KR20110092156A

KR20110092156A - 엘이디 조명등 제어시스템

Info

Publication number: KR20110092156A
Application number: KR1020100011664A
Authority: KR
Inventors: 김봉수
Original assignee: (주)피엘티
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2011-08-17

Abstract

본 발명은 엘이디 조명등 제어시스템에 관한 것으로, PWM 제어와 주변의 조도감지 및 PFC 회로와 점등 지연회로를 통해 엘이디 조명등의 밝기 및 온/오프를 안정적으로 조절하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 상용 교류전압(AC)을 엘이디 구동에 필요한 일정 레벨의 직류전압(DC)으로 변환하여 엘이디 구동부로 출력하는 전원 공급부와, PWM 신호에 응답하여 엘이디 구동에 필요한 정전류로 엘이디를 구동시키는 엘이디 구동부와, 엘이디 구동부에 의해 구동되어 조명광을 출력하는 엘이디 모듈과, 주변 광량에 따른 조도를 검출하여 주제어부로 피드백시키는 조도 검출부와, 조도 검출부에서 피드백되는 조도 검출신호를 미리 저장된 기준값과 비교하여 엘이디 구동부로 공급되는 PWM 신호의 듀티비 조절을 위한 PWM 제어신호를 발생시켜 엘이디 모듈의 밝기와 온/오프를 조절하는 주제어부, 및 주제어부에서 전송되는 PWM 제어신호에 따라 듀티비가 조절된 PWM 신호를 발생시켜 엘이디 구동부로 공급하는 PWM 신호 발생부;를 포함하여, 실내의 총 조도값을 사용자가 원하는 최적 조도값으로 항상 일정하게 유지할 수 있게 한다.

Description

엘이디 조명등 제어시스템{Control system of LED lighting lamp}

본 발명은 엘이디(LED) 조명등 제어시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation; 이하는 'PWM'이라 칭함)신호와 조도 감지신호를 이용하여 최적 조도를 안정적으로 유지하고 전력효율의 교정(Power Fact Correction; 이하는 'PFC'라 칭함) 및 점등 지연을 통해 엘이디 모듈의 수명을 연장시키고 광도 저하를 방지하여 전원장치의 신뢰성을 개선할 수 있는 엘이디 조명등 제어시스템에 관한 것이다.

엘이디(LED) 조명등은 다른 조명등의 광원에 비해 에너지 절감 효과가 뛰어나고 반영구적으로 사용할 수 있어 차세대 광원으로 인식되고 있어 형광등 대체용으로 사용되고 있다. 이러한 엘이디 조명등은 전기에너지를 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 일반적인 백열등이나 형광등에 비해 효율이 높아 경제적이고, 또한 낮은 동작 전압으로도 원하는 만큼의 광량을 얻을 수 있어 안정성이 뛰어나다. 특히 엘이디(LED) 조명등은 소형으로 전력 소비량이 형광등의 20%에 불과하며, 10년에 달하는 긴 수명과 납이나 수은 같은 중금속을 사용하지 않으므로 친환경적인 장점을 갖고, 엘이디에 사용된 불순물과 반도체 재료의 종류에 따라 고유의 빛을 발생한다. 즉, 반도체 재료가 인화갈륨인 경우, 불순물이 아연 및 산소 원자일 때는 적색광(파장 700nm)을 내고, 불순물이 질소 원자일 때는 녹색광(파장 550nm)을 낸다.

도 1은 종래 기술에 의한 엘이디 조명등을 개략적으로 나타내는 사시도로서, 엘이디 조명등(10)은 PCB 판(11)상에 일정한 간격으로 배치된 다수의 엘이디(12)와, PCB 기판(11)을 탑재하는 케이스(13)를 구비하며, 케이스(13)의 상부에 확산판을 설치하고, 커버를 덮어 조명장치(10)의 조립을 완료한다. 엘이디(12)에서 방출된 빛 중 PCB 기판(11) 쪽으로 향하는 빛은 PCB 기판(11)에 코팅되어 있는 반사체에 의해 반사되어 케이스의 상부(개구부) 쪽으로 방출되며, 엘이디(11)의 측면으로 방출되는 빛은 케이스(13)의 표면에 코팅된 반사체에 의해 반사되어 케이스의 개구부 쪽으로 방출된다.

그러나 엘이디 조명등은 PCB 기판과 케이스의 표면에 반사체를 코팅하여 엘이디로부터 방출된 빛을 상부로 방출시킴으로써 빛의 손실에 의한 휘도 저하의 문제가 발생하게 되므로 충분한 휘도를 확보하기 위해 엘이디 수량을 늘림으로써 제조 비용이 상승하게 된다.

최근에는 엘이디 조명등에 사용되는 엘이디의 저휘도 문제점이 크게 개선되고 있어서, 엘이디를 응용한 응용 시장이 산업 전반으로 확산하여 본격적인 엘이디 시대를 예고하고 있다.

이러한 엘이디는 전류 제어나 전압 제어 방식으로 구동된다. 도 2a 내지 도 2c는 각각 일반적인 정전압 방식 및 정전류 방식의 발광다이오드 구동 장치를 나타내는 도면들이다.

도 2a는 정전압 전원(21)의 출력에 엘이디(22)와 저항(23)을 직렬로 접속함에 의해 전류를 제한하는 것을 도시하고 있다.

도 2b는 정전압 방식의 발광다이오드 구동 장치를 나타내는데, 엘이디(22)와 직렬로 스위치 소자(24)를 삽입하고, 어떤 결정된 타이밍으로 온/오프하는 것을 나타낸다. 즉, 넓은 다이내믹 레인지에서 안정하게 휘도를 조정하기 위해, 엘이디에 흐르는 전류를 일정한 타이밍으로 온/오프하여, 그 온/오프 기간의 비율에 의해 휘도를 조정한다. 그런데, 정전압 방식의 발광다이오드 구동 장치는 전압의 변동이 생기면 엘이디의 밝기가 변하며, 과부하 발생시 회로 파손이 우려된다. 또한, 24V 정전압 회로에 있어서, 21.6W 정도의 전력을 소비하는데, 엘이디에서 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 2c는 정전류 방식의 발광다이오드 구동 장치로서 정전류 전원(25)을 이용하는 방법이 있다. 이러한 구동 장치에서는, 엘이디(22)의 휘도의 조정은 전류값을 작게 함으로써 가능하다. 전류값의 가변은, 엘이디(22)에 직렬로 저항(26)을 삽입하고, 그 양단의 전위차로 전류치를 검출하고 피드백 제어를 걸어 전류치를 목적값으로 제어하는 것을 나타낸다.

한편, 전술한 바와 같이 정전압 구동 회로의 경우에는 실질적으로 엘이디 조명등은 엘이디의 전력 소모량보다 훨씬 큰 전력을 소모하게 된다.

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

또한, 엘이디에서 발생하는 열을 감지하려고 하는 경우에도 구동 회로에서 발생하는 열과 함께 감지되어, 엘이디 열화의 원인이 되는 정확한 엘이디 발열 감지와 전원 제어를 수행하기 어렵게 되는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, PWM 제어와 주변의 조도감지를 통해 엘이디 조명등의 밝기 및 온/오프를 안정적으로 자동 조절할 수 있도록 하여 실내의 총 조도값을 사용자가 원하는 최적 조도값으로 항상 일정하게 유지할 수 있는 엘이디 조명등 제어시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, PFC 회로를 이용하여 전력 효율을 개선함으로써 저전력으로 더 많은 엘이디 모듈을 구동시킬 수 있도록 한 엘이디 조명등 제어시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 점등 지연회로를 이용하여 전압, 전류의 세기에 따라 출력 지연 및 그 지연시간을 조절함으로써 엘이디 모듈 부하에 걸리는 충격값을 최소화시켜 엘이디 모듈의 수명을 연장시키고 광도 저하를 방지할 수 있으며, 아울러 전원장치 내 전해 콘덴서 및 전계효과트랜지스터(FET)의 순간 과부하를 경감시켜 전원장치의 신뢰성 개선 및 엘이디 조명등의 순간 발광에 따른 시각장애 유발 가능성을 최소화시킬 수 있는 엘이디 조명등 제어시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명등 제어 시스템은 상용 교류전압(AC)을 엘이디 구동에 필요한 일정 레벨의 직류전압(DC)으로 변환하여 엘이디 구동부로 출력하는 전원 공급부와, PWM 신호에 응답하여 엘이디 구동에 필요한 정전류로 엘이디를 구동시키는 엘이디 구동부와, 엘이디 구동부에 의해 구동되어 조명광을 출력하는 엘이디 모듈과, 주변 광량에 따른 조도를 검출하여 주제어부로 피드백시키는 조도 검출부와, 조도 검출부에서 피드백되는 조도 검출신호를 미리 저장된 기준값과 비교하여 엘이디 구동부로 공급되는 PWM 신호의 듀티비 조절을 위한 PWM 제어신호를 발생시켜 엘이디 모듈의 밝기와 온/오프를 조절하는 주제어부, 및 주제어부에서 전송되는 PWM 제어신호에 따라 듀티비가 조절된 PWM 신호를 발생시켜 엘이디 구동부로 공급하는 PWM 신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 엘이디 조명등 제어시스템은 주제어부에 실시간 카운트를 위한 시간정보를 제공하는 타이머부와, 현재 날짜와 시간 설정 및 엘이디 모듈의 구동을 위한 밝기와 온/오프시간 설정에 필요한 사용자의 명령을 입력받아 주제어부에 전달하는 사용자 인터페이스부, 및 주제어부에 의해 엑세스되며 사용자 인터페이스부를 통해 입력되는 날짜와 시간 설정값 및 엘이디 모듈의 구동을 위한 밝기와 온/오프시간 설정값을 엘이디 구동부의 동작 제어를 위한 기준값으로 저장하는 데이터저장부를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

상기 전원 공급부는 상용 교류전원에 대한 전류의 위상을 조절하여 전력 효율을 개선하는 전력효율 교정부, 및/또는 상용 교류전원으로부터 변환된 일정 레벨의 직류전압(DC)에 대한 출력의 지연 및 그 지연 시간값을 조절하는 점등 지연부를 포함할 수 있다.

상기 조도 검출부는 적어도 하나 이상의 엘이디 조명등에 설치되며 입력신호로부터 광신호를 필터링하여 주변 광량에 따른 조도신호를 검출하는 조도센서와, 광신호로부터 컬러신호를 필터링하여 엘이디 조명등에서 방출된 색신호를 검출하는 컬러센서를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 조도센서는, 외부에서 유입되는 빛과 엘이디 모듈에서 방출된 빛이 합쳐진 데이터를 읽어 주제어부로 피드백시켜 주는 특징을 갖는다.

상기 엘이디 모듈은 엘이디 램프를 색깔별로 모듈화하여 패널에 나란히 배치하여 구성할 수 있으며, 엘이디 램프는 R(적색), G(녹색), B(청색)의 3원색으로 구성하되 각각의 엘이디 모듈은 같은 색의 엘이디 램프들로 구성하거나 또는 서로 다른 색의 엘이디 램프를 섞어서 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명등 제어 시스템은 수신되는 교류전압을 일정 레벨의 직류전압으로 변환하여 출력하는 전원 공급부; 주변 광량에 따른 조도를 검출하여 조도 검출신호를 출력하는 조도 검출부; 상기 주제어부에 실시간 카운트를 위한 시간정보를 제공하는 타이머부; 현재 날짜와 시간 설정 및 엘이디 모듈의 구동을 위한 밝기와 온/오프시간 설정에 필요한 사용자의 명령을 수신하는 사용자 인터페이스부; 상기 사용자 인터페이스부를 통해 입력되는 날짜와 시간 설정값 및 엘이디 모듈의 구동을 위한 밝기와 온/오프시간 설정값을 상기 엘이디 구동부의 동작 제어를 위한 기준값으로 저장하는 데이터저장부; 상기 데이터 저장부에 엑세스하여 미리 저장된 기준값과 상기 조도 검출신호를 수신하여 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 PWM 제어신호를 출력하는 주제어부; 상기 주제어부로부터 출력되는 PWM 제어신호에 응답하여 듀티비가 조절된 PWM 신호를 발생시켜 출력하는 PWM 신호 발생부; 상기 전원공급부로부터 출력되는 직류전압과 상기 PWM 신호 발생부로부터 출력되는 PWM 신호에 기초하여 엘이디를 구동하기 위한 정전류를 출력하는 엘이디 구동부; 및 상기 엘이디 구동부로부터 출력되는 정전류에 응답하여 구동되는 엘이디 모듈을 포함한다.

상기 조도 검출부는 적어도 하나 이상의 엘이디 조명등에 설치되며, 입력신호로부터 광신호를 필터링하여 주변 광량에 따른 조도신호를 검출하는 조도센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 조도 검출부는 광신호로부터 컬러신호를 필터링하여 엘이디 조명등에서 방출된 색신호를 검출하는 컬러센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명등 제어 방법은 수신되는 교류전압을 일정 레벨의 직류전압으로 변환하여 출력하는 단계; 부변 광량에 따른 조도를 검출하여 조도 검출신호를 출력하는 단계; 실시간 카운트를 위한 시간정보를 제공하는 단계; 현재 날짜와 시간 설정 및 엘이디 모듈의 구동을 위한 밝기와 온/오프 시간설정에 필요한 사용자의 명령을 수신는 단계; 상기 수신된 날짜와 신간 설정 및 엘이디 모듈의 구동을 위한 위한 발기와 온/오프 시간 설정값을 상기 엘이디 구동부의 동작 제어를 위한 기준값으로 저장하는 단계; 상기 미리 저장된 기준값과 상기 조도 검출신호를 수신하여 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 PWM 제어신호를 출력하는 단계; 상기 PWM 제어신호에 응답하여 듀티비가 조절된 PWM 신호를 발생시켜 출력하는 단계; 상기 직류전압과 상기 PWM 신호에 기초하여 엘이디를 구동하기 위한 정전류를 출력하는 단계; 및 상기 정전류에 응답하여 엘이디를 구동하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 엘이디 조명등 제어시스템에 의하면, PWM 제어와 주변의 조도감지를 통해 엘이디 조명등의 밝기 및 온/오프를 안정적으로 자동 조절할 수 있게 되므로 실내의 총 조도값을 사용자가 원하는 최적 조도값으로 항상 일정하게 유지할 수 있게 되는 이점이 있다.

또한 본 발명은 PFC 회로 및 점등 지연회로를 이용하여 전력 효율을 개선함으로써 저전력으로 더 많은 엘이디 모듈을 구동시킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 엘이디 모듈 부하에 걸리는 충격값을 최소화시켜 엘이디 모듈의 수명을 연장시키고 광도 저하를 방지할 수 있게 된다. 아울러 본 발명은 전원장치 내 전해 콘덴서 및 FET의 순간 과부하를 경감시킬 수 있게 되므로 전원장치의 신뢰성을 개선할 수 있고, 엘이디 조명등의 순간 발광에 따른 시각장애 유발 가능성을 최소화시킬 수 있게 되는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 엘이디 조명등을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2a는 정전압 전원의 출력에 엘이디와 저항을 직렬로 접속한 것을 나타내는 도면이다.
도 2b는 정전압 방식의 발광다이오드 구동 장치를 나타내는 도면이다.
도 2c는 정전류 방식의 발광 다이오드 구동 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 엘이디 조명등 제어시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 조도 검출부의 설치 상태를 예시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 조명등 제어시스템의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 엘이디 조명등 제어시스템의 바람직한 실시형태를 예시한 블록도이고, 도 4는 도 3의 조도 검출부의 설치 상태를 예시한 사시도이다.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 전원 공급부(110), 엘이디 구동부(120), 엘이디 모듈(130), 주제어부(140), PWM 신호 발생부(145), 조도 검출부(150), 사용자 인터페이스부(160), 타이머부(170), 데이터저장부(180)를 구비한다.

전원 공급부(110)는 SMPS(Switching Mode Power Supply)로 구성되어 통상 110~220V의 상용 교류전압(AC)을 입력받아 엘이디 구동에 필요한 일정 레벨의 직류전압(DC), 즉 12V 및 24V의 직류전압으로 변환하여 엘이디 구동부(120)로 출력한다. 이 전원 공급부(110)는 상용 교류전원에 대한 전력효율의 개선을 위해 입력 전류의 위상을 조절하는 전력효율 교정부(Power Fact Correction 회로)를 구비한다. 이 PFC 회로는 순간적인 파워 누출을 검출하여 엘이디 구동부로 공급되는 전압을 바로 잡아 줌으로써 불필요하게 낭비되는 전력소비량을 줄일 수 있게 하며, 아울러 이러한 전력 효율의 개선을 통해 저전력으로 더 많은 엘이디 모듈을 구동시킬 수 있게 한다. 또한 이 전원 공급부(110)는 상용 교류전원으로부터 변환된 일정 레벨의 직류전압(DC)에 대한 출력의 지연 및 그 지연 시간값을 조절하는 점등 지연부를 구비한다. 이 점등 지연부는 엘이디 모듈 구동 초기에 엘이디 모듈 부하에 걸리는 충격값을 최소화시켜 엘이디 모듈의 수명을 연장시키고 광도 저하를 방지할 수 있게 한다. 아울러 이러한 출력의 지연은 전원장치 내 전해 콘덴서 및 전계효과트랜지스터(FET)의 순간 과부하를 경감시켜 전원장치의 신뢰성 개선 및 엘이디 조명등의 순간 발광에 따른 시각장애 유발 가능성을 최소화할 수 있게 한다.

엘이디 구동부(120)는 PWM 신호 발생부(145)에서 출력되는 PWM 신호에 응답하여 엘이디 구동에 필요한 정전류로 엘이디 모듈(130)의 각 엘이디 램프를 구동시킨다. 이를 위해 엘이디 구동부(120)는 듀티비가 1일 때, 미리 정해진 일정한 전류(예를 들어, 엘이디 정격 전류)가 흐르도록 설계되고, 듀티비에 따라서 설정된 값과 비례적으로 정전류가 흐르도록 설계되는 것이 바람직하다.

엘이디 모듈(130)은 다수의 R(적색), G(녹색), B(청색) 엘이디 램프들로 구성되며 각 엘이디 램프는 엘이디 구동부(120)로부터 정전류를 공급받아 구동되어 조명광을 출력한다. 이 엘이디 모듈(130)은 각 엘이디 램프를 색깔별로 모듈화하여 패널에 나란히 배치하여 구성할 수 있으며, 같은 색의 엘이디 램프들로 구성하거나 또는 서로 다른 색의 엘이디 램프를 섞어서 구성하는 것도 가능하다.

주제어부(140)는 조도 검출부(150)에서 피드백되는 조도 검출신호를 미리 저장된 기준값과 비교하고, 그 비교 결과에 따라 PWM 신호의 듀티비(duty ratio)를 제어하기 위한 PWM 제어신호를 PWM 신호 발생부(145)로 출력한다. 이 PWM 제어신호는 동작 초기값은 미리 지정된 값, 또는 사용자 설정값에 의해 결정될 수 있을 것이다.

또한 주제어부(140)는 사용자 인터페이스부(160)와 타이머부(170) 및 데이터 저장부(180)와 연동하여 사용자 인터페이스부(160)에서 입력되는 엘이디 모듈의 밝기, 온/오프 시간 설정값 등의 사용자 설정값을 엘이디 구동을 위한 기준값으로 사용할 수 있도록 데이터 저장부(180)에 기준값으로 저장되게 하며, 타이머부(170)에서 제공되는 시간정보를 기준 클럭으로 사용하여 엘이디 램프의 온/오프 시간을 체크한다.

조도 검출부(150)는 주변 광량에 따른 조도를 검출하여 주제어부(140)로 피드백시킨다. 이 조도 검출부(150)는 적어도 하나 이상의 엘이디 조명등에 설치되며, 입력신호로부터 광신호를 필터링하여 주변 광량에 따른 조도신호를 검출하는 조도센서(151)를 구비한다. 이 조도센서는 외부에서 유입되는 빛과 상기 엘이디 모듈에서 방출된 빛이 합쳐진 데이터를 읽어 상기 주제어부로 피드백시켜 준다.

또한 이 조도 검출부(150)는 광신호로부터 컬러신호를 필터링하여 엘이디 조명등에서 방출된 색신호를 검출하는 컬러센서를 더 구비한다.

사용자 인터페이스부(160)는 현재 날짜와 시간 설정 및 사용자가 원하는 엘이디 램프의 밝기값과 온/오프시간값을 입력할 수 있는 다수의 키를 구비하며, 이들 키입력을 통해 현재 날짜와 시간 설정값 및 엘이디 램프의 밝기값과 온/오프시간값 설정에 필요한 사용자의 명령을 입력받아 주제어부(140)에 전달한다.

타이머부(170)는 클럭 발생기를 구비하여 시간 카운트를 위한 기준 클럭 및 실시간 카운트를 위한 시간정보를 주제어부(140)에 제공한다.

데이터 저장부(180)는 주제어부(140)에 의해 엑세스되며 사용자 인터페이스부(160)를 통해 입력되는 현재 날짜와 시간 설정값 및 엘이디 램프의 밝기값과 온/오프시간 설정값을 엘이디 구동부의 동작 제어를 위한 기준값으로 저장한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의한 엘이디 조명등 제어시스템에서, 먼저 사용자 인터페이스부(160)를 통해 현재 날짜와 시간을 설정하고, 사용자가 원하는 엘이디 램프별의 밝기 및 온/오프시간 등의 설정값을 입력하게 되면 주제어부(140)에서는 그 키입력값을 데이터 저장부(180)로 전달하여 엘이디 모듈 구동을 위한 기준값으로 저장한다.

이후에 전원 공급부(110)를 통해 동작 전원이 공급되면 주제어부(140)에서는 타이머부(170)에서 제공되는 기준 클럭으로 현재의 날자와 시간값을 체크하여, 사용자에 의해 설정된 엘이디 온/오프시간이 되는지를 판단하고 설정 시간이 되면 엘이디 구동부(120)에 초기 PWM 신호를 제공하도록 PWM 신호 발생부(145)의 출력을 발생시킨다.

엘이디 구동부(120)에서는 PWM 신호 발생부(145)에서 출력되는 초기의 PWM 신호에 응답하여 엘이디 구동에 필요한 정전류로 엘이디 모듈(130)의 각 엘이디 램프를 구동시킨다.

이러한 엘이디 램프의 구동에 따라 조도 검출부(150)의 조도센서(151)에서 주변 유입광 및 엘이디 램프의 광이 검출되면 주제어부(140)로 조도 검출값이 피드백되고, 주제어부(140)에서는 이를 미리 저장된 기준값과 비교하여 그 비교 결과에 따라 PWM 신호의 듀티비(duty ratio)를 제어하기 위한 PWM 제어신호를 PWM 신호 발생부(145)로 출력한다.

즉, 주제어부(140)에서는 검출 조도값과 데이터 저장부(180)에 기 설정된 기준 조도값을 비교하여 검출 조도값이 기준 조도값보다 큰 경우 PWM 신호 발생부(145)에서 출력되는 PWM 신호의 듀티비를 1보다 작은 값으로 감소시키며, 검출 조도값이 기준 조도값보다 작은 경우 PWM 신호 발생부(145)에서 출력되는 PWM 신호의 듀티비를 1로 유지하도록 PWM 제어신호를 출력하게 된다.

PWM 신호 발생부(145)에서는 주제어부(140)에서 전송되는 PWM 제어신호에 따라 듀티비가 조절된 PWM 신호를 발생시켜 엘이디 구동부(120)로 공급하고, 엘이디 구동부(120)는 검출 조도값이 기준 조도값보다 작은 경우 정상 전류로 엘이디 램프를 구동하고, 검출 조도값이 기준 조도값보다 큰 경우 전류를 감소시켜 주변 조도를 낮춘다.

따라서 주제어부(140)에서는 검출 조도값이 기준 조도값보다 큰 경우, PWM 신호의 듀티비를 줄임으로써 엘이디 조명등에 의해 형성되는 실내의 총 조도값을 일정하게 유지할 수 있게 된다. .

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

110 : 전원 공급부 120 : LED 구동부
130 : 엘이디 모듈 140 : 주제어부
145 : PWM 신호 발생부 150 : 조도 검출부
160 : 사용자 인터페이스부 170 : 타이머부
180 : 테이터 저장부

Claims

상용 교류전압(AC)을 엘이디 구동에 필요한 일정 레벨의 직류전압(DC)으로 변환하여 엘이디 구동부로 출력하는 전원 공급부;
PWM 신호에 응답하여 엘이디 구동에 필요한 정전류로 엘이디를 구동시키는 엘이디 구동부;
상기 엘이디 구동부에 의해 구동되어 조명광을 출력하는 엘이디 모듈;
주변 광량에 따른 조도를 검출하여 주제어부로 피드백시키는 조도 검출부;
상기 조도 검출부에서 피드백되는 조도 검출신호를 미리 저장된 기준값과 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 엘이디 구동부로 공급되는 PWM 신호의 듀티비 조절을 위한 PWM 제어신호를 발생시켜 엘이디 조명등 설치장소 내부의 총 조도가 일정한 값이 유지되도록 상기 엘이디 모듈의 밝기, 온/오프를 조절하는 주제어부;
주제어부에서 전송되는 PWM 제어신호에 따라 듀티비가 조절된 PWM신호를 발생시켜 상기 엘이디 구동부로 공급하는 PWM 신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등 제어시스템.
제1항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
상용 교류전원에 대한 전류의 위상을 조절하여 전력 효율을 개선하는 전력효율 교정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등 제어시스템.
제1항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
상용 교류전원으로부터 변환된 일정 레벨의 직류전압(DC)에 대한 출력의 지연 및 그 지연 시간값을 조절하는 점등 지연부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등 제어시스템.
제1항에 있어서, 상기 조도 검출부는,
적어도 하나 이상의 엘이디 조명등에 설치되며, 입력신호로부터 광신호를 필터링하여 주변 광량에 따른 조도신호를 검출하는 조도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등 제어시스템.
제4항에 있어서, 상기 조도 검출부는,
광신호로부터 컬러신호를 필터링하여 엘이디 조명등에서 방출된 색신호를 검출하는 컬러센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등 제어시스템.
제4항에 있어서, 상기 조도센서는
외부에서 유입되는 빛과 상기 엘이디 모듈에서 방출된 빛이 합쳐진 데이터를 읽어 상기 주제어부로 피드백시켜 주는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등 제어시스템.
제1항에 있어서,
상기 주제어부에 실시간 카운트를 위한 시간정보를 제공하는 타이머부;
현재 날짜와 시간 설정 및 엘이디 모듈의 구동을 위한 밝기와 온/오프시간 설정에 필요한 사용자의 명령을 입력받아 상기 주제어부에 전달하는 사용자 인터페이스부;
상기 주제어부에 의해 엑세스되며, 사용자 인터페이스부를 통해 입력되는 날짜와 시간 설정값 및 엘이디 모듈의 구동을 위한 밝기와 온/오프시간 설정값을 상기 엘이디 구동부의 동작 제어를 위한 기준값으로 저장하는 데이터저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등 제어시스템.
제1항에 있어서,
상기 엘이디 모듈은 엘이디 램프를 색깔별로 모듈화하여 패널에 나란히 배치하여 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등 제어시스템.
제8항에 있어서,
상기 엘이디 램프는 R(적색), G(녹색), B(청색)의 3원색으로 구성하되,
상기 각각의 엘이디 모듈은 같은 색의 엘이디 램프들로 구성하거나 또는 서로 다른 색의 엘이디 램프를 섞어서 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등 제어시스템.
수신되는 교류전압을 일정 레벨의 직류전압으로 변환하여 출력하는 전원 공급부;
주변 광량에 따른 조도를 검출하여 조도 검출신호를 출력하는 조도 검출부;
상기 주제어부에 실시간 카운트를 위한 시간정보를 제공하는 타이머부;
현재 날짜와 시간 설정 및 엘이디 모듈의 구동을 위한 밝기와 온/오프시간 설정에 필요한 사용자의 명령을 수신하는 사용자 인터페이스부;
상기 사용자 인터페이스부를 통해 입력되는 날짜와 시간 설정값 및 엘이디 모듈의 구동을 위한 밝기와 온/오프시간 설정값을 상기 엘이디 구동부의 동작 제어를 위한 기준값으로 저장하는 데이터저장부;
상기 데이터 저장부에 엑세스하여 미리 저장된 기준값과 상기 조도 검출신호를 수신하여 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 PWM 제어신호를 출력하는 주제어부;
상기 주제어부로부터 출력되는 PWM 제어신호에 응답하여 듀티비가 조절된 PWM 신호를 발생시켜 출력하는 PWM 신호 발생부;
상기 전원공급부로부터 출력되는 직류전압과 상기 PWM 신호 발생부로부터 출력되는 PWM 신호에 기초하여 엘이디를 구동하기 위한 정전류를 출력하는 엘이디 구동부; 및
상기 엘이디 구동부로부터 출력되는 정전류에 응답하여 구동되는 엘이디 모듈을 포함하는 조명등 제어 시스템.
제10항에 있어서, 상기 조도 검출부는,
적어도 하나 이상의 엘이디 조명등에 설치되며, 입력신호로부터 광신호를 필터링하여 주변 광량에 따른 조도신호를 검출하는 조도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등 제어시스템.
제10항에 있어서, 상기 조도 검출부는,
광신호로부터 컬러신호를 필터링하여 엘이디 조명등에서 방출된 색신호를 검출하는 컬러센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등 제어시스템.
수신되는 교류전압을 일정 레벨의 직류전압으로 변환하여 출력하는 단계;
부변 광량에 따른 조도를 검출하여 조도 검출신호를 출력하는 단계;
실시간 카운트를 위한 시간정보를 제공하는 단계;
현재 날짜와 시간 설정 및 엘이디 모듈의 구동을 위한 밝기와 온/오프 시간설정에 필요한 사용자의 명령을 수신는 단계;
상기 수신된 날짜와 신간 설정 및 엘이디 모듈의 구동을 위한 위한 발기와 온/오프 시간 설정값을 상기 엘이디 구동부의 동작 제어를 위한 기준값으로 저장하는 단계;
상기 미리 저장된 기준값과 상기 조도 검출신호를 수신하여 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 PWM 제어신호를 출력하는 단계;
상기 PWM 제어신호에 응답하여 듀티비가 조절된 PWM 신호를 발생시켜 출력하는 단계;
상기 직류전압과 상기 PWM 신호에 기초하여 엘이디를 구동하기 위한 정전류를 출력하는 단계; 및
상기 정전류에 응답하여 엘이디를 구동하는 단계를 포함하는 엘이디 조명등 제어 방법.