KR101224127B1 - Device for dimming constant current led - Google Patents

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우문석
송진우
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더블유 케이 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A device for dimming a constant current LED is provided to implement a dimming technology by using a simple circuit. CONSTITUTION: A switch is opened and closed according to the output voltage of an amplifier. A photo coupler(200) is connected to one side of the switch. The photo coupler senses current. The photo coupler includes a light emitting unit and a light receiving part. The light emitting unit transmits a signal proportional to the current. [Reference numerals] (100) Power supply unit; (110) Output voltage control unit; (120) First switch; (200) Photo coupler; (300) Power amplification unit; (400) Switching unit; (500) LED lighting; (600) Dimming input unit

Description

정전류 ＬＥＤ 디밍 장치{DEVICE FOR DIMMING CONSTANT CURRENT LED}Constant Current LED Dimming Device {DEVICE FOR DIMMING CONSTANT CURRENT LED}

본 발명은 실내외의 조명 수단으로 사용되는 LED 조명 장치에 전원을 인가하는 구동부 중, LED에 인가되는 전압 및 전류의 크기를 조절하여 LED 조명의 밝기를 조절하는 기술에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 간단한 회로를 이용하면서, LED에 인가되는 전압 및 전류를 변환 시 변환된 전압 및 전류로 빠르게 안정화되게 하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for controlling the brightness of the LED lighting by adjusting the magnitude of the voltage and current applied to the LED of the driving unit for applying power to the LED lighting device used as an indoor and outdoor lighting means. More particularly, the present invention relates to a technique for quickly stabilizing a voltage and current applied to an LED to a converted voltage and current during conversion, using a simple circuit.

최근 조명 시장에 있어서 LED를 사용한 조명의 보급이 널리 이루어지고 있다. 실내외의 조명뿐 아니라, 감성 조명에 있어서 적합한 LED를 이용하여, 매장 내의 상품 조명 용으로도 LED 조명이 널리 사용되고 있다. LED는 다른 조명원에 비하여, 전력을 적게 소비하고, 수명이 길어 최근 조명원으로써 이용이 급증하고 있는 추세이다.Recently, in the lighting market, the spread of lighting using LED has been widely made. LED lighting is widely used not only for indoor and outdoor lighting but also for merchandise lighting in a store using LED suitable for emotional lighting. Compared with other lighting sources, LEDs consume less power and have a longer lifespan, and thus, LEDs have recently been used as lighting sources.

LED 조명은 일반적으로 직류 전원을 LED에 공급하여 LED를 구동하는 구동부를 필요로 한다. 구동부는, 교류를 직류로 변환하는 컨버터와, 정전류를 안정적으로 공급해주는 안정기를 일반적으로 포함하고 있다. 컨버터 및 안정기를 통해 LED에 안정적인 전원을 공급하여 빛의 균일한 조사가 가능하다.LED lighting generally requires a driving unit for supplying DC power to the LED to drive the LED. The drive unit generally includes a converter for converting alternating current into direct current and a stabilizer for stably supplying a constant current. The converter and ballast provide stable power to the LED, enabling even light irradiation.

한편, 조명에 있어서 사용자의 필요 또는 전력 소비의 절감 등을 위해, LED에 인가되는 전압 및 전류를 변환하는 디밍(Dimming) 기술에 대한 연구가 최근 이루어지고 있다. 디밍 기술은 디밍 입력에 따라서, LED에 가해지는 전원의 크기 중 전압 또는 전류의 크기를 조절하여 LED의 밝기를 조절하는 기술이다. 이는 감성 조명뿐 아니라, 전력의 소비를 최소화하기 위해 초저녁에는 밝기를 어둡게 하고, 한 밤에는 최대의 밝기로 빛을 조사할 수 있도록 하는 LED 조명의 소비 전력 절감 수단으로써도 필수적인 기술이다.On the other hand, research on dimming (Dimming) technology for converting the voltage and current applied to the LED has been made recently in order to reduce the user's need or power consumption in lighting. Dimming technology is a technology for controlling the brightness of the LED by adjusting the magnitude of the voltage or current of the power applied to the LED according to the dimming input. This is essential for emotional lighting, as well as a means to reduce power consumption of LED lighting, which can dim the brightness in the early evening to minimize power consumption, and allow light to be illuminated at maximum brightness at night.

따라서, LED 디밍 기술에 대한 연구의 필요성이 증가하고 있으며, 특히 간단한 회로도 효율적인 디밍 효과를 얻을 수 있는 기술에 대한 필요성이 증가하고 있다.Therefore, the need for research on the LED dimming technology is increasing, and in particular, the need for a technology that can obtain an efficient dimming effect even a simple circuit is increasing.

이에, 본 발명은 기존 기술에 비하여 간단한 회로로, 정전류 LED 디밍 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. 특히, 전원 구동부로의 역전류의 흐름을 방지하고, 빠르게 변환된 전압 및 전류로 회로가 안정화되어, 디밍의 효과를 극대화할 수 있는 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a constant current LED dimming device with a simple circuit as compared to the existing technology. In particular, an object of the present invention is to provide a technology capable of maximizing the effect of dimming by preventing the flow of reverse current to the power driver and stabilizing the circuit with a rapidly converted voltage and current.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전류 LED 디밍 장치는, 전원 공급부의 출력 전압의 크기를 변환하는 출력 전압 조절부; 1 입력 단자에는 디밍 입력부로부터 입력된 디밍 전압이 인가되고, 제2 입력 단자에는 상기 출력 전압 조절부에서 변환된 출력 전압의 일정 비율에 대응하는 전압이 인가되는 증폭기; 상기 증폭기의 출력 전압에 따라 개폐가 제어되는 스위치; 및 상기 스위치의 일측에 연결되어 전류의 흐름을 감지하고, 상기 전류의 크기에 비례하는 신호를 송출하는 발광부와, 상기 출력 전압 조절부 측의 수광부를 포함하는 포토 커플러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a constant current LED dimming apparatus according to an embodiment of the present invention, the output voltage adjusting unit for converting the magnitude of the output voltage of the power supply; An amplifier to which a dimming voltage input from a dimming input unit is applied to a first input terminal, and a voltage corresponding to a predetermined ratio of the output voltage converted by the output voltage adjusting unit is applied to a second input terminal; A switch whose opening and closing is controlled according to the output voltage of the amplifier; And a photo coupler connected to one side of the switch to sense the flow of current and to transmit a signal proportional to the magnitude of the current, and a photo coupler including a light receiving unit on the side of the output voltage adjusting unit. do.

상기 출력 전압 조절부는, 상기 수광부의 신호를 입력 받아 상기 전원 공급부의 출력 전압의 크기를 변환하는 PWM 집적회로; 및 상기 PWM 집적회로에서 출력된 상기 변환된 출력 전압이 상기 증폭기의 제2 입력 단자에 인가되도록 도통되는 전원 스위치;를 포함하는 것이 바람직하다.The output voltage adjusting unit may include: a PWM integrated circuit which receives a signal of the light receiving unit and converts a magnitude of an output voltage of the power supply unit; And a power switch which is turned on so that the converted output voltage output from the PWM integrated circuit is applied to the second input terminal of the amplifier.

상기 출력 전압 조절부는, 상기 변환된 출력 전압의 상기 일정 비율에 대응하는 전압의 크기가 상기 디밍 입력 전압과 같도록 그 변환된 출력 전압을 변환하는 것이 바람직하다.The output voltage adjusting unit may convert the converted output voltage so that the magnitude of the voltage corresponding to the predetermined ratio of the converted output voltage is equal to the dimming input voltage.

상기 증폭기와 상기 출력 전압 조절부 사이의 절연부를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include an insulation portion between the amplifier and the output voltage adjusting portion.

상기 일정 비율은 50%인 것이 바람직하다.It is preferable that the said fixed ratio is 50%.

상기 증폭기의 출력 전압은 상기 제1 입력 단자와 상기 제2 입력 단자에 인가되는 전압의 차이에 대응하는 전압인 것이 바람직하다.The output voltage of the amplifier is preferably a voltage corresponding to the difference between the voltage applied to the first input terminal and the second input terminal.

본 발명에 의하면, 하나의 증폭기만으로 안정적인 정전류 LED 구동 회로의 디밍 회로를 구현할 수 있기 때문에, 디밍 회로의 단가가 저렴해지며, 간단한 회로로 디밍 기술을 구현할 수 있는 효과가 있다. 또한, 절연부가 존재하기 때문에, 디밍 회로로부터 전원 공급측으로의 역전류를 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the dimming circuit of the stable constant current LED driving circuit can be implemented with only one amplifier, the unit price of the dimming circuit can be reduced, and the dimming technique can be implemented with a simple circuit. Moreover, since there exists an insulation part, there exists an effect which can prevent the reverse current from a dimming circuit to a power supply side.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전류 LED 디밍 장치의 개략적인 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전류 LED 디밍 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 구현에 의한 디밍 방법의 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 구현에 의해 증폭기를 중심으로 전압 및 전류가 안정화되는 흐름을 도시한 것이다.1 is a schematic circuit diagram of a constant current LED dimming apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a constant current LED dimming apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a dimming method according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates a flow in which voltage and current are stabilized around an amplifier by implementing one embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 정전류 LED 디밍 장치에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, a constant current LED dimming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

이하의 설명에서 본 발명에 대한 이해를 명확히 하기 위하여, 본 발명의 특징에 대한 공지의 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하의 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아님은 당연할 것이다. 따라서, 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 균등한 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.In the following description, in order to clarify the understanding of the present invention, description of well-known technology for the features of the present invention will be omitted. The following embodiments are detailed description to help understand the present invention, and it should be understood that the present invention is not intended to limit the scope of the present invention. Therefore, equivalent inventions that perform the same functions as the present invention will also fall within the scope of the present invention.

이하의 설명에서 동일한 식별 기호는 동일한 구성을 의미하며, 불필요한 중복적인 설명은 생략하기로 한다.In the following description, the same identification symbol means the same configuration, and unnecessary redundant description will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전류 LED 디밍 장치의 개략적인 회로도이다.1 is a schematic circuit diagram of a constant current LED dimming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 구현에 따라, 전원 공급부(10)에서 LED 조명(50)에 전원을 공급하기 위한 전압이 출력된다. 전원 공급부(10)에는 상기 언급한 바와 같이 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 AC/DC 컨버터와, 출력되는 전원의 전압 및 전류를 안정시키는 안정기가 포함되어 있다.Referring to FIG. 1, according to an embodiment of the present invention, a voltage for supplying power to the LED light 50 is output from the power supply 10. As described above, the power supply unit 10 includes an AC / DC converter for converting an input AC power into a DC power, and a stabilizer for stabilizing a voltage and a current of the output power.

전원 공급부(10)에 포함되는 컨버터 및 안정기는, 아날로그 회로로 구성되어 있을 수 있으나, 디지털 컨버터 및 안정기로 구성되어 있을 수도 있다.The converter and ballast included in the power supply unit 10 may be configured as an analog circuit, but may be configured as a digital converter and a ballast.

LED 조명(50)을 구동하기 위해, 본 발명에서는 전원 공급부(10)로부터 출력되는 전압의 크기는 22V의 크기를 갖고 있으나, 전원 공급부(10)에서 출력되는 전압의 크기 및 전류의 세기는, 구동 대상이 되는 LED 조명(50)에 포함되는 LED 소자의 개수 및 종류에 따라서 달라질 수 있을 것이다.In order to drive the LED light 50, in the present invention, the magnitude of the voltage output from the power supply 10 has a magnitude of 22 V, but the magnitude of the voltage and the intensity of the current output from the power supply 10 is driven. It may vary depending on the number and type of LED elements included in the target LED light 50.

전원 공급부(10)에서 출력되는 전압은, PWM 집적회로(11)에 입력된다. PWM 집적회로(11)에서는, 짧은 시간 동안, LED 조명(50)에 공급되는 전원을 켜고 끄는 동작을 반복하여, LED 조명(50)에 인가되는 전압 및 전류의 총 크기를 가변시킴으로써 디밍을 구현하는 기능을 수행한다.The voltage output from the power supply unit 10 is input to the PWM integrated circuit 11. In the PWM integrated circuit 11, for a short time, the operation of turning on and off the power supplied to the LED light 50 is repeated to implement dimming by varying the total magnitude of voltage and current applied to the LED light 50. Perform the function.

즉, 본 발명에서 전압 및 전류의 크기를 실질적으로 변환 시키는 디밍 회로는 정전류 방식의 스위칭 모드 전원 공급 장치(SMPS, Switched Mode Power Supply)가 된다. 디밍 입력 단자(60)에서 입력되는 전압에 따라서, PWM 집적회로(11)의 듀티비, 전압 및 전류의 크기 중 적어도 하나를 가변하여, LED 조명(50)에 공급되는 전압의 크기(Vo)를 조절하게 되고, 이에 따라서 LED 조명(50)이 발생하는 빛의 밝기가 조절된다.That is, in the present invention, the dimming circuit for substantially converting the magnitude of the voltage and the current becomes a switched mode power supply (SMPS) of a constant current type. According to the voltage input from the dimming input terminal 60, at least one of the duty ratio, the voltage and the current of the PWM integrated circuit 11 is varied, so that the magnitude Vo of the voltage supplied to the LED light 50 is changed. The brightness of the light generated by the LED light 50 is adjusted accordingly.

스위칭 모드 전원 공급 장치에서 조절되는 듀티비는, 일정한 주파수를 가지고 있는데, 깜박거림 효과를 피하기 위하여 육안으로 감지할 수 있는 사이클보다 빨라야 한다. 디밍에 사용되는 듀티비의 주파수는 보통 약 200Hz 이상의 주파수를 갖는 것이 적합하다.The duty ratio regulated in a switched-mode power supply, which has a constant frequency, must be faster than the visually detectable cycle to avoid the flickering effect. The duty ratio used for dimming usually has a frequency of about 200 Hz or more.

스위칭 모드 전원 공급 장치에서 PWM 집적회로(11)를 사용하면, 디밍에 따라서 PWM 파형을 생성하는 로직을 출력하는 집적회로를 적용하기 때문에, 밝기 변동에 따른 LED 조명(50)의 색 변화를 크게 줄일 수 있는 장점이 있다.When the PWM integrated circuit 11 is used in a switching mode power supply, an integrated circuit that outputs logic for generating a PWM waveform according to dimming is applied, thereby greatly reducing the color change of the LED light 50 due to the brightness variation. There are advantages to it.

PWM 집적회로(11)에서 변환된 전원 공급부(10)의 출력 전압은 전원 스위치(12)로 인가되고, 스위치(12)는 변환된 출력 전압(Vo)이 인가됨에 따라서 회로를 도통하여, 절연부(40)의 입력단에 변환된 출력 전압(Vo)을 인가하게 된다.The output voltage of the power supply unit 10 converted in the PWM integrated circuit 11 is applied to the power switch 12, and the switch 12 conducts the circuit as the converted output voltage Vo is applied, thereby insulating the unit. The converted output voltage Vo is applied to the input terminal of 40.

즉, PWM 집적회로(11)와 전원 스위치(12)는, 전원 공급부(10)에서 출력된 전압을 변환하여 증폭기(30) 측에 인가할 수 있도록 하기 때문에, 본 발명에서는 그 기능 상 출력 전압 조절부로 지칭하기로 한다.That is, since the PWM integrated circuit 11 and the power switch 12 convert the voltage output from the power supply unit 10 so that it can be applied to the amplifier 30 side, in the present invention, the output voltage is adjusted in its function. It will be referred to as wealth.

절연부(40)의 출력단의 전압(Vo)의 크기는 PWM 집적회로(11)에서 출력되는 변환된 출력 전압(Vo)의 크기와 동일하다. 절연부(40)는 증폭기(30) 측에서 전원 공급부(10) 및 출력 전압 조절부 측으로 흐를 수 있는 역전류를 방지하여, PWM 집적회로(11) 및 전원 공급부(10)의 손상을 방지하는 기능을 수행한다.The magnitude of the voltage Vo at the output terminal of the insulator 40 is equal to the magnitude of the converted output voltage Vo output from the PWM integrated circuit 11. The isolation unit 40 prevents reverse current that may flow from the amplifier 30 side to the power supply unit 10 and the output voltage control unit, thereby preventing damage to the PWM integrated circuit 11 and the power supply unit 10. Do this.

본 발명에서 절연부(40)는 상호 인덕턴스를 갖는 변압기를 의미하나, 전압을 전달할 수 있는 동시에 전류를 상호 차단할 수 있는 구성이라면 어느 것이나 가능할 것이다.In the present invention, the insulating part 40 means a transformer having mutual inductance, but any configuration may be used as long as it can transmit voltage and block current.

절연부(40)의 출력단의 전압(Vo)은 일정 비율로 나뉘어져 증폭기(30)에 인가된다. 본 발명에서 일정 비율은 출력단의 전압의 반절을 의미한다. 상기 언급한 바와 같이 전원 공급부(10)에서 출력되어 LED 조명(50)에 인가될 수 있는 전압의 최대 크기는 22V이며, 디밍 입력 단자(60)에서 인가되는 디밍 전압은 0~10V이기 때문에, 절연부(40)의 출력단의 전압(Vo)을 반으로 나누어 인가함으로써, 증폭기(30)의 동작 제한 전압(증폭기(30)의 출력 전압의 범위를 의미)에 따른 디밍 기능의 오작동을 방지할 수 있도록 하고 있다. 따라서, 증폭기(30)의 출력 전압의 범위, 전원 공급부(10)에서 출력되는 전압 및 디밍 입력 단자(60)에서 인가되는 디밍 전압의 범위에 따라서, 일정 비율은 조절될 수 있을 것이다.The voltage Vo of the output terminal of the insulator 40 is divided by a predetermined ratio and applied to the amplifier 30. In the present invention, the constant ratio means half of the voltage at the output terminal. As mentioned above, since the maximum magnitude of the voltage output from the power supply unit 10 and that can be applied to the LED light 50 is 22 V, and the dimming voltage applied from the dimming input terminal 60 is 0 to 10 V, insulation By dividing the voltage Vo of the output terminal of the unit 40 in half, the malfunction of the dimming function according to the operation limit voltage of the amplifier 30 (meaning the range of the output voltage of the amplifier 30) can be prevented. Doing. Therefore, the ratio may be adjusted according to the range of the output voltage of the amplifier 30, the voltage output from the power supply 10 and the dimming voltage applied from the dimming input terminal 60.

절연부(40)의 출력단의 전압(Vo)을 일정 비율로 나누는 기능은 직렬로 연결된 두 저항(R)이 수행한다. 본 발명에서는 절연부(40)의 출력단의 전압, 즉 출력 전압 조절부에서 변환된 출력 전압(Vo)의 반절이 증폭기(30)에 인가되기 때문에, 같은 크기를 갖는다는 점에서 두 개의 저항의 기호가 R로 같다. 그러나 일정 비율이 반절이 아닐 경우에는, 다른 크기의 저항이 직렬로 연결되어 있을 수 있다.The function of dividing the voltage Vo of the output terminal of the insulation unit 40 by a predetermined ratio is performed by two resistors R connected in series. In the present invention, since the voltage at the output terminal of the insulating unit 40, that is, half of the output voltage Vo converted by the output voltage adjusting unit is applied to the amplifier 30, the symbols of the two resistors in that they have the same magnitude. Is equal to R. However, if the ratio is not half, different size resistors may be connected in series.

두 개의 저항이 직렬로 연결된 연결점을 증폭기(30)의 제2 입력 단자(예를 들어 증폭기의 부 전압 입력 단자)에 연결한다. 증폭기(30)의 제1 입력 단자(예를 들어 증폭기의 정 전압 입력 단자)에는, 디밍 입력부의 디밍 입력 단자(60)로부터 입력된 디밍 전압이 인가된다.The connection point of the two resistors connected in series is connected to the second input terminal of the amplifier 30 (for example, the negative voltage input terminal of the amplifier). The dimming voltage input from the dimming input terminal 60 of the dimming input unit is applied to the first input terminal (for example, the constant voltage input terminal of the amplifier) of the amplifier 30.

이렇게 되면, 증폭기(30)의 출력 단자에서는 제1 입력 단자와 제2 입력 단자에 인가된 전압의 차이값에 해당하는 크기의 전압이 출력된다. 즉, 증폭기(30)의 출력 단자에서는, 변환된 출력 전압(Vo)의 반절에 해당하는 값과, 디밍 전압과의 차이값에 해당하는 전압의 크기를 갖는 신호가 출력되는 것이다. 필요에 따라서, 다른 소자를 추가하여 증폭기(30)의 출력 단자에서 출력되는 전압이, 상기의 차이값의 일정 비율에 해당하는 크기의 전압이 출력되도록 할 수 있다.In this case, a voltage having a magnitude corresponding to a difference value between voltages applied to the first input terminal and the second input terminal is output from the output terminal of the amplifier 30. That is, at the output terminal of the amplifier 30, a signal having a magnitude corresponding to a half value of the converted output voltage Vo and a difference value between the dimming voltage and the output voltage is output. If necessary, another element may be added so that the voltage output from the output terminal of the amplifier 30 corresponds to a predetermined ratio of the difference value.

증폭기(30)의 출력 단자는 스위치(32)의 입력 단자에 연결되어 있다. 스위치(32)는 증폭기(30)에서 소정 크기를 갖는 출력 전압이 감지되면, 전류를 도통하여 발광부(21)에 전류가 흐르도록 개폐된다. 물론, 발광부(21)에는 도통되는 전류의 크기를 조절하기 위해 소정의 값을 갖는 저항이 포함되어 있다.The output terminal of the amplifier 30 is connected to the input terminal of the switch 32. When the switch 32 detects an output voltage having a predetermined magnitude in the amplifier 30, the switch 32 opens and closes so that current flows through the light emitting unit 21 by conducting current. Of course, the light emitting unit 21 includes a resistor having a predetermined value in order to adjust the amount of current to be conducted.

발광부(21)에서 전류가 도통되어 신호가 발생되면, PWM 집적회로(11)의 입력 단자에 연결되어 있는 수광부(20)에 그 신호가 입력된다. 즉, 발광부(21)와 수광부(20)로 구성되는 포토 커플러는, 디밍 입력 단자(60)에 일정 크기의 디밍 전압이 검출되고 이 값이 변환된 출력 전압(Vo)의 일정 비율을 갖는 전압(즉, 상기 언급한 저항에 의해 나눠진 변환된 출력 전압의 크기)과 오차를 갖는 경우 디밍 전압의 일정 배수 크기의 변환된 출력 전압(Vo)이 출력되어야 함을 PWM 집적회로(11)에 알리는 기능을 수행한다. 일정 배수 크기는, 예를 들어 증폭기(30)의 제2 입력 단자에 입력되도록 일정 비율로 변환된 출력 전압(Vo)이 나눠질 때, 그 일정 비율을 a라 하면, 1/a가 될 것이다.When a current is conducted in the light emitting unit 21 to generate a signal, the signal is input to the light receiving unit 20 connected to the input terminal of the PWM integrated circuit 11. That is, the photo coupler including the light emitting unit 21 and the light receiving unit 20 has a dimming voltage of a predetermined magnitude detected at the dimming input terminal 60 and has a constant ratio of the output voltage Vo converted to this value. (I.e., the magnitude of the converted output voltage divided by the above-mentioned resistor) and a function of informing the PWM integrated circuit 11 that the converted output voltage Vo of a predetermined multiple of the dimming voltage should be output when there is an error. Do this. The constant multiple magnitude may be 1 / a, for example, when the output voltage Vo converted to a constant ratio to be input to the second input terminal of the amplifier 30 is divided, and the constant ratio is a.

수광부(20)에 신호가 입력될 때, 수광부(20)에는 디밍 전압과 변환된 출력 전압(Vo)의 차이값에 해당하는 크기의 전압에 대한 정보가 포함되어 있다. 이 정보가 PWM 집적회로(11)에 입력되면, PWM 집적회로(11)는 상기 언급한 기능에 따라서 전원 공급부(10)의 출력 전압을 디밍 전압의 일정 배수 크기가 되도록 변환하여 출력하게 된다. When a signal is input to the light receiver 20, the light receiver 20 includes information about a voltage having a magnitude corresponding to a difference between the dimming voltage and the converted output voltage Vo. When this information is input to the PWM integrated circuit 11, the PWM integrated circuit 11 converts the output voltage of the power supply unit 10 so as to be a predetermined multiple of the dimming voltage according to the above-described function.

이렇게 되면, 상기 PWM 집적회로(11)로부터 증폭기(30)로 인가되는 전압의 흐름에 따라서 증폭기(30)의 제2 입력 단자에 디밍 전압에 대응하는 전압이 인가되며, 이러한 경우 증폭기(30)의 출력 전압 신호가 꺼지게 되고, 이에 따라서 스위치(32)에 의해 전류가 도통하지 않게 되어 발광부(21)의 신호 발생이 멈추게 되는 동시에, LED 조명(50)에 인가되는 출력 전압은 디밍 전압의 범위(0~10V)의 일정 배수를 갖는 크기를 갖게 되며, 이는 상기 언급한 일정 비율의 역수에 해당하는 배수를 갖게 된다. 본 발명에서는, 일정 비율이 1/2이고 디밍 전압이 0~10V이기 때문에, LED 조명(50)에 인가되는 전압(Vo)의 크기는, 0~20V가 될 것이다.In this case, a voltage corresponding to the dimming voltage is applied to the second input terminal of the amplifier 30 according to the flow of the voltage applied from the PWM integrated circuit 11 to the amplifier 30, in which case the amplifier 30 The output voltage signal is turned off, and thus the current is not conducted by the switch 32 so that the signal generation of the light emitting portion 21 is stopped, and the output voltage applied to the LED light 50 is in the range of dimming voltage ( 0 to 10V), which has a constant multiple, which has a multiple corresponding to the reciprocal of the above-mentioned constant ratio. In the present invention, since the constant ratio is 1/2 and the dimming voltage is 0 to 10V, the magnitude of the voltage Vo applied to the LED light 50 will be 0 to 20V.

종래의 스위칭 모드 전원 공급 장치를 이용한 디밍에 있어서는, 증폭기(30)를 두 개 이상 사용하여 디밍 기능을 구현해 왔다. 그러나, 본 발명에서는 포토커플러(20, 21) 및 하나의 증폭기(30)를 이용하여 디밍 기능을 구현하는 동시에, 절연부(40)를 이용하여 역전류를 방지할 수 있는 구성이 포함되어 있어, 저렴한 가격에 빠른 전압 및 전류 안정화가 가능한 디밍 장치의 구현이 가능하다.In dimming using a conventional switching mode power supply, the dimming function has been implemented using two or more amplifiers 30. However, the present invention includes a configuration capable of implementing a dimming function using the photocoupler 20, 21 and one amplifier 30, and at the same time to prevent the reverse current using the insulating portion 40, Dimming devices that enable fast voltage and current stabilization at an affordable price are possible.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전류 LED 디밍 장치의 블록도이다. 이하의 설명에서, 도 1에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.2 is a block diagram of a constant current LED dimming apparatus according to an embodiment of the present invention. In the following description, portions that overlap with the description of FIG. 1 will be omitted.

도 2에는, 본 발명의 일 실시예의 구현에 따른 전압 변화의 흐름을 파악할 수 있는 블록도가 도시되어 있으며, 각 블록 내의 구성들은, 하나 이상의 아날로그 또는 디지털 소자를 포함할 수 있다. FIG. 2 is a block diagram illustrating the flow of voltage changes according to an embodiment of the present invention, and the components in each block may include one or more analog or digital elements.

먼저, 전원 공급부(100)는, 교류의 전원을 입력 받아 출력 전압 조절부(110)에 직류의 정전류를 갖고 기설정된 크기(예를 들어 22V)의 전압을 인가하는 기능을 수행한다. 상기 언급한 바와 같이, 전원 공급부(100)에는 교류의 전원을 직류로 변환하는 컨버터와, 전류의 크기를 일정하게 하는 안정기가 포함될 수 있다.First, the power supply unit 100 receives an AC power and performs a function of applying a voltage of a predetermined size (for example, 22V) with a constant current of DC to the output voltage adjusting unit 110. As mentioned above, the power supply unit 100 may include a converter for converting AC power to DC and a ballast for making a constant current.

출력 전압 조절부(110)는 디밍 입력부(600)를 통해 입력된 전압에 대응하는 크기를 갖도록 전압을 조절하게 하는 포토 커플러(200)의 신호를 수신하여, 전원 공급부(100)로부터 인가된 전원의 전압 및 전류를 조절하여 출력하는 기능을 수행한다. 본 발명에서 출력 전압 조절부(110)는 스위칭 모드 전원 공급 장치에 포함된 구성이기 때문에, PWM 집적회로를 포함하여 구성될 수 있다. PWM 집적회로에서는, 전원 공급부(100)로부터 인가된 전원의 전압 및 전류의 크기를 조절하기 위해, 전원의 듀티비 등을 조절하게 된다.The output voltage adjusting unit 110 receives a signal of the photo coupler 200 to adjust the voltage to have a magnitude corresponding to the voltage input through the dimming input unit 600, the power of the power applied from the power supply 100 It controls the voltage and current to output. In the present invention, since the output voltage adjusting unit 110 is included in the switching mode power supply, the output voltage adjusting unit 110 may include a PWM integrated circuit. In the PWM integrated circuit, in order to adjust the magnitude of the voltage and current of the power applied from the power supply unit 100, the duty ratio of the power supply is adjusted.

제1 스위치(120)는 듀티비가 조절된 전원을 절연부(400)에 인가할 수 있도록 도통되어, 전압 및 전류 등의 크기를 조절한다. 절연부(400)는 인가된 전압만을 전압 증폭부(300)에 인가함으로써, 제1 스위치(120) 이하의 구성인 출력 전압 조절부(110) 및 전원 공급부(100)로의 역전류를 방지하는 기능을 수행한다.The first switch 120 is turned on so as to apply the power having the duty ratio adjusted to the insulation unit 400 to adjust the magnitude of voltage and current. The insulating unit 400 applies only the applied voltage to the voltage amplifying unit 300 to prevent reverse currents to the output voltage adjusting unit 110 and the power supply unit 100 having the configuration below the first switch 120. Do this.

전압 증폭부(300)는 디밍 입력부(600)로부터 인가된 디밍 전압과, 절연부(400)의 출력단의 전압, 즉 도 1에 대한 설명에 의하면 “변환된 출력 전압”의 일정 비율에 대응하는 전압의 차이에 해당하는 크기의 전압을 출력하는 기능을 수행하며, 동시에 LED 조명(500)에 변환된 출력 전압을 인가하는 기능을 수행한다.The voltage amplifier 300 may include a dimming voltage applied from the dimming input unit 600 and a voltage of an output terminal of the insulation unit 400, that is, a voltage corresponding to a predetermined ratio of the “converted output voltage” according to the description of FIG. 1. It performs a function of outputting a voltage of a magnitude corresponding to the difference, and at the same time performs a function of applying the converted output voltage to the LED light (500).

포토 커플러(200)는, 전압 증폭부(300)에서 출력되는 전압의 정보를 출력 전압 조절부(110)에 전달하여, 디밍 전압에 따라서 그 크기가 변환된 출력 전압을 출력하도록 명령하는 기능을 수행한다. 포토 커플러(200)의 입력에 따라 출력 전압 조절부(110)에서 출력되는 전압은, 그 크기가 디밍 전압의 일정 배수(예를 들어 2배)가 될 것이다. 일정 배수는, 전압 증폭부(300)에서 나눠지는 변환된 출력 전압의 비율의 역수에 대응한다.The photo coupler 200 transmits the information of the voltage output from the voltage amplifier 300 to the output voltage adjusting unit 110 and commands the output coupler 200 to output an output voltage whose magnitude is converted according to the dimming voltage. do. The voltage output from the output voltage adjusting unit 110 according to the input of the photo coupler 200 will be a predetermined multiple (for example, twice) of the dimming voltage. The constant multiple corresponds to the reciprocal of the ratio of the converted output voltage divided by the voltage amplifier 300.

도 3은 본 발명의 일 실시예의 구현에 의한 디밍 방법의 플로우차트이다. 이하의 설명에서, 도 1 및 2에 대한 설명과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.3 is a flowchart of a dimming method according to an embodiment of the present invention. In the following description, a description of portions overlapping with the description of FIGS. 1 and 2 will be omitted.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 구현에 의한 디밍 방법은, 먼저 디밍 입력 전압을 인지하는 단계(S1)를 포함한다. 디밍 입력 전압이 인가되면, 출력 전압과 디밍 입력 전압의 오차 전압이 발생하는 단계(S2)가 수행된다. 정확히는 출력 전압의 일정 비율에 해당하는 전압과 디밍 입력 전압 간의 오차 전압이 발생하게 된다. 출력 전압은, 도 1 및 2에 대한 설명에서 “변환된 출력 전압”과 동일한 의미를 갖는다.Referring to FIG. 3, a dimming method according to an embodiment of the present invention includes first recognizing a dimming input voltage (S1). When the dimming input voltage is applied, step S2 of generating an error voltage between the output voltage and the dimming input voltage is performed. To be exact, an error voltage between the dimming input voltage and a voltage corresponding to a certain ratio of the output voltage is generated. The output voltage has the same meaning as the "converted output voltage" in the description of FIGS. 1 and 2.

S2 단계에 의해 오차 전압이 발생되면, 도 1의 스위치(32)가 동작하여 오차 전압이 발광부(21)에 인가되어 발광부(21)가 작동하는 단계(S3)가 수행된다. 발광부(21)가 작동하게 되면, 발광부(21)로부터는 오차 전압의 크기를 포함하는 정보가 발생된다. 정확하게는, 발광부(21)로부터 발생되는 신호의 크기는 오차 전압의 크기에 비례할 것이다.When an error voltage is generated by the step S2, the switch 32 of FIG. 1 is operated to apply the error voltage to the light emitting unit 21 to perform the operation of the light emitting unit 21 (S3). When the light emitter 21 is operated, information including the magnitude of the error voltage is generated from the light emitter 21. Precisely, the magnitude of the signal generated from the light emitting portion 21 will be proportional to the magnitude of the error voltage.

S3 단계에 의해 발광부가 작동하게 되면, 출력 전압 조절부 측의 수광부가 발광부의 작동을 인지하여 오차 전압에 대해 보상하도록 하는 오차 전압 보상 신호를 PWM 집적회로에 입력하는 단계(S4)가 수행된다. 오차 전압 보상 신호는, 발광부에서 발생되는 오차 전압의 크기를 포함하는 정보를 의미하며, 정확히는 오차 전압의 크기 그 자체를 의미한다.When the light emitting unit is operated by the step S3, a step S4 of inputting an error voltage compensation signal to the PWM integrated circuit to allow the light receiving unit of the output voltage adjusting unit to recognize the operation of the light emitting unit and compensate for the error voltage is performed. The error voltage compensation signal refers to information including the magnitude of the error voltage generated in the light emitting unit, and precisely means the magnitude of the error voltage itself.

이후, PWM 집적회로에서는 오차를 보상하여 변환된 출력 전압을 전원측 스위치에 인가함으로써, LED 조명에 디밍 입력 전압의 일정 배수에 해당하는 출력 전압이 인가되도록 하는 단계(S5)가 수행되며, 이후, 상기 S1 단계 내지 S5 단계의 수행에 의해 변환된 출력 전압 및 전류가 안정화되는 단계(S6)가 수행된다. Subsequently, in the PWM integrated circuit, an error voltage is compensated and the converted output voltage is applied to the power supply side switch so that an output voltage corresponding to a predetermined multiple of the dimming input voltage is applied to the LED lighting (S5). A step S6 of stabilizing the output voltage and current converted by performing the steps S1 to S5 is performed.

도 4는 본 발명의 일 실시예의 구현에 의해 증폭기를 중심으로 전압 및 전류가 안정화되는 흐름을 도시한 것이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 3에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.4 illustrates a flow in which voltage and current are stabilized around an amplifier by implementing one embodiment of the present invention. In the following description, portions overlapping with the description of FIGS. 1 to 3 will be omitted.

도 4를 참조하면, LED 조명에 인가되는 출력 전압(Vo)의 단자에 인가된 전압의 크기가 저항(R1)에 의해 반으로 나뉘어지고, 출력 전압(Vo)의 반절의 크기(Vo/2)만큼이, 증폭기(30)의 부 전압 입력 단자에 입력된다(S10). 반면, 예를 들어 0~10V의 크기를 갖는 디밍 전압이 증폭기(30)의 정 전압 입력 단자에 입력된다(S11). 이렇게 되면, 증폭기(30)의 출력 전압이 생성되어(S12), 이 출력 전압은 스위치(32)를 동작시키게 된다(S13).Referring to FIG. 4, the magnitude of the voltage applied to the terminal of the output voltage Vo applied to the LED light is divided in half by the resistor R1, and the magnitude of the half of the output voltage Vo is Vo / 2. This is input to the negative voltage input terminal of the amplifier 30 (S10). On the other hand, for example, a dimming voltage having a size of 0 to 10V is input to the constant voltage input terminal of the amplifier 30 (S11). In this case, an output voltage of the amplifier 30 is generated (S12), and the output voltage operates the switch 32 (S13).

스위치(32)의 동작에 따라서 발광부(21) 양단이 도통되어 발광부(21) 양단에 전류가 흐르게 되면서, 발광부(21)가 동작하게 된다(S14). 발광부(21)의 동작에 따라서, PWM 집적회로에 의해 출력 전압이 하강하게 되면(S15), OPAMP인 증폭기(30)의 부 전압 입력 단자의 전압이 디밍 전압과 같아지게 된다(S16). 이렇게 되면 스위치(32)가 꺼지게 되면서, 출력 전압 및 전류가 안정화된다(S17).In accordance with the operation of the switch 32, both ends of the light emitting portion 21 are turned on so that a current flows through both ends of the light emitting portion 21, and the light emitting portion 21 operates (S14). According to the operation of the light emitting unit 21, when the output voltage is lowered by the PWM integrated circuit (S15), the voltage of the negative voltage input terminal of the amplifier 30, which is the OPAMP is equal to the dimming voltage (S16). In this case, the switch 32 is turned off, and the output voltage and the current are stabilized (S17).

상기의 과정을 통해, 하나의 증폭기(30)만을 가지고 빠르게 LED 조명에 인가되는 전압 및 전류를 안정화시킬 수 있다.
Through the above process, it is possible to quickly stabilize the voltage and current applied to the LED light with only one amplifier 30.

Claims (6)

전원 공급부의 출력 전압의 크기를 변환하는 출력 전압 조절부;
제1 입력 단자에는 디밍 입력부로부터 입력된 디밍 전압이 인가되고, 제2 입력 단자에는 상기 출력 전압 조절부에서 변환된 출력 전압의 일정 비율에 대응하는 전압이 인가되는 증폭기;
상기 증폭기의 출력 전압에 따라 개폐가 제어되는 스위치; 및
상기 스위치의 일측에 연결되어 전류의 흐름을 감지하고, 상기 전류의 크기에 비례하는 신호를 송출하는 발광부와, 상기 출력 전압 조절부 측의 수광부를 포함하는 포토 커플러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전류 LED 디밍 장치.An output voltage adjusting unit for converting an output voltage of the power supply unit;
An amplifier to which a dimming voltage input from a dimming input unit is applied to a first input terminal, and a voltage corresponding to a predetermined ratio of the output voltage converted by the output voltage adjusting unit is applied to a second input terminal;
A switch whose opening and closing is controlled according to the output voltage of the amplifier; And
And a photo coupler including a light emitting unit connected to one side of the switch to sense the flow of current and transmitting a signal proportional to the magnitude of the current, and a light receiving unit at the output voltage adjusting unit. Constant Current LED Dimming Device. 제1항에 있어서,
상기 출력 전압 조절부는,
상기 수광부의 신호를 입력 받아 상기 전원 공급부의 출력 전압의 크기를 변환하는 PWM 집적회로; 및
상기 PWM 집적회로에서 출력된 상기 변환된 출력 전압이 상기 증폭기의 제2 입력 단자에 인가되도록 도통되는 전원 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전류 LED 디밍 장치.The method of claim 1,
The output voltage adjusting unit,
A PWM integrated circuit which receives a signal of the light receiver and converts a magnitude of an output voltage of the power supply; And
And a power switch which is turned on so that the converted output voltage output from the PWM integrated circuit is applied to the second input terminal of the amplifier. 제1항에 있어서,
상기 출력 전압 조절부는,
상기 변환된 출력 전압의 상기 일정 비율에 대응하는 전압의 크기가 상기 디밍 입력 전압과 같도록 그 변환된 출력 전압을 변환하는 것을 특징으로 하는 정전류 LED 디밍 장치.The method of claim 1,
The output voltage adjusting unit,
And converting the converted output voltage so that the magnitude of the voltage corresponding to the predetermined ratio of the converted output voltage is equal to the dimming input voltage. 제1항에 있어서,
상기 증폭기와 상기 출력 전압 조절부 사이의 절연부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전류 LED 디밍 장치.The method of claim 1,
And an insulation unit between the amplifier and the output voltage adjuster. 제1항에 있어서,
상기 일정 비율은 50%인 것을 특징으로 하는 정전류 LED 디밍 장치.The method of claim 1,
The constant current LED dimming device, characterized in that 50%. 제1항에 있어서,
상기 증폭기의 출력 전압은 상기 제1 입력 단자와 상기 제2 입력 단자에 인가되는 전압의 차이에 대응하는 전압인 것을 특징으로 하는 정전류 LED 디밍 장치.The method of claim 1,
The output voltage of the amplifier is a constant current LED dimming device, characterized in that the voltage corresponding to the difference between the voltage applied to the first input terminal and the second input terminal.
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