KR20120010415A - 전원 공급 장치 및 이를 포함한 조명 시스템 - Google Patents

전원 공급 장치 및 이를 포함한 조명 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원 공급 장치 및 이를 포함한 조명 시스템이 개시된다. 상기 조명 시스템은 교류 전원을 인가받아 직류 전원으로 변환하는 적어도 두 개의 변환기를 구비하며, 이들 중 어느 하나의 직류 전원을 선택적으로 출력하는 전원 공급 장치와, 상기 직류 전원을 상기 전원 공급 장치로부터 각각 인가받아 동작하는 복수의 LED 조명부를 포함한다. 상기 조명 시스템은 전원을 안정적으로 공급할 수 있고, 통합된 전원 공급 장치를 사용하므로, 유지 보수가 용이하다.

Description

전원 공급 장치 및 이를 포함한 조명 시스템{POWER SUPPLY AND LIGHTING SYSTEM HAVING THE SAME}
본 발명은 전원 공급 장치 및 이를 포함한 조명 시스템에 관한 것으로, 특히, 전원을 안정적으로 공급할 수 있는 전원 공급 장치 및 이를 포함한 조명 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 조명 장치에서 많이 사용되는 조명에는 형광등, 할로겐 백열등, LED(Light Emitting Diode) 등이 있다. 이들 중 LED는 다른 조명들에 비해 수명이 길고, 소비 전력이 작으며, 색온도 가변이 용이하고, 휘도가 높다는 장점으로 인해 최근 그 사용이 증가하고 있다. 예를 들어, LED는 실내 조명, 실외 조명, 경관 조명, 스탠드 전등, 디스플레이의 백라이트 등으로 사용되고 있다.
한편, LED를 이용한 조명 장치에서 광원으로 사용되는 LED의 수명은 우수하지만, LED에 직류 전원을 공급하기 위한 전원 공급 장치의 수명은 LED에 미치지 못하므로, 장시간 사용 시 LED에 안정적으로 전원을 공급하지 못한다는 문제가 발생한다. 또한, 일반적으로, 복수의 LED들로 구성된 등모듈마다 전원 공급 장치를 구비하여 등모듈에 전원을 공급하게 되는데, 이 경우 모든 등모듈에 균일한 전원을 인가하여 동일한 휘도를 내기가 어렵다는 문제가 있다.
본 발명의 실시 예들은 전원 공급을 안정적으로 수행할 수 있는 수단을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치는 각각 교류 전원을 인가받아 직류 전원으로 변환하며, 이상 동작 시 에러 신호를 발생하는 복수의 변환기들과, 상기 에러 신호들로부터 정상 동작하는 변환기들을 파악하고, 상기 정상 동작하는 변환기들 중 동작 순위에 따라 하나의 변환기를 선택하기 위한 선택 신호를 출력하는 에러 검출부와, 상기 변환기들로부터 직류 전원들을 인가받고, 상기 선택 신호에 따라 하나를 선택하여 출력하는 전원 선택부를 포함한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치는 각각 교류 전원을 인가받아 직류 전원으로 변환하는 복수의 변환기들과, 상기 변환기들의 직류 전원들을 센싱하여 정상 동작하는 변환기들을 파악하고, 상기 정상 동작하는 변환기들 중 하나의 변환기를 선택하기 위한 선택 신호를 출력하는 전원 센싱부와, 상기 변환기들로부터 직류 전원들을 인가받고, 상기 선택 신호에 따라 하나를 선택하여 출력하는 전원 선택부를 포함한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 조명 시스템은 교류 전원을 인가받아 직류 전원으로 변환하는 적어도 두 개의 변환기를 구비하며, 이들 중 어느 하나의 직류 전원을 선택적으로 출력하는 전원 공급 장치와, 상기 직류 전원을 상기 전원 공급 장치로부터 각각 인가받아 동작하는 복수의 LED 조명부를 포함한다.
본 발명의 실시 예들은 직류 전원을 생성하는 복수의 변환기들에 각각 동작 순위를 설정하고, 일부가 이상 동작을 하더라도 정상 동작하는 변환기들 중 가장 동작 순위가 높은 변환기로부터 직류 전원을 출력하도록 제어하므로, 안정적으로 전원을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들은 각 LED 조명부마다 전원 공급 장치를 설치하는 것이 아니라 하나의 통합된 전원 공급 장치에서 모든 LED 조명부들에 전원을 공급하므로, 전원 공급 장치의 유지 보수가 용이하고, 설치 비용이 절감될 수 있다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 조명 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다.
도2는 도1의 전원 공급 장치의 내부 구성을 도시한 일 예이다.
도3은 도1의 전원 공급 장치의 내부 구성을 도시한 또 다른 예이다.
도4는 도1의 LED 조명부의 구성을 도시한 블럭도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 조명 시스템을 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 조명 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다.
도1을 참조하면, 조명 시스템(100)은 전원 공급 장치(102), 복수의 LED 조명부들(104[1:N]), 무선 제어부(106) 및 복수의 수신부들(108[1:N])을 포함한다.
먼저, 전원 공급 장치(102)는 교류 전원(AC)을 인가받아 직류 전원으로 변환하는 적어도 두 개의 변환기를 내부에 구비하며, 이들 중 어느 하나의 직류 전원을 선택하여 출력한다. 출력된 직류 전원(DC)은 복수의 LED 조명부들(104[1:N])에 인가된다. LED 조명부들(104[1:N])은 전원 공급 장치(102)로부터 직류 전원(DC)을 각각 인가받아 구동한다.
무선 제어부(106)는 LED 조명부들(104[1:N])의 구동을 제어하기 위한 제어 신호들(CS[1:N])을 송신하고, 복수의 수신부들(108[1:N])은 이 제어 신호들(CS[1:N])을 수신하여 각각 대응하는 LED 조명부들(104[1:N])로 전달한다. 여기서, 제어 신호들(CS[1:N])은 LED 조명부들(104[1:N])의 온/오프 제어 신호들이거나 펄스 폭 조절(Pulse Width Modulation: PWM) 신호들이거나 0V?10V 범위의 아날로그 신호일 수도 있다. LED 조명부(104[1:N])는 복수의 LED를 포함하고 있으며, 제어 신호(CS[1:N])를 수신하고 이에 따라 LED들을 구동한다. 예를 들어, LED 조명부(104[1:N])는 제어 신호(CS[1:N])에 따라 LED를 턴-온 또는 턴-오프하거나, 또는 수신된 펄스 폭 조절 신호또는 아날로그 신호에 따라 LED의 휘도를 조절할 수 있다. 즉, LED의 발광 휘도는 제어 신호(CS[1:N])의 펄스 구간 또는 아날로그 신호의 전압 레벨에 따라 결정된다. 한편, LED 조명부들(104[1:N])을 개별적으로 또는 일괄적으로 제어할 수 있다.
도2는 도1의 전원 공급 장치의 내부 구성을 도시한 일 예이다.
도2를 참조하면, 전원 공급 장치(102)는 제1 변환기(202), 제2 변환기(204), 에러 검출부(206) 및 전원 선택부(208)를 포함한다.
먼저, 제1 변환기(202)는 교류 전원(AC)을 인가받아 직류 전원으로 변환하고, 제2 변환기(204)도 교류 전원(AC)을 인가받아 직류 전원으로 변환한다. 이때, 제1 및 제2 변환기(202,204)는 동일한 크기로 직류 전원을 생성한다. 여기서, 설명의 편의를 위해 두 개의 변환기(202,204)를 도시한 것이지만, 전원 공급 장치(102)에는 더 많은 수의 변환기들이 포함될 수 있다.
한편, 제1 변환기(202) 및 제2 변환기(204)는 교류-직류 변환 과정이 제대로 수행되지 않거나, 원하는 크기의 직류 전원이 생성되지 않는 경우 등의 이상 동작 시 에러 신호(ERR1,ERR2)를 발생한다.
에러 검출기(206)는 제1 및 제2 변환기(202,204)로부터 에러 신호(ERR1,ERR2)를 수신하여 에러 검출기(206)는 복수의 변환기들 중 정상 동작 중인 변환기들을 파악한다. 그리고, 정상 동작 중인 변환기들 중 동작 순위가 가장 높은 하나의 변환기를 선택하여 그 변환기의 직류 전원을 선택하기 위한 선택 신호(SEL1)를 출력한다. 예를 들어, 제1 및 제2 변환기(202,204)가 정상 동작 중일 때에는 제1 변환기(202)의 동작 순위가 더 높기 때문에 제1 변환기(202)의 직류 전원을 선택하기 위한 선택 신호(SEL1)를 출력한다. 반면, 제1 변환기(202)는 이상 동작 중이고, 제2 변환기(204)가 정상 동작 중이면, 다음으로 동작 순위가 높은 제2 변환기(204)의 직류 전원을 선택하기 위한 선택 신호(SEL1)를 출력한다. 이러한 동작 방법은 변환기의 수가 늘어나는 경우에도 동일하게 적용된다.
전원 선택부(208)는 제1 및 제2 변환기(202,204)로부터 각각 직류 전원을 인가받고, 선택 신호(SEL1)에 따라 어느 하나의 직류 전원을 선택하여 출력한다.
도3은 도1의 전원 공급 장치의 내부 구성을 도시한 또 다른 예이다.
도3을 참조하면, 전원 공급 장치(102)는 제1 변환기(302), 제2 변환기(304), 전원 센싱부(306) 및 전원 선택부(308)를 포함한다.
제1 변환기(302) 및 제2 변환기(304)는 각각 교류 전원(AC)을 인가받아 동일한 크기의 직류 전원으로 변환한다.
전류 센싱부(306)는 제1 및 제2 변환기(302,304)에서 생성된 직류 전원들을 각각 센싱하여 정상 동작하는 변환기를 파악하고, 정상 동작하는 변환기들 중 동작 순위가 가장 높은 변환기의 직류 전원을 선택하기 위한 선택 신호(SEL2)를 출력한다. 예를 들어, 제1 및 제2 변환기(302,304)가 정상 동작 중일 때에는 제1 변환기(302)의 동작 순위가 더 높기 때문에 제1 변환기(302)의 직류 전원을 선택하기 위한 선택 신호(SEL2)를 출력한다. 반면, 제1 변환기(302)는 이상 동작 중이고, 제2 변환기(304)가 정상 동작 중이면, 다음으로 동작 순위가 높은 제2 변환기(304)의 직류 전원을 선택하기 위한 선택 신호(SEL2)를 출력한다. 이러한 동작 방법은 변환기의 수가 늘어나는 경우에도 동일하게 적용된다.
전원 선택부(308)는 제1 변환기(302)의 직류 전원과 제2 변환기(304)의 직류 전원을 인가받고, 선택 신호(SEL2)에 따라 어느 하나의 직류 전원을 선택하여 출력한다.
도4는 도1의 LED 조명부의 구성을 도시한 블럭도이다.
도1에 도시된 복수의 LED 조명부들(104[1:N])은 모두 동일한 구성을 가지므로, 중복을 피하기 위해 그 중 제1 LED 조명부(104[1])를 설명하도록 하겠다.
도4를 참조하면, LED 조명부(104[1])는 LED 구동부(402) 및 LED 등모듈부(404)를 포함한다.
먼저, LED 구동부(402)는 전원 공급 장치로부터 직류 전원(DC)을 인가받고, 수신부로부터 전달되는 제어 신호(CS[1])에 응답하여 LED 등모듈부(404)를 구동한다. 도면에 도시하진 않았지만, LED 등모듈부(404)는 복수의 LED를 구비한다.
제어 신호(CS[1])는 전술한 바와 같이, 예를 들어 각각의 LED 조명부(104[1:N])의 온/오프 제어 신호들이거나 또는 펄스 폭 변조(PWM) 신호들이거나 또는 0V?10V 범위 정도의 아날로그 신호들일 수 있다. 제어 신호(CS[1])가 펄스 폭 변조 신호인 경우 LED 구동부(402)는 제어 신호(CS[1])의 펄스 구간 동안 구동 전류를 제어하여 LED 등모듈부(404)의 LED들을 구동한다. 한편, 제어 신호(CS[1])가 아날로그 신호인 경우 LED 구동부(402)는 제어 신호(CS[1])의 전압 레벨에 따라 구동 전류를 제어하여 LED 등모듈부(404)의 LED들을 구동한다. LED들은 구동 전류에 의해 발광하며, 이때 발광 휘도는 제어 신호(CS[1])의 펄스 구간에 따라 달라진다. 예를 들어, 제어 신호(CS[1])의 펄스 구간을 늘리면 LED들의 휘도가 높아진다.
이를 정리하면, 본 발명의 실시 예들에 따른 조명 시스템은 직류 전원을 생성하는 복수의 변환기들에 동작 순위를 설정하여 일부가 이상 동작하는 경우에도 동작 순위에 따라 다른 변환기의 직류 전원을 출력하기 때문에 안정적으로 전원을 공급할 수 있다. 또한, LED 조명부마다 전원 공급 장치를 구비하는 경우에 비해 변환기들을 하나의 전원 공급 장치 내에 통합하여 구성함으로써, 설비 비용이 절감됨과 아울러, 유지 보수가 용이해진다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 조명 시스템 102: 전원 공급 장치
104[1:N]: LED 조명부 202,302: 제1 변환기
204,304: 제2 변환기 206: 에러 검출부
306: 전원 센싱부 208,308: 전원 선택부
AC: 교류 전원 DC: 직류 전원

Claims (15)

  1. 각각 교류 전원을 인가받아 직류 전원으로 변환하며, 이상 동작 시 에러 신호를 발생하는 복수의 변환기들;
    상기 에러 신호들로부터 정상 동작하는 변환기들을 파악하고, 상기 정상 동작하는 변환기들 중 동작 순위에 따라 하나의 변환기를 선택하기 위한 선택 신호를 출력하는 에러 검출부; 및
    상기 변환기들로부터 직류 전원들을 인가받고, 상기 선택 신호에 따라 하나를 선택하여 출력하는 전원 선택부;
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 변환기들은 상기 교류 전원을 모두 동일한 크기의 직류 전원들로 변환하는, 전원 공급 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 에러 검출부는 상기 정상 동작하는 변환기를 중 동작 순위가 가장 높은 변환기를 선택하는, 전원 공급 장치.
  4. 각각 교류 전원을 인가받아 직류 전원으로 변환하는 복수의 변환기들;
    상기 변환기들의 직류 전원들을 센싱하여 정상 동작하는 변환기들을 파악하고, 상기 정상 동작하는 변환기들 중 하나의 변환기를 선택하기 위한 선택 신호를 출력하는 전원 센싱부; 및
    상기 변환기들로부터 직류 전원들을 인가받고, 상기 선택 신호에 따라 하나를 선택하여 출력하는 전원 선택부;
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 변환기들은 상기 교류 전원을 동일한 크기의 직류 전원들로 변환하는, 전원 공급 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 전원 센싱부는 상기 정상 동작하는 변환기를 중 동작 순위가 가장 높은 변환기를 선택하는, 전원 공급 장치.
  7. 교류 전원을 인가받아 직류 전원으로 변환하는 적어도 두 개의 변환기를 구비하며, 이들 중 어느 하나의 직류 전원을 선택적으로 출력하는 전원 공급 장치; 및
    상기 직류 전원을 상기 전원 공급 장치로부터 각각 인가받아 동작하는 복수의 LED 조명부;
    를 포함하는 조명 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 전원 공급 장치는 동작 순위에 따라 상기 변환기들 중 하나를 선택하고, 그 선택된 변환기의 직류 전원을 출력하는, 조명 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 변환기들은 상기 교류 전원을 모두 동일한 크기의 직류 전원으로 변환하는, 조명 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 전원 공급 장치는
    각각 상기 교류 전원을 인가받아 직류 전원으로 변환하며, 이상 동작 시 에러 신호를 발생하는 복수의 변환기들;
    상기 에러 신호들로부터 정상 동작하는 변환기들을 파악하고, 상기 정상 동작하는 변환기들 중 동작 순위에 따라 하나의 변환기를 선택하기 위한 선택 신호를 출력하는 에러 검출부; 및
    상기 변환기들로부터 직류 전원들을 인가받고, 상기 선택 신호에 따라 하나를 선택하여 출력하는 전원 선택부;
    를 포함하는 조명 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 에러 검출부는 상기 변환기들 중 동작 순위가 가장 높은 변환기를 선택하는, 조명 시스템.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 전원 공급 장치는
    각각 상기 교류 전원을 인가받아 직류 전원으로 변환하는 복수의 변환기들;
    상기 변환기들의 직류 전원들을 센싱하여 정상 동작하는 변환기들을 파악하고, 상기 정상 동작하는 변환기들 중 하나의 변환기를 선택하기 위한 선택 신호를 출력하는 전원 센싱부; 및
    상기 변환기들로부터 직류 전원들을 인가받고, 상기 선택 신호에 따라 하나를 선택하여 출력하는 전원 선택부;
    를 포함하는, 조명 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 전원 센싱부는 상기 변환기들 중 동작 순위가 가장 높은 변환기를 선택하는, 조명 시스템.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 LED 조명부들 각각의 동작을 제어하기 위한 제어 신호들을 무선 송신하는 무선 제어부; 및
    상기 제어 신호들을 수신하여 대응하는 LED 조명부로 전달하는 복수의 수신부들;
    을 더 포함하는, 조명 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 LED 조명부는
    상기 제어 신호에 응답하여 구동 전류를 생성하는 LED 구동부; 및
    상기 구동 전류에 의해 발광하는 복수의 LED를 구비하는 상기 LED 등모듈부;
    를 포함하는, 조명 시스템.


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