KR20170058097A - 발광부 색온도 통합 제어 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명 구동부 또는 발광부에 전원(Vd)을 공급하는 입력 전원부, 조광기(Dimmer)로부터 아날로그 조광 신호 또는 PWM 조광 신호를 입력받아 조광 제어 신호(Dimming)로 변환하는 조광 제어부, 조광 제어부의 조광 제어 신호에 따라 발광부를 구동하는 조명 구동부, 구동 전원(Vn) 이상의 전원이 인가될 때 동작하고 색온도를 갖는 복수의 발광 소자를 포함하며, 복수의 발광 소자의 색온도 조합에 따른 통합 색온도를 갖는 발광부를 포함하는 발광부 색온도 통합 제어 회로에 관한 것이다.

Description

발광부 색온도 통합 제어 회로 {Circuit for integrated controlling Light-emmiting color temperature}

본 발명은 조명 구동부 또는 발광부에 전원(Vd)을 공급하는 입력 전원부, 조광기(Dimmer)로부터 아날로그 조광 신호 또는 PWM 조광 신호를 입력받아 조광 제어 신호(Dimming)로 변환하는 조광 제어부, 조광 제어부의 조광 제어 신호에 따라 발광부를 구동하는 조명 구동부, 구동 전원(Vn) 이상의 전원이 인가될 때 동작하고 색온도를 갖는 복수의 발광 소자를 포함하며, 복수의 발광 소자의 색온도 조합에 따른 통합 색온도를 갖는 발광부를 포함하는 발광부 색온도 통합 제어 회로에 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.

특히, LED 조명에 의하여 발광하는 빛의 색을 색온도(Color temperature)에 따라 표현할 수 있다. 색온도는, 발광하는 빛이 온도에 따라 색상이 달라지는 것을 흰색을 기준으로 절대온도 K로 표시한 것을 말한다. 이 때, 온도가 높을수록 파장이 짧은 청색 계통의 빛이 나오며, 온도가 낮을수록 파장이 긴 적색 계통의 빛이 나오게 된다. 색 온도는 가열한 온도와 그 때 나오게 되는 색의 관계를 기준으로 하여 정하게 된다.

일반적으로 사용되는 조명의 색온도를 살펴보면, 노란색 가로등은 약 2000K, 백열전구는 약 2700K, 할로겐램프는 약 3000K, 제논화이트 할로겐램프는 약 4000K, 텅스텐 할로겐램프는 약 5000K, 태양광은 약 5500K, 일반형광등은 약 6800K, 청색등은 약 10000K의 색온도를 가진다.

최근에는 다양한 종류의 LED 조명이 시장에 출시되고 있으며, 조명 자체의 색온도 뿐만 아니라 다양한 색온도의 조명을 각각 사용하여 색온도를 조합하여 조명 전체의 색온도를 조절할 수 있는 방법이 연구되고 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 색온도 제어 회로의 구성이 개시되어 있다. 그러나, 종래의 색온도 제어 회로는 2700K의 색온도 조명과 6500K의 색온도 조명의 두 가지 조명을 각각 제어하기 위하여 각각의 조명과 별도로 연결된 조명 구동부 및 조광기를 모두 포함하여야 한다. 이로 인하여, 각각의 조명 개별 제어를 위한 전환(Converting) 회로로 인하여 제어 모듈의 크기가 증가하게 되며, 서로 다른 색온도를 가지는 조명별로 별도의 모듈이 필요하므로 가격이 상승하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 현재는 색온도 제어를 구현하기 보다는 색온도별로 조명을 판매하고 있으며, 또는 고가의 RGBW가 구현되는 조명 제품으로 판매하고 있는 실정이다. 따라서, 하나의 통합적인 회로를 사용하여 다양한 색온도를 갖는 조명의 색온도를 제어하는 방안이 다양하게 연구되고 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같이 기존의 색온도 제어 회로가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 여러 개의 조명부를 통합적으로 제어하는 하나의 조명 구동부를 포함하는 발광부 색온도 통합 제어회로를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부 색온도 통합 제어 회로는, 조명 구동부 또는 발광부에 전원(Vd)을 공급하는 입력 전원부, 조광기(Dimmer)로부터 아날로그 조광 신호 또는 PWM 조광 신호를 입력받아 조광 제어 신호(Dimming)로 변환하는 조광 제어부, 상기 조광 제어부의 상기 조광 제어 신호에 따라 상기 발광부를 구동하는 조명 구동부, 구동 전원(Vn) 이상의 전원이 인가될 때 동작하고 색온도를 갖는 복수의 발광 소자를 포함하며, 상기 복수의 발광 소자의 색온도 조합에 따른 통합 색온도를 갖는 발광부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부 색온도 통합 제어 회로는, 상기 입력 전원부가 입력 전원, 상기 입력 전원의 노이즈를 제거하는 필터, 상기 노이즈가 제거된 입력 전원을 (+) 방향으로 정류하는 정류기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 정류기는, 전파 정류기, 브릿지 정류기 또는 반파 정류기인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부 색온도 통합 제어 회로는, 상기 입력 전원부로부터 상기 발광부에 인가되는 전원은 전파 정류된 교류 전원인 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부 색온도 통합 제어 회로는, 상기 발광부가 상기 조명 구동부와 복수의 채널로 연결된 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 발광부는, 복수의 발광 소자들이 채널별로 동일한 구동 전원을 갖는 것을 특징으로 하며, 상기 발광부는, 복수의 발광 소자들이 채널별로 동일한 구동 전원을 갖는 것을 특징으로 한다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부 색온도 통합 제어 회로는, 상기 발광부에 인가되는 전원(Vd)의 크기가 첫번째 채널에 연결된 발광 소자의 구동 전원(V1)에 도달한 경우 상기 첫번째 채널의 발광 소자가 동작하며, 상기 발광부에 인가되는 전원(Vd)의 크기가 첫번째 채널 및 두번째 채널에 연결된 발광 소자의 구동 전원의 합(V1+V2)에 도달한 경우 상기 두번째 채널의 발광 소자가 동작하는 것을 특징으로 한다. 또한, 1채널에 연결된 발광 소자의 개수는 n채널에 연결된 발광 소자의 개수보다 적은 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부 색온도 통합 제어 회로는, 상기 발광부가 적어도 2종류의 서로 다른 색온도를 갖는 복수의 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 발광부는, 색온도 2700K의 발광 소자와 색온도 6500K의 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부 색온도 통합 제어 회로는, 상기 조광 제어부가 상기 조광기와 병렬로 연결되어, 상기 아날로그 조광 신호를 입력받는 제1 아날로그 조광 저항, 상기 조광기와 병렬로 연결되어, 상기 아날로그 조광 신호를 입력받는 제2 아날로그 조광 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부 색온도 통합 제어 회로는, 상기 조광 제어부가 상기 조광기로부터 상기 PWM 조광 신호를 입력받아 상기 조명 구동부에 조광 제어 신호를 인가하는 PWM 조광 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 조광 제어부는, 상기 조광기와 연결되는 제1 PWM 조광 저항, 상기 제1 PWM 조광 저항과 병렬로 연결되는 제1 PWM 조광 커패시터, 상기 제1 PWM 조광 저항과 상기 PWM 조광 트랜지스터 사이에 직렬로 연결되는 제2 PWM 조광 저항, 상기 제2 PWM 조광 저항과 병렬로 연결되는 제3 PWM 조광 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부 색온도 통합 제어 회로는, 상기 조명 구동부가 상기 조광 제어부로부터 입력받는 조광 제어 신호의 주기(duty)에 따라 상기 발광부를 구동시켜, 상기 발광부의 통합 색온도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부 색온도 통합 제어 회로는, 상기 발광부가 상기 조광 제어 신호의 주기가 100%인 경우, 모든 발광 소자의 색온도가 조합된 통합 색온도를 갖는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 발광부는, 상기 조광 제어 신호의 주기가 낮아질수록, 상기 입력 전원부에 근접하여 연결된 발광 소자의 색온도와 유사한 통합 색온도를 가지는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부 색온도 통합 제어 회로는, 상기 조명 구동부가 상기 발광부의 동작을 제어하는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 조명 구동부는, 상기 발광부에 인가되는 전원이 기 설정된 값 이상인 경우, 상기 스위치를 차단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부 색온도 통합 제어 회로는, 상기 조광 제어부가 상기 아날로그 조광 신호의 크기를 제어하는 가변 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 발광부는, 상기 아날로그 조광 신호 크기 제어에 따라, 통합 색온도를 조절하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 발광부는, 상기 아날로그 조광 신호 크기가 줄어드는 경우, 상기 입력 전원과 멀리 떨어진 발광 소자부터 동작을 정지하는 것을 특징으로 한다.

종래의 색온도 제어 회로의 경우, 각각의 색온도별로 제어 회로를 별도로 구비하고 있기 때문에 다양한 색온도를 구현할수록 가격이 상승하며 제품의 크기 및 부피가 커지는 문제점이 있었으나, 본 발명의 발광부 색온도 통합 제어 회로는 다양한 색온도를 하나의 조명 구동부를 통하여 제어하므로 제품의 소형화 및 집적화에 유리한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 발광부 색온도 통합 제어 회로는, 복수의 채널별로 발광 소자가 연결되어 있으며, 채널별 구동 특성에 따라서 발광부에 구동 전원을 인가하여 색온도를 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 발광부 색온도 통합 제어 회로는, 외부 조광기의 특성에 따라서 아날로그 조광 신호와 PWM 조광 신호에 따라서 모두 발광부의 색온도 제어가 가능하므로, 다양한 조광기와도 적용할 수 있다. 이 때, 아날로그 조광 신호는 조광 제어 신호의 크기 자체를 조절하여 색온도를 조절할 수 있으며, PWM 조광 신호는 주기(duty)를 조절하여 색온도를 조절할 수 있다.

또한, 종래의 색온도 제어 회로가 발광부에 직류 전원을 연결하는 방식과 달리, 본 발명의 발광부 색온도 통합 제어 회로는 발광부에 교류 전원을 직접 연결하여, 교류 전원이 시간에 따라서 크기가 변하는 성질을 이용하여 조명의 색온도를 조절할 수 있다.

도 1은 종래의 색온도 제어 회로를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 발광부 색온도 통합 제어회로를 나타내는 구성도이다.
도 3, 4는 본 발명의 발광부 색온도 통합 제어회로에 따른 발광부의 색온도 제어 방법을 나타내는 예시도이다.
도 5, 6은 본 발명의 발광부 색온도 통합 제어회로에 따른 조광 제어 신호의 주기(duty)에 따른 발광부의 색온도 제어 방법을 나타내는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 발광부 색온도 통합 제어회로 중 조광 제어부를 나타내는 구성도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '발광부 색온도 통합 제어 회로'를 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다.

또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

또한, '제1, 제2' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.

또한, 본 발명의 '전원'은 '전압', '전력', '전류' 등 일반적인 전기 회로에 사용될 수 있는 전기 에너지의 모든 종류를 포함할 수 있다.

도 1은 종래의 색온도 제어 회로를 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 색온도 제어 회로는 입력 전원(111), 필터(112), 정류기(113), 제1 조명 구동부(120) 및 제2 조명 구동부(130), 제1 발광부(122) 및 제2 발광부(132), 제1 PWM 전환부(123) 및 제2 PWM 전환부(133), 제1 PWM Dimmer(124) 및 제2 PWM Dimmer(134)를 포함할 수 있다.

종래의 색온도 제어 회로는, 주로 상용 전원을 사용하는 입력 전원을 필터 및 정류기를 통하여 전파 정류로 변환하고, 전파 정류가 조명 구동부에 인가되어 AC/DC 컨버터를 통해 직류 전원으로 전환되어 직류 전원이 발광부에 인가된다. 발광부는 다수의 발광 소자가 직렬로 연결되어 있으며, 발광 소자들은 동일한 전압이 인가되며 동일한 전류가 흐르게 된다. 또한, PWM 전환부에 인가되는 PWM Dimmer에 의하여 발광부의 조광(Dimming) 제어가 가능하다.

이 때, 종래의 색온도 제어 회로의 경우, 2700K 색온도(어둡고 따뜻한 흰색)의 제1 조명부와 6500K 색온도(밝고 환한 흰색)의 제2 조명부의 다양한 색온도 조명부를 제어하기 위하여, 제1 조명부는 제1 조명 구동부 및 제1 PWM 전환부에, 제2 조명부는 제2 조명 구동부 및 제2 PWM 전환부에 각각 연결된다.

따라서, 각각의 발광부 별로 조명 구동부와 PWM 전환부가 연결되기 때문에, 다양한 색온도를 조합하기 위한 복수의 발광부가 필요한 경우 제품 모듈의 크기 및 부피가 불필요하게 커지는 문제점이 있다.

도 2는 본 발명의 발광부 색온도 통합 제어회로를 나타내는 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 발광부 색온도 통합 제어 회로는, 입력 전원부(210), 조광 제어부(300), 조명 구동부(221), 발광부(222, 223)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 특히, 본 발명의 조명 구동부(221)는, 종래의 색온도 제어회로와 달리 AC직결형 드라이버를 사용함으로써 교류 전원을 직접 인가하도록 한다.

입력 전원부(210)는 조명 구동부 또는 발광부에 전원(Vd)을 공급한다. 입력 전원부는 입력 전원(211), 필터(212), 정류기(213)를 포함할 수 있으며, 필터나 정류기 없이 입력 전원만으로 이루어질 수도 있다. 입력 전원부(210)에서 전파 정류된 교류 전원은, 발광부 또는 조명 구동부에 인가되어 사용될 수 있다.

입력 전원(211)은 220V 상용 전원인 것이 바람직하며, 220V 상용 전원의 경우 -311V에서 +311V 사이에서 주기적으로 교번하는 싸인파 형태를 가질 수 있다. 필터(212)는 입력 전원의 노이즈를 제거한다. 입력 전원의 필요한 성분은 모두 통과시키며, 노이즈 성분만을 감쇠시키는 역할을 수행한다.

정류기(213)는 노이즈가 제거된 입력 전원(Vin)을 (+)방향으로 정류(Vd)한다. 발광부는 정현파 중에서 (+)방향의 전원(Vd)을 필요로 하므로, 상용 전원을 정류시킬 필요가 있다. 본 발명의 정류기(213)는 전파 정류기, 브릿지 정류기, 하프 브릿지 정류기, 풀 브릿지 정류기, 반파 정류기를 비롯한 다양한 형태의 정류 소자를 통하여 구현될 수 있다.

조명 구동부(221)는 조광 제어부의 조광 제어 신호에 따라 발광부를 구동한다. 본 발명의 조명 구동부는, IC 제어 칩, 스위칭 블록, 커패시터, 피드백 회로 등 조명 제어에 필요한 소자들로 구성될 수 있다.

발광부(222, 223)는 구동 전원(Vn) 이상의 전원이 인가될 때 동작하고 색온도를 갖는 복수의 발광 소자를 포함하며, 상기 복수의 발광 소자의 색온도 조합에 따른 통합 색온도를 갖는다. 이 때, 발광부는 인가된 구동 전원을 빛에너지로 변환하여 광원 역할을 수행하며, 백열등, 형광등, LED, OLED 등 조명부로 사용될 수 있는 모든 광원이 적용될 수 있다.

이 때, 발광부는 조명 구동부와 복수의 채널로 연결된 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 발광부는 조명 구동부와 4개 채널로 연결될 수 있으며, 1, 2채널에 연결된 발광 소자와 3, 4채널에 연결된 발광 소자가 서로 다른 종류의 발광 소자로 이루어져, 채널별로 동일한 구동 전원을 갖고 동일한 색온도를 가질 수 있다. 1, 2채널의 경우 66.5V의 구동 전원과 2700K의 색온도를 가질 수 있으며, 3, 4채널의 경우 66.5V의 구동 전원과 6500K의 색온도를 가질 수 있다.

또한, 발광부는, 발광부에 인가되는 전원(Vd)의 크기가 첫번째 채널에 연결된 발광 소자의 구동 전원(V1)에 도달한 경우 상기 첫번째 채널의 발광 소자가 동작하며, 상기 발광부에 인가되는 전원(Vd)의 크기가 첫번째 채널 및 두번째 채널에 연결된 발광 소자의 구동 전원의 합(V1+V2)에 도달한 경우 상기 두번째 채널의 발광 소자가 동작하는 것을 특징으로 한다.

도 4, 도 5를 참조하면, 본 발명의 조명 구동부와 발광부에는 전파 정류된 정현파(Vd)가 인가된다. 예를 들어, 정현파의 피크 전압값은 311V이며, 4채널에 연결되는 발광 소자의 구동 전원이 각각 66.5V인 경우, Vd의 값이 0 ~ 66.5V 사이에서는 모든 채널의 발광 소자가 오프 상태이며, Vd의 값이 66.5V ~ 133V 사이에는 1채널의 발광 소자가 온 상태이며, Vd의 값이 133V ~ 199.5V 사이에는 1채널 및 2채널의 발광 소자가 온 상태가 되며, Vd의 값이 199.5V ~ 266V 사이에는 1, 2, 3채널의 발광 소자가 온 상태가 된다. 마지막으로, Vd의 값이 266V ~ 311V 사이에는 모든 채널의 발광 소자가 온 상태가 된다.

또한, 본 발명의 발광부는, 복수의 채널 별로 복수의 발광 소자를 포함할 수 있다. 이 때, 1채널에 연결된 발광 소자의 개수는 n채널에 연결된 발광 소자의 개수보다 적은 것을 특징으로 한다. 이는, 뒷 채널일수록 가장 늦게 켜지기 때문에, 뒷 채널에 연결된 발광 소자를 상대적으로 더 많은 개수를 구비하여 전체적으로 색상의 조화를 이룰 수 있다. 다만, 이러한 발광 소자의 개수는 발광부와 조명의 색온도를 설정하는 수에 따라서 자유롭게 변경할 수 있다.

또한, 본 발명의 발광부는 적어도 2종류의 서로 다른 색온도를 갖는 복수의 발광 소자를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 발광부가 색온도 2700K의 발광 소자와 색온도 6500K의 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하였으나, 입력되는 인가 전원과 발광 소자에 따라서 3종류, 4종류 등 여러 종류의 색온도를 갖는 발광 소자를 조합하여 사용할 수도 있다. 예를 들어, 1채널은 2700K, 2채널은 3500K, 3채널은 5000K, 4채널은 6500K의 색온도를 갖는 발광 소자를 사용하여 전체적인 통합 색온도를 조절할 수 있다.

또한, 조명 구동부는 조광 제어부로부터 입력받는 조광 제어 신호의 주기(duty)에 따라 상기 발광부를 구동시켜, 상기 발광부의 통합 색온도를 제어할 수 있다. PWM의 경우, 펄스 폭 변조에 의하여 변조 신호의 크기에 따라 펄스의 폭을 변화시켜 변조한다. 신호파의 진폭이 클 때는 펄스의 폭이 넓어지고, 진폭이 작을 때는 펄스 폭이 좁아지게 된다.

도 5를 참조하면, 조광 제어 신호의 주기가 100%인 경우, 모든 발광 소자의 색온도가 조합된 통합 색온도를 갖는다. 조광 제어 신호의 주기가 100%이면, 조명 구동부에 연결된 발광부가 모두 작동하게 된다. 예를 들어, 1, 2채널의 발광 소자의 색온도가 2700K, 3, 4채널의 발광 소자의 색온도가 6500K인 경우, 이 색온도를 조합한 약 5000K의 통합 색온도가 나타나게 된다. 특히, 일반적인 상용 전원의 주기는 60Hz이므로, 빠른 속도로 바뀌는 조명의 순서는 사용자에 눈에 보이지 않고 두 발광 소자의 색온도가 조합된 통합 색온도의 조명이 보이게 된다.

한편, 상기 조광 제어 신호의 주기가 낮아질수록, 상기 입력 전원부에 근접하여 연결된 발광 소자의 색온도와 유사한 통합 색온도를 가지는 것을 특징으로 한다. 발광부에 인가되는 전원(Vd)은 전파 정류된 정현파의 모습을 가지며, 주기가 0~50% 사이에서는 낮은 채널에서 높은 채널의 순서대로 발광부에 전원이 인가된다. 따라서, 조광 제어 신호의 주기가 점점 낮아지면, 발광부의 on되는 시간이 줄어들게 되므로, 낮은 채널에 위치하는 발광부가 더 많이 켜지게 된다.

예를 들어, 도 6을 참조하면, 조광 제어 신호의 주기가 25%인 경우, 총 4채널의 발광부 중에서 1, 2, 3채널만이 동작하게 된다. 1, 2채널의 색온도는 2700K, 3채널의 색온도는 6500K일 때, 발광부의 조합된 통합 색온도는 약 3000K에서 나타나게 된다. 만약, 조광 제어 신호 주기가 10% 이하인 경우, 3, 4채널이 동작하지 않고 오프(off) 상태에 있게 되므로, 발광부의 조합된 통합 색온도는 1, 2채널의 색온도와 동일한 2700K가 된다.

한편, 본 발명의 조명 구동부는, 발광부의 동작을 제어하는 스위치를 더 포함할 수 있다. 이 때, 조명 구동부는 발광부에 인가되는 전원이 기 설정된 값 이상인 경우, 스위치를 차단하는 것을 특징으로 한다. 전원 구동부에 인가되는 Vd 전원은 IC구동 전원의 역할을 수행하면서, 동시에 발광부 전원 제어를 위한 감시용 역할을 수행한다. 전원 구동부가 각 채널별로 연결된 발광 소자에 인가되는 전원을 감시하고 있다가, 발광 소자에 지나치게 높은 전원이 인가되면 조명 구동부 안의 스위치를 차단하도록 한다. 이는 제품의 파손과 단락 상황 발생 등을 막기 위한 장치이다.

조광 제어부(300)는 조광기(Dimmer)로부터 아날로그 조광 신호 또는 PWM 조광 신호를 입력받아, 조광 제어 신호(Dimming)로 변환한다.

조광기가 PWM 조광 신호를 사용하는 경우, 조광 제어부는 상기 조광기로부터 상기 PWM 조광 신호를 입력받아 상기 조명 구동부에 조광 제어 신호를 인가하는 PWM 조광 트랜지스터(315)를 더 포함할 수 있다. 또한, 조광 제어부는 상기 조광기와 연결되는 제1 PWM 조광 저항(311), 상기 제1 PWM 조광 저항과 병렬로 연결되는 제1 PWM 조광 커패시터(312), 상기 제1 PWM 조광 저항과 상기 PWM 조광 트랜지스터 사이에 직렬로 연결되는 제2 PWM 조광 저항(313), 상기 제2 PWM 조광 저항과 병렬로 연결되는 제3 PWM 조광 저항(314)를 더 포함할 수 있다.

PWM 조광 신호의 경우, 외부 조광기의 PWM 주기 제어를 통하여 PWM 조광 트랜지스터를 온/오프시켜 발광부에 인가되는 전류를 온/오프 시킨다. PWM 조광 신호가 온 되는 경우 PWM 조광 트랜지스터가 동시에 온 되며, 제1 아날로그 조광 저항 및 제2 아날로그 조광 저항을 통하거나, 직접 조명 구동부와 연결되어 전류가 흐르며, 발광부가 온(on) 된다. 반대로, PWM 조광 신호가 오프 되는 경우 PWM 조광 트랜지스터가 동시에 오프 되며, 발광부가 오프(off) 된다.

제3 PWM 조광 저항과 제2 PWM 조광 저항은 외부 조광기로부터 PWM 신호를 수신하여 PWM 조광 트랜지스터의 베이스 단 전압 설정 및 전류를 제어한다. 또한, 제1 PWM 조광 저항은 외부 조광기와의 임피던스 매칭용 저항 역할을 수행한다.

한편, 조광 신호를 아날로그 조광 신호로 사용하는 경우, 조광 제어부는 상기 조광기와 병렬로 연결되어, 상기 아날로그 조광 신호를 입력받는 제1 아날로그 조광 저항(321), 상기 조광기와 병렬로 연결되어, 상기 아날로그 조광 신호를 입력받는 제2 아날로그 조광 저항(322)을 더 포함할 수 있다.

아날로그 조광 신호 제어의 경우, 제1 아날로그 조광 저항 및 제2 아날로그 조광 저항은 조명 구동부의 입력 저항(발광부 전류 세팅 단자)에 직렬로 연결되어, 저항값의 조절에 따라 발광부의 전류가 설정된다. 따라서, 아날로그 조광 신호 제어의 경우 외부 조광기에 의하여 입력 임피던스를 변화시키고, 발광부의 전류를 변경할 수 있다.

한편, 조광 제어부는, 아날로그 조광 신호의 크기를 제어하는 가변 저항을 더 포함할 수 있다. 이러한 가변 저항은, 제1 아날로그 조광 저항, 제2 아날로그 조광 저항과 병렬로 연결되거나, 직렬로 연결될 수 있다. 가변 저항의 저항값 조절을 통하여 조명 구동부의 입력 저항을 제어할 수 있으며, 입력 저항의 변화에 따라 아날로그 조광 신호 크기가 변화함으로써 발광부의 통합 색온도가 조절된다.

예를 들어, 가변 저항이 직렬로 연결되어 있고 가변 저항값이 최소인 경우, 입력 저항은 줄어들어 모든 발광부가 on상태로 변화하며, 발광부의 통합 색온도가 높아진다. 또한, 가변 저항값이 최대인 경우, 입력 저항이 커져 발광부가 일부는 off 상태로 변화하며, 발광부의 통합 색온도는 낮아지게 된다.

이 때, 아날로그 조광 신호 크기가 줄어드는 경우, 입력 전원과 멀리 떨어진 발광 소자부터 동작을 정지하는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 아날로그 조광 신호 크기가 줄어들게 되어 최대 피크값이 311V에서 250V가 되는 경우, 3채널 및 4채널의 발광 소자에는 구동 전압이 충분히 인가되지 않으므로, 1채널 및 2채널의 발광 소자만이 동작하게 된다. 아날로그 조광 신호 크기가 커지게 되어 최대 피크값인 311V가 되는 경우, 1, 2, 3, 4채널의 모든 발광 소자가 동작하게 된다.

위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

111: 종래 입력 전원 112: 종래 퓨즈 또는 필터
113: 종래 정류기 120: 종래 제1 조명 구동부
121: 종래 제1 스위칭부 122: 종래 제1 발광부
123: 종래 제1 PWM 전환부 124: 종래 제1 PWM Dimmer
130: 종래 제2 조명 구동부 131: 종래 제2 스위칭부
132: 종래 제2 발광부 133: 종래 제2 PWM 전환부
134: 종래 제2 PWM Dimmer
210: 입력 전원부 211: 입력 전원
212: 필터 213: 정류기
220: 조명 구동부 221: 조명 구동부
222: 제1 발광부 223: 제2 발광부
230: 조광기 231: PWM 조광 신호
232: 아날로그 조광 신호 300: 조광 제어부
311, 313, 314: PWM 조광 저항 312: PWM 조광 커패시터
315: PWM 조광 트랜지스터 316: 접지
321, 322: 아날로그 조광 저항

Claims (21)

1. 조명 구동부 또는 발광부에 전원(Vd)을 공급하는 입력 전원부;
   조광 제어부의 조광 제어 신호에 따라 발광부를 구동하는 조명 구동부;
   구동 전원(Vn) 이상의 전원이 인가될 때 동작하고 색온도를 갖는 복수의 발광 소자를 포함하며, 상기 복수의 발광 소자의 색온도 조합에 따른 통합 색온도를 갖는 발광부;
   조광기(Dimmer)로부터 아날로그 조광 신호 또는 PWM 조광 신호를 입력받아 조광 제어 신호(Dimming)로 변환하는 조광 제어부;
   를 포함하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 입력 전원부는,
   입력 전원;
   상기 입력 전원의 노이즈를 제거하는 필터;
   상기 노이즈가 제거된 입력 전원을 (+) 방향으로 정류하는 정류기;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 정류기는,
   전파 정류기, 브릿지 정류기 또는 반파 정류기인 것을 특징으로 하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 입력 전원부로부터 상기 발광부에 인가되는 전원은 전파 정류된 교류 전원인 것을 특징으로 하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 발광부는,
   상기 조명 구동부와 복수의 채널로 연결된 것을 특징으로 하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 발광부는,
   복수의 발광 소자들이 채널별로 동일한 구동 전원을 갖는 것을 특징으로 하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
   
7. 제 5항에 있어서,
   상기 발광부는,
   발광부에 인가되는 전원(Vd)의 크기가 첫번째 채널에 연결된 발광 소자의 구동 전원(V1)에 도달한 경우 상기 첫번째 채널의 발광 소자가 동작하며, 상기 발광부에 인가되는 전원(Vd)의 크기가 첫번째 채널 및 두번째 채널에 연결된 발광 소자의 구동 전원의 합(V1+V2)에 도달한 경우 상기 두번째 채널의 발광 소자가 동작하는 것을 특징으로 하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
   
8. 제 5항에 있어서,
   상기 발광부는,
   1채널에 연결된 발광 소자의 개수는 n채널에 연결된 발광 소자의 개수보다 적은 것을 특징으로 하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 발광부는,
   적어도 2종류의 서로 다른 색온도를 갖는 복수의 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 발광부는,
    색온도 2700K의 발광 소자와 색온도 6500K의 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
    
11. 제 1항에 있어서,
    상기 조광 제어부는,
    상기 조광기와 병렬로 연결되어, 상기 아날로그 조광 신호를 입력받는 제1 아날로그 조광 저항;
    상기 조광기와 병렬로 연결되어, 상기 아날로그 조광 신호를 입력받는 제2 아날로그 조광 저항;
    을 더 포함하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
    
12. 제 1항에 있어서,
    상기 조광 제어부는,
    상기 조광기로부터 상기 PWM 조광 신호를 입력받아 상기 조명 구동부에 조광 제어 신호를 인가하는 PWM 조광 트랜지스터;
    를 더 포함하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
    
13. 제 12항에 있어서,
    상기 조광 제어부는,
    상기 조광기와 연결되는 제1 PWM 조광 저항;
    상기 제1 PWM 조광 저항과 병렬로 연결되는 제1 PWM 조광 커패시터;
    상기 제1 PWM 조광 저항과 상기 PWM 조광 트랜지스터 사이에 직렬로 연결되는 제2 PWM 조광 저항;
    상기 제2 PWM 조광 저항과 병렬로 연결되는 제3 PWM 조광 저항;
    을 더 포함하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
    
14. 제 1항에 있어서,
    상기 조명 구동부는,
    상기 조광 제어부로부터 입력받는 조광 제어 신호의 주기(duty)에 따라 상기 발광부를 구동시켜, 상기 발광부의 통합 색온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
    
15. 제 14항에 있어서,
    상기 발광부는,
    상기 조광 제어 신호의 주기가 100%인 경우, 모든 발광 소자의 색온도가 조합된 통합 색온도를 갖는 것을 특징으로 하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
    
16. 제 14항에 있어서,
    상기 발광부는,
    상기 조광 제어 신호의 주기가 낮아질수록, 상기 입력 전원부에 근접하여 연결된 발광 소자의 색온도와 유사한 통합 색온도를 가지는 것을 특징으로 하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
    
17. 제 1항에 있어서,
    상기 조명 구동부는,
    상기 발광부의 동작을 제어하는 스위치;
    를 더 포함하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
    
18. 제 17항에 있어서,
    상기 조명 구동부는,
    상기 발광부에 인가되는 전원이 기 설정된 값 이상인 경우, 상기 스위치를 차단하는 것을 특징으로 하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
    
19. 제 1항에 있어서,
    상기 조광 제어부는,
    상기 아날로그 조광 신호의 크기를 제어하는 가변 저항;
    을 더 포함하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
    
20. 제 19항에 있어서,
    상기 발광부는,
    상기 아날로그 조광 신호 크기 제어에 따라, 통합 색온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.
    
21. 제 19항에 있어서,
    상기 발광부는,
    상기 아날로그 조광 신호 크기가 줄어드는 경우, 상기 입력 전원과 멀리 떨어진 발광 소자부터 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 발광부 색온도 통합 제어 회로.

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