KR101823827B1 - 엘이디 조명의 전원공급장치 및 이를 이용한 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘이디 조명의 전원공급장치 및 이를 이용한 제어시스템에 관한 것으로, 상용 교류전원을 공급받아 정류 및 필터링하여 정류전원을 제공하는 정류부와, 센싱 전압에 따라 출력전류를 제어하는 플라이백 제어기와, 상기 플라이백 제어기의 출력전류를 공급받아 직류전원으로 변환하여 출력하되, 서로 독립적인 복수의 직류전원을 출력하는 트랜스포머와, 상기 트랜스포머의 제1직류전원을 엘이디 모듈부로 공급하여 엘이디를 구동하는 엘이디 구동부와, 상기 트랜스포머의 제2직류전원을 공급받아 정전압인 보조전원을 제공하는 정전압 레귤레이터를 포함한다.

Description

엘이디 조명의 전원공급장치 및 이를 이용한 제어시스템{Power supply of LED lighting and control system using the same}

본 발명은 엘이디 조명의 전원공급장치 및 이를 이용한 제어시스템에 관한 것으로, 엘이디가 소등 상태일 때에도 센서 등 엘이디 제어를 위한 장치들에 전원을 공급할 수 있는 엘이디 조명의 전원공급장치 및 이를 이용한 제어시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 엘이디 조명은 전력 소모가 적고, 다른 조명들에 비하여 상대적으로 수명이 긴 특징이 있어, 친환경 조명으로 인식되어 있다.

통상적으로 엘이디 조명장치는 SMPS와 같이 안정적인 전원이 공급되는 전원공급장치를 사용하고 있으며, 플리커의 방지 및 디밍제어를 위한 다양한 기술들이 포함되어 있다.

또한, 조명의 자동 점등 및 소등을 위하여 각종 센서들과 함께 설치되는 것이 보통이며, 엘이디 조명이 소등 상태에서 센서들의 동작을 유지하기 위하여 각 센서에는 엘이디 조명의 전원공급장치와는 별도의 전원공급장치를 사용해야 한다.

그리고 최근 사물인터넷 기술과 접목되어 원격에서 조명을 제어하는 기술들이 제안되고 있으며, 이러한 원격 제어에 필요한 게이트웨이나 엘이디 조명을 점등 또는 소등시키기 위한 제어장치들에도 별도의 전원이 공급되어야 한다.

이처럼 엘이디 조명 자체에 전원을 공급하는 전원공급장치 이외에도 센서들 및 제어장치 각각에도 별도의 전원공급장치를 제공해야 하기 때문에 전체 장치의 부피 및 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 시공시 배선이 복잡하여 시공에 필요한 시간이 상대적으로 더 많이 소모되는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 고려하여 등록특허 10-1337241호(발광 다이오드 조명용 전원 장치 및 발광 다이오드 조명 장치, 2013년 11월 29일 등록)에는 엘이디 조명과 센서 보드에 공통적으로 전원을 공급하는 전원 장치에 대하여 기재하고 있다.

그러나 위의 등록특허에서는 트랜스포머의 이차측의 전원을 공급받은 전압레귤레이터가 센서 보드로 전원을 공급하는 구성이며, 따라서 엘이디 조명이 점등된 상태에서만 센서보드에 전원이 공급된다.

따라서 엘이디 조명의 점등 또는 소등 상태와 무관하게 상시 전원이 공급되어야 하는 센서나 제어장치에는 사용될 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 엘이디 조명에 정전원을 공급함과 아울러 엘이디 조명의 점등 또는 소등과 무관하게 센서나 제어장치에 전원을 공급할 수 있는 엘이디 조명의 전원공급장치 및 이를 이용한 엘이디 제어 시스템을 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 엘이디 조명의 전원공급장치는, 상용 교류전원을 공급받아 정류 및 필터링하여 정류전원을 제공하는 정류부와, 센싱 전압에 따라 출력전류를 제어하는 플라이백 제어기와, 상기 플라이백 제어기의 출력전류를 공급받아 직류전원으로 변환하여 출력하되, 서로 독립적인 복수의 직류전원을 출력하는 트랜스포머와, 상기 트랜스포머의 제1직류전원을 엘이디 모듈부로 공급하여 엘이디를 구동하는 엘이디 구동부와, 상기 트랜스포머의 제2직류전원을 공급받아 정전압인 보조전원을 제공하는 정전압 레귤레이터를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 트랜스포머는, 한 쌍의 1차측 권선과, 상기 한 쌍의 1차측 권선에 각각 대응하는 한 쌍의 2차측 권선을 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 측면에 따른 엘이디 조명의 전원공급장치를 엘이디 제어 시스템은, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 엘이디 조명의 전원공급장치에 구비된 정전압 레귤레이터의 정전압을 공급받아 동작하며, 제어에 따라 상기 엘이디 조명의 전원공급장치에 구비된 엘이디 구동부를 제어하여 엘이디 모듈부의 디밍을 제어하는 디밍제어기와, 상기 엘이디 조명의 전원공급장치에 구비된 정전압 레귤레이터의 정전압을 공급받아 동작하며, 외부 환경의 변화를 검출하여 설정된 조건에 따라 상기 디밍제어기를 제어하는 센서장치부와, 상기 엘이디 조명의 전원공급장치에 구비된 정전압 레귤레이터의 정전압을 공급받아 동작하며, 사용자의 조작에 따라 상기 디밍제어기를 제어하는 조광기를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 외부의 무선신호를 입력받아 상기 디밍제어기를 제어하는 무선통신부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 무선통신부는, 게이트웨이 또는 모바일기기로부터 무선신호를 수신하여 상기 디밍제어기를 제어할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 엘이디 조명의 전원공급장치에 포함되는, 센서장치부, 디밍제어기 및 조광기 각각은, 상기 엘이디 조명의 전원공급장치에 포함되는 엘이디 모듈의 조도를 조절하는 채널과, 상기 엘이디 모듈의 조도 및 색상을 조절하는 채널을 포함할 수 있다.

본 발명 엘이디 조명의 전원공급장치 및 이를 이용한 엘이디 제어 시스템은, 하나의 전원공급장치를 사용하여 엘이디 조명에 전원을 공급함과 아울러 엘이디 조명에 공급되는 전원과는 무관하게 센서나 제어장치에 공급되는 전원을 공급할 수 있어 엘이디 제어 시스템의 비용을 줄일 수 있는 효과가 있으며, 배선을 단순화하여 설치가 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명의 전원공급장치 블록도이다.
도 2와 도 3은 각각 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 조명의 전원공급장치를 이용한 제어시스템이다.

이하, 본 발명 엘이디 조명의 전원공급장치 및 이를 이용한 엘이디 제어 시스템에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이며, 아래에 설명되는 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 발명을 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시 예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되지 않음은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시 예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 조명의 전원공급장치 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면 상용 교류전원을 공급받아 정류 및 필터링하여 정류전원을 제공하는 정류부(10)와, 센싱 전압에 따라 출력전류를 제어하는 플라이백 제어기(20)와, 상기 플라이백 제어기(20)의 출력전류를 공급받아 직류전원을 생성하되, 복수의 직류전원을 생성하는 트랜스포머(30)와, 상기 트랜스포머(30)의 제1직류전원을 엘이디 모듈부(60)로 공급하여 엘이디를 구동하는 엘이디 구동부(40)와, 상기 트랜스포머(30)의 제2직류전원을 공급받아 정전압인 보조전원을 제공하는 정전압 레귤레이터(50)를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명의 전원공급장치의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명 엘이디 조명의 전원공급장치는 단일 상용 교류전원을 사용하는 것으로, 상용 교류전원을 공급하기 위한 배선을 단순화할 수 있다. 이는 실질적으로 두 개의 전원공급장치를 단순히 하나의 케이스에 내장하는 방식과는 차이가 있다.

상기 정류부(10)는 앞서 설명한 단일한 상용 교류전원(AC)을 전파 정류 및 필터링하여 정류전원을 출력한다. 사인파형의 상용 교류전원(AC)을 전파 정류하여 리플 성분을 가지는 정류전원으로 정류하여 출력한다.

그 다음, 상기 정류전원은 플라이백 제어기(20)로 공급되며, 플라이백 제어기(20)는 트랜스포머(30)의 출력전압인 직류전원을 검출하고, 그 검출결과에 따라 트랜스포머(30)에 공급되는 전류를 조절한다.

상기 트랜스포머(30)는 한 쌍의 1차측 권선(L1, L2)과, 항 쌍의 1차측 권선(L1,L2)에 각각 대응하는 2차측 권선(L3, L4)을 포함하여 구성되며, 1차측 권선(L1)과 2차측 권선(L3)의 권선비와, 1차측 권선(L2)과 대응하는 2차측 권선(L4)의 권선비는 트랜스포머(30)의 직류전원의 용도에 맞게 결정될 수 있다.

상기 트랜스포머(30)는 두 개의 권선 쌍을 포함하고 있어, 1차측 권선(L1)과 대응하는 2차측 권선(L3)의 권선비에 의해 제1직류전원을 출력하며, 제1직류전원은 엘이디의 구동에 적당하도록 10V의 직류전압인 것이 바람직하다.

또한, 1차측 권선(L2)과 대응하는 2차측 권선(L4)의 권선비에 따라 출력되는 제2직류전원은 센서나 제어장치에 공급될 수 있도록 12V의 직류전원인 것으로 한다.

그 다음, 상기 제1직류전원을 공급받은 엘이디 구동부(40)는 이후에 상세하게 설명될 디밍제어기 등의 제어기의 제어신호에 따라 엘이디 모듈부(60)에 일정한 전원을 공급하여 엘이디 모듈부(60)를 구동한다.

또한, 제2직류전원을 공급받은 정전압 레귤레이터(50)는 12V의 정전압을 출력하여 엘이디 모듈부(60)의 구동과는 무관한 전원을 공급할 수 있다.

이때 상기 엘이디 모듈부(60)에 공급되는 전압이 0V가 되어, 실질적으로 엘이디 모듈부(60)의 엘이디들이 소등된 상태에서도, 엘이디 조명장치를 제어하는 제어기들 또는 센서들에는 정전압 레귤레이터(50)를 통해 정전압이 공급될 수 있다.

따라서 엘이디 조명장치를 위한 제어기들 또는 센서들은 별도의 전원공급장치를 사용할 필요가 없으며, 본 발명을 이용하여 엘이디 조명장치에 전원을 공급함과 아울러 주변 장치들에도 전원을 공급할 수 있게 되어 장치의 크기 및 제조비용을 줄일 수 있으며, 설치가 용이한 장점이 있다.

도 2는 본 발명의 엘이디 조명의 전원공급장치를 이용한 제어시스템의 일실시 구성도이다.

도 2를 참조하면 본 발명의 엘이디 전원공급장치를 이용한 엘이디 제어시스템은, 도 1을 참조하여 상세하게 설명한 정전압 레귤레이터(50)의 정전압을 공급받는 센서장치부(71), 디밍제어기(72) 및 조광기(73)를 더 포함할 수 있다.

상기 센서장치부(71)는 인체감지센서, 조도센서, 음향센서 등을 포함하여 센서에서 인체가 감지되거나, 조도가 설정 조도 이하이거나, 설정 음향 이상의 음향이 검출되면 상기 디밍제어기(72)에 제어신호를 출력하여 디밍제어를 수행하도록 할 수 있다.

이때 센서장치부(71)나 디밍제어기(72)로 공급되는 정전압의 출발은 상기 엘이디 구동부(40)에 공급되는 전압과 동일한 단일 상용 교류전원(AC)에서 비롯된 것으로 디밍제어시 발생할 수 있는 전원 노이즈의 발생을 방지하여 디밍시 플리커 현상의 발생을 방지할 수 있다.

또한 상기 정전압 레귤레이터(50)의 정전압은 조광기(73)에도 공급되며 사용자가 조광기(73)를 직접 조작하여 디밍제어기(72)를 제어하여 엘이디 구동부(40)를 통해 엘이디 모듈부(60)에 공급되는 전압을 조절하여 엘이디 모듈부(60)를 점등 또는 소등시키며, 밝기나 색상을 변경하는 것도 가능하다.

이처럼 본 발명은 센서장치부(71), 디밍제어기(72), 조광기(73) 각각에 대하여 별도의 전원공급장치를 마련하지 않고, 엘이디 조명에 사용되는 전원공급장치를 함께 사용할 수 있게 되어, 배선의 용이성을 확보할 수 있으며, 단일 상용 교류전원의 사용에 의해 디밍제어를 수행할 때, 플리커 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명의 전원공급장치를 이용한 제어시스템의 다른 실시예의 구성도이다.

도 3을 참조하면 본 발명의 엘이디 조명의 전원공급장치를 이용한 엘이디 제어시스템은, 도 2를 참조하여 상세하게 설명한 구성에 무선통신부(74)를 더 포함할 수 있다.

상기 무선통신부(74)도 앞서 설명한 센서장치부(71), 디밍제어기(72), 조광기(73)와 같이 상기 정전압 레귤레이터(50)의 정전압을 공급받아 동작하며, 외부 기기인 게이트웨이(80) 또는 모바일기기(90)의 제어신호를 수신한다.

상기 무선통신부(74)와 게이트웨이(80) 및 모바일기기(90)는 지그비나 블루투스와 같은 다양한 통신방식에 의해 무선신호를 주고 받을 수 있으며, 무선통신부(74)를 통해 수신된 게이트웨이(80)와 모바일기기(90)의 제어신호에 따라 디밍제어기(72), 조광기(73)를 이용하여 디밍제어를 수행할 수 있다.

여기서 디밍제어는 PWM 또는 전압조정을 통해 수행할 수 있으며, 상기 엘이디 모듈부(60)의 조도를 조정하거나, 색상을 조절할 수 있다.

바람직하게는 상기 센서장치부(71), 디밍제어기(72) 및 조광기(73)는 조도를 제어하는 채널과, 조도와 색상을 조절하는 채널이 분리된 2채널의 장치로 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 엘이디 조명의 전원공급장치를 이용한 제어시스템은, 게이트웨이(80)를 통해 인터넷에 접속되는 환경을 구현하여, 사용자가 외부에서 실내의 조명을 제어할 수 있다.

또한, 스마트폰이나 스마트패드 등의 모바일기기(90)를 이용하여 엘이디 조명의 조도와 색상을 조정할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

10:정류부 20:플라이백 제어기
30:트랜스포머 40:엘이디 구동부
50:정전압 레귤레이터 60:엘이디 모듈부
71:센서장치부 72:디밍제어기
73:조광기 74:무선통신부
80:게이트웨이 90:모바일기기

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 디밍제어를 수행할 때, 플리커 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 사인파형의 단일 상용 교류전원을 공급받아 전파 정류 및 필터링하여 리플 성분을 가지는 정류전원으로 정류하여 출력하는 정류부(10)와,
   센싱 전압에 따라 출력전류를 제어하는 플라이백 제어기(20)와,
   상기 플라이백 제어기(20)의 출력전류를 공급받아 직류전원으로 변환하여 출력하되, 1차측 권선(L1, L2)과, 한 쌍의 1차측 권선(L1,L2)에 각각 대응하는 2차측 권선(L3, L4)을 포함하여 구성되며, 1차측 권선(L1)과 2차측 권선(L3)의 권선비에 따라 제1직류전원을 출력하고, 1차측 권선(L2)과 2차측 권선(L3)의 권선비에 따라 제2직류전원을 출력하되, 상기 제1직류전원은 엘이디의 구동 전원인 10V 전압, 상기 제2직류전원은 센서 또는 제어장치의 구동 전원인 12V 전압을 출력하고, 상기 제1직류전원과 상기 제2직류전원을 상기 플라이백 제어기(20)에 제공하여 상기 플라이백 제어기(20)가 전류제어를 수행하여 상기 제1직류전원과 상기 제2직류전원이 일정하게 유지될 수 있도록 함과 아울러 상기 단일 상용 교류전원을 제1직류전원과 제2직류전원으로 변환하여 전원노이즈의 발생을 방지하는 트랜스포머(30)와,
   상기 트랜스포머(30)의 제1직류전원인 10V 전압을 공급받아 엘이디 모듈부(60)로 공급하여 엘이디를 구동하는 엘이디 구동부(40)와,
   상기 트랜스포머(30)의 제2직류전원을 공급받아 정전압인 12V 보조전원을 제공하는 정전압 레귤레이터(50)로 이루어지는 전원공급장치;
   상기 엘이디 모듈부(60)에 공급되는 제1직류전원과 동일한 단일 상용 교류전원에서 비롯된 제2직류전원을 공급받아 동작하며, 상기 엘이디 구동부(40)를 제어하여 엘이디 모듈부(60)에 공급되는 신호의 펄스폭변조를 통해 제어하여 상기 엘이디 모듈부(60)의 조도를 제어하거나, 조도 및 색상을 동시에 제어하는 디밍제어기(72);
   상기 엘이디 모듈부(60)에 공급되는 제1직류전원과 동일한 단일 상용 교류전원에서 비롯된 상기 제2직류전원을 공급받아 동작하며, 외부 환경의 변화를 검출하여 설정된 조건에 따라 상기 디밍제어기(72)를 제어하는 센서장치부(71);
   상기 엘이디 모듈부(60)에 공급되는 제1직류전원과 동일한 단일 상용 교류전원에서 비롯된 상기 제2직류전원을 공급받아 동작하며, 사용자의 조작에 따라 상기 디밍제어기(72)를 제어하여 상기 엘이디 모듈부(60)의 조도를 제어하거나, 조도 및 색상을 동시에 제어하는 조광기(73); 및
   지그비 또는 블루투스 통신을 통해 게이트웨이(80) 또는 모바일기기(90)로부터 외부의 무선신호를 입력받아 상기 디밍제어기(72)를 제어하여, 상기 엘이디 모듈부(60)의 조도를 제어하거나, 조도 및 색상을 동시에 제어하는 무선통신부(74)를 포함하되,
   상기 센서장치부(71), 디밍제어기(72) 및 조광기(73) 각각은,
   상기 엘이디 모듈부(60)의 조도를 조절하는 채널과,
   상기 엘이디 모듈부(60)의 조도 및 색상을 조절하는 채널이 분리되어,
   엘이디 모듈부(60)의 조도를 제어하거나, 조도 및 색상을 동시에 조절하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명의 전원공급장치를 이용한 제어시스템.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제

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