KR20130111096A - 전원 공급 장치 및 이의 전원 공급 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치는, 상용 교류 전원; 상기 입력된 상용 교류 전원에서 출력되는 전류 및 전압의 크기를 변환하여 출력하는 전원 변환부; 적어도 하나의 LED를 포함하며, 상기 전원 변환부에 연결되어 상기 LED를 구동하기 위한 구동 전류 및 전압을 제공받는 LED 광원부; 상기 LED 광원부에 흐르는 구동 전류 및 전압의 크기를 검출하는 전류/전압 검출부; 복수의 포트를 포함하며, 상기 복수의 포트를 이용하여 상기 전류/전압 검출부를 통해 검출된 검출 값을 수신하고, 상기 수신한 검출 값에 대응하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.

Description

전원 공급 장치 및 이의 전원 공급 방법{Apparatus and method for power supply}

본 발명은 전원 공급 장치에 관한 것으로, 특히 간단한 회로 구성을 통해 조명에 공급되는 전원을 일정하게 유지시킬 수 있는 전원 공급 장치 및 이의 전원 공급 방법에 관한 것이다.

현재, 조명용으로 널리 사용되고 있는 형광등(열음극 형광램프(HCFL) 또는 냉음극 형광 램프(CCFL)는 백열등에 비해 수명이 길고 전력 소모량이 적은 장점 등 을 갖는다. 그러나, 형광등에는 환경에 치명적인 수은 가스가 내부에 충진되어 있어, 폐기 후 형광등에서 누출되는 수은으로 인한 환경 오염을 발생시키는 단점이 있다.

이러한, 형광등의 단점을 해소하고 전력 소모를 감소시키기 위해 형광등을 대체할 수 있는 조명 광원으로서 LED에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. LED는 형광등이 갖는 환경 오염을 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 형광등에 비해 약 30% 정도의 에너지 절감 효과를 거둘 수 있고 사용 가능한 수명이 더 긴 장점을 갖는다.

이러한 LED의 장점들로 추후 조명 시장은 형광등에서 LED를 이용한 조명기구가 주력 상품으로 대체될 것으로 전망되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 전원 공급 장치를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 전원 공급 장치는 LED 광원부(10)와, 전류 검출 저항(R2) 및 구동 전류 제어부(20)를 포함한다.

상기 LED 광원부(10)는 복수의 LED 어레이(11, 12)를 가질 수 있으며, 복수의 LED 어레이(11, 12)는 서로 병렬 연결된다.

전류 검출 저항(R2)은 전원과 접지 사이에서 상기 LED 광원부(10)와 병렬 관계로 연결된다.

구동 전류 제어부(20)는 전류 검출 저항(R2)에 의해 검출된 구동 전류의 크기에 상응하는 검출 전압과, 사전 설정된 기준 전압을 비교하는 비교기(21) 및 상기 비교기(21)의 비교 결과에 따라 전류 경로에 흐르는 전류의 크기를 결정하는 트랜지스터(22)를 포함한다.

이와 같이, 종래 기술에 따른 전원 공급 장치는, 비교기(21) 및 트랜지스터(22)를 이용하여 상기 LED 광원부(10)로 공급되는 전압과 전류를 제어한다.

그러나, 상기와 같은 전원 공급 장치는 상기 전압과 전류를 제어하기 위해 부가적인 수동 소자(비교기, 트랜지스터)를 필요로 하게 되며, 이는 전원 공급장치의 가격을 높이고, 정밀도를 떨어뜨리는 원인으로 작용한다.

즉, 상기 전원 공급 장치에 포함되는 각 수동 소자들이 가지는 오차로 인해 최종적으로 입력되어 출력되는 제어 신호 자체에 왜곡이 발생하며, 이에 따라 전원 공급 장치의 정확성과 안전성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 실시 예에서는, 제어부의 ADC 기능을 이용하여 각각의 수동 소자들이 가지는 오차 성분들을 제거할 수 있는 전원 공급 장치 및 이의 전원 공급 방법을 제공하도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는, LED 조명의 정확한 제어를 통해 전원 공급 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 사용 환경에 따라 유선 통신 및 무선 통신을 이용한 LED 조명 제어시, 별도의 회로 수정 없이 통신 모듈만을 바로 장착하여 사용할 수 있도록 한다.

제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치는, 상용 교류 전원; 상기 입력된 상용 교류 전원에서 출력되는 전류 및 전압의 크기를 변환하여 출력하는 전원 변환부; 적어도 하나의 LED를 포함하며, 상기 전원 변환부에 연결되어 상기 LED를 구동하기 위한 구동 전류 및 전압을 제공받는 LED 광원부; 상기 LED 광원부에 흐르는 구동 전류 및 전압의 크기를 검출하는 전류/전압 검출부; 복수의 포트를 포함하며, 상기 복수의 포트를 이용하여 상기 전류/전압 검출부를 통해 검출된 검출 값을 수신하고, 상기 수신한 검출 값에 대응하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치의 전원 공급 방법은 적어도 하나의 LED를 포함하며, 전원에 연결되어 상기 LED를 구동하기 위한 구동 전류 및 전압을 제공받는 LED 광원부와, 복수의 포트가 구비된 제어부를 포함하는 전원 공급 장치의 전원 공급 방법에 있어서, 상기 LED 광원부에 흐르는 구동 전류 및 전압의 크기를 검출하는 단계; 상기 복수의 포트 중 제 1 포트를 통해 상기 검출된 구동 전류 및 전압의 크기에 따른 검출 값을 수신하는 단계; 상기 수신된 검출 값을 제 1 디지털 값으로 변환하는 단계; 상기 변환된 디지털 값에 따라 상기 LED 광원부의 구동 상태를 확인하는 단계; 및 상기 확인한 구동 상태에 따라 상기 복수의 포트 중 제 2 포트를 통해 상기 LED 광원부에 흐르는 구동 전류 및 전압의 크기를 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 제어부의 ADC 기능을 이용하여 전류 제어 동작을 수행함으로써, 상기 전류 제어에 필요한 다수의 수동 소자를 제거하여 전원 공급 장치의 가격을 절감하면서 정밀도 및 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면 사용 환경에 따라 무선 통신 및 유선 통신을 위한 통신 모듈을 바로 장착하여 활용할 수 있음으로써, 하나의 단품을 가지고 다양한 어플리케이션에 적용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 전원 공급 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제어부를 구체적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의해 구현되는 전류/전압 제어를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치의 전원 공급 방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.

또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 실시 예에서는 제어부의 ADC 기능을 이용하여 전류 제어 동작을 수행함으로써, 상기 전류 제어에 필요한 다수의 수동 소자를 제거하여 전원 공급 장치의 가격을 절감하면서 정밀도 및 안정성을 향상시키고, 사용 환경에 따라 무선 통신 및 유선 통신을 위한 통신 모듈을 바로 장착하여 활용할 수 있음으로써, 하나의 단품을 가지고 다양한 어플리케이션에 적용할 수 있도록 한 전원 공급 장치를 제공하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치는, 전원 입력부(101), 전원 변환부(102), LED 광원부(103), 대기 전원 공급부(104), 전류.전압 검출부(105), 온도 검출부(106), 외부 조광기(107), 통신 모듈(108), 전원 조절부(109), 전원 차단부(110) 및 제어부(111)를 포함한다.

상기와 같은 전원 공급 장치(100)는 일반 가정에 설치될 수 있으며, 이와 다르게 사무실, 공항, 호텔 및 병원 등과 같은 공공 장소에 설치될 수 있다.

전원 입력부(101)는 외부로부터 공급되는 상용 교류 전원을 입력받는다.

즉, 전원 입력부(101)는 상기 전원 공급 장치(100)에 구비된 각 구성요소에 구동 전원을 공급한다. 이때, 전원 입력부(101)는 평상시 220V의 상용 전원을 상기 각 구성요소에 공급하여, 상기 각 구성요소가 정상적으로 구동되도록 한다.

이때, 상기 전원 입력부(101)는 비상 전원 공급부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 비상 전원 공급부는 비상 상황이 발생하여 상기 전원 입력부(101)에서 정상적인 상용 교류 전원이 입력되지 않는 경우, 상기 각 구성요소에 구동 전원을 공급한다.

비상 전원 공급부는 내부에 충전지를 포함할 수 있으며, 이에 따라 평상시 상기 전원 입력부(101)를 통해 공급되는 전원을 이용하여 충전 동작을 수행할 수 있다.

이후, 비상 전원 공급부는 상기 전원 공급 장치(100)가 설치된 주변환경에 이상(예를 들어, 화재나 지진 또는 정전 등과 같은 비상 상황)이 발생함에 따라 상기 전원 입력부(101)에서 정상적인 구동 전원이 공급되지 않는 경우, 상기 충전 완료된 충전지를 이용하여 상기 각 구성요소에 구동 전원을 공급한다.

전원 변환부(102)는 상기 전원 입력부(101)를 통해 상용 교류 전원을 입력받고, 상기 상용 교류 전원을 LED 광원부(103)의 구동을 위한 구동 전원으로 변환한다.

이를 위해, 전원 변환부(102)는 정류부(미도시), 역률 보상부(PFC)(미도시) 및 변압부(미도시)를 포함할 수 있다.

정류부(미도시)는 상기 입력된 상기 전원 입력부(101)를 통해 입력된 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환한다. 정류부는 풀 브리지 다이오드 또는 하프 브리지 다이오드로 구현 가능하다.

특히, 정류부는 스위칭 소자(미도시)의 스위칭 동작에 따라 인덕터 코일의 역기 전력에 의한 전류를 후단으로 흐르게 하여 전력 변환 효율을 높여준다.

역률 보상부(미도시)는 상기 정류부를 통해 변환된 직류 전원에 대한 역률을 보상하여 출력한다.

역률 보상부는 승압 변환부라고도 부를 수 있는 바와 같이, 입력 전압과 같은 위상의 입력 전류를 만들어 역률을 보정하는 기능 외에 상기 직류 전원을 승압하는 승압 기능을 가진다.

역률 보상부는 상기 정류부를 통해 정류된 직류 전원을 입력받고, 상기 입력된 직류 전원으로부터의 전압을 승압하여 제공하기 위해 스위칭 소자, 인덕터 코일 및 전해 콘덴서를 포함한다.

상기 역률 보상부의 출력 전압과 입력 전압과 같은 위상의 입력 전류를 만드는 것은 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작 제어에 의해 달성될 수 있다. 상기 전해 콘덴서는 그의 충전 전압에 의해 상기 역률 보상부를 통해 출력되는 직류 출력 전압을 일정하기 유지하여 출력하기 위한 정전압 출력용 커패시터이다.

변압부(미도시)는 역률 보상부를 통해 출력되는 전압의 크기를 변환하여 출력한다.

변압부는 복수 개의 트랜스포머로 구성될 수 있다. 여기서, 하나의 1차 트랜스포머는 상기 출력되는 직류 전압을 2차 트랜스포머로 전달하는 기능을 수행한다. 아울로, 상기 2차 트랜스포머는 1차 트랜스포머로부터 전달되는 전압을 변환하여 출력하는 기능을 수행한다. 이때, 상기 변압부는 스위칭 소자를 포함한다.

상기 변압부를 통해 출력되는 전압은 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 달성된다.

LED 광원부(103)는 적어도 하나의 LED를 포함하며, 전원에 연결됨에 다라 LED를 구동하기 위한 구동 전원을 제공받는다.

상기 LED 광원부(103)가 복수의 LED를 포함하는 경우에, 복수의 LED는 구동 전류를 각 LED에 제공받을 수 있도록 다양한 연결 관계로 연결될 수 있다.

예를 들어, LED 광원부(103)는 서로 직렬 연결된 복수의 LED를 포함하는 LED 어레이를 가질 수 있으며, 상기 LED 어레이는 상호 병렬로 연결될 수 있다.

또한, 도시하지는 않았지만, 다른 실시 형태에서 상기 LED 광원부(103)는 서로 병렬 연결된 복수의 LED를 포함하는 LED를 복수 개 가질 수 있으며, 이 LED 어레이는 상호 직렬 연결될 수 있다. 이러한 LED 광원부(103)에 포함된 복수의 LED의 연결 구조들은 LED 광원부가 적용되는 장치의 구조나 LED 광원부에 제공되는 구동 전류 및/또는 구동 전압의 크기에 적절하게 다양한 형태로 구현될 수 있다.

대기 전원 공급부(104)는 상기 전원 입력부(101)를 통해 입력되는 상용 교류 전원을 이용하여, 대기 모드 시 특정 구성 요소만을 구동시키기 위한 대기 전원을 공급한다.

전류/전압 검출부(105)는 상기 LED 광원부(103)에 흐르는 전류/전압을 검출하고, 상기 검출된 값을 제어부(111)로 전달한다.

예를 들어, 전류/전압 검출부(105)는 전류 검출 저항을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 LED 광원부(103)에 흐르는 전류를 전압의 형태로 검출할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 전류 검출 저항은 전원 전압과 접지 사이에서 상기 LED 광원부(103)와 직렬 연결되도록 상기 LED 광원부(103)의 출력단에 일단이 연결되고, 접지에 타단이 연결될 수 있다.

전류/전압 검출부(105)는 상기 LED 광원부(103)에서 출력되는 구동 전류가 통과하면서 구동 전류 및 자신의 저항값에 의해 LED 광원부(103)와의 연결 노드에서 전압을 형성한다.

즉, 전류가 상기 전류/전압 검출부(105)에 흐르게 함으로써, 상기 전류/전압 검출부(105)에는 LED 광원부(103)를 구동하기 위해 상기 LED 광원부(103)에 흐르는 구동 전류와 자신의 저항값에 의해 검출 전압이 인가될 수 있다.

이때, 상기 전류/전압 검출부(105)에 포함된 전류 검출 저항의 저항값은 일정하므로, 구동 전류의 크기에 따라 전류 검출 저항에 인가되는 검출 전압은 변화하게 된다. 예를 들어, LED 광원부(103)의 구동 전류가 증가하면 검출 전압은 증가하고, LED 광원부(103)의 구동 전류가 감소하면, 상기 검출 전압은 감소한다.

온도 검출부(106)는 전원 공급 장치(100) 내부의 온도를 측정하고, 그에 따라 상기 측정한 온도 값을 제어부(111)로 전달한다.

특히, 온도 검출부(106)는 상기 LED 광원부(103) 주변에 설치되며, 상기 LED 광원부(103)의 동작에 따라 상승하는 온도를 측정하여 상기 제어부(111)에 제공한다.

외부 조광기(107)는 외부로부터 상기 LED 광원부(103)에 포함된 LED의 밝기 제어를 위한 신호를 수신하고, 이를 제어부(111)에 전달한다.

통신 모듈(108)은 사용 환경에 따라 연결되어, 상기 LED 광원부(103)의 외부 제어를 위한 신호를 수신하고, 이를 제어부(111)에 전달한다.

상기 통신 모듈(108)은 무선 통신 모듈일 수 있으며, 이와 다르게 유선 통신 모듈일 수 있다.

전원 조절부(109)는 제어부(111)를 통해 제공되는 제어신호를 수신하고, 상기 수신된 제어 신호에 따라 상기 전원 변환부(102)에 포함된 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어하여, 상기 LED 광원부(103)에 실질적으로 전달되는 구동 전류의 레벨을 조절한다.

전원 차단부(110)는 제어부(111)를 통해 제공되는 전원 공급/차단 신호에 따라 상기 전원 변환부(102)에 공급되는 전원을 선택적으로 차단 또는 공급한다.

제어부(111)는 전원 공급 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.

특히, 제어부(111)는 복수의 포트를 통해 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 변환한 디지털 신호에 따라 상기 전원 공급 장치(100)의 동작 상태를 판단하며, 상기 판단한 동작 상태에 따른 제어신호를 출력한다.

이때, 제어부(111)에 포함된 포트에는 대기전원 공급부(104), 전류/전압 검출부(105), 온도 검출부(106), 외부 조광기(107), 통신 모듈(108), 전원 조절부(109) 및 전원 차단부(110)가 각각 연결된다.

그리고, 제어부(111)는 상기 포트에 연결된 대기 전원 공급부(104)를 통해 구동 전원을 공급받는다.

또한, 제어부(111)는 전류 전압 검출부(105)를 통해 검출된 아날로그 신호의 검출 값을 제공받고, 상기 제공받은 검출 값을 디지털 값으로 변환한다.

또한, 제어부(111)는 온도 검출부(106)를 통해 검출된 아날로그 신호의 검출 값을 제공받고, 상기 제공받은 검출 값을 디지털 값으로 변환한다.

또한, 제어부(111)는 외부 조광기(107)를 통해 입력되는 밝기 신호를 수신하고, 이를 디지털 신호로 변환한다.

또한, 제어부(111)는 통신 모듈(108)의 연결 여부에 따라 상기 통신 모듈(108)을 통해 제공되는 외부 제어 신호를 수신한다.

제어부(111)는 상기 전류/전압 검출부(105), 온도 검출부(106), 외부 조광기(107) 및 통신 모듈(108)을 통해 수신된 신호에 기초하여, 상기 전원 조절부(109) 및 전원 차단부(110)에 제어 신호를 출력한다.

이하, 상기 제어부(111)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3은 도 2에 도시된 제어부를 구체적으로 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 제어부(111)는 복수의 포트를 포함한다.

상기 복수의 포트는 입력 아날로그 신호를 수신하고, 이를 디지털 신호로 변환하는 ADC(Analog-Digital Conversion) 포트(111a)와, 대기 전원 공급부(104)를 통해 공급되는 대기 전원을 수신하는 Power 포트(111b)와, 상기 전원 차단부(110)로 전원 제어 신호(차단/공급)를 출력하는 Power control 포트(111c)와, 상기 전원 조절부(109)로 출력 전압/전류의 제어를 위한 제어 신호를 출력하는 Output V/I control 포트(111d)와, LED 광원부(103)의 탈/부착 여부에 따라 상기 전원 조절부(109)로 최소 구동 전류에 대응하는 제어 신호를 출력하는 hot wiring 포트(111e)와, 외부의 통신 모듈(108)과 연결되어 상기 외부 통신 모듈(108)을 통해 전송되는 외부 제어신호를 수신하는 wire/wireless com. 포트(111f)를 포함한다.

ADC(Analog-Digital Conversion) 포트(111a) 중 하나는 전류/전압 검출부(105)와 연결되며, 상기 전류/전압 검출부(105)를 통해 제공되는 아날로그 값을 수신하여 디지털 값으로 변환한다.

ADC(Analog-Digital Conversion) 포트(111a) 중 다른 하나는 온도 검출부(106)와 연결되며, 상기 온도 검출부(106)를 통해 제공되는 아날로그 값을 수신하여 디지털 값으로 변환한다.

또한, ADC(Analog-Digital Conversion) 포트(111a) 중 또 다른 하나는 외부 조광기(107)와 연결되어, 상기 외부 조광기(107)를 통해 제공되는 아날로그 값을 수신하여 디지털 값으로 변환한다.

제어부(111)는 상기 ADC(Analog-Digital Conversion) 포트(111a)를 통해 변환되는 디지털 값을 분석하고, 상기 분석한 디지털 값을 이용하여 상기 LED 광원부(103)의 현재 동작 상태나 희망 동작 상태를 파악한다.

예를 들어, 제어부(111)는 상기 ADC(Analog-Digital Conversion) 포트(111a)를 통해 변환된 디지털 값을 이용하여 현재 상기 LED 광원부(103)에 과전류, 과전압, 저전류 및 저전압이 발생하는지 여부를 판단한다.

그리고, 제어부(111)는 상기 판단 결과에 따라 상기 LED 광원부(103)에 제공되는 구동 전류나 구동 전압을 조절하기 위한 제어신호를 상기 전원 조절부(109)로 출력한다.

예를 들어, 현재 상기 LED 광원부(103)에 과전류가 발생하는 경우, 상기 발생하는 전류를 감소시키기 위해 상기 전원 조절부(109)로 상기 감소될 전류에 대응하는 제어 신호를 출력한다.

이에 따라, 전원 조절부(109)는 상기 제어부(111)를 통해 제공되는 제어신호를 수신하고, 상기 수신한 제어 신호에 따라 상기 LED 광원부(103)에 공급되는 구동 전류를 감소시킨다. 상기 구동 전류 감소는 상기 전원 변환부(102)에 포함된 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어함으로써 구현될 수 있다.

또한, 상기 LED 광원부(103)의 온도가 기준 온도를 벗어나 고온이 된 경우, 상기 제어부(111)는 상기 LED 광원부(103)의 온도를 낮추기 위해, 상기 전원 조절부(109)에 제어신호를 출력한다.

Power 포트(111b)는 대기 전원 공급부(104)와 연결되며, 그에 따라 상기 대기 전원 공급부(104)를 통해 공급되는 대기 전원을 수신한다.

Power control 포트(111c)는 전원 차단부(110)와 연결되며, 그에 따라 상기 전원 차단부(110)로 전원 제어 신호를 출력한다.

즉, 제어부(111)는 일정 기간 동안 상기 LED 광원부(103)가 이상 상태(고온, 과전류, 과전압, 저전류, 저전압)로 동작하는 경우, 상기 Power control 포트(111c)를 통해 상기 전원 차단부(110)로 상기 전원 변환부(102)에 공급되는 전원의 차단 신호를 출력한다.

이에 따라, 전원 차단부(110)는 상기 Power control 포트(111c)를 통해 전달되는 전원 제어 신호를 토대로 상기 전원 변환부(102)에 공급되는 전원을 차단한다.

Output V/I control 포트(111d)는 상기 전원 조절부(109)와 연결되어, 상기 변환된 디지털 값에 따라 상기 LED 광원부(103)로 공급되는 출력 전압/전류의 제어를 위한 제어 신호를 출력한다.

hot wiring 포트(111e)는 hot wiring 기능을 구현하기 위한 포트이다.

hot wiring 기능이란 상기 LED 광원부(103)에 구비된 LED의 탈/부착시 발생할 수 있는 과도 전류나 스파크 등을 방지하기 위한 기능이다.

이에 따라, 제어부(111)는 상기 전류/전압 검출부(105)를 통해 검출된 상기 LED 광원부(103)의 구동 전압을 이용하여 현재 상기 LED 광원부(103)에 포함된 LED의 탈/부착 여부를 판단하고, 상기 판단한 탈/부착 여부에 따라 hot wiring 기능을 구현한다.

즉, 제어부(111)는 상기 LED가 탈착된 경우, 상기 hot wiring 포트(111e)를 통해 최소 구동 전류/전압의 출력을 위한 제어 신호를 출력한다.

이에 따라, 전원 조절부(109)는 상기 hot wiring 포트(111e)를 통해 제공되는 제어 신호에 따라 상기 LED 광원부(103)에 최소 구동 전류를 발생되도록 상기 전원 변환부(102)에 구비된 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어한다.

wire/wireless com. 포트(111f)는 전원 공급 장치(100)의 사용 환경에 따라 외부의 통신 모듈(108)과 연결되며, 상기 외부 통신 모듈(108)을 통해 전송되는 외부 제어신호를 수신한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 의해 구현되는 전류/전압 제어를 설명하는 도면이다.

도 4를 참조하면, 제어부(111)는 현재 온도가 기준 온도(ref)인 경우, 상기 LED 광원부(103)로 기준 전류(a)가 출력되도록 제어한다.

이때, 상기 온도가 점차 상승하는 경우, 상기 제어부(111)는 상기 LED 광원부(103)로 상기 기준 전류보다 낮은 전류가 출력되도록 하여, 상기 LED 광원부(103)의 온도가 감소되도록 한다.

이와 같은 방법을 통해 상기 제어부(111)는 상기 LED 광원부(103)의 구동 전류/전압에 따라 상기 LED 광원부(103)로 공급되는 구동 전류/전압이 조절되도록 제어한다.

상기와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치에 의하면, 제어부(111)의 ADC 기능을 이용하여 전류 제어 동작을 수행함으로써, 상기 전류 제어에 필요한 다수의 수동 소자를 제거하여 전원 공급 장치의 가격을 절감하면서 정밀도 및 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치에 의하면 사용 환경에 따라 무선 통신 및 유선 통신을 위한 통신 모듈(108)을 바로 장착하여 활용할 수 있음으로써, 하나의 단품을 가지고 다양한 어플리케이션에 적용할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치의 전원 공급 방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 먼저 제어부(111)는 복수의 ADC 포트(111a)를 통해 전달되는 아날로그 값을 수신하고, 이에 따라 상기 수신한 아날로그 값을 디지털 값으로 변환한다(101단계, 102단계).

상기 수신한 아날로그 값은 상기 LED 광원부(103)에 흐르는 구동 전류/전압 값, 상기 LED 광원부(103) 주변의 온도 값 및 외부 조광기(107)를 통해 입력되는 밝기 조정 값일 수 있다.

제어부(111)는 상기 변환한 디지털 값을 이용하여 상기 LED 광원부의 동작 상태를 파악하고, 상기 파악한 동작 상태에 따라 적어도 하나의 출력 포트를 통해 상기 변환된 디지털 값에 대응하는 제어 신호를 출력한다(103단계).

예를 들어, 제어부(111)는 상기 LED 광원부(103)에 과전류, 과전압, 저전류, 저전압 등이 발생하는 경우, Output V/I control 포트(111d)를 통해 상기 LED 광원부(103)에 공급되는 구동 전류/전압을 조절하기 위한 제어 신호를 출력한다.

또한, 제어부(111)는 상기 LED 광원부(103) 주변의 온도가 상승한 경우, 상기 Output V/I control 포트(111d)를 통해 상기 온도 감소를 위한 제어 신호를 출력한다.

또한, 제어부(111)는 상기 LED 광원부(103)에 포함된 LED의 탈/부착이 이루어지는 경우, hot wiring 포트(111e)를 통해 상기 LED 광원부(103)에 최소 구동 전류가 공급되도록 하기 위한 제어신호를 출력한다.

또한, 제어부(111)는 일정 기간 이상 상기 LED 광원부(103)가 이상 상태로 동작하는 경우, power control 포트(111c)를 통해 상기 LED 광원부(103)에 공급되는 전원이 차단되도록 하기 위한 제어 신호를 출력한다.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 제어부의 ADC 기능을 이용하여 전류 제어 동작을 수행함으로써, 상기 전류 제어에 필요한 다수의 수동 소자를 제거하여 전원 공급 장치의 가격을 절감하면서 정밀도 및 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면 사용 환경에 따라 무선 통신 및 유선 통신을 위한 통신 모듈을 바로 장착하여 활용할 수 있음으로써, 하나의 단품을 가지고 다양한 어플리케이션에 적용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

101: 전원 입력부
102: 전원 변환부
103: LED 광원부
104: 대기 전원 공급부
105: 전류.전압 검출부
106: 온도 검출부
107: 외부 조광기
108: 통신 모듈
109: 전원 조절부
110: 전원 차단부
111: 제어부

Claims (15)

1. 상용 교류 전원;
   상기 입력된 상용 교류 전원에서 출력되는 전류 및 전압의 크기를 변환하여 출력하는 전원 변환부;
   적어도 하나의 LED를 포함하며, 상기 전원 변환부에 연결되어 상기 LED를 구동하기 위한 구동 전류 및 전압을 제공받는 LED 광원부;
   상기 LED 광원부에 흐르는 구동 전류 및 전압의 크기를 검출하는 전류/전압 검출부;
   복수의 포트를 포함하며, 상기 복수의 포트를 이용하여 상기 전류/전압 검출부를 통해 검출된 검출 값을 수신하고, 상기 수신한 검출 값에 대응하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 전원 공급 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 포트는 제 1 포트를 포함하고,
   상기 제 1 포트는 상기 검출 값을 수신하고, 상기 수신된 검출 값을 제 1 디지털 값으로 변환하며,
   상기 제어부는 상기 제 1 포트를 통해 변환된 제 1 디지털 값을 이용하여 상기 제어 신호를 출력하는 전원 공급 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 복수의 포트는 제 2 포트를 포함하고,
   상기 제 2 포트는 상기 전원 변환부와 연결되어 상기 제 1 디지털 값에 대응하는 제어 신호를 상기 전원 변환부에 제공하며,
   상기 제어 신호는 상기 변환된 제 1 디지털 값에 따라 상기 LED 광원부에 공급되는 구동 전류 및 전압의 크기를 조절하기 신호인 전원 공급 장치.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 복수의 포트는 제 3 포트를 포함하며,
   상기 제어부는 상기 제 1 디지털 값을 이용하여 상기 LED의 탈/부착 여부를 판단하고, 상기 제 3 포트를 통해 상기 LED 광원부에 최소 구동 전류 및 전압이 공급되도록 하기 위한 제어 신호를 상기 전원 변환부로 출력하는 전원 공급 장치.
5. 제 3항에 있어서,
   내부 온도를 측정하는 온도 측정부를 더 포함하고,
   상기 복수의 포트는 상기 온도 측정부를 통해 측정된 측정값을 제 2 디지털 값으로 변환하는 제 4 포트를 더 포함하며,
   상기 제어부는 상기 제 2 디지털 값에 따라 상기 LED 광원부에 공급되는 구동 전류 및 전압의 크기를 조절하기 위한 제어신호를 상기 전원 변환부에 제공하는 전원 공급 장치.
6. 제 3항에 있어서,
   상기 LED의 밝기 제어를 위한 밝기 제어 값을 입력받는 외부 조광기를 더 포함하고,
   상기 복수의 포트는 상기 밝기 제어 값을 제 3 디지털 값으로 변환하는 제 5 포트를 더 포함하며,
   상기 제어부는 상기 제 3 디지털 값에 따라 상기 LED 광원부에 공급되는 구동 전류 및 전압의 크기를 조절하기 위한 제어신호를 상기 전원 변환부에 제공하는 전원 공급 장치.
7. 제 3항에 있어서,
   상기 LED 광원부로 공급되는 전원을 선택적으로 차단하는 전원 차단부를 더 포함하고,
   상기 복수의 포트는 상기 전원 차단부로 전원 차단 또는 전원 공급 신호를 제공하는 제 6 포트를 더 포함하며,
   상기 제어부는 상기 제 6 포트를 통해 상기 LED 광원부의 동작 상태에 따른 전원 차단 신호를 상기 전원 차단부에 제공하는 전원 공급 장치.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부에 대기 전원을 공급하는 대기 전원 공급부를 더 포함하며,
   상기 복수의 포트는 상기 대기 전원 공급부와 연결되어 상기 공급되는 대기 전원을 수신하는 제 7 포트를 더 포함하는 전원 공급 장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 포트는 외부 통신 모듈과 연결되어 상기 LED 광원부의 동작 신호를 수신하는 제 8 포트를 더 포함하는 전원 공급 장치.
10. 적어도 하나의 LED를 포함하며, 전원에 연결되어 상기 LED를 구동하기 위한 구동 전류 및 전압을 제공받는 LED 광원부와, 복수의 포트가 구비된 제어부를 포함하는 전원 공급 장치의 전원 공급 방법에 있어서,
    상기 LED 광원부에 흐르는 구동 전류 및 전압의 크기를 검출하는 단계;
    상기 복수의 포트 중 제 1 포트를 통해 상기 검출된 구동 전류 및 전압의 크기에 따른 검출 값을 수신하는 단계;
    상기 수신된 검출 값을 제 1 디지털 값으로 변환하는 단계;
    상기 변환된 디지털 값에 따라 상기 LED 광원부의 구동 상태를 확인하는 단계; 및
    상기 확인한 구동 상태에 따라 상기 복수의 포트 중 제 2 포트를 통해 상기 LED 광원부에 흐르는 구동 전류 및 전압의 크기를 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 전원 공급 방법.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 변환된 제 1 디지털 값을 이용하여 상기 LED 광원부에 포함된 LED의 탈/부착 여부를 판단하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제어 신호를 출력하는 단계는,
    상기 LED의 탈부착 여부에 따라 상기 복수의 포트 중 제 3 포트를 통해 상기 LED 광원부에 최소 구동 전류 및 전압을 제공하기 위한 제어신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 전원 공급 방법.
12. 제 10항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치의 내부 온도에 따른 측정값을 상기 복수의 포트 중 제 4 포트를 통해 수신하고, 상기 수신된 측정값을 제 2 디지털 값으로 변환하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제어신호를 출력하는 단계는,
    상기 제 2 디지털 값에 따라 상기 제 2 포트를 통해 상기 LED 광원부에 공급되는 구동 전류 및 전압의 크기를 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 전원 공급 방법.
13. 제 10항에 있어서,
    상기 LED의 밝기 제어를 위한 밝기 제어 값을 상기 복수의 포트 중 제 5 포트를 통해 수신하고, 상기 수신된 밝기 제어 값을 제 3 디지털 값으로 변환하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제어신호를 출력하는 단계는,
    상기 제 3 디지털 값에 따라 상기 제 2 포트를 통해 상기 LED 광원부에 공급되는 구동 전류 및 전압의 크기를 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 전원 공급 방법.
14. 제 10항에 있어서,
    상기 제어신호 출력에 따라 변화하는 상기 제 1 디지털 값을 이용하여 상기 LED 광원부의 동작 상태를 재판단하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제어신호를 출력하는 단계는,
    상기 재판단 결과에 따라 상기 복수의 포트 중 제 6 포트를 통해 상기 LED 광원부에 흐르는 구동 전류 및 전압을 차단하기 위한 제어신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 전원 공급 방법.
15. 제 10항에 있어서,
    상기 복수의 포트 중 제 7 포트를 통해 외부 통신 모듈을 통해 전송되는 상기 LED 광원부의 동작 신호를 수신하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제어신호를 출력하는 단계는,
    상기 수신한 동작 신호에 따라 상기 제 2 포트를 통해 상기 LED 광원부에 공급되는 구동 전류 및 전압의 크기를 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 전원 공급 방법.

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