KR101631520B1 - 조명 세트 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자 디바이스용 전원공급 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 전원 라인에 탈/부착되는 모듈 형태의 전자 디바이스용 전원공급 장치에 있어서, 외부의 교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환시키는 전원변환부, 상기 전원변환부에서 변환된 직류전원의 레벨을 조절하여 전극 스위칭부에 인가하는 입력전압 조정부, 상기 입력전압 조정부를 통해 인가된 직류전원의 극성을 스위칭하여 상기 전원 라인에 공급하는 전극 스위칭부 및 상기 전극 스위칭부를 통해 직류전원의 극성을 스위칭하게 하는 제어부를 포함한다.

Description

조명 세트 및 그 제어 방법{LIGHTING EQUIPMENT SET AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 전자 디바이스용 전원공급 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직류 전원 라인에 탈/부착되는 모듈 형태의 전자 디바이스에 있어서, 상기 직류 전원 라인의 부식을 방지하기 위한 전자 디바이스용 전원공급 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근 엘이디(LED) 램프의 사용이 증가하면서 수리와 교체가 편리하도록 전원 라인에 탈/부착이 가능한 모듈형 조명 장치 등의 전자 디바이스가 개발되고 있다.
통상적으로 고정형 조명 장치(예 : 벽이나 천정 또는 구조물에 고정되는 조명 장치)에 전원을 공급하는 전원 라인은 절연 피복으로 둘러싸인 두 가닥의 전선 끝에 조명 장치가 연결된다. 그러나 상기 모듈형 조명 장치는 전원 라인에 탈/부착되는 조명 장치의 각 전원 단자(예 : (+),(-) 단자)가 상기 전원 라인의 각 전극 라인(예 : (+),(-) 전극 라인)에 직접 접촉될 수 있도록 하기 위하여 상기 전원 라인이 피복으로 둘러싸여 있지 않고 외부로 노출되는 것이 일반적이다.
이때 상기 엘이디 램프는 직류 전원을 사용하기 때문에 상기 조명 장치에 전원을 공급하는 전원 라인도 직류 전원을 공급한다.
그런데 상기와 같이 직류 전원 라인이 대기 중에 노출될 경우 대기 중에 포함된 습기와 먼지로 인하여 누설전류가 발생하고, 상기 누설전류로 인하여 전기분해가 일어나게 됨으로써, 상기 직류 전원 라인이 부식되는 현상이 발생한다. 일반적으로 1일 평균 직류 5V를 초과하면 부식의 문제가 발생할 수 있다.
그리고 상기 모듈형 조명 장치에 직류 전원을 공급하는 직류 전원 라인에 부식이 발생할 경우, 상기 조명 장치와 직류 전원 라인 간에 접촉 불량이 발생할 수 있고, 그에 따라 조명의 품질이 떨어지거나 공급 전원의 불량으로 인하여 조명 장치나 전원 라인이 손상될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2011-0061088호(2011.06.09.공개, LED 조명용 전원공급장치 및 그 방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 직류 전원 라인에 탈/부착되는 모듈 형태의 전자 디바이스에 있어서, 상기 직류 전원 라인의 부식을 방지하기 위한 전자 디바이스용 전원공급 장치 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 전자 디바이스용 전원공급 장치는, 전원 라인에 탈/부착되는 모듈 형태의 전자 디바이스용 전원공급 장치에 있어서, 외부의 교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환시키는 전원변환부; 상기 전원변환부에서 변환된 직류전원의 레벨을 조절하여 전극 스위칭부에 인가하는 입력전압 조정부; 상기 입력전압 조정부를 통해 인가된 직류전원의 극성을 스위칭하여 상기 전원 라인에 공급하는 전극 스위칭부; 및 상기 전극 스위칭부를 통해 직류전원의 극성을 스위칭하게 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전극 스위칭부를 통해 전류가 흐르는 방향을 주기적으로 전환하는 극성 스위칭 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전극 스위칭부를 통해 전환된 극성에 대응하는 방향으로 흐르는 전류 또는 전압의 출력을 제어하기 위한 PWM 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 전극 스위칭부는, 상기 제어부의 스위칭 제어에 따라, 제1 방향으로 전류가 흐르게 하는 적어도 하나 이상의 스위칭 소자; 및 상기 제1 방향의 반대 방향으로 전류가 흐르게 하는 적어도 하나 이상의 다른 스위칭 소자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 적어도 하나 이상의 스위칭 소자의 온/오프 듀티를 제어하여 상기 제1 방향 또는 그 반대 방향으로 흐르는 전류 또는 전압의 증/감을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 스위칭 소자는, FET(field effect transistor), SCR(silicon controlled rectifier), 및 트라이액(TRIAC) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 입력전압 조정부에서 출력되는 직류전원의 레벨을 조절하여, 상기 전극 스위칭부에서 PWM 방식으로 조절하여 출력할 수 있는 최대 전압을 제한하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전원 라인에 연결된 조명 부하의 증/감을 검출하고, 상기 조명 부하의 증/감에 따라 상기 전극 스위칭부의 PWM 듀티를 증/감 제어하여 조명의 밝기를 일정하게 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전자 디바이스용 전원공급 장치의 제어 방법은, 전원 라인에 탈/부착되는 모듈 형태의 전자 디바이스용 전원공급 장치를 제어하는 방법에 있어서, 전원변환부가 외부의 교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환시키는 단계; 입력전압 조정부가 상기 변환된 직류전원의 레벨을 조절하여 전극 스위칭부에 인가하는 단계: 전극 스위칭부가 상기 입력전압 조정부를 통해 인가된 직류전원의 극성을 스위칭하여 상기 전원 라인에 공급하는 단계; 및 제어부가 상기 전극 스위칭부를 통해 직류전원의 극성을 스위칭하게 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 전극 스위칭부는, 상기 제어부의 스위칭 제어에 따라, 제1 방향으로 전류가 흐르게 하는 적어도 하나 이상의 스위칭 소자; 및 상기 제1 방향의 반대 방향으로 전류가 흐르게 하는 적어도 하나 이상의 다른 스위칭 소자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부가 상기 전극 스위칭부의 상기 적어도 하나 이상의 스위칭 소자의 온/오프 듀티를 제어하여 상기 제1 방향 또는 그 반대 방향으로 흐르는 전류 또는 전압의 증/감을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부가 상기 입력전압 조정부에서 출력되는 직류전원의 레벨을 조절하여, 상기 전극 스위칭부에서 PWM 방식으로 조절하여 출력할 수 있는 최대 전압을 제한하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부가 상기 전원 라인에 연결된 조명 부하의 증/감을 검출하고, 상기 조명 부하의 증/감에 따라 상기 전극 스위칭부의 PWM 듀티를 증/감 제어하여 조명의 밝기를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 직류 전원 라인에 탈/부착되는 모듈 형태의 전자 디바이스에 있어서, 직류 전원 공급 방식의 제어를 통해 상기 직류 전원 라인의 부식을 방지함으로써, 전자 디바이스의 품질이 떨어지거나 공급 전원의 불량으로 인한 전자 디바이스나 전원 라인의 손상을 방지할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 모듈형 조명 장치의 개략적인 형상을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치용 전원공급 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 전극 스위칭부의 보다 구체적인 구성을 보인 일 예시도.
도 4는 상기 도 3에 있어서, 전극 스위칭부를 통한 극성 스위칭 및 PWM 듀티 제어에 따른 출력 전압을 그래프로 보인 예시도.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 조명 장치용 전원공급 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치용 전원공급 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 조명 장치용 전원공급 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자 디바이스용 전원공급 장치 및 그 제어 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 발명의 일 실시예에서 전자 디바이스는 직류 전원 라인에 탈/부착 가능한 모듈 형태의 전자 디바이스로서, 설명의 편의상 조명 장치를 일 실시예로서 참조하여 설명지만, 상기 전자 디바이스를 조명 장치로 한정하고자 하는 것이 아님에 유의한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 모듈형 조명 장치의 개략적인 형상을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 모듈형 조명 장치(100)는 레일부(110), 조명부(130) 및 전원연결부(140)를 포함한다.
상기 레일부(110)는 상기 조명부(130)의 설치와, 위치 조절 및 전원 공급을 위해 구비되는 것으로서, 가이드레일부(112) 및 전극부(114)를 포함한다.
본 실시예에서, 상기 모듈형 조명 장치(100)는 피고정물에 설치되는데, 건물의 천장에 설치되는 것으로 예시된다. 그러나 상기 모듈형 조명 장치(100)의 설치 위치는 건물의 천장에만 한정되는 것은 아니며, 가구 등과 같이 건물이 아닌 다른 구조물에 설치될 수도 있고, 벽면이나 바닥면 등에 설치될 수도 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.
상기 가이드레일부(112)는 피고정물에 고정된다.
상기 가이드레일부(112)는 부도체의 플레이트로 이루어지며, 상기 가이드레일부(112)의 중앙에 형성되는 고정홀부(122) 및 상기 고정홀부(122)를 통해 피고정물에 결속되는 체결부재(예 : 못, 나사 못 등)를 통해 피고정물에 고정된다. 상기 가이드레일부(112)가 얇은 플레이트로 이루어짐에 따라 상기 고정홀부(122)는 강성을 유지하기 위해 상기 가이드레일부(112)의 중앙부로부터 돌출 형성되어 일정 두께를 형성한다. 그리고 체결부재(예 : 못, 나사 못 등)는 상기 고정홀부(122)를 관통하여 피고정물에 나사 결합되는 나사로 이루어진다. 이때 상기 고정홀부(122)에는 상기 체결부재의 헤드를 수용할 수 있도록 함몰 형태로 형성된다.
상기 전극부(114)는 상기 가이드레일부(112)에 설치된다.
상기 전극부(114)는 상기 가이드레일부(112)의 길이와 대응되는 길이를 갖도록 상기 가이드레일부(112)의 길이 방향으로 연장되며, 외부의 전원공급장치(미도시)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급받는다.
이때 상기 전극부(114)는 전원 라인이라고 기재할 수 있다.
즉, 상기 전극부(114)(즉, (+),(-) 전극 라인)는 상기 가이드레일부(112)에 일정간격 이격되어 나란하게 길이 방향으로 배치된다. 이는 후술되는 전원연결부(140)와 전기적으로 연결되며, 면접촉되기 위한 배치이다. 본 실시예에서 상기 전극부(114)는 자기력에 의해 부착될 수 있는 금속판으로 형성될 수 있다.
상기 조명부(130)는 상기 레일부(110)로부터 전원을 공급받아 발광하는 것으로서, 상기 전원연결부(140)에 전기적으로 연결되는 회로기판(132)과, 상기 회로기판(132)에 구비되는 광원부(134) 및 상기 광원부(134)의 전면에 구비되어 상기 광원부(134)에서 발광된 빛을 확산하는 확산부(136)를 포함한다.
상기 회로기판(132)에는 상기 광원부(134)를 구동시키기 위한 각종 회로부품이 실장된다. 그리고 상기 회로기판(132)은 상기 전원연결부(140)에 전기적으로 연결됨으로써, 상기 전원연결부(140)를 통해 상기 광원부(134)를 구동시키기 위한 전원을 공급받는다.
상기 광원부(134)는 상기 회로기판(132)에 설치되어 빛을 발광한다.
이러한 상기 광원부(134)는 빛을 발광하는 적어도 하나의 발광체를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 광원부(134)를 이루는 발광체는 엘이디(LED) 또는 오엘이디(OLED) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산부(136)는 상기 광원부(134)에서 발광된 빛을 확산시키는 것으로, 상기 전원연결부(140)에 결합되어 상기 광원부(134)의 전측에 구비된다. 상기 전원연결부(140)의 가장자리는 저면으로 연장 형성되며, 내부에 상기 회로기판(132)과 상기 광원부(134)가 수용될 수 있는 공간이 형성되며, 상기 전원연결부(140)의 양측면과 상기 확산부(136)의 내측면에는 상호 대응되는 걸림턱(136a,141a)이 형성되어 상호 결속된다.
또한 상기 회로기판(132)에 플랙시블 디스플레이가 적용될 수도 있다. 이때 전면에 구비되는 확산판(136)은 제거되며, 상기 플랙시블 디스플레이는 플랙시블 오엘이디(Flexible OLED) 또는 플랙시블 엘이디(Flexible LED) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 정보 또는 영상을 디스플레이 할 수 있다.
상기 전원연결부(140)는 상기 조명부(130)와 상기 레일부(110) 사이에 구비되어 상기 레일부(110)와 연속되게 접촉되어 상기 조명부(130)에 전원을 공급한다. 즉, 상기 전원연결부(140)는 상기 레일부(110)의 길이방향으로 구비되는 상기 전극부(114)와 선접촉 또는 면접촉됨으로써, 전원을 안정적으로 공급받을 수 있다.
그리고 상기 전원연결부(140)는 상기 조명부(130)와 레일부(110) 사이에 구비되어 상기 조명부(130)를 상기 레일부(110)에 고정함과 동시에 상기 레일부(110)와 상기 조명부(130)를 전기적으로 연결한다.
이러한 상기 전원연결부(140)는 상기 전극부(114)와 각각 접촉되고, 상기 조명부(130)와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 전원연결체(141)와, 상기 전원연결체(141)의 사이에 구비되는 절연블럭(144)을 포함한다.
상기 전원연결체(141)는 알루미늄 재질로 이루어지고, 상기 전원연결체(141)의 중앙에는 절연블럭(144)이 구비된다. 상기 절연블럭(144)의 양측면에는 결합돌기(145)가 형성되고, 상기 전원연결체(141)에는 각각 결합돌기(145)와 결합되는 결합홈부(142)가 형성된다. 상기 결합돌기(145)는 외측으로 갈수록 확장되는 구조를 지니고 상기 결합홈부(142)는 이에 대응되므로 상기 결합돌기(145)와 상기 결합홈부(142)는 슬라이딩 결합되며, 상기 절연블럭(144)의 양측으로 상기 전원연결체(141)가 구비되어 모듈화된다.
상기와 같이 상기 절연블럭(144)에 의해 모듈화된 각각의 상기 전원연결체(141)는 상호 대응되는 각각의 상기 전극부(114)와 접촉되어 전원을 공급받고, 상기 전원연결체(141)에 전기적으로 연결되는 상기 조명부(130)에 전원을 전달한다. 상기 전원연결부(140)는 상기 절연블럭(144)에 의해 정확하게 구획되어 있어 쇼트를 방지할 수 있다. 이때 상기 전극부(114)와 상기 전원연결체(141)는 면접촉되므로 정확한 전원연결이 가능하다.
그런데 이미 상술한 바와 같이, 직류 전원이 공급되는 상기 전원 라인(즉, 직류 전원 라인)이 대기 중에 노출될 경우 대기 중에 포함된 습기와 먼지로 인하여 누설전류가 발생하고, 상기 누설전류로 인하여 전기분해가 일어나게 됨으로써, 상기 직류 전원 라인이 부식되는 현상이 발생할 수 있다.
따라서 상기와 같은 부식이 발생되는 것을 방지하고, 또한 부식이 발생한다고 하더라도 양 측 전극에 균일한 부식이 발생하도록 함으로써, 조명 장치와 전원 라인 간의 접촉 불량이 최소화되게 할 필요가 있다. 이를 위해서는 상기 전원 라인에 공급되는 전원의 극성을 주기적으로 변경하는 것이 바람직하다.
이때 상기와 같이 전원 라인에 공급되는 전원의 극성이 변경될 경우, 상기 전원 라인에 부착된 조명 장치(100)가 이를 인식하여 일정한 극성을 갖는 직류 전원으로 변환하여 상기 조명부(130)를 구동할 수 있는 무극성 조명 장치로 구성될 필요가 있다. 다만 본 실시예에서 상기 무극성 조명 장치는 본 발명의 직접적인 요지가 아니므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치용 전원공급 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이고, 도 3은 상기 도 2에 있어서, 전극 스위칭부의 보다 구체적인 구성을 보인 일 예시도이며, 도 4는 상기 도 3에 있어서, 전극 스위칭부를 통한 극성 스위칭(즉, 극성 전환) 및 PWM 듀티 제어에 따른 출력 전압을 그래프로 보인 예시도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 조명 장치용 전원공급 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 조명 장치용 전원공급 장치(200)는, 전원변환부(210), 입력전압 조정부(220), 제어부(230), 및 전극 스위칭부(240)를 포함한다.
상기 전원변환부(210)는 외부전원인 교류(AC) 전원을 입력받아 직류(DC) 전원으로 변환시켜 출력한다.
상기 전극 스위칭부(240)는 제1 내지 제4 스위칭 소자(예 : FET 소자)로 이루어진 다수개의 스위칭 소자를 포함하여 구성되며(도 3 참조), 상기 전원변환부(210)로부터 인가되는 전원의 극성을 전환(즉, (+),(-)극성을 스위칭)시켜 상기 전극부(114)에 공급한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전극 스위칭부(240)에서 제1 및 제4 스위칭 소자(Q1,Q4)를 턴온시키면 (A)→(B)방향으로 전류가 흐르고, 제2 및 제3 스위칭 소자(Q2,Q3)를 턴온시키면 (B)→(A)방향으로 전류가 흐르게 됨으로써, 상기 전극부(114)에 인가되는 전원의 극성이 전환된다. 이때 상기 스위칭 소자(Q1~Q4)의 부호는 단지 스위칭 동작의 이해를 위해서 예시적으로 도시된 것이므로 실시예에 따라서 다른 형태로 변경될 수도 있다.
상기 제어부(230)는 상기 전극 스위칭부(240)의 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1~Q4)를 선택적으로 스위칭한다. 이때 상기 스위칭 주기는 변경 가능하며, 상기 전극 스위칭부(240)는 상기 스위칭 소자(Q1~Q4)로서 FET, SCR, TRIAC 등을 포함할 수 있다.
상기 제어부(230)는 상기 전극 스위칭부(240)를 제어하여 일정시간 간격으로 상기 전극 스위칭부(240)에 구성된 다수개의 스위칭 소자(Q1~Q4)를 선택적으로 온/오프시키고 극성전환이 일어나도록 할 뿐만 아니라, PWM(Pulse Width Modulation) 제어방식으로 상기 전극 스위칭부(240)를 제어하여 상기 전극부(114)에 인가되는 전압이나 전류를 조절할 수 있다.
다만 상기 PWM 제어방식으로 조절할 수 있는 최대 전압은 상기 입력전압 조정부(220)에서 공급되는 전압 이하로 제한된다.
가령 상기 입력전압 조정부(220)에서 공급되는 전압이 3V인 경우에 PWM 제어방식으로 조절할 수 있는 전압은 3V이하가 되고, 상기 입력전압 조정부(220)에서 공급되는 전압이 5V인 경우에 PWM 제어방식으로 조절할 수 있는 전압은 5V이하가 되는 것이다.
상기 제어부(230)는 상기 입력전압 조정부(220)를 제어하여 상기 전극 스위칭부(240)에 인가되는 전압의 최대치(즉, 최대 전압)을 제어할 수 있다.
가령 상기 전극부(114)나 상기 조명부(130)에 문제(예 : 쇼트)가 발생할 경우, 상기 제어부(230)는 상기 입력전압 조정부(220)를 제어하여 상기 전극 스위칭부(240)에 인가되는 전압을 0V로 조정함으로써 상기 전극부(114), 조명부(130), 및 전극 스위칭부(240)를 변환하여 전원공급 장치의 회로 및 소자(스위칭 소자)들을 보호할 수 있다.
다시 말해 상기 제어부(230)는 상기 전극 스위칭부(240)를 PWM 방식으로 제어하여 부하전류의 변동(예 : 상기 전원 라인에 부착되는 조명부의 개수 변동)에 대응하여 부하량(전압 * 전류)(또는 조명 밝기)을 일정하게 유지할 수 있도록 출력전압(즉, PWM DUTY로 조절되는 전압)을 제어한다.
가령, 전원 라인에 부착되는 조명부(130)(또는 모듈형 조명 장치)의 개수 증/감에 대응하여 소비전류가 증/감하게 되면, 상기 제어부(230)는 상기 전극부(114)에서 소비되는 전류(또는 조명 밝기)를 모니터링 하다가, 상기 전극 스위칭부(240)를 통해 PWM DUTY를 조절함으로써, 상기 전극부(114)에 인가되는 전압을 조절하여 소비전류(즉, 조명 밝기)를 일정하게 제어하게 된다.
상기 소비전류(즉, 조명 밝기)를 일정하게 제어하기 위하여, 본 실시예에 따른 전원공급 장치(200)는 상기 전원 라인에서 소모되는 전류를 검출하여 상기 제어부(230)에 출력하는 전류 검출부(310) 및 상기 전원 라인에 부착된 조명부(130)(또는 조명 장치)의 밝기를 검출하여 상기 제어부(230)에 출력하는 조명밝기 검출부(320)를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예로서 상기 전류 검출부(310) 및 상기 조명밝기 검출부(320)를 상기 조명 장치(100)에 구성하고, 상기 조명 장치(100)가 상기 소모 전류와 조명 밝기를 검출하여 그 결과를 상기 제어부(230)에 미리 설정된 임의의 통신 방식(예 : RS-232, WiFi, 블루투스, NFC, 적외선 등)으로 전송할 수도 있다.
도 4는 상기 도 3에 있어서, 상기 전극 스위칭부(240)를 통한 극성 스위칭(즉, 극성 전환) 및 PWM 듀티 제어에 따른 출력 전압을 그래프로 보인 예시도로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(230)는 미리 설정된 극성 스위칭 주기(즉, 극성 스위칭 경과 시간)마다 상기 전극부(114)에 인가되는 전류의 흐름을 반대 방향((+)→(-), 또는 (-)→(+))으로 전환한다. 또한 전류가 일정한 방향으로 흐르는 동안 PWM 듀티의 제어를 통해 상기 전극부(114)에 인가되는 전압을 조절하여 조명 밝기를 제어한다. 물론 실시예에 따라서는 PWM 듀티 제어를 통해 전류를 조절하여 조명 밝기를 제어하는 것도 가능하다.
한편 상기 도 2에 따른 실시예에서는 상기 제어부(230)가 상기 전극 스위칭부(240)의 극성 스위칭 주기 및 공급 전압(즉, 전극부에 출력되는 전압)의 PWM 듀티, 그리고 상기 입력전압 조정부(220)의 출력 전압(즉, 상기 전극 스위칭부에 입력되는 전압)을 자동으로 제어하는 것에 대해서 설명하였다.
그러나 도 5에 도시된 바와 같은 다른 실시예에 따르면, 상기 전극 스위칭부(240)의 공급 전압(또는 출력 전압)에 대한 PWM 듀티를 고정하고, 상기 전극 스위칭부(240)의 극성 스위칭 주기를 타이머부(250)에 설정된 설정 시간에 따라 전환되게 할 수도 있다.
이때 상기 설정 시간은 사용자가 수동으로 설정을 변경할 수 있다. 또한 상기 입력전압 조정부(220)도 사용자가 수동으로 그 출력 전압(즉, 상기 전극 스위칭부에 입력되는 전압)을 설정할 수도 있다. 물론 상기 제어부(230)가 상기 타이머부(250)의 기능을 수행할 수도 있다.
이하 상기 제어부(230)에 의해 상기 전극 스위칭부(240)의 극성 스위칭 주기 및 공급 전압(즉, 전극부에 출력되는 전압)의 PWM 듀티, 그리고 상기 입력전압 조정부(220)의 출력 전압(즉, 상기 전극 스위칭부에 입력되는 전압)을 자동으로 제어하는 방법에 대해서 도 6 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치용 전원공급 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(230)는 극성 스위칭 경과 시간을 체크한다(S101).
예컨대 상기 제어부(230)는 상기 전극 스위칭부(240)를 통해 (A)→(B) 방향(또는 (B)→(A) 방향)으로 전원을 공급한 경우 그 경과 시간을 체크한다.
그리고 상기 제어부(230)는 상기 극성 스위칭 경과 시간이 기 설정된 시간(즉, 스위칭 기준시간)에 도달되었는지 체크한다(S102).
예컨대 상기 스위칭 기준시간은 초 단위로 설정되거나 분 단위로 설정될 수 있으며, 그 보다 더 작은 시간 단위로 설정되거나 더 큰 시간 단위로 설정될 수도 있다.
상기 체크 결과에 따라, 상기 극성 스위칭 경과 시간이 기 설정된 시간에 도달되었을 경우(S102의 예), 상기 제어부(230)는 상기 전극 스위칭부(240)를 통해 공급되던 전원의 극성을 스위칭한다(S103).
예컨대 (A)→(B) 방향(또는 (B)→(A) 방향)으로 공급되던 전원의 극성을 (B)→(A) 방향(또는 (A)→(B) 방향)으로 스위칭한다.
이후로는 상기 S101 단계 내지 S103 단계를 반복 수행한다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 조명 장치용 전원공급 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(230)는 전극부(114)에 인가되는 전류와 전압을 검출하여 상기 전극부(114)에 부착된 조명 장치(100)의 부하량(소비전력)을 산출한다(S201).
예컨대 상기 부하량(소비전력)은 상기 전극부(114)(즉, 전원 라인)에 부착된 조명부(130)(또는 조명 장치)의 개수에 따라 달라질 수 있다.
그리고 상기 제어부(230)는 상기 산출된 부하량(소비전력)을 기 설정된 제1 기준값(기준 부하량) 이상인지 판단한다(S202).
상기 판단(S202) 결과에 따라, 상기 산출된 부하량이 상기 제1 기준값 이상인 경우(S202의 예), 상기 제어부(230)는 상기 전극 스위칭부(S203)의 PWM 듀티를 풀 듀티(Full Duty)로 향하여 증가시킨다(S203).
이에 따라 전류가 증가됨으로써 상기 전극부(114)(즉, 전원 라인)에 부착된 조명부(130)(또는 조명 장치)의 개수가 증가되더라도 조명 밝기가 어두워지지 않고 일정한 밝기를 유지할 수 있도록 한다.
상기 판단(S202) 결과에 따라, 상기 산출된 부하량이 상기 제1 기준값 보다 작은 경우(S202의 아니오), 상기 제어부(230)는 상기 산출된 부하량이 기 설정된 제2 기준값(기준 부하량) 이하인지 판단한다(S204).
상기 판단(S204) 결과에 따라, 상기 산출된 부하량이 상기 제2 기준값 이하인 경우(S202의 예), 상기 제어부(230)는 상기 전극 스위칭부(S203)의 PWM 듀티를 감소시킨다(S205). 이에 따라 전류가 감소됨으로써 상기 전극부(114)(즉, 전원 라인)에 부착된 조명부(130)(또는 조명 장치)의 개수에 맞춰 일정한 밝기를 유지할 수 있도록 한다.
만약 상기 판단(S204) 결과에 따라, 상기 산출된 부하량이 상기 제1 기준값과 제2 기준값 사이 값인 경우(S204의 아니오), 상기 제어부(230)는 상기 전극 스위칭부(S203)의 PWM 듀티를 증/감시키지 않고 현재 상태로 유지시킨다(S206).
상기와 같이 본 실시예는 미리 설정된 주기로 상기 전극부(114)(즉, 전원 라인)에 인가되는 전원의 극성을 스위칭 함으로써, 직류 전원 라인에 발생할 수 있는 부식을 방지하거나 최소화시킬 수 있도록 한다. 아울러 전원 라인에 부착되는 조명 장치의 개수에 대응하여 PWM 듀티를 증/감시킴으로써 조명 장치의 개수에 관계없이 일정한 밝기를 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 조명 장치 110 : 레일부
112 : 가이드레일부 114 : 전극부
120 : 고정부 122 : 고정홀부
124 : 체결부재 130 : 조명부
132 : 회로기판 134 : 광원부
136 : 확산부 136a, 141a: 걸림턱
137 : 플랙시블 디스플레이 140 : 전원연결부
141 : 전원연결체 142 : 결합홈부
144 : 절연블럭 145 : 결합돌기
200 : 전원공급 장치 210 : 전원변환부
220 : 입력전압 조정부 230 : 제어부
240 : 전극 스위칭부 250 : 타이머부
310 : 전류 검출부 320 : 조명밝기 검출부
Q1~Q4 : 스위칭 소자

Claims (13)

  1. 전원 라인에 탈/부착되는 모듈 형태의 조명 장치; 및 상기 조명 장치에 전원을 공급하는 전원공급 장치를 포함하되,
    상기 전원공급 장치는,
    외부의 교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환시키는 전원변환부;
    상기 전원변환부에서 변환된 직류전원의 레벨을 조절하여 전극 스위칭부에 인가하는 입력전압 조정부;
    상기 입력전압 조정부를 통해 인가된 직류전원의 극성을 스위칭하여 상기 전원 라인에 공급하는 전극 스위칭부; 및
    상기 전극 스위칭부를 통해 직류전원의 극성을 주기적으로 스위칭하게 하는 제어부;를 포함하고,
    상기 조명 장치는,
    상기 전원 라인을 통해 공급되는 전원의 극성이 변경될 경우, 이를 인식하여 일정한 극성을 갖는 직류 전원으로 변환하여 조명부를 구동하는 무극성 조명 장치이며,
    상기 전원 라인은,
    피고정물에 고정시키기 위한 부도체의 플레이트를 포함하는 가이드레일부에 (+)(-)전극부가 일정간격으로 이격되어 나란하게 길이 방향으로 배치되고, 외부의 전원공급장치와 전기적으로 연결되어 전원을 공급받으며,
    상기 전극부와 각각 면접촉으로 연결되고, 상기 조명부와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 전원연결체 사이에 구비되는 절연블럭을 포함하는 전원연결부;를 더 포함하고,
    상기 조명부는, 상기 전극부와 연결되는 상기 한 쌍의 전원연결체와 전기적으로 연결되어 빛을 발광하는 광원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 세트.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전극 스위칭부를 통해 전환된 극성에 대응하는 방향으로 흐르는 전류 또는 전압의 출력을 제어하기 위한 PWM 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 조명 세트.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전극 스위칭부는,
    상기 제어부의 스위칭 제어에 따라,
    제1 방향으로 전류가 흐르게 하는 적어도 하나 이상의 스위칭 소자; 및
    상기 제1 방향의 반대 방향으로 전류가 흐르게 하는 적어도 하나 이상의 다른 스위칭 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 세트.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 적어도 하나 이상의 스위칭 소자의 온/오프 듀티를 제어하여 상기 제1 방향 또는 그 반대 방향으로 흐르는 전류 또는 전압의 증/감을 제어하는 것을 특징으로 하는 조명 세트.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 스위칭 소자는,
    FET(field effect transistor), SCR(silicon controlled rectifier), 및 트라이액(TRIAC) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 세트.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 입력전압 조정부에서 출력되는 직류전원의 레벨을 조절하여,
    상기 전극 스위칭부에서 PWM 방식으로 조절하여 출력할 수 있는 최대 전압을 제한하는 것을 특징으로 하는 조명 세트.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전원 라인에 연결된 조명 부하의 증/감을 검출하고,
    상기 조명 부하의 증/감에 따라 상기 전극 스위칭부의 PWM 듀티를 증/감 제어하여 조명의 밝기를 일정하게 제어하는 것을 특징으로 하는 조명 세트.
  9. 전원 라인에 탈/부착되는 모듈 형태의 조명 장치; 및 상기 조명 장치에 전원을 공급하는 전원공급 장치를 포함하는 조명 세트의 제어 방법에 있어서,
    상기 전원공급 장치의 전원변환부가 외부의 교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환시키는 단계;
    상기 전원공급 장치의 입력전압 조정부가 상기 변환된 직류전원의 레벨을 조절하여 전극 스위칭부에 인가하는 단계: 및
    상기 전원공급 장치의 전극 스위칭부가 상기 입력전압 조정부를 통해 인가된 직류전원의 극성을 스위칭하여 상기 전원 라인에 공급하는 단계;를 포함하고,
    상기 조명 장치는,
    상기 전원 라인을 통해 공급되는 전원의 극성이 변경될 경우, 이를 인식하여 일정한 극성을 갖는 직류 전원으로 변환하여 조명부를 구동하는 무극성 조명 장치이며,
    상기 전원 라인은,
    피고정물에 고정시키기 위한 부도체의 플레이트를 포함하는 가이드레일부에 (+)(-)전극부가 일정간격으로 이격되어 나란하게 길이 방향으로 배치되고, 외부의 전원공급장치와 전기적으로 연결되어 전원을 공급받으며,
    상기 전극부와 각각 면접촉으로 연결되고, 상기 조명부와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 전원연결체 사이에 구비되는 절연블럭을 포함하는 전원연결부;를 더 포함하고,
    상기 조명부는, 상기 전극부와 연결되는 상기 한 쌍의 전원연결체와 전기적으로 연결되어 빛을 발광하는 광원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 세트의 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 전극 스위칭부는, 제어부의 스위칭 제어에 따라,
    제1 방향으로 전류가 흐르게 하는 적어도 하나 이상의 스위칭 소자; 및
    상기 제1 방향의 반대 방향으로 전류가 흐르게 하는 적어도 하나 이상의 다른 스위칭 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 세트의 제어 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 전극 스위칭부의 상기 적어도 하나 이상의 스위칭 소자의 온/오프 듀티를 제어하여 상기 제1 방향 또는 그 반대 방향으로 흐르는 전류 또는 전압의 증/감을 제어하는 것을 특징으로 하는 조명 세트의 제어 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    제어부가 상기 입력전압 조정부에서 출력되는 직류전원의 레벨을 조절하여, 상기 전극 스위칭부에서 PWM 방식으로 조절하여 출력할 수 있는 최대 전압을 제한하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 세트의 제어 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    제어부가 상기 전원 라인에 연결된 조명 부하의 증/감을 검출하고,
    상기 조명 부하의 증/감에 따라 상기 전극 스위칭부의 PWM 듀티를 증/감 제어하여 조명의 밝기를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 조명 세트의 제어 방법.
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