KR100688471B1 - 램프의 조도 조절을 위한 동작 전원 공급 장치 및 이를포함하는 조도 조절 장치 - Google Patents

램프의 조도 조절을 위한 동작 전원 공급 장치 및 이를포함하는 조도 조절 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조도 조절 장치에 관한 것으로, 특히 조도 조절 장치의 제어 수단에 공급되는 동작 전원을 생성하는 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 램프의 조도 조절을 위한 동작 전원 공급 장치는 외부로부터 단일의 전원공급라인을 통해 공급되는 교류전원을 처리하여 동작 전원을 생성한다.
이 같이 본 발명에 따른 동작 전원 공급 장치는 단일의 전원공급라인을 통해 공급되는 교류전원을 처리하여 동작 전원을 생성할 수 있으므로, 기존에 이미 조도 조절 기능을 구비하지 않은 조명 장치의 전원 배선 공사가 완료된 상태라 하더라도 조명 장치에 조도 조절 기능을 구현하는 데 있어 추가적인 전원 배선 공사를 요구하지 않는다.
조도 조절, 동작 전원, 전원공급라인.

Description

램프의 조도 조절을 위한 동작 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 조도 조절 장치{Power supply apparatus for dimmer and the dimmer}
도 1은 종래 전원 보드의 회로도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 조절 장치의 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 보드의 회로도.
도 4는 도 3의 회로 동작에 따른 각 지점에서의 파형 예시도.
도 5는 제로포인트 검출에 관련된 파형도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조도 조절 장치의 블록도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전원 보드의 회로도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 900 : 동작 전원 생성부 200, 700 : 제로포인트 검출부
300, 600 : 조도 조절부 500, 800 : 조도 제어부
본 발명은 조도 조절 장치에 관한 것으로, 특히 조도 조절 장치의 제어 수단에 공급되는 동작 전원을 생성하는 기술에 관한 것이다.
조도 조절 장치는 크게 마이크로 프로세서 등을 포함하는 제어 보드(Control Board)와, 제어 보드에 동작 전원을 공급하는 전원 보드(Power Board)로 나뉘어질 수 있다. 그러나 제어 보드 및 전원 보드와 같이 반드시 별도의 보드로 나뉘어지는 것은 아니며, 단일의 보드로 구현될 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의상 분리된 것으로 가정하기로 한다. 도 1은 종래 조도 조절 제어 가능한 제어 보드로의 동작 전원 공급을 위한 전원 보드의 회로도이다. 도 1에서 알 수 있듯이 전원 보드는 크게 제어 보드로 공급할 동작 전원을 생성하는 동작 전원 생성부(10)와, 외부로부터 공급되는 교류전원의 제로포인트(zero point)를 검출하여 제어 보드로 출력하는 제로포인트 검출부(20)와, 제어 보드에서 사용자에 의한 조도 조절 선택과 검출된 제로포인트를 입력받아 출력한 위상제어신호에 따라 트라이악을 제어하여 램프의 조도를 조절하는 조도 조절부(30)를 포함한다. 이 같은 구성에 의해 조도 조절을 위한 전용 안정기로 기존의 안정기를 교체할 필요 없이, 위상제어를 통하여 램프의 조도를 조절할 수 있는 기술 자체는 본 출원인에 의해 2001. 4. 6.자 특허 출원되어 등록된 등록번호 제10-0413216호에 기재되어 있다.
이 중 동작 전원 생성부(10)는 도 1에서 알 수 있듯이 트랜스포머(transformer)와 브릿지 다이오드 및 기타 동작 전원을 생성하는데 필요한 회로 소자들을 포함한다. 트랜스포머는 HEADER 4JP6의 1번 커넥터에 연결된 제 1 전원공급라인과 2번 커넥터에 연결된 제 2 전원공급라인인 2개의 전원공급라인을 통해 220V의 교류전원을 인가받아 2차측 코일에 8V를 유기시킨다. 유기된 교류전원은 브릿지 다이오드를 통해 정류되고 레귤레이터를 통해 동작 전원인 5V로 레벨 변환 되어 제어 보드로 전달된다. 그러면 제어 보드에서는 전달된 5V의 동작 전원을 인가받아 동작을 개시하며, 알려진 바와 같이 위상제어를 통해 전원 보드에 구현된 트라이악을 제어하여 램프의 조도를 조절한다.
이상에서 알 수 있듯이 종래 동작 전원 생성부(10)는 제어 보드에 공급할 동작 전원을 생성하기 위하여 기본적으로 트랜스포머를 구비하며, 트랜스포머는 5V 정도의 동작 전원이 생성될 수 있도록 2개의 전원공급라인을 통해 인가되는 220V의 교류전원을 처리하여 동작 전원을 생성한다.
그러나 2개의 전원공급라인이 요구되는 경우에 다음과 같은 문제가 발생한다. 예를 들어 이미 가정이나 사무실 등에 설치된 조도 조절 기능이 없는 조명 장치는 하나의 전원공급라인을 갖는데, 여기서 도 1에서와 같은 조도 조절 기능을 새로이 추가하기 위해서는 또 하나의 전원공급라인이 구현되어야 하는 것이다. 하나의 전원공급라인(HEADER 4JP6의 1번 커넥터에 연결된 제 1 전원공급라인)은 조명 장치의 전원 공급을 위해 이미 천장 등에 설치된 배선에 간단히 연결되어 구현될 수 있다. 그러나 또 다른 전원공급라인을 연결하기 위한 배선 자체가 없으므로, 추가적으로 배선을 설치해야만 한다. 그러나 기존에 이미 조명 장치를 위한 배선 공사가 완료된 상태에서, 조도 조절을 위해 추가적인 배선 공사를 시행하는 것은 어려움이 따른다.
본 발명은 이러한 배경에서 도출된 것으로, 추가적인 배선 공사 없이 조도 조절 기능을 쉽게 구현할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따른 램프의 조도 조절 제어를 위해 동작 전원을 공급하는 장치는 외부로부터 인가되는 교류전원을 공급하는 단일 전원공급라인과, 상기 단일 전원공급라인으로부터 공급되는 교류전원을 처리하여 동작 전원을 생성하는 동작 전원 생성부와, 상기 생성된 동작 전원을 램프의 조도 조절 제어를 담당하는 제어 장치로 전달하는 동작 전원 전달부를 포함한다.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 조도 조절 장치는 외부로부터 인가되는 교류전원을 공급하는 단일 전원공급라인과, 상기 단일 전원공급라인으로부터 공급되는 교류전원을 처리하여 동작 전원을 생성하는 동작 전원 생성부와, 상기 단일 전원공급라인으로부터 공급되는 교류전원의 제로포인트를 검출하는 제로포인트 검출부와, 상기 동작 전원 생성부에서 생성된 동작 전원을 공급받아 활성화되어, 사용자로부터의 조도 조절 선택과 상기 검출된 제로포인트에 따라 램프의 조도를 제어하는 조도 제어부와, 상기 조도 제어부의 제어에 따라 상기 단일 전원공급라인을 통해 램프로 공급되는 교류전원을 제어하여 램프의 조도를 조절하는 조도 조절부를 포함한다.
이 같이 본 발명은 단일의 전원공급라인을 통해 공급되는 교류전원을 처리하여 동작 전원을 생성할 수 있으므로, 기존에 이미 조도 조절 기능을 구비하지 않은 조명 장치의 전원 배선 공사가 완료된 상태라 하더라도 조명 장치에 조도 조절 기능을 구현하는 데 있어 추가적인 전원 배선 공사를 요구하지 않는다. 따라서 종래에 비해 용이하게 조도 조절 기능을 추가로 구현할 수 있다.
나아가 본 발명의 또 다른 양상에 따른 조도 조절 장치는 제어에 따라 단일 전원공급라인을 통해 공급되는 교류전원의 램프로의 출력을 조절하여 조도를 조절하는 조도 조절부와, 상기 단일 전원공급라인을 통해 공급되는 교류전원의 제로포인트를 검출하는 제로포인트 검출부와, 동작 전원을 공급받아 활성화되어, 조도 조절 명령 및 상기 검출된 제로포인트에 따라 상기 조도 조절부를 제어하는 조도 제어부와, 상기 단일 전원공급라인을 통해 공급되어 유입되는 교류전원을 처리하여 동작 전원을 생성하고 생성된 동작 전원을 상기 동작 전원 생성부로 공급하되, 상기 조도 조절부의 교류전원 출력 여부에 따라 서로 다른 경로로 유입되는 교류전원을 처리하여 동작 전원을 생성하는 동작 전원 생성부를 포함한다.
이에 따라 본 발명은 램프의 최대 출력 및 출력 품질을 완전하게 보장함은 물론, 조도 조절 없이 램프의 출력을 최대로 하는 경우에도 동작 전원을 생성하여 제어 로직에 공급할 수 있다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 조절 장치의 블록도이다. 도시된 바와 같이, 조도 조절 장치는 동작 전원 생성부(100)와, 제로포인트 검출부(200)와, 조도 제어부(500)와, 조도 조절부(300)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 동작 전원 생성부(100)와, 제로포인트 검출부(200)와, 조도 조절부(300)는 전원 보 드(Power Board)에 구현되며, 조도 제어부(500)는 제어 보드(Control Board)에 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 보드의 회로도이다. 우선 전원 보드에 구현될 수 있는 동작 전원 공급 장치에 대해 살펴보기로 하며, 나머지 구성에 대해서는 후술하기로 한다. 동작 전원 공급 장치는 동작 전원 생성부(100)와 동작 전원 전달부를 포함한다. 동작 전원 생성부(100)는 단일 전원공급라인으로부터 공급되는 교류 전원을 처리하여 바람직하게 5V의 동작 전원을 생성한다.
본 실시예에 있어서, 동작 전원 생성부(100)는 단일 전원공급라인으로부터 공급되는 교류전원을 2차측으로 유기시키는 트랜스포머(110)와, 트랜스포머(110)의 1차측에 연결된 제 1 정류부(120)와, 제 1 정류부(120)의 일측에 연결되어 충방전을 수행하는 커패시터(C3)와, 트랜스포머(110)의 2차측에 연결된 제 2 정류부(130)와, 커패시터(C3)로부터 방전되어 제 1 정류부(120)에 의해 정류되고, 트랜스포머(110)의 1차측으로부터 인가되어 제 1 정류부(120)에 의해 정류되며, 트랜스포머(110)의 2차측으로부터 인가되어 제 2 정류부(130)에 의해 정류되어 모두 머지(merge)된 전원을 동작 전원으로 다운 및 평활 처리하는 다운/평활부(140)를 포함한다.
단일 전원공급라인(J2의 3번 커넥터에 연결된 라인)으로부터 공급되는 교류 전원은 트랜스포머(110)의 1차측 코일에 공급되어 2차측으로 유기된다. 실제로 2차측으로 유기되는 전원은 1차측의 전압차로부터 발생된다. 1차측의 전압차는 J2의 1번 커넥터 연결된 라인의 커패시터(C3)와 브릿지 다이오드로 구현될 수 있는 후술할 제 1 정류부(120)에 의해 대략 25V 정도가 발생된다. 트랜스포머(110)의 1차측에 발생되는 25V 정도의 전압차로부터 2차측으로 유기되는 교류 전원(①)은 대략 2 ~ 3V 정도의 값을 가지며, 도 3의 (a)와 같은 AC 파형을 가진다.
트랜스포머(110)의 1차측 코일을 지난 교류 전원(②)은 코일을 지남으로 인해 대략 30V이하의 값을 가지며, 도 3의 (b)와 같은 AC 파형을 가지게 된다. 다음으로 커패시터(C3)는 전원의 충방전을 담당하는 회로 소자로, 방전시의 교류 전원(③)은 대략 10 ~ 30V의 값을 가지며, 도 3의 (c)와 같은 파형을 가진다. 트랜스포머(110)의 1차측 코일을 지난 교류 전원인 도 3의 (a)와 같은 파형과 커패시터로부터 발생되는 교류 전원인 도 3의 (c)와 같은 파형은 일 예에 따라 브릿지 다이오드가 될 수 있는 제 1 정류부(120)를 통해 정류되어 머지(merge)된다. 머지(merge)된 전원(④)은 도 3의 (d)와 같은 대략 6 ~ 7V 정도의 값을 가지는 파형과 같다. 여기서 머지된 전원(④)이 도 3의 (d)와 같은 파형을 갖도록 적절한 커패시터(C3)의 용량을 선택하여 충방전 시간이 조절되도록 하는 것이 중요하다 할 수 있다. 트랜스포머(110)의 2차측 코일로 유기된 교류 전원은 일 예에 따라 브릿지 다이오드가 될 수 있는 제 2 정류부(130)를 통해 정류되고, 상술한 도 3의 (d)와 같은 대략 6 ~ 7V 정도의 값을 가지는 파형과 머지(merge)된다. 머지(merge)된 전원(⑤)은 도 3의 (e)와 같은 파형을 가지게 된다. 도 3의 (e)와 같은 파형을 가지는 전원은 다운/평활부(140)에서 5V로 다운되고 완전한 직류전원으로 평활된다.
동작 전원 전달부는 바람직하게 도 2의 우측 하단에 도시된 바와 같은 커넥터부(J3)로 구현될 수 있으며, 다운/평활부(140)에서 완전한 직류 전원으로 처리된 5V의 동작 전원을 1번 커넥터를 통해 입력받아 제어 보드로 전달한다. 이에 따라 제어 보드는 5V의 동작 전원에 의해 활성화되어 램프의 조도를 조절할 수 있게 된다.
이 같이 본 발명에 따른 램프의 조도 조절을 위한 동작 전원 공급 장치는 단일의 전원공급라인을 통해 공급되는 교류전원을 처리하여 동작 전원을 생성할 수 있으므로, 기존에 이미 조도 조절 기능을 구비하지 않은 조명 장치의 전원 배선 공사가 완료된 상태라 하더라도 조명 장치에 조도 조절 기능을 구현하는 데 있어 추가적인 전원 배선 공사를 요구하지 않는다. 따라서 종래에 비해 용이하게 조도 조절 기능을 추가로 구현할 수 있다.
이하 도 3을 참조하여 제로포인트 검출부(200) 및 조도 조절부(300)에 대해 후술하기로 한다. 제로포인트 검출부(200)는 단일 전원공급라인을 통해 공급되는 220V의 교류 전원으로부터 양(+)/음(-) 교차에 따라 포토커플러를 통해 도 5의 (a)에서 (b)와 같은 파형을 발생시킨다. 그러나 도 5의 (b)를 통해 알 수 있는 바와 같이 경사(slope)가 길기 때문에 후술할 조도 제어부(500)에서 제로포인트를 판별하는 것이 쉽지 않다. 따라서 OP-AMP를 이용하여 완전한 펄스가 출력되도록 이용한 것이다. OP-AMP의 레퍼런스(reference)값은 R14, R15 저항을 통해 상하 기준 레벨이 지정된다. 그리고 OP-AMP는 레퍼런스 값보다 높거나 낮은 도 5의 (b) 파형은 잘라내어 도 5의 (c)와 같은 완전한 펄스파를 출력한다. 출력된 펄스파는 커넥터부인 J3의 3번 커넥터를 통해 제어 보드로 공급된다.
제어 보드에 구현된 조도 제어부(500)는 사용자의 조도 조절 스위치 조작과 제로포인트 검출부(200)에서 검출된 제로포인트를 참조하여 램프의 조도를 조절하기 위한 위상제어신호(펄스파)를 출력한다. 제로포인트를 참조하여 램프의 조도를 조절하기 위한 위상제어 기술 자체는 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다. 위상제어신호는 전원 보드에 구현된 커넥터부인 J3의 5번 커넥터를 통해 조도 조절부(300)의 포토 트라이악으로 전달되어 포토 트라이악의 온/오프를 제어한다. 포토 트라이악의 온/오프에 따라 단일 전원공급라인을 통해 공급되는 220V의 교류 전원은 포토 트라이악을 통해 트라이악의 온/오프를 제어한다. 이 같은 동작에 의한 트라이악의 온/오프 반복에 따라 단일 전원 공급라인으로부터 트라이악을 통한 교류 전원은 J2 커넥터부의 1번 커넥터를 통해 출력되어 램프에 공급된다. 결국 트라이악의 온/오프 제어에 따라 램프의 조도는 조절되게 된다.
한편 도 3에 의해서는 램프의 조도 조절은 가능하나, 램프의 최대 출력은 불가능하다. 이에 대해 살펴보면, 램프의 최대 출력시 트라이악은 지속적으로 온 상태로 놓이게 된다. 그러면 단일전원공급라인을 통해 공급되는 교류전원이 트라이악을 통해 모두 램프로 출력되므로, 동작 전원 생성부(900)로는 교류전원이 인가되지 않게 되어 동작전원을 생성할 수가 없다. 따라서 램프의 최대 출력은 불가능하다.
이에 램프의 조도 조절 및 램프의 최대 출력을 가능하게 하는 본 발명의 또 다른 실시예에 대해 도 6 및 도 7을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조도 조절 장치는 조도 조절부(600)와, 제로포인트 검출부(700)와, 조도 제어부(800)와, 동작 전원 생 성부(900)를 포함한다.
본 실시예에 있어서, 조도 조절부(600)는 스위칭부(610)와 전원 분배부(620)를 포함한다. 스위칭부(610)는 트라이악으로 구현될 수 있다. 스위칭부(610)는 후술할 조도 제어부(800)의 제어에 따라 온/오프되어 램프의 조도를 조절한다. 단일 전원공급라인(J2의 3번 커넥터에 연결된 라인)을 통해 공급되는 교류전원은 스위칭부(610)의 온 혹은 오프 상태에 따라 서로 다른 경로를 통해 후술할 동작 전원 생성부(900)로 유입된다.
전원 분배부(620)는 스위칭부(610)를 통해 출력된 교류전원 중 일부를 램프로 출력하고, 나머지 교류전원을 후술할 동작 전원 생성부(900)로 출력한다. 도시된 바와 같이, 전원 분배부(620)는 1 이상의 다이오드가 직렬로 연결된 제 1 다이오드군(621) 및 제 2 다이오드군(623)으로 이루어질 수 있다. 여기서 제 1 다이오드군(621)과 제 2 다이오드군(623)은 상호 타방향으로 병렬 연결된다. 이 같은 전원 분배부(620)는 스위칭부(610)를 통해 출력된 220V의 교류전원에 대해 전압 강하를 일으킨다. 예를 들어 각 다이오드군에 1개의 다이오드가 연결된 경우에는 약 1.6V의 전압이 강하되고, 각 다이오드군에 2개의 다이오드가 직렬 연결된 경우에는 약 3.2V의 전압이 강하된다. 교류전원은 양(+)과 음(-)이 반복되므로, 양(+)의 구간에서는 제 1 다이오드군(621)을 통해 램프로 전원이 공급되며, 음(-)의 구간에서는 제 2 다이오드군(623)을 통해 램프로 전원이 공급된다. 그리고 다이오드군에 직렬 연결된 다이오드의 수에 따라 강하된 전압만큼은 후술할 동작 전원 생성부(900)로 유입된다.
제로포인트 검출부(700)는 단일 전원공급라인을 통해 공급되는 220V의 교류 전원으로부터 양(+)/음(-) 교차에 따라 포토커플러를 통해 도 5의 (a)에서 (b)와 같은 파형을 발생시킨다. 그러나 도 5의 (b)를 통해 알 수 있는 바와 같이 경사(slope)가 길기 때문에 후술할 조도 제어부(500)에서 제로포인트를 판별하는 것이 쉽지 않다. 따라서 OP-AMP를 이용하여 완전한 펄스가 출력되도록 한다. OP-AMP의 레퍼런스(reference)값은 R14, R15 저항을 통해 상하 기준 레벨이 지정된다. 그리고 OP-AMP는 레퍼런스 값보다 높거나 낮은 도 5의 (b) 파형은 잘라내어 도 5의 (c)와 같은 완전한 펄스파를 출력한다. 출력된 펄스파는 커넥터부인 J3의 3번 커넥터를 통해 제어 보드로 공급된다.
조도 제어부(800)는 마이크로프로세서로 구현 가능하다. 조도 제어부(800)는 후술할 동작 전원 생성부(900)에 의해 생성된 동작 전원을 공급받아 동작한다. 조도 제어부(800)는 조도 조절 명령과 제로포인트 검출부(700)에서 검출된 제로포인트에 따라 램프의 조도를 조절하기 위한 위상제어신호(펄스파)를 출력한다. 여기서 조도 조절 명령은 사용자의 조도 조절 스위치 조작에 의한 것일 수 있고, 아니면 계절 및 시간대별로 기설정된 조도 조절 데이터에 의한 것일 수 있다. 조도 제어부(800)로부터 출력된 위상제어신호는 전원 보드에 구현된 커넥터부인 J3의 5번 커넥터를 통해 조도 조절부(600)의 포토 트라이악으로 전달되어 포토 트라이악의 온/오프를 제어한다. 포토 트라이악의 온/오프에 따라 스위칭부(610)인 트라이악의 온/오프가 제어되어, 트라이악의 온 동안에는 단일 전원공급라인을 통해 공급되는 교류전원이 트라이악으로 출력된다.
동작 전원 생성부(900)는 전술한 조도 제어부(800)가 동작 가능하도록 하는 동작 전원을 생성하여 공급한다. 참고로 조명 장치의 조명 제어를 위한 제어 로직은 5V 정도를 동작 전원으로 사용하도록 구현되었으나, 현재는 대략 2.5V ~ 5.5V 정도를 만족하는 전원을 동작 전원으로 사용할 수 있도록 구현된다. 본 실시예에 있어서, 동작 전원 생성부(900)는 단일 전원공급라인에 연결된 트랜스포머(910)와, 트랜스포머(910)의 1차측 혹은 조도 조절부(600)로부터 유입되는 교류전원을 정류하는 제 1 정류부(920)와, 트랜스포머(910)의 1차측으로부터 2차측으로 유기된 교류전원을 정류하는 제 2 정류부(930)와, 정류된 전원을 안정화 처리하여 동작 전원을 생성하는 안정화 처리부(940)를 포함한다.
이 같은 구성들을 포함하는 동작 전원 생성부(900)는 전술한 조도 조절부(600)의 동작에 따라 단일 전원공급라인(J2의 3번 커넥터에 연결된 라인)에 연결된 트랜스포머(910)로 유입되는 교류 전원 혹은 조도 조절부(600)를 통해 제 1 정류부(920)로 유입되는 교류 전원을 처리하여 동작 전원을 생성한다. 이에 대해 조도 조절부(600)에 포함된 스위칭부(610)의 온/오프 상태를 구분하여, 동작 전원 생성부(900)의 동작 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
우선 스위칭부(610)가 오프(off) 상태인 경우를 가정한다. 단일 전원공급라인을 통해 공급되는 교류 전원은 트랜스포머(910)의 1차측 코일로 유입된다. 실제로 1차측에 걸리는 전압(V1)은 커패시터(C3)와 브릿지 다이오드로 구현될 수 있는 제 1 정류부(920)에 의해 대략 25V 정도이다. 트랜스포머(910)의 1차측에 걸리는 전압 및 트랜스포머(910)의 권선비에 따라 강하된 전압의 교류 전원이 트랜스포 머(910)의 2차측 코일에 유기된다.
제 1 정류부(920)는 트랜스포머(910)의 1차측 코일을 지나 유입되는 전원을 정류하여 출력한다. 그리고 제 2 정류부(930)는 트랜스포머(910)의 2차측 코일로 유기된 전원을 정류하여 출력한다. 제 2 정류부(930) 및 제 2 정류부(930)로부터 출력된 직류 전원은 머지(merge)된다. 머지(merge)된 전원은 대략 7 ~ 8V 정도의 값을 가지게 된다. 안정화 처리부(940)는 머지(merge)된 전원을 제너 다이오드(D4)의 제한으로 5V로 다운시키고, 완전한 직류전원으로 평활시켜 안정적인 동작 전원을 생성한다. 안정화 처리부(940)로부터 출력된 5V의 동작 전원은 커넥터부(J3)의 1번 커넥터로 입력되어 제어 보드로 전달된다. 이에 따라 제어 보드에 구현되는 조도 제어부(800)는 5V의 동작 전원으로 동작하여, 조도 조절부(600)의 제어를 통해 램프의 조도를 조절할 수 있게 된다.
다음으로 스위칭부(610)가 온(on) 상태인 경우를 가정한다. 단일 전원공급라인을 통해 공급되는 교류 전원은 트랜스포머(910)로 유입되지 않고, 스위칭부(610)인 트라이악을 통해 출력된다. 트라이악을 통해 출력된 교류 전원은 전원 분배부(620)에 의해 램프와 제 1 정류부(920)로 분배된다. 예를 들어 2개의 다이오드가 직렬로 연결된 경우에는 대략 3.2V의 교류 전원이 제 1 정류부(920)로 분배되며, 나머지 교류 전원(대략 98%)이 모두 J2의 1번 커넥터를 통해 램프로 분배된다. 이 때 분배되는 교류 전원은 도 8에서와 같이 완전한 사인파형이므로, 램프의 최대 출력 및 출력 품질은 완전하게 보장된다.
제 1 정류부(920)는 전원 분배부(620)로부터 분배된 3.2V의 교류 전원을 정 류한다. 안정화 처리부(940)는 제 1 정류부(920)에 의해 정류된 3.2V의 직류 전원을 평활시켜 안정적인 동작 전원을 생성한다. 여기서 제 1 정류부(920)에 의해 정류된 3.2V의 직류 전원은 제너 다이오드(D4)에 의해 제한되지 않는 값을 가지고 있으므로, 다운 처리는 되지 않고 바로 평활된다. 안정화 처리부(940)로부터 출력된 대략 3V의 동작 전원은 커넥터부(J3)의 1번 커넥터로 입력되어 제어 보드로 전달된다.
따라서 램프의 최대 출력시에도 조도 제어부(800)의 동작 전원을 생성하여 공급하는 것이 가능해진다.
한편, 상술한 전원 분배부(620)의 구성이 누락되어도 램프의 최대 출력 및 동작 전원의 생성은 가능하다. 그러나 이 경우 트라이악을 통해 출력된 220V의 교류 전원이 모두 제 1 정류부(920)에 유입되게 되는데, 제 1 정류부(920)를 통하는 전압 및 전류가 너무 큰 관계로, 동작 전원 생성부(900)의 회로가 고압화가 되어 부피 및 용량이 증대하는 문제가 발생한다.
한편, 조도 조절 장치의 구성 중 조도 조절부(600)와, 제로포인트 검출부(700)와, 동작 전원 생성부(900)는 전원 보드에 구현되고, 조도 제어부(800)는 제어 보드에 별도로 구현되는 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 조도 조절 장치의 모든 구성은 단일의 보드에 구현될 수 있다. 아니면 조도 조절부(600)와, 제로포인트 검출부(700)와, 동작 전원 생성부(900)에 포함되는 구성들 중 일부가 제어 보드에 구현될 수도 있다. 이는 전원 보드에 전력을 다루는 모든 회로 구성을 무리하게 밀집시키는 대신에 제어 보드로 분배하여 공간을 활용하고자 하는 것이다. 본 발명에 따른 회로 구성을 하나의 보드에 구현할 것인가, 아니면 두 보드에 구현하되 어떻게 분배할 것인가 하는 문제는 본원발명의 중요 요지와는 무관하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 단일의 전원공급라인을 통해 공급되는 교류전원을 처리하여 동작 전원을 생성할 수 있으므로, 기존에 이미 조도 조절 기능을 구비하지 않은 조명 장치의 전원 배선 공사가 완료된 상태라 하더라도 조명 장치에 조도 조절 기능을 구현하는 데 있어 추가적인 전원 배선 공사를 요구하지 않는다. 따라서 종래에 비해 용이하게 조도 조절 기능을 추가로 구현할 수 있다.
또한 본 발명은 램프의 최대 출력 및 출력 품질을 완전하게 보장함은 물론, 조도 조절 없이 램프의 출력을 최대로 하는 경우에도 동작 전원을 생성하여 제어 로직에 공급할 수 있다.
한편 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 램프의 조도 조절 제어를 위해 동작 전원을 공급하는 장치에 있어서, 상기 장치가 :
    외부로부터 인가되는 교류전원을 공급하는 단일 전원공급라인과;
    상기 단일 전원공급라인으로부터 공급되는 교류전원을 처리하여 동작 전원을 생성하는 동작 전원 생성부와;
    상기 생성된 동작 전원을 램프의 조도 조절 제어를 담당하는 제어 장치로 전달하는 동작 전원 전달부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프의 조도 조절을 위한 동작 전원 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 동작 전원 생성부가 :
    상기 단일 전원공급라인으로부터 공급되는 교류전원을 2차측으로 유기시키는 트랜스포머와,
    상기 트랜스포머의 1차측에 연결된 제 1 정류부와,
    상기 제 1 정류부의 일측에 연결되어 충방전을 수행하는 커패시터와,
    상기 트랜스포머의 2차측에 연결된 제 2 정류부와,
    상기 커패시터로부터 방전되어 상기 제 1 정류부에 의해 정류되고, 상기 트랜스포머의 1차측으로부터 인가되어 상기 제 1 정류부에 의해 정류되며, 상기 트랜스포머의 2차측으로부터 인가되어 상기 제 2 정류부에 의해 정류되어 모두 머지(merge)된 전원을 동작 전원으로 다운 및 평활 처리하는 다운/평활부를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프의 조도 조절을 위한 동작 전원 공급 장치.
  3. 외부로부터 인가되는 교류전원을 공급하는 단일 전원공급라인과;
    상기 단일 전원공급라인으로부터 공급되는 교류전원을 처리하여 동작 전원을 생성하는 동작 전원 생성부와;
    상기 단일 전원공급라인으로부터 공급되는 교류전원의 제로포인트를 검출하는 제로포인트 검출부와;
    상기 동작 전원 생성부에서 생성된 동작 전원을 공급받아 활성화되어, 사용자로부터의 조도 조절 선택과 상기 검출된 제로포인트에 따라 램프의 조도를 제어하는 조도 제어부와;
    상기 조도 제어부의 제어에 따라 상기 단일 전원공급라인을 통해 램프로 공급되는 교류전원을 제어하여 램프의 조도를 조절하는 조도 조절부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조도 조절 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 동작 전원 생성부가 :
    상기 단일 전원공급라인으로부터 공급되는 교류전원을 처리하여 2차측으로 유기시키는 트랜스포머와,
    상기 트랜스포머의 1차측에 연결된 제 1 정류부와,
    상기 제 1 정류부의 일측에 연결되어 충방전을 수행하는 커패시터와,
    상기 트랜스포머의 2차측에 연결된 제 2 정류부와,
    상기 커패시터로부터 방전되어 상기 제 1 정류부에 의해 정류되고, 상기 트랜스포머의 1차측으로부터 인가되어 상기 제 1 정류부에 의해 정류되며, 상기 트랜스포머의 2차측으로부터 인가되어 상기 제 2 정류부에 의해 정류되어 모두 머지(merge)된 전원을 동작 전원으로 다운 및 평활 처리하는 다운/평활부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조도 조절 장치.
  5. 제어에 따라 단일 전원공급라인을 통해 공급되는 교류전원의 램프로의 출력을 조절하여 조도를 조절하는 조도 조절부와;
    상기 단일 전원공급라인을 통해 공급되는 교류전원의 제로포인트를 검출하는 제로포인트 검출부와;
    동작 전원을 공급받아 활성화되어, 조도 조절 명령 및 상기 검출된 제로포인트에 따라 상기 조도 조절부를 제어하는 조도 제어부와;
    상기 단일 전원공급라인을 통해 공급되어 유입되는 교류전원을 처리하여 동작 전원을 생성하고 생성된 동작 전원을 상기 동작 전원 생성부로 공급하되, 상기 조도 조절부의 교류전원 출력 여부에 따라 서로 다른 경로로 유입되는 교류전원을 처리하여 동작 전원을 생성하는 동작 전원 생성부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조도 조절 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 동작 전원 생성부는 :
    상기 단일 전원공급라인에 연결된 트랜스포머와, 상기 트랜스포머의 1차측 혹은 상기 조도 조절부로부터 유입되는 교류전원을 정류하는 제 1 정류부와, 상기 트랜스포머의 1차측 코일로부터 2차측 코일로 유기된 교류전원을 정류하는 제 2 정류부와, 상기 정류된 전원을 안정화 처리하여 동작 전원을 생성하는 안정화 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조도 조절 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 조도 조절부는 :
    상기 조도 제어부의 제어에 따라 온/오프되어 상기 단일 전원공급라인을 통해 공급되는 교류전원을 출력하거나 상기 트랜스포머의 1차측 코일로 유입되게 하는 스위칭부와, 상기 스위칭부를 통해 출력된 교류전원 중 일부를 램프로 분배하며 나머지 교류전원을 상기 제 1 정류부로 분배하는 전원 분배부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조도 조절 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 전원 분배부는 :
    1 이상의 다이오드가 직렬로 연결된 제 1 다이오드군 및 제 2 다이오드군으로 이루어지되, 상기 제 1, 2 다이오드군은 상호 타방향으로 병렬 연결된 것을 특징으로 하는 조도 조절 장치.
KR1020060048927A 2005-08-31 2006-05-30 램프의 조도 조절을 위한 동작 전원 공급 장치 및 이를포함하는 조도 조절 장치 KR100688471B1 (ko)

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