KR20190135178A - Led 조명 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 컨버터로 LED 조명부의 밝기를 제어할 수 있는 LED 조명 제어 장치에 관한 것으로, 제1 스위치에 연결된 제1 스위치 라인, 제2 스위치에 연결된 제2 스위치 라인, 및 커먼 라인을 입력 신호로 하여 두 개의 라인으로 정류신호를 출력하는 브릿지 회로부;상기 제1 스위치 라인 및 제2 스위치 라인과 연결되어 상기 제1 스위치와 제2 스위치 중 온(on) 되는 것을 감지하여 디밍 제어신호를 출력하는 제어신호 출력부; 및 상기 정류신호 및 제어신호를 입력받아 디밍 제어신호에 따라 LED 조명 모듈을 제어하고 구동하는 컨버터;를 포함한다.

Description

LED 조명 제어 장치{APPRATUS FOR CONTROLLING LED LIGHTING}

본 발명은 LED 조명 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 컨버터를 사용하여 LED 조명의 밝기를 조절할 수 있는 LED 조명 제어 장치에 관한 것이다.

최근에는 아파트와 같은 일반 가정에서도 형광등을 대신하여 LED(Light Emid Diode, 엘이디) 조명등이 많이 사용된다.

엘이디 조명등은 기존의 형광등에 비해서 효율이 뛰어나기 때문에 기존 형광등이 설치된 곳에서 이를 제거하고 엘이디를 설치하는 경우가 많다. 이때, 기존 형광등 배선을 최대한 이용하면서도 조명제어를 효율적으로 할 수 있는 엘이디 조명 제어가 필요하다.

일반적으로, LED 조명 장치는 AC 전원을 입력받아 동작하는데, 에너지 절약을 위해 2개의 선택 스위치로 구성되어 있다. 1개의 개폐 스위치가 선택되면 LED조명의 밝기가 50%로 디밍되고 또다른 스위치가 선택되면 100% 밝아진다. 이러한 에너지 절약형 디밍 기능이 보편적으로 사용되고 있는데, 이러한 방식은 열이 많이 발생한다는 문제점이 있다.

도 1을 참조하면, 스위치부(10), 제1 컨버터(20), 제2 컨버터(30), 및 엘이디 모듈(40)로 구성된다.

상기 스위치부(10)는 가정의 거실벽 등에 설치된 벽스위치로, 스위치부(10)에 두개의 스위치 버튼이 설치될 수 있다. 이 경우, 각각의 스위치 버튼에 컨버터가 개별적으로 연결되어 있다. 즉, 제1 스위치 버튼(미도시)은 제1 스위치 라인(sw1)을 통해 제1 컨버터(10)와 연결되어 있고, 제2 스위치 버튼(미도시)은 제2 스위치 라인(sw2)를 통해 제2 컨버터(20)와 연결되어 있다. 커먼라인(com)은 제1 컨버터(20)와 제2 컨버터(30)에 동시에 연결되어 있다.

상기와 같은 구성에서, 제1 스위치 버튼이 온 되는 경우 엘이디 조명(40)의 50%가 온되고, 제2 스위치 버튼이 온 되는 경우 엘이디 모듈(40)의 100%가 온된다. 즉, 엘이디 조명(40)의 60W인 경우, 60W의 조명을 원할 경우 2개의 컨버터가 모두 온되어야 한다.

따라서 두개의 컨버터를 동시에 동작시키게 되면 동작 주파수 차이로 인해 열이 발생하게 된다. 각각의 컨버터에 각각의 동작 주파수가 영향을 주면서 보통 20℃이상의 열이 발생하게 된다. 이러한 현상은 제품의 신뢰성을 떨어뜨리게 된다.

대한민국 등록특허공보 제10-1087375호, LED 전등용 전원 공급기 (공고일 : 2011.11.25)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 하나의 컨버터만을 사용하여 LED 조명의 디밍을 조절할 수 LED 조명 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 제어 장치는 제1 스위치에 연결된 제1 스위치 라인, 제2 스위치에 연결된 제2 스위치 라인, 및 커먼 라인을 입력 신호로 하여 두 개의 라인으로 정류신호를 출력하는 브릿지 회로부; 상기 제1 스위치 라인 및 제2 스위치 라인과 연결되어 상기 제1 스위치와 제2 스위치 중 온(on) 되는 것을 감지하여 디밍 제어신호를 출력하는 제어신호 출력부; 및 상기 정류신호 및 제어신호를 입력받아 디밍 제어신호에 따라 LED 조명 모듈을 제어하고 구동하는 컨버터;를 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 브릿지 회로부는, 상기 제1 스위치 라인과 커먼 라인을 입력 신호로 하는 제1 브릿지 회로; 및 상기 제2 스위치 라인과 커먼 라인을 입력 신호로 하는 제2 브릿지 회로;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 제어신호 출력부는, 상기 제1 브릿지와 연결되어 상기 제1 스위치가 온 되는 것을 감지하는 제1 감지부; 상기 제2 브릿지와 연결되어 상기 제2 스위치가 온 되는 것을 감지하는 제2 감지부; 및 상기 제1 감지부 및 제2 감지부의 출력신호를 입력받아 디밍 제어신호를 출력하는 출력부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 감지부는 상기 제1 스위치가 온될 때 발광하는 제1 포토커플러를 포함하고, 상기 제2 감지부는 상기 제2 스위치가 온될 때 발광하는 제2 포토커플러를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 컨버터는 상기 제1 스위치가 온되는 경우에는 LED 모듈을 50%의 밝기로 디밍 제어하고, 상기 제2 스위치가 온되는 경우에는 LED 모듈의 100% 밝기로 디밍 제어할 수 있다.

본 발명에 의하면 하나의 컨버터만을 사용하여 종래 두개의 컨버터를 사용하는 것과 동일하게 디밍 제어할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 하나의 컨버터만을 사용하기 때문에 발열 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 LED 조명 장치의 구성도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 LED 조명 제어 장치가 적용된 조명 시스템의 구성도를 나타낸 것이다.
도 3은 종래기술에 따른 LED 조명 장치와 본 발명이 적용된 LED 조명 장치의 비교예를 나타낸 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

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. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 조명 제어 장치가 적용된 조명 시스템을 나타낸 것이다.

본 발명에 적용된 조명 시스템은, 스위치부(10), 상기 스위치 신호를 감지하여 LED조명부를 제어하는 LED 조명 제어 장치(100), 및 LED조명부(40)를 포함한다.

상기 스위치부(10) 및 LED 조명부(40)는 앞서 도 1에서 살펴본 종래기술과 동일하므로 동일한 도면 부호를 사용하였다.

상기 스위치부(10)는 제1 스위치(미도시)와 제2 스위치(미도시)를 포함하여 구성되고, 제1 스위치는 제1 스위치 라인(sw1)과 연결되고 제2 스위치는 제2 스위치 라인(sw2)과 연결된다.

본 발명에 따른 LED 조명 제어 장치(100)는 제1 스위치에 연결된 제1 스위치 라인, 제2 스위치에 연결된 제2 스위치 라인, 및 커먼 라인을 입력 신호로 하여 두 개의 라인으로 정류신호를 출력하는 브릿지 회로부(110); 상기 제1 스위치 라인 및 제2 스위치 라인과 연결되어 상기 제1 스위치와 제2 스위치 중 온(on) 되는 것을 감지하여 디밍 제어신호를 출력하는 제어신호 출력부(120); 및 상기 정류신호 및 제어신호를 입력받아 디밍 제어신호에 따라 LED 조명 모듈을 제어하고 구동하는 컨버터(130);를 포함한다.

상기 스위치부(10)에는 일반 가정용 전압인 AC 220V가 입력될 수 있고, 상기 브릿지 회로부(110)는 스위치부(10)로부터 입력되는 전원을 정류하여 컨버터(130)로 제공한다. 이때 브릿지 회로부(110)로부터 입력되는 3개의 전력 라인을 통해 전력이 공급된다. 즉, 제1 스위치 라인(sw1), 제2 스위치 라인(sw2), 및 커먼라인(com)이 스위치부(10)와 브릿지 회로부(110)를 연결한다. 이렇게 입력된 3개의 전력 라인은 브릿지 회로부(110)를 거쳐 2개의 전력 라인을 통해 컨버터(130)로 제공된다.

구체적으로 살펴보면, 브릿지 회로부(110)는 상기 제1 스위치 라인(sw1)과 커먼 라인(com)을 입력 신호로 하는 제1 브릿지 회로(111)와 상기 제2 스위치 라인과 커먼 라인을 입력 신호로 하는 제2 브릿지 회로(112)로 구성된다. 즉, 커먼 라인(com)은 제1 브릿지 회로(111)와 제2 브릿지 회로(112)로 공통으로 연결되고, 제1 스위치 라인(sw1)은 제1 브릿지 회로(111)에 연결되고, 제2 스위치 라인(sw2)는 제2 브릿지 회로(112)에 연결된다.

상기 제어신호 출력부(120)는 상기 브릿지 회로부(110)에 연결되어 스위치부(10)에 포함된 제1 스위치와 제2 스위치 중 어느 것이 온 되는지를 감지하고 그에 따라 디밍 제어신호를 출력한다.

구체적으로 살펴보면, 상기 제어신호 출력부(120)는 상기 제1 브릿지와 연결되어 상기 제1 스위치가 온 되는 것을 감지하는 제1 감지부(121), 상기 제2 브릿지와 연결되어 상기 제2 스위치가 온 되는 것을 감지하는 제2 감지부(122), 및 상기 제1 감지부 및 제2 감지부의 출력신호를 입력받아 디밍 제어신호를 출력하는 출력부(123)으로 구성될 수 있다.

상기 제1 감지부(121)는 제1 스위치가 온 되어 제1 브릿지 회로가 동작하면 이를 감지하여 스위치 신호를 발생시킨다. 제1 감지부(121)는 포토커플러가 사용될 수 있다. 따라서 제1 스위치가 켜지면 제1 포토커플러의 발광 다이오드가 발광하게 되어 포토 트랜지스터가 온 되어 출력부(123)로 신호를 제공한다.

상기 제2 감지부(121)는 제2 스위치가 온 되어 제2 브릿지 회로가 동작하면 이를 감지하여 스위치 신호를 발생시킨다. 제2 감지부(122)도 마찬가지로 포토커플러가 사용될 수 있다. 따라서 제2 스위치가 켜지면 제2 포토커플러의 발광 다이오드가 발광하게 되어 포토 트랜지스터가 온 되어 출력부(123)로 신호를 제공한다.

상기 출력부(123)는 상기 제1 감지부 및 제2 감지부로터 스위치 신호를 입력받아, 어느 것이 온 되었는지를 감지한다. 즉, 제1 포토커플러와 제2 포토커플러 중 어느 쪽이 온 되었는지를 감지하여 제어신호를 출력하게 된다. 제1 포토커플러가 온 된 경우에는 50% 디밍 제어신호를 출력하고, 제2 포토커플러가 온 된 경우에는 100% 디밍 제어신호를 출력한다.

상기 컨버터(130)는 브릿지 회로로부터 정류신호를 입력받아 디밍 제어신호에 따라 LED 조명부(40)를 제어하고 구동한다. 컨버터(130)는 디밍회로부(미도시)와 벅 컨버터(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.디밍 회로부터와 벅 컨버터는 공지의 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 LED 조명 제어 장치의 동작을 살펴보면, 사용자가 거실에 설치된 스위치부(10)에서 제1 스위치를 누르면 제1 브릿지 회로(111)가 동작하게 되고, 제1 감지부(121)가 이를 감지하여 출력부(123)를 통해 50% 디밍 제어신호를 출력하게 된다. 컨버터(130)는 이를 수신하여 LED 조명부(40)의 밝기를 제어하여 50%만 출력되도록 제어한다. 예를 들어, LED 조명부(40)가 60W급이라면 30W만 출력하게 된다.

마찬가지로 사용자가 제2 스위치를 누르면 제2 브릿지 회로(112)가 동작하게 되고, 제2 감지부(122)가 이를 감지하여 출력부(123)를 통해 100% 디밍 제어신호를 출력하게 된다. 컨버터(130)는 이를 수신하여 LED 조명부(40)의 밝기를 제어하여 100%를 출력하도록 한다. 예를 들어, LED 조명부(40)가 60W급이라면 60W 모두를 출력하게 된다.

상기와 같은 구성에 의해 하나의 컨버터만으로 두개의 컨버터를 사용할 때와 동일한 디밍 효과를 낼 수 있다.

또한, 하나의 컨버터만을 사용하기 때문에 발열 문제도 해결할 수 있고 원가도 절감할 수 있다.

도 3은 종래기술이 적용된 예와 본 발명의 적용된 예를 나타낸 것으로, 도 3의 (a)는 종래기술이 적용된 예이고, 도 3의 (b)는 본 발명이 적용된 예이다.

도 3을 참조하면, 종래기술에에서는 두개의 컨버터(20, 30)가 사용되었는데 본 발명에서는 하나의 컨버터(130)만 사용된 것을 확인수 있다. 본 발명에 의하면 하나의 컨버터만 사용하므로 발열 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라 두개의 컨버터를 사용할 때와 동일한 조명 제어 효과를 달성할 수 있다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 스위치부 40 : LED 조명부
100 : LED 조명 제어 장치 110 : 브릿지 회로부
111 : 제1 브릿지 112 : 제2 브릿지
120 : 제어신호 출력부 121 : 제1 감지부
122 : 제2 감지부 123 : 출력부
130 : 컨버터

Claims (5)

1. 제1 스위치에 연결된 제1 스위치 라인, 제2 스위치에 연결된 제2 스위치 라인, 및 커먼 라인을 입력 신호로 하여 두 개의 라인으로 정류신호를 출력하는 브릿지 회로부;
   상기 제1 스위치 라인 및 제2 스위치 라인과 연결되어 상기 제1 스위치와 제2 스위치 중 온(on) 되는 것을 감지하여 디밍 제어신호를 출력하는 제어신호 출력부; 및
   상기 정류신호 및 제어신호를 입력받아 디밍 제어신호에 따라 LED 조명 모듈을 제어하고 구동하는 컨버터;를 포함하는 LED 조명 제어 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 브릿지 회로부는,
   상기 제1 스위치 라인과 커먼 라인을 입력 신호로 하는 제1 브릿지 회로; 및
   상기 제2 스위치 라인과 커먼 라인을 입력 신호로 하는 제2 브릿지 회로;를 포함하는 LED 조명 제어 장치.
3. 제2항에 있어서, 제어신호 출력부는,
   상기 제1 브릿지와 연결되어 상기 제1 스위치가 온 되는 것을 감지하는 제1 감지부;
   상기 제2 브릿지와 연결되어 상기 제2 스위치가 온 되는 것을 감지하는 제2 감지부; 및
   상기 제1 감지부 및 제2 감지부의 출력신호를 입력받아 디밍 제어신호를 출력하는 출력부;를 포함하는 LED 조명 제어 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 감지부는 상기 제1 스위치가 온될 때 발광하는 제1 포토커플러를 포함하고,
   상기 제2 감지부는 상기 제2 스위치가 온될 때 발광하는 제2 포토커플러를 포함하는 LED 조명 제어 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 컨버터는 상기 제1 스위치가 온되는 경우에는 LED 모듈을 50%의 밝기로 디밍 제어하고,
   상기 제2 스위치가 온되는 경우에는 LED 모듈의 100% 밝기로 디밍 제어하는 LED 조명 제어 장치.
   

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