KR102083336B1

KR102083336B1 - 컨버터 디밍 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102083336B1
Application number: KR1020190106047A
Authority: KR
Inventors: 임한용; 이병주; 박기주; 배진용
Original assignee: 스마트론파워(주)
Priority date: 2019-08-28
Filing date: 2019-08-28
Publication date: 2020-03-02

Abstract

본 발명에서는 컨버터 디밍 제어 장치에 있어서, 디밍 제어를 위해 디밍 제어신호를 발생하는 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110); 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발생된 디밍 제어신호에 따라 발진 주파수를 조절하는 스위치부(120); 상기 스위치부(120)의 스위칭 소자가 발생시키는 펄스 전압을 받아 1차측 교류전원을 직류로 변환하여 부하에 인가하는 변압기(130); 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)로 전압을 제어하는 신호를 전송하는 전압 제어부(140); 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발생된 디밍 제어 신호를 수신하여 LED 정격 전력 연산 프로세서로 전달하는 디밍제어 신호 수신부(210); 상기 디밍제어 신호 수신부(210)에서 디밍제어 신호를 수신하여 디밍제어 신호에 따라서 디밍 단계를 제어하며, 전압 상승이 멈추는 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하는 LED 정격 전력 연산 프로세서(220); 상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)에서 디밍 단계가 순차적으로 상승됨에 따라 상승되는 출력전압을 검출하는 M/C 출력 전압 검출부(230); 상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)와 연결되어 출력되는 전류를 검출하고 전압으로 변환하여 출력하는 M/C 출력 평활부(240); 및 상기 M/C 출력 평활부에서 출력된 신호를 통해 LED 부하의 정격을 파악하여 디밍을 동작을 선형적으로 수행하도록 출력 전류를 제어하는 출력 전류 제어부(250)를 포함하며; 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 컨버터 디밍 제어 장치를 제안한다.

Description

컨버터 디밍 제어 장치 및 방법{Converter Dimming Control Apparatus and Method}

본 발명은 컨버터 디밍 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변화하는 LED부하의 정격을 파악하여 디밍 동작을 제1 내지 제10 단계로 선형적으로 수행할 수 있도록 하며, 컨버터 전원 인가 직후 M/C은 외부 디밍 입력과 관계없이 디밍 단계가 순차적으로 상승하며, 이때 출력전압 또한 점차 상승하게 되고, LED 공급 전류도 상승하게 되며, 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 동작을 수행하는 컨버터 디밍 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

LED(Light Emitting Diode)는 크기가 작고 소비전력 대비 휘도가 높으며, 사용수명이 길고, 제조비용도 저렴하다는 여러 가지 장점을 가지고 있어 기존의 전구를 대체하는 조명 수단이나 표시 수단 등으로 사용되고 있다.

최근에는 정보기술과 이동통신기술 등의 발전과 함께 정보를 시각적으로 표시해줄 수 있는 디스플레이 장치의 발전이 혁신적으로 이루어지고 있는데, 자체 발광 특성이 없는 LCD(Liquid Crystal Display)장치 등의 비 발광형 디스플레이 장치에서는 백라이트 광원으로서 소형 저 소비 전력, 고 신뢰성 등의 장점을 겸비한 LED 광원의 사용빈도가 크게 증가하고 있다.

LED 광원을 조명 기구나 백라이트 광원에 적용하기 위해서는 해당 제품에서 요구하는 휘도에 맞게 LED 모듈을 구성하는 것이 필요하다. LED 소자를 다수 개 직렬 또는 직 · 병렬연결하며 적어도 하나의 LED 패키지를 이용하여 요구되는 광량 특성을 갖는 제품을 설계하게 된다.

LED 모듈은 일반적으로 적어도 하나의 LED 패키지를 구비한 LED 어레이(Array)에 구동 전원을 공급하는 전원공급 장치를 구비하는 제품을 지칭한다. LED 모듈에 구비되는 일부 전원 공급 장치는 LED 패키지를 정전압 제어를 위한 정전압 제어 부를 일체로 구비하고자 한다.

관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1284818호, 공고일 2013. 07. 10. (이하 [특허문헌1] 이라함)에서는 정전력형 엘이디 전구 전원 제어장치를 공개하였다. 상기 [특허문헌1]에서는 엘이디 전구의 적절한 부하용량에 부합할 수 있도록 정전류 다이오드(CRD: Current Regulating Diode) 및 제너 다이오드(Zener Diode)를 이용한 전원회로로 구성되어 교류 입력전압의 변동에도 엘이디 전구에 안정적인 전원을 공급할 수 있는 조명용 정전력형 엘이디 전구 전원 제어장치를 공개하고 있다.

또한, 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1210761호, 공고일 2012. 12. 10. (이하 [특허문헌2] 이라함)에서는 교류 전원용 발광다이오드 구동 회로를 공개하였다. 상기 [특허문헌2]에서는 AC 전원으로 직접 구동하는 LED로 만들어진 조명장치의 제어에 유용하며 특히 높은 역률 그리고 낮은 THD(Total Harmonic Distortion)특성을 가지며 특히 다수의 LED를 골고루 번갈아 구동하는 특징으로 LED 수명을 늘어나며, 조명장치의 크기를 줄일 수 있고 낮은 전압이 적용되므로 일반 IC를 제조하는 공정을 적용하여 단가를 낮출 수 있는 교류 전원용 발광다이오드 구동 회로를 공개하고 있다.

또한, 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0022147호, 공개일 2011. 03. 07. (이하 [특허문헌3] 이라함)에서는 엘이디 조명 시스템을 공개하였다. 상기 [특허문헌3]에서는 정전시 조명 상태를 유지할 수 있는 엘이디 조명시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엘이디 조명시스템은 컨버터부, 보조 전원부, 엘이디 발광부, 메인 스위치 및 서브 스위치부를 포함하며, 보조 전원부는 컨버터부의 출력단에 연결되며, 컨버터부로부터 출력되는 직류전원 또는 보조 전원부로부터 출력되는 보조전원에 의해 발광하는 적어도 하나의 발광다이오드를 포함하고, 메인 스위치는 컨버터부의 입력단에 연결되며, 외부로부터의 사용 교류전원이 컨버터부로 입력되는 것을 결정하며, 서브 스위치는 보조 전원부와 엘이디 발광부 사이에 연결되며, 컨버터부로부터의 직류전원 또는 보조 전원으로부터의 보조전원이 엘이디 발광부에 입력되는 것을 결정한다. 따라서 보조 전원부는 상용 교류전원이 입력되지 않는 정전시 엘이디 발광부에 보조전원을 공급하여 사용자의 편의를 증진시킬 수 있는 엘이디 조명시스템을 공개하고 있다.

하지만 상기 [특허문헌1] 내지 [특허문헌3]에서 조명 기구나 백라이트 광원 등에 이용되는 LED 모듈의 경우, 통상 제품에 요구되는 광량을 기준으로 LED 모듈을 선정하고, LED 모듈의 총 사용 수량을 결정하게 되므로, 실제 LED 어레이의 전체 순방향 전압을 구동회로나 전원 공급 장치의 출력 전압에 최적화시키는데 한계가 있다. 다라서 종래의 LED 조명 기구나 LED 백라이트 광원에서는 안정한 전원 공급 장치 내 컨버터의 효율이 저하되어 전체 시스템의 효율이 좋지 않은 단점이 있다.

일반적으로, 정전압 전원공급 장치의 효율은 컨버터의 입 · 출력전압 비에 의해 큰 영향을 받게 되는데, 그러한 이유로 대부분의 LED 제품의 전체 시스템 효율에 있어 제일 큰 전력손실을 유발하는 정전압 전원공급 장치의 효율에 따라 전체 시스템의 효율을 결정한다. 따라서 LED 패키지에 요구되는 고효율을 얻기 위해서는 정전압 전원공급 장치의 효율을 높이는 것이 바람직하다.

한편, LED 패키지에 있어서, 정전압 전원공급 장치의 출력전압을 기준으로 LED 패키지를 선정하는 경우, 출력 전압에 LED 패키지의 순방향 전압을 만족시키기 위해 다수개의 상용 LED 패키지를 직렬 연결하여 사용해야 하는 단점이 있다.

즉, 상용 LED 패키지를 이용하여 정전압 전원공급 장치의 출력전압에 알맞은 순방향 전압을 갖는 LED 어레이를 준비하기가 어렵고, 따라서 LED 어레이에 공급되는 구동전압이 상대적으로 큰 변동을 가질 수 있다. 그것은 작은 구동전압의 변동에 의해서도 LED 패키지에 흐르는 전류가 크게 변동하여 LED패키지의 특성상 LED 패키지의 신뢰성이나 수명에 악영향을 미치게 되고, 결국 정전압 전원공급 장치의 전력 변환회로에서의 시스템 효율이 저하되고, 아울러 제품의 신뢰성과 수명도 함께 저하되는 문제점이 있다.

또한, 정전압 전원공급 장치의 출력전압에 LED 어레이의 구동전압을 적당하게 일치시키기 위하여 별도의 LED 패키지나 LED 어레이를 제조하는 것을 고려할 수 있으나, 그 경우 제품의 제조비용이 증가하는 단점이 있다. 이와 같이 LED 제품에 요구되는 고효율을 효과적으로 얻을 수 있는 정전압 전원공급 장치나 이러한 전원 공급 장치를 구비한 LED 모듈이 요구되고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1284818호, 공고일 2013. 07. 10. 대한민국 등록특허공보 제10-1210761호, 공고일 2012. 12. 10. 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0022147호, 공개일 2011. 03. 07.

본 발명은 LED 부하의 정격을 파악하여 디밍 동작을 제1 내지 제10 단계로 선형적으로 수행할 수 있도록 하며, 컨버터 전원 인가 직후 M/C은 외부 디밍 입력과 관계없이 디밍 단계 0에서 10까지 순차적으로 상승하도록 하며, 특정 디밍 지점에서 전압 상승이 멈추면 LED 공급 전류 상승도 멈추는 것이므로, 해당 디밍 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하고, 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 제1 내지 제10 단계로 선형적으로 디밍 동작을 수행하는 컨버터 디밍 제어 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 디밍 제어를 위해 디밍 제어신호를 발생하는 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110); 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발생된 디밍 제어신호에 따라 발진 주파수를 조절하는 스위치부(120); 상기 스위치부(120)의 스위칭 소자가 발생시키는 펄스 전압을 받아 1차측 교류전원을 직류로 변환하여 부하에 인가하는 변압기(130); 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)로 전압을 제어하는 신호를 전송하는 전압 제어부(140); 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발생된 디밍 제어 신호를 수신하여 LED 정격 전력 연산 프로세서로 전달하는 디밍제어 신호 수신부(210); 상기 디밍제어 신호 수신부(210)에서 디밍제어 신호를 수신하여 디밍제어 신호에 따라서 디밍 단계를 제어하며, 전압 상승이 멈추는 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하는 LED 정격 전력 연산 프로세서(220); 상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)에서 디밍 단계가 순차적으로 상승됨에 따라 상승되는 출력전압을 검출하는 M/C 출력 전압 검출부(230); 상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)와 연결되어 출력되는 전류를 검출하고 전압으로 변환하여 출력하는 M/C 출력 평활부(240); 및 상기 M/C 출력 평활부에서 출력된 신호를 통해 LED 부하의 정격을 파악하여 디밍을 동작을 선형적으로 수행하도록 출력 전류를 제어하는 출력 전류 제어부(250)를 포함하며; 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 디밍제어 신호 수신부(210)는, 입력된 디밍 제어 신호에 따라 스위칭단자로 출력되는 전압의 출력레벨을 가변시키는 제1 제어기(215)를 포함하며; 제1 제어기(215)에서 주파수 증가되어 출력된 전원을 평활하는 제1 커패시터(C1)와, 제1 커패시터(C1)에서 평활된 전원의 리플성분이 제거되도록 전원을 클램핑하는 제9 저항(R9)과, 부하로 일정한 전류가 공급되도록 세팅하는 분배저항인 제4,5,6 저항(R4,R5,R6)이 병렬로 연결되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)는, 상기 디밍 제어 신호 수신부(210)로부터 ADC입력 신호를 받아 디밍 단계 0에서 10까지 디밍 제어 신호를 저장하며; M/C출력 전압 검출부(230)로부터 ADC 입력신호를 받아 검출된 출력 전압을 저장하며; 특정 디밍 지점에서 전압 상승이 멈추면 해당 디밍 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하고, PFM 출력을 통해 M/C 출력 평활부(240)에 신호를 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 M/C 출력 평활부(240)는 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)에서 출력되는 전류를 검출하고 전압으로 변환하며; 전류설정 신호와 합성하여 오차 값을 추출하고, 추출된 오차값을 증폭 및 보상하여 LED에 입력되는 직류 전류의 파형을 평편하게 평활하여 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 디밍 제어를 위해 디밍 제어신호를 발생하는 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110), 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발생된 디밍 제어신호에 따라 발진 주파수를 조절하는 스위치부(120), 상기 스위치부(120)의 스위칭 소자가 발생시키는 펄스 전압을 받아 1차측 교류전원을 직류로 변환하여 부하에 인가하는 변압기(130), 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)로 전압을 제어하는 신호를 전송하는 전압 제어부(140)를 포함하는 컨버터 디밍 제어 장치에 있어서, 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발생된 디밍 제어 신호를 수신하여 디밍제어 신호 수신부(210)를 통해 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)로 전달하며; 상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)는 디밍 단계를 제어하고, 전압 상승이 멈추는 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하며; 디밍 단계가 순차적으로 상승됨에 따라 상승되는 출력전압을 M/C 출력 전압 검출부(230)를 통해 검출하며; 상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)와 연결되어, 출력되는 전류를 검출하고 M/C 출력 평활부(240)를 통해 전압으로 변환하여 출력하며; 상기 M/C 출력 평활부(240)에서 출력된 신호를 통해 LED 부하의 정격을 파악하여 출력 전류 제어부(250)를 통해 디밍을 동작을 선형적으로 수행하도록 출력 전류를 제어하며; 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 동작을 수행하여, 컨버터를 적용하여 제조단가를 낮출 수 있으며, LED와 컨버터간 조합을 제어하여 적절한 전력 변동을 통한 디밍 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르는 컨버터 디밍 제어 방법은, 상기 컨버터 디밍 제어 장치를 이용한 컨버터 디밍 제어 방법으로서, (a) 컨버터 전원을 온(On)하는 단계; (b) 컨버터 전원 인가 직후 M/C은 외부 디밍 입력과 관계없이 복수 개의 디밍 단계 중 가장 낮은 디밍 단계인 디밍 단계 0에서 가장 높은 디밍 단계인 디밍 단계 n까지 순차적으로 상승하는 단계; (c) 출력전압이 점차 상승하며, LED 공급 전류가 상승하는 단계; (d) 특정 디밍 지점에서 전압 상승이 멈추면, 해당 디밍 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하는 단계; (e) M/C 변수에 저장된 디밍 단계를 외부 디밍 신호의 복수 개의 디밍 단계로 설정하는 단계; (f) 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 제어 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 LED 부하의 정격을 파악하여 디밍 동작을 제1 내지 제10 단계로 선형적으로 수행할 수 있으며, 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 동작을 수행하여, 컨버터를 적용하여 제조단가를 낮출 수 있으며, LED와 컨버터간 조합을 제어하여 적절한 전력 변동을 통한 디밍 제어가 확장되는 상승된 효과가 있다. 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 도로조명의 디밍 제어를 나타내는 도면이고,
도 2는 일반적인 경관조명의 디밍 제어를 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 LED 정격 검출 알고리즘을 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 컨버터 디밍 적용시 디밍 제어회로를 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 컨버터 디밍 제어 장치의 회로를 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 컨버터 디밍 제어 장치의 입력측 회로를 나타내는 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 디밍제어 신호 수신부의 세부회로를 나타내는 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 LED 정격 전력 연산 프로세서를 나타내는 도면이고,
도 9는 본 발명에 따른 M/C 출력 전압 검출부의 세부회로를 나타내는 도면이고,
도 10은 본 발명에 따른 M/C 출력 평활부 및 출력전류 제어부의 세부회로를 나타내며,
도 11은 본 발명에 따른 컨버터 디밍 제어를 위한 플로우 차트를 나타낸다.

먼저, 도 1에서는 일반적인 도로조명의 디밍 제어를 나타내며, 정전류 입력 방식 등기구 디밍은 제조 단계에서 LED 등기구와 컨버터 간 정격 전력이 매칭되어 있어, 디밍 단계에서 전력 변화가 선형적으로 제어되는 것을 나타낸다.

무엇보다 제1 내지 제10 단계로 디밍제어가 되는 동안에 컨버터를 통하여 LED 조명등에는 선형적으로 각 단계에 대응하도록 조도가 변경된다. 제1 단계에서는 가장 흐린 불빛으로 LED 조명등이 발광(發光)하며, 제10 단계에서는 가장 밝은 불빛으로 LED 조명등이 발광(發光)하며, 그 사이에 단계에서는 선형적으로 조도가 변경되는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다.

도 2는 일반적인 경관조명의 디밍 제어를 나타낸다. 도 2(a)는 컨버터에서 출력전력과 대응되도록 LED의 수가 발광(發光)하는 방식으로, 도 2(b)의 사용전력 60W LED 디밍 그래프를 살펴보면, 60W를 사용하는 LED에 정격 100W 컨버터 디밍 제어를 할 경우 제1 단계에서 제6 단계까지는 디밍 제어 변화가 확인이 되지만 제6 단계에서 제10 단계는 디밍 제어 변화가 전혀 없는 것을 알 수 있으며, LED 디밍은 LED에서 필요한 전력을 가져가는 방식으로 사용되므로 디밍의 주체인 컨버터에서 디밍 별 전력 변동을 하여도 도 2(b)와 같이 전력 변동이 적절하게 되지 못하는 문제점이 발생한다. 따라서 LED와 컨버터 사이의 조합을 정확하게 하기 어려운 환경이므로 이에 맞는 제어 기술이 필수적이며, 특히 제6 단계에서 제10 단계에서 디밍 제어 변화를 시킬 수 없다는 문제점을 해결하는 것을 본 발명에서 가장 큰 기술적 특징으로 한다.

실제 사용 전력 60W LED 디밍에서는 컨버터 정격 전력이 100W라면 LED 소비 전력 60W인 경우, 제1 단계에서 제6 단계까지는 디밍 제어 변화가 가능하지만 제6 단계에서 제10 단계는 디밍 제어 변화가 가능하지 않는 문제점이 있었다.

이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 컨버터 디밍 제어 장지 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 이하에 설명되는 본 발명의 특정한 구조 또는 기능들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위해 예시된 것으로서, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.

도 3에서는 본 발명에 따른 LED 정격 검출 알고리즘을 나타낸다.

도 3을 참조하여 M/C동작 순서를 살펴보면 컨버터 전원 인가 직후 M/C은 외부 디밍 입력과 관계없이 디밍이 제0 단계에서 제10 단계까지 순차적으로 상승하며, 이때 출력전압 또한 점차 상승하게 되고, LED특성에 따라 LED 공급 전류도 상승하게 된다. 특정 디밍 지점에서 전압 상승이 멈추면 LED 공급 전류 상승도 멈추는 것이므로, 해당 디밍 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하며, M/C 변수에 저장된 단계는 외부 디밍 신호의 제10 단계에 해당하는 것으로 설정하는 것을 기술적 특징으로 한다.

이후 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 동작을 수행하여, LED 부하의 정격을 파악하여 디밍 동작을 선형적으로 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 컨버터 디밍 적용시 디밍 제어를 나타내며, 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 동작을 수행하며, 외부 디밍 신호 제10 단계에 맞춰 LED 부하의 정격을 파악하고, 디밍 동작을 선형적으로 수행하여, LED와 컨버터간 조합을 제어하여 적절한 전력 변동을 통한 디밍 제어가 되는 것을 기술적 특징으로 한다.

실시예로는 컨버터 정격 전력이 100[W]이고, LED 소비 전력이 60[W]인 경우, 본 발명에서는 60[W]를 제10 단계로 설정하며 LED 소비 전력이 변화함에 따라서 제1 내지 제10단계의 선형적으로 디밍을 변화시키는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 컨버터 디밍 제어 장치의 회로도를 나타내며, 컨버터 디밍 제어 회로(10)는 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110), 스위치부(120), 변압기(130), 전압 제어부(140), 디밍제어 신호 수신부(210), LED 정격 전력 연산 프로세서(220), M/C 출력 전압 검출부(230), M/C 출력 평활부(240), 출력전류 제어부(250) 및 디밍 설정부(300)를 포함하여 이루어진다.

컨버터 디밍 제어 장치 회로는 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 디밍 제어 신호를 발생하며, 발진 주파수를 조절함으로써 변압기(130)의 내부의 누설 인덕턴스와 공진 커패시터(125)의 공진 특성을 이용하여 2차측으로 전달되는 전력을 조절하는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 디밍 설정부(300)는 제1 단계 내지 제10 단계의 조도 제어가 가능하며, 필요한 경우 보다 세부적으로 조도의 제어가 가능하다. 무엇보다, 상기 디밍 설정부(300)의 출력은 제1,2 연결단자(WIRE1,WIRE2)를 통하여 출력이 상기 디밍제어 신호 수신부(210)에 전달되게 된다.

제1 단계 내지 제10 단계의 조도정도는 상기 디밍제어 신호 수신부(210)를 통하여 출력되며, 상기 컨버터 디밍 제어 회로(10)의 출력전압은 상기 M/C 출력 전압 검출부(230)를 통하여 검출된다. 상기 디밍제어 신호 수신부(210)의 출력과 상기 M/C 출력 전압 검출부(230)의 출력은 상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)에 공급되는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)에서는 LED에 전원이 공급되면 디밍 제0 단계부터 디밍의 단계를 점차 증가시킨다. 무엇보다 출력전류가 상승되는 것이 멈추어지는 단계를 상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)에서는 디밍 제10 단계로 재설정하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 이를 바탕으로 외부 디밍 신호에 따른 동작을 수행하는 것을 본 발명의 가장 큰 특징으로서 이를 통하여 LED 부하의 정격을 파악하여 디밍 동작을 제1 내지 제10 단계로 선형적으로 수행할 수 있는 특별한 효과를 가질 수 있다.

상기 변압기(130)에서는 1차측에서 스위치부(120)의 제1 스위치(121) 및 제2 스위치(122)의 교번 스위치에 의한 펄스 교번전압을 상기 변압기(130)의 1차측으로 입력받아 2차측으로 전압가변 하는 기능을 수행하며, 디밍제어 신호 수신부(210)는 제1 제어기(215)를 포함하며, 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발생된 디밍 제어 신호를 수신하여 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)로 전달하여, 디밍을 제0 단계에서 제10 단계까지 순차적으로 상승하도록 하며, 이때 출력전압 또한 점차 상승하게 되고 이를 M/C 출력 전압 검출부(230)에서 출력전압을 검출하고, LED 특성에 따라 LED 공급 전류도 상승하게 된다. 특정 디밍 지점에서 전압 상승이 멈추면 LED 공급 전류 상승도 멈추는 것이므로, 해당 디밍 지점을 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)에서 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하고, 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 동작을 수행하며, M/C 출력 평활부(240)에서 출력되는 전류를 검출하고 전압으로 변환하며 전류설정신호와 합성하여 차이 값인 오차 값을 추출하고, 상기 추출된 오차 값(차이 값)을 증폭 및 보상하여 LED에 입력되는 직류 전류의 파형을 평편하게 평활하여 출력 전류 제어부(250)에 출력하며, 상기 M/C 출력 평활부(240)와 출력 전류 제어부(250)는 제2 제어기(245)를 공유하며, 출력 전류 제어부(250)에서 LED 부하의 정격을 파악하여 디밍 동작을 선형적으로 수행할 수 있도록 하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 컨버터 디밍 제어 회로의 입력측 회로를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110), 피드백 단자(111), 스위치부(120), 공진 커패시터(125), 변압기(130), 전압 제어부(140)로 구성되며, 상기 변압기(130)는 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)가 발진 주파수를 조절함으로써 스위치부(120)의 스위칭 소자가 발생시키는 펄스 전압을 받아 공진 커패시터(125)와 상기 변압기(130)의 누설 인덕터가 공진하고 공진 전압을 변아기 2차측(DC 출력단)으로 전달하는 역할을 한다. 또한, 변압기(130)의 출력전원을 정류하는 다이오드(D1,D2)로 구성되어 있다.

상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)는 디밍 제어를 위해 디밍 제어신호를 발생시키며, 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)의 디밍 제어 신호에 따라 스위치부(120)에서 발진 주파수를 조절하여 디밍 제어 신호 수신부에 전달하는 것을 기술적 특징으로 한다.

즉, 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발진 주파수를 조절함으로써 변압기(130)의 내부의 인덕턴스와 공진 커패시터(125)의 공진 특성을 이용하여 2차측으로 전달되는 전력을 조절하고, 변압기(130)는 전압을 변환하여 부하인 LED에 인가한다.

또한, 디밍 제어 신호 발생을 위하여 2차측 전압 제어회로(140)에 제어신호를 전달하며, 전압 제어회로(140)에서 제2 포토커플러(P2)를 통해 1차측의 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에 전달하는 방식을 통하여 전압 제어를 진행하는 것을 기술적 특징으로 한다.

도 7은 본 발명에 따른 디밍제어 신호 수신부의 세부회로를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 디밍 설정부(300)는 제1 단계 내지 제10 단계의 조도 제어가 가능하며, 필요한 경우 보다 세부적으로 조도의 제어가 가능하다. 무엇보다, 상기 디밍 설정부(300)의 출력은 제1,2 연결단자(WIRE1,WIRE2)를 통하여 출력이 상기 디밍제어 신호 수신부(210)에 전달되게 된다.

상기 디밍 제어 신호 수신부(210)는 입력된 디밍 제어 신호에 따라 스위칭단자로 출력되는 전압의 출력레벨을 가변시키는 제1 제어기(215)를 포함하며, 제1 제어기(215)에서 주파수 증가되어 출력된 전원을 평활하는 제1 커패시터(C1)와, 제1 커패시터(C1)에서 평활된 전원의 리플성분이 제거되도록 전원을 클램핑하는 제9 저항(R9)과, 부하로 일정한 전류가 공급되도록 세팅하는 분배저항인 제4,5,6 저항(R4,R5,R6)이 병렬로 연결되어 구성되며, 디밍 제어 신호를 수신하여 비교기 형태의 출력 전류 제어부에 전달하는 역할을 하는 것을 특징으로 한다.

디밍 설정부(300)는 제1 단계에서는 디밍전압이 낮으며, 제10 단계에서는 디밍전압이 높아진다. 상기 분배저항인 제4,5,6 저항은 변압기 2차측 제어전압(SEC_VCC)를 공급받아서 상기 제5 저항(R5) 및 제6 저항(R6) 사이에서 기준전압은 상기 제1 제어기(215)의 우측 비교기의 6번 단자로 입력되며, 상기 디밍 설정부(300)의 출력 전압은 상기 제1 제어기(215)의 우측 비교기에 5번 단자로 입력되어 비교되고 상기 제1 제어기(215)의 우측 비교기에 7번 단자로 출력된다. 또한 상기 제1 제어기(215)의 우측 비교기에 7번 단자의 출력은 상기 제1 제어기(215)의 좌측 비교기의 3번 단자로 입력되어서 다시 출력되고 최종적으로 디밍제어 신호 수신부(210)의 출력을 생성한다. 따라서 상기 디밍제어 신호 수신부(210)의 출력은 상기 디밍 설정부(300)에서 디밍 단계가 낮은 경우(예 제1 단계의 경우) 낮은 출력을 발생시키며, 상기 상기 디밍 설정부(300)에서 디밍 단계가 노은 경우(예 제10 단계의 경우) 높은 출력을 발생시킨다.

도 8은 본 발명에 따른 LED 정격 전력 연산 프로세서를 나타낸다.

상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220) 디밍 제어 신호 수신부(210)로부터 ADC입력신호를 받아 디밍 단계 제0 단계에서 제10 단계까지 디밍제어 신호를 저장하며, M/C출력 전압 검출부(230)로부터 ADC 입력신호를 받아 검출된 출력 전압을 저장하여, 특정 디밍 지점에서 전압 상승이 멈추면 LED 공급 전류 상승도 멈추는 것이므로, 해당 디밍 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하고 PFM 출력을 통해 M/C 출력 평활부(240)에 신호를 전달하는 것을 나타낸다.

LED에 전원이 공급되면 디밍 제0 단계부터 디밍의 단계를 점차 증가시킨다. 무엇보다 출력전류가 상승되는 것이 멈추어지는 단계를 상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)에서는 디밍 제10 단계로 재설정하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 이를 바탕으로 외부 디밍 신호에 따른 동작을 수행하는 것을 본 발명의 가장 큰 특징으로서 이를 통하여 LED 부하의 정격을 파악하여 디밍 동작을 제1 내지 제10 단계로 선형적으로 수행할 수 있는 특별한 효과를 가질 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 M/C 출력 전압 검출부의 세부회로를 나타낸다.

제2저항(R2) 및 제3저항(R3)를 통해 출력 전압을 분압하여 검출하며, 검출된 출력 전압을 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)에 전달하는 것을 나타낸다. 무엇보다 제5 커패시터(C5)는 센싱된 출력전압의 리플을 저감시키는 것을 기술적 특징으로 한다.

도 10은 본 발명에 따른 M/C 출력 평활부 및 출력전류 제어부의 세부회로를 나타낸다.

도 10을 참조하면, M/C 출력 평활부(240) 및 출력전류 제어부(250)는 제2 제어기(245)를 공유하며, M/C 출력 평활부(240)는 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)로부터 PFM 출력을 통해 전달된 신호를 통하여 M/C변수에 저장된 단계인 즉, LED 부하 정격 단계는 외부 디밍 신호의 제10 단계에 해당하도록 하며, 출력 전류 제어부(250)를 통해 출력 전류를 제어하여 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

도 11은 본 발명에 따른 컨버터 디밍 제어를 위한 플로우 차트를 나타낸다.

상기 컨버터 디밍 제어 방법은 LED 및 컨버터 디밍 제어 회로(10)에 전원이 공급되는 단계(E1), 상기 전원이 공급되는 단계(E1)에서는 디밍을 0단계로 설정하는 단계(A1), 그 이후에 디밍을 +1 단계로 증가하는 단계(A2), 상기 LED에 전류 상승이 멈춤을 확인하는 단계(S1), 상기 LED에 전류 상승이 계속되면(No), 상기 디밍을 +1 단계로 증가하는 단계(A2)로 돌아가서 다시 디밍의 단계를 증가하며, 상기 LED에 전류 상승이 멈춤을 확인되면(Yes), 디밍을 10단계로 설정하는 단계(A3), 상기 디밍 설정부(300)는 제1 단계 내지 제10 단계의 조도 제어가 가능하게 설정하면, 외부 디밍 신호에 따른 동작 수행하는 단계(A4)를 기술적 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 LED 부하의 정격을 파악하여 디밍 동작을 선형적으로 수행할 수 있도록 하며, 컨버터 전원 인가 직후 M/C은 외부 디밍 입력과 관계없이 디밍 단계 0에서 10까지 순차적으로 상승하도록 하며, 특정 디밍 지점에서 전압 상승이 멈추면 LED 공급 전류 상승도 멈추는 것이므로, 해당 디밍 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하고, 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 동작을 수행하여, 컨버터를 적용하여 제조단가를 낮출 수 있으며, LED와 컨버터간 조합을 제어하여 적절한 전력 변동을 통한 디밍 제어가 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 컨버터 디밍 제어 방법은 (a) 컨버터 전원을 온(On)하는 단계; (b) 컨버터 전원 인가 직후 M/C은 외부 디밍 입력과 관계없이 디밍 단계 0에서 10까지 순차적으로 상승하는 단계; (c) 출력전압이 점차 상승하며, LED 공급 전류가 상승하는 단계; (d) 특정 디밍 지점에서 전압 상승이 멈추면, 해당 디밍 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하는 단계; (e) M/C 변수에 저장된 디밍 단계를 외부 디밍 신호의 10단계로 설정하는 단계; (f) 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 제어 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에서는 컨버터 디밍 제어 장치에 있어서, 디밍 제어를 위해 디밍 제어신호를 발생하는 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110); 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발생된 디밍 제어신호에 따라 발진 주파수를 조절하는 스위치부(120); 상기 스위치부(120)의 스위칭 소자가 발생시키는 펄스 전압을 받아 1차측 교류전원을 직류로 변환하여 부하에 인가하는 변압기(130); 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)로 전압을 제어하는 신호를 전송하는 전압 제어부(140); 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발생된 디밍 제어 신호를 수신하여 LED 정격 전력 연산 프로세서로 전달하는 디밍제어 신호 수신부(210); 상기 디밍제어 신호 수신부(210)에서 디밍제어 신호를 수신하여 디밍제어 신호에 따라서 디밍 단계를 제어하며, 전압 상승이 멈추는 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하는 LED 정격 전력 연산 프로세서(220); 상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)에서 디밍 단계가 순차적으로 상승됨에 따라 상승되는 출력전압을 검출하는 M/C 출력 전압 검출부(230); 상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)와 연결되어 출력되는 전류를 검출하고 전압으로 변환하여 출력하는 M/C 출력 평활부(240); 및 상기 M/C 출력 평활부에서 출력된 신호를 통해 LED 부하의 정격을 파악하여 디밍을 동작을 선형적으로 수행하도록 출력 전류를 제어하는 출력 전류 제어부(250)를 포함하며; 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 컨버터 디밍 제어 장치를 제안하고자 한다.

또한, 본 발명에서는 디밍 제어를 위해 디밍 제어신호를 발생하는 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110), 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발생된 디밍 제어신호에 따라 발진 주파수를 조절하는 스위치부(120), 상기 스위치부(120)의 스위칭 소자가 발생시키는 펄스 전압을 받아 1차측 교류전원을 직류로 변환하여 부하에 인가하는 변압기(130), 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)로 전압을 제어하는 신호를 전송하는 전압 제어부(140)를 포함하는 컨버터 디밍 제어 장치에 있어서, 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발생된 디밍 제어 신호를 수신하여 디밍제어 신호 수신부(210)를 통해 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)로 전달하며; 상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)는 디밍 단계를 제어하고, 전압 상승이 멈추는 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하며; 디밍 단계가 순차적으로 상승됨에 따라 상승되는 출력전압을 M/C 출력 전압 검출부(230)를 통해 검출하며; 상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)와 연결되어, 출력되는 전류를 검출하고 M/C 출력 평활부(240)를 통해 전압으로 변환하여 출력하며; 상기 M/C 출력 평활부(240)에서 출력된 신호를 통해 LED 부하의 정격을 파악하여 출력 전류 제어부(250)를 통해 디밍을 동작을 선형적으로 수행하도록 출력 전류를 제어하며; 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 동작을 수행하여, 컨버터를 적용하여 제조단가를 낮출 수 있으며, LED와 컨버터간 조합을 제어하여 적절한 전력 변동을 통한 디밍 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 컨버터 디밍 제어 장치를 제안하고자 한다.

또한, 본 발명에서는 컨버터 디밍 제어 방법에 있어서, (a) 컨버터 전원을 온(On)하는 단계; (b) 컨버터 전원 인가 직후 M/C은 외부 디밍 입력과 관계없이 디밍 단계 0에서 10까지 순차적으로 상승하는 단계; (c) 출력전압이 점차 상승하며, LED 공급 전류가 상승하는 단계; (d) 특정 디밍 지점에서 전압 상승이 멈추면, 해당 디밍 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하는 단계; (e) M/C 변수에 저장된 디밍 단계를 외부 디밍 신호의 10단계로 설정하는 단계; (f) 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 제어 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 디밍 제어 방법을 제안하고자 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 다양한 변형에 의하여 컨버터 디밍 제어 장치 및 방법에 적용시킬 수 있으며, 기술적으로 용이하게 변형시키는 기술의 범주도 본 특허의 권리범위에 속하는 것으로 인정해야 할 것이다.

10: 컨버터 디밍 제어 회로
110: 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부
111: 피드백(Feed Back)단자
120: 스위치부
121: 제1 스위치
122: 제2 스위치
125: 공진 커패시터
130: 변압기
140: 전압 제어부
210: 디밍제어 신호 수신부
215: 제1 제어기(IC1)
220: LED 정격 전력 연산 프로세서
230: M/C 출력 전압 검출부
240: M/C 출력 평활부
245: 제2 제어기(IC2)
250: 출력 전류 제어부
300: 디밍 설정부
A1: 제1 단계
A2: 제2 단계
A3: 제3 단계
A4: 제4 단계
C1: 제1 커패시터
C2: 제2 커패시터
C3: 제3 커패시터
C4: 제4 커패시터
C5: 제5 커패시터
C6: 제6 커패시터
C7: 제7 커패시터
C8: 제8 커패시터
C_IN : 출력전류 신호
GND: 접지단자
D1: 제1 다이오드
D2: 제2 다이오드
DC_OUT: 직류 출력 전압
E1 : 시작단계
E2 : 끝단계
P1: 제1 포토커플러
P2: 제2 포토커플러
R1: 제1 저항
R2: 제2 저항
R3: 제3 저항
R4: 제4 저항
R5: 제5 저항
R6: 제6 저항
R7: 제7 저항
R8: 제8 저항
R9: 제9 저항
R10: 제10 저항
R11: 제11 저항
R12: 제12 저항
R13: 제13 저항
R14: 제14 저항
S1: 선택단계
SEC_VCC: 변압기 2차측 제어전압
VCC: 변압기 1차측 제어전압
VDD: 입력 전원 전압
VREF: 기준전압
WIRE1: 제1 연결단자
WIRE2: 제2 연결단자

Claims

컨버터 디밍 제어 장치에 있어서,
디밍 제어를 위해 디밍 제어신호를 발생하는 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110);
상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발생된 디밍 제어신호에 따라 발진 주파수를 조절하는 스위치부(120);
상기 스위치부(120)의 스위칭 소자가 발생시키는 펄스 전압을 받아 1차측 교류전원을 직류로 변환하여 부하에 인가하는 변압기(130);
상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)로 전압을 제어하는 신호를 전송하는 전압 제어부(140);
상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발생된 디밍 제어 신호를 수신하여 LED 정격 전력 연산 프로세서로 전달하는 디밍제어 신호 수신부(210);
상기 디밍제어 신호 수신부(210)에서 디밍제어 신호를 수신하여 디밍제어 신호에 따라서 디밍 단계를 제어하며, 전압 상승이 멈추는 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하는 LED 정격 전력 연산 프로세서(220);
상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)에서 디밍 단계가 순차적으로 상승됨에 따라 상승되는 출력전압을 검출하는 M/C 출력 전압 검출부(230);
상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)와 연결되어 출력되는 전류를 검출하고 전압으로 변환하여 출력하는 M/C 출력 평활부(240); 및
상기 M/C 출력 평활부에서 출력된 신호를 통해 LED 부하의 정격을 파악하여 디밍을 동작을 선형적으로 수행하도록 출력 전류를 제어하는 출력 전류 제어부(250)를 포함하며;
외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 컨버터 디밍 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 디밍제어 신호 수신부(210)는,
입력된 디밍 제어 신호에 따라 스위칭단자로 출력되는 전압의 출력레벨을 가변시키는 제1 제어기(215)를 포함하며;
제1 제어기(215)에서 주파수 증가되어 출력된 전원을 평활하는 제1 커패시터(C1)와, 제1 커패시터(C1)에서 평활된 전원의 리플성분이 제거되도록 전원을 클램핑하는 제9 저항(R9)과, 부하로 일정한 전류가 공급되도록 세팅하는 분배저항인 제4,5,6 저항(R4,R5,R6)이 병렬로 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 컨버터 디밍 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)는,
상기 디밍 제어 신호 수신부(210)로부터 ADC입력 신호를 받아 디밍 단계 0에서 10까지 디밍 제어 신호를 저장하며;
M/C출력 전압 검출부(230)로부터 ADC 입력신호를 받아 검출된 출력 전압을 저장하며;
특정 디밍 지점에서 전압 상승이 멈추면 해당 디밍 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하고, PFM 출력을 통해 M/C 출력 평활부(240)에 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 컨버터 디밍 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 M/C 출력 평활부(240)는 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)에서 출력되는 전류를 검출하고 전압으로 변환하며;
전류설정 신호와 합성하여 오차 값을 추출하고, 추출된 오차값을 증폭 및 보상하여 LED에 입력되는 직류 전류의 파형을 평편하게 평활하여 출력하는 것을 특징으로 하는 컨버터 디밍 제어 장치.
디밍 제어를 위해 디밍 제어신호를 발생하는 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110), 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발생된 디밍 제어신호에 따라 발진 주파수를 조절하는 스위치부(120), 상기 스위치부(120)의 스위칭 소자가 발생시키는 펄스 전압을 받아 1차측 교류전원을 직류로 변환하여 부하에 인가하는 변압기(130), 상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)로 전압을 제어하는 신호를 전송하는 전압 제어부(140)를 포함하는 컨버터 디밍 제어 장치에 있어서,
상기 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어부(110)에서 발생된 디밍 제어 신호를 수신하여 디밍제어 신호 수신부(210)를 통해 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)로 전달하며;
상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)는 디밍 단계를 제어하고, 전압 상승이 멈추는 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하며;
디밍 단계가 순차적으로 상승됨에 따라 상승되는 출력전압을 M/C 출력 전압 검출부(230)를 통해 검출하며;
상기 LED 정격 전력 연산 프로세서(220)와 연결되어, 출력되는 전류를 검출하고 M/C 출력 평활부(240)를 통해 전압으로 변환하여 출력하며;
상기 M/C 출력 평활부(240)에서 출력된 신호를 통해 LED 부하의 정격을 파악하여 출력 전류 제어부(250)를 통해 디밍을 동작을 선형적으로 수행하도록 출력 전류를 제어하며;
외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 동작을 수행하여, 컨버터를 적용하여 제조단가를 낮출 수 있으며, LED와 컨버터간 조합을 제어하여 적절한 전력 변동을 통한 디밍 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 컨버터 디밍 제어 장치.
제1항의 컨버터 디밍 제어 장치를 이용한 컨버터 디밍 제어 방법에 있어서,
(a) 컨버터 전원을 온(On)하는 단계;
(b) 컨버터 전원 인가 직후 M/C은 외부 디밍 입력과 관계없이 복수 개의 디밍 단계 중 가장 낮은 디밍 단계인 디밍 단계 0에서 가장 높은 디밍 단계인 디밍 단계 n까지 순차적으로 상승하는 단계;
(c) 출력전압이 점차 상승하며, LED 공급 전류가 상승하는 단계;
(d) 특정 디밍 지점에서 전압 상승이 멈추면, 해당 디밍 지점을 LED 정격 지점으로 M/C 변수에 저장하는 단계;
(e) M/C 변수에 저장된 디밍 단계를 외부 디밍 신호의 복수 개의 디밍 단계로 설정하는 단계;
(f) 외부 디밍 신호에 대응하여 M/C PFM 출력을 통해 디밍 제어 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 디밍 제어 방법.