KR102149362B1 - 전력선 통신 기반의 조명제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력선 통신 기반의 조명제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 교류전원에 포함되어 있는 변조된 제어신호를 복조하여 제어신호에 따라 LED모듈을 구동하고, 구동에 따른 소비전력의 전력값과 기저장된 전력값을 비교하여 LED모듈의 출력을 보정하는, 전력선 통신 기반의 조명제어 시스템에 관한 것이다.

Description

전력선 통신 기반의 조명제어 시스템 {Lighting Control System Based on Power Line Communication}

본 발명은 전력선 통신 기반의 조명제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 교류전원에 포함되어 있는 변조된 제어신호를 복조하여 제어신호에 따라 LED모듈을 구동하고, 구동에 따른 소비전력의 전력값과 기저장된 전력값을 비교하여 LED모듈의 출력을 보정하는, 전력선 통신 기반의 조명제어 시스템에 관한 것이다.

전력선 통신(Power Line Communication, PLC)은 전력을 공급하는 전력선을 이용하여 데이터를 송,수신하는 통신기술이다. 전력선 통신은 구축되어 있는 전기배선을 통신용으로 사용할 수 있으므로, 별도의 통신을 위한 배선을 구축하지 않아도 통신 네트워크를 구성할 수 있는 장점을 갖는다. 특히, 전력선 통신은 조명시스템과 같이 조명을 On/Off 하거나 조명의 발광강도를 제어하는 등 비교적 크기가 작은 데이터를 요구하고, 데이터의 전송 속도에 크게 영향을 받지 않는 시스템에서 주로 사용하고 있다.

종래의 전력선 통신은 결합회로, 주파수변환회로, 대역확산(Spread spectrum), PN부호, 제어회로, 전원회로를 포함한다. 무선통신에서 널리 사용되는 대역확산 방식을 사용한 전력선 통신의 경우 반송주파수대역의 노이즈를 발생시키는 전기/전자기기가 전력선의 선로상에 존재하는 경우 통신이 불가능하므로 통신 가능한 전력망 구성에 제약이 많아지는 문제점이 있다.

또한, 교류전원을 이용하는 전열기, 조명기기 등의 출력량을 사용환경에 맞게 조절하여 전력을 절감하기 위해 일반적으로 SCR(Silicon controlled rectifier), 트랜지스터(Transistor) 등을 이용해 공급되는 전력의 위상각을 제어하거나 트랜스포머(Transformer)를 이용해 전압을 제어하여 공급되는 실효전력량(RMS Power)을 조절하는 방법을 사용한다.

전압이나 위상각을 제어하여 공급되는 실효전력량을 조절하는 방식의 전력절감기의 경우 공급전력의 전압이 낮아지거나 전력이 공급되지 않는 구간이 존재하는 경우 부하기기의 특성에 따라 부하기기가 이상동작 할 수 있는 문제점이 있다.

이와 같이, 전력선 통신은 일반적으로 사용하는 유,무선 방식의 통신망과 비교하여 전력선에 연결되어 있는 타 전기/전자기기에 의해 발생하는 노이즈 등과 같은 외란에 취약하고, 이러한 단점 때문에 일반적으로 사용되기 어려운 문제점이 존재한다.

특히, 조명시스템에서 상기와 같은 전력선 통신 방식을 사용하는 경우, 전력선에 포함되는 노이즈 등에 의해 제어하고자 하는 조명의 발광강도에 대한 전력값과는 상이한 전력값으로 조명이 발광할 수 있고, 특히 조명시스템의 소자 등에 이상이 발생하는 경우에는 발광강도의 차이가 더욱 크게 발생할 수 있다.

또한, 기존의 전력선 통신의 통신속도를 향상시키기 위하여 데이터를 펄스 위치변조(PPM)하고, 변조된 펄스에 맞추어 특정 주파수 신호를 교류신호에 동조하여 통신을 수행하는 방법의 경우에는, 교류신호에 동조되는 특정 주파수 신호가 안정적인 전압을 공급하는 데 있어 방해요소가 될 수 있고, 따라서 타 전력선 통신 방법과 비교하여 조명의 제어가 어려운 문제점이 극대화 될 수 있다.

그러므로 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 전력선 통신 방법을 그대로 사용하면서, 안정적으로 조명을 제어할 수 있는 기술의 개발이 필요한 상황이다.

본 발명은 전력선 통신 기반의 조명제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 교류전원에 포함되어 있는 변조된 제어신호를 복조하여 제어신호에 따라 LED모듈을 구동하고, 구동에 따른 소비전력의 전력값과 기저장된 전력값을 비교하여 LED모듈의 출력을 보정하는, 전력선 통신 기반의 조명제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 마스터제어부 및 슬레이브조명부를 포함하는 전력선 통신 기반 조명제어 시스템으로서, 상기 슬레이브조명부는, 상기 마스터제어부로부터 변조된 제어신호가 포함된 교류전원을 전력선을 통하여 공급받고, 상기 전력선의 교류전원에 포함된 변조된 제어신호를 복조할 수 있는 신호로 변환하는 파형변환부 및 상기 복조할 수 있는 신호로부터 제어신호를 복조하는 복조부를 포함하는 전력선통신부; 상기 슬레이브조명부로 공급되는 상기 교류전원의 전력값을 센싱하는 전류센서부; 공급된 상기 교류전원을 직류전원으로 변환하는 AC-DC변환부; 복수의 발광소자를 포함하는 LED모듈; 상기 AC-DC변환부로부터 직류전원을 공급받고, 상기 LED모듈을 제어하는 LED드라이버부; 및 상기 전류센서부에서의 센싱 결과 및 복조된 상기 제어신호에 따라 상기 LED드라이버부를 제어하는 LED드라이버제어부;를 포함하는, 전력선 통신 기반 조명제어 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 LED드라이버제어부는, 상기 제어신호에 따라 기설정된 규칙에 기초하여 상기 LED드라이버부를 제어하는 드라이버제어신호를 생성하고, 상기 제어신호에 상응하는 기저장된 전력값과 상기 전류센서부에서 센싱된 전력값의 차이에 기초하여 상기 드라이버제어신호를 보정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 슬레이브조명부에는, 상기 LED모듈의 복수의 발광강도의 레벨에 대한 각각의 전력값을 포함하는 매핑테이블이 저장되어 있고, 상기 LED드라이버제어부는, 상기 제어신호에 상응하는 제어 발광강도의 레벨에 대한 전력값과 상기 전류센서부에서 센싱된 전력값의 차이가 기설정된 조건을 충족하는 경우, 상기 드라이버제어신호를 보정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 슬레이브조명부에는, 상기 LED모듈의 복수의 발광강도의 레벨에 대한 각각의 전력값을 포함하는 매핑테이블이 저장되어 있고, 상기 LED드라이버제어부는 상기 제어신호에 상응하는 제어 발광강도의 레벨에 대한 전력값과 상기 전류센서부에서 센싱된 전력값이 상이한 경우, 상기 드라이버제어신호를 하기 [식 1]에 의해 산출되는 보정 발광강도의 레벨에 상응하는 신호로 보정할 수 있다.

[식 1]

보정 발광강도의 레벨 = 제어 발광강도의 레벨 + K*(제어 발광강도의 레벨에 대한 전력값 - 전류센서부에서 센싱된 전력값)

(여기서, K는 기설정된 상수)

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어신호는, 웜 화이트(Warm White) 색상을 발광하는 1 이상의 웜발광소자를 제어하는 웜제어신호; 및 쿨 화이트(Cool White) 색상을 발광하는 1 이상의 쿨발광소자를 제어하는 쿨제어신호를 포함하고, 상기 LED드라이버부는, 상기 웜제어신호에 기초하여 상기 웜발광소자를 제어하는 웜LED드라이버부; 및 상기 쿨제어신호에 기초하여 상기 쿨발광소자를 제어하는 쿨LED드라이버부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 LED모듈은, 웜 화이트(Warm White) 색상을 발광하는 1 이상의 웜발광소자; 및 쿨 화이트(Cool White) 색상을 발광하는 1 이상의 쿨발광소자를 포함하고, 상기 제어신호는, 각각의 상기 발광소자에 상응하는 주소데이터를 포함하는 주소필드; 및 상기 웜발광소자의 발광강도에 대한 데이터를 포함하는 웜발광소자데이터필드와 상기 쿨발광소자의 발광강도에 대한 데이터를 포함하는 쿨발광소자데이터필드를 포함하는 데이터필드;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 마스터제어부는, 마스터변조부로 하여금 상기 전력선을 통해 상기 제어신호를 변조하여 상기 전력선에 인가하도록 마스터변조부를 제어하는 마스터MCU; 상기 마스터MCU의 제어에 따라 상기 전력선을 통해 전송할 제어신호를 변조하는 마스터변조부; 변조된 상기 제어신호를 상기 전력선의 교류전원에 결합시키는 마스터동조부; 상기 슬레이브조명부로 공급되는 교류전원의 전력값을 센싱하는 마스터전류센서부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 마스터MCU는, 상기 LED모듈의 모든 발광소자의 발광강도를 최대로 제어하는 제어신호를 상기 슬레이브조명부로 송신하는 단계; 및 상기 마스터전류센서부에서 센싱된 전력값과 기저장된 전력값을 비교하여, 2 이상의 슬레이브조명부 중 이상이 있는 슬레이브조명부의 존재를 판단하는 단계;를 수행하는 전체모니터링부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 마스터MCU는, 상기 LED모듈의 단일 발광소자 별로 발광강도를 최대로 제어하는 제어신호를 상기 슬레이브조명부로 순차적으로 송신하는 단계; 및 상기 마스터전류센서부에서 센싱된 전력값과 기저장된 전력값을 순차적으로 비교하여, 2 이상의 슬레이브조명부 중 이상이 있는 슬레이브조명부를 판단하는 단계;를 수행하는 개별모니터링부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 슬레이브조명부에 포함되는 제2세부슬레이브조명부는 일반적인 조명 시스템의 SMPS에 구성에 해당할 수 있고, 상기 제2세부슬레이브조명부를 제어하는 제1세부슬레이브조명부가 별도로 구비되므로, 기존 조명 시스템의 SMPS를 교체하지 않도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 슬레이브조명부는 전류센서부에서 센싱하는 교류전원의 전력값에 기초하여 제어하고자 하는 발광강도에 대한 전력값과 센싱된 전력값이 상이한 경우 드라이버제어신호를 보정하므로, 안정적이지 않은 교류전원이 공급되더라도 제어하고자 하는 발광강도로 조명을 제어할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 슬레이브조명부에는 매핑테이블이 저장되어 있고, 상기 매핑테이블에 기초하여 드라이버제어신호를 보정하므로, 드라이버제어신호의 보정을 위한 수행 시간을 단축할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 LED드라이버부는 LED모듈에 포함되어 있는 웜발광소자 및 쿨발광소자를 각각 제어하는 웜LED드라이버부 및 쿨LED드라이버부를 포함하므로, 제어신호에 따라 LED모듈의 색온도를 제어할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 제어신호는 각각의 발광소자에 상응하는 주소데이터 및 웜발광소자의 발광강도에 대한 데이터와 쿨발광소자의 발광강도에 대한 데이터를 포함하므로, 제어신호에 따라 단일 발광소자 혹은 발광소자의 그룹 별로 발광강도를 제어할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 전체모니터링부는 발광소자들을 최대의 발광강도로 제어하여 센싱된 전력값에 따라 2 이상의 슬레이브조명부 가운데 이상이 있는 슬레이브조명부를 판단하므로, 슬레이브조명부의 발광강도의 이상 유무를 용이하게 파악할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 개별모니터링부는 단일 발광소자 별로 발광강도를 최대로 제어하여 센싱된 각각의 전력값에 따라 복수의 발광소자 가운데 이상이 있는 발광소자를 판단하므로, 각 발광소자의 발광강도의 이상 유무를 용이하게 파악할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 마스터제어부 및 슬레이브조명부를 통해 전력선을 이용한 양방향 디지털 데이터 통신을 수행할 수 있으므로 단위 구역 내의 통신 솔루션으로 높은 활용 가치를 가질 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 전력선에 펄스 위치변조를 이용하여 변형된 교류전원을 송신하여 통신을 수행함으로써, 별도의 통신망이 없더라도 전력선만을 이용하여 데이터가 전송되므로 별도의 통신망을 구성하기 위한 비용이 절감되는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 블록 형태의 단일 주파수의 시간간격을 통해 매 비트마다 유효성을 판단할 수 있어 특정 코드가 다른 코드로 인식될 확률을 현저히 낮출 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 회로의 구성 비용이 낮으면서도 통신의 신뢰성이 높은 전력선 통신장치를 제공하는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 통신이 개시되는 경우 연속적인 단일 주파수 신호를 통해 패킷의 시작을 명확히 알리므로, 개시비트를 도출하기 위한 별도의 데이터의 분석을 필요로 하지 않는 효과를 발휘할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 기반 조명제어 시스템의 내부구성을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 기반 조명제어 시스템의 또 다른 형태의 내부구성을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬레이브조명부에 저장되어 있는 매핑테이블을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED드라이버부 및 LED드라이버제어부의 내부구성을 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어신호에 포함되는 복수의 필드들을 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터제어부의 내부구성을 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터제어부의 또 다른 형태의 내부구성을 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터MCU에 포함되는 전체모니터링부 및 개별모니터링부를 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전체모니터링부 및 개별모니터링부에서 수행하는 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 위치변조의 방법을 개략적으로 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터제어부에 의한 교류전원 신호를 개략적으로 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터제어부에 의한 또 다른 형태의 교류전원 신호를 개략적으로 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신이 개시되는 경우에 전송되는 개시비트가 교류전원에 결합된 상태를 개략적으로 도시한다.
도 14은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터제어부 및 슬레이브조명부를 이용하여 조명을 제어하기 위한 시스템의 통신 구조를 개략적으로 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류전원 신호의 복조 과정의 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류전원 신호가 복조되는 과정을 개략적으로 도시한다.

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.

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 모듈 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.

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.

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.

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.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 기반 조명제어 시스템의 내부구성을 개략적으로 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 마스터제어부(100) 및 슬레이브조명부(200)를 포함하는 전력선 통신 기반 조명제어 시스템으로서, 상기 슬레이브조명부(200)는, 상기 마스터제어부(100)로부터 변조된 제어신호가 포함된 교류전원을 전력선을 통하여 공급받고, 상기 전력선의 교류전원에 포함된 변조된 제어신호를 복조할 수 있는 신호로 변환하는 파형변환부(211) 및 상기 복조할 수 있는 신호로부터 제어신호를 복조하는 복조부(212)를 포함하는 전력선통신부(210); 상기 슬레이브조명부(200)로 공급되는 상기 교류전원의 전력값을 센싱하는 전류센서부(220); 공급된 상기 교류전원을 직류전원으로 변환하는 AC-DC변환부(230); 복수의 발광소자를 포함하는 LED모듈(260); 상기 AC-DC변환부(230)로부터 직류전원을 공급받고, 상기 LED모듈(260)을 제어하는 LED드라이버부(240); 및 상기 전류센서부(220)에서의 센싱 결과 및 복조된 상기 제어신호에 따라 상기 LED드라이버부(240)를 제어하는 LED드라이버제어부(250);를 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터제어부(100) 및 슬레이브조명부(200)는 교류전원에 연결되어 교류형태의 전원을 공급 받는다. 한편, 마스터제어부(100)는 슬레이브조명부(200)를 제어하기 위한 제어신호를 변조하고, 변조된 제어신호를 상기 교류전원으로부터 공급받는 교류전원 상에 인가하여 해당 슬레이브조명부(200)로 상기 변조된 제어신호를 송신할 수 있다. 한편, 마스터제어부(100)는 별도의 조명컨트롤러(미도시)와 유선적 혹은 무선적으로 연결될 수 있고, 상기 조명컨트롤러로부터 제어신호를 수신할 수 있다.

슬레이브조명부(200)는 상기 마스터제어부(100)로부터 상기 교류전원에 인가된 변조된 제어신호를 수신하여 복조하고, 복조된 제어신호에 따라 상기 슬레이브조명부(200)에 포함된 LED모듈(260)을 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어신호는 LED모듈(260)을 On/Off 하거나, LED모듈(260)의 발광강도를 조절하도록 하는 신호에 해당할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 슬레이브조명부(200)에서도 상기 마스터제어부(100)로 전력선 통신을 이용하여 신호를 송신하는 양방향 통신을 수행할 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 슬레이브조명부(200)에서는 상기 마스터제어부(100)로 송신하기 위한 신호를 도출하고, 도출된 신호를 변조하여 상기 교류전원으로부터 공급받는 교류전원 상에 인가하여 상기 마스터제어부(100)로 송신한다. 상기 마스터제어부(100)는 상기 슬레이브조명부(200)로부터 수신한 신호를 복조하여, 해당 신호를 인지할 수 있다. 상기 슬레이브조명부(200)에서 상기 마스터제어부(100)로 송신하는 신호는 상기 제어신호에 기초하여 LED모듈(260)을 제어한 제어결과를 포함할 수 있다.

또한, 도 1에서는 도시되지 않았으나, 상기 슬레이브조명부(200) 또한 상기 조명컨트롤러(미도시) 혹은 상기 슬레이브조명부(200)와 통신을 수행하는 별도의 컨트롤러(미도시)와 유선적 혹은 무선적으로 연결되어, 상기 조명컨트롤러(미도시) 또는 상기 별도의 컨트롤러(미도시)와 데이터를 송수신할 수 있다.

상기 전력선통신부(210)는 파형변환부(211) 및 복조부(212)를 포함하며, 도 1에서는 상기 슬레이브조명부(200)가 변조된 제어신호를 복조하여 LED모듈(260)을 제어하기 위한 구성만을 도시하였으나, 상기 슬레이브조명부(200) 및 상기 마스터제어부(100)가 전력선 통신 기반으로 양방향 통신을 수행하는 경우에 상기 전력선통신부(210)는 상기 마스터제어부(100) 혹은 상기 슬레이브조명부(200)와 통신이 가능한 별도의 컨트롤러(미도시)로 신호를 송신하기 위한 별도의 구성요소들을 더 포함할 수 있다.

상기 파형변환부(211)는 전력선으로부터 공급받는 교류전원에 결합된 변조된 제어신호를 복조할 수 있는 신호로 변환한다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 파형변환부(211)는 로우패스필터, 하이패스필터, 밴드패스필터 등을 사용하여 상기 교류전원에 결합된 변조된 제어신호를 추출함으로써 상기 교류전원에 결합된 변조된 제어신호를 복조할 수 있다.

바람직하게, 상기 교류전원에 결합된 변조된 제어신호는 기설정된 단일 주파수 신호가 소정의 규칙에 따른 시간 간격에 따라 상기 교류전원에 결합될 수 있고, 따라서 상기 단일 주파수 신호를 이에 상응하는 필터를 통해 추출할 수 있다. 또한, 상기 전력선통신부(210)는 동조부(미도시)를 더 포함하고, 상기 동조부(미도시)는 변조된 제어신호를 전력선의 교류전원에 결합시키고, 상기 교류전원에 결합된 변조된 제어신호를 수신하여 검출할 수 있다. 더 구체적으로 상기 동조부(미도시)는 교류전원을 입력 받고, 입력 받은 교류전원에서 기설정된 단일 주파수를 분리하여 상기 파형변환부(211)로 입력할 수 있다.

상기 복조부(212)는 상기 파형변환부(211)에서 변환된 신호에 기초하여 수신된 제어신호를 복조한다. 더 구체적으로 펄스 위치변조(PPM) 방식으로 전력선 통신을 수행하는 조명제어 시스템인 경우에 상기 복조부(212)는 기설정된 단일 주파수 신호간의 간격에 따라 기설정된 이진수 0 및 1에 따라 상기 제어신호를 디지털신호로 복조할 수 있다.

상기 전류센서부(220)는 복조된 제어신호에 따라 상기 LED모듈(260)이 특정 발광강도 및/또는 특정 색온도로 제어되어 상기 LED모듈(260) 혹은 상기 슬레이브조명부(200) 전체에서 소비되는 전력값을 센싱한다. 이를 위하여 상기 전류센서부(220)는 상기 LED모듈(260) 혹은 상기 슬레이브조명부(200)의 전류값을 센싱하고, 상기 전류값에 기초하여 전력값을 산출할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서 상기 전류센서부(220)는 전류값만을 센싱하여 상기 슬레이브조명부(200)로 송신하고, 상기 슬레이브조명부(200)에 더 포함되는 전력산출부(미도시)에서 센싱된 전류값에 기초하여 전력값을 산출할 수도 있다.

상기 AC-DC변환부(230)는 전력선으로부터 교류전원을 공급받아 직류전원으로 변환하여 출력한다. 상기 AC-DC변환부(230)는 전력선으로부터 공급받은 교류전원을 상기 슬레이브조명부(200)를 구성하는 반도체 등의 소자에 필요한 구동 전압에 상응하는 직류전원으로 변환할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는 상기 AC-DC변환부(230)는 전력선으로부터 공급받은 교류전원을 1차적으로 직류전원으로 변환하고, 상기 슬레이브조명부(200)에 별도로 구비된 DC-DC변환부(미도시)에서 상기 1차적으로 변환된 직류전원을 상기 슬레이브조명부(200)가 동작하기 위해 필요한 구동 전압에 상응하는 직류전원으로 2차적으로 변환할 수도 있다.

상기 LED드라이버부(240)는 복조된 제어신호에 기초하여 상기 LED모듈(260)의 발광강도 및/또는 색온도를 제어할 수 있다. 또한, 상기 LED드라이버부(240)는 상기 LED드라이버제어부(250)로부터 드라이버제어신호를 수신할 수 있고, 상기 드라이버제어신호에 따라 상기 LED모듈(260)의 발광강도 및/또는 색온도를 보정하도록 제어할 수 있다.

상기 LED드라이버제어부(250)는, 상기 제어신호에 따라 기설정된 규칙에 기초하여 상기 LED드라이버부(240)를 제어하는 드라이버제어신호를 생성하고, 상기 제어신호에 상응하는 기저장된 전력값과 상기 전류센서부(220)에서 센싱된 전력값의 차이에 기초하여 상기 드라이버제어신호를 보정할 수 있다.

구체적으로, 상기 LED드라이버제어부(250)는 상기 LED모듈(260)의 발광강도 및/또는 색온도를 제어하는 드라이버제어신호를 보정한다. 구체적으로 상기 LED모듈(260)의 발광강도를 보정하는 경우, 상기 LED드라이버제어부(250)는 상기 슬레이브조명부(200)에 저장되어 있는 상기 LED모듈(260)의 복수의 발광강도의 레벨에 대한 전력값을 포함하는 매핑테이블이 저장되어 있고, 상기 전류센서부(220)에서 센싱하는 전력값 및 상기 매핑테이블에서 제어하고자 하는 제어 발광강도의 레벨에 대한 전력값에 기초하여 상기 드라이버제어신호를 보정할 수 있다.

또한, 상기 LED드라이버제어부(250)는 드라이버제어신호 보정하고, 보정된 드라이버제어신호 자체를 상기 LED드라이버부(240)로 송신하거나, 드라이버제어신호를 보정하기 위한 보정정보를 도출하고, 상기 보정정보를 상기 LED드라이버부(240)로 송신하여, 상기 LED드라이버부(240)에서 상기 보정정보에 기초하여 자체적으로 상기 드라이버제어신호를 보정할 수 있다. 한편, 상기 LED드라이버제어부(250)는 펄스 폭 변조(PWM) 방식 혹은 0-10V 방식으로 상기 보정된 드라이버제어신호 혹은 상기 보정정보를 상기 LED드라이버부(240)로 송신할 수 있다.

상기 LED모듈(260)은 1 이상의 발광소자를 포함하고, AC-DC변환부(230)를 통해 공급되는 직류전원에 의해 켜질 수 있다. 또한, 상기 LED모듈(260)은 상기 LED드라이버부(240)에 의해 제어되어 단순히 On/Off 되는 것뿐만 아니라, 상기 LED모듈(260)의 발광강도 및 색온도가 조절될 수 있다.

더 구체적으로, 상기 LED드라이버부(240)에서는 저항을 가변하는 등의 방식을 사용하여 상기 LED모듈(260)로 공급되는 전류값을 제어하고, 상기 LED모듈(260)은 제어된 전류값에 따라 발광강도가 제어될 수 있다. 한편, 상기 LED모듈(260)이 2 이상의 발광소자를 포함하는 경우에는, 상기 LED드라이버부(240)에서는 특정 발광소자에 대해서 선택적으로 전류를 공급하고, 상기 LED모듈(260)은 특정 발광소자만 켜지게 되어 발광강도가 제어될 수도 있다.

한편, 상기 LED모듈(260)에 포함된 각각의 발광소자 자체로 색온도가 조절될 수 있는 경우, 상기 LED드라이버부(240)의 제어에 의해 각각의 발광소자의 색온도가 조절될 수 있다. 또한, 상기 LED모듈(260)이 2 이상의 특정한 색온도로 발광하는 복수의 발광소자로 구성되어 있는 경우, 예를 들어, 상기 LED모듈(260)이 웜(Warm) LED에 해당하는 복수의 웜발광소자 및 쿨(Cool) LED에 해당하는 복수의 쿨발광소자를 포함하거나, 혹은 상기 LED 모듈이 빨간색, 녹색 및 파란색(RGB)에 각각 해당하는 복수의 발광소자를 포함할 수 있다.

이와 같이 상기 LED모듈(260)이 구성되어 있는 경우, 상기 LED드라이버부(240)는 각각의 색온도로 발광되는 발광소자의 개수를 제어하여 색온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 LED드라이버부(240)는 상기 LED모듈(260)의 색온도를 높이도록 제어하고자 하는 경우, On 되도록 하는 상기 웜발광소자의 개수가 On 되는 상기 쿨발광소자의 개수보다 많도록 제어하여, 색온도를 높게 조절할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 기반 조명제어 시스템의 또 다른 형태의 내부구성을 개략적으로 도시한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 슬레이브조명부(200)는 제1세부슬레이브조명부 및 제2세부슬레이브조명부를 포함하고, 상기 제1세부슬레이브조명부 및 상기 제2세부슬레이브조명부는 물리적으로 상이한 형태로 상호 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제1세부슬레이브조명부는 상기 마스터제어부(100)로부터 교류전원에 결합된 변조된 제어신호를 복조하기 위하여 도 1에서 상술한 전력선통신부(210)를 포함하고, LED모듈(260)의 제어를 보정하기 위하여 상기 전류센서부(220) 및 상기 LED드라이버제어부(250)를 더 포함할 수 있다.

도 2에서는 도시하지 않았으나, 상기 제1세부슬레이브조명부는 상기 전력선통신부(210), 전류센서부(220) 및 LED드라이버제어부(250)에 구동 전압을 공급하기 위하여 별도의 전원부를 더 포함할 수 있다.

상기 제2세부슬레이브조명부는 LED드라이버부(240), LED모듈(260) 및 AC-DC변환부(230)를 포함한다. 이와 같이, 상기 제2세부슬레이브조명부는 일반적인 조명 시스템에서 SMPS에 대한 구성에 해당할 수 있고, 따라서 상기 제1세부슬레이브조명부만을 별도로 설치하는 것으로 상기 슬레이브조명부(200)가 구성될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해 기존 조명 시스템의 SMPS를 교체하지 않고도 전력선 통신 기반 조명제어 시스템을 구축할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬레이브조명부(200)에 저장되어 있는 매핑테이블을 개략적으로 도시한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 슬레이브조명부(200)에는, 상기 LED모듈(260)의 복수의 발광강도의 레벨에 대한 각각의 전력값을 포함하는 매핑테이블이 저장되어 있고, 상기 LED드라이버제어부(250)는, 상기 제어신호에 상응하는 제어 발광강도의 레벨에 대한 전력값과 상기 전류센서부(220)에서 센싱된 전력값의 차이가 기설정된 조건을 충족하는 경우, 상기 드라이버제어신호를 보정할 수 있다.

구체적으로, 매핑테이블에는 상기 LED모듈(260)이 발광할 수 있는 발광강도 레벨 별 발광강도 및 정상적인 조건 하에서 각 레벨 별로 상응하는 전력값이 포함되어 있다. 상기 발광강도 레벨은 LED모듈(260)이 Off된 상태에서의 전력값에서부터 최대로 발광할 수 있는 상태에서의 전력값까지의 전력값의 범위를 사용자가 발광강도를 시각적으로 인지할 수 있는 단위에 해당할 수 있다. 따라서, 상기 발광강도 레벨의 개수 및 이에 상응하는 전력값은 도 3에 도시된 것으로 한정되지 아니하고, 다양한 형태로 구성될 수 있다.

한편, 마스터제어부(100)에서 송신하는 제어신호에는 상기 매핑테이블에 포함된 복수의 발광강도 레벨 가운데 제어하고자 하는 제어 발광강도 레벨에 대한 정보가 포함된다. 예를 들어, 6 레벨로 LED조명의 발광강도를 조절하고자 하는 경우, 상기 제어신호에는 6 레벨로 제어할 수 있도록 하는 정보가 포함될 수 있다. 상기 제어신호는 마스터제어부(100)에서 변조되어 전력선을 통해 교류전원에 결합되어 공급되고, 상기 LED드라이버부(240)는 상기 변조된 제어신호에 기초하여 LED모듈(260)을 제어신호에 포함된 제어 발광강도 레벨로 출력되도록 제어한다.

상기 LED모듈(260)이 제어 발광강도 레벨로 출력된 후에 상기 전류센서부(220)는 전력값을 센싱하고, 상기 LED드라이버제어부(250)는 상기 센싱된 전력값과 매핑테이블에 포함된 상기 제어 발광강도 레벨에 대한 전력값을 비교한다. 더 구체적으로, 상기 LED드라이버제어부(250)는 상기 센싱된 전력값과 상기 전력값의 차이가 기설정된 오차범위를 초과하는 경우에 상기 드라이버제어신호를 보정한다.

예를 들어, 6 레벨의 발광강도 레벨에 대한 정보를 포함하는 제어신호에 기초하여 LED드라이버부(240)가 LED모듈(260)을 제어하고, 상기 전류센서부(220)에서는 30W의 전력값이 센싱된 경우에 상기 LED드라이버제어부(250)는 전류센서부(220)에서 센싱된 30W의 전력값이 매핑테이블에 포함된 6 레벨의 발광강도 레벨에 전력값에 해당하는 25W보다 5W 만큼 큰 것으로 센싱되었으므로 슬레이브조명부(200)로 불안정한 교류전압이 공급되어 현재 정상적인 교류전압에 비해 높은 교류전압이 공급되는 것으로 판단하여 6 레벨에서 5 레벨로 발광강도 레벨을 보정한다.

상기 보정된 드라이버제어신호는 펄스 폭 변조(PWM) 혹은 0-10V 통신 방식으로 상기 LED드라이버부(240)로 송신되고, 상기 LED드라이버부(240)는 상기 보정된 드라이버제어신호에 기초하여 상기 LED모듈(260)의 발광강도를 변경한다. 상술한 예를 참고하면, 상기 LED드라이버부(240)는 상기 LED모듈(260)의 발광강도를 5 레벨로 변경하여, 상기 전류센서부(220)에서 6 레벨의 발광강도에 대한 전력값과 유사한 전력값이 센싱될 수 있다.

이와 같이, 전력선 통신 방식, 특히 펄스 위치변조(PPM) 기반의 전력선 통신 방식에 의해 공급되는 교류전원의 경우 노이즈가 다수 포함되어 있어, 상기 LED모듈(260)에 안정적인 전원을 공급하기 어렵고, LED모듈(260)은 제어 발광신호 레벨에 대한 전력값과 상이한 전력값으로 출력될 수 있다. 따라서, 상기 LED드라이버제어부(250)는 상기 드라이버제어신호를 생성 및 보정하므로 안정적이지 못한 전원이 공급되는 경우에도 LED모듈(260)의 발광강도를 정확하게 제어할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

한편, 상기 매핑테이블에 포함된 전력값은 도 3에 도시된 바와 같이 각 발광강도 레벨에 상응하는 단일 전력값의 형태로 포함될 수 있으나, 소정의 범위의 형태의 전력값이 포함될 수도 있다.

또한, 상기 LED드라이버제어부(250)는 상기 제어신호에 상응하는 제어 발광강도의 레벨에 대한 전력값과 상기 전류센서부(220)에서 센싱된 전력값이 상이한 경우, 상기 드라이버제어신호를 하기 [식 1]에 의해 산출되는 보정 발광강도의 레벨에 상응하는 신호로 보정할 수 있다.

[식 1]

보정 발광강도의 레벨 = 제어 발광강도의 레벨 + K*(제어 발광강도의 레벨에 대한 전력값 - 전류센서부(220)에서 센싱된 전력값)

(여기서, K는 기설정된 상수)

구체적으로, 상기 [식 1]은 상기 제어신호에 상응하는 제어 발광강도의 레벨에 대한 전력값과 상기 전류센서부(220)에서 센싱된 전력값의 차이에 대한 기설정된 조건에 해당할 수 있다. 따라서 상기 LED드라이버제어부(250)는 상기 [식 1]에 각각의 인자에 제어 발광강도의 레벨, 상기 제어신호에 상응하는 제어 발광강도의 레벨에 대한 전력값 및 상기 전류센서부(220)에서 센싱된 전력값을 대입하여, 상기 드라이버제어신호를 보정할 수 있다.

상기 [식 1]에서 K는 제어 발광강도 레벨에 대한 전력값에서 센싱된 전력값을 뺀 값을 발광강도의 레벨 단위로 변환하기 위한 기설정된 상수에 해당한다. 앞서 예를 참고하면, 도 3에 도시된 매핑테이블의 보정강도의 레벨 간격이 5W씩 차이가 발생하는 경우 K는 0.25에 해당될 수 있다. 한편, 제어 발광강도의 레벨에 대한 전력값이 25W이고, 전류센서부(220)에서 센싱된 전력값이 30W 이므로, 제어 발광강도 레벨에 대한 전력값에서 센싱된 전력값을 뺀 값은 -5가 되고 해당 값에 K를 곱한 결과는 -1이 되므로 결과적으로 보정 발광강도의 레벨은 5 레벨이 될 수 있다.

한편, 상수 K의 값은 매핑테이블에 구성된 발광강도의 레벨 사이의 전력값의 차이에 따라 다르게 구성될 수 있다. 또한 보정 발광강도의 레벨에 대한 값이 정수가 되지 않고, 소수 형태의 값으로 산출되는 경우, 올림, 버림, 반올림 등과 같이 소수를 정수 형태로 변환하는 일반적인 방식을 포함하는 기설정된 규칙에 따라 상기 보정 발광강도의 레벨에 대한 값을 산출할 수도 있다.

또한, 상술한 바와 같이 상기 매핑테이블에 포함된 전력값이 소정의 범위의 형태로 구성되는 경우, 상기 LED드라이버제어부(250)는 상기 매핑테이블의 제어 발광강도 레벨에 대한 전력값의 범위에서 최소 전력값 및 최대 전력값을 상기 [식 1]에 각각 대입하여 보정 발광강도의 레벨에 대한 값을 산출할 수도 있다.

이와 같이, 상기 LED드라이버제어부(250)는 기설정된 주기에 기초하여 주기적으로 제어 발광강도의 레벨에 대한 전력값과 전류센서부(220)에서 센싱하는 전력값에 기초하여 보정을 수행할 수 있다. 한편, 상기 마스터제어부(100)와 통신을 수행하는 별도의 조명컨트롤러(미도시) 혹은 상기 슬레이브조명부(200)와 통신을 수행하는 별도의 컨트롤러(미도시)가 구비되는 경우, 상기 조명컨트롤러 혹은 상기 컨트롤러에서 송신하는 입력신호에 따라 상기 LED드라이버제어부(250)가 보정을 수행할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED드라이버부(240) 및 LED드라이버제어부(250)의 내부구성을 개략적으로 도시한다.

도 4의 (A)는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED드라이버부(240)의 내부구성을 도시한 도면에 해당하고, 도 4의 (B)는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED드라이버제어부(250)의 내부구성을 도시한 도면에 해당한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어신호는, 웜 화이트(Warm White) 색상을 발광하는 1 이상의 웜발광소자를 제어하는 웜제어신호; 및 쿨 화이트(Cool White) 색상을 발광하는 1 이상의 쿨발광소자를 제어하는 쿨제어신호를 포함하고, 상기 LED드라이버부(240)는, 상기 웜제어신호에 기초하여 상기 웜발광소자를 제어하는 웜LED드라이버부(241); 및 상기 쿨제어신호에 기초하여 상기 쿨발광소자를 제어하는 쿨LED드라이버부(242)를 포함할 수 있다.

구체적으로, LED모듈(260)은 1 이상의 웜발광소자를 포함하여 웜 화이트 색상의 색온도로 발광할 수 있고, 1 이상의 쿨발광소자를 더 포함하여 쿨 화이트 색상의 색온도로 발광할 수 있다.

이와 같이 1 이상의 상기 웜발광소자 및 1 이상의 상기 쿨발광소자를 각각 제어하기 위하여 상기 제어신호는 상기 웜발광소자를 제어하는 웜제어신호 및 상기 쿨발광소자를 제어하는 쿨제어신호를 포함한다. 따라서, 상기 제어신호가 변조되어 교류전원에 결합되어 상기 슬레이브조명부(200)로 공급되는 경우, 상기 슬레이브조명부(200)는 상기 변조된 제어신호를 복조한다. 한편, 상기 LED드라이버부(240)에 포함된 웜LED드라이버부(241)는 상기 제어신호에 포함된 웜제어신호에 기초하여 상기 LED모듈(260)에 포함되는 1 이상의 웜발광소자를 제어하고, 상기 LED드라이버부(240)에 더 포함된 쿨LED드라이버부(242)는 상기 제어신호에 포함된 쿨제어신호에 기초하여 상기 LED모듈(260)에 포함되는 1 이상의 쿨발광소자를 제어할 수 있다.

따라서, 상기 LED드라이버부(240)가 상기 웜LED드라이버부(241) 및 상기 쿨LED드라이버부(242)를 포함하여 각각 웜발광소자 및 쿨발광소자를 제어하므로, 상기 LED모듈(260)의 색온도 제어를 용이하게 수행할 수 있다.

한편, 상기 LED드라이버제어부(250)에 포함된 웜LED드라이버제어부(251)는 상기 LED모듈(260)에 포함되는 1 이상의 웜발광소자를 제어하는 상기 웜LED드라이버부(241)를 제어하기 위하여 웜LED드라이버제어신호를 생성 및 보정하고, 상기 LED드라이버제어부(250)에 포함된 쿨LED드라이버제어부(252)는 상기 LED모듈(260)에 포함되는 1 이상의 쿨발광소자를 제어하는 상기 쿨LED드라이버부(242)를 제어하기 위하여 쿨LED드라이버제어신호를 생성 및 보정할 수 있다. 따라서 상기 웜LED드라이버제어부(251)는 상기 웜LED드라이버부(241)와 펄스 폭 변조(PWM) 혹은 0-10V 방식으로 통신을 수행할 수 있고, 상기 쿨LED드라이버제어부(252)는 상기 쿨LED드라이버부(242)와 펄스 폭 변조(PWM) 혹은 0-10V 방식으로 통신을 수행할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어신호에 포함되는 복수의 필드들을 개략적으로 도시한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 LED모듈(260)은, 웜 화이트(Warm White) 색상을 발광하는 1 이상의 웜발광소자; 및 쿨 화이트(Cool White) 색상을 발광하는 1 이상의 쿨발광소자를 포함하고, 상기 제어신호는, 각각의 상기 발광소자에 상응하는 주소데이터를 포함하는 주소필드; 및 상기 웜발광소자의 발광강도에 대한 데이터를 포함하는 웜발광소자데이터필드와 상기 쿨발광소자의 발광강도에 대한 데이터를 포함하는 쿨발광소자데이터필드를 포함하는 데이터필드;를 포함할 수 있다.

구체적으로, 제어신호는 이진수 0과 1로 구성된 일련의 디지털 데이터 혹은 패킷에 해당한다. 상기 제어신호는 복수의 필드로 구성되며, 크게는 개시필드, 주소필드, 데이터필드 및 종료필드로 구성된다. 상기 개시필드는 2개의 비트로 형성되고, 일반적인 디지털 데이터의 헤더와 같이 상기 제어신호의 맨 앞에 위치하여 상기 제어신호가 시작됨을 의미한다.

상기 주소필드는 7개의 비트로 형성되어 상기 LED모듈(260)을 구성하는 1 이상의 발광소자에 대한 주소데이터를 포함한다. 더 구체적으로 상기 LED모듈(260)에 포함되는 1 이상의 발광소자는 1차적으로 복수의 그룹으로 구분될 수 있고, 상기 주소필드는 각각의 그룹에 상응하는 그룹주소데이터를 포함하는 그룹주소필드를 포함한다. 상기 그룹주소필드는 3개의 비트로 구성되므로, 최대 8개의 그룹주소데이터가 상기 그룹주소필드에 포함될 수 있다. 다음으로, 상기 LED모듈(260)에 포함되는 1 이상의 발광소자는 각각 포함되어 있는 그룹 내에서 개별적으로 구분될 수 있고, 상기 주소필드는 각각의 그룹에 포함되는 각각의 발광소자에 상응하는 개별주소데이터를 포함하는 개별주소필드를 포함한다. 상기 개별주소필드는 4개의 비트로 구성되므로, 최대 16개의 개별주소데이터가 상기 개별주소필드에 포함될 수 있다. 결과적으로 8개의 각 그룹별로 16개의 발광소자, 총 128개의 발광소자 각각에 상응하는 주소데이터가 상기 주소필드에 포함될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 LED모듈(260)에는 최대 119개의 발광소자 각각에 상응하는 주소데이터가 상기 주소필드에 포함될 수 있고, 상기 주소필드에 할당되지 않은 9개의 주소데이터에는 모든 발광소자에 상응하는 토탈주소데이터, 8개의 각 그룹에 최대로 포함되는 15개의 모든 발광소자(하나의 그룹의 경우 최대 14개의 모든 발광소자)에 상응하는 8개의 그룹토탈주소데이터가 상기 주소필드에 포함될 수도 있다.

상기 데이터필드는 8개의 비트로 형성되어 발광소자의 발광강도의 레벨에 상응하는 데이터를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 상기 데이터필드는 상기 LED모듈(260)에 포함되는 발광소자가 웜발광소자인 경우 웜발광소자의 발광강도의 레벨에 대한 데이터를 포함하는 웜발광소자데이터필드를 포함한다. 상기 웜발광소자데이터필드는 4개의 비트로 형성되므로 최대 16개의 발광강도의 레벨에 상응하는 데이터가 포함될 수 있다.

또한 상기 데이터필드는 상기 LED모듈(260)에 포함되는 발광소자가 쿨발광소자인 경우 쿨발광소자의 발광강도의 레벨에 대한 데이터를 포함하는 쿨발광소자데이터필드를 포함한다. 마찬가지로 상기 쿨발광소자데이터필드는 4개의 비트로 형성되므로 최대 16개의 발광강도의 레벨에 상응하는 데이터가 포함될 수 있다.

한편, 상기 웜발광소자데이터필드에 포함되는 웜발광소자의 발광강도의 레벨에 대한 데이터는 상술한 웜제어신호에 해당할 수 있고, 상기 쿨발광소자데이터필드에 포함되는 쿨발광소자의 발광강도의 레벨에 대한 데이터는 상술한 쿨제어신호에 해당할 수 있다.

마지막으로, 상기 종료필드는 2개의 비트로 형성되고, 일반적인 디지털 데이터의 트레일러와 같이 상기 제어신호의 가장 마지막에 위치하여 상기 제어신호의 끝을 의미한다.

이와 같이, 상기 제어신호는 복수의 주소데이터를 포함하는 주소필드 및 복수의 발광강도의 레벨에 각각 상응하는 데이터를 포함하는 데이터필드를 포함하므로, 상기 LED모듈(260)에 포함되는 발광소자를 개별적으로 제어함과 동시에 세부적인 발광강도의 레벨 또한 제어할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 제어신호는 상기 LED모듈의 색온도에 대한 데이터를 포함할 수 있는 색온도데이터필드를 더 포함할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터제어부(100)의 내부구성을 개략적으로 도시한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 마스터제어부(100)는, 마스터변조부(140)로 하여금 상기 전력선을 통해 상기 제어신호를 변조하여 상기 전력선에 인가하도록 마스터변조부(140)를 제어하는 마스터MCU(160); 상기 마스터MCU(160)의 제어에 따라 상기 전력선을 통해 전송할 제어신호를 변조하는 마스터변조부(140); 변조된 상기 제어신호를 상기 전력선의 교류전원에 결합시키는 마스터동조부(120); 상기 슬레이브조명부(200)로 공급되는 교류전원의 전력값을 센싱하는 마스터전류센서부(130)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 6을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터제어부(100)는 마스터전원부(110), 마스터동조부(120), 마스터전류센서부(130), 마스터변조부(140), 마스터파형변환부(150) 및 마스터MCU(160)를 포함할 수 있고, 상기 마스터MCU(160)는 마스터변조부제어부(161), 마스터복조부(162) 및 마스터기기제어부(163)를 포함할 수 있다.

상기 마스터전원부(110)는 전력선으로부터 공급받는 교류전원을 정류하여 상기 마스터제어부(100)가 구동되기 위해 필요한 전원을 공급한다.

상기 마스터동조부(120)는 마스터변조부(140)에 의해 변조된 제어신호를 상기 전력선의 교류전원에 결합시키고, 상기 마스터제어부(100)와 전력선 통신을 수행하는 1 이상의 슬레이브조명부(200)로부터 전력선 통신 방식으로 제어결과와 같은 신호를 수신하는 경우, 상기 전력선의 교류전원에 결합된 변조된 상기 신호를 검출한다. 상기 마스터동조부(120)는 교류전원을 입력 받고, 수신한 교류전원에 결합되어 있는 기설정된 단일 주파수 신호를 분리하여 상기 마스터파형변환부(150)로 입력하거나, 상기 교류전원의 파형을 직접 마스터파형변환부(150)로 입력하고(데이터 수신), 상기 마스터변조부(140)로부터 입력 받은 기설정된 단일 주파수 신호를 교류전원에 결합(데이터 송신)한다.

상기 마스터전류센서부(130)는 마스터제어부(100)에서 송신한 제어신호에 따라 슬레이브조명부(200)의 LED모듈(260)이 특정 발광강도 및/또는 특정 색온도로 제어되어 상기 LED모듈(260) 혹은 상기 슬레이브조명부(200) 전체에서 소비되는 전력값을 센싱한다. 이를 위하여 상기 마스터전류센서부(130)는 상기 LED모듈(260) 혹은 상기 슬레이브조명부(200)의 전류값을 센싱하고, 상기 센싱된 전류값에 기초하여 전력값을 산출할 수 있다.

상기 마스터변조부(140)는 상기 마스터MCU(160)의 제어에 따라 전력선을 통해 전송할 제어신호를 변조한다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 마스터변조부(140)는 전송할 제어신호를 펄스 위치변조(PPM)하고, 상기 마스터동조부(120)를 통해 변조된 제어신호를 교류전원에 결합하도록 할 수 있다.

상기 마스터파형변환부(150)는 상기 마스터동조부(120)에서 검출된 상기 전력선의 교류전원에 결합된 변조된 신호를 복조할 수 있는 신호로 변환한다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 마스터파형변환부(150)는 밴드패스필터 등을 이용하여 상기 교류전원에 결합된 기설정된 단일 주파수 신호를 추출함으로써 상기 교류전원에 결합된 변조된 신호를 복조할 수 있다.

상기 마스터MCU(160)는 상기 마스터변조부(140)로 하여금 전력선을 통해 전송할 제어신호를 변조하여 상기 전력선에 인가하도록 하고, 상기 전력선을 통해 전송된 신호를 복조할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 마스터MCU(160)는 상기 마스터기기제어부(163)로부터 수신한 제어신호에 기초하여 상기 마스터변조부(140)가 상기 제어신호를 변조하도록 제어하고, 상기 마스터파형변환부(150)에서 변환된 신호를 복조하고, 복조된 신호를 상기 마스터기기제어부(163)를 통해 외부로 송신할 수 있다.

이를 위해 상기 마스터MCU(160)는 전송할 제어신호가 변조된 펄스에 맞추어 기설정된 단일 주파수 신호를 교류신호에 동조하도록 상기 마스터변조부(140)를 제어하는 마스터변조부제어부(161); 상기 마스터파형변환부(150)에서 변환된 신호에 기초하여 수신된 신호를 복조하는 마스터복조부(162) 및 상기 마스터변조부(140)를 통해 슬레이브조명부(200)로 전송할 제어신호를 입력 받고, 상기 마스터복조부(162)를 통해 수신된 신호를 출력하는 마스터기기제어부(163);를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 마스터제어부(100)는 제어신호를 펄스 위치변조(PPM)하여 변조된 상기 펄스에 맞추어 기설정된 단일 주파수 신호를 블록 형태로 교류신호에 동조하여 상기 제어신호를 송신한다. 구체적으로 상기 교류전원의 주기마다 기설정된 수(N개)의 블록 형태로 기설정된 단일 주파수 신호를 생성하고, 상기 블록을 전송할 제어신호에 기초하여 펄스 위치변조(PPM)하여, 상기 블록의 간격을 변조한다. 이 때, 상기 제어신호는 이진수 0 및 1에 각각 매칭된 기설정된 제1시간간격 또는 기설정된 제2시간간격으로 펄스의 위치가 변조될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터제어부(100)의 또 다른 형태의 내부구성을 개략적으로 도시한다.

도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예의 마스터제어부(100)는 도 6에 도시된 마스터제어부(100)의 내부 구성에 마스터영전압검출부(170)를 더 포함한다.

상기 마스터영전압검출부(170)는, 상기 교류전원을 입력 받고, 입력된 교류전원의 영전압점을 검출한다. 검출된 상기 영전압점은 상기 마스터MCU(160)로 입력될 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 마스터MCU(160)는 상기 마스터영전압검출부(170)에 의해 검출된 영전압점을 기준으로 하여 펄스 위치변조(PPM)하도록 상기 마스터변조부(140)를 제어할 수 있다.

이와 같이 상기 마스터영전압검출부(170)를 포함하는 본 발명의 일 실시예에서 상기 마스터MCU(160)는 전송할 제어신호가 상기 마스터영전압검출부(170)에 의해 검출된 영전압점을 기준으로 하여 변조된 펄스에 맞추어 기설정된 단일 주파수 신호를 교류신호에 동조하도록 상기 마스터변조부(140)를 제어하는 마스터변조부제어부(161); 상기 마스터파형변환부(150)에서 변환된 신호 및 상기 마스터영전압검출부(170)에 의해 검출된 영전압점에 기초하여 수신된 신호를 복조하는 마스터복조부(162); 상기 마스터변조부(140)를 통해 상기 슬레이브조명부(200)로 전송할 제어신호를 입력 받고, 상기 마스터변조부(140)를 통해 수신된 신호를 출력하는 마스터기기제어부(163);를 포함한다.

상기 마스터영전압검출부(170)를 포함하는 본 발명의 일 실시예에서 상기 마스터변조부제어부(161)는 상기 마스터영전압검출부(170)에서 검출된 영전압점을 기준으로 하여 펄스를 변조하도록 할 수 있다. 또한 상기 마스터복조부(162)는 상기 마스터영전압검출부(170)에서 검출된 영전압점에 기초하여 수신된 신호를 복조할 수 있다.

이와 같이 펄스를 변조할 때 교류전원의 영전압점을 기준으로 하여 교류전원의 반주기마다 전송되는 제어신호의 타이밍을 동기화시킬 수 있고, 이와 같이 제어신호가 영전압점을 기준으로 동기화되어 변조가 이루어지게 되어 제어신호 전송의 안정성을 높이는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는 상기 마스터영전압검출부(170)가 검출한 영전압점을 중심으로 기설정된 시간 범위 이내의 시간 범위에서만 변조된 펄스에 맞추어 기설정된 단일 주파수 신호를 교류신호에 동조하도록 할 수 있다. 이와 같이 상기 영전압점을 중심으로 기설정된 시간 범위 이내의 시간 범위에서만 신호를 전송하는 것은 교류전원 자체의 전원노이즈로 인해 영향을 받기 쉬운 전원의 피크 영역에서는 신호를 전송하지 않고, 전원노이즈의 영향이 적은 영전압점 인근에서만 신호를 전송하여 통신의 안정성을 확보하기 위한 방법이다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기 슬레이브조명부(200) 또한 상기 마스터영전압검출부(170)와 동일한 기능을 수행하는 슬레이브영전압검출부(미도시)를 더 포함하여, 상기 변조된 제어신호를 복조하는 데 있어 상기 슬레이브영전압검출부(미도시)에서 검출된 영전압점에 기초하여 상기 변조된 제어신호를 복조할 수도 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터MCU(160)에 포함되는 전체모니터링부(164) 및 개별모니터링부(165)를 개략적으로 도시한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 마스터MCU(160)는, 상기 LED모듈(260)의 모든 발광소자의 발광강도를 최대로 제어하는 제어신호를 상기 슬레이브조명부(200)로 송신하는 단계; 및 상기 마스터전류센서부에서 센싱된 전력값과 기저장된 전력값을 비교하여, 2 이상의 슬레이브조명부(200) 중 이상이 있는 슬레이브조명부(200)의 존재를 판단하는 단계;를 수행하는 전체모니터링부(164)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 마스터MCU(160)는 상기 마스터제어부(100)와 통신을 수행하는 1 이상의 슬레이브조명부(200)의 LED모듈(260)에 포함된 전체 발광소자의 출력상태를 모니터링하기 위하여 상기 전체모니터링부(164)를 포함한다.

상기 전체모니터링부(164)는, 전체 모니터링하기 위한 제어신호를 변조하여 슬레이브조명부(200)로 송신한다. 상기 전체 모니터링하기 위한 제어신호는 해당 슬레이브조명부(200)에 포함된 모든 발광소자에 각각에 대하여 최대의 발광강도 레벨로 출력되도록 하는 데이터를 포함할 수 있다.

한편, 상기 전체 모니터링하기 위한 제어신호를 수신한 해당 슬레이브조명부(200)는 상기 모든 발광소자를 최대의 발광강도 레벨로 출력되도록 제어한다. 이후에 상기 마스터전류센서부(130)는 상기 전체 모니터링하기 위한 제어신호를 수신한 해당 슬레이브조명부(200) 혹은 해당 슬레이브조명부(200)에 포함되는 모든 발광소자의 전력값을 센싱한다.

상기 전체모니터링부(164)는 상기 마스터전류센서부(130)에서 센싱한 전력값 및 기저장된 전력값을 비교하여, 기저장된 전력값에 비해 센싱한 전력값이 작은 경우 해당 슬레이브조명부(200)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

한편, 상기 기저장된 전력값은 해당 슬레이브조명부(200)에 포함된 모든 발광소자에 대한 별도의 매핑테이블의 최대 발광강도의 레벨에 상응하는 전력값에 해당될 수 있고, 또는 상기 기저장된 전력값은 도 3에 도시된 매핑테이블에서와 같이 단일 발광소자에 대한 매핑테이블에서 최대 발광강도의 레벨에 상응하는 전력값과 해당 슬레이브조명부(200)에 포함되는 발광소자의 개수를 곱한 전체 전력값에 해당될 수도 있다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 마스터MCU(160)는, 상기 LED모듈(260)의 단일 발광소자 별로 발광강도를 최대로 제어하는 제어신호를 상기 슬레이브조명부(200)로 순차적으로 송신하는 단계; 및 상기 마스터전류센서부에서 센싱된 전력값과 기저장된 전력값을 순차적으로 비교하여, 2 이상의 슬레이브조명부(200) 중 이상이 있는 슬레이브조명부(200)를 판단하는 단계;를 수행하는 개별모니터링부(165)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 마스터MCU(160)는 상기 마스터제어부(100)와 통신을 수행하는 1 이상의 슬레이브조명부(200)의 LED모듈(260)에 포함된 각각의 발광소자의 출력상태를 모니터링하기 위하여 상기 개별모니터링부(165)를 더 포함한다.

상기 개별모니터링부(165)는, 개별 모니터링하기 위한 제어신호를 변조하여 슬레이브조명부(200)로 송신한다. 상기 개별 모니터링하기 위한 제어신호는 해당 슬레이브조명부(200)에 포함되는 복수의 발광소자 가운데 단일 발광소자에 대하여 최대의 발광강도 레벨로 출력되도록 하는 데이터를 포함할 수 있다.

한편, 상기 개별 모니터링하기 위한 제어신호를 수신한 해당 슬레이브조명부(200)는 해당 단일 발광소자를 최대의 발광강도 레벨로 출력되도록 제어한다. 이후에 상기 마스터전류센서부(130)는 상기 개별 모니터링하기 위한 제어신호를 수신한 해당 슬레이브조명부(200) 혹은 해당 슬레이브조명부(200)에 포함되는 특정 단일 발광소자의 전력값을 센싱한다.

상기 개별모니터링부(165)는 상기 마스터전류센서부(130)에서 센싱한 전력값 및 기저장된 전력값을 비교하여, 기저장된 전력값에 비해 센싱한 전력값이 작은 경우 해당 발광소자에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

한편, 상기 기저장된 전력값은 도 3에 도시된 바와 같이 매핑테이블에 포함되는 최대 발광강도 레벨에 상응하는 전력값에 해당할 수 있다. 한편, 상기 개별모니터링부(165)는 상기와 같은 과정들을 해당 슬레이브조명부(200)에 포함되는 복수의 발광소자 별로 순차적으로 수행하여, 각각의 발광소자의 이상 유무 혹은 해당 슬레이브조명부(200)의 이상 유무를 판단할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전체모니터링부(164) 및 개별모니터링부(165)에서 수행하는 단계들을 개략적으로 도시한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 마스터MCU(160)는 마스터제어부(100)와 통신을 수행하는 1 이상의 슬레이브조명부(200)의 출력상태를 모니터링 하거나, 해당 슬레이브조명부(200)에 포함되는 각각의 발광소자의 출력상태를 개별적으로 모니터링 하기 위하여 도 9에 도시된 단계들을 수행할 수 있다. 한편, 상기 마스터MCU(160)는 기설정된 주기에 따라 상기의 단계들을 수행하거나, 혹은 상기 마스터제어부(100)와 통신할 수 있는 조명컨트롤러(미도시)에서 사용자 혹은 관리자가 상기의 단계들을 수행하도록 하는 실행명령을 입력하고, 상기 조명컨트롤러(미도시)에서 상기 마스터제어부(100)로 상기 실행명령을 송신하여, 상기의 단계들이 수행될 수도 있다.

우선, 마스터MCU(160)는 조명설정단계(S10)를 수행한다. 상기 조명설정단계(S10)를 통해 상기 마스터MCU(160)는 상기 마스터제어부(100)와 통신을 수행하는 각각의 슬레이브조명부(200)에 포함된 단일 발광소자의 최대 출력값 정보, 각각의 슬레이브조명부(200) 별로 구성되는 1 이상의 그룹의 개수 정보, 상기 1 이상의 그룹 각각에 포함되는 발광소자의 개수 정보 등을 수신할 수 있다. 이를 위하여 상기 마스터제어부(100)와 통신할 수 있는 조명컨트롤러(미도시)를 통해 사용자 혹은 관리자에 의해 상기의 정보들이 입력되고, 입력된 상기의 정보들은 상기 마스터MCU(160)로 송신될 수 있다.

바람직하게, 상기 조명설정단계(S10)에서는 상기 LED모듈(260)에 포함된 복수의 발광소자에 대하여 어느 발광소자가 웜발광소자 혹은 쿨발광소자인지에 대한 정보를 추가적으로 수신할 수도 있다.

상기 조명설정단계(S10)이 수행된 후 상기 마스터전류센서부(130)는 상기 전체 모니터링하기 위한 제어신호에 기초하여 모든 발광소자를 최대의 발광강도 레벨로 출력되도록 제어한 해당 슬레이브조명부(200)의 전력값을 센싱하는 단계(S20)를 수행한다.

이후, 상기 전체모니터링부(164)는 상기 마스터전류센서부(130)에서 센싱한 전력값 및 기저장된 전력값을 비교하여, 기저장된 전력값에 비해 센싱한 전력값이 작은 경우 해당 슬레이브조명부(200)에 이상이 발생한 것으로 판단하는 단계(S30)를 수행한다.

한편, 이상이 발생한 것으로 판단된 해당 슬레이브조명부(200)에 대하여 상기 개별모니터링부(165)는 해당 슬레이브조명부(200)에 포함된 단일 발광소자 별로 최대 발광강도 레벨로 출력되도록 하는 개별 모니터링하기 위한 제어신호를 해당 슬레이브조명부(200)로 송신하고, 해당 슬레이브조명부(200)는 상기 개별 모니터링하기 위한 제어신호에 기초하여 단일 발광소자의 출력을 최대로 제어한다.

상기 마스터전류센서부(130)는 단일 발광소자를 최대로 출력한 해당 슬레이브조명부(200)의 전력값을 센싱하는 단계(S40)를 수행한다.

이후, 상기 개별모니터링부(165)는 상기 마스터전류센서부(130)에서 센싱한 전력값 및 기저장된 전력값을 비교하여, 기저장된 전력값에 비해 센싱한 전력값이 작은 경우 해당 슬레이브조명부(200)의 특정 단일 발광소자에 이상이 발생한 것으로 판단하는 단계(S50)를 수행한다. 상술한 단계 S40 및 단계 S50은 해당 슬레이브조명부(200)에 포함된 각각의 발광소자 별로 순차적으로 수행될 수 있다.

추가적으로, 상기 개별모니터링부(165)는 슬레이브조명부(200)에 포함된 단일 발광소자 별로 각각의 발광강도 레벨 별로 출력되도록 하는 레벨 모니터링하기 위한 제어신호를 슬레이브조명부(200)로 송신하고, 해당 슬레이브조명부(200)는 상기 레벨 모니터링하기 위한 제어신호에 기초하여 단일 발광소자의 출력을 특정 발광강도 레벨에 상응하여 출력되도록 제어한다.

한편, 상기 마스터전류센서부(130)는 단일 발광소자를 특정 발광강도 레벨로 출력한 해당 슬레이브조명부(200)의 전력값을 센싱하는 단계(S60)를 수행한다.

이후, 상기 개별모니터링부(165)는 상기 마스터전류센서부(130)에서 센싱한 전력값 및 기저장된 특정 발광강도 레벨에 대한 전력값을 비교하여, 기저장된 전력값에 비해 센싱한 전력값이 작은 경우 해당 슬레이브조명부(200)의 특정 단일 발광소자가 특정 발광강도 레벨로 출력되는데 있어서 이상이 발생한 것으로 판단하는 단계(S70)를 수행한다. 상술한 단계 S60 및 단계 S70은 해당 슬레이브조명부(200)에 포함된 단일 발광소자가 출력할 수 있는 복수의 발광강도 레벨 별로 순차적으로 수행된 후, 타 단일 발광소자에 대해서도 순차적으로 수행될 수 있다.

한편, 도 9에 도시된 도면은 효율적으로 LED모듈(260)을 모니터링 하기 위하여 상기 전체모니터링부(164)에서 우선적으로 이상이 있는 슬레이브조명부(200)를 판단하고, 이상이 있는 슬레이브조명부(200)에 대하여 상기 개별모니터링부(165)에서 해당 슬레이브조명부(200)에 포함된 각각의 발광소자 별로 이상을 판단하는 과정을 도시하였으나, 본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 전체모니터링부(164) 및 상기 개별모니터링부(165)에서 수행되는 단계들은 독립적으로 수행될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 위치변조의 방법을 개략적으로 도시한다.

도 10에는 위치변조된 펄스 신호의 일 예가 도시되어 있다. 펄스 위치변조는 입력되는 신호의 진폭에 따라 펄스의 시간적 위치를 변화시키는 펄스 변조 방식이다. 본 발명의 일 실시예에서는 입력되는 신호가 이진수 0 또는 1의 두 가지로서, 펄스의 시간적 위치 변화가 두 가지로 나타나게 된다. 도 10에 도시된 것과 같이, 펄스의 시간 간격이 t인 경우와, 상기 t와 다른 시간간격인 t+α인 경우가 나타날 수 있다. 본 발명에서는 이와 같은 두 시간간격에 대해 각각 이진수 0 및 1을 매칭하여, 데이터를 전송할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터제어부(100)에 의한 교류전원 신호를 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 교류전원 신호에는 펄스 위치변조(PPM)하여 변조된 상기 펄스에 맞추어 기설정된 단일 주파수가 블록 형태로 동조될 수 있다. 도 11의 (a)에는 도 10에서 도시된 것과 같은 위치변조된 펄스 신호의 일 예가 도시되어 있다. 도 11의 (a)에서는 도 10과는 달리, 펄스의 신호 레벨이 반전된 형태로 펄스가 생성되어 있다. 본 발명에서는 이와 같이 도 10에 도시된 것과 같이 일반적인 펄스 형태뿐만 아니라, 신호 레벨이 반전된 펄스 형태로 신호를 전달할 수 있다. 도 11의 (b)에는 상기 교류전원에 결합될 단일 주파수 신호만을 도시하고 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 도 11의 (a)에 도시된 것과 같은 펄스 신호에 기초하여, 상기 펄스 신호가 LOW인 경우, 단일 주파수 신호를 발생시키고, 상기 펄스 신호가 HIGH인 경우 신호를 0으로 하여, 블록 형태의 단일 주파수 신호가 기설정된 간격(t 또 는 t+α)을 두고 위치하는 형태의 신호를 생성할 수 있다. 혹은, 다른 실시예에서는 도 10에 도시된 것과 같은 펄스 신호에 기초하여, 상기 펄스 신호가 HIGH인 경우, 단일 주파수 신호를 발생시키고, 상기 펄스 신호가 LOW 인 경우 신호를 0으로 하여 신호를 생성할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 단일 주파수 신호는 100 내지 200kHz일 수 있다. 이는 50 내지 60Hz로 송신되는 교류전원에 결합되어 효율적으로 통신을 수행할 수 있도록 한다. 도 11의 (c)에는 상기 마스터제어부(100)에 의해 펄스 위치변조된 데이터가 결합된 교류전원 신호가 도시되어 있다. 도 11의 (c)에서는 도 11의 (b)에서와 같이 같이 블록 형태로 동조된 단일 주파수 신호가 상기 교류전원에 결합되어 있어, 상기 교류전원의 일부에 단일 주파수가 시간간격을 두고 합쳐져 있는 모습으로 나타난다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 마스터제어부(100)는 도 11의 (c)와 같은 신호를 연결된 전력선을 통해 상기 슬레이브조명부(200)로 송신함으로써 전력의 공급과 통신의 수행을 동시에 할 수 있다. 예를 들어 기설정된 제1시간간격 t에 이진수 0을, 제2시간간격 t+α에 이진수 1을 매칭하거나 혹은 반대로 기설정된 제1시간간격 t에 이진수 1을, 제2시간간격 t+α에 이진수 0을 매칭함으로써, 이를 직접 복조할 수도 있고, 혹은 기설정된 제1시간간격 혹은 제2시간간격이 연속적으로 이어지는 경우 이진수 0을, 기설정된 제1시간 간격 이후 제2시간간격이 이어지거나, 제2시간간격 이후 제1시간간격이 이어지는 경우 이진수 1을 매칭하는 등 다양한 알고리즘을 통해 변조/복조를 수행할 수 있다. 도 11에 도시된 실시예에서는 상기 펄스의 중간위치를 이용하여 주기를 측정하여 이를 펄스 사이의 간격으로 삼고 있으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 펄스의 시작위치 혹은 종료위치를 이용하여 주기를 측정하거나, 혹은 선행 펄스의 종료위치로부터 다음 펄스의 시작위치까지의 시간 간격을 이용하여 펄스 사이의 간격으로 삼는 등, 다양한 방법으로 펄스 사이의 간격을 정의할 수 있다. 이와 같이 펄스의 시간적 위치를 변조하여 펄스 사이의 간격을 제어하는 펄스 위치변조를 이용함으로써, 일부 노이즈가 혼입되거나, 데이터에 손상이 발생하더라도, 손상된 데이터가 유효한 데이터로 처리되기 어려운 구조를 갖게 된다. 즉, 유효하지 않은 데이터가 발생하는 즉시 이를 폐기함으로써 특정 코드가 다른 코드로 인식될 확률을 현저히 낮출 수 있다. 이와 같은 방식에 더하여 체크섬 혹은 CRC체크와 같은 오류 검출 방식을 복합적으로 사용하는 경우 매우 높은 통신의 안정성을 확보할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터제어부(100)에 의한 또 다른 형태의 교류전원 신호를 개략적으로 도시한다.

도 12의 실시예에서는 상기 마스터MCU(160)는 상기 마스터영전압검출부(170)에서 검출된 영전압점의 전후 기설정된 시간 범위(Tz) 이내의 시간 범위 내에서만 펄스 위치변조(PPM)하도록 상기 마스터변조부(140)를 제어할 수 있다. 도 12의 실시예에서는 상기 기설정된 시간 범위(Tz) 이내의 시간 범위에서 각각 네 개, 세 개 혹은 두 개의 블록 의 펄스에 의한 신호가 전송되는 모습이 도시되어 있으나, 다른 실시예에서는 더 많은 수 혹은 더 적은 수의 블록의 펄스에 의한 신호가 상기 기설정된 시간 범위(Tz) 이내의 시간 범위에서 전송될 수 있다. 도 12의 (a)에서는 네 블록의 펄스에 의한 신호가 각각 기설정된 제1시간간격(t) 및 기설정된 제2시간간격(t+α)을 가지고 위치하고 있고, 도 12의 (b)에서는 세 블록의 펄스에 의한 신호가 각각 기설정된 제1시간간격(t) 및 기설정된 제2시간간격(t+α)을 가지고 위치하고 있다. 더욱 상세하게는 도 12의 (a)에서는 상기 영전압점(z)으로부터 기설정된 시간 범위(Tz) 이전의 시간부터 첫 번째 블록의 펄스에 의한 신호가 입력되고, 기설정된 제1시간간격(t)을 두고 두 번째 블록의 펄스에 의한 신호가 입력되고, 기설정된 제2시간간격(t+α)을 두고 세 번째 블록의 펄스에 의한 신호가 입력되고, 기설정된 제1시간간격(t)을 두고 네 번째 블록의 펄스에 의한 신호가 입력된다. 이후 상기 영전압점(z)으로부터 기설정된 시간 범 위(Tz) 이후의 시간에서는 더 이상 펄스에 의한 신호가 입력되지 않고, 다음 영전압점(z) 인근의 기설정된 시간 범위(Tz)에서 다시 펄스에 의한 신호가 입력된다. 도 12의 (a)에서는 상기 기설정된 시간 범위(Tz) 내에 네 개의 블록의 펄스에 의한 신호가 포함되어 있지만 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 기설정된 시간 범위(Tz), 기설정 된 제1시간간격(t) 및 기설정된 제2시간간격(t+α)이 다른 값을 가짐으로써 블록의 수가 달라질 수 있다. 이와 같이 상기 영전압점의 전후 기설정된 시간 범위(Tz) 이내의 시간 범위 내에서 위치변조된 펄스에 기초하여 기설정된 단일 주파수 신호를 교류신호에 동조하도록 하여 상기 슬레이브조명부(200)에 전송함으로써, 전원노이즈의 영향을 적게 받아 안정적인 통신을 수행할 수 있게 된다. 이 때, 도 12의 (b)에 도시된 것과 같이, 상기 마스터변조부제어부(161)는 상기 마스터영전압검출부(170)에서 검출된 영전압점을 기준으로 하여 펄스를 변조하도록 할 수 있다. 도 12의 (b)에서는 상기 영전압점(z)에 펄스에 기초한 단일 주파수 신호가 위치하고, 상기 영전압점의 제1시간간격(t) 전 및 제2시간간격(t+α) 후에 각각 단일 주파수 신호가 위치한다. 이와 같은 실시예에서는 상기 영전압점을 기준으로 전 후의 두 시간간격을 통해 2개 비트의 데이터를 송수신 할 수 있게 된다. 본 발명에서는 도 12의 (b)에 도시된 것과 같이 2개 비트의 데이터를 송수신 할 수 있을 뿐만 아니라, 기설정된 시간 범위(Tz), 기설정된 제1시간간격(t) 및 기설정된 제2시간간격(t+α)를 조절하여 더 많은 비트의 데이터를 송수신 할 수도 있다. 또한 상기 마스터복조부(162)는 상기 마스터영전압검출부(170)에서 검출된 영전압점에 기초하여 수신된 데이터를 복조 할 수 있다. 이와 같이 펄스를 변조할 때 교류전원의 영전압점을 기준으로 함으로써 교류전원의 반주기마다 전송되는 데이터의 타이밍을 동기화시킬 수 있고, 이와 같이 동기화 된 데이터로 변조 및 복조가 이루어지게 되어 데이터 전송의 안정성을 높이는 효과를 발휘할 수 있다. 혹은 상기 영전압점의 검출을 원활하게 할 수 있도록 도 12의 (c)에 도시된 것과 같이, 상기 마스터변조부제어부(161)는 상기 마스터영전압검출부(170)에서 검출된 영전압점을 기준으로 하여 펄스를 변조하도록 하고, 상기 영전압점에서의 펄스를 생략하도록 할 수 있다. 도 12의 (c)에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 영전압점에서는 펄스를 생략하여 단일 주파수 신호를 동조하지 않고, 상기 영전압점의 제1시간간격(t) 전 및 제2시간간격(t+α) 후에 각각 단일 주파수 신호가 위치하도록 할 수 있다. 이와 같은 실시예에서는 상기 영전압점에서 단일 주파수 신호가 동조되지 않지만, 신호를 수신하여 복조하는 슬레이브조명부(200)에서는 검출된 영전압점에 펄스를 삽입하여 복조함으로써, 생략된 영전압점에서의 펄스를 포함하는 신호를 복조할 수 있다. 이 경우에도 도 12의 (b)에서와 마찬가지로 상기 영전압점을 기준으로 전 후의 두 시간간격을 통해 2개 비트의 데이터를 송수신 할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신이 개시되는 경우에 전송되는 개시비트가 교류전원에 결합된 상태를 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 마스터변조부(140)는 통신이 개시되는 경우 연속적인 상기 기설정된 단일 주파수 신호를 상기 교류신호의 반주기 동안 전송하여 패킷의 시작을 알릴 수 있다. 도 13은 이와 같은 패킷의 시작을 알리는 주파수 신호의 일 예를 도시하고 있다. 도 13을 참조하면 통신이 개시되는 경우 교류신호의 반주기 동안 연속적인 단일 주파수 신호가 삽입되고, 이후 제1시간간격(t) 및 제2시간간격(t+α)으로 펄스 변조된 데이터가 전송된다. 도 13과 같이 상기 교류신호의 반주기 동안 펄스 변조에 의한 일반적인 데이터 신호와 달리, 반주기 동안 연속적인 단일 주파수 신호를 삽입함으로써, 통신의 개시를 명확히 알릴 수 있게 된다. 따라서 이와 같은 신호를 수신하는 슬레이브조명부(200)는 데이터를 받아서 분석 후 개시비트를 파악하는 과정을 거칠 필요가 없어 첫 데이터 비트에 대한 대기가 수월해지는 효과를 발휘할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터제어부(100) 및 슬레이브조명부(200)를 이용하여 조명을 제어하기 위한 시스템의 통신 구조를 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에서는 사용자가 제어명령을 입력할 수 있는 마스터제어부(100)와 조명에 해당하는 LED모듈(260)을 포함하여 상기 LED모듈(260)을 제어하는 슬레이브조명부(200)를 포함하는 시스템을 구성할 수 있다.

해당 시스템에서 상기 LED모듈(260)이 복수인 경우, 상기 슬레이브조명부(200.1, 200.2, 200.3) 또한 복수로 구비될 수 있다.

도 14에는 본 발명의 일 실시예에 따라 1개의 마스터제어부(100) 및 3개의 슬레이브조명부(200.1, 200.2, 200.3)를 포함하는 시스템의 연결 구조가 도시되어 있다.

도 14의 (a)에서는 상기 3개의 슬레이브조명부(200.1, 200.2, 200.3)가 병렬로 연결되어 있고, 도 14의 (b)에서는 상기 3개의 슬레이브조명부(200.1, 200.2, 200.3)가 직렬로 연결되어 있다. 상기 3개의 슬레이브조명부(200.1, 200.2, 200.3)에는 각각 제어대상기기에 해당하는 LED모듈(260)을 포함하거나 혹은 외부의 LED모듈과 연결될 수 있다. 도 14에는 도시되지 않았지만 상기 슬레이브조명부(200.1, 200.2, 200.3)는 직렬과 병렬이 섞여 복합적으로 연결되어 있을 수도 있다.

이와 같이 복수의 슬레이브조명부(200.1, 200.2, 200.3)가 연결되어 있는 경우에 상기 마스터제어부(100)는 복수의 상기 슬레이브조명부(200.1, 200.2, 200.3) 중 어느 하나에 제어신호를 전송할 때, 상기 제어신호를 수신할 슬레이브조명부(200.1, 200.2, 200.3)를 지정하여 제어신호를 전송할 수 있다. 이 때 상기 마스터제어부(100)는 상기 슬레이브조명부(200.1, 200.2, 200.3) 각각에 부여된 식별부호를 포함하여 제어신호를 전송하는 등의 방법을 통하여 목표하는 슬레이브조명부(200.1, 200.2, 200.3)에 제어신호를 전송할 수 있다. 더 구체적으로 도 5를 참고하면 상기 식별부호에 대한 데이터는 개시필드에 포함될 수 있다.

상기 슬레이브조명부(200.1, 200.2, 200.3)가 상태 정보를 포함하는 신호를 전송하는 경우에도 마찬가지로 상기 마스터제어부(100)에 부여된 식별부호를 포함하여 상태 정보를 포함하는 신호를 전송함으로써 다른 슬레이브조명부(200.1, 200.2, 200.3)가 아닌, 마스터제어부(100)로 상태 정보를 포함하는 신호를 전송할 수 있다. 이때 상기 마스터제어부(100)의 식별부호뿐만 아니라, 상기 상태 정보를 포함하는 신호를 전송하는 슬레이브조명부(200.1, 200.2, 200.3) 자신의 식별부호를 포함하여 전송함으로써, 상기 마스터제어부(100)가 어느 슬레이브조명부(200.1, 200.2, 200.3)로부터 상태 정보가 수신되었는지 여부를 판단할 수 있도록 한다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류전원 신호의 복조 과정의 단계들을 개략적으로 도시한다.

도 15를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터제어부(100) 및 슬레이브조명부(200)는 하기와 같은 단계를 거쳐 교류전원 신호를 복조 한다.

이와 같은 교류전원 신호의 복조는 마스터제어부(100)의 경우 마스터파형변환부(150) 및 마스터복조부(162)에 의해 수행될 수 있고, 슬레이브조명부(200)의 경우 전력선통신부(210)에 포함된 파형변환부(211) 및 복조부(212)에 의해 수행될 수 있다.

한편, 이하에서는 상기 마스터제어부(100) 및 상기 슬레이브조명부(200)에서 수행되는 교류전원 신호의 복조 과정은 동일하므로, 상기 슬레이브조명부(200)를 기준으로 설명하도록 한다.

교류전원 신호를 복조 하기 위해서 우선 상기 동조부(미도시)에서 검출된 신호로부터 기설정된 단일 주파수 신호를 추출하는 밴드패스필터통과단계(S110)가 수행된다. 이와 같은 밴드패스필터통과단계(S110)는 기설정된 주파수 대역을 통과시키는 밴드패스필터를 사용하는 등의 방법을 통해 수행될 수 있다.

이후, 상기 밴드패스필터통과단계(S110)에서 추출된 상기 단일 주파수 신호를 블록 형태로 구분하는 단일주파수블록구분단계(S120)가 수행된다. 상기 단일주파수블록구분단계(S120)에서는 상기 밴드패스필터통과단계(S110)에서 추출된 단일 주파수 신호에서 단일 주파수 성분의 존재 여부를 파악함으로써, 상기 단일 주파수 성분이 존재하는 영역을 블록으로, 상기 단일 주파수 성분이 존재하지 않는 영역을 공백으로 설정하는 등의 방법으로 블록 형태로 구분할 수 있다.

이후, 구분된 상기 단일 주파수의 블록을 펄스 형태의 TTL신호로 변환하는 주파수블록TTL신호변환단계(S130)가 수행된다. 본 발명의 일 실시예에서는 추출된 정보를 이와 같이 TTL 레벨의 신호로 변환하여 처리함으로써 회로의 구성 비용을 낮출 수 있다.

이후, 변환된 TTL신호로부터 펄스의 시간간격에 상응하는 비트값을 판독하는 복조단계(S140)가 수행된다. 상기 복조단계(S140)에서는 상기 TTL신호의 펄스의 시간간격을 기설정된 제1시간간격 혹은 제2시간간격 중 어느 시간간격에 해당되는지 파악하고, 이에 매칭되는 이진수 0 또는 1을 매칭함으로써 연속된 이진수 데이터를 복조할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 밴드패스필터통과단계(S110), 단일주파수블록구분단계(S120), 주파수블록TTL신호변환단계(S130)는 상기 파형변환부(211)에 의해 수행되고, 상기 복조단계(S140)는 상기 복조부(212)에 의해 수행될 수 있다.

이와 같이 기설정된 단일 주파수 신호를 블록 형태로 교류신호에 변조하여 송신하고, 이를 다시 복조하고 TTL신호로 변환하여 수신함으로써, 회로의 구성 비용을 현저히 낮출 수 있고, 통신의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류전원 신호가 복조되는 과정을 개략적으로 도시한다.

도 16의 (a)는 상기 마스터제어부(100)에 의해 송신된 제어신호가 포함된 교류전원 신호를 도시하고 있다. 상기 마스터제어부(100)의 마스터변조부(140)에 의해 변조된 제어신호가 상기 마스터동조부(120)에 의해 교류전원에 결합되어 도 16의 (a)에서와 같이 블록 형태로 기설정된 시간 간격을 가진 채 삽입되어 있다.

도 16의 (b)는 상기 교류전원 신호를 밴드패스필터통과단계(S110)를 통해 상기 교류전원 성분을 제거하고 추출 된 기설정된 단일 주파수 신호를 도시한다. 이와 같이 상기 교류전원 신호를 밴드패스필터를 통과시키는 등의 방법을 통해 도 16의 (b)에 도시된 것과 같이 기설정된 제1시간간격 또는 제2시간간격으로 변조된 단일 주파수 신호를 획득할 수 있다.

도 16의 (c)는 단일주파수블록구분단계(S120)를 통해 상기 단일 주파수 신호를 블록 형태로 구분한 결과를 도시하고 있다. 도 16의 (c)에 도시된 것과 같이, 단일주파수블록구분단계(S120)에서는 상기 밴드패스필터통과단계(S110)에서 추출된 단일 주파수 신호의 단일 주파수 성분의 존재 여부를 파악하여, 이를 블록 형태로 구분한다.

도 16의 (c)에서는 상기 단일 주파수 성분이 존재하는 경우 블록으로 구분하고, 상기 단일 주파수 성분이 존재하지 않는 경우 공백으로 구분한 실시예가 도시되어 있다.

도 16의 (d)는 TTL신호변환단계(S130)를 통해 변환된 TTL신호를 도시하고 있다. 도 16의 (d)의 실시예에서는 상기 단일주파수블록구분단계(S120)에서 블록으로 구분된 영역을 LOW로, 상기 단일주파수블록구분단계(S120)에서 공백으로 구분된 영역을 HIGH로 하는 TTL신호가 생성된다. 다른 실시예에서는 반대로 상기 단일주파수블록구분단계(S120)에서 블록으로 구분된 영역을 HIGH로, 상기 단일주파수블록구분단계(S120)에서 공백으로 구분된 영역을 LOW로 하는 TTL신호가 생성될 수도 있다.

도 16의 (e)는 복조단계(S140)에서 상기 TTL신호에 기초하여 데이터를 복조 하는 과정이 도시되어 있다. 도 16의 (e)에서는 제1시간간격 t가 이진수 0으로, 제2시간간격 t+α가 이진수 1로 매칭되어 있어, 도 16의 (d)에서 도출된 TTL신호 펄스의 시간간격에 따라 이진수 데이터를 복조할 수 있다.

이때, 상기 TTL신호의 펄스의 시간간격은 노이즈 등에 의해 정확히 t 혹은 t+α가 아닌, 다른 값으로 나타날 수 있다. 이 때, 상기 복조단계(S140)에서는 상기 시간간격을 이진수 0 혹은 1로 매칭할 때, 상기 TTL신호의 펄스의 시간간격이 상기 기설정된 제1시간간격 혹은 제2시간간격으로부터 기설정된 오차시간범위 이내인 경우 매칭된 이진수로 복조하고, 기설정된 오차시간범위를 넘는 경우 무효비트로 판별할 수 있다.

이와 같이 오차시간범위를 두고 복조를 수행함으로써, 오차시간범위 이내의 노이즈가 혼입되더라도 안정적으로 통신을 수행할 수 있고, 오차시간범위를 넘어 데이터에 에러가 발생한 경우에도 즉시 무효비트로 판별하여 이를 폐기할 수 있어 안정적인 통신을 수행하는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명에서는 상기와 같은 마스터제어부(100) 및 슬레이브조명부(200)를 이용한 전력선 통신방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 전력선을 이용한 양방향 전력선 통신방법은 전력선을 통해 전송할 데이터를 펄스 위치변조(PPM) 하는 데이터변조단계; 변조된 상기 펄스에 맞추어 기설정된 단일 주파수 신호를 블록 형태로 교류신호에 동조하여 상기 전력선을 통해 전송하는 동조단계; 전송 받은 교류전원에 결합된 변조된 데이터를 복조할 수 있는 신호로 변환하는 파형변환단계; 전송 받은 상기 데이터를 복조 하는 복조단계; 및 복조된 데이터를 외부의 장치로 송신하는 송신단계; 를 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같은 각 단계들은 상기 마스터제어부(100) 및 상기 슬레이브조명부(200)에 포함되는 구성요소들에 의해 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 슬레이브조명부에 포함되는 제2세부슬레이브조명부는 일반적인 조명 시스템의 SMPS에 구성에 해당할 수 있고, 상기 제2세부슬레이브조명부를 제어하는 제1세부슬레이브조명부가 별도로 구비되므로, 기존 조명 시스템의 SMPS를 교체하지 않도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 슬레이브조명부는 전류센서부에서 센싱하는 교류전원의 전력값에 기초하여 제어하고자 하는 발광강도에 대한 전력값과 센싱된 전력값이 상이한 경우 드라이버제어신호를 보정하므로, 안정적이지 않은 교류전원이 공급되더라도 제어하고자 하는 발광강도로 조명을 제어할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 슬레이브조명부에는 매핑테이블이 저장되어 있고, 상기 매핑테이블에 기초하여 드라이버제어신호를 보정하므로, 드라이버제어신호의 보정을 위한 수행 시간을 단축할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 LED드라이버부는 LED모듈에 포함되어 있는 웜발광소자 및 쿨발광소자를 각각 제어하는 웜LED드라이버부 및 쿨LED드라이버부를 포함하므로, 제어신호에 따라 LED모듈의 색온도를 제어할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 제어신호는 각각의 발광소자에 상응하는 주소데이터 및 웜발광소자의 발광강도에 대한 데이터와 쿨발광소자의 발광강도에 대한 데이터를 포함하므로, 제어신호에 따라 단일 발광소자 혹은 발광소자의 그룹 별로 발광강도를 제어할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 전체모니터링부는 발광소자들을 최대의 발광강도로 제어하여 센싱된 전력값에 따라 2 이상의 슬레이브조명부 가운데 이상이 있는 슬레이브조명부를 판단하므로, 슬레이브조명부의 발광강도의 이상 유무를 용이하게 파악할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 개별모니터링부는 단일 발광소자 별로 발광강도를 최대로 제어하여 센싱된 각각의 전력값에 따라 복수의 발광소자 가운데 이상이 있는 발광소자를 판단하므로, 각 발광소자의 발광강도의 이상 유무를 용이하게 파악할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 마스터제어부 및 슬레이브조명부를 통해 전력선을 이용한 양방향 디지털 데이터 통신을 수행할 수 있으므로 단위 구역 내의 통신 솔루션으로 높은 활용 가치를 가질 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 전력선에 펄스 위치변조를 이용하여 변형된 교류전원을 송신하여 통신을 수행함으로써, 별도의 통신망이 없더라도 전력선만을 이용하여 데이터가 전송되므로 별도의 통신망을 구성하기 위한 비용이 절감되는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 블록 형태의 단일 주파수의 시간간격을 통해 매 비트마다 유효성을 판단할 수 있어 특정 코드가 다른 코드로 인식될 확률을 현저히 낮출 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 회로의 구성 비용이 낮으면서도 통신의 신뢰성이 높은 전력선 통신장치를 제공하는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 통신이 개시되는 경우 연속적인 단일 주파수 신호를 통해 패킷의 시작을 명확히 알리므로, 개시비트를 도출하기 위한 별도의 데이터의 분석을 필요로 하지 않는 효과를 발휘할 수 있다.

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.

Claims (9)

1. 마스터제어부 및 슬레이브조명부를 포함하는 전력선 통신 기반 조명제어 시스템으로서,
   상기 슬레이브조명부는,
   상기 마스터제어부로부터 변조된 제어신호가 포함된 교류전원을 전력선을 통하여 공급받고,
   상기 전력선의 교류전원에 포함된 변조된 제어신호를 복조할 수 있는 신호로 변환하는 파형변환부 및 상기 복조할 수 있는 신호로부터 제어신호를 복조하는 복조부를 포함하는 전력선통신부;
   상기 슬레이브조명부로 공급되는 상기 교류전원의 전력값을 센싱하는 전류센서부;
   공급된 상기 교류전원을 직류전원으로 변환하는 AC-DC변환부;
   복수의 발광소자를 포함하는 LED모듈;
   상기 AC-DC변환부로부터 직류전원을 공급받고, 상기 LED모듈을 제어하는 LED드라이버부; 및
   상기 전류센서부에서의 센싱 결과 및 복조된 상기 제어신호에 따라 상기 LED드라이버부를 제어하는 LED드라이버제어부;를 포함하고,
   상기 마스터제어부는,
   마스터변조부로 하여금 상기 전력선을 통해 상기 제어신호를 변조하여 상기 전력선에 인가하도록 마스터변조부를 제어하는 마스터MCU;
   상기 마스터MCU의 제어에 따라 상기 전력선을 통해 전송할 제어신호를 변조하는 마스터변조부;
   변조된 상기 제어신호를 상기 전력선의 교류전원에 결합시키는 마스터동조부;
   상기 슬레이브조명부로 공급되는 교류전원의 전력값을 센싱하는 마스터전류센서부를 포함하고,
   상기 마스터MCU는,
   상기 LED모듈의 모든 발광소자의 발광강도를 최대로 제어하는 제어신호를 상기 슬레이브조명부로 송신하는 단계; 및
   상기 마스터전류센서부에서 센싱된 전력값과 기저장된 전력값을 비교하여, 2 이상의 슬레이브조명부 중 이상이 있는 슬레이브조명부의 존재를 판단하는 단계;를 수행하는 전체모니터링부를 포함하는, 전력선 통신 기반 조명제어 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 LED드라이버제어부는,
   상기 제어신호에 따라 기설정된 규칙에 기초하여 상기 LED드라이버부를 제어하는 드라이버제어신호를 생성하고,
   상기 제어신호에 상응하는 기저장된 전력값과 상기 전류센서부에서 센싱된 전력값의 차이에 기초하여 상기 드라이버제어신호를 보정하는, 전력선 통신 기반 조명제어 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 슬레이브조명부에는,
   상기 LED모듈의 복수의 발광강도의 레벨에 대한 각각의 전력값을 포함하는 매핑테이블이 저장되어 있고,
   상기 LED드라이버제어부는,
   상기 제어신호에 상응하는 제어 발광강도의 레벨에 대한 전력값과 상기 전류센서부에서 센싱된 전력값의 차이가 기설정된 조건을 충족하는 경우, 상기 드라이버제어신호를 보정하는, 전력선 통신 기반 조명제어 시스템.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 슬레이브조명부에는,
   상기 LED모듈의 복수의 발광강도의 레벨에 대한 각각의 전력값을 포함하는 매핑테이블이 저장되어 있고,
   상기 LED드라이버제어부는 상기 제어신호에 상응하는 제어 발광강도의 레벨에 대한 전력값과 상기 전류센서부에서 센싱된 전력값이 상이한 경우, 상기 드라이버제어신호를 하기 [식 1]에 의해 산출되는 보정 발광강도의 레벨에 상응하는 신호로 보정하는, 전력선 통신 기반 조명제어 시스템.
   [식 1]
   보정 발광강도의 레벨 = 제어 발광강도의 레벨 + K*(제어 발광강도의 레벨에 대한 전력값 - 전류센서부에서 센싱된 전력값)
   (여기서, K는 기설정된 상수)
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 제어신호는,
   웜 화이트(Warm White) 색상을 발광하는 1 이상의 웜발광소자를 제어하는 웜제어신호; 및
   쿨 화이트(Cool White) 색상을 발광하는 1 이상의 쿨발광소자를 제어하는 쿨제어신호를 포함하고,
   상기 LED드라이버부는,
   상기 웜제어신호에 기초하여 상기 웜발광소자를 제어하는 웜LED드라이버부; 및
   상기 쿨제어신호에 기초하여 상기 쿨발광소자를 제어하는 쿨LED드라이버부를 포함하는, 전력선 통신 기반 조명제어 시스템.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 LED모듈은,
   웜 화이트(Warm White) 색상을 발광하는 1 이상의 웜발광소자; 및
   쿨 화이트(Cool White) 색상을 발광하는 1 이상의 쿨발광소자를 포함하고,
   상기 제어신호는,
   각각의 상기 발광소자에 상응하는 주소데이터를 포함하는 주소필드; 및
   상기 웜발광소자의 발광강도에 대한 데이터를 포함하는 웜발광소자데이터필드와 상기 쿨발광소자의 발광강도에 대한 데이터를 포함하는 쿨발광소자데이터필드를 포함하는 데이터필드;를 포함하는, 전력선 통신 기반 조명제어 시스템.
   
7. 마스터제어부 및 슬레이브조명부를 포함하는 전력선 통신 기반 조명제어 시스템으로서,
   상기 슬레이브조명부는,
   상기 마스터제어부로부터 변조된 제어신호가 포함된 교류전원을 전력선을 통하여 공급받고,
   상기 전력선의 교류전원에 포함된 변조된 제어신호를 복조할 수 있는 신호로 변환하는 파형변환부 및 상기 복조할 수 있는 신호로부터 제어신호를 복조하는 복조부를 포함하는 전력선통신부;
   상기 슬레이브조명부로 공급되는 상기 교류전원의 전력값을 센싱하는 전류센서부;
   공급된 상기 교류전원을 직류전원으로 변환하는 AC-DC변환부;
   복수의 발광소자를 포함하는 LED모듈;
   상기 AC-DC변환부로부터 직류전원을 공급받고, 상기 LED모듈을 제어하는 LED드라이버부; 및
   상기 전류센서부에서의 센싱 결과 및 복조된 상기 제어신호에 따라 상기 LED드라이버부를 제어하는 LED드라이버제어부;를 포함하고,
   상기 마스터제어부는,
   마스터변조부로 하여금 상기 전력선을 통해 상기 제어신호를 변조하여 상기 전력선에 인가하도록 마스터변조부를 제어하는 마스터MCU;
   상기 마스터MCU의 제어에 따라 상기 전력선을 통해 전송할 제어신호를 변조하는 마스터변조부;
   변조된 상기 제어신호를 상기 전력선의 교류전원에 결합시키는 마스터동조부;
   상기 슬레이브조명부로 공급되는 교류전원의 전력값을 센싱하는 마스터전류센서부를 포함하고,
   상기 마스터MCU는,
   상기 LED모듈의 단일 발광소자 별로 발광강도를 최대로 제어하는 제어신호를 상기 슬레이브조명부로 순차적으로 송신하는 단계; 및
   상기 마스터전류센서부에서 센싱된 전력값과 기저장된 전력값을 순차적으로 비교하여, 2 이상의 슬레이브조명부 중 이상이 있는 슬레이브조명부를 판단하는 단계;를 수행하는 개별모니터링부를 포함하는, 전력선 통신 기반 조명제어 시스템.
   
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