KR20160125202A

KR20160125202A - Led 조명용 전원 장치

Info

Publication number: KR20160125202A
Application number: KR1020150056087A
Authority: KR
Inventors: 김상범; 김주훈; 한동열
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2015-04-21
Filing date: 2015-04-21
Publication date: 2016-10-31
Also published as: JP2016207657A; CN106068045A; KR102287080B1; CN106068045B; US20160316532A1; US9699843B2; JP6794129B2

Abstract

본 발명은 LED 조명용 전원 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입력된 전원을 변환하여 LED에 제공하는 전원 제공부 및 상기 전원 제공부의 동작을 제어하는 중앙 제어부를 포함하고, 상기 전원 제공부는 상기 LED 양단과 전기적으로 연결되는 스위칭 회로, 상기 스위칭 회로의 온/오프를 제어하는 스위칭 제어 회로 및 상기 스위칭 회로의 온/오프 및 상기 중앙 제어부에서 수신한 디밍(deeming) 제어 신호에 따라 상기 전원 제공부에서 제공되는 전원의 크기를 제어하는 디밍 제어 회로를 포함하며, 상기 중앙 제어부는 상기 LED의 온/오프에 따라 상기 스위칭 제어 회로를 제어하기 위한 스위칭 제어 신호를 제공하고, 상기 디밍 제어 회로의 동작을 제어하기 위한 디밍 제어 신호를 제공하는 LED 조명용 전원 장치에 관한 것이다.

Description

LED 조명용 전원 장치{Power device for LED lighting}

본 발명은 LED 조명용 전원 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아웃 도어용 LED 조명 장치를 제어하여, 사용자의 필요에 부합하는 조명을 제공하는 장치의 전원을 제어하는 장치에 관한 것이다.

LED(Light Emitting Diode)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 특히, LED 조명장치는 다수 배열설치된 LED의 점멸 순서, 발광 색상 및 밝기 등의 제어에 의해 다양한 연출을 수행할 수 있다.

이에 기존의 재래식 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다. 특히 실내 인테리어의 일반 조명, 특정 분위기를 연출하기 위한 무대 조명, 광고 조명 및 경관 조명 등의 용도로 사용되고 있다.

조명 장치는 경과 조명으로써 건물 외벽, 공원, 가로등, 다리 난간 또는 공연장에 설치될 수 있는데, 적용되는 용도나 대상 또는 위치에 따라 그 크기 및 적용 시스템이 각각 달리질 수 있다. 즉, 건물 외벽용은 건물 외벽에 띠 형태로 단순히 점멸 기능이나 단색 또는 조합된 색상으로 단순 표출되어서 사용하고, 공원이나 가로등, 다리 난간 등은 대상물의 형태에 따라 불규칙적으로 조명을 설치하여 점멸이나 색상을 변경하여 사용된다. 또한, 공연장은 무대 주변이나 무대에 띠 형태로 단순 점멸이나 색상을 표출하여 공연장의 화려함을 효과로 주로 사용될 수 있다. 실외용 조명 장치의 경우, 실내용 조명 장치에 비해 유지, 관리에 어려움이 있기 때문에 조명 장치를 안정적으로 구동시킬 필요가 있다. 이에 따라, 실외용 조명 장치를 안정적으로 제어하기 위한 다양한 방안이 강구되고 있다.

한편, LED 조명을 다양한 목적에 부합하도록 구현하기 위해서는 스탠바이(stand-by) 모드로 동작할 수 있어야 한다. 스탠바이 모드란 LED가 점등되지는 않으나 LED를 제어하기 위한 전원 장치가 제어 신호에 따라 언제든 구동할 수 있도록 적정 수준의 전원 레벨을 유지하는 대기 상태이다.

종래의 LED 조명용 전원 장치에는 single-stage 구조와 2-stage 구조가 있는데, 2-stage 구조의 경우, 스탠바이 모드를 구현하기 위한 별도의 회로(스탠바이 회로)가 포함된다. 2-stage보다 구조가 간단하고 크기가 작은 single-stage의 경우, 스탠바이 회로가 포함되지 않는다. 스탠바이 회로 삽입 시 크기가 대형화되므로 결국 2-stage와 차별화되지 않기 때문이다. 스탠바이 회로를 삽입하지 않고 전원 장치를 일정 전압으로 유지하는 상태는 추후 LED를 점등하는 경우 순간적인 전압 상승으로 인해 과전류가 LED에 흐르게 된다. 그 결과 LED에서 플래쉬가 발생하고, 과전류로 인해 LED의 수명이 단축되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 스탠바이 모드가 구현된 single-stage 구조의 LED 조명용 전원 장치를 제공하려는 발명이다. 특히, LED 조명용 전원 장치의 크기를 유지하면서 동시에 스탠바이 모드를 구현하기 위한 발명이다.

또한, LED 조명용 전원 장치의 스탠바이 모드를 일정 전압 범위 내에서 유지하기 위한 발명이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 LED 조명용 전원 장치는 입력된 전원을 변환하여 LED에 제공하는 전원 제공부 및 상기 전원 제공부의 동작을 제어하는 중앙 제어부를 포함하고, 상기 전원 제공부는 상기 LED 양단과 전기적으로 연결되는 스위칭 회로, 상기 스위칭 회로의 온/오프를 제어하는 스위칭 제어 회로 및 상기 스위칭 회로의 온/오프 및 상기 중앙 제어부에서 수신한 디밍(deeming) 제어 신호에 따라 상기 전원 제공부에서 제공되는 전원의 크기를 제어하는 디밍 제어 회로를 포함하며, 상기 중앙 제어부는 상기 LED의 온/오프에 따라 상기 스위칭 제어 회로를 제어하기 위한 스위칭 제어 신호를 제공하고, 상기 디밍 제어 회로의 동작을 제어하기 위한 디밍 제어 신호를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서 전원 제공부는 입력된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류기 및 상기 정류기를 거쳐 입력되는 전원의 크기를 조절하여 상기 LED로 제공하는 컨버터 회로를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 전원 제공부는 입력된 교류 전원의 노이즈를 차단하는 필터를 더 포함하고, 상기 정류기는 상기 필터에 의해 노이즈가 차단된 교류 전원을 직류 전원으로 변환할 수 있다. 한편, 상기 전원 제공부는 상기 정류기로부터 수신된 전원의 역률을 제어하는 역률 보상 회로를 더 포함하고, 상기 컨버터는 상기 역률 보상 회로를 거쳐 역률이 조정된 전원의 크기를 조절하여 상기 LED로 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 디밍 제어 회로는 상기 컨버터 회로에 전원 크기를 제어하기 위한 신호를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명용 전원 장치는 상기 스위칭 회로가 온(on)되는 경우, 상기 스위칭 회로는 상기 디밍 제어 회로에 상기 LED 양단 전압의 크기에 비례하는 신호를 제공하고, 상기 디밍 제어 회로는 상기 스위칭 회로로부터 수신한 신호와 상기 중앙 제어부로부터 수신한 디밍 제어 신호의 크기를 비교하며, 비교 결과에 따른 제어 신호를 생성하여 상기 전원 제공부에 제공할 수 있다. 이 때, 상기 디밍 제어 회로는 상기 스위칭 회로에서 제공되는 신호와 상기 중앙 제어부로부터 수신한 디밍 제어 신호의 크기 차이에 비례하는 제어 신호를 상기 전원 제공부에 음 귀환(negative feedback)으로 제공할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 스위칭 신호가 온(on)되는 경우, 상기 중앙 제어부는 상기 LED 정격 전압의 특정 비율 이하 내에서 상기 디밍 제어 신호의 크기를 주기적으로 변동시킬 수 있으며, 구체적으로 상기 특정 비율은 LED 정격 전압의 5%가 될 수 있다.

한편, 본 발명의 스위칭 회로는 스위칭 소자와 저항 소자가 직렬로 연결되어 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, single-stage 구조에서도 스탠바이 회로를 별도로 구성하지 않고, 소형화된 회로를 삽입하는 것만으로도 스탠바이 모드를 안정적으로 구동할 수 있다. 따라서 LED 조명용 전원 장치의 크기를 소형화 할 수 있다.

또한, 스탠바이 모드 구동 시 적정 전압 범위 내에서 LED 조명용 전원 장치를 유지시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명용 전원 장치의 구조를 나타낸 블록 다이어그램이다.
도 2는 LED 조명용 전원 장치 내 전원 제공부의 일 예를 나타낸 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 발명에서 스위칭 제어 회로를 구현한 일 예를 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명용 전원 장치의 내구 구성을 나타낸 회로도이다.

본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명용 전원 장치의 구조를 나타낸 블록 다이어그램이다.

본 발명의 LED 조명용 전원 장치는 입력된 전원을 변환하여 LED에 제공하는 전원 제공부(100) 및 상기 전원 제공부(100)의 동작을 제어하는 중앙 제어부(200)를 포함한다. 전원 제공부(100)는 외부의 전원을 LED의 구동에 적합한 정격 전원 범위로 변환하기 위한 구성이다.

본 발명의 중앙 제어부(200)는 LED 조명용 전원 장치의 전체적인 동작을 제어하기 위한 구성이다. 사용자의 입력에 따라 LED의 구동 여부, 밝기, 외부와의 통신을 비롯한 다양한 기능을 실행하며, 특히 전원 장치 내의 각 구성의 동작 상태에 대한 정보를 수신하고 각각의 구성을 제어하여 전원 장치의 동작을 전체적으로 관리하는 기능을 수행한다. 상기 중앙 제어부(200)는 마이컴과 같은 제어 장치를 통해 구현할 수 있다. 전원 제공부(100)는 중앙 제어부(200)에서 제공받은 제어 신호에 의해 동작하며, 그 결과 LED가 다양하게 동작할 수 있다.

본 발명은 전원 제공부(100) 내에 상기 LED 양단과 전기적으로 연결되는 스위칭 회로(110), 상기 스위칭 회로(110)의 ON/OFF를 제어하는 스위칭 제어 회로(120) 및 상기 스위칭 회로(110)의 ON/OFF 및 상기 중앙 제어부(200)에서 수신한 디밍(deeming) 제어 신호에 따라 상기 전원 제공부(100)에서 제공되는 전원의 크기를 제어하는 디밍 제어 회로(130)를 포함한다.

본 발명은 상술한 구성에 의해 single-stage 구조의 LED 조명용 전원 장치에서도 스탠바이(stand-by) 모드를 구현할 수 있다. 앞서 배경 기술에서 설명한대로, 기존에는 single-stage의 크기를 유지하면서 스탠바이 모드를 구현하는 데에 많은 어려움이 있었다. 그러나 상기 스위칭 회로(110), 스위칭 제어 회로(120) 및 디밍 제어 회로(130)를 포함시키고 이를 제어함으로써 간단한 구성에 의해서도 스탠바이 모드를 구현할 수 있다.

스위칭 회로(110)는 LED 양단과 전기적으로 연결된다. 스위칭 제어 회로(120)로부터 입력되는 신호에 따라 스위칭 회로(110) 내에 포함된 스위치가 ON/OFF 동작한다. 스위치가 OFF인 경우에는 다른 기능을 수행하지 않으나, 스위치가 ON인 경우, LED 양단의 전압에 따른 동작을 수행한다. LED 양단의 전압과 스위칭 회로(110)의 동작에 따라, 스위칭 회로(110)를 흐르는 전류가 변화하는 경우, 후술할 디밍 제어 회로(130)가 이를 감지하고 이에 따른 제어를 실행하여 스탠바이 모드로 동작한다.

스위칭 제어 회로(120)는 스위칭 회로(110)의 ON/OFF를 제어하기 위한 구성이다. 스위칭 제어 회로(120)는 중앙 제어부(200)에서 제공하는 제어 신호에 따라 동작한다. 점등 모드(LED에 불이 켜지는 상태)인 경우, 중앙 제어부(200)는 전원 제공부(100)의 각 구성을 제어하여 LED가 점등되기 위해 필요한 전압을 LED에 제공한다. LED를 점등시키기 위한 제어 신호는 상기 스위칭 제어 회로(120)에도 제공되며, 스위칭 제어 회로(120)는 LED 점등과는 반대로 스위칭 회로(110)를 제어한다. 즉, LED가 점등되는 경우(중앙 제어부(200)가 LED를 점등시키기 위한 제어 신호를 스위칭 제어 회로(120)를 포함한 전원 제공부(100) 각 구성에 제공하는 경우), 스위칭 제어 회로(120)는 스위칭 회로(110)가 OFF되도록 제어하며, LED가 소등되거나 스탠바이 모드로 동작하는 경우에는, 스위칭 회로(110)가 ON되도록 제어한다. 그 결과 LED가 소등된 상태에서만 스위칭 회로(110)가 켜지고, 스탠바이 모드가 동작할 수 있다.

디밍 제어 회로(130)는 스위칭 회로(110)의 ON/OFF 및 상기 중앙 제어부(200)에서 수신한 디밍(deeming) 제어 신호에 따라 상기 전원 제공부(100)에서 제공되는 전원의 크기를 제어하는 구성이다. 디밍 제어 회로(130)는 LED의 점멸에 따라 동작한다.

먼저 LED가 점등되는 경우(중앙 제어부(200)가 LED를 점등시키기 위한 제어 신호를 스위칭 제어 회로(120)를 포함한 전원 제공부(100) 각 구성에 제공하는 경우), 디밍 제어 회로(130)는 중앙 제어부(200)로부터 디밍 제어 신호를 수신하여 LED에서 발생하는 빛의 세기를 조절하기 위한 신호를 전원 제공부(100)에 제공한다. 일 예로, 디밍 제어 신호가 입력되는 경우, 상기 디밍 제어 신호에 비례하는 신호를(또는 디밍 제어 신호 자체를) 전원 제공부(100)에 음 귀환(negative feedback)으로 입력할 수 있다. LED 빛의 세기를 많이 약하게 하기 위하여 디밍 제어 신호의 크기를 크게 하는 경우, 큰 디밍 제어 신호에 대응하여 전원 제공부(100)에 음 귀환이 발생하므로 LED의 세기가 약해질 수 있다. 반대로 LED 빛의 세기를 조금만 약하게 하기 위해 디밍 제어 신호의 크기를 작게 하는 경우 음 귀환 정도가 작아지므로 LED의 세기도 조금만 약해질 수 있다.

한편, LED가 소등되고 스탠바이 모드로 동작하는 경우, 상기 디밍 제어 회로(130)는 스위치 회로가 ON되면서 발생하는 신호를 수신하고, 중앙 제어부(200)로부터 디밍 제어 신호(이는 스탠바이 모드로 동작하기 위한 제어 신호로, 앞서 LED가 점등될 때의 디밍 제어 신호와는 다른 크기, 주기, 또는 패턴을 가진다.)를 수신한다. 수신된 두 신호의 크기에 따라 전원 제공부(100)를 구동하면서 동시에 LED는 점등되지 않는 크기의 제어 신호를 발생시켜 전원 제공부(100)에 제공한다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명용 전원 장치의 각 구성이 스탠바이 모드를 구현하기 위해 동작하는 방식에 대해 상세히 살펴본다.

도 2는 LED 조명용 전원 장치 내 전원 제공부(100)에서 특히 스위칭 회로(110), 스위칭 제어 회로(120) 및 디밍 제어 회로(130)를 확대하여 도시한 것이다.

스탠바이 모드에서는 중앙 제어부(200)에서 LED를 구동하기 위한 신호는 OFF가 되지만 이 신호가 스위칭 제어 회로(120)로 유입되면, 스위칭 회로(110)에 포함된 스위치는 ON된다. 스위칭 회로(110) 양단에는 스탠바이 모드에 해당하는 전압(LED가 켜지지는 않으나 LED 조명용 전원 장치는 구동시킬 수 있는 수준의 전압)이 걸리고, 이 전압이 스위칭 회로(110)에 포함된 저항 소자를 통해 전류를 발생시킨다(Isen). 이 전류 신호는 LED 양단 전압의 크기에 비례하며, 디밍 제어 회로(130)에 유입된다(LED가 점등된 상태에서는 스위칭 회로(110) 내 스위치가 OFF이므로, Isen = 0이다.).

이 때, 디밍 제어 회로(130)는 중앙 제어부(200)로부터 디밍 제어 신호를 수신한다. 디밍 제어 회로(130)는 상기 스위칭 회로(110)로부터 수신한 신호(Isen)와 상기 중앙 제어부(200)로부터 수신한 디밍 제어 신호(Adim)의 크기를 비교하며, 비교 결과에 따른 제어 신호를 생성하여 상기 전원 제공부(100)에 제공할 수 있다. 디밍 제어 회로(130)는 도 2에 도시된 것처럼 두 개의 신호 크기를 비교하여 그 차이에 비례하는 신호를 출력하는 증폭기 등에 의해 구현될 수 있다.

LED가 점등된 상태에서는 Isen이 0이므로, 디밍 제어 신호에 비례하여 LED의 밝기를 조절할 수 있으나, 스탠바이 모드에서는 Isen이 0이 아니므로, 디밍 제어 신호(Adim)와 Isen의 크기의 차이에 비례하는 제어 신호를 전원 제공부(100)에 음 귀환(negative feedback)으로 제공한다. 둘의 차이가 클수록(=LED 양단의 전압이 높을수록) 더 많은 음 귀환이 이루어지므로, LED 양단의 전압이 낮아질 수 있다. LED 양단의 전압이 낮아지면 Isen이 작아지고 이러한 negative feedback이 계속되면, LED 양단 전압이 일정 수준으로 수렴할 수 있다.

도 3은 본 발명에서 스위칭 제어 회로(120)를 구현한 일 예를 나타낸 회로도이다. 도 3에 도시된 것처럼 중앙 제어부(200)로부터 수신한 제어 신호(ON/OFF)에 따라 출력(스위칭 회로(110)로 가는 신호)이 달라지는 형태의 신호이다. 앞서 설명한 동작을 실행할 수 있다면, 도 3에 도시된 예 외에도 다양한 회로에 의해 스위칭 제어 회로(120)를 구현할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는 스탠바이 모드에서 디밍 제어 신호의 크기를 일정 범위 내에서 주기적으로 변동시킬 수 있다. 구체적으로, 스위칭 신호가 온(on)되는 경우, 중앙 제어부(200)는 상기 LED 정격 전압의 특정 비율 이하 내에서 상기 디밍 제어 신호의 크기를 주기적으로 변동시킬 수 있다. 변동 범위는 스탠바이 모드에서 LED 양단을 적합한 전압 범위로 유지하기 위한 범위로 결정될 수 있다. 디밍 제어 신호를 특정 크기로 유지하는 경우에는 LED 양단의 전압이 스탠바이 모드에 필요한 전압보다 지나치게 높거나, 낮을 수 있다.

예를 들어, Adim = 0인 경우, 디밍 제어 회로(130)는 Isen=0이 될 때까지(Isen = Adim이 될 때까지) 음 귀환을 반복하는데, Isen=0이 되기 위해서는 LED 양단 전압이 0이거나, 스위칭 회로(110)가 OFF가 되어야 한다. LED 양단 전압이 0이면 더 이상 스탠바이 모드에 해당하지 않고, LED 조명용 전원 장치 전체가 OFF 상태가 된다. 스위칭 회로(110)는 LED가 점등 상태일 때 OFF가 되므로 결국 Adim이 0 또는 낮은 값인 경우에는 스탠바이 회로에 필요한 전압보다 훨씬 낮은 레벨에서 LED 양단 전압이 수렴하거나 또는 스탠바이 모드를 벗어나게 된다.

반대로, Adim이 높은 경우 Isen = Adim일 때까지 음 귀환을 반복하므로 Isen이 높은 상태에서 음 귀환이 종료되고 LED 양단 전압이 유지되는데 Isen은 LED 양단 전압과 비례하므로, LED 양단의 전압은 스탠바이 모드 보다 높은 상태로 유지될 수 있다.

즉, 스탠바이 모드 범위 내에서 LED 양단 전압을 유지하기 위해서는 스위칭 회로(110)에 포함된 저항의 크기, 디밍 제어 회로(130)의 증폭비, 음 귀환 비율 등등 다양한 변수를 모두 고려하여 전원 제공부(100)를 설계해야 하는데, 모든 오차를 고려하는 것은 쉽지 않다.

이를 해결하기 위해 본 발명은 스탠바이 모드(스위칭 신호가 ON)에서 디밍 제어 신호의 크기를 주기적으로 변동시킨다. 예를 들어, 디밍 제어 신호의 크기를 0에서 10 단위(10 단위는 LED 양단 전압이 스탠바이 모드의 적정 수준보다 높아지도록 하는 특정 크기) 사이에서 주기적으로 변동시키는 경우, 디밍 제어 신호의 크기가 0 단위에 가까울수록 음귀환되는 정도가 크므로 LED 양 단의 전압이 낮아지고, 반대로 10 단위에 가까울수록 LED 양단 전압은 스탠바이 모드의 적정 수준보다 높아진다. 스탠바이 모드의 적정 수준보다 낮아지도록 하는 음 귀환과, 높아지도록 하는 음 귀환을 주기적으로 반복하는 경우, LED 양단 전압은 스탠바이 모드의 적정 범위 내에서 변동하므로, 앞선 실시예에 비해 스탠바이 모드를 안정적으로 유지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 LED 정격 전압의 5% 내외 범위 내에서 디밍 제어 신호를 주기적으로 변동시킬 수 있다. 상기 범위 내에 속할 때 LED 조명용 전원 장치가 안정적으로 스탠바이 모드를 유지하는 것을 확인할 수 있었다. 다만, 이는 LED의 정격 전압, 스위칭 회로(110)에 포함되는 저항의 크기, 디밍 제어 회로(130)의 증폭비 등에 따라 다르게 설정될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명용 전원 장치의 내구 구성을 나타낸 회로도이다.

본 실시예에서 전원 제공부(100)는 입력된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류기(140), 상기 정류기(140)로부터 수신된 전원의 역률을 제어하는 역률 보상 회로(150) 및 상기 역률 보상 회로(150)를 거쳐 입력되는 전원의 크기를 조절하여 상기 LED로 제공하는 컨버터 회로(160)를 포함할 수 있다.

본 발명의 정류기(140)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하기 위한 장치이다. LED 조명은 직류 전원에 의해 구동되나, 상용화된 전원은 교류 전원이므로, 이를 직류 전원으로 변환할 필요가 있다. 이를 위해 본 발명은 정류기(140)를 포함하고 있다. 본 발명의 정류기(140)는 하프 브릿지 정류기(140), 풀 브릿지 정류기(140)를 비롯한 다양한 형대의 정류 소자를 통하여 구현될 수 있다.

본 발명의 역률 보상 회로(150)는 회로 전체의 역률을 개선하여 입력 대비 출력의 효율을 높이기 위한 구성이다. 뿐만 아니라, 절연된 전압을 LED 쪽으로 전달하기 위한 구성이다. 본 발명의 역률 보상 회로(150)는 플라이백 회로 등을 이용하여 구현할 수 있다. 다만 여기에 제한되지 않고 동일한 기능을 발휘하는 소자를 이용하더라도 본 발명의 역률 보상 회로(150)에 포함된다고 보아야 한다.

컨버터 회로(160)는 중앙 제어부(200)로부터 입력되는 신호에 따라 역률 보상 회로(150)를 거쳐 LED로 제공되는 전원을 제어하기 위한 구성이다. 역률 보상 회로(150)를 거쳐 입력되는 LED 전원의 크기는 LED의 구동 전원에 비하여 크거나, 작을 수 있는데(대개는 더 크다) 전원의 스케일을 조정하여, 일례로 DC-DC 변환에 의해 LED 구동에 적합한 정도로 전원을 변환하여 LED에 제공한다. 뿐만 아니라, 중앙 제어부(200)에서 입력되는 신호에 따라 LED의 구동 여부, 밝기, 구동 시간 등을 제어한다.

본 발명의 다른 실시예에서는 입력된 교류 전원의 노이즈를 차단하는 필터(170)를 더 포함할 수 있고, 이 때, 정류기(140)는 상기 필터(170)에 의해 노이즈가 차단된 교류 전원을 직류 전원으로 변환할 수 있다.

필터(170)는 외부로부터 입력되는 전원(상용화된 전원은 교류 전원이다)에 포함된 노이즈를 차단하기 위한 구성이다. 본 발명의 LED 조명용 전원 장치는 상용 교류 전원을 이용하여 LED의 ON/OFF를 비롯한 다양한 동작을 제어하는데, LED는 직류 전원에 의해 구동된다. 즉, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 과정이 필요한데, 전원 변환에 앞서 교류 전원에 포함된 여러가지 성분의 노이즈를 제거하여 효율적으로 전원을 변환할 수 있도록 한다. 뿐만 아니라 계통으로부터 전달되는 다양한 노이즈가 LED 조명용 전원 장치에 유입되는 것을 사전에 차단하여 노이즈 신호가 전원 장치의 부품에 손상을 가하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 앞서 다양한 실시예를 통해 설명한 디밍 제어 회로(130)는 전원 제공부(100)에서 특히 상기 컨버터 회로(160)에 제어 신호를 제공하고, 컨버터 신호는 디밍 제어 회로(130)로부터 수신한 제어 신호에 따라 전원의 변환비를 달리하여 LED에 제공되는 전원의 크기를 조절할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것으로 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 수정, 변경, 부가가 가능한 부분까지 본 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100 전원 제공부
110 스위칭 회로
120 스위칭 제어 회로
130 디밍 제어 회로
140 정류기
150 역률 보상 회로
160 컨버터 회로
170 필터
200 중앙 제어부

Claims

입력된 전원을 변환하여 LED에 제공하는 전원 제공부; 및
상기 전원 제공부의 동작을 제어하는 중앙 제어부;
를 포함하고,
상기 전원 제공부는
상기 LED 양단과 전기적으로 연결되는 스위칭 회로;
상기 스위칭 회로의 온/오프를 제어하는 스위칭 제어 회로; 및
상기 스위칭 회로의 온/오프 및 상기 중앙 제어부에서 수신한 디밍(deeming) 제어 신호에 따라 상기 전원 제공부에서 제공되는 전원의 크기를 제어하는 디밍 제어 회로;
를 포함하며,
상기 중앙 제어부는 상기 LED의 온/오프에 따라 상기 스위칭 제어 회로를 제어하기 위한 스위칭 제어 신호를 제공하고, 상기 디밍 제어 회로의 동작을 제어하기 위한 디밍 제어 신호를 제공하는 LED 조명용 전원 장치
청구항 1에 있어서, 상기 전원 제공부는
입력된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류기; 및
상기 정류기를 거쳐 입력되는 전원의 크기를 조절하여 상기 LED로 제공하는 컨버터 회로;
를 포함하는 LED 조명용 전원 장치
청구항 2에 있어서, 상기 전원 제공부는
입력된 교류 전원의 노이즈를 차단하는 필터;
를 더 포함하고,
상기 정류기는 상기 필터에 의해 노이즈가 차단된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 LED 조명용 전원 장치
청구항 2에 있어서, 상기 전원 제공부는
상기 정류기로부터 수신된 전원의 역률을 제어하는 역률 보상 회로;
를 더 포함하고,
상기 컨버터는 상기 역률 보상 회로를 거쳐 역률이 조정된 전원의 크기를 조절하여 상기 LED로 제공하는 LED 조명용 전원 장치
청구항 2에 있어서,
상기 디밍 제어 회로는 상기 컨버터 회로에 전원 크기를 제어하기 위한 신호를 제공하는 LED 조명용 전원 장치
청구항 1에 있어서,
상기 스위칭 회로가 온(on)되는 경우, 상기 스위칭 회로는 상기 디밍 제어 회로에 상기 LED 양단 전압의 크기에 비례하는 신호를 제공하고,
상기 디밍 제어 회로는 상기 스위칭 회로로부터 수신한 신호와 상기 중앙 제어부로부터 수신한 디밍 제어 신호의 크기를 비교하며, 비교 결과에 따른 제어 신호를 생성하여 상기 전원 제공부에 제공하는 LED 조명용 전원 장치
청구항 6에 있어서, 상기 디밍 제어 회로는
상기 스위칭 회로에서 제공되는 신호와 상기 중앙 제어부로부터 수신한 디밍 제어 신호의 크기 차이에 비례하는 제어 신호를 상기 전원 제공부에 음 귀환(negative feedback)으로 제공하는 LED 조명용 전원 장치
청구항 1에 있어서, 상기 스위칭 신호가 온(on)되는 경우,
상기 중앙 제어부는 상기 LED 정격 전압의 특정 비율 이하 내에서 상기 디밍 제어 신호의 크기를 주기적으로 변동시키는 LED 조명용 전원 장치
청구항 8에 있어서,
상기 특정 비율은 LED 정격 전압의 5%인 LED 조명용 전원 장치
청구항 1에 있어서,
상기 스위칭 회로는 스위칭 소자와 저항 소자가 직렬로 연결되는 LED 조명용 전원 장치