KR20140079041A - 조명 구동 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다양한 종류의 디머에 공용으로 사용할 수 있는 조명 구동 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 제어에 따라 구동 전원을 조명체에 공급하여 상기 조명체를 구동시키는 구동부; 및 외부 디머의 밝기 제어 신호의 범위를 사전에 설정된 비율에 따른 제1 전압 범위로 변환해서, 상기 구동부의 전원 공급을 제어하여 디밍을 제어하는 범용 디밍 제어부를 포함하는 조명 구동 장치 및 이의 구동 방법을 제안한다.

Description

조명 구동 장치 및 이의 구동 방법{LIGHT DRIVING APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 다양한 종류의 디머를 사용할 수 있는 조명 구동 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건물내, 사무실, 객실 및 교실 등의 일정 영역에는 사용자가 해당하는 영역을 사용하는데 편이를 위해 조명이 설치된다.
이러한 조명은, 백열등, 형광등이 주로 사용되며, 최근에는 사용 전력, 사용 시간 등의 이점으로 인해 발광 다이오드(Light Emitting Diodes;LED)가 백열등, 형광등을 대체하고 있다.
한편, 상술한 조명을 구동시키는 구동 장치로는 단순히 조명의 스위치 온/오프 뿐만이 아니라, 하기의 선행 기술 문헌과 같이 밝기를 조절하는 디머가 사용될 수 있다.
그러나, 이러한 디머는 일반적으로 소스(source) 디머, 또는 싱크(sink) 디머로 그 디밍 방식이 다양할 수 있으며, 또한 싱크 디머의 경우 그 제조사에 따라 특성값이 다양할 수 있어 적합한 구동 장치의 적용이 어려운 문제점이 있다.
특히, 상술한 디머는 주로 건물내, 사무실, 주택 등의 천장 또는 벽면에 이미 설치되어 있는 상태여서, 변경 또는 대체가 곤란하여 그 방식 또는 특성에 적합한 구동 장치를 매번 검출하여 적용하여야 하는 문제점이 있다.
미국공개특허공보 제2012-0256558호
본 발명의 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 다양한 종류의 디머에 공용으로 사용할 수 있는 조명 구동 장치 및 이의 구동 방법을 제안한다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면으로는 제어에 따라 구동 전원을 조명체에 공급하여 상기 조명체를 구동시키는 구동부; 및 외부 디머의 밝기 제어 신호의 범위를 사전에 설정된 비율에 따른 제1 전압 범위로 변환해서, 상기 구동부의 전원 공급을 제어하여 디밍을 제어하는 범용 디밍 제어부를 포함하는 조명 구동 장치를 제안하는 것이다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 범용 디밍 제어부는 상기 외부 디머의 밝기 제어 신호의 전압 범위 또는 임피던스 범위를 상기 제1 전압 범위로 변환할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 범용 디밍 제어부는 상기 외부 디머의 밝기 제어 신호의 전압 범위 또는 임피던스 범위를 상기 제1 전압 범위로 변환하는 전압 변환부; 및 상기 변환부로부터의 제1 전압 범위에 따라 해당하는 디머의 종류를 인식하여 상기 밝기 제어 신호에 따른 디밍 신호를 제공하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 변환부로부터의 제1 전압 범위를 사전에 설정된 룩업 테이블의 전압 범위와 비교하여 해당하는 디머의 종류를 인식하는 인식부; 및 상기 인식부에 의한 디머의 종류에 따라 상기 밝기 제어 신호에 따른 디밍 신호를 제공하는 디밍 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 디밍 제어부는 상기 구동부에 의해 검출되는 조명체의 전류 정보를 제어하여 조명체의 디밍을 제어할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 조명체는 적어도 하나의 발광 다이오드일 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 구동부는 입력 전원을 스위칭하여 역률을 보정하는 역률 보정부; 및 상기 역률 보정부로부터의 직류 전원을 상기 제어에 따라 상기 구동 전원으로 변환하는 직류/직류 변환부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 구동부는 교류 전원을 정류 및 평활하고, 전자기 간섭을 제거하는 필터부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 직류/직류 변환부는 피드백 신호에 따라 상기 역률 보정부로부터의 직류 전원을 스위칭하여 상기 구동 전원으로 변환하는 변환부; 및 상기 조명체에 흐르는 전류를 검출하여 상기 변환부에 제공하는 피드백부를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면으로는 이전에 사용된 디머의 종류를 리드(read)하는 단계; 및 밝기 제어 신호의 범위를 사전에 설정된 비율에 따른 제1 전압 범위로 변환해서, 조명체의 전원 공급을 제어하여 상기 조명체의 디밍을 제어하는 단계를 포함하는 조명 구동 장치의 구동 방법을 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 디밍을 제어하는 단계는 사전에 설정된 룩업 테이블에 디머의 디밍 범위를 설정하는 단계; 연결된 디머의 데이터를 획득하는 단계; 획득한 디머의 데이터가 설정된 디밍 범위의 최대값보다 크거나, 최소값보다 작은지 비교하는 단계; 및 비교 결과에 따라 디밍 범위를 변경하거나, 디밍 데이터를 출력하여 상기 조명체의 디밍을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면에 따르면, 변경된 디밍 범위를 기록하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전압값에 따라 디밍 범위를 결정하거나 임피던스값에 따라 디밍 범위를 다양한 종류의 디머로부터의 밝기 제어 신호의 범위를 제1 전압 범위로 설정하여 특성값이 다양한 디머에 조명 구동 장치를 공용으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 조명 구동 장치의 개략적인 구성도.
도 2a 및 도 2b는 디머의 종류 및 이에 따른 특성값을 나타내는 표.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 조명 구동 장치에 채용된 범용 디밍 제어부의 개략적인 구성도.
도 4는 본 발명의 조명 구동 장치의 구동 방법을 나타내는 플로우 챠트.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 조명 구동 장치에 의해 다양한 종류의 디머의 디밍 제어 결과를 나타내는 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다라고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때는 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 어떤 구성요소를 포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 조명 구동 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 조명 구동 장치(100)는 구동부(110) 및 범용 디밍 제어부(120)를 포함할 수 있다.
구동부(110)는 조명체(A)에 구동 전원을 공급하여 조명체(A)가 광을 방출할 수 있게 하며, 조명체(A)는 적어도 하나의 발광 다이오드(Light Emitting Diodes;LED)일 수 있다.
구동부(110)는 조명체(A)에 공급하는 구동 전원을 공급을 제어하여 조명체(A)의 밝기를 제어할 수 있다.
이를 위해, 구동부(110)는 필터부(111), 역률 보정부(112) 및 직류/직류 변환부(113)를 포함할 수 있다.
필터부(111)는 입력된 교류 전원을 정류 및 평활할 수 있고, 더하여 전자기 간섭을 제거하여 역률 보정부(112)에 전달할 수 있다.
역률 보정부(112)는 정류된 전원을 스위칭하여 전압과 전류 간의 위상차를 보정하여 역률을 보정할 수 있고, 더하여, 전류의 파형이 전압의 파형을 추정하도록 조정하여 역률을 보정할 수도 있다.
직류/직류 변환부(113)는 역률 보정부(112)로부터의 역률 보정된 직류 전원을 스위칭하여 상기 구동 전원으로 변환한 후 조명체(A)에 공급할 수 있다. 이때, 상기 구동 전원의 전원 레벨은 제어에 따라 가변될 수 있다.
범용 디밍 제어부(120)는 외부의 디머(B)로부터의 밝기 제어 신호에 따라 직류/직류 변환부(113)의 상기 구동 전원의 전원 레벨을 제어할 수 있다.
한편, 외부의 디머(B)는 그 종류가 다양할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 디머의 종류 및 이에 따른 특성값을 나타내는 표이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 디머의 디밍 방식으로는 전압을 이용하는 소스(source) 디밍 방식과 임피던스를 이용하는 싱크(sink) 디밍 방식이 있을 수 있으며, 싱크 디밍 방식은 임피던스의 범위가 다양하게 설정될 수 있다.
즉, 도 2a에 도시된 바와 같이, 소스 디머의 경우 디밍 범위를 100%~10%로 설정할 경우 그에 해당하는 전압값은 10V~1V로 설정될 수 있다.
반면에, 도 2b에 도시된 바와 같이, 싱크 디머는 제조사에 따라 제1 내지 제3 싱크 디머로 임피던스 설정이 다양할 수 있으며, 디밍 비율을 100%~10%로 설정하여도 각각 임피던스가 257Kohm~84Kohm, 200Kohm~52Kohm, 120Kohm~32Kohm으로 각각 다르게 설정될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 조명 구동 장치에 채용된 범용 디밍 제어부의 개략적인 구성도이다.
도 1과 함께 도 3을 참조하면, 상술한 바와 같이, 본 발명의 조명 구동 장치를 다양한 종류의 디머에 범용으로 사용하기 위해, 범용 디밍 제어부는 전압 변환부(121), 제어부(122)를 포함할 수 있다.
전압 변환부(121)는 제1 내지 제N 디머와 같이 다양한 종류의 디머로부터의 밝기 제어 신호의 범위를 사전에 설정된 제1 전압 범위로 변환시킬 수 있다. 이때, 소스 디머의 밝기 제어 신호는 전압 정보를 가지고 있므로 이를 제어부에서 인식할 수 있는 제1 전압 범위로 변환시킬 수 있으며, 싱크 디머의 밝기 제어 신호는 임피던스 정보를 가지고 있으므로 임피던스-전압 변환하여 제어부에서 인식할 수 있는 제1 전압 범위로 변환시킬 수 있다.
제어부(122)는 인식부(122a) 및 디밍 제어부(122b)를 포함할 수 있다.
인식부(122a)는 전압 변환부(121)로부터의 제1 전압 범위를 사전에 설정된 룩업 테이블의 전압 범위와 비교하여 해당하는 디머의 종류를 인식할 수 있다.
디밍 제어부(122b)는 인식부(122a)에 의한 디머의 종류에 따라 상기 밝기 제어 신호에 따른 디밍 신호를 직류/직류 변환부(113)에 제공할 수 있다.
직류/직류 변환부(113)는 변환부(113a) 및 피드백부(113b)를 포함할 수 있으며, 변환부(113a)는 피드백 신호에 따라 역률 보정부(112)로부터의 직류 전원을 스위칭하여 상기 구동 전원으로 변환할 수 있고, 피드백부(113b)는 조명체(A)에 흐르는 전류를 검출하여 변환부(113a)에 제공할 수 있다.
즉, 변환부(113a)는 피드백받은 검출 신호의 전류 정보에 따라 상기 구동 전원의 전원 레벨을 제어할 수 있으며, 디밍 제어부(122b)는 피드백부(113b)로부터 변환부(113a)에 전달되는 검출 신호의 전류 정보를 제어하여 조명체(A)에 공급되는 상기 구동 전원의 전원 레벨을 제어하여 조명체(A)의 밝기를 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 조명 구동 장치의 구동 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 4를 참조하여, 도 3에 도시된 범용 디밍 제어부(120)의 동작에 관하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 범용 디밍 제어부(120)는 룩업 테이블에 저장된 이전에 사용된 디머의 종류를 리드(read)할 수 있다(S10).
이후, 연결된 디머로부터의 밝기 제어 신호의 범위를 사전에 설정된 비율에 따른 제1 전압 범위로 변환해서, 조명체의 전원 공급을 제어하여 상기 조명체의 디밍을 제어할 수 있다(S20~S70).
이를 보다 상세히 설명하면, 상기 조명체의 디밍을 제어하는 단계(S20~S70)는 사전에 설정된 룩업 테이블에 디머의 디밍 범위를 설정하고(S20), 연결된 디머의 데이터를 획득하여(S30), 획득한 디머의 데이터가 설정된 디밍 범위의 최대값보다 크거나, 최소값보다 작은지 비교한 후(S40); 비교 결과에 따라 디밍 범위를 변경하거나(S50), 디밍 데이터를 출력하여 상기 조명체의 디밍을 제어할 수 있다(S60).
만일, 디밍 범위가 변경된 경우, 변경된 디밍 범위를 기록할 수 있다(S70).
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 조명 구동 장치에 의해 다양한 종류의 디머의 디밍 제어 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 도 5a에 도시된 바와 같이 소스 디머의 경우 10% ~ 100%로 디밍 제어가 수행되는 것을 볼 수 있다.
마찬가지로, 도 5b, 도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이, 제1, 제2 및 제3 싱크 디머의 경우에도 10% ~ 100%로 디밍 제어가 원활히 수행되는 것을 볼 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전압값에 따라 디밍 범위를 결정하거나 임피던스값에 따라 디밍 범위를 다양한 종류의 디머로부터의 밝기 제어 신호의 범위를 제1 전압 범위로 설정하여 특성값이 다양한 디머에 조명 구동 장치를 공용으로 사용할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100: 조명 구동 장치
110: 구동부
111: 필터부
112: 역률 보정부
113: 직류/직류 변환부
113a: 변환부
113b: 피드백부
120: 범용 디밍 제어부
121: 전압 변환부
122: 제어부
122a: 인식부
122b: 디밍 제어부

Claims (12)

  1. 제어에 따라 구동 전원을 조명체에 공급하여 상기 조명체를 구동시키는 구동부; 및
    외부 디머의 밝기 제어 신호의 범위를 사전에 설정된 비율에 따른 제1 전압 범위로 변환해서, 상기 구동부의 전원 공급을 제어하여 디밍을 제어하는 범용 디밍 제어부
    를 포함하는 조명 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 범용 디밍 제어부는 상기 외부 디머의 밝기 제어 신호의 전압 범위 또는 임피던스 범위를 상기 제1 전압 범위로 변환하는 조명 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 범용 디밍 제어부는
    상기 외부 디머의 밝기 제어 신호의 전압 범위 또는 임피던스 범위를 상기 제1 전압 범위로 변환하는 전압 변환부; 및
    상기 변환부로부터의 제1 전압 범위에 따라 해당하는 디머의 종류를 인식하여 상기 밝기 제어 신호에 따른 디밍 신호를 제공하는 제어부
    를 포함하는 조명 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 변환부로부터의 제1 전압 범위를 사전에 설정된 룩업 테이블의 전압 범위와 비교하여 해당하는 디머의 종류를 인식하는 인식부; 및
    상기 인식부에 의한 디머의 종류에 따라 상기 밝기 제어 신호에 따른 디밍 신호를 제공하는 디밍 제어부
    를 포함하는 조명 구동 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 디밍 제어부는
    상기 구동부에 의해 검출되는 조명체의 전류 정보를 제어하여 조명체의 디밍을 제어하는 조명 구동 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조명체는 적어도 하나의 발광 다이오드인 조명 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는
    입력 전원을 스위칭하여 역률을 보정하는 역률 보정부;
    상기 역률 보정부로부터의 직류 전원을 상기 제어에 따라 상기 구동 전원으로 변환하는 직류/직류 변환부
    를 포함하는 조명 구동 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동부는
    교류 전원을 정류 및 평활하고, 전자기 간섭을 제거하는 필터부를 더 포함하는 조명 구동 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 직류/직류 변환부는
    피드백 신호에 따라 상기 역률 보정부로부터의 직류 전원을 스위칭하여 상기 구동 전원으로 변환하는 변환부; 및
    상기 조명체에 흐르는 전류를 검출하여 상기 변환부에 제공하는 피드백부
    를 포함하는 조명 구동 장치.
  10. 이전에 사용된 디머의 종류를 리드(read)하는 단계;
    밝기 제어 신호의 범위를 사전에 설정된 비율에 따른 제1 전압 범위로 변환해서, 조명체의 전원 공급을 제어하여 상기 조명체의 디밍을 제어하는 단계
    를 포함하는 조명 구동 장치의 구동 방법
  11. 제10항에 있어서,
    상기 디밍을 제어하는 단계는
    사전에 설정된 룩업 테이블에 디머의 디밍 범위를 설정하는 단계;
    연결된 디머의 데이터를 획득하는 단계;
    획득한 디머의 데이터가 설정된 디밍 범위의 최대값보다 크거나, 최소값보다 작은지 비교하는 단계; 및
    비교 결과에 따라 디밍 범위를 변경하거나, 디밍 데이터를 출력하여 상기 조명체의 디밍을 제어하는 단계
    를 포함하는 조명 구동 장치의 구동 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    변경된 디밍 범위를 기록하는 단계를 더 포함하는 조명 구동 장치의 구동 방법.
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