KR101484963B1 - Dimming Control Apparatus For LED Stage Lighting System Using Hybrid Control Mode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이브리드 제어방식을 이용한 엘이디 무대 조명 시스템의 조도 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위상 제어 방식과 디지털 제어 방식을 선택적으로 이용하여 엘이디 램프의 조도를 제어할 수 있도록 한 하이브리드 제어방식을 이용한 엘이디 무대 조명 시스템의 조도 제어장치에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to an illumination control system for an LED stage lighting system using a hybrid control system, and more particularly, to a hybrid control system for controlling the illuminance of an LED lamp by selectively using a phase control system and a digital control system And more particularly, to an illuminance control apparatus for a stage illumination system using an LED.
일반적으로 방송국, 공연장에서 무대 장치의 시각적 효과를 높이기 위하여 설치한 할로겐 램프 등과 같은 백색 조명램프는 위상 제어방식으로 빛의 밝기를 조절하도록 조도 제어장치가 구성될 수 있다. 이러한 제어방식의 전형적인 예로서, 도 1에서와 같이 촬영 세트장이나 무대에 설치된 다수의 백색 조명램프에 대하여 개별적으로 조도 조절하는 다수의 조도제어기(L1, L2, ..., Ln)를 구비한다. 각각의 조도제어기(L1, L2, ..., Ln)는 AC 위상제어모듈(10)과 백색 조명램프(30) 사이에 드라이버(20)를 연결 구성하는데, AC 위상제어모듈(10)이 원하는 밝기에 맞게 입력 교류 전원의 위상을 제어하여 출력하고, 이에 따라 드라이버(20)에 의하여 백색 조명램프(30)의 조도를 제어할 수 있다.In general, a white light lamp such as a halogen lamp installed to enhance a visual effect of a stage device in a broadcasting station or a venue can be configured to control the brightness of light by a phase control method. As a typical example of such a control method, a plurality of illuminance controllers (L1, L2, ..., Ln) for individually illuminating the plurality of white illumination lamps installed on a photographic set or stage are provided as shown in FIG. Each of the illumination controllers L1, L2, ..., Ln connects the
할로겐 램프 등과 같은 백색 조명램프의 에너지 효율이 낮아 과다한 소비 전력이 발생하는 문제를 해결하기 위하여 무대 조명시스템의 광원으로 엘이디 램프를 채용하고 디지털 제어방식으로 조도 조절하는 기술이 개발되고 있다. 그러한 예로서, 도 2에 도시한 바와 같이, DMX 콘솔(40)에 다수의 DMX 스플리터(51, 52, 53, 54)를 통신선으로 연결하고, 각 DMX 스플리터(51, 52, 53, 54)에 멀티 엘이디 램프(60)를 배선 연결하여 국제 표준 규격인 DMX 512 프로토콜을 사용하여 DMX 콘솔(40)에 의해 엘이디 램프(60)에 대한 On, Off 및 조도 조절이 제어되게 된다. In order to solve the problem of excessive power consumption due to low energy efficiency of a white lighting lamp such as a halogen lamp, an LED lamp is adopted as a light source of a stage lighting system and a technique of adjusting the illuminance by a digital control method is being developed. 2, a plurality of
무대 조명장치가 대형화됨에 따라 넓은 범위에 설비하는 경우, 원격 제어가 가능한 디지털 제어방식을 적용하기 위해서는 막대한 비용이 소요된다. 또한 각각의 현장에 설치된 엘이디 램프에 대해 조도 조절하거나 일시적으로 불필요하여 개별적인 설정이 요구되더라도 DMX 콘솔에만 의존하여 엘이디 램프의 동작을 제어할 수밖에 없는 문제가 있다.As the stage illumination device becomes larger, it takes a great deal of cost to apply the digital control method which can be remotely controlled when the device is installed in a wide range. Also, there is a problem in that the operation of the LED lamp is inevitably dependent on the DMX console even if the individual settings are required because the illuminance of the LED lamp installed in each site is temporarily or unnecessarily required.
따라서 현장에서는 AC 위상 제어 컨트롤러를 이용한 위상 제어 방식으로 엘이디 램프의 조도를 조절하고, 또한 원격 제어를 위해서는 DMX 콘솔을 이용한 디지털 제어 방식으로 엘이디 램프를 제어하는 기술이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for a technique for controlling the illuminance of an LED lamp by a phase control method using an AC phase control controller in the field and controlling an LED lamp by a digital control method using a DMX console for remote control.
본 발명의 일 측면은 무대 조명의 광원으로 엘이디 램프를 설치하고, 위상 제어방식과 디지털 제어방식을 선택적으로 적용하여 엘이디 램프의 조도 조절이 가능하도록 하여 현장의 사용자뿐만 아니라 DMX 콘솔을 이용하여 외부 관리자가 원격으로 엘이디 램프의 조도를 조절하는 것이다. One aspect of the present invention provides an LED lamp as a light source for a stage lighting, and can adjust the illuminance of an LED lamp by selectively applying a phase control method and a digital control method, Is to adjust the illuminance of the LED lamp remotely.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 제어방식을 이용한 엘이디 무대 조명의 조도 제어장치는, 엘이디 램프모듈; 상기 엘이디 램프모듈의 조도를 조절하기 위하여 교류 뉴트럴 라인의 제로크로스를 기준으로 트라이악의 구동시점을 이동시켜 교류 전원의 위상을 제어하여 출력하는 AC 위상제어 모듈; 상기 AC 위상제어 모듈의 입력 전원을 정류 및 평활하여 상기 엘이디 램프모듈에 인가하는 엘이디 램프 구동모듈; 상기 엘이디 램프모듈의 조도를 조절하기 위하여 외부 관리자에 의하여 전송되는 램프 제어정보를 수신하는 DMX512 수신모듈; 상기 AC 위상제어 모듈에서 실질적으로 위상 제어가 이루어지지 않은 상태이면 상기 DMX512 수신모듈로 수신한 램프 제어정보에 따라 상기 엘이디 램프 구동모듈을 제어하여 상기 엘이디 램프모듈의 조도를 조절하는 램프구동 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for controlling illumination of an LED stage light using a hybrid control method according to an embodiment of the present invention includes an LED lamp module; An AC phase control module for controlling a phase of an AC power source by driving a driving point of a triac on the basis of a zero cross of an AC neutral line in order to adjust an illuminance of the LED lamp module; An LED lamp driving module for rectifying and smoothing an input power of the AC phase control module and applying the rectified and smoothed input power to the LED lamp module; A
또한, 상기 엘이디 램프구동모듈은 보호회로 및 EMI 필터와 브리지 정류기를 포함하고, 상기 램프구동 제어모듈은 상기 브리지 정류기에서 전파 정류된 전원의 위상을 검출하여 구형파의 검출 신호를 출력하는 위상 검출부와, 상기 위상 검출부에 의해 검출된 구형파의 검출 신호에 따라 상기 AC 위상제어 모듈에서의 위상 제어 동작을 판단하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 한다.The lamp driving module includes a protection circuit, an EMI filter and a bridge rectifier. The lamp driving control module includes a phase detector for detecting a phase of a power source rectified by the bridge rectifier and outputting a detection signal of a square wave, And a microcomputer for determining a phase control operation in the AC phase control module according to a detection signal of the rectangular wave detected by the phase detection unit.
또한, 상기 램프구동 제어모듈은 상기 마이컴의 구동제어신호를 상기 엘이디 램프 구동모듈의 PWM 구동부에 전달하는 제1 포토 커플러와, 상기 위상 검출부와 상기 마이컴 사이에 연결된 제2 포토커플러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The lamp driving control module may further include a first photocoupler for transmitting a driving control signal of the microcomputer to the PWM driving unit of the LED lamp driving module and a second photocoupler connected between the phase detecting unit and the micom .
또한, 상기 엘이디 램프모듈이 설치된 현장의 사용자가 조도 설정하기 위한 제1설정기와 제2설정기를 더 포함하고, 상기 제1설정기는 버튼 스위치의 조작에 따른 조도 설정값을 PWM 신호로서 상기 마이컴에 인가하고, 상기 제2설정기는 회전 노브의 동작에 따라 DC 레벨의 조도 설정값을 상기 마이컴에 인가하는 것을 특징으로 한다.The first setter may further include a first setter and a second setter for setting the illuminance of the user on the spot where the LED lamp module is installed, And the second setter applies a DC level illumination setting value to the micom according to the operation of the rotary knob.
또한, 상기 마이컴은 상기 위상 검출부의 검출 신호에 따라 판단한 결과 위상 제어되고 있는 상태이면 상기 DMX 512 수신모듈을 이용한 원격 조도 설정 방식을 적용하지 않고 무시하는 것을 특징으로 한다.In addition, the micom may ignore the remote illumination setting method using the
또한, 상기 위상 검출부의 검출 신호에 따라 판단한 결과 위상 제어되고 있는 상태가 아니면 상기 마이컴이 구동제어신호를 상기 제1포토커플러를 통해 상기 PWM구동부에 인가하는 것을 특징으로 한다.The microcomputer may apply a drive control signal to the PWM driver through the first photocoupler if the phase of the PWM signal is not controlled according to the detection signal of the phase detector.
또한, 상기 엘이디 램프 구동모듈은 상기 브리지 정류기의 후단에 연결된 플리커 방지회로를 더 포함하고, 상기 플리커 방지회로는 저항과 커패시터에 의해 결정되는 시정수를 설정하여 사이리스터의 온 타임을 조절함으로서 상기 엘이디 램프모듈에서 발생하는 플리커 현상을 방지하는 것을 특징으로 한다.In addition, the LED lamp driving module may further include a flicker prevention circuit connected to a rear end of the bridge rectifier, wherein the flicker prevention circuit adjusts the on time of the thyristor by setting a time constant determined by a resistor and a capacitor, Thereby preventing a flicker phenomenon occurring in the module.
이상과 같이 본 발명은 기존의 위상 제어 방식에 따라 엘이디 램프의 조도를 조절하는 방식 이외에 외부 관리자에 의하여 원격으로 조도 조절이 용이할 뿐만 아니라 현장의 사용자가 버튼 스위치나 회전 노브를 이용하여 조도 설정값을 간편하게 설정하여 조도 조절이 가능하므로 다양한 설정 방식을 적용하여 사용자의 편의성을 높일 수 있다.As described above, according to the present invention, in addition to the method of adjusting the illuminance of the LED lamp according to the existing phase control method, the external controller can easily adjust the illuminance remotely, Can be easily adjusted to adjust the illuminance, so that the convenience of the user can be improved by applying various setting methods.
또한 본 발명은 DMX 512 프로토콜을 이용한 디지털 제어방식으로만 구성하지 않고 위상 제어방식의 기본 장비로서 AC 위상제어 모듈을 활용하여 조명 시스템을 구성함으로써 제조비용을 절감할 수 있다.In addition, the present invention can reduce the manufacturing cost by constructing the illumination system by utilizing the AC phase control module as the basic equipment of the phase control method, not only by the digital control method using the
도 1은 종래의 AC 위상 제어방식을 이용한 공연무대용 백열 조명램프의 조도 제어장치의 블록도이다.
도 2는 종래의 디지털 제어방식을 이용한 엘이디 무대 조명 시스템의 조도 제어장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 방식을 이용한 엘이디 무대 조명 시스템의 조도 제어장치의 전체 블록도이다.
도 4는 엘이디 램프구동모듈과 램프구동 제어모듈의 상세 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 도 4의 상세회로도이다.
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 방식을 이용한 엘이디 무대 조명 시스템의 조도 제어장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram of an illumination control apparatus for an incandescent lamp for a performance stage using a conventional AC phase control method.
2 is a block diagram of an illuminance control system of an LED stage illumination system using a conventional digital control method.
3 is an overall block diagram of an illuminance control system of an LED stage lighting system using a hybrid system according to the present invention.
4 is a block diagram for explaining the detailed configuration of the LED lamp driving module and the lamp driving control module.
5 is a detailed circuit diagram of FIG.
6 is a flowchart illustrating an operation of the illuminance control apparatus of the LED stage lighting system using the hybrid method according to the present invention.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 방식의 조도제어기(Lm-1)(Lm-2)...(Lm-n)가 방송국과 공연장의 넓은 범위에 분산 설치될 수 있다.As shown in FIG. 3, the hybrid type illumination controller Lm-1, Lm-2, ..., Lm-n according to the present invention can be distributed over a wide range of broadcasting stations and concert halls.
조도제어기(Lm-1)(Lm-2)...(Lm-n)는 AC 위상제어모듈(100)과 엘이디 램프구동모듈(200), 램프구동 제어모듈(300)을 공통적으로 구비한다. 여기서 원하는 밝기에 맞추어 입력 교류 전원의 위상을 제어하여 출력하는 AC 위상제어모듈(100)을 구비하는 구성은 종래기술과 동일하며, 특징적으로 엘이디 램프 구동모듈(200)과 램프구동 제어모듈(300)을 구비한다.The illuminance controllers Lm-1 to Lm-n commonly include an AC
조도제어기(Lm-1)(Lm-2)...(Lm-n)는 AC 위상제어모듈(100)과 엘이디 램프구동모듈(200)을 통하여 엘이디 램프모듈(J)을 개별적으로 구동시킬 수 있다.The illuminance controllers Lm-1 to Lm-n may individually drive the LED lamp module J through the AC
또한 조도제어기(Lm-1)(Lm-2)...(Lm-n)는 DMX512 수신모듈(O)을 통하여 도시하지 않은 DMX 콘솔로부터 램프제어 정보(DMX 512)를 전달받아 LED 램프모듈(J)을 대상으로 조도 제어할 수 있다. 여기서 DMX512 수신모듈(O)은 유선 또는 무선으로 DMX 콘솔과 통신하여 램프제어 정보(DMX 512)를 제공받을 수 있다.
The illuminance controllers Lm-1 through Lm-n receive the lamp
도 4는 엘이디 램프구동모듈과 램프구동 제어모듈의 상세 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 5는 도 4의 상세회로도이다.FIG. 4 is a block diagram for explaining a detailed configuration of an LED lamp driving module and a lamp driving control module, and FIG. 5 is a detailed circuit diagram of FIG.
엘이디 램프 구동모듈(200)은 AC 위상제어모듈(100)과 엘이디 램프모듈(J) 사이에 연결되어 램프구동 제어모듈(300)의 마이컴(N)의 구동제어신호에 따라 PWM 제어방식으로 조도 조절할 수 있다. 엘이디 램프모듈(J)은 복수의 엘이디 램프를 배선하여 그룹 단위로 빛을 발생할 수 있고, PWM 제어방식은 엘이디 램프에 흐르는 구형파 형태의 전류의 듀티를 가변하여 조도를 제어한다.The LED
엘이디 램프 구동모듈(200)은 입력단(A)과 보호회로 및 EMI 필터(B) 및 브리지 정류기(C)를 일반적으로 구비할 수 있다.The LED
입력단(A)은 AC 위상제어모듈(100)의 입력 전원을 보호회로 및 EMI 필터(B)에 전달한다. 이때 입력 전원은 AC 위상제어모듈(100)의 트라이악을 이용하여 위상 제어된 110~220 AC 이 될 수 있다. The input terminal A transmits the input power of the AC
보호회로 및 EMI 필터(B)는 전원 라인의 교류 노이즈(서지 전압)을 제거하기 위하여 바리스터(ZNR1), 커패시터(C1)(C15), 인덕터(L1)를 구비할 수 있다. 또한 과전류가 입력된 경우 이를 차단하기 위한 휴즈(F1)를 더 포함할 수 있다.The protection circuit and the EMI filter B may include a varistor ZNR1, capacitors C1 and C15 and an inductor L1 to remove ac noise (surge voltage) of the power supply line. And may further include a fuse F1 for blocking the overcurrent when it is input.
보호회로 및 EMI 필터(B)에서 노이즈가 제거된 교류 전원은 브리지 정류기(C)를 통해 직류 전원으로서 정류 평활된다. 실시예에서는 브리지 정류기(C)가 브리지 다이오드로 구성하였으나 전파 정류된 전원을 평활하기 위한 커패시터 소자들이 더 사용될 수도 있다.The AC power from which the noise is removed from the protection circuit and the EMI filter (B) is rectified and smoothed as a DC power supply through the bridge rectifier (C). In the embodiment, the bridge rectifier C is composed of the bridge diode, but the capacitor elements for smoothing the full-wave rectified power may be further used.
전파 정류된 전원은 그 후단에 연결된 역률 보상부(PFC)(E)에 전달된다. 역률 보상부(E)는 브리지 정류기(C)에서 발생되는 손실을 보상하기 위해 구성한다. 역률 보상부(E)의 회로 구성과 동작은 공지된 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 본 명세서에서 생략하도록 한다. The full-wave rectified power is transmitted to a power factor compensator (PFC) E connected to the rear end. The power factor compensating unit E is configured to compensate for losses generated in the bridge rectifier C. [ Since the circuit configuration and operation of the power factor compensating unit E are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.
전류와 전압 변화로 인하여 엘이디 램프에서 빛의 밝기가 계속 달라지면서 발생되는 플리커(깜박거림) 현상을 방지하기 위하여, 실시예에서와 같이 브리지 정류기(C)와 역률 보상부(E) 사이에 플리커 방지회로(D)를 추가로 설치할 수 있다.In order to prevent a flicker phenomenon caused by a change in the brightness of light in the LED lamp due to current and voltage changes, flicker prevention between the bridge rectifier C and the power factor compensator E, as in the embodiment, The circuit D can be additionally provided.
플리커 방지회로(D)는 저항(R5)(R8), 커패시터(C2), 사이리스터(U3)를 구비할 수 있다. 저항(R5)과 커패시터(C2)에 의해 결정되는 시정수를 적절히 설정하여 사이리스터(U3)의 온 타임(on time)을 조절하여 엘이디 램프에서의 플리커 현상을 방지할 수 있다.The flicker prevention circuit D may include resistors R5 and R8, a capacitor C2, and a thyristor U3. The on time of the thyristor U3 can be adjusted by appropriately setting the time constant determined by the resistor R5 and the capacitor C2 to prevent the flicker phenomenon in the LED lamp.
역률 보상부(E)와 트랜스포머(G)의 1차 권선 사이에 PWM 구동부(F)가 연결된다. PWM 구동부(F)는 후술하는 마이컴(N)의 구동제어신호에 따라 역률 보상부(E)의 출력단으로부터 트랜스포머(G)의 1차 권선에 입력되는 전압을 변화시킨다. 즉, PWM 구동부(F)의 출력에 따라 역률 보상부(E)의 출력 전압이 변화되어 트랜스포머(G)의 1차 권선에 입력되고, 트랜스포머(G)는 역률 보상부(E)의 출력을 입력받아 권선비에 따라 강압하여 정류기(H)에 출력하도록 이루어져 있다. The PWM driving unit F is connected between the primary winding of the power factor compensating unit E and the transformer G. [ The PWM driving unit F changes the voltage input to the primary winding of the transformer G from the output terminal of the power factor compensating unit E in accordance with the drive control signal of the microcomputer N to be described later. That is, the output voltage of the power factor compensating unit E changes according to the output of the PWM driving unit F and is input to the primary winding of the transformer G. The transformer G inputs the output of the power factor compensating unit E Down to the rectifier H in accordance with the winding ratio.
정류기(H)는 강압된 출력 전원을 정류 및 평활화된 전원을 엘이디 램프모듈(J)에 출력하도록 다이오드(D12)와 커패시터(C16)로 구성할 수 있다.The rectifier H may be constituted by a diode D12 and a capacitor C16 so as to rectify the smoothed output power and output the smoothed power to the LED lamp module J.
정류기(H)에서 정류 및 평활화되어 엘이디 램프모듈(J)에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출기(I)가 추가로 구비될 수 있다. 전류 검출기(I)에 의해 검출된 전류는 후술하는 마이컴(N)에 제공되도록 이루어져 있다.A current detector I may be additionally provided for rectifying and smoothing the rectifier H to detect the current applied to the LED lamp module J. [ The current detected by the current detector I is provided to the microcomputer N to be described later.
상술한 바와 같이, 엘이디 램프구동모듈(200)이 AC 위상제어모듈(100)로부터의 입력 전원에 따라 엘이디 램프모듈(J)을 구동시킬 수 있다. AC 위상제어모듈(100)에서 위상 제어된 입력 전원을 제공받은 경우 그 위상 제어된 입력 전원으로 엘이디 램프모듈(J)에 대해 조도 조절할 수 있다. 조절가능한 조도 범위는 AC 위상제어모듈(100)의 스위칭소자(트라이악)가 온/오프 상태로 토글되는 동작에 따라 0°~ 180°범위에서 위상 제어되는데, 통상적으로 교류 뉴트럴라인의 제로 크로스를 기준으로 트라이악의 통전 시간에 비례하여 엘이디 램프의 온 타임이 결정되며, 사전에 설정 조도값에 따라 이러한 트라이악의 구동되는 시점이 180°에서 N번 이동되어 0°가 되면 트라이악의 구동시점이 점차 늦어져 최종적으로 엘이디 램프에 공급되는 전원이 차단된다. 이때 N분할과 관련하여 N등분을 하는 것이 일반적이나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. As described above, the LED
한편 AC 위상제어모듈(100)에서 실질적으로 위상 제어를 하지 않고 교류 전원을 출력하는 것도 가능하며, 이 경우 트라이악의 구동시점이 이동되지 않아 트라이악이 항상 온 상태로 통전되도록 할 수 있다. AC 위상제어모듈(100)에 의해 실질적으로 위상 제어가 이루어지지 않는 상태에서 외부의 관리자가 DMX 콘솔을 이용하여 조도 조절하기 위한 램프제어 정보(DMX 512)를 전송하고, DMX 512 수신모듈(O)이 램프제어 정보(DMX 512)를 램프구동 제어모듈(300)의 마이컴(N)에 제공하여 원격으로 엘이디 램프모듈(J)의 엘이디 램프에 대한 조도를 조절할 수 있다.On the other hand, it is also possible to output the AC power without substantially controlling the phase in the AC
또한 실시예에서와 같이 AC 위상제어모듈(100)에 의해 위상 제어가 이루어지지 않는 상태에서 조도제어기(Lm-1)(Lm-2)...(Lm-n)의 제1설정기(P) 또는 제2설정기(Q)를 추가로 구비하고, 제1설정기(P) 또는 제2설정기(Q)를 이용하여 무대 현장에 위치한 사용자가 원하는 조도 설정값을 결정할 수 있다. 제1설정기(P)는 버튼 스위치의 조작에 따른 조도 설정값을 PWM 신호로서 마이컴(N)에 인가하고, 제2설정기(Q)는 회전 노브(knob)의 동작에 따라 DC 레벨의 조도 설정값을 마이컴(N)에 인가한다.(Lm-1) ... Lm-n of the illumination controller Lm-1 (Lm-2) ... Lm-n in a state where the phase control is not performed by the AC
램프구동 제어모듈(300)은 위상 검출부(K), 제1 및 제2 포토커플러(L)(M), 마이컴(N)으로 구성한다. 여기서 제1 포토커플러(L)는 마이컴(N)의 구동제어신호를 PWM구동부(F)에 전달하는 매개체이고, 제2 포토커플러(M)는 위상 검출부(K)의 검출 신호를 마이컴(N)에 전달하는 매개체이다. 제1 및 제2 포토커플러(L)(M)는 트랜스포머(G)와 함께 절연선(S-S)을 기준으로 전단과 후단 사이를 전기적으로 절연시키는 역할을 한다.The lamp
위상 검출부(K)는 일측이 브리지 정류기(C)와 플리커 방지회로(D) 사이에 연결되고, 타측이 제2 포토커플러(M)의 발광다이오드의 애노드에 연결된다. 위상 검출부(K)는 저항(R26)(R27)(R28), 커패시터(C24), npn 트랜지스터(Q3)로 구성할 수 있다. 위상 검출부(K)는 브리지 정류기(C)에서 전파 정류된 전원의 위상을 검출하여 구형파의 검출 신호를 제2 포토커플러(M)를 통하여 마이컴(N)에 인가한다. One side of the phase detecting section K is connected between the bridge rectifier C and the flicker preventing circuit D and the other side is connected to the anode of the light emitting diode of the second photocoupler M. [ The phase detector K may be composed of resistors R26, R27, R28, a capacitor C24, and an npn transistor Q3. The phase detector K detects the phase of the full wave rectified power from the bridge rectifier C and applies a square wave detection signal to the micom N through the second photocoupler M. [
마이컴(N)은 제2 포토커플러(M)을 통해 인가받은 검출 신호에 따라 입력 전원이 위상 제어되고 있는 상태인지 아니면 위상 제어가 이루어지지 않는 상태인지를 판단할 수 있다. 위상 제어되고 있는 상태이면 마이컴(N)은 제1 및 제2설정기(P)(Q)를 이용한 현장에서의 조도 설정 방식과 DMX 512 수신모듈(O)을 이용한 원격 조도 설정 방식을 적용하지 않는다. 이와 다르게 제2 포토커플러(M)의 검출 신호에 근거하여 판단한 결과 위상 제어되고 있지 않으면 제1 및 제2설정기(P)(Q)를 이용한 현장에서의 조도 설정 방식과 DMX 512 수신모듈(O)을 이용한 원격 조도 설정 방식 중 어느 하나의 방식을 적용할 수 있다. 만약 현장 조도 설정 방식과 원격 조도 설정 방식이 동시에 활성화된 상태이면 미리 설정한 우선 순위에 따라 어느 하나의 방식을 적용하도록 구성할 수 있다.The microcomputer N can determine whether the input power source is phase-controlled or not-phase-controlled according to a detection signal applied through the second photocoupler M. The micom N does not apply the illuminance setting method in the field using the first and second setter P (Q) and the remote illuminance setting method using the
조도 설정 방식이 결정되고 나면 마이컴(N)은 전류 검출기(I)에 의해 검출된 전류와 설정 조도값에 따라 트랜스포머(G)의 1차 권선에 인가되는 입력 전압을 변화하기 위한 구동 제어신호를 제1 포토커플러(L)를 통하여 PWM 구동부(F)에 인가한다. 이에 따라 PWM 구동부(F)가 역률보상부(E)로부터 트랜스포머(G)의 1차 권선에 입력되는 전압을 변화시키게 되어 엘이디 램프에 흐르는 전류가 변화하여 빛의 밝기를 조절할 수 있다.The microcomputer N supplies a drive control signal for changing the input voltage applied to the primary winding of the transformer G in accordance with the current detected by the current detector I and the setting
상기 구성된 본 발명에 따른 하이브리드 제어방식을 이용한 엘이디 무대 조명 시스템의 조도 제어장치의 동작을 설명한다. The operation of the light intensity controller of the LED stage lighting system using the hybrid control method according to the present invention will be described.
도 6을 참고하여, AC 위상제어모듈(100)에서 트라이악의 구동시점에 의존하는 위상 제어 방식 또는 외부 관리자에 의한 DMX 콘솔을 이용한 디지털 제어 방식에 따라 엘이디 램프의 조도를 설정한다(S100).Referring to FIG. 6, the illuminance of the LED lamp is set in accordance with a phase control method depending on the driving timing of the triac in the AC
AC 위상제어모듈(100)에서 위상 제어된 입력 전원은 엘이디 램프구동모듈(200)의 입력단(A)에 인가된 후 보호회로 및 EMI 필터(B)에서 노이즈가 제거되며, 그런 다음 브리지 정류기(C)를 통해 직류 전원으로서 정류 평활된다. 브리지 정류기(C)에서 전파 정류된 전원은 역률 보상부(E)에 의하여 손실 보상이 이루어지고 나서 트랜스포머(G)의 1차 권선에 인가된다. 트랜스포머(G)에 의하여 강압된 출력 전원은 정류기(H)에서 정류 및 평활화된 후 엘이디 램프모듈(J)에 출력한다.The phase-controlled input power in the AC
실시예에서는 브리지 정류기(C)와 역률 보상부(E) 사이에 플리커 방지회로(D)를 추가로 설치할 수 있다. 플리커 방지회로(D)는 전류와 전압 변화로 인하여 엘이디 램프에서 빛의 밝기가 계속 달라지면서 발생되는 플리커 현상을 방지하기 위한 것이다. 이러한 플리커 방지회로(D)는 저항(R5)(R8), 커패시터(C2), 사이리스터(U3)를 구비할 수 있다. 저항(R5)과 커패시터(C2)에 의해 결정되는 시정수를 적절히 설정하여 사이리스터(U3)의 온 타임(on time)을 조절하여 엘이디 램프에서의 플리커 현상을 방지할 수 있다.In the embodiment, a flicker prevention circuit D may be additionally provided between the bridge rectifier C and the power factor compensating unit E. The flicker prevention circuit (D) is for preventing a flicker phenomenon caused by a change in the brightness of light in the LED lamp due to a change in current and voltage. The flicker prevention circuit D may include resistors R5 and R8, a capacitor C2 and a thyristor U3. The on time of the thyristor U3 can be adjusted by appropriately setting the time constant determined by the resistor R5 and the capacitor C2 to prevent the flicker phenomenon in the LED lamp.
실시예에서는 역률 보상부(E)와 트랜스포머(G)의 1차 권선 사이에 PWM 구동부(F)를 구비한다. PWM 구동부(F)는 마이컴(N)의 구동제어신호에 따라 역률 보상부(E)의 출력단으로부터 트랜스포머(G)의 1차 권선에 입력되는 전압을 변화시킨다. In the embodiment, the PWM driving unit F is provided between the primary winding of the power factor compensating unit E and the transformer G. The PWM driving unit F changes the voltage input to the primary winding of the transformer G from the output terminal of the power factor compensator E in accordance with the drive control signal of the microcomputer N. [
실시예에서는 정류기(H)에서 정류 및 평활화되어 엘이디 램프모듈(J)에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출기(I)가 추가로 구비될 수 있다. 전류 검출기(I)에 의해 검출된 전류는 마이컴(N)에 제공된다(S200).The current detector I may be additionally provided in the embodiment to rectify and smoothen the current in the rectifier H to detect the current applied to the LED lamp module J. The current detected by the current detector I is provided to the microcomputer N (S200).
램프구동 제어모듈(300)의 위상 검출부(K)는 브리지 정류기(C)에서 전파 정류된 전원의 위상을 검출하여 구형파의 검출 신호를 제2 포토커플러(M)를 통하여 마이컴(N)에 인가한다(S300).The phase detector K of the lamp
마이컴(N)은 위상 검출부(K)의 검출 신호에 따라 AC 위상제어모듈(100)에서 실질적으로 위상 제어가 이루어지고 있는 지를 판단한다(S400). 예를 들어 검출 신호의 펄스 폭에 따라 위상 제어 상태를 판단할 수 있다.The microcomputer N determines whether phase control is substantially performed in the AC
위상 검출부(K)의 검출 신호에 따라 판단한 결과 위상 제어되고 있는 상태이면 마이컴(N)은 DMX 512 수신모듈(O)을 이용한 원격 조도 설정 방식을 적용하지 않고 무시한다. 또한 실시예에서는 현장의 사용자가 제1 및 제2설정기(P)(Q)를 이용한 조도 설정에 대해서도 무시한다(S500).The microcomputer N ignores the remote illuminance setting method using the
한편 위상 검출부(K)의 검출 신호에 따라 판단한 결과 위상 제어되고 있는 상태가 아니면 마이컴(N)은 DMX 512 수신모듈(O)을 이용한 원격 조도 설정 방식으로 마이컴(N)이 구동제어신호를 제1포토커플러(L)를 통해 PWM구동부(F)에 인가한다. 이에 따라 PWM 구동부(F)가 역률보상부(E)로부터 트랜스포머(G)의 1차 권선에 입력되는 전압 변화로 인하여 엘이디 램프에 흐르는 전류가 변화하여 빛의 밝기를 조절할 수 있다(S600). 또한 실시예에서는 제1 및 제2설정기(P)(Q)를 이용한 현장에서의 조도 설정 방식으로 엘이디 램프의 조도를 조절할 수도 있다. 여기서 만약 현장 조도 설정 방식과 원격 조도 설정 방식이 동시에 활성화된 상태이면 미리 설정한 우선 순위에 따라 어느 하나의 방식을 선택적으로 적용할 수 있다.On the other hand, if it is determined that the phase is not controlled in accordance with the detection signal of the phase detector K, the microcomputer N sets the remote control mode using the
100 : AC 위상제어 모듈
200 : 엘이디 램프 구동모듈
300 : 램프구동 제어모듈100: AC phase control module
200: LED lamp driving module
300: lamp drive control module
Claims (7)
상기 엘이디 램프모듈의 조도를 조절하기 위하여 교류 뉴트럴 라인의 제로크로스를 기준으로 트라이악의 구동시점을 이동시켜 교류 전원의 위상을 제어하여 출력하는 AC 위상제어 모듈;
상기 AC 위상제어 모듈의 입력 전원을 정류 및 평활하여 상기 엘이디 램프모듈에 인가하는 엘이디 램프 구동모듈;
상기 엘이디 램프모듈의 조도를 조절하기 위하여 외부 관리자에 의하여 전송되는 램프 제어정보를 수신하는 DMX512 수신모듈;
상기 AC 위상제어 모듈에서 실질적으로 위상 제어가 이루어지지 않은 상태이면 상기 DMX512 수신모듈로 수신한 램프 제어정보에 따라 상기 엘이디 램프 구동모듈을 제어하여 상기 엘이디 램프모듈의 조도를 조절하는 램프구동 제어모듈;을 포함하되,
상기 램프구동 제어모듈은 브리지 정류기에서 전파 정류된 전원의 위상을 검출하여 구형파의 검출 신호를 출력하는 위상 검출부와, 상기 위상 검출부에 의해 검출된 구형파의 검출 신호에 따라 상기 AC 위상제어 모듈에서의 위상 제어 동작을 판단하는 마이컴을 포함하며,
상기 마이컴은 상기 위상 검출부의 검출 신호에 따라 판단한 결과 위상 제어되고 있는 상태이면 상기 DMX 512 수신모듈을 이용한 원격 조도 설정 방식을 적용하지 않고 무시하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제어방식을 이용한 엘이디 무대 조명의 조도 제어장치.LED lamp module;
An AC phase control module for controlling a phase of an AC power source by driving a driving point of a triac on the basis of a zero cross of an AC neutral line in order to adjust an illuminance of the LED lamp module;
An LED lamp driving module for rectifying and smoothing the input power of the AC phase control module and applying the rectified and smoothed input power to the LED lamp module;
A DMX 512 receiving module for receiving lamp control information transmitted by an external manager to adjust the illuminance of the LED lamp module;
A lamp driving control module controlling the LED lamp driving module according to the lamp control information received by the DMX512 receiving module to control the illuminance of the LED lamp module when phase control is not substantially performed in the AC phase control module; ≪ / RTI >
Wherein the lamp driving control module comprises: a phase detector for detecting a phase of a power source rectified by the bridge rectifier and outputting a rectangular wave detection signal; a phase detector for detecting a phase of the AC phase control module according to a detection signal of the rectangular wave detected by the phase detector; And a microcomputer for judging a control operation,
Wherein the microcomputer ignores the remote illumination setting method using the DMX 512 receiving module when the phase is in a phase-controlled state according to a detection signal of the phase detector, and ignores the remote illumination setting method using the hybrid control method. Control device.
상기 엘이디 램프구동모듈은 보호회로 및 EMI 필터와 브리지 정류기를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제어방식을 이용한 엘이디 무대 조명의 조도 제어장치.The method according to claim 1,
Wherein the LED lamp driving module includes a protection circuit, an EMI filter and a bridge rectifier.
상기 램프구동 제어모듈은 상기 마이컴의 구동제어신호를 상기 엘이디 램프 구동모듈의 PWM 구동부에 전달하는 제1 포토 커플러와, 상기 위상 검출부와 상기 마이컴 사이에 연결된 제2 포토커플러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제어방식을 이용한 엘이디 무대 조명의 조도 제어장치.The method according to claim 1,
The lamp driving control module further includes a first photocoupler for transmitting a driving control signal of the microcomputer to the PWM driving unit of the LED lamp driving module, and a second photocoupler connected between the phase detecting unit and the micom. A device for controlling the intensity of an LED stage light using a hybrid control method.
상기 엘이디 램프모듈이 설치된 현장의 사용자가 조도 설정하기 위한 제1설정기와 제2설정기를 더 포함하고,
상기 제1설정기는 버튼 스위치의 조작에 따른 조도 설정값을 PWM 신호로서 상기 마이컴에 인가하고,
상기 제2설정기는 회전 노브의 동작에 따라 DC 레벨의 조도 설정값을 상기 마이컴에 인가하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제어방식을 이용한 엘이디 무대 조명의 조도 제어장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a first setting unit and a second setting unit for setting the illuminance of a user of the field where the LED lamp module is installed,
The first setter applies the illuminance setting value corresponding to the operation of the button switch to the microcomputer as a PWM signal,
And the second setter applies a DC level illumination value to the micom according to the operation of the rotary knob.
상기 위상 검출부의 검출 신호에 따라 판단한 결과 위상 제어되고 있는 상태가 아니면 상기 마이컴이 구동제어신호를 상기 제1포토커플러를 통해 상기 PWM구동부에 인가하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제어방식을 이용한 엘이디 무대 조명의 조도 제어장치.The method of claim 3,
And the microcomputer applies a drive control signal to the PWM driver through the first photocoupler if the phase control is not performed as a result of the determination in accordance with the detection signal of the phase detector. Illuminance control device.
상기 엘이디 램프 구동모듈은 상기 브리지 정류기의 후단에 연결된 플리커 방지회로를 더 포함하고,
상기 플리커 방지회로는 저항과 커패시터에 의해 결정되는 시정수를 설정하여 사이리스터의 온 타임을 조절함으로서 상기 엘이디 램프모듈에서 발생하는 플리커 현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제어방식을 이용한 엘이디 무대 조명의 조도 제어장치.3. The method of claim 2,
The LED lamp driving module further includes a flicker prevention circuit connected to a rear end of the bridge rectifier,
Wherein the flicker prevention circuit controls the on time of the thyristor by setting a time constant determined by a resistor and a capacitor so as to prevent a flicker phenomenon occurring in the LED lamp module. Control device.
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