KR102682617B1 - LED lighting apparatuses - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교류 전원의 전력 공급을 제어하는 장치를 포함하는 LED 조명 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 사용자가 터치 단자를 접촉할 때 발생하는 전압의 변화를 감지할 수 있고, 프로그램에 의해 전력 공급을 제어하는 마이크로콘트롤러를 포함하는 LED 조명 장치에 관한 것이다.
본 발명의 LED 조명 장치는 교류 전원의 입력 교류 전압을 입력 직류 전압으로 변환하여 전력의 공급을 제어하는 직류 전원 공급 장치; 및 구동 전압의 크기에 따라 다수의 LED 배열의 점등 상태가 제어되는 LED 모듈을 포함하고, 상기 직류 전원 공급 장치는 교류 전원의 입력 교류 전압을 입력 직류 전압으로 변환하는 정류 회로로 구성되고, 제어 전원부, 직류 전압 감지부와 LED 모듈을 구동하는 직류 전원부; 입력 직류 전압을 제어 장치 전압으로 변환하는 정전압 회로로 구성되고, 제어부를 구동하는 제어 전원부; 입력 직류 전압을 직류 전압 입력 신호로 변환하는 전압 분배 회로로 구성되고, 직류 전압 입력 신호를 제어부에 입력하는 직류 전압 감지부; 사용자가 터치 단자를 터치할 때 발생하는 전압 변화를 터치 입력 신호로 변환하는 회로로 구성되고, 터치 입력 신호를 제어부에 입력하는 터치 입력부; 제어 장치 전압에 의해 구동되고, 직류 전압 입력 신호와 터치 입력 신호에 따른 제어 출력 신호를 만드는 프로그램이 내장된 마이크로컨트롤러를 포함하고, 제어 출력 신호를 직류 전원 스위치부로 출력하는 제어부; 및 기준점과 LED 모듈의 하나의 단자를 연결하는 스위치 회로로 구성되고, 입력 직류 전압을 LED 모듈에 공급하는 직류 전원 스위치부를 포함하고, 상기 LED 모듈은 입력 직류 전압과 출력 스위치 전압에 의해 구동되고, 직류 전원 스위치부의 스위치 작동에 의해 공급되는 입력 직류 전압의 크기에 따라 LED 배열들의 점등 상태가 제어되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an LED lighting device including a device for controlling the power supply of an alternating current power source. More specifically, the present invention relates to an LED lighting device that can detect a change in voltage that occurs when a user touches a touch terminal and controls the power supply by a program. It relates to an LED lighting device including a microcontroller that controls supply.
The LED lighting device of the present invention includes a direct current power supply device that controls the supply of power by converting the input alternating voltage of the alternating current power source into an input direct current voltage; and an LED module in which the lighting state of a plurality of LED arrays is controlled according to the size of the driving voltage, wherein the DC power supply device is composed of a rectifier circuit that converts the input AC voltage of the AC power to the input DC voltage, and the control power supply unit. , a DC voltage detection unit and a DC power supply unit that drives the LED module; a control power supply unit configured with a constant voltage circuit that converts the input direct current voltage into a control device voltage and drives the control unit; A DC voltage detection unit consisting of a voltage distribution circuit that converts the input DC voltage into a DC voltage input signal and inputs the DC voltage input signal to the control unit; a touch input unit that is composed of a circuit that converts a voltage change that occurs when a user touches a touch terminal into a touch input signal and inputs the touch input signal to a control unit; A control unit that is driven by the control device voltage and includes a microcontroller with a built-in program that generates a control output signal according to the DC voltage input signal and the touch input signal, and outputs the control output signal to the DC power switch unit; and a switch circuit that connects a reference point and one terminal of the LED module, and includes a DC power switch unit that supplies an input DC voltage to the LED module, wherein the LED module is driven by the input DC voltage and the output switch voltage, It is characterized in that the lighting state of the LED arrays is controlled according to the magnitude of the input DC voltage supplied by the switch operation of the DC power switch unit.

Description

LED 조명 장치 { LED lighting apparatuses }LED lighting apparatus {LED lighting apparatuses}

본 발명은 LED 조명 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 마이크로컨트롤러를 제어 장치로 사용하여 LED 모듈을 구동하는 LED 조명 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LED lighting device, and more specifically, to an LED lighting device that drives an LED module using a microcontroller as a control device.

종래의 LED 조명 장치는 교류 전원을 사용하는 컨버터 회로와 LED 배열로 구성되고, 컨버터 회로는 교류 전원을 LED 배열을 구동하기에 적합한 정전압원이나 정전류원으로 변환하는 구조를 갖는다. 컨버터 회로는 부피가 큰 인덕터와 커패시터의 수동 소자를 포함하고, 필요한 전력을 얻기 위한 스위칭 소자와 제어 반도체 소자로 구성된다. 이러한 구조는 가로등 형태의 큰 규모 뿐 아니라 LED 전구 형태의 작은 규모의 LED 조명 장치에 흔히 사용되고 있다.A conventional LED lighting device consists of a converter circuit using AC power and an LED array, and the converter circuit has a structure that converts AC power into a constant voltage source or constant current source suitable for driving the LED array. The converter circuit includes passive elements of bulky inductors and capacitors, and consists of switching elements and control semiconductor elements to obtain the required power. This structure is commonly used in large-scale LED lighting devices in the form of streetlights as well as small-scale LED lighting devices in the form of LED bulbs.

이제 LED 조명 장치의 개발 역사도 어느 정도 되었고, 백열 전구의 시장 퇴출은 소형화, 에너지 효율화, 사용자 접근의 스마트화를 가속시켰고, 다양한 형태의 LED 조명 장치들이 개발되었다. 근래에서 부피가 큰 인덕터와 커패시터의 수동 소자를 제거한 형태의 LED 조명 장치들이 시장에 나오고 있다. LED 조명 장치 시장의 확대는 LED 구동 전용 반도체 회로의 개발을 가속화시켰고, 마침내 인덕터와 커패시터 없이도 LED 배열을 구동할 수 있는 LED 구동 반도체가 LED 조명 장치 시장에 등장하였다.The development history of LED lighting devices has now reached a certain point, and the withdrawal of incandescent light bulbs from the market has accelerated miniaturization, energy efficiency, and smart user access, and various types of LED lighting devices have been developed. Recently, LED lighting devices that eliminate the passive elements of bulky inductors and capacitors are coming onto the market. The expansion of the LED lighting device market accelerated the development of semiconductor circuits dedicated to LED driving, and LED driving semiconductors that can drive LED arrays without inductors and capacitors finally appeared in the LED lighting device market.

본 발명에서 이용하는 LED 구동 반도체의 구동 방식은 LED 배열의 모든 LED를 점등하거나 소등하는 것이 아니라, 입력되는 전압의 크기에 따라 점등하기에 충분한 분량의 LED 개수 만을 점등하고, 나머지는 소등 상태를 유지되도록 하는 것이다. 특히 본 발명에서는 LED 배열이 5개 구룹으로 나뉘고, 입력 전압에 따라 구룹별로 제어되는 LED 구동 반도체를 사용한다.The driving method of the LED driving semiconductor used in the present invention does not turn on or turn off all LEDs in the LED array, but turns on only the number of LEDs sufficient to light according to the size of the input voltage, and keeps the rest in an unlighted state. It is done. In particular, the present invention uses an LED driving semiconductor in which the LED array is divided into five groups and each group is controlled according to the input voltage.

본 발명이 해결하려는 과제로 하고 있는 종래 기술의 LED 조명 장치의 문제점은 다양한 전력 공급 패턴을 구현하기 어렵고, 조광 기능을 추가할 경우 별도의 복잡한 회로가 사용되고, 터치 감지를 위하여 별도의 터치 감지 전용 반도체 소자를 사용한다는 것이다. 한편 LED 배열을 구동하기 위하여 인덕터, 커패시터 등 부피가 큰 소자를 사용한 컨버터가 필요하다.The problems with the LED lighting device of the prior art that the present invention aims to solve are that it is difficult to implement various power supply patterns, that when adding a dimming function, a separate complex circuit is used, and that a separate semiconductor dedicated to touch detection is required for touch detection. It means using elements. Meanwhile, in order to drive an LED array, a converter using bulky elements such as inductors and capacitors is needed.

따라서 본 발명에서는 최근 시장에서 구할 수 있는 LED 구동 반도체 소자를 사용한 LED 모듈과 이를 구동하는 전원 공급 장치를 포함하는 LED 조명 장치를 만든다. 이 LED 구동 반도체 소자는 구동되는 전압의 크기에 따라 다수의 LED 배열의 점등 상태를 제어할 수 있는 소자이다. 본 발명의 LED 조명 장치는 마이크로콘트롤러를 포함하고, 터치 감지를 위하여 터치 단자의 신호를 마이크로콘트롤러의 내장 프로그램이 처리하고, 전원의 교류 전압 주기를 단위 시간으로 하여 LED 모듈의 점등을 제어하는 기능을 포함한다.Therefore, in the present invention, an LED lighting device is made including an LED module using LED driving semiconductor elements recently available on the market and a power supply device for driving the LED module. This LED driving semiconductor device is a device that can control the lighting state of multiple LED arrays depending on the magnitude of the driving voltage. The LED lighting device of the present invention includes a microcontroller, and the built-in program of the microcontroller processes the signal of the touch terminal for touch detection, and has the function of controlling the lighting of the LED module using the alternating voltage cycle of the power supply as unit time. Includes.

상기 과제를 해결하기 위한 수단은 마이크로콘트롤러를 포함하고, 마이크로콘트롤러의 기능을 활용하여 점등 시간과 조도 조절을 구현하고, 터치 단자를 이용하여 사용자의 터치 동작으로 제어되는 LED 조명 장치를 만든다.The means for solving the above problem includes a microcontroller, utilizes the functions of the microcontroller to implement lighting time and illuminance control, and uses a touch terminal to create an LED lighting device controlled by the user's touch operation.

상기 LED 조명 장치(100)는 교류 전원의 입력 교류 전압(VAC)을 입력 직류 전압(VDC)로 변환하여 전력 공급을 제어하는 직류 전원 공급 장치(110)와 구동되는 전압의 크기에 따라 다수의 LED 배열의 점등 상태가 제어되는 LED 모듈(120)로 구성된다. 직류 전원 공급 장치(110)는 직류 전원부(111), 제어 전원부(112), 직류 전압 감지부(113), 터치 입력부(114), 제어부(115) 및 직류 전원 스위치부(116)로 구성된다. 직류 전원부(111)는 교류 전원의 입력 교류 전압(VAC)을 입력 직류 전압(VDC)으로 변환하는 정류 회로로 구성되고; 제어 전원부(112)는 입력 직류 전압(VDC)을 제어 장치 전압(VCC)으로 변환하는 정전압 회로로 구성되고; 직류 전압 감지부(113)는 입력 직류 전압(VDC)을 직류 전압 입력 신호(VIN)로 변환하는 전압 분배 회로로 구성되고; 터치 입력부(114)는 사용자가 터치 단자(T)를 터치할 때 발생하는 전압 변화를 터치 입력 신호(TIN)로 변환하는 회로로 구성되고; 제어부(115)는 제어 장치 전압(VCC)에 의해 구동되고, 제어 프로그램이 내장된 마이크로컨트롤러(U1)를 포함하고; 직류 전원 스위치부(116)는 기준점(GND)과 LED 모듈(120)의 하나의 단자를 연결하는 스위치 회로로 구성되고; LED 모듈(120)은 입력 직류 전압(VDC)과 출력 스위치 전압(VSW)에 의해 구동되고, 상기 직류 전원 공급 장치(110)에 의해 구동되는 것을 특징으로 한다.The LED lighting device 100 includes a DC power supply 110 that controls power supply by converting the input alternating current voltage (VAC) of the AC power into an input direct current voltage (VDC), and a plurality of LEDs depending on the size of the driven voltage. It consists of an LED module 120 whose lighting state is controlled. The DC power supply device 110 consists of a DC power supply unit 111, a control power supply unit 112, a DC voltage detection unit 113, a touch input unit 114, a control unit 115, and a DC power switch unit 116. The DC power supply unit 111 is composed of a rectifier circuit that converts the input alternating current voltage (VAC) of the AC power into the input direct current voltage (VDC); The control power supply unit 112 is composed of a constant voltage circuit that converts the input direct current voltage (VDC) to the control voltage (VCC); The DC voltage detection unit 113 is composed of a voltage distribution circuit that converts an input DC voltage (VDC) into a DC voltage input signal (VIN); The touch input unit 114 is composed of a circuit that converts the voltage change that occurs when the user touches the touch terminal (T) into a touch input signal (TIN); The control unit 115 is driven by a control device voltage (VCC) and includes a microcontroller (U1) with a built-in control program; The DC power switch unit 116 is composed of a switch circuit connecting the reference point (GND) and one terminal of the LED module 120; The LED module 120 is driven by an input direct current voltage (VDC) and an output switch voltage (VSW), and is driven by the direct current power supply device 110.

본 발명의 LED 조명 장치는 마이크로콘트롤러를 포함하고 있어 마이크로콘트롤러가 갖고 있는 여러 가지 기능을 활용할 수 있다. 점등 시간을 제어하고, 조광 기능을 구현할 수 있다. 필요한 경우, 터치 단자를 이용하여 사용자의 터치 동작으로 LED 조명 장치의 작동을 제어할 수 있다.The LED lighting device of the present invention includes a microcontroller and can utilize various functions of the microcontroller. The lighting time can be controlled and a dimming function can be implemented. If necessary, the operation of the LED lighting device can be controlled by the user's touch operation using the touch terminal.

도1은 터치 단자를 포함하는 LED 조명 장치의 회로도.
도2는 터치 단자가 없는 LED 조명 장치의 회로도.1 is a circuit diagram of an LED lighting device including a touch terminal.
Figure 2 is a circuit diagram of an LED lighting device without a touch terminal.

본 발명의 LED 조명 장치(100)의 구조와 기능을 도1과 도2를 참조하여 설명한다.The structure and function of the LED lighting device 100 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

먼저 LED 조명 장치(100)의 개념을 설명한다. LED 조명 장치(100)는 교류 전원의 입력 교류 전압(VAC)에 의해 구동되고, 직류 전원 공급 장치(110)와 LED 모듈(120)로 구성된다. 조명에 필요한 전력 공급은 전자식 스위치에 의해 이루어지고, 이 스위치는 전자식 제어 장치에 의해 제어된다. 전자식 제어 장치는 시중에서 구할 수 있는 마이크로콘트롤러를 사용하며, 이 마이크로콘트롤러는 프로그램을 저장하고 실행한다. 이 프로그램은 전력 공급을 제어하는 정보를 포함하며, 전자식 스위치에 제어 신호를 출력하여 LED 모듈에 공급되는 전력을 제어한다. 전자식 제어 장치는 제어 신호의 시간을 결정하기 위하여 교류 전원의 교류 전압의 주기를 사용할 수 있다. 이를 위해 교류 전압을 정류한 직류 전압으로 변환하고, 이 직류 전압을 감지하는 감지 회로가 필요하다. 감지 회로는 마이크로콘트롤러에 입력 가능한 전압 범위가 되도록 직류 전압을 충분히 감쇄시켜 신호를 마이크로콘트롤러로 출력한다. 이 신호를 입력받은 마이크로콘트롤러는 신호를 처리하여 교류 전압의 주기를 추출한다.First, the concept of the LED lighting device 100 will be explained. The LED lighting device 100 is driven by an input alternating current voltage (VAC) of alternating current power and is composed of a direct current power supply 110 and an LED module 120. The power supply required for lighting is provided by an electronic switch, and this switch is controlled by an electronic control device. Electronic control devices use commercially available microcontrollers, which store and execute programs. This program contains information to control power supply and outputs control signals to the electronic switch to control the power supplied to the LED module. The electronic control device can use the period of the AC voltage of the AC power source to determine the time of the control signal. For this purpose, a detection circuit is needed to convert alternating current voltage into rectified direct current voltage and detect this direct current voltage. The sensing circuit attenuates the direct current voltage sufficiently to be within the voltage range that can be input to the microcontroller and outputs a signal to the microcontroller. The microcontroller that receives this signal processes the signal and extracts the cycle of the alternating voltage.

이제 도1과 도2를 보면서 LED 조명 장치(100)의 실시 예를 상세히 설명한다.Now, an embodiment of the LED lighting device 100 will be described in detail while looking at FIGS. 1 and 2.

LED 조명 장치(100)는 교류 전원의 입력 교류 전압(VAC)을 입력 직류 전압(VDC)과 기준점(GND)으로 변환하고, 도1과 같이 사용자가 터치 단자(T)를 터치함에 따라 입력 직류 전압(VDC)의 공급을 제어하는 직류 전원 공급 장치(110)와 구동되는 전압의 크기에 따라 다수의 LED 배열의 점등 상태가 제어되는 LED 모듈(120)로 구성된다. 직류 전원 공급 장치(110)는 LED 모듈(120)을 구동한다. 도2에서는 터치 단자(T)가 없이 직류 전원 공급 장치(110)에 내장된 프로그램에 의해 입력 직류 전압(VDC)의 공급을 제어한다.The LED lighting device 100 converts the input alternating current voltage (VAC) of the alternating current power into an input direct current voltage (VDC) and a reference point (GND), and changes the input direct current voltage as the user touches the touch terminal (T) as shown in Figure 1. It consists of a direct current power supply device 110 that controls the supply of (VDC) and an LED module 120 that controls the lighting status of a plurality of LED arrays according to the size of the driven voltage. The direct current power supply device 110 drives the LED module 120. In Figure 2, the supply of input direct current voltage (VDC) is controlled by a program built into the direct current power supply device 110 without a touch terminal (T).

직류 전원 공급 장치(110)는 직류 전원부(111), 제어 전원부(112), 직류 전압 감지부(113), 터치 입력부(114), 제어부(115) 및 직류 전원 스위치부(116)로 구성된다.The DC power supply device 110 consists of a DC power supply unit 111, a control power supply unit 112, a DC voltage detection unit 113, a touch input unit 114, a control unit 115, and a DC power switch unit 116.

직류 전원부(111)는 교류 전원의 입력 교류 전압(VAC)을 입력 직류 전압(VDC)으로 변환하는 정류 회로로 구성되고, 브리지 다이오드(B1)를 포함한다. 브리지 다이오드의 입력은 입력 교류 전압(VAC)에 의해 구동되고, 브리지 다이오드의 출력은 입력 직류 전압(VDC)과 기준점(GND)을 나타낸다. 직류 전원부(111)는 제어 전원부(112), 직류 전압 감지부(113)와 LED 모듈(120)을 구동한다.The DC power supply unit 111 is composed of a rectifier circuit that converts the input alternating current voltage (VAC) of the AC power to the input direct current voltage (VDC), and includes a bridge diode (B1). The input of the bridge diode is driven by the input alternating current voltage (VAC), and the output of the bridge diode represents the input direct current voltage (VDC) and the reference point (GND). The DC power supply unit 111 drives the control power supply unit 112, the DC voltage detection unit 113, and the LED module 120.

제어 전원부(112)는 입력 직류 전압(VDC)을 제어 장치 전압(VCC)으로 변환하는 정전압 회로로 구성되고, 제너 저항(R1), 제어 전압 제너 다이오드(Z1), 제너 전압 커패시터(C1)를 포함한다. 제너 전압 커패시터의 양단 전압은 제어 장치 전압(VCC)과 기준점(GND)을 나타낸다. 제어 장치 전압(VCC)은 입력 직류 전압(VDC)에 의해 제어 전압 제너 다이오드(Z1)의 제너 전압으로 제너 전압 커패시터(C1)를 충전하고, 제어부(115)를 구동한다.The control power supply unit 112 is composed of a constant voltage circuit that converts the input direct current voltage (VDC) to the control voltage (VCC), and includes a Zener resistor (R1), a control voltage Zener diode (Z1), and a Zener voltage capacitor (C1). do. The voltage across the Zener voltage capacitor represents the control device voltage (VCC) and the reference point (GND). The control device voltage (VCC) charges the Zener voltage capacitor (C1) with the Zener voltage of the control voltage Zener diode (Z1) by the input direct current voltage (VDC) and drives the control unit 115.

직류 전압 감지부(113)는 입력 직류 전압(VDC)을 직류 전압 입력 신호(VIN)로 변환하는 전압 분배 회로로 구성되고, 전압 감지 제1저항(R2), 전압 감지 제2저항(R3), 전압 감지 제너 다이오드(Z2)을 포함한다. 전압 감지 제2저항의 양단 전압은 직류 전압 입력 신호(VIN)와 기준점(GND)을 나타낸다. 전압 감지 제너 다이오드(Z2)은 직류 전압 입력 신호(VIN)를 제어부(115)에 입력 가능한 전압으로 제한하는 역할을 한다. 이러한 직류 전압 입력 신호(VIN)는 제어부(115)에 입력된다.The DC voltage detection unit 113 is composed of a voltage distribution circuit that converts an input DC voltage (VDC) into a DC voltage input signal (VIN), and includes a first voltage detection resistor (R2), a second voltage detection resistor (R3), Includes a voltage-sensing Zener diode (Z2). The voltage at both ends of the voltage sensing second resistor represents the direct current voltage input signal (VIN) and the reference point (GND). The voltage sensing Zener diode (Z2) serves to limit the direct current voltage input signal (VIN) to a voltage that can be input to the control unit 115. This direct current voltage input signal (VIN) is input to the control unit 115.

터치 입력부(114)는 도1과 같이 사용자가 터치 단자(T)를 터치할 때 발생하는 전압 변화를 터치 입력 신호(TIN)로 변환하는 회로로 구성되고, 터치 신호 입력 커패시터(C2)을 포함한다. 터치 신호 입력 커패시터(C2)와 제어부(115)를 연결한 단자의 전압은 터치 입력 신호(TIN)를 나타낸다. 터치 신호 입력 커패시터(C2)는 사용자가 터치 단자(T)를 터치할 때 생길 수 있는 감전 전류의 발생을 방지하는 역할을 한다. 터치 입력 신호(TIN)는 제어부(115)에 입력된다. 도2의 실시 예에서는 터치 입력부(114)가 없다.The touch input unit 114 is composed of a circuit that converts the voltage change that occurs when the user touches the touch terminal (T) into a touch input signal (TIN), as shown in Figure 1, and includes a touch signal input capacitor (C2). . The voltage of the terminal connecting the touch signal input capacitor C2 and the control unit 115 represents the touch input signal TIN. The touch signal input capacitor C2 serves to prevent the generation of electric shock current that may occur when the user touches the touch terminal (T). The touch input signal (TIN) is input to the control unit 115. In the embodiment of Figure 2, there is no touch input unit 114.

제어부(115)는 제어 장치 전압(VCC)에 의해 구동되고, 제어 프로그램이 내장된 마이크로컨트롤러(U1)를 포함한다. 제어 프로그램에는 직류 전압 입력 신호(VIN)와 터치 입력 신호(TIN)에 따른 제어 출력 신호(VOUT)를 만드는 서브루틴, 직류 전압 입력 신호(VIN)에 동기되어 제어 출력 신호(VOUT)의 출력 시점과 시간을 결정하는 서브루틴, 터치 입력 신호(TIN)의 변화를 사용자 터치 동작으로 결정하는 서브루틴 및 현재 상태를 기억하고 다음 상태를 결정하는 서브루틴을 포함한다. 도2의 실시 예에서는 터치 입력 신호(TIN)과 관련된 서브루틴이 생략된다. 제어 출력 신호(VOUT)는 직류 전원 스위치부(116)로 출력된다.The control unit 115 is driven by a control device voltage (VCC) and includes a microcontroller (U1) with a built-in control program. The control program includes a subroutine that creates a control output signal (VOUT) according to the DC voltage input signal (VIN) and the touch input signal (TIN), and a control output signal (VOUT) output timing and synchronization with the DC voltage input signal (VIN). It includes a subroutine that determines the time, a subroutine that determines the change in the touch input signal (TIN) by the user's touch operation, and a subroutine that remembers the current state and determines the next state. In the embodiment of Figure 2, the subroutine related to the touch input signal (TIN) is omitted. The control output signal (VOUT) is output to the DC power switch unit 116.

직류 전원 스위치부(116)는 기준점(GND)과 LED 모듈(120)의 하나의 단자를 연결하는 스위치 회로로 구성되고, 스위치 저항(R4), NPN 제1트랜지스터(Q1), NPN 제2트랜지스터(Q2)를 포함한다. 연결 단자의 전압은 출력 스위치 전압(VSW)을 나타낸다. 제어 출력 신호(VOUT)는 출력 스위치 전압(VSW)의 상태를 제어하고, 출력 스위치 전압(VSW)의 상태에 따라 입력 직류 전압(VDC)을 LED 모듈(120)에 공급한다. NPN 제1트랜지스터(Q1)와 NPN 제2트랜지스터(Q2)는 달링턴 회로를 구성한다. 이는 제어 출력 신호(VOUT)의 적은 전류에 대해서 출력 스위치 전압(VSW)에 큰 구동 전류를 갖도록 한다.The DC power switch unit 116 is composed of a switch circuit connecting the reference point (GND) and one terminal of the LED module 120, and includes a switch resistor (R4), an NPN first transistor (Q1), and an NPN second transistor ( Includes Q2). The voltage at the connection terminal represents the output switch voltage (VSW). The control output signal (VOUT) controls the state of the output switch voltage (VSW) and supplies the input direct current voltage (VDC) to the LED module 120 according to the state of the output switch voltage (VSW). The NPN first transistor (Q1) and NPN second transistor (Q2) constitute a Darlington circuit. This allows the output switch voltage (VSW) to have a large driving current for a small current of the control output signal (VOUT).

LED 모듈(120)은 입력 직류 전압(VDC)과 출력 스위치 전압(VSW)에 의해 구동되고, LED 모듈 구동부(U2), LED 모듈 구동 입력 저항(R5), LED 모듈 전류 조절 저항(R6), LED 제1배열(LED1), LED 제2배열(LED2), LED 제3배열(LED3), LED 제4배열(LED4), LED 제5배열(LED5)을 포함한다. LED 모듈 구동부(U2)는 시중에서 구할 수 있는 LED 모듈을 구동하는 반도체 소자이다. 이 반도체 소자는 입력되는 직류 전압의 크기에 따라 다수의 LED 배열들의 점등 상태가 제어되도록 구성된 것을 특징으로 한다. 낮은 일정 전압 범위에서는 LED 제1배열의 LED만 점등되고, 나머지는 소등된다. 전압이 증가함에 따라 LED 제2배열, LED 제3배열, LED 제4배열, LED 제5배열의 LED가 차례로 점등된다. 따라서 입력 직류 전압(VDC)의 특정 시간 구간에 제어 출력 신호(VOUT)를 발생함으로써 LED 모듈의 점등 상태 및 조광 기능을 구현할 수 있다.The LED module 120 is driven by an input direct current voltage (VDC) and an output switch voltage (VSW), and includes an LED module driver (U2), an LED module driving input resistance (R5), an LED module current control resistor (R6), and an LED module. It includes a first array (LED1), a second LED array (LED2), a third LED array (LED3), a fourth LED array (LED4), and a fifth LED array (LED5). The LED module driver U2 is a semiconductor device that drives a commercially available LED module. This semiconductor device is characterized in that the lighting state of a plurality of LED arrays is controlled according to the magnitude of the input direct current voltage. In a low constant voltage range, only the LEDs in the first LED array are turned on and the rest are turned off. As the voltage increases, the LEDs in the second LED array, the third LED array, the fourth LED array, and the fifth LED array light up in order. Therefore, the lighting state and dimming function of the LED module can be implemented by generating a control output signal (VOUT) in a specific time period of the input direct current voltage (VDC).

100 : LED 조명 장치
110 : 직류 전원 공급 장치
111 : 직류 전원부
112 : 제어 전원부
113 : 직류 전압 감지부
114 : 터치 입력부
115 : 제어부
116 : 직류 전원 스위치부
120 : LED 모듈
VAC : 입력 교류 전압
VDC : 입력 직류 전압
VCC : 제어 장치 전압
VIN : 직류 전압 입력 신호
TIN : 터치 입력 신호
VOUT : 제어 출력 신호
VSW : 출력 스위치 전압
GND : 기준점
T : 터치 단자100: LED lighting device
110: DC power supply
111: DC power unit
112: Control power unit
113: DC voltage detection unit
114: touch input unit
115: control unit
116: DC power switch unit
120: LED module
VAC: input alternating voltage
VDC: input direct current voltage
VCC: Control unit voltage
VIN: DC voltage input signal
TIN: Touch input signal
VOUT: control output signal
VSW: Output switch voltage
GND: reference point
T: touch terminal

Claims (2)

교류 전원의 입력 교류 전압(VAC)을 입력 직류 전압(VDC)과 기준점(GND)으로 변환하고, 사용자가 터치 단자(T)를 터치함에 따라 상기 입력 직류 전압(VDC)의 공급을 제어하는 직류 전원 공급 장치(110); 및
상기 직류 전원 공급 장치(110)에 의해 구동되고, 구동되는 전압의 크기에 따라 다수의 LED 배열의 점등 상태가 제어되는 LED 모듈(120)을 포함하고,
상기 직류 전원 공급 장치(110)는 교류 전원의 입력 교류 전압(VAC)을 입력 직류 전압(VDC)으로 변환하는 정류 회로로 구성되고, 브리지 다이오드(B1)를 포함하고, 상기 브리지 다이오드의 입력은 상기 입력 교류 전압(VAC)에 의해 구동되고, 상기 브리지 다이오드의 출력은 상기 입력 직류 전압(VDC)과 상기 기준점(GND)을 나타내고, 제어 전원부(112), 직류 전압 감지부(113)와 상기 LED 모듈(120)을 구동하는 직류 전원부(111);
상기 입력 직류 전압(VDC)을 제어 장치 전압(VCC)으로 변환하는 정전압 회로로 구성되고, 제너 저항(R1), 제어 전압 제너 다이오드(Z1), 제너 전압 커패시터(C1)를 포함하고, 상기 제너 전압 커패시터의 양단 전압은 상기 제어 장치 전압(VCC)과 상기 기준점(GND)을 나타내고, 제어부(115)를 구동하는 제어 전원부(112);
상기 입력 직류 전압(VDC)을 직류 전압 입력 신호(VIN)로 변환하는 전압 분배 회로로 구성되고, 전압 감지 제1저항(R2), 전압 감지 제2저항(R3), 전압 감지 제너 다이오드(Z2)을 포함하고, 상기 전압 감지 제2저항의 양단 전압은 상기 직류 전압 입력 신호(VIN)와 상기 기준점(GND)을 나타내고, 상기 직류 전압 입력 신호(VIN)를 상기 제어부(115)에 입력하는 직류 전압 감지부(113);
사용자가 터치 단자(T)를 터치할 때 발생하는 전압 변화를 터치 입력 신호(TIN)로 변환하는 회로로 구성되고, 터치 신호 입력 커패시터(C2)을 포함하고, 상기 터치 신호 입력 커패시터와 상기 제어부(115)를 연결한 단자의 전압은 상기 터치 입력 신호(TIN)를 나타내고, 상기 터치 입력 신호(TIN)를 상기 제어부(115)에 입력하는 터치 입력부(114);
상기 제어 장치 전압(VCC)에 의해 구동되고, 상기 직류 전압 입력 신호(VIN)와 상기 터치 입력 신호(TIN)에 따른 제어 출력 신호(VOUT)를 만드는 프로그램이 내장된 마이크로컨트롤러(U1)를 포함하고, 상기 제어 출력 신호(VOUT)를 직류 전원 스위치부(116)로 출력하는 제어부(115); 및
상기 기준점(GND)과 상기 LED 모듈(120)의 하나의 단자를 연결하는 스위치 회로로 구성되고, 스위치 저항(R4), NPN 제1트랜지스터(Q1), NPN 제2트랜지스터(Q2)를 포함하고, 상기 단자의 전압은 출력 스위치 전압(VSW)을 나타내고, 상기 제어 출력 신호(VOUT)는 상기 출력 스위치 전압(VSW)의 상태를 제어하고, 상기 출력 스위치 전압(VSW)의 상태에 따라 상기 입력 직류 전압(VDC)을 상기 LED 모듈(120)에 공급하는 직류 전원 스위치부(116)를 포함하고,
상기 LED 모듈(120)은 상기 입력 직류 전압(VDC)과 상기 출력 스위치 전압(VSW)에 의해 구동되고, LED 모듈 구동부(U2), LED 모듈 구동 입력 저항(R5), LED 모듈 전류 조절 저항(R6), LED 제1배열(LED1), LED 제2배열(LED2), LED 제3배열(LED3), LED 제4배열(LED4), LED 제5배열(LED5)을 포함하고, 상기 LED 모듈 구동부(U2)는 상기 직류 전원 스위치부(116)의 스위치 작동에 의해 공급되는 상기 입력 직류 전압(VDC)의 크기에 따라 상기 LED 배열들의 점등 상태가 제어되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치(100).A direct current power supply that converts the input alternating current voltage (VAC) of the alternating current power supply into an input direct current voltage (VDC) and a reference point (GND), and controls the supply of the input direct current voltage (VDC) as the user touches the touch terminal (T). supply device 110; and
It is driven by the DC power supply device 110 and includes an LED module 120 in which the lighting state of a plurality of LED arrays is controlled according to the magnitude of the driven voltage,
The DC power supply 110 is composed of a rectifier circuit that converts the input alternating current voltage (VAC) of the AC power into the input direct current voltage (VDC), and includes a bridge diode (B1), and the input of the bridge diode is the It is driven by an input alternating current voltage (VAC), the output of the bridge diode represents the input direct current voltage (VDC) and the reference point (GND), and the control power supply unit 112, the direct current voltage detection unit 113, and the LED module A direct current power supply unit 111 that drives (120);
It is composed of a constant voltage circuit that converts the input direct current voltage (VDC) into a control voltage (VCC), and includes a Zener resistor (R1), a control voltage Zener diode (Z1), and a Zener voltage capacitor (C1), and the Zener voltage The voltage at both ends of the capacitor represents the control device voltage (VCC) and the reference point (GND), and a control power supply unit 112 that drives the control unit 115;
It consists of a voltage distribution circuit that converts the input direct current voltage (VDC) into a direct current voltage input signal (VIN), and includes a voltage sensing first resistor (R2), a voltage sensing second resistor (R3), and a voltage sensing zener diode (Z2). Includes, the voltage across both ends of the voltage sensing second resistor represents the direct current voltage input signal (VIN) and the reference point (GND), and the direct current voltage inputting the direct current voltage input signal (VIN) to the control unit 115 Detection unit 113;
It is composed of a circuit that converts the voltage change that occurs when the user touches the touch terminal (T) into a touch input signal (TIN), includes a touch signal input capacitor (C2), and includes the touch signal input capacitor and the control unit ( The voltage of the terminal connected to 115) represents the touch input signal (TIN), and the touch input unit 114 inputs the touch input signal (TIN) to the control unit 115;
A microcontroller (U1) driven by the control device voltage (VCC) and having a built-in program that generates a control output signal (VOUT) according to the DC voltage input signal (VIN) and the touch input signal (TIN); , a control unit 115 that outputs the control output signal (VOUT) to the DC power switch unit 116; and
It consists of a switch circuit connecting the reference point (GND) and one terminal of the LED module 120, and includes a switch resistor (R4), an NPN first transistor (Q1), and an NPN second transistor (Q2), The voltage of the terminal represents the output switch voltage (VSW), the control output signal (VOUT) controls the state of the output switch voltage (VSW), and the input DC voltage according to the state of the output switch voltage (VSW) It includes a direct current power switch unit 116 that supplies (VDC) to the LED module 120,
The LED module 120 is driven by the input direct current voltage (VDC) and the output switch voltage (VSW), and includes an LED module driver (U2), an LED module driving input resistor (R5), and an LED module current control resistor (R6). ), a first LED array (LED1), a second LED array (LED2), a third LED array (LED3), a fourth LED array (LED4), and a fifth LED array (LED5), and the LED module driver ( U2) is an LED lighting device 100 characterized in that the lighting state of the LED arrays is controlled according to the magnitude of the input direct current voltage (VDC) supplied by the switch operation of the direct current power switch unit 116. . 삭제delete
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