KR101601607B1 - Light emitting diode lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 일체형 확장 제어용 엘이디 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 컨버터 회로의 출력부가 분리되지 않고 결합되어 각각의 온오프스위치에 따라 전체 LED 모듈이 동일하게 밝기가 변화되도록 한 일체형 확장 제어용 엘이디(LED) 조명 장치에 관한 것이다. [0001] The present invention relates to an integrated lighting device for an extension control, and more particularly, to an integrated lighting control device for an integrated extension control LED, in which the output of a converter circuit is combined without being separated, (LED) illumination device.
대한민국 특허등록 제1219578호에 개시된 바와 같이, 일반적으로 주택이나 빌딩 등에 설치되는 조명으로는 백열등이나 형광등이 주류를 이루고 있으며, 최근에는 조명용 LED 모듈을 이용한 엘이디(Light Emitting Diode, 이하 LED라 칭함) 램프가 실내용 조명으로 각광받고 있다. LED 램프는 고휘도, 저전력, 소형, 경량 및 반영구적 사용이 가능하다는 등의 장점이 있어 다양한 분야에 적용되고 있는 실정이다.As disclosed in Korean Patent Registration No. 1219578, an incandescent lamp or a fluorescent lamp is mainly used as an illumination installed in a house or a building, and in recent years, a light emitting diode (LED) lamp using an LED module for illumination Are becoming popular for indoor lighting. LED lamps are used in various fields because they have advantages such as high luminance, low power, small size, light weight and semi-permanent use.
한편, LED 램프는 전등의 밝기를 조절하여 에너지 소비를 줄이도록 해 주는 디밍장치가 결합되어 동작된다. 디밍장치는 기존의 AC 상용전원, 즉 220V 교류전원을 DC전원으로 변환시킴과 더불어 그 출력레벨을 변화시켜 LED 램프에 제공함으로써, LED 램프의 밝기를 조절하게 된다.LED lamps, on the other hand, operate with a dimming device that reduces the energy consumption by adjusting the brightness of the lamp. The dimming device adjusts the brightness of the LED lamp by converting the existing AC commercial power source, that is, the 220V AC power source, to the DC power source and changing the output level thereof to the LED lamp.
종래의 디밍이 가능한 LED 조명 장치는, 전원부, 전력계수 보정기(PFC; Power Factor Correction), DC/DC 변환부, 디밍 컨트롤러, LED 발광부 및 ON/OFF 스위치 등을 포함한다.Conventional dimmable LED lighting devices include a power supply, a power factor corrector (PFC), a DC / DC converter, a dimmer controller, an LED emitter, and an ON / OFF switch.
위의 LED 조명 장치는 전원부에서 AC 전원이 DC 전원으로 변환되어 PFC에 인가되면, PFC에서 전력 계수를 보정하고 DC/DC 변환부를 통해 직류 전력으로 LED 발광부에 전달되어 LED가 발광하게 된다. 이때, ON/OFF 스위치가 온(ON) 된 상태에서 사용자가 디밍 컨트롤러를 통해 디밍을 조절함에 따라 LED의 밝기가 조절된다.When the AC power source is converted into DC power and applied to the PFC, the LED lighting device corrects the power coefficient in the PFC and is transmitted to the LED light emitting unit through the DC / DC converter through the DC / DC converting unit. At this time, the brightness of the LED is adjusted as the user adjusts the dimming through the dimming controller while the ON / OFF switch is ON.
이때, 종래 LED 조명 장치는 별도의 ON/OFF 스위치를 구비하고, ON/OFF 스위치를 통하여 OFF 신호가 공급되는 경우, AC 전원을 대기 상태로 전환하여 대기 전력을 최소화 하게 된다.At this time, the conventional LED lighting apparatus has a separate ON / OFF switch. When the OFF signal is supplied through the ON / OFF switch, the standby power is minimized by switching the AC power to the standby state.
즉, 디밍 신호를 출력하는 디밍 컨트롤러와 ON/OFF 신호를 출력하는 ON/OFF 스위치가 독립적으로 구비되고, ON/OFF 스위치를 통해 OFF 신호를 인가받을 때 대기 모드로 동작하게 된다.That is, the dimming controller for outputting the dimming signal and the ON / OFF switch for outputting the ON / OFF signal are provided independently and operate in the standby mode when the OFF signal is applied through the ON / OFF switch.
그런데, 종래 LED 조명 장치는 ON/OFF 스위치를 통해 OFF 신호를 인가받아 대기 모드가 되었을 때, DC/DC 변환부로부터 LED 발광부에 DC 전원이 인가되지 않지만, 전원부로부터 DC 전원이 PFC와 DC/DC 변환부에 인가되어 계속적인 대기 전력의 소모가 발생하게 되는 문제점이 있다.However, when the LED lighting apparatus receives the OFF signal through the ON / OFF switch and is in the standby mode, the DC power is not applied from the DC / DC converter to the LED light emitting unit. DC converter, and the standby power is continuously consumed.
또한, 종래 LED 조명 장치는 전등의 밝기를 조절하기 위하여 고가의 디밍 컨트롤러를 구비하여야 하므로 설비비가 상승하는 문제점이 있다. In addition, since the conventional LED lighting apparatus must be equipped with an expensive dimming controller in order to adjust the brightness of the electric lamp, there is a problem that the equipment cost is increased.
본 발명은 상기한 종래 기술의 요망에 부응하기 위하여 발명된 것으로서, 컨버터 회로의 출력부가 분리되지 않고 결합되어 각각의 온오프스위치에 따라 전체 LED 모듈이 동일하게 밝기가 변화되도록 한 일체형 확장 제어용 엘이디(LED) 조명 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an integrated extension control LED (light emitting diode) which is integrally connected to an output of a converter circuit, LED) illumination device.
본 발명의 제1 실시예에 의한 일체형 확장 제어용 엘이디 조명 장치 는, 교류를 입력받아서 직류로 변환하는 다수의 제1 내지 N컨버터와, 상기 제1 내지 N컨버터로부터 직류를 입력받아서 발광하는 엘이디 모듈과, 상기 제1 내지 N컨버터에 각각 연결되어 전원의 인가를 단속하는 다수의 제1 내지 N온오프스위치로 이루어진 것을 특징으로 한다.An LED lighting device for integrated extension control according to a first embodiment of the present invention includes a plurality of first to N converters for receiving an AC current and converting the AC current into a DC current, an LED module for receiving a direct current from the first to N converters, And a plurality of first to N on-off switches connected to the first to N converters to intermittently apply power.
상기 제1 내지 N 컨버터는 서로 적어도 2개 이상 결합할 수 있고; 상기 제1 내지 N 컨버터 내에는 그들 출력부를 서로 결합하여도 충돌하지 않는 엘이디 컨버터 회로가 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. The first to N converters may be coupled to each other at least two; And the first to N converters are configured so as to constitute an LED converter circuit which does not collide with each other even when the output portions thereof are coupled to each other.
상기 제1 내지 N 컨버터는, 적어도 2개 이상 구비되고, 각각 서로 다른 용량을 가진 것을 특징으로 한다. At least two of the first to N converters are provided and each has a different capacity.
상기 엘이디 컨버터 회로는, LED 모듈을 구성하는 부품의 소손 및 LED 모듈에 과전류 발생시 휴즈를 융단시켜 LED 모듈을 보호하는 입력과전류보호부와, 입력측으로 유입될 수 있는 낙뢰 및 써지의 과도한 전압으로부터 컨버터를 보호하기 위한 써지보호부와, 교류 입력 라인으로 유출될 수 있는 노이즈를 제거하는 이엠아이 필터(EMI FILTER)와, 입력측으로 유입되는 교류전원을 브릿지시켜 회로 동작에 필요한 직류전원으로 변환하는 정류부와, 4차 권선으로 이루어지고, 전력계수 보정부(PFC; Power Factor Correction)의 스위칭시 권선비에 따라 2차측에 전압을 유도함으로써 2차측 직류전압을 만들고 드라이브IC와 정전압 정전류 구동시 필요한 전압을 발생시키는 리액터와, 상기 정류부와 리액터 사이에 연결되어 FET(field-effect transistor)가 스위칭되면서 상기 리액터에 에너지를 저장하는 스위칭부와, 상기 스위칭부에 연결되어 출력과전류를 보호하고 출력전압을 제어하는 PFC부(전력계수 보정부; Power Factor Correction)와, 상기 PFC부에 연결되어 2차측의 정전압, 정전류를 유도시키며, 전력센싱을 하여 이상 조건으로 컨버터를 보호하는 정전류회로와, 상기 리액터에 연결되어 2차측에 유기된 스위칭 전압을 안정된 직류전압원으로 만드는 정류평활부로 이루어진 것을 특징으로 한다. The LED converter circuit includes an input overcurrent protection unit that protects the LED module by rubbing a fuse when an overcurrent occurs in the LED module, and an overcurrent protection circuit (EMI FILTER) for removing noise that can be leaked to the AC input line, a rectifying section for converting the AC power supplied to the input side into a DC power required for circuit operation by bridging the AC power supply, And a reactor for generating a secondary side DC voltage by inducing a voltage to the secondary side according to the winding ratio when switching the power factor correction (PFC), and generating a driving IC and a voltage required for driving the constant voltage constant current , A field-effect transistor (FET) is connected between the rectification part and the reactor, A PFC unit (Power Factor Correction) connected to the switching unit to protect an output overcurrent and to control an output voltage, and a PFC unit connected to the PFC unit to generate a constant voltage, a constant current And a rectifying and smoothing unit connected to the reactor to convert the switching voltage induced on the secondary side into a stable DC voltage source.
본 발명의 일체형 확장 제어용 엘이디 조명 장치에 의하면, 1차측 보조 권선에서 직접적으로 정전류 정전압원을 만듬으로써 기본적으로 LED 구동에 필요한 정전류 구동을 하고 동시에 정전력 구동을 할 수 있는 다수의 제1 내지 N 컨버터로 스위칭하여 LED 모듈의 밝기를 조절함으로써 별도의 디밍회로가 필요하지 않아 설비비가 절감될 뿐만 아니라 대기 전력의 소모를 절감하는 효과를 가지고 있다. According to the LED lighting device for integrated extension control of the present invention, since a constant current constant voltage source is directly provided in the primary side auxiliary winding, a large number of first to N converters To adjust the brightness of the LED module, so that a separate dimming circuit is not needed, which not only reduces the equipment cost but also reduces standby power consumption.
도 1은 본 발명의 일체형 확장 제어용 엘이디 조명 장치를 구성하는 블록도이고,
도 2는 본 발명의 엘이디 컨버터 회로를 구성하는 블록도이다. 1 is a block diagram of an LED lighting device for integrated extension control according to the present invention,
2 is a block diagram of an LED converter circuit according to the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they may obscure the subject matter of the present invention.
[실시예][Example]
도 1은 본 발명의 일체형 확장 제어용 엘이디 조명 장치를 구성하는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 엘이디 컨버터 회로를 구성하는 블록도이다. Fig. 1 is a block diagram of an LED lighting device for integrated extension control according to the present invention, and Fig. 2 is a block diagram of an LED converter circuit of the present invention.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일체형 확장 제어용 엘이디 조명 장치는, 교류를 입력받아서 직류로 변환하는 다수의 제1 내지 N 컨버터와, 상기 제1 내지 N 컨버터로부터 직류를 입력받아서 발광하는 엘이디 모듈과, 상기 제1 내지 N 컨버터에 각각 연결되어 전원의 인가를 단속하는 다수의 제1 내지 N온오프스위치(1, 2, 3,....N)로 이루어진다. As shown in FIGS. 1 and 2, the LED lighting device for integrated extension control according to the present invention includes a plurality of first to N converters for receiving an AC current and converting the AC current into a DC current, And a plurality of first to N on-off switches (1, 2, 3, ..., N) connected to the first to N converters to intermit the supply of power.
상기 제1 내지 N 컨버터 내에는 그들 출력부를 서로 결합하여도 충돌하지 않는 엘이디 컨버터 회로가 구성되어 있다. In the first to N-th converters, an LED converter circuit that does not collide with the output portions when they are coupled to each other is configured.
상기 제1 내지 N 컨버터는, 적어도 2개 이상 구비되고, 각각 서로 다른 용량을 가진다. At least two of the first to N converters are provided and have different capacities.
상기 엘이디 컨버터 회로는, 도 2에 도시된 바와 같이, LED 모듈을 구성하는 부품의 소손 및 LED 모듈에 과전류 발생시 휴즈를 융단시켜 LED 모듈을 보호하는 입력과전류보호부와, 입력측으로 유입될 수 있는 낙뢰 및 써지의 과도한 전압으로부터 LED 모듈을 보호하기 위한 써지보호부와, 교류 입력 라인으로 유출될 수 있는 노이즈를 제거하는 이엠아이 필터(EMI FILTER)와, 입력측으로 유입되는 교류전원을 브릿지시켜 회로 동작에 필요한 직류전원으로 변환하는 정류부와, 4차 권선으로 이루어지고, 전력계수 보정부(PFC; Power Factor Correction)의 스위칭시 권선비에 따라 2차측에 전압을 유도함으로써 2차측 직류전압을 만들고 드라이브IC와 정전압 정전류 구동시 필요한 전압을 발생시키는 리액터와, 상기 정류부와 리액터 사이에 연결되어 FET(field-effect transistor)가 스위칭되면서 상기 리액터에 에너지를 저장하는 스위칭부와, 상기 스위칭부에 연결되어 출력과전류를 보호하고 출력전압을 제어하는 PFC부(전력계수 보정부; Power Factor Correction)와, 상기 PFC부에 연결되어 2차측의 정전압, 정전류를 유도시키며, 전력센싱을 하여 이상 조건으로 컨버터를 보호하는 정전류회로와, 상기 리액터에 연결되어 2차측에 유기된 스위칭 전압을 안정된 직류전압원으로 만드는 정류평활부로 이루어진다. As shown in FIG. 2, the LED converter circuit includes an input overcurrent protection unit for protecting the LED module by rubbing a fuse when an overcurrent occurs in the LED module, and a lightning- A surge protection part for protecting the LED module from excessive voltage of the surge, an EMI filter for eliminating noise that can be leaked to the AC input line, and an AC power supply to the input side. And a fourth-order winding. The secondary side DC voltage is generated by inducing a voltage to the secondary side according to the winding ratio in switching of the power factor correction (PFC), and the drive IC and the constant- A field-effect transistor (FET) connected between the rectifier and the reactor, A PFC unit (Power Factor Correction) connected to the switching unit for protecting an output overcurrent and controlling an output voltage, and a PFC unit connected to the PFC unit for controlling an output voltage A constant current circuit for inducing a constant voltage and a constant current on the vehicle side to sense the power and sensing the converter under abnormal conditions and a rectifying and smoothing unit connected to the reactor for converting the switching voltage induced on the secondary side into a stable DC voltage source.
본 발명의 일체형 확장 제어용 엘이디 조명 장치의 다수의 컨버터 내에 내장된 엘이디 컨버터 회로는, 상기 리액터의 권선비에 따라 2차측의 전압이 1차측의 보조 권선에 전달되고, 이와 같이 전달된 전압을 드라이브IC에서 컴퍼레이팅하는 1차측 전력 센싱 레큘레이팅 회로이다. The voltage of the secondary side is transmitted to the auxiliary winding of the primary side in accordance with the winding ratio of the reactor, and the voltage thus transmitted is supplied to the drive IC It is the primary side power sensing recalling circuit that compares.
따라서, 상기 엘이디 컨버터 회로는 2차측에 정류평활부 외에 별도의 회로가 필요하지 않게 된다. Therefore, the LED converter circuit does not require a circuit other than the rectifying and smoothing part on the secondary side.
즉, 상기 엘이디 컨버터 회로는, 2차측에 정류평활부만 있고, 절연된 1차측 회로에는 정전력 및 정전류 회로가 있어 출력부를 결합하여도 전기적 충돌 및 오동작이 없게 되는 것입니다. That is, the above-mentioned LED converter circuit has a rectifying and smoothing portion on the secondary side, and an isolated primary circuit has an electrostatic power and a constant current circuit, so that even if the output portion is combined, there is no electrical collision or malfunction.
따라서, 이러한 본 발명은 일체형 확장제어 방식이 가능해 설치공간의 균일한 조도를 형성할 수 있으며, 눈부심을 없앨 수 있고, 또한 다수의 상이한 용량의 컨버터 출력이 결합됨으로 전원스위치 조작에 따라 여러 단계의 디밍 효과를 만들어 낼 수 있는 바, 예를 들면, 상기 제1컨버터의 용량이 20W이고, 제2컨버터 용량이 30W라 하고, 제3컨버터의 용량이 50W 라 한다면, 제1온오프스위치(1)를 온시키면, 20W의 밝기로 LED모듈이 발광하게 되고, 제1 및 제2온오프스위치(1, 2)를 온시키면, 50W의 밝기로 LED모듈이 발광하게 되며, 제1 내지 3온오프스위치(1, 2, 3)를 온시키면, 100W의 밝기로 LED모듈이 발광하게 된다. Accordingly, the present invention is capable of forming a uniform illumination of the installation space by using the integrated expansion control method, eliminating glare and combining outputs of a plurality of different capacities, so that various stages of dimming For example, if the capacity of the first converter is 20 W, the capacity of the second converter is 30 W, and the capacity of the third converter is 50 W, then the first on / off
이와 같이, 본 발명은 컨버터 외에 별도의 디밍컨트롤러나 장치가 필요치 않아 획기적으로 원가절감을 할 수 있으며, 불필요한 대기전력을 없앨 수 있다. As described above, the present invention does not require a separate dimming controller or device in addition to the converter, which can significantly reduce cost and eliminate unnecessary standby power.
본 발명의 다수의 제1 내지 N 컨버터는 1차측 보조 권선에서 직접적으로 정전류 정전압원을 만듬으로써 기본적으로 LED 구동에 필요한 정전류 구동을 하고 동시에 정전력 구동을 할 수 있는 컨버터이다. The plurality of first to N converters of the present invention are basically a constant current drive required for driving the LED by simultaneously generating a constant current constant voltage source in the primary side auxiliary winding and can perform constant power driving at the same time.
2개 이상의 상기 제1 내지 N 컨버터는, 1개의 광원부, 즉 LED 모듈에 연결되어도 전기적 충돌없이 동작할 수 있게 되는 것이다. Two or more of the first to N converters can operate without electrical collision even when they are connected to one light source unit, i.e., an LED module.
이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. And will be included in the described technical idea.
1, 2, 3, N : 제1, 2, 3, N온오프스위치 1, 2, 3, N: 1st, 2nd, 3rd, N on off switch
Claims (5)
상기 제1 내지 N 컨버터는 서로 적어도 2개 이상 결합할 수 있고, 각각 서로 다른 용량을 가지며;
상기 제1 내지 N 컨버터 내에는 그들 출력부를 서로 결합하여도 충돌하지 않는 엘이디 컨버터 회로가 구성되어 있으며;
상기 엘이디 컨버터 회로는, LED 모듈을 구성하는 부품의 소손 및 LED 모듈에 과전류 발생시 휴즈를 융단시켜 LED 모듈을 보호하는 입력과전류보호부와; 입력측으로 유입될 수 있는 낙뢰 및 써지의 과도한 전압으로부터 컨버터를 보호하기 위한 써지보호부와; 교류 입력 라인으로 유출될 수 있는 노이즈를 제거하는 이엠아이 필터(EMI FILTER)와; 입력측으로 유입되는 교류전원을 브릿지시켜 회로 동작에 필요한 직류전원으로 변환하는 정류부와; 4차 권선으로 이루어지고, 전력계수 보정부(PFC; Power Factor Correction)의 스위칭시 권선비에 따라 2차측에 전압을 유도함으로써 2차측 직류전압을 만들고 드라이브IC와 정전압 정전류 구동시 필요한 전압을 발생시키는 리액터와; 상기 정류부와 리액터 사이에 연결되어 FET(field-effect transistor)가 스위칭되면서 상기 리액터에 에너지를 저장하는 스위칭부와; 상기 스위칭부에 연결되어 출력과전류를 보호하고 출력전압을 제어하는 PFC부(전력계수 보정부; Power Factor Correction)와; 상기 PFC부에 연결되어 2차측의 정전압, 정전류를 유도시키며, 전력센싱을 하여 이상 조건으로 컨버터를 보호하는 정전류회로와; 상기 리액터에 연결되어 2차측에 유기된 스위칭 전압을 안정된 직류전압원으로 만드는 정류평활부로 이루어지며;
상기 엘이디 컨버터 회로는, 상기 리액터의 권선비에 따라 2차측의 전압이 1차측의 보조 권선에 전달되고, 이와 같이 전달된 전압을 드라이브IC에서 컴퍼레이팅하는 1차측 전력 센싱 레큘레이팅 회로로서, 2차측에 정류평활부만 있고, 절연된 1차측 회로에는 정전력 및 정전류 회로가 있어 출력부를 결합하여도 전기적 충돌 및 오동작이 없게 되는 것을 특징으로 하는 일체형 확장 제어용 엘이디 조명 장치.A plurality of first to N converters for receiving and converting an alternating current into a direct current; An LED module which receives a direct current from the first to N converters and emits light; And a plurality of first to N on-off switches (1, 2, 3, ..., N) connected to the first to N converters, respectively, for controlling the application of power;
The first to N converters may be coupled to each other by at least two, and have different capacities, respectively;
Wherein the first to N converters comprise an LED converter circuit that does not collide even if the output portions thereof are coupled to each other;
The LED converter circuit includes: an input overcurrent protection unit for protecting the LED module by rubbing a fuse when an overcurrent occurs in the LED module and a component constituting the LED module; A surge protector for protecting the converter from an excessive voltage of a lightning stroke and a surge which can be input to the input side; An EMI filter for eliminating noise that may flow into the AC input line; A rectifying unit for bridging the AC power input to the input side and converting the AC power into a DC power required for circuit operation; And a reactor that generates a secondary side DC voltage by inducing a voltage to the secondary side according to the winding ratio during switching of the power factor correction (PFC) and generates a driving IC and a voltage required for driving the constant voltage constant current Wow; A switching unit connected between the rectifying unit and the reactor to store energy in the reactor while a field-effect transistor (FET) is switched; A PFC unit (Power Factor Correction) connected to the switching unit for protecting an output overcurrent and controlling an output voltage; A constant current circuit connected to the PFC unit to induce a constant voltage and a constant current on the secondary side and to sense the power to protect the converter under abnormal conditions; And a rectifying and smoothing unit connected to the reactor to convert the switching voltage induced on the secondary side into a stable DC voltage source;
The LED converter circuit is a primary side power sensing recoating circuit for transmitting a voltage of a secondary side to an auxiliary winding of a primary side in accordance with a winding ratio of the reactor and compiling the thus delivered voltage in a drive IC. Wherein the rectifying and smoothing part is provided, and the isolated primary side circuit has an electrostatic power and a constant current circuit so that no electrical collision or malfunction is caused even if the output part is combined.
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