KR20150125875A - LED Lighting Apparatus and Driving Method Thereof Using Electric Power Control - Google Patents
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Abstract
Description
본 실시예는 LED(Light Emitting Diode)의 전력을 계산하여 입력전압이 변동함에도 LED의 전력이 일정 범위 내에서 동작하도록 제어하는 LED 조명 장치 및 그 장치의 작동방법에 관한 것이다.The present embodiment relates to an LED lighting device for controlling the power of an LED to operate within a certain range even when an input voltage fluctuates by calculating a power of an LED (Light Emitting Diode) and an operation method thereof.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다. The contents described below merely provide background information related to the present embodiment and do not constitute the prior art.
LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드)는 전력 소모가 작고 반영구적으로 긴 수명을 가지며 기존의 형광등에 필적할 정도의 휘도(Brightness)특성을 갖는 장점이 존재하므로, 현재 활발한 연구가 이루어지고 있으며 차츰 조명 광원으로서 방전등을 대체하는 LED 조명등, 소위 엘광등으로 널리 사용되고 있는 추세다.LED (Light Emitting Diode) has advantages of low power consumption, long life span of semi-permanent life and brightness characteristic comparable to conventional fluorescent lamps, and therefore active research has been actively conducted, LED light, which is a substitute for a discharge lamp, is widely used as so-called EL light.
이러한, LED 구동을 위한 회로에 피드백(Feedback)을 이용한 능동소자(예컨대, 증폭기, 스위치 소자, 비교기 등)가 없는 단순 수동소자만을 이용하는 경우 입력전압 변동 시 출력 특성이 변한다. 이는 원하지 않는 전력(Power) 범위에서 동작하거나 역률(Power Factor), 총 고조파 왜율(THD: Total Harmonic Distortion) 등의 요구기준에서 벗어나 동작함으로써, LED 구동회로의 신뢰성을 저하시키는 문제가 있다.When only a simple passive element having no active element (for example, an amplifier, a switch element, a comparator, etc.) using feedback is used in a circuit for driving an LED, the output characteristic is changed when an input voltage fluctuates. This operates in an undesired power range or operates out of a required standard such as a power factor and a total harmonic distortion (THD), thereby lowering the reliability of the LED driving circuit.
본 실시예는 입력전압이 변동함에도 불구하고 정적으로 각 스위치를 스위칭하여 LED 전력을 일정 범위 내에서 동작하도록 하는 전력 제어를 이용한 LED 조명 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.The main purpose of the present embodiment is to provide an LED lighting apparatus using power control that switches the respective switches statically to operate the LED power within a certain range despite the variation of the input voltage.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 입력 전원(VS) 포트와 연결되어 고조파(Harmonic) 감쇄, 역률(Power Factor) 조절 및 부하전압 조절 중 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 필터부; 상기 필터부의 출력에 연결되어, 상기 필터부를 거친 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류부; 상기 정류부의 양단에 연결된 다수의 LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드) 모듈을 포함하며, 상기 정류부의 출력전압을 인가받아 동작하는 LED 부하회로; 상기 LED 부하회로의 각 노드에 연결되어, 상기 LED 모듈에서 점등되는 LED 모듈의 개수가 조절되도록 스위칭하는 스위칭부; 상기 LED 부하회로와 상기 스위칭부와 연결되며, 상기 점등된 LED 모듈의 전압(vL)과 점등된 LED 모듈의 전류(iL)를 감지해 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)을 계산하여 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)이 일정범위 내에서 조절되도록 상기 스위칭부의 스위치의 온/오프를 제어하는 제어부; 및 상기 정류부와 연결되어, 상기 제어부에 일정한 전압을 공급하는 제어부 전원공급회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power supply apparatus including: a filter unit connected to an input power supply (VS) port and performing a function of a part or all of harmonic attenuation, power factor adjustment, and load voltage adjustment; A rectifier connected to an output of the filter unit and rectifying the AC power through the filter unit to a DC power source; An LED load circuit including a plurality of LEDs (Light Emitting Diode) modules connected to both ends of the rectifying unit, the LED load circuit being operated by receiving an output voltage of the rectifying unit; A switching unit connected to each node of the LED load circuit for switching the number of the LED modules to be turned on so as to be adjusted; And a controller for controlling the LED load circuit and the switching unit to calculate the power (P L ) of the lit LED module by sensing the voltage (v L ) of the lit LED module and the current (i L ) A control unit for controlling on / off of the switch of the switching unit so that the power (P L ) of the LED module is controlled within a predetermined range; And a control unit power supply circuit connected to the rectification unit and supplying a constant voltage to the control unit.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 입력 전원(VS) 포트와 연결되어 고조파(Harmonic) 감쇄, 역률(Power Factor) 조절 및 부하전압 조절 중 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 필터부; 상기 필터부의 출력에 연결되어, 상기 필터부를 거친 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류부; 상기 정류부의 양단에 연결된 다수의 LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드) 모듈을 포함하며, 상기 정류부의 출력전압을 인가받아 동작하는 LED 부하회로; 상기 LED 부하회로의 각 노드에 연결되어, 상기 LED 모듈에서 점등되는 LED 모듈의 개수가 조절되도록 스위칭하는 스위칭부; 상기 LED 부하회로와 상기 스위칭부와 연결되며, 상기 점등된 LED 모듈의 전압(vL)과 점등된 LED 모듈의 전류(iL)를 감지해 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)을 계산하여 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)이 일정범위 내에서 조절되도록 상기 스위칭부의 스위치의 온/오프를 제어하는 제어부; 및 상기 정류부와 연결되어, 상기 제어부에 일정한 전압을 공급하는 제어부 전원공급회로를 포함하되, 첫 작동시, 상기 모든 LED와 저항이 동작하는 모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a power supply apparatus including: a filter unit connected to an input power supply (VS) port and performing a function of a part or all of harmonic attenuation, power factor adjustment, and load voltage adjustment; A rectifier connected to an output of the filter unit and rectifying the AC power through the filter unit to a DC power source; An LED load circuit including a plurality of LEDs (Light Emitting Diode) modules connected to both ends of the rectifying unit, the LED load circuit being operated by receiving an output voltage of the rectifying unit; A switching unit connected to each node of the LED load circuit for switching the number of the LED modules to be turned on so as to be adjusted; And a controller for controlling the LED load circuit and the switching unit to calculate the power (P L ) of the lit LED module by sensing the voltage (v L ) of the lit LED module and the current (i L ) A control unit for controlling on / off of the switch of the switching unit so that the power (P L ) of the LED module is controlled within a predetermined range; And a control unit power supply circuit connected to the rectifying unit and supplying a constant voltage to the control unit. In a first operation, the LED lighting apparatus operates in a mode in which all the LEDs and resistors operate.
본 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 입력 전원(VS)의 고조파(Harmonic) 감쇄, 역률(Power Factor) 조절 및 부하전압 조절 중 일부 또는 전부의 기능을 하기 위해 필터링하는 과정; 상기 필터링된 교류 전원을 직류 전원으로 정류하여 LED 부하회로에 전원을 공급하는 과정; 상기 LED 부하회로의 점등되는 LED 모듈의 개수가 조절되도록 스위칭하는 과정; 및 상기 점등된 LED 모듈의 전압(vL)과 점등된 LED 모듈의 전류(iL)를 감지해 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)을 계산하여 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)이 일정범위 내에서 조절되도록 상기 스위치의 온/오프를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치 작동 방법을 제공한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a power amplifier, comprising the steps of filtering harmonic attenuation of a power source VS, power factor adjustment, and load voltage regulation to perform some or all of the functions; Rectifying the filtered AC power to DC power and supplying power to the LED load circuit; Switching the LED load circuit so that the number of LED modules to be turned on is adjusted; And the power (P L of the voltage to detect the current (i L) of the LED module light and (v L) calculates the power (P L) of the lit LED modules the lighting LED modules of the lighting of the LED module And controlling the on / off of the switch so as to be controlled within a predetermined range.
또한, 입력 전원(VS)의 고조파(Harmonic) 감쇄, 역률(Power Factor) 조절 및 부하전압 조절 중 일부 또는 전부의 기능을 하기 위해 필터링하는 과정; 상기 필터링된 교류 전원을 직류 전원으로 정류하여 LED 부하회로에 전원을 공급하는 과정; 상기 LED 부하회로의 점등되는 LED 모듈의 개수가 조절되도록 스위칭하는 과정; 및 상기 점등된 LED 모듈의 전압(vL)과 점등된 LED 모듈의 전류(iL)를 감지해 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)을 계산하여 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)이 일정범위 내에서 조절되도록 상기 스위치의 온/오프를 제어하는 과정을 포함하되, 첫 작동시, 상기 모든 LED와 저항이 동작하는 모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치 작동 방법을 제공한다.Further, a process of filtering to perform some or all of the harmonic attenuation of the input power supply VS, the power factor adjustment and the load voltage adjustment; Rectifying the filtered AC power to DC power and supplying power to the LED load circuit; Switching the LED load circuit so that the number of LED modules to be turned on is adjusted; And the power (P L of the voltage to detect the current (i L) of the LED module light and (v L) calculates the power (P L) of the lit LED modules the lighting LED modules of the lighting of the LED module And controlling the switches to be turned on or off within a predetermined range, wherein the LEDs are operated in a mode in which all the LEDs and the resistors operate during a first operation .
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, LED 조명 장치에서 LED의 전력을 계산하여 이를 이용해 입력전압이 변동함에도 정적으로 각 스위치를 스위칭하여 LED 전력을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present embodiment, the power of the LED is calculated in the LED lighting apparatus, and the LED power can be constantly maintained by switching each switch statically even when the input voltage fluctuates.
도 1은 LED 조명 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2(a)는 LED 조명 장치에서 입력 전압에 따른 LED 부하회로의 전력의 변화를 나타낸 도면이다.
도 2(b)는 스위치를 끈 경우(점등하는 LED 모듈이 증가한 경우) VL과 iL의 변화를 나타낸 도면이다.
도 3은 LED 조명 장치의 모든 스위치를 끈 상태에서 입력 전압에 따른 LED 부하회로의 전압의 변화를 나타낸 도면이다.
도 4는 입력 전압의 크기에 따라 정해지는 초기 모드를 나타낸 도면이다.
도 5는 LED 조명 장치의 작동방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a block diagram showing a configuration of an LED lighting apparatus.
2 (a) is a diagram showing a change in power of an LED load circuit according to an input voltage in an LED lighting apparatus.
FIG. 2 (b) is a diagram showing changes in V L and i L when the switch is turned off (when the number of LED modules to be lit is increased).
3 is a diagram showing a change in the voltage of the LED load circuit according to an input voltage with all the switches of the LED illumination device turned off.
4 is a diagram showing an initial mode determined according to the magnitude of the input voltage.
5 is a flowchart showing a method of operating the LED lighting apparatus.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. Throughout the specification, when an element is referred to as being "comprising" or "comprising", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise . In addition, '... Quot ;, " module ", and " module " refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 장치의 구성을 도시한다.Fig. 1 shows a configuration of an LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 장치는 필터부(110), 정류부(120), LED 부하회로(130), 스위칭부(140), 제어부(150) 및 제어부 전원공급회로(160)를 포함한다.1, an LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
필터부(110)는 교류 전원(입력 전원)에 연결된다. 즉, 필터부(110)는 교류 전원(입력 전원)에 병렬로 연결되는 C3(제3 캐패시턴스 소자)와, 교류 전원(입력 전원)에 직렬로 연결되는 L1(인덕턴스 소자)과, L1(인덕턴스 소자)과 병렬로 연결되는 C1(제1 캐패시턴스 소자)과, L1 (인덕턴스 소자)과 직렬로 연결되는 C2(제2 캐패시턴스 소자)를 포함한다. 여기서 C3(제3 캐패시턴스 소자)는 역률(Power Factor)을 보상시키는 회로를 구현한다. 또한 L1(인덕턴스 소자), C1(제1 캐패시턴스 소자), C2(제2 캐패시턴스 소자)는 필터부(110)에 포함되어 고조파 필터 및 역률(Power Factor)을 개선시키고 부하전력을 조절하는 회로를 구현한다. The
정류부(120)는 필터부(110)의 출력에 연결되어, 필터부(110)에서 발생한 교류 전원을 직류 전원으로 정류한다. 이때, 정류부(120)는 풀브릿지 정류기(Full Bridge Rectifier)가 사용될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The rectifying
정류부(120)는 정류부(120)와 병렬로 연결되는 CL을 구비한다. CL은 정류부(120)에서 정류한 전원에 포함될 수 있는 리플(Ripple)을 제거하기 위한 용도이다.The rectifying
LED 부하회로(130)는 정류부(120)의 양단 사이에 직렬로 연결된 LED 어레이(Array)를 포함한다. 정류뷰(120)에서 발생한 출력 전압이 LED 어레이에 인가되어 LED가 점등되도록 한다. LED 어레이는 복수의 LED 모듈(n0 내지 n4)으로 이루어진다. 도 1에서는 LED 모듈은 다수의 LED가 직렬 연결된 것을 나타내고 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 설계자가 원하는 밝기의 정도에 따라 단일의 LED를 사용할 수 있다.The
LED 부하회로(130)에서 마지막 LED 모듈에 직렬로 저항(RP)을 더 연결한다. 이는 회로의 부하에 원하지 않는 과전압이 인가될 경우, LED 모듈에 과전류가 흘러 LED 모듈의 온도가 크게 증가하거나 심지어 파괴될 우려가 있다. 따라서 LED 모듈에 직렬로 저항을 더 연결하여 과전류가 흐르는 것을 방지한다. 또한 전력을 정적으로 제어하는데 LED 부하뿐만 아니라 저항부하로도 가능하므로, 전력을 정적으로 제어함에 있어 직렬로 저항을 더 연결하여도 영향을 미치지 않는다.A further resistor (R P ) is connected in series to the last LED module in the LED load circuit (130). If an undesirable overvoltage is applied to the load of the circuit, an overcurrent flows to the LED module, which may significantly increase or even destroy the temperature of the LED module. Therefore, an additional resistor in series with the LED module prevents overcurrent from flowing. In addition, since it is possible to control not only the LED load but also the resistive load to control the power statically, there is no effect even if a series resistance is connected in series to control the power statically.
스위칭부(140)는 LED 부하회로에 포함된 LED 모듈들 간에 연결된 노드와 각각 연결되어 LED 모듈의 점등을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에서는 트랜지스터가 스위치 역할을 한다. 즉, 트랜지스터의 게이트 전압이 인가되지 않은 상태(스위치가 꺼진 상태)이면, 노드에서 전류는 트랜지스터가 아닌 LED 모듈으로 흐르게 된다. 트랜지스터의 게이트 전압이 인가된 상태(스위치가 켜진 상태)이면, 트랜지스터의 내부저항은 LED 모듈의 내부저항에 비해 아주 작아지게 된다. 따라서 부하전류는 모두 트랜지스터로 흐르게 되고, 해당 트랜지스터와 병렬로 연결된 LED 모듈에는 전류가 흐르지 않는다. 이렇게 트랜지스터의 게이트 전압을 제어함으로써, 트랜지스터는 동작하는 LED 모듈의 개수를 조절하는 스위치 역할을 할 수 있다. 즉, 몇 번째 스위치를 켜는지 여부에 따라, 점등되는 LED 모듈의 수가 달라진다. 본 발명의 일 실시예에서는 MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transister)이 스위치 역할을 하나 반드시 MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transister)에 한정하는 것은 아니고, 전압의 제어를 이용해 전류의 흐름을 제어할 수 있는 소자는 모두 가능하다. 또한 편의상 MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transister)의 종류 중에서 증가형 MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transister)으로 설명을 하였으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 공핍형 MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transister)으로 대체 가능할 것이다.The
제어부(150)는 스위칭부와 LED 부하회로와 연결되어, vL(점등된 LED 모듈의 전압)과 iL(점등된 LED 모듈의 전류)을 감지해 PL(점등된 LED 모듈의 전력)을 계산하여 스위칭부를 제어하는 역할을 한다. 제어부(150)는 vL(LED의 전압),iL(LED의 전류) 및 전원을 입력 값으로 받고, 스위칭부의 스위치를 제어하기 위한 신호를 출력 값으로 갖는다. 여기서 스위치를 제어하기 위한 신호는 전압 값일 수 있다.The
제어부(150)가 vL을 감지하는 방법은 수학식 1을 참조하며 설명한다.The method by which the
[수학식 1][Equation 1]
vLm은 제어부(150)가 감지하는 값이다. vLmd는 vLm을 제어부(150)가 인식하기 위해 디지털화시킨 값이다. 여기서 1023 bits는 제어부(150)가 10 bits인 경우에 가질 수 있는 bit값을 의미하고, 5V는 제어부(150)의 기준 전압(Reference Voltage) 값에 해당한다. 1023 bits 와 5V는 제어부(150)의 종류 또는 설정 값에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제어부가 10 bits 가 아닌 8 bits 인 경우에는 1023 bits 값이 255 bits가 된다. vLm은 vL이 R1과 R2에 의하여 전압분배가 된 값에 해당한다. 또한 vLmd는 vLm을 디지털화시킨 값에 불과하므로, vLmd를 감지함으로써, 수학식 1의 과정에 의해 vL을 감지할 수 있다.v Lm is a value detected by the
제어부(150)가 iL을 감지하는 방법은 수학식 2를 참조하며 설명한다.The method by which the
[수학식 2]&Quot; (2) "
vcm은 제어부(150)가 감지하고자 하는 값의 디지털화되지 않은 값에 해당한다. vcmd는 vcm을 제어부(150)가 감지하기 위해 디지털화시킨 값을 의미한다. OP-AMP의 특성상 입력단자로 전류가 흐르지 않기 때문에, iL은 모두 RC로 흐르게 된다. 따라서 옴의 법칙으로부터 vC를 구할 수 있다. 구한 vC로부터 OP-AMP의 다른 특성에 해당하는 (+)입력의 전위와 (-)입력의 전위가 같다는 특성을 이용하여 vcm을 계산할 수 있다. vcmd는 vcm을 제어부(150)가 인식하기 위해 디지털화시킨 값이므로, 제어부(150)가 인식한 디지털 값으로 수학식 2에 의해 iL을 감지할 수 있다.v cm corresponds to the non-digitized value of the value that the
PL을 계산하는 방법은 수학식 3을 참조하며 설명한다.The method of calculating P L will be described with reference to Equation (3).
[수학식 3]&Quot; (3) "
평균 전력은 전압과 전류를 일정 시간 동안 적분함으로써 구할 수 있다. 다만 본 발명의 일 실시예에서는 vL과 iL을 디지털화된 값으로 감지하므로, 수학식 3으로부터 vL과 iL값 대신 vLmd와 vcmd로부터 PL을 계산할 수 있도록 한다. The average power can be obtained by integrating the voltage and the current for a certain time. However, in the embodiment of the present invention, since v L and i L are detected as digitized values, it is possible to calculate P L from v Lmd and v cmd instead of v L and i L from Equation (3).
계산된 PL은 제어부에서 기 설정된 전력값과 비교하여 스위칭부(140)의 스위치를 제어하고, PL이 일정 범위 내에 오도록 스위치를 제어한다. 본 발명의 일 실시예에서는 스위치로서, 트랜지스터를 사용하고 있기 때문에, 스위치 제어는 트랜지스터에 게이트 전압을 인가하는지 여부로 제어한다.The calculated P L is compared with a predetermined power value by the control unit to control the switch of the
본 발명의 일 실시예에서는 제어부(150)의 일례로 MCU(Micro Controller Unit)를 쓰고 있다. 그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 본 실시예의 본질적인 특성인 vL과 iL값을 감지해 PL을 계산하고, 트랜지스터의 게이트 전압을 제어하는 것에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 수정 또는 변형하여 적용 가능할 것이다.In an embodiment of the present invention, an MCU (Micro Controller Unit) is used as an example of the
제어부 전원공급회로(160)는 정류부(120)의 일부 소자와 병렬로 연결되어 정류되는 전압을 받는다. 제어부 전원공급회로(160)에서 CP1 및 CP2는 전압분배회로와 같은 역할을 하여, LDO에 일정 범위의 전압을 제공한다. LDO는 모든 범위의 입력전압을 일정한 수준의 전압으로 낮출수 있는 것이 아니라, 작동하기 위한 정격전압이 정해져 있어 정격전압을 입력하기 위해 CP1 및 CP2가 정류된 전압을 분배하는 역할을 한다. 제어부 전원공급회로(160)에서 LDO(Low Drop Out Regulator)는 제어부(150)에 일정한 전압을 공급하기 위한 소자이다. 제어부(150)에는 아주 작고 일정한 전압이 들어와야 하므로, CP1 및 CP2에 의해 분배된 일정 범위의 전압을 기준 전압으로 강하하여 일정하게 제공하는 역할을 한다. 또한 제어부 전원공급회로(160)는 제어부에도 연결되어, CP1 및 CP2와 LDO에 의해 강하된 일정한 전압을 제어부(150)에 공급하는 역할을 한다.The control unit
도 2(a)는 LED 조명 장치에서 VS에 따른 PL의 변화를 나타낸 도면이고, 도 2(b)는 스위치를 끈 경우(점등하는 LED 모듈이 증가한 경우) vL과 iL의 변화를 나타낸 도면이다.FIG. 2 (a) is a view showing a variation of P L according to V S in an LED lighting apparatus, and FIG. 2 (b) is a diagram showing changes in V L and i L when the switch is turned off Fig.
도 2에서 보면 모드를 1 내지 6까지 분류를 해 둔 것을 볼 수 있다. 여기서 모드란 PL이 PL , min과 PL , max사이에 위치하는 일정 범위의 구간을 의미한다. 즉, PL , min과 PL,max사이의 구간이 하나의 모드를 형성한다. 이때, PL이 VS의 증감으로 인해 PL , min보다 작아지거나 PL , max보다 커지는 경우, 전력을 정적으로 제어하기 위해 다시 PL이 PL,min과 PL , max 사이에 위치하도록 스위치를 조절하되, 기존의 모드에서 벗어나 증가하거나 감소한 모드를 갖는다. 예를 들어, 현재 모드가 2인 상태에서 PL이 PL , min보다 작아져 전력을 정적으로 제어하기 위해 PL을 증가시키게 되면 모드는 작아지게 되어 모드 1로 될 것이고, PL이 PL , max보다 커져 전력을 정적으로 제어하기 위해 PL을 감소시키게 되면 모드는 커지게 되어 모드 3으로 될 것이다. 다만, 도 2에서는 모드 6까지 존재하는 것으로 표현되어 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 설정 가능한 PL , min 또는 PL , max를 변화시킴으로써, 모드의 범위를 조절할 수 있다. 원하는 VS제어 범위의 구현을 위하여 PL , min이 커지거나 PL , max가 작아질수록, 모드의 수는 많이 필요할 것이다.In FIG. 2, it can be seen that the modes are classified into 1 to 6. The mode means a period in a range which is located between the P L P L, P L and min, max. That is, the interval between P L , min and P L, max forms one mode. In this case, when P L is smaller than P L , min due to increase or decrease of V S , or when it is larger than P L , max , P L is changed to P L, min and P L , max And has a mode of increasing or decreasing from the existing mode. For example, it will be in a current mode 2 state to Mode 1 when increasing the P L mode is made smaller in order is smaller than the P L P L, min to control the power to the static, P L is P L , max is larger than P L, and if P L is decreased to control the power statically, the mode becomes larger and becomes
LED는 이상적인 다이오드가 아니기 때문에, 예를 들어 모드 2에서 PL , max에서의 VS2 , max값과 PL , max에서 모드 3으로 변경한 후 VS를 감소시켜 찾는 PL , min에서의 VS2 , min값이 차이를 갖는다. 이 때문에 PL의 변화를 나타낸 그래프는 히스테리시스를 형성한다. 여기서, 히스테리시스란 이력현상으로서, 어떤 값이 주기 또는 범위를 갖고 움직일 때, 출발지로 돌아오지 못하고 다른 값으로 떨어지는 현상을 일컫는다.LED is because it is not an ideal diode, for example, in mode 2, change the
설계시 설계자는 PL , max(점등된 LED 모듈 전력의 최대값), PL ,min(점등된 LED 모듈 전력의 최소값) 및 vS , op(동작점에서의 입력 전압)에 따른 PL ,op(동작점에서의 점등된 LED 모듈 전력)를 선정한다. 또한 Ph(히스테리시스 전력차)는 설계시 원하는 값으로 설정된다. 여기서 Ph(히스테리시스 전력차)란, PL , min값과 PL ,h(각 모드의 VS , max에서 갖는 PL의 최소값)의 차이를 의미한다. 히스테리시스가 없을 경우(Ph = 0), PL , min값과 PL ,h은 같겠지만, 임의로 Ph를 가지도록 본 회로를 설계하는 것을 목적으로 한다. 히스테리시스는 입력전압이 스위칭하는 VS 지점(예컨대, Vs1 , min과 Vs1 , max 사이 또는 Vs2 , min과 Vs2 , max)에서 작은 변동을 가질 경우, LED가 입력전압의 변동으로 인한 스위칭현상으로 인해 깜빡이는 현상을 방지하기 위해서 반드시 회로설계시 고려되어야 한다.According to the design process, designers P L, max (lit LED maximum value of the module power), P L, min (lit LED module power of the minimum value) and v S, op (the input voltage at the operating point) P L, op (LED module power that is turned on at the operating point). Also, P h (hysteresis power difference) is set to a desired value at design time. Here, P h (hysteresis power difference) means a difference between P L , min and P L , h (the minimum value of P L in V S , max in each mode). If there is no hysteresis (P h = 0), the objective is to design the circuit so that P L , min and P L , h will be the same, but with P h , arbitrarily. The hysteresis is such that if the input voltage has small variations at the V S point (eg, V s1 , min and V s1 , max or V s2 , min and V s2 , max ) In order to prevent flickering due to the phenomenon, it must be considered in circuit design.
PL , max(점등된 LED 모듈 전력의 최대값), PL ,min(점등된 LED 모듈 전력의 최소값) 및 VS , op(동작점에서의 입력 전압)이 선정되면 이 경우를 만족하는 L1, C1, C2, CL 및 기본적으로 설정한 모드로 동작하는 LED의 개수를 실험적으로 찾을 수 있다. 이하에서 기본적으로 설정한 모드는 모드 2로 선정한 것으로 하여 설명하기로 한다.If P L , max (the maximum value of the LED module power that is lit), P L , min (the minimum value of the lit LED module power), and V S , op 1 , C 1 , C 2 , C L, and the number of LEDs that operate in the mode set by default can be found experimentally. Hereinafter, a mode set by default will be described as being selected as the mode 2.
VS , op에서부터 VS를 증가시킬 때, VS가 증가함에 따라 PL도 따라서 증가한다. 증가하면서 PL이 PL , max가 될 때의 전압 값이 VS2 , max(모드 2에서 PL , max일 때의 입력 전압)가 된다. 또한 VS , op에서부터 VS를 감소시킬 때, PL이 PL , min이 될 때의 전압 값이 VS1,min(모드 1에서 PL , min일 때의 입력 전압)가 된다. 즉, 기본적으로 설정한 모드 2인 상태에서 VS를 조절하여 VS2 , max와 VS1 , min을 찾을 수 있다. When increasing V S from V S , op , P L also increases as V S increases. , The voltage value when P L becomes P L , max becomes V S2 , max (input voltage when P L , max in mode 2). Also , when decreasing V S , op to V S , the voltage value when P L becomes P L , min becomes V S1, min (input voltage when P L , min in mode 1). In other words, V S2 , max and V S1 , min can be found by adjusting V S in the default mode 2.
모드 2인 상태에서 동작시키는 가운데 PL이 PL , max가 된 경우 점등하는 LED 모듈의 개수를 추가시키면 PL이 감소하게 된다. 도 2(b)에서 볼 수 있듯이, 점등하는 LED 모듈의 개수를 추가되는 경우, 즉 스위치가 꺼지는 경우, vL은 약간 증가하지만, 그에 비해 iL은 큰 폭으로 감소함을 볼 수 있다. 따라서 PL은 전체적으로 감소하게 된다. PL이 감소하면서 PL이 PL ,h(각 모드의 VS , max에서 갖는 PL의 최소값)이 될 때 점등시킨 LED 모듈의 개수가 모드 3으로 동작하기 위한 LED 개수가 된다.If P L is set to P L , max while operating in mode 2, the number of LED modules to be lit is added to decrease P L. As can be seen from FIG. 2 (b), when the number of LED modules to be lit is added, that is, when the switch is turned off, v L increases slightly, whereas i L decreases sharply. Thus, P L is reduced overall. When P L decreases , the number of LED modules turned on when P L becomes P L , h (the minimum value of P L in V S , max in each mode) becomes the number of LEDs to operate in
PL , min상태에서 모드 2에서 점등하는 LED 모듈의 개수를 줄이는 경우, 즉 스위치가 켜지는 경우, 도 2(b)에서와 반대되는 경우로, vL은 약간 감소하지만, 그에 비해 iL은 큰 폭으로 증가한다. 따라서 PL은 전체적으로 증가하게 된다. PL이 증가하며 모드 2에서 모드 1로 바뀌게 된다. 이때 다시 VS를 증가시키면 PL은 PL , max가 된다. PL이 PL , max가 될 때의 전압 값이 VS1 , max(모드 1에서 PL , max일 때의 입력 전압)가 된다.If reducing the number of LED modules for light from P L, mode 2 in min state, that is, when the switch is on, FIG. 2 (b) in the case as opposed to in, v L is slightly decreased, but it i L is compared It increases greatly. Therefore, P L increases as a whole. P L increases and changes from mode 2 to mode 1. If V S is increased again, P L becomes P L , max . The voltage value when P L becomes P L , max becomes V S1 , max (input voltage when P L , max in mode 1).
앞서 언급한 과정들을 거치면, VS1 , min, VS1 , max, VS2 , max 및 모드 3으로 동작하기 위한 LED 모듈의 개수를 구할 수 있다. 이 과정들을 반복하면 각 모드의 PL , min과 PL,max일 때의 입력 전압을 알 수 있고, 각 모드로 동작하도록 제어해야하는 LED 모듈의 개수를 구할 수 있다. 각 모드로 동작하도록 제어해야 하는 LED 모듈의 개수를 구함으로써, PL이 PL , min 또는 PL , max일 때 LED 모듈의 개수를 조절하기 위해서 제어부(150)는 스위칭부(140)의 스위치를 제어하여 점등하는 LED 모듈의 개수를 조절함으로써, PL이 일정하도록 제어한다.Geochimyeon the above-mentioned process, it is possible to obtain the number of LED modules for operating the S1 V, min, V S1, max, V S2, max, and
도 3은 LED 조명 장치의 모든 스위치를 끈 상태에서 입력 전압(VS)에 따른 LED 부하회로의 전압(vL)의 변화를 나타낸 도면이고, 도 4는 입력 전압(VS)의 크기에 따라 정해지는 초기 모드를 나타낸 도면이다. Figure 3 is a view showing a change in the LED voltage of the load circuit (v L) of the input voltage (V S) in a state of all switches of the LED illumination apparatus strap, Figure 4 is in accordance with the magnitude of the input voltage (V S) And Fig.
LED 조명 장치가 처음 구동될 때는 모든 LED 모듈과 저항이 동작하도록 한다. 모든 LED 모듈과 저항이 동작하지 않는 경우, 동작하는 LED 모듈의 개수가 적을수록 회로에 과전류가 흘러 LED 모듈에 악영향을 줄 우려가 있기 때문이다. 이런 과전류를 방지하여 안전하게 첫 구동을 하기 위해서 모든 LED 모듈과 저항이 동작하도록 스위칭부의 모든 스위치를 끈 상태에서 구동을 한다. All LED modules and resistors should be operated when the LED lighting device is started for the first time. If all the LED modules and resistors are not operating, the less the number of LED modules to operate, the more the overcurrent flows to the circuit, which may adversely affect the LED module. In order to prevent this overcurrent and to safely start the first drive, all the switches of the switching part are turned off so that all LED modules and resistors operate.
제어부는 처음 구동될 때, 어떤 모드인지 판단하기 위해 VS를 알아야 한다. 그런데 VS의 값을 직접 입력받지 않으므로, 수학식 1에서 설명한 방법으로 vL을 감지하여 도 3과 같이 간접적으로 VS의 값을 찾는다. 도 3은 모든 스위치를 끈 상태에서 VS에 따른 vL의 변화를 나타낸 도면이다. 앞선 설명대로, LED 조명 장치는 처음 구동될 때, 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 모든 LED 모듈과 저항이 동작하도록 스위치를 끈 상태에서 구동한다. 제어부(150)는 이 상태에서의 vL을 감지하여 감지한 vL에 해당하는 VS를 도 3과 같이 간접적으로 알아낸다. 이때, vL에 해당하는 VS는 미리 측정하여 제어부에 입력해 둔다.When the controller is first driven, it must know V S to determine what mode it is. However, since the value of V S is not input directly, the value of V S is indirectly detected as shown in FIG. 3 by detecting v L by the method described in Equation (1). FIG. 3 is a graph showing changes in v L according to V S with all switches turned off. As described above, when the LED lighting device is first driven, it is driven with the switch turned off so that all LED modules and resistors operate to prevent overcurrent from flowing. The
도 4는 알아낸 VS로부터 첫 구동시 어떤 모드인지 판단한다. 모드를 판단한 후, 모드를 모드 6으로부터 판단한 해당 모드로 이동을 한다. 여기서 모드 6은 모든 LED 모듈과 저항이 동작하는 모드로서, 첫 구동시 모드 6으로부터 시작하는 이유는 앞선 언급대로 과전류 방지를 위해 모든 LED 모듈과 저항을 동작시키기 때문이다. 이동하는 방법은 앞선 도 2에서 구한 각 모드로 동작하도록 제어해야하는 LED 모듈의 개수를 이용하여 VS로부터 판단한 모드로 동작하도록 LED 모듈의 개수를 제어한다.4 will determine which mode the first driving from V S found out. After determining the mode, the mode is moved to the mode determined from the
도 4는 모드 6까지 나타나 있지만, 모드의 수를 설계자가 원하는 대로 설계할 수 있으므로, 첫 구동시 동작 모드는 모드 6이 아닐 수 있다. 모드의 수가 달라짐에 따라 VS의 범위 역시 달라진다. 다만 달라지더라도, 도 2에서 언급한 방법으로 구할 수 있다.Although FIG. 4 shows up to
도 5는 LED 조명 장치의 작동방법을 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart showing a method of operating the LED lighting apparatus.
제어부(150)는 LED 조명 장치가 처음 구동하는 것인지 아닌지 여부를 판단한다(S510).The
제어부는 LED 조명 장치가 처음 구동하는 경우, VL로부터 VS를 찾는다(S520).When the LED lighting apparatus is driven for the first time, the control unit finds V S from V L (S520).
제어부는 VL로부터 VS를 찾은 후, PL , max, PL , min, PL , op및 Ph로부터 각 모드의 VS,max, VS , min 및 각 모드로 동작하도록 제어해야하는 LED 모듈의 개수를 검출한다(S530).Controller LED must control to operate in, P L, max, P L , min, P L, op , and P each mode of V S, max, V S, min, and each mode from h, find the V S from V L The number of modules is detected (S530).
제어부는 감지한 VS를 이용하여 어떤 모드로 동작하여야 하는지 판단한 후 판단한 모드로 동작하도록 LED 모듈의 개수를 제어한다(S540).The control unit determines which mode should be operated using the sensed V S , and controls the number of the LED modules to operate in the determined mode (S540).
제어부는 사용자의 LED 조명장치를 작동시킬지 여부에 따라 LED 조명장치의 작동을 제어한다(S550).The control unit controls the operation of the LED lighting apparatus depending on whether the user operates the LED lighting apparatus (S550).
제어부는 사용자로부터 LED 조명장치의 작동을 입력받은 경우, 현재의 PL의 값을 계산한다(S560).If the operation of the LED lighting apparatus is inputted from the user, the control unit calculates the value of the current PL (S560).
제어부는 계산한 PL의 값이 PL,max보다 큰지 여부를 판단한다(S570). The control unit determines whether the calculated PL value is greater than PL, max (S570).
제어부는 계산한 PL의 값이 PL,max보다 큰 경우 전력의 정적 제어를 위하여 PL의 값을 PL,max보다 작은 값을 갖도록 하기 위해 스위치를 끄도록(점등하는 LED 모듈이 증가하도록) 제어한다(S580).The control unit controls so that the LED is turned on so that the value of PL is less than PL, max for the static control of power when the calculated PL value is larger than PL, max (the LED module to be lit is increased) S580).
제어부는 계산한 PL의 값이 PL,max보다 크지 않은 경우라면, PL의 값이 PL,min보다 작은지 여부를 판단한다(S590).If the calculated PL value is not greater than PL, max, the control unit determines whether the value of PL is smaller than PL, min (S590).
제어부는 계산한 PL의 값이 PL,min보다 작은 경우 전력의 정적 제어를 위하여 PL의 값을 PL,min보다 큰 값을 갖도록 하기 위해 스위치를 켜도록(점등하는 LED 모듈이 감소하도록) 제어한다(S600).The control unit controls so that when the calculated value of the PL is less than PL min, the value of the PL is set to a value larger than PL, min (to reduce the number of LED modules to be turned on) for static control of the power S600).
도 5에서는 과정 S510 내지 과정 S600을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 6에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 과정 S510 내지 과정 S600 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 5은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.Although it is described in FIG. 5 that the processes S510 to S600 are sequentially executed, this is merely illustrative of the technical idea of the embodiment of the present invention. In other words, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented by changing the order described in FIG. 6 without departing from the essential characteristics of an embodiment of the present invention, or by executing one of steps S510 to S600 It should be noted that FIG. 5 is not limited to the time-series order since various modifications and variations may be applied to the above-described processes in parallel.
한편, 도 5에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, the processes shown in FIG. 5 can be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. That is, a computer-readable recording medium includes a magnetic storage medium (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.), an optical reading medium (e.g., CD ROM, And the like). The computer-readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and changes may be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the embodiments. Therefore, the present embodiments are to be construed as illustrative rather than restrictive, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
110: 필터부
120: 정류부
130: LED 부하회로
140: 스위칭부
150: 제어부
160: 제어부 전원공급회로110: filter section 120: rectifying section
130: LED load circuit 140:
150: control unit 160: control unit power supply circuit
Claims (16)
상기 필터부의 출력에 연결되어, 상기 필터부를 거친 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류부;
상기 정류부의 양단에 연결된 다수의 LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드) 모듈을 포함하며, 상기 정류부의 출력전압을 인가받아 동작하는 LED 부하회로;
상기 LED 부하회로의 각 노드에 연결되어, 상기 LED 모듈에서 점등되는 LED 모듈의 개수가 조절되도록 스위칭하는 스위칭부;
상기 LED 부하회로와 상기 스위칭부와 연결되며, 상기 점등된 LED 모듈의 전압(vL)과 점등된 LED 모듈의 전류(iL)를 감지해 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)을 계산하여 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)이 일정범위 내에서 조절되도록 상기 스위칭부의 스위치의 온/오프를 제어하는 제어부; 및
상기 정류부와 연결되어, 상기 제어부에 일정한 전압을 공급하는 제어부 전원공급회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.A filter unit connected to the input power supply (V S ) port and performing a function of some or all of harmonic attenuation, power factor adjustment, and load voltage regulation;
A rectifier connected to an output of the filter unit and rectifying the AC power through the filter unit to a DC power source;
An LED load circuit including a plurality of LEDs (Light Emitting Diode) modules connected to both ends of the rectifying unit, the LED load circuit being operated by receiving an output voltage of the rectifying unit;
A switching unit connected to each node of the LED load circuit for switching the number of the LED modules to be turned on so as to be adjusted;
And a controller for controlling the LED load circuit and the switching unit to calculate the power (P L ) of the lit LED module by sensing the voltage (v L ) of the lit LED module and the current (i L ) A control unit for controlling on / off of the switch of the switching unit so that the power (P L ) of the LED module is controlled within a predetermined range; And
And a control unit power supply circuit connected to the rectification unit to supply a constant voltage to the control unit.
상기 LED 부하회로는,
상기 LED 부하회로에 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위해, 마지막 LED 모듈에 저항을 더 연결하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.The method according to claim 1,
The LED load circuit includes:
Further comprising a resistor connected to the last LED module to prevent an overcurrent from flowing to the LED load circuit.
상기 제어부는,
저항 또는 저항과 OP-AMP를 이용하여 상기 점등된 LED 모듈의 전압 및 전류를 감지하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
And the voltage and current of the lit LED module are sensed using a resistor or a resistor and an OP-AMP.
상기 제어부는,
상기 점등된 LED 모듈의 전력이 기 설정된 상기 점등된 LED 모듈의 전력의 최대치(PL , max)일 때, 점등되는 상기 LED 모듈의 개수를 증가시켜 상기 점등된 LED 모듈의 전력을 감소시키며 기 설정된 각 모드의 VS , max에서 갖는 PL의 최소값(PL,h)과 같아질 때의 점등된 LED 모듈의 개수를 파악함으로써, 각 모드를 제어하는 상기 LED 모듈의 특정된 개수를 파악하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
When the power of the lit LED module is the maximum value (P L , max ) of the power of the predetermined lit LED module, the number of the lit LED modules is increased to decrease the power of the lit LED module, By grasping the number of lit LED modules that are equal to the minimum value (P L, h ) of P L at V S , max of each mode, it is possible to grasp the specified number of LED modules that control each mode LED lighting device characterized by.
상기 제어부는,
상기 점등된 LED 모듈의 전력이 기 설정된 일정 범위를 벗어나는 경우, 점등되는 상기 LED 모듈의 개수를 상기 각 모드를 제어하는 상기 LED 모듈의 특정된 개수로 증가 또는 감소시킴으로써, 상기 점등된 LED 모듈의 전력이 일정해지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.5. The method of claim 4,
Wherein,
When the power of the lit LED module is out of a predetermined range, by increasing or decreasing the number of the lit LED modules to a specified number of the LED modules controlling the respective modes, Is controlled to be constant.
상기 점등된 LED 모듈의 전력은,
히스테리시스 루프의 특성을 가지며, 상기 히스테리시스 루프는 히스테리시스 루프의 전력차(Ph) 및 히스테리시스 루프의 전압차(Vh)를 조정하여 히스테리시스 루프의 크기를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.The method according to claim 1,
The power of the lit LED module,
Wherein the hysteresis loop has characteristics of a hysteresis loop and the hysteresis loop adjusts the power difference (P h ) of the hysteresis loop and the voltage difference (V h ) of the hysteresis loop to adjust the size of the hysteresis loop.
상기 제어부는,
기 설정된 동작점에서의 LED 전력(PL , op)에서 입력 전압(VS)을 증감하여, 상기 점등된 LED 모듈의 전력이 기 설정된 상기 점등된 LED 모듈 전력의 최대치(PL , max)에 같아질 때의 입력 전압을 감지함으로써, 각 모드에 해당하는 입력 전압(VS)의 값을 파악하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
The input voltage V s is increased or decreased at the LED power P L , op at the predetermined operating point so that the power of the LED module is changed to the maximum value P L , max of the LED module power And the value of the input voltage (V S ) corresponding to each mode is grasped by detecting the input voltage at the same time.
상기 제어부는,
상기 모드의 범위를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.8. The method of claim 7,
Wherein,
And the range of the mode can be adjusted.
상기 제어부 전원공급회로는,
상기 정류부에서 정류된 전압보다 낮은 일정한 전압을 제어부에 공급하기 위해, LDO(Low Drop Out Regulator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.The method according to claim 1,
The control unit power supply circuit includes:
And an LDO (Low Dropout Regulator) for supplying a constant voltage lower than the rectified voltage to the control unit.
상기 제어부 전원공급회로는,
상기 LDO(Low Drop Out Regulator)에 일정 범위의 전압을 공급하기 위해, 캐패시터(Capacitor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.10. The method of claim 9,
The control unit power supply circuit includes:
And a capacitor for supplying a voltage in a predetermined range to the LDO (Low Drop Out Regulator).
상기 필터부의 출력에 연결되어, 상기 필터부를 거친 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류부;
상기 정류부의 양단에 연결된 다수의 LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드) 모듈을 포함하며, 상기 정류부의 출력전압을 인가받아 동작하는 LED 부하회로;
상기 LED 부하회로의 각 노드에 연결되어, 상기 LED 모듈에서 점등되는 LED 모듈의 개수가 조절되도록 스위칭하는 스위칭부;
상기 LED 부하회로와 상기 스위칭부와 연결되며, 상기 점등된 LED 모듈의 전압(vL)과 점등된 LED 모듈의 전류(iL)를 감지해 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)을 계산하여 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)이 일정범위 내에서 조절되도록 상기 스위칭부의 스위치의 온/오프를 제어하는 제어부; 및
상기 정류부와 연결되어, 상기 제어부에 일정한 전압을 공급하는 제어부 전원공급회로를 포함하되,
첫 작동시, 상기 모든 LED와 저항이 동작하는 모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.A filter unit connected to the input power supply (V S ) port and performing a function of some or all of harmonic attenuation, power factor adjustment, and load voltage regulation;
A rectifier connected to an output of the filter unit and rectifying the AC power through the filter unit to a DC power source;
An LED load circuit including a plurality of LEDs (Light Emitting Diode) modules connected to both ends of the rectifying unit, the LED load circuit being operated by receiving an output voltage of the rectifying unit;
A switching unit connected to each node of the LED load circuit for switching the number of the LED modules to be turned on so as to be adjusted;
And a controller for controlling the LED load circuit and the switching unit to calculate the power (P L ) of the lit LED module by sensing the voltage (v L ) of the lit LED module and the current (i L ) A control unit for controlling on / off of the switch of the switching unit so that the power (P L ) of the LED module is controlled within a predetermined range; And
And a control unit power supply circuit connected to the rectification unit and supplying a constant voltage to the control unit,
And in a first operation, operates in a mode in which all the LEDs and resistors operate.
상기 LED 조명 장치는,
입력 전원을 파악하여 어떤 모드에 해당하는지 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.12. The method of claim 11,
The LED lighting device includes:
And determines which mode corresponds to the input power.
상기 입력 전원은,
상기 LED의 전압을 감지하여 그에 대응하는 입력 전원을 파악하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치. 13. The method of claim 12,
The input power source
And detects the voltage of the LED to determine an input power corresponding thereto.
상기 LED 조명 장치는,
상기 모든 LED와 저항이 동작하는 모드에서 상기 입력 전원에 의해 파악된 모드로 이동하여 작동하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.14. The method of claim 13,
The LED lighting device includes:
Wherein the LED lighting device operates in a mode in which all the LEDs and resistors operate in a mode identified by the input power source.
상기 필터링된 교류 전원을 직류 전원으로 정류하여 LED 부하회로에 전원을 공급하는 과정;
상기 LED 부하회로의 점등되는 LED 모듈의 개수가 조절되도록 스위칭하는 과정; 및
상기 점등된 LED 모듈의 전압(vL)과 점등된 LED 모듈의 전류(iL)를 감지해 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)을 계산하여 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)이 일정범위 내에서 조절되도록 상기 스위치의 온/오프를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치 작동 방법.Filtering to perform some or all of the harmonic attenuation of the input power supply (V S ), power factor adjustment and load voltage regulation;
Rectifying the filtered AC power to DC power and supplying power to the LED load circuit;
Switching the LED load circuit so that the number of LED modules to be turned on is adjusted; And
The voltage on the lighting LED modules (v L) and the current of the LED module, the lighting power of the light of the LED module to detect (i L) power of the lit LED module to calculate (P L) (P L) And controlling the on / off of the switch to be controlled within a predetermined range.
상기 필터링된 교류 전원을 직류 전원으로 정류하여 LED 부하회로에 전원을 공급하는 과정;
상기 LED 부하회로의 점등되는 LED 모듈의 개수가 조절되도록 스위칭하는 과정; 및
상기 점등된 LED 모듈의 전압(vL)과 점등된 LED 모듈의 전류(iL)를 감지해 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)을 계산하여 상기 점등된 LED 모듈의 전력(PL)이 일정범위 내에서 조절되도록 상기 스위치의 온/오프를 제어하는 과정을 포함하되,
첫 작동시, 상기 모든 LED와 저항이 동작하는 모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치 작동 방법.
Filtering to perform some or all of the harmonic attenuation of the input power supply (V S ), power factor adjustment and load voltage regulation;
Rectifying the filtered AC power to DC power and supplying power to the LED load circuit;
Switching the LED load circuit so that the number of LED modules to be turned on is adjusted; And
The voltage on the lighting LED modules (v L) and the current of the LED module, the lighting power of the light of the LED module to detect (i L) power of the lit LED module to calculate (P L) (P L) And controlling the on / off of the switch to be controlled within a predetermined range,
And in a first operation, operates in a mode in which all of the LEDs and resistors are in operation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140052917A KR20150125875A (en) | 2014-04-30 | 2014-04-30 | LED Lighting Apparatus and Driving Method Thereof Using Electric Power Control |
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KR20150125875A true KR20150125875A (en) | 2015-11-10 |
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2014
- 2014-04-30 KR KR1020140052917A patent/KR20150125875A/en not_active Application Discontinuation
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