KR102149918B1 - Led 디머, 이를 포함하는 led 조명장치 및 led 조명장치의 디밍 제어 방법 - Google Patents

Led 디머, 이를 포함하는 led 조명장치 및 led 조명장치의 디밍 제어 방법 Download PDF

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Abstract

전원 스위치의 스위칭에 따라 LED 발광부의 조도를 변경하는 LED 디머, 이를 포함하는 LED 조명장치, 및 LED 조명장치의 디밍 제어 방법이 개시된다. 전원 스위치의 스위칭에 따라 LED 조명장치의 동작구간이 변경되며, 이전 동작구간의 디밍레벨 및 전원 스위치 온-시간에 기초하여 다음 동작구간의 디밍레벨이 결정된다. 이전 동작구간의 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 1 기준시간 미만인 경우, 또는 이전 동작구간의 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 2 기준시간 이상인 경우, 다음 동작구간의 디밍레벨은 이전 동작구간의 디밍레벨로 유지된다. 반면, 이전 동작구간의 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 1 기준시간 이상이고 제 2 기준시간 미만인 경우, 다음 동작구간의 디밍레벨은 이전 동작구간의 디밍레벨의 다음 상태에 해당되는 디밍레벨로 설정된다.

Description

LED 디머, 이를 포함하는 LED 조명장치 및 LED 조명장치의 디밍 제어 방법{A LED DIMMER, A LED LIGHTING APPARATUS COMPRISING THE SAME, AND A DIMMING METHOD FOR THE LED LIGHTING APPARATUS}
본 발명은 LED 디머, 이를 포함하는 LED 조명장치 및 LED 조명장치의 디밍 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 전원 스위치의 스위칭 동작에 따라 LED의 조도를 제어할 수 있는 LED 디머, 이를 포함하는 LED 조명장치 및 LED 조명장치의 디밍 제어 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드의 조광 동작은 인가되는 외란에 따라 LED 조명장치의 조도 또는 밝기가 변경되는 것을 지칭하며, LED 디머란 이러한 LED 조명장치 내에서 이러한 조도 제어 기능을 수행하는 장치를 의미한다. 이러한 LED 디머는, LED 조명장치의 LED의 소모 전력을 절감하고, 효율적인 동작을 위해 LED 조명장치에 구비된다.
특히, LED에서 지속적인 발광 동작으로 인해 발생되는 열은 조명 동작의 품질을 저하시키는 일 요인이 된다. 또한, 사용되는 전원전압이 직류 특성을 가지는 경우, 별도의 정류 동작이 필요하지 않으며, 인가되는 전원을 직접 사용할 수 있겠으나 이는 적용에 일정한 한계가 있다.
반면, 교류 전원을 사용하는 경우, 전력 사용의 효율 증대를 위해 별도의 정류 동작이 필요하며, 정류된 직류 전압을 사용하여 발광 동작이 수행된다. 특히, LED가 채용된 LED 조명장치에서는 인가되는 교류 전원을 효율적으로 사용하는 것이 문제가 된다. 특히, 사용자의 입력, 또는 LED 조명장치의 동작환경 또는 동작 상태에 따라 LED 조명장치의 조도가 제어되거나, 전원 동작이 제어되어야 한다.
이러한 조명장치의 조도를 제어하기 위하여 다양한 방식의 디머가 이용되고 있다. 또한, 조명장치의 조도를 제어하기 위한 사용자의 입력을 수신하기 위하여 다양한 디밍 스위치들이 이용되고 있다. 이러한 디밍 스위치로서 조명장치의 온/오프뿐만 아니라 디밍 레벨을 제어할 수 있는 다이얼식 디밍 스위치가 널리 이용되고 있다. 이러한 다이얼식 디밍 스위치를 이용하는 경우, 사용자가 다이얼식 디밍 스위치를 조절함에 따라 조명장치의 디밍 레벨이 결정되며, 결정된 디밍 레벨에 따라 조도 제어가 용이하게 수행될 수 있다. 그러나, 비다이얼식 스위치(예를 들어, 버튼식 스위치, 래치식 스위치 등)를 이용하여 조명장치의 온/오프만을 제어하도록 구성된 조명장치의 경우 디밍 제어의 필요성이 있으나 이를 용이하게 구현할 수 없다는 문제점이 있었다. 따라서, 비다이얼식 스위치를 이용하여 조명장치의 디밍 제어를 수행하기 위한 다양한 기술들, 즉, 스위치 디머에 관련된 기술들이 활발하게 개발되고 있다. 스위치 디머와 관련된 종래기술들 중 하나로서, "MICROCOMPUTER-CONTROLLED LIGHIT SWITCH"라는 명칭의 미국 등록특허 US 4,649,323호(특허문헌 1)는, 한쌍의 비-래치식 스위치들을 이용하여 조명장치의 조도를 제어할 수 있는 기술을 제안하였다. 이를 보다 구체적으로 살펴보면, 특허문헌 1에 개시된 발명(종래기술 1)은 사용자에 의한 스위치들의 누름 상태를 판단하여, 스위치들 중 어느 하나가 길게 눌려지고 있는 경우 "프리셋(preset)" 설정 모드로 판단하여 조명장치의 조도를 증가시키거나 또는 감소시키고, 사용자가 스위치를 더 이상 누르지 않으면 그 시점의 조도를 프리셋 레벨로 저장하도록 구성된다. 또한, 종래기술 1은, 스위치들 중 어느 하나가 짧게 눌려지는 경우(즉, 탭되는 경우), 눌려진 스위치(조도 증가 스위치 또는 조도 감소 스위치)에 따라 조명장치의 현재 조도를 프리셋 레벨, 최대(full on) 레벨, 오프(off) 레벨 중 하나로 변화시킬 수 있도록 구성되어 있다. 그러나, 이러한 종래기술 1의 경우, i) 사용자가 별도의 프리셋 설정과정을 수행해야 한다는 점, ii) 2개의 디밍 전용 스위치가 필요하다는 점, iii) 버튼식 스위치에만 적용될 수 있어 래치식 스위치에는 적용이 불가능하다는 점, iv) 사용자에 의해 스위치가 눌려지는 시간을 측정해야 한다는 점, v) 세밀한 조도 제어가 불가능하다는 점 등에 있어 문제가 있었다. 한편, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, "REVERSIBLE DIMMER DEVICE OF GAS DISCHARGE LAMPS AND THE CONTROL METHOD FOR LIGHT ADJUSTING THEREOF"라는 명칭의 미국 등록특허 US 7,235,933호(특허문헌 2)는, 조명장치로의 전원 입력을 턴-온/턴-오프할 수 있는 하나의 파워 스위치를 이용하여 조명장치의 조도를 제어할 수 있는 기술을 제안하였다. 특허문헌 2에 개시된 발명(종래기술 2)은 사용자의 조작에 따른 파워 스위치의 상태를 검출하고, 검출된 파워 스위치의 상태변화에 따라 조명장치의 조도를 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 이를 보다 구체적으로 살펴보면, 종래기술 2는 사용자의 조작에 따라 파워 스위치가 짧은 시간 동안 빠르게 오프-온되는 경우 이를 사용자의 조도 제어 명령으로 인식하고, 오프-온되는 횟수 및 타이밍에 기초하여 조명장치의 조도제어를 수행하도록 구성되어 있다. 그러나, 이러한 종래기술 2의 경우 파워 스위치의 오프-타임(off-time) 센싱에 기반한 조명장치로서, 오프-타임 동안 로직 제어 회로에 전원을 공급해야 하므로 파워 저장 디바이스가 필요하다는 문제점이 있다. 즉, 종래기술 2의 경우, 커패시터와 같은 파워 저장 디바이스가 필수적으로 포함되어야 하므로, 조명장치의 회로 구성이 복잡해지고, 소형화가 어려우며, 커패시터의 짧은 수명으로 인해 조명장치의 전체적인 수명이 짧아진다는 문제점이 있다. 한편, 오프-타임 센싱 기반의 조명장치의 또 다른 예로써, "DRIVING CIRCUIT WITH DIMMING CONTROLLER FOR DRIVING LIGHT SOURCES"라는 명칭의 미국 공개특허 US 2010/0148691호(특허문헌 3)는 종래기술 2와 거의 유사한 방식의 디밍 제어 기술을 개시하고 있다. 특허문헌 3에 개시된 발명(종래기술 3)에 따른 LED 조명장치의 개략적인 블록도가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술 3에 따른 조명장치는 파워 스위치(04), AC/DC 컨버터(06), 디밍 제어기(08), 파워 컨버터(10), LED 스트링(12) 및 전류 센서(14)를 포함하여 구성된다. 파워 스위치(04)는 사용자의 조작에 따라 교류 전원 입력을 선택적으로 LED 조명장치에 인가하는 기능을 수행하게 되며, AC/DC 컨버터(06)는 교류 입력 전압을 브리지 다이오드에 의해 전파정류하여 직류 전압으로 변환하여 출력하고, 파워 컨버터(10)는 직류 전압을 인가받아 안정화하고 안정화된 파워를 LED 스트링(12)에 제공하는 기능을 수행하도록 구성된다. 종래기술 3에 따른 LED 조명장치의 디밍 제어 기능에 대하여 살펴보면, 디밍 제어기(08)는 AC/DC 컨버터(06)로부터 직류 전압이 입력되는지 여부를 모니터링함으로써 파워 스위치(04)의 동작상태를 모니터링하고, 파워 스위치(04)의 턴-오프 동작이 검출될 때마다 디밍 레벨을 변경시키도록 구성된다. 즉, 종래기술 3의 디밍 제어기(08)는 파워 스위치(04)가 턴-오프될 때마다 카운터의 값을 변경시키고, 파워 스위치가 그 뒤 다시 턴-온되는 경우 변경된 카운터의 값에 따라 LED 조명장치의 디밍 제어를 수행하도록 구성된다. 이러한 기능을 수행하기 위하여, 종래기술 3의 디밍 제어기(08)는 파워 스위치(04)가 턴-오프되어 있는 동안, 즉, 오프-타임 동안 지속적으로 구동 상태가 유지되어야 하며, 이에 따라 종래기술 3에 따른 LED 조명장치는 오프-타임 동안 디밍 제어기(08)에 전원을 공급하도록 구성되는 커패시터(C10)를 포함하여 구성된다. 그러나, 이러한 종래기술 3은, i) 파워 스위치(04)의 동작 상태를 검출해야 하므로 회로 구성이 복잡해지고, ii) 오프-타임 동안 디밍 제어기(08)에 동작전원을 공급하기 위한 커패시터 등의 에너지 충방전 소자를 필수적으로 포함해야 하므로 회로 구성이 복잡해지는 동시에, LED 조명장치의 소형화가 어려워지며, 커패시터의 짧은 수명으로 인해 LED 조명장치의 전체적인 수명이 짧아지고, 제조 단가가 상승한다는 문제점이 있다. 또한, 이러한 종래기술 3은, (iii) 입력전원이 오프상태 전원인 커패시터를 통과하기 때문에 입력전류가 입력전압과 불일치하게 되어 PF(Power Factor)가 저하되고, THD(Total Harmonic Distortion)가 증가하게 되며, (iv) 디밍 제어기(08)가 파워 스위치(04)가 턴-온되어 전원이 다시 인가되는 경우 최우선적으로 센싱 동작을 수행해야 하므로 LED 조명장치의 동작 안정화에 시간지연이 발생하며, 급격한 전원 변동으로 인해 불안정한 동작이 야기될 위험성이 높다는 문제점이 있다.
미국 특허등록공보 US 4,649,323호 미국 특허등록공보 US 7,235,933호 미국 특허공개공보 US 2010/0148691호 일본 특허공개공보 JP 2009-110914호
본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다.
본 발명은 비다이얼식 스위치를 이용하여 조도가 제어될 수 있는 LED 조명장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 오프-타임 동안 별도의 센싱 동작을 필요로 하지 않는 LED 조명장치를 제공하는 것을 다른 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 오프-타임 동안 LED 조명장치의 조도 제어를 수행하는 제어신호 생성부에 구동 전원을 공급할 별도의 오프-타임 전원을 필요로 하지 않는 LED 조명장치를 제공하는 것을 또 다른 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 LED 조명장치의 온-타임을 측정함으로써, 사용자가 선호하는 조도를 자동으로 판별하고 이를 유지할 수 있는 LED 조명장치를 제공하는 것을 또 다른 일 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특유의 효과를 달성하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전원 스위치, 구동전압 공급부 및 LED 발광부를 포함하는 LED 조명장치의 디밍 제어를 수행하는 LED 디머에 있어서, 사용자의 조작에 따라 상기 전원 스위치가 스위칭되어 상기 LED 조명장치의 동작구간이 변경되는 경우, 상기 전원 스위치의 스위칭 이후의 동작구간(이하, '제 k+1 동작구간'이라 함, k는 양의 정수)의 디밍레벨을 상기 전원 스위치의 스위칭 이전의 동작구간(이하, '제 k 동작구간'이라 함)의 디밍레벨과 다르게 선택하고, 상기 제 k 동작구간 동안 선택된 디밍레벨에 따라 상기 LED 발광부의 조도를 제어하는 것을 특징으로 하는, LED 디머가 제공된다.
바람직하게, 상기 LED 디머는, 디밍레벨의 크기에 따라 순차적으로 구조화되어 저장된 제 1 디밍레벨 내지 제 n 디밍레벨(n은 2 이상의 양의 정수)으로 구성된 디밍레벨 그룹을 포함하며, 상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치의 스위칭들에 의해 상기 동작구간들이 변경됨에 따라 상기 디밍레벨 그룹 내에서 상기 디밍레벨을 순차적으로 변경하고, 변경된 디밍레벨에 따라 특정 동작구간 동안 상기 LED 발광부의 조도를 제어하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때, 목표 디밍레벨은 제 i 디밍레벨(i는 n 이하의 양의 정수)로서 설정되어 있으며, 상기 LED 디머는, 상기 제 k 동작구간의 개시시 상기 목표 디밍레벨을 판독하고, 상기 제 k 동작구간 동안 목표 디밍레벨로서 판독된 상기 제 i 디밍레벨에 따라 상기 LED 발광부의 조도를 제어하며, 상기 제 i 디밍레벨에 따라 상기 LED 발광부의 조도 제어를 시작한 직후 상기 목표 디밍레벨을 제 i+1 디밍레벨로 설정하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간(on-time)의 측정을 동시에 시작하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 1 기준시간에 도달하는 시점에 상기 목표 디밍레벨을 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간의 측정을 동시에 시작하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 2 기준시간에 도달하는 시점에 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정되어 있는 상기 목표 디밍레벨을 다시 제 i 디밍레벨로 재설정하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간(on-time)의 측정을 동시에 시작하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 1 기준시간에 도달하는 시점에 상기 목표 디밍레벨을 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 2 기준시간에 도달하는 시점에 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정되어 있는 상기 목표 디밍레벨을 다시 제 i 디밍레벨로 재설정하되, 상기 제 2 기준시간은 상기 제 1 기준시간보다 크게 설정될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 교류 전원과 정류부 사이에 연결되며, 사용자의 조작에 따라 상기 교류 전원으로부터 인가되는 교류 전압을 선택적으로 출력하는 전원 스위치; 상기 전원 스위치에 연결되며, 상기 전원 스위치를 통해 인가되는 상기 교류 전압을 처리하여 구동전압을 형성하고, 형성된 구동전압을 LED 발광부 및 LED 디머로 출력하는 구동전압 공급부; 사용자의 조작에 따라 상기 전원 스위치가 스위칭되어 LED 조명장치의 동작구간이 변경되는 경우, 상기 전원 스위치의 스위칭 이후의 동작구간(이하, '제 k+1 동작구간'이라 함, k는 양의 정수)의 디밍레벨을 상기 전원 스위치의 스위칭 이전의 동작구간(이하, '제 k 동작구간'이라 함)의 디밍레벨과 다르게 선택하고, 상기 제 k 동작구간 동안 선택된 디밍레벨에 따라 LED 발광부의 조도를 제어하는 LED 디머; 및 상기 LED 디머의 제어에 따라 발광 동작을 수행하는 LED 발광부를 포함하는 것을 특징으로 하는, LED 조명장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 구동전압 공급부는 상기 교류 전압을 전파정류하고, 전파정류된 정류전압을 상기 LED 발광부 및 상기 LED 디머로 출력하는 정류부일 수 있다.
바람직하게, 상기 LED 디머는, 디밍레벨의 크기에 따라 순차적으로 구조화되어 저장된 제 1 디밍레벨 내지 제 n 디밍레벨(n은 2 이상의 양의 정수)으로 구성된 디밍레벨 그룹을 포함하며, 상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치의 스위칭들에 의해 상기 동작구간들이 변경됨에 따라 상기 디밍레벨 그룹 내에서 상기 디밍레벨을 순차적으로 변경하고, 변경된 디밍레벨에 따라 특정 동작구간 동안 상기 LED 발광부의 조도를 제어하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때, 목표 디밍레벨은 제 i 디밍레벨(i는 n 이하의 양의 정수)로서 설정되어 있으며, 상기 LED 디머는, 상기 제 k 동작구간의 개시시 상기 목표 디밍레벨을 판독하고, 상기 제 k 동작구간 동안 목표 디밍레벨로서 판독된 상기 제 i 디밍레벨에 따라 상기 LED 발광부의 조도를 제어하며, 상기 제 i 디밍레벨에 따라 상기 LED 발광부의 조도 제어를 시작한 직후 상기 목표 디밍레벨을 제 i+1 디밍레벨로 설정하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간(on-time)의 측정을 동시에 시작하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 1 기준시간에 도달하는 시점에 상기 목표 디밍레벨을 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간의 측정을 동시에 시작하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 2 기준시간에 도달하는 시점에 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정되어 있는 상기 목표 디밍레벨을 다시 제 i 디밍레벨로 재설정하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간(on-time)의 측정을 동시에 시작하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 1 기준시간에 도달하는 시점에 상기 목표 디밍레벨을 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 2 기준시간에 도달하는 시점에 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정되어 있는 상기 목표 디밍레벨을 다시 제 i 디밍레벨로 재설정하되, 상기 제 2 기준시간은 상기 제 1 기준시간보다 크게 설정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 전원 스위치, 구동전압 공급부, LED 디머, 및 LED 발광부를 포함하는 LED 조명장치의 디밍 제어 방법에 있어서, (a) 사용자의 조작에 따라 상기 전원 스위치가 턴-온되는지 여부를 판단하는 단계; (b) 상기 전원 스위치가 턴-온되는 경우, 설정되어 있는 목표 디밍레벨을 판독하고, 판독된 디밍레벨에 따라 상기 LED 발광부의 조도 제어를 개시함으로써 제 k 동작구간(k는 양의 정수)을 개시하는 단계; (c) 상기 상기 LED 발광부의 조도 제어를 개시한 직후에, 상기 목표 디밍레벨을 상기 판독된 디밍레벨의 다음 상태의 디밍레벨로 변경하여 설정하는 단계; 및 (d) 사용자의 조작에 따라 상기 전원 스위치가 턴-오프되는지 여부를 판단하고, 상기 전원 스위치가 턴-오프되는 경우 상기 제 k 동작구간을 종료하는 단계를 포함하되, 상기 (c) 단계에서 변경되어 설정되는 목표 디밍레벨은 제 k+1 동작구간의 디밍레벨이 되도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 LED 디머는, 디밍레벨의 크기에 따라 순차적으로 구조화되어 저장된 제 1 디밍레벨 내지 제 n 디밍레벨(n은 2 이상의 양의 정수)으로 구성된 디밍레벨 그룹을 포함하며, 상기 LED 조명장치의 디밍 제어 방법은, 상기 (a) 단계 내지 상기 (d) 단계를 수행함에 의해 상기 동작구간들이 변경됨에 따라 상기 디밍레벨 그룹 내에서 상기 디밍레벨을 순차적으로 변경하고, 변경된 디밍레벨에 따라 특정 동작구간 동안 상기 LED 발광부의 조도를 제어하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 (a) 단계 이전의 제 k-1 동작구간의 종료시, 상기 제 k 동작구간에 대하여 상기 목표 디밍레벨이 제 i 디밍레벨(i는 n 이하의 양의 정수)로서 설정되어 있으며, 상기 (b) 단계는, 상기 제 k 동작구간의 개시시 상기 목표 디밍레벨을 판독하고, 상기 목표 디밍레벨로서 판독된 상기 제 i 디밍레벨에 따라 상기 LED 발광부의 조도 제어를 시작하며, 상기 (c) 단계는, 상기 목표 디밍레벨을 제 i+1 디밍레벨로 설정하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 (b) 단계는 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간(on-time)의 측정을 동시에 시작하고, 상기 (c) 단계는 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 1 기준시간에 도달하는 시점에 상기 목표 디밍레벨을 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 (b) 단계는 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간의 측정을 동시에 시작하고, 상기 (c) 단계는 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 2 기준시간에 도달하는 시점에 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정되어 있는 상기 목표 디밍레벨을 다시 제 i 디밍레벨로 재설정하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 (b) 단계는 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간(on-time)의 측정을 동시에 시작하고, 상기 (c) 단계는, (c-1) 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 1 기준시간에 도달하는 시점에 상기 목표 디밍레벨을 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정하는 단계; 및 (c-2) 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 2 기준시간에 도달하는 시점에 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정되어 있는 상기 목표 디밍레벨을 다시 제 i 디밍레벨로 재설정하는 단계를 포함하되, 상기 제 2 기준시간은 상기 제 1 기준시간보다 크게 설정될 수 있다.
본 발명에 따르면 비다이얼식 스위치를 이용하여 LED 조명장치의 조도를 효과적으로 제어할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 오프-타임 동안 별도의 센싱 동작을 필요로 하지 않기 때문에, 오프-타임 동안 LED 조명장치의 조도 제어를 수행하는 제어신호 생성부에 구동 전원을 공급할 별도의 오프-타임 전원을 필요로 하지 않는 LED 조명장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 LED 조명장치의 온-타임을 측정함으로써, 사용자가 선호하는 조도를 자동으로 판별하고 이를 유지할 수 있는 LED 조명장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래기술의 일예에 따른 LED 조명장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 교류 전원 공급부, 제어신호 생성부 및 동작전류 셋팅부의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어신호 생성부를 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어신호 생성부의 동작을 설명하기 위한 상태도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명장치를 도시한 블록도이다.
도 9은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어신호 생성부 및 동작전류 셋팅부의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어신호 생성부의 동작을 설명하기 위한 상태도이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 LED 조명장치의 디밍 제어과정을 설명하기 위한 순서도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
[본 발명의 바람직한 실시예]
본 명세서에 있어, 용어 "LED 조명장치 동작구간"이란 사용자의 조작에 따라 전원 스위치가 턴-온되어 정류전압이 LED 발광부에 공급된 후 다시 사용자의 조작에 따라 전원 스위치가 턴-오프되어 정류전압이 LED 발광부에 공급되지 않을 때까지의 구간을 의미한다. 즉, 본 실시예들에 있어 용어 "LED 조명장치 동작구간"이란 사용자의 조작에 따라 LED 조명장치의 LED 발광부가 한번 켜졌다가 꺼질 때까지의 구간을 의미한다. 따라서, "현재 동작구간"이란 용어는 전원 스위치가 턴-온되어 현재 LED 조명장치가 구동되고 있는 상태를 의미하며, "다음 동작구간"이란 용어는 "현재 동작구간"을 기준으로 전원 스위치가 턴-오프되어 LED 조명장치의 구동이 중단된 후, 다시 전원 스위치가 턴-온되어 LED 조명장치의 구동이 재개되는 구간을 의미한다. 또한, 본 명세서에 있어, "제 1 동작구간"과 "제 2 동작구간"은 특정 시점 또는 특정 구간의 동작구간을 특정하기 위한 개념은 아니며, 동작구간의 시간적 선후를 구별하기 위하여 사용되는 개념이다. 따라서, 제 1 동작구간을 기준으로 제 2 동작구간은 시간적으로 제 1 동작구간 다음의 동작구간을 의미하며, 제 2 동작구간을 기준으로 제 1 동작구간은 시간적으로 제 2 동작구간 이전의 동작구간을 의미하는 개념일 뿐이다.
또한, 본 명세서에 있어, "전원 스위치의 스위칭"이란 사용자의 조작에 따라 전원 스위치가 턴-오프된 후 다시 턴-온되는 것을 의미한다. 따라서, 1회의 전원 스위치 스위칭이란 전원 스위치가 1번 턴-오프된 후 1번 턴-온되는 것을 의미하며, 2회의 전원 스위치 스위칭이란, 1회의 전원 스위치 스위칭 후 다시 전원 스위치가 1번 턴-오프된 후 1번 턴-온되는 것을 의미한다. 따라서, 전원 스위치의 스위칭에 의해 LED 조명장치의 동작구간이 구별되게 된다.
또한, 본 명세서에 있어, 용어 "목표 디밍레벨"이란 동작구간의 개시시, 즉, 사용자의 조작에 따라 턴-오프되어 있던 전원 스위치가 턴-온되어 LED 조명장치에 전원이 공급되는 시점에, 해당 동작구간의 디밍레벨로써 참조되는 디밍레벨을 의미한다. 즉, 본 발명에 따른 LED 조명장치는, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치가 턴-온되어 전원이 공급되는 시점, 즉, 새로운 동작구간이 개시되는 시점에 설정된 목표 디밍레벨을 한번 판독하고, 판독된 목표 디밍레벨을 해당 동작구간 동안의 디밍레벨로 결정하여 이에 따라 LED 발광부의 조도를 제어하도록 구성된다. 따라서, 해당 동작구간에 디밍제어가 개시된 후 목표 디밍레벨이 변경되더라고, 해당 동작구간의 디밍레벨에는 영향을 주지 않으며, 변경된 목표 디밍레벨은 다음 동작구간의 디밍레벨에 영향을 준다.
또한, 본 명세서에 있어, 용어 "전원 스위치 온-시간(on time)(Ton)"이란, 턴-오프되어 있던 전원 스위치가 사용자의 조작에 따라 턴-온된 후 다시 턴-오프될 때까지의 시간을 의미한다. 따라서, 용어 "전원 스위치 온-시간"은 "LED 조명장치 동작구간" 동안의 LED 조명장치의 동작 시간과 동일한 개념으로서, 본 명세서에서 혼용되어 사용될 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어, 용어 "제 1 기준시간(Tset1)"이란, 다음 동작구간의 디밍레벨, 즉, 목표 디밍레벨을 현재 동작구간의 디밍레벨과 다르게 설정하기 위한 임계 전원 스위치 온-시간을 의미한다.
또한, 본 명세서에 있어, 용어 "제 2 기준시간(Tset2)"이란, 다음 동작구간의 디밍레벨, 즉, 목표 디밍레벨을 현재 동작구간의 디밍레벨과 동일하게 설정하기 위한 임계 전원 스위치 온-시간을 의미한다. 바람직하게, 제 2 기준시간(Tset2)은 전술한 제 1 기준시간(Tset1)보다 크게 설정된다.
또한, 본 명세서에 있어, 용어들 "제 1", "제 2", 또는 "제 3"은 구성요소들에 어떠한 한정을 가하려는 것은 아니며, 다만 구성요소들을 구별하기 위한 용어로서 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서 내에서 임의의 특정 전압, 특정 시점 등을 나타내기 위하여 사용되는 V1, V2, V3,..., t1, t2, t3..., 등의 용어는 절대적인 값을 나타내기 위하여 사용되는 것이 아니라 서로를 구분하기 위하여 사용되는 상대적인 값이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 LED 조명장치의 개괄
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)를 개략적으로 도시한 블록도이다. 먼저, 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)의 조도 제어 기능에 대하여 개괄적으로 살펴보도록 한다. 본 발명은 사용자가 전원 스위치(110)만을 조작함으로써 간단하고 직관적으로 LED 조명장치(1000)의 조도를 제어할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 즉, 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)는, 사용자의 조작에 따른 전원 스위치(110)의 스위칭을 일종의 디밍 제어명령으로서 인식하고, 이에 따라 디밍 제어를 수행하도록 구성될 수 있다. 한편, 이하에서 설명 및 이해의 편의를 위하여 광원으로서 LED가 채택된 LED 조명장치(1000)를 기준으로 본 발명에 대하여 상세하게 설명하지만 본 발명이 LED 조명장치(1000)에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 다양한 광원을 채택한 조명장치에 본 발명이 적용될 수 있고, 이러한 변형 및 변용에 불구하고 본 발명의 기술적 사상이 그대로 유지되는 한 이러한 변형예 및 변용예가 본 발명의 권리범위에 속함은 당업자에게 자명할 것이다.
이러한 기능을 수행하기 위하여, 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)는 전원 스위치(110), 구동전압 공급부(200), LED 디머(900) 및 LED 발광부(600)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 전원 스위치(110)는 교류 전원(VAC)과 구동전압 공급부(200) 사이에 위치되며, 사용자의 조작에 따라 턴-온/턴-오프되어 교류 전원(VAC)으로부터의 교류 전원(VAC)을 구동전압 공급부(200)에 선택적으로 제공하는 기능을 수행하게 된다. 이러한 전원 스위치(110)로서, 다양한 비-다이얼식 스위치들 중 하나가 채택되어 사용될 수 있으며, 이하에서는 설명 및 이해의 편의를 위하여 래치식 스위치를 이용하여 전원 스위치(110)가 구성되는 실시예를 기준으로 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 구동전압 공급부(200)는 전원 스위치(110)를 통해 교류 전원(VAC)으로부터 공급되는 교류 전압(Vin)을 LED 발광부(600)의 구동에 적합한 구동전압으로 변환하고, 변환된 구동전압을 LED 디머(900) 및 LED 발광부(600)로 공급하는 기능을 수행하도록 구성된다. 이러한 구동전압 공급부(200)로서, SMPS 회로, 반파 정류회로, 전파 정류회로 등의 공지된 구동전압 공급회로들 중 하나가 필요에 따라 채택될 수 있다. 이하에서는, 설명 및 이해의 편의를 위하여 본 발명에 따른 구동전압 공급부(200)가 4개의 다이오드들을 이용해 구성된 전파 정류회로로 구현될 실시예를 기준으로 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 요지를 그대로 포함하고 있는 한, 구동전압 공급부(200)의 구성과 무관하게 본 발명의 권리범위에 속할 것이다. 따라서, 이하에서는, LED 발광부(600)에 구동전압으로서 정류전압(Vrec)이 공급되는 실시예를 기준으로 설명을 진행하도록 한다.
본 발명에 따른 LED 발광부(600)는 적어도 하나의 LED를 포함하여 구성될 수 있으며, 구동전압 공급부(200)로부터 공급되는 구동전압을 인가받아 발광하게 된다. 또한, LED 발광부(600)는 LED 디머(900)의 제어에 따라 구동전류(Idr)가 제어되며, 그 결과 LED 발광부(600)의 조도가 제어되도록 구성된다.
본 발명에 따른 LED 디머(900)는 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)의 스위칭 양태를 LED 조명장치(1000)에 대한 디밍 제어명령으로 인식하고, 인식된 디밍 제어명령에 따라 LED 발광부(600)에 흐르는 구동전류(Idr)를 제어함으로써, LED 조명장치(1000)의 디밍제어를 수행하도록 구성된다. 이하에서 본 발명에 따른 LED 디머(900)의 디밍제어 방식에 대하여 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.
본 발명에 따른 LED 디머(900) 의 기본적인 디밍제어 알고리즘
본 발명에 따른 LED 디머(900)는 기본적으로, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 스위칭될 때마다, LED 조명장치(1000)의 디밍레벨을 변경하도록 구성된다. 즉, LED 조명장치(1000)가 꺼진 후 다시 켜질 때마다, LED 디머(900)는 LED 조명장치(1000)의 디밍레벨을 변경하도록 구성된다. LED 조명장치(1000)가 꺼진 후 다시 켜질 때마다 LED 디머(900)에 의해 상이한 디밍레벨로 LED 조명장치(1000)의 조도가 제어되므로, 사용자가 LED 조명장치(1000)의 조도를 변경하고자 하는 경우, 사용자는 원하는 디밍레벨에 도달할 때까지 전원 스위치(110)를 스위칭함으로써(즉, 전원 스위치를 조작하여 LED 조명장치(1000)를 껐다가 다시 킴으로써) 원하는 디밍레벨을 선택할 수 있다.
이러한 기능을 수행하기 위하여, 본 발명에 따른 LED 디머(900)에는 n개(n은 2 이상의 양의 정수)의 디밍레벨이 저장되어 있으며, 전원 스위치(110)의 스위칭에 따라 LED 조명장치(1000)가 턴-오프됐다가 다시 턴-온될 때마다 LED 디머(900)는 소정의 알고리즘에 따라 상이한 디밍레벨을 선택하여 LED 조명장치(1000)의 디밍레벨을 제어하도록 구성된다. 보다 구체적으로, n개의 디밍레벨은 디밍레벨의 크기순으로 순차적으로 구조화되어 LED 디머(900)에 저장되며, LED 디머(900)는, 사용자의 조작에 따른 전원 스위치(110)의 스위칭에 따라 LED 조명장치(1000)가 턴-오프된 후 다시 턴-온될 때마다 순차적으로 구조화되어 저정되어 있는 n개의 디밍레벨 중 이전의 동작구간의 디밍레벨의 다음 상태에 해당되는 디밍레벨을 선택하고, 선택된 디밍레벨에 따라 현재 동작구간에서의 LED 조명장치(1000)의 디밍레벨을 제어하도록 구성된다.
이러한 디밍제어 알고리즘은 다양한 방식으로 구현될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 디머(900)는 다음의 디밍제어 알고리즘에 따라 LED 조명장치(1000)의 디밍제어를 수행할 수 있다. 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-온되면, LED 디머(900)는 설정된 목표 디밍레벨을 판독하고, 판독된 목표 디밍레벨에 따라 디밍제어를 수행한다. 따라서, 전원 스위치(110)의 턴-온시 판독된 목표 디밍레벨이 현재 동작구간의 디밍레벨이 되며, 이는 전원 스위치(110)가 턴-오프될때까지 변경되지 않는다. 한편, 판독된 목표 디밍레벨에 따라 디밍제어가 개시되면(즉, 목표 디밍레벨에 따라 LED 디머(900)가 LED 조명장치(1000)의 디밍제어를 시작하면), LED 디머(900)는 현재 동작구간의 디밍레벨의 다음 상태에 해당되는 디밍레벨을 다음 동작구간의 목표 디밍레벨로써 설정/저장하도록 구성된다. 따라서, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-오프되어 현재 동작구간이 종료되고, 그 뒤 사용자의 조작에 따라 다시 전원 스위치(110)가 턴-온되어 다음 동작구간이 시작되면, LED 디머(900)는 저장된 목표 디밍레벨에 따라 해당 동작구간에서의 LED 조명장치(1000)의 조도를 제어하도록 구성된다. 이를 예를 들어 살펴보면, 본 발명에 따른 LED 디머(900)가 제 1 디밍레벨(최대 조도의 100%), 제 2 디밍레벨(최대 조도의 50%), 제 3 디밍레벨(최대 조도의 5%)를 저장하고 있으며, 제 1 디밍레벨 내지 제 3 디밍레벨의 3단계 디밍제어를 수행할 수 있도록 구성된 실시예를 가정한다. 또한, 현재 전원 스위치(110)가 턴-오프된 상태이며, 목표 디밍레벨은 제 1 디밍레벨로 설정되어 있는 것으로 가정한다. 이러한 경우, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-온되면 정류전압(Vrec)이 LED 디머(900) 및 LED 발광부(600)에 공급되며, 이에 따라 LED 디머(900)가 동작을 개시하며 또한, LED 조명장치(1000)는 새로운 동작구간에 진입하게 된다. LED 디머(900)는 먼저 설정된 목표 디밍레벨을 판독하게 되며, 현재 설정되어 있는 목표 디밍레벨이 제 1 디밍레벨이므로, 제 1 디밍레벨을 현재 동작구간의 디밍레벨로 판단하고 이에 따라 LED 발광부(600)가 구동되도록 LED 구동전류(Idr)를 제어함으로써 LED 조명장치(1000)의 디밍제어를 수행한다. 제 1 디밍레벨에 따른 디밍제어는 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-오프되어 현재 동작구간이 종료되는 시점까지 계속해서 이루어진다. 또한, LED 디머(900)는 제 1 디밍레벨에 따른 디밍제어를 시작함과 동시에(또는 디밍제어가 개시된 직후에), 목표 디밍레벨을 현재 동작구간의 디밍레벨인 제 1 디밍레벨의 다음 상태에 해당되는 제 2 디밍레벨로 설정한다. 따라서, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-오프되어 해당 동작구간이 종료되는 시점에서 LED 디머(900)에 저장된 목표 디밍레벨은 제 2 디밍레벨이 된다. 그 결과, 다시 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-온되는 경우(즉, 다음 동작구간이 개시되는 경우), LED 디머(900)는 목표 디밍레벨로 설정되어 있는 제 2 디밍레벨에 따라 LED 조명장치(1000)의 조도를 제어하게 된다. 유사한 방식으로, 목표 디밍레벨이 제 2 디밍레벨로 설정되어 있는 상태에서 전원 스위치(110)가 턴-온되는 경우, LED 디머(900)는 현재 동작구간의 디밍레벨을 제 2 디밍레벨로 결정하여 디밍제어를 수행하는 동시에, 목표 디밍레벨을 제 3 디밍레벨로 변경하여 설정하게 된다. 또한, 목표 디밍레벨이 제 3 디밍레벨로 설정되어 있는 상태에서 전원 스위치(110)가 턴-온되는 경우, LED 디머(900)는 현재 동작구간의 디밍레벨을 제 3 디밍레벨로 결정하여 디밍제어를 수행하는 동시에, 목표 디밍레벨을 제 1 디밍레벨로 변경하여 설정하도록 구성된다. 이와 같은 방식으로, 본 발명에 따른 LED 디머(900)는 전원 스위치(110)의 스위칭(즉, 전원 스위치(110)가 턴-온 상태에서 사용자의 조작에 따라 턴-오프된 후, 소정의 시간이 경과된 후 전원 스위치(110)가 다시 턴-온되는 스위칭 동작)에 따라 LED 조명장치(1000)의 동작구간이 변경되는 경우(즉, LED 조명장치(1000)가 꺼졌다가 다시 켜지는 경우), 동작구간별로 상이한 디밍레벨에 따라 LED 조명장치(1000)의 디밍제어를 수행하도록 구성될 수 있다. 한편, 전술한 바와 같이 LED 조명장치(1000)가 구성되는 경우, 전원 스위치(110)의 스위칭에 따라서만 LED 조명장치(1000)의 디밍레벨이 변경되므로, 전원 스위치 온-시간(즉, LED 조명장치의 동작시간)을 측정해야할 필요할 별도의 타이머가 필요로 하지 않고, 그에 따라 LED 조명장치(1000)의 구성이 단순해질 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에 따른 LED 디머(900) 의 유효 스위칭 판단 알고리즘
한편, 보다 바람직하게, 본 발명에 따른 LED 디머(900)는 전원 스위치(110)의 스위칭이 너무 빨리 일어나는 경우, 이를 유효한 디밍 제어명령으로써 인식하지 않도록 더 구성될 수도 있다. 이는, 예를 들어, 아이들의 장난 등으로 인하여 전원 스위치(110)가 빠르게 스위칭되는 경우, 이를 무시하여 현재 조도를 유지하기 위하고, 빠른 전원 스위칭에 의해 LED 조명장치(1000) 내의 각종 구성부품이 손상되는 것을 방지하기 위함이다.
이러한 기능을 제공하기 위하여, 본 발명에 따른 LED 디머(900)는, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-온된 후 턴-온 상태가 유지되는 전원 스위치 온-시간(Ton)을 측정하고, 측정된 전원 스위치 온-시간(Ton)이 미리 설정된 제 1 기준시간(Tset1) 이상인 경우에 한하여, 다음 동작구간에 대한 목표 디밍레벨을 LED 조명장치(1000)의 현재 디밍레벨의 다음 상태에 해당되는 디밍레벨로 설정/저장하도록 구성된다. 따라서, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 미리 설정된 제 1 기준시간(Tset1) 미만인 상태에서 전원 스위치가 턴-오프되는 경우 목표 디밍레벨이 LED 조명장치(1000)의 현재 디밍레벨로 유지되므로, LED 디머(900)는 다음 동작구간에서 이전의 동작구간과 동일한 디밍레벨에 따라 LED 조명장치(1000)의 조도를 제어하게 된다. 반면, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 미리 설정된 제 1 기준시간(Tset1) 이상인 상태에서 전원 스위치(110)가 턴-오프되는 경우, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 미리 설정된 제 1 기준시간(Tset1)에 도달하는 시점에 목표 디밍레벨이 LED 조명장치(1000)의 현재 디밍레벨의 다음 상태의 디밍레벨로 설정/저장되었으므로, 다음 동작구간에서 LED 디머(900)는 이전의 동작구간의 디밍레벨의 다음 상태에 해당되는 디밍레벨에 따라 LED 조명장치(1000)의 조도를 제어하게 된다. 이를 예를 들어 살펴보면, 현재 제 1 디밍레벨에 따라 LED 조명장치(1000)의 디밍제어가 이루어지고 있는 상태에서, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 미만일 때 전원 스위치(110)가 턴-오프되는 경우, LED 디머(900)는 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1)에 도달하지 않았으므로 다음 동작구간의 목표 디밍레벨을 제 2 디밍레벨로 변경하지 않고 제 1 디밍레벨로 유지한다. 따라서, 다시 전원 스위치(110)가 턴-온되어 다음 동작구간이 개시되면, LED 디머(900)는 목표 디밍레벨로 설정되어 있는 제 1 디밍레벨에 따라 LED 조명장치(1000)의 디밍제어를 수행하게 된다. 반면, 현재 제 1 디밍레벨에 따라 LED 조명장치(1000)의 디밍제어가 이루어지고 있는 상태에서 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1)에 도달하면, LED 디머(900)는 다음 동작구간의 목표 디밍레벨을 현재 동작구간의 디밍레벨인 제 1 디밍레벨에서 그 다음 상태의 디밍레벨인 제 2 디밍레벨로 변경하여 설정/저장한다. 따라서, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 이상인 시점에서 전원 스위치(110)가 턴-오프되는 경우, LED 디머(900)에 의해 목표 디밍레벨이 제 2 디밍레벨로 설정된 상태에서 LED 조명장치(1000)가 턴-오프된다. 따라서, 사용자의 조작에 따라 다시 전원 스위치(110)가 턴-온되어 다음 동작구간이 개시되면, LED 디머(900)는 목표 디밍레벨로 설정되어 있는 제 2 디밍레벨에 따라 LED 조명장치(1000)의 디밍제어를 수행하게 되며, 이에 따라 현재 동작구간의 디밍레벨이 이전 동작구간의 디밍레벨과 다르게 디밍제어가 수행된다.
본 발명에 따른 LED 디머(900) 의 선호 조도 판단 알고리즘
다른 한편으로, 본 발명에 따른 LED 디머(900)는 사용자의 선호 조도를 식별하고, 전원 스위치(110)의 스위칭과 무관하게 다음 동작구간에서도 사용자의 선호 조도를 유지하도록 더 구성될 수도 있다. 사용자가 특정 조도를 오랜 시간 동안 유지하는 경우 이 상태의 조도를 사용자의 선호 조도로써 직관적으로 식별할 수 있으며, 본 발명에 따른 LED 디머(900)는 이러한 점에 착안하여 사용자 선호 조도를 식별하고, 이를 유지하도록 구성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 LED 디머(900)는, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 미리 설정된 제 2 기준시간(Tset2) 이상인 경우, 다음 동작구간의 목표 디밍레벨을 현재 동작구간의 디밍레벨로 유지함으로써, 다음 동작구간에서도 현재 동작구간과 동일한 디밍레벨에 따라 LED 조명장치(1000)의 디밍제어가 수행될 수 있도록 구성될 수 있다.
이를 예를 들어 살펴보면, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 LED 디머(900)가 제 1 디밍레벨 내지 제 3 디밍레벨의 3단계 디밍제어를 수행할 수 있도록 구성되어 있는 실시예를 기준으로, 현재 전원 스위치(110)가 턴-오프된 상태이고, 목표 디밍레벨은 제 1 디밍레벨로 설정되어 있는 것으로 가정한다. 이러한 경우에 있어, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-온되면 정류전압(Vrec)이 LED 디머(900) 및 LED 발광부(600)에 공급되며, 이에 따라 LED 디머(900)가 동작을 개시한다. LED 디머(900)는 먼저 설정된 목표 디밍레벨을 판독하게 되며, 현재 설정되어 있는 목표 디밍레벨이 제 1 디밍레벨이므로 제 1 디밍레벨을 현재 동작구간의 디밍레벨로 판단하고, LED 조명장치(1000)의 디밍레벨을 제 1 디밍레벨로 제어하게 된다. 동시에, LED 디머(900)는 목표 디밍레벨을 제 2 디밍레벨로 변경하여 설정하고, 타이머의 동작을 개시하여 전원 스위치 온-시간(Ton)을 측정하기 시작한다. 시간이 경과하여, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 2 기준시간(Tset2)에 도달하게 되면, LED 디머(900)는 현재 동작구간의 디밍레벨, 즉, 제 1 디밍레벨을 사용자의 선호 조도로써 판단하고, 제 2 디밍레벨로 설정되어 있는 목표 디밍레벨을 다시 제 1 디밍레벨로 변경하여 설정하게 된다. 따라서, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 2 기준시간(Tset2) 이상인 시점에서, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-오프되는 경우, 이 시점에 설정되어 있는 목표 디밍레벨은 현재 동작구간의 디밍레벨인 제 1 디밍레벨이 된다. 따라서, 다시 전원 스위치가 턴-온되어 다음 동작구간이 시작되는 경우, LED 디머(900)는 이전 동작구간의 디밍레벨인 제 1 디밍레벨에 따라 LED 조명장치(1000)의 조도를 제어하게 된다. 반면, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 2 기준시간(Tset2) 미만인 시점에서, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-오프되는 경우, 이 시점에 설정되어 있는 목표 디밍레벨은 현재 동작구간의 디밍레벨인 제 1 디밍레벨의 다음 상태인 제 2 디밍레벨이 된다. 따라서, 이러한 경우, 다시 전원 스위치가 턴-온되어 다음 동작구간이 시작되면, LED 디머(900)는 이전 동작구간의 디밍레벨인 제 1 디밍레벨의 다음 상태인 제 2 디밍레벨에 따라 LED 조명장치(1000)의 조도를 제어하게 된다. 전술한 바와 같은 방식으로, 본 발명에 따른 LED 디머(900)는 사용자의 선호 조도를 판단하고, 현재 동작구간의 디밍레벨이 사용자의 선호 조도인 것으로 판단되는 경우, 이를 다음 동작구간에서도 유지할 수 있도록 구성된다.
한편, 이상에서, 전원 스위치(110)의 1회 스위칭에 따른 LED 디머(900)의 디밍제어 알고리즘에 대하여 살펴보았다. 그러나, 본 발명에 따른 LED 디머(900)는 전원 스위치(110)의 다양한 스위칭 양태를 분석하고, 이를 사용자의 디밍제어 입력으로서 간주하여 이에 따른 LED 조명장치(1000)의 디밍제어를 수행하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 미리 설정된 제 3 기준시간 이내에 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)의 스위칭이 미리 설정된 횟수만큼 발생하는 경우, LED 디머(900)는 이러한 전원 스위치(110)의 스위칭 양태를 미리 설정된 특정 디밍레벨로의 천이하라는 디밍제어 입력으로 간주하고, 이에 따라 무조건적으로 설정된 디밍레벨로 천이하도록 구성될 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 LED 디머(900)의 가장 중요한 기술적 특징은, 사용자의 조작에 따른 전원 스위치(110)의 스위칭 양태(스위칭 시점, 전원 스위치 온-시간, 스위칭 횟수 등)를 사용자의 디밍제어 입력으로 활용할 수 있다는 것에 있으며, 스위칭 양태에 따른 디밍제어 입력은 필요에 따라 다양하게 구성되어 활용될 수 있다는 점을 주의해야 한다. 따라서, 전원 스위치(110)의 스위칭 양태를 사용자의 디밍제어 입력으로 활용하는 본 발명의 기술적 요지가 그대로 유지되는 한, 다양한 변형과 변용에 불구하고, 임의의 변형예 및 변용예들이 본 발명의 권리범위에 속한다는 것이 당업자에게 자명할 것이다.
다음에서는, 도 3 내지 도 12을 참조하여, 본 발명에 따른 LED 디머(900) 및 이를 포함하는 LED 조명장치(1000)의 구체적인 실시예에 대하여 상세하게 설명하도록 한다. 설명 및 이해의 편의를 위하여, 제 1 디밍레벨 내지 제 3 디밍레벨의 3단계 디밍제어를 수행하도록 구성된 LED 디머(900)의 실시예를 기준으로하며, 또한, LED 디머(900)가 전술한 바와 같은 전원 스위치(110)의 스위칭에 따른 기본적인 디밍제어 알고리즘, 유효 스위칭 판단 알고리즘, 및 선호 조도 판단 알고리즘을 모두 수행하여, 디밍제어를 수행하도록 구성된 실시예를 기준으로 설명을 진행하도록 한다. 그러나, 본 발명에 따른 LED 디머(900)가 기본적인 디밍제어 알고리즘만을 이용하여 디밍제어를 수행하도록 구성될 수도 있고, 또는, 기본적인 디밍제어 알고리즘에 유효 스위칭 판단 알고리즘만을 더하여 디밍제어를 수행하도록 구성될 수도 있으며, 또는 기본적인 디밍제어 알고리즘에 선호 조도 판단 알고리즘만을 더하여 디밍제어를 수행하도록 구성될 수 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치의 구성 및 기능
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)를 도시한 블록도이다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 디머(900)는 디밍레벨에 따라 소정의 듀티비를 가지는 펄스폭변조 신호를 디밍 제어신호(Sset)로써 생성/출력하도록 구성된 실시예이다. LED 디머(900)의 기능 자체는, 도 2를 참조하여 전술한 바와 거의 유사하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 LED 조명장치(1000)는 교류 전원 공급부(100), 정류부(200), LED 디머(900), 및 LED 발광부(600)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 디머(900)는 직류 전원 공급부(300), 제어신호 생성부(400), 및 동작전류 셋팅부(500)를 포함할 수 있다.
교류 전원 공급부(100)는 전원 스위치(110)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 전원 스위치(110)는 교류 전원(VAC)과 정류부(200) 사이에 위치되며, 사용자의 조작에 따라 턴-온되거나 또는 턴-오프되어, 교류 전원(VAC)으로부터 인가되는 교류 전압(Vin)을 선택적으로 정류부(200)로 출력하도록 구성된다. 교류 전원(VAC)은 일반 가정용 전원, 산업용 전원 또는 특정의 전력 제어 수단을 통과한 교류 전원일 수 있다. 예컨대, 교류 전원(VAC)은 60Hz의 주파수를 가지고, 220V의 RMS값을 가진 가정용 전원일 수 있다. 또한, 전원 스위치(110)는 다양한 수단을 통해 구현될 수수 있다. 예컨대, 사용자에 의해 직접 온/오프 동작이 수행될 수 있으며, 소정의 메커니즘을 가지고, 특정 모드에서 온/오프가 수행될 수 있다. 특정 모드가 수행되는 경우는 주변 환경의 조도 등에 대한 별도의 센싱 수단을 통해 구현될 수 있다. 이하에서는, 전원 스위치(110)로써 래치식 스위치가 채택된 실시예를 기준으로 설명하도록 한다.
전원 스위치(110)의 온/오프 동작에 따라 교류 전원 공급부(100)의 출력단인 제 1 노드(N1)에는 특정 기간 동안에만 교류 전원이 공급된다. 즉, 전원 스위치(110)가 턴-온 상태를 유지하는 시간 동안 제 1 노드(N1)에는 교류 전원의 파형이 나타난다. 만일, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-오프되는 경우, 교류 전원의 공급이 차단된다.
또한, 전원 스위치(110)와 제 1 노드(N1) 사이에는 퓨즈(120)가 더 구비될 수 있다. 이러한 퓨즈(120)는 과전류에 의한 LED 조명장치(1000)의 훼손을 방지한다. 또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 교류 전원 공급부(100)는 EMI 필터, 바리스터 등 다양한 회로보호 소자 및/또는 보호회로를 포함하여 구성될 수도 있다.
정류부(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이 D1 내지 D4의 4개의 다이오드로 구성되는 전파 정류회로일 수 있다. 정류부(200)는 입력되는 교류 전압(Vin)을 전파정류하고, 전파정류된 정류전압(Vrec)을 LED 디머(900) 및 LED 발광부(600)로 출력하는 기능을 수행하게 된다. 따라서, 교류 전원(VAC)이 정현파 형태를 가지는 경우, 전파 정류 동작을 통해 정류부(200)의 출력은 양의 전압레벨을 갖는 전압만이 나타나는 형태가 된다. 즉, 정류부(200)의 출력단인 제 2 노드(N2)에는 양의 전압레벨을 가지는 전압이 나타난다. 다만, 정류부(200)의 출력은 타이밍 상 교류 전원 공급부(100)의 출력을 추종한다. 즉, 교류 전원 공급부(100)의 전원 스위치(110)가 온 상태인 기간 동안에만, 정류부(200)가 교류 전원 공급부(100)의 출력을 전파정류하게 된다.
정류부(200)의 출력단인 제 2 노드(N2)에는 직류 전원 공급부(300) 및 LED 발광부(600)가 병렬로 연결되어, 정류부(200)로부터 출력되는 정류전압(Vrec)을 공급받는다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 디머(900)는 직류 전원 공급부(300), 제어신호 생성부(400), 및 동작전류 셋팅부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.
LED 디머(900)의 일부를 구성하는 직류 전원 공급부(300)는, LED 디머(900)를 구동하기 위하여 입력되는 정류전압(Vrec)의 전압레벨을 저감시키고, 레벨이 비교적 평활한 직류 전원전압(VDD)을 형성하도록 구성된다. 직류 전원 공급부(300)로부터 출력되는 직류 전원전압(VDD)은 구동전원으로써 제어신호 생성부(400)에 공급된다.
또한, 제어신호 생성부(400)는 직류 전원 공급부(300)로부터 직류 전원전압(VDD)을 수신한다. 또한, 제어신호 생성부(400)는 선택된 디밍레벨에 따라 디밍 제어신호(Sset)를 생성한다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어신호 생성부(400)로부터 출력되는 디밍 제어신호(Sset)는 펄스폭변조 신호의 형태로 제공된다.
보다 구체적으로, 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어신호 생성부(400)는 사용자의 조작에 따른 전원 스위치(110)의 스위칭에 기초하여 현재 동작구간의 디밍레벨을 결정하고, 결정된 디밍레벨에 기초하여 디밍 제어신호(Sset)를 생성하며, 생성된 디밍 제어신호(Sset)를 동작전류 셋팅부(500)로 출력하도록 구성될 수 있다. 이를 보다 구체적으로 살펴보면, 기본적으로 본 발명에 따른 제어신호 생성부(400)는 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 스위칭될 때마다(즉, 전원 스위치(110)가 턴-온되어 있던 상태에서 사용자의 조작에 따라 턴-오프되어 제 1 동작구간이 종료하고, 그 후 다시 사용자의 조작에 따라 전원 스위치가 턴-온되어 제 2 동작구간이 개시될 때마다), 상이한 디밍레벨에 따른 디밍 제어신호(Sset)를 생성하여 동작전류 셋팅부(500)로 출력하도록 구성될 수 있다. 여기에서 제 1 동작구간과 제 2 동작구간은 특정 시점 또는 특정 구간의 동작구간을 특정하기 위한 개념은 아니며, 동작구간의 시간적 선후를 구별하기 위하여 사용되는 개념이라는 것을 주의해야 한다. 따라서, 제 1 동작구간에서 제어신호 생성부(400)가 제 1 디밍레벨에 따라 LED 조명장치(1000)의 디밍레벨을 제어하고 있는 상태에서, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)의 스위칭이 수행되는 경우, 제어신호 생성부(400)는 제 2 동작구간에서 제 2 디밍레벨에 따라 LED 조명장치의 디밍레벨을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 제어신호 생성부(400)는 제 1 기준시간(Tset1)을 이용하여 전원 스위치(110)의 스위칭 동작의 유무효를 더 판단하여 디밍레벨 변경여부를 결정하도록 구성될 수도 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 제어신호 생성부(400)는 제 2 기준시간(Tset2)을 이용하여 사용자의 선호 조도를 더 판단하고, 이에 기초하여 디밍레벨 변경여부를 결정하도록 구성될 수도 있다. 본 발명에 따른 이러한 제어신호 생성부(400)의 상세한 동작 알고리즘에 대해서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 후술하도록 한다.
제어신호 생성부(400)에서 생성된 디밍 제어신호(Sset)는 동작전류 셋팅부(500)로 입력된다. 동작전류 셋팅부(500)는 입력되는 디밍 제어신호(Sset)에 상응하여 LED 발광부(600)의 구동전류(Idr)를 셋팅한다. 이를 위해 동작전류 셋팅부(500)는 발광부(600)의 음극(cathode) 단자에 전기적으로 연결된다.
LED 발광부(600)는 적어도 하나의 발광 소자로 포함할 수 있다. 특히, LED 발광부(600)는 LED를 포함할 수 있으며, 다수의 LED들이 직렬 연결, 병렬 연결 또는 직/병렬 혼합연결된 형태로 제공될 수 있다. 또한, 도 3에 하나의 LED 발광부(600)에는 하나의 동작전류 셋팅부(500)가 구비되는 것으로 도시되나, 2 이상의 LED 발광부(600)에 하나의 동작전류 셋팅부(500)가 구비되도록 구성될 수도 있다. 또한, 다수의 LED 발광부(600)가 병렬로 배치되고, 각각의 LED 발광부(600)의 음극 단자에 개별적으로 동작전류 셋팅부(500)가 구비될 수도 있다.
LED 발광부(600)는 정류부(200)의 출력단인 제 2 노드(N2)의 전압을 수신하고, 동작전류 셋팅부(500)에서 설정되는 구동전류(Idr)에 상응하는 조도의 발광 동작을 수행한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 직류 전원 공급부(300), 제어신호 생성부(400) 및 동작전류 셋팅부(500)의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 4를 참조하면, 직류 전원 공급부(300)는 전압 레귤레이터의 기능을 수행한다. 도시되는 직류 전원 공급부(300)는 제어신호 생성부(400)의 동작 전력을 공급하기 위해 사용되는 것으로 직류 전압을 생성할 수 있는 구성이라면 어느 것이나 무방할 것이다.
도 4에 개시된 직류 전원 공급부(300)는 2개의 저항 R1 및 R2, 제너 다이오드 Dz, 트랜지스터 Q1 및 커패시터 C1을 포함할 수 있다. 정류부(200)의 출력단인 제 2 노드(N2)의 전압은 2개의 저항 R1, R2에 인가된다. 저항 R1은 제 2 노드(N2) 및 제 3 노드(N3) 사이에 연결되고, 저항 R2는 제 2 노드(N2) 및 트랜지스터 Q1 사이에 연결된다. 또한, 제너 다이오드 Dz는 제 3 노드(N3)와 접지 사이에 연결된다. 트랜지스터 Q1은 저항 R2 및 제 4 노드(N4) 사이에 연결되고, 게이트 단자는 제 3 노드(N3)에 연결된다. 트랜지스터 Q1은 n타입의 MOSFET로 구성되는 것이 바람직하다. 제 4 노드(N4)와 접지 사이에는 커패시터 C1이 구비된다.
정류부(200)에서 전압이 인가되고, 트랜지스터 Q1의 문턱전압 이상의 전압이 인가되면, 트랜지스터 Q1은 턴-온되고, 제 2 노드(N2), 저항 R2, 트랜지스터 Q1 및 커패시터 C1을 흐르는 전류 경로가 형성된다. 따라서, 커패시터 C1에는 전하의 축적에 따른 전압 레벨의 상승이 나타난다. 저항 R2에서 전압의 강하가 발생되고, 트랜지스터 Q1을 통해 강하된 전압에 상응하는 전류가 흐르며, 이를 통해 커패시터 C1에는 전하의 축적이 발생된다. 이러한 동작에서 저항 R2는 전압강하용으로 사용될 수 있으며, 전압 강하를 통해 트랜지스터 Q1의 드레인 단자에 고전압 또는 피크 전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 동작은 트랜지스터 Q1의 소스단인 제 4 노드(N4)의 전압 레벨이 제너 다이오드 Dz의 항복 전압에 도달할 때까지 수행된다. 즉, 제너 다이오드 Dz의 항복 전압 레벨에서도 트랜지스터 Q1은 턴-온되고, 커패시터 C1의 일 전극인 제 4 노드(N4)에는 항복 전압에서 문턱전압을 뺀 전압 레벨이 나타난다. 트랜지스터 Q1의 턴-온에 따라 제 4 노드(N4)의 전하 축적이 계속 진행되면, 제 4 노드(N4)의 전압은 상승하고, 트랜지스터 Q1은 턴-오프된다. 따라서, 커패시터 C1에는 추가적인 전하 축적은 발생되지 않는다. 이를 통해 제 4 노드(N4)에는 제너 다이오드 Dz의 항복 전압에서 트랜지스터 Q1의 문턱 전압을 뺀 레벨이 나타난다.
만일, 제 2 노드(N2)가 플로팅되거나 접지 레벨이 나타나는 경우, 제 4 노드(N4)에 추가적인 전하축적이 발생되지 않고, 트랜지스터 Q1도 오프 상태가 된다. 따라서, 제 4 노드(N4)에는 트랜지스터 Q1의 턴-온시에 축적된 전하에 따른 전압이 나타난다. 또한, 교류 전원 공급부(100)의 전원 스위치(110)가 오프되는 경우, 제 3 노드(N3)에는 접지레벨 또는 항복전압보다 낮은 레벨이 나타난다.
상술한 동작은 인가되는 전압을 일정 레벨로 유지하는 리미팅 동작을 지칭한다. 따라서, 전압 레귤레이팅 또는 리미팅 동작을 수행할 수 있는 회로적 구성이라면 본 발명에 따른 직류 전원 공급부(300)로서 이용될 수 있다.
또한, 직류 전원 공급부(300)의 출력전압은 제어신호 생성부(400)의 구동전압(VDD)으로 이용된다.
한편, 다음의 표 1은 동작 중인 LED 조명장치(1000)의 현재 동작구간(제 1 동작구간)의 디밍레벨과, 전원 스위치 온-시간(Ton), 제 1 기준시간(Tset1), 및 제 2 기준시간(Tset2)에 기초한 LED 조명장치(1000)의 다음 동작구간(제 2 동작구간)에서의 디밍레벨과의 관계를 도시한 표이다. 또한, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어신호 생성부의 동작을 설명하기 위한 상태도이며, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
이하에서, 표 1, 도 6, 및 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 제어신호 생성부(400)의 디밍제어 알고리즘을 상세하게 설명하도록 한다.
제 1 동작구간의
디밍레벨		 제 2 동작구간의 디밍레벨
Ton< Tset1 Tset1≤ Ton <Tset2 Tset2≤ Ton
제 1 디밍레벨 제 1 디밍레벨 제 2 디밍레벨 제 1 디밍레벨
제 2 디밍레벨 제 2 디밍레벨 제 3 디밍레벨 제 2 디밍레벨
제 3 디밍레벨 제 3 디밍레벨 제 1 디밍레벨 제 3 디밍레벨
표 1에서 전원 스위치 온-시간(Ton)은 LED 조명장치(1000)의 제 1 동작구간의 시간적 길이이다. 즉, 표 1에서 전원 스위치 온-시간(Ton)은, 전원 스위치(110)가 사용자의 조작에 따라 턴-온되어 제 1 동작구간이 시작되고, 그 뒤 전원 스위치(110)가 사용자의 조작에 따라 턴-오프되어 제 1 동작구간이 종료될 때까지의 시간을 의미한다. 표 1에 나타나 있는 바와 같이, 제 2 동작구간의 디밍레벨은, 제 1 동작구간의 디밍레벨 및 제 1 동작구간 동안의 전원 스위치 온-시간(Ton)에 기초하여 결정된다.
제 1 동작구간의 디밍레벨이 제 1 디밍레벨인 경우를 기준으로 제어신호 생성부(400)의 디밍제어 알고리즘을 설명하도록 한다. 제 1 동작구간의 디밍레벨이 제 1 디밍레벨이라는 의미는, 제 1 동작구간 이전의 동작구간에서 제 1 동작구간의 목표 디밍레벨로써 제 1 디밍레벨이 설정되어 있는 상태에서, 전원 스위치(110)가 턴-오프되었다는 것을 의미한다. 따라서, 이러한 상태에서, 즉, 목표 디밍레벨이 제 1 디밍레벨로 설정되어 있는 상태에서, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-온되어 제어신호 생성부(400)에 구동전압이 공급되면, 제어신호 생성부(400)는 먼저 설정된 목표 디밍레벨을 판독한다. 판독한 결과, 설정된 목표 디밍레벨이 제 1 디밍레벨이므로, 제 1 디밍레벨에 대응하는 디밍 제어신호(Sset)를 생성하고, 생성된 디밍 제어신호(Sset)를 동작전류 셋팅부(500)로 출력함으로써 제 1 동작구간에 대한 LED 조명장치(1000)의 디밍제어를 수행한다. 또한, 동시에 제어신호 생성부(400)는 전원 스위치 온-시간(Ton)의 측정을 개시한다. 측정된 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1)에 도달하면, 제어신호 생성부(400)는 목표 디밍레벨을, 현재의 디밍레벨인 제 1 디밍레벨의 다음 상태에 해당하는, 제 2 디밍레벨로 설정한다. 즉, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1)에 도달하는 시점에 제 2 동작구간에 대한 목표 디밍레벨이 제 1 동작구간의 디밍레벨과 다르게 설정되므로, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 미만인 시점에 전원 스위치(110)가 턴-오프되어 제 1 동작구간이 종료되는 경우, 제 1 동작구간 개시 시점의 목표 디밍레벨과 제 1 동작구간 종료 시점의 목표 디밍레벨이 제 1 디밍레벨로써 동일하다. 따라서, 이러한 경우, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-온되어 제 2 동작구간이 시작되더라도, 제어신호 생성부(400)는 제 1 동작구간과 동일하게 제 1 디밍레벨에 따라 제 2 동작구간 동안 LED 조명장치(1000)의 디밍제어를 수행하게 된다. 반면, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 이상이고 제 2 기준시간(Tset2) 미만인 시점에 전원 스위치(110)가 턴-오프되어 제 1 동작구간이 종료되는 경우, 제 1 동작구간 개시 시점의 목표 디밍레벨은 제 1 디밍레벨이며 제 1 동작구간 종료 시점의 목표 디밍레벨은 제 2 디밍레벨로써 서로 상이하다. 따라서, 이러한 경우, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 다시 턴-온되어 제 2 동작구간이 시작되면, 제어신호 생성부(400)는 제 1 동작구간 종료 시점의 목표 디밍레벨인 제 2 디밍레벨에 따라 제 2 동작구간 동안 LED 조명장치(1000)의 디밍제어를 수행하게 된다. 또한, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 2 기준시간(Tset2)이 되는 시점까지 제 1 동작구간이 계속되고 있는 경우, 제어신호 생성부(400)는 제 1 동작구간의 디밍레벨을 사용자의 선호 조도로 판단한다. 따라서, 제어신호 생성부(400)는 제 2 디밍레벨로 설정되었던 목표 디밍레벨을 다시 현재의 디밍레벨, 즉, 제 1 디밍레벨로 변경하여 설정한다. 따라서, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 2 기준시간(Tset2) 이상인 시점에 전원 스위치(110)가 턴-오프되어 제 1 동작구간이 종료되는 경우, 제 1 동작구간 개시 시점의 목표 디밍레벨과 제 1 동작구간 종료 시점의 목표 디밍레벨이 제 1 디밍레벨로써 동일하다. 따라서, 이러한 경우, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 다시 턴-온되어 제 2 동작구간이 시작되더라도, 제어신호 생성부(400)는 제 1 동작구간과 동일하게 제 1 디밍레벨에 따라 제 2 동작구간 동안 LED 조명장치(1000)의 디밍제어를 수행하게 된다. 제 1 동작구간의 디밍레벨이 제 2 디밍레벨인 경우, 및 제 1 동작구간의 디밍레벨이 제 3 디밍레벨인 경우에도, 제어신호 생성부(400)는 유사한 방식으로 디밍제어를 수행하게 된다. 도 6에 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어신호 생성부(400)의 목표 디밍레벨 설정 알고리즘이 간략하게 도시되어 있다. 한편, 도 7에는 제 1 동작구간(t1~t2), 제 2 동작구간(t3~t4), 제 3 동작구간(t5~t6), 제 4 동작구간(t7~t8), 제 5 동작구간(t9~t10), 및 제 6 동작구간(t11~t12)의 6개의 동작구간과, 제 1 노드(N1)의 전압레벨, 전원 스위치(110)의 동작상태, 해당 동작구간에서 제어신호 생성부(400)로부터 출력되는 디밍 제어신호(Sset), 그에 따른 제어전압(Vt) 등이 도시되어 있다. 도 7에 도시된 타이밍도에 있어, 제 1 동작구간에 대한 목표 디밍레벨이 제 1 디밍레벨로 설정되어 있는 상태이다. 따라서, 시점(t1)에 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-온되어 제 1 동작구간이 개시되면, 제어신호 생성부(400)는 설정된 목표 디밍레벨인 제 1 디밍레벨에 대응하는 디밍 제어신호(Sset)를 생성하여 동작전류 셋팅부(500)로 출력하게 된다. 전술한 바와 같이, 제어신호 생성부(400)로부터 출력되는 디밍 제어신호(Sset)는 디밍레벨에 대응하는 소정의 듀티비를 가진 펄스폭변조 신호이다. 제 1 디밍레벨은 최대 조도의 100%의 디밍레벨이므로, 이때 제어신호 생성부(400)로부터 출력되는 펄스폭변조 신호의 듀티비는 100%이다. 또한, 시점(t1)에서 전원 스위치 온-시간(Ton)이 측정되기 시작한다. 시점(t2)에서 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-오프되며, 그에 따라 제 1 동작구간이 종료한다. 제 1 동작구간의 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 이상이고 제 2 기준시간(Tset2) 미만이므로, 제 1 동작구간 종료시점에서의 목표 디밍레벨은 제 2 디밍레벨로 설정되어 있는 상태이다. 따라서, 시점(t3)에서 사용자의 조작에 따라 다시 전원 스위치(110)가 턴-온되어 제 2 동작구간이 개시되면, 제어신호 생성부(400)는 설정된 목표 디밍레벨인 제 2 디밍레벨에 대응하는 디밍 제어신호(Sset)를 생성하여 동작전류 셋팅부(500)로 출력하게 된다. 도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제 2 동작구간 동안 제어신호 생성부(400)로부터 출력되는 디밍 제어신호(Sset)는 제 2 디밍레벨에 대응하는 50%의 듀티비를 갖는 펄스폭변조 신호이다. 따라서, 제 2 동작구간 동안, LED 조명장치(1000)는 제 2 디밍레벨에 따라 디밍제어가 이루어지게 된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제 2 동작구간의 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 이상이고 제 2 기준시간(Tset2) 미만이므로, 제 2 동작구간 종료시점(t4)에서의 목표 디밍레벨은 제 3 디밍레벨로 설정되어 있는 상태이다. 따라서, 제 3 동작구간 동안, LED 조명장치(1000)는 제 3 디밍레벨에 따라 디밍제어가 이루어지게 된다. 또한, 도시된 바와 같이, 제 3 동작구간의 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 이상이고 제 2 기준시간(Tset2) 미만이므로, 제 3 동작구간 종료시점(t6)에서의 목표 디밍레벨은 제 1 디밍레벨로 설정되어 있는 상태이다. 따라서, 제 4 동작구간 동안, LED 조명장치(1000)는 제 1 디밍레벨에 따라 디밍제어가 이루어지게 된다. 한편, 제 1 동작구간 내지 제 3 동작구간과 달리, 제 4 동작구간 동안의 전원 스위치 온-시간(Ton)은 제 2 기준시간(Tset2) 이상이다. 따라서, 전술한 바와 같은 알고리즘에 기초하여 제 4 동작구간의 디밍레벨, 즉, 제 1 디밍레벨이 사용자의 선호 조도로 판단되며, 제 4 동작구간 종료시점(t8)에서의 목표 디밍레벨은 제 1 디밍레벨로 유지되고 있는 상태이다. 따라서, 제 5 동작구간 동안, LED 조명장치(1000)는 제 4 동작구간과 동일하게 제 1 디밍레벨에 따라 디밍제어가 이루어지게 된다. 또한, 제 1 동작구간 내지 제 4 동작구간과 달리, 제 5 동작구간 동안의 전원 스위치 온-시간(Ton)은 제 1 기준시간(Tset1) 미만이다. 따라서, 제 5 동작구간의 종료시점(t10)에서의 목표 디밍레벨은 제 1 디밍레벨로 유지되고 있는 상태이다. 결과적으로, 제 6 동작구간 동안, LED 조명장치(1000)는 제 5 동작구간과 동일하게 제 1 디밍레벨에 따라 디밍제어가 이루어지게 된다.
다시 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 동작전류 셋팅부(500)는 제어신호 생성부(400)로부터 출력되는 디밍 제어신호(Sset)를 수신하고, LED 발광부(600)의 구동전류(Idr)를 설정하도록 구성될 수 있다. 동작전류 셋팅부(500)는 제어전압 생성부(510) 및 전류 구동부(520)를 포함할 수 있다.
제어전압 생성부(510)는 저항 R3 및 커패시터 C2를 가진다. 상기 저항 R3은 실시의 형태에 따라 생략될 수 있다. 다만, 펄스폭변조 신호의 형태로 디밍 제어신호(Sset)가 제공되고, 디밍 제어신호(Sset)에 고주파가 포함되는 경우, 저항 R3을 채용함을 통해 고주파 필터링이 가능할 수 있다. 따라서, 제 5 노드(N5)에서는 일정한 레벨을 가진 제어전압(Vt)이 형성된다. 제어전압(Vt)은 전류 구동부(520)에 인가된다.
전류 구동부(520)의 동작에 의해 펄스폭변조 신호인 디밍 제어신호(Sset)는 소정 레벨을 가진 직류 전압의 형태로 변경된다. 다만, 제 5 노드(N5)에서 결정되는 제어전압(Vt)은 펄스폭변조 신호인 디밍 제어신호(Sset)의 펄스의 듀티비에 따라 달리 설정된다. 듀티비가 클 경우, 커패시터 C2의 전하저장에 의해 높은 레벨의 제어전압(Vt)이 설정되고, 듀티비가 작을 경우, 낮은 레벨의 제어전압(Vt)이 설정된다.
전류 구동부(520)는 제어전압(Vt)을 수신하고, LED 발광부(600)의 구동전류(Idr)를 결정한다. 이러한 기능을 수행하기 위하여, 전류 구동부(520)는 선형 증폭기(521), 구동 트랜지스터 Qdr 및 구동 저항 Rdr을 포함할 수 있다. 선형 증폭기(521)의 비반전 입력단에는 제어전압(Vt)이 인가되고, 반전 입력단에는 제 6 노드(N6)의 전압이 인가된다. 구동 트랜지스터 Qdr은 LED 발광부(600)와 제 6 노드(N6) 사이에 연결된다. 구동 트랜지스터 Qdr의 게이트 단자는 선형 증폭기(521)의 출력단에 연결된다. 또한, 구동 저항 Rdr은 제 6 노드(N6)와 접지 사이에 연결된다.
만일 소정 레벨의 제어전압(Vt)이 인가되고, 제 6 노드(N6)의 전압이 제어전압(Vt)보다 낮은 레벨을 가지면 선형 증폭기(521)는 양의 레벨을 출력하고, 이는 구동 트랜지스터 Qdr을 턴-온시킨다. 따라서, 구동 트랜지스터 Qdr을 통과하는 구동전류(Idr)가 증가한다. 구동전류(Idr)가 증가하면, 구동 저항 Rdr에 의해 제 6 노드(N6)의 전압이 상승한다. 제 6 노드(N6)의 전압의 상승은 제어전압(Vt)과 실질적으로 동일할 때까지 수행된다. 즉, 제 6 노드(N6)의 전압은 제어전압(Vt)을 추종한다.
또한, 상기 선형 증폭기(521)는 비교기로 대체될 수도 있다.
결국, 제어전압(Vt)은 제 6 노드(N6)의 전압을 결정하고, 구동 저항 Rdr을 통해 구동전류(Idr)를 결정한다. 구동 트랜지스터 Qdr을 흐르는 구동전류(Idr)는 Vt/Rs가 된다.
예컨대, 상기 표 1에서 제 1 디밍레벨에 따른 제어전압(Vt)은 높은 전압레벨을 가지고, 이는 높은 구동전류(Idr)를 형성한다. 또한, 제 2 디밍레벨에 따른 제어전압(Vt)은 제 1 디밍레벨의 제어전압(Vt)보다는 낮은 전압레벨을 가지며, 그에 따라 구동전류(Idr)도 감소하며, LED 발광부(600)의 조도도 감소한다. 마찬가지로, 제 3 디밍레벨에 따른 제어전압(Vt)은 제 1 디밍레벨 및 제 2 디밍레벨의 제어전압(Vt)들 보다는 낮은 전압레벨을 가지며, 그에 따라 구동전류(Idr)도 감소하며, LED 발광부(600)의 조도도 감소한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어신호 생성부(400)를 도시한 블록도이다. 도 5을 참조하면, 제어신호 생성부(400)는 내부전원부(410), 메모리(420), 중앙처리부(430), 내부클럭생성부(440), 타이머(450), 펄스폭 변조부(460) 및 입출력부(470)를 포함할 수 있다..
내부전원부(410)는 직류전원 공급부(300)의 출력인 전원전압(VDD)을 수신하고, 이를 레귤레이팅한다. 레귤레이팅된 전압(VDDL)은 제어신호 생성부의 내부전원으로 사용된다. 이러한 내부전원부(410)는 실시의 형태에 따라 생략될 수 있다.
메모리(420)에는 중앙처리부(430)의 제어에 따라 목표 디밍레벨이 저장되고, 출력된다. 따라서, 중앙처리부(430)의 액세스 신호에 따라 메모리(420)의 특정주소에는 목표 디밍레벨이 기입동작을 통해 저장되거나, 판독동작을 통해 출력된다. 이러한 메모리(420)는 공급전원이 차단되더라도 정보의 저장상태가 보존될 수 있는 EEPROM으로 구성됨이 바람직하다.
중앙처리부(430)는 내부클럭생성부(440)에서 발생된 클럭신호를 수신하고, 목표 디밍레벨에 대한 판단 및 처리동작을 수행한다. 또한, 타이머(450)에서 발생되는 시간정보를 입력받고, 이를 목표 디밍레벨에 대한 처리 및 판단동작에 사용한다. 특히, 중앙처리부(430)는 메모리(420)를 액세스하여 메모리(420)에 대한 디밍 레벨의 기입 또는 판독 동작을 수행한다.
내부클럭생성부(440)는 제어신호 생성부의 클럭신호를 형성한다. 형성된 클럭신호는 메모리(420), 중앙처리부(430), 타이머(450), 펄스폭 변조부(460) 및 입출력부(470)에 개별적으로 공급되거나, 중앙처리부(430)를 거쳐 가공된 형태의 다른 클럭으로 각각의 요소에 공급될 수 있다.
타이머(450)는 카운터 회로 등을 통해 시간을 측정한다. 특히, 본 실시예에서 타이머(450)는 전원 스위치의 턴-온에 의해 전력이 공급되는 시간인 스위치 온-시간(Ton)을 카운팅한다. 카운팅된 시간정보는 중앙처리부(430)로 입력된다.
펄스폭 변조부(460)는 중앙처리부(430)로부터 입력되는 디밍레벨에 기초하여 펄스폭 변조를 수행하고, 펄스폭이 변조된 디밍 제어신호(Sset)를 생성 및 출력한다. 이러한 펄스폭 변조는 동일 주파수 조건에서 듀티비의 조절을 통해 수행됨이 바람직하다.
또한, 입출력부(470)는 중앙처리부(430)로부터 입력되는 제어 정보를 근거로 디지털 형태의 디밍 제어신호(Sset)를 출력한다. 다만, 본 실시예에서 입출력부(470)는 중앙처리부(430)에 의해 동작이 디스에이블됨이 바람직하다. 입출력부(470)의 디스에이블과 함께 펄스폭 제어부(460)는 인에이블될 수 있다.
메모리(420)에는 전원 스위치(110)의 턴-온시, 즉, 동작구간의 개시시 해당 동작구간에 대한 디밍 제어신호(Sset)를 생성하기 위한 목표 디밍레벨이 저장되어 있는 상태이다. 중앙처리부(430)는 읽기 명령의 액세스 신호를 전송하고, 메모리(420)로부터 출력된 목표 디밍레벨은 중앙처리부(430)에서 판단된다.
중앙처리부(430)는 타이머(450)로부터 입력되는 스위치 온-시간(Ton)과 기 설정된 제 1 기준시간(Tset1)과 제 2 기준시간(Tset2)을 비교한다.
만일, 타이머(450)에서 카운팅된 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 미만이면, 중앙처리부(430)는 메모리(420)에 저장된 목표 디밍레벨을 변경하지 않고 유지한다. 타이머(450)에서 카운팅된 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1)에 도달하면, 중앙처리부(430)는 메모리(420)에 저장된 목표 디밍레벨을 현재 동작구간의 디밍레벨의 다음 상태에 해당되는 디밍레벨로 변경하여 저장한다. 또한, 타이머(450)에서 카운팅된 스위치 온-시간(Ton)이 제 2 기준시간(Tset2)에 도달하면, 중앙처리부(430)는 메모리(420)에 저장된 목표 디밍레벨을 현재 동작구간의 디밍레벨의 다음 상태의 디밍레벨로부터 현재 동작구간의 디밍레벨로 다시 변경/저장하여, 현재 동작구간의 디밍레벨을 목표 디밍레벨로써 유지한다. 이러한 과정은 표 1에 도시된 방식으로 진행된다.
상술한 동작은 다른 양상으로도 구현될 수 있다.
예컨대, 메모리(420)의 특정 어드레스들 각각에는 그에 대응하는 디밍레벨이 구조화되어 저장된다. 즉, 제 1 어드레스에는 듀티비 100%에 해당하는 제 1 디밍레벨이 저장되고, 제 2 어드레스에는 듀티비 50%에 해당되는 제 2 디밍레벨이 저장되며, 제 3 어드레스에는 듀티비 5%에 해당하는 제 3 디밍레벨이 저장된다. 이러한 방식으로 구현되는 경우, 목표 디밍레벨의 설정은 특정 디밍레벨의 어드레스가 지정되는 방식으로 설정될 수 있다.
예컨대, 이전 동작구간의 종료시점에 목표 디밍레벨이 제 1 어드레스로 설정된 경우를 가정한다. 전원 스위치(110)가 턴-온되어 동작구간이 개시되면, 중앙처리부(430)는 제 1 어드레스를 액세스하여 제 1 어드레스에 저장된 디밍레벨을 현재 동작구간의 디밍레벨로써 출력한다. 타이머(450)에서 카운팅된 스위치 온-시간(Ton)은 중앙처리부(430)에 의해 제 1 기준시간(Tset1) 및 제 2 기준시간(Tset2)과 비교되며, 그 비교결과에 따라 목표 디밍레벨를 설정하기 위한 어드레스의 변경여부가 결정된다. 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 이상이고 제 2 기준시간(Tset2) 미만이 상태에서 전원 스위치(110)가 턴-오프되는 경우, 전원 스위치(110)의 턴-오프 시점에서 목표 디밍레벨은 제 2 디밍레벨이 저장된 제 2 어드레스로 설정된다. 따라서, 그 뒤 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 다시 턴-온되면, 중앙처리부(430)는 제 2 어드레스를 액세스한다. 반면, 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 미만이거나 또는 제 2 기준시간(Tset2) 이상인 상태에서 전원 스위치(110)가 턴-오프되는 경우, 전원 스위치(110)의 턴-오프 시점에서 목표 디밍레벨은 제 1 디밍레벨이 저장된 제 1 어드레스로 유지된다. 따라서, 그 뒤 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 다시 턴-온되면, 중앙처리부(430)는 제 1 어드레스를 다시 액세스한다.
전술한 바와 같은 제어신호 생성부(400)는 MCU(Micro Control Unit)의 형태로 제공될 수 있으며, 이는 반도체 공정을 이용하여 칩 스케일의 형태로 제공된다. 또한, 이러한 제어신호 생성부(400)에는 인에이블 신호가 입력될 수 있다. 외부에서 인가되는 인에이블 신호는 제어신호 생성부(400)의 동작 전체를 활성화 또는 비활성화할 수 있다.
또한, 제어신호 생성부(400)에서 중앙처리부(430)가 메모리(420)를 액세스하는 경우, 각각의 쓰기 동작마다 메모리(420)의 어드레스를 변경하여 목표 디밍레벨을 기입/저장하도록 구성될 수 있다. 이를 통해 메모리(420)의 쓰기 동작의 횟수에 따른 제품의 수명단축을 회피할 수 있다. 예컨대, 1회차의 쓰기 동작에서는 메모리(420)의 제 1 뱅크 또는 제 1 블록에 목표 디밍레벨의 저장동작이 수행되고, 2회차의 쓰기 동작에서는 제 2 뱅크 또는 제 2 블록에 목표 디밍레벨의 저장동작이 수행되도록 구성될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)의 경우, LED 발광부(600)의 조도 조절은 제어신호 생성부(400)로부터 출력되는 디밍 제어신호(Sset)가 펄스폭 또는 듀티비를 제어함으로써 달성된다. 또한, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 스위칭되어, 동작구간이 변경됨에 따라 LED 발광부(600)를 흐르는 전류는 달리 설정되며, 이에 따라 LED 발광부(600)의 조도가 제어될 수 있다. 한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 디머(900)가 펄스폭변조 신호 형식의 디밍 제어신호(Sset)를 동작전류 셋팅부(500)로 출력함으로써, LED 발광부(600)의 조도를 제어하도록 구성되어 있다. 그러나 발명을 구성하기에 따라, 제어신호 생성부(400)가 구동 트랜지스터 Qdr의 게이트 전압을 직접적으로 제어하기 위한 아날로그 전압을 출력하도록 구성될 수도 있다. 이러한 방식으로 제어신호 생성부(400)가 구현되는 경우, 도 4에 도시된 구성요소들 중, 제어전압 생성부(510)가 생략될 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명장치의 구성 및 기능
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)를 도시한 블록도이다. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 디머(900) 및 이를 포함하는 LED 조명장치(1000)는, 디밍레벨에 따라 복수의 트랜지스터들의 구동을 제어할 수 있는 디지털 형식의 디밍 제어신호(Sset)를 출력하도록 구성되어 있다는 점에 있어, 전술한 바와 같은 제 1 실시예와 차이점이 있다. 다만, 제 2 실시예에 따른 LED 디머(900)의 디밍제어 알고리즘 자체는 도 2를 참조하여 기술된 바와 같은 LED 디머(900)의 디밍제어 알고리즘, 및 도 3 내지 도 7을 참조하여 기술된 바와 같은 제 1 실시예에 따른 LED 디머(900)의 디밍제어 알고리즘과 거의 동일하다. 따라서, 이하에서는, 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)와의 차이점을 중심으로 제 2 실시예에 따른 LED 디머(900) 및 LED 조명장치(1000)에 대하여 설명하며, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)는 교류 전원 공급부(100), 정류부(200), LED 디머(900) 및 LED 발광부(600)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 디머(900)는 직류 전원 공급부(300), 제어신호 생성부(700) 및 동작전류 셋팅부(800)를 포함할 수 있다. 교류 전원 공급부(100), 정류부(200), LED 발광부(600) 및 LED 디머(900)를 구성하는 직류 전원 공급부(300)의 구성과 기능은 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)의 대응 구성요소와 동일하므로, 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)의 대응 구성요소들에 대한 설명을 원용하도록 한다.
제어신호 생성부(700)는 직류 전원 공급부(300)로부터 직류 전원전압(VDD)을 수신한다. 또한, 제어신호 생성부(700)는 선택된 디밍레벨에 따라 디밍 제어신호(Sset)를 생성한다. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어신호 생성부(700)로부터 출력되는 디밍 제어신호(Sset)는 동작전류 셋팅부(800)로 입력된다. 이때, 제어신호 생성부(700)로부터 출력되는 디밍 제어신호(Sset)는 동작전류 셋팅부(800)를 구성하는 적어도 하나의 트랜지스터의 턴-온/턴-오프 동작을 제어할 수 있는 신호의 형태를 가진다.
보다 구체적으로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어신호 생성부(400)와 유사하게, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어신호 생성부(700)는 사용자의 조작에 따른 전원 스위치(110)의 스위칭에 기초하여 현재 동작구간의 디밍레벨을 결정하고, 결정된 디밍레벨에 기초하여 디밍 제어신호(Sset)를 생성하며, 생성된 디밍 제어신호(Sset)를 동작전류 셋팅부(800)로 출력하도록 구성될 수 있다. 이를 보다 구체적으로 살펴보면, 기본적으로 본 발명에 따른 제어신호 생성부(700)는 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 스위칭될 때마다(즉, 전원 스위치(110)가 턴-온되어 있던 상태에서 사용자의 조작에 따라 턴-오프되어 제 1 동작구간이 종료하고, 그 후 다시 사용자의 조작에 따라 전원 스위치가 턴-온되어 제 2 동작구간이 개시될 때마다), 상이한 디밍레벨에 따른 디밍 제어신호(Sset)를 생성하여 동작전류 셋팅부(800)로 출력하도록 구성될 수 있다. 여기에서 제 1 동작구간과 제 2 동작구간은 특정 시점 또는 특정 구간의 동작구간을 특정하기 위한 개념은 아니며, 동작구간의 시간적 선후를 구별하기 위하여 사용되는 개념이라는 것을 주의해야 한다. 따라서, 제 1 동작구간에서 제어신호 생성부(700)가 제 1 디밍레벨에 따라 LED 조명장치(1000)의 디밍레벨을 제어하고 있는 상태에서, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)의 스위칭이 수행되는 경우, 제어신호 생성부(700)는 제 2 동작구간에서 제 2 디밍레벨에 따라 LED 조명장치의 디밍레벨을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 제어신호 생성부(700)는 제 1 기준시간(Tset1)을 이용하여 전원 스위치(110)의 스위칭 동작의 유무효를 더 판단하여 디밍레벨 변경여부를 결정하도록 구성될 수도 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 제어신호 생성부(700)는 제 2 기준시간(Tset2)을 이용하여 사용자의 선호 조도를 더 판단하고, 이에 기초하여 디밍레벨 변경여부를 결정하도록 구성될 수도 있다. 본 발명에 따른 이러한 제어신호 생성부(700)의 상세한 동작 알고리즘에 대해서는 도 10 내지 도 11을 참조하여 후술하도록 한다.
동작전류 셋팅부(800)는 입력되는 디밍 제어신호(Sset)에 응답하여 LED 발광부(600)의 구동전류(Idr)를 셋팅한다. 이를 위해 동작전류 셋팅부(800)는 발광부(600)의 음극(cathode) 단자에 전기적으로 연결된다. 동작전류 셋팅부(800)에서 구동전류(Idr)의 셋팅은 저항값의 조절을 통해 달성된다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어신호 생성부(700) 및 동작전류 셋팅부(800)의 동작을 설명하기 위한 회로도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 직류 전원 공급부(300)의 출력전압은 제어신호 생성부(700)의 직류전원전압(VDD)으로 이용된다.
한편, 다음의 표 2은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)의 현재 동작구간(제 1 동작구간)의 디밍레벨과, 전원 스위치 온-시간(Ton), 제 1 기준시간(Tset1), 및 제 2 기준시간(Tset2)에 기초한 LED 조명장치(1000)의 다음 동작구간(제 2 동작구간)에서의 디밍레벨과의 관계를 도시한 표이다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어신호 생성부(400)의 디밍제어 알고리즘과 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어신호 생성부(700)의 디밍제어 알고리즘이 실질적으로 동일하기 때문에, 표 2는 실질적으로 이상의 표 1과 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 다음의 표 3은 목표 디밍레벨에 따라, 실제 제어신호 생성부(700)에서 출력되는 디밍 제어신호(Sset)와 LED 발광부(600)의 조도의 관계를 도시한 표이다. 또한, 도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어신호 생성부의 동작을 설명하기 위한 상태도이며, 도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
이하에서, 표 2, 표 3 및 도 9 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어신호 생성부(700)의 디밍제어 알고리즘을 상세하게 설명하도록 한다.
제 1 동작구간의
디밍레벨		 제 2 동작구간의 디밍레벨
Ton< Tset1 Tset1≤ Ton <Tset2 Tset2≤ Ton
제 1 디밍레벨 제 1 디밍레벨 제 2 디밍레벨 제 1 디밍레벨
제 2 디밍레벨 제 2 디밍레벨 제 3 디밍레벨 제 2 디밍레벨
제 3 디밍레벨 제 3 디밍레벨 제 1 디밍레벨 제 3 디밍레벨
표 2에서 전원 스위치 온-시간(Ton)은 LED 조명장치(1000)의 제 1 동작구간의 시간적 길이이다. 즉, 표 2에서 전원 스위치 온-시간(Ton)은, 전원 스위치(110)가 사용자의 조작에 따라 턴-온되어 제 1 동작구간이 시작되고, 그 뒤 전원 스위치(110)가 사용자의 조작에 따라 턴-오프되어 제 1 동작구간이 종료될 때까지의 시간을 의미한다는 것을 주의해야 한다. 표 2에 나타나 있는 바와 같이, 제 2 동작구간의 디밍레벨은, 제 1 동작구간의 디밍레벨 및 제 1 동작구간 동안의 전원 스위치 온-시간(Ton)에 기초하여 결정된다.
표 2에 나타난 바와 같이, 제 2 동작구간의 디밍레벨은, 제 1 동작구간의 디밍레벨, 및 제 1 동작구간에서의 전원 스위치 온-시간(Ton)과 제 1 기준시간(Tset1), 제 2 기준시간(Tset2)의 비교결과에 따라 설정된다는 것을 알 수 있다. 즉, 사용자의 전원 스위치(110)의 턴-오프에 의해 제 1 동작구간이 종료되는 시점에서, 목표 디밍레벨로 설정된 디밍레벨이 제 2 동작구간의 디밍레벨이 된다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어신호 생성부(700)는 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-오프되어 제 1 동작구간이 종료된 후, 소정의 시간이 경과한 시점에서 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 다시 턴-온되어 제 2 동작구간이 시작되면, 목표 디밍레벨로 설정되어 있는 디밍레벨을 판독하며, 제 2 동작구간 동안 판독된 디밍레벨에 따른 디밍제어를 수행하기 위한 디밍 제어신호(Sset)를 생성하고, 생성된 디밍 제어신호(Sset)를 동작전류 셋팅부(800)로 출력하게 된다.
도 9을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 동작전류 셋팅부(800)는 동작전류 셋팅부(800)는 제어전압 생성부(810) 및 전류 구동부(820)를 포함할 수 있다.
제어전압 생성부(810)는 복수개의 트랜지스터들 QN0, QN1, QN2 및 저항들 R4, R5, R6, Rb 및 Rk로 구성된다. 트랜지스터들 QN0, QN1, QN2의 게이트 단자로는 디밍 제어신호들(Sset0, Sset1, Sset2)이 각각 입력된다. 또한, 트랜지스터들 QN0, QN1, QN2의 각각의 드레인 단자에는 저항들 R4, R5, R6이 연결된다.
저항들 R4, R5, R6은 트랜지스터들의 드레인 단자와 제 7 노드(N7) 사이에 연결된다. 기준저항 Rk는 기준전압 Vk와 제 7 노드(N7) 사이에 연결된다. 기준전압 Vk는 별도의 전원공급수단을 통해 공급될 수 있으며, 전류 구동부(820)의 선형 증폭기(821)의 전원 전압을 통해 공급될 수 있다.
또한, 턴-온되는 트랜지스터에 따라 제 7 노드(N7)에서 접지를 향하는 등가저항은 달리 설정된다. 제 7 노드(N7)에서 접지를 향하는 등가 저항과 기준 전압 Vk과 제 7 노드(N7) 사이에 배치되는 기준저항 Rk에 의해 제 7 노드(N7)의 전압인 제어전압(Vt)은 결정된다. 이는 디밍 제어신호(Sset)에 따라 트랜지스터들 QN0, QN1, QN2가 선택적으로 턴-온되고, 트랜지스터들 QN0, QN1, QN2의 온/오프 상태에 따라 등가 저항이 변경되며, 이를 통해 제어전압(Vt)이 조절될 수 있음을 의미한다.
또한, 제 7 노드(N7)와 접지 사이에는 베이스 저항 Rb가 연결된다. 베이스 저항 Rb는 선형 증폭기(821)의 양의 입력단자와 접지 사이에도 연결된다. 따라서, 베이스 저항 Rb에 의해 선형 증폭기(821)의 양의 입력단자가 접지레벨로 설정되는 것은 방지된다.
또한, 본 실시예에서 제 7 노드(N7)에서 접지를 향하는 등가 저항의 조절은 3개의 트랜지스터들의 온/오프 제어를 통해 달성되는 것으로 도시되나, 상호간에 병렬로 배치되는 트랜지스터들의 개수는 당업자의 필요에 따라 변경가능하다 할 것이다. 이외에 트랜지스터의 드레인 단자와 제 7 노드(N7) 사이에 연결되는 저항들의 값도 기준 저항 Rk의 값에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
전류 구동부(820)는 제어전압(Vt)을 수신하고, LED 발광부(600)의 구동전류(Idr)를 결정한다. 이를 위해 선형 증폭기(821), 구동 트랜지스터 Qdr 및 구동 저항 Rdr이 구비된다. 선형 증폭기(821)의 비반전 입력단에는 제어전압(Vt)이 인가되고, 반전 입력단에는 제 6 노드(N6)의 전압이 인가된다. 구동 트랜지스터 Qdr은 LED 발광부(600)와 제 6 노드(N6) 사이에 연결된다. 구동 트랜지스터 Qdr의 게이트 단자는 선형 증폭기(821)의 출력단에 연결된다. 또한, 구동 저항 Rdr은 제 6 노드(N6)와 접지 사이에 연결된다.
만일 소정 레벨의 제어전압(Vt)이 인가되고, 제 6 노드(N6)의 전압이 제어전압(Vt)보다 낮은 레벨을 가지면 선형 증폭기(821)는 양의 레벨을 출력하고, 이는 구동 트랜지스터 Qdr을 턴-온시킨다. 따라서, 구동 트랜지스터 Qdr를 통과하는 구동전류(Idr)가 증가한다. 구동전류(Idr)가 증가하면, 구동 저항 Rdr에 의해 제 6 노드(N6)의 전압이 상승한다. 즉, 제 6 노드(N6)의 전압의 상승은 제어전압(Vt)과 실질적으로 동일할 때까지 수행된다. 이는 증폭기의 가상 단락에 따라 2개의 입력단의 전압이 실질적으로 동일 레벨을 가지는 현상이다. 즉, 제 6 노드(N6)의 전압은 제어전압(Vt)을 추종한다.
결국, 제어전압(Vt)은 제 6 노드(N6)의 전압을 결정하고, 구동 저항 Rdr을 통해 구동전류(Idr)를 결정한다. 구동 트랜지스터 Qdr를 흐르는 구동전류(Idr)는 Vt/Rs가 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어전압 생성부(810)는 복수의 트랜지스터들로 구성된다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어신호 생성부(700)는 제어전압 생성부(810)는 복수의 트랜지스터들을 선택적으로 턴-온/턴-오프시킬 수 있는 형태로 구성되어야 한다. 따라서, 디밍 제어신호(Sset)는 동작전류 셋팅부(800)의 트랜지스터들을 온/오프 할 수 있는 전압레벨의 형태로 제공된다. 즉, 제어신호 생성부(700)로부터 출력되는 디밍 제어신호(Sset)는 트랜지스터를 온/오프 할 수 있는 하이 레벨 또는 로우 레벨의 형태로 제공된다. 따라서, 디밍 제어신호(Sset)는 디지털 신호의 형태로 제공될 수 있다. 디지털 신호 형태의 디밍 제어신호(Sset)는 동작전류 셋팅부(800)의 트랜지스터들을 선택적으로 온/오프시킨다.
전술한 바와 같이, 다음의 표 3은 목표 디밍레벨에 따라, 실제 제어신호 생성부(700)에서 출력되는 디밍 제어신호(Sset)와 LED 발광부(600)의 조도의 관계를 도시한 표이다.
제 2 동작구간 개시시 설정되어 있는 목표 디밍레벨 제 2 동작구간 개시 후 출력되는 디밍 제어신호(Sset2 Sset1 Sset0) LED 발광부의
조도
제 1 디밍레벨 (000) 100%
제 2 디밍레벨 (001) 50%
제 3 디밍레벨 (011) 5%
제 1 동작구간의 종료 후 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-온되어 제 2 동작구간이 개시되는 경우, 제어신호 생성부(700)는 목표 디밍레벨로 설정되어 있는 디밍레벨을 판독하고, 판독된 디밍레벨에 상응하는 디밍 제어신호(Sset)를 출력하게 된다. 따라서, 표 3에 도시되어 있는 바와 같이, 제 2 동작구간 개시시 설정되어 있는 목표 디밍레벨이 제 1 디밍레벨인 경우, 제어신호 생성부(700)는 제 1 디밍레벨에 상응하는 "000"의 디밍 제어신호를 동작전류 셋팅부(800)로 출력하게 된다. 이러한 경우, Sset 0 내지 Sset 2가 모두 로우레벨이므로, 3개의 트랜지스터들 QN0 내지 QN2가 모두 오프 상태가 된다. 따라서, 제어전압(Vt)은 가장 높은 레벨을 가진다. 이러한 제 1 디밍레벨은 LED 발광부(600)의 조도를 최대 조도의 100%로 설정한 것이다. 또한, 제 2 동작구간 개시시 설정되어 있는 목표 디밍레벨이 제 2 디밍레벨인 경우, 제어신호 생성부(700)는 제 2 디밍레벨에 상응하는 "001"의 디밍 제어신호를 동작전류 셋팅부(800)로 출력하게 된다. Sset 0이 하이레벨이고, Sset 1 내지 Sset 2가 로우레벨이므로, 트랜지스터 QN0는 턴-온되고, 트랜지스터들 QN1 내지 QN2는 턴-오프상태를 유지한다. 따라서, 제 2 디밍레벨에 따른 제어전압(Vt)은 제 1 디밍레벨에 따른 제어전압(Vt)에 비하여 낮아지게 된다. 이러한 제 2 디밍레벨은 LED 발광부(600)의 조도를 최대 조도의 50%로 설정한 것이다. 마찬가지로, 제 2 동작구간 개시시 설정되어 있는 목표 디밍레벨이 제 3 디밍레벨인 경우, 제어신호 생성부(700)는 제 3 디밍레벨에 상응하는 "011"의 디밍 제어신호를 동작전류 셋팅부(800)로 출력하게 된다. 이에 따라, Sset 0 내지 Sset 1이 하이레벨이고, Sset 2가 로우레벨이므로, 2개의 트랜지스터들 QN0, QN1이 턴-온되고, 1개의 트랜지스터 QN2가 턴-오프상태를 유지하게 된다. 따라서, 제 3 디밍레벨에 따른 제어전압(Vt)은 제 2 디밍레벨에 따른 제어전압(Vt)에 비하여 낮아지게 된다. 이러한 제 3 디밍레벨은 LED 발광부(600)의 조도를 최대 조도의 5%로 설정한 것이다.
또한, 제 2 실시예에 따른 제어신호 생성부(700)는 제 1 실시예에서 따라 도 5에 도시된 제어신호 생성부와 거의 동일한 구성을 가지도록 구성될 수 있다. 다만, 제 2 실시예에서 있어, 도 5의 펄스폭 변조부(460)는 생략되거나 디스에이블된다. 또한, 입출력부(470)가 인에이블된다.
이러한 점에 기초하여, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어신호 생성부(700)의 동작을 살펴보도록 한다.
메모리(420)에는 전원 스위치(110)의 턴-온시, 즉, 동작구간의 개시시 해당 동작구간에 대한 디밍 제어신호(Sset)를 생성하기 위한 목표 디밍레벨이 저장되어 있는 상태이다. 중앙처리부(430)는 커맨드 타입의 액세스 신호를 전송하고, 메모리는 액세스 신호에 따라 저장된 목표 디밍레벨을 입출력부(470)로 출력한다. 입출력부(470)는 병렬 데이터의 형태인 디밍 제어신호(Sset)를 생성하여 출력한다. 따라서, 디밍 제어신호(Sset)는 디지털 신호의 형태를 가지고 제어전압 생성부(810)의 트랜지스터들의 온/오프 동작을 제어할 수 있다. 따라서, 출력되는 제 어신호 Sset는 병렬구조로 소정의 비트를 가진 형태로 제공될 수 있다.
저장된 디밍 제어정보를 출력한 메모리(420)에는 중앙처리부(430)에 의한 새로운 목표 디밍레벨에 대한 기입 동작이 수행될 수 있다. 이는 전술한 표 2 및 표 3에 따른다. 이를 간략하게 다시 살펴보면, 중앙처리부(430)는 타이머(450)로부터 입력되는 스위치 온-시간(Ton)과 기 설정된 제 1 기준시간(Tset1)과 제 2 기준시간(Tset2)을 비교한다.
만일, 타이머(450)에서 카운팅된 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 미만이면, 중앙처리부(430)는 메모리(420)에 저장된 목표 디밍레벨을 변경하지 않고 유지한다. 타이머(450)에서 카운팅된 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1)에 도달하면, 중앙처리부(430)는 메모리(420)에 저장된 목표 디밍레벨을 현재 동작구간의 디밍레벨의 다음 상태에 해당되는 디밍레벨로 변경하여 저장한다. 또한, 타이머(450)에서 카운팅된 스위치 온-시간(Ton)이 제 2 기준시간(Tset2)에 도달하면, 중앙처리부(430)는 메모리(420)에 저장된 목표 디밍레벨을 현재 동작구간의 디밍레벨의 다음 상태의 디밍레벨로부터 현재 동작구간의 디밍레벨로 다시 변경/저장하여, 현재 동작구간의 디밍레벨을 목표 디밍레벨로써 유지한다.
한편, 제 1 실시예와 동일하게 상술한 동작이 다른 양상으로도 구현될 수 있다. 예컨대, 메모리(420)의 특정 어드레스들 각각에는 그에 대응하는 디밍레벨이 구조화되어 저장된다. 즉, 제 1 어드레스에는 조도비 100%에 해당하는 제 1 디밍레벨이 저장되고, 제 2 어드레스에는 조도비 50%에 해당되는 제 2 디밍레벨이 저장되며, 제 3 어드레스에는 조도비 5%에 해당하는 제 3 디밍레벨이 저장된다. 이러한 방식으로 구현되는 경우, 목표 디밍레벨의 설정은 특정 디밍레벨의 어드레스가 지정되는 방식으로 설정될 수 있다.
예컨대, 이전 동작구간의 종료시점에 목표 디밍레벨이 제 1 어드레스로 설정된 경우를 가정한다. 전원 스위치(110)가 턴-온되어 동작구간이 개시되면, 중앙처리부(430)는 제 1 어드레스를 액세스하여 제 1 어드레스에 저장된 디밍레벨을 현재 동작구간의 디밍레벨로써 출력한다. 타이머(450)에서 카운팅된 스위치 온-시간(Ton)은 중앙처리부(430)에 의해 제 1 기준시간(Tset1) 및 제 2 기준시간(Tset2)과 비교되며, 그 비교결과에 따라 목표 디밍레벨를 설정하기 위한 어드레스의 변경여부가 결정된다. 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 이상이고 제 2 기준시간(Tset2) 미만이 상태에서 전원 스위치(110)가 턴-오프되는 경우, 전원 스위치(110)의 턴-오프 시점에서 목표 디밍레벨은 제 2 디밍레벨이 저장된 제 2 어드레스로 설정된다. 따라서, 그 뒤 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 다시 턴-온되면, 중앙처리부(430)는 제 2 어드레스를 액세스한다. 반면, 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 미만이거나 또는 제 2 기준시간(Tset2) 이상인 상태에서 전원 스위치(110)가 턴-오프되는 경우, 전원 스위치(110)의 턴-오프 시점에서 목표 디밍레벨은 제 1 디밍레벨이 저장된 제 1 어드레스로 유지된다. 따라서, 그 뒤 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 다시 턴-온되면, 중앙처리부(430)는 제 1 어드레스를 다시 액세스한다.
또한, 제어신호 생성부(700)는 칩 스케일의 형태로 제공되는 MCU임이 바람직하다. 또한, 제어신호 생성부(700)에는 인에이블 신호가 입력될 수 있다. 인에이블 신호에 의해 제어신호 생성부(700)의 동작은 활성화되거나 비활성화된다.
또한, 제어신호 생성부(700)에서 중앙처리부(430)가 메모리(420)를 액세스하는 경우, 각각의 기입 동작마다 메모리(420)의 어드레스를 변경하여 목표 디밍레벨을 입력할 수 있다. 이를 통해 메모리(420)의 기입 동작의 횟수에 따른 제품의 수명단축을 회피할 수 있다. 예컨대, 1회차의 기입 동작에서는 메모리(420)의 제 1 뱅크 또는 제 1 블록에 대하여 목표 디밍레벨의 저장동작이 수행되고, 2회차의 기입 동작에서는 제 2 뱅크 또는 제 2 블록에 대하여 목표 디밍레벨의 저장동작이 수행될 수 있다.
도 10에 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어신호 생성부(700)의 목표 디밍레벨 설정 알고리즘이 간략하게 도시되어 있다. 한편, 도 11에는 제 1 동작구간(t1~t2), 제 2 동작구간(t3~t4), 제 3 동작구간(t5~t6), 제 4 동작구간(t7~t8), 제 5 동작구간(t9~t10), 및 제 6 동작구간(t11~t12)의 6개의 동작구간과, 제 1 노드(N1)의 전압레벨, 전원 스위치(110)의 동작상태, 해당 동작구간에서 제어신호 생성부(700)로부터 출력되는 디밍 제어신호(Sset), 그에 따른 제어전압(Vt) 등이 도시되어 있다. 도 7에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어신호 생성부(400)와 관련된 타이밍도와, 도 11에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어신호 생성부(700)와 관련된 타이밍도는 출력되는 디밍 제어신호(Sset)의 형태만이 상이할 뿐 나머지 내용은 동일하므로, 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 11에 도시된 타이밍도에 있어, 제 1 동작구간에 대한 목표 디밍레벨이 제 1 디밍레벨로 설정/저장되어 있는 상태이다. 따라서, 시점(t1)에 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-온되어 제 1 동작구간이 개시되면, 제어신호 생성부(700)는 설정된 목표 디밍레벨인 제 1 디밍레벨에 대응하는 디밍 제어신호(Sset)를 생성하여 동작전류 셋팅부(800)로 출력하게 된다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어신호 생성부(700)는 디밍 제어신호(Sset)로써 복수의 트랜지스터들의 구동을 제어하기 위한 디지털 신호를 출력할 수 있다. 따라서, 실시예를 구성하기에 따라, 디밍레벨 자체가 디지털 신호로 구성되어 메모리에 저장될 수 있다. 이러한 경우, 제 1 디밍레벨은 "000"의 값을 갖는 디지털 신호, 제 2 디밍레벨은 "001"의 값을 갖는 디지털 신호, 제 3 디밍레벨은 "011"의 값을 갖는 디지털 신호일 수 있다. 이러한 방식으로 구성되는 경우, 제어신호 생성부(700)는 목표 디밍레벨에 대응하는 디밍 제어신호(Sset)를 생성하지 않고, 저장된 목표 디밍레벨을 독출하고, 독출된 목표 디밍레벨을 디밍 제어신호(Sset)로써 바로 출력하도록 구성될 수 있다. 따라서, 시점(t1)에 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-온되어 제 1 동작구간이 개시되면, 제어신호 생성부(700)는 설정된 목표 디밍레벨인 제 1 디밍레벨(000)을 구동전류 셋팅부(800)으로 출력하게 된다. 또한, 시점(t1)에서 전원 스위치 온-시간(Ton)이 측정되기 시작한다. 시점(t2)에서 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-오프되며, 그에 따라 제 1 동작구간이 종료한다. 제 1 동작구간의 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 이상이고 제 2 기준시간(Tset2) 미만이므로, 제 1 동작구간 종료시점에서의 목표 디밍레벨은 제 2 디밍레벨로 설정되어 있는 상태이다. 따라서, 시점(t3)에서 사용자의 조작에 따라 다시 전원 스위치(110)가 턴-온되어 제 2 동작구간이 개시되면, 제어신호 생성부(700)는 설정된 목표 디밍레벨인 제 2 디밍레벨(001)을 디밍 제어신호(Sset)로써 동작전류 셋팅부(800)로 출력하게 된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제 2 동작구간의 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 이상이고 제 2 기준시간(Tset2) 미만이므로, 제 2 동작구간 종료시점(t4)에서의 목표 디밍레벨은 제 3 디밍레벨로 설정되어 있는 상태이다. 따라서, 제 3 동작구간 동안, LED 조명장치(1000)는 제 3 디밍레벨(011)에 따라 디밍제어가 이루어지게 된다. 또한, 도시된 바와 같이, 제 3 동작구간의 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 이상이고 제 2 기준시간(Tset2) 미만이므로, 제 3 동작구간 종료시점(t6)에서의 목표 디밍레벨은 제 1 디밍레벨로 설정되어 있는 상태이다. 따라서, 제 4 동작구간 동안, LED 조명장치(1000)는 제 1 디밍레벨(000)에 따라 디밍제어가 이루어지게 된다. 한편, 제 1 동작구간 내지 제 3 동작구간과 달리, 제 4 동작구간 동안의 전원 스위치 온-시간(Ton)은 제 2 기준시간(Tset2) 이상이다. 따라서, 전술한 바와 같은 알고리즘에 기초하여 제 4 동작구간의 디밍레벨, 즉, 제 1 디밍레벨(000)이 사용자의 선호 조도로 판단되며, 제 4 동작구간 종료시점(t8)에서의 목표 디밍레벨은 제 1 디밍레벨(000)로 유지되고 있는 상태이다. 따라서, 제 5 동작구간 동안, LED 조명장치(1000)는 제 4 동작구간과 동일하게 제 1 디밍레벨(000)에 따라 디밍제어가 이루어지게 된다. 또한, 제 1 동작구간 내지 제 4 동작구간과 달리, 제 5 동작구간 동안의 전원 스위치 온-시간(Ton)은 제 1 기준시간(Tset1) 미만이다. 따라서, 제 5 동작구간의 종료시점(t10)에서의 목표 디밍레벨은 제 1 디밍레벨(000)로 유지되고 있는 상태이다. 결과적으로, 제 6 동작구간 동안, LED 조명장치(1000)는 제 5 동작구간과 동일하게 제 1 디밍레벨(000)에 따라 디밍제어가 이루어지게 된다.
본 실시예에서는 LED 발광부(600)의 조도 제어는 동작전류 셋팅부(800)의 트랜지스터들 QN0 내지 QN2의 스위칭 동작에 의해 결정된다. 동작전류 셋팅부(800)의 트랜지스터들 QN0 내지 QN2의 스위칭 동작은 제어신호 생성부(700)의 제어 신호 Sset0 내지 Sset2를 통해 달성된다.
상술한 본 발명의 2개의 실시예들에 따르면, 디밍 제어신호는 펄스폭 변조신호의 형태를 가지거나, 저항값을 선택할 수 있는 게이트 디밍 제어신호의 형태로 제공된다. 펄스폭 변조신호는 제어전압의 레벨을 설정하고, 설정된 제어전압에 따라 발광부의 구동전류(Idr)가 결정된다. 또한, LED 발광부(600)를 구동하는 구동전류는 전원 스위치(110)의 스위칭 후 목표 디밍레벨에 따라 설정된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치의 디밍 제어과정의 일예
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 LED 조명장치의 디밍 제어과정을 설명하기 위한 순서도이다. 이하에서, 도 12를 참조하여, 본 발명에 따른 LED 조명장치(1000)의 디밍 제어과정에 대하여 상세히 살펴보도록 한다.
설명 및 이해의 편의를 위하여, 도 12에 도시된 실시예의 경우, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명장치(1000)를 기준으로 하며, 단계(S1100) 직전에 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-오프되어 제 1 동작구간이 종료된 상태이며, 제 1 동작구간 종료시점에서의 목표 디밍레벨은 제 2 디밍레벨로 설정되어 있는 상태로 가정한다.
먼저, LED 디머(900)는 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-온되는지 여부를 판단한다(S110). 전원 스위치(110)의 턴-온 및/또는 턴-오프 여부를 판단하기 위하여 다양한 공지된 기술들이 채택될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 LED 디머(900)는 정류부(200)로부터 정류전압(Vrec)이 공급되는지 여부를 기준으로, 전원 스위치(110)의 동작상태를 검출하도록 구성될 수 있다. 단계(S1100)에서 판단한 결과 전원공급이 개시되는 경우, LED 디머(900)는 설정되어 있는 목표 디밍레벨을 독출하고, 독출된 목표 디밍레벨에 따라 해당 동작구간, 즉, 제 2 동작구간에서의 조도 제어를 수행한다(S1102). 전술한 바와 제 2 디밍레벨이 목표 디밍레벨로 설정되어 있는 상태이므로, LED 디머(900)는 제 2 디밍레벨에 따라 LED 조명장치(1000)의 조도를 제어한다. 또한, 이와 동시에, LED 디머(900)는 전원 스위치 온-시간(Ton)의 측정을 개시한다(S1102).
제 2 동작구간에서 LED 조명장치(1000)가 구동되고 있는 동안 이러한 전원 스위치 온-시간(Ton)의 측정이 계속된다. LED 디머(900)는 측정된 전원 스위치 온-시간(Ton)과 제 1 기준시간(Tset1)을 비교하고(S1104), 측정된 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1)에 도달할 때, 현재 제 2 디밍레벨로 설정되어 있는 목표 디밍레벨을 제 3 디밍레벨로 변경하여 저장한다(S1108).
한편, LED 디머(900)는 전원공급이 차단되는지 여부, 즉, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 턴-오프되는지 여부를 지속적으로 판단한다(S1106, S1112, S1116). 판단한 결과, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 미만인 시점에 전원 스위치(110)가 턴-오프되어 제 2 동작구간이 종료되는 경우(S1106), LED 디머(900)는 절차를 종료하며, 이때, 제 2 동작구간 개시 시점의 목표 디밍레벨과 제 2 동작구간 종료 시점의 목표 디밍레벨이 제 2 디밍레벨로써 동일하다. 따라서, 이러한 경우, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 다시 턴-온되어 제 3 동작구간이 시작되더라도, 목표 디밍레벨이 제 2 디밍레벨로 설정되어 있으므로, LED 디머(900)는 제 3 동작구간 동안 제 2 디밍레벨에 따라 LED 조명장치(1000)의 디밍제어를 수행한다.
다른 한편으로, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 1 기준시간(Tset1) 이상이고 제 2 기준시간(Tset2) 미만인 시점에 전원 스위치(110)가 턴-오프되어 제 2 동작구간이 종료되는 경우(S1112), 제 2 동작구간 개시 시점의 목표 디밍레벨은 제 2 디밍레벨이며 제 2 동작구간 종료 시점의 목표 디밍레벨은 제 3 디밍레벨로써 서로 상이하다. 따라서, 이러한 경우, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 다시 턴-온되어 제 3 동작구간이 시작되면, LED 디머(900)는 제 2 동작구간 종료 시점의 목표 디밍레벨인 제 3 디밍레벨에 따라 제 3 동작구간 동안 LED 조명장치(1000)의 디밍제어를 수행한다.
또한, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 2 기준시간(Tset2)이 되는 시점까지 제 2 동작구간이 계속되고 있는 경우, LED 디머(900)는 제 2 동작구간의 디밍레벨을 사용자의 선호 조도로 판단한다. 따라서, LED 디머(900)는 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 2 기준시간(Tset2)에 도달하는 시점에 단계(S1108)에서 제 3 디밍레벨로 설정되었던 목표 디밍레벨을 다시 제 2 디밍레벨로 변경하여 설정한다(S1114). 따라서, 전원 스위치 온-시간(Ton)이 제 2 기준시간(Tset2) 이상인 시점에 전원 스위치(110)가 턴-오프되어 제 2 동작구간이 종료되는 경우(S1116), 제 2 동작구간 개시 시점의 목표 디밍레벨과 제 2 동작구간 종료 시점의 목표 디밍레벨이 제 2 디밍레벨로써 동일하다. 따라서, 이러한 경우, 사용자의 조작에 따라 전원 스위치(110)가 다시 턴-온되어 제 3 동작구간이 시작되더라도, LED 디머(900)는 제 2 동작구간과 동일하게 제 2 디밍레벨에 따라 제 3 동작구간 동안 LED 조명장치(1000)의 디밍제어를 수행한다.
이상에서, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 본 명세서에 개시된 특정 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
100 : 교류 전원 공급부 200 : 정류부
300 : 직류 전원 공급부 400, 700 : 제어신호 생성부
500, 800 : 동작전류 셋팅부 510, 810 : 제어전압 생성부
520, 820 : 전류 구동부 600 : 발광부
900 : LED 디머

Claims (19)

  1. 전원 스위치, 구동전압 공급부 및 LED 발광부를 포함하는 LED 조명장치의 디밍 제어를 수행하는 LED 디머에 있어서,
    사용자의 조작에 따라 상기 전원 스위치가 스위칭되어 상기 LED 조명장치의 동작구간이 변경되는 경우, 상기 전원 스위치의 스위칭 이후의 동작구간(이하, '제 k+1 동작구간'이라 함, k는 양의 정수)의 디밍레벨을 상기 전원 스위치의 스위칭 이전의 동작구간(이하, '제 k 동작구간'이라 함)의 디밍레벨과 다르게 선택하고, 상기 제 k 동작구간 동안 선택된 디밍레벨에 따라 상기 LED 발광부의 조도를 제어하고,
    상기 LED 디머는, 디밍레벨의 크기에 따라 순차적으로 구조화되어 저장된 제 1 디밍레벨 내지 제 n 디밍레벨(n은 2 이상의 양의 정수)으로 구성된 디밍레벨 그룹을 포함하며,
    상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치의 스위칭들에 의해 상기 동작구간들이 변경됨에 따라 상기 디밍레벨 그룹 내에서 상기 디밍레벨을 순차적으로 변경하고, 변경된 디밍레벨에 따라 특정 동작구간 동안 상기 LED 발광부의 조도를 제어하고,
    상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때, 목표 디밍레벨은 제 i 디밍레벨(i는 n 이하의 양의 정수)로서 설정되어 있으며,
    상기 LED 디머는, 상기 제 k 동작구간의 개시시 상기 목표 디밍레벨을 판독하고, 상기 제 k 동작구간 동안 목표 디밍레벨로서 판독된 상기 제 i 디밍레벨에 따라 상기 LED 발광부의 조도를 제어하며, 상기 제 i 디밍레벨에 따라 상기 LED 발광부의 조도 제어를 시작한 직후 상기 목표 디밍레벨을 제 i+1 디밍레벨로 설정하는 것을 특징으로 하는, LED 디머.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간(on-time)의 측정을 동시에 시작하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 1 기준시간에 도달하는 시점에 상기 목표 디밍레벨을 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정하는 것을 특징으로 하는, LED 디머.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간의 측정을 동시에 시작하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 2 기준시간에 도달하는 시점에 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정되어 있는 상기 목표 디밍레벨을 다시 제 i 디밍레벨로 재설정하는 것을 특징으로 하는, LED 디머.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간(on-time)의 측정을 동시에 시작하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 1 기준시간에 도달하는 시점에 상기 목표 디밍레벨을 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 2 기준시간에 도달하는 시점에 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정되어 있는 상기 목표 디밍레벨을 다시 제 i 디밍레벨로 재설정하되, 상기 제 2 기준시간은 상기 제 1 기준시간보다 큰 것을 특징으로 하는, LED 디머.
  7. 교류 전원과 정류부 사이에 연결되며, 사용자의 조작에 따라 상기 교류 전원으로부터 인가되는 교류 전압을 선택적으로 출력하는 전원 스위치;
    상기 전원 스위치에 연결되며, 상기 전원 스위치를 통해 인가되는 상기 교류 전압을 처리하여 구동전압을 형성하고, 형성된 구동전압을 LED 발광부 및 LED 디머로 출력하는 구동전압 공급부;
    사용자의 조작에 따라 상기 전원 스위치가 스위칭되어 LED 조명장치의 동작구간이 변경되는 경우, 상기 전원 스위치의 스위칭 이후의 동작구간(이하, '제 k+1 동작구간'이라 함, k는 양의 정수)의 디밍레벨을 상기 전원 스위치의 스위칭 이전의 동작구간(이하, '제 k 동작구간'이라 함)의 디밍레벨과 다르게 선택하고, 상기 제 k 동작구간 동안 선택된 디밍레벨에 따라 LED 발광부의 조도를 제어하는 LED 디머; 및
    상기 LED 디머의 제어에 따라 발광 동작을 수행하는 LED 발광부를 포함하고,
    상기 LED 디머는, 디밍레벨의 크기에 따라 순차적으로 구조화되어 저장된 제 1 디밍레벨 내지 제 n 디밍레벨(n은 2 이상의 양의 정수)으로 구성된 디밍레벨 그룹을 포함하며,
    상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치의 스위칭들에 의해 상기 동작구간들이 변경됨에 따라 상기 디밍레벨 그룹 내에서 상기 디밍레벨을 순차적으로 변경하고, 변경된 디밍레벨에 따라 특정 동작구간 동안 상기 LED 발광부의 조도를 제어하고,
    상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때, 목표 디밍레벨은 제 i 디밍레벨(i는 n 이하의 양의 정수)로서 설정되어 있으며,
    상기 LED 디머는, 상기 제 k 동작구간의 개시시 상기 목표 디밍레벨을 판독하고, 상기 제 k 동작구간 동안 목표 디밍레벨로서 판독된 상기 제 i 디밍레벨에 따라 상기 LED 발광부의 조도를 제어하며, 상기 제 i 디밍레벨에 따라 상기 LED 발광부의 조도 제어를 시작한 직후 상기 목표 디밍레벨을 제 i+1 디밍레벨로 설정하는 것을 특징으로 하는, LED 조명장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 구동전압 공급부는 상기 교류 전압을 전파정류하고, 전파정류된 정류전압을 상기 LED 발광부 및 상기 LED 디머로 출력하는 정류부인 것을 특징으로 하는, LED 조명장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간(on-time)의 측정을 동시에 시작하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 1 기준시간에 도달하는 시점에 상기 목표 디밍레벨을 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정하는 것을 특징으로 하는, LED 조명장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간의 측정을 동시에 시작하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 2 기준시간에 도달하는 시점에 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정되어 있는 상기 목표 디밍레벨을 다시 제 i 디밍레벨로 재설정하는 것을 특징으로 하는, LED 조명장치.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 LED 디머는, 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간(on-time)의 측정을 동시에 시작하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 1 기준시간에 도달하는 시점에 상기 목표 디밍레벨을 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정하고, 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 2 기준시간에 도달하는 시점에 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정되어 있는 상기 목표 디밍레벨을 다시 제 i 디밍레벨로 재설정하되, 상기 제 2 기준시간은 상기 제 1 기준시간보다 큰 것을 특징으로 하는, LED 조명장치.
  14. 전원 스위치, 구동전압 공급부, LED 디머, 및 LED 발광부를 포함하는 LED 조명장치의 디밍 제어 방법에 있어서,
    (a) 사용자의 조작에 따라 상기 전원 스위치가 턴-온되는지 여부를 판단하는 단계;
    (b) 상기 전원 스위치가 턴-온되는 경우, 설정되어 있는 목표 디밍레벨을 판독하고, 판독된 디밍레벨에 따라 상기 LED 발광부의 조도 제어를 개시함으로써 제 k 동작구간(k는 양의 정수)을 개시하는 단계;
    (c) 상기 상기 LED 발광부의 조도 제어를 개시한 직후에, 상기 목표 디밍레벨을 상기 판독된 디밍레벨의 다음 상태의 디밍레벨로 변경하여 설정하는 단계; 및
    (d) 사용자의 조작에 따라 상기 전원 스위치가 턴-오프되는지 여부를 판단하고, 상기 전원 스위치가 턴-오프되는 경우 상기 제 k 동작구간을 종료하는 단계를 포함하되, 상기 (c) 단계에서 변경되어 설정되는 목표 디밍레벨은 제 k+1 동작구간의 디밍레벨이 되고,
    상기 LED 디머는, 디밍레벨의 크기에 따라 순차적으로 구조화되어 저장된 제 1 디밍레벨 내지 제 n 디밍레벨(n은 2 이상의 양의 정수)으로 구성된 디밍레벨 그룹을 포함하며,
    상기 LED 조명장치의 디밍 제어 방법은, 상기 (a) 단계 내지 상기 (d) 단계를 수행함에 의해 상기 동작구간들이 변경됨에 따라 상기 디밍레벨 그룹 내에서 상기 디밍레벨을 순차적으로 변경하고, 변경된 디밍레벨에 따라 특정 동작구간 동안 상기 LED 발광부의 조도를 제어하고,
    상기 (a) 단계 이전의 제 k-1 동작구간의 종료시, 상기 제 k 동작구간에 대하여 상기 목표 디밍레벨이 제 i 디밍레벨(i는 n 이하의 양의 정수)로서 설정되어 있으며,
    상기 (b) 단계는, 상기 제 k 동작구간의 개시시 상기 목표 디밍레벨을 판독하고, 상기 목표 디밍레벨로서 판독된 상기 제 i 디밍레벨에 따라 상기 LED 발광부의 조도 제어를 시작하며,
    상기 (c) 단계는, 상기 목표 디밍레벨을 제 i+1 디밍레벨로 설정하는 것을 특징으로 하는, LED 조명장치의 디밍 제어 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간(on-time)의 측정을 동시에 시작하고,
    상기 (c) 단계는 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 1 기준시간에 도달하는 시점에 상기 목표 디밍레벨을 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정하는 것을 특징으로 하는, LED 조명장치의 디밍 제어 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간의 측정을 동시에 시작하고,
    상기 (c) 단계는 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 2 기준시간에 도달하는 시점에 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정되어 있는 상기 목표 디밍레벨을 다시 제 i 디밍레벨로 재설정하는 것을 특징으로 하는, LED 조명장치의 디밍 제어 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 전원 스위치가 턴-온되어 상기 제 k 동작구간이 개시될 때 전원 스위치 온-시간(on-time)의 측정을 동시에 시작하고,
    상기 (c) 단계는,
    (c-1) 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 1 기준시간에 도달하는 시점에 상기 목표 디밍레벨을 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정하는 단계; 및
    (c-2) 상기 측정된 전원 스위치 온-시간이 미리 설정된 제 2 기준시간에 도달하는 시점에 상기 제 i+1 디밍레벨로 설정되어 있는 상기 목표 디밍레벨을 다시 제 i 디밍레벨로 재설정하는 단계를 포함하되,
    상기 제 2 기준시간은 상기 제 1 기준시간보다 큰 것을 특징으로 하는, LED 조명장치의 디밍 제어 방법.
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