KR101041640B1

KR101041640B1 - 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 엘이디램프용 조광장치

Info

Publication number: KR101041640B1
Application number: KR1020090072314A
Authority: KR
Inventors: 황보종태; 황영원
Original assignee: (주)한빛전자
Priority date: 2009-08-06
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2011-06-14
Also published as: KR20110014787A

Abstract

본 발명은 CV/CC 모드용 엘이디컨버터(Conveter)와 엘이디램프 사이에 위치하여 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 엘이디램프의 출력 전류를 조정하는 디머(Dimmer)로써, 다양한 출력 전압과 전류, 동작 모드의 컨버터(Converter)에 공통으로 적용될 수 있으며, 별도의 장치의 수정이나 변경, 수정없이 컨버터의 출력 방식 및 전원을 오토로 인지하여 정해진 디밍(Dimming) 단계에 따라 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 캘리브레이션 하고, 이를 근거로 사용자가 원하는 입력에 따라 엘이디램프의 밝기를 자유로이 조정할 수 있는 기능을 갖는 엘이디 램프용 조광장치에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 상용교류전원을 인가받아 직류전원으로 변환하는 CV(continuous Voltage) 또는 CC(Continuous Current) 모드 동작 엘이디컨버터(100)와; 상기 CV 또는 CC 모드 동작 엘이디컨버터(100)로부터 출력되는 직류전원을 인가받아 CV 모드 인지, CC 모드 인지를 구분한 후, 자동으로 최대 밝기의 출력 전압 및 전류 상태를 찾아내고 이를 정해진 단계의 조도로 캘리브레이션하여, 엘이디램프(300)의 밝기를 조절하는 디머(Dimmer)(400); 로 구성된다.

엘이디램프, 디머, 조절, 주제어부

Description

오토 캘리브레이션 기능을 갖는 엘이디램프용 조광장치{LED Lamp Using in auto calibration}

본 발명은 PWM 제어를 이용한 엘이디램프용 조광장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 출력 전압과 전류, 동작 모드의 컨버터(Converter)에 별도의 조작이나 수정없이 공통으로 적용될 수 있으며, 사용자가 원하는 입력에 따라 엘이디램프의 밝기를 자유로이 조정할 수 있는 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 엘이디램프용 조광장치에 관한 것이다.

일반적으로, 현재까지 범용화 되서 많이 사용되고 있는 조명의 형태는 백열등 및 형광등이 가장 많이 사용되고 있으며 기타 할로겐램프, LED램프 등 조명시장은 변화가 이루어지고 있는 시점에 있다.

여기서, 백열등은 유리관 내부의 필라멘트에 전기에너지가 가해지면 그것을 빛 에너지로 변화시켜 열 및 소비전력을 소비하는 구조이며, 스위치를 단시간에 켰다 껐다 반복을 하여도 열에너지로 소비하기 때문에 소비전력에 큰 차이가 없지만 단점으로 열이 많이 발생되며 그에 따른 화재의 위험이 따르며 소비전력이 크기 때문에 장시간 사용 시 비용이 많이 발생되며 수명이 매우 짧아서 조명을 자주 바꿔줘야 하는 공수가 들어가는 문제점이 있다.

형광등은 방전관으로 구성되어 있으며 양전극에 전기에너지가 가해지면 방전관 내부의 각 원자와 전자가 산란을 하여 형광체에 빛을 발산시켜서 사용하는 조명기구이다. 쉽게 구매가 가능한 저가형이다. 단점으로는 백열등과 같이 장시간 사용 시 고열이 발생되며 수명은 백열등보다 높은 4000~8000시간 정도이지만 빈번하게 스위치를 켰다 껐다 반복하며 1회에 1시간 정도의 수명이 줄어든다. 하지만 일반 가정에서 형광등을 가장 많이 사용하고 있으며, 스위치 온/오프(ON/OFF)가 매우 자주 발생되기 때문에 형광램프를 자주 교체해야 하는 불편함이 있다.

그리고, 복수개의 LED를 서로 직렬 혹은 병렬로 연결한 LED램프를 이용한 조명장치가 사용되는바,

여기서, 엘이디램프 조명장치는 직류 전원에 의해서 동작하는 고효율, 친환경 램프로써, 밝기는 전류에 의해서 결정이 되며, 엘이디램프의 종류에 따라 CC(Continous Current) 모드 혹은 CV(Continous Voltage) 모드로 동작하는 AC-DC 컨버터로부터 전원을 공급받는다.

상기한 엘이디램프를 위한 조광장치로는 AC-DC 컨버터에서 출력 전류의 크기를 조정하는 방법과 출력된 전류를 PWM으로 제어하는 방법이 있는데 기존의 PWM 방식에서는 CC 모드 컨버터 에서는 사용자가 원하는 밝기를 자유로이 엘이디램프를 조정할 수 없으며 컨버터의 출력을 정격보다 높게 하여 컨버터의 안정성 및 수명, 신뢰성을 저해하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 개량발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 오토 캘리브레이션 기능을 제공하여 기 판매되고있는 다양한 출력 전압과 전류, 그리고 동작 모드의 컨버터(Converter)에 별도의 수정이나 튜닝 작업없이 공통으로 적용될 수 있으며, 사용자가 원하는 입력에 따라 엘이디램프의 밝기를 자유로이 조정할 수 있는 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 엘이디램프용 조광장치를 제공하는 데 있다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 엘이디램프용 조광장치의 특징은,

상용교류전원을 인가받아 직류전원으로 변환하는 CV(continuous Voltage) 또는 CC(Continuous Current) 모드 동작 엘이디컨버터(100)와; 상기 CV 또는 CC 모드 동작 엘이디컨버터(100)로부터 출력되는 직류전원을 인가받아 CV 모드 인지, CC 모드 인지를 구분한 후, 자동으로 최대 밝기의 출력 전압 및 전류 상태를 찾아내고 이를 정해진 단계의 조도로 캘리브레이션(캘리브레이션)하여, 엘이디밝기를 조절하는 밝기조절부(200)의 신호 인가시 인가된 신호에 따라 엘이디램프(300)의 밝기를 조절하는 디머(Dimmer)(400); 로 구성된다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 엘이디램프용 조광장치는 컨버터의 출력 모드를 인지하고 최대 출력 전류를 확인하고 이를 기준으로 원하는 단계별로 디밍 구간을 설정하여 엘이디램프의 밝기를 자유로이 조정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 입력 전류를 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 제어하여 고유의 엘이디 휘도에 영향을 주지 않는 효과가 있고, CC(Continous Current) 모드 혹은 CV(Continous Voltage) 모드 등 AC-DC 컨버터 동작 모드를 파악하여 과부하 없이 적절하게 엘이디램프의 밝기를 조절할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 엘이디램프용 조광장치의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필 요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 엘이디램프용 조광장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 디머의 상세한 구성을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 엘이디램프용 조광장치는,

상용교류전원을 인가받아 직류전원으로 변환하는 CV 또는 CC 모드용 엘이디컨버터(100)와; 상기 CV 또는 CC 모드용 엘이디컨버터(100)로부터 출력되는 직류전원을 인가받아 CV 모드 또는 CC 모드 인지를 구분한 후, 엘이디밝기를 조절하는 밝기조절부(200)의 신호 인가시 최대 출력 전원을 오토 캘리브레이션하여 엘이디램프(300)의 밝기를 조절하는 디머(Dimmer)(400); 로 구성된다.

상기 밝기조절부(200)는 리모콘, RS-485, 조도센서, Volume Switch 등으로 예를 들수 있으며, 이를 제외하고도 당업자들이 적용할 수 있는 다양한 사용자 입력 방법이 될 수 있다.

상기 디머(400)는, CV 모드 또는 CC 모드용 엘이디컨버터(100)로부터 출력되는 직류전원을 인가받는 컨버터전원연결단자부(400-1)와; 상기 컨버터전원연결단자 부(400-1)로부터 출력되는 직류전원을 인가받아 디머구동전원을 생성하는 디머구동용전원생성부(400-3)와; 상기 컨버터전원연결단자부(400-1)의 출력되는 직류전원을 인가받아 직류전원을 측정하는 컨버터전원측정부(400-5)와; 상기 디머구동용전원생성부(400-3)로부터 출력되는 직류전원을 인가받아 시스템을 구동시키고, 밝기연결단자부(400-7)를 통해 밝기조절부(200)의 조절 신호 인가시, 상기 컨버터전원측정부(400-5)에서 출력되는 직류전원을 인가받아 기 설정된 프로그램에 의해 CV 모드 또는 CC 모드 인지를 구분하고, 여기서, 전압이 고정된 CV 모드의 전원이면 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 주기 1/n으로 분할하여 밝기조절(디밍: Dimming)을 수행하고, CC 모드로 동작한다면 CC 모드에서 CV 모드로 변경되는 포인트를 오토 캘리브레이션하고, 이때를 기준으로 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 주기 1/N으로 분할하여 밝기조절(디밍: Dimming)을 수행하는 주제어부(400-9)와; 상기 주제어부(400-9)에 전기적으로 연결되되, 상기 주제어부(400-9)의 제어 신호에 따라 PWM(Pulse Width Modulator) 신호를 출력하는 PWM출력부(400-11)와; 상기 PWM출력부(400-11)로부터 출력되는 PWM 신호에 따라 스위칭하여 엘이디램프(300)를 점등하는 스위칭부(400-13); 로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 엘이디램프용 조광장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, CV 모드 또는 CC 모드용 엘이디컨버터(100)는 엘이디램프(300)를 점등하기 위해 상용교류전원을 인가받아 직류전원으로 변환시킨다.

그리고, 디머(Dimmer)(400)는 상기 CV 모드 또는 CC 모드용 엘이디컨버터(100)로부터 출력되는 직류전원을 인가받고, 기 설정된 프로그램으로 CV 모드 또는 CC 모드 인지를 구분함과 아울러 엘이디밝기를 조절하는 밝기조절부(200)의 신호 인가시, CV 모드 또는 CC 모드에 따라 최대 출력 전원을 오토 캘리브레이션하며, 캘리브레이션된 전원에 따라 PWM을 출력하여 엘이디램프(300)의 밝기를 조절한다.

상기 디머(400)의 구체적 동작을 살펴보면,

상기 디머(400)는 컨버터전원연결단자부(400-1), 디머구동용전원생성부(400-3), 컨버터전원측정부(400-5), 밝기연결단자부(400-7), 주제어부(400-9), PWM출력부(400-11)와 스위칭부(400-13)로 구성되는 바,

먼저, 컨버터전원연결단자부(400-1)는 CV 모드 또는 CC 모드용 엘이디컨버터(100)로부터 출력되는 직류전원을 인가받는다.

그리고, 디머구동용전원생성부(400-3)는 상기 컨버터전원연결단자부(400-1)로부터 출력되는 직류전원을 인가받아 디머구동전원을 생성한다.

그리고, 컨버터전원측정부(400-5)는 상기 컨버터전원연결단자부(400-1)의 출력되는 직류전원을 인가받아 직류전원을 측정한다.

그리고, 주제어부(400-9)는 상기 디머구동용전원생성부(400-3)에서 인가되는 전원에 의해서 초기화가 이루어짐과 아울러 컨버터전원측정부(400-5)에서 인가되는 전원과 밝기연결단자부(400-7)를 통해 밝기조절부(200)의 조절 신호 인가시, 엘이디램프의 밝기를 조절(디밍)하는 제어 단계를 조정한다.

상기 주제어부(400-9)의 동작을 좀 더 살펴보면,

상기 주제어부(400-9)는 디머구동용전원생성부(400-3)로부터 출력되는 직류전원을 인가받아 시스템을 구동시키고, 상기 컨버터전원측정부(400-5)에서 출력되는 직류전원을 인가받아 기 설정된 프로그램에 의해 CV 모드 또는 CC 모드 인지를 구분하고, 여기서, 전압이 고정된 CV 모드의 전원이면 PWM(Pulse Width Modulator) 신호의 주기 1/n으로 분할하여 밝기조절(디밍: Dimming)을 수행하고, CC 모드로 동작한다면 CC 모드에서 CV 모드로 변경되는 포인트를 오토 캘리브레이션하고, 이때를 기준으로 PWM(Pulse Width Modulator) 신호의 주기 1/N으로 분할하여 밝기연결단자부(400-7)를 통해 밝기조절부(200)의 조절 신호 인가시, 밝기조절(디밍: Dimming)을 수행한다.

예를 들어, 최초 캘리브레이션시 상기 주제어부(400-9)는 PWM 신호의 듀티(Duty)비를 100%에서 줄여나갈 때 전압이 올라가면, 입력 전원은 CC 모드에서 동작하는 전원으로 예상하여 CV 모드로 전환되는 지점까지 PWM 듀티비를 줄여나가고 이 지점에서 경계로 디밍 단계를 계산하여 조정한다.

만약, PWM 신호의 듀티비를 100%에서 줄여도 전압 변동이 측정부로부터 측정되지 않으면 CV 모드로 동작하는 전원으로 판단하고 디밍 단계를 계산하여 세팅한다.

그리고, PWM출력부(400-11)는 상기 주제어부(400-9)에 전기적으로 연결되되, 상기 주제어부(400-9)의 제어 신호에 따라 PWM 신호를 출력한다. 다시말해, 상기 PWM출력부(400-11)는 밝기연결단자부(400-7)로부터 받아들인 입력값을 받아 해당되 는 듀티(Duty) 비를 가지는 1 이상의 PWM 신호를 출력한다.

그리고, 스위칭부(400-13)는 상기 PWM출력부(400-11)로부터 출력되는 PWM 신호에 따라 스위칭하여 엘이디램프(300)를 점등한다.

상기 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 엘이디램프용 조광장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면,

도 2는 도 1의 디머의 상세한 구성을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : CV/CC 모드용 엘이디컨버터

200 : 밝기조절부

300 : 엘이디램프

400 : 디머

400-1 : 컨버터전원연결단자부

400-3 : 디머구동용전원생성부

400-5 : 컨버터전원측정부

400-7 : 밝기연결단자부

400-9 : 주제어부

400-11 : PWM출력부

400-13 : 스위칭부

Claims

삭제
상용교류전원을 인가받아 직류전원으로 변환하는 CV 모드 또는 CC 모드용 엘이디컨버터(100)와; 상기 CV 모드 또는 CC 모드용 엘이디컨버터(100)로부터 출력되는 직류전원을 인가받아 CV 모드 또는 CC 모드 인지를 구분한 후, 자동으로 최대 밝기의 출력 전압 및 전류 상태를 찾아내고, 이를 정해진 단계의 조도로 자동으로 캘리브레이션(캘리브레이션)하며, 엘이디밝기를 조절하는 밝기조절부(200)의 신호 인가시 인가된 신호에 따라 엘이디램프(300)의 밝기를 조절하는 디머(Dimmer)(400); 로 구성된 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 엘이디램프용 조광장치에 있어서,

상기 디머(400)는,

CV 모드 또는 CC 모드용 엘이디컨버터(100)로부터 출력되는 직류전원을 인가받는 컨버터전원연결단자부(400-1)와;

상기 컨버터전원연결단자부(400-1)로부터 출력되는 직류전원을 인가받아 디머구동전원을 생성하는 디머구동용전원생성부(400-3)와;

상기 컨버터전원연결단자부(400-1)의 출력되는 직류전원을 인가받아 직류전원을 측정하는 컨버터전원측정부(400-5)와;

상기 디머구동용전원생성부(400-3)로부터 출력되는 직류전원을 인가받아 시스템을 구동시키고, 밝기연결단자부(400-7)를 통해 밝기조절부(200)의 조절 신호 인가시, 상기 컨버터전원측정부(400-5)에서 출력되는 직류전원을 인가받아 기 설정된 프로그램에 의해 CV 모드 또는 CC 모드 인지를 구분하고, 여기서, 전압이 고정된 CV 모드의 전원이면 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 주기 1/n으로 분할하여 밝기조절(디밍: Dimming)을 수행하고, CC 모드로 동작한다면 CC 모드에서 CV 모드로 변경되는 포인트를 오토 캘리브레이션하고, 이때를 기준으로 PWM(Pulse Width Modulator) 신호의 주기 1/N으로 분할하여 밝기조절(디밍: Dimming)을 수행하는 주제어부(400-9)와;

상기 주제어부(400-9)에 전기적으로 연결되되, 상기 주제어부(400-9)의 제어 신호에 따라 PWM(Pulse Width Modulator) 신호를 출력하는 PWM출력부(400-11)와;

상기 PWM출력부(400-11)로부터 출력되는 PWM 신호에 따라 스위칭하여 엘이디램프(300)를 점등하는 스위칭부(400-13); 로 구성된 것을 특징으로 하는 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 엘이디램프용 조광장치.