KR20140084732A - Ｌｅｄ 모듈용 전원 공급 장치 - Google Patents

Ｌｅｄ 모듈용 전원 공급 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20140084732A
KR20140084732A KR1020120154517A KR20120154517A KR20140084732A KR 20140084732 A KR20140084732 A KR 20140084732A KR 1020120154517 A KR1020120154517 A KR 1020120154517A KR 20120154517 A KR20120154517 A KR 20120154517A KR 20140084732 A KR20140084732 A KR 20140084732A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
terminal
voltage
power supply
input
led module
Prior art date
Application number
KR1020120154517A
Other languages
English (en)
Inventor
임행삼
Original Assignee
임행삼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 임행삼 filed Critical 임행삼
Priority to KR1020120154517A priority Critical patent/KR20140084732A/ko
Publication of KR20140084732A publication Critical patent/KR20140084732A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/345—Current stabilisation; Maintaining constant current
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/50—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

본 발명은 LED 모듈용 전원 공급 장치와 이를 구비하는 LED 조명 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 마이크로컨트롤러를 제어 장치로 사용하여 LED 모듈 전원을 제어함으로써 LED 모듈을 구동하고 LED 모듈에 흐르는 전류가 일정한 범위의 값을 갖도록 제어하는 LED 모듈용 전원 공급 장치와 이를 구비하는 LED 조명 장치에 관한 것이다.
상기 LED 모듈용 전원 공급 장치(10)는 교류 전원(30)의 입력 교류 전압(VAC)을 입력 직류 전압(VDC)으로 변환하는 정류기로 구성되는 직류 전원부(11); 상기 입력 직류 전압(VDC)을 제어 장치 전압(VCC)으로 변환하는 전압 분배 회로로 구성되는 제어 전원부(12); 상기 제어 장치 전압(VCC)에 의해 구동되고, 스위치부(14)의 전류를 아날로그 입력(AIN)으로 입력받고, 높은 전압 제어 신호(VH)와 낮은 전압 제어 신호(VL)로 변환 처리하고, 상기 스위치부(14)로 출력하는 제어부(13); 상기 높은 전압 제어 신호(VH)와 낮은 전압 제어 신호(VL)에 의해 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 전환되는 스위치 회로로 구성되는 스위치부(14); 상기 스위치부(14)의 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태에 의해 상기 입력 직류 전압(VDC)을 LED 모듈 전압(VLED)으로 변환하는 직류-직류 전압 변환 장치로 구성되는 LED 전원부(15)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해 실시되는 LED 조명 장치는 상기 LED 모듈용 전원 공급 장치(10) 및 상기 LED 모듈용 전원 공급 장치(10)에 의해 구동되는 LED 모듈(20)을 포함하고, 상기 LED 모듈(20)은 다수의 LED를 직렬 연결하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

ＬＥＤ 모듈용 전원 공급 장치 {Power supplies for LED modules}
본 발명은 LED 모듈용 전원 공급 장치와 이를 구비하는 LED 조명 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 마이크로컨트롤러를 제어 장치로 사용하여 LED 모듈 전원을 제어함으로써 LED 모듈을 구동하고 LED 모듈에 흐르는 전류가 일정한 범위의 값을 갖도록 제어되는 LED 모듈용 전원 공급 장치와 이를 구비하는 LED 조명 장치에 관한 것이다.
LED는 에너지 효율, 수명, 환경 등 여러 측면에서 기존 광원에 비해 우수한 평가를 받고 있다. 조명 분야에서는 이러한 LED를 광원으로 한 조명 장치를 개발하는데 노력을 기울이고 있다. 또한 LED는 기존 광원에서는 구현하기 힘든 천연색을 표현하는 능력이 뛰어나 여러 가지 디스플레이 분야에서도 많은 적용이 이루어지고 있다.
그러나 LED는 반도체 소자가 갖는 단점을 갖고 있는데, 특히 열이 문제 된다. 열은 LED가 발광하면서 LED에 흐르는 전류의 크기가 클수록 많이 발생한다. 열은 LED 소자의 전기적 특성과 광학적 특성을 변화시키는데, 이는 빛을 제어하는 입장에서 매우 곤란한 상황을 야기한다. 따라서 여러 개의 LED 소자로 연결된 LED 모듈에 흐르는 전류가 일정한 범위의 값을 갖도록 제어되는 전원 공급 장치가 필요하다.
종래의 LED 모듈용 전원 공급 장치는 변압기를 사용하여 높은 전류와 낮은 전압을 출력하는 형식이 일반적인데, 이는 직병렬 혼합 형태를 갖는 LED 모듈만을 구동할 수 있다. 만약 직렬로 연결된 한쪽 직렬 LED가 고장이 나면, 여기로 흐르던 전류는 병렬 연결된 다른 쪽 직렬 LED로 흐르게 되어 높은 전류로 인한 예상치 못한 추가 열을 발생시킬 수 있다. 이는 전체 LED 모듈의 신뢰성에 나쁜 영향을 미친다. 따라서 높은 전류와 낮은 전압을 출력하는 형식과 다른 LED 모듈용 전원 공급 장치가 필요하다.
또한 종래의 LED 모듈용 전원 공급 장치를 가지고 천연색을 구현할 경우, 3개(RGB)의 독립된 LED 모듈을 구동할 수 있는 독립된 3개의 정전류 공급이 가능한 전원 공급 장치가 있어야 한다. 이는 종래의 LED 모듈용 전원 공급 장치의 구조에서는 복잡한 변화와 많은 비용을 초래한다. 따라서 독립된 LED 모듈을 구동하는데 필요한 부분을 최소로 할 수 있는 구조를 갖는 LED 모듈용 전원 공급 장치가 필요하다.
본 발명이 해결하려는 과제로 하고 있는 종래 기술의 문제점은 변압기를 사용하여 높은 전류와 낮은 전압을 출력하는 형식으로 직병렬 혼합 형태를 갖는 LED 모듈만을 구동할 수 있다는 점이다. 이를 해결하기 위해 본 발명에서는 변압기를 사용하지 않고 낮은 전류와 높은 전압을 출력하는 형식으로 직렬 형태를 갖는 LED 모듈을 구동하는 LED 모듈용 전원 공급 장치를 만든다. 또한 천연색을 구현할 경우, 3개(RGB)의 독립된 LED 모듈을 구동할 수 있는 독립된 3개의 정전류 공급이 가능한 전원 공급 장치가 필요한데, 종래의 LED 모듈용 전원 공급 장치의 구조는 복잡한 변화와 많은 비용을 초래한다. 이를 해결하기 위해 본 발명에서는 독립된 LED 모듈을 구동하는데 필요한 부분을 최소로 할 수 있는 구조를 갖는 LED 모듈용 전원 공급 장치를 만든다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단은 교류 전원(30)의 입력 교류 전압(VAC)을 LED 모듈 전압(VLED)으로 변환하여 LED 모듈(20)을 구동하는 LED 모듈용 전원 공급 장치(10)를 만드는 것이다.
상기 LED 모듈용 전원 공급 장치(10)는 교류 전원(30)의 입력 교류 전압(VAC)을 입력 직류 전압(VDC)으로 변환하는 정류기로 구성되는 직류 전원부(11); 상기 입력 직류 전압(VDC)을 제어 장치 전압(VCC)으로 변환하는 전압 분배 회로로 구성되는 제어 전원부(12); 상기 제어 장치 전압(VCC)에 의해 구동되고, 스위치부(14)의 전류를 아날로그 입력(AIN)으로 입력받고, 높은 전압 제어 신호(VH)와 낮은 전압 제어 신호(VL)로 변환 처리하고, 상기 스위치부(14)로 출력하는 제어부(13); 상기 높은 전압 제어 신호(VH)와 낮은 전압 제어 신호(VL)에 의해 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 전환되는 스위치 회로로 구성되는 스위치부(14); 상기 스위치부(14)의 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태에 의해 상기 입력 직류 전압(VDC)을 LED 모듈 전압(VLED)으로 변환하는 직류-직류 전압 변환 장치로 구성되는 LED 전원부(15)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 직류 전원부(11)은 브리지 다이오드(B)을 포함하고, 제어 전원부(12)는 제너 저항(RZ), 제너 다이오드(Z) 및 제어 장치 전압 캐패시터(CZ)을 포함하고, 상기 제어부(13)는 아날로그 비교기 또는 아날로그-디지털 변환기를 내장하는 마이크로컨트롤러(U)를 포함하고, 상기 스위치부(14)는 스위칭 트랜지스터(Q), 전류 감지 저항(RE) 및 전류 제한 저항(RB)을 포함하고, 상기 LED 전원부(15)는 인덕터(L), 다이오드(D) 및 캐패시터(C)를 포함하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해 실시되는 LED 조명 장치는 상기 LED 모듈용 전원 공급 장치(10) 및 상기 LED 모듈용 전원 공급 장치에 의해 구동되는 LED 모듈(20)을 포함하고, 상기 LED 모듈은 다수의 LED를 직렬 연결하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 LED 모듈용 전원 공급 장치는 변압기를 사용하지 않고 간단한 구조를 갖으며, 낮은 전류와 높은 전압을 출력하는 형식으로 직렬 형태를 갖는 LED 모듈을 구동하여 LED 모듈의 구조 또한 간단하게 만들 수 있다. 또한 독립된 1개 이상의 LED 모듈을 구동하는데 적합한 구조를 갖으며, 마이크로컨트롤러를 통해 독립된 LED 모듈에 흐르는 전류을 제어할 수 있고, 원격 제어도 가능하다.
제1도는 LED 모듈용 전원 공급 장치(10), LED 모듈(20) 및 LED 조명 장치(10,20)의 개념도.
제2도는 본 발명에 의해 실시되는 LED 모듈용 전원 공급 장치(10), LED 모듈(20) 및 LED 조명 장치(10,20)의 회로도.
본 발명의 하나의 실시 예인 LED 모듈용 전원 공급 장치(10), LED 모듈(20) 및 LED 조명 장치(10,20)의 구조와 기능을 도1 내지 도2를 참조하여 설명한다.
먼저 LED 모듈용 전원 공급 장치(10), LED 모듈(20) 및 LED 조명 장치(10,20)의 개념을 설명한다. 상기 LED 모듈용 전원 공급 장치(10)는 교류 전원(30)의 입력 교류 전압(VAC)을 LED 모듈(20)의 구동 전압인 LED 모듈 전압(VLED)으로 변환하는 장치다. 상기 LED 모듈(20)은 다수의 LED를 직렬 연결한 발광 장치다. 상기 LED 조명 장치(10,20)는 상기 LED 모듈용 전원 공급 장치와 상기 LED 모듈(20)을 결합하여 구성된다.
상기 LED 모듈용 전원 공급 장치(10)는 교류 전원(30)의 입력 교류 전압(VAC)을 입력 직류 전압(VDC)으로 변환하는 정류기로 구성되는 직류 전원부(11); 상기 입력 직류 전압(VDC)을 제어 장치 전압(VCC)으로 변환하는 전압 분배 회로로 구성되는 제어 전원부(12); 상기 제어 장치 전압(VCC)에 의해 구동되고, 스위치부(14)의 전류를 아날로그 입력(AIN)으로 입력받고, 높은 전압 제어 신호(VH)와 낮은 전압 제어 신호(VL)로 변환 처리하고, 상기 스위치부(14)로 출력하는 제어부(13); 상기 높은 전압 제어 신호(VH)와 낮은 전압 제어 신호(VL)에 의해 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 전환되는 스위치 회로로 구성되는 스위치부(14); 상기 스위치부(14)의 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태에 의해 상기 입력 직류 전압(VDC)을 LED 모듈 전압(VLED)으로 변환하는 직류-직류 전압 변환 장치로 구성되는 LED 전원부(15)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이제 본 발명의 하나의 실시 예인 LED 모듈용 전원 공급 장치(10)의 구조와 기능을 상세하게 설명한다.
상기 직류 전원부(11)는 브리지 다이오드(B)로 구성되며, 상기 교류 전원(30)의 입력 교류 전압(VAC)은 상기 브리지 다이오드(B)의 두 입력 단자에 연결되고, 상기 브리지 다이오드(B)의 양극 출력 단자는 입력 직류 전압(VDC) 단자에 해당되고, 상기 브리지 다이오드(B)의 음극 출력 단자는 기준점(GND) 단자에 해당된다. 상기 브리지 다이오드(B)의 정류 작용에 의해 상기 입력 교류 전압(VAC)은 상기 입력 직류 전압(VDC)으로 변환된다. 상기 입력 직류 전압(VDC)은 상기 제어 전원부(12)와 상기 LED 전원부(15)의 구동 전압으로 인가된다.
상기 제어 전원부(12)는 제너 저항(RZ), 제너 다이오드(Z) 및 제어 장치 전압 캐패시터(CZ)로 구성되며, 상기 제너 저항(RZ)의 한 단자는 상기 입력 직류 전압(VDC) 단자에 연결되고, 상기 제너 저항(RZ)의 다른 단자는 상기 제너 다이오드(Z)의 음극 단자와 상기 제어 장치 전압 캐패시터(CZ)의 양극 단자에 연결되고, 상기 제너 다이오드(Z)의 양극 단자와 상기 제어 장치 전압 캐패시터(CZ)의 음극 단자는 상기 기준점(GND) 단자에 연결된다. 상기 입력 직류 전압(VDC)은 상기 제너 저항(RZ)과 상기 제너 다이오드(Z)에 의해 전압 분배가 발생한다. 상기 입력 직류 전압(VDC)이 상기 제너 다이오드(Z)의 제너 전압보다 큰 경우, 상기 제너 다이오드(Z) 양단에 일정한 제너 전압이 나타나고, 상기 제어 장치 전압 캐패시터(CZ)에 상기 제너 전압만큼 충전한다. 이때 충전된 전압은 상기 제어 장치 전압(VCC)에 해당된다. 상기 제어 장치 전압(VCC)은 상기 제어부(13)의 구동 전압으로 인가된다.
상기 제어부(13)는 아날로그 비교기 또는 아날로그-디지털 변환기를 내장하고, 전원(VCC, GND) 단자, 높은 전압 제어 신호(VH) 출력 단자, 낮은 전압 제어 신호(VL) 출력 단자와 아날로그 입력(AIN) 단자를 포함하는 마이크로컨트롤러(U)로 구성되며, 상기 전원 단자(VCC, GND)는 상기 제어 장치 전압(VCC) 단자와 상기 기준점(GND) 단자에 연결되고, 상기 높은 전압 제어 신호(VH) 출력 단자는 상기 스위치부(14)의 전류 제한 저항(RB)에 연결되고, 상기 낮은 전압 제어 신호(VL) 출력 단자는 상기 스위치부(14)의 스위칭 트랜지스터(Q)의 베이스 단자에 연결되고, 상기 아날로그 입력(AIN) 단자는 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 이미터 단자에 연결된다. 상기 마이크로컨트롤러(U)는 상기 스위치부(14)의 전류 감지 저항(RE)의 양단 전압을 상기 아날로그 입력(AIN)으로 입력받고, 상기 스위치부(14)에 흐르는 전류로 계산 처리한 후, 적절한 펄스 파형을 상기 스위치부(14)의 높은 전압 제어 신호(VH)와 낮은 전압 제어 신호(VL)로 출력한다.
상기 스위치부(14)는 스위칭 트랜지스터(Q), 전류 감지 저항(RE) 및 전류 제한 저항(RB)으로 구성되며, 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 콜렉터 단자는 상기 LED 전원부(15)의 다이오드(D)의 양극 단자에 연결되고, 상기 전류 감지 저항(RE)의 한 단자는 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 이미터 단자와 상기 아날로그 입력(AIN) 단자에 연결되고, 상기 전류 감지 저항(RE)의 다른 단자는 상기 기준점(GND) 단자에 연결되고, 상기 전류 제한 저항(RB)의 한 단자는 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 베이스 단자와 상기 낮은 전압 제어 신호(VL) 출력 단자에 연결되고, 상기 전류 제한 저항(RB)의 다른 단자는 상기 높은 전압 제어 신호(VH) 출력 단자에 연결된다. 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태는 상기 높은 전압 제어 신호(VH) 출력 단자와 상기 낮은 전압 제어 신호(VL) 출력 단자의 상태에 따라 결정된다.
본 발명에 있어서 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 온 상태 또는 오프 상태 제어는 낮은 전류 구동 방식과 높은 전류 구동 방식을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다. 상기 낮은 전류 구동 방식은 상기 스위칭 트랜지스터(Q)가 온 상태를 유지하는데 필요한 최소의 베이스 전류를 공급하는 것으로 상기 마이크로컨트롤러(U)의 소비 전력을 줄일 목적으로 사용된다. 이를 위해 본 발명에서는 낮은 전류를 발생시키는 전용 회로를 사용하는 방식으로 구현한다. 상기 전용 회로는 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 베이스 단자와 상기 마이크로컨트롤러(U)의 높은 전압 제어 신호(VH) 출력 단자 사이에 상기 전류 제한 저항(RB)을 연결하여 구성된다. 상기 높은 전류 구동 방식은 상기 스위칭 트랜지스터(Q)가 온 상태에서 오프 상태로 변하는 과도 상태의 시간을 단축시킬 목적으로 사용된다. 이것은 트랜지스터의 스위칭 특성에 관한 것으로 트랜지스터의 스위칭 속도는 베이스 전류에 크게 의존한다. 트랜지스터의 스위칭 속도를 높이기 위해서는 높은 베이스 전류가 요구된다. 이를 위해 본 발명에서는 높은 전류를 발생시키는 전용 회로를 사용하는 방식으로 구현한다. 상기 전용 회로는 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 베이스 단자를 상기 마이크로컨트롤러(U)의 상기 낮은 전압 제어 신호(VL) 출력 단자에 직접 연결하여 구성된다. 실제 회로에 사용되는 마이크로컨트롤러의 출력 특성에 따라 직접 연결하지 않고 저항을 삽입하는 경우, 상기 전류 제한 저항(RB)의 값과 비교하여 매우 작은 값을 갖는 저항을 사용하여야 한다.
상기 LED 전원부(15)는 인덕터(L), 다이오드(D) 및 캐패시터(C)로 구성되며, 상기 인덕터(L)의 한 단자는 상기 입력 직류 전압(VDC) 단자에 연결되고, 상기 인덕터(L)의 다른 단자는 상기 다이오드(D)의 양극 단자와 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 콜렉터 단자에 연결되고, 상기 다이오드(D)의 음극 단자는 상기 캐패시터(C)의 양극 단자에 연결되고, 상기 캐패시터(C)의 음극 단자는 상기 입력 직류 전압(VDC) 단자에 연결된다. 상기 스위칭 트랜지스터(Q)가 온 상태인 경우, 상기 입력 직류 전압(VDC) 단자에서 상기 인덕터(L), 상기 스위칭 트랜지스터(Q), 상기 전류 감지 저항(RE)를 경유하여 상기 기준점(GND) 단자로 이어지는 경로가 형성되어 전류가 흐른다. 상기 전류는 상기 인덕터(L)에 상기 전류의 값에 해당하는 에너지를 저장한다. 상기 스위칭 트랜지스터(Q)가 온 상태에서 오프 상태로 바뀐 경우, 상기 인덕터(L)에 흐르던 전류는 상기 스위칭 트랜지스터(Q)로 흐르지 못하고 상기 인덕터(L)에 형성된 역기전력으로 상기 다이오드(D)로 흐르게 된다. 이 다이오드 전류는 상기 캐패시터(C)를 충전한다. 이때 충전된 전압은 상기 LED 모듈 전압(VLED)에 해당된다. 상기 LED 모듈 전압(VLED)은 상기 LED 모듈(20)의 구동 전압으로 인가된다.
본 발명에 있어서 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 온 상태 또는 오프 상태 제어하기 위한 상기 마이크로컨트롤러(U)의 제어 알고리듬을 설명한다.
먼저, 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 온 상태 제어는 다음 순서에 따른다.
(1) 상기 낮은 전압 제어 신호(VL) 출력 단자를 하이 임피던스(high impedance) 상태로 만든다.
(2) 상기 높은 전압 제어 신호(VH) 출력 단자에 높은 전압을 출력한다.
상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 오프 상태 제어는 다음 순서에 따른다.
(1) 상기 낮은 전압 제어 신호(VL) 출력 단자에 낮은 전압을 출력한다.
(2) 상기 높은 전압 제어 신호(VH) 출력 단자를 하이 임피던스 상태로 만들거나 낮은 전압으로 출력한다.
상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 온 상태 또는 오프 상태의 시간 비율 제어는 다음 순서에 따른다.
(1) 상기 아날로그 입력(AIN) 단자의 전압을 입력 받는다.
(2) 상기 전압을 상기 LED 전원부(15)의 인덕터(L) 전류로 변환한다.
(3) 상기 전류 값이 미리 설정한 값보다 크면, 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 온 상태 시간은 감소시키고 오프 상태 시간은 증가시킨다. 상기 전류 값이 미리 설정한 값보다 작으면, 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 온 상태 시간은 증가시키고 오프 상태 시간은 감소시킨다.
상기 제어 알고리듬 구현은 마이크로컨트롤러의 소프트웨어 부분으로 프로그래밍 기술을 필요로 한다. 또한 상기 마이크로컨트롤러(U)에 통신 모듈이 내장된 경우, 원격 제어를 통해 LED 모듈에 흐르는 전류량을 제어할 수 있다. 또한 상기 스위치부(14)와 상기 LED 전원부(15)를 다수 추가하여 빨강 LED 모듈, 초록 LED 모듈 및 파랑 LED 모듈을 각각 구동하면, 천연색 LED 조명 장치를 구현할 수 있다.
이제 본 발명으로 실시할 수 있는 LED 조명 장치(10,20)의 구조와 기능을 상세하게 설명한다.
상기 LED 조명 장치(10,20)는 상기 LED 모듈용 전원 공급 장치(10) 및 상기 LED 모듈(20)을 포함하고, 상기 LED 모듈(20)은 직렬로 연결하는 다수의 LED를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 LED 조명 장치(10,20)는 상기 LED 모듈용 전원 공급 장치(10)와 상기 LED 모듈(20)로 구성되며, 상기 LED 모듈용 전원 공급 장치(10)의 LED 모듈 전압(VLED)의 양극 출력 단자는 상기 LED 모듈(20)의 직렬 연결된 LED의 양극 단자에 연결되고, 상기 LED 모듈용 전원 공급 장치(10)의 LED 모듈 전압(VLED)의 음극 출력 단자는 상기 LED 모듈(20)의 직렬 연결된 LED의 음극 단자에 연결된다. 상기 LED 모듈(20)에 흐르는 전류는 상기 LED 모듈(20)의 직렬 연결된 LED가 갖는 전류-전압 특성에 따라 상기 LED 모듈 전압(VLED)에 해당하는 값만큼 흐른다. 상기 LED 조명 장치의 밝기 제어는 상기 LED 모듈용 전원 공급 장치(10)의 마이크로컨트롤러(U)의 소프트웨어에 의해 쉽게 구현된다.
10 : LED 모듈용 전원 공급 장치
11 : 직류 전원부
12 : 제어 전원부
13 : 제어부
14 : 스위치부
15 : LED 전원부
20 : LED 모듈
30 : 교류 전원
VAC : 입력 교류 전압
VDC : 입력 직류 전압
VCC : 제어 장치 전압
VLED : LED 모듈 전압
VH : 높은 전압 제어 신호
VL : 낮은 전압 제어 신호
GND : 기준점

Claims (3)

  1. 교류 전원(30)의 입력 교류 전압(VAC)을 입력 직류 전압(VDC)으로 변환하는 정류기로 구성되는 직류 전원부(11);
    상기 입력 직류 전압(VDC)을 제어 장치 전압(VCC)으로 변환하는 전압 분배 회로로 구성되는 제어 전원부(12);
    상기 제어 장치 전압(VCC)에 의해 구동되고, 스위치부(14)의 전류를 아날로그 입력(AIN)으로 입력받고, 높은 전압 제어 신호(VH)와 낮은 전압 제어 신호(VL)로 변환 처리하고, 상기 스위치부(14)로 출력하는 제어부(13);
    상기 높은 전압 제어 신호(VH)와 낮은 전압 제어 신호(VL)에 의해 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 전환되는 스위치 회로로 구성되는 스위치부(14); 및
    상기 스위치부(14)의 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태에 의해 상기 입력 직류 전압(VDC)을 LED 모듈 전압(VLED)으로 변환하는 직류-직류 전압 변환 장치로 구성되는 LED 전원부(15)을 포함하고,
    상기 직류 전원부(11)는 브리지 다이오드(B)를 포함하고,
    상기 브리지 다이오드(B)의 두 입력 단자는 상기 입력 교류 전압(VAC)에 연결되고, 상기 브리지 다이오드(B)의 양극 출력 단자는 상기 입력 직류 전압(VDC) 단자에 연결되고, 상기 브리지 다이오드(B)의 음극 출력 단자는 기준점(GND) 단자에 연결되도록 구성하고,
    상기 제어 전원부(12)는 제너 저항(RZ), 제너 다이오드(Z) 및 제어 장치 전압 캐패시터(CZ)를 포함하고, 상기 제너 저항(RZ)의 한 단자는 상기 입력 직류 전압(VDC) 단자에 연결되고, 상기 제너 저항(RZ)의 다른 단자는 상기 제너 다이오드(Z)의 음극 단자와 상기 제어 장치 전압 캐패시터(CZ)의 양극 단자에 연결되고, 상기 제너 다이오드(Z)의 양극 단자와 상기 제어 장치 전압 캐패시터(CZ)의 음극 단자는 상기 기준점(GND) 단자에 연결되도록 구성하고,
    상기 제어부(13)는 아날로그 비교기 또는 아날로그-디지털 변환기를 내장하고, 전원(VCC, GND) 단자, 높은 전압 제어 신호(VH) 출력 단자, 낮은 전압 제어 신호(VL) 출력 단자와 아날로그 입력(AIN) 단자를 포함하는 마이크로컨트롤러(U)를 포함하고,
    상기 전원 단자(VCC, GND)는 상기 제어 장치 전압(VCC) 단자와 상기 기준점(GND) 단자에 연결되고, 상기 높은 전압 제어 신호(VH) 출력 단자는 상기 스위치부(14)의 전류 제한 저항(RB)에 연결되고, 상기 낮은 전압 제어 신호(VL) 출력 단자는 상기 스위치부(14)의 스위칭 트랜지스터(Q)의 베이스 단자에 연결되고, 상기 아날로그 입력(AIN) 단자는 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 이미터 단자에 연결되도록 구성하고,
    상기 스위치부(14)는 스위칭 트랜지스터(Q), 전류 감지 저항(RE) 및 전류 제한 저항(RB)을 포함하고,
    상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 콜렉터 단자는 상기 LED 전원부(15)의 다이오드(D)의 양극 단자에 연결되고, 상기 전류 감지 저항(RE)의 한 단자는 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 이미터 단자와 상기 아날로그 입력(AIN) 단자에 연결되고, 상기 전류 감지 저항(RE)의 다른 단자는 기준점(GND) 단자에 연결되고, 상기 전류 제한 저항(RB)의 한 단자는 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 베이스 단자와 상기 낮은 전압 제어 신호(VL) 출력 단자에 연결되고, 상기 전류 제한 저항(RB)의 다른 단자는 상기 높은 전압 제어 신호(VH) 출력 단자에 연결되도록 구성하고,
    상기 LED 전원부(15)는 인덕터(L), 다이오드(D) 및 캐패시터(C)를 포함하고,
    상기 인덕터(L)의 한 단자는 상기 입력 직류 전압(VDC) 단자에 연결되고, 상기 인덕터(L)의 다른 단자는 상기 다이오드(D)의 양극 단자와 상기 스위칭 트랜지스터(Q)의 콜렉터 단자에 연결되고, 상기 다이오드(D)의 음극 단자는 상기 캐패시터(C)의 양극 단자에 연결되고, 상기 캐패시터(C)의 음극 단자는 상기 입력 직류 전압(VDC) 단자에 연결되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 LED 모듈용 전원 공급 장치(10).
  2. 청구항 1에 있어서,
    직류 전원부(11)에 입력 직류 전압(VDC)을 일정하게 유지하기 위한 필터 캐패시터를 포함하고,
    상기 필터 캐패시터의 양극 단자는 상기 직류 전원부(11)의 브리지 다이오드(B)의 양극 출력 단자에 연결되고, 상기 필터 캐패시터의 음극 단자는 상기 브리지 다이오드(B)의 음극 출력 단자에 연결되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 LED 모듈용 전원 공급 장치.
  3. 청구항 1 내지 청구항 2 중의 어느 한 항의 LED 모듈용 전원 공급 장치; 및
    상기 LED 모듈용 전원 공급 장치에 의해 구동되는 LED 모듈(20)을 포함하고,
    상기 LED 모듈(20)은 다수의 LED를 직렬로 연결되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
KR1020120154517A 2012-12-27 2012-12-27 Ｌｅｄ 모듈용 전원 공급 장치 KR20140084732A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120154517A KR20140084732A (ko) 2012-12-27 2012-12-27 Ｌｅｄ 모듈용 전원 공급 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120154517A KR20140084732A (ko) 2012-12-27 2012-12-27 Ｌｅｄ 모듈용 전원 공급 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140084732A true KR20140084732A (ko) 2014-07-07

Family

ID=51734569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120154517A KR20140084732A (ko) 2012-12-27 2012-12-27 Ｌｅｄ 모듈용 전원 공급 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140084732A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101636645B1 (ko) * 2015-01-23 2016-07-07 임행삼 프로그램할 수 있는 교류 전원 터치 스위치
KR20160100562A (ko) 2015-02-16 2016-08-24 주식회사 솔루엠 아날로그 디밍 조절 장치
KR102401318B1 (ko) * 2021-11-25 2022-05-25 (주)화신코리아 스마트 스위치용 전원 공급 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101636645B1 (ko) * 2015-01-23 2016-07-07 임행삼 프로그램할 수 있는 교류 전원 터치 스위치
KR20160100562A (ko) 2015-02-16 2016-08-24 주식회사 솔루엠 아날로그 디밍 조절 장치
KR102401318B1 (ko) * 2021-11-25 2022-05-25 (주)화신코리아 스마트 스위치용 전원 공급 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI404452B (zh) 發光二極體之電流供電電路以及電流控制電路
US9560704B2 (en) LED driving device and LED lighting apparatus
CN201682668U (zh) 具有调光功能的发光二极管灯具电源供应器
KR102077129B1 (ko) 발광 다이오드의 구동 시스템 및 방법
JP2019068614A (ja) 電源システム、点灯装置、及び照明システム
CN104272878A (zh) 具有隔离的控制电路的发光二极管驱动器
JP2017079061A (ja) 電圧制御装置
CN101621877A (zh) 发光二极管的电流供电电路以及电流控制电路
CN105848332A (zh) 发光二极管照明装置的控制电路
CN107567144B (zh) 调色控制器、调色控制芯片及调光调色led驱动控制电路
TW201436634A (zh) 驅動數種顏色的發光二極體串之裝置
JP6373947B2 (ja) 調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置及びシステム
KR20140137214A (ko) 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로 및 전압 생성 방법
KR20140084732A (ko) Ｌｅｄ 모듈용 전원 공급 장치
KR101518554B1 (ko) 다수의 ｌｅｄ 모듈을 구동하는 전원 공급 장치와 이를 구비하는 led 조명 장치
JP2017010919A (ja) 低フリッカーの発光ダイオード照明機器
CN112261754A (zh) 灯光控制系统
CN217904696U (zh) 用于照明组件的调光电路以及照明组件
CN103052237A (zh) 一种脉宽调制调光的led系统
US9699843B2 (en) Power supply device for LED light
CN209845369U (zh) 一种开关多段变色led调光电路
CN202005039U (zh) 发光二极管装置
CN213662004U (zh) 灯光控制系统
KR101473912B1 (ko) 단일 ｌｅｄ 드라이버를 사용하는 고출력 ｌｅｄ 조명기기
JP2013026177A (ja) Ｌｅｄ点灯装置及びそれを用いた照明器具

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application