KR102504822B1 - 마이컴이 내장된 지능형 컨버터 - Google Patents

마이컴이 내장된 지능형 컨버터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이컴이 내장된 지능형 컨버터에 관한 것으로, 별도의 디밍 장치가 없이 적은 비용으로 다중 디밍 제어 및 감시를 용이하게 수행할 수 있도록 하는 마이컴이 내장된 지능형 컨버터에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터는 일반적인 조명 시스템의 기능에 비하여 등기구의 사용에 의한 수명주기 뿐만 아니라, 사용 환경 등의 특성을 고려한 현재 상태에 대한 데이터를 기반으로 고장 등의 등기구 상태를 감지하며, 최적화된 광성능을 유지할 수 있도록 보정함으로써 구성된 등기구의 수명을 증대하고, 사용자에게 최적의 광원을 제공하는 효과가 있다.

Description

마이컴이 내장된 지능형 컨버터{Intelligent converter with built-in microcomputer}
본 발명은 마이컴이 내장된 지능형 컨버터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 디밍 장치가 없이 적은 비용으로 다중 디밍 제어 및 감시를 용이하게 수행할 수 있도록 하는 마이컴이 내장된 지능형 컨버터에 관한 것이다.
엘이디(lighting emitting diode)는 수명이 반영구적이고, 소비전력이 적으면서 고효율의 조도를 얻을 수 있어서, 공장등, 가로등, 보안등 등 다양한 용도의 엘이디 등기구(LED lighting)에 많이 이용되고 있다. 엘이디 등기구는 빠른 처리속도와 낮은 전력소모 등의 장점을 가지며, 친환경적이고 에너지 효율이 높아서 이용도가 점차 늘어가는 추세이다.
한편, 보안등, 가로등, 공장등, 경광등과 같은 엘이디 등기구는 사용자 또는 관리자가 필요에 따라 온/오프 제어하거나 또는 주변 환경의 밝기 정도를 눈으로 파악하여 등기구에 적용된 엘이디들의 밝기를 낮추거나 높이는 방식으로 밝기를 제어한다. 그러나, 이것은 전적으로 관리자 또는 사용자에 직관에 의존하므로, 다른 사람들을 만족하지 못하는 경우가 많았다. 이에 대하여, 디밍 제어 등 자동화된 방식이 제안되었지만, SMPS 외에 별도의 제어모듈이 필요하고, 그 제어모듈 각각은 추가적인 회로부와 그 회로부를 보호하기 위한 수단들이 추가로 구비되어야 하므로, 실용성과 경제성이 떨어진다. 또한, 엘이디 제어를 위한 여러 요소들이 여러 곳에 산재되어 있어서 복잡하고 관리가 어려웠다.
특허등록번호 제10-0880607호(2009년01월20일 등록)
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 별도의 디밍 장치가 없이 적은 비용으로 다중 디밍 제어 및 감시를 용이하게 수행할 수 있도록 하는 마이컴이 내장된 지능형 컨버터를 제공함에 목적이 있다.
본 발명에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터는 AC전원으로부터 입력된 AC를 정류하고 평활하여 DC로 만들어주는 1차 정류회로부, 상기 1차 정류 회로부의 후단 측에서 온 오프 고속 스위칭에 의해 펄스 형태의 AC로 변환하는 스위칭 회로부, 상기 스위칭 회로부 후단 측에서 엘이디 등기구를 동작시키는데 필요한 전압을 얻기 위해 전압을 변경하는 고주파 트랜스, 상기 고주파 트랜스를 거쳐 얻은 펄스 형태의 AC를 다시 DC로 변경하는 2차 정류회로부, 상기 스위칭 회로부의 온 타임과 오프 타임을 조절하도록 제공된 PWM IC 및 상기 PWM IC를 제어하여 상기 엘이디 등기구의 밝기 및 시간을 제어하되, 컨버터 내부의 마이컴이 선택된 디밍 시퀀스를 수행하여 통신 가능한 필드 내에 다수의 조명의 밝기 및 온-오프를 제어하는 제어부를 포함한다.
바람직하게 제어부는 외부 입력으로 초 단위까지 디밍 테이블을 작성하는 디밍 테이블 생성모듈, 상기 생성된 디밍 테이블 중 485 통신 명령 또는 스위치로 선택하여 선택된 디밍 테이블로 동작하도록 하는 선택모듈 및 상기 AC전원이 투입시 상기 선택모듈에 선택되어 있는 디밍 테이블 처음부터 수행하도록 하는 디밍모듈을 포함한다.
또한 제어부는 DC출력 전압을 감시하는 감시모듈 및 엘이디 등기구의 동작 상태를 외부로 전송하는 모니터링 모듈을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터는 일반적인 조명 시스템의 기능에 비하여 등기구의 사용에 의한 수명주기 뿐만 아니라, 사용 환경 등의 특성을 고려한 현재 상태에 대한 데이터를 기반으로 고장 등의 등기구 상태를 감지하며, 최적화된 광성능을 유지할 수 있도록 보정함으로써 구성된 등기구의 수명을 증대하고, 사용자에게 최적의 광원을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터의 제어부 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터의 제어부에 내장되는 마이컴 회로의 일부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터의 제어부 디밍 제어를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터는 485 통신 기능을 수행하도록 한 LED 조명용 전원 장치에 관한 것으로, 별도의 디밍 장치가 없이 적은 비용으로 다중 디밍 제어 및 감시를 용이하게 수행할 수 있다.
본 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터를 활용하여 엘이디 조명의 밝기를 고객이 원하는대로 조절이 가능하도록 하여 에너지 소비를 최소화하고 제품의 수명을 최대한 연장할 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 발명은 별도의 디밍기 또는 모뎀 없이 컨버터내부의 마이컴이 선택된 디밍 시퀀스를 수행하여 485통신이 가능한 필드에서는 여러개의 조명을 사용자가 원하는 대로 밝기 콘트롤 조절이 가능하여, 향후 스마트조명 구현에 매우 유용하게 활용이 가능하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 설명을 생략하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터의 구성을 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터는 1차 정류회로부(100), 스위칭 회로부(200), 고주파 트랜스(300), 2차 정류회로부(400), PWM IC(500), 제어부(600)를 포함한다.
1차 정류회로부(100)는 AC전원으로부터 입력된 AC를 정류하고 평활하여 DC로 만들어주는 구성이다.
스위칭 회로부(200)는 1차 정류 회로부의 후단 측에서 온 오프 고속 스위칭에 의해 펄스 형태의 AC로 변환하는 구성이다.
고주파 트랜스(300)는 스위칭 회로부 후단 측에서 엘이디 등기구를 동작시키는데 필요한 전압을 얻기 위해 전압을 변경하기 위한 구성이다.
2차 정류회로부(400)는 고주파 트랜스를 거쳐 얻은 펄스 형태의 AC를 다시 DC로 변경한다.
PWM IC(500)는 스위칭 회로부의 온 타임과 오프 타임을 조절하도록 제공된다.
제어부(600)는 PWM IC를 제어하여 상기 엘이디 등기구의 밝기 및 시간을 제어하되, 컨버터 내부의 마이컴이 선택된 디밍 시퀀스를 수행하여 통신 가능한 필드 내에 다수의 조명의 밝기 및 온-오프를 제어한다. 이러한 제어부(600)의 제어에 의하여 조도센서에 의한 자동 밝기 조정, 수동모드 볼륨 밝기 조절 가능, 485 통신을 통한 자동 밝기 조절 가능, LED 동작 상태 모니터링이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터의 제어부 세부구성을 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 마이컴이 내장된 지능형 컨버터의 제어부 세부구성은 디밍 테이블 생성모듈(610), 선택모듈(620), 디밍모듈(630), 감시모듈(640), 모니터링모듈(650)을 포함한다.
디밍 테이블 생성모듈(610)은 외부 입력으로 초 단위까지 디밍 테이블을 작성하기 위한 구성이다.
선택모듈(620)은 디밍 테이블 생성모듈(610)로 생성된 디밍 테이블 중 485 통신 명령 또는 스위치로 선택하여 선택된 디밍 테이블로 동작하도록 하는 선택하기 위한 구성이다.
디밍모듈(630)은 AC전원이 투입시 선택모듈(620)에 선택되어 있는 디밍 테이블 처음부터 수행하도록 한다.
감시모듈(640)은 DC출력 전압을 감시하여 고장유무를 확인하는 구성이다.
모니터링모듈(650)은 엘이디 등기구의 동작 상태를 외부로 전송하는 구성이다.
본 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터의 주요기능을 살펴보면 다음과 같다.
디밍 테이블 생성모듈(610)은 초 단위까지 디밍 테이블 작성가능하다. 즉, 사용자가 원하는대로 작성이 용이하게 한다.
선택모듈(620)은 선택된 디밍 테이블대로 동작할 수 있도록 한다. 이때, 디밍 선택은 485통신 명령 또는 스위치로 선택 가능하다. 이때, 스위치 0선택 시 상시100% 점등하도록 한다.
디밍모듈(630)은 AC전원이 투입되면 현재 선택되어 있는 디밍 테이블 처음부터 수행하도록 한다. 향후 TIME인지 솔루션 장착시 시간대별로 디밍 조작이 가능하다.
감시모듈(640)은 DC출력 전압을 감시하여 컨버터 고장유무를 전송한다. 모니터링 모듈(650)은 엘이디 등기구의 동작 상태를 외부로 전송한다. 이러한 본 실시예에 따른 제어부(600)는 감시모듈과 모니터링 모듈로 인해 현재 상태에 대한 데이터를 기반으로 고장 등의 등기구 상태를 감지하며, 최적화된 광성능을 유지할 수 있도록 조도센서에 의한 자동 밝기 조정, 수동모드 볼륨 밝기 조절, 485 통신을 통한 자동 밝기 조절기능을 보정한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터를 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 마이컴이 내장된 지능형 컨버터(1)는 1차 정류회로부(100)를 통해 AC전원으로부터 입력된 AC를 정류하고 평활하여 DC로 만들어주고, 1차 정류 회로부의 후단 측에서 온 오프 고속 스위칭에 의한 스위칭 회로부(200)를 통해 펄스 형태의 AC로 변환한다. 다음 고주파 트랜스(300)에서 스위칭 회로부 후단 측에서 엘이디 등기구를 동작시키는데 필요한 전압을 얻기 위해 전압을 변경한다. 다음 2차 정류회로부(400)에서 고주파 트랜스를 거쳐 얻은 펄스 형태의 AC를 다시 DC로 변경한다. 다음 PWM IC(500)에서 스위칭 회로부의 온 타임과 오프 타임을 조절하도록 한다.
본 실시예에 따른 제어부(600)는 엘이디 등기구의 엘이디 동작제어 신호를 입력할 수 있으며, PWM IC(500)는 제어부(600)의 제어신호에 따라 펄스 폭을 변경하여 엘이디 등기구의 밝기와 점등 시간을 제어할 수 있다. 이때, 마이컴이 내장된 지능형 컨버터는 제어부(600)와 연결되는 별도의 조도센서(미도시)에서 외부의 밝기를 실시간으로 측정하여 측정된 밝기 정보를 컨버터 내부의 마이컴에 입력신호로 전달하며, 마이컴에서는 밝기 정보에 따라 엘이디 등기구의 엘이디 동작신호를 생성하여 PWM IC(500)에 전달할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터의 제어부에 내장되는 마이컴 회로의 일부를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 도시된 마이컴의 SYS_JTMS_SWDIO에서 주기적으로 0,1이 반복해서 나오게 하고, 연결된 SYS_JTCK_SWCLK에서 입력받아 인터럽트로 처리하며, 앞서 생성된 디밍 테이블 중 485 통신 명령 또는 스위치로 선택하여 선택된 디밍 테이블로 동작하도록 하며, AC전원이 투입시 상기 선택모듈에 선택되어 있는 디밍 테이블의 처음부터 수행하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이컴이 내장된 지능형 컨버터의 제어부 디밍 제어를 설명하기 위한 개념도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(600)는 PWM IC를 제어하여 엘이디 등기구의 밝기 및 시간을 제어하되, 컨버터 내부의 마이컴이 선택된 디밍 시퀀스를 수행하여 통신 가능한 필드 내에 다수의 조명의 밝기를 제어한다. 이러한 제어부(600)는 외부 입력으로 초 단위까지 디밍 테이블을 작성가능하고, 생성된 디밍 테이블 중 485 통신 명령 또는 스위치로 선택하여 선택된 디밍 테이블로 동작하도록 하며, AC전원이 투입시 상기 선택모듈에 선택되어 있는 디밍 테이블의 처음부터 수행하도록 한다.
또한 제어부(600)는 DC출력 전압을 감시하고, 엘이디 등기구의 동작 상태를 외부로 전송하여 일반적인 조명 시스템의 기능에 비하여 등기구의 사용에 의한 수명주기 뿐만 아니라, 사용 환경 등의 특성을 고려한 현재 상태에 대한 데이터를 기반으로 고장 등의 등기구 상태를 감지하며, 최적화된 광성능을 유지할 수 있도록 보정함으로써 구성된 등기구의 수명을 증대하고, 사용자에게 최적의 광원을 제공하는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 당업자에게 명백할 것이다.
1 : 마이컴이 내장된 지능형 컨버터
100 : 1차 정류회로부
200 : 스위칭 회로부
300 : 고주파 트랜스
400 : 2차 정류회로부
500 : PWM IC
600 : 제어부
610 : 디밍 테이블 생성모듈
620 : 선택모듈
630 : 디밍모듈
640 : 감시모듈
650 : 모니터링 모듈

Claims (3)

  1. AC전원으로부터 입력된 AC를 정류하고 평활하여 DC로 만들어주는 1차 정류회로부,
    상기 1차 정류 회로부의 후단 측에서 온 오프 고속 스위칭에 의해 펄스 형태의 AC로 변환하는 스위칭 회로부,
    상기 스위칭 회로부 후단 측에서 엘이디 등기구를 동작시키는데 필요한 전압을 얻기 위해 전압을 변경하는 고주파 트랜스,
    상기 고주파 트랜스를 거쳐 얻은 펄스 형태의 AC를 다시 DC로 변경하는 2차 정류회로부,
    상기 스위칭 회로부의 온 타임과 오프 타임을 조절하도록 제공된 PWM IC 및
    상기 PWM IC를 제어하여 상기 엘이디 등기구의 밝기 및 시간을 제어하되, 컨버터 내부의 마이컴이 선택된 디밍 시퀀스를 수행하여 통신 가능한 필드 내에 다수의 조명의 밝기 및 온-오프를 제어하여 조도센서에 의한 자동밝기 조정, 수동모드 볼륨 밝기 조절, 485통신을 통한 자동 밝기 조절, LED 동작 상태 모니터링이 가능하도록 하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 마이컴의 SYS_JTMS_SWDIO에서 주기적으로 0,1이 반복해서 나오게 하고, 마이컴에 연결된 SYS_JTCK_SWCLK에서 입력받아 인터럽트로 처리하며, 상기 선택된 디밍 테이블로 동작하도록 하며, AC 전원이 투입시 상기 제어부를 통해 선택되어 있는 디밍 테이블의 처음부터 수행하도록 하도록 하여 시간대별로 디밍 조작이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 마이컴이 내장된 지능형 컨버터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    외부 입력으로 초 단위까지 디밍 테이블을 작성하는 디밍 테이블 생성모듈,
    상기 생성된 디밍 테이블 중 485 통신 명령 또는 스위치로 선택하여 선택된 디밍 테이블로 동작하도록 하는 선택모듈 및
    상기 AC전원이 투입시 상기 선택모듈에 선택되어 있는 디밍 테이블의 처음부터 수행하도록 하는 디밍모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이컴이 내장된 지능형 컨버터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 DC출력 전압을 감시하는 감시모듈 및
    엘이디 등기구의 동작 상태를 외부로 전송하는 모니터링 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이컴이 내장된 지능형 컨버터.
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