KR101269563B1 - Ｌｅｄ 조명기구의 사용 전압 검출이 가능한 전원공급장치 - Google Patents

Ｌｅｄ 조명기구의 사용 전압 검출이 가능한 전원공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원공급장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치는 전압을 공급하는 전압공급기; 사전에 소비전력이 설정되어 있으며, 사전 설정된 소비전력에 따라 상기 전압공급기로부터 공급되는 전압에 대응되는 전류를 LED 조명기구로 공급하는 고정 전류 회로; 상기 LED 조명기구로부터 출력되는 부하전류를 검출하는 검출회로; 상기 검출된 부하전류를 이용하여 LED 조명기구의 사용전압을 검출하여 설정하는 사용전압 검출모드 및 상기 설정된 사용전압으로 LED 조명기구에 고정적으로 전압을 공급하도록 전압공급기를 제어하는 구동모드로 동작하는 제어기;를 구비한다. 본 발명에 따른 전원공급장치는 규격에 맞는 컨버터를 구비하지 않고도 사용전압을 정확히 감지하여 고정적으로 공급할 수 있어, 제조사 또는 제품마다 사용전압이 다른 어떠한 종류의 LED 조명기구에도 호환이 가능하다.

Description

ＬＥＤ 조명기구의 사용 전압 검출이 가능한 전원공급장치{An electric power driver detectable using voltage for LED lamp}
본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 제조사 또는 LED 단일 소자의 구동전압 오차로 인하여 LED 조명기구마다 다른 사용전압을 갖는 LED 조명의 부하 전류를 감지하고, LED 조명에 사용되는 정확한 사용전압을 출력함으로써, 사용 전압이 다른 어떠한 LED 조명기구에도 호환이 가능하며, LED 조명기구의 수명 단축을 개선할 수 있는 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치에 관한 것이다.
조명등은 전원을 공급받아 전기에너지를 빛에너지로 전환함으로써 사용자에게 어두운 곳에서도 물체를 식별할 수 있도록 하는 도구이다. 현재 사용되고 있는 조명등으로는 백열전구, 현광등 및 LED 등이 있다. 여기서, 백열전구는 저렴하게 제작할 수 있지만 빛보다는 열이 더 많이 발생하는 단점이 있다. 또한, 형광등은 백열전구보다 전기에너지를 빛 에너지로 전환하는 비율이 커서, 에너지 절약이라는 장점을 가지지만 점등에 소요되는 시간이 길고 그 수명이 짧다는 단점이 있다.
LED(Light emitting diode)는 비록 아직까지 제작비용은 경제성이 떨어지지만, 작은 전력으로 높은 조도를 얻으면서 그 수명도 1회 사용에 특별한 수리 없이도 3년 이상(1일 12시간 사용기준 15년이상)으로 획기적으로 길어서 장래의 조명등으로서 선호되고 있다. 일반적으로 LED란, 전류를 흘리면 발광하는 다이오드로서 반도체의 PN 접합면에 소수 캐리어를 주입시키면 전자가 보다 높은 에너지 준위로 여기 되고, 다시 안정된 상태로 돌아올 때 가지고 있던 에너지가 빛의 파장대를 가진 전자파로 형성되어 방사되는 발광 소자이다.
LED 조명 기구는 사용용도에 따라 빛의 강약 조절을 할 수 있고, 에너지 절약과 사용자의 시력을 보호할 수 있고, 반영구적인 수명을 갖으며, 주위 온도의 변화에도 영향을 미치지 않는 첨단의 전구라는 장점을 가지지만, 아직 표준화된 규격이 확정되지 않아 사용하는 LED 단일 소자의 구동 전압이 다르거나 설계자들의 편의에 따라 각기 설계 방식이 달라 제조사마다 다른 사용 전압의 LED 조명 기구를 만들어 내고 있는 실정이다. 따라서, 소비 전력이 같은 LED 조명기구라도 사용되는 전압이 다르기 때문에 그의 규격에 맞는 전원공급장치를 사용할 수밖에 없어, 일반 소비자가 쉽게 LED 조명기구를 교체하는 것이 어렵기 때문에 LED 조명기구의 보급을 저해하고 있다.
또한, 동일한 제조사의 LED조명기구라도 실제로 양산되는 제품의 경우 공정상의 편차로 인하여 구동전압이 동일한 LED 소자를 생산하는 것은 불가능하다. 따라서, 전술한 이유로 LED 소자들은 제품의 특성을 기재하는 데이터시트에 사용전압을 단일전압으로 구분하는 것이 아니라, 랭크(rank)라는 범위로 구분되어 판매되고 있다.
Figure 112011051802417-pat00001
Figure 112011051802417-pat00002
표 1 및 표 2는 S 사 및 L 사의 LED 소자의 데이터시트이다. 표 1 및 표 2를 참조하면, LED 소자의 구동전압은 단일 전압으로 정의하지 않고, 최소값과 최대값의 범위로 구분함을 알 수 있다. 이와 같이, 양산되는 LED 소자들의 구동전압 오차들로 인하여 LED 조명기구의 양산 제품의 사용전압이 제품마다 동일하지 않으므로, 이러한 LED 조명기구의 양산제품에 단일의 전압을 인가하는 것은 LED 조명기구의 수명을 단축시키는 문제점을 발생시키게 된다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전원공급장치에 있어서, LED 조명을 구동하기 전에 LED 조명의 부하 전류를 감지하고, 감지된 부하전류를 이용하여 LED 조명에 사용되는 정확한 사용 전압을 출력하도록 함으로써, 사용 전압이 다른 어떠한 LED 조명기구에도 호환이 하도록 하는 LED 조명기구의 사용 전압 검출이 가능한 전원공급장치를 제공하고자 하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징은, LED 조명기구로 전원을 제공하는 전원공급장치에 있어서, 전압을 공급하는 전압공급기; 사전에 소비전력이 설정되어 있으며, 사전 설정된 소비전력에 따라 상기 전압공급기로부터 공급되는 전압에 대응되는 전류를 LED 조명기구로 공급하는 고정 전류 회로; 상기 LED 조명기구로부터 출력되는 부하전류를 검출하는 검출회로; 상기 검출된 부하전류를 이용하여 LED 조명기구의 사용전압을 검출하여 설정하는 사용전압 검출모드 및 상기 설정된 사용전압으로 LED 조명기구에 고정적으로 전압을 공급하도록 전압공급기를 제어하는 구동모드로 동작하는 제어기;를 구비하고, 상기 제어기의 사용전압 검출모드는 상기 고정전류회로에 설정된 소비전력을 제공받고, 사전에 설정된 범위의 최소 전압부터 일정한 간격으로 증가시켜 상기 LED 조명기구로 전압을 인가하도록 전압공급기를 제어하고, 인가된 전압에 따른 부하전류를 상기 검출회로로부터 검출하고, 상기 인가된 전압 및 상기 검출된 부하전류를 이용하여 LED 조명기구의 소비전력을 계산하고, 상기 계산된 소비전력과 상기 고정전류회로에 설정된 소비전력을 비교하고, 상기 계산된 소비전력과 상기 설정된 소비전력이 동일한 경우 상기 인가된 전압을 LED 조명기구의 사용전압으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
전술한 특징에 따른 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치에 있어서, 상기 전압공급기는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation; 이하, PWM) 제어 방식에 의해 전압을 조절하는 PWM 발생장치인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치에 있어서, 상기 검출회로는 사전에 설정된 저항값을 갖는 저항을 구비하고, 상기 LED 조명용 전원공급장치는 아날로그 디지털 변환기(A/D converter)를 더 구비하고, 상기 아날로그 디지털 변환기는 상기 검출회로의 저항 양 단에 걸리는 전압을 측정하여 상기 제어기로 전송하고, 상기 제어기는 상기 전송된 전압 및 상기 저항의 저항값을 이용하여 상기 부하전류를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치에 있어서, 상기 제어기는 메모리부를 더 구비하여, 상기 설정된 사용전압을 상기 메모리부에 저장하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치에 있어서, 상기 전원공급장치는 사용전압 검출용 스위치를 더 구비하고, 상기 제어기는 상기 사용전압 검출용 스위치를 통해 사용전압 검출요청이 입력되면, 상기 사용전압 검출모드로 동작한 후 상기 구동모드로 동작하고, 상기 사용전압 검출용 스위치를 통해 사용전압 검출요청이 입력되지 않으면, 상기 메모리부에 저장된 사용전압을 이용하여 상기 구동모드로만 동작하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치에 있어서, 상기 제어기는 상기 메모리부에 사용전압이 저장되면, 상기 전원공급장치를 재부팅한 후 상기 메모리부에 저장된 사용전압을 공급하도록 전압공급기를 제어하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은, LED 조명기구의 사용전압을 감지하는 전원공급장치의 제어기의 제어방법에 있어서, (a) 사전에 설정된 소비전력을 제공받는 단계; (b) 상기 설정된 소비전력을 이용하여, LED 조명기구의 사용전압을 검출하고, 상기 검출된 사용전압을 LED 조명기구의 사용전압으로 설정하는 단계; 및 (c) 상기 설정된 사용전압에 따라 상기 LED 조명기구로 전압을 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 특징에 따른 전원공급장치의 제어기의 제어방법에 있어서, 상기 (b) 단계는 (b1) 사전에 설정된 범위에서 가장 낮은 전압을 LED 조명기구로 인가하는 단계; (b2) 상기 전압에 의해 상기 LED 조명기구로부터 출력되는 부하전류를 검출하는 단계; (b3) 상기 검출된 부하전류 및 상기 인가된 전압을 이용하여 LED 조명기구의 소비전력을 계산하는 단계; (b4) 상기 설정된 소비전력과 상기 계산된 소비전력을 비교하는 단계; (b5) 상기 설정된 소비전력과 상기 계산된 소비전력이 다를 경우, 두 소비전력이 동일해질 때까지 전압을 일정한 간격으로 증가시켜 LED 조명기구로 공급하면서 상기 (b2) 단계 내지 (b4) 단계를 반복하고, 상기 두 소비전력이 동일한 경우 상기 인가된 전압을 LED 조명기구의 사용전압으로 설정하는 단계;를 포함한다.
전술한 특징에 따른 전원공급장치의 제어기의 제어방법에 있어서, 상기 전원공급장치의 제어기의 제어방법은 PWM 발생장치를 이용하여 펄스폭변조 제어방식에 의해 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 전원공급장치의 제어기의 제어방법에 있어서, 상기 (b2) 단계는 상기 LED 조명기구로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로에 사전에 설정된 저항값을 갖는 저항을 배치하고, 상기 저항의 양단에 걸리는 전압을 측정하여 상기 부하전류를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 전원공급장치의 제어기의 제어방법에 있어서, 상기 (b) 단계 이후에 설정된 사용전압을 메모리부에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 전원공급장치의 제어기의 제어방법에 있어서, 상기 메모리부에 사용전압이 저장되면, 상기 전원공급장치를 재부팅한 후 상기 메모리부에 저장된 사용전압을 공급하도록 전압공급기를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 전원공급장치의 제어기의 제어방법에 있어서, 상기 전원공급장치의 제어기의 제어방법은 외부로부터 사용전압 검출요청이 입력되면 상기 (b) 단계 및 (c) 단계를 순차적으로 수행하고, 사용전압 검출요청이 입력되지 않으면 상기 메모리부에 저장된 사용전압을 이용하여 상기 (b) 단계를 생략하고, 상기 (c) 단계만 수행하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치는 상기 전원공급장치에 장착된 LED 조명기구로 전압을 낮은 전압부터 일정한 간격으로 증가시켜 공급하고, 이때 LED 조명기구를 거쳐 제공되는 부하전류를 검출하여 설정된 소비전력과 비교하는 반복적인 과정을 통해 상기 LED 조명기구의 정확한 사용전압을 감지할 수 있게 된다.
또한, 상기 사용전압을 메모리부에 저장한 후 LED 조명기구를 재부팅하여 상기 사용전압이 LED 조명기구로 고정적으로 공급되도록 설정함으로써, LED 조명기구의 정확한 사용전압을 인가할 수 있게 되어 LED 조명기구의 수명을 최대한 확보할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치는 사전에 설정된 전압 범위 내에서 낮은 전압부터 순차적으로 LED 조명기구로 굉장히 짧은 시간으로 공급하므로, LED 조명기구의 손상없이 사용전압을 감지할 수 있다는 장점을 갖게 된다.
한편, 본 발명에 따른 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치는 규격에 맞는 컨버터를 구비하지 않고도 사용전압을 정확히 감지하여 고정적으로 공급할 수 있어, 제조사 또는 제품마다 사용전압이 다른 어떠한 종류의 LED 조명기구에도 호환이 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치의 제어기의 제어방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치 및 그의 제어방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치의 구조도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전원공급장치(10)는 고정전류회로(100), 전압공급기(110), 검출회로(120) 및 제어기(130)를 구비한다. 전술한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전원공급장치(10)는 외부로부터 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환시키기 위한 정류회로 및 EMI 필터를 구비할 수 있으며, LED 조명기구와의 연결을 위한 연결단자를 더 구비할 수 있다.
상기 전압공급기(110)는 제어기의 제어에 따라 전압을 공급한다. 상기 전압공급기(110)는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation; 이하, PWM) 제어 방식에 의해 전압을 조절하는 PWM 발생장치로 구성될 수 있다. 상기 PWM 발생장치는 펄스폭의 듀티비(duty ratio)를 증가시키는 것으로 전압을 증가시키게 된다.
상기 고정전류회로(100)는 사전에 소비전력이 설정되어 있으며, 사전에 설정된 소비전력에 따라 상기 전압공급기(110)로부터 공급되는 전압에 대응되는 전류를 LED 조명기구로 공급한다. 일반적으로, LED 조명기구의 경우 소비전력값은 15 Watt, 20 Watt, 25 Watt, 30 Watt, 33 Watt 중 어느 하나로 선택되어 출시된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전원 공급장치(10)는 상기 고정전류회로(100)에 전술한 15 Watt, 20 Watt, 25 Watt, 30 Watt, 33 Watt 중 어느 하나를 선택하여 소비전력으로 설정할 수 있다. 여기서, 전술한 소비전력은 예에 불과하며, LED 조명기구의 소비전력에 대응되는 소비전력으로 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고정전류회로(100)는 소비전력이 정해져 있으므로, P=VI라는 수학식에 의거하여 일정한 전압이 공급되면 공급되는 전압에 대응되는 정전류를 LED 조명기구로 공급하게 된다.
상기 검출회로(120)는 상기 LED 조명기구로부터 출력되는 부하전류를 검출하도록 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전원 공급장치(10)는 상기 검출회로(120)를 사전에 설정된 저항값을 갖는 저항으로 구비할 수 있다. 여기서, 상기 검출회로(120)를 통해 부하전류를 검출하기 위해서, 상기 저항값은 제어기(130)에서 사전에 저장되고, 상기 전원공급장치(10)는 아날로그 디지털 변환기(Analog Digital converter; A/D converter)를 더 구비하게 된다. 상기 아날로그 디지털 변환기는 상기 검출회로의 저항의 양 단에 걸리는 전압을 측정하여 상기 제어기(130)으로 전송하고, 상기 제어기(130)는 옴의 법칙(V=IR)에 의해 상기 저항의 저항값과 전송된 전압을 이용하여 상기 부하전류를 산출할 수 있게 된다.
상기 제어기(130)는 상기 검출된 부하전류를 이용하여 LED 조명기구의 사용전압을 검출하여 설정하는 사용전압 검출모드 및 상기 설정된 사용전압으로 LED 조명기구에 고정적으로 전압을 공급하도록 전압공급기를 제어하는 구동모드로 동작한다. 상기 제어기(130)가 사용전압 검출모드로 동작되면, 먼저 상기 고정전류회로(100)에 설정된 소비전력을 제공받고, 사전에 설정된 범위의 최소 전압부터 일정한 간격으로 증가시켜 상기 LED 조명기구로 전압을 인가하도록 전압공급기(110)를 제어한다. 일반적으로 LED 조명기구의 사용전압은 12 V, 24 V, 40 V, 44 V, 48 V 을 사용하므로, 본 발명에 따른 전원 공급장치(10)에 장착되는 LED 조명기구의 사용전압을 감지하기 위해서 전압공급기에서 공급하는 전압의 범위를 하나의 예로서 0 V ~ 50 V로 설정할 수 있다. 또한, 전압이 증가되는 간격도 설정할 수 있으므로, 빠른 감지를 원할 때는 간격을 크게 하여 설정하면 되고, 조금 느리더라도 정확한 감지를 원할 때는 간격을 작게 하여 설정하면 된다. 따라서, 상기 예처럼 0 V ~ 50 V로 범위를 설정하고, 증가되는 간격을 0.1 V로 설정하는 경우, 상기 제어기의 제어에 따라 상기 전압공급기(110)는 0 V, 0.1 V, 0.2 V 순으로 순차적으로 증가시켜 고정전류회로(100)에 공급하게 된다.
다음, 상기 인가된 전압에 따른 부하전류를 상기 검출회로(120)로부터 검출하고, 상기 인가된 전압 및 상기 검출된 부하전류를 이용하여 LED 조명기구의 소비전력을 비교한다. 상기 계산된 소비전력과 상기 고정전류회로에 설정된 소비전력이 다를 경우, 인가되는 전압을 일정한 간격으로 증가시켜 공급하면서 그때마다 두 소비전력을 비교하고, 상기 계산된 소비전력과 상기 설정된 소비전력이 동일한 경우, 상기 인가된 전압을 LED 조명기구의 사용전압으로 설정한다.
상기 사전에 설정된 전압의 범위에서, 전압의 최대값을 예를 들어 50 V로 설정했다 하더라도, 사용전압이 검출되는 시점에서 전압을 증가시키면서 공급하는 것을 중단하고, 사용전압을 고정적으로 공급하게 되므로, LED 조명기구는 자신의 사용전압 이상으로 전압이 공급되어 제품이 손상되는 일은 없게 된다. 또한, 상기 전압공급기(110)에서 공급되는 전압은 굉장히 짧은 시간을 갖고 공급되게 함으로써, LED 조명기구에 손상을 입히지 않게 한다. 본 발명에서는 상기 전압이 1 usec로 공급되도록 한다.
LED의 경우, 특정 전압 이상을 인가해야 구동하게 된다. 따라서, 전압공급기(110)에서 LED 조명기구의 구동전압 이하로 전압을 인가하는 경우, 상기 검출회로(120)에서는 전류가 검출되지 않는다. 또한, LED가 구동되는 최저 전압을 인가하여 전류가 검출된다 하더라도 인가된 전압과 부하전류를 이용하여 계산한 소비전력이 고정전류회로(100)에 설정된 소비전력과 다를 경우, 상기 소비전력값에 해당하는 최적의 사용전압과 부하전류를 알아야 하므로, 상기 제어기(130)는 두 소비전력이 동일해질때가지 순차적으로 전압을 증가시켜 공급하고, 각 전압 단계마다 부하전류를 검출하여 상기 두 소비전력을 비교하는 과정을 반복적으로 거치면서, 상기 LED 조명기구의 최적의 사용전압과 부하전류를 검출할 수 있게 되는 것이다.
여기서, 상기 제어기는 메모리부를 더 구비하여, 상기 설정된 소비전력을 상기 메무리부에 저장한다. 본 발명에서 상기 메모리부는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어기(130)는 상기 메모리부에 사용전압이 저장되면, 상기 전원공급장치를 재부팅한 후 상기 메무리부에 저장된 사용전압을 공급하도록 전압공급기를 제어하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 전원공급장치(10)는 사용전압 검출용 스위치를 더 구비할 수 있다. 상기 제어기(130)는 상기 사용전압 검출용 스위치를 통해 사용전압 검출요청이 입력되면, 상기 사용전압 검출모드로 동작한 후 상기 구동모드로 동작하고, 상기 사용전압 검출용 스위치를 통해 사용전압 검출요청이 입력되지 않으면, 상기 메모리부에 저장된 사용전압을 이용하여 상기 구동모드로만 동작하게 된다. 본 발명에 따른 전원공급장치(10)는 사용전압 검출용 스위치를 더 구비함으로써, LED 조명기구에 전원을 인가할 때마다 매번 사용전압 검출모드가 동작되는 번거로움을 제거할 수 있다. 상기 사용전압 검출모드는 사용자에 선택에 따라 새로운 LED 조명기구로 교체할 때만 사용할 수 있게 된다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치는 상기 전원공급장치에 장착된 LED 조명기구로 전압을 낮은 전압부터 일정한 간격으로 증가시켜 공급하고, 이때 LED 조명기구를 거쳐 제공되는 부하전류를 검출하여 설정된 소비전력과 비교하는 반복적인 과정을 통해 상기 LED 조명기구의 정확한 사용전압을 감지할 수 있게 된다. 또한, 상기 사용전압을 메모리부에 저장한 후 LED 조명기구를 재부팅하여 상기 사용전압이 LED 조명기구로 고정적으로 공급되도록 설정함으로써, LED 조명기구의 정확한 사용전압을 인가할 수 있게 되어 LED 조명기구의 수명을 최대한 확보할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 전원공급장치는 사전에 설정된 전압 범위 내에서 낮은 전압부터 순차적으로 LED 조명기구로 굉장히 짧은 시간으로 공급하므로, LED 조명기구의 손상없이 사용전압을 감지할 수 있다는 장점을 갖게 된다.
이하, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전원공급장치의 제어기의 제어방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전원공급장치의 제어기의 제어방법을 순차적으로 도시한 순서도이다. 먼저, 본 발명에 따른 전원공급장치의 제어기는 고정전류회로로부터 사전에 설정된 소비전력을 제공받는다(S200).
다음, 상기 설정된 소비전력을 이용하여, LED 조명기구의 사용전압을 검출하고, 상기 검출된 사용전압을 LED 조명기구의 사용전압으로 설정한다.
상기 단계에서, 상기 제어기는 사전에 설정된 전압의 범위에서 가장 낮은 전압을 초기 전압으로 하여 LED 조명기구로 인가한다(S210). 이때, 상기 전압의 범위가 0 V ~ 50 V로 설정되어 있다면, 0 V부터 공급하는 것이 바람직하다. 상기 인가된 전압에 의해 상기 LED 조명기구로부터 출력되는 부하전류를 검출한다(S220). LED 조명기구는 특정 전압 이상의 전압이 인가되어야만 구동하므로 낮은 전압에서는 전류가 흐르지 않는다. 따라서, 가장 낮은 전압부터 일정한 간격으로 전압을 증가시켜 공급하여 전류가 검출되는 순간부터 다음 단계를 수행하는 것이 효과적이다. 이후, 상기 검출된 부하전류 및 상기 인가된 전압을 이용하여 소비전력을 계산하고(S230), 상기 계산된 소비전력과 상기 설정된 소비전력을 비교한다(S240). 상기 설정된 소비전력과 상기 계산된 소비전력이 다를 경우, 두 소비전력이 동일해질 때까지 전압을 일정한 간격으로 증가시켜 LED 조명기구로 공급하면서(S250) 부하전류를 검출하고, 상기 인가된 전압을 이용하여 소비전력을 계산하고, 상기 계산된 소비전력과 상기 설정된 소비전력을 비교하는 과정을 반복하여 수행한다. 한편, 상기 두 소비전력이 동일한 경우, 이때 인가된 전압을 LED 조명기구의 사용전압으로 설정한다(S260).
다음, 상기 설정된 사용전압에 따라 상기 LED 조명기구로 전압을 공급한다(S290).
전술한 제어방법을 갖는 본 발명에 따른 전원공급장치의 제어기의 제어방법은 제조사 또는 제품마다 사용전압이 다른 어떠한 종류의 LED 조명기구에 대해 규격에 맞는 컨버터를 구비하지 않고도 사용전압을 정확히 감지하여 고정적으로 공급할 수 있게 된다. 전술한 제어방법에 있어서, LED 조명기구로부터 출력되는 부하전류를 검출하는 방법은 앞서 설명한 바와 동일하므로 생략한다.
이후, 본 발명에 따른 전원공급장치의 제어기는 상기 설정된 전압을 EEPROM과 같은 메모리부에 저장한다(S270). 상기 메모리부에 사용전압의 저장이 완료되면, 상기 제어기는 전원공급장치를 재부팅하여(S280) 구동모드로 변경되어, 상기 메모리부에 저장된 사용전압을 공급하도록 전압공급기를 제어한다(S290).
한편, 본 발명에 따른 전원공급장치의 제어기의 제어방법의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 제어방법은 외부로부터 사용전압 검출요청이 입력되면 상기 사용전압을 검출하는 사용전압 검출모드 및 구동모드를 순차적으로 수행하고, 사용전압이 검출요청이 입력되지 않으면 상기 메모리부에 저장된 사용전압을 이용하여 상기 사용전압 검출모드를 생략하고, 상기 구동모드만 수행할 수 있다(S300).
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치는 전원공급이 필요한 LED 조명기구를 사용하는 모든 분야에 널리 적용될 수 있다. 특히, 일반 형광등을 대체하는 LED 형광등을 사용하는 분야에 활용할 수 있다.
10 : 전원공급장치
100 : 고정전류회로
110 : 전압공급기
120 : 검출회로
130 : 제어기

Claims (13)

  1. LED 조명기구로 전원을 제공하는 전원공급장치에 있어서,
    전압을 공급하는 전압공급기;
    사전에 소비전력이 설정되어 있으며, 사전 설정된 소비전력에 따라 상기 전압공급기로부터 공급되는 전압에 대응되는 전류를 LED 조명기구로 공급하는 고정 전류 회로;
    상기 LED 조명기구로부터 출력되는 부하전류를 검출하는 검출회로;
    상기 검출된 부하전류를 이용하여 LED 조명기구의 사용전압을 검출하여 설정하는 사용전압 검출모드, 및 상기 설정된 사용전압으로 LED 조명기구에 고정적으로 전압을 공급하도록 전압공급기를 제어하는 구동모드로 동작하는 제어기;
    를 구비하고,
    상기 제어기는 메모리부를 구비하며,
    상기 제어기는 사용전압 검출모드로 동작하는 경우 상기 고정전류회로에 설정된 소비전력을 제공받고, 사전에 설정된 범위의 최소 전압부터 일정한 간격으로 증가시켜 상기 LED 조명기구로 전압을 인가하도록 전압공급기를 제어하고, 인가된 전압에 따른 부하전류를 상기 검출회로로부터 검출하고, 상기 인가된 전압 및 상기 검출된 부하전류를 이용하여 LED 조명기구의 소비전력을 계산하고, 상기 계산된 소비전력과 상기 고정전류회로에 설정된 소비전력을 비교하고, 상기 계산된 소비전력과 상기 설정된 소비전력이 동일한 경우 상기 인가된 전압을 LED 조명기구의 사용전압으로 설정하고, 상기 사용전압 검출모드에서 설정된 사용전압을 상기 메모리부에 저장하는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구의 사용 전압 검출이 가능한 전원 공급장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전압공급기는
    펄스폭변조(Pulse Width Modulation; 이하, PWM) 제어 방식에 의해 전압을 조절하는 PWM 발생장치인 것을 특징으로 하는 LED 조명기구의 사용 전압 검출이 가능한 전원 공급장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 검출회로는 사전에 설정된 저항값을 갖는 저항을 구비하고,
    상기 LED 조명용 전원공급장치는 아날로그 디지털 변환기(A/D converter)를 더 구비하고, 상기 아날로그 디지털 변환기는 상기 검출회로의 저항 양 단에 걸리는 전압을 측정하여 상기 제어기로 전송하고,
    상기 제어기는 상기 전송된 전압 및 상기 저항의 저항값을 이용하여 상기 부하전류를 산출하는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원 공급장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 전원공급장치는
    사용전압 검출용 스위치를 더 구비하고,
    상기 제어기는 상기 사용전압 검출용 스위치를 통해 사용전압 검출요청이 입력되면, 상기 사용전압 검출모드로 동작한 후 상기 구동모드로 동작하고, 상기 사용전압 검출용 스위치를 통해 사용전압 검출요청이 입력되지 않으면, 상기 메모리부에 저장된 사용전압을 이용하여 상기 구동모드로만 동작하는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제어기는
    상기 메모리부에 사용전압이 저장되면, 상기 전원공급장치를 재부팅한 후 상기 메모리부에 저장된 사용전압을 공급하도록 전압공급기를 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구의 사용전압 검출이 가능한 전원공급장치.
  7. LED 조명기구의 사용전압을 감지하는 전원공급장치의 제어기의 제어방법에 있어서,
    (a) 사전에 설정된 소비전력을 제공받는 단계;
    (b) 상기 설정된 소비전력을 이용하여, LED 조명기구의 사용전압을 검출하고, 상기 검출된 사용전압을 LED 조명기구의 사용전압으로 설정하는 단계; 및
    (c) 상기 설정된 사용전압에 따라 상기 LED 조명기구로 전압을 공급하는 단계;를 구비하고,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 사전에 설정된 범위에서 가장 낮은 전압을 LED 조명기구로 인가하는 단계;
    (b2) 상기 전압에 의해 상기 LED 조명기구로부터 출력되는 부하전류를 검출하는 단계;
    (b3) 상기 검출된 부하전류 및 상기 인가된 전압을 이용하여 LED 조명기구의 소비전력을 계산하는 단계;
    (b4) 상기 설정된 소비전력과 상기 계산된 소비전력을 비교하는 단계;
    (b5) 상기 설정된 소비전력과 상기 계산된 소비전력이 다를 경우, 두 소비전력이 동일해질 때까지 전압을 일정한 간격으로 증가시켜 LED 조명기구로 공급하면서 상기 (b2) 단계 내지 (b4) 단계를 반복하고, 상기 두 소비전력이 동일한 경우 상기 인가된 전압을 LED 조명기구의 사용전압으로 설정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 제어기의 제어방법.
  8. 삭제
  9. 제 7항에 있어서, 상기 전원공급장치의 제어기의 제어방법은
    PWM 발생장치를 이용하여 펄스폭변조 제어방식에 의해 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 제어기의 제어방법.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 (b2) 단계는
    상기 LED 조명기구로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로에 사전에 설정된 저항값을 갖는 저항을 배치하고, 상기 저항의 양단에 걸리는 전압을 측정하여 상기 부하전류를 산출하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 제어기의 제어방법.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 (b) 단계 이후에
    설정된 사용전압을 메모리부에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 제어기의 제어방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 메모리부에 사용전압이 저장되면, 상기 전원공급장치를 재부팅한 후 상기 메모리부에 저장된 사용전압을 공급하도록 전압공급기를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 제어기의 제어방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 전원공급장치의 제어기의 제어방법은
    외부로부터 사용전압 검출요청이 입력되면 상기 (b) 단계 및 (c) 단계를 순차적으로 수행하고, 사용전압 검출요청이 입력되지 않으면 상기 메모리부에 저장된 사용전압을 이용하여 상기 (b) 단계를 생략하고, 상기 (c) 단계만 수행하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 제어기의 제어방법.
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