KR101370536B1

KR101370536B1 - 엘이디 조명용 전원 장치

Info

Publication number: KR101370536B1
Application number: KR1020120058951A
Authority: KR
Inventors: 성백명; 조정훈
Original assignee: (주)플로우테크
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2014-03-06
Also published as: KR20130135419A

Abstract

본 발명은 PLC(Power Line Communication) 기능을 수행하도록 한 LED 조명용 전원 장치에 관한 것으로, 직류 전원을 공급하는 전원 공급부와, 전원 공급부를 통해 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 고주파 스위칭부와, 고주파 스위칭부에서 변환된 교류 전원을 LED 조명에 맞는 교류 전원으로 변환하는 변압기부와, 변압기부에서 변환된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고 필터링하는 2차 정류 및 필터부와, 2차 정류 및 필터부에서 필터링된 전원을 정전류로 LED 조명에 공급하는 정전류 회로부를 포함한 LED 조명용 전원 장치에 있어서, 스위치부가 전원 공급부와 고주파 스위칭부 사이의 스위치를 온/오프시켜 주며; PLC 모듈부가 관리자 단말과 PLC 통신을 수행하며, 관리자 단말의 제어 명령에 따라 출력 전압과 부하 전류를 계측하여 정전류 회로부의 정전력 제어를 수행하며, 스위치부의 스위치 온/오프 제어 및 정전류 회로부의 디밍 제어를 수행하며; 보조 전원부가 전원 공급부를 통해 공급되는 직류 전원을 필요한 전원으로 PLC 모듈부에 제공하는 것을 특징으로 함으로써, AC 전원선 외에 별도의 라인이나 설비를 구축하지 않고도 적은 비용으로 다중 원격 제어 및 감시를 용이하게 수행할 수 있다.

Description

엘이디 조명용 전원 장치{a Power Apparatus for Lighting LED}

본 발명은 LED(Light Emitting Diode) 조명용 전원 장치에 관한 것으로, 특히 PLC(Power Line Communication) 기능을 수행하도록 한 LED 조명용 전원 장치에 관한 것이다.

일반적인 LED 조명용 전원 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 교류 입력부(101)와, EMI(Electromagnetic Interference) 필터부(102)와, 1차 정류부(103)와, 고주파 스위칭부(104)와, 변압기부(105)와, 2차 정류 및 필터부(106)와, 정전류 회로부(107)와, PWM(Pulse Width Modulation) 제어부(108)와, LED 조명부(109)를 포함하여 이루어진다.

교류 입력부(101)는 외부의 교류 전원을 입력받아 EMI 필터부(102)로 전달한다.

EMI 필터부(102)는 교류 입력 라인의 잡음이 흘러들어오는 것을 막고 내부의 스위칭 잡음이 교류 입력 라인으로 들어오는 것을 막기 위해서, 교류 입력부(101)를 통해 입력되는 교류 전원에서 잡음에 해당하는 주파수 대역을 필터링(Filtering)시켜 1차 정류부(103)로 전달한다.

1차 정류부(103)는 EMI 필터부(102)에서 필터링된 교류 전원을 입력받아 브리지(Bridge) 전파정류회로를 통해 직류 전원으로 변환하여 고주파 스위칭부(104)로 전달한다.

고주파 스위칭부(104)는 PWM 제어부(108)의 제어에 따라 1차 정류부(103)에서 변환된 직류 전원을 고주파 스위칭에 의해 교류 전원으로 변환하여 변압기부(105)로 전달한다.

변압기부(105)는 고주파 스위칭부(104)에서 변환된 교류 전원에 대해 절연을 유지하면서 LED 조명부(109)의 입력 전원에 맞도록 전력을 변환하고 해당 변환된 교류 전원을 2차 정류 및 필터부(106)로 전달한다.

2차 정류 및 필터부(106)는 변압기부(105)에서 변환된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고, 필터링을 거쳐 해당 필터링된 직류 전원을 정전류 회로부(107)로 전달하고, 또한 일부를 PWM 제어부(108)로 피드백시켜 준다.

정전류 회로부(107)는 2차 정류 및 필터부(106)를 거쳐 출력되는 전원을 항상 일정 전류를 LED 조명부(109)로 흘려 일정한 빛의 밝기를 유지시켜 주기 위해서, 트랜지스터(Transistor)가 내장된 리니어(Linear) 회로 방식 또는 스위칭(Switching) 방식에 의해서 정전류의 전원으로 생성시켜 LED 조명부(109)로 공급한다.

PWM 제어부(108)는 2차 정류 및 필터부(106)를 거쳐 출력되는 전원의 일부를 피드백받아 고주파 스위칭부(104)를 제어하여, 2차 정류 및 필터부(106)에 전달되는 교류 전원을 원하는 일정 전압으로 제어해 준다. 여기서, 해당 2차 정류 및 필터부(106)를 거쳐 출력되는 전원의 일부를 피드백받기 위한 PWM 제어부(108)의 출력 전압 피드백 회로는 도 2에 도시된 바와 같다. 또한, 정해진 값에 따라 내부의 출력 전압 피드백 회로 내의 VFB단(궤환 전압단)을 통해 정전류 회로부(107)의 출력이 연결되어, PWM 제어부(108)의 일정 전압으로의 제어 동작이 가능하도록 해 준다.

LED 조명부(109)는 정전류 회로부(107)로부터 공급되는 전원을 다수 개의 LED로 제공한다.

이와 같은 LED 조명용 전원 장치를 보다 효율적으로 관리 및 유지, 보수하기 위해서는, 다중 제어 기능 및 감시 기능을 수행해야 하는데, 여기서 해당 제어 기능으로는 LED 조명의 온/오프 제어, LED 조명의 밝기 조절을 위한 디밍 제어(Dimming Control), LED 조명의 밝기를 일정한 수준으로 유지하기 위한 정전력 제어가 있을 수 있으며, 또한 감시 기능으로는 LED 조명의 전원 상태에 대한 감시, LED 조명의 전원 상태에 대비한 등기구의 상태에 대한 감시가 있을 수 있다.

그런데, 기존의 LED 조명용 전원 장치에서는 관리자가 원격지에서 상술한 다중 제어 기능 및 감시 기능을 수행하기에는 용이하지 않을 뿐만 아니라, 이러한 다중 원격 제어 기능 및 감시 기능을 수행하기 위해서는 이것을 위한 별도의 설비와 해당 설비에 따라 별도의 라인을 설치해야 하며, 이로 인해 비용이 증가되는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 바와 같은 문제점 내지는 필요성을 해결하기 위한 것으로, PLC 모듈을 탑재시켜 PLC 기능을 수행하도록 한 LED 조명용 전원 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 LED 조명용 전원 장치에 PLC 모듈을 내장시켜 줌으로써, 관리자가 원격지에서 PLC 모듈을 통해 다중 원격 제어 및 감시를 용이하게 수행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르면, PLC 기능을 내장시킨 LED 조명용 전원 장치를 제공하여, PLC 기능을 통해 다중 원격 제어 및 감시를 수행하도록 함으로써, AC 전원선 외에 별도의 라인이나 설비를 구축하지 않고도 적은 비용으로 다중 원격 제어 및 감시를 용이하게 수행할 수 있도록 구현한다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 직류 전원을 공급하는 전원 공급부와, 전원 공급부를 통해 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 고주파 스위칭부와, 고주파 스위칭부에서 변환된 교류 전원을 LED 조명에 맞는 교류 전원으로 변환하는 변압기부와, 변압기부에서 변환된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고 필터링하는 2차 정류 및 필터부와, 2차 정류 및 필터부에서 필터링된 전원을 정전류로 LED 조명에 공급하는 정전류 회로부를 포함한 LED 조명용 전원 장치에 있어서, 상기 전원 공급부와 상기 고주파 스위칭부 사이의 스위치를 온/오프시켜 주는 스위치부와; 관리자 단말과 PLC 통신을 수행하며, 관리자 단말의 제어 명령에 따라 출력 전압과 부하 전류를 계측하여 상기 정전류 회로부의 정전력 제어를 수행하며, 상기 스위치부의 스위치 온/오프 제어 및 상기 정전류 회로부의 디밍 제어를 수행하는 PLC 모듈부와; 상기 전원 공급부를 통해 공급되는 직류 전원을 필요한 전원으로 상기 PLC 모듈부에 제공하는 보조 전원부를 더 포함하는 LED 조명용 전원 장치를 제공한다.

여기서, 상기 PLC 모듈부는, 관리자 단말과 PLC 통신을 통해 스위치 제어 명령, 디밍 제어 명령, 정전력 제어 명령을 수신받는 PLC 통신부와; 상기 PLC 통신부를 통해 수신되는 스위치 제어 명령에 따라 스위치 제어 신호를 생성하며, 상기 PLC 통신부를 통해 수신되는 디밍 제어 명령에 따라 디밍 제어 신호를 생성하며, 상기 PLC 통신부를 통해 수신되는 정전력 제어 명령에 따라 계측 명령 신호 및 정전력 제어 신호를 생성하는 메인 프로세서부와; 상기 메인 프로세서부의 스위치 제어 신호에 따라 상기 스위치부를 스위치 온/오프 제어하는 스위치 제어부와; 상기 메인 프로세서부의 디밍 제어 신호에 따라 D/A 컨버터를 통해 상기 정전류 회로부를 디밍 제어하는 디밍 제어부와; 상기 메인 프로세서부의 계측 명령 신호에 따라 상기 2차 정류 및 필터부에서 필터링된 전원의 출력 전압을 계측하는 출력 전압 계측부와; 상기 메인 프로세서부의 계측 명령 신호에 따라 상기 정전류 회로부의 부하 전류를 계측하는 부하 전류 계측부와; 상기 메인 프로세서부의 정전력 제어 신호에 따라 상기 출력 전압 계측부에서 계측된 출력 전압과 상기 부하 전류 계측부에서 계측된 부하 전류를 인가받아 정해진 전력으로 일정하게 유지되도록 D/A 컨버터를 통해 상기 정전류 회로부를 정전력 제어하는 정전력 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

다르게는, 상기 PLC 모듈부는, 상기 정전류 회로부에서 LED 조명으로 공급되는 출력 전압과 LED 조명 동작 시의 전류를 계측하여 정해진 값대로 동작하는지를 감시한 후에, LED 조명의 전원 상태를 상기 PLC 통신부를 통해 관리자 단말에 보고하는 전원 상태 감시부와; 상기 정전류 회로부에서 LED 조명으로 공급되는 출력 전압과 전류를 계측하여 전압은 정상이나 전류가 일정 값 이하인지를 감시한 후에, LED 조명의 등기구 상태를 상기 PLC 통신부를 통해 관리자 단말에 보고하는 등기구 상태 감시부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에 의하면, LED 조명용 전원 장치에 PLC 모듈을 내장시켜 PLC 기능을 통해 다중 원격 제어 및 감시를 수행하도록 함으로써, AC 전원선 외에 별도의 라인이나 설비를 구축하지 않고도 적은 비용으로 다중 원격 제어 및 감시를 용이하게 수행할 수 있다.

도 1은 일반적인 LED 조명용 전원 장치를 나타낸 구성 블록도이다.
도 2는 도 1에 있어 PWM 제어부의 출력 전압 피드백 회로를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명용 전원 장치를 나타낸 구성 블록도이다.

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.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명용 전원 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명용 전원 장치를 나타낸 구성 블록도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명용 전원 장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 교류 입력부(201)와, EMI 필터부(202)와, 1차 정류부(203)와, 고주파 스위칭부(204)와, 변압기부(205)와, 2차 정류 및 필터부(206)와, 정전류 회로부(207)와, PWM 제어부(208)와, LED 조명부(209)와, 보조 전원부(210)와, 스위치부(220)와, PLC 모듈부(230)를 포함한다. 여기서, 교류 입력부(201), EMI 필터부(202), 1차 정류부(203), 고주파 스위칭부(204), 변압기부(205), 2차 정류 및 필터부(206), 정전류 회로부(207), PWM 제어부(208), 그리고 LED 조명부(209)는 도 1에 도시된 구성과 유사하므로 그 설명을 생략하고, 하술할 내용에서는 다른 부분에 대해서만 설명하도록 한다.

정전류 회로부(207)는 2차 정류 및 필터부(206)를 거쳐 출력되는 전원을 항상 일정 전류를 LED 조명부(209)로 흘려 일정한 빛의 밝기를 유지시켜 주기 위해서, 트랜지스터가 내장된 리니어 회로 방식 또는 스위칭 방식에 의해서 정전류의 전원으로 생성시켜 LED 조명부(209)로 공급하는데, 특정 입력 포트를 통해 PLC 모듈부(230)의 디밍 제어를 입력받아, 원하는 일정 크기의 정전류의 전원으로 조정시켜 디밍 동작을 수행함으로써, LED 조명부(209)의 밝기 조절을 위한 디밍 제어를 수행한다. 또한, 정전류 회로부(207)는 PLC 모듈부(230)의 정전력 제어에 따라 온도가 상승하는 경우에 출력 전류를 증가시키고 온도가 하강하는 경우에 출력 전류를 감소시켜 정전력을 유지하도록 정전력 동작을 수행함으로써, LED 조명부(209)의 밝기를 일정한 수준으로 유지하기 위한 정전력 제어를 수행한다.

보조 전원부(210)는 1차 정류부(203)에서 변환된 직류 전원을 공급받아 PWM 제어부(208)와 PLC 모듈부(230)에 필요한 전원으로 제공한다.

스위치부(220)는 예를 들어, 전원을 온/오프하기 위한 릴레이(Relay)로서, 1차 정류부(203)와 고주파 스위칭부(204) 사이에 구현되며, PLC 모듈부(230)의 스위치 온/오프 제어에 따라 스위치 온하거나 스위치 오프하여 1차 정류부(203)에서 변환된 직류 전원을 고주파 스위칭부(204)로 스위칭시켜 주거나 차단시켜 줌으로써, LED 조명부(209)의 온/오프 제어를 수행한다.

PLC 모듈부(230)는 보조 전원부(210)로부터 직류 전원을 공급받아 동작을 수행하며, 교류 입력부(201)를 통한 수 ~ 수백 MHz의 IP 통신(즉, PLC 통신)에 의해 관리자 단말로부터 수신되는 다중 원격 제어 명령에 따라 제어 동작을 수행하는데, 즉 관리자 단말로부터 수신되는 스위치 제어 명령에 따라 스위치부(220)의 스위치 온/오프 제어를 수행하며, 관리자 단말로부터 수신되는 디밍 제어 명령에 따라 정전류 회로부(207)의 디밍 제어를 수행하며, 관리자 단말로부터 수신되는 정전력 제어 명령에 따라 출력 전압과 부하 전류를 계측하여 정전류 회로부(207)의 정전력 제어를 수행한다. 또한, PLC 모듈부(230)는 보조 전원부(210)로부터 직류 전원을 공급받아 동작을 수행하며, LED 조명부(209)로 공급되는 출력 전압과 LED 조명부(209) 동작 시의 전류를 계측하여 LED 조명부(209)의 전원 상태를 감시하고, LED 조명부(209)로 공급되는 출력 전압과 출력 전류를 계측하여 LED 조명부(209)의 전원 상태에 대비한 등기구 상태를 감시하고, 해당 감시된 전원 상태 및 등기구 상태를 교류 입력부(201)를 통한 수 ~ 수백 MHz의 IP 통신에 의해 관리자 단말에 전송한다.

그리고 PLC 모듈부(230)는 메인 프로세서부(231), 스위치 제어부(232), 디밍 제어부(233), 출력 전압 계측부(234), 부하 전류 계측부(235), 정전력 제어부(236), 전원 상태 감시부(237), 등기구 상태 감시부(238), PLC 통신부(239)를 포함한다.

메인 프로세서부(231)는 PLC 통신부(239)를 통해 스위치 제어 명령을 전달받아 스위치 제어 신호를 스위치 제어부(232)에 인가하며, PLC 통신부(239)를 통해 디밍 제어 명령을 전달받아 디밍 제어 신호를 디밍 제어부(233)에 인가하며, PLC 통신부(239)를 통해 정전력 제어 명령을 전달받아 계측 명령 신호를 출력 전압 계측부(234)와 부하 전류 계측부(235)에 인가하고 정전력 제어 신호를 정전력 제어부(236)에 인가하며, 전원 상태 감시부(237)로부터 통보된 전원 상태 감시 결과와 등기구 상태 감시부(238)로부터 통보된 등기구 상태 감시 결과를 PLC 통신부(239)로 전달한다.

스위치 제어부(232)는 특정 포트(Port)에서 입력단에 스위치부(220)가 연결되어 있으며, 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 스위치 제어 신호에 따라 스위치부(220)를 스위치 온/오프 제어한다.

디밍 제어부(233)는 정전류 회로부(207)의 특정 입력 포트에 출력이 연결되어 있는 D/A 컨버터(Converter)를 구비하며, 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 디밍 제어 신호에 따라 D/A 컨버터를 통해 정전류 회로부(207)를 디밍 제어한다.

출력 전압 계측부(234)는 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 계측 명령 신호에 따라 2차 정류 및 필터부(206)를 거쳐 출력되는 전원의 출력 전압을 계측하고 계측된 출력 전압을 정전력 제어부(236)에 인가한다.

부하 전류 계측부(235)는 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 계측 명령 신호에 따라 정전류 회로부(207)의 부하 전류를 계측하고 계측된 부하 전류를 정전력 제어부(236)에 인가한다.

정전력 제어부(236)는 디밍 제어부(233)와 동일하게 연결 구성되어지며, 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 정전력 제어 신호에 따라 출력 전압 계측부(234)에서 계측된 출력 전압과 부하 전류 계측부(235)에서 계측된 부하 전류를 인가받아 정해진 전력이 일정하게 유지되도록 D/A 컨버터를 통해 정전류 회로부(207)를 정전력 제어한다.

전원 상태 감시부(237)는 정전류 회로부(207)에서 LED 조명부(209)로 공급되는 출력 전압과 LED 조명부(209) 동작 시의 전류를 계측하여 정해진 값대로 동작하는지를 감시하고, 해당 전원 상태 감시 결과를 메인 프로세서부(231)에 통보한다.

등기구 상태 감시부(238)는 LED 조명부(209)로의 공급 전압 및 전류를 감시/계측하고, 전압은 정상이나 전류가 일정 값 이하인 경우에 전원 장치는 정상이나 등기구가 이상인 것으로 판단하여, 해당 등기구 상태 감시 결과를 메인 프로세서부(231)에 통보한다.

PLC 통신부(239)는 교류 입력부(201)를 통한 수 ~ 수백 MHz의 IP 통신에 의해 관리자 단말과의 데이터를 송수신하는데, 교류 입력부(201)를 통한 수 ~ 수백 MHz의 IP 통신에 의해 관리자 단말로부터 전송되는 다중 원격 제어 명령(즉, 스위치 제어 명령, 디밍 제어 명령, 정전력 제어 명령)을 수신받아 메인 프로세서부(231)에 전달하며, 메인 프로세서부(231)로부터 전달된 전원 상태 감시 결과와 등기구 상태 감시 결과를 포함한 전송 데이터를 생성시켜 교류 입력부(201)를 통한 수 ~ 수백 MHz의 IP 통신에 의해 관리자 단말로 전송해 준다.

아래에서는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명용 전원 장치의 동작을 상세하게 설명한다.

먼저, 보조 전원부(210)에서는 1차 정류부(203)에서 변환된 직류 전원을 공급받아 필요한 전원으로 PWM 제어부(208)와 PLC 모듈부(230)에 제공해 준다. 또한, PLC 모듈부(230) 내 PLC 통신부(239)는 교류 입력부(201)를 통한 수 ~ 수백 MHz의 IP 통신에 의해 관리자 단말과의 데이터를 송수신해 주게 된다.

이에, PLC 모듈부(230) 내 전원 상태 감시부(237)는 정전류 회로부(207)에서 LED 조명부(209)로 공급되는 출력 전압을 계측함과 동시에, LED 조명부(209)가 동작할 때의 전류를 계측하여, 해당 계측된 전압과 전류 값이 미리 설정해 둔 값대로 동작하는지를 감시한 후에, 해당 감시된 LED 조명부(209)의 전원 상태 결과를 메인 프로세서부(231)에 통보해 준다.

그리고 PLC 모듈부(230) 내 등기구 상태 감시부(238)는 정전류 회로부(207)에서 LED 조명부(209)로 공급되는 출력 전압과 출력 전류를 계측하고, 해당 계측된 전압 값은 정상이나 전류 값이 일정 값 이하인 경우에 LED 조명용 전원 장치에는 이상이 없으나 등기구에 이상이 있는 것으로 판단하여, 해당 감시된 등기구 상태 결과를 메인 프로세서부(231)에 통보해 준다.

이에 따라, 메인 프로세서부(231)는 전원 상태 감시부(237)로부터 통보된 전원 상태 감시 결과와 등기구 상태 감시부(238)로부터 통보된 등기구 상태 감시 결과를 PLC 통신부(239)로 전달하며, PLC 통신부(239)는 메인 프로세서부(231)로부터 전달된 전원 상태 감시 결과와 등기구 상태 감시 결과를 포함한 전송 데이터로 변환시켜 교류 입력부(201)를 통한 수 ~ 수백 MHz의 IP 통신에 의해 관리자 단말로 전송해 주게 된다.

그러면, 관리자 단말은 PLC 모듈부(230)로부터 수 ~ 수백 MHz의 IP 통신에 의해 전원 상태 감시 결과와 등기구 상태 감시 결과를 수신받아 관리자에게 보고하게 되는데, 이때 단순히 전원 상태 및 등기구 상태를 상위에 보고만 할 수 있으며, 또한 계측된 출력 전압과 출력 전류로 LED 조명용 전원 장치의 입력 전력을 산출하여 전력 요금 산출 등에 활용할 수도 있으며, LED 조명용 전원 장치의 이상인지 아니면 등기구 이상인지를 판단할 수도 있다.

첫 번째로, 관리자가 LED 조명부(209)를 스위치 온하거나 스위치 오프하기 위해서 관리자 단말을 통해 스위치 제어 명령을 포함한 전송 데이터를 생성시켜 LED 조명용 전원 장치 측으로 전송하게 되면, LED 조명용 전원 장치 내 PLC 모듈부(230)는 PLC 통신부(239)를 통해 스위치 제어 명령을 포함한 전송 데이터를 수신받아 메인 프로세서부(231)에 전달하게 된다.

이에, 메인 프로세서부(231)는 PLC 통신부(239)를 통해 전달받은 데이터로부터 스위치 제어 명령을 확인하여, 이에 따른 스위치 제어 신호를 생성시켜 스위치 제어부(232)에 인가하며, 스위치 제어부(232)는 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 스위치 제어 신호에 따라 스위치부(220)를 스위치 온/오프 제어한다.

이에 따라, 스위치부(220)는 스위치 제어부(232)의 스위치 온/오프 제어에 따라 스위치를 온하거나 스위치를 오프하여, 1차 정류부(203)에서 변환된 직류 전원을 고주파 스위칭부(204)로 스위칭시켜 주거나 차단시켜 준다.

두 번째로, 관리자가 LED 조명부(209)의 밝기 조절을 위해서 관리자 단말을 통해 디밍 제어 명령을 포함한 전송 데이터를 생성시켜 LED 조명용 전원 장치 측으로 전송하게 되면, LED 조명용 전원 장치 내 PLC 모듈부(230)는 PLC 통신부(239)를 통해 디밍 제어 명령을 포함한 전송 데이터를 수신받아 메인 프로세서부(231)에 전달하게 된다.

이에, 메인 프로세서부(231)는 PLC 통신부(239)를 통해 전달받은 데이터로부터 디밍 제어 명령을 확인하여, 이에 따른 디밍 제어 신호를 생성시켜 디밍 제어부(233)에 인가하며, 디밍 제어부(233)는 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 디밍 제어 신호에 따라 D/A 컨버터를 통해 정전류 회로부(207)를 디밍 제어한다. 예를 들어, LED 조명용 전원 장치의 최대 출력 전력이 100W이면, 디밍 제어부(233)는 30%, 50%, 75%, 100%로 디밍 제어한다.

정전류 회로부(207)는 2차 정류 및 필터부(206)를 거쳐 출력되는 전원을 항상 일정 전류를 LED 조명부(209)로 흘려 일정한 빛의 밝기를 유지시켜 주기 위해서, 트랜지스터가 내장된 리니어 회로 방식 또는 스위칭 방식에 의해서 정전류의 전원으로 생성시켜 LED 조명부(209)로 공급하는데, 이때 특정 입력 포트를 통해 디밍 제어부(233)의 디밍 제어를 입력받아, 원하는 일정 크기의 정전류의 전원으로 조정시켜 디밍 동작을 수행하게 된다.

세 번째로, 관리자가 LED 조명부(209)의 밝기를 일정한 수준으로 유지하기 위해서 관리자 단말을 통해 정전력 제어 명령을 포함한 전송 데이터를 생성시켜 LED 조명용 전원 장치 측으로 전송하게 되면, LED 조명용 전원 장치 내 PLC 모듈부(230)는 PLC 통신부(239)를 통해 정전력 제어 명령을 포함한 전송 데이터를 수신받아 메인 프로세서부(231)에 전달하게 된다.

이에, 메인 프로세서부(231)는 PLC 통신부(239)를 통해 전달받은 데이터로부터 정전력 제어 명령을 확인하여, 출력 전압 계측을 위한 명령 신호를 생성시켜 출력 전압 계측부(234)에 인가함과 동시에, 부하 전류 계측을 위한 명령 신호를 생성시켜 부하 전류 계측부(235)에 인가하며, 또한 해당 확인된 정전력 제어 명령에 대응하는 정전력 제어 신호를 생성시켜 정전력 제어부(236)에 인가한다.

이에 따라, 출력 전압 계측부(234)는 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 계측 명령 신호에 따라 2차 정류 및 필터부(206)에서 필터링된 전원의 출력 전압을 계측하여 정전력 제어부(236)에 인가하며, 부하 전류 계측부(235)는 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 계측 명령 신호에 따라 정전류 회로부(207)의 부하 전류를 계측하여 정전력 제어부(236)에 인가한다.

그러면, 정전력 제어부(236)는 출력 전압 계측부(234)에서 계측된 출력 전압과 부하 전류 계측부(235)에서 계측된 부하 전류를 인가받고, 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 정전력 제어 신호에 따라 D/A 컨버터를 통해 정전류 회로부(207)를 정전력 제어하여 정해진 전력이 일정하게 유지되도록 한다.

이때, 정전류 회로부(207)는 정전력 제어부(236)의 정전력 제어에 따라 온도가 상승하는 경우에 출력 전류를 증가시키고 온도가 하강하는 경우에 출력 전류를 감소시켜 정전력을 유지하도록 정전력 동작을 수행하게 된다.

다시 말해서, LED 조명용 전원 장치는 정전류로 동작되므로, LED는 온도에 따라 LED 순방향 전압(Vf)이 변하는 특성을 갖고 있다. 즉, 온도가 상승하면 LED 순방향 전압(Vf)이 낮아지고, 온도가 낮아지면 LED 순방향 전압(Vf)이 올라가는 동작 특성을 가진다. 따라서, 정전력 제어부(236)의 정전력 제어는, 온도가 상승하는 경우에 출력 전류를 증가시키고 온도가 하강하는 경우에 출력 전류를 감소시켜 정전력을 유지하도록 정전류 회로부(207)의 동작을 제어해 준다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예는 AC/DC LED 조명용 전원 장치에 PLC 모듈을 내장시킨 구성에 대해서 설명하였으나, 이에 국한된 것이 아니라, DC/DC LED 조명용 전원 장치에 PLC 모듈을 내장시킬 수도 있음을 잘 이해해야 한다.

이런 경우에, 보조 전원부(210)는 직류 입력부를 통해 인가되는 직류 전원을 공급받아 PWM 제어부(208)와 PLC 모듈부(230)에 필요한 전원으로 제공하며, 스위치부(220)는 EMI 필터부와 고주파 스위칭부 사이에 구현되도록 한다.

이상, 본 발명의 실시 예는 LED 조명용 전원 장치에 PLC 모듈을 내장시켜, 관리자가 원격지에서 PLC 모듈을 통해 LED 조명의 스위치 온/오프 제어, 디밍 제어, 정전력 제어를 수행하고, LED 조명의 전원 상태 및 등기구 상태를 감시하도록 함으로써, AC 전원선 외에 별도의 라인이나 설비를 구축하지 않고도 적은 비용으로 다중 원격 제어 및 감시를 용이하게 수행할 수 있도록 구현하도록 한 LED 조명용 전원 장치에 대해서 설명하였다.

그러나 본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

201: 교류 입력부
202: EMI 필터부
203: 1차 정류부
204: 고주파 스위칭부
205: 변압기부
206: 2차 정류 및 필터부
207: 정전류 회로부
208: PWM 제어부
209: LED 조명부
210: 보조 전원부
220: 스위치부
230: PLC 모듈부
231: 메인 프로세서부
232: 스위치 제어부
233: 디밍 제어부
234: 출력 전압 계측부
235: 부하 전류 계측부
236: 정전력 제어부
237: 전원 상태 감시부
238: 등기구 상태 감시부
239: PLC 통신부

Claims

교류입력부와, 직류 전원을 공급하는 1차 정류부와, 상기 1차 정류부를 통해 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 고주파 스위칭부와, 고주파 스위칭부에서 변환된 교류 전원을 LED 조명에 맞는 교류 전원으로 변환하는 변압기부와, 변압기부에서 변환된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고 필터링하는 2차 정류 및 필터부와, 2차 정류 및 필터부에서 필터링된 전원을 정전류로 LED 조명에 공급하는 정전류 회로부를 포함한 LED 조명용 전원 장치에 있어서,
상기 1차 정류부와 상기 고주파 스위칭부 사이의 스위치를 온/오프시켜 주는 스위치부와;
상기 교류입력부로 인가되는 AC전원을 사용하여 관리자 단말과 PLC 통신을 수행하며, 관리자 단말의 제어 명령에 따라 출력 전압과 부하 전류를 계측하여 상기 정전류 회로부의 정전력 제어를 수행하며, 상기 스위치부의 스위치 온/오프 제어 및 상기 정전류 회로부의 디밍 제어를 수행하도록,
관리자 단말과 PLC 통신을 통해 스위치 제어 명령, 디밍 제어 명령, 정전력 제어 명령을 수신받는 PLC 통신부와, 상기 PLC 통신부를 통해 수신되는 스위치 제어 명령에 따라 스위치 제어 신호를 생성하며, 상기 PLC 통신부를 통해 수신되는 디밍 제어 명령에 따라 디밍 제어 신호를 생성하며, 상기 PLC 통신부를 통해 수신되는 정전력 제어 명령에 따라 계측 명령 신호 및 정전력 제어 신호를 생성하는 메인 프로세서부와, 상기 메인 프로세서부의 스위치 제어 신호에 따라 상기 스위치부를 스위치 온/오프 제어하는 스위치 제어부와, 상기 메인 프로세서부의 디밍 제어 신호에 따라 D/A 컨버터를 통해 상기 정전류 회로부를 디밍 제어하는 디밍 제어부와, 상기 메인 프로세서부의 계측 명령 신호에 따라 상기 2차 정류 및 필터부에서 필터링된 전원의 출력 전압을 계측하는 출력 전압 계측부와, 상기 메인 프로세서부의 계측 명령 신호에 따라 상기 정전류 회로부의 부하 전류를 계측하는 부하 전류 계측부와, 상기 메인 프로세서부의 정전력 제어 신호에 따라 상기 출력 전압 계측부에서 계측된 출력 전압과 상기 부하 전류 계측부에서 계측된 부하 전류를 인가받아 정해진 전력으로 일정하게 유지되도록 D/A 컨버터를 통해 상기 정전류 회로부와, 상기 정전류 회로부에서 LED 조명으로 공급되는 출력 전압과 LED 조명 동작 시의 전류를 계측하여 정해진 값대로 동작하는지를 감시한 후에, LED 조명의 전원 상태를 상기 PLC 통신부를 통해 관리자 단말에 보고하는 전원 상태 감시부와, 상기 정전류 회로부에서 LED 조명으로 공급되는 출력 전압과 전류를 계측하여 전압은 정상이나 전류가 일정 값 이하인지를 감시한 후에 LED 조명의 등기구 상태를 상기 PLC 통신부를 통해 관리자 단말에 보고하는 등기구 상태 감시부를 포함하여 이루어진 PLC 모듈부와;
상기 1차 정류부를 통해 공급되는 직류 전원을 필요한 전원으로 상기 PLC 모듈부에 제공하는 보조 전원부;를 더 포함하는 LED 조명용 전원 장치.
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