KR100865747B1 - System amd method for controlling dimming - Google Patents

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KR100865747B1
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transistor
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임병로
고규현
전경준
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(주)블루에코
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Abstract

A system and a method for controlling dimming of a lamp are provided to control the dimming of the lamp by controlling a duty ratio of a first transistor according to illumination control data loaded on a first input voltage. A power line modem(110) receives a first input voltage and outputs a second input voltage loading illumination control data by a chopping method in a first section of a first input voltage. A buck converter(120) includes a first transistor connected between the power line modem and the electronic ballast, converts the second input voltage into a driving voltage of the electronic ballast by using the first transistor switched according to the duty ratio and outputs the converted voltage to the electronic ballast. A controller detects the illumination control data from the second input voltage and controls the duty ratio of the first transistor according to the detected illumination control data.

Description

조명 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AMD METHOD FOR CONTROLLING DIMMING}Lighting control system and method {SYSTEM AMD METHOD FOR CONTROLLING DIMMING}

본 발명은 조명 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to lighting control systems and methods.

사회의 발전에 따라서 가정 자동화 및 인텔리전트 빌딩(intelligent building)화에 대응하는 쾌적한 조명 환경에 대한 관심이 높아지고 있으며, 조명 에너지의 절전 및 전력 품질에도 관심이 높아지는 추세이다. 이러한 이유로 조명용 전력의 절전과 인테리어 측면에서 조명 제어의 필요성이 높아지고 있다. As the society develops, interest in a pleasant lighting environment corresponding to home automation and intelligent building is increasing, and interest in power saving and power quality of lighting energy is increasing. For this reason, the need for lighting control in terms of power saving and interior of lighting power is increasing.

램프, 예를 들면 형광 램프는 저램프 양단의 필라멘트에 전류가 흐르면서 가열되어 형광 램프 내의 가스가 이온화되면서 빛을 발하게 된다. 형광 램프는 처음에 점등을 개시하기 위해 형광 램프에 고전압을 걸어줄 필요가 있고, 일단 점등이 시작되면 급격히 전류가 증가한다. 따라서, 형광 램프에 사용되는 안정기는 고전압을 걸어주고 점등 후에는 과전류가 흐르지 않도록 전류를 적절하게 조절하는 역할을 한다. 이때, 자기식 안정기의 경우 60Hz에서 동작하기 때문에 전류의 극성이 바뀔 때마다 비 이온화 경향이 있으므로 대부분의 전자와 이온을 잃게 되기 때문에 주기적으로 방전이 다시 되어야 한다. 그러나 전자식 안정기의 경우 고주파에서 작동하기 때문에 전류의 극성이 바뀔 때에도 형광 램프 내에 전기적으로 충전된 캐리 어가 충분히 남아 있기 때문에 다시 방전을 하기 위한 별도의 전압이 필요없으며, 광효율이 증가함에 따라 절전 효과가 있다. 따라서, 형광 램프에는 전자식 안정기가 사용되고 있다.Lamps, for example fluorescent lamps, are heated as current flows through the filaments across the low lamp to emit light as the gas in the fluorescent lamp is ionized. The fluorescent lamp first needs to apply a high voltage to the fluorescent lamp to start lighting, and once the lighting starts, the current rapidly increases. Therefore, the ballast used in the fluorescent lamp applies a high voltage and serves to appropriately regulate the current so that overcurrent does not flow after lighting. At this time, since the magnetic ballast operates at 60Hz, since the polarity of the current tends to be non-ionized every time the polarity of the current is changed, most of the electrons and ions are lost. However, the electronic ballast operates at a high frequency, so even when the polarity of the current is changed, there is enough carrier to be electrically charged in the fluorescent lamp, so that a separate voltage is not required for discharging again. . Therefore, an electronic ballast is used for the fluorescent lamp.

일반적으로 전자식 안정기 자체에 조명 제어 기능을 포함하고 있으나, 조명 제어 기능이 없는 전자식 안정기가 형광 램프에 설치되어 있는 경우에는 조명 제어 기능을 포함하고 있는 전자식 안정기로 교체해야 하는 단점이 있다.In general, the electronic ballast itself includes a light control function, but when the electronic ballast without the light control function is installed in the fluorescent lamp, there is a disadvantage that the electronic ballast containing the light control function must be replaced.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 조명 제어 기능이 없는 전자식 안정기가 램프에 설치되어 있어도 전자식 안정기의 교체없이 램프의 조명을 제어할 수 있는 조명 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a lighting control system and method that can control the lighting of the lamp without replacing the electronic ballast even if the electronic ballast without the lighting control function is installed in the lamp.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 안정기가 연결되어 있는 램프의 조명을 제어하는 시스템이 제공된다. 조명 제어 시스템은 전력선 모뎀, 벅 컨버터, 그리고 제어부를 포함한다. 전력선 모뎀은 제1 입력 단자와 제1 출력 단자를 포함하며, 상기 제1 입력 단자로 제1 전압을 수신하고, 상기 제1 입력 전압에 초핑 방식으로 조명 제어 데이터를 실은 제2 입력 전압을 상기 제1 출력 단자로 출력한다. 벅 컨버터는 상기 전력선 모뎀의 제1 출력 단자와 상기 안정기 사이에 연결되어 있는 제1 트랜지스터를 포함하며, 상기 제1 트랜지스터의 듀티비에 따라 상기 안정기로 출력되는 전압을 결정한다. 그리고 제어부는 상기 제2 입력 전압에서 상기 조명 제어 데이터를 검출하고, 검출된 상기 조명 제어 데이터에 상응하여 상기 제1 트랜지스터의 듀티비를 제어한다.According to an embodiment of the present invention, a system for controlling the lighting of a lamp to which a ballast is connected is provided. The lighting control system includes a power line modem, a buck converter, and a control unit. The power line modem includes a first input terminal and a first output terminal, receives the first voltage through the first input terminal, and outputs a second input voltage carrying illumination control data in a chopping manner to the first input voltage. 1 Output to the output terminal. The buck converter includes a first transistor connected between the first output terminal of the power line modem and the ballast, and determines the voltage output to the ballast according to the duty ratio of the first transistor. The controller detects the illumination control data at the second input voltage and controls the duty ratio of the first transistor in correspondence with the detected illumination control data.

본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 안정기가 연결되어 있는 램프의 조명을 제어하는 방법이 제공된다. 조명 제어 방법은 입력 전원과 상기 안정기 사이에 연결되어 있는 제1 트랜지스터의 듀비티에 따라 상기 안정기로 출력되는 전압을 결정하는 단계, 초핑 방식을 이용하여 상기 입력 전원으로부터의 제1 입력 전압에 조명 제어 데이터를 실어서 제2 입력 전압을 생성하는 단계, 그리고 상기 제2 입력 전압에 실린 조명 제어 데이터에 따라 상기 제1 트랜지스터의 듀비티를 제어하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a method of controlling lighting of a lamp to which a ballast is connected is provided. The lighting control method may include determining a voltage output to the ballast according to a duty of a first transistor connected between an input power source and the ballast, and lighting control to a first input voltage from the input power source using a chopping method. Loading data to generate a second input voltage, and controlling the duty of the first transistor according to illumination control data loaded on the second input voltage.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 제어 데이터를 전달하는 장치가 제공된다. 이 장치는 제1 트랜지스터, 제1 제로 크로싱 검출부, 그리고 제1 드라이버를 포함한다. 제1 트랜지스터는 제1 입력 단자와 제1 출력 단자 사이에 연결되어 있다. 제1 제로 크로싱 검출부는 상기 제1 입력 단자를 통해 입력된 입력 전원의 입력 전압으로부터 제1 제로 크로싱을 검출한다. 그리고 제1 드라이버는 상기 제1 제로 크로싱 지점에서 램프의 조명 제어 데이터의 각 비트에 상응하여 상기 제1 트랜지스터의 온오프 제어 신호를 상기 제1 트랜지스터로 출력한다.According to another embodiment of the present invention, an apparatus for transmitting control data is provided. The apparatus includes a first transistor, a first zero crossing detector, and a first driver. The first transistor is connected between the first input terminal and the first output terminal. The first zero crossing detection unit detects the first zero crossing from an input voltage of an input power source input through the first input terminal. The first driver outputs an on-off control signal of the first transistor to the first transistor corresponding to each bit of the illumination control data of the lamp at the first zero crossing point.

본 발명의 실시 예에 의하면, 램프에 조명 제어 기능이 없는 전자식 안정기가 설치되어 있어도 램프의 조명을 제어할 수가 있다.According to the embodiment of the present invention, even if the lamp is provided with an electronic ballast without an illumination control function, the illumination of the lamp can be controlled.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification and claims, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise. In addition, the terms “… unit”, “… unit”, “module”, “block”, etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware or software or a combination of hardware and software. It can be implemented as. When a part is connected to another part, this includes not only a directly connected part but also a case where another part is connected in between.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 조명 제어 시스템 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, a lighting control system and method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 조명 제어 시스템의 개략적인 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시한 벅 컨버터의 회로도이며, 도 3a 내지 도 3d는 각각 도 2에 도시한 벅 컨버터의 신호 파형을 나타낸 도면이다.1 is a schematic block diagram of a lighting control system according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of the buck converter shown in FIG. 1, and FIGS. 3A to 3D are signals of the buck converter shown in FIG. 2, respectively. The figure which shows a waveform.

도 1에 도시한 바와 같이, 조명 제어 시스템(100)은 전력선 모뎀(110), 벅 컨버터(120), 전류 검출부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the lighting control system 100 includes a power line modem 110, a buck converter 120, a current detector 130, and a controller 140.

전력선 모뎀(110)은 송신측 입력 단자(도시하지 않음)를 통해 송신측(예를 들면, 사용자 컴퓨터)으로부터 입력받은 제어 데이터를 전력선 통신을 이용하여 송신측 출력 단자(도시하지 않음)로 출력하고, 수신측 입력 단자(도시하지 않음)를 통해 제어부(140)로부터 입력받은 제어 데이터를 전력선 통신을 이용하여 수신측 출력 단자(도시하지 않음)를 통해 송신측으로 출력한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 모뎀(110)은 스위칭 소자를 이용하여 초핑(chopping) 방식으로 교류 전원의 입력 전압(Vi)에 제어 데이터를 실어 출력한다. 이때, 송신측으로부터 입력받은 제어 데이터는 조명 제어 데이터이며, 제어부(140)로부터 입력받은 제어 데이터는 램프(300), 예를 들면 형광 램프의 상태에 따른 부하 상태 데이터이다.The power line modem 110 outputs control data input from a transmitting side (for example, a user computer) through a transmitting side input terminal (not shown) to a transmitting side output terminal (not shown) using power line communication. The control data received from the control unit 140 through the receiving side input terminal (not shown) is output to the transmitting side through the receiving side output terminal (not shown) using power line communication. That is, the power line modem 110 according to the embodiment of the present invention loads and outputs control data to the input voltage Vi of the AC power supply by a chopping method using a switching element. In this case, the control data received from the transmitter is illumination control data, and the control data received from the controller 140 is load state data according to the state of the lamp 300, for example, a fluorescent lamp.

벅 컨버터(120)는 듀티비에 따라 스위칭하는 스위칭 소자, 예를 들면 트랜지스터를 이용하여 제어 데이터가 포함된 입력 전압(Vi')의 크기를 강압한 구동 전압을 생성하여 안정기(200)로 출력한다. 한편, 안정기(200)는 벅 컨버터(120)로부터 구동 전압을 입력받아 램프(300)의 점등 시 고전압을 발생시키고 램프(300)의 점등 후에는 과전류가 흐르지 않도록 전류를 조절한다.The buck converter 120 generates a driving voltage in which the magnitude of the input voltage Vi 'including the control data is reduced by using a switching element that switches according to the duty ratio, for example, a transistor, and outputs the driving voltage to the ballast 200. . Meanwhile, the ballast 200 receives a driving voltage from the buck converter 120 to generate a high voltage when the lamp 300 is turned on, and adjusts the current so that an overcurrent does not flow after the lamp 300 is turned on.

도 2를 보면, 벅 컨버터(120)는 브릿지 다이오드(BD), 트랜지스터(M1), 커패시터(C1, C2), 다이오드(D2) 및 인덕터(L1)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the buck converter 120 includes a bridge diode BD, a transistor M1, capacitors C1 and C2, a diode D2, and an inductor L1.

입력 전압(Vi')을 전달하는 전력선 모뎀(110)의 송신측 출력 단자와 트랜지스터(M1)의 드레인 사이에 브릿지 다이오드(BD)가 연결되어 있으며, 트랜지스터(M1)의 드레인과 접지단 사이에 커패시터(C1)가 연결되어 있다. 트랜지스터(M1) 의 소스에 일단이 연결되어 있는 인덕터(L1)의 타단이 안정기(200)에 연결되어 있으며, 인덕터(L2)의 타단과 접지단 사이에 커패시터(C2)가 연결되어 있다. 도 2에서는 트랜지스터(M1)를 NMOS(n-channel metal oxide semiconductor) 트랜지스터로 도시하였나, NMOS 트랜지스터 대신에 유사한 기능을 하는 다른 스위치가 사용될 수도 있다.The bridge diode BD is connected between the output terminal of the power line modem 110 transmitting the input voltage Vi 'and the drain of the transistor M1, and a capacitor is connected between the drain of the transistor M1 and the ground terminal. (C1) is connected. The other end of the inductor L1, one end of which is connected to the source of the transistor M1, is connected to the ballast 200, and a capacitor C2 is connected between the other end of the inductor L2 and the ground terminal. In FIG. 2, the transistor M1 is illustrated as an n-channel metal oxide semiconductor (NMOS) transistor, but other switches having similar functions may be used instead of the NMOS transistor.

이어서, 교류 전원의 입력 전압(Vi)에는 제어 데이터가 실리지 않은 것으로 가정하고 벅 컨버터(120)의 동작을 설명하면, 브릿지 다이오드(BD)는 입력 전압(Vi)을 전파 정류하여 트랜지스터(M1)의 드레인으로 출력한다. 이때, 입력 전압(Vi)과 브릿지 다이오드(BD)에 의해 전파 정류된 전압(Vb)의 파형은 도 3a 및 도 3b와 같이 나타난다.Subsequently, assuming that control data is not loaded on the input voltage Vi of the AC power supply and the operation of the buck converter 120 is described, the bridge diode BD full-wave rectifies the input voltage Vi to provide the transistor M1. Output to the drain. At this time, waveforms of the voltage Vb propagated and rectified by the input voltage Vi and the bridge diode BD are shown in FIGS. 3A and 3B.

트랜지스터(M1)는 제어부(140)로부터 출력되는 듀티비에 따라 전파 정류된 전압을 고주파로 초핑(chopping)하여 정현파의 맥류 전압(Vc)으로 변환시키며, 이렇게 변환된 맥류 전압(Vc)의 파형은 도 3c와 같이 나타난다. The transistor M1 chops the full-wave rectified voltage at high frequency according to the duty ratio output from the controller 140 and converts it into a sine wave voltage Vc of the sinusoidal wave. It looks like Figure 3c.

이어서, 인덕터(L2)와 커패시터(C2)는 정현파의 맥류 전압(Vc)으로부터 전압 크기를 강압시킨 전압(Vo)을 출력한다. 이와 같이 강압된 전압(Vo)은 안정기(200)로 출력되며, 도 3d에 도시된 파형과 같이 나타난다. Subsequently, the inductor L2 and the capacitor C2 output a voltage Vo obtained by stepping down the voltage magnitude from the sine wave voltage Vc. The voltage Vo thus reduced is output to the ballast 200 and appears as a waveform shown in FIG. 3D.

즉, 벅 컨버터(120)는 교류 전원의 입력 전압(Vi)을 전파 정류된 전압(Vb)을 듀티비에 따라서 고주파로 초핑(chopping)하여 맥류 전압(Vc)을 생성하고, 인덕터(L1) 및 커패시터(C2)에 의해서 맥류 전압(Vc)의 스위칭 주파수를 필터링한 전압(Vo)을 안정기(200)로 출력한다. 따라서, 듀티비가 커지면 전압(Vo)이 커지며, 듀티비가 작아지면 전압(Vo)이 작아지며, 본 발명의 실시 예에서는 전압(Vo)의 크기에 따라서 램프(300)의 조명이 제어된다.That is, the buck converter 120 chops the full-wave rectified voltage Vb at a high frequency according to the duty ratio to generate an pulsating voltage Vc, and generates an inductor L1 and The voltage Vo filtered from the switching frequency of the pulse current voltage Vc by the capacitor C2 is output to the ballast 200. Therefore, when the duty ratio is increased, the voltage Vo is increased, and when the duty ratio is decreased, the voltage Vo is decreased. In the embodiment of the present invention, the illumination of the lamp 300 is controlled according to the magnitude of the voltage Vo.

전류 검출부(130)는 램프(300)를 통해 흐르는 전류를 검출하여 제어부(140)로 전달한다.The current detector 130 detects a current flowing through the lamp 300 and transmits the current to the controller 140.

제어부(140)는 램프(300)를 통해 흐르는 전류로부터 트랜지스터(M1)의 듀티비를 제어하여 램프(300)의 조명 부하를 제어한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(140)는 입력 전압(Vi')을 통해 입력되는 제어 데이터를 검출하고 그에 따라서 벅 컨버터(120)의 트랜지스터(M1)의 듀티비를 제어하여 램프(300)의 조명 부하를 제어한다. 이렇게 하면, 안정기(200)에 조명 기능이 없더라도 조명 제어 기능이 있는 안정기를 추가하지 않고도 램프(200)의 조명 제어를 자유롭게 수행할 수 있다.The controller 140 controls the illumination load of the lamp 300 by controlling the duty ratio of the transistor M1 from the current flowing through the lamp 300. In addition, the control unit 140 according to an embodiment of the present invention detects the control data input through the input voltage (Vi ') and accordingly controls the duty ratio of the transistor (M1) of the buck converter 120 to the lamp 300 To control the lighting load. In this way, even if the ballast 200 does not have a lighting function, it is possible to freely perform lighting control of the lamp 200 without adding a ballast having a lighting control function.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(140)는 램프(300)의 상태를 판단하고, 이에 대한 부하 상태 데이터를 전력선 모뎀(110)으로 전달한다.In addition, the control unit 140 according to an embodiment of the present invention determines the state of the lamp 300, and transmits the load state data for this to the power line modem 110.

다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 조명 제어 시스템의 조명 제어 방법에 대해 도 4 내지 도 6을 참고로 하여 자세하게 설명한다.Next, the lighting control method of the lighting control system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 모뎀을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 도시한 전력선 모뎀에 의한 조명 제어 방법을 나타낸 도면이다. 도 6은 도 5에 도시한 전력선 모뎀의 데이터 전송 방식을 나타낸 도면이다.4 is a view schematically showing a power line modem according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a view showing a lighting control method by the power line modem shown in FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a data transmission method of the power line modem shown in FIG. 5.

도 4에 도시한 바와 같이, 전력선 모뎀(110)은 송신부(112) 및 수신부(114)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the power line modem 110 includes a transmitter 112 and a receiver 114.

송신부(112)는 트랜지스터(M2), 드라이버(112-2), 제로 크로싱 검출부(112-4) 및 모뎀 제어부(112-6)를 포함하며, 교류 전원의 입력 전압(Vi)에 조명 제어 데이터를 실어 송신측 출력 단자를 통해 출력한다. The transmitter 112 includes a transistor M2, a driver 112-2, a zero crossing detector 112-4, and a modem controller 112-6, and provides lighting control data to an input voltage Vi of an AC power source. Output through the transmitter output terminal.

트랜지스터(M2)는 드레인이 송신측 입력 단자에 연결되어 있고 소스가 벅 컨버터(120)에 연결되어 있으며, 게이트에 연결되어 있는 드라이버(112-2)의 온/오프 제어 신호에 따라 온/오프된다. 트랜지스터(M2)는 소스에서 드레인 방향으로 바디 다이오드(도시하지 않음)가 형성된다. 드라이버(112-2)는 모뎀 제어부(112-6)으로부터 출력되는 제어 신호에 따라서 트랜지스터(M2)의 게이트로 온/오프 제어 신호를 출력하며, 제로 크로싱 검출부(112-4)는 교류 전원의 입력 전압(Vi)의 제로 크로싱을 검출하여 모뎀 제어부(112-6)로 전달한다. 그리고 모뎀 제어부(112-6)는 교류 전원의 입력 전압(Vi)의 제로 크로싱 지점에서 조명 제어 데이터의 각 비트에 대응하는 제어 신호를 드라이버(112-2)로 전달한다. Transistor M2 is connected to an input terminal having a drain, a source is connected to buck converter 120, and is turned on / off according to an on / off control signal of driver 112-2 connected to a gate. . The transistor M2 is formed with a body diode (not shown) in the direction from the source to the drain. The driver 112-2 outputs an on / off control signal to the gate of the transistor M2 according to the control signal output from the modem controller 112-6, and the zero crossing detection unit 112-4 outputs an AC power supply. The zero crossing of the voltage Vi is detected and transmitted to the modem controller 112-6. The modem controller 112-6 transmits a control signal corresponding to each bit of the lighting control data to the driver 112-2 at the zero crossing point of the input voltage Vi of the AC power supply.

도 5를 참고하면, 예를 들어, 조명 제어 데이터의 비트가 "1"인 경우, 모뎀 제어부(112-6)는 드라이버(112-2)가 트랜지스터(M2)의 게이트로 온 제어 신호를 출력하도록 하는 제어 신호를 드라이버(112-2)로 출력하고, 조명 제어 데이터의 비트가 "0"인 경우, 모뎀 제어부(112-6)는 드라이버(112-2)가 트랜지스터(M2)의 게이트로 오프 제어 신호를 출력하도록 하는 제어 신호를 드라이버(112-2)로 출력할 수 있다. 그러면, 드라이버(112-2)는 모뎀 제어부(112-6)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 온/오프 제어 신호를 트랜지스터(M2)로 출력한다. 이때, 조명 제어 데이터가 8비트 데이터인 경우, 모뎀 제어부(112-6)는 각 비트의 데이터에 따라서 드라이 버(112-2)가 트랜지스터(M2)의 게이트로 온/오프 제어 신호를 출력하도록 하는 제어 신호를 순차적으로 출력한다.Referring to FIG. 5, for example, when the bit of the lighting control data is "1", the modem controller 112-6 may cause the driver 112-2 to output an on control signal to the gate of the transistor M2. Outputs a control signal to the driver 112-2, and when the bit of the illumination control data is "0", the modem controller 112-6 controls the driver 112-2 to turn off the gate of the transistor M2. The control signal for outputting the signal may be output to the driver 112-2. Then, the driver 112-2 outputs an on / off control signal to the transistor M2 in accordance with the control signal output from the modem controller 112-6. At this time, when the lighting control data is 8-bit data, the modem controller 112-6 causes the driver 112-2 to output an on / off control signal to the gate of the transistor M2 according to the data of each bit. Output control signals sequentially.

수신부(114)는 트랜지스터(M3), 드라이버(113-2), 제로 크로싱 검출부(113-4) 및 모뎀 제어부(113-6)를 포함하며, 이러한 수신부(114)는 송신부(112)와 동일한 방법으로 교류 전원의 입력 전압(Vi)에 부하 상태 데이터를 실어 수신측 출력 단자를 통해 출력한다. 단, 트랜지스터(M3)는 소스가 수신측 입력 단자에 연결되어 있고 드레인으로 입력 전압이 입력된다. 이때, 트랜지스터(M3) 또한 소스에서 드레인 방향으로 바디 다이오드(도시하지 않음)가 형성된다. 이와 같이 교류 전원의 입력 전압(Vi)에 제어 데이터, 즉 조명 제어 데이터 및 부하 상태 데이터가 포함된 입력 전압(Vi')의 파형은 도 5와 같이 나타날 수 있다.The receiver 114 includes a transistor M3, a driver 113-2, a zero crossing detector 113-4 and a modem controller 113-6, which are the same as the transmitter 112. The load state data is loaded on the input voltage Vi of the AC power supply and output through the receiver output terminal. However, in the transistor M3, a source is connected to the receiving side input terminal and an input voltage is input to the drain. At this time, the transistor M3 is also formed with a body diode (not shown) from the source to the drain direction. As such, the waveform of the input voltage Vi 'including the control data, that is, the lighting control data and the load state data, may be displayed as shown in FIG. 5.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 송신부(112)는 교류 전원의 입력 전압(Vi)의 양의 전압 구간에서 조명 제어 데이터를 실어 송신측 출력 단자를 통해 출력하고, 수신부(114)는 교류 전원의 입력 전압(Vi)의 음의 전압 구간에서 부하 상태 데이터를 실어 수신측 출력 단자를 통해 출력한다. 즉, 교류 전원의 입력 전압(Vi)의 양의 전압 구간에서는 트랜지스터(M2)가 턴온되고 트랜지스터(M3)가 턴오프되면, 교류 전원, 트랜지스터(M2), 벅 컨버터(120), 트랜지스터(M3)의 바디 다이오드를 통해 전류가 흐르면서 송신부(112)는 초핑 방식으로 입력 전압(Vi)에 조명 제어 데이터를 실을 수 있다. 또한, 교류 전원의 입력 전압(Vi)의 음의 전압 구간에서는 트랜지스터(M3)가 턴온되고 트랜지스터(M2)가 턴오프되면, 교류 전원, 트랜지스터(M3), 벅 컨버터(120) 및 트랜지스터(M2)의 바디 다이오드를 통해 전류가 흐르면서 수신부(114)는 초핑 방식으로 입력 전압(Vi)에 부하 상태 데이터를 실을 수 있다. 이렇게 하면, 조명 제어 데이터와 부하 상태 데이터간의 간섭을 방지할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5, the transmitter 112 loads illumination control data in a positive voltage section of the input voltage Vi of the AC power supply and outputs it through the transmitter output terminal, and the receiver 114 receives the AC power supply. Load state data is loaded in the negative voltage section of the input voltage (Vi) of and output through the output terminal of the receiving side. That is, when the transistor M2 is turned on and the transistor M3 is turned off in the positive voltage section of the input voltage Vi of the AC power source, the AC power source, the transistor M2, the buck converter 120, and the transistor M3. As the current flows through the body diode of the transmitter 112, the lighting control data may be loaded on the input voltage Vi in a chopping manner. In addition, when the transistor M3 is turned on and the transistor M2 is turned off in the negative voltage section of the input voltage Vi of the AC power source, the AC power source, the transistor M3, the buck converter 120, and the transistor M2. As the current flows through the body diode of the receiver 114, the load state data may be loaded on the input voltage Vi in a chopping manner. In this way, interference between the lighting control data and the load state data can be prevented.

한편, 본 발명의 실시 예와 달리, 벅 컨버터(120)가 2개 이상 존재하는 경우에는 벅 컨버터(120)에 ID를 부여하고, 도 6에 도시한 바와 같이, 송신부(112)는 각각의 벅 컨버터(120)에 부여되는 ID를 먼저 송신한다. 그러면, 송신한 ID에 해당하는 벅 컨버터(120)의 제어부(140)에서 응답(Ack1)을 수신부(114)로 전달한다. 수신부(114)에서 응답(Ack1)을 수신하면 이를 송신측으로 전달하고, 송신부(112)는 조명 제어 데이터(DATA)를 송신한다. 이전 단계에서 응답(Ack1)을 송신한 제어부(140)는 조명 제어 데이터(DATA)를 수신하고, 조명 제어 데이터(DATA)에 상응하여 트랜지스터(M1)의 듀티비를 제어한다. 그런 후에, 제어부(140)는 조명 제어 데이터(DATA)에 대한 응답(Ack2)을 전송하고, 수신부(114)에서 응답(Ack2)을 수신하고 이를 송신측으로 전달한다.On the other hand, unlike the embodiment of the present invention, when there are two or more buck converters 120, the ID is given to the buck converter 120, as shown in Figure 6, the transmitter 112 is each buck The ID given to the converter 120 is first transmitted. Then, the control unit 140 of the buck converter 120 corresponding to the transmitted ID transmits the response Acck1 to the receiving unit 114. When the reception unit 114 receives the response Ack1, it transmits the response Ack1 to the transmission side, and the transmission unit 112 transmits the illumination control data DATA. The control unit 140 that transmits the response Ack1 in the previous step receives the illumination control data DATA and controls the duty ratio of the transistor M1 in correspondence with the illumination control data DATA. Thereafter, the controller 140 transmits a response Ack2 to the lighting control data DATA, receives the response Ack2 at the receiver 114, and transmits the response Ack2 to the transmitter.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 조명 제어 시스템의 개략적인 블록도이고, 1 is a schematic block diagram of a lighting control system according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1에 도시한 벅 컨버터의 회로도이고, 2 is a circuit diagram of the buck converter shown in FIG.

도 3a 내지 도 3d는 각각 도 2에 도시한 벅 컨버터의 신호 파형을 나타낸 도면이고,3A to 3D are signal waveforms of the buck converter shown in FIG. 2, respectively.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 모뎀을 개략적으로 나타낸 도면이고, 4 is a schematic view of a power line modem according to an embodiment of the present invention;

도 5는 도 4에 도시한 전력선 모뎀에 의한 조명 제어 방법을 나타낸 도면이고,5 is a view showing a lighting control method by the power line modem shown in FIG.

도 6은 도 5에 도시한 전력선 모뎀의 데이터 전송 방식을 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a data transmission method of the power line modem shown in FIG. 5.

Claims (13)

안정기가 연결되어 있는 램프의 조명을 제어하는 시스템에 있어서,In the system for controlling the lighting of the lamp to which the ballast is connected, 제1 입력 전압을 수신하고, 상기 제1 입력 전압의 제1 구간에서 초핑 방식으로 조명 제어 데이터를 실은 제2 입력 전압을 출력하는 전력선 모뎀,A power line modem configured to receive a first input voltage and output a second input voltage carrying illumination control data in a chopping manner in a first section of the first input voltage; 상기 전력선 모뎀과 상기 안정기 사이에 연결되어 있는 제1 트랜지스터를 포함하며, 듀티비에 따라 스위칭하는 상기 제1 트랜지스터를 이용하여 상기 제2 입력 전압을 상기 안정기의 구동 전압으로 변환하여 상기 안정기로 출력하는 벅 컨버터, 그리고A first transistor connected between the power line modem and the ballast, and converting the second input voltage into a driving voltage of the ballast by using the first transistor switched according to a duty ratio to output the ballast to the ballast; Buck converter, and 상기 제2 입력 전압에서 상기 조명 제어 데이터를 검출하고, 검출된 상기 조명 제어 데이터에 따라서 상기 제1 트랜지스터의 상기 듀티비를 제어하는 제어부를 포함하는 조명 제어 시스템.And a controller configured to detect the illumination control data at the second input voltage and to control the duty ratio of the first transistor according to the detected illumination control data. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전력선 모뎀은,The power line modem, 상기 제1 입력 전압의 제로 크로싱을 검출하는 제로 크로싱 검출부,A zero crossing detector for detecting zero crossing of the first input voltage; 상기 제1 입력 전압의 제로 크로싱 지점을 기준으로 상기 조명 제어 데이터의 각 비트에 대응하는 제어 신호를 출력하는 모뎀 제어부,A modem controller configured to output a control signal corresponding to each bit of the illumination control data based on the zero crossing point of the first input voltage; 상기 제1 입력 전압을 공급하는 전원과 상기 벅 컨버터 사이에 연결되어 있는 제2 트랜지스터, 그리고A second transistor connected between a power supply for supplying the first input voltage and the buck converter, and 상기 제어 신호에 따라 상기 제2 트랜지스터를 턴온 또는 턴오프시키는 드라이버를 포함하는 조명 제어 시스템.And a driver for turning on or off the second transistor in accordance with the control signal. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전력선 모뎀은 상기 제어부로부터 상기 램프의 부하 상태 데이터를 수신하며, 상기 제1 입력 전압의 제2 구간에서 상기 초핑 방식으로 상기 부하 상태 데이터를 실은 제3 입력 전압을 상기 벅 컨버터로 출력하는 조명 제어 시스템.The power line modem receives load state data of the lamp from the controller and outputs a third input voltage carrying the load state data to the buck converter in the chopping manner in a second section of the first input voltage. system. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제1 구간은 상기 제1 입력 전압의 양의 전압 구간이며, 상기 제2 구간은 상기 제1 입력 전압의 음의 전압 구간인 조명 제어 시스템.And the first section is a positive voltage section of the first input voltage, and the second section is a negative voltage section of the first input voltage. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 램프의 출력 전류를 검출하는 전류 검출기를 더 포함하며,Further comprising a current detector for detecting the output current of the lamp, 상기 제어부는 상기 출력 전류에 따라서 상기 제1 트랜지스터의 듀티비를 추가로 제어하는 조명 제어 시스템.The control unit further controls the duty ratio of the first transistor in accordance with the output current. 안정기가 연결되어 있는 램프의 조명을 제어하는 방법에 있어서,In the method of controlling the lighting of the lamp to which the ballast is connected, 입력 전원과 상기 안정기 사이에 연결되어 있는 제1 트랜지스터의 듀비티에 따라 상기 안정기로 출력되는 전압을 결정하는 단계,Determining a voltage output to the ballast according to a duty of a first transistor connected between an input power source and the ballast, 초핑 방식을 이용하여 상기 입력 전원으로부터의 제1 입력 전압에 조명 제어 데이터를 실어서 제2 입력 전압을 생성하는 단계, 그리고Generating a second input voltage by loading illumination control data on the first input voltage from the input power source using a chopping method; and 상기 제2 입력 전압에 실린 조명 제어 데이터에 따라 상기 제1 트랜지스터의 듀비티를 제어하여 상기 램프의 조명을 제어하는 단계를 포함하는 조명 제어 방법.Controlling the illumination of the lamp by controlling the duty of the first transistor according to the illumination control data carried on the second input voltage. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 생성하는 단계는,The generating step, 상기 제1 입력 전압의 제로 크로싱을 검출하는 단계, 그리고Detecting zero crossing of the first input voltage, and 상기 제1 입력 전압의 제로 크로싱 지점을 기준으로 상기 조명 제어 데이터의 각 비트에 따라 상기 입력 전원과 상기 제1 트랜지스터 사이에 연결되어 있는 제2 트랜지스터를 온오프시키는 단계를 포함하는 조명 제어 방법.Turning on and off a second transistor coupled between the input power source and the first transistor according to each bit of the illumination control data based on the zero crossing point of the first input voltage. 제6항 또는 제7항에 있어서,The method according to claim 6 or 7, 상기 초핑 방식으로 상기 제1 입력 전압에 상기 램프의 부하 상태 데이터를 실어서 출력하는 단계를 더 포함하는 조명 제어 방법.And loading the load state data of the lamp on the first input voltage by the chopping method. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1 입력 전압의 양 및 음의 전압 구간 중 하나에 상기 조명 제어 데이 터를 실리고, 나머지 하나에 상기 부하 상태 데이터가 실리는 조명 제어 방법.And the load control data is loaded in one of the positive and negative voltage sections of the first input voltage, and the load state data is loaded in the other. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 결정하는 단계는,The determining step, 상기 램프로 흐르는 전류를 검출하는 단계, 그리고Detecting a current flowing into the lamp, and 상기 램프로 흐르는 전류에 따라 상기 제1 트랜지스터의 듀티비를 제어하는 단계를 포함하는 조명 제어 방법.Controlling the duty ratio of the first transistor in accordance with the current flowing through the lamp. 제어 데이터를 전달하는 장치에 있어서,An apparatus for transmitting control data, 입력 전원과 램프의 구동 전압을 생성하는 장치 사이에 연결되어 있는 제1 트랜지스터,A first transistor connected between the input power source and a device generating a drive voltage for the lamp, 상기 입력 전원의 입력 전압으로부터 제1 제로 크로싱을 검출하는 제1 제로 크로싱 검출부, 그리고A first zero crossing detector for detecting a first zero crossing from an input voltage of the input power source, and 상기 제1 제로 크로싱이 검출된 지점에서 상기 램프의 조명 제어 데이터의 각 비트에 상응하여 상기 제1 트랜지스터의 온 또는 오프 제어 신호를 상기 제1 트랜지스터로 출력하는 제1 드라이버를 포함하는 장치.And a first driver to output an on or off control signal of the first transistor to the first transistor corresponding to each bit of illumination control data of the lamp at the point where the first zero crossing is detected. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 입력 전원과 상기 램프의 구동 전압을 생성하는 장치 사이에 연결되어 있는 제2 트랜지스터,A second transistor coupled between the input power source and a device for generating a drive voltage for the lamp, 상기 입력 전압으로부터 제2 제로 크로싱을 검출하는 제2 제로 크로싱 검출부, 그리고A second zero crossing detector for detecting a second zero crossing from the input voltage, and 상기 제2 제로 크로싱이 검출된 지점에서 상기 램프의 부하 상태 데이터에 상응하여 상기 제2 트랜지스터의 온 또는 오프 제어 신호를 상기 제2 트랜지스터로 출력하는 제2 드라이버A second driver that outputs an on or off control signal of the second transistor to the second transistor in correspondence with the load state data of the lamp at the point where the second zero crossing is detected; 를 더 포함하는 장치.Device further comprising. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제1 제로 크로싱 검출부는 상기 입력 전압의 양 및 음의 전압 상태 중 하나의 전압 상태에서 상기 제1 제로 크로싱을 검출하고, 상기 제2 제로 크로싱 검출부는 나머지 하나의 전압 상태에서 상기 제2 제로 크로싱을 검출하는 장치.The first zero crossing detector detects the first zero crossing in one of the positive and negative voltage states of the input voltage, and the second zero crossing detector detects the second zero crossing in the other one voltage state. Device for detecting.
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