KR20190141999A - 전류 센서를 이용한 led 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 형태에 따른 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치는, LED 모듈과, 교류 전원이 인가되면, 디밍 신호에 따라 LED 모듈의 조광 및 조색 중 적어도 하나를 제어하는 디밍용 컨버터와, 비접촉 방식의 전류 센서를 이용하여 교류 전원의 개폐를 위한 벽 스위치의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초하여 상기 디밍 신호를 생성하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.

Description

전류 센서를 이용한 LED 조명 장치{LED LIGHT APPARATUS USING CURRENT SENSOR}
본 출원은, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치에 관한 것이다.
LED 램프는 백열등이나 형광등과 비교하여 고휘도, 저 전력소비, 소형, 경량 및 긴 수명 등의 장점을 가지고 있기 때문에 최근에는 백열등이나 형광등을 대체하여 LED를 조명장치로 이용하려는 수요가 증가하고 있다.
이에 따라 LED 조명장치에 대한 연구개발이 끊임없이 진행되고 있다. 특히 LED 조명을 단순히 온-오프하는 것을 넘어 사용자의 선택 또는 실내 조도 변화에 따라 LED 조명을 밝기를 조절할 수 있도록 하는 연구가 진행되고 있다.
한편, 종래의 LED 조명의 디밍(dimming)은 밝기를 조절하는 부분인 디밍 스위치에 디밍용 배선을 별도로 구비하여 이를 LED 조명의 구동부 또는 디밍기(Dimming Controller)와 연결하여야 하는 시스템이다.
따라서, LED 조명에 디밍 시스템을 추가하기 위해서는 LED 조명에 별도의 장치와 배선을 설치하거나 LED 조명 장치를 디밍이 가능한 LED 조명 장치로 통째로 교체해야 하는 문제점이 있다.
한국공개특허 제2014-0122045호(“스위칭 패턴을 이용해 조광 제어 가능한 LED 조명 장치”, 공개일: 2014년10월17일)
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 별도의 장치나 배선을 추가함이 없이 LED 모듈의 조광 및 조색 중 적어도 하나를 제어할 수 있는 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, LED 모듈; 교류 전원이 인가되면, 디밍 신호에 따라 상기 LED 모듈의 조광 및 조색 중 적어도 하나를 제어하는 디밍용 컨버터; 및 비접촉 방식의 전류 센서를 이용하여 상기 교류 전원의 개폐를 위한 벽 스위치의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 상기 교류 전류에 기초하여 상기 디밍 신호를 생성하는 제어 모듈;을 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, LED 모듈; 교류 전원이 인가되면, 디밍 신호에 따라 상기 LED 모듈의 조광 및 조색 중 적어도 하나를 제어하는 디밍용 컨버터; 및 비접촉 방식의 전류 센서를 이용하여 상기 교류 전원의 개폐를 위한 벽 스위치의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 상기 교류 전류에 기초하여 상기 디밍 신호를 생성하는 제어 모듈을 포함하며, 상기 비 접촉식 방식의 전류 센서는, 변류기 방식의 전류 센서 및 홀 소자 방식의 전류 센서 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 벽 스위치는, 2구 이상의 벽 스위치를 포함하고, 상기 제어 모듈은, 상기 2구 이상의 벽 스위치 각각의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초한 상기 2구 이상의 벽 스위치 각각에 대한 온-오프의 상태 조합에 따라 상이한 펄스폭을 가지는 디밍 신호를 생성하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 비접촉 방식의 전류 센서를 이용하여 교류 전원의 개폐를 위한 벽 스위치의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초하여 디밍 신호를 생성함으로써, 별도의 장치나 배선을 추가함이 없이 LED 모듈의 조광 및 조색 중 적어도 하나를 제어할 수 있는 이점이 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 2구 스위치 및 2개의 전류 센서를 구비한 3단계 조광 제어용 LED 조명 장치의 블록도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 2구 스위치 및 2개의 전류 센서를 구비한 조색 또는 조광/조색 제어용 LED 조명 장치의 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 1구 스위치 및 1개의 전류 센서를 구비한 3단계 조광 제어용 LED 조명 장치의 블록도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 1구 스위치 및 1개의 전류 센서를 구비한 3단계 조색 또는 조광/조색 제어용 LED 조명 장치의 블록도이다.
도 3a는 도 1a에 도시된 조광 제어용 LED 조명 장치에 포함된 제어 모듈의 세부 회로도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 조광 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도이다.
도 4a는 도 1b에 도시된 조색 제어용 LED 조명 장치에 포함된 제어 모듈의 세부 회로도이다.
도 4b는 도 4a의 조색 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도이다.
도 5a는 도 1b에 도시된 조광/조색 제어용 LED 조명 장치에 포함된 제어 모듈의 세부 회로도이다.
도 5b는 도 5a의 조광/조색 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도이다.
도 6a는 도 2a에 도시된 조광 제어용 LED 조명 장치에 포함된 제어 모듈의 세부 회로도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 조광 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도이다.
도 7a는 도 2b에 도시된 조색 제어용 LED 조명 장치에 포함된 제어 모듈의 세부 회로도이다.
도 7b는 도 7a의 조색 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도이다.
도 8a는 도 2b에 도시된 조광/조색 제어용 LED 조명 장치에 포함된 제어 모듈의 세부 회로도이다.
도 8b는 도 8a의 조광/조색 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 2구 스위치 및 2개의 전류 센서를 구비한 3단계 조광 제어용 LED 조명 장치의 블록도이다. 그리고, 도 1b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 2구 스위치 및 2개의 전류 센서를 구비한 조색 또는 조광/조색 제어용 LED 조명 장치의 블록도이다.
한편, 도 3a는 도 1a에 도시된 조광 제어용 LED 조명 장치에 포함된 제어 모듈의 세부 회로도이며, 도 3b는 도 3a에 도시된 조광 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도이다. 도 4a는 도 1b에 도시된 조색 제어용 LED 조명 장치에 포함된 제어 모듈의 세부 회로도이며, 도 4b는 도 4a의 조색 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도이다. 도 5a는 도 1b에 도시된 조광/조색 제어용 LED 조명 장치에 포함된 제어 모듈의 세부 회로도이며, 도 5b는 도 5a의 조광/조색 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도이다.
상술한 도 1a, 도 1b 및 도 3a 내지 도 5b는 모두 2구 스위치 및 2개의 전류 센서를 구비한 3단계 조광 제어용 LED 조명 장치에 적용되며, 도 1a 및 도 3a는 3단계 조광 제어용 LED 조명 장치에 적용되며, 도 1b 및 도 4a는 3단계 조색 제어용 LED 조명 장치에 적용되며, 도 1b 및 도 5a는 3단계 조광/조색 제어용 LED 조명 장치에 적용될 수 있다.
우선, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 2개의 전류 센서(41) 및 2구 스위치(31)를 이용한 3단계 조광 제어용 LED 조명 장치(100)는, LED 모듈(11, 12)와, 교류 전원(1)이 인가되면 디밍 신호(DIM, DIM1, DIM2)에 따라 LED 모듈(11, 12)의 조광 및 조색 중 적어도 하나를 제어하는 디밍용 컨버터(21, 22)와, 비접촉 방식의 전류 센서(41)를 이용하여 교류 전원(1)의 개폐를 위한 벽 스위치(31)의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초하여 디밍 신호(DIM, DIM1, DIM2)를 생성하는 제어 모듈(110, 120)을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 벽 스위치(31)는 2구의 벽 스위치(SW1, SW2)로 구성되며, 전류 센서 모듈(41) 역시 2개의 전류 센서(CT1, CT2)로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 도 1a의 LED 모듈(11)은 하나의 색 온도(예컨대, 6500K)를 가진 단일의 LED 스트링으로 구성되며, 도 1b의 LED 모듈(12)은 일정한 색 온도(예컨대, 6500K)를 가진 제1 LED 스트링과 제1 LED 스트링과는 상이한 색 온도(예컨대, 3000K)를 가진 제2 LED 스트링으로 구성된 것일 수 있다. 상술한 색온도의 구체적인 수치는 발명의 이해를 돕기 위한 것에 불과할 뿐, 상술한 구체적인 수치에 한정되는 것은 아님에 유의하여야 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 도 1a의 디밍용 컨버터(21)는 하나의 출력을 가진 단일 채널 컨버터일 수 있으며, 도 1b의 디밍용 컨버터(22)는 2개의 출력을 가진 2채널 컨버터일 수 있다. 도 1a 및 도 1b의 디밍용 컨버터(21, 22)는 예를 들면, 벅 컨버터(Buck converter)일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 제어 모듈(110, 120)은 2구의 벽 스위치(31) 중 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2) 각각의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초한 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)의 온/오프 상태의 조합에 따라 디밍 신호(DIM, DIM1, DIM2)를 생성할 수 있다.
구체적으로, 도 1a, 도 1b, 도 3a, 도 4a 및 도 5a에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(110, 120)은 2구의 벽 스위치(31) 중 제1 스위치(SW1)의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초하여 제1 스위치(SW1)의 온/오프 상태 신호(S1)를 출력하는 제1 감지 모듈(310)과, 2구의 벽 스위치(31) 중 제2 스위치(SW2)의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초하여 제2 스위치(SW2)의 온/오프 상태 신호(S2)를 출력하는 제2 감지 모듈(330)과, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW1)의 온/오프 상태 신호(S1, S2)에 기초하여 생성되는 제1 기준 전압과 삼각파(Stri)를 비교하여 제1 디밍 신호(DIM1)를 생성하는 제1 디밍 신호 생성 모듈(320)과, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)의 온/오프 상태 신호(S1, S2)에 기초하여 생성되는 제2 기준 전압과 삼각파(Stri)를 비교하여 제2 디밍 신호(DIM2)를 생성하는 제2 디밍 신호 생성 모듈(340)을 포함할 수 있다.
한편, 상술한 제1 감지 모듈(310)은, 2구의 벽 스위치(31) 중 제1 스위치(SW1)의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하기 위한 제1 전류 센서(CT1)와, 제1 전류 센서(CT1)에 의해 감지된 교류 전류에 의해 유기되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 제1 정류부(311, 312)와, 제1 정류부(311, 312)의 출력 전압에 따라 제1 스위치(SW1)의 온/오프 상태 신호(S1)를 출력하는 제1 논리 회로(313)를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 제2 감지 모듈(330)은, 2구의 벽 스위치(31) 중 제2 스위치(SW2)의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하기 위한 제2 전류 센서(CT2)와, 제2 전류 센서(CT2)에 의해 감지된 교류 전류에 의해 유기되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 제2 정류부(331, 332)와, 제2 정류부(331, 332)의 출력 전압에 따라 제2 스위치(SW2)의 온/오프 상태 신호(S2)를 출력하는 제2 논리 회로(333)를 포함할 수 있다.
상술한 전류 센서(CT1, CT2)는 비 접촉식 방식의 전류 센서로, 예를 들면 변류기 방식의 전류 센서 및 홀 소자 방식의 전류 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상술한 제1 정류부(311, 312)는 4개의 다이오드로 구성되어 제1 전류 센서(CT1)에 의해 감지된 교류 전류에 의해 유기되는 교류 전압(Vac1)을 정류하는 정류 회로(311)와 정류된 교류 전압을 직류 전압(Vc1)으로 평활화하는 평활부(312)로 구성되며, 평활부(312)는 저항(R1, R2), 제너 다이오드(ZD1), 평활 커패시터(C1)를 포함할 수 있다.
마찬가지로, 상술한 제2 정류부(331, 332)는 4개의 다이오드로 구성되어 제2 전류 센서(CT2)에 의해 감지된 교류 전류에 의해 유기되는 교류 전압(Vac2)을 정류하는 정류 회로(331)와 정류된 교류 전압을 직류 전압(Vc2)으로 평활화하는 평활부(332)로 구성되며, 평활부(332)는 저항(R1, R2), 제너 다이오드(ZD1), 평활 커패시터(C1)를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 제1 논리 회로(313)는, 일단이 제1 풀업 저항(RP1)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 제1 정류부(312)의 출력단 전압에 의해 온오프되는 제1 스위칭 소자(Q1)와, 일단이 제2 풀업 저항(RP2)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제1 풀업 저항(RP1)의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제2 스위칭 소자(Q2)를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 제2 논리 회로(333)는, 일단이 제3 풀업 저항(RP3)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 제2 정류부(332)의 출력단 전압에 의해 온오프되는 제3 스위칭 소자(Q3)와, 일단이 제4 풀업 저항(RP4)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 제3 스위칭 소자(Q3)와 제3 풀업 저항(RP3)의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제4 스위칭 소자(Q4)를 포함할 수 있다.
한편, 삼각파 생성 회로(300)는 기준 전압(Vcc)에 직렬 연결된 2개의 저항(R311, R312), 피드백 저항(R313), 출력 저항(R314), 커패시터(C315) 및 OP 앰프를 포함하여 구성되며, 발명의 간명화를 위해 상술한 삼각파 생성 회로(300)의 구체적 동작 설명은 생략한다.
상술한 설명은 도 1a, 도 1b, 도 3a, 도 4a, 도 5a에 공통되는 구성이며, 하기에서는 발명의 간명화를 위해 반복 설명은 생략한다.
이하에서는 2구 스위치 및 2개의 전류 센서를 구비한 LED 조명 장치의 각 실시예에 따라 구체적인 구성 및 동작 원리를 설명한다.
1. 제1 실시예 - 3단계 조광 제어(관련 도면: 도 1a, 도 3a, 도 3b)
도 1a, 도 3a 및 도 3b의 LED 조명 장치(100)는 3단계 조광 제어를 위한 것이다.
여기서, LED 모듈(11)은, 제1 디밍 신호(DIM1), 제2 디밍 신호(DIM2) 및 제3 디밍 신호(DIM3) 중 어느 하나(DIM)에 의해 구동되고 하나의 색 온도(예컨대 6500K)를 가진 단일의 LED 스트링으로 구성될 수 있다.
또한, 도 1a 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 스위치(SW1)만 턴온될 때 제1 디밍 신호 생성 모듈(320)에 의해 제1 듀티(예를 들면, 10%)를 가진 제1 디밍 신호(DIM1)가 생성되며, 제2 스위치(SW2)만 턴온될 때 제2 디밍 신호 생성 모듈(340)에 의해 제2 듀티(예를 들면, 50%)를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 생성될 수 있다.
또한, 제어 모듈(110)은, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)가 모두 턴온될 때에는 100% 듀티를 가지는 제3 디밍 신호(DIM3)를 생성하는 풀 듀티 생성 회로(350)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상술한 제1 디밍 신호 생성 모듈(320)은, 반전 단자로 삼각파(Stri)가 입력되며 비반전 단자로는 제1 분배 저항(RD1)을 통해 기준 전압(Vcc)이 입력되는 제1 비교기(CMP1)와, 일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제2 분배 저항(RD2)을 통해 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자와 연결되며, 제1 스위치(SW1)의 온/오프 상태 신호(S1)에 따라 온오프되는 제5 스위칭 소자(Q5)와, 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자와 접지 사이에 연결되며, 제2 스위치(SW2)의 온/오프 상태 신호(S2)에 따라 온오프되는 제6 스위칭 소자(Q6)를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 제2 디밍 신호 생성 모듈(340)은, 반전 단자로 삼각파(Stri)가 입력되며, 비반전 단자로는 제3 분배 저항(RD3)을 통해 기준 전압(Vcc)이 입력되는 제2 비교기(CMP2)와, 일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제4 분배 저항(RD4)을 통해 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자와 연결되며, 제2 스위치(SW2)의 온/오프 상태 신호(S2)에 따라 온오프되는 제7 스위칭 소자(Q7)와, 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자와 접지 단자 사이에 연결되며, 제1 스위치(SW1)의 온/오프 상태 신호(S1)에 따라 온오프되는 제8 스위칭 소자(Q8)를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 풀 듀티 생성 회로(350)는, 일단이 제5 풀업 저항(RP5)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되고, 타단은 접지에 연결된 제9 스위칭 소자(Q9)와, 일단이 제6 풀업 저항(RP6)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제5 풀업 저항(RP5) 사이의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제10 스위칭 소자(Q10)와, 애노드가 제9 스위칭 소자(Q9)의 베이스에 연결되고, 캐소드는 제2 스위칭 소자(Q2)와 제2 풀업 저항(RP2) 사이의 연결부에 연결된 제1 다이오드(D1)와, 애노드가 제9 스위칭 소자(Q9)의 베이스에 연결되고, 캐소드는 제4 스위칭 소자(Q4)와 제4 풀업 저항(RP4)의 연결부에 연결된 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다. 미설명된 도면부호 RP7는 풀업 저항이다.
한편, 출력단 회로(360)는 일단이 풀업 저항(R351)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되며 타단은 접지에 연결되며, 제1 비교기(CMP1), 제2 비교기(CMP2) 및 풀 듀티 생성 회로(350)의 출력 중 어느 하나에 의해 온오프되는 제1 출력 스위칭 소자(Qo1), 일단이 풀업 저항(R352)를 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 풀업 저항(R351)과 제1 출력 스위칭 소자(Qo1) 사이의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제2 출력 스위칭 소자(Qo2)를 포함할 수 있다.
한편, 도 3a에서 미설명된 도면부호 321, 341은 저항과 커패시터로 구성된 RC 필터이며, 도면부호 370은 커패시터와 제너 다이오드로 구성된 정전압 회로이며, 도면부호 R322, R342는 저항이다.
이하, 도 1a, 도 3a 내지 도 3b을 참조하여 본 발명의 제1 실시예의 동작을 설명한다.
우선, 제1 스위치(SW1)만이 턴온되었다고 가정한다.
제1 전류 센서(CT1)는 제1 스위치(SW1)의 도선에 흐르는 교류 교류를 감지하며, 제1 전류 센서(CT1)에 의해 감지된 교류 전류에 의해 유기되는 교류 전압(Vac1)은 제1 정류부(311, 312)에 의해 직류 전압(Vc1)으로 정류된다. 이에 따라 제1 스위칭 소자(Q1)는 턴온되고, 제2 스위칭 소자(Q2)는 턴오프될 수 있다. 반면, 제3 스위칭 소자(Q3)는 턴오프되고, 이에 따라 제4 스위칭 소자(Q4)는 턴온될 수 있다.
한편, 제1 스위치(SW1)의 온/오프 신호(S1)에 따라 제5 스위칭 소자(Q5)는 턴온되며, 반면 제6 스위칭 소자(Q6)는 제2 스위치(SW2)의 온/오프 신호(S2)에 따라 턴오프될 수 있다.
따라서, 제1 분배 저항(RD1) 및 제2 분배 저항(RD2)의 전압 분배에 의해 제1 기준 전압이 생성되며, 생성된 제1 기준 전압은 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자로 입력될 수 있다.
한편, 제1 기준 전압은 삼각파 생성 회로(300)에서 생성된 삼각파(Stri)와 비교되어 제1 듀티를 가진 제1 디밍 신호(DIM1)가 출력될 수 있다. 제1 디밍 신호(DIM1)에 의해 제1 출력 스위칭 소자(Qo1) 및 제2 출력 스위칭 소자(Qo2)가 턴온 및 턴오프되어 디밍 신호(DIM)가 출력될 수 있다.
여기서, 제1 듀티는 예를 들면 10%일 있으며, 이는 제1 분배 저항(RD1)의 저항값 및 제2 분배 저항(RD2)의 저항값에 의한 전압 분배에 의해 결정될 수 있다.
반면, 제8 스위칭 소자(Q8)는 제1 스위치(SW1)의 온/오프 신호(S1)에 따라 턴온되므로, 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자로는 0V의 전압이 입력되고, 따라서 제2 비교기(CMP2)의 출력(DIM2)은 로우('0')가 될 수 있다.
다음, 제2 스위치(SW2)만이 턴온되었다고 가정한다.
제2 전류 센서(CT2)는 제2 스위치(SW2)의 도선에 흐르는 교류 교류를 감지하며, 제2 전류 센서(CT2)에 의해 감지된 교류 전류에 의해 유기되는 교류 전압(Vac2)은 제2 정류부(331, 332)에 의해 직류 전압(Vc2)으로 정류된다. 이에 따라 제3 스위칭 소자(Q3)는 턴온되고, 제4 스위칭 소자(Q4)는 턴오프될 수 있다. 반면, 제1 스위칭 소자(Q1)는 턴오프되고, 이에 따라 제2 스위칭 소자(Q2)는 턴온될 수 있다.
제7 스위칭 소자(Q7)는 제2 스위치(SW2)의 온/오프 신호(S2)에 따라 턴온되며, 반면 제8 스위칭 소자(Q8)는 제1 스위치(SW1)의 온/오프 신호(S1)에 따라 턴오프될 수 있다.
따라서, 제3 분배 저항(RD3) 및 제4 분배 저항(RD4)의 전압 분배에 의해 제2 기준 전압이 생성되며, 생성된 제2 기준 전압은 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자로 입력될 수 있다.
입력된 제2 기준 전압은 삼각파 생성 회로(300)에서 생성된 삼각파(Stri)와 비교되어 제2 듀티를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 출력될 수 있다. 제2 디밍 신호(DIM2)에 의해 제1 출력 스위칭 소자(Qo1) 및 제2 출력 스위칭 소자(Qo2)가 턴온 및 턴오프되어 디밍 신호(DIM)가 출력될 수 있다.
여기서, 제2 듀티는 예를 들면 50%일 있으며, 이는 제3 분배 저항(RD3)의 저항값 및 제4 분배 저항(RD4)의 저항값에 의한 전압 분배에 의해 결정될 수 있다.
반면, 제6 스위칭 소자(Q6)는 제2 스위치(SW2)의 온/오프 신호(S2)에 따라 턴온되므로, 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자로는 0V의 전압이 입력되고, 따라서 제1 비교기(CMP1)의 출력(DIM1)은 로우('0')가 될 수 있다.
한편, 풀 듀티 생성 회로(350)에 의하면, 제2 스위칭 소자(Q2) 또는 제4 스위칭 소자(Q4) 중 적어도 하나가 턴온되면, 제1 다이오드(D1) 또는 제2 다이오드(D2)가 턴온된다. 그에 따라 제9 스위칭 소자(Q9)는 턴오프되며, 제10 스위칭 소자(Q10)는 턴온되어 제3 디밍 신호(DIM3)는 로우('0')가 된다.
다음, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)가 모두 턴온되었다고 가정한다.
제1 스위칭 소자(Q1) 및 제3 스위칭 소자(Q3)는 턴온, 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제4 스위칭 소자(Q4)가 턴오프되며, 그에 따라 제6 스위칭 소자(Q6) 및 제8 스위칭 소자(Q8)는 턴온되므로, 제1 비교기(CMP1) 및 제2 비교기(CMP2)의 출력은 모두 로우('0')가 된다.
풀 듀티 생성 회로(350)에서는 제9 스위칭 소자(Q9)가 턴온되고, 그에 따라 제10 스위칭 소자(Q10)은 턴오프되므로, 제3 디밍 신호(DIM3)는 기준 전압(Vcc)(하이)이 된다. 그 결과 제1 출력 스위칭 소자(Qo1)는 턴온, 제2 출력 스위칭 소자(Qo2)는 턴오프되므로, 100%의 듀티를 가진 디밍 신호(DIM)가 생성될 수 있다.
상술한 내용을 하기 표 1에 정리하여 도시하였다. 여기서, PWM 주파수는 디밍 신호의 주파수, 즉 삼각파(Stri)의 주파수일 수 있다.
구분 DIM PWM 주파수
SW1 턴온 10% 4KHz
SW2 턴온 50% 4KHz
SW1 및 SW2 턴온 100% 4KHz
한편, 도 3b는 도 3a에 도시된 조광 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도로, SW1은 제1 스위치의 턴온, SW2는 제2 스위치의 턴온, Vac1은 제1 전류 센서(CT1)에 의해 유도되는 교류 전압, Vc1은 제1 정류 회로(312)의 커패시터(C1)의 직류 전압, Vac2은 제2 전류 센서(CT2)에 의해 유도되는 교류 전압, Vc2은 제2 정류 회로(332)의 커패시터(C1)의 직류 전압, DIM은 디밍 신호, LED는 LED 모듈(11)의 출력을 나타내며, LED 중 첫번째 파형(A)은 제1 듀티(10%)에 의한 출력을, 두번째 파형(B)은 제2 듀티(50%)에 의한 출력을, 세번째 파형(C)은 100% 듀티에 의한 출력을 나타낸다. 즉, 마지막의 LED 파형에서 알 수 있듯이, 듀티에 의해 LED 모듈(11)의 밝기만이 조절됨을 알 수 있다.
2. 제2 실시예 - 3단계 조색 제어(관련 도면: 도 1b, 도 4a, 도 4b)
도 1b, 도 4a 및 도 4b의 LED 조명 장치(100)는 3단계 조색 제어를 위한 것이다.
여기서, LED 모듈(12)은, 제1 디밍 신호(DIM1)에 의해 구동되는 제1 LED 스트링 및 제2 디밍 신호(DIM2)에 의해 구동되고 제1 LED 스트링과는 상이한 색 온도를 가진 제2 LED 스트링으로 구성될 수 있다.
또한, 도 1b 및 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 스위치(SW1)만 턴온될 때 제2 디밍 신호 생성 모듈(440)에 의해 100%의 풀 듀티를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 생성되며, 제2 스위치(SW1)만 턴온될 때에, 제1 디밍 신호 생성 모듈(420)에 의해 100%의 풀 듀티를 가진 제1 디밍 신호(DIM1)가 생성되며, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)가 모두 턴온될 때에는 제1 디밍 신호 생성 모듈(430)에 의해 제1 듀티를 가진 제1 디밍 신호(DIM1)와 제2 디밍 신호 생성 모듈(440)에 의해 제2 듀티를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 생성되어 조색 제어가 가능하다.
구체적으로, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상술한 제1 디밍 신호 생성 모듈(420)은, 반전 단자로 삼각파(Stri)가 입력되며, 비반전 단자로는 제1 분배 저항(RD1)을 통해 기준 전압(Vcc)이 입력되는 제1 비교기(CMP1)와, 일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제2 분배 저항(RD2)을 통해 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자와 연결되며, 제1 스위치(SW1)의 온/오프 상태 신호(S1)에 따라 온오프되는 제5 스위칭 소자(Q5)와, 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자와 접지 사이에 연결되며, 제3 스위칭 소자(Q3)와 제3 풀업 저항(RP3)의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제6 스위칭 소자(Q6)를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 제2 디밍 신호 생성 모듈(440)은, 반전 단자로 삼각파(Stri)가 입력되며, 비반전 단자로는 제3 분배 저항(RD3)을 통해 기준 전압(Vcc)이 입력되는 제2 비교기(CMP2)와, 일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제4 분배 저항(RD4)을 통해 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자와 연결되며, 제2 스위치(SW2)의 온/오프 상태 신호(S2)에 따라 온오프되는 제7 스위칭 소자(Q7)와, 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자와 접지 사이에 연결되며, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제1 풀업 저항(RP1)의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제8 스위칭 소자(Q8)를 포함할 수 있다.
한편, 제1 출력단 회로(430)는 일단이 풀업 저항(R432)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되며 타단은 접지에 연결되며, 제1 비교기(CMP1)의 제1 디밍 신호(DIM1)에 의해 온오프되는 제1 출력 스위칭 소자(Qo1), 일단이 풀업 저항(R433)를 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 풀업 저항(R432)과 제1 출력 스위칭 소자(Qo1) 사이의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제2 출력 스위칭 소자(Qo2)를 포함할 수 있다. 제2 출력 스위칭 소자(Qo2)와 저항(R433)의 연결부와 접지 사이에는 커패시터(C435)가 연결되며, 저항(R431) 및 저항(R434)는 분배 저항이다.
제2 출력단 회로(450)는 일단이 풀업 저항(R452)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되며 타단은 접지에 연결되며, 제2 비교기(CMP2)의 제2 디밍 신호(DIM2)에 의해 온오프되는 제3 출력 스위칭 소자(Qo3), 일단이 풀업 저항(R453)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 풀업 저항(R452)과 제3 출력 스위칭 소자(Qo3) 사이의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제4 출력 스위칭 소자(Qo4)를 포함할 수 있다. 제4 출력 스위칭 소자(Qo4)와 저항(R453)의 연결부와 접지 사이에는 커패시터(C455)가 연결되며, 저항(R451) 및 저항(R454)는 분배 저항이다.
한편, 도 3a에서 미설명된 도면부호 421, 441은 저항과 커패시터로 구성된 RC 필터이며, 도면부호 370은 커패시터와 제너 다이오드로 구성된 정전압 회로이다.
이하, 도 1b, 도 4a 내지 도 4b을 참조하여 본 발명의 제2 실시예의 동작을 설명한다.
우선, 제1 스위치(SW1)만이 턴온되었다고 가정한다.
이에 따라 제1 스위칭 소자(Q1)는 턴온되고, 제2 스위칭 소자(Q2)는 턴오프될 수 있다. 반면, 제3 스위칭 소자(Q3)는 턴오프되고, 제4 스위칭 소자(Q4)는 턴온될 수 있다.
제3 스위칭 소자(Q3)가 턴오프됨에 따라 제6 스위칭 소자(Q6)는 턴온되며, 제6 스위칭 소자(Q6)가 턴온됨에 따라 0V의 제1 기준 전압이 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자로 입력되며, 제1 비교기(CMP1)의 출력인 제1 디밍 신호(DIM1)는 로우('0')가 될 수 있다.
또한, 제1 스위칭 소자(Q1)가 턴온됨에 따라 제8 스위칭 소자(Q8)는 턴오프되며, 제2 스위치(SW2)의 온/오프 신호(S2)에 따라 제7 스위칭 소자(Q7) 역시 턴오프될 수 있다. 제7 스위칭 소자(Q7)가 턴오프됨에 따라 기준 전압(Vcc)이 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자로 입력되며, 제2 비교기(COM2)로부터는 100% 풀 듀티를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 생성될 수 있다. 제2 디밍 신호(DIM2)에 의해 제3 출력 스위칭 소자(Qo3) 및 제4 출력 스위칭 소자(Qo4)가 턴온 및 턴오프되어 100% 풀 듀티를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 출력될 수 있다.
다음, 제2 스위치(SW2)만이 턴온되었다고 가정한다.
이 경우 제3 스위칭 소자(Q3)는 턴온되고, 제4 스위칭 소자(Q4)는 턴오프될 수 있다. 반면, 제1 스위칭 소자(Q1)는 턴오프되고, 이에 따라 제2 스위칭 소자(Q2)는 턴온될 수 있다.
한편, 제1 스위칭 소자(Q1)가 턴오프됨에 따라 제1 스위칭 소자(Q1)와 제1 풀업 저항(RP1)의 연결부 전압은 기준 전압(Vcc)이 되므로, 제8 스위칭 소자(Q8)는 턴온되며, 제8 스위칭 소자(Q8)가 턴온됨에 따라 0V의 제2 기준 전압이 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자로 입력되며, 그에 따라 제2 비교기(CMP2)의 출력인 제2 디밍 신호(DIM2)는 로우('0')가 될 수 있다.
반면, 제3 스위칭 소자(Q3)와 제3 풀업 저항(RP3)의 연결부 전압은 0V이므로 제6 스위칭 소자(Q6)는 턴오프되며, 제1 스위치(SW1)의 온/오프 신호(S1)에 따라 제5 스위칭 소자(Q5) 역시 턴오프될 수 있다. 제5 스위칭 소자(Q5)가 턴오프됨에 따라 기준 전압(Vcc)이 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자로 입력되며, 제1 비교기(COM1)로부터는 100% 풀 듀티를 가진 제1 디밍 신호(DIM1)가 생성될 수 있다. 제1 디밍 신호(DIM1)에 의해 제1 출력 스위칭 소자(Qo1) 및 제2 출력 스위칭 소자(Qo2)가 턴온 및 턴오프되어 100% 풀 듀티를 가진 제1 디밍 신호(DIM1)가 출력될 수 있다.
다음, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)가 모두 턴온되었다고 가정한다.
제1 스위칭 소자(Q1) 및 제3 스위칭 소자(Q3)는 턴온, 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제4 스위칭 소자(Q4)가 턴오프되며, 그에 따라 제5 스위칭 소자(Q5) 및 제7 스위칭 소자(Q7)는 턴온되고, 제6 스위칭 소자(Q6) 및 제8 스위칭 소자(Q8)는 턴오프된다.
제5 스위칭 소자(Q5)가 턴온됨에 따라, 제1 분배 저항(RD1) 및 제2 분배 저항(RD2)의 전압 분배에 의해 제1 기준 전압이 생성되며, 생성된 제1 기준 전압은 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자로 입력될 수 있다.
입력된 제1 기준 전압은 삼각파 생성 회로(300)에서 생성된 삼각파(Stri)와 비교되어 제1 듀티를 가진 제1 디밍 신호(DIM1)가 생성될 수 있다. 제1 디밍 신호(DIM1)에 의해 제1 출력 스위칭 소자(Qo1) 및 제2 출력 스위칭 소자(Qo2)가 턴온 및 턴오프되어 제1 디밍 신호(DIM1)가 출력될 수 있다.
여기서, 제1 듀티는 예를 들면 40%일 있으며, 이는 제1 분배 저항(RD1)의 저항값 및 제2 분배 저항(RD2)의 저항값에 의한 전압 분배에 의해 결정될 수 있다.
반면, 제7 스위칭 소자(Q7)가 턴온됨에 따라, 제3 분배 저항(RD3) 및 제4 분배 저항(RD4)의 전압 분배에 의해 제2 기준 전압이 생성되며, 생성된 제2 기준 전압은 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자로 입력될 수 있다.
입력된 제2 기준 전압은 삼각파 생성 회로(300)에서 생성된 삼각파(Stri)와 비교되어 제2 듀티를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 생성될 수 있다. 제2 디밍 신호(DIM2)에 의해 제3 출력 스위칭 소자(Qo3) 및 제4 출력 스위칭 소자(Qo4)가 턴온 및 턴오프되어 제2 디밍 신호(DIM2)가 출력될 수 있다.
여기서, 제2 듀티는 예를 들면 60%일 있으며, 이는 제3 분배 저항(RD3)의 저항값 및 제4 분배 저항(RD4)의 저항값에 의한 전압 분배에 의해 결정될 수 있다.
상술한 내용을 하기 표 2에 정리하여 도시하였다. 여기서, PWM 주파수는 디밍 신호의 주파수, 즉 삼각파(Stri)의 주파수일 수 있다.
구분 DIM PWM 주파수
SW1 턴온 DIM2 100% 4KHz
SW2 턴온 DIM1 100% 4KHz
SW1 및 SW2 턴온 DIM1 40% DIM2 60% 4KHz
한편, 도 4b는 도 4a에 도시된 조광 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도로, SW1은 제1 스위치의 턴온, SW2는 제2 스위치의 턴온, Vac1은 제1 전류 센서(CT1)에 의해 유도되는 교류 전압, Vc1은 제1 정류 회로(312)의 커패시터(C1)의 직류 전압, Vac2은 제2 전류 센서(CT2)에 의해 유도되는 교류 전압, Vc2은 제2 정류 회로(332)의 커패시터(C1)의 직류 전압, DIM1은 제1 디밍 신호, DIM2는 제2 디밍 신호, LED는 LED 모듈(12)의 출력을 나타내며, LED 중 첫번째 파형(A)은 제2 디밍 신호(DIM2)에 의한 출력으로 백색을, 두번째 파형(B)은 제1 디밍 신호(DIM1)에 의한 출력으로 전구색을, 세번째 파형(C)은 제1 디밍 신호(DIM1) 및 제2 디밍 신호(DIM2)에 의한 출력으로 합성색을 나타낸다. 즉, 마지막의 LED 파형에서 알 수 있듯이, 제1 디밍 신호 및 제2 디밍 신호에 의해 LED 모듈(11)의 조색이 조절됨을 알 수 있다.
3. 제3 실시예 - 3단계 조광/조색 제어(관련 도면: 도 1b, 도 5a, 도 5b)
도 1b, 도 5a 및 도 5b의 LED 조명 장치(100)는 3단계 조광/조색 제어를 위한 것이다.
마찬가지로, LED 모듈(12)은, 제1 디밍 신호(DIM1)에 의해 구동되는 제1 LED 스트링 및 제2 디밍 신호(DIM2)에 의해 구동되고 제1 LED 스트링과는 상이한 색 온도를 가진 제2 LED 스트링으로 구성될 수 있다.
또한, 도 1b 및 도 5a에 도시된 바와 같이, 제1 스위치(SW1)만 턴온될 때 제1 디밍 신호 생성 모듈(520)에 의해 제1 듀티를 가진 제1 디밍 신호(DIM1) 및 제2 디밍 신호 생성 모듈(540)에 의해 제2 듀티를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 생성되며, 제2 스위치(SW2)만 턴온될 때 제2 디밍 신호 생성 모듈(540)에 의해 제3 듀티(50%)를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 생성될 수 있다.
또한, 제어 모듈(110)은, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)가 모두 턴온될 때에는 100% 듀티를 가지는 제1 디밍 신호(DIM1)를 생성하는 풀 듀티 생성 회로(550)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 5a에 도시된 바와 같이, 제1 디밍 신호 생성 모듈(520)은 반전 단자로 삼각파(Stri)가 입력되며, 비반전 단자로는 제1 분배 저항(RD1)을 통해 기준 전압(Vcc)이 입력되는 제1 비교기(COM1)와, 일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제2 분배 저항(RD2)을 통해 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자와 연결되며, 제1 스위치(SW1)의 온/오프 상태 신호에 따라 온오프되는 제5 스위칭 소자(Q5)와, 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자와 접지 단자 사이에 연결되며, 제2 스위치(SW2)의 온/오프 상태 신호(S2)에 따라 온오프되는 제6 스위칭 소자(Q6)를 포함할 수 있다.
또한, 제2 디밍 신호 생성 모듈(540)은 반전 단자로 삼각파가 입력되며, 비반전 단자로는 제3 분배 저항(RD3)을 통해 기준 전압(Vcc)이 입력되는 제2 비교기(CMP2)와, 일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제4 분배 저항(RD4)을 통해 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자와 연결되며, 제2 스위치(SW2)의 온/오프 상태 신호(S2)에 따라 온오프되는 제7 스위칭 소자(Q7)와, 제5 분배 저항(RD5)을 통해 제2 비교기(CMP2)의 반전 단자와 연결되며, 제1 스위치(SW1)의 온/오프 상태 신호(S1)에 따라 온오프되는 제8 스위칭 소자(Q8)와, 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자와 접지 사이에 연결되며, 풀 듀티 생성 회로(550)의 출력 신호(Full)에 의해 온오프되는 제11 스위칭 소자(Q11)를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 풀 듀티 생성 회로(550)는, 일단이 제5 풀업 저항(RP5)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되고, 타단은 접지에 연결된 제9 스위칭 소자(Q9)와, 일단이 제6 풀업 저항(RP6)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제5 풀업 저항(RP5) 사이의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제10 스위칭 소자(Q10)와, 애노드가 제9 스위칭 소자(Q9)의 베이스에 연결되고, 캐소드는 제2 스위칭 소자(Q2)와 제2 풀업 저항(RP2) 사이의 연결부에 연결된 제1 다이오드(D1)와, 애노드가 제9 스위칭 소자(Q9)의 베이스에 연결되고, 캐소드는 제4 스위칭 소자(Q4)와 제4 풀업 저항(RP4)의 연결부에 연결된 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다. 도면 부호 RP7는 풀업 저항이다.
한편, 제1 출력단 회로(560)는 일단이 풀업 저항(R561)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되며 타단은 접지에 연결되며, 제1 비교기(CMP1)의 제1 디밍 신호(DIM1)에 의해 온오프되는 제1 출력 스위칭 소자(Qo1), 일단이 풀업 저항(R562)를 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 풀업 저항(R561)과 제1 출력 스위칭 소자(Qo1) 사이의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제2 출력 스위칭 소자(Qo2)를 포함할 수 있다. 제2 출력 스위칭 소자(Qo2)와 저항(R562)의 연결부와 접지 사이에는 커패시터(C575)가 연결되며, 저항(R563) 및 저항(R564)는 분배 저항이다.
제2 출력단 회로(450)는 일단이 풀업 저항(R571)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되며 타단은 접지에 연결되며, 제2 비교기(CMP2)의 제2 디밍 신호(DIM2)에 의해 온오프되는 제3 출력 스위칭 소자(Qo3), 일단이 풀업 저항(R572)를 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 풀업 저항(R571)과 제3 출력 스위칭 소자(Qo3) 사이의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제4 출력 스위칭 소자(Qo4)를 포함할 수 있다. 제4 출력 스위칭 소자(Qo4)와 저항(R572)의 연결부와 접지 사이에는 커패시터(C575)가 연결되며, 저항(R573) 및 저항(R574)는 분배 저항이다.
한편, 도 5a에서 미설명된 도면부호 521, 541은 저항과 커패시터로 구성된 RC 필터이다.
이하, 도 1b, 도 5a 내지 도 5b을 참조하여 본 발명의 제3 실시예의 동작을 설명한다.
우선, 제1 스위치(SW1)만이 턴온되었다고 가정한다.
이에 따라 제1 스위칭 소자(Q1)는 턴온되고, 제2 스위칭 소자(Q2)는 턴오프될 수 있다. 반면, 제3 스위칭 소자(Q3)는 턴오프되고, 제4 스위칭 소자(Q4)는 턴온될 수 있다.
제2 스위칭 소자(Q2)가 턴오프됨에 따라 제5 스위칭 소자(Q5)와 제8 스위칭 소자(Q8)는 턴온되며, 제4 스위칭 소자(Q4)가 턴온됨에 따라 제6 스위칭 소자(Q6)와 제7 스위칭 소자(Q7)는 턴오프될 수 있다.
제6 스위칭 소자(Q6)는 턴오프, 제5 스위칭 소자(Q5)가 턴온됨에 따라, 제1 분배 저항(RD1) 및 제2 분배 저항(RD2)의 전압 분배에 의해 제1 기준 전압이 생성되며, 생성된 제1 기준 전압은 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자로 입력될 수 있다.
입력된 제1 기준 전압은 삼각파 생성 회로(300)에서 생성된 삼각파(Stri)와 비교되어 제1 듀티를 가진 제1 디밍 신호(DIM1)가 생성될 수 있다. 제1 디밍 신호(DIM1)에 의해 제1 출력 스위칭 소자(Qo1) 및 제2 출력 스위칭 소자(Qo2)가 턴온 및 턴오프되어 제1 디밍 신호(DIM)가 출력될 수 있다.
여기서, 제1 듀티는 예를 들면 8%일 있으며, 이는 제1 분배 저항(RD1)의 저항값 및 제2 분배 저항(RD2)의 저항값에 의한 전압 분배에 의해 결정될 수 있다.
또한, 제7 스위칭 소자(Q7)와 제11 스위칭 소자(Q6)는 턴오프, 제8 스위칭 소자(Q8)가 턴온됨에 따라, 제3 분배 저항(RD3) 및 제5 분배 저항(RD5)의 전압 분배에 의해 제2 기준 전압이 생성되며, 생성된 제2 기준 전압은 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자로 입력될 수 있다.
입력된 제2 기준 전압은 삼각파 생성 회로(300)에서 생성된 삼각파(Stri)와 비교되어 제2 듀티를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 생성될 수 있다. 제2 디밍 신호(DIM2)에 의해 제3 출력 스위칭 소자(Qo3) 및 제4 출력 스위칭 소자(Qo4)가 턴온 및 턴오프되어 제2 디밍 신호(DIM2)가 출력될 수 있다.
여기서, 제2 듀티는 예를 들면 12%일 있으며, 이는 제3 분배 저항(RD3)의 저항값 및 제5 분배 저항(RD5)의 저항값에 의한 전압 분배에 의해 결정될 수 있다.
한편, 풀 듀티 생성 회로(550)에 의하면, 제2 스위칭 소자(Q2) 또는 제4 스위칭 소자(Q4) 중 적어도 하나가 턴온되면, 제1 다이오드(D1) 또는 제2 다이오드(D2)가 턴온된다. 그에 따라 제9 스위칭 소자(Q9)는 턴오프되므로, 제10 스위칭 소자(Q10)는 턴온되어 제3 디밍 신호(DIM3)는 로우('0')가 되며, 그 결과 제11 스위칭 소자(Q11)는 턴오프될 수 있다.
다음, 제2 스위치(SW2)만이 턴온되었다고 가정한다.
이에 따라 제3 스위칭 소자(Q3)는 턴온되고, 제4 스위칭 소자(Q4)는 턴오프될 수 있다. 반면, 제1 스위칭 소자(Q1)는 턴오프되고, 제2 스위칭 소자(Q2)는 턴온될 수 있다.
제4 스위칭 소자(Q4)가 턴오프됨에 따라 제6 스위칭 소자(Q6)와 제7 스위칭 소자(Q7)는 턴온되며, 제2 스위칭 소자(Q4)가 턴온됨에 따라 제5 스위칭 소자(Q5)와 제8 스위칭 소자(Q8)는 턴오프될 수 있다.
제6 스위칭 소자(Q6)가 턴온됨에 따라 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자로는 0V의 전압이 입력되고, 따라서 제1 비교기(CMP1)의 출력은 0이 되며, 그에 따라 제1 디밍 신호(DIM1)는 로우('0')가 된다.
반면, 제7 스위칭 소자(Q5)가 턴온됨에 따라, 제3 분배 저항(RD3) 및 제4 분배 저항(RD4)의 전압 분배에 의해 제2 기준 전압이 생성되며, 생성된 제2 기준 전압은 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자로 입력될 수 있다.
입력된 제2 기준 전압은 삼각파 생성 회로(300)에서 생성된 삼각파(Stri)와 비교되어 제2 듀티를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 생성될 수 있다. 제2 디밍 신호(DIM2)에 의해 제3 출력 스위칭 소자(Qo3) 및 제4 출력 스위칭 소자(Qo4)가 턴온 및 턴오프되어 제2 디밍 신호(DIM2)가 출력될 수 있다.
여기서, 제2 듀티는 예를 들면 50%일 있으며, 이는 제3 분배 저항(RD3)의 저항값 및 제4 분배 저항(RD4)의 저항값에 의한 전압 분배에 의해 결정될 수 있다.
한편, 풀 듀티 생성 회로(550)에 의하면, 제2 스위칭 소자(Q2) 또는 제4 스위칭 소자(Q4) 중 적어도 하나가 턴온되면, 제1 다이오드(D1) 또는 제2 다이오드(D2)가 턴온된다. 그에 따라 제9 스위칭 소자(Q9)는 턴오프되고, 제10 스위칭 소자(Q10)는 턴온되므로, 제11 스위칭 소자(Q11)는 턴오프될 수 있다.
다음, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)가 모두 턴온되었다고 가정한다.
제1 스위칭 소자(Q1) 및 제3 스위칭 소자(Q3)는 턴온되고, 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제4 스위칭 소자(Q4)는 턴오프될 수 있다.
제2 스위칭 소자(Q2) 및 제4 스위칭 소자(Q4)가 턴오프됨에 따라 제5 스위칭 소자(Q5), 제6 스위칭 소자(Q6), 제7 스위칭 소자(Q7), 제8 스위칭 소자(Q8)는 턴온될 수 있다.
제11 스위칭 소자(Q11)가 턴온됨에 따라 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자로는 0V의 전압이 입력되고, 따라서 제2 비교기(CMP2)의 출력은 로우('0')가 되며, 그에 따라 제2 디밍 신호(DIM2)는 로우('0')이 된다.
또한, 제6 스위칭 소자(Q6)가 턴온됨에 따라 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자로는 0V의 전압이 입력되고, 따라서 제1 비교기(CMP1)의 출력은 로우('0')가 되며, 그에 따라 제1 디밍 신호(DIM1)는 로우('0')가 된다.
반면, 풀 듀티 생성 회로(550)에 의하면, 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제4 스위칭 소자(Q4)가 턴오프됨에 따라 제9 스위칭 소자(Q9)는 턴온되고, 제10 스위칭 소자(Q10)은 턴오프된다. 따라서 기준 전압(Vcc)을 가진 풀 듀티 신호(FULL)가 제1 비교기(CMP1)의 출력에 연결된 제1 출력 스위칭 소자(Qo1)로 입력되며, 제1 출력 스위칭 소자(Qo1)는 턴온, 제2 출력 스위칭 소자(Qo2)는 턴오프되므로, 100%의 듀티를 가진 디밍 신호(DIM)가 출력될 수 있다.
상술한 내용을 하기 표 3에 정리하여 도시하였다. 여기서, PWM 주파수는 디밍 신호의 주파수, 즉 삼각파(Stri)의 주파수일 수 있다.
구분 DIM PWM 주파수
SW1 턴온 DIM1 8%
DIM2 12%		 4KHz
SW2 턴온 DIM2 50% 4KHz
SW1 및 SW2 턴온 DIM1 100% 4KHz
한편, 도 5b는 도 5a에 도시된 조광 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도로, SW1은 제1 스위치의 턴온, SW2는 제2 스위치의 턴온, Vac1은 제1 전류 센서(CT1)에 의해 유도되는 교류 전압, Vc1은 제1 정류 회로(312)의 커패시터(C1)의 직류 전압, Vac2은 제2 전류 센서(CT2)에 의해 유도되는 교류 전압, Vc2은 제2 정류 회로(332)의 커패시터(C1)의 직류 전압, DIM1은 제1 디밍 신호, DIM2는 제2 디밍 신호, LED는 LED 모듈(12)의 출력을 나타내며, LED 중 첫번째 파형(A)은 제1 디밍 신호(DIM1) 및 제2 디밍 신호(DIM2)에 의한 출력으로 합성색을, 두번째 파형(B)은 제2 디밍 신호(DIM2)에 의한 출력으로 전구색을, 세번째 파형(C)은 제1 디밍 신호(DIM1)에 의한 출력으로 백색을 나타낸다. 즉, 마지막의 LED 파형에서 알 수 있듯이, 제1 디밍 신호 및 제2 디밍 신호에 의해 LED 모듈(11)의 조색 및 조광이 모두 조절됨을 알 수 있다.
상술한 실시예는 2구 이상의 벽 스위치의 경우에 확장 가능함은 물론이다.
따라서, LED 조명 장치는 LED 모듈과, 교류 전원이 인가되면, 디밍 신호에 따라 LED 모듈의 조광 및 조색 중 적어도 하나를 제어하는 디밍용 컨버터와, 비접촉 방식의 전류 센서를 이용하여 교류 전원의 개폐를 위한 벽 스위치의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초하여 디밍 신호를 생성하는 제어 모듈을 포함하며, 비 접촉식 방식의 전류 센서는 변류기 방식의 전류 센서 및 홀 소자 방식의 전류 센서 중 적어도 하나를 포함하며, 벽 스위치는 2구 이상의 벽 스위치를 포함하고, 제어 모듈은 2구 이상의 벽 스위치 각각의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초한 2구 이상의 벽 스위치 각각에 대한 온-오프의 상태 조합에 따라 상이한 펄스폭을 가지는 디밍 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다.
한편, 도 2a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 1개의 전류 센서 및 1구 스위치를 이용한 3단계 조광 제어용 LED 조명 장치의 블록도이며, 도 2b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 1개의 전류 센서 및 1구 스위치를 이용한 3단계 조색 및 조광/조색 제어용 LED 조명 장치의 블록도이다.
한편, 도 6a는 도 2a에 도시된 조광 제어용 LED 조명 장치에 포함된 제어 모듈의 세부 회로도이며, 도 6b는 도 6a에 도시된 조광 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도이다. 도 7a는 도 2b에 도시된 조색 제어용 LED 조명 장치에 포함된 제어 모듈의 세부 회로도이며, 도 7b는 도 7a의 조색 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도이다. 도 8a는 도 2b에 도시된 조광/조색 제어용 LED 조명 장치에 포함된 제어 모듈의 세부 회로도이며, 도 8b는 도 8a의 조광/조색 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도이다.
상술한 도 2a, 도 2b 및 도 6a 내지 도 8b는 모두 1구 스위치 및 1개의 전류 센서를 구비한 3단계 조광 제어용 LED 조명 장치에 적용되며, 특히 도 2a 및 도 6a는 3단계 조광 제어용 LED 조명 장치에 적용되며, 도 2b 및 도 7a는 3단계 조색 제어용 LED 조명 장치에 적용되며, 도 2b 및 도 8a는 3단계 조광/조색 제어용 LED 조명 장치에 적용될 수 있다.
우선, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 1개의 전류 센서(42) 및 1구 스위치(32)를 이용한 3단계 조광 제어용 LED 조명 장치(200)는, LED 모듈(11, 12)와, 교류 전원(1)이 인가되면 디밍 신호(DIM, DIM1, DIM2)에 따라 LED 모듈(11, 12)의 조광 및 조색 중 적어도 하나를 제어하는 디밍용 컨버터(21, 22)와, 비접촉 방식의 전류 센서(42)를 이용하여 교류 전원(1)의 개폐를 위한 벽 스위치(32)의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초하여 디밍 신호(DIM, DIM1, DIM2)를 생성하는 제어 모듈(310, 320)을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 벽 스위치(32)는 1구의 벽 스위치(SW)로 구성되며, 전류 센서 모듈(42) 역시 1개의 전류 센서(CT)로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 도 2a의 LED 모듈(11)은 하나의 색 온도(예컨대, 6500K)를 가진 단일의 LED 스트링으로 구성되며, 도 2b의 LED 모듈(12)은 일정한 색 온도(예컨대, 6500K)를 가진 제1 LED 스트링과 제1 LED 스트링과는 상이한 색 온도(예컨대, 3000K)를 가진 제2 LED 스트링으로 구성된 것일 수 있다. 상술한 색온도의 구체적인 수치는 발명의 이해를 돕기 위한 것에 불과할 뿐, 상술한 구체적인 수치에 한정되는 것은 아님에 유의하여야 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 도 2a의 디밍용 컨버터(21)는 하나의 출력을 가진 단일 채널 컨버터일 수 있으며, 도 2b의 디밍용 컨버터(22)는 2개의 출력을 가진 2채널 컨버터일 수 있다. 도 2a 및 도 2b의 디밍용 컨버터(21, 22)는 예를 들면, 벅 컨버터(Buck converter)일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 제어 모듈(310, 320)은 1구의 벽 스위치(32)의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초한 벽 스위치(32)의 온/오프 회수에 기초하여 디밍 신호(DIM, DIM1, DIM2)를 생성할 수 있다.
구체적으로, 도 2a, 도 2b, 도 6a, 도 7a 및 도 8a에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(310, 320)은 1구의 벽 스위치(32)의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초하여 1구의 벽 스위치(32)의 온/오프 횟수를 계수한 하이 신호와 로우 신호의 논리 신호를 출력하는 감지 모듈(310)과, 감지 모듈(310)로부터 출력되는 논리 신호에 기초하여 생성되는 제1 기준 전압과 삼각파(Stri)를 비교하여 제1 디밍 신호(DIM1)를 생성하는 제1 디밍 신호 생성 모듈(320)과, 감지 모듈(310)로부터 출력되는 논리 신호에 기초하여 생성되는 제2 기준 전압과 삼각파(Stri)를 비교하여 제2 디밍 신호(DIM2)를 생성하는 제2 디밍 신호 생성 모듈(340)을 포함할 수 있다.
상술한 감지 모듈(310)은, 1구의 벽 스위치(32)의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하기 위한 전류 센서(42)와, 전류 센서(42)에 감지된 교류 전류에 의해 유기되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부(311, 312)와, 정류부(311, 312)의 출력 전압에 따라 1구의 벽 스위치(32)의 온/오프 횟수를 하이 신호 또는 로우 신호의 논리 조합으로 출력하는 카운터 회로부(612, 613)를 포함할 수 있다.
그리고, 상술한 카운터 회로부(612, 613)는, 정류부(311, 312)의 출력 전압을 입력받는 입력 단자와 1구의 벽 스위치(32)의 온/오프 횟수를 카운트하여 출력하는 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자를 구비하며, 제1 출력 단자는 제1 풀업 저항(RP1)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되며, 제2 출력 단자는 제3 풀업 저항(RP3)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되는 카운터 회로(612)와, 일단이 제2 풀업 저항(RP2)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 카운터 회로(612)의 제1 출력 단자의 출력에 의해 온오프되는 제2 스위칭 소자(Q2)와, 일단이 제4 풀업 저항(RP4)을 통해 기준 전압(Vcc)에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 카운터 회로(612)의 제2 출력 단자의 출력에 의해 온오프되는 제4 스위칭 소자(Q4)를 포함할 수 있다.
상술한 전류 센서(CT1, CT2)는 비 접촉식 방식의 전류 센서로, 예를 들면 변류기 방식의 전류 센서 및 홀 소자 방식의 전류 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상술한 설명은 도 2a, 도 2b, 도 6a, 도 7a, 도 8a에 공통되는 구성이며, 하기에서는 발명의 간명화를 위해 반복 설명은 생략한다.
이하에서는 1구 스위치 및 1개의 전류 센서를 구비한 LED 조명 장치의 각 실시예에 따라 구체적인 구성 및 동작 원리를 설명한다. 기본적으로 도 3a, 도 4a 및도 5a의 제1 스위칭 소자(Q1)가 카운터 회로(612)로 대체되는 점을 제외하면 구성이나 동작원리가 동일한바, 발명의 간명화를 위해 중복된 설명은 생략한다.
4. 제4 실시예 - 3단계 조광 제어(관련 도면: 도 2a, 도 6a, 도 6b)
도 2a, 도 6a 및 도 6b의 LED 조명 장치(200)는 3단계 조광 제어를 위한 것이다.
여기서, LED 모듈(11)은, 제1 디밍 신호(DIM1), 제2 디밍 신호(DIM2) 및 제3 디밍 신호(DIM3) 중 어느 하나(DIM)에 의해 구동되고 하나의 색 온도(예컨대 6500K)를 가진 단일의 LED 스트링으로 구성될 수 있다.
또한, 도 2a 및 도 6a에 도시된 바와 같이, 1구의 벽 스위치(32)가 1번 턴온될 때 제1 디밍 신호 생성 모듈(320)에 의해 제1 듀티를 가진 제1 디밍 신호(DIM1)가 생성되며, 1구의 벽 스위치(32)가 2번 턴온될 때에 제2 디밍 신호 생성 모듈에 의해 제2 듀티를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 생성될 수 있다.
또한, 제어 모듈(110)은, 1구의 벽 스위치(32)가 3번 턴온될 때 100% 듀티를 가지는 제3 디밍 신호(DIM3)를 생성하는 풀 듀티 생성 회로(350)를 더 포함할 수 있다.
상술한 제1 디밍 신호 생성 모듈(320)은, 반전 단자로 삼각파(Stri)가 입력되며, 비반전 단자로는 제1 분배 저항(RD1)을 통해 기준 전압(Vcc)이 입력되는 제1 비교기(CMP1)과, 일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제2 분배 저항(RD2)을 통해 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자와 연결되며, 제2 스위칭 소자(Q2)와 제2 풀업 저항(RP2) 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제5 스위칭 소자(Q5)와, 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자와 접지 단자 사이에 연결되며, 제4 스위칭 소자(Q4)와 제4 풀업 저항(RP4) 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제6 스위칭 소자(Q6)를 포함할 수 있다.
반면, 상술한 제2 디밍 신호 생성 모듈(340)은, 반전 단자로 삼각파(Stri)가 입력되며, 비반전 단자로는 제3 분배 저항(RD3)을 통해 기준 전압(Vcc)이 입력되는 제2 비교기(CMP2)와, 일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제4 분배 저항(RD4)을 통해 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자와 연결되며, 제4 스위칭 소자(Q4)와 제4 풀업 저항(RP4) 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제7 스위칭 소자(Q7)와, 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자와 접지 단자 사이에 연결되며, 제2 스위칭 소자(Q2)와 제2 풀업 저항(RP2) 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제8 스위칭 소자(Q8)를 포함할 수 있다.
상술한 풀 듀티 생성 회로(350)는, 일단이 제5 풀업 저항(RP5)을 통해 기준 전압에 연결되고, 타단은 접지에 연결된 제9 스위칭 소자(Q9)와, 일단이 제6 풀업 저항(RP6)을 통해 기준 전압에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제5 풀업 저항(RP5) 사이의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제10 스위칭 소자(Q10)와, 애노드가 제9 스위칭 소자(Q9)의 베이스에 연결되고, 캐소드는 제2 스위칭 소자(Q2)와 제2 풀업 저항(RP2) 사이의 연결부에 연결된 제1 다이오드(D1)와, 애노드가 제9 스위칭 소자(Q9)의 베이스에 연결되고, 캐소드는 제4 스위칭 소자(Q4)와 제4 풀업 저항(RP4)의 연결부에 연결된 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다.
이하, 도 2a, 도 6a 내지 도 6b을 참조하여 본 발명의 제4 실시예의 동작을 설명한다.
스위치(SW)가 1번 턴온되었다 턴오프되면, 카운터 회로(612)의 제1 출력 단자로는 하이(H), 제2 출력 단자로는 로우(L)가 출력된다.
반면, 스위치(SW)가 연속적으로 2번 턴온되었다 턴오프되면, 카운터 회로(612)의 제1 출력 단자로는 로우(L), 제2 출력 단자로는 하이(H)가 출력된다.
스위치(SW)가 연속적으로 3번 턴온되었다 턴오프되면, 카운터 회로(612)의 제1 출력 단자로는 하이(H), 제2 출력 단자로는 하이(H)가 출력된다.
앞서 언급된 바와 같이, 상술한 카운터 회로(612)는 제1 스위칭 소자(Q1)를 대체한 것이며, 이후 상술한 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자의 논리 신호에 따른 동작은 제1 실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
상술한 내용을 하기 표 4에 정리하여 도시하였다. 여기서, PWM 주파수는 디밍 신호의 주파수, 즉 삼각파(Stri)의 주파수일 수 있다.
구분 카운터 회로의 출력 DIM PWM 주파수
SW 턴온 제1 출력단자(H)/ 제2출력단자(L) 10% 4KHz
SW 턴온 제1 출력단자(L)/ 제2출력단자(H) 50% 4KHz
SW 턴온 제1 출력단자(H)/ 제2출력단자(H) 100% 4KHz
한편, 도 6b는 도 6a에 도시된 조광 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도로, SW은 스위치의 턴온, Vac은 전류 센서(CT)에 의해 유도되는 교류 전압, Vc은 정류 회로(312)의 커패시터(C1)의 직류 전압, 출력 1은 제1 출력 단자의 출력, 출력 2는 제2 출력 단자의 출력, DIM은 디밍 신호, LED는 LED 모듈(11)의 출력을 나타내며, LED 중 첫번째 파형(A)은 제1 듀티(10%)에 의한 출력을, 두번째 파형(B)은 제2 듀티(50%)에 의한 출력을, 세번째 파형(C)은 100% 듀티에 의한 출력을 나타낸다. 즉, 마지막의 LED 파형에서 알 수 있듯이, 듀티에 의해 LED 모듈(11)의 밝기만이 조절됨을 알 수 있다.
5. 제5 실시예 - 3단계 조색 제어(관련 도면: 도 2b, 도 7a, 도 7b)
도 2b, 도 7a 및 도 7b의 LED 조명 장치(200)는 3단계 조색 제어를 위한 것이다.
여기서, LED 모듈(12)은, 제1 디밍 신호(DIM1)에 의해 구동되는 제1 LED 스트링 및 제2 디밍 신호(DIM2)에 의해 구동되고 제1 LED 스트링과는 상이한 색 온도를 가진 제2 LED 스트링으로 구성될 수 있다.
또한, 도 2b 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 1구의 벽 스위치(32)가 1번 턴온될 때, 제2 디밍 신호 생성 모듈(430)에 의해 100%의 풀 듀티를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 생성되며, 1구의 벽 스위치(32)가 2번 턴온될 때, 제1 디밍 신호 생성 모듈(420)에 의해 100%의 풀 듀티를 가진 제1 디밍 신호(DIM1)가 생성되며, 1구의 벽 스위치(32)가 3번 턴온될 때, 제1 디밍 신호 생성 모듈(430)에 의해 제1 듀티를 가진 제1 디밍 신호(DM1)와 제2 디밍 신호 생성 모듈(440)에 의해 제2 듀티를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 생성될 수 있다.
상술한 제1 디밍 신호 생성 모듈(420)은, 반전 단자로 삼각파(Stri)가 입력되며, 비반전 단자로는 제1 분배 저항(RD1)을 통해 기준 전압(Vcc)이 입력되는 제1 비교기(CMP1)와, 일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제2 분배 저항(RD2)을 통해 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자와 연결되며, 제2 스위칭 소자(Q2)와 제2 풀업 저항(RP2) 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제5 스위칭 소자(Q5)와, 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자와 접지 사이에 연결되며, 카운터 회로(612)의 제2 출력 단자의 출력에 의해 온오프되는 제6 스위칭 소자(Q6)를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 제2 디밍 신호 생성 모듈(440)은, 반전 단자로 삼각파가 입력되며, 비반전 단자로는 제3 분배 저항(RD3)을 통해 기준 전압(Vcc)이 입력되는 제2 비교기(CMP2)와, 일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제4 분배 저항(RD4)을 통해 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자와 연결되며, 제4 스위칭 소자(Q4)와 제4 풀업 저항(RP4) 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제7 스위칭 소자(Q7)와, 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자와 접지 사이에 연결되며, 카운터 회로(612)의 제1 출력 단자의 출력에 의해 온오프되는 제8 스위칭 소자(Q8)를 포함할 수 있다.
이하, 도 2b, 도 7a 내지 도 7b을 참조하여 본 발명의 제5 실시예의 동작을 설명한다.
스위치(SW)가 1번 턴온되었다 턴오프되면, 카운터 회로(612)의 제1 출력 단자로는 하이(H), 제2 출력 단자로는 로우(L)가 출력된다.
반면, 스위치(SW)가 연속적으로 2번 턴온되었다 턴오프되면, 카운터 회로(612)의 제1 출력 단자로는 로우(L), 제2 출력 단자로는 하이(H)가 출력된다.
스위치(SW)가 연속적으로 3번 턴온되었다 턴오프되면, 카운터 회로(612)의 제1 출력 단자로는 하이(H), 제2 출력 단자로는 하이(H)가 출력된다.
앞서 언급된 바와 같이, 상술한 카운터 회로(612)는 제1 스위칭 소자(Q1)를 대체한 것이며, 상술한 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자의 논리 신호에 따른 동작은 제2 실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
상술한 내용을 하기 표 5에 정리하여 도시하였다. 여기서, PWM 주파수는 디밍 신호의 주파수, 즉 삼각파(Stri)의 주파수일 수 있다.
구분 카운터 회로의 출력 DIM PWM 주파수
SW 턴온 제1 출력단자(H)/ 제2출력단자(L) DIM2 100% 4KHz
SW 턴온 제1 출력단자(L)/ 제2출력단자(H) DIM1 100% 4KHz
SW 턴온 제1 출력단자(H)/ 제2출력단자(H) DIM1 40%
DIM2 60%		 4KHz
한편, 도 7b는 도 7a에 도시된 조광 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도로, SW은 스위치의 턴온, Vac은 전류 센서(CT)에 의해 유도되는 교류 전압, Vc은 정류 회로(312)의 커패시터(C1)의 직류 전압, 출력 1은 제1 출력 단자의 출력, 출력 2는 제2 출력 단자의 출력, DIM1은 제1 디밍 신호, DIM2는 제2 디밍 신호, LED는 LED 모듈(12)의 출력을 나타내며, LED 중 첫번째 파형(A)은 제2 디밍 신호(DIM2)에 의한 출력으로 백색을, 두번째 파형(B)은 제1 디밍 신호(DIM1)에 의한 출력으로 전구색을, 세번째 파형(C)은 제1 디밍 신호(DIM1) 및 제2 디밍 신호(DIM2)에 의한 출력으로 합성색을 나타낸다. 즉, 마지막의 LED 파형에서 알 수 있듯이, 제1 디밍 신호 및 제2 디밍 신호에 의해 LED 모듈(12)의 조색이 조절됨을 알 수 있다.
6. 제6 실시예 - 3단계 조광/조색 제어(관련 도면: 도 2b, 도 8a, 도 8b)
도 2b, 도 8a 및 도 8b의 LED 조명 장치(200)는 3단계 조광/조색 제어를 위한 것이다.
여기서, LED 모듈(12)은, 제1 디밍 신호(DIM1)에 의해 구동되는 제1 LED 스트링 및 제2 디밍 신호(DIM2)에 의해 구동되고 제1 LED 스트링과는 상이한 색 온도를 가진 제2 LED 스트링으로 구성될 수 있다.
또한, 도 2b 및 도 8a에 도시된 바와 같이, 1구의 벽 스위치(32)가 1번 턴온될 때, 제1 디밍 신호 생성 모듈(520)에 의해 제1 듀티를 가진 제1 디밍 신호(DIM1) 및 제2 디밍 신호 생성 모듈(540)에 의해 제2 듀티를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 생성되며, 1구의 벽 스위치(32)가 2번 턴온될 때, 제2 디밍 신호 생성 모듈(540)에 의해 제3 듀티(50%)를 가진 제2 디밍 신호(DIM2)가 생성되며, 제어 모듈(320)은 1구의 벽 스위치(32)가 3번 턴온될 때, 100% 듀티를 가지는 제1 디밍 신호(DIM1)를 생성하는 풀 듀티 생성 회로(550)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상술한 제1 디밍 신호 생성 모듈(520)은 반전 단자로 삼각파(Stri)가 입력되며, 비반전 단자로는 제1 분배 저항(RD1)을 통해 제1 기준 전압이 입력되는 제1 비교기(CMP1)와, 일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제2 분배 저항(RD2)을 통해 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자와 연결되며, 제2 스위칭 소자(Q2)와 제2 풀업 저항(RP2) 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제5 스위칭 소자(Q5)와, 제1 비교기(CMP1)의 비반전 단자와 접지 단자 사이에 연결되며, 제4 스위칭 소자(Q4)와 제4 풀업 저항(RP4) 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제6 스위칭 소자(Q6)를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 제2 디밍 신호 생성 모듈(540)은, 반전 단자로 삼각파(Stri)가 입력되며, 비반전 단자로는 제3 분배 저항(RD3)을 통해 제2 기준 전압이 입력되는 제2 비교기(CMP2)와, 일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제4 분배 저항(RD4)을 통해 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자와 연결되며, 제4 스위칭 소자(Q4)와 제4 풀업 저항(RP4) 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제7 스위칭 소자(Q7)와, 제5 분배 저항(RD5)을 통해 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자와 연결되며, 제2 스위칭 소자(Q2)와 제2 풀업 저항(RP2) 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제8 스위칭 소자(Q8)와, 제2 비교기(CMP2)의 비반전 단자와 접지 사이에 연결되며, 풀 듀티 생성 회로(550)의 출력 신호에 의해 온오프되는 제11 스위칭 소자(Q11)를 포함할 수 있다.
상술한 풀 듀티 생성 회로(550)는, 일단이 제5 풀업 저항(RP5)을 통해 기준 전압에 연결되고, 타단은 접지에 연결된 제9 스위칭 소자(Q9)와, 일단이 제6 풀업 저항(RP6)을 통해 기준 전압에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제5 풀업 저항(RP5)의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제10 스위칭 소자(Q10)와, 애노드가 제9 스위칭 소자(Q9)의 베이스에 연결되고, 캐소드는 제2 스위칭 소자(Q2)와 제2 풀업 저항(RP2) 사이의 연결부에 연결된 제1 다이오드(D1)와, 애노드가 제9 스위칭 소자(Q9)의 베이스에 연결되고, 캐소드는 제4 스위칭 소자(Q4)와 제4 풀업 저항(RP4)의 연결부에 연결된 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다.
이하, 도 2b, 도 8a 내지 도 8b을 참조하여 본 발명의 제6 실시예의 동작을 설명한다.
스위치(SW)가 1번 턴온되었다 턴오프되면, 카운터 회로(612)의 제1 출력 단자로는 하이(H), 제2 출력 단자로는 로우(L)가 출력된다.
반면, 스위치(SW)가 연속적으로 2번 턴온되었다 턴오프되면, 카운터 회로(612)의 제1 출력 단자로는 로우(L), 제2 출력 단자로는 하이(H)가 출력된다.
스위치(SW)가 연속적으로 3번 턴온되었다 턴오프되면, 카운터 회로(612)의 제1 출력 단자로는 하이(H), 제2 출력 단자로는 하이(H)가 출력된다.
앞서 언급된 바와 같이, 상술한 카운터 회로(612)는 제1 스위칭 소자(Q1)를 대체한 것이며, 상술한 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자의 논리 신호에 따른 동작은 제3 실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
상술한 내용을 하기 표 6에 정리하여 도시하였다. 여기서, PWM 주파수는 디밍 신호의 주파수, 즉 삼각파(Stri)의 주파수일 수 있다.
구분 카운터 회로의 출력 DIM PWM 주파수
SW 턴온 제1 출력단자(H)/ 제2출력단자(L) DIM1 8%
DIM2 12%		 4KHz
SW 턴온 제1 출력단자(L)/ 제2출력단자(H) DIM2 50% 4KHz
SW 턴온 제1 출력단자(H)/ 제2출력단자(H) DIM1 100% 4KHz
한편, 도 8b는 도 8a에 도시된 조광 제어용 LED 조명 장치의 주요부 파형도로, SW은 스위치의 턴온, Vac은 전류 센서(CT)에 의해 유도되는 교류 전압, Vc은 정류 회로(312)의 커패시터(C1)의 직류 전압, 출력 1은 제1 출력 단자의 출력, 출력 2는 제2 출력 단자의 출력, DIM1은 제1 디밍 신호, DIM2는 제2 디밍 신호, LED는 LED 모듈(12)의 출력을 나타내며, LED 중 첫번째 파형(A)은 제1 디밍 신호(DIM1) 및 제2 디밍 신호(DIM2)에 의한 출력으로 합성색을, 두번째 파형(B)은 제2 디밍 신호(DIM2)에 의한 출력으로 전구색을, 세번째 파형(C)은 제1 디밍 신호(DIM1)에 의한 출력으로 백색을 나타낸다. 즉, 마지막의 LED 파형에서 알 수 있듯이, 제1 디밍 신호 및 제2 디밍 신호에 의해 LED 모듈(12)의 조색 및 조광이 조절됨을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 비접촉 방식의 전류 센서를 이용하여 교류 전원의 개폐를 위한 벽 스위치의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초하여 디밍 신호를 생성함으로써, 별도의 장치나 배선을 추가함이 없이 LED 모듈의 조광 및 조색 중 적어도 하나를 제어할 수 있는 이점이 있다.
또한,본 발명을 설명함에 있어, '~ 모듈'은 다양한 방식, 예를 들면 프로세서, 프로세서에 의해 수행되는 프로그램 명령들, 소프트웨어 모듈, 마이크로 코드, 컴퓨터 프로그램 생성물, 로직 회로, 애플리케이션 전용 집적 회로, 펌웨어 등에 의해 구현될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
1: 교류 전원
11, 12: LED 모듈
21, 22: 디밍용 컨버터
31, 32: 벽 스위치
41, 42: 전류 센서
100, 200: LED 조명 장치
110, 120, 320, 320: 제어 모듈
300: 삼각파 생성 모듈
310: 제1 감지 모듈
330: 제2 감지 모듈
320, 420, 520, : 제1 디밍 신호 생성 모듈
340, 440, 540: 제2 디밍 신호 생성 모듈

Claims (23)

  1. LED 모듈;
    교류 전원이 인가되면, 디밍 신호에 따라 상기 LED 모듈의 조광 및 조색 중 적어도 하나를 제어하는 디밍용 컨버터; 및
    비접촉 방식의 전류 센서를 이용하여 상기 교류 전원의 개폐를 위한 벽 스위치의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 상기 교류 전류에 기초하여 상기 디밍 신호를 생성하는 제어 모듈;
    을 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벽 스위치는, 2구의 벽 스위치를 포함하며,
    상기 제어 모듈은,
    상기 2구의 벽 스위치 중 제1 스위치 및 제2 스위치 각각의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초한 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 온/오프 상태의 조합에 따라 상기 디밍 신호를 생성하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 2구의 벽 스위치 중 제1 스위치의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 상기 교류 전류에 기초하여 상기 제1 스위치의 온/오프 상태 신호를 출력하는 제1 감지 모듈;
    상기 2구의 벽 스위치 중 제2 스위치의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 상기 교류 전류에 기초하여 상기 제2 스위치의 온/오프 상태 신호를 출력하는 제2 감지 모듈;
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 온/오프 상태 신호에 기초하여 생성되는 제1 기준 전압과 삼각파를 비교하여 제1 디밍 신호를 생성하는 제1 디밍 신호 생성 모듈; 및
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 온/오프 상태 신호에 기초하여 생성되는 제2 기준 전압과 상기 삼각파를 비교하여 제2 디밍 신호를 생성하는 제2 디밍 신호 생성 모듈;
    을 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 감지 모듈은,
    상기 2구의 벽 스위치 중 제1 스위치의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하기 위한 제1 전류 센서와, 상기 제1 전류 센서에 의해 감지된 교류 전류에 의해 유기되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 제1 정류부와, 상기 제1 정류부의 출력 전압에 따라 상기 제1 스위치의 온/오프 상태 신호를 출력하는 제1 논리 회로를 포함하며,
    상기 제2 감지 모듈은,
    상기 2구의 벽 스위치 중 제2 스위치의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하기 위한 제2 전류 센서와, 상기 제2 전류 센서에 의해 감지된 교류 전류에 의해 유기되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 제2 정류부와, 상기 제2 정류부의 출력 전압에 따라 상기 제2 스위치의 온/오프 상태 신호를 출력하는 제2 논리 회로를 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 논리 회로는,
    일단이 제1 풀업 저항을 통해 기준 전압에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 상기 제1 정류부의 출력단 전압에 의해 온오프되는 제1 스위칭 소자; 및
    일단이 제2 풀업 저항을 통해 상기 기준 전압에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제1 풀업 저항의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제2 스위칭 소자;
    를 포함하며, 상기 제2 논리 회로는,
    일단이 제3 풀업 저항을 통해 상기 기준 전압에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 상기 제2 정류부의 출력단 전압에 의해 온오프되는 제3 스위칭 소자; 및
    일단이 제4 풀업 저항을 통해 상기 기준 전압에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 상기 제3 스위칭 소자와 제3 풀업 저항의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제4 스위칭 소자;
    를 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 LED 모듈은, 상기 제1 디밍 신호, 상기 제2 디밍 신호 및 제3 디밍 신호 중 어느 하나에 의해 구동되고 하나의 색 온도를 가진 단일의 LED 스트링으로 구성되며,
    상기 제1 스위치만 턴온될 때, 상기 제1 디밍 신호 생성 모듈에 의해 제1 듀티를 가진 상기 제1 디밍 신호가 생성되며,
    상기 제2 스위치만 턴온될 때에, 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈에 의해 제2 듀티를 가진 상기 제2 디밍 신호가 생성되며,
    상기 제어 모듈은,
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 모두 턴온될 때 100% 듀티를 가지는 상기 제3 디밍 신호를 생성하는 풀 듀티 생성 회로;
    를 더 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 LED 모듈은, 상기 제1 디밍 신호에 의해 구동되는 제1 LED 스트링 및 상기 제2 디밍 신호에 의해 구동되고 상기 제1 LED 스트링과는 상이한 색 온도를 가진 제2 LED 스트링으로 구성되며,
    상기 제1 스위치만 턴온될 때 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈에 의해 100%의 풀 듀티를 가진 상기 제2 디밍 신호가 생성되며,
    상기 제2 스위치만 턴온될 때에, 상기 제1 디밍 신호 생성 모듈에 의해 100%의 풀 듀티를 가진 상기 제1 디밍 신호가 생성되며,
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 모두 턴온될 때 상기 제1 디밍 신호 생성 모듈에 의해 제1 듀티를 가진 제1 디밍 신호와 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈에 의해 제2 듀티를 가진 제2 디밍 신호가 생성되는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 LED 모듈은, 상기 제1 디밍 신호에 의해 구동되는 제1 LED 스트링 및 상기 제2 디밍 신호에 의해 구동되고 상기 제1 LED 스트링과는 상이한 색 온도를 가진 제2 LED 스트링으로 구성되며,
    상기 제1 스위치만 턴온될 때 상기 제1 디밍 신호 생성 모듈에 의해 제1 듀티를 가진 상기 제1 디밍 신호 및 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈에 의해 제2 듀티를 가진 상기 제2 디밍 신호가 생성되며,
    상기 제2 스위치만 턴온될 때 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈에 의해 50%의 듀티를 가진 상기 제2 디밍 신호가 생성되며,
    상기 제어 모듈은,
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 모두 턴온될 때 100% 듀티를 가지는 상기 제1 디밍 신호를 생성하는 풀 듀티 생성 회로;
    를 더 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 디밍 신호 생성 모듈은,
    반전 단자로 삼각파가 입력되며, 비반전 단자로는 제1 분배 저항을 통해 상기 기준 전압이 입력되는 제1 비교기;
    일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제2 분배 저항을 통해 상기 제1 비교기의 비반전 단자와 연결되며, 상기 제1 스위치의 온/오프 상태 신호에 따라 온오프되는 제5 스위칭 소자;
    상기 제1 비교기의 비반전 단자와 접지 단자 사이에 연결되며, 상기 제2 스위치의 온/오프 상태 신호에 따라 온오프되는 제6 스위칭 소자; 및
    를 포함하며, 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈은,
    반전 단자로 삼각파가 입력되며, 비반전 단자로는 제3 분배 저항을 통해 상기 기준 전압이 입력되는 제2 비교기;
    일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제4 분배 저항을 통해 상기 제2 비교기의 비반전 단자와 연결되며, 상기 제2 스위치의 온/오프 상태 신호에 따라 온오프되는 제7 스위칭 소자; 및
    상기 제2 비교기의 비반전 단자와 접지 단자 사이에 연결되며, 상기 제1 스위치의 온/오프 상태 신호에 따라 온오프되는 제8 스위칭 소자;를 포함하며,
    상기 풀 듀티 생성 회로는,
    일단이 제5 풀업 저항을 통해 상기 기준 전압에 연결되고, 타단은 접지에 연결된 제9 스위칭 소자;
    일단이 제6 풀업 저항을 통해 상기 기준 전압에 연결되고 타단은 상기 접지에 연결되며, 상기 제9 스위칭 소자와 상기 제5 풀업 저항 사이의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제10 스위칭 소자;
    애노드가 상기 제9 스위칭 소자의 베이스에 연결되고, 캐소드는 상기 제2 스위칭 소자와 상기 제2 풀업 저항 사이의 연결부에 연결된 제1 다이오드; 및
    애노드가 상기 제9 스위칭 소자의 베이스에 연결되고, 캐소드는 상기 제4 스위칭 소자와 상기 제4 풀업 저항의 연결부에 연결된 제2 다이오드를 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 디밍 신호 생성 모듈은,
    반전 단자로 삼각파가 입력되며, 비반전 단자로는 제1 분배 저항을 통해 상기 기준 전압이 입력되는 제1 비교기;
    일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제2 분배 저항을 통해 상기 제1 비교기의 비반전 단자와 연결되며, 상기 제1 스위치의 온/오프 상태 신호에 따라 온오프되는 제5 스위칭 소자;
    상기 제1 비교기의 비반전 단자와 접지 사이에 연결되며, 상기 제3 스위칭 소자와 상기 제3 풀업 저항의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제6 스위칭 소자; 및
    를 포함하며, 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈은,
    반전 단자로 삼각파가 입력되며, 비반전 단자로는 제3 분배 저항을 통해 상기 기준 전압이 입력되는 제2 비교기;
    일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제4 분배 저항을 통해 상기 제2 비교기의 비반전 단자와 연결되며, 상기 제2 스위치의 온/오프 상태 신호에 따라 온오프되는 제7 스위칭 소자; 및
    상기 제2 비교기의 비반전 단자와 접지 사이에 연결되며, 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제1 풀업 저항의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제8 스위칭 소자;
    를 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 디밍 신호 생성 모듈은
    반전 단자로 삼각파가 입력되며, 비반전 단자로는 제1 분배 저항을 통해 상기 기준 전압이 입력되는 제1 비교기;
    일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제2 분배 저항을 통해 상기 제1 비교기의 비반전 단자와 연결되며, 상기 제1 스위치의 온/오프 상태 신호에 따라 온오프되는 제5 스위칭 소자;
    상기 제1 비교기의 비반전 단자와 접지 단자 사이에 연결되며, 상기 제2 스위치의 온/오프 상태 신호에 따라 온오프되는 제6 스위칭 소자; 및
    를 포함하며, 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈은,
    반전 단자로 삼각파가 입력되며, 비반전 단자로는 제3 분배 저항을 통해 상기 기준 전압이 입력되는 제2 비교기;
    일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제4 분배 저항을 통해 상기 제2 비교기의 비반전 단자와 연결되며, 상기 제2 스위치의 온/오프 상태 신호에 따라 온오프되는 제7 스위칭 소자;
    제5 분배 저항을 통해 상기 제2 비교기의 반전 단자와 연결되며, 상기 제1 스위치의 온/오프 상태 신호에 따라 온오프되는 제8 스위칭 소자; 및
    상기 제2 비교기의 비반전 단자와 접지 사이에 연결되며, 풀 듀티 생성 회로의 출력 신호에 의해 온오프되는 제11 스위칭 소자;
    를 포함하며, 상기 풀 듀티 생성 회로는,
    일단이 제5 풀업 저항을 통해 상기 기준 전압에 연결되고, 타단은 접지에 연결된 제9 스위칭 소자;
    일단이 제6 풀업 저항을 통해 상기 기준 전압에 연결되고 타단은 상기 접지에 연결되며, 상기 제9 스위칭 소자와 상기 제5 풀업 저항의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제10 스위칭 소자;
    애노드가 상기 제9 스위칭 소자의 베이스에 연결되고, 캐소드는 상기 제2 스위칭 소자와 상기 제2 풀업 저항 사이의 연결부에 연결된 제1 다이오드; 및
    애노드가 상기 제9 스위칭 소자의 베이스에 연결되고, 캐소드는 상기 제4 스위칭 소자와 상기 제4 풀업 저항의 연결부에 연결된 제2 다이오드를 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 벽 스위치는, 1구의 벽 스위치를 포함하며,
    상기 제어 모듈은,
    상기 1구의 벽 스위치의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초한 상기 벽 스위치의 온/오프 회수에 기초하여 상기 디밍 신호를 생성하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 1구의 벽 스위치의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 상기 교류 전류에 기초하여 상기 1구의 벽 스위치의 온/오프 횟수를 계수한 하이 신호와 로우 신호의 논리 신호를 출력하는 감지 모듈;
    상기 감지 모듈로부터 출력되는 논리 신호에 기초하여 생성되는 제1 기준 전압과 삼각파를 비교하여 제1 디밍 신호를 생성하는 제1 디밍 신호 생성 모듈; 및
    기 감지 모듈로부터 출력되는 논리 신호에 기초하여 생성되는 제2 기준 전압과 상기 삼각파를 비교하여 제2 디밍 신호를 생성하는 제2 디밍 신호 생성 모듈;
    을 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 감지 모듈은,
    상기 1구의 벽 스위치의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하기 위한 전류 센서와, 상기 전류 센서에 의해 감지된 교류 전류에 의해 유기되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부와, 상기 정류부의 출력 전압에 따라 상기 1구의 벽 스위치의 온/오프 횟수를 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자를 통해 하이 신호 또는 로우 신호의 조합으로 출력하는 카운터 회로부를 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 카운터 회로부는,
    상기 정류부의 출력 전압을 입력받는 입력 단자와 상기 1구의 벽 스위치의 온/오프 횟수를 카운트하여 출력하는 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자를 구비하며, 상기 제1 출력 단자는 제1 풀업 저항을 통해 기준 전압에 연결되며, 상기 제2 출력 단자는 제3 풀업 저항을 통해 상기 기준 전압에 연결되는 카운터 회로;
    일단이 제2 풀업 저항을 통해 상기 기준 전압에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 상기 카운터 회로의 제1 출력 단자의 출력에 의해 온오프되는 제2 스위칭 소자;
    일단이 제4 풀업 저항을 통해 상기 기준 전압에 연결되고 타단은 접지에 연결되며, 상기 카운터 회로의 제2 출력 단자의 출력에 의해 온오프되는 제4 스위칭 소자;
    를 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 LED 모듈은, 상기 제1 디밍 신호, 상기 제2 디밍 신호 및 제3 디밍 신호 중 어느 하나에 의해 구동되고 하나의 색 온도를 가진 단일의 LED 스트링으로 구성되며,
    상기 1구의 벽 스위치가 1번 턴온될 때, 상기 제1 디밍 신호 생성 모듈에 의해 제1 듀티를 가진 상기 제1 디밍 신호가 생성되며,
    상기 1구의 벽 스위치가 2번 턴온될 때에, 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈에 의해 제2 듀티를 가진 상기 제2 디밍 신호가 생성되며,
    상기 제어 모듈은,
    상기 1구의 벽 스위치가 3번 턴온될 때 100% 듀티를 가지는 상기 제3 디밍 신호를 생성하는 풀 듀티 생성 회로;
    를 더 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 LED 모듈은, 상기 제1 디밍 신호에 의해 구동되는 제1 LED 스트링 및 상기 제2 디밍 신호에 의해 구동되고 상기 제1 LED 스트링과는 상이한 색 온도를 가진 제2 LED 스트링으로 구성되며,
    상기 1구의 벽 스위치가 1번 턴온될 때, 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈에 의해 100%의 풀 듀티를 가진 상기 제2 디밍 신호가 생성되며,
    상기 1구의 벽 스위치가 2번 턴온될 때, 상기 제1 디밍 신호 생성 모듈에 의해 100%의 풀 듀티를 가진 상기 제1 디밍 신호가 생성되며,
    상기 1구의 벽 스위치가 3번 턴온될 때, 상기 제1 디밍 신호 생성 모듈에 의해 제1 듀티를 가진 제1 디밍 신호와 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈에 의해 제2 듀티를 가진 제2 디밍 신호가 생성되는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 LED 모듈은, 상기 제1 디밍 신호에 의해 구동되는 제1 LED 스트링 및 상기 제2 디밍 신호에 의해 구동되고 상기 제1 LED 스트링과는 상이한 색 온도를 가진 제2 LED 스트링으로 구성되며,
    상기 1구의 벽 스위치가 1번 턴온될 때, 상기 제1 디밍 신호 생성 모듈에 의해 제1 듀티를 가진 상기 제1 디밍 신호 및 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈에 의해 제2 듀티를 가진 상기 제2 디밍 신호가 생성되며,
    상기 1구의 벽 스위치가 2번 턴온될 때, 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈에 의해 50%의 듀티를 가진 상기 제2 디밍 신호가 생성되며,
    상기 제어 모듈은,
    상기 1구의 벽 스위치가 3번 턴온될 때, 100% 듀티를 가지는 상기 제1 디밍 신호를 생성하는 풀 듀티 생성 회로;
    를 더 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제1 디밍 신호 생성 모듈은,
    반전 단자로 삼각파가 입력되며, 비반전 단자로는 제1 분배 저항을 통해 상기 기준 전압이 입력되는 제1 비교기;
    일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제2 분배 저항을 통해 상기 제1 비교기의 비반전 단자와 연결되며, 상기 제2 스위칭 소자와 상기 제2 풀업 저항 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제5 스위칭 소자;
    상기 제1 비교기의 비반전 단자와 접지 단자 사이에 연결되며, 상기 제4 스위칭 소자와 상기 제4 풀업 저항 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제6 스위칭 소자; 및
    를 포함하며, 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈은,
    반전 단자로 삼각파가 입력되며, 비반전 단자로는 제3 분배 저항을 통해 상기 기준 전압이 입력되는 제2 비교기;
    일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제4 분배 저항을 통해 상기 제2 비교기의 비반전 단자와 연결되며, 상기 제4 스위칭 소자와 상기 제4 풀업 저항 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제7 스위칭 소자; 및
    상기 제2 비교기의 비반전 단자와 접지 단자 사이에 연결되며, 상기 제2 스위칭 소자와 상기 제2 풀업 저항 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제8 스위칭 소자;를 포함하며,
    상기 풀 듀티 생성 회로는,
    일단이 제5 풀업 저항을 통해 상기 기준 전압에 연결되고, 타단은 접지에 연결된 제9 스위칭 소자;
    일단이 제6 풀업 저항을 통해 상기 기준 전압에 연결되고 타단은 상기 접지에 연결되며, 상기 제9 스위칭 소자와 상기 제5 풀업 저항 사이의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제10 스위칭 소자;
    애노드가 상기 제9 스위칭 소자의 베이스에 연결되고, 캐소드는 상기 제2 스위칭 소자와 상기 제2 풀업 저항 사이의 연결부에 연결된 제1 다이오드; 및
    애노드가 상기 제9 스위칭 소자의 베이스에 연결되고, 캐소드는 상기 제4 스위칭 소자와 상기 제4 풀업 저항의 연결부에 연결된 제2 다이오드를 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제1 디밍 신호 생성 모듈은,
    반전 단자로 삼각파가 입력되며, 비반전 단자로는 제1 분배 저항을 통해 상기 기준 전압이 입력되는 제1 비교기;
    일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제2 분배 저항을 통해 상기 제1 비교기의 비반전 단자와 연결되며, 상기 제4 스위칭 소자와 상기 제4 풀업 저항 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제5 스위칭 소자;
    상기 제1 비교기의 비반전 단자와 접지 사이에 연결되며, 상기 카운터 회로의 제2 출력 단자의 출력에 의해 온오프되는 제6 스위칭 소자; 및
    를 포함하며, 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈은,
    반전 단자로 삼각파가 입력되며, 비반전 단자로는 제3 분배 저항을 통해 상기 기준 전압이 입력되는 제2 비교기;
    일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제4 분배 저항을 통해 상기 제2 비교기의 비반전 단자와 연결되며, 상기 제4 스위칭 소자와 상기 제4 풀업 저항 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제7 스위칭 소자; 및
    상기 제2 비교기의 비반전 단자와 접지 사이에 연결되며, 상기 카운터 회로의 제1 출력 단자의 출력에 의해 온오프되는 제8 스위칭 소자;
    를 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  21. 제18항에 있어서,
    반전 단자로 삼각파가 입력되며, 비반전 단자로는 제1 분배 저항을 통해 상기 기준 전압이 입력되는 제1 비교기;
    일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제2 분배 저항을 통해 상기 제1 비교기의 비반전 단자와 연결되며, 상기 제2 스위칭 소자와 상기 제2 풀업 저항 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제5 스위칭 소자;
    상기 제1 비교기의 비반전 단자와 접지 단자 사이에 연결되며, 상기 제4 스위칭 소자와 상기 제4 풀업 저항 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제6 스위칭 소자; 및
    를 포함하며, 상기 제2 디밍 신호 생성 모듈은,
    반전 단자로 삼각파가 입력되며, 비반전 단자로는 제3 분배 저항을 통해 상기 기준 전압이 입력되는 제2 비교기;
    일단은 접지에 연결되고 타단은 직렬 연결된 제4 분배 저항을 통해 상기 제2 비교기의 비반전 단자와 연결되며, 상기 제4 스위칭 소자와 상기 제4 풀업 저항 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제7 스위칭 소자;
    제5 분배 저항을 통해 상기 제2 비교기의 반전 단자와 연결되며, 상기 제2 스위칭 소자와 상기 제2 풀업 저항 사이의 연결부 전압에 따라 온오프되는 제8 스위칭 소자; 및
    상기 제2 비교기의 비반전 단자와 접지 사이에 연결되며, 풀 듀티 생성 회로의 출력 신호에 의해 온오프되는 제11 스위칭 소자;
    를 포함하며, 상기 풀 듀티 생성 회로는,
    일단이 제5 풀업 저항을 통해 상기 기준 전압에 연결되고, 타단은 접지에 연결된 제9 스위칭 소자;
    일단이 제6 풀업 저항을 통해 상기 기준 전압에 연결되고 타단은 상기 접지에 연결되며, 상기 제9 스위칭 소자와 상기 제5 풀업 저항의 연결부 전압에 의해 온오프되는 제10 스위칭 소자;
    애노드가 상기 제9 스위칭 소자의 베이스에 연결되고, 캐소드는 상기 제2 스위칭 소자와 상기 제2 풀업 저항 사이의 연결부에 연결된 제1 다이오드; 및
    애노드가 상기 제9 스위칭 소자의 베이스에 연결되고, 캐소드는 상기 제4 스위칭 소자와 상기 제4 풀업 저항의 연결부에 연결된 제2 다이오드를 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 비 접촉식 방식의 전류 센서는,
    변류기 방식의 전류 센서 및 홀 소자 방식의 전류 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
  23. LED 모듈;
    교류 전원이 인가되면, 디밍 신호에 따라 상기 LED 모듈의 조광 및 조색 중 적어도 하나를 제어하는 디밍용 컨버터; 및
    비접촉 방식의 전류 센서를 이용하여 상기 교류 전원의 개폐를 위한 벽 스위치의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 상기 교류 전류에 기초하여 상기 디밍 신호를 생성하는 제어 모듈을 포함하며,
    상기 비 접촉식 방식의 전류 센서는, 변류기 방식의 전류 센서 및 홀 소자 방식의 전류 센서 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 벽 스위치는, 2구 이상의 벽 스위치를 포함하고,
    상기 제어 모듈은, 상기 2구 이상의 벽 스위치 각각의 도선에 흐르는 교류 전류를 감지하고, 감지된 교류 전류에 기초한 상기 2구 이상의 벽 스위치 각각에 대한 온-오프의 상태 조합에 따라 상이한 펄스폭을 가지는 디밍 신호를 생성하는, 전류 센서를 이용한 LED 조명 장치.
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