KR101201803B1 - 점등스위치형 디밍제어모듈을 이용한 엘이디 조명 디밍 제어장치 - Google Patents

점등스위치형 디밍제어모듈을 이용한 엘이디 조명 디밍 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 종래의 엘이디 조명 디밍 제어장치가 별도로 추가된 디밍배선과 디밍스위치, 무선감지부 및 무선 조작부를 통해서만 디밍제어를 하기 때문에, 기존의 점등스위치 및 램프 구동부를 통한 디밍제어장치가 없었고, 기존의 점등스위치 및 램프 구동부와 호환성이 낮아, 기존의 장치를 통째로 바꿔야 하므로, 작업시간과 비용이 많이 발생되는 문제점을 개선하고자, SMPS와 엘이디(LED) 광원부 사이에 설치되어, 점등스위치의 온오프 반복횟수로 감지한 후, 감지한 온오프 반복횟수에 따라 PWM신호를 출력시켜 밝기를 제어하는 점등스위치형 디밍제어모듈이 포함되어 구성됨으로서, 별도의 디밍조절스위치 및 전기배선의 변경없이 점등스위치의 온, 오프 반복횟수를 디밍의 밝기 단계 설정치로 인식시켜 디밍제어기에서 광원부의 전원공급을 조절할 수 있고, SMPS의 온오프 전류변화를 디밍을 위한 밝기조절 입력치로 활용해서, 이의 반복횟수를 정해진 밝기가 되도록 엘이디(LED) 광원부의 공급전원을 제어하여 출력을 조절시킬 수 있으며, 이로 인해 디밍을 위한 추가적인 공사 및 부품이 들지 않아 작업시간과 비용을 현저히 줄일 수 있고, 무엇보다 기존의 설치된 점등스위치 및 램프 구동부와 호환성이 좋아 산업시설 및 가정, 사무실 전반에 걸쳐 엘이디 조명 디밍 제어장치를 장착시킬 수 있는 점등스위치형 디밍제어모듈을 이용한 엘이디 조명 디밍 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

점등스위치형 디밍제어모듈을 이용한 엘이디 조명 디밍 제어장치{LED Dimming Controller use of The Lamp Switch}
본 발명은 조명램프의 밝기를 제어하는 콘트롤러에 관한것으로, 더욱 상세하게는 별도의 조명조절용 배선없이 기존의 램프 점등 스위치를 이용하여 밝기를 조절하는 제어방식에 관한 것임.
일반적으로 엘이디 조명 (LED Lamp)의 디밍은 밝기를 조절하는 부분 즉, 디밍스위치에 가변저항 또는 전압변화를 시키는 장치가 달려있고, 이들로부터 디밍용 배선이 별도로 램프(Lamp) 구동부 또는 디밍기(Dimming Controller)와 연결되어야 하는 시스템이다.
하지만, 종래의 엘이디 조명 디밍 제어장치는 별도로 추가된 디밍배선과 디밍스위치, 무선감지부 및 무선 조작부를 통해서만 디밍제어를 하기 때문에, 기존의 점등스위치 및 램프 구동부를 통한 디밍제어는 시스템개발이 거의 없었다.
이로 인해, 기존의 점등스위치 및 램프 구동부와 호환성이 낮아, 기존의 장치를 통째로 바꿔야 하므로, 작업시간과 비용이 많이 발생되는 문제점이 있었다.
국내공개특허공보 제10-2010-0125799호(2010년12월01일 공개)
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 별도의 디밍조절스위치 및 전기배선의 변경없이 점등스위치의 온, 오프 반복횟수를 디밍의 밝기 단계 설정치로 인식시켜 디밍제어기에서 광원부의 전원공급을 조절할 수 있고, SMPS의 온오프 전류변화를 디밍을 위한 밝기조절 입력치로 활용해서, 이의 반복횟수를 정해진 밝기가 되도록 엘이디(LED) 광원부의 공급전원을 제어하여 출력을 조절시킬 수 있으며, 이로 인해 디밍을 위한 추가적인 공사 및 부품이 들지 않아 작업시간과 비용을 현저히 줄일 수 있고, 무엇보다 기존의 설치된 점등스위치 및 램프 구동부와 호환성이 좋아 산업시설 및 가정, 사무실 전반에 걸쳐 엘이디 조명 디밍 제어장치를 장착시킬 수 있는 점등스위치형 디밍제어모듈을 이용한 엘이디 조명 디밍 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 점등스위치형 디밍제어모듈을 이용한 엘이디 조명 디밍 제어장치는
각 기기에 전원을 공급시키는 전원부와, 엘이디(LED) 광원부를 설정시간내에 온오프 반복시켜 원하는 디밍모드를 설정시키는 점등스위치와, 외부에서 공급되는 교류(AC) 전류를 직류(DC)전류로 엘이디(LED) 광원부의 조건에 맞도록 변환시켜주는 SMPS와, LED 불빛을 발광시키는 엘이디(LED) 광원부로 이루어진 엘이디 조명 디밍 제어장치로 이루어지고,
상기 SMPS와 엘이디(LED) 광원부 사이에 설치되어, 점등스위치의 온오프 반복횟수로 감지한 후, 감지한 온오프 반복횟수에 따라 PWM신호를 출력시켜 밝기를 제어하는 점등스위치형 디밍제어모듈이 포함되어 구성됨으로서 달성된다.
상기 상기 점등스위치형 디밍제어모듈은
점등스위치를 통해 온오프시키는 반복횟수를 SMPS 출력의 전압변화를 감지하는 디밍감도센싱부와,
출력측 부하가 연결되었는지 여부를 감지하는 출력부하유무감지부와,
디밍모드를 10단계 내지 15단계로 단계별 세분화시켜 선택하도록 테이블화시키는 디밍모드 선택부와,
디밍감도센싱부, 출력부하유무감지부, 디밍모드 선택부와 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하고, 원하는 단계별 디밍모드를 점등스위치의 온오프 반복횟수로 감지한 후, 감지한 온오프 반복횟수에 따라 PWM신호를 출력시켜 밝기를 제어하는 마이컴부와,
엘이디(LED) 광원부로 마이컴부의 PWM신호를 출력시키는 구동부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 디밍에 있어 별도의 디밍스위치 및 디밍용 배선을 사용하지 않으므로 디밍을 위한 추가적인 공사 및 부품이 들지 않아, 작업시간과 비용을 기존에 비해 70% 낮출 수 있고, 무엇보다 기존의 설치된 점등스위치 및 램프 구동부와 호환성이 좋아 산업시설 및 가정, 사무실 전반에 걸쳐 엘이디 조명 디밍 제어장치를 장착시킬 수 있는 좋은 효과가 있다.
도 1은 종래 엘이디 조명 디밍 제어장치의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 점등스위치형 디밍제어모듈을 이용한 엘이디 조명 디밍 제어장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 점등스위치형 디밍제어모듈의 구성요소를 도시한 회로도,
도 4는 본 발명에 따른 점등스위치형 디밍제어모듈(40)의 입력단자와 출력단자 일측에 1:1 핀결합되는 핀컨넥터부(40a)가 구성되어 SMPS 및 LED 구동부와 탈부착식으로 연결되는 것을 도시한 일실시예도,
도 5는 본 발명에 따른 점등스위치형 디밍제어모듈을 이용한 엘이디 조명 디밍 제어장치의 동작과정을 도시한 순서도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 점등스위치형 디밍제어모듈을 이용한 엘이디 조명 디밍 제어장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것으로, 이는 전원부(10), 점등스위치(20), SMPS(30), 엘이디(LED) 광원부(40), 점등스위치형 디밍제어모듈(50)로 구성된다.
상기 전원부(10)는 각 기기에 전원을 공급시키는 역할을 한다.
상기 점등스위치(20)는 엘이디(LED) 광원부를 설정시간내에 온오프 반복시켜 원하는 디밍모드를 설정시키는 역할을 한다.
상기 SMPS(30)는 외부에서 공급되는 교류(AC) 전류를 직류(DC)전류로 엘이디(LED) 광원부의 조건에 맞도록 변환시켜주는 역할을 한다.
상기 엘이디(LED) 광원부(50)는 LED 불빛을 발광시키는 역할을 한다.
이는 도 3에서 도시한 바와 같이, 구동부인 FET 소자가 입력단자 일측에 연결되어 구성된다.
상기 점등스위치형 디밍제어모듈(40)은 SMPS와 엘이디(LED) 광원부 사이에 설치되어, 점등스위치의 온오프 반복횟수로 감지한 후, 감지한 온오프 반복횟수에 따라 PWM신호를 출력시켜 밝기를 제어하는 역할을 한다.
이는 디밍감도센싱부(41), 출력부하유무감지부(42), 디밍모드 선택부(43), 마이컴부(44), 구동부(45)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 디밍감도센싱부(41)에 관해 설명한다.
상기 디밍감도센싱부(41)는 점등스위치를 통해 온오프시키는 반복횟수를 SMPS 출력의 전압변화를 감지하는 역할을 한다.
이는 다이오드 D2, 및 저항 R2, R4로 구성된다.
그리고, 출력측에는 OP앰프(LM2904)가 연결되어, 출력부하 연결상태를 감지하여 부하 미연결시 출력을 정지한다.
그리고, 출력측에는 OP앰프(LM2904)가 연결되어, 디밍감도센싱부에서 감지한 점등스위치 온오프 반복횟수에 따른 SMPS 출력의 전압변화값을 증폭시킨다.
본 발명에 따른 디밍감도센싱부는 점등스위치가 오프(Off)시에 즉 전원이 안들어오는 시간동안은 이전의 전원이 가해지는 시간동안 충전한 전원을 이용하므로 별도의 백업전원이 없이도 반복횟수의 감지가 가능하도록 구성된다.
또한, 디밍감도센싱부는 SMPS의 출력이 점등스위치가 오프(Off)시에 바로 전원이 영 (Zero) 전위까지 떨어지지 않으므로 SMPS 출력의 전압변화를 감지하여 일정전압 이하가 되는 것을 이용하여 점등스위치의 상태를 인지하도록 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 출력부하유무감지부(42)에 관해 설명한다.
상기 출력부하유무감지부(42)는 출력측 부하가 연결되었는지 여부를 감지하는 역할을 한다.
본 발명에서 출력측 부하라 함은 엘이디(LED) 광원부를 말한다.
이는 출력측 부하인 엘이디(LED) 광원부의 출력단자 일측에, 엘이디(LED) 광원부의 출력전류를 감지하는 센싱저항 R11,R12를 통해 출력측 부하가 연결되었는지 여부를 감지하도록 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 디밍모드 선택부(43)에 관해 설명한다.
상기 디밍모드 선택부(43)는 디밍모드를 10단계 내지 15단계로 단계별 세분화시켜 선택하도록 테이블화시키는 역할을 한다.
이는 다음의 표 1과 같이, 점등스위치의 온오프 반복횟수에 따라 단계별 디밍모드를 테이블화시켜 메모리부에 저장된다.
점등스위치의 온오프 반복횟수 단계별 디밍모드
1회~3회 10단계 디밍모드-밝기 80%
4회~6회 11단계 디밍모드-밝기 60%
7회~9회 12단계 디밍모드-밝기 40%
10회~12회 13단계 디밍모드- 밝기 30%
13회~15회 14단계 디밍모드-밝기 20%
15회~17회 15단계 디밍모드-밝기 0%
본 발명에 따른 마이컴부에서는 미리 셋팅되어 저장된 디밍모드 선택부에 해당하는 단계별 디밍모드에 해당되는 값이 입력되면, 바로 구동부로 PWM 신호를 출력시키도록 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 마이컴부(44)에 관해 설명한다.
상기 마이컴부(44)는 디밍감도센싱부, 출력부하유무감지부, 디밍모드 선택부와 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하고, 원하는 단계별 디밍모드를 점등스위치의 온오프 반복횟수로 감지한 후, 감지한 온오프 반복횟수에 따라 PWM신호를 출력시켜 밝기를 제어하는 역할을 한다.
이는 PB2 입력단자 일측에 점등스위치의 온오프 반복횟수를 센싱저항 R2, R3를 통해 감지한 센싱신호가 입력되고, PA0 입력단자에 OP앰프 출력단자가 연결되어 디밍감도센싱부에서 감지한 점등스위치 온오프 반복횟수에 따른 SMPS 출력의 전압변화값이 입력되고, PA7 입력단자에 출력부하유무감지부가 연결되어, 엘이디(LED) 광원부의 출력전류를 감지해서 출력측 부하가 연결되었는지 여부를 감지하며, PA6출력단자에 구동부가 연결되어, PWM신호를 출력시키도록 구성된다.
본 발명에 따른 마이컴부는 최초 점등스위치(20)를 온(On)할 경우에, 최초 SMPS(30)출력의 전압변화를 감지하여, 엘이디(LED) 광원부에 소프트 스타트(Soft Start)로 최고 밝기가 되도록 제어한다.
여기서, 최고 밝기는 일예로, 12V, 5W, 500Lux의 엘이디(LED) 광원부일 경우에, 500Lux를 최고 밝기로 설정한다.
그리고, 이후 점등스위치의 온오프의 상태변화 횟수를 감지하여 엘이디(LED) 광원부의 밝기를 PWM신호로 제어하도록 구성된다.
상기 소프트 스타트는 엘이디(LED) 광원부를 점등시킬 때 초기에 높은 펄스전압으로 엘이디(LED) 광원부에 충격을 주어 엘이디(LED) 광원부의 수명을 단축시키지 못하도록 하기 것으로, 엘이디(LED) 광원부의 수명을 늘리는 역할을 한다.
이는 SCR(사이리스터), 트라이액, 대전력트랜지스터로 구성되어 마이컴부 출력단자 일측에 연결되고, 마이컴부의 제어신호를 전달받아 엘이디(LED) 광원부를 점등시킨다.
다음으로, 본 발명에 따른 구동부(45)에 관해 설명한다.
상기 구동부는 엘이디(LED) 광원부로 마이컴부의 PWM신호를 출력시키는 역할을 한다.
이는 FET 소자로 구성된다.
즉, 마이컴부의 PA6 출력단자에 연결된 저항 R14를 통해 PWM 신호를 인가받으면, FET 소자가 턴온되어, 엘이디 광원부로 PWM 신호를 출력시킨다.
또한, 본 발명에 따른 점등스위치형 디밍제어모듈(40)은 도 4에서 도시한 바와 같이, 입력단자와 출력단자 일측에 1:1 핀결합되는 핀컨넥터부(40a)가 구성됨으로서, 기존의 SMPS 및 LED 구동부와 탈부착식으로 핀결합된다.
이하, 본 발명에 따른 점등스위치형 디밍제어모듈을 이용한 엘이디 조명 디밍 제어장치의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
먼저, 도 5에 도시한 바와 같이, 점등스위치가 온(On)이 되면 엘이디(LED) 광원부가 연결되어 있는가를 체크한다.
이어서, 엘이디(LED) 광원부가 연결되어 있으면 밝기를 짧은시간 최대 밝기까지 소프트 스타트(Soft Start)를 시작하여 엘이디 광원부에 전원을 공급시킨다.
끝으로, 점등스위치의 변화가 감지되면 감지된 횟수를 이용하여 지정한 밝기가 되도록 엘이디 광원부에 전원 공급하도록 제어한다.
10 : 전원부 20 : 점등스위치
30 : SMPS 40 : 엘이디 광원부
50 : 점등스위치형 디밍제어모듈

Claims (5)

  1. 각 기기에 전원을 공급시키는 전원부(10)와, 엘이디(LED) 광원부를 설정시간내에 온오프 반복시켜 원하는 디밍모드를 설정시키는 점등스위치(20)와, 외부에서 공급되는 교류(AC) 전류를 직류(DC)전류로 엘이디(LED) 광원부의 조건에 맞도록 변환시켜주는 SMPS(30)와, LED 불빛을 발광시키는 엘이디(LED) 광원부(50)로 이루어진 엘이디 조명 디밍 제어장치로 이루어지고,
    상기 SMPS(30)와 엘이디(LED) 광원부(50) 사이에 설치되어, 점등스위치의 온오프 반복횟수로 감지한 후, 감지한 온오프 반복횟수에 따라 PWM신호를 출력시켜 밝기를 제어하는 점등스위치형 디밍제어모듈(40)이 포함되어 구성되는 점등스위치형 디밍제어모듈을 이용한 엘이디 조명 디밍 제어장치에 있어서,
    상기 점등스위치형 디밍제어모듈(40)은
    점등스위치를 통해 온오프시키는 반복횟수를 SMPS 출력의 전압변화를 감지하는 디밍감도센싱부(41)와,
    출력측 부하가 연결되었는지 여부를 감지하는 출력부하유무감지부(42)와,
    디밍모드를 10단계 내지 15단계로 단계별 세분화시켜 선택하도록 테이블화시키는 디밍모드 선택부(43)와,
    디밍감도센싱부, 출력부하유무감지부, 디밍모드 선택부와 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하고, 원하는 단계별 디밍모드를 점등스위치의 온오프 반복횟수로 감지한 후, 감지한 온오프 반복횟수에 따라 PWM신호를 출력시켜 밝기를 제어하는 마이컴부(44)와,
    엘이디(LED) 광원부로 마이컴부의 PWM신호를 출력시키는 구동부(45)로 구성되는 것을 특징으로 하는 점등스위치형 디밍제어모듈을 이용한 엘이디 조명 디밍 제어장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 마이컴부(44)는 최초 점등스위치(20)를 온(On)할 경우에, 최초 SMPS(30)출력의 전압변화를 감지하여, 엘이디(LED) 광원부에 소프트 스타트(Soft Start)로 최고 밝기가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 점등스위치형 디밍제어모듈을 이용한 엘이디 조명 디밍 제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 마이컴부(44)는 PB2 입력단자 일측에 점등스위치의 온오프 반복횟수를 센싱저항 R2, R3를 통해 감지한 센싱신호가 입력되고, PA0 입력단자에 OP앰프 출력단자가 연결되어 디밍감도센싱부에서 감지한 점등스위치 온오프 반복횟수에 따른 SMPS 출력의 전압변화값이 입력되고, PA7 입력단자에 출력부하유무감지부가 연결되어, 엘이디(LED) 광원부의 출력전류를 감지해서 출력측 부하가 연결되었는지 여부를 감지하며, PA6출력단자에 구동부가 연결되어, PWM신호를 출력시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 점등스위치형 디밍제어모듈을 이용한 엘이디 조명 디밍 제어장치.
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