에 관한 것으로, 특히 온도센서를 사용하여 온도환경을 체크하고 그에 따라 디밍 범위와 최저조도를 온도에 따라 자동 조정함으로써 정상적인 작동과 램프의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 온도보상을 이용한 조명등의 디밍제어장치에 관한 것이다.

종래의 조명등 안정기는 철심에 코일을 감은 초크코일로 형광램프와 직렬로 연결하여 전류의 증가를 방지하도록 구성되어 있기 때문에 초기 점등시 높은 전력이 소비되기 때문에 근래에는 반도체를 이용한 여러 가지 방식의 전자식 안정기가 개발되어 있다.

이러한 전자식 안정기도 AC/DC나 DC/HF 변환하는 과정에서 입력전원으로부터 유입되는 서지 및 임펄스 전압등의 노이즈는 필터등을 이용하여 실용상의 문제는 없을 정도로 해결되어 왔으나 초기점등시 전압상승으로 인한 과전류는 온도를 급격히 상승시켜 반도체를 파괴시킬 뿐만 아니라 램프의 필라멘트의 흑화현상이 빨리 나타나 램프의 수명단축으로 인하여 램프를 자주 교환해야 하는 불편을 초래함은 물론, 조명등의 밝기조절이 곤란으로 인하여 전력소비가 많은 등의 문제점이 있었다.

특히나 직경이 작은 관의 사용이 많아지면서 주변 온도환경에 많은 영향을 받게 되는바, 겨울철에 조명등의 주변 온도가 매우 낮은 저온으로 내려가는 경우 초기 기동시 전압을 매우 높여주어야만 점등이 이루어지므로 과전류등에 의해 조명등의 수명이 매우 단축되고 초기에 안정된 밝기 제어가 어려운점등의 문제점이 발생하였다.

본 발명은, 조명등의 직경이 작은관을 사용함에 있어서, 저온에서 디밍 할 경우에는 문제가 심각해지고 정상적인 작동과 램프의 수명이 환경온도의 영향을 매우 많이 받게 되는바, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 온도센서를 부착하고 온도환경에 따라 디밍범위와 최저조도를 자동 조절함으로써 저온에서의 디밍에 따른 램프수명 단축등의 영향을 줄일 수 있도록 한, 온도보상을 이용한 조명등의 디밍제어장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 조명등의 주변이 저온인 경우에 사용자가 설정한 조도값으로 출력을 제어하게 되면 과출력으로 인하여 흑화현상등이 급속히 진행하는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 온도검출값에 의거하여 출력조도를 자동조절하고, 온도값이 상승됨에 따라 사용자가 설정한 조도에 의거하여 디밍 제어를 하도록 함으로써 주 변온도 환경에 의한 영향을 해결하기 위한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 온도보상을 이용한 조명등의 디밍제어장치는,

조명등 주변의 온도를 감지하기 위한 온도센서와, 그 온도센서의 온도값을 검출하여 미리 프로그램에 의해 설정되어 있는 온도에 따른 최저출력치와 비교하여 최저조도로 정하여 디밍 제어신호를 출력하는 콘트롤러와, 그 콘트롤러와 통신라인으로 연결되고 조명등 내에 설치되어 콘트롤러의 출력제어값을 디코딩하는 디코더와, 그 디코더의 디코딩된 신호에 의거하여 온도에 따른 최저조도값으로 조명등을 점등제어하는 안정기(Ballast)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시에를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 콘트롤러 설치형 온도보상을 이용한 조명등의 디밍제어장치 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 조명등 주변의 온도를 감지하기 위한 온도센서(10)와, 그 온도센서(10)의 온도값을 검출하여 미리 프로그램에 의해 설정되어 있는 온도에 따른 최저출력치와 비교하여 최저조도로 정하여 디밍 제어신호를 출력하는 콘트롤러(20)와, 그 콘트롤러(20)와 통신라인으로 연결되고 조명등 내에 설치되어 콘트롤러(20)의 출력값을 디코딩하는 디코더(30)와, 그 디코더(30)의 디코딩된 신호 에 의거하여 온도에 따른 최저조도값으로 램프(50)의 점등을 제어하는 안정기(40)를 포함하여 구성된다.

도 2는 본 발명에 의한 콘트롤러의 블록도이다.

이에 도시된 바와 같이, 사용자에 의해 조명등의 온/오프 및 밝기 제어 입력을 하기 위한 키보드(21)와, 사용자 입력상태 및 동작 상태를 엘이디(LED) 등을 통해서 디스플레이 하기 위한 디스플레이(22)와, 상기 조명등의 온도를 검출 하는 온도센서(10) 및 상기 키보드(21)의 입력을 받아 상기 디스플레이(22)를 제어함과 아울러 온도검출에 따른 보상에 의해 조명등의 점등 및 밝기 제어를 하는 마이컴(23)과, 그 마이컴(23)의 제어동작을 위한 프로그램과 상기 온도검출에 의한 온도대비 최저조도에 대한 출력데이터등을 미리 저장하여 두기위한 메모리(24)와, 상기 마이컴(23)의 제어에 따른 조명등 제어신호를 통신라인을 통해 조명등 내의 디코더(30)에 출력하는 통신부(25)와, 그 콘트롤러(20)의 동작전원을 공급하기 위한 전원부(26)를 포함하여 구성된다.

도 3은 본 발명에 의한 마이컴의 내부 프로그램 기능 블록도이다.

이에 도시된 바와 같이 조명등의 온/오프 및 디밍 콘트롤을 위한 시스템 제어부(23a)와, 상기 키보드(21)를 스캐닝하여 키신호를 입력받는 키보드 스캐닝부(23b)와, 상기 디스플레이(22)의 표시제어를 하기 위한 디스플레이제어부(23c)와, 상기 메모리(24)에 정보를 저장하고 정보를 읽어오는 정보 저장부(23d)와, 마이컴(23)의 조명등 제어신호를 디코더(30)에 전송하는 통신부(23e)와, 상기 온도 센서(10)의 온도 검출값을 비교하기 위한 최저출력값과 그 최저출력값에 의거한 최소조도값등을 제어하도록 온도보상 제어를 하는 온도 보상부(23f)를 포함하여 구성된다. 여기서 각부는 마이컴(23)의 내부 프로그램으로서, 메모리(24)에 미리 저장되어 마이컴(23)이 실행하도록 이루어진 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명은, 온도센서(10)를 조명등의 주변온도를 검출할 수 있도록 설치한다. 사용자가 키보드(21)를 이용해 조명등의 점등 및 밝기 조절입력을 하게되면, 콘트롤러(20)는 상기 온도센서(10)의 온도값을 검출한다. 그 온도센서(10)의 온도검출값은 콘트롤러(20)에 입력되며, 콘트롤러(20)는 메모리(24)에 저장되어 있는 온도보상제어 프로그램에 의거하여 최저출력치와 비교하고, 최저조도를 정하여 조명등 제어신호를 발생시킨다.

상기 콘트롤러(20)의 조명등 제어신호는 통신라인을 통해서 조명등 내의 디코더(30)에 전송되며, 디코더(30)는 콘트롤러(20)의 램프 제어신호를 입력받아 이를 디코딩하고, PWM 또는 D/C 제어신호로 변경하여 안정기(40)에 출력하고, 안정기(40)는 상기 콘트롤러(20)의 제어에 따라 램프(50)의 점등과 조도를 조절하게 된다.

본 발명에 따른 온도보상에 대해 설명한다. 검출한 조명등 주변 온도에 따라 메모리(24)에 저장된 온도보상정보 및 사용자가 키보드(21)를 통해 세팅한 조도 2가지를 비교하여 높은 쪽 값의 조도 데이터를 디코더(30)로 출력하게된다.

온도보상방법의 예를 설명하면, 검출된 조명등 주변온도가 +20℃ 이상일때, 정상방식으로 최저조도는 최고조도의 5%로 출력하도록 한다. 검출온도가 0℃ 이하 일 경우, 최저조도는 최고조도의 100%로 출력지시를 한다. 즉, 디밍 기능이 없게 된다.

검출된 조명등 주변 온도가 +20℃~0℃ 사이인 경우, 온도에 근거하여 미리 저장된 일정비율에 따라 최저조도를 출력지시한다.

이와같은 방법은 도 4에 도시된 바와 같은 온도 보상에 의한 초저조도 출력 특성도에 나나난 바와 같다.

사용자가 아무리 최저조도를 낮추어 세팅하더라도, 도 4에 도시된 바와 같이 온도가 +20℃보다 낮은 상황에서는 최저조도를 높여서 디코더(30)에 명령을 내림으로서 저온에서의 램프 수명 단축을 방지할 수 있게된다.

또, 0℃에서는 사용자가 5%로 출력할 것을 조작해도 콘트롤러(20)에서는 100%로 출력할 것을 지시한다. 따라서 +20℃이하에서는 최저조도가 도 4의 그래프와 같은 검출온도에 반비례되는 출력조도로서 자동출력된다.

그리고, 만약에 10℃에서 사용자가 60%로 출력하도록 조작 한다면, 콘트롤러는 60%로 출력지시하고, 45%로 출력을 조작한다면 자동적으로 47.5%를 출력지시를 하게된다.

따라서 본 발명에 의하면, 조명등 주변 온도를 온도센서(10)에 의해 검출하여 콘트롤러(20)가 출력조도를 온도에 따라 자동적으로 보상출력하게 되는데, 0℃이하에서는 사용자가 세팅한 조도출력치와 상관없이 최고조도의 100%를 출력하고, 온도가 올라가서 0 ~ 20℃ 이하 구간에서는 온도에 따라 반비례적으로 최저출력조도로서 제어하면서 사용자가 세팅한 조도로 자동 디밍하게 되는 것이다.

한편 본 발명의 다른 실시예로서, 콘트롤러에서 온도보상 제어를 하지 않 고, 디코더에서 온도보상제어를 할 수 있도록 구성할 수 있으며, 이는 온도센서를 직접 디코더에 연결한 구성을 예시한 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 보인 것으로서, 이에 도시된 바와 같이, 조명등 주변의 온도를 검출하기 위한 온도센서(10)와, 사용자에 의해 램프의 전등 및 밝기제어를 하고 사용 상태등을 표시하는 콘트롤러(20)와, 그 콘트롤러와 통신라인으로 연결되어 콘트롤러(20)의 제어신호를 디코딩하여 램프의 점등 및 밝기제어를 위한 신호를 발생하되, 상기 온도센서(10)의 검출온도에 따라 최저출력에 따른 최소조도로서 출력을 제어하는 디코더(30)와, 그 디코더(30)의 램프 제어신호에 의해 램프(50)를 점등시켜 제어하는 안정기(40)로 구성된다. 여기서 도면의 부호는 콘트롤러와 디코더의 기능이 일실시예와 다르기는 하지만 동일한 부호를 부여하였다.

이와 같은 본 발명의 다른 실시예는, 일실시예와 비교하여볼때 온도센서(10)의 온도검출에 의거한 온도보상으로 출력제어를 콘트롤러에서 하지 않고 디코더에서 직접 하도록 구성한 것이 차이점이다.

상기 디코더(30)는 도 6에 도시된 바와 같이, 콘트롤러(20)와 통신하는 통신부(31)와, 콘트롤러(20)의 램프 제어신호를 디코딩하여 램프 제어신호를 출력하되, 온도센서(10)의 온도 검출값에 의거하여 최소출력치와 비교에 의해 최저조도 출력으로 온도보상을 하는 마이컴(32)과, 그 마이컴(32)의 디코딩 및 제어를 위한 정보와 온도보상을 위한 비교정보들을 저장하기 위한 메모리(33)와, 마이컴(32)의 온도보상에 따른 램프 제어출력신호를 안정기(40)에서 처리하기 위한 소정의 신호(예; PWM신호)로서 안정기(40)에 출력하는 PWM출력부(34)와, 디코더의 동작 전원을 공급 하는 전원부(35)로 구성된다.

이와같이 구성되는 디코더는, 콘트롤러(20)로부터 통신부(31)를 통해 램프 제어정보를 수신받아 디코딩하고, 램프의 각종 상태정보를 메모리(33)에 저장하거나 그 메모리로부터 읽어들여 램프 제어신호를 발생시키게 된다.

메모리(33)에는 현재 램프의 정보를 저장하되. 온도에 따른 최저조도 정보를 저장하고, 콘트롤러(20)의 제어정보와 현재 온도에 근거한 판단을 통하여 대응되는 PWM 또는 D/C신호로서 디밍 신호를 생성하게된다.

온도보상은 체크한 온도와 메모리된 온도보상 정보, 그리고 콘트롤러로부터의 지시치를 비교하여 높은 출력치로 램프 최저조도를 조절한다.

예를들어, 일실시예에서와 동일하게, 검출된 조명등 주변 온도가 20℃ 이상일 경우 최저조도는 최고조도의 5%로 출력한다. 검출온도가 0℃ 이하일 경우 최저조도는 최고조도의 100%로 출력하여 디밍기능없이 한다. 그리고,0℃ ~ 20℃ 사이인 경우 온도에 근거하여 비율에 따라 출력한다. 이는 도 4에 도시된 바와 같다.

즉, 콘트롤러(20)로부터 최저조도를 아무리 낮게 지시해 오더라도, 디코더가 위치한 주변온도(조명등 주변온도)에 따라 도 4와 같이 최저 조도를 높임으로써 저온에서 램프가 쉽게 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있게된다.

본 발명은, 온도보상에 의한 제어를 콘트롤러 또는 디코더에 설치할 수 있으며, 온도센서를 콘트롤러에 연결하여 제어하는 경우 조명 제어뿐만 아니라 냉.난방 제어에도 같이 활용할 수도 있게된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 조명등의 디밍제어에 있어서, 조명등 주변의 온도를 검출하여 온도에 따라 최소조도 출력으로 제어하기 때문에 조명등의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다. 또한 본발명은 온도센서에 의한 제어 프로그램을 콘트롤러 또는 디코더중 어느하나에 설치하여 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 사용자의 밝기 조절에 의거하여 콘트롤러가 제어신호를 발생하고, 그 제어신호에 의거하여 조명등의 안정기에서 디밍제어를 하여 조명등의 점등 및 밝기 제어를 하는 조명등 제어장치에 있어서,

   상기 조명등 주변의 온도를 감지하기 위한 온도센서(10)와,

   상기 온도센서(10)의 온도값을 검출하여 미리 프로그램에 의해 설정되어 있는 온도에 따른 최저출력치와 비교하여 최저조도로 정하여 디밍 제어신호를 출력하는 콘트롤러(20)와,

   상기 콘트롤러(20)와 통신라인으로 연결되고 조명등 내에 설치되어 콘트롤러(20)의 출력값을 디코딩하여 조명등을 제어하기 위한 신호를 출력하는 디코더(30)와,

   상기 디코더(30)의 출력신호에 의거하여 램프(50)의 점등 및 밝기를 제어하는 안정기(40)를 포함하여 구성되되,

   상기 콘트롤러(20)는,

   사용자에 의해 조명등의 온/오프 및 밝기 제어 입력을 하기 위한 키보드(21)와,

   사용자 입력상태 및 동작 상태를 디스플레이하기 위한 디스플레이(22)와,

   상기 조명등의 온도를 검출 하는 온도센서(10) 및 상기 키보드(21)의 입력을 받아 상기 디스플레이(22)를 제어함과 아울러 온도검출에 따른 보상에 의해 조명등의 점등 및 밝기 제어를 하는 마이컴(23)과,

   상기 마이컴(23)의 제어동작을 위한 프로그램과 상기 온도검출에 의한 온도대비 최저조도에 대한 출력데이터등을 미리 저장하여 두기 위한 메모리(24)와,

   상기 마이컴(23)의 제어에 따른 조명등 제어신호를 통신라인을 통해 조명등 내의 디코더(30)에 출력하는 통신부(25)와,

   상기 콘트롤러(20)의 동작전원을 공급하기 위한 전원부(26)를 포함하여 구성되고,

   상기 마이컴(23)은,

   사용자가 입력한 밝기 제어와 검출온도에 의거하여 제어하되,

   검출된 조명등 주변온도가 +20℃ 이상일때, 정상방식으로 최저조도는 최고조도의 5%로 출력하고,

   검출온도가 0℃ 이하 일 경우, 최저조도는 최고조도의 100%로 출력하며,

   검출된 조명등 주변 온도가 +20℃~0℃ 사이인 경우, 온도에 근거하여 미리 저장된 일정비율에 따라 최저조도를 출력하는 것을 특징으로 하는 온도보상을 이용한 조명등의 디밍제어장치.
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4. 사용자의 밝기 조절에 의거하여 콘트롤러가 제어신호를 발생하고, 그 제어신호에 의거하여 조명등의 안정기에서 디밍제어를 하여 조명등의 점등 및 밝기 제어를 하는 조명등 제어장치에 있어서,

   상기 조명등 주변의 온도를 검출하기 위한 온도센서(10)와,

   사용자에 의해 램프의 전등 및 밝기제어를 하고 사용 상태등을 표시하는 콘트롤러(20)와,

   상기 콘트롤러(20)와 통신라인으로 연결되어 콘트롤러(20)의 제어신호를 디코딩하여 램프의 점등 및 밝기제어를 위한 신호를 발생하되, 상기 온도센서(10)의 검출온도에 따라 최저출력에 따른 최소조도로서 출력을 제어하는 디코더(30)와,

   그 디코더(30)의 램프 제어신호에 의해 램프(50)를 점등시켜 제어하는 안정기(40)로 구성되되,

   상기 디코더(30)는,

   사용자가 입력한 밝기 제어값에 따른 콘트롤러의 밝기제어신호와 검출온도에 의거하여 제어하되,

   검출된 조명등 주변온도가 +20℃ 이상일때, 정상방식으로 최저조도는 최고조도의 5%로 출력하고,

   검출온도가 0℃ 이하 일 경우, 최저조도는 최고조도의 100%로 출력하며,

   검출된 조명등 주변 온도가 +20℃~0℃ 사이인 경우, 온도에 근거하여 미리 저장된 일정비율에 따라 최저조도 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 온도보상을 이용한 조명등의 디밍제어장치.
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