KR20130025652A

KR20130025652A - 엘이디 조명 장치의 전원 쇼트 방지 회로

Info

Publication number: KR20130025652A
Application number: KR1020110089084A
Authority: KR
Inventors: 박성휘; 이재일
Original assignee: (주) 이노비전
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2013-03-12

Abstract

본 발명은 하나의 콘트롤러를 이용하여 여러 대의 LED 조명모듈의 구동을 제어하는 LED 조명모듈 구동 시스템에서 LED 조명모듈 간의 전원이 콘트롤 라인을 통해 쇼트되는 것을 방지하는 기술에 관한 것이다.
본 발명은 입력교류전원으로 직접 엘이디 스트링을 구동하는 하나 이상의 엘이디 조명모듈; 상기 엘이디 조명모듈의 구동을 제어하기 위한 콘트롤신호를 전송하는 콘트롤러 및, 상기 콘트롤러로부터 전송되는 콘트롤신호를 광을 매체로 하여 상기 엘이디 조명모듈에 전달하는 포토커플러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

엘이디 조명 장치의 전원 쇼트 방지 회로{POWER SHORT PREVENTION CIRCUIT OF LED LIGHTING APPARATUS}

본 발명은 엘이디(LED: Light Emitting Diode) 조명모듈의 구동기술에 관한 것으로, 하나의 콘트롤러를 이용하여 여러 대의 LED 조명모듈의 구동을 제어하는 시스템에서 LED 조명모듈 간의 전원이 콘트롤 라인을 통해 쇼트되는 것을 방지할 수 있도록 한 엘이디 조명 장치의 전원 쇼트 방지 회로에 관한 것이다.

근래 들어, 반도체 기술의 발전으로 인하여, 엘이디(LED)의 효율성이 많이 향상되었다. 이에 따라, LED는 백열 전구나 형광등과 같은 기존의 조명 장치에 비하여 수명이 길고 에너지 소모가 적어 경제적일 뿐만 아니라 친환경적이라는 장점을 갖게 되었다. 이와 같은 장점들로 인하여 LED는 현재 신호등이나 평판표시장치(예: LCD)의 백라이트 등을 대체할 광원으로 주목받고 있다.

일반적으로, LED를 조명장치로 사용하는 경우 다수의 LED가 실장된 LED 조명모듈을 특정의 배열로 여러개 배치하고, 이렇게 배치된 LED 조명모듈을 공간의 천장이나 벽면 등에 설치하여 사용한다.

LED 조명모듈의 전원공급장치로서 SMPS(SMPS: Switching Mode Power Supply)가 많이 사용되고 있었으나, 최근 들어 SMPS가 배제된 구성으로 다수의 LED를 직렬연결하여 교류 전원(예: 전파정류된 교류전원)에 대해 각 LED에서 전압 강하를 수행하는 직접 구동 기술이 사용되고 있다.

복수 개의 LED 조명모듈이 한 대의 콘트롤러의 제어를 받아 구동되는 시스템에서, 전원공급장치로서 SMPS가 사용되는 경우 파워 스위칭 소자(예: 전원 트랜스)에 의해 LED 조명모듈의 전원단과 콘트롤러가 절연 상태를 유지하게 되므로 LED 조명모듈 간에 전원 쇼트가 발생되지 않는다.

도 1은 교류전원 직접 구동방식이 적용된 종래 엘이디 조명 장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 복수 개의 LED 조명모듈(11),(12) 및 콘트롤러(21)를 구비한다.

복수 개의 LED 조명모듈(11),(12)에 브릿지다이오드(BD1),(BD2)가 각기 구비된다. 상기 LED 조명모듈(11)의 경우, 브릿지다이오드(BD1)의 두 단자가 접속포트(PL1),(PL2)를 통해 교류전원라인(L1),(L2)에 연결되고, 나머지 두 단자는 LED구동용 집적소자(IC1)에 연결되며, 상기 LED구동용 집적소자(11)는 콘트롤라인(CTL1)을 통해 콘트롤러(21)에 연결된다. 상기 LED 조명모듈(12)도 상기 LED 조명모듈(11)와 동일한 구성을 갖는다.

따라서, 상기 LED 조명모듈(11),(12)을 접속포트(PL1),(PL2)를 통해 교류전원라인(L1),(L2)에 연결할 때 서로 대응되게 연결(PL1⇔L1),(PL2⇔L2)하거나 서로 교차되게 연결(PL1⇔L2),(PL2⇔L1)하는 것에 따라, 상기 LED 조명모듈(11),(12)의 콘트롤라인(CTL1),(CTL2)을 통해 50%의 확률로 전원 쇼트가 발생된다.

이와 같이, 종래의 LED 조명 장치에서는 전원 트랜스와 같은 절연 소자를 사용하지 않고 교류전원으로 직접 LED 조명모듈을 구동하는 경우, LED 조명모듈의 접속포트와 교류전원라인 간의 연결 형태에 따라 전원쇼트가 발생될 수 있으며, 전원 쇼트에 의해 소자가 파손되거나 LED 조명 장치가 정상적으로 구동되지 않는 문제점이 발생되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 전원 트랜스와 같은 절연 소자를 사용하지 않고 교류전원으로 직접 LED 조명모듈을 구동하는 LED 조명 장치에서 콘트롤러가 포토커플러를 통해 복수의 LED 조명모듈에 콘트롤신호를 출력하도록 하여 LED 조명모듈 간에 콘트롤라인을 통한 전원쇼트가 발생되지 않도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 LED 조명 장치에서 콘트롤러가 포토커플러를 통해 LED 조명모듈에 제어신호를 출력할 때 하나의 포토커플러를 통해 클럭신호, 데이터 및 인에이블 신호 등을 직렬 전송방식으로 전송하는데 있다.

본 발명의 목적들은 앞에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래 설명에 의해 더욱 분명하게 이해될 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력교류전원으로 직접 엘이디 스트링을 구동하는 하나 이상의 엘이디 조명모듈; 상기 엘이디 조명모듈의 구동을 제어하기 위한 콘트롤신호를 전송하는 콘트롤러 및, 상기 콘트롤러로부터 전송되는 콘트롤신호를 광을 매체로 하여 상기 엘이디 조명모듈에 전달하는 포토커플러;를 포함한다.

본 발명은 전원 트랜스와 같은 절연 소자를 사용하지 않고 교류전원으로 직접 LED 조명모듈을 구동하는 LED 조명 장치에서, 콘트롤러로부터 출력되는 콘트롤신호를 포토커플러를 통해 LED 조명모듈에 전송함으로써, LED 조명모듈 간에 콘트롤라인을 통한 전원쇼트가 발생되지 않고, 이로 인하여 소자가 파손되거나 LED 조명 장치가 정상적으로 구동되지 않는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 교류전원 직접 구동방식이 적용된 종래 엘이디 조명 장치의 블록도이다.
도 2는 발명이 일실시예에 의한 엘이디 조명 장치의 전원 쇼트 방지 회로의 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 콘트롤신호의 포맷도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명이 일실시예에 의한 엘이디 조명 장치의 전원 쇼트 방지 회로의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 엘이디 조명모듈(111-113), 콘트롤러(121) 및 포토커플러(131-133)를 구비한다.

엘이디 조명모듈(111-113)은 각기 구비된 해당 엘이디 스트링(ST1-ST3)을 구동할 때 트랜스와 같은 절연 소자를 통해 공급되는 전원을 사용하는 것이 아니라, 교류전원 예를 들어, 입력교류전원(AC)을 전파정류한 맥류 형태의 교류전원으로 직접 구동한다. 상기 엘이디 조명모듈(111-113)은 집적회로로 구현될 수 있다.

콘트롤러(121)는 상기 엘이디 조명모듈(111-113)의 구동을 제어하기 위해 해당 콘트롤라인(CTL1,CTL2,CTL3)을 통해 콘트롤신호를 전송한다. 본 실시예에서 상기 콘트롤신호는 데이터 및 클리어신호 등을 포함하는 것으로, 상기 콘트롤러(121)는 상기와 같은 포맷의 콘트롤신호를 콘트롤라인(CTL1,CTL2,CTL3)을 통해 직렬통신방식으로 전송한다.

상기 콘트롤신호에는 클럭신호가 포함되지 않으나, 하기와 같은 프로토콜로 직렬통신을 수행하여 해당 엘이디 스트링의 온,오프 또는 조도 제어(디머)를 정확하게 수행하는 것을 실험을 통해 확인할 수 있었다.

도 3은 상기 콘트롤신호의 일실시예에 대한 파형도를 나타낸 것이며, 상기 콘트롤신호에 대한 통신프로토콜은 아래의 표와 같다.

펄스폭	정보내용
1msec 이하	노이즈
2~3msec	"0" 또는 "1"
3~5msec	"1" 또는 "0"
6~10msec	클리어 후 래치/스타트

포토커플러(131-133)는 상기 콘트롤라인(CTL1,CTL2,CTL3)을 통해 상기 콘트롤러(121)로부터 전송되는 상기와 같은 포맷의 콘트롤신호를 광을 매체로 하여 상기 엘이디 조명모듈(111-113)에 각기 전달한다. 상기 설명에서와 같이 상기 콘트롤신호는 데이터 및 인클리어신호 등이 포함되어 직렬통신 방식으로 전송되는 것이다. 따라서, 상기 각각의 포토커플러(131-133)는 상기 데이터 및 클리어 신호 등에 대응하여 해당 개수의 포토커플러를 구비하지 않고 하나의 포토커플러만을 구비하여 상기 데이터 및 클리어 신호들을 전송할 수 있게 된다.

엘이디 조명모듈(111-113)은 상기 포토커플러(131-133) 중에서 해당 포토커플러를 통해 상기 콘트롤러(121)로부터 상기와 같이 직렬통신 방식으로 수신되는 상기 콘트롤신호에 따라 상기 엘이디 스트링(ST1-ST3)의 구동을 제어한다.

예를 들어, 상기 엘이디 조명모듈(111)은 상기 도 3의 (a),(b) 및 상기 [표 1]에서와 같이, 콘트롤라인(CTL1) 및 포토커플러(131)를 통해 상기와 같이 수신되는 콘트롤신호 내의 펄스폭이 1msec 이하이면 노이즈로 판단하여 무시한다. 그리고, 상기 펄스폭이 6~10msec이면 클리어 후 래치 또는 스타트 동작한다. 그리고, 상기 펄스폭이 2~3msec이면 "0" 또는 "1"의 데이터로 인식하고, 3~5msec이면 "1" 또는 "0"의 데이터로 인식한다. 상기와 같이 수신된 일련의 데이터를 근거로 엘이디 스트링(ST1)의 점등이나 소등 또는 조도를 제어하게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1111-113 : 엘이디 조명모듈 121 : 콘트롤러
131-133 : 포토커플러

Claims

입력교류전원으로 직접 엘이디 스트링을 구동하는 하나 이상의 엘이디 조명모듈;
상기 엘이디 조명모듈의 구동을 제어하기 위한 콘트롤신호를 전송하는 콘트롤러 및,
상기 콘트롤러로부터 전송되는 콘트롤신호를 광을 매체로 하여 상기 엘이디 조명모듈에 전달하는 포토커플러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 장치의 전원 쇼트 방지 회로.
제1항에 있어서, 상기 콘트롤신호는 데이터 및 클리어 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 장치의 전원 쇼트 방지 회로.
제1항에 있어서, 상기 콘트롤신호는 직렬통신 방식으로 전송되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 장치의 전원 쇼트 방지 회로.
제1항에 있어서, 상기 엘이디 조명모듈은 상기 포토커플러를 통해 수신되는 콘트롤신호의 펄스폭이 1msec 이하이면, 노이즈로 판단하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 장치의 전원 쇼트 방지 회로.
제1항에 있어서, 상기 엘이디 조명모듈은 상기 포토커플러를 통해 수신되는 콘트롤신호의 펄스폭이 6~10msec이면 클리어 후 래치 또는 스타트 동작하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 장치의 전원 쇼트 방지 회로.
제1항에 있어서, 상기 엘이디 조명모듈은 상기 포토커플러를 통해 수신되는 콘트롤신호의 펄스폭이 2~3msec 이면 "0" 또는 "1"의 데이터로 인식하고, 3~5msec이면 "1" 또는 "0"의 데이터 로 인식하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 장치의 전원 쇼트 방지 회로.
제1항에 있어서, 상기 엘이디 조명모듈은 상기 포토커플러를 통해 수신되는 상기 콘트롤신호에 따라 해당 엘이디 스트링의 점등이나 소등 또는 조도를 제어하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 장치의 전원 쇼트 방지 회로.