KR20180109474A - Led lighting device for controlling color temperature - Google Patents

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KR20180109474A
KR20180109474A KR1020170039257A KR20170039257A KR20180109474A KR 20180109474 A KR20180109474 A KR 20180109474A KR 1020170039257 A KR1020170039257 A KR 1020170039257A KR 20170039257 A KR20170039257 A KR 20170039257A KR 20180109474 A KR20180109474 A KR 20180109474A
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Abstract

The present invention relates to a light emitting diode (LED) lighting device to control a color temperature, capable of stably controlling the color temperature of an LED. According to the present invention, the LED lighting device to control a color temperature comprises: a first LED to generate a light source with a first color temperature; a second LED to generate a light source with a second color temperature different from that of the first LED; a first LED operation unit to operate the first LED; a second LED operation unit to operate the second LED; and a control unit to generate a pulse wave modulation (PWM) control signal in order to change the first and second color temperatures of the light source generated from the first and second LEDs in accordance with a ratio of a constant current preset to operate the first and second LEDs, and to control each operation of the first and second LED operation unit in accordance with the generated PWM control signal.

Description

색온도 제어를 위한 ＬＥＤ 조명장치{LED LIGHTING DEVICE FOR CONTROLLING COLOR TEMPERATURE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a LED lighting device for controlling color temperature,

본 발명은 서로 다른 색온도(Color temperature)를 갖는 두 개 이상의 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)들의 안정적이고 정확한 색온도 제어를 위한 LED 조명장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an LED lighting device for stable and accurate color temperature control of two or more light emitting diodes (LEDs) having different color temperatures.

일반적으로, 광원의 빛은 색온도(Color temperature)라는 파라미터를 통해 수치적으로 나타낼 수 있다. 어떤 물체가 빛을 띄고 있을 때에, 이 빛과 같은 빛을 띄는 흑체의 온도를 이용하여 물체의 색온도를 결정한다.In general, light from a light source can be represented numerically through a parameter called a color temperature. When an object is illuminated, the color temperature of the object is determined using the temperature of the black body, which has the same light as the light.

이상적인 흑체가 방출하는 빛의 색은 플랑크의 복사법칙에 의해 온도에 의해서만 결정된다. 물체가 가시광선을 내며 빛나고 있을 때에 그 색이 어떤 온도의 흑체가 복사하는 색과 같이 보일 경우, 그 흑체의 온도와 물체의 온도가 같다고 보고 그 온도를 물체의 색온도라고 한다.The color of light emitted by an ideal blackbody is determined only by temperature by Planck's law of radiation. When an object appears to be glowing with visible light, if the color looks like the color of a black body at a certain temperature, the temperature of the black body is equal to the temperature of the object, and the temperature is called the color temperature of the object.

즉, 물체의 색온도는 같은 색광을 흑체의 온도(절대온도 K)로 표시된다. 가령 전구의 빛은 2,800K, 형광등의 빛은 4,500∼6,500K, 정오의 태양빛은 5,400K, 흐린 날의 낮빛은 6,500∼7,000K, 맑은 날의 푸른 하늘빛은 12,000∼18,000K 정도의 색온도이다.That is, the color temperature of the object is expressed by the temperature of the black body (absolute temperature K). For example, the light of a light bulb is 2,800K, the light of a fluorescent lamp is 4,500 ~ 6,500K, the sun light of noon is 5,400K, the daylight cloudy day is 6,500 ~ 7,000K, and the blue daylight of a clear day is 12,000 ~ 18,000K.

조명은 백열등, 할로겐 등, 형광등, 나트륨등, 수은등, 방전등 및 LED(Light Emitting Diode) 조명 등과 같이 다양하게 분류되는데, 각각의 조명은 서로 다른 색온도를 가질 수 있다. 서로 다른 색온도를 갖는 두 개 이상의 광원을 함께 밝힘으로써 새로운 색온도를 얻을 수 있다.The illumination may be classified into various types such as incandescent lamp, halogen lamp, fluorescent lamp, sodium lamp, mercury lamp, discharge lamp, and LED (Light Emitting Diode) lamp, and each illumination may have different color temperatures. A new color temperature can be obtained by illuminating two or more light sources having different color temperatures together.

예를 들어, 5,700K의 색온도를 갖는 LED 광원과 3,500K의 색온도를 갖는 LED 광원을 인접 배치하고 동일한 전력으로 구동하면 약 4,400K의 색온도를 얻을 수 있다. 또한 각 광원을 구동하는 전력을 변화시킴으로써 색온도를 변화시킬 수 있다.For example, when an LED light source having a color temperature of 5,700K and an LED light source having a color temperature of 3,500K are disposed adjacent to each other and driven at the same power, a color temperature of about 4,400K can be obtained. Also, the color temperature can be changed by changing the power driving each light source.

이와 같이 LED 광원의 구동 전력을 균일하게 제어하게 되면, LED 편차 및 LED의 온도 변화에 의해 광량 등 동작 조건이 변화하고, 심하게는 파괴가 될 수 있다. 즉, LED의 온도가 올라갈 경우 LED 광원의 전력은 줄어들게 되고 이를 보상하기 위해서 전력을 올려주게 되면 LED가 비정상 동작 조건에게 계속 동작하게 될 수 있는 문제점이 있다.
If the driving power of the LED light source is uniformly controlled as described above, operating conditions such as the amount of light change due to the LED deviation and the temperature change of the LED, and the LED may be seriously damaged. That is, when the temperature of the LED is increased, the power of the LED light source is reduced. If the power is increased to compensate the LED, the LED may continue to operate under abnormal operating conditions.

국내 등록특허 제10-1294106호Korean Patent No. 10-1294106

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 서로 다른 색온도(Color temperature)를 갖는 두 개 이상의 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)들의 색온도 제어를 위하여 전류원을 통해 정전류(Constant Current) 구동 방식으로 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 제어를 수행함으로써, 발광다이오드(LED)의 온도가 올라가더라도 구동 전력이 낮아지게 되어 보다 안정적인 발광다이오드(LED)의 색온도 제어를 수행할 수 있도록 한 색온도 제어를 위한 LED 조명장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a light emitting diode The driving power is lowered even when the temperature of the light emitting diode (LED) is increased by performing the pulse width modulation (PWM) control by the constant current driving method, so that the color temperature control of the more stable light emitting diode (LED) And to provide a LED lighting device for a color temperature control.

본 발명의 다른 목적은 기 설정된 PWM 주파수, PWM 입력에 따른 전류원의 상승시간 및 발광다이오드(LED)의 광원 밝기단계 값을 바탕으로 발광다이오드(LED)의 광원 색상제어범위를 설정하고, 상기 설정된 발광다이오드(LED)의 광원 색상제어범위에 따라 발광다이오드(LED)에서 발생하는 광원의 색온도가 변화되도록 제어하여 광원의 제어 가능한 영역 즉, 광원의 색상 제어 영역을 제한함으로써, 색재현의 왜곡을 제거하여 보다 정확한 발광다이오드(LED)의 색상 제어를 구현할 수 있도록 한 색온도 제어를 위한 LED 조명장치를 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to set a light source color control range of a light emitting diode (LED) based on a preset PWM frequency, a rise time of a current source according to a PWM input, and a light source brightness step value of a light emitting diode (LED) By controlling the color temperature of a light source generated in a light emitting diode (LED) to be changed according to a light source color control range of a diode (LED), the color control range of the light source can be controlled, And more particularly, to provide an LED lighting device for color temperature control that can realize more accurate color control of a light emitting diode (LED).

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 제1 색온도를 갖는 광원을 발생하는 적어도 하나의 제1 발광다이오드(LED); 상기 제1 발광다이오드(LED)와 다른 제2 색온도를 갖는 광원을 발생하는 적어도 하나의 제2 발광다이오드(LED); 상기 제1 발광다이오드(LED)를 구동하는 제1 LED 구동부; 상기 제2 발광다이오드(LED)를 구동하는 제2 LED 구동부; 및 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)에서 발생하는 광원의 제1 및 제2 색온도가 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)를 구동하기 위한 기 설정된 정전류의 비율에 의해 변화되도록 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 제어신호를 생성하고, 상기 생성된 펄스 폭 변조(PWM) 제어신호에 따라 상기 제1 및 제2 LED 구동부의 동작을 각각 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 기 설정된 PWM 주파수(fPWM), PWM 입력(input)에 따른 상기 제1 및 제2 LED 구동부에 구비된 전류원의 상승시간(rising time)(PWMrising) 및 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 밝기단계 값(M)을 바탕으로 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 색상제어범위(R)를 설정하고, 상기 설정된 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 색상제어범위(R)에 따라 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)에서 발생하는 광원의 제1 및 제2 색온도가 변화되도록 상기 제1 및 제2 LED 구동부의 동작을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 색온도 제어를 위한 LED 조명장치를 제공하는 것이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting device comprising: at least one first light emitting diode (LED) for generating a light source having a first color temperature; At least one second light emitting diode (LED) for generating a light source having a second color temperature different from the first light emitting diode (LED); A first LED driver driving the first light emitting diode (LED); A second LED driver driving the second light emitting diode (LED); And first and second color temperatures of the light sources generated by the first and second light emitting diodes (LEDs) are changed by a ratio of a predetermined constant current for driving the first and second light emitting diodes (LEDs) And a controller for generating a pulse width modulation (PWM) control signal and controlling operations of the first and second LED drivers according to the generated pulse width modulation (PWM) control signal, A rising time (PWM rising ) of the current source provided to the first and second LED driving units according to a predetermined PWM frequency (f PWM ), a PWM input (input) (R) of the first and second light emitting diodes (LEDs) based on the light source brightness level value M of the first and second light emitting diodes (LEDs) (LEDs) according to the control range R. The first and second light emitting diodes And controls the operation of the first and second LED drivers so that the first and second color temperatures of the light source are changed, respectively.

여기서, 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 색상제어범위(R)는 하기의 식 1에 의해 설정됨이 바람직하다.Here, the light source color control range R of the first and second light emitting diodes (LEDs) is preferably set by the following expression (1).

(식 1)(Equation 1)

PWMrising × fPWM < CODEMIN / M,PWM rising × f PWM <CODE MIN / M,

R = [CODEMIN, M-CODEMIN]R = [CODE MIN , M-CODE MIN ]

여기서, PWMrising은 PWM 입력(input)에 따른 상기 제1 및 제2 LED 구동부에 구비된 전류원(current source)의 상승시간(rising time)이고, fPWM는 PWM 주파수(frequency)이며, M은 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 밝기단계 값이며, CODEMIN은 최소 PWM 코드(code) 값으로 양의 정수이다.Here, PWM rising is a rising time of a current source provided to the first and second LED drivers according to a PWM input, f PWM is a PWM frequency, Is a light source brightness step value of the first and second light emitting diodes (LEDs), and CODE MIN is a minimum PWM code value and is a positive integer.

바람직하게, 상기 PWM 입력(input)에 따른 상기 제1 및 제2 LED 구동부에 구비된 전류원(current source)의 상승시간(rising time)(PWMrising)은 안정화 전류의 85％ 내지 95％ 범위시점으로 설정될 수 있다.Preferably, a rising time (PWM rising ) of a current source provided to the first and second LED driving units according to the PWM input is set to a time point ranging from 85% to 95% Can be set.

바람직하게, 상기 PWM 입력(input)에 따른 상기 제1 및 제2 LED 구동부에 구비된 전류원(current source)의 상승시간(rising time)(PWMrising)은 50nsec 내지 50usec 범위로 이루어질 수 있다.Preferably, a rising time (PWM rising ) of a current source provided in the first and second LED driving units according to the PWM input may be in the range of 50 nsec to 50 usec.

바람직하게, 상기 PWM 주파수(fPWM)는 1kHz 내지 50kHz 범위로 이루어질 수 있다.Preferably, the PWM frequency f PWM may range from 1 kHz to 50 kHz.

바람직하게, 상기 제1 발광다이오드(LED)에서 발생하는 광원의 제1 색온도는 2000K 내지 3500K 범위로 이루어질 수 있으며, 상기 제2 발광다이오드(LED)에서 발생하는 광원의 제2 색온도는 5700K 내지 6500K 범위로 이루어질 수 있다.The first color temperature of the light source generated by the first light emitting diode (LED) may range from 2000K to 3500K, and the second color temperature of the light source generated by the second light emitting diode (LED) may range from 5700K to 6500K &Lt; / RTI &gt;

바람직하게, 상기 제1 및 제2 LED 구동부는, 상기 제어부로부터 생성된 펄스 폭 변조(PWM) 제어신호에 따라 정전류(Constant Current) 구동 방식으로 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)를 구동할 수 있다.Preferably, the first and second LED drivers drive the first and second light emitting diodes (LEDs) in a constant current driving manner according to a pulse width modulation (PWM) control signal generated from the controller .

바람직하게, 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 밝기를 조절하기 위한 스위칭 입력신호를 상기 제어부로 출력하는 적어도 하나의 밝기조절 스위치부를 더 포함할 수 있다.Preferably, the display device may further include at least one brightness control switch unit for outputting a switching input signal for controlling the light source brightness of the first and second light emitting diodes (LEDs) to the control unit.

바람직하게, 상기 제어부는, 상기 밝기조절 스위치부로부터 출력된 스위칭 입력신호를 제공받아 이를 기반으로 상기 설정된 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 색상제어범위(R)에 따라 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)에서 발생하는 광원의 제1 및 제2 색온도가 변화되도록 상기 제1 및 제2 LED 구동부의 동작을 각각 독립적으로 제어할 수 있다.Preferably, the control unit receives the switching input signal output from the brightness control switch unit and controls the first and second LEDs according to the light source color control range (R) of the first and second light emitting diodes (LEDs) The operation of the first and second LED drivers can be independently controlled so that the first and second color temperatures of the light source generated by the second LED are changed.

바람직하게, 상기 제어부는, 상기 제1 발광다이오드(LED)의 광원 밝기단계 값(M)이 최대인 상태에서 상기 제2 발광다이오드(LED)의 광원이 오프(OFF)되도록 상기 제1 및 제2 LED 구동부의 동작을 각각 제어하며, 상기 제2 발광다이오드(LED)의 광원 밝기단계 값(M)이 최대인 상태에서 상기 제1 발광다이오드(LED)의 광원이 오프(OFF)되도록 상기 제1 및 제2 LED 구동부의 동작을 각각 제어할 수 있다.Preferably, the control unit controls the first and second LEDs so that the light source of the second LED is off when the light source brightness step value M of the first LED is the maximum, And controls the operation of the LED driving unit so that the light source of the first light emitting diode LED is turned off in a state where the light source brightness step value M of the second light emitting diode LED is maximum, The operation of the second LED driver can be controlled.

바람직하게, 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)를 구동하기 위한 기 설정된 정전류의 비율은, 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)에서 발생하는 광원의 밝기가 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 밝기단계 값(M)의 진행에 따라 서로 대칭되게 선형적으로 증가 및 감소되도록 이루어질 수 있다.
Preferably, the ratio of the predetermined constant current for driving the first and second light emitting diodes (LEDs) is set such that the brightness of the light source generated by the first and second light emitting diodes (LEDs) And may be linearly increased and decreased symmetrically with the progress of the light source brightness step value M of the diode (LED).

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 색온도 제어를 위한 LED 조명장치에 따르면, 서로 다른 색온도(Color temperature)를 갖는 두 개 이상의 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)들의 색온도 제어를 위하여 전류원을 통해 정전류(Constant Current) 구동 방식으로 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 제어를 수행함으로써, 발광다이오드(LED)의 온도가 올라가더라도 구동 전력이 낮아지게 되어 보다 안정적인 발광다이오드(LED)의 색온도 제어를 수행할 수 있는 이점이 있다.According to the LED lighting apparatus for controlling color temperature of the present invention as described above, in order to control the color temperature of two or more light emitting diodes (LEDs) having different color temperatures, a constant current The driving power is lowered even when the temperature of the light emitting diode (LED) is increased by performing the pulse width modulation (PWM) control by the current driving method, so that the color temperature control of the more stable light emitting diode There is an advantage.

또한, 본 발명에 따르면, 기 설정된 PWM 주파수, PWM 입력에 따른 전류원의 상승시간 및 발광다이오드(LED)의 광원 밝기단계 값을 바탕으로 발광다이오드(LED)의 광원 색상제어범위를 설정하고, 상기 설정된 발광다이오드(LED)의 광원 색상제어범위에 따라 발광다이오드(LED)에서 발생하는 광원의 색온도가 변화되도록 제어하여 광원의 제어 가능한 영역 즉, 광원의 색상 제어 영역을 제한함으로써, 색재현의 왜곡을 제거하여 보다 정확한 발광다이오드(LED)의 색상 제어를 구현할 수 있는 이점이 있다.
According to the present invention, a light source color control range of a light emitting diode (LED) is set based on a predetermined PWM frequency, a rise time of a current source according to a PWM input, and a light source brightness step value of a light emitting diode (LED) It is possible to control the color temperature of the light source generated from the LED according to the light source color control range of the light emitting diode (LED) to restrict the color control range of the light source, So that color control of a more accurate light emitting diode (LED) can be realized.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색온도 제어를 위한 LED 조명장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 발광다이오드의 광원 색상제어범위를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 PWM 입력에 따른 전류원의 상승시간을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 PWM 주파수별 및 전류원의 상승시간별 최소 PWM 코드 값을 나타낸 표이다.FIG. 1 is an overall block diagram illustrating an LED lighting apparatus for controlling color temperature according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a graph for explaining a light source color control range of a light emitting diode applied to an embodiment of the present invention.
3 is a graph illustrating a rise time of a current source according to a PWM input applied to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a table showing the minimum PWM code values for each rising time of PWM signal and current source applied to the embodiment of the present invention.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings, which are not intended to limit the scope of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When an element is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements as well, without departing from the spirit or scope of the present invention. Also, the terms "part," " module, "and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software .

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.Each block of the accompanying block diagrams and combinations of steps of the flowcharts may be performed by computer program instructions (execution engines), which may be stored in a general-purpose computer, special purpose computer, or other processor of a programmable data processing apparatus The instructions that are executed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment will generate means for performing the functions described in each block or flowchart of the block diagram. These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory capable of directing a computer or other programmable data processing apparatus to implement the functionality in a particular manner so that the computer usable or computer readable memory It is also possible for the instructions stored in the block diagram to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each block or flowchart of the flowchart.

그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Computer program instructions may also be loaded onto a computer or other programmable data processing equipment so that a series of operating steps may be performed on a computer or other programmable data processing equipment to create a computer- It is also possible that the instructions that perform the data processing equipment are capable of providing the steps for executing the functions described in each block of the block diagram and at each step of the flowchart.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
Also, each block or step may represent a portion of a module, segment, or code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical functions, and in some alternative embodiments, It should be noted that functions may occur out of order. For example, two successive blocks or steps may actually be performed substantially concurrently, and it is also possible that the blocks or steps are performed in the reverse order of the function as needed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색온도 제어를 위한 LED 조명장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 발광다이오드의 광원 색상제어범위를 설명하기 위한 그래프이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 PWM 입력에 따른 전류원의 상승시간을 설명하기 위한 그래프이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 PWM 주파수별 및 전류원의 상승시간별 최소 PWM 코드 값을 나타낸 표이다.FIG. 1 is a block diagram of an LED lighting apparatus for controlling color temperature according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating a light source color control range of a light emitting diode And FIG. 3 is a graph for explaining a rise time of a current source according to a PWM input applied to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a graph illustrating a rise time of a current source according to an embodiment of the present invention, Table showing code values.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 색온도 제어를 위한 LED(Light Emitting Diode) 조명장치는, 크게 적어도 하나의 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N), 적어도 하나의 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N), 제1 LED 구동부(300), 제2 LED 구동부(400), 제어부(500), 및 전원공급부(600) 등을 포함하여 이루어진다.1 to 4, an LED (Light Emitting Diode) lighting apparatus for controlling color temperature according to an embodiment of the present invention includes at least one first light emitting diode (LED) 100-1 to 100-N A first LED driver 300, a second LED driver 400, a controller 500, and a power supply 600. The first and second LED drivers 200-1 through 200- .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 색온도 제어를 위한 LED 조명장치는 적어도 하나의 밝기조절 스위치부(700) 등을 추가적으로 더 포함할 수도 있다. 한편, 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 색온도 제어를 위한 LED 조명장치는 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다.In addition, the LED lighting apparatus for controlling color temperature according to an embodiment of the present invention may further include at least one brightness control switch unit 700 and the like. 1 are not essential, an LED lighting device for color temperature control according to an embodiment of the present invention may have more or fewer components.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 색온도 제어를 위한 LED 조명장치의 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the components of the LED lighting device for color temperature control according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail.

각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)는 웜 발광다이오드(Warm LED)로서, 제1 색온도를 갖는 광원을 발생하는 기능을 수행한다.Each of the first light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N is a warm LED, and functions to generate a light source having a first color temperature.

이때, 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)에서 발생하는 광원의 제1 색온도는 예컨대, 약 2000K 내지 3500K 범위로 이루어짐이 바람직하다.At this time, the first color temperature of the light source generated by each of the first light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N is preferably in the range of about 2000K to 3500K, for example.

제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)는 쿨 발광다이오드(Cool LED)로서, 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)와 다른 제2 색온도를 갖는 광원을 발생하는 기능을 수행한다.The second light emitting diodes (LEDs) 200-1 to 200-N are cool LEDs and have a second color temperature different from that of the first light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N And performs a function of generating a light source.

이때, 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)에서 발생하는 광원의 제2 색온도는 예컨대, 약 5700K 내지 6500K 범위로 이루어짐이 바람직하다.At this time, it is preferable that the second color temperature of the light source generated in each of the second light emitting diodes (LEDs) 200-1 to 200-N is in the range of about 5700K to 6500K, for example.

제1 LED 구동부(300)는 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)를 구동하는 기능을 수행하는 바, 제어부(500)로부터 생성된 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 제어신호에 따라 복수의 구동 스위치들의 온/오프(ON/OFF) 스위칭 동작을 제어하기 위한 스위칭 제어신호를 출력하여, 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)에 공급되는 출력 전류를 제어하는 기능을 수행한다.The first LED driver 300 drives each of the first LEDs 100-1 through 100-N and generates a pulse width modulation PWM (LEDs) 100-1 to 100-N in accordance with a control signal for controlling the ON / OFF switching operation of the plurality of drive switches according to the control signal And controls the output current.

즉, 제1 LED 구동부(300)는 전류원(current source)(미도시)을 통해 전력(power)이 아닌 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)의 전류를 제어하는 정전류(Constant Current) 구동 방식을 사용한다.That is, the first LED driver 300 is a constant current driver that controls the currents of the first light emitting diodes (LEDs) 100-1 through 100-N, not the power through a current source (not shown) (Constant Current) driving method is used.

이러한 제1 LED 구동부(300)는 제어부(500)로부터 생성된 펄스 폭 변조(PWM) 제어신호에 따라 정전류 구동 방식으로 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)를 구동함이 바람직하다.The first LED driver 300 drives each of the first LEDs 100-1 through 100-N in a constant current driving manner according to a pulse width modulation (PWM) control signal generated from the controller 500 .

한편, 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)의 구동 전력을 균일하게 제어하게 되면, 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)의 편차 및 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)의 온도 변화에 의해 광량 등 동작 조건이 변화되고, 심하게는 파괴가 될 수 있다.If the driving power of each of the first LEDs 100-1 through 100-N is uniformly controlled, the deviation and the angle of each of the first LEDs 100-1 through 100- Operating conditions such as the amount of light are changed by the temperature change of the first light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N, and can be seriously destroyed.

즉, 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)의 온도가 올라갈 경우, 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)의 광원 전력은 줄어들게 되고 이를 보상하기 위해서 광원 전력을 올려주게 되면 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)가 비정상 동작 조건에게 계속 동작하게 될 수 있다.That is, when the temperature of each of the first light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N rises, the light source power of each of the first light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N is reduced, The first light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N may continue to operate under abnormal operating conditions.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 정전류 구동 방식을 사용하게 되는데, 이는 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)의 온도가 올라가게 되면 전류는 고정임에 반하여, 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)의 순방향 전압(Vf)이 낮아지게 되므로 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)의 구동 전력은 낮아지게 된다.In order to solve this problem, a constant current driving method is used in an embodiment of the present invention. When the temperature of each of the first light emitting diodes (LED) 100-1 to 100-N rises, the current is fixed The forward voltage V f of each of the first light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N is lowered, so that the driving of each of the first light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100- The power is lowered.

이러한 정전류 구동 방식은 예컨대, 일반적인 교류(AC) LED 구동 방식, Valley-fill을 사용한 플리커 프리(flicker-free) 구조, 안정적인 디밍 기능을 구현할 수 있는 교류 LED 구동회로의 플리커 프리(flicker-free) 구조(국내특허등록 제10-1626360호 참조), SMPS(Switched mode power supply)를 사용 직류(DC) 구동시 전류원 제어 방식 등으로 구현될 수 있다.Such a constant-current driving method can be applied to, for example, a general AC (AC) LED driving method, a flicker-free structure using valley-fill, a flicker-free structure of an AC LED driving circuit capable of realizing a stable dimming function (Refer to Korean Patent Registration No. 10-1626360), a switched mode power supply (SMPS), and a current source control method when driving a direct current (DC).

제2 LED 구동부(400)는 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)를 구동하는 기능을 수행하는 바, 제어부(500)로부터 생성된 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 제어신호에 따라 복수의 구동 스위치들의 온/오프(ON/OFF) 스위칭 동작을 제어하기 위한 스위칭 제어신호를 출력하여, 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)에 공급되는 출력 전류를 제어하는 기능을 수행한다.The second LED driver 400 drives each of the second LEDs 200-1 to 200-N. The second LED driver 400 includes a pulse width modulation (PWM) (LEDs) 200-1 to 200-N according to a control signal, and outputs a switching control signal for controlling the ON / OFF switching operation of the plurality of driving switches according to a control signal And controls the output current.

또한, 제2 LED 구동부(400)는 전술한 제1 LED 구동부(300)와 동일한 기능을 수행하므로, 이에 대한 상세한 설명은 전술한 제1 LED 구동부(300)의 설명을 참조하기로 한다.Further, the second LED driver 400 performs the same function as the first LED driver 300 described above, and therefore, a detailed description thereof will be made with reference to the description of the first LED driver 300 described above.

제어부(500)는 본 발명의 일 실시예에 따른 색온도 제어를 위한 LED 조명장치의 전체적인 제어를 수행하는 바, 특히, 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N) 및 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)에서 각각 발생하는 광원의 제1 색온도 및 제2 색온도가 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N) 및 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)를 구동하기 위한 기 설정된 정전류의 비율에 의해 변화되도록 펄스 폭 변조(PWM) 제어신호를 생성하고, 상기 생성된 펄스 폭 변조(PWM) 제어신호에 따라 제1 LED 구동부(300) 및 제2 LED 구동부(400)의 동작을 각각 제어하는 기능을 수행한다.The control unit 500 performs overall control of the LED lighting device for color temperature control according to an embodiment of the present invention. In particular, each of the first LEDs 100-1 to 100-N and each LED The first color temperature and the second color temperature of the light sources respectively generated in the first to third light emitting diodes (LEDs) 200-1 to 200-N are different from the first light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100- Generates a pulse width modulation (PWM) control signal so as to be changed by a ratio of a predetermined constant current for driving the light emitting diodes (LEDs) 200-1 to 200-N, And controls the operation of the first LED driver 300 and the second LED driver 400, respectively.

또한, 제어부(500)는 기 설정된 PWM 주파수(fPWM), PWM 입력(input)에 따른 제1 LED 구동부(300) 및 제2 LED 구동부(400)에 구비된 전류원(current source)(미도시)의 상승시간(rising time)(PWMrising) 및 각 제1 및 제2 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)(200-1 내지 200-N)의 광원 밝기단계 값(M)을 바탕으로 각 제1 및 제2 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)(200-1 내지 200-N)의 광원 색상제어범위(R)를 설정하고, 상기 설정된 각 제1 및 제2 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)(200-1 내지 200-N)의 광원 색상제어범위(R)에 따라 각 제1 및 제2 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)(200-1 내지 200-N)에서 발생하는 광원의 제1 및 제2 색온도가 변화되도록 제1 LED 구동부(300) 및 제2 LED 구동부(400)의 동작을 각각 제어하는 기능을 수행한다.The controller 500 also includes a current source (not shown) included in the first LED driver 300 and the second LED driver 400 according to a predetermined PWM frequency f PWM , a PWM input, for a rise time (rising time) (rising PWM) and the respective first and second light emitting diode (LED) (100-1 to 100-N) light source brightness level value of the (200-1 to 200-N) (M) The light source color control range R of each of the first and second light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N (200-1 to 200-N) is set, (LEDs) 100-1 to 100-N according to the light source color control range R of the first to third light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N 100-N) 200-1 to 200-N of the first LED driver 300 and the second LED driver 400 so that the first and second color temperatures of the light sources are changed .

이때, 각 제1 및 제2 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)(200-1 내지 200-N)의 광원 색상제어범위(R)는 하기의 식 1에 의해 설정됨이 바람직하다.At this time, the light source color control range R of each of the first and second light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N (200-1 to 200-N) is preferably set by the following formula Do.

(식 1)(Equation 1)

PWMrising × fPWM < CODEMIN / M,PWM rising × f PWM <CODE MIN / M,

R = [CODEMIN, M-CODEMIN]R = [CODE MIN , M-CODE MIN ]

여기서, PWMrising은 PWM 입력(input)에 따른 제1 및 제2 LED 구동부(300 및 400)에 구비된 전류원(current source)의 상승시간(rising time)이고, fPWM는 PWM 주파수(frequency)이며, M은 각 제1 및 제2 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)(200-1 내지 200-N)의 광원 밝기단계 값이며, CODEMIN은 최소 PWM 코드(code) 값으로 양의 정수(1, 2, 3, ……)이다.Here, PWM rising is a rising time of a current source provided in the first and second LED drivers 300 and 400 according to a PWM input, f PWM is a PWM frequency, , M is a light source brightness step value of each of the first and second light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N (200-1 to 200-N), CODE MIN is a minimum PWM code value Positive integers (1, 2, 3, ...).

즉, 펄스 폭 변조(PWM) 제어의 경우, PWM 입력에 대해 제1 및 제2 LED 구동부(300 및 400)에 구비된 전류원의 상승시간(PWMrising)이 색상 제어 영역의 한계로 나타난다.That is, in the case of pulse width modulation (PWM) control, the rise time (PWM rising ) of the current source provided to the first and second LED drivers 300 and 400 with respect to the PWM input appears as a limit of the hue control region.

한편, 상기 PWM 입력에 따른 제1 및 제2 LED 구동부(300 및 400)에 구비된 전류원의 실제 상승시간(PWMrising)은 PCB(Printed Circuit Board)의 기생적인(parasitic) 성분과 제어 회로의 RC 상수(constant)에 의해서 결정되며, 최종 제품 개발에 따라 상승시간 측정이 필요하다. 이렇게 측정된 PWM 입력에 따른 제1 및 제2 LED 구동부(300 및 400)에 구비된 전류원의 상승시간(PWMrising)은 최소 PWM 코드(code) 값을 결정한다.The actual rise time (PWM rising ) of the current source provided to the first and second LED drivers 300 and 400 according to the PWM input is determined by the parasitic component of the printed circuit board (PCB) It is determined by a constant, and rise time measurement is required depending on the final product development. The rise time (PWM rising ) of the current source provided to the first and second LED drivers 300 and 400 according to the measured PWM input determines a minimum PWM code value.

그리고, PWM 입력에 따른 제1 및 제2 LED 구동부(300 및 400)에 구비된 전류원의 상승시간(PWMrising)은 안정화 전류의 약 85％ 내지 95％ 범위시점(더욱 바람직하게, 약 90％ 시점)으로 설정됨이 바람직하다.The rising time (PWM rising ) of the current source provided in the first and second LED drivers 300 and 400 according to the PWM input is set to a time point (more preferably, about 90% ).

만약, 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N) 및 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)에서 각각 발생하는 광원의 제1 색온도 및 제2 색온도를 선형적으로 M 단계로 구분할 경우, 그리고 PWM 주파수(frequency)를 fPWM으로 할 때, 상기 식 1의 관계를 가질 수 있다.If the first color temperature and the second color temperature of the light sources respectively generated in the respective first light emitting diodes (LEDs) 100-1 through 100-N and the respective second light emitting diodes (LEDs) 200-1 through 200- Is linearly divided into M stages, and the PWM frequency is f PWM , the relationship of Equation (1) can be obtained.

한편, PWM 입력에 따른 제1 및 제2 LED 구동부(300 및 400)에 구비된 전류원의 상승시간(PWMrising)은 약 50nsec 내지 50usec 범위로 이루어짐이 바람직하며, PWM 주파수(fPWM)는 약 1kHz 내지 50kHz 범위로 이루어짐이 바람직하다.It is preferable that the current rise time (PWM rising ) of the current source provided in the first and second LED drivers 300 and 400 according to the PWM input is in the range of about 50 nsec to 50 usec. The PWM frequency f PWM is about 1 kHz To 50 kHz.

예컨대, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N) 및 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)에서 각각 발생하는 광원을 M=256 단계로 밝기 제어하기를 희망하는 경우, 각 case별(case 1, case 2, 및 case 3) PWM 주파수(fPWM)의 조건에 따른 최소 PWM 코드 값(CODEMIN)은 도 4의 (a)와 같이 결정된다. 즉, 40kHz의 PWM 주파수를 사용하기 위해서는 case 1, case 2, 및 case 3에 대한 최소 PWM 코드 값(CODEMIN)은 1, 2, 및 3으로 결정된다.For example, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, in each of the first light emitting diodes (LED) 100-1 to 100-N and each of the second light emitting diodes (LED) 200-1 to 200-N The minimum PWM code value (CODE MIN ) according to the PWM frequency (f PWM ) condition for each case (case 1, case 2, and case 3) when the brightness of the generated light source is desired to be controlled by M = Is determined as shown in Fig. 4 (a). That is, to use the PWM frequency of 40 kHz, the minimum PWM code value (CODE MIN ) for case 1, case 2, and case 3 is determined as 1, 2, and 3.

그리고, 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N) 및 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)에서 각각 발생하는 광원을 M=512 단계로 밝기 제어하기를 희망하는 경우, 각 case별(case 1, case 2, 및 case 3) PWM 주파수(fPWM)의 조건에 따른 최소 PWM 코드 값(CODEMIN)은 도 4의 (b)와 같이 결정된다.The light sources respectively generated in the respective first light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N and the respective second light emitting diodes (LEDs) 200-1 to 200-N are subjected to brightness control The minimum PWM code value (CODE MIN ) according to the condition of the PWM frequency (f PWM ) for each case (case 1, case 2, and case 3) is determined as shown in FIG. 4 (b).

이때, 최소 PWM 코드 값(CODEMIN)이 4이면, 제어 가능한 범위는 4∼(M-4)에 해당하는 구간과 필요에 따라 광원 오프(OFF)와 최대 밝기 영역을 사용 가능한 것으로, 1∼3, M-3, M-2, 및 M-1로 표시되는 영역의 광원 제어는 제외되도록 광원 제어 가능한 구간을 제한한다.At this time, if the minimum PWM code value (CODE MIN ) is 4, the controllable range is the range corresponding to 4 to (M-4), and the light source OFF (OFF) , M-3, M-2, and M-1 are excluded.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 도 2의 (a)의 경우는 일반적으로 기대하는 두 광원을 이용한 이상적인 색상 및 색온도 조절방식이다. 색상 2 상황에서는 색상 2를 위한 광원이 최대이고, 색상 1광원은 0의 값이다. 반대로 색상 1 상황에서는 색상 1을 위한 광원이 최대이고, 색상 2 광원은 0이다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the case of FIG. 2 (a) is an ideal color and color temperature control method using two generally expected light sources. In the color 2 situation, the light source for color 2 is the maximum, and the color 1 light source is the value of zero. Conversely, in a color 1 situation, the light source for color 1 is the maximum and the color 2 light source is zero.

하지만, 도 2의 (b)의 경우가 보통의 실제 구현했을 때 발생하는 상황이다. 도 2의 (b)에서 색상 1 광원과 색상 2 광원 모두 낮은 밝기를 표현하는데 어려움을 겪는 것을 볼 수 있다.However, the case of FIG. 2 (b) is a situation that occurs when the actual implementation is performed. In FIG. 2 (b), it can be seen that both the color 1 light source and the color 2 light source have difficulty in expressing low brightness.

이것은 제어신호의 아날로그 및 디지털 신호의 오차, 그리고 광원 출력의 최소 표현 단위 값 등에 의해 결정되며, 낮은 크기의 출력에서는 그 오차 값이 상대적으로 커지기 때문에, 더 이상 안정적인 제어가 되지 않게 된다.This is determined by the error of the analog and digital signals of the control signal and the minimum representation unit value of the light source output, etc., and since the error value becomes relatively large at the output of low magnitude, stable control is no longer possible.

이는 디지털, 아날로그 방식 모두에서 발생하는 것으로 디지털 신호에서는 상승시간(rising time)/하강시간(falling time)의 한계, 아날로그에서는 신호의 허용 오차(tolerance) 등에서 발생한다고 볼 수 있다.This occurs in both digital and analog systems. It can be seen that the rise time / falling time limit of a digital signal and the tolerance of a signal in an analogue signal occur.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N) 및 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)에서 각각 발생하는 광원의 제1 색온도와 제2 색온도의 오차가 커지는 영역에 들어가기 전으로 색상 제어 영역 즉, 광원 색상제어범위(R)를 제한하는 것이다. 이에 따라, 전체 색상 제어 범위를 약간 희생하는 대신에 매우 정확한 색상 제어를 구현할 수 있게 된다.In order to solve such a problem, in an embodiment of the present invention, each of the first light emitting diodes (LED) 100-1 to 100-N and each of the second light emitting diodes (LED) 200-1 to 200-N That is, the light source color control range R, before entering the region where the error between the first color temperature and the second color temperature of the light source is large. This allows a very accurate color control to be implemented instead of sacrificing some of the overall color control range.

또한, 제어부(500)는 밝기조절 스위치부(700)로부터 출력된 스위칭 입력신호를 제공받아 이를 기반으로 상기 설정된 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 색상제어범위(R)에 따라 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N) 및 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)에서 발생하는 광원의 제1 색온도 및 제2 색온도가 변화되도록 제1 LED 구동부(300) 및 제2 LED 구동부(400)의 동작을 각각 독립적으로 제어할 수 있다.The control unit 500 receives the switching input signal from the brightness control switch unit 700 and outputs the switching input signal according to the light source color control range R of the first and second light emitting diodes The first color temperature and the second color temperature of the light source generated in the first light emitting diodes (LEDs) 100-1 through 100-N and the second light emitting diodes (LEDs) 200-1 through 200- The operation of the LED driving unit 300 and the operation of the second LED driving unit 400 can be independently controlled.

또한, 제어부(500)는 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)의 광원 밝기단계 값(M)이 최대인 상태에서 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)의 광원이 오프(OFF)되도록 제1 LED 구동부(300) 및 제2 LED 구동부(400)의 동작을 각각 제어할 수 있다.In addition, the controller 500 controls each of the second light emitting diodes (LEDs) 200-1 to 200-N in a state where the light source brightness step value M of each of the first light emitting diodes (LEDs) The first LED driver 300 and the second LED driver 400 may be controlled such that the light sources of the first LED driver 200-N are turned off.

또한, 제어부(500)는 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)의 광원 밝기단계 값(M)이 최대인 상태에서 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)의 광원이 오프(OFF)되도록 제1 LED 구동부(300) 및 제2 LED 구동부(400)의 동작을 각각 제어할 수 있다.In addition, the controller 500 controls each of the first light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 200-N in a state in which the light source brightness step value M of each of the second light emitting diodes (LEDs) The first LED driver 300 and the second LED driver 400 may be controlled such that the light sources of the first LED driver 100-N are turned off.

즉, 제어부(500)는 각 제1 및 제2 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)(200-1 내지 200-N)의 광원 색상제어범위(R = [CODEMIN, M-CODEMIN])의 영역과 제어 코드(control code) 값 0, M 에 대해서만 제어를 진행하여, 색재현의 왜곡을 제거할 수 있다.That is, the control unit 500 determines the light source color control range (R = [CODE MIN , M-1]) of each of the first and second light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100- CODE MIN ]) and the control code values 0 and M, and the distortion of the color reproduction can be eliminated.

이때, 상기 제어 코드(control code) 값 0, M 은 각 제1 및 제2 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N)(200-1 내지 200-N) 광원의 오프(OFF), 최대 밝기(Max brightness) 영역이므로, 제어에 의한 왜곡이 없으므로 필요시 사용 가능하다.At this time, the control code values 0 and M are the off-state of the first and second light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N (200-1 to 200-N) Since it is the maximum brightness area, there is no distortion by control, so it can be used if necessary.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N) 및 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)를 구동하기 위한 기 설정된 정전류의 비율은, 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N) 및 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)에서 발생하는 광원의 밝기가 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N) 및 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)의 광원 밝기단계 값(M)의 진행에 따라 서로 대칭되게 선형적으로 증가 및 감소되도록 이루어짐이 바람직하다.2, each of the first light emitting diodes (LED) 100-1 to 100-N and the second light emitting diodes (LED) 200-1 to 200-N The ratio of the set constant current is set so that the brightness of the light source generated by each of the first light emitting diodes (LED) 100-1 to 100-N and the second light emitting diodes (LED) 200-1 to 200- The first light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N and the second light emitting diodes (LEDs) 200-1 to 200-N are linearly symmetrical with each other according to progress of the light source brightness step value M As shown in FIG.

전원공급부(600)는 각 부들 즉, 제1 LED 구동부(300), 제2 LED 구동부(400), 제어부(500), 및 밝기조절 스위치부(700) 등에 필요한 전원을 공급하는 기능을 수행하는 바, 계속적인 전원 공급을 위해 상용 교류(AC) 전원(예컨대, AC 220V)을 직류(DC) 및/또는 교류(AC) 전원으로 변환되도록 구현함이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 통상의 휴대용 배터리로(Battery) 구현할 수도 있다.The power supply unit 600 performs a function of supplying power necessary for each part, that is, the first LED driver 300, the second LED driver 400, the controller 500, and the brightness control switch unit 700 (AC) power source (e.g., AC 220V) to a DC (direct current) and / or alternating current (AC) power source for continuous power supply, (Battery).

밝기조절 스위치부(700)는 각 제1 발광다이오드(LED)(100-1 내지 100-N) 및 각 제2 발광다이오드(LED)(200-1 내지 200-N)의 광원 밝기를 조절하기 위한 스위칭 입력신호를 제어부(500)로 출력하는 기능을 수행한다.The brightness control switch unit 700 controls brightness of each of the first light emitting diodes (LEDs) 100-1 to 100-N and the second light emitting diodes (LEDs) 200-1 to 200-N And outputs the switching input signal to the control unit 500. [

이러한 밝기조절 스위치부(700)는 예컨대, 토글(Toggle) 스위치, 풀(Pull) 스위치, 슬라이드(Slide) 스위치, 누름(Push) 스위치, 마이크로(Micro) 스위치, 딥(Dip) 스위치 또는 로터리(Rotary) 스위치 중 적어도 하나의 스위치로 이루어짐이 바람직하다.The brightness control switch unit 700 may include a toggle switch, a pull switch, a slide switch, a push switch, a micro switch, a dip switch, or a rotary ) Switches.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.The various embodiments described herein may be embodied in a recording medium readable by a computer or similar device using, for example, software, hardware, or a combination thereof.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시예들이 제어부(500)에 의해 구현될 수 있다.According to a hardware implementation, the embodiments described herein may be implemented as application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays Microprocessors, microprocessors, and electrical units for performing functions, as will be described in more detail below. In some cases, such embodiments may be implemented by the control unit 500.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어 코드는 저장부(미도시)에 저장되고, 제어모부(500)에 의해 실행될 수 있다.
According to a software implementation, embodiments such as procedures or functions may be implemented with separate software modules that perform at least one function or operation. The software code may be implemented by a software application written in a suitable programming language. Also, the software code may be stored in a storage unit (not shown) and executed by the control unit 500. [

전술한 본 발명에 따른 색온도 제어를 위한 LED 조명장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
Although the preferred embodiments of the LED lighting apparatus for controlling color temperature according to the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, but may be variously modified within the scope of the claims, the description of the invention, And this also belongs to the present invention.

100-1 내지 100-N : 제1 발광다이오드(LED),
200-1 내지 200-N : 제2 발광다이오드(LED),
300 : 제1 LED 구동부,
400 : 제2 LED 구동부,
500 : 제어부,
600 : 전원공급부,
700 : 밝기조절 스위치부100-1 to 100-N: a first light emitting diode (LED)
200-1 to 200-N: a second light emitting diode (LED)
300: a first LED driver,
400: second LED driver,
500:
600: power supply,
700: Brightness adjustment switch section

Claims (11)

제1 색온도를 갖는 광원을 발생하는 적어도 하나의 제1 발광다이오드(LED);
상기 제1 발광다이오드(LED)와 다른 제2 색온도를 갖는 광원을 발생하는 적어도 하나의 제2 발광다이오드(LED);
상기 제1 발광다이오드(LED)를 구동하는 제1 LED 구동부;
상기 제2 발광다이오드(LED)를 구동하는 제2 LED 구동부; 및
상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)에서 발생하는 광원의 제1 및 제2 색온도가 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)를 구동하기 위한 기 설정된 정전류의 비율에 의해 변화되도록 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 제어신호를 생성하고, 상기 생성된 펄스 폭 변조(PWM) 제어신호에 따라 상기 제1 및 제2 LED 구동부의 동작을 각각 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는, 기 설정된 PWM 주파수(fPWM), PWM 입력(input)에 따른 상기 제1 및 제2 LED 구동부에 구비된 전류원의 상승시간(rising time)(PWMrising) 및 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 밝기단계 값(M)을 바탕으로 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 색상제어범위(R)를 설정하고, 상기 설정된 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 색상제어범위(R)에 따라 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)에서 발생하는 광원의 제1 및 제2 색온도가 변화되도록 상기 제1 및 제2 LED 구동부의 동작을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 색온도 제어를 위한 LED 조명장치.
At least one first light emitting diode (LED) generating a light source having a first color temperature;
At least one second light emitting diode (LED) for generating a light source having a second color temperature different from the first light emitting diode (LED);
A first LED driver driving the first light emitting diode (LED);
A second LED driver driving the second light emitting diode (LED); And
The first and second color temperatures of the light sources generated by the first and second light emitting diodes (LEDs) are changed by the ratio of the predetermined constant current for driving the first and second light emitting diodes (LEDs) And a control unit for generating a pulse width modulation (PWM) control signal and controlling operations of the first and second LED drivers according to the generated pulse width modulation (PWM) control signal,
The control unit may control the rising time (PWM rising ) of the current sources provided in the first and second LED driving units according to a predetermined PWM frequency (f PWM ), the PWM input, A light source color control range R of the first and second light emitting diodes (LEDs) is set on the basis of a light source brightness step value M of the light emitting diodes (LEDs), and the set first and second light emitting diodes And controls the operation of the first and second LED drivers so that the first and second color temperatures of the light sources generated in the first and second LEDs are changed according to the light source color control range R of the first and second LEDs Wherein the LED lighting device is for controlling the color temperature.
제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 색상제어범위(R)는 하기의 식 1에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 색온도 제어를 위한 LED 조명장치.
(식 1)
PWMrising × fPWM < CODEMIN / M,
R = [CODEMIN, M-CODEMIN]
여기서, PWMrising은 PWM 입력(input)에 따른 상기 제1 및 제2 LED 구동부에 구비된 전류원(current source)의 상승시간(rising time)이고, fPWM는 PWM 주파수(frequency)이며, M은 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 밝기단계 값이며, CODEMIN은 최소 PWM 코드(code) 값으로 양의 정수이다.
The method according to claim 1,
Wherein the light source color control range (R) of the first and second light emitting diodes (LEDs) is set by the following formula (1).
(Equation 1)
PWM rising × f PWM <CODE MIN / M,
R = [CODE MIN , M-CODE MIN ]
Here, PWM rising is a rising time of a current source provided to the first and second LED drivers according to a PWM input, f PWM is a PWM frequency, Is a light source brightness step value of the first and second light emitting diodes (LEDs), and CODE MIN is a minimum PWM code value and is a positive integer.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 PWM 입력(input)에 따른 상기 제1 및 제2 LED 구동부에 구비된 전류원(current source)의 상승시간(rising time)(PWMrising)은 안정화 전류의 85％ 내지 95％ 범위시점으로 설정되는 것을 특징으로 하는 색온도 제어를 위한 LED 조명장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The rising time (PWM rising ) of the current source provided to the first and second LED driving units according to the PWM input is set to a time point in the range of 85% to 95% of the stabilizing current Features LED lighting device for color temperature control.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 PWM 입력(input)에 따른 상기 제1 및 제2 LED 구동부에 구비된 전류원(current source)의 상승시간(rising time)(PWMrising)은 50nsec 내지 50usec 범위로 이루어진 것을 특징으로 하는 색온도 제어를 위한 LED 조명장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein a rising time (PWM rising ) of a current source provided in the first and second LED driving units according to the PWM input is in the range of 50 nsec to 50 usec. LED lighting device.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 PWM 주파수(fPWM)는 1kHz 내지 50kHz 범위로 이루어진 것을 특징으로 하는 색온도 제어를 위한 LED 조명장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the PWM frequency f PWM is in the range of 1 kHz to 50 kHz.
제1 항에 있어서,
상기 제1 발광다이오드(LED)에서 발생하는 광원의 제1 색온도는 2000K 내지 3500K 범위로 이루어지며,
상기 제2 발광다이오드(LED)에서 발생하는 광원의 제2 색온도는 5700K 내지 6500K 범위로 이루어진 것을 특징으로 하는 색온도 제어를 위한 LED 조명장치.
The method according to claim 1,
The first color temperature of the light source generated by the first light emitting diode (LED) is in the range of 2000K to 3500K,
And the second color temperature of the light source generated by the second LED is in the range of 5700K to 6500K.
제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 LED 구동부는, 상기 제어부로부터 생성된 펄스 폭 변조(PWM) 제어신호에 따라 정전류(Constant Current) 구동 방식으로 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)를 구동하는 것을 특징으로 하는 색온도 제어를 위한 LED 조명장치.
The method according to claim 1,
The first and second LED driving units drive the first and second LEDs by a constant current driving method according to a pulse width modulation (PWM) control signal generated from the control unit LED lighting device for color temperature control.
제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 밝기를 조절하기 위한 스위칭 입력신호를 상기 제어부로 출력하는 적어도 하나의 밝기조절 스위치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 색온도 제어를 위한 LED 조명장치.
The method according to claim 1,
Further comprising at least one brightness control switch unit for outputting a switching input signal for controlling brightness of the light source of the first and second light emitting diodes (LEDs) to the control unit.
제8 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 밝기조절 스위치부로부터 출력된 스위칭 입력신호를 제공받아 이를 기반으로 상기 설정된 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 색상제어범위(R)에 따라 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)에서 발생하는 광원의 제1 및 제2 색온도가 변화되도록 상기 제1 및 제2 LED 구동부의 동작을 각각 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 색온도 제어를 위한 LED 조명장치.
9. The method of claim 8,
The control unit receives the switching input signal output from the brightness control switch unit and outputs the first and second light emission control signals according to the light source color control range R of the first and second light emitting diodes Wherein the operation of each of the first and second LED driving units is independently controlled so that the first and second color temperatures of the light source generated by the LEDs are changed.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1 발광다이오드(LED)의 광원 밝기단계 값(M)이 최대인 상태에서 상기 제2 발광다이오드(LED)의 광원이 오프(OFF)되도록 상기 제1 및 제2 LED 구동부의 동작을 각각 제어하며, 상기 제2 발광다이오드(LED)의 광원 밝기단계 값(M)이 최대인 상태에서 상기 제1 발광다이오드(LED)의 광원이 오프(OFF)되도록 상기 제1 및 제2 LED 구동부의 동작을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 색온도 제어를 위한 LED 조명장치.
The method according to claim 1,
The controller may control the first and second LED drivers such that the light source of the second light emitting diode LED is turned off when the light source brightness step value M of the first light emitting diode And controls the operation of the first and second LEDs so that the light source of the first light emitting diode is turned off when the light source brightness step value M of the second light emitting diode is maximum, And the operation of the driving unit is controlled.
제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)를 구동하기 위한 기 설정된 정전류의 비율은, 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)에서 발생하는 광원의 밝기가 상기 제1 및 제2 발광다이오드(LED)의 광원 밝기단계 값(M)의 진행에 따라 서로 대칭되게 선형적으로 증가 및 감소되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 색온도 제어를 위한 LED 조명장치.The method according to claim 1,
The ratio of the predetermined constant current for driving the first and second light emitting diodes (LEDs) is set such that the brightness of the light source generated by the first and second light emitting diodes (LEDs) ) Of the light source is linearly increased and decreased symmetrically with progress of the light source brightness step value (M) of the LED.
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