KR101370531B1

KR101370531B1 - 엘이디 조명용 전원 장치

Info

Publication number: KR101370531B1
Application number: KR1020120058952A
Authority: KR
Inventors: 성백명; 조정훈
Original assignee: (주)플로우테크
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2014-03-06
Also published as: KR20130135420A

Abstract

본 발명은 계절별 및 시간별로 자동 디밍 기능을 수행하도록 한 LED 조명용 전원 장치에 관한 것으로, 직류 전원을 공급하는 전원 공급부와, 전원 공급부를 통해 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 고주파 스위칭부와, 고주파 스위칭부에서 변환된 교류 전원을 LED 조명에 맞는 교류 전원으로 변환하는 변압기부와, 변압기부에서 변환된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고 필터링하는 2차 정류 및 필터부와, 2차 정류 및 필터부에서 필터링된 전원을 정전류로 LED 조명에 공급하는 정전류 회로부를 포함한 LED 조명용 전원 장치에 있어서, 스위치부가 정전류 회로부와 LED 조명 사이의 스위치를 온/오프시켜 주며; 디밍 제어 모듈부가 내부 메모리에 저장된 디밍 테이블 정보에 따라 스위치부의 스위치 온/오프 제어 및 정전류 회로부의 디밍 제어를 수행하며, 출력 전압과 부하 전류를 계측하여 정전류 회로부의 정전력 제어를 수행하며; 보조 전원부가 전원 공급부를 통해 공급되는 직류 전원을 필요한 전원으로 디밍 제어 모듈부에 제공하는 것을 특징으로 함으로써, 관리자의 관리에 편의를 제공하고 불필요하게 낭비되는 사용 전력을 최대한 줄일 수 있다.

Description

엘이디 조명용 전원 장치{a Power Apparatus for Lighting LED}

본 발명은 LED(Light Emitting Diode) 조명용 전원 장치에 관한 것으로, 특히 계절별 및 시간별로 자동 디밍(Dimming) 기능을 수행하도록 한 LED 조명용 전원 장치에 관한 것이다.

일반적인 LED 조명용 전원 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 교류 입력부(101)와, EMI(Electromagnetic Interference) 필터부(102)와, 1차 정류부(103)와, 고주파 스위칭부(104)와, 변압기부(105)와, 2차 정류 및 필터부(106)와, 정전류 회로부(107)와, PWM(Pulse Width Modulation) 제어부(108)와, LED 조명부(109)를 포함하여 이루어진다.

교류 입력부(101)는 외부의 교류 전원을 입력받아 EMI 필터부(102)로 전달한다.

EMI 필터부(102)는 교류 입력 라인의 잡음이 흘러들어오는 것을 막고 내부의 스위칭 잡음이 교류 입력 라인으로 들어오는 것을 막기 위해서, 교류 입력부(101)를 통해 입력되는 교류 전원에서 잡음에 해당하는 주파수 대역을 필터링(Filtering)시켜 1차 정류부(103)로 전달한다.

1차 정류부(103)는 EMI 필터부(102)에서 필터링된 교류 전원을 입력받아 브리지(Bridge) 전파정류회로를 통해 직류 전원으로 변환하여 고주파 스위칭부(104)로 전달한다.

고주파 스위칭부(104)는 PWM 제어부(108)의 제어에 따라 1차 정류부(103)에서 변환된 직류 전원을 고주파 스위칭에 의해 교류 전원으로 변환하여 변압기부(105)로 전달한다.

변압기부(105)는 고주파 스위칭부(104)에서 변환된 교류 전원에 대해 절연을 유지하면서 LED 조명부(109)의 입력 전원에 맞도록 전력을 변환하고 해당 변환된 교류 전원을 2차 정류 및 필터부(106)로 전달한다.

2차 정류 및 필터부(106)는 변압기부(105)에서 변환된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고, 필터링을 거쳐 해당 필터링된 직류 전원을 정전류 회로부(107)로 전달하고, 또한 일부를 PWM 제어부(108)로 피드백시켜 준다.

정전류 회로부(107)는 2차 정류 및 필터부(106)를 거쳐 출력되는 전원을 항상 일정 전류를 LED 조명부(109)로 흘려 일정한 빛의 밝기를 유지시켜 주기 위해서, 트랜지스터(Transistor)가 내장된 리니어(Linear) 회로 방식 또는 스위칭(Switching) 방식에 의해서 정전류의 전원으로 생성시켜 LED 조명부(109)로 공급한다.

PWM 제어부(108)는 2차 정류 및 필터부(106)를 거쳐 출력되는 전원의 일부를 피드백받아 고주파 스위칭부(104)를 제어하여, 2차 정류 및 필터부(106)에 전달되는 교류 전원을 원하는 일정 전압으로 제어해 준다. 여기서, 해당 2차 정류 및 필터부(106)를 거쳐 출력되는 전원의 일부를 피드백받기 위한 PWM 제어부(108)의 출력 전압 피드백 회로는 도 2에 도시된 바와 같다. 또한, 정해진 값에 따라 내부의 출력 전압 피드백 회로 내의 VFB단(궤환 전압단)을 통해 정전류 회로부(107)의 출력이 연결되어, PWM 제어부(108)의 일정 전압으로의 제어 동작이 가능하도록 해 준다.

LED 조명부(109)는 정전류 회로부(107)로부터 공급되는 전원을 다수 개의 LED로 제공한다.

상술한 바와 같은 기존의 LED 조명용 전원 장치를 가로등, 보안등 등과 같은 외부 조명으로 사용하는 경우가 있는데, 이런 경우에 관리자가 직접 LED 조명용 전원 장치의 전원을 온/오프하거나, 또한 시간대 및 계절별로 LED 조명의 밝기 조절을 위한 디밍을 직접 제어해 주어야 하는 불편한 점이 있었다.

그리고 계절과 상관없이 동일한 시간대에 LED 조명용 전원 장치의 전원을 온/오프하거나, 통행량이 적은 시간대나 계절(특히, 하절기)에 따른 밝기 시간대에 상관없이 일정한 정도의 디밍으로 전원 제어함으로써, 불필요하게 사용 전력을 낭비하는 경우에 종종 발생하였다. 그래서 시간대 및 계절별로 LED 조명용 전원 장치의 전원을 자동으로 온/오프하고, 자동으로 디밍 제어를 수행하여 LED 조명의 밝기 조절을 시간대 및 계절별로 자동으로 수행하도록 할 필요가 있다고 할 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 바와 같은 불편한 점 내지는 필요성을 해결하기 위한 것으로, 시간대 및 계절별로 자동 디밍 기능을 수행하도록 한 LED 조명용 전원 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 LED 조명용 전원 장치에서 간단한 자동 디밍 제어 세팅 입력을 통해 계절별 및 시간별로 전원을 자동으로 온/오프하거나 LED 조명의 밝기를 자동으로 조절해 주는 것을 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르면, LED 조명용 전원 장치에 디밍 제어 모듈을 내장시켜, 간단한 자동 디밍 제어 세팅 입력을 통해 계절별 및 시간별로 전원 온/오프 시간 및 디밍 정도를 설정시켜 주며, 계절별 및 시간별로 설정된 전원 온/오프 시간 및 디밍 정도에 따라 LED 조명용 전원 장치의 전원을 자동으로 온/오프하거나 LED 조명의 밝기를 자동으로 조절해 줌으로써, 관리자의 관리에 편의를 제공하고 불필요하게 낭비되는 사용 전력을 최대한 줄일 수 있도록 구현한다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 직류 전원을 공급하는 1차 정류부와, 1차 정류부를 통해 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 고주파 스위칭부와, 고주파 스위칭부에서 변환된 교류 전원을 LED 조명에 맞는 교류 전원으로 변환하는 변압기부와, 변압기부에서 변환된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고 필터링하는 2차 정류 및 필터부와, 2차 정류 및 필터부에서 필터링된 전원을 정전류로 LED 조명에 공급하는 정전류 회로부를 포함한 LED 조명용 전원 장치에 있어서, 상기 정전류 회로부와 상기 LED 조명 사이의 스위치를 온/오프시켜 주는 스위치부와; 내부 메모리에 저장된 디밍 테이블 정보에 따라 상기 스위치부의 스위치 온/오프 제어 및 상기 정전류 회로부의 디밍 제어를 수행하며, 출력 전압과 부하 전류를 계측하여 상기 정전류 회로부의 정전력 제어를 수행하는 디밍 제어 모듈부와; 상기 1차 정류부를 통해 공급되는 직류 전원을 필요한 전원으로 상기 디밍 제어 모듈부에 제공하는 보조 전원부를 더 포함하는 LED 조명용 전원 장치를 제공한다.

여기서, 상기 디밍 제어 모듈부는, 입력 정보 및 모드 설정 요청을 알려 주며, 정보 입력 시 및 모드 설정 요청 시에 대한 정보를 출력하는 입출력부와; 시간 정보를 제공하는 RTC부와; 상기 입출력부를 통한 입력 정보를 전달받아 내부 메모리의 디밍 테이블 정보를 업그레이드시켜 주며, 상기 입출력부를 통한 모드 설정 요청에 따라 모드에 따른 시간대 별 전원 온/오프 시간 및 디밍 정도를 세팅시켜 주며, 상기 RTC부로부터 시간 정보를 제공받아 세팅된 전원 온/오프 시간 및 디밍 정도에 따라 스위치 제어 신호, 디밍 제어 신호, 계측 명령 신호 및 정전력 제어 신호를 생성하는 메인 프로세서부와; 상기 메인 프로세서부의 스위치 제어 신호에 따라 상기 스위치부를 스위치 온/오프 제어하는 스위치 제어부와; 상기 메인 프로세서부의 디밍 제어 신호에 따라 D/A 컨버터를 통해 상기 정전류 회로부를 디밍 제어하는 디밍 제어부와; 상기 메인 프로세서부의 계측 명령 신호에 따라 상기 2차 정류 및 필터부에서 필터링된 전원의 출력 전압을 계측하는 출력 전압 계측부와; 상기 메인 프로세서부의 계측 명령 신호에 따라 상기 정전류 회로부의 부하 전류를 계측하는 부하 전류 계측부와; 상기 메인 프로세서부의 정전력 제어 신호에 따라 상기 출력 전압 계측부에서 계측된 출력 전압과 상기 부하 전류 계측부에서 계측된 부하 전류를 인가받아 정해진 전력으로 일정하게 유지되도록 D/A 컨버터를 통해 상기 정전류 회로부를 정전력 제어하는 정전력 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에 의하면, LED 조명용 전원 장치에 디밍 제어 모듈을 내장시켜, 간단한 자동 디밍 제어 세팅 입력을 통해 계절별 및 시간별로 설정된 전원 온/오프 및 디밍 정도에 따라 LED 조명용 전원 장치의 전원을 자동으로 온/오프하거나 LED 조명의 밝기를 자동으로 조절해 줌으로써, 관리자의 관리에 편의를 제공하고 불필요하게 낭비되는 사용 전력을 최대한 줄일 수 있다.

도 1은 일반적인 LED 조명용 전원 장치를 나타낸 구성 블록도이다.
도 2는 도 1에 있어 PWM 제어부의 출력 전압 피드백 회로를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명용 전원 장치를 나타낸 구성 블록도이다.
도 4는 도 3에 있어 디밍 제어 모듈부의 디밍 제어를 위한 모드에 따른 시간대별 디밍 테이블(Dimming Table)의 예를 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명용 전원 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명용 전원 장치를 나타낸 구성 블록도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명용 전원 장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 교류 입력부(201)와, EMI 필터부(202)와, 1차 정류부(203)와, 고주파 스위칭부(204)와, 변압기부(205)와, 2차 정류 및 필터부(206)와, 정전류 회로부(207)와, PWM 제어부(208)와, LED 조명부(209)와, 보조 전원부(210)와, 스위치부(220)와, 디밍 제어 모듈부(230)를 포함한다. 여기서, 교류 입력부(201), EMI 필터부(202), 1차 정류부(203), 고주파 스위칭부(204), 변압기부(205), 2차 정류 및 필터부(206), 정전류 회로부(207), PWM 제어부(208), 그리고 LED 조명부(209)는 도 1에 도시된 구성과 유사하므로 그 설명을 생략하고, 하술할 내용에서는 다른 부분에 대해서만 설명하도록 한다.

정전류 회로부(207)는 2차 정류 및 필터부(206)를 거쳐 출력되는 전원을 항상 일정 전류를 LED 조명부(209)로 흘려 일정한 빛의 밝기를 유지시켜 주기 위해서, 트랜지스터가 내장된 리니어 회로 방식 또는 스위칭 방식에 의해서 정전류의 전원으로 생성시켜 LED 조명부(209)로 공급하는데, 특정 입력 포트를 통해 디밍 제어 모듈부(230)의 디밍 제어를 입력받아, 원하는 일정 크기의 정전류의 전원으로 조정시켜 디밍 동작을 수행함으로써, LED 조명부(209)의 밝기 조절을 위한 디밍 제어를 수행한다. 또한, 정전류 회로부(207)는 디밍 제어 모듈부(230)의 정전력 제어에 따라 온도가 상승하는 경우에 출력 전류를 증가시키고 온도가 하강하는 경우에 출력 전류를 감소시켜 정전력을 유지하도록 정전력 동작을 수행함으로써, LED 조명부(209)의 밝기를 일정한 수준으로 유지하기 위한 정전력 제어를 수행한다.

보조 전원부(210)는 1차 정류부(203)에서 변환된 직류 전원을 공급받아 PWM 제어부(208)와 디밍 제어 모듈부(230)에 필요한 전원으로 제공한다.

스위치부(220)는 예를 들어, 전원을 온/오프하기 위한 릴레이(Relay)로서, 정전류 회로부(207)와 LED 조명부(209) 사이에 구현되며, 디밍 제어 모듈부(230)의 스위치 온/오프 제어에 따라 스위치 온하거나 스위치 오프하여 정전류 회로부(207)에서 변환된 정전류의 전원을 LED 조명부(209)로 스위칭시켜 주거나 차단시켜 줌으로써, LED 조명부(209)의 온/오프 제어를 수행한다.

디밍 제어 모듈부(230)는 보조 전원부(210)로부터 직류 전원을 공급받아 동작을 수행하며, 내부 메모리에 저장되어 있는 디밍 테이블을 판독하며, 해당 판독된 디밍 테이블의 정보에 따라 스위치부(220)의 스위치 온/오프 제어를 수행하며, 출력 전압과 부하 전류를 계측하여 정전류 회로부(207)의 정전력 제어를 수행하며, 정전류 회로부(207)의 디밍 제어를 수행한다. 여기서, 해당 디밍 테이블은 도 4에 도시된 바와 같은 데이터베이스로 구현될 수 있는데, 즉 모드(예를 들어, 여름, 겨울, 일반1, 일반2, 최소 등의 모드)에 따른 시간대 별로 전원 온/오프 시간 및 디밍 정도에 대한 정보를 데이터베이스화하여 구현함으로써, 디밍 제어 모듈부(230)의 디밍 제어 동작이 해당 구현된 디밍 테이블에 의해 모드에 따른 시간대 별로 수행되어진다.

그리고 디밍 제어 모듈부(230)는 메인 프로세서부(231), 입출력부(232), RTC(Real Time Clock)부(233), 스위치 제어부(234), 출력 전압 계측부(235), 부하 전류 계측부(236), 정전력 제어부(237), 디밍 제어부(238)를 포함한다.

메인 프로세서부(231)는 입출력부(232)를 통해 입력되는 정보(즉, 모드에 따른 시간대 별 전원 온/오프 시간 및 디밍 정도에 대한 정보)를 전달받아 내부 메모리의 디밍 테이블 정보를 업그레이드시켜 주며, 입출력부(232)를 통해 입력되는 모드 설정 요청에 따라 해당 설정 요청된 모드에 따른 시간대 별 전원 온/오프 시간 및 디밍 정도를 세팅시켜 주며, RTC부(233)로부터 시간 정보를 제공받아 해당 세팅된 전원 온/오프 시간 및 디밍 정도에 따라 디밍 제어 신호를 생성시켜 디밍 제어부(238)에 인가하며, 또한 계측 명령 신호를 생성시켜 출력 전압 계측부(235)와 부하 전류 계측부(236)에 인가하고 정전력 제어 신호를 생성시켜 정전력 제어부(237)에 인가한다.

입출력부(232)는 관리자에 의해 터치스크린, 키패드 등을 통해 입력되는 정보 및 모드 설정 요청을 메인 프로세서부(231)에 알려 주며, 정보 입력 시 및 모드 설정 요청 시에 대한 정보를 LCD 등과 같은 디스플레이 또는 스피커를 통해 출력하여 관리자에게 알려 준다.

RTC부(233)는 배터리 등과 같은 전원에 의해 구동되어지며, 각 모드에 따른 시간대 별 디밍 제어 동작에 필요한 시간 정보(즉, 실시간 시간 클럭)를 메인 프로세서부(231)에 제공한다.

스위치 제어부(234)는 특정 포트(Port)에서 입력단에 스위치부(220)가 연결되어 있으며, 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 스위치 제어 신호에 따라 스위치부(220)를 스위치 온/오프 제어한다.

출력 전압 계측부(235)는 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 계측 명령 신호에 따라 2차 정류 및 필터부(206)를 거쳐 출력되는 전원의 출력 전압을 계측하고 계측된 출력 전압을 정전력 제어부(237)에 인가한다.

부하 전류 계측부(236)는 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 계측 명령 신호에 따라 정전류 회로부(207)의 부하 전류를 계측하고 계측된 부하 전류를 정전력 제어부(237)에 인가한다.

정전력 제어부(237)는 정전류 회로부(207)의 특정 입력 포트에 출력이 연결되어 있는 D/A 컨버터(Converter)를 구비하며, 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 정전력 제어 신호에 따라 출력 전압 계측부(234)에서 계측된 출력 전압과 부하 전류 계측부(235)에서 계측된 부하 전류를 인가받아 정해진 전력이 일정하게 유지되도록 D/A 컨버터를 통해 정전류 회로부(207)를 정전력 제어한다.

디밍 제어부(238)는 정전력 제어부(237)와 동일하게 연결 구성되어지며, 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 디밍 제어 신호에 따라 D/A 컨버터를 통해 정전류 회로부(207)를 디밍 제어한다.

아래에서는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명용 전원 장치의 동작을 상세하게 설명한다.

먼저, 보조 전원부(210)에서는 1차 정류부(203)에서 변환된 직류 전원을 공급받아 필요한 전원으로 PWM 제어부(208)와 디밍 제어 모듈부(230)에 제공해 준다. 또한, 디밍 제어 모듈부(230) 내에서 배터리 등과 같은 전원에 의해 구동되어지는 RTC부(233)는 각 모드에 따른 시간대 별 디밍 제어에 필요한 시간 정보를 메인 프로세서부(231)에 제공해 준다.

그리고 내부 메모리에 저장되어 있는 디밍 테이블 정보를 업그레이드시키기 위해서, 관리자가 입출력부(232)를 통해 정보를 입력하게 되면, 메인 프로세서부(231)는 입출력부(232)를 통해 입력되는 정보를 전달받아 내부 메모리의 디밍 테이블 정보를 업그레이드시켜 주게 된다.

또한, 각 모드에 따른 시간대 별 디밍 제어 동작을 수행하도록 하기 위해서, 관리자가 입출력부(232)를 통해 모드 설정을 요청하게 되면, 메인 프로세서부(231)는 입출력부(232)를 통해 입력되는 모드 설정 요청에 따라 해당 설정 요청된 모드에 따른 시간대 별 전원 온/오프 시간 및 디밍 정도를 세팅시켜 준다.

이에, 메인 프로세서부(231)는 내부 메모리에 세팅된 전원 온/오프 시간 및 디밍 정도를 판독하고, 해당 판독한 전원 온/오프 시간 및 디밍 정도에 따라 디밍 제어 신호를 생성시켜 디밍 제어부(238)에 인가하며, 또한 계측 명령 신호를 생성시켜 출력 전압 계측부(235)와 부하 전류 계측부(236)에 인가하고 정전력 제어 신호를 생성시켜 정전력 제어부(237)에 인가해 준다.

다시 말해서, 메인 프로세서부(231)는 내부 메모리에 세팅된 전원 온/오프 시간에 맞추어 LED 조명을 온/오프 제어하게 되며, 또한 내부 메모리에 세팅된 디밍 정도에 맞추어 각 시간대 별로 LED 조명의 디밍 정도를 달리 하도록 제어하게 된다.

이에 따라, 메인 프로세서부(231)는 내부 메모리에 세팅된 전원 온/오프 시간에 따라 스위치 제어 신호를 생성시켜 스위치 제어부(234)에 인가하며, 스위치 제어부(234)는 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 스위치 제어 신호에 따라 스위치부(220)를 스위치 온/오프 제어한다.

그러면, 스위치부(220)는 스위치 제어부(234)의 스위치 온/오프 제어에 따라 스위치를 온하거나 스위치를 오프하여, 정전류 회로부(207)에서 변환된 정전류의 전원을 LED 조명부(209)로 스위칭시켜 주거나 차단시켜 준다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 겨울 모드의 경우에는 18시에 스위치 온시켜 LED 조명을 켰다가 7시에 스위치 오프시켜 LED 조명을 끄게 되며, 최소 모드의 경우에는 19시에 스위치 온시켜 LED 조명을 켰다가 6시에 스위치 오프시켜 LED 조명을 끄게 된다. 상기 디밍 제어 모듈부의 상기 내부 메모리에 저장된 디밍 데이블 정보는, 여름에는 19시에서 다음날 7시까지 20% ~ 100% 까지 시간별로 디밍되게 작동되고, 봄, 가을 및 겨울에는 18시에서 다음날 7시까지 20% ~ 100% 까지 시간별로 디밍되게 작동되게 입력되고, 상기 20% ~ 100% 까지의 디밍작동범위는 22시까지 100%로 증가된 후 다음날 5시까지 20%로 디밍작동되게 되는 것이다.

그리고 메인 프로세서부(231)는 내부 메모리에 세팅된 디밍 정도에 따라 디밍 제어 신호를 생성시켜 디밍 제어부(238)에 인가하며, 디밍 제어부(238)는 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 디밍 제어 신호에 따라 D/A 컨버터를 통해 정전류 회로부(207)를 디밍 제어한다.

이에, 정전류 회로부(207)는 2차 정류 및 필터부(206)를 거쳐 출력되는 전원을 항상 일정 전류를 LED 조명부(209)로 흘려 일정한 빛의 밝기를 유지시켜 주기 위해서, 트랜지스터가 내장된 리니어 회로 방식 또는 스위칭 방식에 의해서 정전류의 전원으로 생성시켜 LED 조명부(209)로 공급하는데, 이때 특정 입력 포트를 통해 디밍 제어부(238)의 디밍 제어를 입력받아, 원하는 일정 크기의 정전류의 전원으로 조정시켜 디밍 동작을 수행하게 된다.

여기서, LED 조명부(209)를 가로등, 보안등 등과 같은 외부 조명으로 사용하는 경우, 계절에 대응하는 전원 온/오프 시간에 따라 LED 조명부(209)의 전원을 자동으로 온/오프하거나, 통행량이 적은 시간대나 계절에 따른 밝기 시간대에 따라 각기 다른 정도의 디밍으로 자동적으로 전원 제어함으로써, 불필요하게 낭비되는 사용 전력량을 현저히 줄일 수 있게 된다. 이때, 도 4에 도시된 바와 디밍 테이블에 따라 디밍 제어 동작을 수행했을 경우에 평균 소비 전력량이 44 ~ 73(%) 정도만 소비되는 효과를 얻을 수 있다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 겨울 모드의 경우에, 디밍 정도를 18시에는 50(%), 19시에는 80(%), 20시에는 100(%), 21시에는 100(%), 22시에는 100(%), 23시에는 50(%), 24시에는 50(%), 1시에는 20(%), 2시에는 20(%), 3시에는 20(%), 4시에는 20(%), 5시에는 20(%), 6시에는 100(%) 등으로 LED 조명의 밝기를 조절해 준다.

이와 동시에, 메인 프로세서부(231)는 출력 전압 계측을 위한 명령 신호를 생성시켜 출력 전압 계측부(235)에 인가함과 동시에, 부하 전류 계측을 위한 명령 신호를 생성시켜 부하 전류 계측부(236)에 인가하며, 또한 정전력 제어 신호를 생성시켜 정전력 제어부(237)에 인가한다.

이에, 출력 전압 계측부(235)는 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 계측 명령 신호에 따라 2차 정류 및 필터부(206)에서 필터링된 전원의 출력 전압을 계측하여 정전력 제어부(237)에 인가하며, 부하 전류 계측부(236)는 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 계측 명령 신호에 따라 정전류 회로부(207)의 부하 전류를 계측하여 정전력 제어부(237)에 인가한다.

이에 따라, 정전력 제어부(237)는 출력 전압 계측부(235)에서 계측된 출력 전압과 부하 전류 계측부(236)에서 계측된 부하 전류를 인가받고, 메인 프로세서부(231)로부터 인가되는 정전력 제어 신호에 따라 D/A 컨버터를 통해 정전류 회로부(207)를 정전력 제어하여 정해진 전력이 일정하게 유지되도록 한다.

그러면, 정전류 회로부(207)는 정전력 제어부(237)의 정전력 제어에 따라 온도가 상승하는 경우에 출력 전류를 증가시키고 온도가 하강하는 경우에 출력 전류를 감소시켜 정전력을 유지하도록 정전력 동작을 수행하게 된다.

다시 말해서, LED 조명용 전원 장치는 정전류로 동작되므로, LED는 온도에 따라 LED 순방향 전압(Vf)이 변하는 특성을 갖고 있다. 즉, 온도가 상승하면 LED 순방향 전압(Vf)이 낮아지고, 온도가 낮아지면 LED 순방향 전압(Vf)이 올라가는 동작 특성을 가진다. 따라서 정전력 제어부(237)의 정전력 제어는, 온도가 상승하는 경우에 출력 전류를 증가시키고 온도가 하강하는 경우에 출력 전류를 감소시켜 정전력을 유지하도록 정전류 회로부(207)의 동작을 제어해 준다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예는 AC/DC LED 조명용 전원 장치에 PLC 모듈을 내장시킨 구성에 대해서 설명하였으나, 이에 국한된 것이 아니라, DC/DC LED 조명용 전원 장치에 디밍 제어 모듈을 내장시킬 수도 있음을 잘 이해해야 한다.

이런 경우에, 보조 전원부(210)는 직류 입력부를 통해 인가되는 직류 전원을 공급받아 PWM 제어부(208)와 디밍 제어 모듈부(230)에 필요한 전원으로 제공하도록 구현되어진다.

이상, 본 발명의 실시 예는 LED 조명용 전원 장치에 디밍 제어 모듈을 내장시켜, 간단한 자동 디밍 제어 세팅 입력을 통해 계절별 및 시간별로 전원 온/오프 시간 및 디밍 정도를 설정시켜 주며, 설정된 전원 온/오프 시간 및 디밍 정도에 따라 LED 조명용 전원 장치의 전원을 자동으로 온/오프하거나 LED 조명의 밝기를 자동으로 조절해 줌으로써, 관리자의 관리에 편의를 제공하고 통행량이 적은 시간대나 여름철과 같이 늦은 시간까지 밝은 경우에는 사용 전력량을 줄일 수 있도록 구현한 LED 조명용 전원 장치에 대해서 설명하였다.

그러나 본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

201: 교류 입력부
202: EMI 필터부
203: 1차 정류부
204: 고주파 스위칭부
205: 변압기부
206: 2차 정류 및 필터부
207: 정전류 회로부
208: PWM 제어부
209: LED 조명부
210: 보조 전원부
220: 스위치부
230: 디밍 제어 모듈부
231: 메인 프로세서부
232: 입출력부
233: RTC부
234: 스위치 제어부
235: 출력 전압 계측부
236: 부하 전류 계측부
237: 정전력 제어부
238: 디밍 제어부

Claims

직류 전원을 공급하는 1차 정류부와, 상기 1차 정류부를 통해 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 고주파 스위칭부와, 고주파 스위칭부에서 변환된 교류 전원을 LED 조명에 맞는 교류 전원으로 변환하는 변압기부와, 변압기부에서 변환된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고 필터링하는 2차 정류 및 필터부와, 2차 정류 및 필터부에서 필터링된 전원을 정전류로 LED 조명에 공급하는 정전류 회로부를 포함한 LED 조명용 전원 장치에 있어서,
상기 정전류 회로부와 상기 LED 조명 사이의 스위치를 온/오프시켜 주는 스위치부와;
내부 메모리에 계절별로 다른 모드로 작동되게 저장된 디밍 테이블 정보에 따라 상기 스위치부의 스위치 온/오프 제어 및 상기 정전류 회로부의 디밍 제어를 수행하며, 출력 전압과 부하 전류를 계측하여 상기 정전류 회로부의 정전력 제어를 수행하는 디밍 제어 모듈부와;
상기 1차 정류부를 통해 공급되는 직류 전원을 필요한 전원으로 상기 디밍 제어 모듈부에 제공하는 보조 전원부를 더 포함하고,
상기 디밍 제어 모듈부의 상기 내부 메모리에 저장된 디밍 데이블 정보는, 여름에는 19시에서 다음날 7시까지 20% ~ 100% 까지 시간별로 디밍되게 작동되고, 봄, 가을 및 겨울에는 18시에서 다음날 7시까지 20% ~ 100% 까지 시간별로 디밍되게 작동되게 입력되고, 상기 20% ~ 100% 까지의 디밍작동범위는 22시까지 100%로 증가된 후 다음날 5시까지 20%로 디밍작동되며,
상기 디밍 제어 모듈부는,
입력 정보 및 모드 설정 요청을 알려 주며, 정보 입력 시 및 모드 설정 요청 시에 대한 정보를 출력하는 입출력부와;
시간 정보를 제공하는 RTC부와;
상기 입출력부를 통한 입력 정보를 전달받아 내부 메모리의 디밍 테이블 정보를 업그레이드시켜 주며, 상기 입출력부를 통한 모드 설정 요청에 따라 모드에 따른 시간대 별 전원 온/오프 시간 및 디밍 정도를 세팅시켜 주며, 상기 RTC부로부터 시간 정보를 제공받아 세팅된 전원 온/오프 시간 및 디밍 정도에 따라 스위치 제어 신호, 디밍 제어 신호, 계측 명령 신호 및 정전력 제어 신호를 생성하는 메인 프로세서부와;
상기 메인 프로세서부의 스위치 제어 신호에 따라 상기 스위치부를 스위치 온/오프 제어하는 스위치 제어부와;
상기 메인 프로세서부의 디밍 제어 신호에 따라 D/A 컨버터를 통해 상기 정전류 회로부를 디밍 제어하는 디밍 제어부와;
상기 메인 프로세서부의 계측 명령 신호에 따라 상기 2차 정류 및 필터부에서 필터링된 전원의 출력 전압을 계측하는 출력 전압 계측부와;
상기 메인 프로세서부의 계측 명령 신호에 따라 상기 정전류 회로부의 부하 전류를 계측하는 부하 전류 계측부와;
상기 메인 프로세서부의 정전력 제어 신호에 따라 상기 출력 전압 계측부에서 계측된 출력 전압과 상기 부하 전류 계측부에서 계측된 부하 전류를 인가받아 정해진 전력으로 일정하게 유지되도록 D/A 컨버터를 통해 상기 정전류 회로부를 정전력 제어하는 정전력 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 조명용 전원 장치.
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