JP6373947B2 - 調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置及びシステム - Google Patents

調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置及びシステム Download PDF

Info

Publication number
JP6373947B2
JP6373947B2 JP2016243218A JP2016243218A JP6373947B2 JP 6373947 B2 JP6373947 B2 JP 6373947B2 JP 2016243218 A JP2016243218 A JP 2016243218A JP 2016243218 A JP2016243218 A JP 2016243218A JP 6373947 B2 JP6373947 B2 JP 6373947B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pwm
dimmer
pulse width
signal
width modulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2016243218A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017112111A (ja
Inventor
イ,ヨンヒ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Innotek Co Ltd
Original Assignee
LG Innotek Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Innotek Co Ltd filed Critical LG Innotek Co Ltd
Publication of JP2017112111A publication Critical patent/JP2017112111A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6373947B2 publication Critical patent/JP6373947B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H02M3/33523Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light
    • H05B45/14Controlling the intensity of the light using electrical feedback from LEDs or from LED modules
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/382Switched mode power supply [SMPS] with galvanic isolation between input and output
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/39Circuits containing inverter bridges
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33571Half-bridge at primary side of an isolation transformer
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • H05B47/175Controlling the light source by remote control
    • H05B47/18Controlling the light source by remote control via data-bus transmission

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Description

本発明は、入力電源部と、入力電源を照明供給電源に変換するコンバーターと、照明部の供給電源が印加されて発光する照明部と、照明部を制御する調光信号を入力する調光器(Dimmer)と、調光信号を受信してパルス幅変調(PWM)信号を生成するPWM生成部と、PWM信号に応じて照明部の供給電源を制御するPWM制御部と、を含み、入力電源部、コンバーター、照明部及びPWM制御部は、第1の接地に接続され、調光器及びPWM生成部は、第2接地に接続されており、第1の接地と第2接地は、電気的に分離されていることを特徴とする調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置に関する。
発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)は、電気エネルギーを光に変換する半導体素子の一種である。 発光ダイオードは、蛍光灯、白熱灯など既存の光源に比べて低消費電力、半永久的な寿命、速い応答速度、安全性、環境へのやさしさというメリットを有する。特に、LED照明装置は、配設された多数のLEDの点滅順序、発光色及び明るさなどの制御により様々な演出を行うことができる。
したがって、既存の在来式光源を発光ダイオードに代替するための多くの研究が進められており、LEDは、室内外で使用される各種のランプ、液晶表示装置、電光掲示板及び街灯などのような照明装置の光源として使用が増加している傾向である。特に室内インテリアの一般的な照明、特定の雰囲気を演出するための舞台照明、広告照明及び景観照明などの用途に用いられている。
照明装置は、景観照明として建物の外壁、公園、街路灯、橋の欄干又は公演場に設置できるが、適用される用途や対象又は場所に応じて、その大きさ及び適用システムがそれぞれ異なり得る。つまり、建物の外壁に設けられるものは、建物の外壁に帯状に配設されており、単純な点滅機能を行い、単色又は組み合わせた色を単純に表出して用いられる照明装置であり、また、公園や街路灯、橋の欄干などに設けられるものは、対象物の形状に応じて不規則に配設し、点滅や色を変更して用いられる照明装置である。
さらに、LED照明は、長寿命を持ち、従来の照明に比べて高効率を有しているため、急速に普及しつつあり、気候変動と時間に応じて照度を変更することができる調光器(Dimmer)が商用化されている。このような調光器の制御方法により、無線通信用と有線通信用に分けられており、特に無線通信を用いる場合では、それぞれのドライバにディムライン(Dim line:+−)を調整して明るさを調整している。
また、最近では多くの分野で多様に用いられる照明装置の調光(dimming)制御は非常に精密な制御を必要とする。照明装置が単純なオン/オフ機能を超えて、照明装置を弱/中弱/中/中強/強などのユーザーのニーズに応じて複数の照度レベルで精密に制御しなければならない必要性が求められていた。
一方、照明装置の有線調光制御のためには、調光器とLEDドライバの電気的な接続が必須的である。従来の照明装置の場合、電気的な接続により調光器の接地とLED照明部との 同電位するため、下部フィールドの不良が発生する可能性があるという潜在的な危険が存在する。
このとき、一般的なフィールドの実現条件(field implementation condition)には、一つの調光器と複数のLEDドライバ及びLED照明部が接続されるという条件が存在するが、このため、意図せずに接続される多数のLED照明の電位が同一になる状態が発生する恐れがある。したがって、調光器の操作のための別途のインターフェースが存在しない場合、ユーザーの操作時に、LED照明部の漏れ電流が人体を流れるという問題が発生する。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、調光器及びドライバの接地を分離することにより、LED照明部の漏れ電流を防止する照明装置を提供することを目的とする。
本発明が解決しようとする技術的課題は、上述した技術的課題に制限されず、後術する内容から通常の技術者に自明な範囲内において様々な技術的課題が含まれる。
前記のような課題を解決するための調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置は、入力電源部と、入力電源を照明供給電源に変換するコンバーターと、前記照明部の供給電源が印加されて発光する照明部と、前記照明部を制御する調光信号を入力する調光器(Dimmer)と、前記調光信号を受信してPWM信号を生成するPWM生成部と、前記PWM信号に応じて前記照明部の供給電源を制御するPWM制御部と、を含み、前記入力電源部、前記コンバーター、前記照明部及び前記PWM制御部は、第1の接地に接続され、前記調光器は及び前記PWM生成部は、第2の接地に接続されており、前記第1の接地と前記第2の接地は、電気的に分離されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施例に係る調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置は、前記コンバーターが、前記PWM制御部に接続される第1のトランジスタ及び第2のトランジスタと、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタに応じて入力電源を変換する第1のトランスと、を含むことを特徴とする。
さらに、本発明の一実施例に係る調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置は、前記調光器が、0−10Vの調光信号、1−10Vの調光信号、PWMの調光信号のうち少なくともいずれか一つの調光信号を入力することを特徴とする。
加えて、本発明の一実施例に係る調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置は、前記調光器と直列に接続される第1の抵抗及び前記第1の抵抗に並列に接続される第1のキャパシターを含み、前記調光信号のノイズを除去する第1のフィルターをさらに含むことを特徴とする。
なお、本発明の一実施例に係る調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置は、前記PWM生成部が、前記調光信号と入力信号を比較してPWM信号を生成する比較器を含むことを特徴とする。このとき、前記入力信号は、鋸波パルス(sawtooth pulse)又はチョッピングパルス(chopping pulse)であることを特徴とする。
そして、本発明の一実施例に係る調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置は、第2のトランス、整流器、およびキャパシターを含むバイアス電源をさらに含み、前記比較器は、前記バイアス電源によって駆動電源を供給されることを特徴とする。このとき、前記バイアス電源は、第2の接地に接続されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施例に係る調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置は、 前記PWM生成部が、前記PWM生成部の出力端と変換部との間に接続されており、前記PWM信号を変換するフォトカプラをさらに含むことを特徴とする。
このとき、本発明の一実施例に係る調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置は、前記PWM生成部が、前記フォトカプラと直列に接続される第2の抵抗及び前記第2の抵抗に並列に接続される第2のキャパシターを含み、前記反転されたPWM信号のノイズを除去する第2のフィルターをさらに含むことを特徴とする。
なお、本発明の一実施例に係る調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置は、前記PWM制御部と前記照明部との間にフィードバックの形で接続されているフィードバック制御部をさらに含むことを特徴とする。
加えて、本発明の一実施例に係る調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置は、前記コンバーター出力端の電流値又は電圧値を入力される第1の入力端及び前記PWM信号を入力される第2の入力端を含む、PWM信号を増幅する増幅器をさらに含むことを特徴とする。
このとき、本発明の一実施例に係る調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置は、前記第1の入力端が、前記コンバーター出力端の電流値と電圧値がORゲートを介して入力されることを特徴とする。また、前記PWM信号を前記増幅器に入力するための基準値に変換する変換部をさらに含むことを特徴とする
一方、本発明の一実施例に係る調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明システムは、照明装置を制御する調光信号を入力する調光器と、前記調光信号を受信してPWM信号を生成し、前記PWM信号に基づいて照明部を調光する少なくとも一つ以上の照明装置と、を含み、前記照明装置は、第1の接地に接続され、前記調光器は、第2の接地に接続されており、前記第1の接地と前記第2の接地は、電気的に分離されていることを特徴とする。
本発明の調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置及びシステムは、従来の2次接地と調光制御部が電気的に分離されるため、潜在的な不良要因を除去することができる。
より具体的には、本発明の調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置及びシステムは、外部の落雷及びサージノイズ(surge noise)の影響に起因する被害を最小限に抑えることができる。また、調光器によりLED照明器具(Luminaire)の漏れ電流の流れを根本的に防ぐことができる。
また、従来の照明装置は、2つ以上のLED照明が一つの調光器に接続されるため、漏れ電流の量が蓄積されて調光器の許容量に制限がかかるようになるが、本発明の調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置およびシステムは、調光器への漏れ電流の流れが発生しないため、2以上のLED照明器具が接続されても漏れ電流の故に調光器の許容量に制限がかかることなく使用することができる。
また、本発明の調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置及びシステムは、 LED照明器具の漏れ電流の調光器への流れが発生しないため、ユーザーの操作に起因して漏れ電流が人体を流れることを防止することができる。
従来の照明装置を示す構成図である。 本発明の一実施例に係る調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置を示す構成図である。 本発明の一実施例に係る調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置の調光器およびPWM生成部を示す例示図である。 (a)および(b)本発明の一実施例に係るPWM信号を示す例示図である。 従来の照明装置の接地の構成を示す例示図である。 本発明の照明装置の接地の構成を示す例示図である。
以下、 本発明に係る「調光器とドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置及びシステム」を添付図面を参照して詳細に説明する。ここで説明する実施例は、本発明の技術思想を通常の技術者が理解し易いように提供されるものであり、これらにより本発明が限定されることはない。なお、添付図面に示す事項は、本発明の実施例について説明し易いように図式化された図面であり、実際に実現される形態とは異なる場合がある。
一方、以下で表現される各構成部は、本発明を実現するための一例に過ぎない。したがって、本発明の他の実施例においては、本発明の思想及び範囲を逸脱しない範囲において他の構成部が使用可能である。
また、ある構成要素を「含む」という表現は「開放型」の表現であり、当該構成要素が存在することを単に指し示すものに過ぎず、更なる構成要素を排除するものと理解されてはならない。
更に、「第1の、第2の」などの表現は、複数の構成要素を区別するために用途にのみ用いられた表現であり、構成要素間の順序やその他の特徴を限定しない。
更にまた、本発明の「電源」は、「電圧」、「電力」、「電流」など通常の電気回路に使用可能な電気エネルギーのあらゆる種類を網羅する。
図1は、従来の照明装置を示す構成図である。
図1を参照すると、従来の照明装置100は、入力電源部110と、照明部120と、フィードバック制御部130と、調光器140とを含むことができる。
このとき、従来の照明装置では、調光器がフィードバック制御部又はPWM制御部に調光信号を直接入力し、コンバーターや照明部などと電気的に直接接続される。このため、接地と照明部間の電気的な接続が発生するので、多数のLED照明と接続される場合、電位が共通となる状態が発生する可能性がある。
したがって、ユーザーが照明装置を操作する場合、照明部の漏れ電流が人体を流れるという問題が発生する恐れがあり、これは照明装置の寿命と安定性、性能などの多方面においてデメリットとなる。
本発明の照明装置は、調光器の接地及びドライバの接地として互いに異なる接地を使用し、ドライバは第1の接地に、調光器は第2の接地にそれぞれ接続し、第1の接地と第2の接地は、電気的に分離されるように構成することにより、上述した従来の照明装置の問題点を解決する。これに対する詳細な説明は、図2〜図6を参照する。
図2は、本発明の一実施例に係る調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置を示す構成図である。
図2を参照すると、本発明の照明装置200は、入力電源部210と、コンバーター211と、照明部220と、調光器240と、PWM生成部212と、PWM制御部212とを含むことができる。入力電源部210は、照明装置の全体的な入力電源を供給する。このとき、入力電源部210に入力される入力電源は、220Vの常用電源であることが好ましく、220V常用電源の場合、-311Vから+311Vの範囲において周期的に交番するサイン波状を呈する。より具体的に、入力電源部は、電源装置に用いられる複数の素子の供給電源の役割を果たす。
コンバーター(211)は、入力電源を照明供給電源に変換する。このようなコンバーターは、主電源を受信してシステムに求められる安定的で且つ効率的な電源に変換供給する電力調節の役割を果たす。特に、本発明のコンバーターは、交流電源を直流電源に変換するAC/DCコンバーター(AC/DC Converter)により実現されてもよく、電力のロスを最小限に抑えながらも所望の電力の変換のためにダイオード整流器、位相制御整流器、ブリッジ整流器など様々な整流回路、多数のスイッチ及びトランスを用いてAC/DC変換を行うことができる。
より具体的には、コンバーター211は、第1のトランジスタ、第2のトランジスタ及び第1のトランス213を含むことができる。第1のトランジスタ及び第2のトランジスタは、PWM制御部と接続されてPWM制御部のPWM信号に基づいてスイッチング動作を行い、トランスは、スイッチング動作に応じて入力電源を巻線比によって変換する。
PWM制御部212は、PWM信号に基づいて照明供給電源を制御する。PWM制御部は、PWM生成部が生成したPWM信号を受信し、PWM信号に基づいて照明部を制御する。特に、トランスのエネルギーを得るためにパルス幅変調(pulse width modulation)を行い、必要なサイクル(duty)又は周波数だけパルス幅変調(PWM)又は周波数変調 (Frequency modulation)を行うことができる。
照明部220には照明部の供給電源が印加されて照明部220が発光する。コンバーターが入力電源を照明供給電源に変換して印加する。特に、本発明の照明部220は、発光ダイオード(LED)により構成されてもよい。発光ダイオード(LED)は、半導体ベースの光源であり、低コスト、長寿命、小型化、環境にやさしい廃棄物処理、エネルギー低消費、高効率、直線性などの様々なメリットを有しているので、一般的に汎用される光源である。
調光器(Dimmer、240)は、照明部を制御する調光信号を入力する。このような調光器は、電灯の光度、照度又は色彩を連続的に加減して変化させるための装置であり、有線操作および無線操作(遠隔操作)がすべて可能である。
特に、本発明の調光器は、0−10Vの調光信号、1−10Vの調光信号、PWMの調光信号のうち少なくともいずれか一つの調光信号を入力することを特徴とする。0−10Vの調光信号は、制御線の電圧を0Vから10Vまで可変させて制御する方式であり、1−10Vの調光信号は、1Vから10Vまで可変させて制御する方式である。また、パルス幅変調(PWM)調光信号とは、周期的なパルスのパルス幅を調光量に応じた信号波の大きさに変えた信号のことをいい、パルス幅変調(PWM)方式は、電源を制御する周波数の幅を変調して電流量を調整する方式である。本発明の調光器は、この他にも汎用される様々な調光信号を入力して使用することができる。
また、本発明の調光器によって入力された調光信号は、第1のフィルター261、262によってノイズが除去され得る。第1のフィルターは、調光器と直列に接続される第1の抵抗261及び第1の抵抗に並列に接続される第1のキャパシター262を含み、RCノイズ除去フィルター(Low-pass filter)の役割を果たす。
PWM生成部(260)は、調光器からの調光信号を受信してPWM信号を生成する。アナログ信号又はPWM信号で構成された調光信号がPWM信号に変換され、照明部の調光制御に用いられる。図3及び図4は、本発明の一実施例に係る調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置の調光器およびPWM生成部を示す例示図である。
図3を参照すると、調光器の調光信号は、第1のフィルターを通過するか、又はすぐに比較器263に入力してもよい。このとき、比較器263は、調光信号と入力信号を比較してPWM信号を生成してもよい。通常、比較器(Comparator)は、ある情報の二つの表現形式を比較してサイズ、順序、特性などに違いがあるかどうかを判断する。特に、複数の信号を評価し、出力端においてハイ(High)又はロウ(Low)レベルのPWM信号を生成する。
より具体的に、比較器は、入力端の一端に調光信号を入力され、入力端の他端に入力信号を入力され、その後、両方の信号を比較する。このとき、入力信号は、鋸波パルス(sawtooth pulse)又はチョッピングパルス(chopping pulse)であることを特徴とする。また、比較器の(+)端子に入れる信号と(−)端子に入れる信号との差が正数である場合にはハイレベルに変換し、信号の差が負数である場合にはロウレベルに変換する。
図4を参照すると、比較器の調光信号と入力信号が入力される場合に生成されるPWM信号の周期幅を確認することができる。図4(a)の場合、調光信号がハイレベルのとき、鋸波パルスと比較して生成されるPWM信号の周期幅は、高い周期幅であることが確認できる。また、図4(b)の場合、調光信号がロウレベルのとき、鋸波パルスと比較して生成されるPWM信号の周期幅が低い周期幅であることが確認できる。
例えば、調光信号が0−10V信号から8Vの信号である場合、鋸波パルスと比較された後、80%のサイクル幅のPWM信号が生成され得る。また、調光信号が2Vの信号である場合、鋸波パルスと比較された後、20%のサイクル幅のPWM信号が生成され得る。したがって、調光器のレベルを調整してPWM信号の周期幅を一緒に調整することができる。
また、PWM生成部は、PWM生成部の出力端と変換部との間に接続され、PWM信号を変換するフォトカプラ265をさらに含むことができる。フォトカプラは、電気信号を光で結合させる装置であり、発光部と受光部が互いに電気的に絶縁されている。また、フォトカプラは光を利用することから騒音が小さく、システムを構成する装置間の電源を絶縁でき、各装置ごとに接地することができる。本発明のフォトカプラは、比較器から出力されるPWM信号を受信するフォトダイオードと、フォトダイオードの光信号を電気信号に変換するフォトトランジスタとを含むことができる。
特に、本発明のフォトカプラは、生成されたPWM信号を反転させることができる。PWM信号がハイ−ロウ−ハイ−ロウ−ハイレベルで生成される場合、フォトカプラのフォトトランジスタの上部に印加される値は、ロウ−ハイ−ロウ−ハイ−ロウレベルに反転することができる。
このとき、本発明のフォトカプラによるPWM信号は、第2のフィルター266によってノイズが除去できる。第2のフィルターは、調光器に直列に接続される第2の抵抗268及び第2の抵抗に並列に接続される第2のキャパシター267を含み、RCノイズ除去フィルター(Low-pass filter)の役割を果たす。RCフィルターを経た反転したPWM信号はDC値に変化し、調光器の大きさの変化に応じて、DC値の大きさも変化することができる。
一方、本発明のPWM生成部は、第1の接地と第2の接地にそれぞれ接続してもよい。より具体的には、PWM生成部の第2のフィルター及びフォトトランジスタは、第1の接地に接続することができ、調光器240、第1のフィルター、及び比較器(263)は、第2の接地に接続することができる。このとき、第1の接地と第2の接地は、電気的に分離されているので、調光器は照明装置と電気的に絶縁状態に配置され得る。故に、ユーザーが調光器を動作させても、これに起因して発生する漏れ電流による漏電の可能性を低減することができる。
また、比較器の供給電源も第2の接地に接続して分離させることができる。特に、供給電源は、一般的な電圧源を使用しても構わないが、照明装置のトランスにおいて別のバイアス電源270を生成して使用することもできる。
このとき、本発明のバイアス電源270は、第2のトランス、整流器およびキャパシターを含むことができる。第2のトランスは、コンバーターのトランスにおいて巻線を接続したもので、常用電源をそのまま使用して変換することができるというメリットがある。また、バイアス電源が照明装置からの入力電源を変換させるので、バイアス電源も第2の接地と接続させて電気的な絶縁を行うことができる。
フィードバック制御部230は、PWM信号を受信し、PWM制御部と照明部との間にフィードバックの形で接続される。フィードバック制御の場合、PWM信号のエラー(error)値が大きければ、パルス幅を大きく調整し、エラー値が小さければ、パルス幅を小さく調整することにより、誤差を補正できるようにする。
また、フィードバック制御部は、PWM生成部からPWM信号を受信するとき、増幅器282を経由することができる。増幅器282は、コンバーター出力端の電流値又は電圧値を入力される第1の入力端及びPWM信号を入力される第2の入力端を含み、PWM信号を増幅することができる。
第1の入力端は、増幅器の(+)入力端から構成されることができ、コンバーター出力端の電流値と電圧値がORゲートを介して入力されることができる。照明部と接続されているコンバーター出力端の場合、状況に応じて電流値及び電圧値を検出することができ、電流値及び電圧値に基づいてPWM信号が照明部を調光制御することができる。また、ORゲートに入力されるので、電流値及び電圧値のうちいずれか一つの値のみを満たしても第1の入力端に入力されることができる。
第2の入力端は、増幅器の(−)入力端から構成されることができ、PWM生成部が生成したPWM信号を入力される。特に、PWM信号を増幅器に入力するために基準値に変換する変換部281を経由することができる。つまり、コンバーター出力端の電流値又は電圧値とPWM信号のレベルが異なる可能性があるため、変換部を経た後、増幅器を介して増幅できるようにする。例えば、コンバーター出力端の電圧値が0〜1Vレベルに変化するに際して、PWM信号のレベルが0〜10Vレベルに変化した場合、変換部はPWM信号のレベルを1/10に下げた後に増幅器に入力する。
一方、図5及び図6は、従来の照明装置と本発明の照明装置が接地を異にする構成を示す例示図である。本発明の照明システムは、調光器340と、少なくとも一つ以上の照明装置331、332、333とを含むことができ、調光器と照明装置の接地は、電気的に分離されていることを特徴とする。
図5を参照すると、従来の照明装置は、調光器320の接地と複数の照明装置311、312、313の接地が相互に接続されている。また、マルチ照明用灯器具と1つの調光器が互いに接続される場合では、すべて同じ接地を使用するため、照明装置に流れる電流又は電圧は非常に高く、特に複数の照明装置が接続される場合、互いに影響を与えるので、これにより発生する漏れ電流又は電圧を防止する必要がある。
図6を参照すると、本発明の照明装置は、調光器340の接地と複数の照明装置331、332、333の接地が互いに分離されている。照明装置の第1の接地と調光器の第2の接地は互いに独立していて、 LED照明器具の漏れ電流の調光器への流れがないため、ユーザーの操作に起因して漏れ電流が人体を流れることを防止することができる。
上述した本発明の実施例は例示のために開示されたものであり、これらにより本発明が限定されることはない。なお、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の思想及び範囲内において様々な修正及び変更を加えることができ、このような修正及び変更は本発明の範囲に属するものと見なすべきである。
100 従来の照明装置
110 従来の入力電源部
120 従来の照明部
130 従来のフィードバック制御部
140 従来の調光器
200 照明装置
210 入力電源部
211 コンバーター
212 PWM制御部
213 第1のトランス
220 照明部
230 フィードバック制御部
240 調光器
251 第1の接地
252 第2の接地
260 PWM生成部
261 第1の抵抗
262 第1のキャパシター
263 比較器
264 入力信号
265 フォトカプラ
266 第2のフィルター
267 第2の抵抗
268 第2のキャパシター
270 バイアス電源
271 第2のトランス
272 ダイオード
273 キャパシター
281 変換部
282 増幅器
283 ORゲート

Claims (9)

  1. 入力電源部と、
    入力電源を照明供給電源に変換するコンバーターと、
    前記入力電源を駆動電源に変換するバイアス電源と、
    前記照明供給電源が印加されて発光する照明部と、
    前記照明部を制御する調光信号を入力する調光器(Dimmer)と、
    前記調光信号を受信してパルス幅変調(PWM)信号を生成するパルス幅変調(PWM)生成部と、
    前記パルス幅変調(PWM)信号に応じて前記照明供給電源を制御するパルス幅変調(PWM)制御部と、
    前記コンバーター出力端の電流値又は電圧値を入力される第1の入力端及び前記パルス幅変調(PWM)信号を入力される第2の入力端を含む、パルス幅変調(PWM)信号を増幅する増幅器と、
    前記パルス幅変調(PWM)信号を前記増幅器に入力するための基準値に変換する変換部と、
    を含み、
    前記第1の入力端は、前記コンバーター出力端の電流値と電圧値がORゲートを介して入力され、
    前記入力電源部、前記コンバーター、前記照明部及び前記パルス幅変調(PWM)制御部は、第1の接地に接続され、前記バイアス電源、前記調光器及び前記パルス幅変調(PWM)生成部は、第2の接地に接続されており、
    前記第1の接地と前記第2の接地は、電気的に分離され、
    前記コンバーターは、
    前記パルス幅変調(PWM)制御部に接続される第1のトランジスタ及び第2のトランジスタと、
    前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタに応じて前記入力電源を変換する第1のトランスと、を含み、
    前記バイアス電源は、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタに応じて前記入力電源を変換する第2のトランスを含むことを特徴とする調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置。
  2. 前記調光器は、
    0−10Vの調光信号、1−10Vの調光信号、パルス幅変調(PWM)の調光信号のうち少なくともいずれか一つの調光信号を入力することを特徴とする請求項1に記載の調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置。
  3. 前記調光器と直列に接続される第1の抵抗及び前記第1の抵抗に並列に接続される第1のキャパシターを含み、前記調光信号のノイズを除去する第1のフィルターをさらに含む請求項1に記載の調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置。
  4. 前記パルス幅変調(PWM)生成部は、
    前記調光信号と入力信号を比較してパルス幅変調(PWM)信号を生成する比較器を含む請求項1に記載の調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置。
  5. 前記入力信号は、
    鋸波パルス(sawtooth pulse)又はチョッピングパルス(chopping pulse)であることを特徴とする請求項4に記載の調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置。
  6. 前記バイアス電源は、整流器およびキャパシターをさらに含み、
    前記比較器は、前記バイアス電源によって前記駆動電源を供給されることを特徴とする請求項4に記載の調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置。
  7. 前記パルス幅変調(PWM)生成部は、
    前記パルス幅変調(PWM)生成部の出力端と変換部との間に接続されており、前記パルス幅変調(PWM)信号を変換するフォトカプラをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置。
  8. 前記パルス幅変調(PWM)生成部は、
    前記フォトカプラと直列に接続される第2の抵抗及び前記第2の抵抗に並列に接続される第2のキャパシターを含み、前記フォトカプラによって反転されたパルス幅変調(PWM)信号のノイズを除去する第2のフィルターをさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置。
  9. 前記パルス幅変調(PWM)制御部と前記照明部との間にフィードバックの形で接続されるフィードバック制御部をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置。
JP2016243218A 2015-12-15 2016-12-15 調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置及びシステム Expired - Fee Related JP6373947B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150179308A KR20170071229A (ko) 2015-12-15 2015-12-15 조광기와 드라이버가 전기적 절연 구조를 가지는 조명 장치 및 시스템
KR10-2015-0179308 2015-12-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017112111A JP2017112111A (ja) 2017-06-22
JP6373947B2 true JP6373947B2 (ja) 2018-08-15

Family

ID=57570329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016243218A Expired - Fee Related JP6373947B2 (ja) 2015-12-15 2016-12-15 調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置及びシステム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9848469B2 (ja)
EP (1) EP3182802A1 (ja)
JP (1) JP6373947B2 (ja)
KR (1) KR20170071229A (ja)
CN (1) CN106900103B (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110809840B (zh) * 2017-06-29 2021-04-13 3M创新有限公司 具有电源指示灯的电缆耦合器
CN108811251B (zh) * 2018-07-06 2023-10-13 赛尔富电子有限公司 具有预防漏电功能的灯具调光电路及调光灯具
CN109548244A (zh) * 2018-12-29 2019-03-29 上海晶丰明源半导体股份有限公司 调光接口控制电路及方法、led驱动***、芯片及方法
KR102646801B1 (ko) * 2021-11-04 2024-03-12 주식회사 이너스텍 Ac 디머 회로

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8115419B2 (en) * 2008-01-23 2012-02-14 Cree, Inc. Lighting control device for controlling dimming, lighting device including a control device, and method of controlling lighting
KR101197934B1 (ko) 2010-07-12 2012-11-05 삼성전기주식회사 발광 다이오드 구동용 전원 공급 장치
CN102387630B (zh) * 2010-09-03 2014-03-19 成都芯源***有限公司 多模式调光电路及调光方法
US8461766B2 (en) 2010-12-09 2013-06-11 General Electric Company Driver circuit with primary side state estimator for inferred output current feedback sensing
KR101712210B1 (ko) * 2011-02-18 2017-03-14 매그나칩 반도체 유한회사 Pwm 제어 회로 및 이를 이용한 led 구동회로
JP2012209052A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置
JP2013020931A (ja) * 2011-06-16 2013-01-31 Sanken Electric Co Ltd Led点灯装置
US8975825B2 (en) * 2012-05-08 2015-03-10 Cree, Inc. Light emitting diode driver with isolated control circuits
US9763297B2 (en) * 2012-11-02 2017-09-12 Cree, Inc. Lighting apparatus and methods using oscillator-based dimming control
US9241377B2 (en) * 2013-05-20 2016-01-19 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd LED backlight driving circuit, LCD device, and method for driving the LED backlight driving circuit
KR102213794B1 (ko) * 2013-06-28 2021-02-08 서울시립대학교 산학협력단 전원 공급 장치 및 그의 제어 회로
JP6233567B2 (ja) * 2013-09-27 2017-11-22 東芝ライテック株式会社 電源回路及び照明装置
KR101600822B1 (ko) 2013-11-26 2016-03-08 (주)디엠비테크놀로지 전원 공급 장치와 그를 이용한 엘이디 조명장치
JP6414676B2 (ja) * 2014-09-10 2018-10-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 点灯装置及び照明器具
US9554440B2 (en) * 2014-10-13 2017-01-24 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Dimmable LED lighting apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
EP3182802A1 (en) 2017-06-21
CN106900103A (zh) 2017-06-27
US20170171928A1 (en) 2017-06-15
KR20170071229A (ko) 2017-06-23
US9848469B2 (en) 2017-12-19
JP2017112111A (ja) 2017-06-22
CN106900103B (zh) 2019-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7215086B2 (en) Electronic light generating element light bulb
TWI404452B (zh) 發光二極體之電流供電電路以及電流控制電路
TWI452932B (zh) 發光元件用的調光器
JP6373947B2 (ja) 調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置及びシステム
KR102396417B1 (ko) 조명 제어 장치
CN102804917A (zh) 用于交变电流三极管调光器的具有led的电源接口
CN104684219B (zh) 一种led照明设备和驱动电路
US11172551B2 (en) Solid-state lighting with a driver controllable by a power-line dimmer
TWI477045B (zh) 低功率發光裝置的電源轉換器、相關的控制電路及方法
CN102123541B (zh) 发光二极管的驱动电路与使用其的照明装置
JP5972313B2 (ja) 3色led調光ランプ
TWI477189B (zh) 發光二極體調光裝置
de Britto et al. Zeta DC/DC converter used as led lamp drive
CN103763825A (zh) Led恒流pwm驱动电路及三基色led混光驱动电路
US9699843B2 (en) Power supply device for LED light
US11490476B2 (en) Solid-state lighting with a luminaire dimming driver
US11930571B2 (en) Solid-state lighting with a luminaire phase-dimming driver
Ching Modular dimmable light-emitting-diode driver for general illumination applications
KR102517841B1 (ko) 유무선 통합 조광 회로를 이용하는 조명 제어 장치
KR102520921B1 (ko) 유무선 통합 조광 회로를 이용하는 조명 제어 장치
Ching Transition-mode dimmable LED driver for illumination applications
US11844159B2 (en) Driver for driving a load, as well as a corresponding LED based lighting device and a corresponding method of operating the driver
KR102603573B1 (ko) 조명 제어 장치
TWI577925B (zh) 調光電路及具有該調光電路之led電源供應裝置
KR20190106416A (ko) 조명 제어 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170921

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170926

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180116

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180405

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180619

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180718

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6373947

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees