KR20140111422A - Lighting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광 다이오드 등으로 구성되는 램프에 대하여 안정적인 디밍 제어를 구현한 조명 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근의 조명 장치는 백열등이나 형광등 대신 수명이 상대적으로 길고 소비 전력이 적으며 고휘도를 갖도록 구현될 수 있는 발광 다이오드(LED, 이하 "LED"라 함)를 조명등으로 대체하는 추세이다.In recent years, a lighting apparatus has been replaced by a light emitting diode (hereinafter referred to as "LED") which can be realized to have a relatively long lifetime, low power consumption, and high brightness, instead of an incandescent lamp or a fluorescent lamp.
상기한 조명 장치의 일예로 실내등이나 방범등 또는 가로등 등이 예시될 수 있으며, LED 조명등을 채용한 조명 장치는 상기한 실내등이나 방범등 또는 가로등 등으로도 개발되어 상용화되고 있다.As an example of the above-mentioned lighting device, an indoor lamp, a crime prevention lamp, a street lamp, or the like can be exemplified, and the lighting device employing the LED illumination lamp is also developed and commercialized as the above-mentioned interior lamp, crime prevention lamp or street lamp.
종래의 LED 조명 장치는 상용 교류 전원을 SMPS(SWITCHING MODE POWER SUPPLY : 이하, "SMPS"라 함) 모듈을 이용하여 구현되는 것이 일반적이다. Conventional LED lighting devices are generally implemented by using a commercial AC power supply using a SMPS (Switching Mode Power Supply: hereinafter referred to as "SMPS") module.
상기와 같이 구성된 종래의 LED 조명 장치의 일예가 한국 등록특허 제10-1164631호에 개시된 바 있으며, 이는 상용 교류 전원이 SMPS 모듈과 구동 회로를 거쳐서 LED로 전원을 공급하는 구성을 갖는다.An example of a conventional LED lighting apparatus configured as described above is disclosed in Korean Patent No. 10-1164631, which has a configuration in which a commercial AC power source supplies power to an LED via an SMPS module and a driving circuit.
종래의 LED 조명 장치는 디밍(DIMMING) 제어나 스위칭 제어를 위하여 조도나 인체를 센싱하는 센서를 포함하는 센서 보드가 추가적으로 구성될 수 있다. 이 경우, LED 조명 장치는 전원을 SMPS 모듈을 통하여 센서 보드로 공급되도록 구성된다.A conventional LED lighting apparatus may further include a sensor board including a sensor for illuminating or sensing a human body for dimming control or switching control. In this case, the LED lighting device is configured to supply power to the sensor board through the SMPS module.
그러나, 상기한 종래의 LED 조명 장치는 LED 조명등으로 전원을 공급하기 위한 SMPS 모듈과 전류 구동 방식으로 LED를 구동하기 위한 구동 회로를 각각 구성함에 따라서 복잡한 구성을 갖는 단점이 있다.However, the above-described conventional LED lighting apparatus has a disadvantage in that it has a complicated structure due to the constitution of the SMPS module for supplying power to the LED lighting lamp and the driving circuit for driving the LED by the current driving method.
또한, 종래의 LED 조명 장치에서, SMPS 모듈이 대략 90%의 전력 효율을 갖도록 설계되고, 구동 회로도 대략 90%의 전력 효율을 갖도록 설계된다. 결국 종래의 LED 조명 장치의 전체 전력 효율은 대략 81% 수준으로 설계된다. 이와 같이 종래의 LED 조명 장치는 복잡한 구성에 의하여 전체 전력 효율이 저하되는 문제점을 갖는다.Further, in the conventional LED lighting apparatus, the SMPS module is designed to have a power efficiency of about 90%, and the driving circuit is designed to have a power efficiency of about 90%. As a result, the overall power efficiency of conventional LED lighting devices is designed to be approximately 81%. Thus, the conventional LED lighting apparatus has a problem that the overall power efficiency is lowered due to the complicated configuration.
그리고, LED 조명 장치에는 센서 보드 등의 주변 회로 모듈이 부가적으로 구성될 수 있다. 이 경우에도, 대부분의 전력은 LED를 구동하는 구동 회로에서 소비된다. Further, a peripheral circuit module such as a sensor board may be additionally formed in the LED lighting device. Even in this case, most of the electric power is consumed in the driving circuit for driving the LED.
그러므로, 종래의 LED 조명 장치는 전력 효율이 저하되는 문제점을 가짐에 따라서 부가적으로 구성되는 주변 회로 모듈들에 대해서도 전력 효율이 저하되는 문제점을 갖는다.Therefore, the conventional LED lighting apparatus has a problem that the power efficiency is lowered, and the power efficiency is also lowered for the peripheral circuit modules that are additionally constructed.
또한, 종래의 LED 조명 장치는 디밍 제어를 정전류 제어 방식으로 구현할 수 있다.In addition, the conventional LED lighting apparatus can realize dimming control in a constant current control system.
이 경우, 디밍 제어 프로세서(Dimming Control Processor)가 디밍 제어를 위하여 구성될 수 있다. 디밍 제어 프로세서는 정전류 제어를 위하여 일정 수준 이상의 동작 전압을 필요로 한다.In this case, a dimming control processor may be configured for dimming control. The dimming control processor requires more than a certain level of operating voltage for constant current control.
상기한 동작 전압은 램프로 구성되는 LED 조명등으로 인가되는 출력 전압인 구동 전압을 이용하여 제공될 수 있다. The operating voltage may be provided using a driving voltage, which is an output voltage applied to an LED lamp configured by a lamp.
그러나, 디밍 오프 상태와 같이 광 출력이 아주 낮게 제어되는 경우, 광 출력을 위하여 램프로 제공되는 구동 전압은 디밍 제어 프로세서에서 요구하는 동작 전압을 생성하는데 필요한 레벨을 유지하기 어렵다.However, when the light output is controlled to be very low, such as the dimming off state, the driving voltage provided to the lamp for light output is difficult to maintain the level required to generate the operating voltage required by the dimming control processor.
상술한 바와 같이 구동 전압이 디밍 제어 프로세서에서 요구하는 동작 전압을 생성하는데 필요한 레벨 이하로 떨어지는 경우, 종래의 조명 장치는 안정적인 디밍 제어를 수행하기 어렵다.As described above, when the driving voltage falls below the level required to generate the operating voltage required by the dimming control processor, the conventional lighting device is difficult to perform stable dimming control.
본 발명은 발광 다이오드 등으로 구성되는 램프를 구동하기 위하여 높은 전력 효율을 유지하면서 전원을 공급할 수 있는 조명 장치를 제공함을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a lighting device capable of supplying power while maintaining high power efficiency for driving a lamp composed of a light emitting diode or the like.
또한, 본 발명은 램프 뿐만 아니라 디밍 제어 등을 목적으로 구성되는 주변 회로 모듈에 공통으로 전원을 공급함으로써 구조가 간단하면서 높은 전력 효율을 갖는 조명 장치를 제공함을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a lighting device having a simple structure and high power efficiency by supplying power to not only a lamp but also a peripheral circuit module configured for dimming control or the like in common.
또한, 본 발명은 램프를 구동하는 구동 전압을 이용하여 디밍 제어 회로의 동작 전압을 제공하고, 디밍 제어를 위하여 구동 전압의 레벨이 낮아지더라도 구동 전압이 동작 전압으로 이용될 수 있는 레벨을 유지할 수 있는 조명 장치를 제공함을 또다른 목적으로 한다. Further, the present invention provides an operation voltage of a dimming control circuit using a driving voltage for driving a lamp, and can maintain a level at which a driving voltage can be used as an operating voltage even if a driving voltage level is lowered for dimming control And a lighting device provided with the lighting device.
본 발명에 따른 조명 장치는, 트랜스포머를 이용하여 정류 전압을 구동 전압으로 전력 변환하는 전력 변환 회로; 상기 구동 전압을 제공받는 램프; 외부의 제어 신호에 대응한 디밍 제어 신호를 제공하며 상기 구동 전압을 이용하여 동작하는 디밍 제어 회로; 및 상기 전력 변환을 모니터링한 결과와 상기 디밍 제어 신호에 대응하여 상기 전력 변환을 제어하는 구동 제어 회로;를 포함하며, 상기 구동 전압을 센싱하며 상기 구동 전압을 미리 정해진 전압 이상으로 유지함을 특징으로 한다.A lighting device according to the present invention includes: a power conversion circuit for converting a rectified voltage into a driving voltage by using a transformer; A lamp provided with the driving voltage; A dimming control circuit for providing a dimming control signal corresponding to an external control signal and operating using the driving voltage; And a driving control circuit for controlling the power conversion in accordance with the result of monitoring the power conversion and the dimming control signal, wherein the driving voltage is sensed and the driving voltage is maintained at a predetermined voltage or higher .
본 발명에 의하면 조명 장치가 높은 전력 효율을 가질 수 있으며, 간단한 구조로도 램프 뿐만 아니라 센서 보드나 통신 모듈 같은 주변 회로 모듈에도 높은 전력 효율을 유지하면서 전원을 공급할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the lighting apparatus can have a high power efficiency, and power can be supplied to peripheral circuit modules such as a sensor board and a communication module while maintaining high power efficiency, even with a simple structure.
또한, 본 발명은 램프를 구동하는 구동 전압을 이용하여 디밍 제어 회로의 동작 전압을 제공할 수 있으며, 디밍 오프 등과 같이 구동 전압의 레벨이 낮아지더라도 구동 전압의 레벨이 동작 전압을 제공할 수 있는 일정 수준 이상을 유지하도록 제어되므로 안정적인 디밍 제어가 가능해지는 효과가 있다.Further, the present invention can provide the operating voltage of the dimming control circuit using the driving voltage for driving the lamp, and even if the level of the driving voltage such as dimming off is low, the level of the driving voltage can provide the operating voltage The control is performed so as to maintain a predetermined level or more, so that stable dimming control is enabled.
도 1은 본 발명에 따른 조명 장치의 바람직한 실시예를 나타내는 회로도.
도 2는 트랜스포머의 1차측 코일 및 2차측 코일 전류 파형도.
도 3은 도 1의 실시예가 전류 제어를 수행하는 방법을 설명하는 타이밍도.
도 4는 도 1의 실시예가 제어 신호에 의하여 디밍 제어를 수행하는 방법을 설명하는 타이밍도.
도 5는 디밍 제어에 의한 출력 전류 대 출력 전압의 파형도.
도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타내는 회로도.1 is a circuit diagram showing a preferred embodiment of a lighting apparatus according to the present invention;
Fig. 2 is a waveform diagram of a primary side coil and a secondary side coil of a transformer; Fig.
3 is a timing diagram illustrating a method of performing current control in the embodiment of FIG.
4 is a timing diagram illustrating a method for the embodiment of FIG. 1 to perform dimming control by a control signal;
5 is a waveform diagram of output current versus output voltage by dimming control;
6 is a circuit diagram showing another embodiment according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of description and should not be interpreted as limiting the scope of the present invention.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.The embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention and thus various equivalents and modifications Can be.
본 발명에 따른 실시예는 전류 레귤레이팅 방식으로 램프(100)에 공급되는 전원을 구동함에 따라서 전력 효율이 개선된 구조를 갖는다.The embodiment according to the present invention has a structure in which power efficiency is improved by driving a power source supplied to the
그리고, 본 발명에 따른 실시예는 전류 제어를 수행하여 램프(100)가 일정한 밝기를 유지할 수 있는 개선된 구조를 갖는다. 상기 전류 제어는 정전류 제어임이 바람직하다.In addition, the embodiment of the present invention has an improved structure in which the
또한, 본 발명에 따른 실시예는 램프(100)의 밝기를 제어하기 위한 디밍 제어 가능한 구조를 갖는다.In addition, the embodiment according to the present invention has a dimming controllable structure for controlling the brightness of the
또한, 본 발명에 따른 실시예는 램프(100)로 공급되는 전원을 주변 회로 모듈에 공통으로 공급할 수 있으며, 전원으로 공급되는 구동 전압의 레벨이 주변 회로 모듈의 동작 전압을 제공할 수 있는 일정 수준 이상을 유지하도록 제어되는 구조를 갖는다. In addition, the embodiment according to the present invention can supply the power supplied to the
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예는 전원부(10), 트랜스포머(T)를 포함하는 전력 변환 회로(20), 구동 제어 회로(30), 디밍 제어 회로(50) 및 구동 전압 유지 회로(60)를 포함한다.1, an embodiment according to the present invention includes a
전원부(10)는 AC 전원을 전파 정류하여 정류 전압으로 출력하는 구성을 갖는다. 즉, 전원부(10)는 전원(12) 및 정류회로(14)가 병렬로 연결된 구조를 갖는다.The
전원(12)은 AC 전원으로서 상용 전원이 이용됨이 바람직하다.The
정류회로(14)는 전원(12)에서 공급되는 정현파 파형의 AC 전원을 전파 정류하여 리플 성분을 갖는 정류 전압으로 출력하는 구성을 갖는다. The rectifying
상기한 전원부(10)에서 출력되는 정류 전압은 트랜스포머(T)를 이용하여 정류 전압을 구동 전압(V)으로 전력 변환하는 전력 변환 회로(20)에 제공된다.The rectified voltage output from the
전력 변환 회로(20)는 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)에 공급되는 정류 전압에 대응한 전력 변환을 수행하여 2차측 코일(L2)에 구성된 다이오드(D1) 및 캐패시터(C1)를 통하여 구동 전압(V)을 출력하는 구성을 갖는다.The
트랜스포머(T)는 1차측 코일(L1)과 2차측 코일(L2) 및 보조 코일(L3)을 갖도록 구성되며, 1차측 코일(L1)과 2차측 코일(L2)의 권선 비는 N:1로 설정될 수 있다. 여기에서, N은 임의의 상수로 설정될 수 있다.The transformer T is configured to have a primary side coil L1, a secondary side coil L2 and an auxiliary coil L3 and a winding ratio of the primary side coil L1 and the secondary side coil L2 is N: 1 Can be set. Here, N can be set to any constant.
보조 코일(L3)은 2차측 코일(L2)에 유도되는 전류를 센싱하기 위하여 구성된 것이며 제작자의 의도에 따라 다양하게 권선 비가 적용될 수 있다. 대체로 보조 코일(L3)은 구동 제어 회로(30)의 내부 전압(Vcc)을 제공할 수 있는 수준으로 전류를 유도하기 위한 권선 비가 적용됨이 바람직하다.The auxiliary coil L3 is configured to sense a current induced in the secondary coil L2, and various winding ratios can be applied according to the manufacturer's intention. It is preferable that the auxiliary coil L3 is applied with a winding ratio to induce the current to a level that can provide the internal voltage Vcc of the
상기한 구성에 의하여 트랜스포머(T)는 정류 전압이 인가되는 1차측 코일(L1)의 전류 흐름에 의하여 2차측 코일(L2)로 유도 전류를 출력하고, 2차측 코일(L2)의 유도 전류가 다이오드(D1) 및 캐패시터(C2)에 의하여 정류 및 평활되어서 구동 전압(V)으로 변환되어서 출력된다.The transformer T outputs the induced current to the secondary coil L2 by the current flow of the primary coil L1 to which the rectified voltage is applied and the induced current of the secondary coil L2 is output to the diode Is rectified and smoothed by the capacitor (D1) and the capacitor (C2) and converted into a driving voltage (V) and output.
또한, 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)의 전류 흐름에 의하여 보조 코일(L3)에도 전류가 유도된다.Further, current is also induced in the auxiliary coil L3 by the current flow of the primary coil L1 of the transformer T.
상기한 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)에는 후술되는 구동 제어 회로(30)에 의하여정류 전압이 구동된다.The rectified voltage is driven by the
상기한 트랜스포머(T)를 포함하는 전력 변환 회로(20)에서 출력되는 구동 전압(V)은 램프(100) 및 디밍 제어 회로(50)에 공통으로 전원으로 공급된다.The driving voltage V output from the
램프(100)에 제공되는 구동 전압(V)과 디밍 제어 회로(50)의 동작에 필요한 동작 전압의 레벨은 서로 상이하다. 일반적으로 램프(100)의 구동 전압(V)은 디밍 제어 회로(50)의 동작에 필요한 동작 전압보다 높다. The driving voltage V provided to the
그러므로, 전력 변환 회로(20)의 출력 즉 구동 전압(V)은 디밍 제어 회로(50)의 디밍 제어 프로세서(52)의 내부에서 전압 레귤레이팅되어 구동 전압(V)보다 낮은 레벨의 동작 전압으로 변환된 후 이용될 수 있다. 제작자의 의도에 따라서 전압 레귤레이팅은 상기와 같이 디밍 제어 프로세서(52) 내부에서 이루어지거나 또는 별도의 전압 레귤레이터에 의하여 이루어지도록 구성될 수 있다.Therefore, the output of the
본 발명에 따른 실시예는 도 1을 참조하여 디밍 제어 프로세서(52) 내부에서 전압 레귤레이팅이 수행되는 것으로 설명하며, 별도의 전압 레귤레이터(54)에 의하여 전압 레귤레이팅이 이루어지는 실시예는 도 6을 참조하여 후술한다.The embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 1, in which voltage regulation is performed in the
한편, 램프(100)는 전력 변환 회로(20)의 출력 즉 구동 전압(V)을 제공받아서 발광을 수행한다.Meanwhile, the
본 발명에 따른 실시예로 구성되는 램프(100)는 하나 또는 둘 이상의 발광 다이오드를 포함하여 구성된 것을 예시하며 보다 바람직하게는 복수의 발광 다이오드가 어레이를 이루도록 구성될 수 있다. 또한, 램프(100)는 발광 다이오드 이외의 형광등과 같은 전기적 물리량의 인가에 의해 발광을 하는 다양한 광원으로 구현될 수 있다.The
상기한 램프(100)는 실내등, 방범등 또는 가로등으로 구성될 수 있으며, 횡단보도에 설치되어서 횡단 보도를 조명하는 보조 조명등 등으로 구성될 수 있다.The
본 발명에 따른 실시예로 구성되는 디밍 제어 회로(50)는 전원을 공급받는 주변 회로 모듈에 포함될 수 있다. 디밍 제어 회로(50)와 램프(100)는 전원을 공통으로 공급받도록 구성된다.The dimming
주변 회로 모듈은 램프(100)의 디밍이나 온오프를 제어하기 위하여 구성 가능한 통신 모듈 등과 같이 전원 공급을 필요로 하는 다양한 장치를 포함할 수 있다. The peripheral circuit module may include various devices that require power supply, such as a configurable communication module to control dimming or on / off of the
디밍 제어 회로(50)는 외부의 제어 신호에 대응한 디밍 제어 신호를 제공하며 구동 전압(V)을 이용하여 동작하도록 구성된다.The dimming
그리고, 디밍 제어 회로(50)는 제어 신호에 대응한 전류 제어를 수행함으로써 디밍 제어 신호를 생성하여 출력하도록 구성된다. The dimming
디밍 제어 회로(50)는 가시광센서(CDS)나 적외선센서(PIR)의 출력 또는 디밍 온오프를 제어하기 위한 온오프 신호 등을 외부의 제어 신호(Din)로 입력받을 수 있다. 가시광센서(CDS)는 주변의 밝기(조도)를 센싱하는 센서이고, 적외선센서(PIR)는 인체의 동작을 감지하는 센서이다. The dimming
상기한 제어 신호(Din)는 디밍 제어 회로(50)에 포함된 디밍 제어 프로세서(52)에 입력된다. The control signal Din is input to the
제어 신호(Din)는 펄스 신호 또는 직류 전압으로 제공될 수 있으며, 디밍 제어 회로(50)는 외부의 펄스 신호 또는 직류 전압으로 제공되는 제어 신호(Din)를 펄스로 변환하여 디밍 아웃 신호(Do)로 출력하는 디밍 제어 프로세서(52)를 포함할 수 있다.The control signal Din may be provided as a pulse signal or a DC voltage. The dimming
여기에서, 디밍 제어 프로세서(52)는 디밍 아웃 신호(Do)의 펄스 폭을 가변하여 디밍 제어를 수행할 수 있다. 일예로, 디밍 아웃 신호(Do)는 10% 미만의 듀티 비를 갖도록 출력되는 경우 램프(100)를 턴오프하기 위한 것으로 정의될 수 있다.Here, the dimming
디밍 제어 프로세서(52)는 구동 전압(V)의 레벨이 변환된 동작 전압을 이용하여 동작한다.The dimming
그리고, 디밍 제어 프로세서(52)는 펄스 신호 또는 직류 전압으로 입력되는 제어 신호(Din)에 대응하는 디밍 아웃 신호(Do)를 출력하며, 디밍 아웃 신호(Do)는 상술한 바와 같이 펄스 형태로 출력될 수 있다. The dimming
디밍 제어 회로(50)는 상기한 디밍 제어 프로세서(52) 및 전달 회로를 포함하여 구성될 수 있다.The dimming
전달 회로는 디밍 제어 프로세서(52)에서 출력되는 디밍 아웃 신호(Do)를 반전시키는 인버터(IV), 인버터(IV)의 출력에 의하여 스위칭되는 트랜지스터(Q2), 트랜지스터(Q2)와 직렬연결된 발광 다이오드(PD1), 발광 다이오드(PD1)에 연결된 저항(RD1), 발광 다이오드(PD1)의 광을 수신하여 스위칭되는 수광 트랜지스터(PT1) 및 수광 트랜지스터(PT1)의 에미터에 연결된 저항(R1)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서, 저항(RD1)은 일단에 구동 전압(V)이 인가되며, 트랜지스터(Q2)는 드레인이 접지된 구성을 가질 수 있다. 그리고, 발광 다이오드(PD1)와 수광 트랜지스터(PT1)는 포토 커플러를 구성한다. The transfer circuit includes an inverter IV for inverting the dimming out signal Do output from the dimming
상기와 같이 구성되는 전달 회로는 디밍 아웃 신호(Do)에 따르는 디밍 제어 신호를 구동 제어 회로(30)에 제공하는 동작을 수행한다.The transfer circuit configured as described above performs the operation of providing the driving
즉, 인버터(INV)는 디밍 아웃 신호(Do)를 반전하여 트랜지스터(Q2)의 게이트로 인가하고, 트랜지스터(Q2)는 디밍 아웃 신호(Do)에 의하여 스위칭이 제어되며, 발광 다이오드(PD1)는 트랜지스터(Q2)의 턴온 및 턴오프에 동기하여 발광 및 소광을 수행하고, 수광 트랜지스터(PT1)는 발광 다이오드(PD1)의 발광시 턴온을 수행한다.That is, the inverter INV inverts the dimming-out signal Do to the gate of the transistor Q2, the transistor Q2 is controlled to be switched by the dimming-out signal Do, and the light-emitting diode PD1 Light emission and extinction are performed in synchronization with the turn-on and turn-off of the transistor Q2, and the light-receiving transistor PT1 performs turn-on at the time of light emission of the light-emitting diode PD1.
즉, 수광 트랜지스터(PT1)가 턴온 및 턴오프되는 상태에 따라서 펄스 신호가 생성되며, 펄스 신호는 상기한 디밍 제어 신호로서 구동 제어 회로(30)에 제공된다.That is, a pulse signal is generated in accordance with a state in which the light-receiving transistor PT1 is turned on and off, and the pulse signal is supplied to the
한편, 구동 제어 회로(30)는 전력 변환 회로(20)의 전력 변환을 모니터링한 결과와 디밍 제어 회로(50)의 디밍 제어 신호에 대응하여 전력 변환 회로(20)의 전력 변환을 제어한다.On the other hand, the
보다 상세하게는, 구동 제어 회로(30)는 전력 변환 회로(20)에 대한 전류 레귤레이팅을 수행하는 구성을 갖는다.More specifically, the
이를 위하여 구동 제어 회로(30)는 전압 레귤레이터(32), 전류 모니터(34), 비교부(COM1), 램프 신호 발생기(36), 비교부(COM2), 펄스 제어기(38), 평활 회로(40) 및 구동 회로를 포함할 수 있다. 여기에서, 구동 회로는 스위칭 소자(Q1) 및 버퍼(BF)를 포함하여 구성될 수 있으며, 버퍼(BF)는 펄스 제어기(38)의 출력을 스위칭 소자(Q1)의 게이트에 전달하도록 구성될 수 있다.To this end, the
전압 레귤레이터(32)는 트랜스포머(T)의 2차측 코일(L2)의 전류를 센싱한 센싱 전류를 이용하여 내부 전압(Vcc)을 생성하며, 내부 전압(Vcc)을 램프 신호 발생기(36), 펄스 제어기(38), 디밍 제어 회로(50) 및 구동 전압 유지 회로(60) 중 적어도 하나 이상에 공급하도록 구성될 수 있다.The
그리고, 전압 레귤레이터(32)는 트랜스포머(T)의 2차측 코일(L2)의 전류를 센싱한 센싱 전류를 보조 코일(L3)에서 제공받도록 구성될 수 있다. 즉, 보조 코일(L3)의 전류가 다이오드(D2)를 통하여 전압 레귤레이터(32)로 제공되며, 전압 레귤레이터(32)는 다이오드(D2)를 통하여 유입되는 전류를 이용하여서 정전압을 갖는 내부 전압(Vcc)을 생성하여 출력한다.The
전류 모니터(34)는 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)의 전류와 2차측 코일(L2)의 전류를 센싱한다.The
전류 모니터(34)는 2차측 코일(L2)의 전류를 보조 코일(L3)에서 유입되는 전류를 이용하여 센싱하고, 2차측 코일(L2)로 유도되는 전류의 제로 커런트 포인트(Z)를 검출하여 제로 커런트 포인트(Z)에 동기되는 셋 신호(S)를 출력하도록 구성된다.The
또한, 전류 모니터(34)는 1차측 코일(L1)의 전류를 센싱한 결과에 대응한 모니터링 전압을 출력한다. 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)의 전류는 스위칭 소자(Q1)에 연결된 저항(R1)으로부터 제공받도록 구성될 수 있다.Further, the
전류 모니터(34)는 모니터링 전압을 비교부(COM1)의 네가티브단(-)으로 인가하도록 구성된다. 모니터링 전압은 저항(R1)에 흐르는 전류에 대응하는 직류 전압으로 출력될 수 있다.The
비교부(COM1)는 네가티브단(-)에 모니터링 전압이 인가되고 포지티브단(+)에 정전류 제어를 위한 기준전압(REF_Cc)이 인가되며 비교 신호(COMP)를 비교부(COM2)의 네가티브단(-)에 인가하도록 구성된다.The comparator COM1 receives the reference voltage REF_Cc for the constant current control at the negative terminal of the comparator COM2 and the negative terminal of the comparator COM2, -).
램프 신호 발생기(36)는 램프 신호(RP)를 출력하며, 램프 신호(RP)는 톱니파 펄스 또는 삼각파 펄스로 제공될 수 있다.The
평활 회로(40)는 디밍 제어 회로(50)에서 제공되는 펄스 파형의 디밍 제어 신호를 평활하여 비교부(COM2)의 네가티브단(-)에 인가하도록 구성된다. 평활 회로(40)에 의하여 펄스 파형의 디밍 제어 신호는 직류 전압으로 변환될 수 있다.The smoothing
비교부(COM2)는 평활 회로(40)에서 평활된 디밍 제어 신호와 비교부(COM1)에서 출력되는 비교 신호(COMP)를 혼합한 신호를 네가티브단(-)으로 인가받고 램프 신호 발생기(36)에서 출력되는 램프 신호(RP)를 포지티브단(+)에 인가받는다. 비교부(COM2)는 디밍 제어 신호와 비교 신호(COMP)를 혼합한 신호를 램프 신호(RP)와 비교하여 리셋 신호(R)를 출력한다.The comparator COM2 receives the signal obtained by mixing the smoothed dimming control signal from the smoothing
펄스 제어기(38)는 비교부(COM2)의 리셋 신호(R)와 전류 모니터(34)의 셋 신호(S)를 입력받아서 구동 펄스(Q)를 출력하도록 구성된다. 펄스 제어기(38)는 셋 신호(S)가 인에이블되는 시점부터 리셋 신호(R)가 인에이블되는 시점까지 인에이블 상태를 유지하는 펄스 신호를 구동 펄스(Q)로서 출력하는 RS 플립플롭 동작을 수행하도록 구성됨이 바람직하다.The
구동 펄스(Q)는 버퍼(BF)를 경유하여 스위칭 소자(Q1)의 게이트로 전달된다.The drive pulse Q is transferred to the gate of the switching element Q1 via the buffer BF.
버퍼(BF)는 구동 펄스의 레벨을 보상하기 위하여 구성되는 부품이다.The buffer BF is a part configured to compensate the level of the drive pulse.
스위칭 소자(Q1)는 파워 트랜지스터로써 FET가 구성될 수 있으며 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)에 연결되고 게이트에 구동 펄스(Q)가 인가되며 구동 펄스(Q)에 의하여 스위칭된다.The switching element Q1 may be a power transistor and the FET may be configured and connected to the primary coil L1 of the transformer T and the drive pulse Q applied to the gate thereof and switched by the drive pulse Q.
즉, 스위칭 소자(Q1)는 버퍼(BF)를 통하여 전달되는 구동 펄스(Q)에 의하여 턴온 및 턴오프를 반복하도록 동작된다. 결과적으로 스위칭 소자(Q1)의 스위칭에 연동하여 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)에 정류 전압이 구동되며, 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)에 전류가 구동된다.That is, the switching element Q1 is operated to repeatedly turn on and off by the driving pulse Q transmitted through the buffer BF. As a result, a rectified voltage is driven in the primary coil L1 of the transformer T in conjunction with the switching of the switching element Q1, and a current is driven in the primary coil L1 of the transformer T.
한편, 구동 전압 유지 회로(60)는 구동 전압(V)을 센싱하며 구동 전압(V)이 미리 정해진 전압 이상을 유지하도록 디밍 제어 신호를 제어하도록 구성된다.On the other hand, the driving
즉, 구동 전압 유지 회로(60)는 구동 전압(V)이 미리 정해진 전압 이하로 레벨이 떨어지면 그에 대응하여 디밍 제어 신호의 레벨을 제어하여서 평활 회로(40)의 출력 신호의 레벨을 제어한다. 그 결과 구동 전압(V)의 레벨이 디밍 제어 신호의 제어에 의하여 제어될 수 있다.That is, the driving
이를 위하여, 구동 전압 유지 회로(60)는 구동 전압(V)과 정전압 제어를 위하여 설정되는 기준 전압(REF_Cv)을 비교하는 비교부(COM3), 비교부(COM3)의 출력에 따라 구동 전압(V)의 전달을 스위칭하는 스위칭 소자인 트랜지스터(Q3), 트랜지스터(Q3)의 온오프 상태에 따라서 발광 또는 소광을 수행하는 포토 다이오드(PD2), 포토 다이오드(PD)의 발광 및 소광에 대응하는 수광을 수행하여 디밍 제어 신호의 레벨을 제어하는 수광 트랜지스터(PT2)를 포함한다.The driving
여기에서, 트랜지스터(Q3)의 소스는 저항(R3)을 통하여 비교기(COM3)의 네가티브단(-)과 공통으로 연결되며, 수광 트랜지스터(PT2)의 콜렉터는 저항(R2)을 통하여 내부 전압(Vcc)을 전달받도록 구성되며 에미터는 평활 회로(40)의 디밍 제어 신호가 인가되는 노드에 연결되도록 구성된다.Here, the source of the transistor Q3 is commonly connected to the negative terminal (-) of the comparator COM3 via the resistor R3, and the collector of the light-receiving transistor PT2 is connected to the internal voltage Vcc And the emitter is configured to be connected to the node to which the dimming control signal of the smoothing
비교기(COM3)는 네가티브단(-)에 구동 전압(V)이 인가되고 포지티브단(+)에 기준전압(REF_Cv)이 인가되도록 구성된다.The comparator COM3 is configured such that the driving voltage V is applied to the negative terminal thereof and the reference voltage REF_Cv is applied to the positive terminal thereof.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예가 구성되며, 스위칭 소자(Q1)의 동작에 따라서 트랜스포머(T)의 전력 변환이 수행된다.As described above, the embodiment according to the present invention is constituted, and the power conversion of the transformer T is performed in accordance with the operation of the switching element Q1.
도 2를 참조하면, 스위칭 소자(Q1)가 턴온되면 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)의 전류는 서서히 증가한다. 이때, 2차측 코일(L2)에는 큰 유도 전류가 형성되지 않는다. Referring to FIG. 2, when the switching element Q1 is turned on, the current of the primary coil L1 of the transformer T gradually increases. At this time, a large induction current is not formed in the secondary coil L2.
그리고, 스위칭 소자(Q1)가 턴오프되면, 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)의 전류 흐름은 급격하게 차단되고, 2차측 코일(L2)에는 큰 유도 전류가 형성된 후 점차 줄어든다. When the switching element Q1 is turned off, the current flow in the primary coil L1 of the transformer T is abruptly cut off, and a large induced current is formed in the secondary coil L2 and then gradually decreased.
제로 커런트 포인트(Z)는 트랜스포머(T)의 2차측 코일(L2)의 유도 전류가 사라지는 시점 즉 제로 상태가 되는 시점을 의미한다. The zero current point Z means a time point when the induced current of the secondary coil L2 of the transformer T disappears, that is, a time point when the zero point is reached.
제로 커런트 포인트(Z)가 되면, 다시 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)은 스위칭 소자(Q1)의 턴온으로 전류의 흐름이 증가한다.When the zero current point Z is reached, the flow of the current increases to the turn-on of the switching element Q1 in the primary coil L1 of the transformer T again.
즉, 제로 커런트 포인트(Z)에 동기하여 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)의 전류 흐름이 개시됨으로써 스위칭 손실을 줄여서 전체 변환 효율을 높일 수 있다.That is, the current flow of the primary coil L1 of the transformer T is started in synchronization with the zero current point Z, thereby reducing the switching loss, thereby increasing the overall conversion efficiency.
상술한 바와 같은 트랜스포머(T)의 동작에 의하여 2차측 코일(L2)에 유도된 전류(I)가 다이오드(D1)에 의하여 정류되고, 정류된 전류에 의한 전압이 캐패시터(C1)에 평활되어서 구동 전압(V)으로 출력된다. The current I induced in the secondary coil L2 is rectified by the diode D1 by the operation of the transformer T as described above and the voltage due to the rectified current is smoothed in the capacitor C1, And is output as a voltage (V).
상기한 구동 전압(V)에 의하여 램프(100)가 발광한다. 램프(100)의 발광 상태는 구동 전압(V)의 레벨에 따라서 결정될 수 있다. 즉, 디밍 제어는 구동 전압(V)의 레벨을 제어함으로써 수행될 수 있다.The
상기한 과정에서 보조 코일(L3)에서 2차측 코일(L2)에 유도되는 전류가 센싱되며, 센싱된 전류는 전압 레귤레이터(32)와 전류 모니터(34)로 각각 제공될 수 있다.In the above process, the current induced in the secondary coil L2 is sensed in the auxiliary coil L3, and the sensed current can be provided to the
전압 레귤레이터(32)는 내부 전압(Vcc)을 보조 코일(L3)의 센싱 전류를 이용하여 생성하며 램프 신호 발생기(36), 펄스 발생기(38) 및 구동 전압 유지 회로(60) 등에 내부 전압(Vcc)을 정전압으로 제공한다.The
그리고, 전류 모니터(34)는 보조 코일(L3)의 센싱 전류를 이용하여 상술한 제로 커런트 포인트(Z)를 감지하여서 제로 커런트 포인트(Z)에 동기된 셋 신호(S)를 출력한다.The
또한, 전류 모니터(34)는 저항(Rs)에 흐르는 전류를 센싱하고 저항(Rs)에 흐르는 전류의 양에 대응하는 직류 전압 즉 모니터링 전압을 비교기(COM1)의 네가티브단(-)에 인가한다.The
비교기(COM1)는 모니터링 전압과 기준 전압(REF_Cc)을 비교하며, 모니터링 전압이 기준 전압(REF_Cc) 보다 낮으면 포지티브 레벨의 비교 신호를 출력하고 반대로 모니터링 전압이 기준 전압(REF_Cc)보다 높으면 네가티브 레벨의 비교 신호를 출력한다.The comparator COM1 compares the monitoring voltage with the reference voltage REF_Cc. If the monitoring voltage is lower than the reference voltage REF_Cc, the comparator COM1 outputs a positive comparison signal. If the monitoring voltage is higher than the reference voltage REF_Cc, And outputs a comparison signal.
비교기(COM2)는 도 3과 같이 비교 신호(COMP)와 램프 신호(RP)를 비교하여 리셋 신호(R)를 출력함으로써 펄스 제어기(38)에서 출력되는 구동 펄스의 펄스 폭을 제어한다.The comparator COM2 controls the pulse width of the driving pulse output from the
본 발명에 따른 실시예는 모니터링 전압에 의하여 램프(100)가 일정한 밝기를 유지하면서 발광할 수 있도록 트랜스포머(T)에서 출력되는 전류의 레벨을 일정하게 유지하는 정전류 제어를 위한 피드백 기능을 갖는다.The embodiment of the present invention has a feedback function for constant current control that keeps the level of the current output from the transformer T constant so that the
즉, 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)에 유도되는 전류가 증가하면 전류 모니터(34)에서 출력되는 모니터링 전압은 상승하고, 비교부(COM1)는 네가티브의 낮은 전압을 비교 신호(COMP)로 출력하며(일예로, 도 3의 Vb 레벨), 비교부(COM2)는 큰 펄스 폭의 리셋 신호(R)를 출력한다. 펄스 제어기(38)는 셋 신호가 인에이블된 후 리셋 신호(R)가 입력되는 시점(인에이블되는 시점)까지 하이 레벨을 유지하는 펄스 폭을 갖는 구동 펄스(Q(Qb))를 출력한다. 즉, 펄스 제어기(38)는 펄스 폭이 작은 구동 펄스(Qb)를 출력하며, 스위칭 소자(Q1)의 턴온 시간은 구동 펄스(Qb)의 펄스 폭이 줄어든 만큼 줄어든다. 그 결과, 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)에 유도되는 전류가 감소된다.That is, when the current induced in the primary coil L1 of the transformer T increases, the monitoring voltage output from the
이와 반대로, 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)에 유도되는 전류가 감소하면 전류 모니터(34)에서 출력되는 모니터링 전압은 하강하고, 비교부(COM1)는 포지티브의 높은 전압을 비교 신호(COMP)로 출력하며(일예로, 도 3의 Va 레벨), 비교부(COM2)는 작은 펄스 폭의 리셋 신호(R)를 출력한다. 펄스 제어기(38)는 셋 신호(S)가 인에이블된 후 리셋 신호(R)가 입력되는 시점까지 하이 레벨을 유지하는 펄스 폭을 갖는 구동 펄스(Q(Qa))를 출력한다. 즉, 펄스 제어기(38)는 펄스 폭이 큰 구동 펄스(Qa)를 출력하며, 스위칭 소자(Q1)의 턴온 시간은 구동 펄스(Qa)의 펄스 폭이 늘어난 만큼 늘어난다. 그 결과, 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)에 유도되는 전류가 증가한다.On the other hand, when the current induced in the primary coil L1 of the transformer T decreases, the monitoring voltage output from the
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 정전류 제어를 위한 기준전압(REF_Cc)을 기준으로 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)의 전류가 제어되므로 램프(100)에 제공되는 전류의 양을 일정하게 유지하는 정전류 제어가 수행될 수 있다. 즉, 램프(100)는 상기한 정전류 제어에 의하여 밝기가 일정하게 유지될 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, since the current of the primary coil L1 of the transformer T is controlled based on the reference voltage REF_Cc for constant current control, the amount of current supplied to the lamp 100 A constant current control that keeps constant can be performed. That is, the brightness of the
한편, 본 발명에 따른 실시예는 외부의 제어 신호에 의한 램프(100)의 밝기를 조절하는 디밍 제어를 수행할 수 있다.Meanwhile, the embodiment of the present invention can perform dimming control for adjusting the brightness of the
디밍 제어 프로세서(52)는 램프(100)를 밝게 하거나 또는 어둡게 하기 위한 디밍 제어를 위한 외부의 제어 신호(Din) 또는 램프(100)의 턴온 또는 턴오프를 제어하기 위한 외부의 제어 신호(Din)에 대응하여 펄스 신호 형태를 갖는 디밍 아웃 신호(Do)를 출력한다. The dimming
여기에서, 램프(100)의 턴오프(디밍 오프)는 디밍 제어 프로세서(52)에서 출력되는 펄스의 폭이 일정 수준 이하일 때를 기준으로 설정될 수 있다. 일예로 펄스 폭 즉 듀티 비가 10% 미만인 경우 램프(100)가 턴오프되는 것으로 설정될 수 있다. 이 경우, 디밍 제어 프로세서(52)에서 출력되는 펄스의 듀티 비가 10% 미만인 경우 트랜스포머(T)에서 출력되는 전원으로 램프(100)가 턴온되지 않는다.Here, the turn-off (dimming off) of the
램프(100)가 턴온되지 않는 경우, 트랜스포머(T)는 램프(100)를 턴온하는 레벨 이하의 레벨의 구동 전압(V)을 출력할 수 있다. 이 경우에도 디밍 제어 회로(50)의 동작에 필요한 동작 전압은 구동 전압(V)에 의하여 지속적으로 공급될 수 있다.When the
상기한 디밍 제어 기능은 도 4를 참조하여 설명한다.The above-described dimming control function will be described with reference to FIG.
디밍 제어 회로의 디밍 제어 프로세서(52)는 외부의 제어 신호(Din)에 대응하여 펄스 신호로 디밍 아웃 신호(Do)를 출력한다. The dimming
램프(100)를 밝게 하기 위하여 도 4의 ‘Do1’과 같이 듀티 비가 작은 펄스 신호가 디밍 제어 프로세서(52)에서 디밍 아웃 신호(Do)로 출력될 수 있으며, 램프(100)를 어둡게 하기 위하여 도 4의 ‘Do2’와 같이 듀티 비가 큰 펄스 신호가 디밍 제어 프로세서(52)에서 디밍 아웃 신호(Do)로 출력될 수 있다.In order to lighten the
디밍 제어 프로세서(52)에서 출력되는 디밍 아웃 신호(Do)는 인버터(IV)에 의하여 반전되어서 트랜지스터(Q2)의 게이트로 전달된다.The dimming-out signal Do output from the dimming
그 결과, 포토 커플러의 수광 트랜지스터(PT1)는 램프(100)를 밝게 하기 위한 펄스(Do1)에 대응하여 긴 시간 턴온되고, 램프(100)를 어둡게 하기 위한 펄스(Do1)에 대응하여 짧은 시간 턴온된다.As a result, the light-receiving transistor PT1 of the photocoupler is turned on for a long time corresponding to the pulse Do1 for brightening the
평활 회로(40)는 수광 트랜지스터(PT1)의 턴온 시간이 길면 로우 레벨의 직류 전압(V2)을 출력하고 수광 트랜지스터(PT1)의 턴온 시간이 짧으면 하이 레벨의 직류 전압(V1)을 출력한다. The smoothing
평활 회로(40)의 출력 신호는 비교 신호(COMP)와 혼합되어서 비교기(COM2)의 네가티브단(-)에 인가된다.The output signal of the smoothing
램프(100)를 밝게 하기 위하여 비교기(COM2)의 네가티브단(-)에는 도 4의 V1과 같이 높은 레벨의 신호가 인가된다. 반대로 램프(100)를 어둡게 하기 위하여 비교기(COM2)의 네가티브단(-)에는 도 4의 V2와 같이 낮은 레벨의 신호가 인가된다.In order to brighten the
비교기(COM2)의 포지티브단(+)에는 램프 신호 발생기(32)에서 출력되는 도 4과 같은 램프 신호(RP)가 인가된다.The positive ramp signal (+) of the comparator COM2 is supplied with the ramp signal RP as shown in Fig. 4, which is output from the
비교기(COM2)는 포지티브단(+)의 램프 펄스(RP)와 네가티브단(-)의 전압을 비교하여서 리셋 신호(R)를 출력한다.The comparator COM2 compares the voltage of the negative terminal (-) with the ramp pulse RP of the positive terminal (+) and outputs the reset signal R.
이때, 비교기(COM2)는 램프(100)를 밝게 조절하고자 하는 경우에 대응하여 좁은 펄스 폭의 리셋 신호(R)를 출력한다. 반대로, 비교기(COM2)는 램프(100)를 어둡게 조절하고자 하는 경우에 대응하여 넓은 펄스 폭의 리셋 신호(R)를 출력한다.At this time, the comparator COM2 outputs a reset signal R having a narrow pulse width corresponding to the case where the
그 결과, 펄스 제어기(38)는 셋 신호(S)가 인에이블된 후 리셋 신호(R)가 입력되는 시점까지 하이 레벨을 유지하는 펄스 폭을 갖는 구동 펄스(Q)를 출력한다. 즉, 펄스 제어기(38)는 램프(100)를 밝게 조절하고자 하는 경우에 대응하여 펄스 폭이 큰 구동 펄스(Qa)를 출력하며, 스위칭 소자(Q1)의 턴온 시간은 구동 펄스(Q)의 펄스 폭이 늘어난 만큼 늘어난다. 그 결과, 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)에 유도되는 전류가 증가하고, 램프(100)는 상승된 구동 전압(V)을 제공받아서 밝아진다.As a result, the
반대로, 펄스 제어기(38)는 램프(100)를 어둡게 조절하고자 하는 경우에 대응하여 펄스 폭이 좁은 구동 펄스(Qb)를 출력하며, 스위칭 소자(Q1)의 턴온 시간은 구동 펄스(Qb)의 펄스 폭이 줄어든 만큼 줄어든다. 그 결과, 트랜스포머(T)의 1차측 코일(L1)에 유도되는 전류가 감소하고, 램프(100)는 하강된 구동 전압(V)을 제공받아서 어두워진다.On the contrary, the
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 외부의 제어 신호에 대응하여 디밍 제어를 수행할 수 있다.As described above, the embodiment of the present invention can perform dimming control in response to an external control signal.
본 발명에 따른 실시예는 상술한 바와 같이 정전류 제어 방식으로 디밍 제어를 구현할 수 있다.The embodiment according to the present invention can implement dimming control in the constant current control method as described above.
이때, 디밍 제어 프로세서(52)는 안정적인 동작을 수행하기 위하여 일정 수준 이상의 동작 전압을 필요로 한다.At this time, the dimming
디밍 제어 프로세서(52)는 전압 레귤레이팅에 의하여 구동 전압(V)의 레벨을 가변한 동작 전압에 의하여 구동된다.The dimming
디밍 오프 상태와 같이 광 출력이 아주 낮게 제어되는 경우에도, 광 출력을 위하여 램프로 제공되는 구동 전압(V)은 디밍 제어 프로세서(52)에서 요구하는 동작 전압을 생성할 수 있는 레벨을 유지해야 한다.The driving voltage V provided to the lamp for light output must be maintained at a level capable of generating the operating voltage required by the dimming
상기한 구동 전압(V)의 레벨 제어는 구동 전압 유지 회로(60)에 의하여 수행될 수 있다.The level control of the driving voltage V may be performed by the driving
구동 전압 유지 회로(60)의 비교기(COM3)에서 구동 전압(V)은 정전압 제어를 위한 기준 전압(REF_Cv)과 비교된다.The driving voltage V in the comparator COM3 of the driving
구동 전압(V)이 기준 전압(REF_Cv) 이하로 떨어지면 비교기(COM3)는 하이 레벨의 신호를 출력하고, 그 결과 트랜지스터(Q3)가 턴온된다. When the driving voltage V falls below the reference voltage REF_Cv, the comparator COM3 outputs a high level signal, and as a result, the transistor Q3 is turned on.
트랜지스터(Q3)의 발광에 의하여 포토 다이오드(PD2)가 발광되고, 수광 트랜지스터(PT2)는 수광에 의하여 턴온되어서 내부 전압(Vcc)을 디밍 제어 신호에 바이어스한다. 그 결과 평활 회로(40)의 출력은 상승될 수 있다.The photodiode PD2 is lighted by the light emission of the transistor Q3 and the light receiving transistor PT2 is turned on by light reception to bias the internal voltage Vcc to the dimming control signal. As a result, the output of the smoothing
평활 회로(40)의 출력이 상승되면 상술한 도 4의 디밍 제어에서 설명된 바와 같이 결과적으로 펄스 제어기(38)에서 출력되는 구동 펄스(Q)의 펄스 폭을 증가시킨다. 따라서, 트랜스포머(T)에서 유도되는 전류가 증가하고 결국 구동 전압(V)이 상승한다. When the output of the smoothing
상기한 구동 전압(V)의 상승은 구동 전압(V)이 정전압 제어를 위한 기준 전압(REF_Cv) 보다 높아질 때까지 지속될 수 있다.The rise of the driving voltage V may be continued until the driving voltage V becomes higher than the reference voltage REF_Cv for constant voltage control.
상술한 구동 전압 유지 회로(60)의 동작에 의하여 구동 전압(V)은 항상 정전압 제어를 위한 기준 전압(REF_Cv)보다 높은 상태를 유지할 수 있다. The drive voltage V can always be kept higher than the reference voltage REF_Cv for constant voltage control by the operation of the drive
이때, 기준 전압(REF_Cv)은 디밍 제어 프로세서에서 요구하는 동작 전압을 생성하는데 충분한 레벨의 구동 전압(V)을 유지할 수 있도록 레벨이 설정됨이 바람직하다.At this time, it is preferable that the level is set so that the reference voltage REF_Cv can maintain a driving voltage V sufficient to generate the operating voltage required by the dimming control processor.
따라서, 본 발명에 따른 실시예는 안정적으로 레벨이 유지되는 구동 전압(V)에 의하여 디밍 제어 프로세서(52)가 동작 전압을 안정적으로 제공받을 수 있어서 안정된 정전류 제어를 수행할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the dimming
즉, 본 발명에 따른 실시예는 도 5와 같이 정전류 제어와 정전압 제어를 병행하여 수행하며, 정전류 제어는 정전류 제어를 위한 기준 전압(REF_Cc)에 의하여 이루어질 수 있으며, 정전압 제어는 정전압 제어를 위한 기준 전압(REF_Cv)에 의하여 이루어질 수 있다. 디밍 제어를 위한 커브는 출력 전압인 구동 전압(V)의 가변에 의하여 형성될 수 있으며, 구동 전압(V)이 줄어들면 출력 전류도 감소된다.5, the constant current control and the constant voltage control may be performed by the reference voltage REF_Cc for constant current control, and the constant voltage control may be performed using the reference voltage for constant voltage control And the voltage REF_Cv. The curve for dimming control can be formed by varying the driving voltage V, which is the output voltage, and the output current is also reduced when the driving voltage V is reduced.
도 5에서 실선 커브는 설계치에 따른 이상적 상태를 예시한 것이며, 파선 커브는 오차가 발생한 경우에 형성되는 상태를 예시한 것이다. In FIG. 5, the solid curve represents an ideal state according to a design value, and the broken curve represents a state formed when an error occurs.
본 발명에 따른 실시예는 도 5와 같은 정전압 제어에 의하여 구동 전압(V)이 항상 일정한 레벨 이상을 유지할 수 있어서 상술한 바와 같이 디밍 제어 프로세서(52)의 오동작이 발생하는 것을 방지할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the driving voltage V can always be maintained at a constant level or higher by the constant voltage control as shown in FIG. 5, so that the malfunction of the dimming
또한, 본 발명은 도 6과 같이 전압 레귤레이터(54)가 디밍 제어 프로세서(52)에서 분리되도록 구성될 수 있다. Further, the present invention can be configured such that the
도 6의 실시예는 전압 레귤레이터(54)가 구동 전압(V)을 전압 레귤레이팅하여 동작 전압으로 변환한 후 디밍 제어 프로세서(52)로 제공하는 것을 예시하고 있으며, 디밍 제어 프로세서(52)는 동작 전압을 전압 레귤레이터(54)로부터 제공받아서 동작된다.The embodiment of FIG. 6 illustrates that the
도 6의 실시예는 전압 레귤레이터(54)가 분리된 것만 도 1과 상이하고 나머지 구성 요소들은 동일하므로 이들에 대한 중복된 구성 및 동작 설명은 생략한다.The embodiment of FIG. 6 differs from FIG. 1 only in that the
또한, 상술한 본 발명에 따른 실시예는 AC 전원을 구동 제어 회로(30)에 의하여 전류 레귤레이팅하여서 램프(100) 및 디밍 제어 회로(50)와 같은 주변 회로 모듈에 동시에 동작 전압을 공급하는 구조를 갖는다.The embodiment of the present invention described above is a structure in which the AC power is regulated by the
따라서, 본 발명에 따른 실시예는 램프(100)와 주변 회로 모듈로 전원을 공급하는 구성이 간단히 설계될 수 있다.Accordingly, the embodiment according to the present invention can be easily designed to supply power to the
또한, 본 발명에 따른 실시예는 구동 제어 회로(30)의 전력 효율이 90%로 설계된 경우, 램프(100)와 주변 회로 모듈에 전력 효율의 변화없이 전체적으로 90%의 전력 효율을 가질 수 있다. Further, the embodiment according to the present invention can have a power efficiency of 90% as a whole without changing the power efficiency of the
즉, 전원이 여러 단계를 거치지 않고 전류 레귤레이팅 단계에서만 변환된 후 램프(100) 및 주변 회로 모듈에 공급되므로 본 발명은 전류 레귤레이터의 설계 수준을 따르는 개선된 전력 효율을 갖는다.In other words, the present invention has improved power efficiency according to the design level of the current regulator since the power source is converted only in the current regulating step without going through several steps and then supplied to the
그리고, 본 발명에 따른 실시예는 상기한 정전류 제어를 위한 피드백 동작과 상기한 디밍 제어 동작이 안정적으로 중첩 구현되는 특성을 갖는다.The embodiment of the present invention has a characteristic in which the feedback operation for the constant current control and the dimming control operation are stably overlapped.
10 : 전원부 20 : 전력 변환 회로
30 : 구동 제어 회로 32 : 전압 레귤레이터
34 : 전류 모니터 36 : 램프 신호 발생기
38 : 펄스 제어기 40 : 평활 회로
50 : 디밍 제어 회로 52 : 디밍 제어 프로세서
54 : 전압 레귤레이터 60 : 구동 전압 유지 회로
100 : 램프10: power supply unit 20: power conversion circuit
30: drive control circuit 32: voltage regulator
34: current monitor 36: lamp signal generator
38: Pulse controller 40: Smoothing circuit
50: dimming control circuit 52: dimming control processor
54: voltage regulator 60: driving voltage holding circuit
100: lamp
Claims (9)
상기 구동 전압을 제공받는 램프;
외부의 제어 신호에 대응한 디밍 제어 신호를 제공하며 상기 구동 전압을 이용하여 동작하는 디밍 제어 회로; 및
상기 전력 변환을 모니터링한 결과와 상기 디밍 제어 신호에 대응하여 상기 전력 변환을 제어하는 구동 제어 회로;를
포함하고,
상기 구동 전압을 센싱하며 상기 구동 전압을 미리 정해진 전압 이상으로 유지함을 특징으로 하는 조명 장치.A power conversion circuit for converting a rectified voltage into a driving voltage by using a transformer;
A lamp provided with the driving voltage;
A dimming control circuit for providing a dimming control signal corresponding to an external control signal and operating using the driving voltage; And
A driving control circuit for controlling the power conversion in accordance with a result of monitoring the power conversion and the dimming control signal;
Including,
Wherein the driving voltage is sensed and the driving voltage is maintained at a predetermined voltage or higher.
상기 디밍 제어 신호를 제어하는 구동 전압 유지 회로를 더 포함하며,
상기 구동 전압 유지 회로는, 상기 구동 전압의 레벨이 상기 정해진 전압 이하로 떨어지면 그에 대응하여 상기 디밍 제어 신호의 레벨을 제어함으로서 상기 구동 전압에 대응한 전압 제어를 수행하는 조명 장치.The method according to claim 1,
And a driving voltage holding circuit for controlling the dimming control signal,
Wherein the driving voltage holding circuit performs voltage control corresponding to the driving voltage by controlling a level of the dimming control signal corresponding to a level of the driving voltage falling below the predetermined voltage.
상기 디밍 제어 회로는 전압 레귤레이터를 포함하며 상기 전압 레귤레이터는 상기 구동 전압을 내부 동작에 필요한 레벨의 동작 전압으로 변환하는 조명 장치.The method according to claim 1,
Wherein the dimming control circuit includes a voltage regulator and the voltage regulator converts the drive voltage to a level of operation voltage required for internal operation.
상기 구동 전압을 상기 디밍 제어 회로의 동작에 필요한 레벨의 동작 전압으로 변환하여 제공하는 전압 레귤레이터를 더 포함하는 조명 장치.The method according to claim 1,
And a voltage regulator for converting the driving voltage into an operating voltage of a level necessary for operation of the dimming control circuit and providing the driving voltage.
상기 램프는 다수의 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드 조명등 또는 전기적 물리량의 인가에 의해 발광을 하는 광원으로 구성되는 조명 장치.The method according to claim 1,
Wherein the lamp comprises a light emitting diode lamp including a plurality of light emitting diodes or a light source emitting light by application of an electric physical quantity.
상기 디밍 제어 회로는 상기 제어 신호에 대응한 상기 디밍 제어 신호를 생성하여 전류 제어를 수행하는 조명 장치. The method according to claim 1,
Wherein the dimming control circuit generates the dimming control signal corresponding to the control signal to perform current control.
상기 구동 전압의 레벨이 변환된 동작 전압을 이용하여 동작하며 상기 제어 신호를 수신한 후 상기 제어 신호에 대응하는 디밍 아웃 신호를 출력하는 디밍 제어 프로세서; 및
포토 커플러를 구비하여서 상기 디밍 아웃 신호에 따르는 상기 디밍 제어 신호를 상기 구동 제어 회로로 전달하는 전달 회로;를 포함하는 조명 장치.The driving circuit according to claim 1, wherein the dimming control circuit comprises:
A dimming control processor which operates using a voltage at which the level of the driving voltage is converted, and outputs a dimming-out signal corresponding to the control signal after receiving the control signal; And
And a transfer circuit having a photocoupler for transferring the dimming control signal corresponding to the dimming-out signal to the drive control circuit.
상기 구동 제어 회로는 상기 전력 변환 회로에 대한 전류 레귤레이팅을 수행하는 조명 장치.The method according to claim 1,
Wherein the drive control circuit performs current regulating for the power conversion circuit.
상기 구동 전압을 상기 정전압으로 제어하기 위한 기준 전압과 비교하는 비교부;
상기 비교부의 출력에 따라 상기 구동 전압의 전달을 스위칭하는 스위칭 소자; 및
상기 스위칭 소자의 온오프 상태에 따라서 상기 디밍 제어 신호의 레벨을 제어하는 포토 커플러;를 포함하는 조명 장치.
The driving voltage holding circuit according to claim 2,
A comparing unit comparing the driving voltage with a reference voltage for controlling the constant voltage;
A switching element for switching transmission of the driving voltage according to an output of the comparator; And
And an optocoupler for controlling the level of the dimming control signal in accordance with the ON / OFF state of the switching element.
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