KR101887869B1

KR101887869B1 - 벽 스위치를 이용한 엘이디 조명의 다단계 색 변환장치

Info

Publication number: KR101887869B1
Application number: KR1020180000037A
Authority: KR
Inventors: 박재덕
Original assignee: 주식회사 디에스이
Priority date: 2018-01-02
Filing date: 2018-01-02
Publication date: 2018-08-13

Abstract

본 발명은 색 변환 제어장치로 구성된 벽 스위치를 이용한 엘이디 조명의 다단계 색 변환장치에 있어서, 상기 색 변환 제어장치은 벽 스위치의 온/오프에 반복회수를 감지하는 스위칭 모니터링부, 정류부로부터 인가되는 전원을 엘이디(LED)에 인가되게 하는 스위칭부, 스위칭부의 전류를 인가받아 엘이디(LED)의 점등에 적합한 전류로 승압하여 엘이디(LED)에 전달하고 1차권선, 2차권선, 3차권선의 변압기(T1)로 구성된 변압부, 변압부에서 출력되는 전류를 감지하는 엘이디 전류감지부, 엘이디 전류감지부 또는 컨트롤러(IC)에서 인가되는 전류에 의하여 엘이디 모듈의 엘이디(LED1, LED2)를 점등되게 하는 엘이디 점등부 및 동일한 색상을 조광하는 다수개의 엘이디(LED1, LED2)가 직렬로 연결되고 조광 색상이 상이한 병렬의 엘이디 모듈 및 스위칭부를 통하여 변압부에 전류를 공급하고 벽 스위치의 온(ON)/오프(OFF)의 반복회수에 의하여 순차적으로 엘이디(LED1, LED2)를 선택적으로 점등되게 하는 컨트롤러(IC);를 포함하여 구성되어 플라이 백을 채용하여 정전압 스위치 모드 파워 서플라이(SMPS), 정전류 구동회로 등을 구비하는 효과와, 엘이디 조명의 색상이 다단계로 색 변환되는 등의 효과가 있다.

Description

벽 스위치를 이용한 엘이디 조명의 다단계 색 변환장치{multiple stages light color conversion device of LED light using the wall-switch}

본 발명은 벽 스위치를 이용한 엘이디 조명의 다단계 색 변환장치에 관한 것으로서, 별도의 색 변환 조절기(리모콘 포함) 없이 일반적인 조명 컨버터용 컨트롤러에 스위칭 모니터링부, 스위칭부, 1차권선, 2차권선 및 3차권선을 구비한 변압기로 구성된 변압부, 엘이디 전류감지부, 엘이디 점등부 및 동일한 색상을 조광하는 다수개의 엘이디(LED1, LED2)가 직렬로 연결되고 조광 색상이 상이한 병렬의 엘이디 모듈 등을 구성하여 벽 스위치의 온/오프 신호에 의하여 엘이디 조명의 색상이 다단계로 색 변환되는 벽 스위치를 이용한 엘이디 조명의 다단계 색 변환장치에 관한 것이다.

태양 빛에 가까운 자연광을 발산하고 에너지 효율이 높고 소위 삼파장 램프라 불리는 피엘등기구를 조명용 광원으로 각광받고 있었으나 최근에는 50,000시간 이상의 긴 수명을 보장하고 있는 엘이디(LED: Light emitting diode: 발광다이오드 관련 기술이 급속히 발전함에 따라, 청색 엘이디(LED)와 형광체를 이용하여 백색광을 방출하는 백색 엘이디(LED)가 등장하게 되었는데, 이러한 백색 엘이디(LED)는 기존의 조명 광원에 비해 극소형이면서 소비전력이 적고, 수명이 반영구적이며, 자외선과 같은 유해파 방출이 없어 가정이나 빌딩 내의 사무실 등에서 조명수단으로 엘이디(LED)를 사용한 엘이디 조명등이 사용하고 있다.

상기 엘이디(LED)를 사용한 엘이디 조명등은 하나의 색상만 발광하여 조광 색상을 변화를 기하지 못하여 실내 생활의 다변화와 인테리어의 고급화에 대응하지 못하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 주광색 엘이디 그룹과 전구색 엘이디 그룹을 설치하고, 주광색과 전구색을 선택적으로 스위칭시키거나 동시에 스위칭시키는 스위칭 수단을 구비하여 침입자 등이 발생하면 교번 점멸을 통해 비상상황을 외부에 쉽게 알릴 수 있도록 한 색온도 선택이 가능한 엘이디 실내 평판 조명등 장치가 개발되었다.

그러나 종래기술의 색온도 선택이 가능한 엘이디 실내 평판 조명등 장치는 가스가 누설되거나 침입자가 있을 경우 주광색 엘이디(LED)와 전구색 엘이디(LED)를 교번 점등하기 위해서 외부 가스의 누설을 감지하기 위한 가스감지센서 및 회로, 침입자를 감시하기 위한 초음파 센서 및 회로가 구성되어야 하고, 교번 점등을 배제하기 위해서 전원 자동 복귀회로부 및 수동 작동 스위치가 구성되어야 하며 1등용 스위치를 사용하는 경우에는 별도의 무선 리모콘이 구성되어야 하는 문제점이 있다.

또한, 상기 종래기술은 가스감지센서, 초음파 센서, 전원 자동 복귀회로부에 의하여 구성이 복잡하고 별도의 무선 리모콘에 의해 사용 방법이 어렵고 유지관리 및 보관 문제 등으로 예상치 못한 불편이 있으면서 전체적인 제조원가가 상승되는 문제점이 있다.

한국등록특허공보 제10-1690567호(2016년 12월 28일 공고)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 일반적인 조명 컨버터용 컨트롤러(IC)에 저항 및 콘덴서가 구성된 스위칭 모니터링부, MOSFET 트랜지스터(Q1)가 구성된 스위칭부, 1차권선, 2차권선, 3차권선을 구비한 변압기(T1) 및 제너 다이오드(D6)가 구성된 변압부, 다이악(TD2)이 구성된 엘이디 전류감지부, 복수의 MOSFET 트랜지스터(Q2, Q3)가 구성된 엘이디 점등부 및 동일한 색상을 조광하는 다수개의 엘이디(LED1, LED2)가 직렬로 연결되고 조광 색상이 상이한 병렬의 엘이디 모듈 등을 구성하여 벽 스위치의 온/오프 신호에 의하여 엘이디 조명의 색상이 다단계로 색 변환되는 벽 스위치를 이용한 엘이디 조명의 다단계 색 변환장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 색 변환 제어장치가 구성된 벽 스위치를 이용한 엘이디 조명의 다단계 색 변환장치에 있어서, 상기 색 변환 제어장치는 벽 스위치의 온/오프에 반복회수를 감지하는 스위칭 모니터링부, 정류부로부터 인가되는 전원을 엘이디(LED)에 인가되게 하는 스위칭부, 스위칭부의 전류를 인가받아 엘이디(LED)의 점등에 적합한 전류로 승압하여 엘이디(LED)에 전달하고 1차권선, 2차권선, 3차권선의 변압기(T1)로 구성된 변압부, 변압부에서 출력되는 전류를 감지하는 엘이디 전류감지부, 엘이디 전류감지부 또는 컨트롤러(IC)에서 인가되는 전류에 의하여 엘이디 모듈의 엘이디(LED1, LED2)를 점등되게 하는 엘이디 점등부 및 동일한 색상을 조광하는 다수개의 엘이디(LED1, LED2)가 직렬로 연결되고 조광 색상이 상이한 병렬의 엘이디 모듈 및 스위칭부를 통하여 변압부에 전류를 공급하고 벽 스위치의 온(ON)/오프(OFF)의 반복회수에 의하여 순차적으로 엘이디(LED1, LED2)를 선택적으로 점등되게 하는 컨트롤러(IC);를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 컨트롤러(IC)가 벽 스위치의 온(ON)/오프(OFF)를 반복할 때마다 엘이디(LED1) 만을 점등하거나 엘이디(LED2) 만을 점등하거나 엘이디(LED1) 및 엘이디(LED2)의 점등을 순차적 단계로 점등 제어한다.

또한, 본 발명은 상기 엘이디 모듈의 엘이디(LED1)가 주광색(Cool White)을 발광하는 엘이디(LED)로 구성되고, 엘이디(LED2)가 전구색(Warm White)을 발광하는 엘이디(LED)로 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 스위칭 모니터링부가 전원과 연결되고 컨트롤러(IC)의 CLK와 접지에 연결된 저항(R2) 및 저항(R3)의 저항 분배기로 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 스위칭부가 스위칭부 모니터링부와 컨트롤러(IC)의 DRV에 연결된 MOSFET 트랜지스터(Q1)로 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 엘이디(LED1)가 전원과 MOSFET 트랜지스터(Q2)의 드레인(Drain)에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 게이트(Gate)가 컨트롤러(IC)의 DRV에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)의 소스(Source)가 컨트롤러(IC) FB에 연결된다.

또한, 본 발명은 상기 변압부가 코어(자심)과 1차권선, 2차권선, 3차권선을 구비한 변압기(T1)와, 2차 권선의 출력에 연결된 제너 다이오드(D6)와, 3차 권선의 출력에 연결된 다이오드(D7)와, 제너 다이오드(D6)와 컨트롤러(IC) 에 연결된 콘덴서(C3)로 구성된다.

본 발명은 일반적인 조명 컨버터용 컨트롤러에 간단한 색 변환 점등회로가 구성되어 디밍 제어장치의 제조공정이 단순화되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 벽 스위치를 기반으로 별도의 조절기(리모콘 포함)의 추가 장치나 부품 또는 부가 결선을 하지 아니하는 효과가 있고 이로 인하여 추가 비용이 발생하지 아니하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 벽 스위치의 온(On)/오프(Off)를 반복할 때마다 엘이디(LED1) 만을 점등하거나 엘이디(LED2) 만을 점등하거나 엘이디(LED1) 및 엘이디(LED2)의 점등을 순차적 단계로 점등되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 주광색(Cool White)으로 발광되거나 전구색(Warm White)으로 발광되거나 백색(White)으로 발광되어 다단계 색 변환 조명이 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 스위칭 모니터링부의 저항(R2) 및 저항(R3)에 의해 벽 스위치의 온(On)/오프(Off)의 반복회수가 감지되고 입력된 전압을 적정 전압으로 설정되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 변압부를 플라이 백을 채용하여 일반적인 종래 기술의 엘이디 조명용 전원 공급 장치에 구성된 정전압 스위치 모드 파워 서플라이(SMPS), 정전류 구동회로 등을 구비하는 효과가 있다.

도 1: 본 발명에 사용된 컨트롤러의 블럭도,
도 2: 본 발명의 회로 장치도.
도 3: 본 발명의 색 변환 제어흐름도.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도 1 내지 도 3에 의하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 가정, 빌딩, 호텔 및 공장 등 일반적인 건물에 설치되어 있는 조명등을 온(On)/오프(Off)하는 벽 스위치가 설치되어 있는 배선 구조에 부가 구성되어 조명등의 다단계 색 변환이 가능하고 조명용 스탠드 등에 설치되어 단순히 외부에서 공급되는 교류 전원을 단속하는 온(On)/오프(Off) 기능만 가능한 단순한 구조의 스위치에도 적용이 가능하다.

예를 들어 가정, 빌딩, 호텔, 공장 및 기타 부대시설에 설치되어 있는 일반적인 전원공급 온(On)/오프(Off)용 스위치가 구성된 일반 조명등, 스탠드용 조명등 및 무드 조명등 등에 적용된다.

본 발명은 컨트롤러(IC), 정류부(10), 전류인가부(20), 전원입력부(30), 스위칭 모니터링부(40), 스위칭부(50), 변압부(60), 엘이디 전류감지부(70), 엘이디 점등부(80), 전류설정부(90), 보상부(100) 및 엘이디 모듈(110)로 구성된다.

상기 컨트롤러(IC)는 일반적인 조명 컨버터용 컨트롤러로서 스위치 조절부(SW1/SW2 Control)가 외부의 CLK와 스위치(SW1) 및 스위치(SW2)에 연결되어 있다. 상기 CLK는 외부 벽 스위치의 CLK 신호를 감지하여 스위치 조절부(SW1/SW2 Control)에 신호를 인가하게 위치조절부(SW1/SW2 Control)가 MOSFET 트랜지스터[(Q2; 전계효과(電界效果) 트랜지스터(FET: field effect transistor)] 및 트랜지스터(Q3)의 온(On)/오프(Off)를 결정하여 벽 스위치의 온(On)/오프(Off)의 반복회수에 의하여 동일한 색상을 조광하는 다수개의 엘이디(LED1, LED2: Light Emitting Diode: 발광 다이오드)를 선택적으로 점등하게 하여 조명등이 색 변환 점등되게 한다.

본 발명은 교류(AC)의 상용전원을 사용하여 엘이디(LED1, LED2)를 선택 점등하여 다단계 색 변환 점등되는 조명용 회로가 구성된 장치로서 교류 전원을 브릿지 정류기(BR: Bridge Rectifer)를 통해 직류 전원(DC)으로 전환하여 회로의 입력 단자로 공급한다. 상기 직류 전원(DC)이 컨트롤러(IC)의 VDD에 공급되어 컨트롤러(IC)가 작동을 시작하며, DRV는 MOSFET 트랜지스터(Q1)를 작동시켜 전체 회로가 가동되어 엘이디 모듈(110)의 엘이디(LED1, LED2)가 발광한다.

상기 CLK는 컨트롤러(IC)의 외부에서 벽 스위치의 온(On)/오프(Off)를 CLK 신호로 받아 스위치 조절부(SW1/SW2 Control)를 작동시키며 스위치 조절부(SW1/SW2 Control)는 스위치(SW1, SW2)를 결정하여 구동(Driver)를 조절한다.

상기 교류(AC) 전원은 브릿지 정류기(BR: Bridge Rectifer)를 통해 직류(DC)로 전환하여 회로의 입력 단자로 공급된다. 상기 직류(DC) 전원의 공급으로 컨트롤러(IC)의 VDD에 전원이 공급되어 컨트롤러(IC)가 작동하여 DRV는 외부 MOSFET 트랜지스터(Q1)를 작동시켜 전체 회로가 가동되어 엘이디 모듈(110)의 엘이디(LED1, LED2)의 동작을 유도한다. 변압기(T1)의 2차 권선에 유도된 출력 전류는 바로 엘이디(LED1, LED2)를 발광시킬 수 있으나 엘이디(LED1, LED2) 결선의 음극부가 스위칭 MOSFET 트랜지스터(Q2, Q3)에 결선되어 MOSFET 트랜지스터(Q2, Q3) 스위칭의 온(On)상태에서 만 엘이디(LED1, LED2)의 폐회로가 구성되므로 엘이디(LED1, LED2)의 발광 상태는 MOSFET 트랜지스터(Q2, Q3)가 온(On)일 때 발광(점등)하고 MOSFET 트랜지스터(Q2, Q3)가 오프(Off)일때는 비발광(소등)하는 조절이 된다.

상기 벽스위치의 온(On)/오프(Off)에 따른 CLK는 직류 입력에 의하여 상하에 연결되어 있는 저항(R2) 및 저항(R3)을 통해 CLK 신호가 인가되며 CLK는 직류 입력의 유무에 따라 CLK 신호를 감지하여 컨트롤러(IC)의 스위치 조절부(SW1/SW2 Control)에 신호를 인가하게 된다.

본 발명은 조명 컨버터용 컨트롤러에 이러한 단계로 추가장치나 부품 또는 부가결선을 사용하지 않고 벽 스위치의 온(On)/오프(Off)에 의해 컨트롤러(IC)의 스위치 조절부(SW1/SW2 Control)가 MOSFET 트랜지스터(Q2)과 MOSFET 트랜지스터(Q3)의 온(On)/오프(Off)를 결정하여 다단계로 원격 조정으로 엘이디(LED1), 엘이디(LED2)를 선택 온(On)/오프(Off)하여 손쉽게 다단계 색 변환 조명을 할 수 있다.

상기의 설명을 보다 상세하게 설명하면,

상기 정류부(10)는 전원에서 인가된 교류 전류를 입력하여 직류 전류로 변환하며, 정류용 다이오드(D1, D2, D3, D4: Diode)로 구성된 브릿지 정류기(BR)가 구성된다

상기 브릿지 정류기(BR)는 다이오드(D1) 및 다이오드(D3)의 음극(Cathode)이 직류 전류의 +로 구성되어 엘이디 모듈(110)에 구성된 엘이디(LED1, LED2)의 +에 연결되고, 다이오드(D2) 및 다이오드(D4)의 양극(Anode)이 직류 전류의 -로 구성되어 엘이디(LED1, LED2)의 -에 연결된다.

상기 전원에서 공급되는 공급 전압이 직류 전압이거나 교류 전압이라고 하라도 브릿지 정류기(BR)에 의해 출력되는 전압은 직류 전압이 출력되며, 사용자의 부주의에 의해 직류 전압의 극성을 반대로 연결하더라도 브릿지 정류기(BR)를 거쳐 출력되는 전압은 직류 전압을 갖게 된다.

상기 벽 스위치의 온(On)/오프(Off)에 의하여 교류 전류가 정류부(10)의 브릿지 정류기(BR)에 인가되거나 단전되게 되며 벽 스위치의 온(On)에 의하여 정류부(10)의 브릿지 정류기(BR)에 교류 전류가 인가되면 브릿지 정류기(BR)에서 직류 전류가 출력된다.

상기 컨트롤러(IC)는 Vref 및 내부 바이어스, 저전압 차단, 내부 OTP(Over-Temperature Protection), 저전압 차단, 블랭킹 시간, 스위치(SW1, SW2) 컨트롤러, VDD 단자 과전압보호(VDD pin Over-Voltage Protection), 주파수 폴드 백, VDD 클램프, 삼각파 발진기, 클럭 생성기, 필터 및 비교기 등의 장치로 구성되어 최대 게이트 구동 출력 클램프기능, VDD 단자 과전압 보호기능, 사이클 별 전류 제한기능, 엘이디(LED) 과전류 보호기능, 엘이디(LED) 개방 루프 보호기능, 엘이디(LED) 단락 보호기능, 내부 온도 초과 보호기능 등의 기능을 수행하면서 스위치(SW1), 스위치(SW2), DRV, GND, COMP, FB, CS, VDD, CLK 등으로 구성된다.

상기 정류부(10)의 브릿지 정류기(BR)의 출력은 전류인가부(20) 및 전원입력부(30)를 통하여 컨트롤러(IC)의 VDD로 입력되고, 전류인가부(20)는 콘덴서(C1)로 구성되고 콘덴서(C1)가 브릿지 정류기(BR)의 출력과 VDD의 연결선의 중간과 접지에 병렬 구성된다.

상기 벽 스위치가 온(On)되면 정류부(10)의 브릿지 정류기(BR)에 교류 전원이 인가되어 브릿지 정류기(BR)에서 교류가 직류로 정류되어 컨트롤러(IC)의 VDD에 인가되어 회로가 작동된다.

상기 전류인가부(20)의 콘덴서(C1)는 정류부(10)에서 인가되는 전류에 최종 남은 유해전자파 신호를 접지로 바이 패스(By-Pass)하여 필요한 전원만을 안정시켜 컨트롤러(IC)의 VDD 및 CLK, 스위칭부(50)의 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 드레인(Drain)에 입력되게 한다.

상기 전원입력부(30)는 전류인가부(20)의 출력선과 컨트롤러(IC)의 VDD를 연결 구성되고 연결선에 직렬 구성된 저항(R1)과, 저항(R1)과 접지로 연결된 전해콘덴서(EC1)로 구성된다. 상기 저항(R1)은 전류인가부(20)에서 인가되는 직류 전류가 일정 값 이상의 과전압일 경우에는 억제하고, 전류인가부(20)에서 인가되는 직류 전류가 설정값 이하의 전압일 경우에는 도통되게 하고, 전해콘덴서(EC1)는 저항(R1)에 의해 컨트롤러(IC)의 시동 중에 15.0V까지 충전 및 방전되어 컨트롤러(IC)의 VDD로 인가되게 한다.

상기 컨트롤러(IC)의 턴온 임계 값은 각각 15.0V이고 턴 오프 임계 값은 9.5V로서 VDD가 15.0V에 초과하면 컨트롤러(IC)의 모든 내부 회로가 작동하고 VDD가 9.5V 미만으로 떨어지면 컨트롤러(IC)는 구동 출력을 차단하고 VDD가 4.0V 미만으로 떨어지면 컨트롤러(IC)의 제어 로직이 리셋되어 차단 모드가 된다.

상기 스위칭 모니터링부(40)는 벽 스위치의 온(On)/오프(Off)의 반복회수를 감지하며 전원, 즉 정류부(10)의 출력과 직렬 연결되고 컨트롤러(IC)의 CLK와 접지에 연결된 저항(R2) 및 저항(R3)의 저항 분배기로 구성되고 저항(R2)과 직렬로 연결되되 정류부(10)의 음극과 접지에 병열로 연결되는 콘덴서(C5)가 구성되어 정류부(10)에서 인가되는 전압을 적정하게 낮추어 컨트롤러(IC)의 CLK으로 입력되게 한다.

상기 저항(R2) 및 저항(R3)은 직렬로 구성되고 저항(R2)은 정류부(10)의 출력에 연결되고 저항(R3)은 접지되고 저항(R2) 및 저항(R3)의 연결선이 컨트롤러(IC)의 CLK에 연결되어 저항(R2) 및 저항(R3)을 통해 CLK 신호가 CLK에 입력되며, CLK는 브릿지 정류기(BR)에서 입력된 전압을 저항(R2) 및 저항(R3)의 저항 분배기에 의해 분압된 전압신호를 모너터링하고, 콘덴서(C5)는 저항(R2)을 통과한 전류에 최종 남은 유해전자파 신호를 접지로 바이 패스(By-Pass)하여 전류를 정류하고 평탄화하고 필요한 신호만을 증폭하여 컨트롤러(IC)의 CLK에 입력되게 한다.

상기 컨트롤러(IC)의 CLK에 입력되는 전압(Vout)은 정류부(10)의 출력전압(Vin)에 의해 다음식과 같이 저항(R2) 및 저항(R3)에 의하여 결정되며 저항(R2)과 저항(R3)에 같은 값을 사용하면 Vout은 Vin의 반이 되고 저항(R2)과 저항(R3)이 같은 상태에서 저항(R2)을 증가시키면 Vout가 감소하고 저항(R3)를 증가시키면 Vout가 증가한다.

Vout = [R3/(R2+R3)]Vin

상기 스위칭부(50)는 벽 스위치의 온(On) 상태에서 변압부(60)에 전류를 인가하여 엘이디(LED1, LED2)에 전류가 인가되게 하는 MOSFET 트랜지스터(Q1)와, 스위칭 모니터링부(40)의 출력과 MOSFET 트랜지스터(Q1)에 직렬로 순차 연결되는 저항(R4) 및 다이오드(D5)와, 저항(R4)에 병렬 연결되는 콘덴서(C2)로 구성되고, 다이오드(D5)와 저항(R4)은 변압기(T1: Transformer)의 1차 권선의 전류를 궤환시키는 궤환회로로 구성되며 벽 스위치의 온(On)/오프(Off)의 상태에 대응되어 온(On)/오프(Off)된다.

상기 다이오드(D5)는 음극이 저항(R4)에 양극이 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 드레인(Drain)에 연결되고, MOSFET 트랜지스터(Q1)의 드레인(Drain)은 스위칭 모니터링부(40)에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 게이트(Gate)는 컨트롤러(IC)의 DRV에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 소스(Source)는 컨트롤러(IC)의 CS에 연결된다.

상기 콘덴서(C2)는 스위칭 모니터링부(40)에서 입력되는 전원의 직류 레벨을 조절 즉, 정류부(10)의 브릿지 정류기(BR)에서 출력된 직류는 리플이 많이 포함된 맥류이기 때문에 그대로는 사용할 수 없으므로 평활 회로를 통해서 매끄러운 직류로 평활하여 리플의 크기는 감소시킨다.

상기 다이오드(D5)는 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 게이트(Gate)가 오프(Off)된 상태에서 변압부(60)의 변압기(T1)의 1차 권선에 인가된 전류를 정류, 즉 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 스위칭 시에 변압기(T1)의 1차 권선에 인가된 전류에 포함된 서지를 제거하여 저항(R4)로 통전시키고, 저항(R4)은 스위칭 모니터링부(40)에서 인가된 직류 전류를 변압기(T1)의 1차 권선의 입력에 적합한 전류로 조정 즉 출력 전압의 전류를 조정한다.

상기 컨트롤러(IC)의 DRV는 MOSFET 트랜지스터(Q1)를 구동하기 위하여 DRV의 토템폴(Totem-Pole) 출력이 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 게이트(Gate)에 인가되고, DRV의 출력에 의하여 MOSFET 트랜지스터(Q1)가 연결되어 스위칭 모니터링부(40)에서 출력된 전류가 변압기(T1)의 1차 권선과 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 소스(Source)를 통하여 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 드레인(Drain)으로 도통되어 컨트롤러(IC)의 CS에 인가되고, DRV의 구동 출력은 79%의 최대 듀티 사이클(Duty cycle)을 제공한다.

상기 토템폴(Totem-Pole) 출력은 전원, 즉 정류부(10)에서 인가되는 전원단과 접지단, 즉 변압기(T1)의 1차 권선의 출력과 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 CS 사이에 MOSFET 트랜지스터(Q1)로 출력 회로를 구성하여 출력을 얻는 방식으로서 전압이 논리 입력 전압 레벨에 맞추어져 있고 출력에 풀업(Pull up) 저항이 없이도 반전기능을 가진 게이트 역할을 할 수 있다. 상기 토템폴(Totem-Pole) 출력은 하이(High) 일 때 3.6~3.8V 전압으로 출력되어 이는 공급 전압(5V)보다 낮게 출력되나 로직(Logic) 상으로는 이를 "1"로 인식한다.

본 발명은 토템폴(Totem-Pole) 구조를 채택하여 출력의 논리레벨에 관계없이 엘이디 모듈(110)의 엘이디(LED1, LED2)에 큰 전류를 인가할 수 있으면서 신호의 상승과 하강이 빠른 고속동작을 얻을 수 있고 소비전력도 적고 출력 임피던스가 작고 파형의 왜곡 및 노이즈의 영향을 적게 받고 벽 스위치의 온(On)/오프(Off)에 따라 신속하게 엘이디(LED1, LED2)를 온(On)/오프(Off)할 수 있다.

상기 토템폴(Totem-Pole) 구조는 로우(Low), 하이(High) 모두 능동적으로 동작하기 때문에 일단 속도가 빨라지고, 하나의 출력에 몇 개의 입력을 연결할 수 있으므로 발명은 2개의 입력이 연결되는 팬 아웃(Fan Out)으로 구성하여 조광 색상이 상이한 병렬의 2개 엘이디(LED1, LED2)를 구성하여 엘이디(LED1)과 엘이디(LED2)가 각각 별도 조명되거나 동시에 조명되어 3단계의 색 변환조명이 된다.

상기 3단계의 색 변환조명은 벽 스위치의 온(On)/오프(Off)를 반복할 때마다 컨트롤러(IC)가 엘이디(LED1) 만 조명되거나 엘이디(LED2) 만 조명되거나 엘이디(LED1)와 엘이디(LED2) 모두가 조명되는 순으로 순차적 단계로 색 변환을 제어한다.

상기 변압부(60)는 코어(자심)과 코어를 감은 1차 권선, 2차 권선 및 3차 권선으로 구성되는 변압기(T1)와, 2차 권선의 출력에 양극이 연결되고 음극이 엘이디 전류감지부(70)에 연결된 제너 다이오드(D6)와, 3차 권선의 출력에 양극이 연결되고 음극이 컨트롤러(IC) VDD에 연결된 다이오드(D7)와, 제너 다이오드(D6)와 컨트롤러(IC) FB에 연결된 콘덴서(C3)로 구성되어 스위칭부(50), 즉 브릿지 정류기(BR)로부터 전류를 인가받은 전류를 엘이디(LED1, LED2)의 점등에 적합한 전류로 승압 변환하여 엘이디 모듈(110)에 인가한다.

상기 변압기(T1)의 1차 권선의 입력은 브릿지 정류기(BR)의 출력에 연결되고 1차 권선의 출력은 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 드레인(Drain)에 연결되고, 2차 권선의 출력은 엘이디 모듈(110)과 연결되고 2차 권선의 입력은 접지에 연결되고 3차 권선의 출력은 컨트롤러(IC)의 VDD와 연결되고 3차 권선은 입력은 접지에 연결된다.

상기 제너 다이오드(D6)는 변압기(T1)의 2차 권선에서 인가된 직류의 +전류에 대한 전압을 강하하고 조절하여 전압을 안정화하여 엘이디(LED1, LED2)에 인가하고, 다이오드(D7)는 변압기(T1)의 3차 권선에서 인가된 직류의 +전류를 컨트롤러(IC)의 구동 전류에 합당하게 전압을 강하하고 조절하고 안정화하여 컨트롤러(IC)의 VDD로 인가하고, 콘덴서(C3)는 변압기(T1)의 2차 권선의 출력 전류, 즉 제너 다이오드(D6)에서 인가되는 전류에 최종 남은 유해전자파 신호를 컨트롤러(IC)의 FB로 바이 패스(By-Pass)하여 필요한 신호만을 증폭하여 엘이디 전류감지부(70)에 입력되게 한다.

상기 벽 스위치가 초기 온(On) 되면 브릿지 정류기(BR)로부터 직류가 컨트롤러(IC)의 VDD에 입력되면 컨트롤러(IC)가 구동되어 스위칭 모니터링부(40)가 벽 스위치의 온(On)에 의한 CLK 신호를 인지하여 이를 컨트롤러(IC)의 CLK에 인가되면 컨트롤러(IC)의 DRV에서 MOSFET 트랜지스터(Q1)을 구동하는 토템 폴의 출력으로 MOSFET 트랜지스터(Q1)가 스위칭, 즉 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 게이트(Gate)가 온(On)되어 브릿지 정류기(BR)의 전류가 변압기(T1)의 1차 권선을 통하여 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 드레인(Drain) 및 트랜지스터(Q1)의 소스(Source)를 통하여 컨트롤러(IC)의 CS로 입력된다.

상기 MOSFET 트랜지스터(Q1)가 스위칭을 하면 변압기(T1)가 동작을 개시하게 되고 이에 따라 2차 권선 및 3차 권선에 출력 전류가 생성되며 2차 권선의 출력 전류는 엘이디 모듈(110) 및 컨트롤러(IC)의 IC로 인가되고 3차 권선의 출력 전류는 컨트롤러(IC)의 VDD로 인가된다.

상기 제너 다이오드(D6)는 특정 전압을 조절하여 역방향(Break Down)에서 전류를 흐르는 기능을 하여 일정 역방향 전압이 걸리면 전류를 흘려 저항을 낮추어 엘이디(LED1, LED2)의 전압이 상승하지 않게 한다.

상기 제너 다이오드(D6)는 변압부(60)의 변압기(T1)의 2차 권선에 정상 전압이 걸리면 전류가 도통되지 아니하다가 변압기(T1)의 2차 권선에 일정 이상의 전압이 걸리면 즉, 변압기(T1)의 2차 권선에 과전압이 발생하면 도통되어 과전압 전류가 제너 다이오드(D6) 및 2차 권선을 통하여 접지로 바이 패스(By-Pass)하여 엘이디(LED1, LED2)의 직류 전류의 전압이 상승하지 아니하면서 엘이디(LED1, LED2) 전압이 안정화되게 한다.

상기 제너 다이오드(D6)는 2차 권선에서 인가되는 초기 전원인 직류가 입력 전압에 변동이 있거나 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 스위칭에 의한 전류 스파이크에 의한 전압이 불안정한 전류를 변압기(T1)에 안정적인 전류로 공급하게 하여 제품의 신뢰성의 향상시킨다.

상기 제너 다이오드(D6)는 2차 권선 에서 인가된 직류의 크기에 관계없이 일정한 값을 나타내는 전압 값, 즉 제너 전압의 크기를 제너 다이오드(D6)로 설정함으로써 전압의 조정이 가능하게 된다.

상기 변압기(T1)에 공급되는 전류가 과전압으로 엘이디(LED1, LED2)에 공급되지 아니하게 되면, 즉 설정된 전압으로 공급되면 제너 다이오드(D6)가 도통되지 아니하여 설정된 전압의 직류 전류는 제너 다이오드(D6)를 통하여 흐르지 않는 상태로 된다.

상기 제너 다이오드(D6)는 정전압을 얻을 목적으로 항복 전압이 크게 낮아지도록 설계되어 있으며, 회로에 공급되는 전압을 안정화하기 위한 정전압원으로 구성된다.

상기 변압부(60), 즉 2차 권선에서 엘이디(LED1, LED2)로 입력되는 전류가 정전압 조정 범위 내에서 전류는 제너 다이오드(D6)에서 일정한 전압 강하가 발생되고 입력 전압이 제너 전압을 초과하면 제너 다이오드(D6)의 역방향 저항이 급격히 감소하므로 제너 전류가 엘이디(LED1, LED2)로부터 제너 다이오드(D6)로 흐르게 된다.

따라서 상기 엘이디(LED1, LED2)에는 전압강하가 발생하게 되고 이 전압강하에 제너 전압곡선을 따라 제너 다이오드(D6)의 전류가 급격히 증가하면, 이에 비례해서 엘이디(LED1, LED2)에서의 전압 강하가 크기 때문에 엘이디(LED1, LED2)의 입력 전압은 거의 일정하게 유지된다.

상기 제너 다이오드(D6)는 역 전압을 이용해서 불안정한 회로를 안전하게 하거나 기준전압을 만드므로 보통 다이오드와는 반대 즉, 역 바이어스를 사용하고 제너 전압(항복 전압)이 일정 전압을 초과하는 경우 항복(Break Down) 현상이 발생하게 되고 급격하게 역방향 전류가 흐르게 된다.

상기 엘이디(LED1, LED2) 중에서 어느 하나가 온(On)되면 제어 루프는 엘이디(LED1, LED2)를 통해 흐르는 정격 전류를 조절하려고 하고, 출력 전압이 상승하면 회로의 반사 전압과 VDD 전압이 증가하며, VDD 전압이 25.5V를 초과 할 때 모든 스위칭 동작을 멈추고 자동 복구 모드로 들어가는 VDD 과전압 보호 기능이 있으며 이러한 일시적인 동작 정지로 인해 VDD가 9.5V로 떨어질 때까지 회로가 다시 시작되지 않고 15.0V 이상으로 상승하는 것을 허용하지 아니하며 이상 상태가 발생하여 28.5V에 도달하면 VDD 전압은 28.5V에서 클램프된다.

본 발명은 변압부(60)를 플라이 백을 채용하여 브릿지 정류기(BR)로부터 공급되는 전압을 엘이디 모듈(110)에 적합한 전압으로 변환하여 엘이디 모듈(110)에 공급한다.

상기 엘이디 전류감지부(70)는 변압부(60), 즉 변압기(T1)의 2차 권선 출력과 연결되고 접지되는 전해콘덴서(EC2)로 연결되어 변압기(T1)의 2차 권선 출력 전류를 엘이디(LDE1, LED2)에 적합한 전류 값으로 제한 조절한다.

상기 엘이디 모듈(110)은 다수개의 엘이디 열, 즉 제1열의 엘이디(LDE1) 및 제2열의 엘이디(LED2)로 구성되고 각 열의 엘이디(LDE1, LED2)는 음극이 엘이디 전류감지부(70)의 출력과 연결되고 양극이 엘이디 점등부(80)에 연결되고, 다수개의 엘이디(LED)가 직렬로 구성되되 직렬 엘이디(LED)가 한 쌍의 병렬 구성된다.

상기 엘이디(LED)는 변압부(60)의 2차 권선의 출력 전류, 즉 엘이디 전류감지부(70)에서 출력되는 전류를 인가받아 점등되고, 직렬로 연결된 엘이디(LED) 열의 1열 엘이디(LED1)는 주광색(Cool White; 6500K)을 발광하는 엘이디(LED)로 구성되고 직렬로 연결된 엘이디(LED) 열의 2열 엘이디(LED2)는 전구색(Warm White; 2700K)을 발광하는 엘이디(LED)로 구성된다.

상기 각 열의 엘이디(LED)는 동일한 색상을 발광하는 엘이디(LED)가 직렬로 연결되어 제1열의 엘이디(LDE1)는 주광색(Cool White; 6500K)을 발광하는 엘이디(LED) 만으로 구성되고, 엘이디(LDE2)는 전구색(Warm White; 2700K)을 발광하는 엘이디(LED) 만으로 구성되어 엘이디(LDE1) 만 발광하게 하면 엘이디 조명은 주광색으로 조명되고 엘이디(LDE2) 만 발광하게 하면 엘이디 조명은 전구색으로 조명되고 엘이디(LDE1) 및 엘이디(LDE2) 모두가 발광하게 하면 엘이디 조명은 백색(White; 4600K)으로 조명되어 총 3가지 색상으로 조절하여 조명할 수 있다.

상기 엘이디 모듈(110)은 두 개의 엘이디(LED) 열(Cool White LEDs/Warm White LEDs)이 존재하나 이것은 필요에 따라 얼마든지 엘이디(LED) 열을 추가할 수 있으며 이를 통해 각 엘이디(LED)열 마다 각각 다른 색온도(K)의 엘이디(LED)를 배열하면 다양한 색상의 조명을 구현할 수 있다.

본 발명은 추가장치나 부품 또는 부가결선을 사용하지 않고 손쉽게 다단계 색 변환을 구현할 수 있고 사용의 편리성과 고품질 조명조절을 소비자가 추가적인 부담없이 손쉽게 접근할 수 있는 효과가 있다.

상기 엘이디 점등부(80)는 복수개의 MOSFET 트랜지스터(Q2, Q3)와 복수개의 저항(R6, R7)으로 구성되고, MOSFET 트랜지스터(Q2)의 드레인(Drain)은 제1열의 엘이디(LDE1)의 음극에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)의 게이트(Gate)는 컨트롤러(IC)의 SW1에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)의 소스(Source)는 컨트롤러(IC)의 FB에 연결되고, MOSFET 트랜지스터(Q3)의 드레인(Drain)은 제2열의 엘이디(LDE2)의 음극에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q3)의 게이트(Gate)는 컨트롤러(IC)의 SW2에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q3)의 소스(Source)는 컨트롤러(IC)의 FB에 연결된다.

한편, 상기 저항(R7)이 MOSFET 트랜지스터(Q2) 및 MOSFET 트랜지스터(Q3)의 소스(Source)와 연결되면서 접지되고, 저항(R6)이 MOSFET 트랜지스터(Q2) 및 MOSFET 트랜지스터(Q3)의 소스(Source)와 저항(R7)의 연결선에서 컨트롤러(IC)의 FB에 연결된다.

상기 MOSFET 트랜지스터(Q2) 만 온(On)되면 엘이디(LDE1)가 발광되고 MOSFET 트랜지스터(Q3) 만 온(On)되면 엘이디(LDE2)가 발광되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)와 MOSFET 트랜지스터(Q3)가 동시에 온(On)되면 엘이디(LDE1)와 엘이디(LDE2)가 동시에 발광된다.

상기 본 발명의 3단계의 색 변환 조명은 벽 스위치의 온(On)/오프(Off)를 반복할 때마다 컨트롤러(IC)가 MOSFET 트랜지스터(Q1) 만 온(On)시켜 엘이디(LED1) 만을 점등하거나, 컨트롤러(IC)가 MOSFET 트랜지스터(Q2) 만 온(On)시켜 엘이디(LED2) 만을 점등하거나, 컨트롤러(IC)가 MOSFET 트랜지스터(Q1) 및 MOSFET 트랜지스터(Q2) 모두를 온(On)시켜 엘이디(LED1) 및 엘이디(LED2)을 동시에 점등하는 순으로 순차적 단계로 점등을 제어된다.

상기 엘이디(LED1, LED2)가 단락될 때 저항(R7)를 통하여 흐르는 전류가 증가하게 되며 저항(R7)는 이러한 비정상적인 전압을 접지로 바이 패스패스(By-Pass)하고 비정상적인 전압이 컨트롤러(IC)의 FB에 인가되지 않토록 하는 과전압 보호 기능을 수행하여 컨트롤러(IC)를 보호하고, 저항(R6)은 엘이디(LED1, LED2)에서 인가되는 전원의 적정 전압을 통과시켜 컨트롤러(IC)의 FB에 입력되게 하여 FB가 엘이디(LED1, LED2)의 전류를 감지한다.

상기 컨트롤러(IC)의 SW1은 제1열 엘이디(LED1)의 제어 신호를 출력하여 MOSFET 트랜지스터(Q1)가 작동되게 하고 SW2는 제2열 엘이디(LED2)의 제어 신호를 출력하여 MOSFET 트랜지스터(Q2)가 작동되게 한다.

정상 동작 조건에서 엘이디(LED1, LED2)를 통해 흐르는 전류는 FB에 연결된 감지 저항(R7)에서 감지하고, FB의 신호는 COMP에서 보상 신호(VCOMP)를 발생시키는 내부 OTA(Operational Transconductance Amplifier)에 의해 기준 전압과 비교되도록 처리되고, 보정된 신호는 내부 삼각파 신호와 비교되어 구동 출력을 위한 펄스 폭 변조 신호를 생성하며 내부 삼각파 신호가 보상된 신호와 교차하면 MOSFET 트랜지스터(Q1)가 오프(Off)된다.

상기 FB의 전압이 0.8V에 도달하면 컨트롤러(IC)는 MOSFET 트랜지스터(Q1)에 대한 구동 신호 DRV를 오프(Off)하며 이 동작은 VDD가 9.5V 이하로 떨어지면 15.0V 이상으로 상승할 때까지 회로가 다시 시작되는 것을 허용하지 않는다.

상기 엘이디(LED1, LED2) 부하의 출력 단자가 접지로 단락되면 FB에 감지 신호가 없으며 변압기(T1)를 통해 흐르는 전류가 급격히 증가하고 CS 전압이 0.8V 임계 값을 초과하면 컨트롤러(IC)는 출력 구동을 오프(Off)하고, VDD 전압이 여전히 9.5V 이상이면 다음 스위칭 사이클이 시작될 때까지 다시 켜지 아니하여 이 사이클 별 전류 제한 기능으로 인하여 오류 조건에서 외부 부품이 손상되는 것이 방지된다.

상기 단락 상태가 계속되면 3차 권선이 2차 권선에 연결되어 VDD 바이어스 전압을 지원하고 유지할 수 없고, VDD 전압은 9.5V 아래로 떨어지며 컨트롤러(IC)는 DRV 신호를 차단하고, 컨트롤러(IC)가 오프(Off)되면 정류된 입력 교류 전압은 스타트 업 저항(R1)을 통해 VDD 용 충전 전류를 공급한 후 VDD 전압이 서서히 떨어지고 DRV 신호가 차단되며 VDD는 15.0V로 충전되고 회로는 단락 상태에서 자동 복구 모드로 작동한다.

상기 전류설정부(90)는 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 소스(Source)에 연결되고 접지된 저항(R5)으로 구성되어, 저항(R5)은 스위칭부(50)의 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 온(On)에 의해 변압기(T1)의 1차 권선의 전류가 MOSFET 트랜지스터(Q1)를 통하여 인가받은 전류에서 비정상적인 전압이 컨트롤러(IC)의 CS에 인가되지 않토록 비정상적인 전압을 접지로 바이 패스패스(By-Pass)하여 필요한 전류만을 증폭하여 컨트롤러(IC)의 CS에 입력되게 하여 CS가 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 전류를 감지한다.

상기 MOSFET 트랜지스터(Q1)이 스위치 온(On) 되면 회로의 기생 성분으로 인해 CS에서 전류 스파이크가 발생할 수 있으며 컨트롤러(IC)는 내장형 필터를 사용하여 CS 신호에서 각 스위칭 사이클의 초기 750ns(nanosecond)를 무시하여 MOSFET 트랜지스터(Q1)가 실수로 오프(Off)되는 것을 방지하며 CS의 전압이 1.15V를 초과하면 DRV 신호가 중단되고 다음주기 출력에 이어 3주기 동안 휴면 상태가 된다.

상기 보상부(100)는 컨트롤러(IC) 내의 오류 증폭기 출력의 안정적인 주파수의 응답을 제공하기 위하여 컨트롤러(IC)의 COMP와 연결되고 접지된 콘덴서(C4)가 구성되고, 콘덴서(C4)는 컨트롤러(IC) 내의 오류 증폭기에 인가되는 전류에 최종 남은 유해전자파 신호를 접지로 바이 패스(By-Pass)하여 전류를 정류하고 평탄화하고 필요한 신호만을 증폭되게 하고 안정된 폐 루프의 응답을 제공한다.

상기 COMP 단자의 전압 레벨은 전원 스위치의 온(On) 시간을 결정하고 변압기(T1)의 에너지를 조절하며 COMP의 전압이 높을 수록 구동의 듀티 사이클이 커져서 엘이디(LED1, LED2)의 조도가 높아진다.

상기 컨트롤러(IC)는 COMP의 전압 신호에 따라 보상된 블랭 오프 시간을 적산하며 입력 전압이 높아지거나 부하가 더 가벼울 때 COMP의 신호가 감소하고 컨트롤러(IC)의 ZCD 회로에서 더 긴 블랭크 오프(Blank-Off) 시간이 발생하여 동작 주파수가 감소하고 효율이 향상된다.

본 발명의 조광 제어 흐름도를 참조하여 3단계 색 변환을 설명하면,

상기 벽 스위치의 온(On)에 의하여 본 발명의 회로에 교류 전원이 처음 공급되면 엘이디(LED) 구동에 교류 입력 전압이 인가되며 VDD 전압이 15.0V를 초과하면 컨트롤러(IC)가 동작하여 스위칭 동작을 시작하고 주광색(Cool White)을 발광하는 엘이디(LDE1)는 MOSFET 트랜지스터(Q2)(SW1 신호)에 의해 활성화된다.

상기 엘이디(LDE1)의 전류는 저항(R7)에 의해 감지되고 검출된 전압은 내부 기준 전압과 비교되고, 컨트롤러는 적절한 턴 온(Turn On) 시간과 함께 DRV 듀티 신호를 출력으로 엘이디(LDE1)가 현재 설정 레벨로 전류를 조절하며 MOSFET 트랜지스터(Q2)(SW1 신호)가 처음에 턴 온(Turn On)되는 동안, MOSFET 트랜지스터(Q3 )(SW2)는 턴 오프(Turn Off)된다.

상기 벽 스위치가 오프(Off)되어 교류 입력 전압이 제거되면 VDD 및 CLK 전압이 모두 감소하고, CLK 신호가 약 1.0V의 오프(Off) 임계 값 아래로 떨어지면 컨트롤러(IC)의 내부 타이머가 활성화되고, VDD가 9.5V 미만으로 떨어지기 전에 19ms (밀리 초)의 기간이 완료되면 MOSFET 트랜지스터(Q2)가 오프(Off)된다.

상기 벽 스위치의 온(On)에 의하여 본 발명의 회로에 교류 전원이 다시 공급되면 엘이디(LED) 구동에 교류 입력 전압이 인가되며 VDD 전압이 15.0V를 초과하면 컨트롤러(IC)가 동작하여 스위칭 동작을 시작하고 전구색(Warm White)을 발광하는 엘이디(LDE2)는 MOSFET 트랜지스터(Q3)(SW2 신호)에 의해 활성화된다.

상기 엘이디(LDE2)의 전류는 저항(R7)에 의해 감지되고 검출된 전압은 내부 기준 전압과 비교되고, 컨트롤러(IC)는 적절한 턴 온(Turn On) 시간과 함께 DRV 듀티 신호를 출력으로 엘이디(LDE2)가 현재 설정 레벨로 전류를 조절하며 MOSFET 트랜지스터(Q3)(SW2 신호)가 턴 온(Turn On)되는 동안, MOSFET 트랜지스터(Q3)(SW2)는 턴 오프(Turn Off)된다.

상기 벽 스위치가 오프(Off)되어 교류 입력 전압이 제거되면 VDD 및 CLK 전압이 모두 감소하고, CLK 신호가 약 1.0V의 오프(Off) 임계 값 아래로 떨어지면 컨트롤러(IC)의 내부 타이머가 활성화되고, VDD가 9.5V 미만으로 떨어지기 전에 19ms (밀리 초)의 기간이 완료되면 MOSFET 트랜지스터(Q3)가 오프(Off)된다.

상기 벽 스위치의 온(On)에 의하여 본 발명의 회로에 교류 전원이 재차 공급되면 엘이디(LED) 구동에 교류 입력 전압이 인가되며 VDD 전압이 15.0V를 초과하면 컨트롤러(IC)가 동작하여 스위칭 동작을 시작하고 주광색(Cool White)과 전구색(Warm White)을 발광하는 엘이디(LDE1)(LED2)는 MOSFET 트랜지스터(Q2)(Q3)(SW1/SW2 신호)에 의해 활성화된다.

상기 엘이디(LDE1)(LED2)의 전류는 저항(R7)에 의해 감지되고 검출된 전압은 내부 기준 전압과 비교되고, 컨트롤러는 적절한 턴 온(Turn On) 시간과 함께 DRV 듀티 신호를 출력으로 엘이디(LDE1)(LED2)가 현재 설정 레벨로 전류를 조절하며 MOSFET 트랜지스터(Q2)(SW1 신호)가 턴 온(Turn On)되는 동안, MOSFET 트랜지스터(Q3 )(SW2)도 턴 온(Turn On)된다.

상기 벽 스위치가 오프(Off)되어 교류 입력 전압이 제거되면 VDD 및 CLK 전압이 모두 감소하고, CLK 신호가 약 1.0V의 오프(Off) 임계 값 아래로 떨어지면 컨트롤러(IC)의 내부 타이머가 활성화되고, VDD가 9.5V 미만으로 떨어지기 전에 19ms (밀리 초)의 기간이 완료되면 MOSFET 트랜지스터(Q2)(Q3)가 모두 오프(Off)된다.

상기 VDD 전압이 4.0V 아래로 떨어져 교류 입력이 다시 인가되면 컨트롤러(IC)와 색상(COLOR) 제어 임시 회로가 재설정되고, 이 경우의 회로는 MOSFET 트랜지스터(Q3)가 오프(Off) 기간 동안 MOSFET 트랜지스터(Q2)가 온(On)되며 초기 교류 전원 온(On) 조건에서 상술한 것과 동일하다.

본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않으며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 발명의 구성은 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되고 본 발명의 출원 시점에 있어서 변형 예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이고 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 정류부 20: 전류인가부
30: 전원입력부 40: 스위칭 모니터링부
50: 스위칭부 60: 변압부
70: 엘이디 전류감지부 80: 엘이디 점등부
90: 전류설정부 100: 보상부
110: 엘이디 모듈 BR: 브릿지 정류기
IC: 컨트롤러

Claims

색 변환 제어장치로 구성된 벽 스위치를 이용한 엘이디 조명의 다단계 색 변환장치에 있어서,
상기 색 변환 제어장치는 벽 스위치의 온/오프에 반복회수를 감지하는 스위칭 모니터링부와, 정류부로부터 인가되는 전원을 엘이디(LED)에 인가되게 하는 스위칭부와, 스위칭부의 전류를 인가받아 엘이디(LED)의 점등 전류로 승압하여 엘이디(LED)에 전달하고 변압기(T1)로 구성된 변압부와, 변압부에서 출력되는 전류를 감지하는 엘이디 전류감지부와, 저항(R7)이 MOSFET 트랜지스터(Q2) 및 MOSFET 트랜지스터(Q3)의 소스(Source)와 연결되면서 접지되고, 저항(R6)이 MOSFET 트랜지스터(Q2) 및 MOSFET 트랜지스터(Q3)의 소스(Source)와 저항(R7)의 연결선에서 컨트롤러(IC)의 FB에 연결되고, MOSFET 트랜지스터(Q2)의 드레인(Drain)이 엘이디(LDE1)의 음극에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)의 게이트(Gate)가 컨트롤러(IC)의 SW1에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)의 소스(Source)가 컨트롤러(IC)의 FB에 연결되고, MOSFET 트랜지스터(Q3)의 드레인(Drain)이 엘이디(LDE2)의 음극에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q3)의 게이트(Gate)가 컨트롤러(IC)의 SW2에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q3)의 소스(Source)가 컨트롤러(IC)의 FB에 연결되고 엘이디 전류감지부 및 컨트롤러(IC)에서 인가되는 전류에 의하여 컨트롤러(IC)가 MOSFET 트랜지스터(Q2) 만 온(On)시켜 엘이디(LDE1)를 발광되게 하거나 MOSFET 트랜지스터(Q3) 만 온(On)시켜 엘이디(LDE2)를 발광되게 하거나 MOSFET 트랜지스터(Q2)와 MOSFET 트랜지스터(Q3)를 동시에 온(On)시켜 엘이디(LDE1)와 엘이디(LDE2)로 구성된 엘이디 점등부와, 내부에 구성된 내부 OTA가 FB에 연결되고, FB 신호와 내부 OTA에 의해 생성된 보상 신호를 비교하고, 스위칭부를 통하여 변압부에 전류를 공급하고 벽 스위치의 온(ON)/오프(OFF)를 반복할 때마다 엘이디(LED1) 만을 점등하거나 엘이디(LED2) 만을 점등하거나 엘이디(LED1) 및 엘이디(LED2)의 동시 점등을 순차적 단계로 점등하는 컨트롤러(IC);를 포함하여 구성되어 엘이디 조명의 색상이 다단계로 색 변환되는 것을 특징으로 하는 벽 스위치를 이용한 엘이디 조명의 다단계 색 변환장치.
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