KR101674550B1 - dimming control device of LED lamp using switch on-off signal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 LED 램프의 디밍 제어장치에 관한 것으로서, 특히 스위치와 LED 램프 사이에 별도의 콘트롤라인을 구축하지 않고 다단 디밍이 가능하고 LED 램프의 깜빡임 현상을 미연에 방지하도록 한 스위치 온/오프 신호를 이용한 LED 램프의 디밍 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dimming control apparatus for an LED lamp, and more particularly, to a dimming control apparatus for a dimming control apparatus for an LED lamp, which is capable of multi-step dimming without constructing a separate control line between a switch and an LED lamp and capable of preventing a flickering phenomenon And more particularly to a dimming control apparatus for an LED lamp.
일반적으로 발광다이오드(LED)에 의해 구현된 LED 램프는 일반 램프에 비해 적은 소모전력으로 구동된다. LED 램프는 다수 배열 설치된 LED의 점멸 순서, 발광 색상, 밝기(디밍) 등의 제어에 의해 다양한 연출을 할 수 있다.Generally, an LED lamp implemented by a light emitting diode (LED) is driven with less power consumption than a normal lamp. LED lamps can be produced in a variety of ways by controlling the flashing sequence, emission color, brightness (dimming), etc. of the LEDs arranged in a large number.
이러한 LED 램프는 주로 실내 인테리어의 일반조명 및 특정의 분위기를 연출하기 위한 무드(mood)조명, 상점의 광고조명 등으로 다양하게 실시되고 있다.Such LED lamps are mainly used for general illumination of indoor interior, mood lighting for directing a specific atmosphere, advertisement lighting of shops, and the like.
일반적으로, LED 램프는 일정 색상의 빛을 출사하는 LED 모듈과, LED모듈에서 출사되는 빛의 색상, 점멸상태, 밝기(디밍) 등을 제어하는 제어회로로 구성된다.Generally, an LED lamp includes an LED module that emits light of a certain color, and a control circuit that controls the color, blinking, and brightness (dimming) of light emitted from the LED module.
아울러 LED 램프의 제어회로에는 외부에서 인가받은 전원을 LED모듈과 제어회로에 적합한 전압, 전류로 변환하여 공급하는 전원부를 포함하여 구성된다. LED모듈은 회로기판(주로 PCB)에 다수의 LED소자가 일정한 배열로 장착되어 구성되며, LED소자는 단일 색상의 빛을 출사하는 것일 수도 있고, 외부의 전기/전자 신호에 따라 여러 색상을 선택적으로 출사하는 것을 적용할 수 있다.In addition, the control circuit of the LED lamp includes a power supply unit for converting power supplied from the outside into voltage and current suitable for the LED module and the control circuit. The LED module is formed by mounting a plurality of LED elements on a circuit board (mainly a PCB) in a predetermined arrangement. The LED element may emit light of a single color or may selectively emit various colors according to an external electric / Can be applied.
제어회로는 다수의 LED에 대한 점멸 순서, 발광 색상, 밝기(디밍) 등의 동작을 제어하기 위한 신호를 출력하는 구성이다.The control circuit outputs a signal for controlling operations such as a flashing sequence, a light emission color, and a brightness (dimming) for a plurality of LEDs.
예를 들어 LED 램프의 밝기를 제어하는 장치와 관련해서, 한국공개특허 제10-2011-0052156호에는 PWM 제어와 주변의 조도감지 및 PFC 회로와 점등 지연회로를 통해 엘이디 모듈의 밝기 및 온/오프를 안정적으로 조절하기 위한 제어장치가 개시되어 있다.For example, Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0052156 discloses an apparatus for controlling the brightness of an LED lamp, which includes PWM control, ambient illumination detection, a PFC circuit, and a lighting delay circuit, Is stably controlled.
그런데 상기한 선행문헌은 주변 광량에 따른 조도를 검출하여 주위 조도를 감지하여 자동으로 밝기를 제어하나, 이는 제작비가 크게 발생하고, 사용자가 자신이 원하는 밝기를 조절할 수 없는 문제점이 있었다.However, the above-mentioned prior art detects the illuminance according to the amount of ambient light and detects the ambient illuminance to automatically control the brightness. However, this has a problem that the production cost is large and the user can not control the brightness desired by him.
또한, 최근의 등기구류는 단순히 켜고 끄는 것에서 나아가, 사용자 자신이 원하는 밝기로 자유롭게 조절할 수 있는 기능들이 적용되고 있다.In addition, recent registered detentions are applied not only to turning on and off but also to freely adjust the brightness to a desired level.
예를 들어 사용자가 벽에 설치된 디밍 스위치(이하 '조작기')를 손으로 조작해서 조명의 밝기를 조절하거나, 조명 디밍 조절용 무선 리모컨(이하 '디밍용 리모컨')을 이용해서 조명의 밝기를 조절하였으나 이 경우 역시 별도의 조작기나 디밍용 리모컨을 구비해야 하므로 제작비가 크게 발생하는 문제점이 있었다.For example, when the user adjusts the brightness of a light by operating a dimming switch (hereinafter referred to as an 'controller') installed on a wall by hand, or by using a wireless remote controller for dimming dimming (hereinafter referred to as a dimming remote controller) In this case, too, there is a problem that production costs are incurred because a separate manipulator or a remote controller for dimming must be provided.
또한, 종래에는 LED 램프의 디밍 제어를 위해서 벽면에 설치되는 스위치패널에 디밍제어를 위한 조절레버를 설치하고, 그 조절레버의 조작에 따른 제어신호를 LED 램프측에 전달하기 위한 별도의 콘트롤라인을 추가적으로 배선해야 하기 때문에 추가적인 배선작업에 의해 시공이 어려웠다.Also, conventionally, in order to control the dimming of the LED lamp, a control lever for dimming control is installed on a switch panel installed on a wall, and a separate control line for transmitting a control signal according to the operation of the control lever to the LED lamp It is difficult to construct by additional wiring work.
[특허문헌 1] 공개특허공보 제10-2011-0052156호(2011년 08월 17일)[Patent Document 1] Published Japanese Patent Application No. 10-2011-0052156 (Aug. 17, 2011)
[특허문헌 2] 공개특허공보 제10-2013-0012406호(2013년 02월 06일)[Patent Document 2] Published Unexamined Patent Application No. 10-2013-0012406 (February 06, 2013)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 별도의 조작기나 디밍용 리모컨 없이 전원스위치의 ON/OFF 조작만으로 사용자가 원하는 LED 조명 빛의 색상 및 밝기를 조절함으로써 회로 구성을 간소화함과 더불어 별도의 배선작업없이 진행하여 시공을 간소화시키도록 한 스위치 온/오프 신호를 이용한 LED 램프의 디밍 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to simplify the circuit configuration by adjusting the color and brightness of the LED illumination light desired by the user by only turning on / off the power switch without using a separate manipulator or remote controller for dimming And an object thereof is to provide a dimming control device for an LED lamp using a switch on / off signal which simplifies construction by proceeding without any separate wiring work.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 스위치 온/오프 신호를 이용한 LED 램프의 디밍 제어장치는 벽면에 부착되어 조명을 온/오프하는 스위치와, 상기 스위치를 통해 AC 전원을 입력받아서 정류된 DC 전압으로 변환하여 출력하는 정류부와, 상기 정류부를 통해 정류된 DC전압을 공급받아 일정한 전류를 발생시켜 발광하는 LED 램프와, 상기 정류부의 출력단에 연결되어 전압을 저장하고 상기 LED 램프에 전압을 공급하는 전압 공급부와, 상기 전압 공급부로부터 전원을 공급받아 상기 스위치의 온/오프 횟수를 저장하고 제공하는 카운터부와, 상기 카운터부에 저장된 스위치의 온/오프의 횟수 카운트 값에 따라 상기 LED 램프에 멀티-레벨 디밍을 제공하는 디밍 제어부와, 상기 LED 램프의 출력단과 접지단 사이에 구성되어 AC 리플 전류를 제거하는 리플 제거부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling dimming of an LED lamp using a switch on / off signal, comprising: a switch mounted on a wall surface to turn on and off an illumination; A rectifier for receiving a DC voltage rectified through the rectifier and generating a constant current to emit light; an inverter connected to the output of the rectifier for storing a voltage and supplying voltage to the LED lamp; A counter unit for receiving and supplying the number of times the switch is turned on and off in response to the power supplied from the voltage supply unit; - a dimming control section for providing level dimming; and - a dimming control section provided between the output terminal and the ground terminal of the LED lamp for eliminating the AC ripple current It characterized in that the configuration including flat portions removed.
본 발명의 실시예에 의한 스위치 온/오프 신호를 이용한 LED 램프의 디밍 제어장치는 다음과 같은 효과가 있다.The apparatus for controlling dimming of an LED lamp using a switch on / off signal according to an embodiment of the present invention has the following effects.
첫째, 별도의 조작기나 디밍용 리모컨 없이 전원스위치의 ON/OFF 조작만으로 사용자가 원하는 LED 조명 빛의 색상 및 밝기를 조절함으로써 회로 구성을 간소화함과 더불어 별도의 배선 작업없이 진행하여 시공을 간소화시킬 수 있다. First, by adjusting the color and brightness of the LED illumination light by user only by ON / OFF operation of the power switch without a separate manipulator or remote control for dimming, it simplifies the circuit configuration and simplifies the construction without additional wiring work. have.
둘째, 스위치와 LED 램프 사이에 별도의 콘트롤라인을 구축하지 않고서도 다단 디밍이 이루어지도록 하고, 온/오프 신호가 스위치 수단에 순간적으로 발생되므로 정확한 디밍 제어를 할 수가 있다.Second, the multi-step dimming can be performed without constructing a separate control line between the switch and the LED lamp, and the on / off signal is momentarily generated in the switch means, so that accurate dimming control can be performed.
셋째, LED 램프의 출력단에 리플 제거장치를 추가적으로 구성하여 AC 리플 전류를 효과적으로 제거함으로써 LED 램프의 깜빡임 현상을 미연에 방지할 수가 있다.Third, a ripple removing device is additionally provided at the output terminal of the LED lamp to effectively remove the AC ripple current, thereby preventing the LED lamp from flickering.
도 1은 본 발명에 의한 스위치 온/오프 신호를 이용한 LED 램프의 디밍 제어 장치를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 스위치 온/오프 신호를 이용한 LED 램프의 디밍 제어 장치를 보다 구체적으로 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명의 스위치 온/오프 신호를 이용한 LED 램프의 디밍 제어 장치의 동작상태를 나타낸 파형도.
도 4는 도 1의 리플 제거부를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 5는 도 4의 리플 제거부를 보다 구체적으로 나타낸 회로도.1 is a block diagram schematically showing an apparatus for controlling dimming of an LED lamp using a switch on / off signal according to the present invention.
2 is a circuit diagram more specifically showing an apparatus for controlling dimming of an LED lamp using a switch on / off signal according to the present invention.
3 is a waveform diagram showing an operation state of a dimming control apparatus of an LED lamp using a switch on / off signal according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic view of the ripple removing portion of FIG. 1. FIG.
5 is a circuit diagram more specifically showing the ripple removing portion of FIG.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is to be noted that the same elements among the drawings are denoted by the same reference numerals whenever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
도 1은 본 발명에 의한 스위치 온/오프 신호를 이용한 LED 램프의 디밍 제어 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명에 의한 스위치 온/오프 신호를 이용한 LED 램프의 디밍 제어 장치를 보다 구체적으로 나타낸 회로도이다.FIG. 1 is a block diagram schematically showing an apparatus for controlling dimming of an LED lamp using a switch on / off signal according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a dimming control apparatus for an LED lamp using a switch on / off signal according to the present invention. And is a detailed circuit diagram.
본 발명에 의한 LED 램프의 디밍 제어 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 벽면에 부착되어 조명을 온(ON)/오프(OFF)하는 스위치(10)와, 상기 스위치(10)를 통해 AC 전원(20)을 입력받아서 정류된 DC 전압(VDC)으로 변환하여 출력하는 정류부(Bridge Rectifier)(30)와, 상기 정류부(30)를 통해 정류된 DC전압을 공급받아 일정한 전류를 발생시켜 발광하는 LED 램프(40)와, 상기 정류부(30)의 출력단에 연결되어 전압을 저장하고 상기 LED 램프(40)에 전압을 공급하는 전압 공급부(50)와, 상기 전압 공급부(50)로부터 전원을 공급받아 상기 스위치(10)의 온/오프 횟수를 저장하고 제공하는 카운터부(60)와, 상기 카운터부(60)에 저장된 스위치(10)의 온/오프의 횟수 카운트 값에 따라 상기 LED 램프(40)에 멀티-레벨 디밍을 제공하는 디밍 제어부(70)와, 상기 LED 램프(40)의 출력단과 접지단 사이에 구성되어 AC 리플 전류를 제거하는 리플 제거부(80)를 포함하여 구성될 수 있다.1 and 2, the apparatus for controlling dimming of an LED lamp according to the present invention includes a
여기서, 상기 전압 공급부(50)는 바이어스 권선(53), 정류 다이오드(51), 전원 커패시터(52), 스타트업 저항(54)으로 구성된다.The
상기 전압 공급부(50)는 상기 스위치(10)가 턴온되는 동안에 인덕터(71)와 바이어스 권선(53)이 공통의 자기 코어에 마련되면서 이루어지는 트랜스포머에서 유도된 AC 전압을 정류시켜 리플이 제거된 DC전압으로 공급하는 것일 수 있다.The
한편, 상기 디밍 제어부(70)는 상기 LED 램프(40)의 출력단에 연결된 인덕터(71)와, 애노드는 상기 인덕터(71)에 연결되고, 캐소드는 정류된 DC전압이 공급되는 상기 LED 램프(40)의 입력단에 연결된 다이오드(72)와, 상기 다이오드(72)의 애노드와 접지(GND) 사이에 연결된 MOSFET(73)와, 상기 전압 공급부(50)의 출력전압인 VDD1전압으로 구동되면서, 상기 카운터부(60)의 카운트 값에 따라 MOSFET(73)의 듀티 사이클을 제어하여, 멀티-레벨 디밍을 제공하는 스위칭 컨트롤러(75)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 디밍 제어부(70)는 Buck 구조 이외에, Flyback, Forward 구조도 가능하다.The
이때, 상기 MOSFET(73)는 스위치(10)가 턴오프되면 스위칭 동작이 정지되는 것일 수 있다.At this time, the
상기 MOSFET(73)의 스위칭 동작이 정지하면, 바이어스 권선(53)으로부터 전원 커패시터(52)에 에너지 공급이 중단되고, 이후 상기 전원 커패시터(52)가 방전을 시작하여, VDD1전압이 미리 설정된 전압 이하로 내려가면, 상기 스위칭 컨트롤러(75)가 셧다운되고, 이와 함께 스위칭 컨트롤러(75)에서 Reset 트리거 신호가 발생되면, 상기 스위칭 컨트롤러(75)의 출력단에 연결된 RS 플립플롭(76)이 EN 신호를 출력시키고, 상기 카운터부(60)는 RS 플립플롭(76)의 EN 신호(Enable 신호)를 카운팅하는 것일 수 있다.When the switching operation of the
이때, 상기 카운터부(60)는 전원 커패시터(52)의 에너지가 모두 방전되기 전까지의 일정시간 동안 카운트 값을 저장하는 것일 수 있다.At this time, the
또한, 상기 스위칭 컨트롤러(75)는 VDD1 전압이 일정 전압 이상이 되는 것을 감지하여, Set 트리거 신호를 발생하는 UVLO1단과, 상기 VDD1 전압이 일정 전압 이하로 방전되는 것을 감지하여, Reset 트리거 신호를 발생하는 UVLO2단을 포함하되, 상기 Reset 트리거 신호를 입력받아 카운터부(60)에 EN 신호를 출력하는 RS플립플롭(76)을 더 포함하여 구성될 수 있다.The
상기 스위 칭컨트롤러(75)는 RS 플립플롭(76)의 EN 신호를 입력받아, 상기 카운터부(60)를 제외한 스위칭 컨트롤러(75)를 셧다운시키는 콘트롤 로직회로를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 스위칭 컨트롤러(75)는 카운터부(60)의 카운트 값을 참조하여 미리 설정한 다수의 전압 중 1개를 선택하여, 기준전압인 Vref로 전송하는 MUX(77)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 카운터부(60)의 카운트 값이 증가하면 Vref는 감소하고, 상기 MOSFET(73)의 스위칭 듀티 사이클은 감소한다.The
또한, 상기 MUX(77)는 카운트 값을 Vref 전압으로 변환하는 DAC(Digital-to-analog converter)로 대체 구성될 수도 있다.Also, the MUX 77 may be replaced with a digital-to-analog converter (DAC) that converts the count value to a Vref voltage.
이와 같이 구성될 수 있는 본 발명에 의한 스위치 온/오프 신호를 이용한 LED 램프의 디밍 제어 장치에 대한 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the dimming control device of the LED lamp using the switch on / off signal according to the present invention, which can be configured as described above, will now be described.
먼저, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같이, 상기 전파 정류기(30)는 스위치(10)를 거친 AC 전원(20)을 입력받아 전파 정류된 전압을 제공한다. 전압 공급부(50)는 DC전압인 VDD1 전압을 공급한다.First, in the present invention, as described above, the full-
또한, 상기 카운터부(60)는 보통 2bit로 되어 있으며, VDD1 전압을 전원으로 사용하되, 카운팅한 값을 저장하고 스위칭 컨트롤러(75) 측으로 공급한다.The
또한, 상기 디밍 제어부(70)는 VDD1 전압을 공급받아 동작하는 것으로, 정류된 DC전압으로 부터 전류를 생성하여 LED 램프(40)를 구동시키며, 상기 카운터부(60)에 의해 카운팅 된 값에 상응하는 여러 가지 레벨로부터 LED 램프(40)의 밝기를 조절한다.The
이때, 상기 디징 제어부(70)는 인덕터(71), 환류(Free-Wheeling) 다이오드(72), MOSFET(73), 전류 센싱 저항(74), 스위칭 컨트롤러(75)로 구성된다.The
상기, 인덕터(71)는 LED 램프(40)와 연결되고, 다이오드(72)의 애노드는 인덕터(71)와 연결되고, 캐소드는 정류된 DC전압 공급단과 LED 램프(40)에 연결되며, 상기 MOSFET(73)는 인덕터(71)와 다이오드(72)의 애노드에 연결된다.The anode of the
상기 전류 센싱 저항(74)은 MOSFET(73)의 소스와 GND 사이에 연결된다. 이때, 상기 MOSFET(73)가 턴온되면, 인덕터(71)에 걸리는 전압은 Positive가 되고, 전류는 LED 램프(40)와 인덕터(71)를 거쳐 증가하면서 흐르며, 전류 센싱 저항(74)에 의하여 ISEN노드의 전압이 증가되어 Vref에 도달하면 MOSFET(73)가 턴오프된다.The
이와 같이, 상기 MOSFET(73)가 턴오프되면, 인덕터(71)에 걸리는 전압은 LED 램프(40)와 다이오드(72)의 전압이 일정하므로 Negative가 된다. 이때 LED 램프(40)과 인덕터(71)에 흐르는 전류는 감소한다.Thus, when the
상기 MOSFET(73)는 빠르게 스위칭하므로, LED 램프(40)에 흐르는 전류는 일정하게 유지된다.Since the
또한, 상기 스위칭 컨트롤러(75)는 전압 공급부(50)로부터 생성된 VDD1 전압으로 동작하며, 상기 카운터부(60)에서 제공된 값에 따라 MOSFET(73)의 PWM을 변화시켜 LED 램프(40)의 밝기를 조절한다.The switching
상기 스타트업 저항(54)은 초기 기동시에 MOSFET(73)를 충분히 구동할 수 있는 VDD1 전압을 공급한다.The start-up
또한, 상기 인덕터(71)와 바이어스 권선(53)은 공통의 자기 코어(Magnetic Core)를 사용하는 트랜스포머에 의해 전자기적으로 결합된 것으로, 상기 MOSFET(73)가 스위칭하면 인덕터(71)에 AC전압이 발생되고, 이는 바이어스 권선(53)에 비례적으로 AC 전압이 유도되며, 정류다이오드는 유도된 AC전압을 정류한다.The
또한, 상기 전원 커패시터(52)는 정류된 전압의 리플을 필터링하고, 그 결과로 직류 전압인 VDD1 전압이 생성된다. 이와 같이 되어, 상기 스위치(10)가 초기에 턴온되면, 전파정류된 전압인 VDC는 스타트업 저항(54)을 통하여 전원 커패시터(52)를 충전한다. 이때, VDD1 전압이 일정 전압에 도달하면 UVLO1에 Set 트리거 신호가 발생되며, 이 트리거 신호는 RS플립플롭(76)에 의하여 EN 신호가 발생된다.Further, the
상기 EN 신호는 스위칭 컨트롤러(75)를 동작시켜 스위칭을 시작하게 되는데, 상기 스위치(10)가 잠시 LED 램프(40)를 오프하면, 상기 MOSFET(73)의 스위칭은 멈추게 된다. 이때, 바이어스 권선(53)은 더 이상 전원 커패시터(52)에 전원을 공급하지 못하게 된다. 상기, 전원 커패시터(52)의 전압 VDD1이 특정 전압(ex. 6V) 이하로 방전하면, UVLO2는 Reset 트리거 신호를 발생한다.The EN signal starts switching by operating the switching
이때, 상기 카운부터(60)는 이 트리거 신호를 카운팅하고, Reset 트리거 신호는 RS플립플롭(76)에 의하여 카운터부(60)를 제외한 스위칭 컨트롤러(75)를 셧다운(Shutdown) 시킨다.At this time, the
상기, 카운터부(60)의 소모 전력은 매우 작으므로, 디밍 제어부(70)가 동작을 멈춘 후, 약 2초 동안은 전원 커패시터(52)에 충전된 전압으로 카운트 값을 가지고 있을 수 있다.Since the consumption power of the
따라서, 사용자가 스위치(10)를 오프 하고 약 2초 이내에 온하게 되면, LED 램프(40)의 디밍 레벨을 조절할 수 있다. 약 2초 이상 오프 상태가 계속 된다면 카운트의 값은 소멸하게 되고, LED 램프(40)의 디밍 레벨은 초기 상태로 리셋된다. 이러한 시간은 예를 들어 설명한 것으로서 시정수에 따라 변화될 수 있다.Thus, if the user turns off the
또한, 상기 MUX(77)는 카운트 값을 미리 설정된 전압들 중에 해당하는 디밍 전압을 선택하여 Vref로 내보낸다. 이때, 카운트 값이 증가하면 디밍 전압은 감소한다.Also, the
통상의 스위칭 컨트롤러(75)의 제어 메카니즘에 의하여 스위칭 컨트롤러(75)는 MOSFET(73)의 듀티 사이클을 디밍 전압 Vref에 비례하도록 제어한다. 따라서, 카운트 값이 증가하면 상기 디징 제어부(70)는 낮은 출력을 내게 된다.The switching
상기 MUX(77) 대신에 DAC와 같은 디지털(Digital) 신호를 아날로그(Analog) 전압으로 바꾸어주는 회로로 변경하여도 동일한 기능을 한다.Instead of the
도 3은 본 발명의 스위치 온/오프 신호를 이용한 LED 램프의 디밍 제어 장치의 동작상태를 나타낸 파형도이다.3 is a waveform diagram showing an operation state of a dimming control apparatus of an LED lamp using a switch on / off signal of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 처음에 스위치(10)를 온하면 카운터 값이 00으로 초기화되어 시작한다. 이 상태는 스위칭 컨트롤러(75)가 PWM 디밍 레벨을 100%로 구동한다.As shown in Fig. 3, when the
이어, 연속되는 스위치(10)의 온/오프는 카운터 값을 1씩 증가시킨다. 첫 오프-온후에 카운트 값은 01이 된다. 이때, MOSFET의 스위칭 듀티 사이클은 50%로 감소된다. 두 번째 오프-온 후에 카운트 값은 10이 된다.Then, on / off of the
이때의 스위칭 듀티 사이클은 25%이며, 세 번째 오프-온 후에는 스위칭 듀티 사이클은 12.5%이다. 네 번째 오프-온 후에는 카운트 값이 00으로 다시 환원되며, 스위칭 듀티 사이클 또한 100%로 돌아온다.The switching duty cycle at this time is 25%, and the switching duty cycle after the third off-on time is 12.5%. After the fourth off-on, the count value is returned to 00, and the switching duty cycle also returns to 100%.
그러나 스위치(10)가 수초 이상 오프된다면, VDD1은 매우 낮은 전압으로 방전하여 카운터부(60)는 카운트 값을 잃게 된다. 이때, 상기 스위치(10)가 다시 온 되면, 상기 카운터부(60)는 00으로 리셋되어, 스위칭 컨트롤러(75)는 100% 듀티 사이클로 동작한다.However, if the
비록 본 발명에서는 카운터부(60)가 2비트로 구성되어 있지만, 더 많은 비트로 구성하여 세밀한 디밍 레벨 조절이 가능하다. 또한, 상기 스위칭 컨트롤러(75)는 PWM 또는 PFM 컨버터로 구성할 수 있으며, 상기 디밍 제어부(70)는 컨버터 또는 Forward 컨버터로도 구성할 수 있다.In the present invention, although the
도 4는 도 1의 리플 제거부를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 5는 도 4의 리플 제거부를 보다 구체적으로 나타낸 회로도이다.FIG. 4 is a schematic view showing the ripple removing portion of FIG. 1, and FIG. 5 is a circuit diagram showing the ripple removing portion of FIG. 4 in more detail.
도 4에 도시된 바와 같이, 리플 제거부(80)는 LED 램프(40)와 접지 사이에 구성되어 상기 LED 램프(40)의 출력에서 나오는 AC 리플 전류를 감지하는 리플 감지부(140)와, 상기 LED 램프(40) 리플 감지부(140) 사이에 구성되어 상기 AC 리플 전류가 제거되도록 AC 리플 전류를 클램핑하는 클램핑부(150)와, 상기 클램핑부(150)에서 AC 리플 전류가 제거되도록 상기 클램핑부(150)를 제어하는 AC 리플 전류 제어부(160)와, 상기 LED 램프(40)의 출력단과 접지 사이에 구성되어 상기 AC 리플 전류를 제거하는 AC 리플 제거부(170)를 포함하여 이루어진다.4, the
상기 리플 감지부(140)는 일측이 접지단에 연결되고 타측이 상기 클래핑부(150)에 연결되는 저항으로 이루어지고, 상기 리플 감지부(140)는 상기 LED 램프(40)의 출력단과 접지 사이에서 상기 클램핑부(150)와 직렬로 연결되어 있다.The
상기 클램핑부(150)는 상기 LED 램프(40)의 출력과 상기 리플 감지부(140) 사이에 FET 소자로 이루어지고 게이트에 상기 AC 리플 전류 제어부(160)의 제어 신호가 인가되면서 상기 리플 감지부(140)에 걸리는 전압이 외부의 기준 VCC 전압을 따라가도록 구성되어 있다.The
상기 AC 리플 전류 제어부(160)의 구성은 도 4의 회로도를 근거로 이후에 구체적으로 설명한다.The configuration of the AC ripple
상기 AC 리플 제거부(170)는 상기 LED 램프(40)의 캐소드를 기준으로 상기 리플 감지부(140)와 클램핑부(150)의 연결과 병렬로 연결되어 있다. 따라서 상기 AC 리플 제거부(170)는 커패시터의 시상수를 높여서 보다 효과적으로 AC 리플 성분을 제거할 수가 있다.The AC
도 5에 도시된 바와 같이, LED 램프(40)와 접지 사이에 구성되어 상기 LED 램프(40)의 출력에서 나오는 AC 리플 전류를 감지하는 리플 감지부(140)와, 상기 LED 램프(40)와 리플 감지부(140) 사이에 구성되어 상기 AC 리플 전류가 제거되도록 AC 리플 전류를 클램핑하는 클램핑부(150)와, 상기 클램핑부(150)에서 AC 리플 전류가 제거되도록 상기 클램핑부(150)를 제어하는 AC 리플 전류 제어부(160)와, 상기 발광다이오드(130)의 출력단과 접지 사이에 구성되어 상기 AC 리플 전류를 제거하는 AC 리플 제거부(170)를 포함하여 이루어진다.A
상기 AC 리플 전류 제어부(160)는 상기 클램핑부(150)와 리플 감지부(140) 사이에 연결되고 기준 전압원(161)으로부터 기준 전압(VCC)을 인가받아 능동적으로 구동되고, 이에 따라 전류가 커패시터 필터(165)를 통과하게 함으로써 리플 성분을 제거할 수 있다.The AC ripple
또한, 상기 AC 리플 전류 제어부(160)는 상기 클램핑부(150)에 제어신호를 인가하여 AC 리플 전류를 클램핑하고, 상기 클램핑부(150)에 연결된 리플 감지부(140)의 전압이 상기 커패시터 필터(165)에 걸린 전압을 따라가도록 연결되어 있다.The AC ripple
상기 AC 리플 전류 제어부(160)는 기준 전압원(161), 제 1 내지 제 4 저항(162a, 162b, 162c, 162d), 제 1 및 제 2 스위칭 소자(163a, 163b), 제 1 및 제 2 연산 증폭기(164a, 164b), 그리고 커패시터 필터(165)를 포함하여 이루어진다.The AC ripple
상기 LED 램프(40)를 통과하는 전류는 상기 클램핑부(150)를 통해 상기 제 1 저항(162a) 및 제 2 저항(162b)을 통과하고 상기 제 1, 제 2 연산 증폭기(164a, 164b)의 (-) 단자에 각각 인가된다.The current passing through the
상기 제 1 스위칭 소자(163a)의 제어 전극은 상기 제 2 연산 증폭기(164b)의 출력에 연결되고, 상기 제 2 스위칭 소자(163b)의 제어 전극은 상기 제 1 연산 증촉기(164a)의 출력에 연결된다.The control electrode of the
그리고 상기 제 1 연산 증폭기(164a)는 외부에 위치한 상기 기준 전압원(161)의 신호를 (+) 단자로 인가받고, 이에 대한 폴로워(follower)의 형태로 결합되어 있기 때문에 항상 출력은 상기 기준 전압원(161)의 신호를 따라가게 되고, 상기 제 2 스위칭 소자(163b)의 제어 전극에는 기준 신호가 인가되어 상기 제 2 스위칭 소자(164b)는 턴온된다.Since the first
한편, 상기 제 1 스위칭 소자(163a)의 드레인 전극에는 항시 상기 기준 전압원(161)의 기준 전압이 인가되고, 기준 전압을 상기 제 2 연산 증폭기(164b)의 (-) 단자로 인가된다. 그리고 상기 제 2 연산 증폭기(164b)의 (+) 단자에는 상기 클램핑부(150)의 출력 전압이 상기 제 2 저항(162b)을 통과하면서 인가된다. The reference voltage of the
따라서, 상기 제 2 연산 증폭기(164b)는 상기 클램핑부(150)의 출력 전압이 상기 기준 전압에 비해 큰 경우 양의 출력 신호(+VCC)를 출력하고, 이에 따라 상기 클램핑부(150)가 턴온된다. Therefore, the second
그 결과, 상기 LED 램프(40)를 통과한 직류 전류 성분은 상기 클램핑부(150)와 리플 감지부(140)를 통해 흐르게 되고, 이 경우 상기 클램핑부(150)의 출력 전압은 상기 커패시터 필터(165)의 전압을 따라가게 되어 전력 소모를 줄일 수 있게 된다.As a result, a direct current component having passed through the
또한, 이 경우 상기 제 2 연산 증폭기(164b)의 출력에 함께 연결된 상기 제 1 스위칭 소자(163a) 역시 함께 턴온된다. 따라서 상기 제 1 저항(162a)을 통해 인가되는 직류 전류는 상기 제 3 저항(162c), 제 2 스위칭 소자(163b)를 통해 접지에 연결되므로 상기 발광다이오드(130)는 직류 전류를 인가받을 수 있다. In this case, the
또한, 상기 제 3 저항(162c)과 제 2 스위칭 소자(163b)의 드레인 전극 사이의 접점과 접지 사이에는 제 4 저항(162d)이 연결된다. 따라서 상기 제 2 스위칭 소자(163b)가 턴오프되어 있는 상태라 하더라도 상기 직류 전류는 상기 제 4 저항(162d)을 통해 흐르게 되어 상기 직류 전류는 항상 안정적으로 흐를 수 있다.A
상기 제 2 스위칭 소자(163b)의 소오스 전극과 제 3 저항(162c) 사이의 접점과 접지 사이에는 상기 캐패시터 필터(165)가 연결되어 있다.The
상기 리플 제거부(80)는 제 1 스위칭 소자(163a)가 ON되었을 때 제 4 저항(162d)이 숏트되고 AC 리플 전류의 상측 한계 값은 상기 제 3 저항(162c)에 의하여 정해지게 된다.The
또한, 상기 제 2 스위칭 소자(163b)가 OFF되었을 때 상기 제 3, 제 4 저항(162c, 162d)에 의하여 하측 한계 값이 정해지게 되어 AC 리플 전류를 DC 전류원과 비슷하게 제어할 수 있다. 상기 리플 감지부(140)의 빠른 리플 감지를 통하여 상기 클램핑부(150)의 손실을 줄임으로써 작은 전력 소비를 이룰 수가 있다.Further, when the
따라서 히스테레틱(hysteretic) 제어 방법을 이용하여 제 1, 제 2 스위칭 소자(163a, 163b)의 ON 또는 OFF 동작에 의해 제 3, 제 4 저항(162c, 162d)으로 상측감지시간과 하측감지시간이 빠르게 진행되어 AC 리플 전류만을 효과적으로 제거할 수가 있다.Therefore, by turning on or off the first and
상기 리플 제거부(80)는 LED 램프(40)를 통과한 전류가 AC 리플 제거부(170)를 통과하도록 구성함으로써 리플 성분을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 상기 LED 램프(40)에 연결된 클램핑부(150)의 출력 전압이 기준 전압을 따라가도록 구성함으로써 전력 소모를 최소화할 수 있다.The
상기 커패시터 필터(165)는 전류에 포함된 교류 성분인 리플 성분을 제거하게 된다. 또한, 상기 커패시터 필터(165)는 상기 제 1 스위칭 소자(163a)의 드레인에 결합되어, 상기 기준 전압원(161)의 기준 전압을 인가받아, 이와 동일한 전압을 유지하게 된다.The
상기 AC 리플 제거부(170)는 상기 커패시터 필터(165)와도 병렬로 연결된 형태가 되고, 이에 따라 전체적인 커패시터 용량이 증가될 수 있다. 이로 인하여 본 발명에 의한 LED 램프의 리플 제거 장치는 커패시터의 시상수를 높여서 보다 효과적인 리플 성분 제거가 가능하도록 할 수 있다.The AC
따라서 상기 리플 제거부(80)에서 상기 제 1 연산 증폭기(164a)는 상기 클램핑부(150)를 구동하여 AC 리플 전류가 제 1 연산 증폭기(164a)에 걸리는 기준 전압원(161)의 VCC 전압을 근접하게 따라가고, 상기 커패시터 필터(165)의 기준점을 조정하여 AC 리플 전류의 상한과 하한 값을 제어함으로써 클램핑부(150)의 출력 전압을 가능한 낮게 유지하여 클램핑부(150)의 전력 소모를 최소화하는 포화영역내에 있도록 할 수 있다. Therefore, in the
이러한 동작으로 최소한의 전력 소모를 유지하면서 매운 근접한 DC LED 전류를 만들어 낼 수가 있다. 즉, LED 램프(40)의 전원에서 나오는 AC 리플만을 효과적으로 제거함으로써 플리커 현상을 미연에 방지할 수가 있다.This operation can produce a spurious close DC LED current while maintaining minimal power dissipation. That is, only the AC ripple from the power source of the
한편, 이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments or constructions. Can be carried out within a limited range. Accordingly, such modifications are deemed to be within the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the following claims.
10 : 스위치 20 : AC 전원
30 : 정류부 40 : LED 램프
50 : 전압 공급부 60 : 카운터부
70 : 디밍 제어부 80 : 리플 제거부10: Switch 20: AC power
30: rectification part 40: LED lamp
50: voltage supply unit 60:
70: dimming control unit 80: ripple removal
Claims (13)
상기 스위치를 통해 AC 전원을 입력받아서 정류된 DC 전압으로 변환하여 출력하는 정류부와,
상기 정류부를 통해 정류된 DC전압을 공급받아 일정한 전류를 발생시켜 발광하는 LED 램프와,
상기 정류부의 출력단에 연결되어 전압을 저장하고 상기 LED 램프에 전압을 공급하는 전압 공급부와,
상기 전압 공급부로부터 전원을 공급받아 상기 스위치의 온/오프 횟수를 저장하고 제공하는 카운터부와,
상기 카운터부에 저장된 스위치의 온/오프의 횟수 카운트 값에 따라 상기 LED 램프에 멀티-레벨 디밍을 제공하는 디밍 제어부와,
상기 LED 램프의 출력단과 접지단 사이에 구성되어 AC 리플 전류를 제거하는 리플 제거부를 포함하여 구성되고,
상기 리플 제거부는 상기 LED 램프와 접지 사이에 구성되어 상기 LED 램프의 출력에서 나오는 AC 리플 전류를 감지하는 리플 감지부와, 상기 LED 램프와 리플 감지부 사이에 구성되어 상기 AC 리플 전류가 제거되도록 AC 리플 전류를 클램핑하는 클램핑부와, 상기 클램핑부에서 AC 리플 전류가 제거되도록 상기 클램핑부를 제어하는 AC 리플 전류 제어부와, 상기 LED 램프의 출력단과 접지 사이에 구성되어 상기 AC 리플 전류를 제거하는 리플 제거부를 포함하여 이루어지고,
상기 AC 리플 전류 제어부에 구성되어 상기 발광다이오드에 흐르는 전류 성분 중에서 리플 성분을 제거하는 커패시터 필터를 포함하여 이루어지며,
상기 AC 리플 전류 제어부는 기준 전압원에 (+) 입력 단자가 연결되고, (-) 입력 단자가 상기 클램핑부의 출력단에 연결되어 폴로워를 구성하는 제 1 연산 증폭기와, 상기 클램핑부의 출력단에 (+) 입력 단자가 연결되고 (-) 입력 단자가 상기 캐패시터 필터에 연결된 제 2 연산 증폭기와, 상기 기준 전압원과 접지 사이에 직렬로 연결되어 상기 제 1, 제 2 연산 증폭기의 제어 신호를 받아 ON 또는 OFF되는 제 1, 제 2 스위칭 소자와, 상기 제 1 연산 증폭기의 (-) 입력단자와 상기 클램핑부의 출력단 사이에 연결되는 제 1 저항과, 상기 제 2 연산 증폭기의 (+) 입력단자와 상기 클램핑부의 출력단 사이에 연결되는 제 2 저항과, 상기 제 1 스위칭 소자와 제 2 스위칭 소자 사의 접점에 구성되는 제 3 저항과, 상기 제 3 저항과 제 2 스위칭 소자 사이의 접점과 접지단 사이에 구성되는 제 4 저항을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스위치 온/오프 신호를 이용한 LED 램프의 디밍 제어장치.A switch which is attached to the wall surface to turn on / off the illumination,
A rectifier for receiving an AC power through the switch and converting the rectified DC voltage into a rectified DC voltage,
An LED lamp which receives a rectified DC voltage through the rectifying unit and generates a constant current to emit light,
A voltage supplier connected to an output terminal of the rectifying unit for storing a voltage and supplying a voltage to the LED lamp,
A counter unit for receiving and supplying the number of on / off times of the switch supplied with power from the voltage supply unit,
A dimming control unit for providing multi-level dimming to the LED lamp according to a count value of the number of on / off times of a switch stored in the counter unit;
And a ripple removing unit configured to remove the AC ripple current between the output terminal and the ground terminal of the LED lamp,
The ripple removing unit includes a ripple sensing unit configured to sense an AC ripple current generated from the output of the LED lamp and configured between the LED lamp and the ground, and a ripple sensing unit disposed between the LED lamp and the ripple sensing unit, An AC ripple current control unit for controlling the clamping unit to remove the AC ripple current from the clamping unit; and a ripple removing unit for removing the AC ripple current from the output terminal of the LED lamp, , ≪ / RTI >
And a capacitor filter formed in the AC ripple current controller to remove a ripple component from current components flowing in the light emitting diode,
The AC ripple current control unit includes a first operational amplifier having a (+) input terminal connected to a reference voltage source, a negative input terminal connected to an output terminal of the clamping unit to form a follower, A second operational amplifier having an input terminal connected to the capacitor filter and a negative input terminal connected to the capacitor filter, and a second operational amplifier connected in series between the reference voltage source and the ground to receive a control signal of the first and second operational amplifiers, A first resistor connected between a negative input terminal of the first operational amplifier and an output terminal of the clamping unit; and a second resistor connected between the positive input terminal of the second operational amplifier and the output terminal of the clamping unit, A third resistor connected between the third resistor and the second switching element and a ground terminal, and a second resistor connected between the third resistor and the second switching element, Dimming control apparatus of the LED lamp using the switch on / off signal, characterized in that made in a fourth resistance properties.
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