KR101468512B1 - 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부하에 공급되는 전원의 디밍을 선형적으로 가변시킴에 따라 안정적이면서도 정밀한 디밍을 가능하게 하는 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 디밍 및 정전압 유지를 가능하게 하는 회로를 IC(Intergrated Circuit)화 함으로써 회로를 간단하게 하면서도 동작 전원을 절약하는 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치에 관한 것이다.

Description

선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치{Switching mode power supply apparatus having linear variable dimming}

본 발명은 부하에 공급되는 전원의 디밍을 선형적으로 가변(linear variable)시킴에 따라 안정적이면서도 정밀한 디밍을 가능하게 하는 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 디밍 및 정전압 유지를 가능하게 하는 회로를 IC(Intergrated Circuit)화 함으로써 회로를 간단하게 하면서도 동작 전원을 절약하는 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치에 관한 것이다.

스위칭 모드 전원 공급장치(Switching Mode Power Supply, SMPS)는 다양한 전자기기에 일정한 정전압을 공급하는 전원공급장치로서, 변압기 2차측 출력전압을 피드백하여 변압기 1차측 스위칭 IC의 스위칭 펄스 폭을 변조하는 방식으로 정전압을 공급한다.

나아가, 최근에는 적은 소비전력으로 구동하면서도 높은 휘도를 가진 LED 조명장치에 대한 관심이 높아짐에 따라, LED의 구동에 있어서도 조명을 단순히 ON/OFF 제어하는 방식을 넘어 원하는 밝기를 정밀하게 조절할 수 있는 디밍 제어 장치가 제공되고 있다.

한편, 한국등록특허 제10-0940042호 'LED 조명 구동 장치' 및 한국등록특허 제10-1278540호 '정전류와 정전압 ＳＭＰＳ를 지원하는 ＬＥＤ 램프용 하이브리드 디밍 제어 시스템'을 비롯한 다양한 문헌에서는 SMPS 전원공급장치에 디밍 기능을 일체로 탑재한 기술을 제안하고 있다.

그러나, 이상과 같은 종래의 기술들은 공통적으로 펄스폭 변조(PWM) 방식의 PWM 디밍 신호를 입력받고, 상기 PWM 디밍 신호에 따라 부하인 LED의 디밍을 조절하였다. 즉, 출력 전원인 전력 계통에서 PWM을 이용하여 비선형 제어를 하였다.

따라서, 전력을 공급받는 부하측에서의 PWM 신호(특히, rising edge/falling edge)에 의해 높은 레벨의 노이즈가 발생하고, 그에 따라 전원공급장치 전체 회로에 나쁜 영향을 미쳤다.

또한, PWM 방식에 의해 비선형적으로 디밍을 제어하면, 디밍 신호에 의한 디밍이 불안정하고, 디밍에 의한 조명장치의 밝기가 비선형적으로 변화하여 플리커링 현상으로 눈에 불편함을 주는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 부하에 공급되는 전원의 디밍을 선형적으로 가변시킴에 따라 안정적이면서도 정밀한 디밍을 가능하게 하는 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치를 제공하고자 한다.

뿐만 아니라, 본 발명은 이상과 같이 선형의 디밍이 가능하면서도 디밍 및 정전압 유지를 가능하게 하는 회로를 IC화 함으로써 회로를 간단하게 하고 동작 전원을 절약하는 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치를 제공하고자 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치는 교류 전원이 입력되는 교류 입력부와; 상기 교류 입력부를 통해 제공된 교류 전원을 정류하는 1차측 정류부와; 상기 1차측 정류부를 통해 정류된 전원을 변압하는 변압기와; 펄스폭 변조(PWM) 방식에 의해 전원 공급을 제어하는 펄스폭 제어부와; 상기 펄스폭 제어부의 제어하에 스위칭되어 상기 1차측 정류부에서 변압기의 1차측으로 공급되는 전원을 스위칭하는 전력 스위칭부와; 상기 변압기의 2차측 출력을 정류하는 2차측 정류부와; 상기 2차측 정류부를 통해 정류된 직류 전원을 부하에 공급하는 직류 출력부와; 디밍(dimming) 제어를 위해 외부에서 제공되며, 일정 범위 이내에서 선형적으로 변화되는 디밍 신호를 검출하는 디밍 신호 센싱부와; 상기 디밍 신호 센싱부에서 검출된 디밍 신호에 따라 상기 펄스폭 제어부를 선형적으로 제어함으로써 상기 직류 출력부를 통해 부하에 공급되는 전원을 선형적으로 가변시키는 디밍 제어부; 및 상기 직류 출력부를 통해 부하에 공급되는 전원을 감시하여, 상기 디밍 제어부에 의해 디밍 제어된 부하 전원을 일정하게 유지시키는 정전원 유지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 디밍 신호 센싱부는 상기 일정 범위 이내의 크기로 입력되는 디밍 신호 중 그 중간의 크기가 상기 디밍 제어부에서 사용하는 기준값과 같아지도록 상기 디밍 신호의 크기를 일정 비율로 낮추는 신호레벨 변환기; 및 상기 신호레벨 변환기에서 공급된 디밍 신호를 상기 디밍 제어부에서 비교 가능한 디밍 비교신호로 변환하여 상기 디밍 제어부로 인가하는 디밍 제어신호 생성기;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 디밍 제어신호 생성기는 상기 신호레벨 변환기를 통해 입력된 디밍 신호의 크기에 따라 듀티비(duty ratio)가 가변되는 디밍용 PWM 신호를 생성하는 디밍 센스 IC; 및 상기 디밍 센스 IC에서 출력된 디밍용 PWM 신호를 평활하여 상기 디밍 제어부에 직류의 상기 디밍 비교신호를 인가하는 디밍 신호 평활기;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 디밍 제어부는 전류의 크기를 비교하는 전류 제어식 디밍 제어부로써, 상기 디밍 제어신호 생성기에서 제공되는 디밍 비교신호는 직류의 디밍 비교전류이고, 상기 디밍 제어부의 기준값은 디밍 조절 기준전류이며, 상기 전류 제어식 디밍 제어부는 상기 디밍 조절 기준전류와 디밍 비교전류의 차이에 비례하여 상기 직류 출력부를 통해 부하에 공급되는 전원을 선형적으로 가변시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 정전원 유지부는 전압의 크기를 비교하는 전압 제어식 정전원 유지부로써, 상기 정전원 유지부는 상기 변압기의 2차측을 통해 공급되는 정전압 기준전압과 상기 직류 출력부를 통해 부하에 공급 중인 출력 전압의 차이만큼 보정하여 상기 직류 출력부를 통해 부하에 공급되는 전압을 정전압으로 유지시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 디밍 제어부 및 정전원 유지부는 내부에 2개의 OP 앰프(Operational Amplifier)가 구현되어 있는 듀얼 OP 앰프 IC를 통해 일체로 제공되되, 상기 듀얼 OP 앰프 IC를 구성하는 제1 OP 앰프는 상기 정전원 유지부를 위한 전압 비교기로 사용되고, 상기 듀얼 OP 앰프 IC를 구성하는 제2 OP 앰프는 상기 디밍 제어부를 위한 전류 비교기로 사용되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 펄스폭 제어부는 수광 다이오드를 통해 상기 디밍 및 정전압 제어신호를 제공받고, 상기 수광 다이오드에 상기 디밍 및 정전압 제어신호를 전달하는 발광 다이오드는 애노드가 상기 변압기의 2차측에 연결되어 전원을 공급받고, 상기 발광 다이오드의 캐소드는 상기 듀얼 OP 앰프 IC의 제1 OP 앰프 출력단 및 제2 OP 앰프 출력단에 공통 연결되되, 상기 발광 다이오드의 캐소드와 상기 듀얼 OP 앰프 IC의 제1 OP 앰프 출력단 사이에는 애노드가 상기 발광 다이오드의 캐소드에 연결된 정전압 제어 다이오드가 구비되고, 상기 발광 다이오드의 캐소드와 상기 듀얼 OP 앰프 IC(의 제2 OP 앰프 출력단 사이에는 애노드가 상기 발광 다이오드의 캐소드에 연결된 디밍 제어 다이오드가 구비되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 2차측 정류부의 출력측과 상기 디밍 신호 센싱부 입력측 사이에는 상기 디밍 신호 센싱부에 디밍 신호를 전달하는 외부의 디밍 신로 라인의 단선에 의해 디밍 신호가 없는 경우 상기 2차측 정류부의 출력을 상기 디밍 신호 센싱부로 제공하여 출력 전원이 100%가 되게 하는 점등유지 저항이 연결되어 있는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명은 일정 범위 내에서 선형적으로 가변되는 디밍 신호에 따라 부하에 공급되는 전원의 디밍을 선형적으로 가변시킨다. 따라서, 노이즈 발생을 억제하여 장치가 안정적이면서도 정밀한 디밍을 가능하게 한다.

또한, 본 발명은 디밍 및 정전압 유지를 가능하게 하는 회로를 하나의 IC(Intergrated Circuit)에 의해 효율적으로 구현한다. 따라서, 회로를 간단하게 하면서도 동작 전원을 절약할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명에 따른 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치를 나타낸 회로도이다.
도 2는 상기 도 1의 회로도를 기능별로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치의 중요부분에서 검출되는 파형을 나타낸 타이밍도이다.
도 4는 본 발명에 따른 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치 중 전원공급부 1차측을 나타낸 부분 회로도이다.
도 5는 본 발명에 따른 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치 중 역률 조정부를 나타낸 부분 회로도이다.
도 6은 본 발명에 따른 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치 중 PWM 컨트롤부를 나타낸 부분 회로도이다.
도 7은 본 발명에 따른 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치 중 전원공급부 2차측을 나타낸 부분 회로도이다.
도 8은 본 발명에 따른 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치 중 전원공급 제어부를 나타낸 부분 회로도이다.
도 9는 본 발명에 따른 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치 중 디밍 신호 센싱부를 나타낸 부분 회로도이다.
도 10은 본 발명에 따른 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치 중 디밍 제어부 및 정전원 유지부를 나타낸 부분 회로도이다.
도 11은 상기 도 10의 디밍 제어부 및 정전원 유지부가 포함된 원칩 듀얼 OP 앰프를 나타낸 회로도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치에 대해 설명한다.

먼저, 도 1을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치는 교류 입력부(110), 1차측 정류부(120), 변압기(130), 펄스폭 제어부(140), 전력 스위칭부(150), 2차측 정류부(160), 직류 출력부(170), 디밍 신호 센싱부(210), 디밍 제어부(220) 및 정전원 유지부(230)를 포함한다.

특히, 본 발명은 이상과 같은 구성들 중 디밍 신호 센싱부(210), 디밍 제어부(220) 및 정전원 유지부(230)에 의해 LED 조명장치의 디밍(dimming)을 선형적으로 조절한다. 즉, 종래에는 PWM 방식으로 비선형적으로 디밍을 조절함에 비해 본 발명은 선형적으로 디밍을 조절한다.

그 외 교류 입력부(110), 1차측 정류부(120), 변압기(130), 펄스폭 제어부(140), 전력 스위칭부(150), 2차측 정류부(160) 및 직류 출력부(170) 그 자체는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 기술분야에서 이미 공지된 것으로서 도 1에 도시된 것 이외에 다른 것도 사용 가능하다.

또한, 본 발명은 다른 기술 구성들의 조합에 의한 SMPS 전원공급장치에도 적용될 수 있으며, 도시된 바와 같이 필요시에는 라인 필터부(110a), 역률 보상회로(120a), 초기 구동 전원부(140a) 및 1차측 과전압 보호회로(180) 등을 더 포함하여 회로 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.

이상과 같은 회로도로 구성된 본 발명은 도 2에 도시된 블록도를 통해 각 기술구성들 간의 결합관계를 더욱 명확히 알 수 있으며, 도 3과 같이 디밍 신호에 따라 LED 등의 부하의 디밍을 선형적으로 조절하도록 부하에 공급되는 출력 전원을 선형적으로 조절(0%~100%)함을 알 수 있다.

예컨대, 외부의 컨트롤 박스(미도시)를 통해 0[V](OFF) ~ 10[V](최대밝기) 사이의 범위 내에서 디밍 신호가 선형적으로 가변되어 입력되면, 도 3의 (a)와 같이 디밍 센스 IC(212)의 5번핀에서 디밍 조절용 PWM 신호를 출력한다.

디밍 조절용 PWM 신호는 0[V] ~ 10[V] 이내의 범위에서 입력된 디밍 신호에 대응하여 각각 서로 다른 펄스 폭으로 조절되는 PWM 신호이고, 디밍 조절용 PWM 신호에 의해 도 3의 (b)와 같이 변압기(130)에 연결된 전력 스위칭부(150)(Q8의 소스/Q9의 드레인)가 동작한다.

따라서, 도 3의 (c)와 같이 외부에서 입력된 디밍 신호가 0[V] ~ 10[V] 사이에서 선형적으로 변화하는 것에 비례하여 LED와 같은 조명장치 부하에 공급되는 출력은 0% ~ 100% 사이에서 선형적으로 변화한다. 즉, 디밍 신호 1[V]당 출력은 10%씩 조절된다.

이와 같이 본 발명은 부하에 공급되는 출력 전원에 있어서 종래처럼 PWM에 의해 비선형적으로 디밍을 조절하지 않고 그 대신 선형적으로 디밍을 조절한다. 다만, 본 발명도 디밍 센스 IC(212)에서 PWM 신호를 사용하지만 이는 출력 전원(즉, 전력계통)이 아니라 제어신호로서 아주 작은 신호이므로 노이즈와 무관하다.

이를 위해, 상기 교류 입력부(110)는 220[V]/60[Hz]의 상용 전원을 공급한다. 도 4를 통해 좀더 명확히 알 수 있는 바와 같이, 교류 입력부(110)는 L, N 단자를 통해 교류 전원을 입력받고, 그 외 퓨즈(F1) 등도 포함한다.

교류 입력부(110)의 출력측에는 라인 필터부(110a)가 구비된다. 라인 필터부(110a)는 교류 입력부(110)를 통해 입력된 상용 전원에 포함되어 있는 노이즈를 제거하는 것으로, 하나 또는 복수개의 라인 필터(LF1, LF2)를 포함한다.

1차측 정류부(120)는 변압기(130)를 기준으로 1차측에 구비된 정류회로로서 입력된 교류 전원을 정류하여 직류로 변환하도록 브릿지 다이오드(BD1) 및 평활 콘덴서(C3)를 포함한다. 또한, 저역통과필터(L2, C9)를 포함하기도 한다.

이러한 1차측 정류부(120)의 출력 'Vcc'는 이하에서 설명하는 바와 같이 역률 보상회로(120a)를 거친 후 변압기(130)의 1차측 입력으로 사용된다. 또한, 초기 구동시에는 초기 구동 전원부(140a)를 거쳐 펄스폭 제어부(140)에 초기 동작 전원을 공급한다. 또한, 1차측 과전압 방지부(180)에서 과전압 여부를 검출하는데 사용되는 검출전압(Vcc)으로도 사용된다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 1차측 정류부(120)의 출력을 변압기(130)에 인가하기 이전에 공지된 바와 같이 역률 보상회로(120a)를 이용하여 역률(Power Factor)을 개선하고 그에 따라 전력 효율을 높이는 것이 바람직하다.

이에, 1차측 정류부(120)의 출력단에는 역률 보상회로(120a)가 연결된다. 일 실시예로서 역률 보상회로(120a)는 역률조정 트랜스포머(121a), 역률조정 스위치(122a) 및 역률보상 제어 IC(123a)를 포함하여 구성된다.

초기 구동 전원부(140a)의 출력측이 저항 'R19' 및 다이오드 'D5'를 통해 역률보상 제어 IC(123a)의 8번핀(Vcc)에 연결되어 동작 전원을 공급받고, 제어신호는 7번핀(OUT)을 통해 역률조정 스위치(122a) 'Q2'의 게이트에 인가된다.

또한, 역률보상 제어 IC의 3번핀(comp)은 R20을 통해 펄스폭 제어부(140)를 구성하는 PWM 컨트롤 IC의 9번핀(PFC_STOP)에 연결된다. 따라서, 펄스폭 제어부(140)에 동기하여 역률 보상회로(120a)가 동작한다.

다음, 초기 구동 전원부(140a)는 1차측 정류부(120)의 출력 'Vcc'를 다이오드 'D4'를 통해 입력받아 회로의 초기 구동시 전원을 공급한다. 일 예로 트랜지스터 'Q3' 및 제너다이오드 'ZD2' 등을 이용하여 정전압을 공급하고, 충전 콘덴서 'C20'을 통해 안정적인 전원공급을 가능하게 한다.

다음, 도 6에 도시된 바와 같이 변압기(T1)(130)는 1차측 정류부(120)를 통해 공급된 전원을 변압하는 것으로 1차측 권선과 2차측 권선이 서로 자기 결합되어 있다. 따라서, 1차측에 인가된 전압을 2차측으로 유기하여 부하(예: LED)에 공급한다.

또한, 변압기(130)의 1차측 권선과 접지 사이에는 충전 커패시터 'C34'가 연결되어 있어서, 전력 스위칭부(150)의 ON시에는 충전되고 전력 스위칭부(150)의 OFF시에는 상기 충전된 전원이 방전된다.

다만, 변압기(130)의 1차측은 부하 출력 이외에 회로 전원용 2차측 권선과도 자기 결합시킴으로써 이를 통해 회로에 전원을 공급하는 것이 바람직하다. 회로공급용 2차측 권선은 'T2' 및 'T3'가 있다.

그 중 하나의 2차측 권선 T2는 다이오드 'D13'을 통해 정전압 회로(Q4, ZD4, C35)에 연결되고, 정전압 회로(Q4, ZD4, C35)는 PWM 컨트롤 IC(141)의 12번핀(Vcc)에 연결된다. 따라서, 펄스폭 제어부(140)에 동작 전원을 공급한다.

이와 같이 펄스폭 제어부(140)는 초기 구동시에는 상술한 초기 구동 전원부(140a)를 통해 동작 전원을 공급받고, 그 이후 정상 동작시에는 변압기(130)의 2차측 권선 T2를 통해 동작 전원을 공급받는다.

다른 하나의 2차측 권선 T3는 다이오드 'D16'을 통해 정전압 회로(Q14, ZD5, C61)에 연결되어 있다. 이 정전압 회로(Q14, ZD5, C61)는 후술할 발광 다이오드(PC_T)의 애노드에 연결되어 발광 전원으로 사용된다. 또한, 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 3번핀(Ref)에 연결되어 '비교 기준 전압'으로 사용된다. 또한, 2차측 정류부(160)의 동기식 정류 드라이버 IC(163)의 전원으로 사용된다.

펄스폭 제어부(140)는 펄스폭 변조(PWM) 방식에 의해 부하에 공급되는 전원을 제어하는 것으로, PWM 컨트롤 IC(141) 및 그 주변 회로를 포함한다. 주변 회로에는 수광 다이오드(PC_R)(즉, 수광 포토 커플러)를 포함한다.

수광 다이오드(PC_R)는 디밍 및 정전압 제어를 위해 발광 다이오드(PC_T)(즉, 발광 포토 커플러)에서 발광된 빛을 수광하고, PWM 컨트롤 IC(141)의 5번핀(STBY)에 연결되어 있어서 PWM 컨트롤 IC(141)에 명령을 전달한다.

따라서, 수광 다이오드(PC_R)를 통해 수광된 빛의 크기에 따라 PWM 컨트롤 IC(141)가 전력 스위칭부(150)를 제어하게 한다. 전력 스위칭부(150)는 도 3의 (b)와 주파수 변경 방식으로 스위칭을 제어한다.

또한, PWM 컨트롤 IC(141)는 상술한 바와 같이 변압기(130)의 1차측과 자기 결합된 2차측 권선 T2와, 다이오드 D13 및 정전압 회로(Q4, ZD4, C35)를 통해 동작 전원을 공급받는다.

즉, 초기 구동시에는 변압기(130) 1차측의 초기 구동 전원부(140a)를 통해 동작 전원을 공급받고, 그 후 정상 동작시에는 변압기(130)의 2차측 권선 T2를 통해 동작 전원을 공급받음으로써, 전 구간에서 안정적인 동작 전원을 공급받는다.

또한, PWM 컨트롤 IC(141)의 15번핀(HVG)은 전력 스위칭부(150)의 제1 PWM FET(151)의 게이트에 연결되고, PWM 컨트롤 IC(141)의 11번핀(LVG)은 전력 스위칭부(150)의 제2 PWM FET(152)의 게이트에 연결된다.

이때, PWM 컨트롤 IC(141)의 15번핀(HVG)이 High인 경우에는 11번핀(LVG)이 Low로 되고, PWM 컨트롤 IC(141)의 15번핀(HVG)이 Low인 경우에는 11번핀(LVG)이 High로 되어 PWM 제어신호를 제공하며, 그 듀티비(duty ratio)는 수광 다이오드(PC_R)를 통해 입력되는 제어명령에 의해 결정된다.

다음, 전력 스위치(150)는 펄스폭 제어부(140)에서 제공되는 PWM 제어신호에 따라 변압기(130)의 1차측 전원 공급을 스위칭하는 것으로, 제1 PWM FET(151) 및 제2 PWM FET(152)를 포함한다.

제1 PWM FET(151)의 드레인은 역률 보상회로(120a)를 통해 1차측 정류부(120)에 연결되고, 게이트는 PWM 컨트롤 IC(141)의 15번핀(HVG)에 연결되며, 소스는 변압기(130) 1차측에 연결된다.

제2 PWM FET(152)의 드레인은 상기한 제1 PWM FET(151)의 소스와 함께 변압기(130) 1차측에 공통 연결되고, 게이트는 PWM 컨트롤 IC(141)의 11번핀(LVG)에 연결되며, 소스는 접지된다.

따라서, PWM 컨트롤 IC(141)의 15번핀(HVG)이 High인 경우 제1 PWM FET(151)이 스위칭 온 되고, 그에 따라 1차측 정류부(120)의 출력이 변압기(130)의 1차측으로 인가된다. 그와 동시에 변압기(130)의 2차측에 있는 제1 정류 FET(161)가 동작하여 출력을 전달한다. 이때, 충전 커패시터 'C34'는 충전된다.

반면, PWM 컨트롤 IC(141)의 15번핀(HVG)이 Low이면 11번핀(LVG)은 High가고, 제2 PWM FET(152)은 스위칭 온 된다. 따라서, 충전 커패시터 'C34'에 충전되어 있던 전원은 변압기(130) 1차측을 통해 접지단자로 방전되고, 제2 정류 FET(162) 동작하여 출력을 전달한다.

다음, 2차측 정류부(160)는 변압기(130)의 출력을 정류하는 것으로, 도 7에 도시된 바와 같이 동기식 정류기(161 내지 163) 및 리플 노이즈 필터(ripple noise filter)(160a)를 포함한다.

공지된 바와 같이 동기식 정류기(161 내지 163)는 기준이 되는 신호(참조 전압)에 동기된 검출신호를 검파하여 검출신호의 참조 전압에 대한 위상각에 의존하여 직류 전압으로 변환한다.

이러한 동기식 정류기(161 내지 163)는 전력 스위칭부(150)의 제1 PWM FET(151)에 동기하는 제1 정류 FET(161)와, 전력 스위칭부(150)의 제2 PWM FET(152)에 동기하는 제2 정류 FET(162) 및 동기식 정류 드라이버 IC(163)를 포함한다.

또한, 리플 노이즈 필터(160a)는 동기식 정류기(161 내지 163)의 출력단에 연결되어, 리플(ripple) 노이즈를 제거한다. 따라서, 정류된 직류 전원을 부하에 공급한다.

정류된 직류 전원은 직류 출력부(170)를 통해 부하에 공급되는데, 직류 출력부(170)는 일 예로 부하접속 단자가 사용된다. 부하로는 대표적으로 LED 스트링과 같은 조명장치가 있다.

한편, 이상과 같은 SMPS(Switching Mode Power Supply) 방식의 전원공급장치를 LED와 같은 조명장치에 적용하는 경우 디밍(dimming) 기능을 제공해야 한다. 디밍은 조명을 단순히 ON 또는 OFF로 점멸하는 방식을 넘어 원하는 밝기로 조절하고 에너지를 절감하는 것을 의미한다.

또한, 디밍을 조절한 후에는 디밍이 조절된 상태를 유지해야 한다. 즉, 디밍 조절 후에는 그 디밍에 대응하는 정전원을 계속 공급하고, 그 후 새로운 디밍 신호에 의해 디밍이 조절되면 그 새로운 디밍에 대응하는 정전원을 공급해야 한다.

이를 위해 본 발명에 따른 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치는 이상에서 설명한 공지의 구성들 이외에 디밍 신호 센싱부(210)와, 디밍 제어부(220) 및 정전원 유지부(230)를 더 포함한다.

이때, 디밍 신호 센싱부(210)는 디밍(dimming) 제어를 위해 외부(예: 조정실의 컨트롤 박스)에서 제공되는 디밍 신호를 검출한다. 이 디밍 신호는 일정 범위(예: 0V~10V) 내에서 선형적으로 변화되고, 계속하여 연속적으로 인가된다.

디밍 제어부(220)는 디밍 신호 센싱부(210)에서 검출된 디밍 신호에 따라 펄스폭 제어부(140)를 선형적으로 제어함으로써 직류 출력부(170)를 통해 부하에 공급되는 전원(즉, 출력 전원)을 일정 범위(0%~100%) 내에서 선형적으로 가변시킨다.

정전원 유지부(230)는 직류 출력부(170)를 통해 현재 부하에 공급중인 전원을 감시하여, 디밍 제어부(220)에 의해 디밍된 부하 전원을 일정하게 유지시킨다. 예컨대, 약 80%의 부하전원으로 발광되도록 디밍이 된 경우에는 계속해서 80%의 부하 전원이 공급되게 한다.

도 8에는 이상과 같은 디밍 신호 센싱부(210), 디밍 제어부(220) 및 정전원 유지부(230)를 모두 포함하는 이루어진 회로가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 디밍 신호 센싱부(210)는 디밍 신호 입력단자(D_in)를 통해 외부의 디밍 신호 라인(미도시)에 연결된다. 디밍 신호 라인은 조정실에 설치된 컨트롤 박스 등에 연결된다.

디밍 신호 센싱부(210)의 출력단은 디밍 제어부(220)에 연결되어 디밍 제어 명령(즉, 디밍 신호)을 디밍 제어부(220)에 전달한다. 따라서, 펄스폭 제어부(140)에서 디밍을 선형적으로 조절하게 한다.

정전원 유지부(230)는 2차측 정류부(160)의 출력단 즉, 현재 부하에 공급중인 출력 전원을 검출하고, 이를 디밍이 조절된 상태의 '정전압 기준전압'과 비교한다. 비교결과 오차가 발생하면 펄스폭 제어부(140)를 제어하여 그 오차를 줄임으로써 설정된 정전원이 공급되게 한다.

도 9에는 상기한 디밍 신호 센싱부(210)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 디밍 신호 센싱부(210)는 디밍 신호 입력단자(D_in), 신호레벨 변환기(211) 및 디밍 제어신호 생성기(212, 213)를 포함한다. 디밍 제어신호 생성기(212, 213)는 디밍 센스 IC(212) 및 디밍 신호 정류부(213)를 포함한다.

여기서, 디밍 신호 입력단자(D_in)는 일 예로 디밍 신호 라인(즉, 통신 라인)을 통해 조정실에 구비된 컨트롤 박스에 연결된다. 특히, 부하가 LED이고, 이 LED가 가로등용 조명장치인 경우라면 컨트롤 박스는 도로변에 설치된 가로등 분전반이다.

이러한 디밍 신호 입력단자(D_in)를 통해 수신되는 '디밍 신호'는 일정 범위 이내에서 선형적으로 가변되는 것으로, 그 변화는 디밍에 따라 결정된다. 이때, 디밍 신호가 0[V] ~ 10[V] 이내의 범위에서 가변된다면, 그 중간인 5[V]가 기준값으로 사용된다.

따라서, 디밍 신호가 5[V]이면 현 상태를 유지하고, 5[V] 초과이면 출력 전원이 선형적으로 증가되게 디밍이 이루어지며, 5[V] 미만이면 출력 전원이 선형적으로 감소되게 디밍이 이루어진다.

다음, 신호레벨 변환기(211)는 일정 범위 이내의 크기로 입력되는 디밍 신호 중 그 중간의 크기가 디밍 제어부(220)에서 사용하는 기준값과 같아지도록 입력된 디밍 신호의 크기를 일정 비율로 낮춘다.

예컨대, 디밍 신호가 이상과 같이 0[V] ~ 10[V] 이내의 범위라면 디밍 업 또는 다운의 기준이 되는 중간값은 5[V]인데, 디밍 제어부(220)에 사용되는 기준값은 2.5[V]이므로 0[V] ~ 10[V]의 디밍 신호를 0[V] ~ 5[V]가 되게 한다.

이를 가능하게 하는 것은 전압 분배기가 있으며, 도 9에서는 R104, R105, R106 및 C102를 이용한 전압 분배를 통해 0[V] ~ 10[V] 사이의 디밍 신호를 그 비교에 적합한 0[V] ~ 5[V]가 되게 한다.

다음, 디밍 제어신호 생성기(212, 213)는 신호레벨 변환기(211)에서 공급된 디밍 신호를 디밍 제어부(220)에서 사용되는 디밍 비교신호로 변환한 후 디밍 제어부(220)로 인가한다. 디밍 제어부(220)에서 비교 가능한 디밍 비교신호는 직류(DC)의 디밍 신호이다.

이를 위해, 디밍 제어신호 생성기(212, 213)는 디밍 센스 IC(212) 및 디밍 신호 평활기(213)를 포함하는데, 디밍 센스 IC(212)는 신호레벨 변환기(211)를 통해 입력된 디밍 신호의 크기에 따라 듀티비(duty ratio)가 가변되는 디밍용 PWM 신호를 생성한다.

디밍 센스 IC(212)를 사용하는 이유는 펄스파의 듀티비를 정밀하게 제어함으로써 0[V] ~ 5[V] 전체 범위에서 디밍 신호를 선형적으로 증가 또는 감쇠시켜 적응적으로 제공할 수 있는 장점이 있기 때문이다.

디밍 신호 평활기(213)는 디밍 센스 IC(212)에서 출력된 디밍용 PWM 신호를 평활하는 것으로, 일 예로 R101, R102 및 C101를 사용하며, 이때 저항 R102는 디밍 센스 IC(212)중 디밍용 PWM 신호를 출력하는 5번핀(PWM)에 연결된다.

또한, R101는 R102에 직렬 연결되고, C101은 R102에 병렬 연결된다. 따라서, 디밍용 PWM 신호는 디밍 신호 평활기(213)에서 평활된 후 R101을 통해 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 5번핀(NIN-2)에 인가된다.

아래에서 좀더 상세히 설명하겠지만 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)는 디밍 제어부(220) 및 정전원 유지부(230)를 하나의 칩셋에 의해 구현한 것으로, 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 5번핀(NIN-2)은 디밍 제어부(220)의 디밍 신호 입력단자(D_in)로 사용된다.

따라서, 디밍 제어부(220)에서 디밍 신호 입력단자(D_in)를 통해 입력된 디밍 비교신호를 기준값과 비교하여 그 차이에 따라 디밍을 조절하게 한다.

다음, 도 10에는 디밍 제어부(220) 및 정전원 유지부(230)가 도시되어 있다. 디밍 제어부(220)는 부하인 LED의 디밍을 제어하고, 정전원 유지부(230)는 이상과 같이 디밍이 조절된 상태를 유지시킨다. 즉, 디밍 조절된 부하에 정전원이 공급되게 한다.

이때, 본 발명은 디밍 제어부(220)에서의 디밍은 전류 제어방식을 사용하고, 정전원 유지부(230)는 전압 제어방식을 사용한다. 이는 부하인 LED가 전압 구동 방식을 사용하기 때문이다. 또한, 전압과 전류를 각각 이용하여 이들을 동시에 구현할 수 있도록 하기 위함이다.

디밍 제어부(220)에서 디밍 조절시 전류 제어방식을 사용하면 이것은 디밍 조절임과 동시에 '정전류' 제어에 해당한다. 아울러 정전원 유지부(230)에서 전압 제어방식을 사용하면 이는 '정전압' 제어에 해당한다. 따라서, 본 발명은 정전류 및 정전압 제어가 가능한 것이 된다.

특히, 본 발명은 직류 출력부(170)에서의 출력전류를 디밍을 위한 비교전류로서 검출하는데, 이는 디밍 검출시 약 100[mV]가 소요되던 종래에 비해 매우 작은 10[mV]가 소요되므로 전력을 절약한다. 디밍 신호가 계속적으로 들어오고 있는 것을 감안하면 이 효과는 매우 크다.

한편, 상기한 디밍 제어부(220)로는 전류의 크기를 비교하는 전류 제어식 디밍 제어부(220)를 사용한다. 그러므로, 디밍 제어신호 생성기(212, 213)에서 제공되는 디밍 비교신호는 직류의 디밍 비교전류이고, 디밍 제어부(220)의 기준값은 디밍 조절 기준전류이다.

따라서, 전류 제어식 디밍 제어부(220)는 디밍 조절 기준전류와 디밍 비교전류의 차이에 비례하여 펄스폭 제어부(140)를 제어함으로써 직류 출력부(170)를 통해 부하에 공급되는 출력 전원을 선형적으로 가변시킨다.

반면, 정전원 유지부(230)는 전압의 크기를 비교하는 전압 제어식 정전원 유지부(230)를 사용한다. 그러므로, 변압기(130)의 2차측을 통해 공급되는 정전압 기준전압과 직류 출력부(170)를 통해 부하에 공급 중인 출력 전압을 비교한다.

따라서, 정전원 유지부(230)는 정전압 기준전압과 출력 전압의 차이를 보정하도록 펄스폭 제어부(140)를 제어함으로써 직류 출력부(170)를 통해 부하에 공급되는 전압을 정전압으로 유지시킨다.

특히, 본 발명은 도 10에서 디밍 제어부(220) 및 정전원 유지부(230)를 하나의 통합 IC로 구현한 것을 예로 들었다. 통합 IC는 도 11과 같이 그 내부에 2개의 OP 앰프(Operational Amplifier)가 구현되어 있는 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)이다. 다만, 도 11은 벤더에서 제공되는 스펙을 나타낸 것으로 본 발명과 비교하여 핀의 배치는 다르다.

따라서, 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)를 구성하는 제1 OP 앰프는 정전원 유지부(230)를 위한 전압 비교기로 사용되고, 제2 OP 앰프는 디밍 제어부(220)를 위한 전류 비교기로 사용된다.

듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)는 8개의 신호 입출력 핀이 있는데, 8개의 핀 중에는 제1 OP 앰프를 위한 반전 입력단(2번), 비반전 입력단(3번) 및 출력단(1번)이 있다. 또한, 제2 OP 앰프를 위한 반전 입력단(6), 비반전 입력단(5번) 및 출력단(7번)이 있다. 또한, 동작전원 입력(8번) 및 접지(4)가 있다.

이때, 제2 OP 앰프의 5번핀(NIN-2)에는 저항 R101을 통해 디밍 신호 센싱부(210)로부터 직류의 디밍 비교전류가 인가되고, 6번핀(IN-2)에는 부하에 공급중인 출력전류가 인가된다.

2차측 정류부(160)의 출력단에는 출력전류를 감지하는 센싱저항(222)(J1, J2)이 연결되어 있고 6번핀(IN-2)에는 분배저항(222a) 'R74'가 연결되어 있다. 센싱저항(222)(J1, J2)과 분배저항(222a) R74은 'GND1'을 통해 공통 접지되어 있어서 검출된 출력전류가 6번핀(IN-2)에 인가된다.

따라서, 5번핀(NIN-2)과 6번핀(IN-2)에 입력된 전류값의 차이가 제2 OP 앰프의 출력단인 7번핀(OUT2)를 통해 출력되며, 이를 기초로 펄스폭 제어부(140)를 제어한다. 즉, 5번핀(NIN-2)의 디밍 비교전류가 6번핀(IN-2)의 출력전류보다 크면 출력전류가 증가하도록 디밍이 조절되고, 그와 반대로 더 작다면 출력전류가 감소하도록 디밍이 조절된다.

아울러, 제1 OP 앰프의 2번핀(IN-1)은 분배기(231)를 통해 2차측 정류부(160)의 출력단에 연결되고, 3번핀(REF)은 저항기 R62(232)를 통해 2차측 권선 T3(즉, 회로 동작 전원을 공급하기 위한 변압기 2차측)에 연결된다.

이때, 분배기(231)는 R70, R71, R72, R73, VR2 및 C68를 통해 실제 출력중인 전압을 분배하여 제공하고, 2차측 권선 T3는 변압기(130) 1차측과 자기 결합되어 있기 때문에 현재 펄스폭 제어부(140)에 의해 제어중인 이상적인 상태의 정전압 기준전압을 제공한다.

따라서, 3번핀(REF)과 2번핀(IN-1)에 입력된 전압값의 차이가 제1 OP 앰프의 출력단인 1번핀(OUT1)을 통해 출력되고, 그 차이값이 줄어들도록 펄스폭 제어부(140)를 제어함으로써 계속해서 LED에 정전압이 공급되게 한다.

한편, 위와 같이 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 제1 OP 앰프 출력 및 제2 OP 앰프 출력을 이용하여 펄스폭 제어부(140)에 명령을 전달하도록 본 발명은 일 실시예로서 포토 커플러(PC: Photo Coupler)를 이용한다.

이를 위해 펄스폭 제어부(140) 측에는 수광 다이오드(PC_R)를 구비하고, 디밍 제어부(220) 및 정전원 유지부(230)측에는 발광 다이오드(PC_T)를 구비하여, 발광 다이오드(PC_T)에서 수광 다이오드(PC_R)로 전달되는 빛의 양에 따라 펄스폭 제어부(140)에 명령을 전달한다.

이때, 수광 다이오드(PC_R)는 도 6에서 설명한 바와 같이 PWM 컨트롤 IC(141)의 5번핀(STBY)에 연결되어 있다. 따라서, 디밍 및 정전압 제어를 위해 발광 다이오드(PC_T)에서 발광된 빛을 수광하여 PWM 컨트롤 IC(141)에 명령을 전달한다.

또한, 발광 다이오드(PC_T)는 애노드(+)가 변압기(130)의 2차측(구체적으로는 2차측 권선 T3)에 연결되어 전원을 공급받고, 발광 다이오드(PC_T)의 캐소드(-)는 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 제1 OP 앰프 출력단(1번핀) 및 제2 OP 앰프 출력단(7번핀)에 공통 연결된다.

또한, 발광 다이오드(PC_T)의 캐소드(-)와 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 제1 OP 앰프 출력단 사이에는 정전압 제어 다이오드(233)가 구비된다. 정전압 제어 다이오드(233)의 애노드(+)는 발광 다이오드(PC_T)의 캐소드(-)에 연결되고 캐소드(-)는 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 1번핀(OUT1)에 연결된다. 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 1번핀(OUT1)은 정전압 비교 제어를 위한 제1 OP 앰프 출력단이다.

또한, 발광 다이오드(PC_T)의 캐소드(-)와 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 제2 OP 앰프 출력단 사이에는 디밍 제어 다이오드(223)가 구비된다. 디밍 제어 다이오드(223)의 애노드(+)는 발광 다이오드(PC_T)의 캐소드(-)에 연결되고 캐소드(-)는 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 7번핀(OUT2)에 연결된다. 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 7번핀(OUT2)은 디밍 제어를 위한 제2 OP 앰프 출력단이다.

이에 의하면 발광 다이오드(PC_T)는 그 애노드(+)가 변압기(130)의 2차측에 연결되어 전원을 공급받되, 제1 OP 앰프의 출력에 따라 정전압 제어 다이오드(233) 양단의 전압차가 변화되므로 발광 다이오드(PC_T)를 따라 흐르는 전류량도 변화된다. 따라서, 발광량이 조절되어 정전압 제어를 한다.

유사하게 발광 다이오드(PC_T)는 그 애노드(+)가 변압기(130)의 2차측에 연결되어 전원을 공급받되, 제2 OP 앰프의 출력의 크기에 따라 디밍 제어 다이오드(223) 양단의 전압차가 변화되므로 발광 다이오드(PC_T)를 따라 흐르는 전류량도 변화된다. 따라서, 발광량이 조절되어 디밍 제어를 한다.

즉, 본 발명은 디밍 및 정전압 제어가 모두 가능해지며, 일단 디밍이 이루어지면 그 이후부터는 디밍된 전압이 계속 유지되는 정전압 제어가 이루어진다. 계속해서 또 다른 디밍이 이루어지면 그 또 다른 디밍이 유지되도록 정전압 제어가 이루어진다.

다만, 2차측 정류부(160)의 출력측과 상기 디밍 신호 센싱부(210) 입력측 사이에는 점등유지 저항(214)(R108)이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 점등유지 저항(214)(R108)은 당해 저항에 걸리는 전압이 디밍 신호의 최대 크기가 되도록 조정된 저항값을 갖는다.

따라서, 디밍 신호 센싱부(210)에 디밍 신호를 전달하는 외부의 디밍 신호 라인이 사고로 단선되어 디밍 신호가 없는 경우, 디밍 신호가 0[V]인 것으로 판단하여 부하인 LED가 소등되는 디밍이 이루어지지 않게 한다.

외부의 정상적인 디밍 신호 대신 2차측 정류부(160)의 출력 전원을 이용하여 디밍 신호가 10[V]인 것처럼 함으로써, 디밍 신호 라인이 단선인 경우에는 출력 전원이 100%가 되게 디밍하여 LED가 최대의 밝기를 유지하게 한다.

이러한 점등유지 저항(214)(R108)은 그 값이 커서 외부의 디밍 신호 라인이 정상적으로 연결되어 있는 경우에는, 점등유지 저항(214)(R108)을 통해 디밍 신호 센싱부(210)로 전달되는 신호의 크기가 매우 작아서 영향을 미치지 않는다.

특히, 디밍 신호 라인이 정상 연결되어 있다면 설사 디밍 신호가 0[V]인 경우라도 점등유지 저항(214)(R108)을 통해 제공되는 신호는 신호레벨 변환기(211) 대신 디밍 신호 라인을 통해 외부로 방출되어 무시할 수 있게 된다.

한편, 위에서 설명을 생략한 'VR1'(221)은 기준전류 조정기로서 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 5번핀에 연결되며, 평상시에는 디밍 신호 10[V]가 최대인 100%가 되도록 조절되어 있다. 이러한 기준전류 조정기는 0[V]~10[V] 사이로 조정가능하다.

또한, 'VR2'(231)는 기준전압 조정기로서 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 2번핀에 연결되며, 부하인 LED가 24[V]용, 30[V], 혹은 48[V]용인지 등에 따라 저항값을 가변한다.

또한, 정전압 제어 다이오드(233)에 병렬 연결된 R67 및 C55와, 디밍 제어 다이오드(223)에 병렬 연결된 R68, C67 및 C57A는 각각 전압 궤환 회로(223a, 233a)이다.

또한, 변압기(130)를 기준으로 1차측에 연결된 '1차측 과전압 보호회로(180)'는 종래 2차측을 감시함에 따른 문제를 해결하도록 1차측 정류부(120)의 출력 'Vcc'를 감시하여 조속히 대응하기 위한 것으로, Qs1, Us1, Cs1 및 Rs2 등을 사용한다.

이러한 '1차측 과전압 보호회로(180)'는 본 발명자가 특허등록 받은 한국등록특허 제10-1032045호의 '과전압 방지 기능을 구비한 스위칭 모드 전원 공급장치'를 통해 명확히 알 수 있으므로 이하에서 좀더 상세한 설명은 생략한다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

110: 교류 입력부 110a: 라인 필터부
120: 1차측 정류부 120a: 역률 보상회로
130: 변압기 140: 펄스폭 제어부
140a: 초기 구동 전원부 150: 전력 스위칭부
160: 2차측 정류부 170: 직류 출력부
180: 1차측 과전압 보호회로 210: 디밍 신호 센싱부
220: 디밍 제어부 230: 정전원 유지부

Claims (8)

1. 교류 전원이 입력되는 교류 입력부(110)와;
   상기 교류 입력부(110)를 통해 제공된 교류 전원을 정류하는 1차측 정류부(120)와;
   상기 1차측 정류부(120)를 통해 정류된 전원을 변압하는 변압기(130)와;
   펄스폭 변조(PWM) 방식에 의해 전원 공급을 제어하는 펄스폭 제어부(140)와;
   상기 펄스폭 제어부(140)의 제어하에 스위칭되어 상기 1차측 정류부(120)에서 변압기(130)의 1차측으로 공급되는 전원을 스위칭하는 전력 스위칭부(150)와;
   상기 변압기(130)의 2차측 출력을 정류하는 2차측 정류부(160)와;
   상기 2차측 정류부(160)를 통해 정류된 직류 전원을 부하에 공급하는 직류 출력부(170)와;
   디밍(dimming) 제어를 위해 외부에서 제공되며, 일정 범위 이내에서 선형적으로 변화되는 디밍 신호를 검출하는 디밍 신호 센싱부(210)와;
   상기 디밍 신호 센싱부(210)에서 검출된 디밍 신호에 따라 상기 펄스폭 제어부(140)를 선형적으로 제어함으로써 상기 직류 출력부(170)를 통해 부하에 공급되는 전원을 선형적으로 가변시키는 디밍 제어부(220); 및
   상기 직류 출력부(170)를 통해 부하에 공급되는 전원을 감시하여, 상기 디밍 제어부(220)에 의해 디밍 제어된 부하 전원(출력 전원)을 일정하게 유지시키는 정전원 유지부(230);를 포함하되,
   상기 디밍 신호 센싱부(210)는,
   상기 일정 범위 이내의 크기로 입력되는 디밍 신호 중 그 중간의 크기가 상기 디밍 제어부(220)에서 사용하는 기준값과 같아지도록 상기 디밍 신호의 크기를 일정 비율로 낮추는 신호레벨 변환기(211); 및
   상기 신호레벨 변환기(211)에서 공급된 디밍 신호를 상기 디밍 제어부(220)에서 비교 가능한 디밍 비교신호로 변환하여 상기 디밍 제어부(220)로 인가하는 디밍 제어신호 생성기(212, 213);를 포함하고,
   상기 디밍 제어신호 생성기(212, 213)는,
   상기 신호레벨 변환기(211)를 통해 입력된 디밍 신호의 크기에 따라 듀티비(duty ratio)가 가변되는 디밍용 PWM 신호를 생성하는 디밍 센스 IC(212); 및
   상기 디밍 센스 IC(212)에서 출력된 디밍용 PWM 신호를 평활하여 상기 디밍 제어부(220)에 직류의 디밍 비교신호를 인가하는 디밍 신호 평활기(213);를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 디밍 제어부(220)는 전류의 크기를 비교하는 전류 제어식 디밍 제어부(220)로써,
   상기 디밍 제어신호 생성기(212, 213)에서 제공되는 디밍 비교신호는 직류의 디밍 비교전류이고,
   상기 디밍 제어부(220)의 기준값은 디밍 조절 기준전류이며,
   상기 전류 제어식 디밍 제어부(220)는 상기 디밍 조절 기준전류와 디밍 비교전류의 차이에 비례하여 상기 직류 출력부(170)를 통해 부하에 공급되는 전원을 선형적으로 가변시키는 것을 특징으로 하는 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 정전원 유지부(230)는 전압의 크기를 비교하는 전압 제어식 정전원 유지부(230)로써,
   상기 정전원 유지부(230)는 상기 변압기(130)의 2차측을 통해 공급되는 정전압 기준전압과 상기 직류 출력부(170)를 통해 부하에 공급 중인 출력 전압의 차이만큼 보정하여 상기 직류 출력부(170)를 통해 부하에 공급되는 전압을 정전압으로 유지시키는 것을 특징으로 하는 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 디밍 제어부(220) 및 정전원 유지부(230)는 내부에 2개의 OP 앰프(Operational Amplifier)가 구현되어 있는 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)를 통해 일체로 제공되되,
   상기 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)를 구성하는 제1 OP 앰프는 상기 정전원 유지부(230)를 위한 전압 비교기로 사용되고, 상기 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)를 구성하는 제2 OP 앰프는 상기 디밍 제어부(220)를 위한 전류 비교기로 사용되는 것을 특징으로 하는 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 펄스폭 제어부(140)는 수광 다이오드(PC_R)를 통해 상기 디밍 및 정전압 제어신호를 제공받고,
   상기 수광 다이오드(PC_R)에 상기 디밍 및 정전압 제어신호를 전달하는 발광 다이오드(PC_T)는 애노드(+)가 상기 변압기(130)의 2차측에 연결되어 전원을 공급받고,
   상기 발광 다이오드(PC_T)의 캐소드(-)는 상기 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 제1 OP 앰프 출력단 및 제2 OP 앰프 출력단에 공통 연결되되,
   상기 발광 다이오드(PC_T)의 캐소드(-)와 상기 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 제1 OP 앰프 출력단 사이에는 애노드(+)가 상기 발광 다이오드(PC_T)의 캐소드(-)에 연결된 정전압 제어 다이오드(233)가 구비되고,
   상기 발광 다이오드(PC_T)의 캐소드(-)와 상기 듀얼 OP 앰프 IC(VI_IC)의 제2 OP 앰프 출력단 사이에는 애노드(+)가 상기 발광 다이오드(PC_T)의 캐소드(-)에 연결된 디밍 제어 다이오드(223)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치.
8. 제1항, 제4항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 2차측 정류부(160)의 출력측과 상기 디밍 신호 센싱부(210) 입력측 사이에는, 상기 디밍 신호 센싱부(210)에 디밍 신호를 전달하는 디밍 신로 라인의 단선에 의해 디밍 신호가 없는 경우, 상기 2차측 정류부(160)의 출력을 상기 디밍 신호 센싱부(210)로 제공하여 출력 전원이 100%가 되게 하는 점등유지 저항(214)(R108)이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치.
   

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