KR20110108102A - 조도 조절 가능 엘이디 조명 시스템 - Google Patents

Abstract

이 발명은 엘이디 램프의 조도를 조절하기 위한 별개의 디밍 제어용 스위치를 포함하는 조도 조절 가능 엘이디 조명 시스템에 관한 것이다.
이 발명에 따른 조도 조절 가능한 엘이디 조명 시스템은, 조명스위치의 온 및 오프 상태를 검출하는 온/오프검출수단과, 상기 온/오프검출수단으로부터 상기 조명스위치의 온/오프 상태 정보를 입력받아 상기 조명스위치의 스냅핑 동작을 판단하여 디밍 신호를 출력하는 디밍판단수단과, 상기 디밍판단수단으로부터 디밍 신호가 입력되면 엘이디 램프의 조도를 조절하는 디밍조절수단과, 상기 조명스위치의 스냅핑 동작시 상기 엘이디 램프에 구동전원을 공급하는 전원홀딩회로부와, 상기 조명스위치와 상기 온/오프검출수단 사이에 접속하여 상기 조명스위치가 온된 상태에서 사용자에 의해 조작되어 상기 조명스위치의 스냅핑 동작과 동일한 효과를 발생하는 디밍 제어용 스위치를 포함한다.

Description

조도 조절 가능 엘이디 조명 시스템 {LEC lighting system that being adjustable illuminance}

이 발명은 조도 조절 가능 엘이디 조명 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘이디 램프의 조도를 조절하기 위한 별개의 디밍 제어용 스위치를 포함하는 조도 조절 가능 엘이디 조명 시스템에 관한 것이다.

종래에 조명 장치로는 백열등과 형광등이 주로 사용되었다. 그러나 백열등과 형광등은 조명 효율에 비해 전력 소모가 심한 편으로서, 세계 조명 기구의 연간 소비전력에서 약 2조 1000억㎾h를 사용하고 있다. 이는 전체 전력의 12 ~ 15%에 해당하는 것으로서, 연간 17억톤의 CO₂를 배출하고 있다. 또한, 형광등은 수은을 사용하여 제조되고, 램프의 수명이 짧아서 자주 교체하여야 하기 때문에 제대로 수거하여 폐기하지 못할 경우 환경오염 문제도 심각하게 대두된다. 이러한 문제들로 인해 최근에는 일부 국가에서 백열등 및 형광등 판매 금지안이 확정되는 등 전 세계적으로 환경 규제가 강화되고 있는 실정이다.

이에 최근에 에너지 절감효과가 뛰어나고 친환경적인 엘이디(light-emitting diode)를 이용한 조명이 각광받고 있다. 이 엘이디 조명은 수명이 길고, 휘도가 높으며, 소비전력이 작아서 에너지가 절감되는 효과가 있다. 만일 국내 조명의 30%를 2015년까지 엘이디 조명으로 교체할 경우 매년 약 160억㎾h의 전력 절감 효과와 약 680만톤의 CO₂를 저감하는 효과가 있는 등 그 우수함은 널리 공지되어 있다. 또한, 엘이디 램프는 전통조명 중 백열등, 할로겐등으로 구현되었던 다운라이트 등을 대체하기 위한 수단으로 여겨지고 있다.

현재 엘이디 조명은 도 1에 도시된 바와 같이 기존 백열등이나 형광등에서 사용된 조명 스위치(11), 조명 배선(12) 및 소켓(13)에 램프를 엘이디 램프(14)로 교체하여 구성된다. 이러한 엘이디 조명은 기존에 사용되던 조명 스위치(11)를 이용하여 엘이디 램프(14)의 온/오프만을 제어할 수 있고 그 조도를 제어할 수는 없다.

이 때문에 조도 제어 가능한 엘이디 조명은 도 2에 도시된 바와 같이 기존의 조명 스위치(11) 및 조명 배선(12)과는 별개의 조도제어스위치(21)와, 조도제어배선(22), 제어장치(23), 엘이디 램프(24)를 더 포함하여 이루어진다.

즉, 조명 스위치(11)를 이용하여 엘이디 조명(24)를 온/오프 조절하고, 조도제어스위치(21)를 이용하여 엘이디 램프(24)의 조도를 조절한다. 그러면, 제어장치(23)가 조명 스위치(11)의 온/오프 제어 및 조도제어스위치(21)의 조도 제어를 입력받아 엘이디 램프(24)를 구동한다.

이러한 종래의 조도 제어 가능한 엘이디 조명은 기존의 조명 배선(12)과는 별개로 추가 배선 공사를 하여야 하고, 추가 스위치를 장착하는 공사를 하여야 하기 때문에 설치가 복잡하고 비용이 많이 소모되는 문제점이 있다.

상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 이 발명의 목적은, 별도의 조도제어스위치와 조도제어배선을 설치하지 않더라도 엘이디 램프의 온/오프 및 조도를 제어할 수 있으며, 디밍 제어용 스위치를 이용하여 사용자가 용이하게 엘이디 램프의 조도를 제어할 수 있는 조도 조절 가능 엘이디 조명 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 한 실시예에 따른 조도 조절 가능 엘이디 조명 시스템은, 조명스위치의 온 및 오프 상태를 검출하는 온/오프검출수단과, 상기 온/오프검출수단으로부터 상기 조명스위치의 온/오프 상태 정보를 입력받아 상기 조명스위치의 스냅핑 동작을 판단하여 디밍 신호를 출력하는 디밍판단수단과, 상기 디밍판단수단으로부터 디밍 신호가 입력되면 엘이디 램프의 조도를 조절하는 디밍조절수단과, 상기 조명스위치의 스냅핑 동작시 상기 엘이디 램프에 구동전원을 공급하는 전원홀딩회로부와, 상기 조명스위치와 상기 온/오프검출수단 사이에 접속하여 상기 조명스위치가 온된 상태에서 사용자에 의해 조작되어 상기 조명스위치의 스냅핑 동작과 동일한 효과를 발생하는 디밍 제어용 스위치를 포함한 것을 특징으로 한다.

이 발명은 기존 일반 조명시스템에 제어장치와 엘이디 램프를 교체하는 것으로 엘이디 램프의 온/오프 및 조도를 제어할 수 있게 함으로써, 조명등의 수명연장과 조도 제어에 의한 추가적인 전기 절감효과 및 조도 제어에 의한 감성조명을 가능하게 하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 엘이디 조명 시스템을 도시한 도면이다
도 2는 종래의 조도 제어 가능 엘이디 조명 시스템을 도시한 도면이다
도 3은 이 발명이 적용되는 엘이디 램프의 제어장치를 포함한 조명 시스템을 도시한 도면이다.
도 4는 이 발명의 제1실시예에 따른 디밍 제어용 스위치를 도시한 구성도로서, (a)는 외형도이고, (b)는 내부 회로도이다.
도 5는 이 발명의 제2실시예에 따른 디밍 제어용 스위치를 도시한 구성도로서, (a)는 외형도이고, (b)는 내부 회로도이다.
도 6은 이 발명의 제3실시예에 따른 디밍 제어용 스위치를 도시한 구성도로서, (a)는 외형도이고, (b)는 내부 회로도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명의 한 실시예에 따른 조도 조절 가능 엘이디 조명 시스템을 보다 상세하게 설명한다.

이 발명의 출원인은 엘이디 램프의 온/오프 및 조도를 제어할 수 있는 엘이디 조명 시스템을 대한민국 특허청에 제2009-0110113호로서 특허출원하였다.

도 3은 특허출원 제2009-0110113호에 개시된 조도 조절 가능 엘이디 조명 시스템을 도시한 기능 블록도이다. 이 선행특허출원에 개시된 조도 조절 가능 엘이디 조명 시스템은, 조명스위치(11), 조명 배선(12), 엘이디 램프 제어장치(30) 및 엘이디 램프(24)로 이루어진다.

엘이디 램프 제어장치(30)는 교류/직류컨버터부(31)와, 조명스위치의 온 및 오프 상태를 검출하는 온/오프검출수단과, 상기 온/오프검출수단으로부터 상기 조명스위치의 온/오프 상태 정보를 입력받아 상기 조명스위치의 스냅핑 동작을 판단하여 디밍 신호를 출력하는 디밍판단수단과, 상기 디밍판단수단으로부터 디밍 신호가 입력되면 엘이디 램프의 조도를 조절하는 디밍조절수단과, 상기 조명스위치의 스냅핑 동작시 상기 엘이디 램프에 구동전원을 공급하는 전원홀딩회로부(42)와, 상기 온/오프검출수단으로부터 상기 조명스위치의 오프 상태 정보를 입력받아 상기 조명스위치의 오프 상태가 임계 시간을 초과하면 상기 엘이디 램프를 오프하는 파워오프수단을 포함한다.

조명 스위치(11)는 조명 배선(12)을 통해 AC전원에 직렬로 연결되어 엘이디 램프(24)에 AC전원을 공급 또는 차단한다. 사용자가 조명 스위치(11)를 온 상태에서 잠시 껐다가 다시 켜면, 즉, 온 상태에서 잠시 오프 후 다시 온하면(이를 스냅핑(snapping)이라 한다), 엘이디 램프 제어장치(30)는 이를 디밍 제어신호로 인식한다.

온/오프검출수단은 제로크로스디텍터부(32)와 미검출카운터부(33)와 클럭(34)을 포함한다. 디밍판단수단은 저장부(41)와 제1비교기(39)와 디밍 판정부(37)을 포함한다. 파워오프수단은 저장부(41)와 제2비교기(40)와 파워오프판정부(38)를 포함한다. 상기 디밍조절수단은 디밍단계카운터부(36)와 디밍조절부(35)를 포함한다. 엘이디 램프 제어장치(30)의 상세한 구성 설명 및 동작 설명은 선행 특허출원 제2009-0110113호의 출원 명세서를 참조한다.

선행 특허출원 제2009-0110113호에 개시된 조도 조절 가능 엘이디 조명 시스템은, 사용자가 조명 스위치(11)를 온하면 엘이디램프(24)는 최대 밝기로 켜진다. 이렇게 엘이디램프(24)가 켜진(온) 상태에서 조명 스위치(11)를 잠시(디밍임계시간)동안 껐다(오프)가 켜면(온), 엘이디램프의 조도가 한 단계씩 낮아지도록 조절한다. 사용자가 원하는 밝기에서 작동을 중지시키면 그 상태를 유지한다. 만약 사용자가 조명 스위치를 오프한 후 일정 시간이 경과하면, 모든 동작이 리셋되면서 엘이디램프를 오프시킨다.

즉, 선행 특허출원 제2009-0110113호에 개시된 조도 조절 가능 엘이디 조명 시스템은, 사용자가 조도를 한 단계씩 디밍하려면 조명 스위치(11)를 잠시동안 오프한 후 온해야 한다. 이때, 오프 시간은 디밍임계시간보다는 길어야 하고, 파워오프판정시간보다는 짧아야 한다. 만약, 오프 시간이 디밍임계시간보다 짧으면 디밍 제어가 이루어지지 않고, 오프 시간이 파워오프판정시간보다 길면 엘이디램프가 아주 꺼져 버린다.

이러한 조명 스위치(11)를 이용한 엘이디 램프의 디밍 제어는 사용자가 디밍임계시간보다 길고 파워오프판정시간보다 짧게 스냅핑해야 하기 때문에 디밍 기능을 이용하기 어렵다.

이 발명은 선행 특허출원 제2009-0110113호의 개량기술로서, 사용자의 한 번의 조작만으로도 엘이디 램프 제어장치(30)에 디밍임계시간보다 길고 파워오프판정시간보다 짧은 디밍 제어신호를 제공하는 디밍 제어용 스위치를 더 추가하여 구성한다. 즉, 선행 특허출원에서는 사용자가 조명 스위치(11)를 수동으로 스냅핑할 경우, 엘이디 램프 제어장치(30)가 이를 인식하여 엘이디 램프(24)의 조도를 조절하지만, 이 발명에 따르면 기존의 조명 스위치(11)를 온한 상태에서 디밍 제어용 스위치를 조작하는 것을 통해 조명 스위치(11)를 스냅핑하는 것과 동일한 효과가 발생하도록 하여, 사용자로 하여금 엘이디 램프의 디밍을 용이하게 제어할 수 있도록 한다.

도 4는 이 발명의 제1실시예에 따른 디밍 제어용 스위치를 도시한 구성도로서, (a)는 외형도이고, (b)는 내부 회로도이다.

이 발명의 제1실시예에 따른 디밍 제어용 스위치는 로터리 스위치(50)로 구현된다. 이 로터리 스위치(50)는 조명 스위치(11)에 연결된 제1접점(51)과, 제1접점(51)을 중심점으로 하는 원주변에 단위 각도 간격으로 배열되며 상호 전기적으로 연결되어 엘이디 램프 제어장치(30)의 온/오프검출수단에 연결된 다수의 제2접점(52)과, 일단이 제1접점(51)에 연결되고 타단이 원주변으로 회전하면서 다수의 제2접점(52)과 접촉하는 회전자(53)를 포함한다.

회전자(53)가 임의의 한 제2접점(52)에 접촉한 상태에서, 사용자가 로터리 스위치(50)를 한 번 조작(회전)하면 회전자(53)가 단위 각도씩 회전하여 그 인접한 제2접점(52)에 접촉할 때까지 회전한다. 즉, 회전자(53)가 임의의 제2접점(52)에 접촉되는 동안 엘이디 램프 제어장치(30)에는 전원이 인가되고, 회전자(53)가 임의의 두 인접한 제2접점(52) 사이를 이동하는 동안에는 엘이디 램프 제어장치(30)로의 전원이 차단된다.

이렇게 이 발명에 따르면 로터리 스위치(50)가 회전함으로써 회전자(53)가 임의의 두 인접한 제2접점(52) 사이를 이동하기 때문에, 사용자가 로터리 스위치(50)를 한 번 조작하더라도 엘이디 램프 제어장치(30)에는 디밍임계시간보다 길고 파워오프판정시간보다 짧은 디밍 신호가 제공되고, 엘이디 램프 제어장치(30)는 입력되는 디밍 신호에 따라 엘이디 램프의 조도를 제어하게 된다.

도 5는 이 발명의 제2실시예에 따른 디밍 제어용 스위치를 도시한 구성도로서, (a)는 외형도이고, (b)는 내부 회로도이다.

이 발명의 제2실시예에 따른 디밍 제어용 스위치는 푸쉬버튼 스위치(60)로 구현된다. 이 푸쉬버튼 스위치(60)는 조명 스위치(11)에 연결된 제1접점(61)과, 엘이디 램프 제어장치(30)의 온/오프검출수단에 연결된 제2접점(62)과, 상기 제1접점(61)과 제2접점(62)에 각각 접촉하는 연결자(63)와, 사용자에 의한 누름 조작시 상기 연결자(63)를 상기 제1접점(61) 또는 제2접점(62)으로부터 이격시키는 누름버튼(64)과, 상기 누름버튼(64)이 조작되고 기설정된 시간이 경과된 후 상기 연결자(63)를 상기 제1접점(61) 및 제2접점(62)에 접촉하도록 하는 복원수단(미도시)을 포함한다.

사용자가 누름버튼(64)을 누르지 않은 상태에서는 제1접점(61)과 연결자(63)와 제2접점(62)이 전기적으로 연결되어, 조명 스위치(11)가 온된 경우 전원이 엘이디 램프 제어장치(30)에 공급된다. 한편, 사용자가 누름버튼(64)을 누름 조작하면 누름버튼(64)에 의해 연결자(63)가 이동하여 제1접점(61)과 연결자(63)와 제2접점(62) 사이의 연결이 끊어지고, 기설정된 시간이 경과된 후 복원수단에 의해 제1접점(61)과 연결자(63)와 제2접점(62) 사이가 다시 전기적으로 연결된다.

이와 같이 사용자가 누름버튼(64)을 한번 조작하면, 푸쉬버튼 스위치(60) 자체적으로 전원이 오프된 후 온되기 때문에, 엘이디 램프 제어장치(30)에는 디밍임계시간보다 길고 파워오프판정시간보다 짧은 디밍 신호가 제공되고, 엘이디 램프 제어장치(30)는 입력되는 디밍 신호에 따라 엘이디 램프의 조도를 제어하게 된다. 사용자가 누름버튼(64)에 대한 조작을 해제한 후 누름버튼(64)을 한번 더 조작하면 디밍신호가 더 제공되어 그 디밍 신호에 따라 엘이디 램프의 조도가 더 제어된다.

도 6은 이 발명의 제3실시예에 따른 디밍 제어용 스위치를 도시한 구성도로서, (a)는 외형도이고, (b)는 내부 회로도이다.

이 발명의 제3실시예에 따른 디밍 제어용 스위치는 전자스위치장치(70)로 구현된다. 이 전자스위치장치(70)에는 조명 스위치(11)와 디밍조절스위치(71)와 표시부(72)가 포함된다.

또한, 이 전자스위치장치(70)는 디밍조절스위치(71)의 조작상태를 감지하여 디밍 제어신호를 출력하는 제어부(73)와, 상기 제어부(73)의 디밍 제어신호에 따라 상기 입력전원과 엘이디 램프 제어장치(30)의 온/오프검출수단과의 사이를 스위칭하여 상기 엘이디 램프 제어장치(30)에게 디밍 신호를 출력하는 전자식스위치(74)와, 조명 스위치(11)가 온될 때 입력전원으로부터 구동전원을 생성하여 전자스위치장치(70)의 내부 구성요소들에게 공급하는 전원부(75)를 더 포함한다. 제어부(73)는 현재 엘이디 램프의 온/오프 상태 및 디밍 레벨을 표시부(72)에 표시한다. 이 전자스위치장치는 3선식(wire) 스위치 또는 2선식(wire) 클락콘 스위치로 구현될 수 있다.

사용자가 디밍조절스위치(71)를 조작하면 이를 제어부(73)가 인지하고 전자식 스위치(74)에게 디밍 제어신호를 출력함으로써, 전자식 스위치(74)가 엘이디 램프 제어장치(30)에 공급되는 입력전원을 일시적으로 차단한 후 연결하도록 한다. 그러면 엘이디 램프 제어장치(30)가 이를 디밍 신호로 인식하여 엘이디 램프의 조도를 제어한다.

제어부(73)는 기정의된 메크로 기능(기정의된 연속된 복수의 동작들을 수행하는 기능)을 수행한다. 예컨대, 디밍조절스위치(71)는 메크로 선택기능(예컨대, 슬리핑(sleeping) 모드 선택기능)을 더 포함하고, 사용자가 슬리핑 모드 선택기능을 조작하면 제어부는 기설정된 시간동안 기설정된 간격으로 디밍 제어신호를 출력하다가 전원을 오프한다. 그러면, 엘이디 램프 제어장치(30)는 엘이디 램프의 조도를 점차 어두어지게 제어하다가 기설정된 시간 후에 엘이디 램프를 오프한다.

전자식 스위치(74)는 릴레이 또는 트라이악으로 구성될 수 있다. 디밍조절스위치(71)는 리모콘 수신부(미도시)로 구현하여 리모콘을 이용하여 엘이디 램프의 디밍 정도를 조절할 수 있도록 하거나, 디밍조절스위치(71) 이외에 리모콘 수신부(미도시)를 더 포함하여 리모콘을 이용하여 엘이디 램프의 디밍 정도를 조절할 수 있도록 한다.

50 : 로터리 스위치 51 : 제1접점
52 : 제2접점 53 : 회전자
60 : 푸쉬버튼 스위치 61 : 제1접점
62 : 제2접점 63 : 연결자
64 : 누름버튼 70 : 전자스위치장치
71 : 디밍조절스위치 72 : 표시부
73 : 제어부 74 : 전자식 스위치

Claims (9)

1. 조명스위치의 온 및 오프 상태를 검출하는 온/오프검출수단과,
   상기 온/오프검출수단으로부터 상기 조명스위치의 온/오프 상태 정보를 입력받아 상기 조명스위치의 스냅핑 동작을 판단하여 디밍 신호를 출력하는 디밍판단수단과,
   상기 디밍판단수단으로부터 디밍 신호가 입력되면 엘이디 램프의 조도를 조절하는 디밍조절수단과,
   상기 조명스위치의 스냅핑 동작시 상기 엘이디 램프에 구동전원을 공급하는 전원홀딩회로부와,
   상기 조명스위치와 상기 온/오프검출수단 사이에 접속하여 상기 조명스위치가 온된 상태에서 사용자에 의해 조작되어 상기 조명스위치의 스냅핑 동작과 동일한 효과를 발생하는 디밍 제어용 스위치를 포함한 것을 특징으로 하는 조도 조절 가능한 엘이디 조명 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 디밍 제어용 스위치는,
   상기 조명 스위치에 연결된 제1접점과, 상기 제1접점을 중심점으로 하는 원주변에 단위 각도 간격으로 배열되며 상호 전기적으로 연결되어 상기 온/오프검출수단에 연결된 다수의 제2접점과, 일단이 상기 제1접점에 연결되고 타단이 상기 원주변으로 회전하면서 상기 다수의 제2접점 중 하나와 접촉하는 회전자를 구비한 로터리스위치인 것을 특징으로 하는 조도 조절 가능한 엘이디 조명 시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 디밍 제어용 스위치는,
   상기 조명 스위치에 연결된 제1접점과, 상기 온/오프검출수단에 연결된 제2접점과, 상기 제1접점과 제2접점에 각각 접촉하는 연결자와, 사용자에 의한 누름 조작시 상기 연결자를 상기 제1접점 또는 제2접점으로부터 이격시키는 누름버튼과, 상기 사용자에 의한 누름 조작 후 기설정된 시간 경과 후 상기 연결자를 상기 제1접점 및 제2접점에 접촉하도록 하는 복원수단을 구비한 푸쉬버튼 스위치인 것을 특징으로 하는 조도 조절 가능한 엘이디 조명 시스템.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 디밍 제어용 스위치는,
   사용자에 의해 조작되는 디밍조절스위치와, 상기 디밍조절스위치의 조작상태를 감지하여 디밍제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부의 디밍제어신호에 따라 상기 입력전원과 상기 온/오프검출수단과의 사이를 스위칭하는 전자식스위치와, 상기 조명 스위치가 온될 때 입력전원으로부터 구동전원을 생성하여 상기 디밍조절스위치와 제어부와 전자식스위치에게 공급하는 전원부를 구비한 전자스위치장치인 것을 특징으로 하는 조도 조절 가능한 엘이디 조명 시스템.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 전자스위치장치는 상기 전원부로부터 구동전원을 공급받고 상기 제어부로부터 엘이디 램프의 온/오프 상태 및 디밍 레벨 정보를 입력받아 표시하는 표시부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 조도 조절 가능한 엘이디 조명 시스템.
   
6. 제 4 항에 있어서, 상기 전자식스위치는 릴레이 또는 트라이악인 것을 특징으로 하는 조도 조절 가능한 엘이디 조명 시스템.
   
7. 제 4 항에 있어서, 상기 전자스위치장치는 리모콘수신부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 조도 조절 가능한 엘이디 조명 시스템.
   
8. 제 4 항에 있어서, 상기 디밍조절스위치는 리모콘수신부인 것을 특징으로 하는 조도 조절 가능한 엘이디 조정 시스템.
   
9. 제 4 항에 있어서, 상기 디밍조절스위치는 메크로 선택기능을 포함하고, 상기 제어부는 상기 메크로 선택기능이 조작되면 상기 메크로로 기정의된 연속된 복수의 동작들을 수행하는 것을 특징으로 하는 조도 조절 가능한 엘이디 조명 시스템.

Images