KR102067696B1 - 단일 채널 ｌｅｄ 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로 및 이를 이용한 온실 식물 생장용 ｌｅｄ 조명장치 - Google Patents

단일 채널 ｌｅｄ 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로 및 이를 이용한 온실 식물 생장용 ｌｅｄ 조명장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나의 LED 정전류 드라이버에서 다채널의 조명을 섹터별로 구분한 체 개별 제어하여 다채널 LED의 조색조명을 효율적으로 구동 제어함을 제공하도록, LED 채널(Warm LED 및 Cool LED)이 내장된 복수의 LED 조명을 서로 호환하여 구동시키는 다채널 구동회로에 있어서, 상기 LED 조명 중 하나에 외부로부터 입력되는 전력을 스위칭하는 FET부와; 상기 LED 조명으로 인가되는 전압 값에 따라 상기 FET부의 스위칭을 수행하도록 PWM신호를 출력하는 스위칭부와; 복수의 상기 LED 조명에 상기 스위칭부의 PWM신호를 전달할 수 있게 연결하되 절연상태를 유지하면서 광학적으로 호환 접속하는 광절연소자와; 상기 LED 조명에 인가되는 구동 출력전압에서 상기 FET부의 구동 전압에 대한 고유 출력 전압을 일정하게 유지하도록 상기 스위칭부의 PWM신호를 제어하는 고속 정전류바이어스부와; 상기 LED 조명별로 구비한 정전류드라이버의 연결 구동 중 복수의 상기 LED 조명 중 어느 하나의 상기 LED 조명 채널이 구동 전환될 때 상기 LED 조명의 구동 위상변화에 의한 채널의 부하 구동 전류 비율을 제어하는 위상중첩부와; 상기 LED 조명의 다채널 구동 전류를 시분할 비율 제어하는 반전제어부;를 포함하는 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로를 제공한다.

Description

단일 채널 ＬＥＤ 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로 및 이를 이용한 온실 식물 생장용 ＬＥＤ 조명장치 {Multi-Channel Driving Circuit for Compatibility Constant Current Driver of Singl-Channel Light Emitting Diode and Light Emitting Diode Lighting Device for Plant Growth Using the Same}
본 발명은 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로 및 이를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 LED 정전류 드라이버에서 다채널의 조명을 섹터별로 구분한 체 개별 제어하여 다채널 LED의 조색조명을 효율적으로 구동 제어하는 것이 가능한 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로 및 이를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 LED(Light Emitting Diode)조명은 기존 조명(할로겐등, 형광등, 백열등 등) 대비 수명이 월등히 길고 에너지 소모가 경제적(예를 들면, 백열등 대비 80%, 형광등 대비 30%가 적음)이면서 친환경적이며, 특히 임펄시브(impulsive) 구동이 가능하면서 색 재현성이 100% 이상이고 적색, 녹색, 청색 LED의 광량을 조정하여 휘도 및 색온도 등을 임의로 변경할 수 있으므로, 최근 다양한 용도의 조명원으로 각광을 받고 있다.
이러한 LED조명의 점등에는 외부로부터 입력되는 직류전원을 LED에 일정한 정전류로 제공할 수 있는 LED 구동회로가 사용된다.
상기와 같은 LED조명의 구동회로와 관련하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 공개특허공보 제93234호(2007.09.18.)에는 직류전원과 LED 사이에 코일을 설치하고, 코일의 일단에 연결되는 스위칭 소자를 제어 IC의 제어신호에 의하여 제어함으로써 코일에 축적된 에너지를 LED에 공급하도록 하는 LED 구동회로에 있어서, 상기 제어 IC의 PWM 신호의 주파수를 결정하는 저항의 일단이 상기 제어 IC의 PWM 신호의 주파수결정 단자에 연결되고, 타단이 상기 스위칭 소자의 게이트에 연결되게 구성됨에 따라 공급전압의 과도한 상승을 방지할 수 있는 LED 구동회로가 공지되어 있다.
그러나 상기한 종래 구동회로의 경우에는 단일 채널 LED 조명에만 적용될 수 있는 개별적 조명구현구조를 이룰 뿐, 다수의 LED가 조합된 LED 어레이를 다채널 형태로 구현 구동하기 위해서는 정전압 전원의 후단에 개별 정전류 채널을 추가하거나 LED별로 드라이버를 별도 내장토록 추가설치해야 하기 때문에 LED 어레이 구동회로가 매우 복잡하면서 소형화에 한계가 있고 제품 개발기간이 많이 소요되며 원가 상승의 요인이 된다는 문제가 있었다.
또한, 종래 다수의 구동회로를 적용하여 LED 어레이의 다채널화를 구현하는 경우 전체 소비전력을 다채널의 LED에 균등 분할하여 제어하기 때문에 다채널의 LED조명에서 채널간 가변제어가 불가능하며 채널별 다중 결선에 의한 소프트웨어 프로그래밍에 의존하여 조명의 구동제어가 불안정성을 갖는 문제가 있었다.
나아가 종래에는 출력단 LED 부하 개방시 보호회로가 동작하는 많은 정전류 LED 드라이버들의 경우 후단에서의 스마트 제어나 다채널화 응용이 불가능하며, 다양한 기능성 LED 조명을 제품화하는데 적용하기 어렵다는 문제가 있었다.
KR 공개특허공보 제10-2007-0093234호 (2007.09.18.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다양한 정전류 드라이버의 다채널화 대응을 하나의 LED 정전류 드라이버에서 일괄적으로 호환 구동하며, 정전류 드라이버의 다채널 연결 구동에서 채널간 구동 전류비율(0~100%)을 효율적으로 가변제어할 수 있는 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로 및 이를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
뿐만 아니라 본 발명은 LED조명의 기존 정전류드라이버 조건에도 위상중첩제어로 채널간 전환을 수행하여 후단에서 다채널 구동 및 스마트 제어를 구현할 수 있는 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로 및 이를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 제안하는 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로는 LED 채널(Warm LED 및 Cool LED)이 내장된 복수의 LED 조명을 서로 호환하여 구동시키는 다채널 구동회로에 있어서, 상기 LED 조명 중 하나에 외부로부터 입력되는 전력을 스위칭하는 FET부와; 상기 LED 조명으로 인가되는 전압 값에 따라 상기 FET부의 스위칭을 수행하도록 PWM신호를 출력하는 스위칭부와; 복수의 상기 LED 조명에 상기 스위칭부의 PWM신호를 전달할 수 있게 연결하되 절연상태를 유지하면서 광학적으로 호환 접속하는 광절연소자와; 상기 LED 조명에 인가되는 구동 출력전압에서 상기 FET부의 구동 전압에 대한 고유 출력 전압을 일정하게 유지하도록 상기 스위칭부의 PWM신호를 제어하는 고속 정전류바이어스부와; 상기 LED 조명별로 구비한 정전류드라이버의 연결 구동 중 복수의 상기 LED 조명 중 어느 하나의 상기 LED 조명 채널이 구동 전환될 때 상기 LED 조명의 구동 위상변화에 의한 채널의 부하 구동 전류 비율을 제어하는 위상중첩부와; 상기 LED 조명의 다채널 구동 전류를 시분할 비율 제어하는 반전제어부;를 포함하여 이루어진다.
상기 고속 정전류바이어스부는 상기 LED 조명의 출력단 전원을 이용한 개별 정전류바이어스부를 삽입하여 모든 채널이 상시 온(ON) 상태로 제어되게 구성한다.
상기 반전제어부에서는 풀-다운(pull-down) 또는 풀-업(pull-up) 저항으로 특정값을 유지하면서 상기 LED 조명의 채널 중 적어도 어느 한 채널은 특정값을 항상 온(ON)을 유지하게 구성한다.
상기 반전제어부는 다채널에 대응한 구동 전류의 배선이 단일 제어선인 싱글와이어 형태로 구성한다.
상기 위상중첩부 및 상기 반전제어부에서 다채널 간 비율을 제어함에는 외부로부터 입력된 전체 정전력을 복수의 상기 LED 조명 중 하나의 채널에 0~100%의 비율로 채널 간 순차적 가변제어하도록 이루어진다.
그리고 본 발명이 제안하는 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치는 온실 내 LED 채널(Warm LED 및 Cool LED)을 내장하여 식물에 적색광 및 청색광을 방출하기 위한 LED 조명을 구비하는 LED 조명장치에 있어서, 상기한 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로를 적용하여 상기 LED 조명의 채널 간 특정 파장대역의 광도비율로 가변 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
상기 LED 조명에는 적색광 LED 및 청색광 LED의 형광체를 배합한 백색 LED를 구비한다.
또한, 온실 내 작업자의 접근 여부를 감지하는 인체감지부를 구성하고, 상기 제어부에서는 상기 인체감지부의 감지신호가 입력되면 상기 LED 조명에서 백색 LED 조명 채널이 10% 이상 비율로 조합구동하게 제어신호를 인가하도록 구성한다.
본 발명에 따른 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로 및 이를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치에 의하면 다채널 LED 조명을 하나의 정전류 드라이버에서 일괄적으로 호환되게 연결 구동하므로, 구동회로의 구조를 단순화하면서 LED 제품의 소형화를 도모하고, 제품의 제조공정이 간단하여 생산성을 향상시킴은 물론 제조원가의 절감으로 가격경쟁력을 높일 수 있는 효과를 얻는다.
뿐만 아니라 본 발명에 따른 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로 및 이를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치는 다채널 연결 구동시 채널간 구동 전류비율(0~100%)을 가변제어하면서 채널간 전환시 각 채널별 LED 부하전류를 위상 중첩 제어하므로, 변환효율을 개선함과 동시에 전환시 낮은 전압변동률을 도모하며 제품의 구동안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로 및 이를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치는 다채널 연결 구동에서 채널간 전환시 전위차를 상쇄할 수 있게 광절연하므로, 다양한 정전류드라이버 특성에 대한 호환성을 향상시키며, 드라이버의 후단에서 스마트 제어 및 다채널화 응용을 도모하고, 다양한 기능성 LED 조명의 제품화를 실현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로의 일실시예를 나타내는 블록구성도.
도 2는 본 발명에 따른 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로의 일실시예를 개략적으로 나타내는 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로의 일실시예에서 전체 동작 시뮬레이션 결과값을 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치의 일실시예를 개략적으로 나타내는 블록도.
본 발명은 LED 채널(Warm LED 및 Cool LED)이 내장된 복수의 LED 조명을 서로 호환하여 구동시키는 다채널 구동회로에 있어서, 상기 LED 조명 중 하나에 외부로부터 입력되는 전력을 스위칭하는 FET부와; 상기 LED 조명으로 인가되는 전압 값에 따라 상기 FET부의 스위칭을 수행하도록 PWM신호를 출력하는 스위칭부와; 복수의 상기 LED 조명에 상기 스위칭부의 PWM신호를 전달할 수 있게 연결하되 절연상태를 유지하면서 광학적으로 호환 접속하는 광절연소자와; 상기 LED 조명에 인가되는 구동 출력전압에서 상기 FET부의 구동 전압에 대한 고유 출력 전압을 일정하게 유지하도록 상기 스위칭부의 PWM신호를 제어하는 고속 정전류바이어스부와; 상기 LED 조명별로 구비한 정전류드라이버의 연결 구동 중 복수의 상기 LED 조명 중 어느 하나의 상기 LED 조명 채널이 구동 전환될 때 상기 LED 조명의 구동 위상변화에 의한 채널의 부하 구동 전류 비율을 제어하는 위상중첩부와; 상기 LED 조명의 다채널 구동 전류를 시분할 비율 제어하는 반전제어부;를 포함하는 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로를 기술구성의 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 온실 내 LED 채널(Warm LED 및 Cool LED)을 내장하여 식물에 적색광 및 청색광을 방출하기 위한 LED 조명을 구비하는 LED 조명장치에 있어서, 상기한 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로를 적용하여 상기 LED 조명의 채널 간 특정 파장대역의 광도비율로 가변 제어하는 제어부를 포함하는 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치를 기술구성의 특징으로 한다.
다음으로 본 발명에 따른 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로 및 이를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
먼저 본 발명에 따른 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, LED 채널(Warm LED 및 Cool LED)이 내장된 복수의 LED 조명(L)을 서로 호환하여 구동시키는 다채널 구동회로에 있어서, FET부(10)와, 스위칭부(20)와, 광절연소자(30)와, 고속 정전류바이어스부(40)와,위상중첩부(50)와, 반전제어부(60)를 포함하여 이루어진다.
상기 FET부(10)는 LED 조명(L)의 구동을 위해 상기 LED 조명(L) 중 하나에 외부로부터 입력되는 전력을 스위칭한다. 즉 본 발명의 구동회로는 외부로부터 유입되는 전력을 상기 스위칭부(20)를 이용하여 상기 FET부(10)를 온(ON) 구동하며, 상기 LED 조명(L)의 제어를 위해 전기적으로 연결한다.
상기 스위칭부(20)는 상기 LED 조명(L)으로 인가되는 전압 값에 따라 상기 FET부(10)의 스위칭을 수행하도록 PWM신호를 출력한다. 즉, 상기 스위칭부(20)에서는 피드백저항을 구비하고, 상기 피드백저항에서 측정된 전압 값이 특정 값에 도달하면 상기 FET부(10)를 오프(off)시키며, 상기 LED 조명(L)으로 인가되는 전압 값이 특정 값보다 낮으면 상기 FET부(10)를 온(on)시키는 제어신호를 출력한다.
상기 광절연소자(30)는 상기 스위칭부(20)로부터 출력된 PWM신호가 복수의 상기 LED 조명(L)에 전달될 수 있게 연결하되 상기 LED 조명(L)에 흐르는 전류가 일정하게 유지되도록 제어연결하는 기능을 수행한다.
상기 광절연소자(30)는 상호 절연상태를 유지하면서 광학적으로 호환 접속하는 구조로서, 발광부인 LED캐소드와 함께 수광부인 포토 트랜지스터를 구비토록 구성하므로, 상기 LED 조명(L)을 향해 제공되는 구동전류를 일정하게 유지하면서 전류 연결에 따른 후단 구동부의 전위 호환상 전위차를 상쇄하는 것이 가능하다. 즉 상기 광절연소자(30)에서는 기존 LED 조명(L)의 구동시 LED캐소드에 연결되는 인덕터에 의한 제어전위차가 발생하는 현상을 방지하도록 전위차를 상쇄하는 것이 가능하다.
상기 광절연소자(30)에서는 광절연에 의해 비절연, 절연, 광대역 구동전압, 광대역 구동전류 등의 기존의 다양한 정전류드라이버 특성에 모두 호환되는 접속 부하의 역할을 수행하면서 후단에서 다채널 구동하는 것이 가능하다.
상기 고속 정전류바이어스부(40)는 복수의 상기 LED 조명(L)에 대한 모든 LED 드라이버 구동 출력전압에서 상기 FET부(10)의 구동 전압에 대한 고유 출력 전압을 일정하게 유지시키는 기능을 수행한다.
상기 고속 정전류바이어스부(40)에서는 상기 LED 조명(L)에 인가되는 전압 정보를 피드백 받아 상기 LED 조명(L)에 흐르는 전류가 일정하게 유지되도록 상기 스위칭부(20)의 PWM신호를 제어한다. 즉 복수의 상기 LED 조명(L)에 적용된 LED 드라이버마다 다른 광역출력구동전압을 일정하게 유지시킨다.
상기 고속 정전류바이어스부(40)는 상기 스위칭부(20)가 각 채널의 LED 조명(L)에 대한 개별적 구동 및 일괄적 구동은 물론 가변적 구동할 수 있게 각 채널에 해당하는 PWM제어를 구분 수행할 수 있다.
상기 고속 정전류바이어스부(40)는 상기 LED 조명(L)의 출력단 전원을 이용한 개별 고속 정전류바이어스부(40)를 삽입하여 모든 채널이 상시 온(ON) 상태로 제어되게 구성하므로, 색온도 비율의 제어구성에 대한 오접속 또는 단선시에도 출력부하 연결은 항시 유지하는 것이 가능하다.
상기 위상중첩부(50)는 상기 LED 조명(L)별로 구비한 정전류드라이버의 연결 구동 중 복수의 상기 LED 조명(L) 중 어느 하나의 상기 LED 조명(L) 채널이 구동 전환됨을 수행하도록 구성한다.
상기 위상중첩부(50)에서는 상기 LED 조명(L)의 채널이 구동 전환될 때 위상변화에 의한 채널의 부하 구동 전류 비율을 제어한다. 즉 상기 위상중첩부(50)에서 채널 간 전환을 수행하여 채널의 구동 전환시점에서 출력 개방 문제를 근원적으로 방지하므로, 출력부하 개방시 보호회로에 의해 동작이 정지되는 기존 정전류드라이버 조건에서도 정상적인 정전류 구동을 유지하는 것이 가능하다.
상기 반전제어부(60)는 상기 LED 조명(L)의 다채널 구동 전류를 시분할 비율 제어하는 기능을 수행한다.
상기 반전제어부(60)는 복수의 상기 LED 조명(L)에 대한 채널 간에 삽입된 구조를 이룬다.
상기 반전제어부(60)에서는 풀-다운(pull-down) 또는 풀-업(pull-up) 저항으로 특정값을 유지하면서 상기 LED 조명(L)의 채널 중 적어도 어느 한 채널은 특정값을 항상 온(ON)을 유지하게 구성한다. 즉, 상기 반전제어부(60)에서는 복수의 상기 LED 조명(L)에 대하여 어느 순간에도 최소한 1개 채널 이상에서 부하 접속이 유지되도록 구성하므로, 구동 소프트웨어의 오류시에도 출력부하 연결을 유지하면서 부하개방에 의한 드라이버 오동작 조건을 방지하는 것이 가능하다.
상기 반전제어부(60)는 다채널에 대응한 구동 전류의 배선이 단일 제어선인 싱글와이어 형태로 구성하므로, 채널 간 구동 전류비율 제어를 도모하는 것이 가능하다.
상기 위상중첩부(50) 및 상기 반전제어부(60)에서 다채널 간 비율을 제어함에는 외부로부터 입력된 전체 정전력을 복수의 상기 LED 조명(L) 중 하나의 채널에 0~100%의 비율로 채널 간 순차적 가변제어하도록 이루어진다. 즉, 상기 FET부(10)에 입력되는 정전력에 대하여 채널별 상기 LED 조명(L)마다 0~100%의 정전력 비율로 순차적 적용될 수 있게 구성한다.
예를 들면, 다채널(A~C채널)의 LED 조명(L)에 대해 조명제어할 때, 하나의 FET부(10)로 입력된 정전력은 A채널 및 B채널, C채널의 조명마다 0~100%의 비율로 정전력을 적용하여 조명제어하되, 순차적으로 가변적용하면서 제어하는 것이 가능하다.
도 3은 본 발명의 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로에 따른 전체 동작 시뮬레이션 결과값을 나타내는 그래프이다. 이를 참조하여 구동회로의 변환효율을 확인한 결과, 1.56A 및 36V의 정전류 구동수준에서 채널 간 전환시 변환효율 결과 값((출력LED채널합계전력)/(입력드라이버전력))이 0.99702로 구현됨을 확인할 수 있으므로, 매우 우수한 결과값이 도출되어 채널 간 전환시 정전류드라이버의 낮은 전압변동률을 도모함은 물론 정전류드라이버의 고유 출력 특성을 유지하는 것이 가능하다.
그리고 본 발명에 따른 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치의 일실시예는 도 4에 나타낸 바와 같이, 온실 내 LED 채널(Warm LED 및 Cool LED)을 내장하여 식물에 적색광 및 청색광을 방출하기 위한 LED 조명을 구비하는 LED 조명장치에 있어서, 상기한 본 발명의 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로를 적용하여 상기 LED 조명(L)의 채널 간 특정 파장대역의 광도비율로 가변 제어하는 제어부(70)를 포함하여 이루어진다.
상기 LED 조명(L)은 파장 430~690nm의 광원을 방출시킬 수 있도록 LED 광소자를 배열 배치한다.
일반적으로 광원의 파장이 식물에 미치는 작용은 청색광(430~440nm)에서 광합성작용의 최대 및 엽록소 작용의 최대 효과를 발휘할 수 있는 반면 해충이 유연하며, 적황색광(580~650nm)에서 광합성에 유익하지 않는 반면 해충방제 작용효과가 있고, 적색광(650~670nm)에서는 650~660nm의 적색광에서 엽록소 작용 최대효과와 발아작용 및 잎 배포 화아 형성 작용을 도모하며, 670nm의 적색광에서 광합성 작용의 최대효과가 발휘된다.
상기 제어부(70)에서는 상기 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로로부터 상기 LED 조명(L)에 대하여 청색광(430~440nm), 적황색광(580~650nm), 적색광(650~670nm)을 순차적으로 조명할 수 있게 가변 제어하므로, 온실 내 식물 생장에 필요한 광합성작용 및 엽록소작용, 해충방제 작용이 매우 우수하여 식물 생장효율을 대폭 증진시키는 것이 가능하다.
또한, 상기 LED 조명(L)에는 적색광 LED 및 청색광 LED와 함께 적색광 LED 및 청색광 LED의 형광체를 배합한 백색 LED를 포함하여 구성한다.
또한, 온실 내 작업자의 접근 여부를 감지하는 인체감지부(80)를 구성한다.
상기 인체감지부(80)는 온실 출입구 상에 작업자를 감지할 수 있는 구조로서, 일반적인 감지센서를 적용하여 구성한다.
상기 제어부(70)에서는 상기 인체감지부(80)의 감지신호가 입력되면 상기 LED 조명(L)에서 백색 LED 조명 채널이 10% 이상 비율로 조합구동하게 제어신호를 인가한다. 즉, 온실 내 상기 LED 조명(L)으로부터 적색광 및 청색광을 조명구동하여 식물성장용 조명을 조성토록 제어하되, 상기 인체감지부(80)에서 작업자를 감지하면 상기 제어부(70)에서는 백색광 조명을 10~100%의 범위 내에서 조합 구동시키므로, 작업자의 원활한 작업을 위한 인간친화형 조명을 조성토록 제어한다.
상기 제어부(70)에서는 복수의 상기 LED 조명(L)에 대한 다중 채널에 대하여 무선통신모듈에 의해 연결하므로, 상호 무선통신신호에 따라 제어할 수 있게 구성한다.
즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로 및 이를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치에 의하면 다채널 LED 조명을 하나의 정전류 드라이버에서 일괄적으로 호환되게 연결 구동하므로, 구동회로의 구조를 단순화하면서 LED 제품의 소형화를 도모하고, 제품의 제조공정이 간단하여 생산성을 향상시킴은 물론 제조원가의 절감으로 가격경쟁력을 높이는 것이 가능하다.
뿐만 아니라 본 발명은 다채널 연결 구동시 채널간 구동 전류비율(0~100%)을 가변제어하면서 채널간 전환시 각 채널별 LED 부하전류를 위상 중첩 제어하므로, 변환효율을 개선함과 동시에 전환시 낮은 전압변동률을 도모하며 제품의 구동안정성을 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 다채널 연결 구동에서 채널간 전환시 전위차를 상쇄할 수 있게 광절연하므로, 다양한 정전류드라이버 특성에 대한 호환성을 향상시키며, 드라이버의 후단에서 스마트 제어 및 다채널화 응용을 도모하고, 다양한 기능성 LED 조명의 제품화를 실현하는 것이 가능하다.
상기에서는 본 발명에 따른 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로 및 이를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
L : LED 조명 10 : FET부
20 : 스위칭부 30 : 광절연소자
40 : 고속 정전류바이어스부 50 : 위상중첩부
60 : 반전제어부 70 : 제어부
80 : 인체감지부

Claims (8)

  1. LED 채널(Warm LED 및 Cool LED)이 내장된 복수의 LED 조명을 서로 호환하여 구동시키는 다채널 구동회로에 있어서,
    상기 LED 조명 중 하나에 외부로부터 입력되는 전력을 스위칭하는 FET부와;
    상기 LED 조명으로 인가되는 전압 값에 따라 상기 FET부의 스위칭을 수행하도록 PWM신호를 출력하는 스위칭부와;
    복수의 상기 LED 조명에 상기 스위칭부의 PWM신호를 전달할 수 있게 연결하되 절연상태를 유지하면서 광학적으로 호환 접속하는 광절연소자와;
    상기 LED 조명에 인가되는 구동 출력전압에서 상기 FET부의 구동 전압에 대한 고유 출력 전압을 일정하게 유지하도록 상기 스위칭부의 PWM신호를 제어하는 고속 정전류바이어스부와;
    상기 LED 조명별로 구비한 정전류드라이버의 연결 구동 중 복수의 상기 LED 조명 중 어느 하나의 상기 LED 조명 채널이 구동 전환될 때 상기 LED 조명의 구동 위상변화에 의한 채널의 부하 구동 전류 비율을 제어하는 위상중첩부와;
    상기 LED 조명의 다채널 구동 전류를 시분할 비율 제어하는 반전제어부;를 포함하되,
    상기 위상중첩부 및 상기 반전제어부에서 다채널 간 비율을 제어함에는 외부로부터 입력된 전체 정전력을 복수의 상기 LED 조명 중 하나의 채널에 0~100%의 비율로 채널 간 순차적 가변제어하도록 이루어지는 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고속 정전류바이어스부는 상기 LED 조명의 출력단 전원을 이용한 개별 정전류바이어스부를 삽입하여 모든 채널이 상시 온(ON) 상태로 제어되게 구성하는 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 반전제어부에서는 풀-다운(pull-down) 또는 풀-업(pull-up) 저항으로 특정값을 유지하면서 상기 LED 조명의 채널 중 적어도 어느 한 채널은 특정값을 항상 온(ON)을 유지하게 구성하는 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 온실 내 LED 채널(Warm LED 및 Cool LED)을 내장하여 식물에 적색광 및 청색광을 방출하기 위한 LED 조명을 구비하는 LED 조명장치에 있어서,
    청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 따른 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로를 적용하여 상기 LED 조명의 채널 간 특정 파장대역의 광도비율로 가변 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 LED 조명에는 적색광 LED 및 청색광 LED의 형광체를 배합한 백색 LED를 포함하여 이루어지는 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    온실 내 작업자의 접근 여부를 감지하는 인체감지부를 구성하고,
    상기 제어부에서는 상기 인체감지부의 감지신호가 입력되면 상기 LED 조명에서 백색 LED 조명 채널이 10% 이상 비율로 조합구동하게 제어신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 단일 채널 LED 정전류 드라이버 호환을 위한 다채널 구동회로를 이용한 온실 식물 생장용 LED 조명장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20070093234A (ko) 2006-03-13 2007-09-18 엘지이노텍 주식회사 엘이디 구동회로
KR20140134823A (ko) * 2013-05-14 2014-11-25 (주)바롬코리아 단일 ｌｅｄ 드라이버를 사용하는 고출력 ｌｅｄ 조명기기
JP6161751B2 (ja) * 2016-03-02 2017-07-12 コイズミ照明株式会社 照明システム、及び照明器具

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