KR20120114421A - 디밍 조절 엘이디 조명장치 및 방법 - Google Patents

디밍 조절 엘이디 조명장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LED 조명 장치에서 디밍(Dimming) 신호가 최소화 되었을 때 즉 LED 오프 상태를 검출하면, 전원 공급이 대기 상태로 자동 전환될 경우에 기존의 온/오프(On/Off) 신호 없이도 LED 조명 장치에서 대기 전력의 소모가 발생되지 않는 대기모드 상태로 전환하여 동작할 수 있도록 된, 디밍 조절 엘이디 조명 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디밍 조절 LED 조명 장치는, 사용자의 조절에 따른 디밍 신호를 발생시키는 디밍 조절부; 상기 디밍 신호에 따라 LED를 발광시키는 LED 발광부; 상기 전력계수 보정부의 동작을 제어하는 PFC 제어부; 상기 DC/DC 변환부의 동작을 제어하는 DC/DC 제어부; 상기 전원부의 전원을 인가받아 상기 PFC 제어부 또는 상기 DC/DC 제어부에 보조전원을 공급하기 위한 보조 전원부; 상기 보조 전원부로부터 상기 PFC 제어부에 상기 보조전원의 인가를 단속하는 제1보조 스위치; 상기 보조 전원부로부터 상기 DC/DC 제어부에 상기 보조전원의 인가를 단속하는 제2보조 스위치; 및 상기 디밍 조절부에서 발생된 디밍 신호의 레벨을 감지하여 상기 보조전원이 상기 PFC 제어부 및 상기 DC/DC 제어부에 공급되는 것을 단속 제어하는 대기모드 제어부를 포함한다.

Description

디밍 조절 엘이디 조명장치 및 방법{Dimming control LED lamp device and method thereof}
본 발명은 대기전력을 최소화 할 수 있는 LED 조명장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 LED 조명 장치에서 디밍(Dimming) 신호가 최소화 되어 LED 조명의 오프 상태를 검출하면, 전원 공급이 대기 상태로 자동 전환될 경우에 기존의 온/오프(On/Off) 신호 없이도 LED 조명 장치에서 대기 전력의 소모가 발생되지 않는 대기모드 상태로 전환하여 동작할 수 있도록 된 것이다.
일반적으로 주택이나 빌딩 등에 설치되는 조명으로는 백열등이나 형광등이 주류를 이루고 있으며, 최근에는 조명용 LED 모듈을 이용한 엘이디(Light Emitting Diode, 이하 LED라 칭함) 램프가 실내용 조명으로 각광받고 있다. LED 램프는 고휘도, 저전력, 소형, 경량 및 반영구적 사용이 가능하다는 등의 장점이 있어 다양한 분야에 적용되고 있는 실정이다.
한편, LED 램프는 전등의 밝기를 조절하여 에너지 소비를 줄이도록 해 주는 디밍장치가 결합되어 동작된다. 디밍장치는 기존의 AC 상용전원, 즉 220V 교류전원을 DC전원으로 변환시킴과 더불어 그 출력레벨을 변화시켜 LED 램프에 제공함으로써, LED 램프의 밝기를 조절하게 된다.
도 3은 종래 디밍이 가능한 LED 조명 장치의 회로 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다. 도 3을 참조하면, 종래 디밍이 가능한 LED 조명장치는 전원부(110), PFC(Power Factor Correction)(120), DC/DC 변환부(130), 디밍 조절부(140), LED 발광부(150) 및 ON/OFF 스위치(410) 등을 포함한다.
도 3에 도시된 구성을 갖는 종래 LED 조명 장치는 전원부(110)에서 AC 전원이 DC 전원으로 변환되어 PFC(120)에 인가되면, PFC(120)에서 전력 계수를 보정하고 DC/DC(130)를 통해 직류 전력으로 LED 발광부(140)에 전달되어 LED가 발광하게 된다. 이때, ON/OFF 스위치(310)가 온(ON) 된 상태에서 사용자가 디밍 조절부(140)를 통해 디밍을 조절함에 따라 LED의 밝기가 조절된다.
이때, 종래 LED 조명 장치는 도 3에 도시된 바와 같이 별도의 ON/OFF 스위치(310)를 구비하고, ON/OFF 스위치(310)를 통하여 OFF 신호가 공급되는 경우, AC 전원을 대기 상태로 전환하여 대기 전력을 최소화 하게 된다. 즉, 디밍 신호를 출력하는 디밍 조절부(140)와 ON/OFF 신호를 출력하는 ON/OFF 스위치(310)가 독립적으로 구비되고, ON/OFF 스위치(310)를 통해 OFF 신호를 인가받을 때 대기 모드로 동작하게 된다.
그런데, 종래 LED 조명 장치는 ON/OFF 스위치(310)를 통해 OFF 신호를 인가받아 대기 모드가 되었을 때, DC/DC(130)로부터 LED 발광부(140)에 DC 전원이 인가되지 않지만, 전원부(110)로부터 DC 전원이 PFC(120)와 DC/DC(130)에 인가되어 계속적인 대기 전력의 소모가 발생하게 되는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, LED 조명 장치에서 디밍(Dimming) 신호가 최소화 되었을 때 즉 LED 오프 상태를 검출하면, 전원 공급이 대기 상태로 자동 전환될 경우에 기존의 온/오프(On/Off) 신호 없이도 LED 조명 장치에서 대기 전력의 소모가 발생되지 않는 대기모드 상태로 전환하여 동작할 수 있도록 된, 디밍 조절 엘이디 조명 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 전원부로부터 공급된 DC 전원에 대해 전력 계수를 보정하여 출력하는 전력계수 보정부(PFC); 상기 전력 계수가 보정된 DC 전원을 특정 레벨의 DC 전원으로 변환하여 출력하는 DC/DC 변환부; 상기 특정 레벨의 DC 전원을 인가받아 사용자의 조절에 따른 디밍 신호를 발생시키는 디밍 조절부; 상기 디밍 신호에 따라 LED를 발광시키는 LED 발광부; 상기 전력계수 보정부의 동작을 제어하는 PFC 제어부; 상기 DC/DC 변환부의 동작을 제어하는 DC/DC 제어부; 상기 전원부의 전원을 인가받아 상기 PFC 제어부 또는 상기 DC/DC 제어부에 보조전원을 공급하기 위한 보조 전원부; 상기 보조 전원부로부터 상기 PFC 제어부에 상기 보조전원의 인가를 단속하는 제1보조 스위치; 상기 보조 전원부로부터 상기 DC/DC 제어부에 상기 보조전원의 인가를 단속하는 제2보조 스위치; 및 상기 디밍 조절부에서 발생된 디밍 신호의 레벨을 감지하여 상기 보조전원이 상기 PFC 제어부 및 상기 DC/DC 제어부에 공급되는 것을 단속 제어하는 대기모드 제어부를 포함하는 디밍 조절 LED 조명 장치가 제공된다.
또한, 상기 대기모드 제어부는, 상기 디밍 신호의 레벨이0일 경우, 상기 제1보조 스위치 및 상기 제2보조 스위치를 오프(OFF) 시켜, 상기 보조전원이 상기 PFC 제어부 및 상기 DC/DC 제어부에 공급되는 것을 차단시킨다.
또한, 상기 대기모드 제어부는, 상기 디밍 신호의 레벨이 0 상태에서 1 이상이 되는 경우에, 상기 제1보조 스위치 및 상기 제2보조 스위치를 온(ON) 시켜, 상기 보조전원이 상기 PFC 제어부 및 상기 DC/DC 제어부에 공급되도록 제어한다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 보조 전원부, 디밍 조절부, LED 발광부, PFC 제어부, DC/DC 제어부, 제1보조 스위치, 제2보조 스위치 및 대기모드 제어부를 포함하는 LED 조명장치의 디밍 조절 방법으로서, (a) 상기 디밍 조절부에서 발생되는 디밍 신호의 레벨을 감지하는 단계; (b) 상기 디밍 신호의 레벨에 따라 상기 제1보조 스위치 또는 상기 제2보조 스위치를 온(ON) 또는 오프(OFF) 시키는 단계; 및 (c) 상기 제1보조 스위치 또는 상기 제2보조 스위치의 온(ON) 또는 오프(OFF) 상태에 따라, 상기 보조 전원부의 보조전원이 상기 PFC 제어부 및 상기 DC/DC 제어부에 공급 또는 차단되는 단계를 포함하는 LED 조명장치의 디밍 조절 방법이 제공된다.
또한, 상기 (b) 단계는, 상기 디밍 신호의 레벨이0일 경우, 상기 제1보조 스위치 및 상기 제2보조 스위치를 오프(OFF) 시킨다.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 제1보조 스위치 및 상기 제2보조 스위치가 오프(OFF) 상태인 경우, 상기 보조전원이 상기 PFC 제어부 및 상기 DC/DC 제어부에 공급되는 것이 차단된다.
또한, 상기 (b) 단계는, 상기 디밍 신호의 레벨이 0 상태에서 1 이상이 되는 경우에, 상기 제1보조 스위치 및 상기 제2보조 스위치를 온(ON) 시킨다.
그리고, 상기 (c) 단계는, 상기 제1보조 스위치 및 상기 제2보조 스위치가 온(ON) 상태인 경우, 상기 보조전원이 상기 PFC 제어부 및 상기 DC/DC 제어부에 공급된다.
본 발명에 의하면, 기존의 ON/OFF 스위치를 별도로 구비하지 않아도 대기 모드로 동작할 수 있다.
또한, LED 조명장치에서 디밍 신호가 최소일 때 대기 모드로 전환하여 PFC와 DC/DC 변환부에 인입되는 전류를 차단함으로써 더 이상 대기 전력의 소모가 발생되지 않아 최대 절전 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디밍 조절 LED 조명 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치의 디밍 조절 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 3은 종래 디밍이 가능한 LED 조명 장치의 회로 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디밍 조절 LED 조명 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 디밍 조절 LED 조명 장치(100)는 전원부(110), 전력계수 보정부(Power Factor Correction, 이하 PFC)(120), PFC 제어부(122), DC/DC 변환부(130), DC/DC 제어부(132), 디밍 조절부(140), LED 발광부(150), 제1보조 스위치(160), 제2보조 스위치(162), 보조 전원부(170) 및 대기모드 제어부(180) 등을 포함한다.
전원부(110)는 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 공급한다.
PFC(120)는 전원부(110)로부터 공급된 DC 전원에 대해 전력 계수를 보정하여 출력한다.
PFC 제어부(122)는 전력계수 보정부(120)의 동작을 제어한다.
DC/DC 변환부(130)는 전력 계수가 보정된 DC 전원을 특정 레벨의 DC 전원으로 변환하여 출력한다.
DC/DC 제어부(132)는 DC/DC 변환부(130)의 동작을 제어한다.
디밍 조절부(140)는 특정 레벨의 DC 전원을 인가받아 사용자의 조절에 따른 디밍 신호를 발생시킨다.
LED 발광부(150)는 디밍 신호에 따라 LED를 발광시킨다.
제1보조 스위치(160)는 보조 전원부(170)로부터 PFC 제어부(122)에 보조전원의 인가를 단속(Switching)한다.
제2보조 스위치(1620)는 보조 전원부(170)로부터 DC/DC 제어부(132)에 보조전원의 인가를 단속한다.
보조 전원부(170)는 전원부(110)의 전원을 인가받아 PFC 제어부(122) 또는 DC/DC 제어부(132)에 보조전원을 공급한다.
대기모드 제어부(180)는 디밍 조절부(140)에서 발생된 디밍 신호의 레벨을 감지하여 보조전원이 PFC 제어부(122) 및 DC/DC 제어부(132)에 공급되는 것을 단속 제어한다.
또한, 대기모드 제어부(180)는 디밍 신호의 레벨이0일 경우, 제1보조 스위치(160) 및 제2보조 스위치(162)를 오프(OFF) 시켜, 보조전원이 PFC 제어부(122) 및 DC/DC 제어부(132)에 공급되는 것을 차단시킨다.
또한, 대기모드 제어부(180)는 디밍 신호의 레벨이 0 상태에서 1 이상이 되는 경우에, 제1보조 스위치(160) 및 제2보조 스위치(162)를 온(ON) 시켜, 보조전원이 PFC 제어부(122) 및 DC/DC 제어부(132)에 공급되도록 제어한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치의 디밍 조절 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 LED 조명 장치(100)는, 먼저 전원부(110)로부터 DC 전원이 PFC(120)와 보조 전원부(170)에 인가된다(S210).
이어, PFC(120)에서 전력계수가 보정된 전원이 DC/DC 변환부(130)를 통해 다른 레벨의 DC 전원으로 디밍 조절부(140)에 인가된다(S220).
이에, 디밍 조절부(160)는 사용자의 조절에 따른 디밍 신호를 발생시켜 대기모드 제어부(150)에 인가한다(S230).
이어, 대기모드 제어부(150)는 인가받은 디밍 신호의 레벨이 Zero(0)인 경우(S240-예), 제1보조 스위치(160) 및 제2보조 스위치(162)를 오프(OFF) 시킨다(S250).
따라서, 제1보조 스위치(160) 및 제2보조 스위치(162)가 오프(OFF) 상태인 경우, 보조 전원부(170)의 보조전원이 PFC 제어부(122) 및 DC/DC 제어부(132)에 공급되는 것이 차단된다(S260).
그러나, 대기모드 제어부(150)는 인가받은 디밍 신호의 레벨이 0이 아니고 1 이상인 경우(S240-아니오), 제1보조 스위치(160) 및 제2보조 스위치(162)를 온(ON) 시킨다(S270).
따라서, 제1보조 스위치(160) 및 제2보조 스위치(162)가 온(ON) 상태인 경우, 보조 전원부(170)의 보조전원이 PFC 제어부(122) 및 DC/DC 제어부(132)에 공급된다(S280).
또한, 대기모드 제어부(150)는 디밍 신호의 레벨이 0 상태에서 1 이상이 되는 경우에도 제1보조 스위치(160) 및 제2보조 스위치(162)를 온(ON) 시킨다.
따라서, 제1보조 스위치(160) 및 제2보조 스위치(162)가 오프(OFF) 상태에서 온(ON) 상태로 전환된 경우에도, 보조 전원부(170)의 보조전원이 PFC 제어부(122) 및 DC/DC 제어부(132)에 공급된다.
이때, 대기모드 제어부(150)는 디밍 신호의 레벨에 따라 LED 발광부(150)의 LED의 밝기가 조절되도록 할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, LED 조명 장치에서 디밍(Dimming) 신호가 최소화 되어 LED 조명의 오프 상태를 검출하면, 전원 공급이 대기 상태로 자동 전환될 경우에 기존의 온/오프(On/Off) 신호 없이도 LED 조명 장치에서 대기 전력의 소모가 발생되지 않는 대기모드 상태로 전환하여 동작할 수 있도록 된, 디밍 조절 엘이디 조명 장치 및 방법을 실현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 LED 조명의 디밍을 조절할 수 있는 장치에 적용할 수 있다.
또한, 대기 상태에서 최대 절전 효과를 얻을 수 있는 LED 조명장치에 적용할 수 있다.
100 : 디밍 조절 LED 조명장치 110 : 전원부
120 : 전력계수 보정부 122 : PFC 제어부
130 : DC/DC 변환부 132 : DC/DC 제어부
140 : 디밍 조절부 150 : LED 발광부
160 : 제1보조 스위치 162 : 제2보조 스위치
170 : 보조 전원부 180 : 대기모드 제어부
310 : ON/OFF 스위치

Claims (8)

  1. 전원부로부터 공급된 DC 전원에 대해 전력 계수를 보정하여 출력하는 전력계수 보정부(PFC);
    상기 전력 계수가 보정된 DC 전원을 특정 레벨의 DC 전원으로 변환하여 출력하는 DC/DC 변환부;
    상기 특정 레벨의 DC 전원을 인가받아 사용자의 조절에 따른 디밍 신호를 발생시키는 디밍 조절부;
    상기 디밍 신호에 따라 LED를 발광시키는 LED 발광부;
    상기 전력계수 보정부의 동작을 제어하는 PFC 제어부;
    상기 DC/DC 변환부의 동작을 제어하는 DC/DC 제어부;
    상기 전원부의 전원을 인가받아 상기 PFC 제어부 또는 상기 DC/DC 제어부에 보조전원을 공급하기 위한 보조 전원부;
    상기 보조 전원부로부터 상기 PFC 제어부에 상기 보조전원의 인가를 단속하는 제1보조 스위치;
    상기 보조 전원부로부터 상기 DC/DC 제어부에 상기 보조전원의 인가를 단속하는 제2보조 스위치; 및
    상기 디밍 조절부에서 발생된 디밍 신호의 레벨을 감지하여 상기 보조전원이 상기 PFC 제어부 및 상기 DC/DC 제어부에 공급되는 것을 단속 제어하는 대기모드 제어부;
    를 포함하는 디밍 조절 LED 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대기모드 제어부는, 상기 디밍 신호의 레벨이0일 경우, 상기 제1보조 스위치 및 상기 제2보조 스위치를 오프(OFF) 시켜, 상기 보조전원이 상기 PFC 제어부 및 상기 DC/DC 제어부에 공급되는 것을 차단시키는 것을 특징으로 하는 디밍 조절 LED 조명 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 대기모드 제어부는, 상기 디밍 신호의 레벨이 0 상태에서 1 이상이 되는 경우에, 상기 제1보조 스위치 및 상기 제2보조 스위치를 온(ON) 시켜, 상기 보조전원이 상기 PFC 제어부 및 상기 DC/DC 제어부에 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디밍 조절 LED 조명 장치.
  4. 보조 전원부, 디밍 조절부, LED 발광부, PFC 제어부, DC/DC 제어부, 제1보조 스위치, 제2보조 스위치 및 대기모드 제어부를 포함하는 LED 조명장치의 디밍 조절 방법으로서,
    (a) 상기 디밍 조절부에서 발생되는 디밍 신호의 레벨을 감지하는 단계;
    (b) 상기 디밍 신호의 레벨에 따라 상기 제1보조 스위치 또는 상기 제2보조 스위치를 온(ON) 또는 오프(OFF) 시키는 단계; 및
    (c) 상기 제1보조 스위치 또는 상기 제2보조 스위치의 온(ON) 또는 오프(OFF) 상태에 따라, 상기 보조 전원부의 보조전원이 상기 PFC 제어부 및 상기 DC/DC 제어부에 공급 또는 차단되는 단계;
    를 포함하는 LED 조명장치의 디밍 조절 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는, 상기 디밍 신호의 레벨이0일 경우, 상기 제1보조 스위치 및 상기 제2보조 스위치를 오프(OFF) 시키는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치의 디밍 조절 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 제1보조 스위치 및 상기 제2보조 스위치가 오프(OFF) 상태인 경우, 상기 보조전원이 상기 PFC 제어부 및 상기 DC/DC 제어부에 공급되는 것이 차단되는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치의 디밍 조절 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는, 상기 디밍 신호의 레벨이 0 상태에서 1 이상이 되는 경우에, 상기 제1보조 스위치 및 상기 제2보조 스위치를 온(ON) 시키는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치의 디밍 조절 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 제1보조 스위치 및 상기 제2보조 스위치가 온(ON) 상태인 경우, 상기 보조전원이 상기 PFC 제어부 및 상기 DC/DC 제어부에 공급되는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치의 디밍 조절 방법.
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