KR101595318B1 - 다채널 led 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법 - Google Patents

다채널 led 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일측면에 따르면 (a) 외부전원에 의하여 전원이 공급되는 전원공급단계;(b) 상기 전원공급단계에서 공급된 전원에 의한, LED 조명기구의 사용전압과 제1채널과 제2채널의 전압을 검출하는 전압검출단계;(c) 상기 검출된 제1채널전압과 제2채널전압이 LED조명을 작동시키는 기준전압보다 작은 경우 사용전압을 증가시키는 사용전압증가단계; (d) 상기 검출된 제1채널전압과 제2채널전압이 기준전압보다 동일하거나 큰 경우 사용전압을 고정하는 사용전압고정단계; 및 (e) 상기 사용전압고정단계 이후 제1채널전압과 제2채널전압을 비교하여 어느 하나의 전압이 큰 경우, 큰 채널의 전압을 감소시키는 채널전압조절단계를 포함하는 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법이 제공될 수 있다.

Description

다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법 {CURRENT DEVIATION MINIMIZING CONTROLL METHOD BETWEEN CHANELS IN MULTI CHANNEL LED LIGHTING UNIT}
본 발명은 채널 간의 전류편차 최소화 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 발광 다이오드(LED:light-emitting diode)는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 소수캐리어(전자 또는 정공)를 주입하고 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것으로 발광 다이오드라고도 하며, 전기에너지를 빛에너지로 전환하는 효율이 높기 때문에 최고 90%까지 에너지를 절감할 수 있어 차세대 광원으로 주목되고 있다.
LED와 같이, 반도체 광원에 기초한 조명 장치들은 전통적인 형광등, HID, 및 백열등에 대한 대안장치로 제공되고 있으며, LED 는 고 에너지 변환 및 광학 효율, 내구성, 낮은 운영 비용, 및 기타 여러 가지를 기능적 장점 및 이점을 포함한다. LED 기술의 최근의 진보는 많은 응용에서 다양한 조명 효과를 가능하게 하는 효율적이고 강건한 풀-스펙트럼 광원을 제공하고 있다.
이와 같은 LED 기술은 2개 이상의 출력 채널을 가지는 LED 조명용 전원공급장치에도 이용되고 있는데, 2개 이상의 출력 채널을 가지는 조명장치에 장착되는 LED 부하에 따라 채널당 소비하는 전류의 크기는 상이하다.
채널당 전류의 차이는 LED의 밝기와 회로의 수명에 큰 영향을 주는 요인이 되므로, 전류의 편차를 최소로 줄이는 것은 전원공급장치의 효율을 높이는 것만큼이나 중요하다.
그러나, 종래에는 채널 사이에 전류의 편차가 발생하여도 이를 해결하기 위한 방안이 제시되지 않았다.
한국공개특허 2012-0064084
본 발명의 실시 예들은 (a) 외부전원에 의하여 전원이 공급되는 전원공급단계;(b) 상기 전원공급단계에서 공급된 전원에 의한, LED 조명기구의 사용전압과 제1채널과 제2채널의 전압을 검출하는 전압검출단계;(c) 상기 검출된 제1채널전압과 제2채널전압이 LED조명을 작동시키는 기준전압보다 작은 경우 사용전압을 증가시키는 사용전압증가단계; (d) 상기 검출된 제1채널전압과 제2채널전압이 기준전압보다 동일하거나 큰 경우 사용전압을 고정하는 사용전압고정단계; 및 (e) 상기 사용전압고정단계 이후 제1채널전압과 제2채널전압을 비교하여 어느 하나의 전압이 큰 경우, 큰 채널의 전압을 감소시키는 채널전압조절단계를 포함하여 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화하고자 한다.
또한, 사용전압증가단계는 사용전압이 기준전압보다 동일하거나 커질 때까지 점진적으로 사용전압의 값을 증가시켜 서지(Surge) 전압의 발생을 방지하고자 한다.
또한, 사용전압증가단계는 전원공급장치의 초기화 시간을 확인하여 초기화 시간 이내인 경우에 전압을 증가시키도록 지연을 방지 하고자 한다
또한, 전원공급장치의 OLP(open lamp protection), SCP(short circuit protection), OVP(over voltage protection) 보호동작을 수행하는 보호동작수행단계를 포함하여 전원공급장치를 보호하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따르면 (a) 외부전원에 의하여 전원이 공급되는 전원공급단계;(b) 상기 전원공급단계에서 공급된 전원에 의한, LED 조명기구의 사용전압과 제1채널과 제2채널의 전압을 검출하는 전압검출단계;(c) 상기 검출된 제1채널전압과 제2채널전압이 LED조명을 작동시키는 기준전압보다 작은 경우 사용전압을 증가시키는 사용전압증가단계; (d) 상기 검출된 제1채널전압과 제2채널전압이 기준전압보다 동일하거나 큰 경우 사용전압을 고정하는 사용전압고정단계; 및 (e) 상기 사용전압고정단계 이후 제1채널전압과 제2채널전압을 비교하여 어느 하나의 전압이 큰 경우, 큰 채널의 전압을 감소시키는 채널전압조절단계를 포함하는 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 사용전압증가단계는 PWM발생장치를 이용하여 펄스폭변조 제어방식에 의하여 전압을 증가시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 사용전압증가단계는 사용전압이 기준전압보다 동일하거나 커질 때까지 점진적으로 사용전압의 값을 증가시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 사용전압증가단계는 전원공급장치의 초기화 시간을 확인하여 초기화 시간 이내인 경우에 전압을 증가시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 사용전압증가단계는 전원공급장치의 초기화 시간을 확인하여 초기화 시간을 넘어선 경우 시스템을 재시동하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 채널전압조절단계는 PWM발생장치를 이용하여 펄스폭변조 제어방식에 의하는 것을 특징으로 하는 할 수 있다.
또한, 상기 채널전압조절단계는 PWM발생장치를 이용하여 펄스폭변조 제어방식에 의하여 센싱전압이 높은 채널의 PWM duty를 조절하여 전압을 감소시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 사용전압고정단계와 채널전압조절단계 사이에 전원공급장치의 OLP(open lamp protection), SCP(short circuit protection), OVP(over voltage protection) 보호동작을 수행하는 보호동작수행단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보호동작수행단계는 OLP확인단계 및 SCP 또는 OVP 확인단계 순으로 진행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 OLP확인단계는 제1채널전압과 제2채널전압이 최소전압보다 작은 경우 OLP로 확인하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 OLP확인단계에서 OLP를 확인한 경우 OLP를 실행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 SCP 또는 OVP 확인단계는 제1채널전압 또는 제2채널전압이 최대전압보다 큰 경우 SCP 또는 OVP로 확인하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 SCP 또는 OVP 확인단계에서 SCP 또는 OVP를 확인한 경우 SCP 또는 OVP를 실행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 (a) 외부전원에 의하여 전원이 공급되는 전원공급단계;(b) 상기 전원공급단계에서 공급된 전원에 의한, LED 조명기구의 사용전압과 제1채널과 제2채널의 전압을 검출하는 전압검출단계;(c) 상기 검출된 제1채널전압과 제2채널전압이 LED조명을 작동시키는 기준전압보다 작은 경우 사용전압을 증가시키는 사용전압증가단계; (d) 상기 검출된 제1채널전압과 제2채널전압이 기준전압보다 동일하거나 큰 경우 사용전압을 고정하는 사용전압고정단계; 및 (e) 상기 사용전압고정단계 이후 제1채널전압과 제2채널전압을 비교하여 어느 하나의 전압이 큰 경우, 큰 채널의 전압을 감소시키는 채널전압조절단계를 포함하여 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화할 수 있다.
또한, 사용전압증가단계는 사용전압이 기준전압보다 동일하거나 커질 때까지 점진적으로 사용전압의 값을 증가시켜 서지(Surge) 전압의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 사용전압증가단계는 전원공급장치의 초기화 시간을 확인하여 초기화 시간 이내인 경우에 전압을 증가시키도록 지연을 방지할 수 있다.
또한, 전원공급장치의 OLP(open lamp protection), SCP(short circuit protection), OVP(over voltage protection) 보호동작을 수행하는 보호동작수행단계를 포함하여 전원공급장치를 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법에서 초기화시간확인을 포함하는 경우의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법에서 보호동작수행단계를 포함하는 경우의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법에서 보호동작수행단계를 포함하는 경우, 보호동작수행단계의 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법의 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법는 (a) 외부전원에 의하여 전원이 공급되는 전원공급단계;(b) 상기 전원공급단계에서 공급된 전원에 의한, LED 조명기구의 사용전압과 제1채널과 제2채널의 전압을 검출하는 전압검출단계;(c) 상기 검출된 제1채널전압과 제2채널전압이 LED조명을 작동시키는 기준전압보다 작은 경우 사용전압을 증가시키는 사용전압증가단계; (d) 상기 검출된 제1채널전압과 제2채널전압이 기준전압보다 동일하거나 큰 경우 사용전압을 고정하는 사용전압고정단계; 및 (e) 상기 사용전압고정단계 이후 제1채널전압과 제2채널전압을 비교하여 어느 하나의 전압이 큰 경우, 큰 채널의 전압을 감소시키는 채널전압조절단계를 포함한다.
전원공급단계는 외부전원으로부터 전원공급장치에 전원이 공급되는 단계이며, 전압검출단계는 LED 조명기구의 사용전압과 제1채널전압 및 제2채널전압을 검출하는 단계이다. 전압을 검출하는 이유는 각 채널의 전류를 직접 검출하기 곤란하여 전압을 검출하는 것이며, 전압은 전류와 저항의 곱으로 연산되므로 저항을 이용하면 각 채널의 전류를 파악할 수 있게 된다.
또한, 사용전압증가단계는 사용전압이 기준전압보다 동일하거나 커질 때까지 점진적으로 사용전압의 값을 증가시키는 단계이다. 사용전압을 최소전압에서 점층적으로 증가시키기 때문에 최종출력전압이 결정되는 순간에 서지(surge) 전압이 발생하지 않아 안전성을 도모할 수 있다.
또한, 사용전압증가단계는 PWM발생장치를 이용하여 펄스폭변조 제어방식에 의하여 전압을 증가시킬 수 있는데 이때, PWM duty를 조절하는 방식을 이용할 수 있다.
이와 같이 사용전압을 점진적으로 증가시켜, LED 부하를 작동시키는 사용전압이 결정되면 이를 고정하게 된다.
이후에는 각 부하의 채널전압을 서로 비교하여 어느 하나의 부하에 걸리는 전압이 다른 하나보다 큰 경우, 큰 경우의 전압을 감소시키는 방식으로 제어하여, 각 채널사이의 전류편차를 최소화하게 된다.
즉, 제1채널전압과 제2채널전압을 비교하여 제1채널전압이 큰 경우 제1채널전압을 감소시키고, 이와 반대로 제2채널전압이 큰 경우 제2채널전압을 감소시키는 방식으로 제어를 하게 되는 것이다.
이와 같이 제1채널과 제2채널 중 큰 전압값을 낮춤으로서, 양자의 편차를 감소시키게 되고 결과적으로 안정성을 도모할 수 있게 된다. 이때, 제1채널과 제2채널의 전압값을 낮추기 위해서는 PWM발생장치를 이용하여 펄스폭변조 제어방식에 의하여 센싱전압이 높은 채널의 PWM duty를 조절하여 전압을 감소시키는 방식이 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법에서 초기화시간확인을 포함하는 경우의 흐름도이다.
즉, 초기화 시간 이내에 제1채널전압, 제2채널전압이 기준전압보다 높아질 때까지 사용전압을 증가시킨다. 이때, 최종적으로 출력되는 사용전압의 최소값은 Trans에 의하여 결정되며, 초기화시간을 넘어가는 경우 장치를 에러(error)로 처리하여 전원공급장치를 재시동하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법에서 보호동작수행단계를 포함하는 경우의 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법에서 보호동작수행단계를 포함하는 경우, 보호동작수행단계의 흐름도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 사용전압고정단계와 채널전압조절단계 사이에 전원공급장치의 OLP(open lamp protection), SCP(short circuit protection), OVP(over voltage protection) 보호동작을 수행하는 보호동작수행단계를 더 포함하여, 전원공급장치의 안정성을 도모할 수 있다.
보호동작수행단계는 OLP확인단계 및 SCP 또는 OVP 확인단계 순으로 진행되는 데, OLP확인단계는 제1채널전압과 제2채널전압이 최소전압보다 작은 경우 OLP로 보아 OLP를 실행시킨다.
OLP 확인 이후에 SCP 또는 OVP 를 확인하는데, 제1채널전압 또는 제2채널전압이 최대전압보다 큰 경우 SCP 또는 OVP로 보고, SCP 또는 OVP를 실행하게 된다.
OLP. SCP, OVP를 확인하여 문제가 없는 경우, 상술한 바와 같이 제1채널전압과 제2채널전압을 비교하여 편차를 최소화하는 제어를 수행하게 된다.

Claims (13)

  1. (a) 외부전원에 의하여 전원이 공급되는 전원공급단계;
    (b) 상기 전원공급단계에서 공급된 전원에 의한, LED 조명기구의 사용전압과 제1채널과 제2채널의 전압을 검출하는 전압검출단계;
    (c) 상기 검출된 제1채널전압과 제2채널전압이 LED조명을 작동시키는 기준전압보다 작은 경우 사용전압을 증가시키는 사용전압증가단계;
    (d) 상기 검출된 제1채널전압과 제2채널전압이 기준전압보다 동일하거나 큰 경우 사용전압을 고정하는 사용전압고정단계; 및
    (e) 상기 사용전압고정단계 이후 제1채널전압과 제2채널전압을 비교하여 어느 하나의 전압이 큰 경우, 큰 채널의 전압을 감소시키는 채널전압조절단계를 포함하되,
    상기 사용전압증가단계는 전원공급장치의 초기화 시간을 확인하여 초기화 시간 이내인 경우에 전압을 증가시키고, 초기화 시간을 넘어선 경우 상기 전원공급장치를 재시동하는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용전압증가단계는 PWM발생장치를 이용하여 펄스폭변조 제어방식에 의하여 전압을 증가시키는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용전압증가단계는 사용전압이 기준전압보다 동일하거나 커질 때까지 점진적으로 사용전압의 값을 증가시키는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널전압조절단계는 PWM발생장치를 이용하여 펄스폭변조 제어방식에 의하는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 채널전압조절단계는 PWM발생장치를 이용하여 펄스폭변조 제어방식에 의하여 센싱전압이 높은 채널의 PWM duty를 조절하여 전압을 감소시키는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용전압고정단계와 채널전압조절단계 사이에 전원공급장치의 OLP(open lamp protection), SCP(short circuit protection), OVP(over voltage protection) 보호동작을 수행하는 보호동작수행단계를 더 포함하는 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보호동작수행단계는 OLP확인단계 및
    SCP 또는 OVP 확인단계 순으로 진행되는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법.
  10. 제 9 항에 있어서
    상기 OLP확인단계는 제1채널전압과 제2채널전압이 최소전압보다 작은 경우 OLP로 확인하는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법.
  11. 제 10 항에 있어서
    상기 OLP확인단계에서 OLP를 확인한 경우 OLP를 실행하는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 SCP 또는 OVP 확인단계는 제1채널전압 또는 제2채널전압이 최대전압보다 큰 경우 SCP 또는 OVP로 확인하는 것을 특징으로 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법.
  13. 제 12 항에 있어서
    상기 SCP 또는 OVP 확인단계에서 SCP 또는 OVP를 확인한 경우 SCP 또는 OVP를 실행하는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명기구에서 채널간의 전류편차 최소화 제어방법.
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