KR20160000173U - Led 조명용 위상 제어 조광기 - Google Patents

Led 조명용 위상 제어 조광기 Download PDF

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Abstract

본 고안은 복수의 조광 레벨 선택 스위치를 이용하여 손쉽게 상황에 따른 밝기를 조절함으로써 전력 소모를 줄일 수 있는 LED 조명용 위상 제어 조광기를 제공한다. 본 고안의 LED 조명용 위상 제어 조광기는, 교류 전원을 입력받아 LED 조명에 대한 위상 제어를 수행하여 전원 공급을 제어하는 트라이악 스위치; 및 상기 트라이악 스위치에 대한 동작을 제어하는 조광 제어부를 포함하고, 상기 조광 제어부는, 사용자 입력에 따라 LED 조명의 밝기를 최소값에서 최대값까지 조절 가능하고, 사용자 선택에 따라 상기 최대값을 복수의 레벨로 설정하도록 구성된다.

Description

LED 조명용 위상 제어 조광기{Dimmer Using Phase Control for LED Light}
본 고안은 조광기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 AC 전원의 위상 제어를 이용한 LED 조명용 위상 제어 조광기에 관한 것이다.
흔히 교류형 LED라 불리는 조명장치는 LED를 교류 전원에 직접 연결하여 사용되는데, 이러한 LED 조명장치에 부착하여 그 밝기를 원하는 대로 조절하거나, 밝기가 점차 밝아지도록 하거나 반대로 점차 어두워지도록 하는 장치를 조광기(Dimmer)라고 칭한다.
이와 같은 교류 구동의 LED의 경우에 트라이악(TRIAC)을 적용한 조광기가 많이 이용되고 있는데, 트라이악은 양방향 전력 소자로서 게이트 전압으로 양방향 전류 소통을 제어할 수 있는 소자이다.
도 1은 기존의 위상 제어 조광기의 외관을 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 기존의 위상 제어 조광기(100)는 밝기 조절 입력부(110)를 이용하여 밝기를 조절할 수 있다. 사용자는 화살표 방향(10)으로 밝기 조절 입력부(110)를 회전시켜 밝기를 최소값에서 최대값으로 조절하고, 반대 방향으로 회전시켜 최대값에서 최소값으로 조절할 수 있다. 기존의 위상 제어 조광기(100)에서는 밝기 조절 능력이 오직 한가지 최대값만으로 조절이 가능하였다.
통상적으로 사용자는 일정 밝기 조절이 이루어진 상태에서 계속하여 사용하는 경향이 있으므로, 제공되는 공간에서 외출하는 경우나, 날씨가 변화하는 경우 등 기존 조명의 밝기를 유지할 필요가 없는 경우에도 기존의 조명의 밝기를 유지하여 필요 이상의 전력을 소모시켜 전력 낭비가 발생되는 문제가 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0104338호 "교류 구동형 램프 조광 시스템"(2011.9.22. 공개)
본 고안의 목적은 복수의 조광 레벨 선택 스위치를 이용하여 손쉽게 상황에 따른 밝기를 조절함으로써 전력 소모를 줄일 수 있는 LED 조명용 위상 제어 조광기를 제공하는 데 있다.
본 고안의 일 측면에 따른 LED 조명용 위상 제어 조광기는, 교류 전원을 입력받아 LED 조명에 대한 위상 제어를 수행하여 전원 공급을 제어하는 트라이악 스위치; 및 상기 트라이악 스위치에 대한 동작을 제어하는 조광 제어부를 포함하고, 상기 조광 제어부는, 사용자 입력에 따라 LED 조명의 밝기를 최소값에서 최대값까지 조절 가능하고, 사용자 선택에 따라 상기 최대값을 복수의 레벨로 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 조광 제어부는, LED 조명의 밝기를 최소값에서 최대값까지 조절하는 밝기 조절 입력부; 및 조광의 최대값을 상이한 복수의 레벨로 선택적으로 설정하도록 구성된 복수의 조광 레벨 선택 스위치를 포함할 수 있다.
상기 조광 제어부는, 사용자 선택에 따라 조광의 최대값을 복수의 레벨로 설정하는 조광 레벨 선택부를 포함하고, 조광 레벨 선택부는, 사용자 입력에 따라 조광의 최대값을 제1 레벨로 설정하며, 제1 조광 조절용 저항 및 제1 조광 조절용 저항과 직렬 연결된 제1 스위치를 포함하는 제1 밝기 조절 스위칭부; 및 사용자 입력에 따라 조광의 최대값을 제1 레벨과 상이한 제2 레벨로 설정하며, 제2 조광 조절용 저항 및 제2 조광 조절용 저항과 직렬 연결된 제2 스위치를 포함하는 제2 밝기 조절 스위칭부를 포함하고, 상기 제1 밝기 조절 스위칭부는 제2 밝기 조절 스위칭부와 병렬 연결되어 구성될 수 있다.
상기 조광 레벨 선택부는, 사용자 입력에 따라 LED 조명의 밝기를 최소값에서 최대값까지 조절하는 밝기 조절용 소자에 직렬 연결되고, 밝기 조절용 소자는 전위차계 또는 가변 저항일 수 있다.
본 고안의 LED 조명용 위상 제어 조광기에 따르면, 복수의 조광 레벨 선택 스위치를 이용하여 손쉽게 상황에 따른 밝기를 조절함으로써 전력 소모를 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 위상 제어 조광기(TRIAC Dimmer)의 외관을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 LED 조명용 위상 제어 조광기의 외관을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 LED 조명용 위상 제어 조광기를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 LED 조명용 위상 제어 조광기의 회로 구성의 일 예를 나타내는 회로도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 일 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 LED 조명용 위상 제어 조광기의 외관을 나타내는 도면이다.
LED 조명용 위상 제어 조광기(200)는 밝기 조절 입력부(210)를 이용하여 밝기를 조절할 수 있다. 사용자는 화살표 방향(20)으로 밝기 조절 입력부(210)를 회전시켜 밝기를 최소값에서 최대값으로 조절하고, 반대 방향으로 회전시켜 최대값에서 최소값으로 조절할 수 있다. 여기에서는 다이얼 형태의 밝기 조절 입력부(210)가 도시되어 있으나, 밝기 조절 입력부(210)의 형태 및 조작 방식은 이에 한정되지 않는다.
본 고안에 따른 위상 제어 조광기(200)는 사용자 선택에 따라 조광의 최대값을 상이한 복수의 레벨로 설정하기 위한 복수의 조광 레벨 선택 스위치(220, 230, 240, 250)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 조광 레벨 선택 스위치(220)는 조광의 최대값을 최대 조광 레벨의 30%로 설정하기 위한 스위치이고, 제2 조광 레벨 선택 스위치(230)는 조광의 최대값을 최대 조광 레벨의 50%로 설정하기 위한 스위치이고, 제3 조광 레벨 선택 스위치(240)는 조광 최대값을 최대 조광 레벨의 70%로 설정하기 위한 스위치이고, 제4 조광 레벨 선택 스위치(250)는 조광 최대값을 최대 조광 레벨인 100%로 설정하기 위한 스위치일 수 있다. 여기에서는, 버튼 입력 방식의 4개의 조광 레벨 선택 스위치(220, 230, 240, 250)가 도시되어 있으나, 조광 레벨 선택 스위치는 터치 입력 방식으로 조작되는 등 버튼 입력 방식에 한정되지 않으며, 조광 레벨 선택 스위치의 개수는 3개 또는 6개로 다양하게 변경될 수 있으며, 조광 최대값에 대한 레벨도 다양하게 설정될 수 있다.
사용자는 복수의 조광 레벨 선택 스위치(220, 230, 240, 250)를 선택적으로 입력하여 밝기 조절 입력부(210)로 밝기를 조절하지 않고도, 상황에 따라 조광 레벨을 손쉽게 조절할 수 있다. 예를 들어, 업무 중에는 제3 조광 레벨 선택 스위치(240)를 선택한 상태에서 이용하다가, 자리를 비우거나 휴식할 때에는 제1 조광 레벨 선택 스위치(220)를 선택 입력하여 조광 레벨을 조절하고, 다시 업무에 들어갈 때에는 제3 조광 레벨 선택 스위치(240)를 선택 입력하는 방식으로 상황에 맞는 조광 레벨 선택 스위치를 한 번 누르는 동작에 의해 최대한의 절전 효과를 얻을 수 있다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 LED 조명용 위상 제어 조광기를 나타내는 블록도이다.
LED 조명용 위상 제어 조광기(200)는 교류 전원(310)으로 구동되며, 트라이악 스위치(320) 및 조광 제어부(330)를 포함하여 LED 조명(340)의 조광을 제어한다.
트라이악 스위치(320)는 교류 전원(310)을 입력받아 위상 제어를 수행하여 LED 조명(340)에 대한 전원 공급을 제어한다.
조광 제어부(330)는 트라이악 스위치(320)에 대한 동작을 제어하여 LED 조명(340)에 대한 조광을 제어한다. 조광 제어부(330)는 사용자 선택에 따라 조광의 최대값을 복수의 레벨로 설정하는 조광 레벨 선택부(332)를 포함한다.
조광 레벨 선택부(332)는 도 2를 참고하여 설명한 바와 같이, 복수의 조광 레벨 선택 스위치(220, 230, 240, 250)의 선택적 입력에 따라 설정된 조광 레벨 최대값에 기초하여 조광 레벨을 조절한다. 조광 레벨 선택부(332)는, 사용자 입력에 따라 조광의 최대값을 제1 레벨로 설정하며, 제1 조광 조절용 저항 및 제1 조광 조절용 저항과 직렬 연결된 제1 스위치를 포함하는 제1 밝기 조절 스위칭부와, 사용자 입력에 따라 조광의 최대값을 제1 레벨과 상이한 제2 레벨로 설정하며, 제2 조광 조절용 저항 및 제2 조광 조절용 저항과 직렬 연결된 제2 스위치를 포함하는 제2 밝기 조절 스위칭부를 포함할 수 있으며, 밝기 조절 스위칭부는 추가로 더 포함되어 구성될 수 있다. 제1 밝기 조절 스위칭부는 제2 밝기 조절 스위칭부와 병렬 연결되어 구성될 수 있다.
조광 레벨 선택부(332)는, 도 2의 밝기 조절 입력부(210)를 통해 입력된 사용자 입력에 따라 LED 조명의 밝기의 최소값에서 최대값까지 조절하는 밝기 조절용 소자에 직렬 연결되고, 밝기 조절용 소자는 전위차계 또는 가변 저항일 수 있다.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 LED 조명용 위상 제어 조광기의 회로 구성의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 입력 전원(AC)은 단자(AC1)를 통해 인가되고, LED 조명(340)은 단자(AC2)에 연결된다. 도 4의 회로도에서 트라이악 스위치(320) 이외의 구성이 도 3의 조광 제어부(330)에 대응한다. 도 3의 트라이악 스위치(320)는 트라이악(Q1) 및 온/오프 스위치(SW1)에 대응한다.
콘덴서(C2, C3), 저항(R1, R2, R3, R4, R6, R8, R9, R10)로 형성되는 RC 네트워크 및 다이악(D4)은 트라이악(Q1)의 시동을 제어하는 타이머 회로로서 동작한다. 일 실시예에서, 트라이악(Q1)은 TRIAC BTA-16 소자로 구성될 수 있다.
입력 전원(AC)의 라인은 리액터(L1)를 통한 후 타이머 회로를 거쳐 트라이악(Q1)을 제어하도록 구성되고, 트라이악(Q1)을 통해서 LED 조명(340)에 전원을 공급한다. 트라이악(Q1)과 LED 조명(340) 사이에는 조명 온/오프 스위치(SW1)가 설치되며, 스위치(SW1)의 상태표시를 위한 저항(R5) 및 발광다이오드(D1, R LED)가 병렬 연결되어 구성된다.
저항(R4)과 콘텐서(C3)의 접속점에서 다이악(D4)을 통해서 트라이악(Q1)의 제어단자가 연결된다. 타이머 회로의 전위차계(R2)에서 가변저항의 값이 작으면 트라이악(Q1)의 위상 제어량이 작아 거의 전 파형이 전달되며, 가변저항의 값이 크면 트라이악(Q1)의 위상 제어량이 많아져서 전달되는 양이 작아진다. 도 2의 밝기 조절 입력부(210)는 전위차계(R2)의 가변저항값을 조절하도록 구성된다.
조광 레벨 선택부(332)는, 사용자 입력에 따라 조광의 최대값을 제1 레벨(100%)로 설정하며, 제1 조광 조절용 저항(0㏀) 및 제1 조광 조절용 저항과 직렬 연결된 제1 스위치(SW2)를 포함하는 제1 밝기 조절 스위칭부와, 사용자 입력에 따라 조광의 최대값을 제1 레벨(100%)과 상이한 제2 레벨(70%)로 설정하며, 제2 조광 조절용 저항(R8) 및 제2 조광 조절용 저항(R8)과 직렬 연결된 제2 스위치(SW3)를 포함하는 제2 밝기 조절 스위칭부와, 사용자 입력에 따라 조광의 최대값을 제1 레벨(100%) 및 제2 레벨(70%)과 상이한 제3 레벨(50%)로 설정하며, 제3 조광 조절용 저항(R9) 및 제3 조광 조절용 저항(R9)과 직렬 연결된 제3 스위치(SW4)를 포함하는 제3 밝기 조절 스위칭부와, 사용자 입력에 따라 조광의 최대값을 제1 레벨(100%), 제2 레벨(70%) 및 제3 레벨(50%)와 상이한 제4 레벨(30%)로 설정하며, 제4 조광 조절용 저항(R10) 및 제4 조광 조절용 저항(R10)과 직렬 연결된 제4 스위치(SW5)를 포함하는 제4 밝기 조절 스위칭부를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 밝기 조절 스위칭부, 제2 밝기 조절 스위칭부, 제3 밝기 조절 스위칭부 및 제4 밝기 조절 스위칭부는 병렬 연결되어 구성된다.
조광 레벨 선택부(332)는, 밝기 조절 입력부(210)를 통해 입력된 사용자 입력에 따라 LED 조명(340)의 밝기를 최소값에서 최대값까지 조절하는 밝기 조절용 소자인 전위차계(R2)에 직렬 연결된다.
이상의 설명은 본 고안의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다.
200: LED 조명용 위상 제어 조광기 310: 교류 전원
320: 트라이악 스위치 330: 조광 제어부
332: 조광 레벨 선택부 340: LED 조명

Claims (4)

  1. 교류 전원을 입력받아 LED 조명에 대한 위상 제어를 수행하여 전원 공급을 제어하는 트라이악 스위치; 및
    상기 트라이악 스위치에 대한 동작을 제어하는 조광 제어부를 포함하고,
    상기 조광 제어부는, 사용자 입력에 따라 LED 조명의 밝기를 최소값에서 최대값까지 조절 가능하고, 사용자 선택에 따라 상기 최대값을 복수의 레벨로 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 LED 조명용 위상 제어 조광기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조광 제어부는,
    LED 조명의 밝기를 최소값에서 최대값까지 조절하는 밝기 조절 입력부; 및
    조광의 최대값을 상이한 복수의 레벨로 선택적으로 설정하도록 구성된 복수의 조광 레벨 선택 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 위상 제어 조광기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조광 제어부는, 사용자 선택에 따라 조광의 최대값을 복수의 레벨로 설정하는 조광 레벨 선택부를 포함하고,
    상기 조광 레벨 선택부는,
    사용자 입력에 따라 조광의 최대값을 제1 레벨로 설정하며, 제1 조광 조절용 저항 및 제1 조광 조절용 저항과 직렬 연결된 제1 스위치를 포함하는 제1 밝기 조절 스위칭부; 및
    사용자 입력에 따라 조광의 최대값을 제1 레벨과 상이한 제2 레벨로 설정하며, 제2 조광 조절용 저항 및 제2 조광 조절용 저항과 직렬 연결된 제2 스위치를 포함하는 제2 밝기 조절 스위칭부를 포함하고,
    상기 제1 밝기 조절 스위칭부는 상기 제2 밝기 조절 스위칭부와 병렬 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 위상 제어 조광기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조광 레벨 선택부는, 사용자 입력에 따라 LED 조명의 밝기를 최소값에서 최대값까지 조절하는 밝기 조절용 소자에 직렬 연결되고, 상기 밝기 조절용 소자는 전위차계 또는 가변 저항인 것을 특징으로 하는 LED 조명용 위상 제어 조광기.
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