KR20080108784A

KR20080108784A - 과열 방지를 위한 발광다이오드 조명등 제어 장치 및 그방법

Info

Publication number: KR20080108784A
Application number: KR1020070056775A
Authority: KR
Inventors: 박금수
Original assignee: 박금수
Priority date: 2007-06-11
Filing date: 2007-06-11
Publication date: 2008-12-16
Also published as: KR100943966B1

Abstract

발광다이오드(LED) 조명등을 정전류 방식으로 제어함으로써, 정전류 LED 구동부의 소비전력을 줄일 수 있고, LED 조명등의 발열 온도가 상승할 경우, 자동으로 구동 전류를 제한함으로써, LED 조명등의 과열을 방지할 수 있는 정전류 방식의 발광다이오드 조명등 제어 장치 및 그 방법이 제공된다. 과열 방지를 위한 정전류 방식의 LED 조명등 제어 방법은, a) 상기 LED 조명등을 점등(On)시키기 위한 제어신호에 따라 제1펄스폭변조(PWM) 신호를 발생시키는 단계; b) 상기 제1PWM 신호에 따라 상기 LED 조명등을 정전류 방식으로 구동시켜 조명 광을 출력하는 단계; c) 상기 LED 조명등의 온도를 측정하고 기준 온도와 비교하는 단계; d) 상기 정전류 구동된 LED 조명등의 온도가 기준 온도보다 큰 경우, 상기 듀티비(Duty Ratio)가 조절된 제2PWM 신호를 발생시키는 단계; 및 e) 상기 제2PWM 신호에 따라 상기 LED 조명등을 정전류 방식으로 구동시켜 상기 조명 광을 출력하는 단계를 포함한다.

LED, 조명등, 온도 센서, 정전류 구동, 과열, 펄스폭변조

Description

과열 방지를 위한 발광다이오드 조명등 제어 장치 및 그 방법 {Apparatus for controlling LED lamp to prevent overheat, and method for the same}

도 1a 내지 도 1c는 각각 일반적인 정전압 방식 및 정전류 방식의 발광다이오드 구동 장치를 나타내는 도면들이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과열 방지를 위한 정전류 방식의 발광다이오드 조명등 제어 장치의 구성도이다.

도 3은 도 2의 정전류 LED 구동부의 구성도이다.

도 4는 도 2의 정전류 LED 구동부의 회로도이다.

도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드가 기준 온도 이하일 때와 이상일 때의 PWM 신호 발생을 예시하는 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 정전류 LED 구동부의 동작 파형을 예시하는 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 과열 방지를 위한 정전류 방식의 발광다이오드 조명등 제어 방법의 동작 흐름도이다.

* 도면부호의 간단한 설명 *

100: 신호 처리부 200: LED 및 온도 감지부

110: 마이크로 컨트롤러 120: PWM 신호 발생부

130: 아날로그/디지털 변환부 210: 정전류 LED 구동부

220: 발광다이오드(LED) 230: 온도 센서

본 발명은 발광다이오드 조명등 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 발광다이오드(LED) 조명등에 있어서, 과열 방지를 위한 정전류 방식의 LED 조명등 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

LED 조명등은 다른 조명등의 광원에 비해 에너지 절감 효과가 뛰어나고 반영구적으로 사용할 수 있어 차세대 광원으로 인식되고 있다. 또한, 최근에는 LED 조명등에 사용되는 LED의 휘도가 낮은 문제점이 크게 개선되고 있어서, LED를 응용한 응용 시장이 산업 전반으로 확산하여 본격적인 LED 시대를 예고하고 있다.

이러한 LED는 전류 제어나 전압 제어 방식으로 구동된다.

도 1a는 정전압 전원(11)의 출력에 LED(12)와 저항(13)을 직렬로 접속함에 의해 전류를 제한하는 것을 도시하고 있다.

도 1b는 정전압 방식의 발광다이오드 구동 장치를 나타내는데, LED(12)와 직렬로 스위치 소자(14)를 삽입하고, 어떤 결정된 타이밍으로 온/오프하는 것을 나타낸다. 즉, 넓은 다이내믹 레인지에서 안정하게 휘도를 조정하기 위해, LED에 흐르 는 전류를 일정한 타이밍으로 온/오프하여, 그 온/오프 기간의 비율에 의해 휘도를 조정한다.

그런데, 정전압 방식의 발광다이오드 구동 장치는 전압의 변동이 생기면 LED의 밝기가 변하며, 과부하 발생시 회로 파손이 우려된다. 또한, 24V 정전압 회로에 있어서, 21.6W 정도의 전력을 소비하는데, LED에서 8.1W를 소모하는데 비해 구동부에서 13.5W를 소비하게 된다. 이러한 구동 회로에서의 전력 소모는 모두 열로서 전환되어 대략 소비 전력의 63%가 회로에서 열로서 소모되는 문제점이 있다.

도 1c는 정전류 방식의 발광다이오드 구동 장치로서 정전류 전원(15)을 이용하는 방법이 있다. 이러한 구동 장치에서는, LED(12)의 휘도의 조정은 전류값을 작게 함으로써 가능하다. 전류값의 가변은, LED(12)에 직렬로 저항(16)을 삽입하고, 그 양단의 전위차로 전류치를 검출하고 피드백 제어를 걸어 전류치를 목적값으로 제어하는 것을 나타낸다.

한편, 전술한 바와 같이 정전압 구동 회로의 경우에는 실질적으로 LED 조명등은 LED의 전력 소모량보다 훨씬 큰 전력을 소모하고 있다.

종래의 기술에 따르면, LED 조명등은 LED 정격 이외에 구동을 위하여 소모되는 전력이 대부분 열로 전환되며, 이러한 열이 LED로 하여금 정격의 밝기를 내지 못하게 하고, 계속되는 온도의 증가로 인해서 LED의 밝기는 물론 LED 수명을 감소시키고 있다는 문제점이 있다.

또한, LED에서 발생하는 열을 감지하려고 하는 경우에도 구동 회로에서 발생하는 열과 함께 감지되어, LED 열화의 원인이 되는 정확한 LED 발열 감지와 전원 제어를 수행하기 어려운 문제점이 존재한다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일부 실시예는, LED의 과열을 방지하면서도, LED 조명등의 정확한 발열량을 감지하여 전원을 제어함으로써, LED 수명을 연장하고 전원 제어의 오동작을 방지하는 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 LED 과열을 방지하면서도 불필요한 전력 소모와 회로에서 발열을 최대한 줄일 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.

전술한 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 제1측면에 따른 LED 조명등 제어 장치는, PWM 신호의 입력에 응답하여 LED 조명등을 정전류 방식으로 구동시키는 정전류 LED 구동부; 상기 정전류 LED 구동부에 의해 구동되어 조명 광을 출력하는 LED 조명등; 상기 LED 조명등의 온도를 측정하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서에서 측정된 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하는 아날로그/디지털 변환부; 상기 측정된 디지털 값에 응답하여 상기 LED 조명등의 정전류 구동을 제어하는 상기 PWM 신호를 발생시키는 펄스폭변조 신호 발생부; 및 상기 LED 조명등을 점등(On)시키기 위한 제어신호에 따라 펄스폭변조(Pulse Width Modulation: PWM) 신호의 듀티비(Duty Ratio)를 제어하며, 상기 LED 조명등으로부터 측정된 온도에 대응하여 상기 PWM 신호의 듀티비를 제어하는 마이크로 컨트롤러를 포함한다. 여기서, 상기 온도 센서는 상기 정전류 LED 구동부와 연동하여 LED 조명등의 온도만을 정확하게 측정하게 된다.

또한, 상기 정전류 LED 구동부는, 상기 LED 조명등의 온도가 상승할 경우, 상기 듀티비가 조절된 PWM 신호에 대응하여 상기 LED 조명등에 흐르는 전류를 감소시켜 구동한다.

또한, 본 발명의 제2측면에 따른 LED 조명등 제어 방법은, a) 상기 LED 조명등을 점등(On)시키기 위한 제어신호에 따라 제1펄스폭변조(PWM) 신호를 발생시키는 단계; b) 상기 제1PWM 신호에 따라 상기 LED 조명등을 정전류 방식으로 구동시켜 조명 광을 출력하는 단계; c) 상기 LED 조명등의 온도를 측정하고 기준 온도와 비교하는 단계; d) 상기 정전류 구동된 LED 조명등의 온도가 기준 온도보다 큰 경우, 상기 듀티비(Duty Ratio)가 조절된 제2PWM 신호를 발생시키는 단계; 및 e) 상기 제2PWM 신호에 따라 상기 LED 조명등을 정전류 방식으로 구동시켜 상기 조명 광을 출력하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 d) 단계는, d-1) 상기 측정된 온도를 디지털 값으로 변환하는 단계; d-2) 상기 디지털 값으로 변환된 측정 온도를 기준 온도와 비교하는 단계; 및 d-3) 상기 비교 결과에 따라, 상기 제1PWM 신호의 듀티비를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 기준 온도는 복수개 존재하며, 상기 기준 온도의 초과 여부에 따라 상이한 듀티비의 제2PWM 신호를 발생시킬 수도 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하 는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 실시예로서, 조명용 LED를 효과적으로 구동하기 위하여 전력 소모가 적은 정전류 회로를 사용하고, 이상 과열로 인한 LED의 파손을 막기 위하여 온도 센서를 채택하여, LED 온도가 일정 온도 이상 올라가지 않게 전류량을 제어할 수 있는 과열 방지를 위한 정전류 방식의 LED 조명등 제어 장치 및 그 방법이 제공된다.

본 발명의 실시예에 따른 과열 방지를 위한 정전류 방식의 발광다이오드 조명등 제어 장치는, 입력 전압의 변동에 따라 회로에 공급되는 전류를 자동으로 조절할 수 있으며, 예를 들면, 입력 전압이 12~30V에서 동작하는 정전류 회로에 있어서, LED에서 8.1W의 전력을 소비하고, LED 구동부에서 1.5W 정도만을 소비함으로써, LED 자체 발열 이외 구동부에서의 발열이 거의 없다.

먼저, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과열 방지를 위한 정전류 방식의 발광다이오드 조명등 제어 장치의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 과열 방지를 위한 정전류 방식의 발광다이오드 조명등 제어 장치는, 크게 신호 처리부(100)와 LED 및 온도 감지부(200)로 구성되며, 신호 처리부(100)는 마이크로 컨트롤러(MCU: 110), PWM 신호 발생부(120) 및 아날로그/디지털(A/D) 변환부(130)를 포함하며, LED와 온도 감지부(200)는 정전류 LED 구동부(210), LED 조명등(220) 및 온도 센서(230)를 포함할 수 있다.

마이크로 컨트롤러(110)는 LED 조명등(220)을 점등(On)시키기 위한 제어신호가 입력되며, 이 제어신호에 따라 펄스폭변조(PWM) 신호의 듀티비(Duty Ratio)가 제어된다. 또한, 상기 LED 조명등(220)으로부터 측정된 온도에 대응하여 상기 PWM 신호의 듀티비가 제어 된다.

펄스폭변조 신호 발생부(120)는 상기 마이크로 컨트롤러(110)의 제어 하에 상기 LED 조명등(220)의 정전류 구동 제어를 위한 상기 PWM 신호를 발생시킨다.

정전류 LED 구동부(210)는 상기 PWM 신호에 대응하여 상기 LED 조명등(220)을 정전류 방식으로 구동시킨다. 본 발명의 실시예에 따른 정전류 LED 구동부(210)는 상기 LED 조명등(220)의 온도가 상승할 경우, 상기 듀티비가 조절된 PWM 신호에 대응하여 상기 LED 조명등(220)에 흐르는 전류를 감소시켜 구동하게 된다.

LED 조명등(220)은 상기 정전류 LED 구동부(210)에 의해 구동되어 조명 광을 출력한다.

온도 센서(230)는 상기 LED 조명등(220)의 온도를 측정한다. 도체에 있어서 전기저항이 온도의 변화에 따라 변화하는데, 이러한 특성을 이용하여, 단위온도 변 화에 대한 저항 변동률을 안다면 변동되는 저항값만으로 해당 온도를 측정할 수 있으며, 이를 온도 센서라고 한다. 여기서, 단위온도에 대한 저항 변동률은 온도계수라 하며, 온도 증가 시에 저항값이 증가하면 정의 온도계수 저항값이 감소하면 부의 온도계수라고 한다. 본 발명의 실시예에 따른 온도 센서는 집적회로(IC) 온도센서일 수 있으며, IC 센서는 온도에 따라 P-N 접합부의 전류전압 특성이 변하는 것을 이용한 것으로 전압 출력형과 전류 출력형이 있으며, 상기 정전류 LED 구동부(210) 내에 내장될 수 있다.

아날로그/디지털 변환부(130)는 상기 온도 센서(230)에서 측정된 아날로그 값을 디지털 값으로 변환한다. 본 발명의 실시예에 따른 아날로그/디지털 변환부(130)는 상기 마이크로 컨트롤러(110) 내에 내장될 수 있다. 상기 변환된 디지털 값은 아날로그 온도값일 수 있다. 또한, 상기 변환된 디지털 값은 온도 센서에 기준 온도와 LED 발열 온도의 비교가 이뤄진다면, 그 비교 결과에 대한 디지털 값이 될 수 있다. 만약, 기준 온도가 복수개 설정되어 있다면, 상기 디지털 값 역시 복수개가 될 수 있다. 또는 상기 변환된 디지털 값은 기준 온도와 LED 온도와의 차분이 될 수 있으면, 상기 복수의 차분 값에 PWM 신호의 듀티비가 조정될 수도 있다.

본 발명의 실시예에서, 마이크로 컨트롤러(110)는 상기 아날로그/디지털 변환부(130)에서 디지털 값으로 변환된 측정 온도와 기설정된 기준 온도를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 PWM 신호의 듀티비를 제어하게 된다. 결국, 상기 마이크로 컨트롤러(110)는 상기 측정 온도가 상기 기준 온도보다 큰 경우, 상기 PWM 신 호의 듀티비를 1보다 작은 값으로 감소시키며, 상기 측정 온도가 상기 기준 온도보다 작은 경우, 상기 PWM 신호의 듀티비를 1로 유지하게 된다.

결국, 본 발명의 실시예에 따른 정전류 LED 구동회로(210)는 듀티비가 1일 때, 미리 정해진 일정한 전류(예를 들어, LED 정격 전류)가 흐르게 설계되어 있으며, 듀티비에 따라서 설정된 값과 비례적으로 정전류가 흐르게 된다. 따라서 마이크로 컨트롤러(110)에서 측정 온도를 기준 온도와 비교하여 기준 값보다 큰 경우, PWM 신호의 듀티비를 줄임으로써 LED 조명등에서 과열을 방지할 수 있다.

전술한 본 발명의 실시예에서 주목할 점은, 정전류 LED 구동 회로와 온도 센서가 상호 결합함으로써, 더욱 정확한 LED의 발열량에 따른 제어를 수행한다는 점이다. 즉, 정전류 회로는 정전압 회로에서 매우 낮은 전력을 회로에서 소모한다.

예를 들어, 24V 입력 전압에서 정전압 회로는 8.1W를 LED를 소모한다면, 13.5W가 회로에서 소모되고, 이는 열로서 방출된다. 그러나, 12~30V 입력전압에서 정전류 회로는 8.1W를 LED 소모한다면, 회로에서 소모되는 전력은 1.5W 정도에 불과하다. 따라서, 본 발명의 실시예에서 정전류 회로와 온도 센서를 함께 채택함으로써, 불필요한 전력 소모를 낮출 뿐 아니라, 더 정확한 LED의 발열량을 감지할 수 있다. 만약, 종래 기술과 정전압 회로를 채택하는 경우에는 구동 회로에서 방출되는 열을 LED 의 발열로 잘못 인식하여 불필요하게 LED 휘도를 낮추게 된다.

그러나, 본 발명의 실시예에 따르면, LED 자체 발열 외 회로에서의 발열이 상당히 낮은 수준이므로, 더 정확한 발열량의 감지가 가능하며, 상기 발열량 감지 를 기초로 하여 LED의 수명을 연장시킬 수 있다.

한편, 도 3은 도 2의 정전류 LED 구동부의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 정전류 LED 구동부는, 집적회로 형태로 구현될 수 있고, 정전류 LED 구동 IC(210)는, 입력 전압단(Vin), 감지 전류단(Isense), 스위칭 트랜지스터의 드레인 출력단(LX), 온/오프 단자(ADJ) 및 접지전압단(GND)을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 정전류 LED 구동부는 LED(220)를 제외한 부분을 나타내지만, 편의상 정전류 LED 구동 IC와 동일한 도면부호 210을 사용하기로 한다.

예를 들어, 상기 정전류 LED 구동 IC(210)의 입력 전압(Vin)은 12~30V이고, 전류 감지 저항(Rs)이 상기 입력 전압(Vin)과 코일(L1)의 일측 단자 사이에 연결되고, LED(220)는 상기 코일(L1)의 타측 단자와 상기 정전류 LED 구동 IC(210)의 드레인 출력단(LX) 사이에 연결될 수 있다.

또한, 쇼트키 다이오드(D1)가 상기 입력 전압(Vin)과 LED(220)의 애노드 사이에 연결되며, 커패시터(C1)가 상기 입력 전압(Vin)과 상기 접지 전압단(GND) 사이에 연결될 수 있다. 이러한 연결은 단지 예를 위한 것이며, 이에 국한되지 않는다.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 정전류 LED 구동부는 온/오프 단자(ADJ)를 통해 입력되는 PWM 신호에 따라 LED(220)를 정전류 방식으로 구동하게 된다.

도 4는 도 2의 정전류 LED 구동부의 회로도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 정전류 LED 구동 IC(210)는, 전압 레귤레이터(211), Shutdown 회로(212), 전류 감지회로, 비교기, 로우패스 필터(213) 및 스위칭 트랜지스터(Q3) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

입력 직류 전원(Vin)은 LED 구동 IC(210)의 동작 전원을 직류 전압으로 공급한다.

전압 레귤레이터(211)는 12~30V 입력 전압을 상기 정전류 LED 구동 IC(210) 내부에 공급되는 전압을 DC 5V로 바꾸어 공급하는 역할을 하며, 로우패스 필터(213)는 4KHz의 차단 주파수를 가지고, 온/오프 단자(ADJ)를 통해 입력되는 PWM 신호를 필터링한다. 여기서, 온/오프 단자(ADJ)는 DC 전압 또는 PWM 신호를 입력으로 제공받으며, 상기 PWM 신호는 상기 차단 주파수에 따라 상기 로우패스 필터(213)를 통해 필터링된다.

상기 로우패스 필터(213)의 출력은 Shutdown 회로(212)를 구동하게 된다. 정전류 LED 구동 IC(210)에 입력되는 전압이, 예를 들면, 0.2V 이하로 떨어지면, 전압 레귤레이터(211)와 출력 스위치는 턴오프된다. 이때, 기준전압(Vref)은 Shutdown 회로(212)를 위해 바이어스 전류를 공급하기 위해서 Shutdown 동안에 전원을 유지하게 된다.

여기서, 도면부호 A로 도시된 바와 같이, 온/오프 단자(ADJ)를 통해 PWM 신호가 입력되면, 비교기(Amp2)를 통해 검출 전류와 비교된 후, 출력 트랜지스터(Q3)의 드레인 단자(LX)를 통해 LED(220)의 애노드로 공급하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 정전류 LED 구동 IC(210)에서, 감지 저항(Rs)은 LED(220)에 순전류가 흐름으로써 발생하게 되는 감지 전압을 생성하기 위한 미소한 저항값을 갖는 저항이다.

비교기(Amp2)는 감지 저항(Rs)에 의해 감지 전압의 형태로 바뀐 LED (220)에 흐르는 순전류(If)의 양을 기준 전압(Vref)과 비교한 후, 그 차이를 증폭하여 트랜지스터(Q3)의 베이스에 흐르는 전류의 양을 조절함으로써, LED(220)에 흐르는 순전류(If)의 양을 일정하게 하는 역할을 한다.

한편, 도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드가 기준 온도 이하일 때와 이상일 때의 PWM 신호 발생을 예시하는 도면이다.

도 5a는 LED 조명등의 측정 온도가 기준 온도 이하일 때, 듀티비를 그대로 유지한 PWM 신호를 나타난다.

도 5b는 LED 조명등의 측정 온도가 기준 온도 이상일 때, 듀티비를 낮춘 PWM 신호를 나타내며, 이와 같이 PWM 신호의 듀티비를 낮춤으로써 LED 조명등의 온도를 낮출 수 있게 된다.

한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 정전류 LED 구동부의 동작 파형을 예시하는 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 정전류 LED 구동부(210)는, 도 4에서 설명된 바와 같이, 드레인 출력단(LX)의 전압, 감지 전압, 코일 전류, 비교기 입력 전압 및 비교기 출력을 각각 나타내는 도면이다.

즉, 온/오프 단자(ADJ)를 통해 PWM 신호가 입력되면, 비교기(Amp2)를 통해 감지 전압에 대응되는 검출 전류와 비교된 후, 출력 트랜지스터(Q3)의 드레인 단 자(LX)를 통해 LED(220)의 애노드로 PWM 신호가 공급되는 것을 나타낸다.

한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 과열 방지를 위한 정전류 방식의 발광다이오드 조명등 제어 방법의 동작 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 과열 방지를 위한 정전류 방식의 발광다이오드 조명등 제어 방법은, 먼저, LED 조명등을 점등시키기 위한 제어신호가 입력되면(S710), 마이크로 컨트롤러의 제어 하에 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생시키게 된다(S720). 만약, LED가 과열 상태에 있지 않다면 마이크로 컨트롤러는 상기 제어신호에 따라 상기 펄스폭변조(PWM)의 듀티비를 1로 유지하게 된다.

다음으로, 상기 PWM 신호에 따라 상기 LED 조명등을 정전류 방식으로 구동시켜 조명 광을 출력하게 된다(S730). 전술한 바와 같이, 정전류 방식으로 LED를 구동하는 경우에는 회로에서 전력 소모 및 발열은 거의 발생하지 않게 된다.

다음으로, 상기 LED 조명등의 아날로그 온도를 측정하고(S740), 상기 아날로그 온도를 디지털 값으로 변환한다(S750).

다음으로, 상기 측정된 온도가 기설정된 기준 온도, 예를 들면, 80 보다 큰지 비교하여(S760), 상기 비교 결과에 따라, 상기 PWM 신호의 듀티비를 조절하게 된다(S770). 여기서, 상기 측정 온도가 기준 온도보다 큰 경우, 상기 PWM 신호의 듀티비를 1보다 작은 값으로 감소시키고, 만일, 상기 측정 온도가 기준 온도보다 작은 경우, 상기 PWM 신호의 듀티비를 1로 유지시킬 수 있다.

다음으로, 상기 듀티비가 조절된 PWM 신호에 따라 상기 LED 조명등을 정전류 방식으로 구동시켜 상기 조명 광을 출력하게 된다(S780).

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 정전류 방식으로 LED 조명등을 제어하고, LED 조명등 구동회로에 인가되는 PWM 신호의 듀티비를 조절함에 따라 LED 조명등의 온도 상승 시에 자동으로 구동 전류를 제한할 수 있게 된다.

도 7에 도시된 실시예에서는 아날로그 LED 온도를 디지털 LED 온도로 변환시킨 후 기준 온도와 비교하는 것으로 기재되어 있으나, 아날로그 온도 자체를 기준 온도와 비교하는 구성 역시 본 발명의 취지에 속하는 것은 당업자는 자명하게 이해할 것이다.

또한, LED 온도와 비교되는 기준 온도는 복수개 일 수 있으며, 각각의 기준 온도에 따라 PWM의 듀티 비가 조정되는 구성 역시 본 발명의 취지에 포함된다고 할 것이다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

본 발명에 따르면, 발광다이오드(LED) 조명등을 정전류 방식으로 제어함으로써, 정전류 LED 구동부의 소비전력을 줄일 수 있고, LED 조명등의 발열 온도가 상승할 경우, 자동으로 구동 전류를 제한함으로써, LED 조명등의 과열을 방지할 수 있다.

더불어, 구동 회로에서 발생되는 열을 최소화하고, LED 조명등의 발열 온도만을 정확하게 감지함으로써, 불 필요한 휘도 변경 없이 LED 조명등의 열화를 방지하기 위한 최적을 제어를 수행할 수 있다.

Claims

정전류 방식의 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED) 조명등 제어 장치에 있어서,

PWM 신호의 입력에 응답하여 LED 조명등을 정전류 방식으로 구동시키는 정전류 LED 구동부;

상기 정전류 LED 구동부에 의해 구동되어 조명 광을 출력하는 LED 조명등;

상기 LED 조명등의 온도를 측정하는 온도 센서; 및

상기 온도 센서에서 측정된 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하는 아날로그/디지털 변환부;

상기 측정된 디지털 값에 응답하여 상기 LED 조명등의 정전류 구동을 제어하는 상기 PWM 신호를 발생시키는 펄스폭변조 신호 발생부; 및

상기 LED 조명등을 점등(On)시키기 위한 제어신호에 따라 상기 PWM 신호의 듀티비(Duty Ratio)를 제어하며, 상기 LED 조명등으로부터 측정된 온도에 대응하여 상기 PWM 신호의 듀티비를 제어하는 마이크로 컨트롤러를 포함하며,

상기 온도 센서는 상기 정전류 LED 구동부와 연동함으로써, 회로 발열을 배제한 조명등 발열을 감지 가능한 것인 LED 조명등 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 정전류 LED 구동부는, 상기 LED 조명등의 온도가 상승할 경우, 상기 듀 티비가 조절된 PWM 신호에 대응하여 상기 LED 조명등에 흐르는 전류를 감소시켜 구동하는 것을 특징으로 하는 LED 조명등 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 마이크로 컨트롤러는 상기 아날로그/디지털 변환부에서 디지털 값으로 변환된 측정 온도와 기설정된 기준 온도를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 PWM 신호의 듀티비를 제어하는 것을 특징으로 LED 조명등 제어 장치.
제2항에 있어서,

상기 마이크로 컨트롤러는 상기 측정 온도가 상기 기준 온도보다 큰 경우, 상기 PWM 신호의 듀티비를 1보다 작은 값으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 LED 조명등 제어 장치.
제2항에 있어서,

상기 마이크로 컨트롤러는 상기 측정 온도가 상기 기준 온도보다 작은 경우, 상기 PWM 신호의 듀티비를 1로 유지하는 것을 특징으로 하는 LED 조명등 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 기준 온도는 복수개 설정되며, 상기 기준 온도의 비교 값에 따라 상이 한 듀티비의 PWM 신호를 발생시키는 LED 조명등 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 온도 센서는 상기 정전류 LED 구동부 내에 내장되는 집적회로(IC) 온도 센서인 것을 특징으로 하는 LED 조명등 제어 장치.
정전류 방식의 발광다이오드(LED) 조명등 제어 방법에 있어서,

a) 상기 LED 조명등을 점등(On)시키기 위한 제어신호에 따라 제1펄스폭변조(PWM) 신호를 발생시키는 단계;

b) 상기 제1PWM 신호에 따라 상기 LED 조명등을 정전류 방식으로 구동시켜 조명 광을 출력하는 단계;

c) 상기 LED 조명등의 온도를 측정하고 기준 온도와 비교하는 단계;

d) 상기 정전류 구동된 LED 조명등의 온도가 기준 온도보다 큰 경우, 상기 듀티비(Duty Ratio)가 조절된 제2PWM 신호를 발생시키는 단계; 및

e) 상기 제2PWM 신호에 따라 상기 LED 조명등을 정전류 방식으로 구동시켜 상기 조명 광을 출력하는 단계

를 포함하는 LED 조명등 제어 방법.
제8항에 있어서, 상기 d) 단계는,

d-1) 상기 측정된 온도를 디지털 값으로 변환하는 단계;

d-2) 상기 디지털 값으로 변환된 측정 온도를 기준 온도와 비교하는 단계; 및

d-3) 상기 비교 결과에 따라, 상기 제1PWM 신호의 듀티비를 조절하는 단계

를 포함하는 LED 조명등 제어 방법.
제9항에 있어서,

상기 d-2) 단계의 기준 온도는 섭씨80도인 것을 특징으로 하는 LED 조명등 제어 방법.
제9항에 있어서,

상기 d-3) 단계에서 상기 측정 온도가 기준 온도보다 큰 경우, 상기 제1PWM 신호의 듀티비를 1보다 작은 제2PWM 신호로 변경하는 LED 조명등 제어 방법.
제8항에 있어서, 상기 기준 온도는 복수개 존재하며, 상기 기준 온도의 초과 여부에 따라 상이한 듀티비의 제2PWM 신호를 발생시키는 것인 LED 조명등 제어 방법.