KR102118623B1 - Flicker Prevention LED Lightening Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 깜빡임이 방지되는 LED 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 AC전원은 입력 받아 구동하며, 리플 전류를 제거함으로써 LED의 플리커를 방지하고, 조명의 소등 시 깜빡임을 방지하고, AC전원 혹은 LED의 이상 시에도 조명을 유지할 수 있는 방송용 조명을 제공할 수 있는 깜빡임이 방지되는 LED 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LED lighting device that prevents flickering, and more specifically, AC power is input and driven to prevent flickering of an LED by removing ripple current, preventing flickering when lighting is turned off, or AC power or The present invention relates to an LED lighting device that prevents flickering, which can provide broadcast lighting that can maintain lighting even when an LED is abnormal.
Description
본 발명은 깜빡임이 방지되는 LED 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 AC전원은 입력 받아 구동하며, 리플 전류를 제거함으로써 LED의 플리커를 방지하고, 조명의 소등 시 깜빡임을 방지하고, AC전원 혹은 LED의 이상 시에도 조명을 유지할 수 있는 방송용 조명을 제공할 수 있는 깜빡임이 방지되는 LED 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LED lighting device that prevents flickering, and more specifically, AC power is input and driven to prevent flickering of an LED by removing ripple current, preventing flickering when lighting is turned off, or AC power or The present invention relates to an LED lighting device that prevents flickering, which can provide broadcast lighting that can maintain lighting even when an LED is abnormal.
일반적으로 LED 조명 기기는 일정한 전압을 바탕으로 공급되는 전류를 변화시켜 밝기를 조정하거나, 전류를 검출하여 일정 전류를 흐르도록 하는 전류제어방식을 이용함에 의하여 LED의 밝기 조절이 가능하도록 이루어져 있어서 주요한 조명기기로서 널리 이용되고 있다.In general, the LED lighting device is made to be able to adjust the brightness of the LED by changing the current supplied based on a constant voltage to adjust the brightness, or by using a current control method that detects the current and flows a constant current. It is widely used as a device.
LED 조명 기기에서의 전원 회로는 완벽한 직류의 구현이 어렵고, 이로 인하여 리플 성분(120㎐)이 직류에 혼입된 형태로 작동하게 된다.The power supply circuit in the LED lighting device is difficult to implement a perfect direct current, and this causes the ripple component (120 ㎐) to operate in a mixed form with direct current.
통상적으로 이러한 리플성분이 전체 직류레벨의 15% 이상이어도 사람 눈의 잔상효과로 느끼지 못하나 예민한 사람은 감지하여 플리커를 느끼게 되며, 플리커는 직류레벨이 출렁이기 때문에 눈으로 느끼는 빛의 깜빡임으로 디지털 카메라 등을 통해서 정확하게 확인할 수 있다. 이와 같이 디지털 카메라 등을 통해 플리커가 인식되기 때문에, 방송 등에 사용되는 조명의 경우 플리커의 발생을 억제할 필요성이 있다.Normally, even if the ripple component is more than 15% of the total DC level, it does not feel due to the afterimage effect of the human eye, but a sensitive person senses flicker by detecting it, and because the DC level is fluctuating, the digital camera, etc. You can check accurately through. Since flicker is recognized through a digital camera or the like, there is a need to suppress the occurrence of flicker in the case of lighting used for broadcasting.
본 발명의 목적은 AC전원은 입력 받아 구동하며, 리플 전류를 제거함으로써 LED의 플리커를 방지하고, 조명의 소등 시 깜빡임을 방지하고, AC전원 혹은 LED의 이상 시에도 조명을 유지할 수 있는 방송용 조명을 제공할 수 있는 깜빡임이 방지되는 LED 조명장치를 제공하는 것이다.The object of the present invention is to receive AC power and drive it, remove the ripple current to prevent flicker of the LED, prevent flickering when the lights go out, and broadcast lights that can maintain the lighting even when the AC power or LED is abnormal. It is to provide an LED lighting device that prevents flicker that can be provided.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 깜빡임이 방지되는 LED 조명장치로서, 하나 이상의 LED로 구성되어 제어에 따라 조명을 제공하는 LED부; 교류전원을 공급하는 AC전원부; 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부; 직류전원의 구동전압을 조절하는 DC/DC컨버터; 상기 LED부의 점등, 소등 및 조도 제어를 수행하는 LED제어부; 상기 DC/DC컨버터와 LED부 사이에 위치하여 전원의 리플 전류를 제거하는 리플제거부; 및 LED조명 소등 시 발생하는 깜빡임을 방지하는 깜빡임방지부; 를 포함하는 LED 조명장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is an LED lighting device that prevents flicker, consisting of one or more LEDs to provide lighting under control; An AC power supply for supplying AC power; A rectifying unit for converting AC power into DC power; A DC/DC converter that controls the driving voltage of the DC power supply; An LED control unit that performs lighting, lighting and illuminance control of the LED unit; A ripple removing unit positioned between the DC/DC converter and the LED unit to remove ripple current of a power source; And a flicker prevention unit that prevents flickering that occurs when the LED lights are turned off. It provides an LED lighting device comprising a.
본 발명에서는, 상기 리플제거부는, 상기 구동전압을 평활화하고 LED부에 흐르는 전류 성분 중에서 리플 성분을 제거하는 하나 이상의 전해 커패시터 필터를 포함할 수 있다.In the present invention, the ripple elimination unit may include one or more electrolytic capacitor filters that smooth the drive voltage and remove ripple components from current components flowing through the LED unit.
본 발명에서는, 상기 깜빡임방지부는, 상기 리플제거부와 LED부의 접점에 연결된 제1저항 및 제2저항; 상기 제2저항과 접지단 사이에 구성되어 상기 제1저항에 의한 제어신호를 받아 On 또는 Off되는 제1스위칭소자; 및 상기 제1저항과 접지단 사이에 구성되어 상기 LED제어부의 제어신호를 받아 On 또는 Off되는 제2스위칭소자; 를 포함할 수 있다.In the present invention, the flicker prevention unit, the first resistor and the second resistor connected to the contact of the ripple removal unit and the LED unit; A first switching element configured between the second resistor and the ground terminal and receiving a control signal by the first resistor to be turned on or off; And a second switching element configured between the first resistor and the ground terminal to receive control signals of the LED control unit and turn them on or off. It may include.
본 발명에서는, 상기 LED부는, 하나 또는 복수개의 LED로 구성되고 전원을 인가 받아 발광하는 LED모듈; 하나 또는 복수개의 LED로 구성되고 전원을 인가 받아 발광하는 예비LED모듈; 및 상기 LED제어부의 제어신호에 따라 상기 LED모듈에 전원을 인가하고, 상기 LED모듈의 정상동작 여부를 파악하고, 상기 LED모듈이 정상동작 하지 않는 경우 상기 예비LED모듈에 전원을 인가하는 LED관리부; 를 포함할 수 있다.In the present invention, the LED unit is composed of one or a plurality of LEDs, LED modules that emit light by receiving power; A preliminary LED module composed of one or a plurality of LEDs and receiving power and emitting light; And an LED management unit that applies power to the LED module according to the control signal of the LED control unit, determines whether the LED module is operating normally, and applies power to the spare LED module when the LED module does not operate normally. It may include.
본 발명에서는, 상기 LED관리부는, 상기 LED제어부의 제어신호에 따라 상기 LED모듈에 전원을 인가하는 LED모듈제어부; 상기 LED모듈의 정상동작 여부를 파악하는 LED모듈감시부; 및 상기 LED모듈이 정상동작 하지 않는 경우 예비LED모듈에 전원을 인가하는 예비LED모듈제어부; 를 포함할 수 있다.In the present invention, the LED management unit, the LED module control unit for applying power to the LED module according to the control signal of the LED control unit; An LED module monitoring unit to determine whether the LED module is operating normally; And a preliminary LED module control unit that applies power to the preliminary LED module when the LED module does not operate normally. It may include.
본 발명에서는, 상기 LED부는 둘 이상의 LED모듈을 포함하고, 상기 LED관리부는 둘 이상의 LED모듈 중 어느 하나의 LED모듈이 정상동작 하지 않는 경우 예비LED모듈에 전원을 인가할 수 있다.In the present invention, the LED unit includes two or more LED modules, and the LED management unit may apply power to a spare LED module when any one of the two or more LED modules does not operate normally.
본 발명에서는, 상기 LED제어부는, 조명의 조도를 입력 받아 LED모듈에 공급되는 전원을 제어하는 제1LED제어부; 및 상기 제1LED제어부의 제어에 따라 LED모듈에 공급되는 전류를 조절하는 제2LED제어부; 를 포함하고, 상기 제1LED제어부는, LED 조명의 조도를 입력 받는 조도입력부; 및 입력 받은 상기 조도가 기설정된 임계조도 이상인지 여부를 판단하는 제어판단부; 를 포함하고, 상기 제2LED제어부는, 입력 받은 상기 조도가 기설정된 임계조도 미만인 경우 PWM방식으로 LED부의 조도를 제어하는 PWM제어부; 및 입력 받은 상기 조도가 기설정된 임계조도 이상인 경우 DC제어 방식으로 LED부의 조도를 제어하는 DC제어부; 를 포함할 수 있다.In the present invention, the LED control unit, the first LED control unit for controlling the power supplied to the LED module receives the illumination of the illumination; And a second LED controller controlling the current supplied to the LED module under the control of the first LED controller. Including, the first LED control unit, an illuminance input unit for receiving the illuminance of the LED light; And a control panel unit for determining whether the received illuminance is equal to or greater than a predetermined threshold illuminance. Including, the second LED control unit, PWM control unit for controlling the illuminance of the LED unit in the PWM method when the received illuminance is less than a predetermined threshold illuminance; And a DC control unit that controls the illuminance of the LED unit using a DC control method when the received illuminance is equal to or greater than a predetermined threshold illuminance. It may include.
본 발명에서는, 상기 PWM제어부는, LED부에 공급되는 전압을 일정하게 유지하면서 입력 받은 상기 조도에 기초하여 듀티비를 조절함으로써 LED부의 조도를 제어할 수 있다.In the present invention, the PWM control unit may control the illuminance of the LED unit by adjusting the duty ratio based on the received illuminance while keeping the voltage supplied to the LED unit constant.
본 발명에서는, 상기 DC제어부는, 입력 받은 상기 조도에 기초하여 LED부에 공급되는 전압을 조절함으로써 LED부의 조도를 제어할 수 있다.In the present invention, the DC control unit may control the illuminance of the LED unit by adjusting the voltage supplied to the LED unit based on the received illuminance.
본 발명에서는, 상기 LED 조명장치는, LED 조명장치에 전원을 공급할 수 있는 보조전원부; 를 더 포함하고, 상기 LED제어부는, 상기 AC전원부로부터 전원을 공급받지 못하는 경우, 상기 보조전원부로부터 전원을 공급받아 LED 조명을 제어할 수 있다.In the present invention, the LED lighting device comprises: an auxiliary power supply unit capable of supplying power to the LED lighting device; Further comprising, when the LED control unit is not supplied with power from the AC power supply unit, it may receive power from the auxiliary power supply unit to control the LED lighting.
본 발명의 일 실시예에 따르면 교류전압을 입력 받아 구동하는 LED 조명에 있어서 플리커의 발생을 억제할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in an LED lighting driven by receiving an AC voltage, an effect capable of suppressing the occurrence of flicker can be exhibited.
본 발명의 일 실시예에 따르면 LED 조명의 소등 시 발생할 수 있는 깜빡임을 방지할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to exert an effect of preventing flicker that may occur when the LED light is turned off.
본 발명의 일 실시예에 따르면 LED 조명의 조도 제어 시 임계조도 미만인 경우 PWM방식으로, 임계조도 이상인 경우 DC제어 방식으로 제어함으로써 깜빡임이나 플리커를 억제하면서 정확한 조도 제어를 할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when controlling the illuminance of the LED light, the PWM method is used when the light is less than the critical illuminance, and the DC control method is used to control the illuminance while suppressing flicker or flicker. .
본 발명의 일 실시예에 따르면 LED모듈에 이상이 발생하더라도 예비LED모듈을 구동함으로써 연속적인 조명을 제공할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, even if an abnormality occurs in the LED module, it is possible to exert the effect of providing continuous lighting by driving the preliminary LED module.
본 발명의 일 실시예에 따르면 AC전원부에 이상이 발생하더라도 보조전원부에 의해 전원을 공급받아 연속적인 조명을 제공할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, even if an abnormality occurs in the AC power supply, the power can be supplied by the auxiliary power supply to exert the effect of providing continuous lighting.
도 1은 AC전원을 입력 받아 구동하는 직결형 LED 조명의 회로를 개략적으로 도시하는 회로도이다.
도 2는 LED의 V-I특성과 동적 저항을 개략적으로 도시하는 그래프이다.
도 3은 AC전원을 입력 받아 구동하는 LED 조명에서의 전압 전류의 관계를 개략적으로 도시하는 그래프이다.
도 4는 커패시터를 사용한 리플제거부를 포함한 LED 조명장치의 소등 시 전압 변화를 개략적으로 도시하는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED부의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED관리부의 내부 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED제어부의 내부 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명의 조도제어에 따른 제어값을 개략적으로 도시하는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.1 is a circuit diagram schematically showing a circuit of a direct-link type LED lighting that receives AC power and drives it.
2 is a graph schematically showing the VI characteristics and dynamic resistance of the LED.
3 is a graph schematically showing a relationship between voltage and current in an LED light driven by receiving AC power.
4 is a graph schematically showing a voltage change when the LED lighting device including a ripple elimination unit using a capacitor is turned off.
5 is a block diagram schematically showing the configuration of an LED lighting device according to an embodiment of the present invention.
6 is a view schematically showing the configuration of an LED lighting device according to an embodiment of the present invention.
7 is a view schematically showing the configuration of an LED unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a block diagram schematically showing the internal configuration of the LED management unit according to an embodiment of the present invention.
9 is a block diagram schematically showing the configuration of an LED lighting device according to another embodiment of the present invention.
10 is a block diagram schematically showing the internal configuration of the LED control unit according to an embodiment of the present invention.
11 is a graph schematically showing a control value according to the illumination control of the LED lighting according to an embodiment of the present invention.
12 is a block diagram schematically showing the configuration of an LED lighting device according to another embodiment of the present invention.
이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.In the following, various embodiments and/or aspects are now disclosed with reference to the drawings. In the following description, for purposes of explanation, a number of specific details are disclosed to assist in the overall understanding of one or more aspects. However, it will also be appreciated by those skilled in the art that this aspect(s) can be practiced without these specific details. The following description and the annexed drawings set forth in detail certain illustrative aspects of the one or more aspects. However, these aspects are exemplary and some of the various methods in the principles of the various aspects may be used, and the descriptions described are intended to include all such aspects and their equivalents.
또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.In addition, various aspects and features will be presented by a system that may include multiple devices, components and/or modules, and the like. The various systems may also include additional devices, components and/or modules, and/or may not include all of the devices, components, modules, etc. discussed in connection with the drawings. It must be understood and recognized.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다. 아래에서 사용되는 용어들 '~부', '컴포넌트', '모듈', '시스템', '인터페이스' 등은 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티(computer-related entity)를 의미하며, 예를 들어, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어를 의미할 수 있다.As used herein, "an embodiment", "yes", "a good", "an example", etc. may not be construed as any aspect or design described being better or more advantageous than the other aspect or designs. . The terms'~unit','component','module','system', and'interface' used in the following generally mean a computer-related entity, for example, hardware, hardware And software, can mean software.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Also, the terms “comprises” and/or “comprising” mean that the feature and/or component is present, but excludes the presence or addition of one or more other features, elements, and/or groups thereof. It should be understood as not.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Further, terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component. The term and/or includes a combination of a plurality of related described items or any one of a plurality of related described items.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, in the embodiments of the present invention, unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, are generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. It has the same meaning as that. Terms, such as those defined in a commonly used dictionary, should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and are ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the embodiments of the present invention. Is not interpreted as
도 1은 AC전원을 입력 받아 구동하는 직결형 LED 조명의 회로를 개략적으로 도시하는 회로도이다.1 is a circuit diagram schematically showing a circuit of a direct-link type LED lighting that receives AC power and drives it.
도 1의 (A)를 참조하면 AC전원을 입력 받아 구동하는 직결형 LED 조명장치는 교류전원을 공급하는 AC전원부(10), 교류전원을 직류로 전환하는 정류부(20) 및 LED(30)로 구성되어 있다.Referring to (A) of FIG. 1, the direct-connected LED lighting device that receives AC power and drives the AC
도 1의 (A)에서 보는 바와 같이 브리지 다이오드(BD)로 구성된 정류부(20)는 AC전원부(10)로부터 교류전원을 입력 받아 직류로 전환한다. 이때 LED(30)는 브리지 다이오드(BD)로부터 제공되는 전파 정류 전압의 변동에 따라 상용 전압 주파수의 2배에 해당하는 플리커(flicker)가 발생하며, 또한 LED(30)의 동적 저항(dynamic resistance)에 의해 상기 LED(30)는 점등되지 않는 구간이 발생하게 되어 전체적인 밝기의 변동이 주기적으로 반복되어 나타나게 된다. 이 플리커는 육안으로는 구분되지 않으나 산업용 조명이나 영상 처리 시스템을 위한 조명으로 사용되는 경우에 영상의 화질에 영향을 미치게 되고, 또한 LED(30)의 발광 효율을 저하시키게 된다. As shown in (A) of FIG. 1, the rectifying
이에 대한 대책으로서 도 1의 (B)에 도시된 바와 같이 LED(30)와 병렬로 커패시터(40)를 연결하여 사용함으로써 플리커 현상을 개선할 수 있다. As a countermeasure to this, the flicker phenomenon can be improved by connecting and using the
도 2는 LED의 V-I특성과 동적 저항을 개략적으로 도시하는 그래프이다.2 is a graph schematically showing V-I characteristics and dynamic resistance of an LED.
LED는 단일의 PN 접합을 기본으로 순방향으로 인가되는 전압에 따른 전류를 빛으로 변환한다. 상기 LED는 PN 접합의 공핍층(depletion layer)을 홀과 자유전자가 통과할 수 있는 전압으로서 0.6~0.7 V의 Vf1 이상 전압이 인가되어야 전류가 흐르기 시작하며, PN 접합부에 인가되는 전압에 따라 전류량이 증가한다. 따라서 도 2의 왼쪽의 점선 그래프를 참고하면, 다이오드의 동적 저항(dynamic resistance)은 Vf1 부근에서는 V-I 특성 곡선에 대한 접선의 기울기가 수평에 가까우므로 매우 큰 저항값을 가지게 되며, 인가 전압이 증가할수록 수직 방향으로 근접하므로 동적 저항이 감소하는 특성을 갖는다. 도 2의 오른쪽의 실선 그래프는 통상의 조명용 LED의 V-I 특성의 예로서, 조명용 LED는 복수의 LED를 직렬로 연결하여 구현하므로 단일 접합의 LED에 비해 순방향 전압 Vfn이 상대적으로 큰 값을 가진다. 예로서 AC 220 V 50 Watt 조명용 LED의 경우, 84개의 LED가 직렬로 연결되어 있으므로, 순방향 전압 Vfn은 0.6 V X 84 ≒ 50 V가 된다. 따라서, 상기 AC 220 V 50 Watt 조명용 LED에 인가되는 전압이 50 V 이하인 경우 상기 조명용 LED는 순방향 바이어스임에도 불구하고 차단 상태로서 점등이 되지 않게 된다.The LED converts the current according to the voltage applied in the forward direction based on a single PN junction into light. The LED is a voltage that allows holes and free electrons to pass through the depletion layer of the PN junction, and a voltage greater than or equal to Vf1 of 0.6 to 0.7 V starts to flow, and the amount of current depends on the voltage applied to the PN junction. This increases. Therefore, referring to the dotted line graph on the left side of FIG. 2, the dynamic resistance of the diode has a very large resistance value because the slope of the tangent line to the VI characteristic curve is close to horizontal in the vicinity of Vf1, and the applied voltage increases. Since it is close to the vertical direction, it has the characteristic of reducing the dynamic resistance. The solid line graph on the right side of FIG. 2 is an example of the V-I characteristic of a conventional lighting LED, and the lighting LED has a relatively large forward voltage Vfn compared to a single junction LED because it is implemented by connecting a plurality of LEDs in series. For example, in the case of AC 220 V 50 Watt lighting LED, since 84 LEDs are connected in series, the forward voltage Vfn is 0.6 V X 84 ≒ 50 V. Therefore, when the voltage applied to the AC 220 V 50 Watt lighting LED is 50 V or less, the lighting LED is not turned on as a blocking state despite being forward biased.
도 3은 AC전원을 입력 받아 구동하는 LED 조명에서의 전압 전류의 관계를 개략적으로 도시하는 그래프이다. 3 is a graph schematically showing a relationship between voltage and current in an LED light driven by receiving AC power.
도 3을 참조하면 교류 전원 직결형 LED 조명장치의 기본 구성에 대한 전압 전류의 관계를 확인할 수 있다. 교류 전원 직결형 LED 조명장치에서 LED 어레이에 전파 정류 전압이 제공되면 상용 전압 주파수의 2배에 해당하는 플리커(flicker, 점멸)가 발생하며, 또한 도 2에서 전술한 바와 같이 LED 어레이의 순방향 전압과 동적 저항에 의해 상기 LED 어레이는 점등되지 않는 구간이 발생하게 되어 전체적인 밝기의 변동이 주기적으로 반복되어 나타나게 된다. 도 3의 (A)는 LED 어레이에 전파 정류 전압 V가 제공될 때, LED 어레이의 순방향 전압 Vf에 대한 전류 IL을 도시한다. 직결형 LED 구동 회로에서 LED 어레이의 전류 IL은, 순방향 전압 Vf 부근에서 동적 저항의 영향으로 미세한 전류가 흐르기 시작하여 순방향 전압 Vf이상의 위상각에서 흐르기 시작하므로 전파 정류 전압의 각 반파장 구간에서는 상기 LED 어레이가 점등되지 않는 구간 d가 발생함을 알 수 있다. 이러한 직결형 LED 조명장치 대해 도 1의 (B)에서 설명한 바와 같이 LED 어레이와 병렬로 커패시터를 연결하여 구성하게 되면 도 3의 (B)와 같이 LED 어레이의 전류 IL은 커패시터의 충방전에 의해 연속적으로 흐르게 되어 리플이 제거되고, 플리커 현상과 LED 어레이가 점등되지 않는 구간이 제거될 수 있다.Referring to Figure 3 it can be seen the relationship of the voltage current with respect to the basic configuration of the AC power directly connected LED lighting device. When a full-wave rectified voltage is provided to the LED array in an AC power-connected LED lighting device, a flicker (blinking) corresponding to twice the commercial voltage frequency occurs, and the forward voltage of the LED array and Due to the dynamic resistance, a section in which the LED array does not light is generated, and thus fluctuations in the overall brightness appear periodically. FIG. 3A shows the current IL for the forward voltage Vf of the LED array when a full-wave rectified voltage V is provided to the LED array. In the direct-connected LED driving circuit, the current IL of the LED array begins to flow at a phase angle above the forward voltage Vf due to the influence of dynamic resistance near the forward voltage Vf, and thus starts to flow at a phase angle above the forward voltage Vf. It can be seen that a section d in which the array is not lit occurs. When such a direct-connected LED lighting device is configured by connecting a capacitor in parallel with the LED array as described in FIG. 1B, the current IL of the LED array is continuously charged and discharged by the capacitor as shown in FIG. 3B. As it flows to the ripple, the flicker phenomenon and the section in which the LED array is not lit can be removed.
도 4는 커패시터를 사용한 리플제거부(500)를 포함한 LED 조명장치의 소등 시 전압 변화를 개략적으로 도시하는 그래프이다.4 is a graph schematically showing a voltage change when the LED lighting device including the
앞서 설명한 바와 같이 직결형 LED 조명장치에 커패시터를 연결하여 리플제거부(500)를 구성하게 되면 리플을 제거하여 플리커를 방지할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.As described above, when the
이와 같이 커패시터가 연결된 LED 조명회로가 소등 시 상기 커패시터에 충전된 전하가 방전되면서 LED에 걸리는 전압이 서서히 낮아지게 된다. 커패시터에 LED가 연결되지 않은 경우, 도 4의 점선 그래프와 같이 전압은 시간에 따라 서서히 낮아진다.When the LED lighting circuit to which the capacitor is connected is turned off, the charge charged in the capacitor is discharged, and the voltage applied to the LED is gradually lowered. When the LED is not connected to the capacitor, the voltage gradually decreases with time as shown in the dotted graph in FIG. 4.
하지만 커패시터와 LED가 연결 된 경우, LED에 걸리는 전압이 낮아지다가 LED의 Vf에 도달하게 되면(t1), 다이오드의 특성상 전류가 차단되고, 부하가 없어지면서 순간적으로 LED에 걸리는 전압이 다시 높아지게 된다(t2). 이와 같이 순간적으로 전압이 높아지면서 LED에 깜빡임 현상이 발생하게 된다. 이와 같은 깜빡임은 일반적인 조명에서는 문제가 되지 않지만, 카메라 등이 사용되는 방송용 조명의 경우 미세한 깜빡임 등이 촬영물에 영향을 미칠 수 있기 때문에 이와 같은 깜빡임을 방지할 필요성이 있다.However, when the capacitor and the LED are connected, when the voltage across the LED decreases and reaches Vf of the LED (t1), the current is cut off due to the characteristics of the diode, and the voltage across the LED instantly increases again as the load disappears ( t2). In this way, as the voltage increases instantaneously, a flicker occurs in the LED. Such flickering is not a problem in general lighting, but in the case of broadcast lighting in which cameras and the like are used, it is necessary to prevent such flickering because fine flickering may affect the recording.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.5 is a block diagram schematically showing the configuration of an LED lighting device according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치는 AC전원부(100), 정류부(200), DC/DC컨버터(300), LED제어부(400), 리플제거부(500), 깜빡임방지부(600) 및 LED부(700)를 포함한다.Referring to Figure 5, the LED lighting device according to an embodiment of the present invention
상기 AC전원부(100)는 교류전원을 공급한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 AC전원부(100)는 외부의 콘센트 등을 통해 교류전원을 입력 받아 LED 조명장치에 공급할 수 있다.The
상기 정류부(200)는 교류전원을 직류전원으로 변환한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 정류부(200)는 브리지 다이오드(Bridge Diode)등으로 구성되어 입력 받은 교류전원을 정파정류 하여 직류전원으로 변환할 수 있다.The rectifying
상기 DC/DC컨버터(300)는 직류전원의 구동전압을 조절한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 DC/DC컨버터(300)는 리니어 레귤레이터 혹은 스위칭 레귤레이터로 구성되어 구동 회로에 적합하도록 직류전원의 전압을 조절한다.The DC/
상기 LED제어부(400)는 상기 LED부(700)의 점등, 소등 및 조도 제어를 수행한다. 상기 LED제어부(400)는 LED부(700)로 공급되는 전원을 제어함으로써 상기 LED부(700)를 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 LED제어부(400)는 LED부(700)로 공급되는 전류량을 제어함으로써 상기 LED부(700)의 점등, 소등 및 조도를 제어할 수 있다.The
상기 리플제거부(500)는 상기 DC/DC컨버터와 LED부 사이에 위치하여 전원의 리플 전류를 제거한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 리플제거부(500)는 하나 혹은 둘 이상의 커패시터 필터를 포함하여 전원의 리플 전류를 제거할 수 있다.The
상기 깜빡임방지부(600)는 LED조명 소등 시 발생하는 깜빡임을 방지한다. 깜빡임방지부(600) 도 4에서 설명한 바와 같이 커패시터를 포함하여 회로를 구성한 경우에 LED 조명의 소등 시 순간적으로 발생할 수 있는 깜빡임을 방지한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 깜빡임방지부(600)는 LED제어부(400)의 점등 및 소등신호를 입력 받아 동작하는 스위칭소자를 포함하여 LED 조명의 소등 시 LED부(700)를 우회하여 전류가 방전될 수 있는 통로를 제공함으로써 LED 조명 소등 시 발생하는 깜빡임을 방지할 수 있다.The
상기 LED부(700)는 하나 이상의 LED로 구성되어 제어에 따라 조명을 제공받는다. 상기 LED부는 LED 조명의 목적 등에 따라 복수개의 LED로 구성된 LED클러스터 등을 구비하고 전압을 인가 받아 조명을 제공할 수 있다.The
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.6 is a view schematically showing the configuration of an LED lighting device according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치의 구성 일부의 회로도를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6, a circuit diagram of a part of a configuration of an LED lighting device according to an embodiment of the present invention can be confirmed.
본 발명의 일 실시예에 따른 정류부(200)는 도 6에서 보는 바와 같이 브리지 다이오드(BD)로 구성될 수 있다. 이와 같이 브리지 다이오드를 통해 교류전원을 정류하면 도 1에서 설명한 바와 같이 플리커가 발생할 수 있기 때문에 리플제거부(500)등을 통해 플리커를 방지하여야 한다.The rectifying
본 발명의 일 실시예에 따른 리플제거부(500)는 도 6에서 보는 바와 같이 구동전압을 평활화하고 LED부(700)에 흐르는 전류 성분 중에서 리플 성분을 제거하는 하나 이상의 전해 커패시터 필터를 포함할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 깜빡임방지부(600)는 도 6에서 보는 바와 같이 상기 리플제거부(500)와 LED부(700)의 접점에 연결된 제1저항(R1) 및 제2저항(R2), 상기 제2저항(R2)과 접지단 사이에 구성되어 상기 제1저항(R1)에 의한 제어신호를 받아 On 또는 Off되는 제1스위칭소자(Q1) 및 상기 제1저항(R1)과 접지단 사이에 구성되어 LED제어부(400)의 제어신호를 받아 On 또는 Off되는 제2스위칭소자(Q2)를 포함할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 깜빡임방지부(600)의 동작은 다음과 같다.The operation of the
LED제어부(400)에 의해 LED부(700)에 전압이 인가되고 점등되어 있는 경우, NPN트랜지스터로 구성된 제2스위칭소자(Q2)는 베이스에 High신호가 입력되어 컬렉터로부터 이미터로의 전류가 흐르게 된다. When a voltage is applied to the
이 때 제2스위칭소자(Q2)의 컬렉터와 구동전원 사이에는 제1저항(R1)이 연결되어 있다. 제2스위칭소자(Q2)의 컬렉터는 NPN트랜지스터로 구성된 제1스위칭소자(Q1)의 베이스에 연결되어있기 때문에 제2스위칭소자(Q2)에 컬렉터전류가 흐르게 되면 상기 제1스위칭소자(Q1)의 베이스에는 Low신호가 입력되어 컬렉터전류가 차단된다.At this time, a first resistor R1 is connected between the collector of the second switching element Q2 and the driving power. Since the collector of the second switching element Q2 is connected to the base of the first switching element Q1 composed of an NPN transistor, when a collector current flows through the second switching element Q2, the collector of the first switching element Q1 A low signal is input to the base to cut off the collector current.
따라서 이 때 깜빡임방지부(600)는 구동전원으로부터 제1저항(R1)을 통한 채널만이 접지점으로 연결되어 있다. 이 때 제1저항(R1)의 저항값은 상대적으로 큰 값을 갖기 때문에 깜빡임방지부(600)를 통해 소모되는 전력은 미미하다.Therefore, at this time, the
이 때, LED제어부(400)에 의해 LED부(700)에 전압이 차단되고 소등되는 경우, 리플제거부(500)의 커패시터에 충전된 전하가 방전되며 LED부(700)로 미약한 전류가 흐르게 된다.At this time, when the voltage is cut off and turned off by the
LED제어부(400)에 의해 소등이 된 경우, 제2스위칭소자(Q2)의 베이스에는 Low 신호가 입력되고, 컬렉터전류가 차단된다. 따라서 제2스위칭소자(Q2)의 컬렉터와 연결된 제1스위칭소자(Q1)의 베이스에는 High 신호가 입력되어 제1스위칭소자(Q1)에 컬렉터전류가 흐르게 된다.When the LED is turned off by the
따라서 이 때 깜빡임방지부(600)는 구동전원으로부터 제2저항(R2)을 통한 채널을 통해 접지점으로 연결되어있고, 제2저항(R2)의 저항값은 상대적으로 작은 값을 갖기 때문에, 상기 리플제거부(500)의 커패시터에 충전되어 있던 전하는 LED부(700)가 아닌 깜빡임방지부(600)를 통해 방전되어 LED부(700)의 깜빡임을 방지할 수 있게 된다.Therefore, at this time, since the
도 6을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 LED부(700)는 복수개의 발광다이오드가 직렬 또는 병렬 연결되어 하나의 클러스터를 이루어 구성될 수 있다.Referring to FIG. 6, the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED부(700)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.7 is a view schematically showing the configuration of the
도 7을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 LED부(700)는 하나 또는 복수개의 LED로 구성되고 전원을 인가 받아 발광하는 LED모듈(720 내지 740), 하나 또는 복수개의 LED로 구성되고 전원을 인가 받아 발광하는 예비LED모듈(750) 및 LED제어부의 제어신호에 따라 LED모듈(720 내지 740)에 전원을 인가하고, 상기 LED모듈(720 내지 740)의 정상동작 여부를 파악하고, 상기 LED모듈(720 내지 740)이 정상동작 하지 않는 경우 상기 예비LED모듈(750)에 전원을 인가하는 LED관리부(710)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the
도 7에서는 상기 LED부(700)는 3개의 LED모듈과 하나의 예비LED모듈을 구비한 것으로 도시되었으나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 하나 이상의 LED모듈과 하나 이상의 예비LED모듈을 각각 포함할 수 있다.In FIG. 7, the
상기 LED관리부(710)는 상기 LED모듈(720 내지 740) 및 예비LED모듈(750)에 전원을 인가하여 조명이 동작할 수 있도록 제어한다. 이 때, 상기 LED관리부(710)는 정상적인 상황에서는 LED모듈(720 내지 740)에 전원을 인가하여 LED모듈(720 내지 740)이 조명을 제공할 수 있도록 제어한다.The
만약, LED모듈(720 내지 740)이 정상동작 하지 않는 경우 상기 LED관리부(710)는 예비LED모듈(750)에 전원을 인가하여 LED모듈(720 내지 740)을 대신하여 작동할 수 있도록 한다. If the
도 7에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED부(700)는 둘 이상의 LED모듈(720 내지 740)을 포함할 수 있고, 상기 LED관리부(710)는 둘 이상의 LED모듈(720 내지 740) 중 어느 하나의 LED모듈이 정상동작 하지 않는 것으로 파악 된 경우 예비LED모듈(750)에 전원을 인가하여 조명이 지속적으로 동작할 수 있도록 한다. 이처럼 복수개의 LED모듈(720 내지 740)중 어느 하나의 LED모듈만이 정상동작 하지 않는 경우 정상동작 하지 않는 해당 LED모듈을 대신하여 예비LED모듈(750)이 동작하도록 할 수 있다.As shown in FIG. 7, the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED관리부의 내부 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.8 is a block diagram schematically showing the internal configuration of the LED management unit according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 LED관리부(710)는 LED모듈제어부(711), LED모듈감시부(712) 및 예비LED모듈제어부(713)를 포함한다.8, the
상기 LED모듈제어부(711)는 LED제어부(400)의 제어신호에 따라 상기 LED모듈(720 내지 740)에 전원을 인가한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 LED모듈제어부(711)는 복수의 LED모듈(720 내지 740)에 대해 독립적으로 전원을 인가하여 제어할 수 있다. 이와 같이 각 LED모듈(720 내지 740)을 독립적으로 제어함으로써 어느 하나의 LED모듈이 정상동작 하지 않는 경우 해당 LED모듈에만 전원을 차단하고 다른 LED모듈은 지속적으로 동작할 수 있도록 할 수 있다.The LED
상기 LED모듈감시부(712)는 상기 LED모듈(720 내지 740)의 정상동작 여부를 파악한다. 상기 LED모듈감시부(712)는 상기 LED모듈(720 내지 740)의 동작을 다양한 방법을 통해 감시하여 LED제어부(400)에서의 제어에 따라 각각의 LED모듈(720 내지 740)이 동작하는지 여부를 파악한다.The LED
상기 예비LED모듈제어부(713)는 상기 LED모듈(720 내지 740)이 정상동작 하지 않는 경우 상기 예비LED모듈(750)에 전원을 인가한다. 상기 예비LED모듈제어부(713)는 이를 위하여 상기 LED모듈감시부(712)의 감시 결과를 수신하여 이상이 발견된 경우 상기 예비LED모듈(750)에 전원을 인가하여 이상이 발생한 LED모듈을 대신하여 동작할 수 있도록 한다.The preliminary LED
바람직하게는 상기 LED관리부는 LED모듈(720 내지 740)이 정상동작 하지 않는 경우 사용자에게 이를 표시하는 LED이상알림부(미도시)를 더 포함하여, LED모듈(720 내지 740)이 정상동작 하지 않아 예비LED모듈(750)으로 대체 한 경우, 사용자가 LED모듈의 이상을 파악하고 이상이 발생한 LED모듈을 교체하는 등의 조치를 취할 수 있도록 한다. 상기 LED이상알림부(미도시)는 스스로 사용자에게 이상 발생을 표시할 수도 있고, 혹은 LED제어부(400)에 이상 발생 여부를 전송하여 LED제어부에서 사용자에게 이상 발생을 표시할 수 있도록 할 수 있다.Preferably, the LED management unit further includes an LED abnormality notification unit (not shown) that displays this to the user when the
이와 같이 LED관리부(710)는 LED모듈(720 내지 740) 중 어느 하나가 정상동작 하지 않는 경우 예비LED모듈(750)에 전원을 공급함으로써 정상동작 하지 않는 LED모듈을 대신하여 작동할 수 있도록 함으로써 LED모듈(720 내지 740)의 이상 발생시에도 조명의 조도 변화 등의 문제를 야기치 않고 지속적으로 조명을 공급할 수 있고, 이 후 사용자가 정상동작 하지 않는 LED모듈을 교체할 수 있도록 이를 사용자에게 표시하는 효과를 발휘할 수 있다.In this way, the
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.9 is a block diagram schematically showing the configuration of an LED lighting device according to another embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명장치는 AC전원부(100), 정류부(200), DC/DC컨버터(300), 제1LED제어부(410), 제2LED제어부(420), 리플제거부(500), 깜빡임방지부(600) 및 LED부(700)를 포함한다.Referring to FIG. 9, the LED lighting device according to another embodiment of the present invention includes an AC
상기 AC전원부(100), 정류부(200), DC/DC컨버터(300), 리플제거부(500), 깜빡임방지부(600) 및 LED부(700)는 도 5에 도시된 바와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.The AC
상기 제1LED제어부(410)는 조명의 조도를 입력 받아 LED모듈에 공급되는 전원을 제어한다. 상기 제1LED제어부(410)는 도 5에 도시된 LED제어부(400)의 역할을 동일하게 수행하면서, 조명의 조도를 입력 받고, 입력 받은 조도에 기초하여 LED모듈에 공급되는 전원을 제어함으로써 LED모듈의 조도를 제어한다. 이를 위해 상기 제1LED제어부(410)는 전원 공급이 이루어지는 AC전원부(100), 정류부(200), 또는 DC/DC컨버터(300)에 제어 신호를 전달할 수 있다.The first
이 때 상기 제1LED제어부(410)는 입력 받은 조도가 기설정된 임계조도 이상인지 여부를 판단하여 상기 조도에 따른 조도 제어 방법을 선택하여 제어할 수 있다.In this case, the
상기 제2LED제어부(420)는 상기 제1LED제어부(410)의 제어에 따라 LED모듈에 공급되는 전류를 조절한다. 상기 제2LED제어부(420)는 상기 제1LED제어부(410)에서 선택한 조도 제어 방법에 따라 제어를 수행하여 LED모듈에 공급되는 전류를 조절하여 LED모듈의 조도를 제어한다. 이를 위해 상기 제2LED제어부(420)는 LED부(700)에 공급되는 전류를 직접 제어할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.The second
또한, 상기 제2LED제어부(420)는 제1LED제어부(410)의 제어를 받기 위하여 제1LED제어부와 연결되어 제어 신호를 수신하도록 구성됨이 바람직하다.In addition, the second
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED제어부의 내부 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.10 is a block diagram schematically showing the internal configuration of the LED control unit according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 LED제어부(400)는 제1LED제어부(410) 및 제2LED제어부(42)를 포함하고, 상기 제1LED제어부(410)는 조도입력부(411) 및 제어판단부(412)를 포함하고, 상기 제2LED제어부(420)는 PWM제어부(421) 및 DC제어부(422)를 포함한다.Referring to Figure 10, the
본 발명의 일 실시예에 따른 LED제어부(400)는 LED 조명의 점등 및 소등을 제어할 뿐만 아니라 조도제어도 수행한다.The
이 때, LED제어부(400)는 조도제어를 수행함에 있어서, 조도제어값이 기설정된 임계조도 이상인 경우 DC제어 방식으로 LED부(700)의 조도를 제어하고, 임계조도 미만인 경우 PWM 방식으로 LED부(700)의 조도를 제어한다.In this case, the
상기 조도입력부(411)는 LED 조명의 조도를 입력 받는다. 조도입력부(411)는 아날로그 혹은 디지털 방식으로 조도를 입력 받을 수 있으며, 입력 받은 조도가 0인 경우, 조명의 소등으로 인식하여 소등제어를 할 수 있다.The
상기 제어판단부(412)는 입력 받은 상기 조도가 기설정된 임계조도 이상인지 여부를 판단한다. 상기 임계조도는 LED 조명장치에 포함된 LED부(700)의 특성 등에 의하여 미리 설정되어 입력될 수 있다. 상기 제어판단부(412)는 입력 받은 조도가 임계조도 미만인 경우 후술할 PWM제어부(421)가 조도를 제어하도록 하고, 입력 받은 조도가 임계조도 이상인 경우 후술할 DC제어부(422)가 조도를 제어하도록 한다.The control
상기 PWM제어부(421)는 입력 받은 상기 조도가 기설정된 임계조도 미만인 경우 PWM방식으로 LED부(700)의 조도를 제어한다. 상기 PWM제어부(421)는 입력 받은 조도가 임계조도 미만인 경우 일정한 전압의 PWM신호를 통해 LED부(700)로 흐르는 전류의 양을 제어 함으로써 LED부(700)의 조도를 제어한다. The
더욱 상세하게는 상기 PWM제어부(421)는 LED부(700)에 공급되는 전압을 일정하게 유지하면서 입력 받은 상기 조도에 기초하여 듀티비를 조절함으로써 LED부(700)의 조도를 제어한다.More specifically, the
상기 DC제어부(422)는 입력 받은 상기 조도가 기설정된 임계조도 이상인 경우 DC제어 방식으로 LED부(700)의 조도를 제어한다. 상기 DC제어부(422)는 입력 받은 조도가 임계조도 이상인 경우 전압을 조절하여 LED부(700)로 흐르는 전류의 양을 제어함으로써 LED부(700)의 조도를 제어한다. The
더욱 상세하게는 상기 DC제어부(422)는 입력 받은 상기 조도에 기초하여 LED부(700)에 공급되는 전압을 조절함으로써 LED부(700)의 조도를 제어한다.More specifically, the
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명의 조도제어에 따른 제어값을 개략적으로 도시하는 그래프이다.11 is a graph schematically showing a control value according to the illumination control of the LED lighting according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 LED제어부(400)가 조도제어를 수행할 때 제어되는 조도제어값에 대한 전압제어값, 듀티비 및 전류량을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 11, when the
도 11의 (A)에서 보는 바와 같이 조도제어값이 임계조도 X1보다 높은 경우, 조도제어값이 높을수록 전압제어값은 높아지고, 조도제어값이 낮을수록 전압제어값은 낮아진다. 또한 조도제어값이 임계조도 X1보다 낮은 경우, 전압제어값은 조도제어값에 상관 없이 임계조도 X1일 때의 전압제어값으로 일정하게 유지된다.As shown in FIG. 11A, when the illuminance control value is higher than the threshold illuminance X1, the higher the illuminance control value, the higher the voltage control value, and the lower the illuminance control value, the lower the voltage control value. Further, when the illuminance control value is lower than the threshold illuminance X1, the voltage control value is kept constant as the voltage control value when the threshold illuminance X1 is irrespective of the illuminance control value.
도 11의 (B)에서 보는 바와 같이 임계조도 X1 미만인 경우, 조도제어값이 낮을수록 듀티비가 낮아지고, 조도제어값이 높을수록 듀티비가 높아진다. 임계조도 X1에서 듀티비는 100%가 된다. 또한 임계조도 X1 이상인 경우 DC제어를 수행하기 때문에 듀티비는 100%인채로 유지된다.As shown in FIG. 11B, when the critical illuminance is less than X1, the lower the illumination control value, the lower the duty ratio, and the higher the illumination control value, the higher the duty ratio. At the critical illuminance X1, the duty ratio is 100%. In addition, since the DC control is performed when the critical illuminance is X1 or more, the duty ratio is maintained at 100%.
이와 같이 임계조도 X1 미만인 경우 PWM제어, 임계조도 X1 이상인 경우 DC제어룰 수행함으로써 LED제어부(400)는 도 11의 (C)에서 보는 바와 같이 LED부(700)에 공급되는 전류를 조도제어값에 비례하도록 조절하여 LED 조명의 조도를 제어한다.By performing PWM control when the critical illuminance is less than X1 and DC control when the critical illuminance is greater than X1, the
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.12 is a block diagram schematically showing the configuration of an LED lighting device according to another embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 조명장치는 AC전원부(100), 정류부(200), DC/DC컨버터(300), LED제어부(400), 리플제거부(500), 깜빡임방지부(600), LED부(700) 및 보조전원부(800)를 포함한다.Referring to Figure 12, the LED lighting device according to another embodiment of the present invention
상기 AC전원부(100), 정류부(200), DC/DC컨버터(300), 리플제거부(500), 깜빡임방지부(600) 및 LED부(700)는 도 5에 도시된 바와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.The AC
상기 보조전원부(800)는 LED 조명장치에 전원을 공급할 수 있다. 상기 보조전원부(800)는 LED 조명장치가 정상동작시에는 전원을 공급하지 않다가, AC전원부(100) 혹은 정류부(200) 등에 이상이 발생하여 전원을 공급받지 못하는 경우 상기 LED제어부의 제어를 받아 LED 조명장치에 전원을 공급한다. 바람직하게는 상기 보조전원부(800)는 상기 AC전원부(100)와 독립적인 전원 공급원을 구비하여, AC전원부(100)의 이상 발생시에도 동작할 수 있도록 한다.The auxiliary
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 보조전원부(800)는 AC전원부(100)로부터 전원을 공급받지 못하는 경우에 대비하여 일시적으로 전원을 공급하도록 하여 LED 조명이 지속적으로 조명을 제공할 수 있도록 한다. 따라서 보조전원부(800)는 AC전원부(100)와 같이 외부로부터 지속적인 전원 공급을 받을 필요 없이, 내부의 배터리 등에 의하여 일시적으로 전원을 공급하도록 하는 것도 무방하다. 또한, 이와 같은 경우 교류전원이 아닌 직류전원을 공급할 수도 있다.The auxiliary
만약, 보조전원부(800)가 교류전원을 포함하는 경우, 내부에 정류장치를 포함하여 LED부(700)가 직류전류를 공급받을 수 있도록 함이 바람직하다.If, when the auxiliary
LED제어부(400)는 앞서 설명한 바와 동일하나, 상기 AC전원부(100)로부터 전원을 공급받지 못하는 경우, 상기 보조전원부(800)로부터 전원을 공급받아 LED 조명을 제어한다.The
상기 LED제어부(400)는 AC전원부(100)로부터 전원을 공급받음과 동시에 AC전원부(100) 및 정류부(200)의 정상동작 여부를 확인한다. 확인 결과 이상이 발견되어 AC전원부(100)로부터 전원을 공급받지 못하는 경우, 보조전원부로부터 전원을 공급받을 수 있도록 전환한다.The
바람직하게는 상기 LED제어부(400)는 AC전원부(100)로부터 전원을 공급받지 못하여 보조전원부(800)로부터 전원을 공급받게 되는 경우 사용자에게 이를 표시하는 이상알림부(미도시)를 더 포함하여, 사용자가 전원 공급의 이상을 파악하고 이에 대한 조치를 취할 수 있도록 한다. 더욱 바람직하게는 상기 이상알림부는 LED부(700)의 LED모듈(720 내지 740)의 이상 발생 여부를 수신하여 사용자에게 이를 표시하여 사용자가 쉽게 전원 공급 혹은 LED모듈의 이상을 파악할 수 있도록 한다.Preferably, the
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치의 상기 LED제어부(400)는 AC전원부(100)로부터 전원 공급 여부를 파악하는 전원감시부(미도시) 및 AC전원부(100)로부터 전원을 공급받지 못하는 경우 보조전원부로부터 전원을 공급받는 전원스위치부(미도시)를 포함할 수 있다.To this end, the
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치는 평소에는 AC전원으로부터 전원을 공급 받아 조명을 제공하고, AC전원의 고장, 단선 등으로 인해 전원을 공급 받지 못하는 경우에도 보조전원으로부터 전원을 공급받아 조명을 제공함으로써 LED 조명을 이용한 방송 등에 있어 전원 이상에 관계 없이 지속적으로 조명을 안정적으로 제공할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.As described above, the LED lighting device according to an embodiment of the present invention normally supplies power from AC power and provides lighting, and supplies power from auxiliary power even when AC power is not supplied due to failure or disconnection of the AC power. By receiving and providing lighting, it is possible to exert an effect of stably providing lighting regardless of a power supply abnormality in broadcasting using LED lighting.
본 발명의 일 실시예에 따르면 교류전압을 입력 받아 구동하는 LED 조명에 있어서 플리커의 발생을 억제할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in an LED lighting driven by receiving an AC voltage, an effect capable of suppressing the occurrence of flicker can be exhibited.
본 발명의 일 실시예에 따르면 LED 조명의 소등 시 발생할 수 있는 깜빡임을 방지할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to exert an effect of preventing flicker that may occur when the LED light is turned off.
본 발명의 일 실시예에 따르면 LED 조명의 조도 제어 시 임계조도 미만인 경우 PWM방식으로, 임계조도 이상인 경우 DC제어 방식으로 제어함으로써 깜빡임이나 플리커를 억제하면서 정확한 조도 제어를 할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when controlling the illuminance of the LED light, the PWM method is used when the light is less than the critical illuminance, and the DC control method is used to control the illuminance while suppressing flicker or flicker. .
본 발명의 일 실시예에 따르면 LED모듈에 이상이 발생하더라도 예비LED모듈을 구동함으로써 연속적인 조명을 제공할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, even if an abnormality occurs in the LED module, it is possible to exert the effect of providing continuous lighting by driving the preliminary LED module.
본 발명의 일 실시예에 따르면 AC전원부에 이상이 발생하더라도 보조전원부에 의해 전원을 공급받아 연속적인 조명을 제공할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, even if an abnormality occurs in the AC power supply, the power can be supplied by the auxiliary power supply to exert the effect of providing continuous lighting.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described by a limited embodiment and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (10)
하나 이상의 LED로 구성되어 제어에 따라 조명을 제공하는 LED부;
교류전원을 공급하는 AC전원부;
교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부;
직류전원의 구동전압을 조절하는 DC/DC컨버터;
상기 LED부의 점등, 소등 및 조도 제어를 수행하는 LED제어부;
상기 DC/DC컨버터와 LED부 사이에 위치하여 전원의 리플 전류를 제거하는 리플제거부; 및
LED조명 소등 시 발생하는 깜빡임을 방지하는 깜빡임방지부; 를 포함하고,
상기 리플제거부는,
상기 구동전압을 평활화하고 LED부에 흐르는 전류 성분 중에서 리플 성분을 제거하는 하나 이상의 전해 커패시터 필터를 포함하고,
상기 전해 커패시터 필터의 일단은 DC/DC컨버터와 LED부 사이에 전기적으로 접속되어 있고, 상기 전해 커패시터 필터의 타단은 접지단에 전기적으로 접속되어 있고,
상기 깜빡임방지부는,
상기 리플제거부와 LED부의 접점에 연결된 제1저항 및 제2저항;
상기 제2저항과 접지단 사이에 배치되어 트랜지스터를 포함하는 제1스위칭소자; 및
상기 제1저항과 접지단 사이에 배치되어 트랜지스터를 포함하는 제2스위칭소자;를 포함하고,
상기 LED제어부는 상기 제2스위칭소자의 트랜지스터의 베이스에 전기적으로 접속되고,
상기 제2스위칭소자의 일단은 상기 제1스위칭소자의 트랜지스터의 베이스에 전기적으로 접속되고,
상기 제1저항은 상기 제2저항 보다 10배 이상 높은 저항값을 가지고,
상기 LED제어부는 상기 LED부가 점등되어 있을 때는, 상기 제2스위칭소자에 전류를 흐르도록 제어신호를 상기 제2스위칭소자의 트랜지스터의 베이스에 입력하고, 이에 따라 상기 제1스위칭소자에 전류가 흐르지 않게 되고,
상기 LED제어부는 상기 LED부가 소등하는 경우, 상기 제2스위칭소자에 전류가 흐르지 않도록 제어신호를 상기 제2스위칭소자의 트랜지스터의 베이스에 입력하고, 이에 따라 상기 제1스위칭소자에 전류가 흐르게 되고,
상기 제1저항의 일단은 상기 리플제거부 및 상기 LED부 사이에 전기적으로 접속되고, 상기 제1저항의 타단은 상기 제1스위칭소자 및 상기 제2스위칭소자에 전기적으로 접속되고,
상기 제2저항의 일단은 상기 리플제거부 및 상기 LED부 사이에 전기적으로 접속되고, 상기 제2저항의 타단은 상기 제1스위칭소자에 전기적으로 접속되는, LED 조명장치.
As an LED lighting device that prevents flicker,
LED unit consisting of one or more LEDs to provide lighting under control;
An AC power supply for supplying AC power;
A rectifying unit for converting AC power into DC power;
A DC/DC converter that controls the driving voltage of the DC power supply;
An LED control unit that performs lighting, lighting and illuminance control of the LED unit;
A ripple removing unit positioned between the DC/DC converter and the LED unit to remove ripple current of a power source; And
A flicker prevention unit that prevents flickering that occurs when the LED lighting is turned off; Including,
The ripple removal unit,
And at least one electrolytic capacitor filter that smooths the driving voltage and removes a ripple component among current components flowing in the LED unit.
One end of the electrolytic capacitor filter is electrically connected between the DC/DC converter and the LED unit, and the other end of the electrolytic capacitor filter is electrically connected to the ground terminal,
The flicker prevention unit,
A first resistor and a second resistor connected to the ripple removing portion and the LED portion;
A first switching element disposed between the second resistor and the ground terminal and including a transistor; And
And a second switching element disposed between the first resistor and the ground terminal and including a transistor.
The LED control unit is electrically connected to the base of the transistor of the second switching element,
One end of the second switching element is electrically connected to the base of the transistor of the first switching element,
The first resistance has a resistance value 10 times higher than the second resistance,
When the LED control unit is turned on, the LED control unit inputs a control signal to the base of the transistor of the second switching element so that current flows through the second switching element, so that no current flows through the first switching element. Become,
When the LED control unit is turned off, the LED control unit inputs a control signal to the base of the transistor of the second switching device so that current does not flow through the second switching device, and thus a current flows through the first switching device.
One end of the first resistor is electrically connected between the ripple removing portion and the LED portion, and the other end of the first resistor is electrically connected to the first switching element and the second switching element,
One end of the second resistor is electrically connected between the ripple removal unit and the LED unit, the other end of the second resistor is electrically connected to the first switching element, LED lighting device.
상기 LED부는,
하나 또는 복수개의 LED로 구성되고 전원을 인가 받아 발광하는 LED모듈;
하나 또는 복수개의 LED로 구성되고 전원을 인가 받아 발광하는 예비LED모듈; 및
상기 LED제어부의 제어신호에 따라 상기 LED모듈에 전원을 인가하고, 상기 LED모듈의 정상동작 여부를 파악하고, 상기 LED모듈이 정상동작 하지 않는 경우 상기 예비LED모듈에 전원을 인가하는 LED관리부; 를 포함하는 LED 조명장치.
The method according to claim 1,
The LED unit,
LED module consisting of one or a plurality of LEDs and emits light by receiving power;
A preliminary LED module composed of one or a plurality of LEDs and receiving power and emitting light; And
An LED management unit that applies power to the LED module according to the control signal of the LED control unit, determines whether the LED module is operating normally, and applies power to the spare LED module when the LED module does not operate normally; LED lighting device comprising a.
상기 LED관리부는,
상기 LED제어부의 제어신호에 따라 상기 LED모듈에 전원을 인가하는 LED모듈제어부;
상기 LED모듈의 정상동작 여부를 파악하는 LED모듈감시부; 및
상기 LED모듈이 정상동작 하지 않는 경우 예비LED모듈에 전원을 인가하는 예비LED모듈제어부; 를 포함하는 LED 조명장치.
The method according to claim 4,
The LED management unit,
An LED module control unit that applies power to the LED module according to the control signal of the LED control unit;
An LED module monitoring unit to determine whether the LED module is operating normally; And
A spare LED module control unit for applying power to the spare LED module when the LED module does not operate normally; LED lighting device comprising a.
상기 LED부는 둘 이상의 LED모듈을 포함하고,
상기 LED관리부는 둘 이상의 LED모듈 중 어느 하나의 LED모듈이 정상동작 하지 않는 경우 예비LED모듈에 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는, LED 조명장치.
The method according to claim 5,
The LED unit includes two or more LED modules,
The LED management unit is characterized in that if any one of the two or more LED modules do not operate normally, the LED lighting device, characterized in that for applying power to the spare LED module.
상기 LED제어부는,
조명의 조도를 입력 받아 LED모듈에 공급되는 전원을 제어하는 제1LED제어부; 및
상기 제1LED제어부의 제어에 따라 LED모듈에 공급되는 전류를 조절하는 제2LED제어부; 를 포함하고,
상기 제1LED제어부는,
LED 조명의 조도를 입력 받는 조도입력부; 및
입력 받은 상기 조도가 기설정된 임계조도 이상인지 여부를 판단하는 제어판단부; 를 포함하고,
상기 제2LED제어부는,
입력 받은 상기 조도가 기설정된 임계조도 미만인 경우 PWM방식으로 LED부의 조도를 제어하는 PWM제어부; 및
입력 받은 상기 조도가 기설정된 임계조도 이상인 경우 DC제어 방식으로 LED부의 조도를 제어하는 DC제어부; 를 포함하는 LED 조명장치.
The method according to claim 1,
The LED control unit,
A first LED control unit for controlling the power supplied to the LED module receives the illumination of the illumination; And
A second LED control unit for adjusting the current supplied to the LED module according to the control of the first LED control unit; Including,
The first LED control unit,
An illuminance input unit that receives the illuminance of the LED light; And
A control panel unit for determining whether the received illuminance is equal to or greater than a predetermined threshold illuminance; Including,
The second LED control unit,
A PWM control unit that controls the illuminance of the LED unit in a PWM manner when the received illuminance is less than a predetermined threshold illuminance; And
A DC control unit that controls the illuminance of the LED unit using a DC control method when the received illuminance is equal to or greater than a predetermined threshold illuminance; LED lighting device comprising a.
상기 PWM제어부는,
LED부에 공급되는 전압을 일정하게 유지하면서 입력 받은 상기 조도에 기초하여 듀티비를 조절함으로써 LED부의 조도를 제어하는 것을 특징으로 하는, LED 조명장치.
The method according to claim 7,
The PWM control unit,
The LED lighting device characterized in that it controls the illuminance of the LED unit by adjusting the duty ratio based on the received illuminance while maintaining a constant voltage supplied to the LED unit.
상기 DC제어부는,
입력 받은 상기 조도에 기초하여 LED부에 공급되는 전압을 조절함으로써 LED부의 조도를 제어하는 것을 특징으로 하는, LED 조명장치.
The method according to claim 7,
The DC control unit,
LED lighting device, characterized in that to control the illuminance of the LED unit by adjusting the voltage supplied to the LED unit based on the received illumination.
상기 LED 조명장치는,
LED 조명장치에 전원을 공급할 수 있는 보조전원부; 를 더 포함하고,
상기 LED제어부는,
상기 AC전원부로부터 전원을 공급받지 못하는 경우, 상기 보조전원부로부터 전원을 공급받아 LED 조명을 제어하는 것을 특징으로 하는, LED 조명장치.
The method according to claim 1,
The LED lighting device,
An auxiliary power supply unit capable of supplying power to the LED lighting device; Further comprising,
The LED control unit,
When it is not possible to receive power from the AC power supply, it is characterized in that it receives power from the auxiliary power supply to control the LED lighting, LED lighting device.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |