KR100779348B1 - Apparatus and method for controlling dimming - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 조도 제어 장치에 관한 것으로서, 특히 주파수와 듀티 레이트(duty rate)를 가변시킬 수 있는 스위칭제어신호로 입력교류전압을 스위칭하여 조도를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an illumination control apparatus, and more particularly, to an apparatus and method for controlling illumination by switching an input AC voltage with a switching control signal capable of varying a frequency and a duty rate.
일반적으로 형광등과 같은 램프의 전압-전류는 부의 특성을 가지고 있다. 이러한 특성 때문에, 아무런 조치를 취하지 않을 경우, 램프가 점등된 후에는 램프의 전압은 지속적으로 감소하고 램프의 전류는 상승하게 되며, 결국 램프는 파괴된다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 통상적으로 안정기가 필요하다. 즉 안정기는 램프에 일정한 전압을 지속적으로 공급하여 전류를 제한하고 램프의 방전을 단속함으로써 램프의 점등을 지속적으로 유지시켜 주는 역할을 한다. In general, the voltage-current of a lamp such as a fluorescent lamp has negative characteristics. Because of this characteristic, if no action is taken, after the lamp is turned on, the voltage of the lamp continuously decreases and the current of the lamp rises, eventually the lamp is destroyed. A ballast is usually required to prevent this phenomenon. In other words, the ballast constantly supplies a constant voltage to the lamp to limit the current and intermittently discharge the lamp, thereby maintaining the lamp lighting continuously.
한편 생활수준의 향상에 따라, 최근에는 상술한 기본적인 기능 이외에 쾌적한 조명환경을 위한 안정기의 개발이 이루어지고 있다. 예를 들어 눈부심 제거, 분위기 연출을 위한 조도조절, 에너지 절감 등 조명의 질적인 향상을 도모하는 안정 기의 개발이 이루어지고 있으며, 특히 조도를 제어할 수 있는 안정기로 디밍(dimming) 제어용 전자식 안정기가 널리 개발되고 있다. On the other hand, in accordance with the improvement of the standard of living, in recent years, besides the above-mentioned basic functions, the development of a ballast for a pleasant lighting environment has been made. For example, there has been developed a stabilizer that improves the quality of illumination such as glare removal, illumination control for the atmosphere, and energy saving. Particularly, an electronic ballast for dimming control It is widely being developed.
현재 개발된 디밍 제어용 전자식 안정기는 위상 제어된 입력교류신호와 소정의 범위(예를 들어 0 내지 10) 값을 갖는 직류신호 이용하여 디밍을 조절하는 방식을 이용한다. Currently developed electronic ballasts for dimming control use a phase-controlled input AC signal and a method of controlling dimming by using a DC signal having a predetermined range (for example, 0 to 10).
그러나 이러한 디밍 제어용 전자식 안정기는 입력교류신호 이외에 직류신호를 위한 라인도 필요하므로 회로의 구성이 복잡하고 에너지 효율이 저하되며, 또한 디밍 제어 기능이 없는 일반적인 안정기에 직접 적용할 수 없는 문제점이 있다. 또한 이러한 디밍 제어용 전자식 안정기는 복수의 조명을 동시에 제어할 때 전원라인의 상이 서로 바뀌어 안정기의 불량을 초래하는 문제점이 있다. However, since such an electronic ballast for dimming control requires a line for a DC signal in addition to an input AC signal, there is a problem in that the circuit configuration is complicated, energy efficiency is lowered, and it can not be directly applied to a general ballast without a dimming control function. In addition, when controlling a plurality of lights simultaneously, the electronic ballast for dimming control has a problem that phases of the power lines are changed to cause defects of the ballasts.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 주파수와 듀티 레이트(duty rate)를 가변시킬 수 있는 스위칭제어신호로 입력교류전압을 스위칭하여 조도를 제어하는 장치를 제공하는데 있다. An aspect of the present invention is to provide an apparatus for controlling an illuminance by switching an input AC voltage with a switching control signal capable of varying a frequency and a duty rate.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 주파수와 듀티 레이트(duty rate)를 가변시킬 수 있는 스위칭제어신호로 입력교류전압을 스위칭하여 조도를 제어하는 방법을 제공하는데 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling illuminance by switching an input AC voltage with a switching control signal capable of varying a frequency and a duty rate.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 조도 제어 장치는 정류부, 스위칭 제어부, 스위칭 정류부, 및 적산부를 포함한다. 정류부는 입력교류신호를 정류하여 정류신호를 출력한다. 스위칭 제어부는 설정조도에 따라 주파수와 듀티 레이트(duty rate)가 조절되는 스위칭제어신호를 출력한다. 스위칭 정류부는 상기 스위칭제어신호에 따라 상기 정류신호를 스위칭하여 스위칭정류신호를 출력한다. 적산부는 상기 스위칭정류신호를 적산하여 조도제어신호를 출력한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an illumination control apparatus including a rectifier, a switching controller, a switching rectifier, and an integrating unit. The rectification section rectifies the input AC signal and outputs a rectified signal. The switching control unit outputs a switching control signal whose frequency and duty rate are adjusted according to the setting roughness. The switching rectification part switches the rectified signal according to the switching control signal and outputs a switching rectified signal. The integrating unit integrates the switching rectification signal and outputs an illuminance control signal.
한편 상기 스위칭 제어부는 상기 정류신호의 신호레벨에 따라 상기 스위칭제어신호의 주파수를 가변시키는 것이 바람직하며, 상기 정류신호의 신호레벨이 작아질수록 상기 스위칭제어신호의 주파수를 증가시키는 것이 더욱 바람직하다. Preferably, the switching control unit varies the frequency of the switching control signal according to the signal level of the rectified signal, and more preferably, increases the frequency of the switching control signal as the signal level of the rectified signal decreases.
또한 상기 스위칭 제어부는 인터페이스부, 주파수 결정부, 및 신호 생성부를 포함한다. 인터페이스부는 상기 설정조도를 설정하는 외부의 입력장치와 인터페이스를 수행하여 상기 설정조도를 입력받는다. 주파수 결정부는 상기 설정조도에 응답하여 상기 스위칭제어신호의 주파수와 듀티 레이트를 결정한다. 신호 생성부는 상기 결정된 주파수와 듀티 레이트에 응답하여 상기 스위칭제어신호를 생성한다. The switching controller includes an interface, a frequency determiner, and a signal generator. The interface unit performs an interface with an external input device for setting the setting illuminance to receive the setting illuminance. The frequency determining unit determines the frequency and the duty ratio of the switching control signal in response to the setting illuminance. The signal generator generates the switching control signal in response to the determined frequency and the duty rate.
또한 상기 주파수 결정부는 상기 설정조도에 응답하여 상기 설정조도와 상기 조도 제어 장치의 상태를 표시하기 위한 표시제어신호를 더 생성할 수 있으며, 이 때 상기 스위칭 제어부는 상기 표시제어신호에 응답하여 상기 설정조도 및 상태를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다. The frequency determining unit may further generate a display control signal for displaying the setting illuminance and the state of the illuminance control apparatus in response to the setting illuminance, And a display unit for displaying the illuminance and the status.
한편 상기 스위칭 정류부는 메인스위칭부 및 환류스위칭부를 포함한다. 메인 스위칭부는 상기 적산부에 상기 정류신호에 대응하는 에너지가 축적되도록, 상기 스위칭제어신호에 응답하여 상기 정류신호를 상기 적산부로 전달한다. 환류스위칭부는 상기 적산부에 축적된 에너지가 방출되도록, 상기 스위칭제어신호에 응답하여 상기 적산부의 입력라인을 단락시킨다. The switching rectifier includes a main switching unit and a reflux switching unit. The main switching unit transmits the rectified signal to the integrating unit in response to the switching control signal so that energy corresponding to the rectified signal is accumulated in the integrating unit. The reflux switching unit short-circuits the input line of the integrating unit in response to the switching control signal so that the energy accumulated in the integrating unit is discharged.
이 때 상기 메인스위칭부 및 상기 환류스위칭부는 스위칭반도체소자인 것이 바람직하다. In this case, the main switching unit and the reflux switching unit are preferably switching semiconductor devices.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 조도 제어 시스템은 적어도 하나의 조명채널과 연결되는 적어도 하나의 조도 제어 모듈, 및 조도 설정 모듈을 포함한다. 조도 설정 모듈은 적어도 하나의 조도 제어 모듈과 통신하며, 상기 적어도 하나의 조도 제어 모듈 각각에 대해, 상기 조명채널 별로 설정조도를 설정하여 조도설정신호로서 출력한다. 상기 조도 제어 모듈은, 상기 조명채널 별로, 상기 조도설정신호에 대응하는 설정조도에 따라 주파수와 듀티 레이트가 조절되는 스위칭제어신호를 이용하여 입력교류전압을 스위칭하여 조도제어신호를 생성하고, 상기 조도제어신호를 상기 조명채널에 연결되는 적어도 하나의 조명기기로 출력한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an illumination control system including at least one illumination control module connected to at least one illumination channel, and an illuminance setting module. The illuminance setting module communicates with at least one illuminance control module, and for each of the at least one illuminance control module, sets the illuminance for each illumination channel and outputs the illuminance as a illuminance setting signal. Wherein the illumination control module generates an illumination control signal by switching an input AC voltage using a switching control signal whose frequency and duty rate are adjusted in accordance with a setting illuminance corresponding to the illuminance setting signal for each illumination channel, And outputs a control signal to at least one lighting device connected to the illumination channel.
한편 본 발명의 다른 실시예에 따른 조도 제어 시스템은 상기 설정조도를 설정하여 무선설정신호로서 출력하는 무선 설정 모듈을 더 포함할 수 있다. 이 때 상기 조도 설정 모듈은 상기 무선설정신호에 응답하여 상기 조도설정신호를 출력하고, 상기 조도 제어 모듈은, 상기 조명채널 별로, 상기 무선설정신호에 대응하는 설정조도에 따라 상기 조도제어신호를 생성하는 것이 바람직하다. Meanwhile, the illumination control system according to another embodiment of the present invention may further include a wireless setting module for setting the setting illuminance and outputting the setting illuminance as a wireless setting signal. At this time, the roughness setting module outputs the roughness setting signal in response to the wireless setting signal, and the roughness control module generates the roughness control signal according to the setting roughness corresponding to the wireless setting signal for each illumination channel .
한편 상기 조도 설정 모듈은 사용자의 입력에 따라, 또는 계절, 시간, 및 현재조도에 응답하여 자동적으로 상기 설정조도를 설정하는 것이 바람직하다. On the other hand, it is preferable that the illuminance setting module automatically sets the setting illuminance in response to a user's input or in response to a season, a time, and a current illuminance.
또한 상기 조도 설정 모듈은 소프트웨어 설치 가능한 임베디드 단말기인 것이 바람직하다. The illuminance setting module may be a software-installed embedded terminal.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 조도 설정 방법은 설정조도를 설정하는 단계, 상기 설정조도에 따라 주파수와 듀티 레이트가 조절되는 스위칭제어신호를 출력하는 단계, 상기 스위칭제어신호에 따라, 입력교류신호를 정류하여 발생되는 정류신호를 스위칭하여 스위칭정류신호를 출력하는 단계, 및 상기 스위칭정류신호를 적산하여 조도제어신호를 출력하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an illuminance setting method including: setting a setting illuminance; outputting a switching control signal whose frequency and duty rate are adjusted according to the illuminance; , Switching the rectified signal generated by rectifying the input AC signal to output a switching rectified signal, and outputting the roughing control signal by integrating the switching rectified signal.
한편 상기 스위칭제어신호를 출력하는 단계는, 상기 설정조도를 입력받는 단계, 상기 설정조도에 응답하여 상기 스위칭제어신호의 주파수와 듀티 레이트를 결정하는 단계, 및 상기 주파수와 듀티 레이트에 응답하여 상기 스위칭제어신호를 생성하는 단계를 포함한다. The step of outputting the switching control signal includes the steps of receiving the setting roughness, determining a frequency and a duty rate of the switching control signal in response to the setting roughness, and outputting the switching control signal in response to the frequency and the duty rate. And generating a control signal.
이 때 상기 주파수와 듀티 레이트를 결정하는 단계는 상기 정류신호의 신호레벨에 따라 상기 스위칭제어신호의 주파수를 결정하는 것이 바람직하며, 상기 주파수와 듀티 레이트를 결정하는 단계는 상기 정류신호의 신호레벨이 작아질수록 상기 스위칭제어신호의 주파수를 증가시키는 것이 더욱 바람직하다. The determining of the frequency and the duty rate may include determining a frequency of the switching control signal according to a signal level of the rectified signal, and the step of determining the frequency and the duty rate may include determining a signal level of the rectified signal, It is more preferable to increase the frequency of the switching control signal.
한편 본 발명의 실시예에 따른 조도 설정 방법은 상기 설정조도에 응답하여 상기 설정조도와 현재의 조도 상태를 표시하기 위한 표시제어신호를 생성하는 단 계, 및 상기 표시제어신호에 응답하여 상기 설정조도 및 조도 상태를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the illuminance setting method according to the embodiment of the present invention includes the steps of generating a display control signal for displaying the setting illuminance and the current illuminance status in response to the setting illuminance, And displaying the illuminance status.
한편 상기 설정조도를 설정하는 단계는 사용자의 입력에 따라, 또는 계절, 시간, 및 현재조도에 응답하여 자동적으로 상기 설정조도를 설정하는 것이 바람직하다. On the other hand, it is preferable that the setting of the setting illuminance automatically sets the setting illuminance in response to a user's input or in response to a season, a time, and a current illuminance.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 디밍 제어 장치는 결선이 단순하여 설치비가 절감되고 설치가 간단하여 유지 및 보수가 용이하며, 조도량에 따른 에너지를 절약할 수 있고 역률이 큰 장점이 있다. As described above, the dimming control apparatus according to the embodiment of the present invention is advantageous in that the wiring is simple, the installation cost is reduced, the installation is simple, the maintenance and repair is easy, the energy according to the amount of lighting is saved, and the power factor is large .
또한 본 발명의 실시예에 따른 디밍 제어 시스템은 스케쥴 소프트웨어 등을 이용하여 큰 규모의 조명제어시스템을 효율적으로 제어함으로써, 에너지를 절감할 수 있는 장점이 있다. Also, the dimming control system according to the embodiment of the present invention is advantageous in that energy can be saved by efficiently controlling a large-scale lighting control system using schedule software or the like.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조도 제어 장치의 구성도이다. 도 2 내지 도 4는 각각 도 1의 스위칭 제어부, 스위칭 정류부, 및 적산부의 구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 조도 제어 방법의 흐름도이고, 그리고 도 6은 조도 제어 장치의 각 단에서의 신호파형을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a configuration diagram of a roughness control apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a flow chart of a method of controlling the illuminance according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of controlling the illuminance of each stage Fig. 7 is a diagram for explaining a signal waveform in Fig.
조도 제어 장치(100)는 정류부(110), 스위칭 제어부(130), 스위칭 정류부(150), 및 적산부(170)를 포함하며, 잡음 제거부(190)를 더 포함할 수 있다. 정류부(110)는 입력교류신호(AC_IN)(도 6의 A)를 정류하여 정류신호(도 6의 B)를 발생하며, 발생된 정류신호를 출력한다. 즉 정류부(110)는 후속하는 스위칭 정류부(135)에서 정류신호(B)를 자유롭게 스위칭 할 수 있도록 하기 위해서, 정현파 형태의 입력교류신호(AC_IN)를 맥류로 변환한다. The
조도 제어 장치(100)의 동작은 희망하는 설정조도를 설정하면서 시작된다(도 5의 S501 단계). 본 발명의 실시예에서는 다양한 방법으로 설정조도가 설정될 수 있다. 예를 들어, 외부의 입력장치를 이용하여 사용자가 직접 설정조도를 입력할 수 있으며, 시간, 장소, 계절, 또는 주변조명환경에 따라 자동적으로 설정조도가 설정되도록 할 수 있다. 자동적으로 설정되는 경우에는 임베디드 단말기에 소프트웨어를 설치하여 자동적으로 설정조도가 출력되도록 할 수 있다. The operation of the
한편 외부의 입력장치 또는 임베디드 단말기는 조도 제어 장치(100)와 유선, 무선을 포함한 임의의 방식으로 통신하여 설정조도를 전송한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 설정조도를 전송하는 구성을 용이하게 구성할 수 있을 것이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. Meanwhile, an external input device or an embedded terminal communicates with the
다시 도 1을 참조하면, 스위칭 제어부(130)는 외부로부터 전송되는(또는 입력되는) 설정조도에 따라 주파수와 듀티 레이트(duty rate)가 조절되는 스위칭제어신호를 출력한다(도 5의 S503 단계). 본 발명의 실시예에서, 스위칭 제어부(130)는 정류신호의 신호레벨에 따라 스위칭제어신호의 주파수를 가변시키는 것이 바람직하며, 정류신호의 신호레벨이 작아질수록 스위칭제어신호의 주파수를 증가시키는 것이 더욱 바람직하다. 이하 도 2을 참조하여 스위칭 제어부(130)의 구성 및 동작에 대해 상세히 설명한다. Referring back to FIG. 1, the
스위칭 제어부(130)는 인터페이스부(131), 주파수 결정부(133), 및 신호 생성부(135)를 포함하며, 표시부(137)를 더 포함할 수 있다. 인터페이스부(131)는, 상술한 외부의 입력장치 또는 임베디드 단말기와 같은, 설정조도를 전송하는 외부의 장치와 인터페이스를 수행함으로써, 설정조도를 입력받는다. 또한 상술한 바와 같이, 인터페이스부(131)는 임의의 통신방식에 의해 외부의 장치와 통신할 수 있다. The
주파수 결정부(133)는 설정조도에 응답하여 스위칭제어신호의 주파수와 듀티 레이트를 결정한다. 본 발명의 실시예에서 스위칭제어신호는 구형파신호인 것이 바람직하며, 이 경우 정류신호(B)는 구형파인 스위칭제어신호에 따라 스위칭된다. The
도 6에 도시된 바와 같이, 정류신호(B)는 그 레벨이 변할 수 있다. 고주파로 스위칭되는 경우, 정류신호(B)의 에너지는 정류신호(B)의 레벨에 관계 없이 후속하 는 적산부(170)로 전달된다. 반면 저주파로 스위칭되는 경우, 높은 레벨의 정류신호의 에너지는 후속하는 적산부(170)로 전달될 수 있으나, 낮은 레벨의 정류신호의 에너지는 후속하는 적산부(170)로 제대로 전달될 수 없는 경우가 발생할 수 있다. As shown in Fig. 6, the level of the rectified signal B can be changed. The energy of the rectified signal B is transferred to the succeeding integrating
따라서 본 발명의 실시예에서는, 정류신호의 레벨에 따라 스위칭제어신호의 주파수를 가변시킬 필요가 있다. 즉 스위칭 제어부(150)의 주파수 결정부(133)는 스위칭되는 정류신호의 레벨이 낮은 경우, 스위칭제어신호의 주파수를 높일 필요가 있다. 이 때 정류신호의 레벨에 맞는 주파수 값은 실험적으로 결정될 수 있을 것이다. Therefore, in the embodiment of the present invention, it is necessary to vary the frequency of the switching control signal according to the level of the rectified signal. That is, when the level of the rectified signal to be switched is low, the
신호 생성부(135)는 결정된 주파수와 듀티 레이트에 응답하여 스위칭제어신호를 생성한다. 즉 신호 생성부(135)는, 설정조도에 따라 주파수 결정부(133)에 의해 결정되는 주파수와 듀티 레이트에 대응하는 주파수와 펄스폭을 갖는 스위칭제어신호를 발생한다. The
한편 본 발명의 실시예에서 주파수 결정부(133)는 설정조도에 응답하여 설정조도와 조도 제어 장치(100)의 상태를 표시하기 위한 표시제어신호를 더 생성할 수 있다(도 5의 S509 단계). 이 경우 스위칭 제어부(130)는 표시부(137)를 더 포함할 수 있으며, 표시부(137)는 표시제어신호에 응답하여 설정조도 및 상태를 표시한다(도 5의 S511 단계). 사용자는 표시부(137)에 의해 표시되는 설정조도 및 상태를 확인하여 효율적으로 조도 제어 장치(100)를 제어할 수 있을 것이다. On the other hand, in the embodiment of the present invention, the
스위칭 정류부(150)는 스위칭제어신호에 따라 정류신호(도 6의 B)를 스위칭하여 스위칭정류신호(도 6의 C)를 발생하며, 발생된 스위칭정류신호(C)를 적산 부(170)로 출력한다(도 5의 S505 단계). 스위칭 정류부(150)는 스위칭제어신호(C)와 정류신호(B)를 곱하는 방법 등의 다양한 형태로 구현될 수 있으나, 본 발명의 실시예에서 스위칭 정류부(150)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 스위칭제어신호에 응답하여 스위칭되는 두 개의 스위칭부(151, 153)로 구현되는 것이 바람직하다. 이하 도 3을 참조하여 두 개의 스위칭부로 구현되는 스위칭 정류부(150)의 구성 및 동작에 대해 설명한다. The switching
스위칭 정류부(150)는 메인스위칭부(151)와 환류스위칭부(153)를 포함한다. 메인스위칭부(151)는 적산부(170)에 정류신호(B)에 대응하는 에너지가 축적되도록, 스위칭제어신호에 응답하여 정류신호(B)를 적산부(170)로 전달한다. 환류스위칭부(153)는 적산부(170)에 축적된 에너지가 방출되도록, 스위칭제어신호에 응답하여 적산부(170)의 입력라인을 단락시킨다. The
좀 더 구체적으로 설명하면, 본 발명의 실시예에서 메인스위칭부(151)와 환류스위칭부(153)는 서로 반대로(즉 교번하여) 동작한다. 즉 메인스위칭부(151)가 턴온되는 경우 환류스위칭부(153)는 턴오프되고, 메인스위칭부(151)가 턴오프되는 경우 환류스위칭부(153)는 턴온되며, 이러한 방식으로 스위칭정류신호(C)의 듀티비가 제어된다. More specifically, in the embodiment of the present invention, the
먼저 메인스위칭부(151)가 턴온되고 환류스위칭부(153)가 턴오프되는 경우, 정류신호(B)가 적산부(170)로 전달되어 에너지로 축적된다. 한편 메인스위칭부(151)와 환류스위칭부(153)는 스위칭제어신호인 조도제어신호에 응답하여 동작하므로, 소정의 기간이 지난 후에는 메인스위칭부(151)가 턴오프되고 경우 환류스위 칭부(153)가 턴온되며, 이 경우 적산부(170)에 축적된 에너지는 방출된다. When the
도 6의 C로 도시된 스위칭정류신호는 50% 듀티 레이트로 제어가 이루어진 신호이다. 이 경우 메인스위칭부(151)가 턴온되고 환류스위칭부(153)는 턴오프되는 기간과, 메인스위칭부(151)가 턴오프되고 환류스위칭부(153)가 턴온되는 기간의 비를 50%로 제어함으로써, 50%의 듀티 레이트를 갖도록 할 수 있다. 이 때 메인스위칭부(151) 또는 환류스위칭부(153)가 턴온 또는 턴오프 되는 기간은, 주파수 결정부(133)에 의해 제어된다. The switching rectification signal shown in C of FIG. 6 is a signal controlled at a 50% duty rate. In this case, the ratio of the period in which the
한편 본 발명의 실시예에서, 메인스위칭부(151)와 환류스위칭부(153)는 임의의 스위칭 소자를 이용하여 구현될 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는 트랜지스터와 다이오드를 포함하는 스위칭반도체소자로 구현되는 것이 바람직하다. Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the
적산부(170)는 스위칭정류신호(도 6의 C)를 적산하여 적산신호(도 6의 D)를 발생하며, 적산신호(D)를 조명제어신호(D)로서 출력한다(도 5의 S507 단계). 조명제어신호(D)는 조명기기(안정기가 필요한 조명기기의 경우는 안정기)로 입력되어 조명기기가 점등된다. The integrating
적산부(170)는 입력되는 신호를 적산하는 임의의 회로로 구현될 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 인덕터(L)와 커패시터(C)로 구현되어 스위칭정류신호를 평균하는 LC 적산회로인 것이 바람직하다. 이하 도 4를 참조하여 LC 적산회로로 구현되는 적산부(170)의 구성 및 동작에 대해 설명한다. The integrating
스위칭 정류부(150)의 메인스위칭부(151)가 턴온(환류스위칭부(153)는 턴오프)되는 경우 정류신호(C)는 적산부(170)로 전달되며, 이 경우 인덕터(L)에 여자 전류가 흘러 커패시터(C)에 전하가 충전된다. 소정의 시간이 경과한 후 메인스위칭부(151)가 턴오프(환류스위칭부(153)가 턴온)되며, 환류스위칭부(153)의 턴온에 따라 인덕터(L)의 전류가 흐르게 되어 결국 커패시터(C)에 충전된 전하가 방출되며, LC 적산회로의 인덕터(L)에는 연속적으로 전류가 흐르게 된다. 결국 스위칭제어신호에 따라 상술한 과정이 반복됨으로써, 스위칭정류신호(C)가 적산되어 평활화되어 적산신호(D)가 발생된다. When the
한편 통상적으로 입력교류신호(AC_IN)에는 신호가 전송되는 전송라인의 특성에 의한 잡음, 자연현상(예를 들어 낙뢰 등)이나 외부전원에 의해 인가되는 써지 전압 등이 포함될 수 있다. 한편 모든 전자기기에서는 전자파장해(EMI)가 발생되는데, 조도 제어 장치(100)에서 발생되는 EMI 또한 다른 전자기기에 악영향을 미칠 수 있다. On the other hand, the input AC signal AC_IN may include noise due to a characteristic of a transmission line through which a signal is transmitted, a natural phenomenon (for example, a lightning stroke), or a surge voltage applied by an external power source. On the other hand, electromagnetic interference (EMI) is generated in all electronic devices, and EMI generated in the
조도 제어 장치(100)는 상술한 잡음이나 써지 전압 등에 의해서 영향을 받지 않아야 하는 동시에, 조도 제어 장치(100)에서 발생되는 EMI 또한 다른 전자기기에 영향을 미치지 않도록 할 필요가 있다. 이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 조도 제어 장치(100)는 잡음 제거부(190)를 더 포함할 수 있다. 잡음 제거부(190)는 입력교류신호(AC_IN)에 포함된 잡음이나 써지 전압을 제거하며, 조도 제어 장치(100)에서 발생되는 EMI 를 제거하여 다른 전자기기에 영향이 없도록 한다. It is necessary that the
한편 입력교류신호(AC_IN)에 포함되는 잡음이나 써지 전압, 그리고 조도 제어 장치(100)에서 발생되는 EMI 는, 통상적으로 고주파 신호이므로, 본 발명의 실시예에서 잡음 제거부(190)는 저역 통과 필터인 것이 바람직하다. Since noise or surge voltage included in the input AC signal AC_IN and EMI generated in the
이상에서는 하나의 조명기기에 대해 조도를 제어하는 장치를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 조도 제어 장치의 구성은 하나 이상의 조명기기의 조도를 제어하는 시스템에 대해서도 적용될 수 있을 것이다. 이하에서는 도 7을 참조하여 하나 이상의 조명기기의 조도를 제어하는 시스템에 대해 설명한다. Although the above description has been made with reference to an apparatus for controlling illuminance for one illuminating apparatus, the illuminance controlling apparatus of the present invention may be applied to a system for controlling the illuminance of one or more illuminating apparatuses. Hereinafter, a system for controlling the illuminance of one or more lighting apparatus will be described with reference to FIG.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 제어 시스템이다. 조명 제어 시스템(700)은, 적어도 하나의 조명채널(751_1 내지 751_N, … )과 연결되는 적어도 하나의 조도 제어 모듈(730_1, … ), 및 조도 설정 모듈(710)을 포함하며, 무선 설정 모듈(790)을 더 포함할 수 있다. 7 is a lighting control system according to another embodiment of the present invention. The
도 7에서 조명채널(예를 들어, 751_1)에는 적어도 하나의 조명기기(751_1_1, 751_1_1, … )가 설치된다. 이 때 조명채널(예를 들어, 751_1)은, 안정기가 필요한 조명기기인 경우에는 안정기에, 그리고 안정기가 필요 없는 조명기기인 경우에는 조명기기에 직접 연결된다. 또한 도 7에서 조명기기(751_1_1, 751_1_1, … )는 형광등을 포함하여, 전기적으로 점등될 수 있는 것들을 모두 포함한다. 한편 조도를 용이하게 제어하기 위해서, 조명채널(751_1)에 설치되는 조명기기(751_1_1, 751_1_1, … )는 같은 종류인 것이 바람직하다. In FIG. 7, at least one lighting device 751_1_1, 751_1_1, ... is installed in the illumination channel (for example, 751_1). In this case, the illumination channel (for example, 751_1) is directly connected to the ballast in the case of a lighting device requiring a ballast, and to the lighting device in the case of a lighting device that does not require a ballast. In FIG. 7, the lighting devices 751_1_1, 751_1_1,... Include all those that can be electrically lit, including fluorescent lamps. On the other hand, in order to easily control the illuminance, it is preferable that the illumination devices 751_1_1, 751_1_1, ... provided in the illumination channel 751_1 are of the same type.
또한 도 7에서는 설명의 편의를 위해 하나의 조명채널이 하나의 라인으로 구현되는 것으로 하였으나, 본 발명의 실시예에서 통상의 지식을 가진 자는, 조명채널에 설치되는 조명기기의 종류, 개수 등에 따라 하나, 하나의 조명채널이 둘 이상의 라인으로 구현될 수 있음을 알 수 있을 것이다. In FIG. 7, one lighting channel is implemented as one line for convenience of explanation. However, in the embodiment of the present invention, a person having a normal knowledge may use one line depending on the type, , It will be appreciated that one illumination channel may be implemented in more than one line.
도 7을 참조하면, 조도 설정 모듈(710)은 적어도 하나의 조도 제어 모 듈(730_1, … )과 통신하며, 적어도 하나의 조도 제어 모듈(예를 들어, 730_1) 각각에 대해, 조명채널(예를 들어, 751_1 내지 751_N) 별로 설정조도를 설정하여 조도설정신호로서 출력한다.7, the
한편 본 발명의 실시예에서는, 여러 가지 방법으로 설정조도가 설정될 수 있다. 간단한 방법으로, 사용자가 임의로 설정조도를 설정하도록 할 수 있다. 다른 방법으로, 계절, 시간, 현재조도 등에 따라 자동적으로 설정조도를 설정할 수도 있다. Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the setting illuminance can be set by various methods. In a simple manner, the user can arbitrarily set the setting illuminance. Alternatively, the setting illuminance can be automatically set according to season, time, current illuminance, and the like.
자동적으로 설정하는 경우에는, 조도 설정 모듈(710)에 소정의 방식으로 프로그램된 소프트웨어를 설치함으로써 자동적으로 설정조도가 설정되도록 할 수 있다. 이 경우, 조도 설정 모듈(710)은 소프트웨어 설치 가능한 임베디드 단말기일 수 있다. In the case of automatic setting, the setting illuminance can be automatically set by installing the software programmed in the
한편 조도 설정 모듈(710)은 적어도 하나의 조도 제어 모듈(730_1, … )과 유선, 무선을 포함하는 임의의 방법으로 통신하여 조도설정신호를 전송한다. 이 경우 통신은 ETHENET, RS232, RS485, RS422 등을 포함하는 임의의 유무선 통신기준에 따라 수행될 수 있다. Meanwhile, the
다시 도 7을 참조하면, 조도 제어 모듈(예를 들어, 730_1)은, 조도 제어 모듈(730_1)에 연결된 적어도 하나의 조명채널(예를 들어, 751_1 내지 751_N)을 제어한다. Referring again to Figure 7, the illumination control module (e.g., 730_1) controls at least one illumination channel (e.g., 751_1 to 751_N) coupled to the illumination control module 730_1.
좀 더 구체적으로 설명하면, 조도 제어 모듈(예를 들어, 730_1)은, 조명채널(예를 들어, 751_1 내지 751_N) 별로, 조도설정신호에 대응하는 설정조도에 따라 주파수와 듀티 레이트가 조절되는 스위칭제어신호를 이용하여 입력교류전압을 스위칭하여 조도제어신호를 생성한다. 그 후 조도 제어 모듈(730_1)은, 조명채널(751_1 내지 751_N) 별로, 생성된 조도제어신호를 조명채널(751_1 내지 751_N)에 연결되는 적어도 하나의 조명기기(751_1_1, 751_1_2, … , … , 751_N_1, 751_N_2, … )로 출력한다. More specifically, the illumination control module (for example, 730_1) controls the switching of the illumination (for example, 751_1 to 751_N) according to the setting illuminance corresponding to the illuminance setting signal, And generates an illuminance control signal by switching an input AC voltage using a control signal. Thereafter, the illumination control module 730_1 transmits the generated illumination control signals to at least one illumination device 751_1_1, 751_1_2, ..., 751_N_1 (751_1_1 to 751_N1) connected to the illumination channels 751_1 to 751_N for each of the illumination channels 751_1 to 751_N , 751_N_2, ...).
본 발명의 실시예에서, 조도 제어 모듈(730_1)은 도 1에 도시된 조도 제어 장치(100)를 이용하여 구현될 수 있다. 즉 각각의 조명채널(751_1 내지 751_N)에 대해 조도 제어 장치(도 1의 조도 제어 장치(100) 참조)를 설치함으로써 조도 제어 모듈(730_1)이 구현될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 도 1의 조도 제어 장치(100)를 이용하여 조도 제어 모듈(730_1, … )을 구현할 수 있으므로, 조도 제어 모듈(730_1)의 구체적인 구성에 대한 설명은 생략한다. In the embodiment of the present invention, the illumination control module 730_1 may be implemented using the
한편 조도 제어 시스템(700)은, 설정조도를 설정하여 무선설정신호로서 출력하는 무선 설정 모듈(790)을 더 포함할 수 있다. 사용자가 용이하게 설정조도를 설정할 수 있도록 하기 위해서, 본 발명의 실시예에서는 리모콘 형태로 무선 설정 모듈(790)을 제공할 수 있다. On the other hand, the
조도 설정 모듈(710)을 이용하여 설정조도를 설정하는 방식과 유사하게, 사용자는 무선 설정 모듈(790)을 이용하여 설정조도를 설정할 수 있다. 예를 들어, 무선 설정 모듈(790)은 사용자에 의해 설정된 설정조도를 무선설정신호로서 조도 설정 모듈(710)로 전송한다. 조도 설정 모듈(710)은 무선설정신호를 수신하고, 무 선설정신호에 응답하여 조도설정신호를 출력한다. 즉 조도 설정 모듈은 무선설정신호에 대응하는 설정조도에 따라 조도설정신호를 출력한다. Similarly to the method of setting the setting illuminance using the
한편 본 발명의 실시예에서 무선 설정 모듈(790)은, 적어도 하나의 조도 제어 모듈(730_1, … )을 독립적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 설정 모듈(790)은 사용자에 의해 설정된 설정조도를 무선설정신호로서 조도 제어 모듈(예를 들어, 730_1)로 전송할 수 있으며, 이 경우 조도 제어 모듈조도 제어 모듈(730_1)은, 조명채널(예를 들어, 751_1 내지 751_N) 별로, 무선설정신호에 대응하는 설정조도에 따라 조도제어신호를 생성한다. Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the
한편 본 발명의 실시예에서 무선 설정 모듈(790)은 적외선(IR)을 이용하는 리모콘 형태로 구현되는 것이 바람직하다. Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS A brief description of each drawing is provided to more fully understand the drawings recited in the description of the invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조도 제어 장치의 구성도이다. 1 is a configuration diagram of a roughness control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 스위칭 제어부의 구성도이다. Fig. 2 is a configuration diagram of the switching control unit of Fig. 1. Fig.
도 3은 도 1의 스위칭 정류부의 일예를 나타내는 구성도이다. Fig. 3 is a configuration diagram showing an example of the switching rectifying section of Fig. 1. Fig.
도 4는 도 1의 적산부의 일예를 나타내는 회로도이다. 4 is a circuit diagram showing an example of the integrating unit of Fig.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 조도 제어 방법의 흐름도이다. 5 is a flowchart of a method of controlling illumination according to an embodiment of the present invention.
도 6은 조도 제어 장치의 각 단에서의 신호파형을 설명하기 위한 도면이다. 6 is a diagram for explaining signal waveforms at each stage of the roughness control apparatus.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조도 제어 시스템의 구성도이다. 7 is a configuration diagram of a roughness control system according to another embodiment of the present invention.
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