KR20140092223A - 일종의 led 드라이버 장치 및 그의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일종의 LED 드라이버 장치 및 그의 제어 방법을 개시한다. 상기 드라이버 장치에는 전원 전환 유니트, 마이크로 프로세서 컨트롤러 및 LED 회로가 포함된다. 그중, 상기 전원 전환 유니트에는 펄스 변압기 및 스위치 제어 회로가 포함되며, 상기 펄스 변압기의 입력측 1차 권선은 스위치 제어 회로 및 정전류 필터 회로와 연결되고 출력측의 2차 권선 및 보조 권선은 정전압 제어 회로 및 마이크로 프로세서의 전원단과 연결되며, 상기 마이크로 프로세서의 출력단은 LED 회로와 연결된다. 본 발명에서 제공하는 LED 드라이버 장치 및 그 제어 방법은 스위치 제어 회로를 이용하여 기계식 램프 스위치의 스위치 신호를 수집하여 마이크로 프로세서 컨트롤러를 통하여 LED 회로를 드라이브하여 빛을 조정하기 때문에 방열 효과를 개선하고, 에너지 소모를 감소시키며, 밝기를 높여준다.

Description

일종의 LED 드라이버 장치 및 그의 제어 방법{A KIND OF LED DRIVER DEVICE AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 일종의 LED 드라이버 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode), 즉 발광 다이오드는 일종의 고체 반도체 소자이며, 전기를 직접 광선으로 전환 시킨다. LED의 심장은 하나의 반도체 칩이며, 칩의 일단은 후레임에 부착되고, 그중 일단은 음극에, 타단은 전원의 양극에 연결하며, 전체 칩은 에폭시로 밀봉되어 있다. 반도체 칩은 두개 부분으로 구성되어 있으며, 그중 한부분은 P형 반도체이며, 그 속에는 공간이 주도적인 지위를 차지한다. 타단은 N형 반도체이며, 주로 전자들이다. 그러나 이 두가지 반도체를 연결할 때 그들 사이에는 P-N노드가 형성된다. 전류가 케이블을 통하여 본 칩에 작용할 때, 전자는 P구역으로 밀려가며, P구역의 전자는 공혈과 복합된 후 광자의 형식으로 에너지를 발송하는데, 이것이 바로 LED의 발광 원리이다. 또한 빛의 파장 즉 빛의 색상은 P-N노드를 형성한 자재가 결정한다.
현재 시중의 LED 드라이버 장치는 대부분 밝기가 부족하고, 능률이 너무 높으며, 방열 효과가 불량하며, 빛이 신속히 쇄감되고, 원가가 높다는 등의 문제가 있다. 그러므로 LED 드라이버 장치 및 그의 제어 방법을 개선하여 에너지 소모를 감소시키고 밝기를 높혀 줄 필요가 있다.
본 발명의 과제는 일종의 LED 드라이버 장치 및 그의 제어 방법을 제공함으로써, 방열 효과를 개선하고, 에너지 소모를 감소시키며, 밝기를 높이는 것에 있다.
상기 기술 문제를 해결하기 위한 본 발명에서 적용한 기술 방안은 일종의 LED 드라이버 장치를 제공한다. 이 장치는 전원 전환 유니트, 마이크로 프로세서 컨트롤러 및 LED 회로를 포함하고, 상기 전원 전환 유니트에는 펄스 변압기 및 스위치 제어 회로가 포함되며, 상기 펄스 변압기의 입력측의 1차 권선은 스위치 제어 회로 및 정류기 필터 회로와 연결된다. 출력측의 2차 권선 및 보조 권선은 정전압 제어 회로 및 마이크로 프로세서 컨트롤러의 전원단자와 연결된다. 상기 마이크로 프로세서 컨트롤러의 출력 단자는 LED 회로와 연결된다.
상기 LED 드라이버 장치는, 그중 상기 정류기 필터 회로에는 1차 축전기(CX1), 정전류 브리지(BD1) 및 1차 π형 필터 회로가 포함되며, 상기 1차 π형 필터 회로는 축전기(C1), 축전기(C2) 및 인덕턴스(L1)로 구성되어 있다.
상기 LED 드라이버 장치는, 그중 상기 스위치 제어 회로에는 메인 제어 스위치 주파수 칩이 포함되며, 상기 메인 제어 스위치 주파수 칩의 드레인 단자(D)는 서지 흡수 회로와 연결되며, 상기 서지 흡수 회로는 축전기(C3), 저항기(R4) 및 다이오드(D4)로 구성된다. 상기 서지 흡수 회로의 양단은 펄스 변압기의 1차 권선의 양단과 연결된다.
상기 LED 드라이버 장치는, 그중 상기 정전압 제어 회로에는 정전압 출력 회로와 보조 전압 제어 회로가 포함된다. 상기 정전압 출력 회로의 양극 단자(Vo+)는 인덕턴스(L3), 정류기(D6) 및 펄스 변압기의 2차 권선의 일단과 연결되며, 음극 단자(Vo-)는 펄스 변압기의 2차 권선의 다른 한 일단과 연결된다. 상기 정류기(D6) 양단에는 저항기(R6) 및 축전기(C8)로 구성된 필터 회로가 병렬로 되며, 인덕턴스(L3)의 양단은 출력 필팅 축전기(C6, C7)를 통해 2차 권선의 다른 한 일단과 연결된다. 정류기(D6)의 출력단은 정전압기(VR2)를 통해 저항기(R7) 및 광전 커플러(U2)의 출력단과 연결되며, 상기 광전 커플러(U2)의 출력단은 메인 제어 스위치 주파수 칩의 출력 단자(FB)와 연결된다. 상기 보조 전압 제어 회로는 다이오드(D5), 축전기(C4) 및 저항기(R5)로 구성 되었으며, 상기 다이오드(D5), 축전기(C4) 및 펄스 변압기의 보조 권선의 양단은 서로 연결되어 폐합 회로를 형성하며, 상기 축전기(C4)의 일단은 저항기(R5) 및 메인 제어 스위치 주파수 칩편의 바이패스 단자(BP)와 연결되고, 타단은 접지된다. 상기 메인 제어 스위치 주파수 칩편의 바이패스 단자(BP)는 축전기(C5)를 통해 접지된다.
상기 LED 드라이버 장치는, 그중 상기 마이크로 프로세서 컨트롤러의 전원 단자(Vcc)는 3단 정전압기 및 정전압 출력 회로의 양극 단자(Vo+)와 연결되며, 허용작동 단자(K)를 허용하여 펄스 수준 판단 회로를 통하여 정전압 출력 회로와 연결되며, 상기 펄스 수준 판단 회로는 다이오드(D1)，저항기(R1) 및 저항기(R2)로 구성되며, 상기 다이오드(D1)와 저항기(R2)는 병렬로 된 후 저항기(R1)와 직렬로 된다.
상기 LED 드라이버 장치는, 그중 상기 마이크로 프로세서 컨트롤러의 출력단은 여러 세트의 듀얼 트리오드로 구성된 정전압 제어 회로 및 LED 회로와 연결되며, 각 세트 정전압 제어 회로는 1개의 LED 전기 회로를 드라이브한다.
상기 LED 드라이버 장치는, 그중 상기 LED 회로에는 CL1, CL2, CL3의 3개의 LED 램프가 포함되며, 각 회로 LED 램프는 여러개의 LED가 직렬 또는 병렬로 형성되어 있다.
본 발명은 상기 기술 문제를 해결하기 위하여 또 다른 상기 LED 드라이버 장치의 제어 방법을 제공하였으며, 그중 이하의 절차가 포함한다. a)전원 전환 유니트는 기계식 스위치로 제어하는 램프의 스위치 신호를 수집한다. b)마이크로 프로세서 컨트롤러는 전원 전환 유니트의 스위치 신호를 수집하며, 또한 제어 신호를 출력하여 LED 회로에 대한 접속 또는 차단을 제어한다.
상기 LED 드라이버 장치의 제어 방법에서 그중 상기 스위치 신호는 매번 접속 및 차단 시간 간격이 0.1~6 초이며, 상기 마이크로 프로세서 컨트롤러는 펄스 수준 판단 회로를 통하여 전원 전환 유니트의 스위치 신호를 접수하며, 상기 펄스 수준 판단 회로는 다이오드(D1), 저항기(R1) 및 저항기(R2)로 구성되며, 상기 저항기(R1) 및 저항기(R2)는 우선 병렬로 된 후 저항기(R1)와 직렬로 된다.
본 발명은 기존 기술에 비하여 다음과 같은 유익한 효과가 있다. 본 발명에서 제공되는 LED 드라이버 장치 및 그 제어 방법은 스위치 제어 회로를 이용하여 기계식 램프의 스위치 신호를 수집하고, 마이크로 프로세서를 통하여 LED 회로를 드라이브하여 빛을 조절하기 때문에 방열 효과를 개선하고, 에너지 소모를 감소시키고, 밝기를 높혀 준다.
도 1은 본 발명에 따른 LED 드라이버 장치 회로의 블록 사시 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 LED 드라이버 장치중 전원 전환 유니트 회로의 사시 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 드라이버 장치중 마이크로 프로세서 컨트롤러 회로의 사시 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 LED 드라이버 장치중 LED 회로의 사시 도면이다.
이하, 첨부 도면과 실시예를 연계하여 본 발명을 더욱 상세히 서술한다.
도 1은 본 발명에 따른 LED 드라이버 장치 회로의 블록 사시 도면이다. 도 2는 본 발명에 따른 LED 드라이버 장치중 전원 전환 유니트 회로의 사시 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 LED 드라이버 장치중에는 전원 전환 유니트, 마이크로 프로세서(5) 및 LED 회로(6)가 포함되며, 그중 마이크로 프로세서(5)의 전원단은 전원 전환 유니트와 연결되며, 출력단은 LED 회로(6)와 연결되며, 상기 전원 전환 유니트중에는 펄스 변압기(3) 및 스위치 제어 회로(2)가 포함되며, 펄스 변압기(3) 입력측의 1차 권선은 스위치 제어 회로(2)를 통하여 정전류 필터 회로(1)와 연결되며, 출력측의 2차 권선 및 보조 권선은 정전압 제어 회로(4) 및 LED 회로(6)와 연결된다. 전원 전환 유니트는 시중의 220V 교류 전기를 입력하며, 변압기를 통하여 4~20V 직류 전압으로 전환시켜 출력하며, LED 회로(6)와 마이크로 프로세서(5)의 작업에 필요한 전압 및 전류를 제공한다. 고주파 스위치 제어 회로(2)는 마이크로 프로세서(5)와 연결되어 전체 램프의 점등-소등 제어(매번 차단 시간은 5초 미만)을 실현하며, LED의 밝기를 변경시킬 경우, 마이크로 프로세서(5)는 1단 광선 조정 또는 N 단자(전체 램프 밝기의 분단계 데이터)로 광선을 조정하게끔 설정 가능하다.
스위치 제어 회로(2)중의 메인 제어 스위치 주파수 칩은 PI회사의 TNY 시리즈 칩을 선택할 수 있다. 예를 들면 TNY278PN, TNY279PN이다. 본 칩편중에는 원극 단자(S), 인에이블 단자(EN), 바이패스 단자(BP) 및 드레인 단자(D)가 포함되며, 도 2에 표시된 것과 같다. 메인 제어 스위치 주파수 칩의 드레인 단자(D)는 서지 흡수회로와 연결되며, 상기 서지 흡수 회로는 축전기(C3), 저항기(R4), 다이오드(D4)로 구성되며, 상기 서지 흡수 회로의 양단은 펄스 변압기의 1차 권선 양단과 연결된다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 드라이버 장치중 마이크로 프로세서 컨트롤러 회로의 사시 도면이다.
계속하여 도 3을 참조하면, 마이크로 프로세서(5)가 선택 사용하는 메인 칩의 타입은 LB308NJ이며 메인 칩편의 허용작동 단자(K)(2핀)은 외부의 펄스 수준 판단 회로와 접속하며, 상기 펄스 수준 판단 회로는 다이오드(D1), 저항기(R1) 및 저항기(R2)로 구성되며, 상기 다이오드(D1) 및 저항기(R2)는 우선 병렬로 한 후 저항기(R1)와 직렬로 한다. 메인 칩편의 전원 단자(Vcc)는 U2를 통하여 정전압 출력 회로의 양극 단자(Vo+)와 연결되며, U2는 5V인 3단 정전압기이며, 드라이버 전원이 발생한 전압을 제어 IC가 정상 작동에 필요한 5V전압으로 전환한다. 또한 IC의 전원 단자(Vcc)에는 외부에 1000uF인 축전기(C3)를 연결하여 칩에 지속적인 전기 공급을 하며, AC1, AC2는 전원 컨트롤러의 교류 접속 단자이다(220V AC스위치 신호). 스위치를 차단한 후 AC1, AC2에 교류 입력이 없으며, 정상 상황에서는 전체 회로에 전류가 없게 된다. 도 3중의R1, R2, D1로 구성된 회로는 낮은 전기 수준을 칩에 입력하며, 축전기(C3)는 칩에 몇초간 지속적으로 전기를 공급한다. 드라이버 전원은 전통식 기계 스위치의 1회 작동으로 인하여 켜기 끄기 켜기하기 때문에 메인 칩편의 K핀은 전기 수단 판단 회로로부터 포착된 전기 수준 변화 신호를 받게 되며, 1회 기록을 실시한다. 또한 출력된 3개핀 CL1/CL2/CL3에 대하여 연결 또는 차단 제어를 진행한다. 3세트는 듀얼 트리오드로 구성된 정전류 회로로 각각 3개LED출력을 제어하며 도 4에서 표시한것과 같다. 그러므로 전통식 기계 스위치 작동 회수가 같지 않은 상황에서 1회로 또는 다중 회로 LED발광 효과가 나타난다. 최종적으로 LED는 전통 기계식 스위치로 서로 다른 밝기의 조명 효과를 실현한다.
상기 내용을 종합하면, 본 발명에서 제공한 LED 드라이버 장치 및 그의 제어 방법은 기존 기계식 램프 스위치를 사용하여 신형의 LED 램프 밝기를 처리하며, 스위치의 차단 또는 접속으로 1회 밝기의 제어를 결정한다. 사람들은 고정장소의 서로 다른 시간 범위 내에서 서로 다른 조명의 요구가 있다. 예를 들면, 작업시에는 비교적 밝은 광선이 필요하며, 오락시에는 적당한 광선이 필요하며, 휴식시에는 비교적 약한 조명이 필요하다. 또한 하나의 LED 에너지 절감 램프로 서로 다른 요구가 있는 상황에서 서로 다른 광통량을 나타낼 수 있으며, 또한 서로 다른 능률(빛이 강하면 상대적으로 비교적 높은 능률 소모, 빛이 약하면 상대적으로 비교적 낮은 능률 소모)를 적용하여 전기 에너지의 불필요한 소모를 피하며, 에너지 절감 친환경에 유익하다.
비록 본 발명은 이미 비교적 새로운 실시예로 상기와 같이 표시되었지만, 이것은 본 발명에 대한 제한이 아니며, 모든 본 영역의 기술자들은 본 발명의 목적과 범위를 이탈하지 않는 상황에서 수정 또는 변경할 수 있다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 청구서에서 규정한 내용을 기준으로 한다.
1 : 정전압 필터 회로, 2 :스위치 제어 회로,
3 : 펄스 변압기, 4 : 정전압 제어 회로,
5 : 마이크로 프로세서 컨트롤러, 6 : LED 회로,
41 : 정전압 출력 회로, 42 : 보조 전압 제어 회로.

Claims (9)

  1. LED 드라이버 장치로서, 이 장치에는 전원 전환 유니트, 마이크로 프로세서 컨트롤러 및 LED 회로가 포함되며, 상기 전원 전환 유니트에는 펄스 변압기 및 스위치 제어 회로가 포함되고, 상기 펄스 변압기 입력측의 1차 권선은 스위치 제어 회로를 통하여 정전류 필터 회로와 연결되며, 출력측의 2차 권선 및 보조 권선은 정전압 제어 회로를 통하여 마이크로 프로세서 컨트롤러의 전원단과 연결되며, 상기 마이크로 프로세서 컨트롤러의 출력단은 LED 회로와 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 정전류 필터 회로에는 1차 축전기(CX1), 정전류 브리지(BD1) 및 1차 π형 필터 회로가 포함되며, 상기 1차 π형 필터 회로는 축전기(C1), 축전기(C2), 인덕턴스( L1)로 구성된 것을 특징으로 하는 LED 드라이버 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위치 제어 회로에는 메인 제어 스위치 주파수 칩이 포함되며, 상기 메인 제어 스위치 주파수 칩의 드레인 단자(Ｄ)는 서지 흡수 회로와 연결되고, 상기 서지 흡수 회로는 축전기(C3), 저항기(R4), 다이오드(D4)로 구성되며, 상기 서지 흡수 회로의 양단은 펄스 변압기의 1차 권선 양단과 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 정전압 제어 회로에는 정전압 출력 회로 및 보조 전압 제어 회로가 포함되며, 상기 정전압 출력 회로의 양극 단자(Vo+)는 인덕턴스(L3), 정류기(D6)를 통하여 펄스 변압기 2차 권선의 일단과 연결되고, 음극 단자(Vo-)는 펄스 변압기 2차 권선의 또 다른 일단과 연결되며, 상기 정류기(D6) 양단은 저항기(R6)와 축전기(C8)로 구성된 필팅 회로와 병렬로 되며, 인덕턴스(L3)의 양단은 축전기(C6, C7)를 통하여 2차 권선의 타단과 연결되고,
    상기 정류기(D6)의 출력단은 정전압기(VR2)를 통하여 저항기(R7)와 광전 커플러(U2) 출력단과 연결되고, 상기 광전 커플러(U2) 출력단은 메인 제어 스위치 주파수 칩의 출력 단자(FB)와 연결되며,
    상기 보조 전압 제어 회로는 다이오드(D5), 축전기(C4), 저항기(R5)로 구성되고, 상기 다이오드(D5), 축전기(C4)는 펄스 변압기의 보조 권선 양단과 연결되어 폐합 회로를 형성하며, 상기 축전기(C4)의 일단은 저항기(R5) 및 제어 스위치 주파수 칩편의 바이패스 단자(BP)와 연결되고 타단은 접지시키고,
    상기 메인제어 스위치 주파수 칩편의 바이패스 단자(BP)는 축전기(C5)를 통하여 접지시키는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 마이크로 프로세서 컨트롤러의 전원 단자(Vcc)는 3단 정전압기를 통하여 정전압 출력 회로의 양극 단자(Vo+)와 연결되고, 허용작동 단자(K)는 펄스 수준 판단 회로를 통하여 정전압 출력 회로와 연결되고, 상기 펄스 수준 판단 회로는 다이오드(D1), 저항기(R1) 및 저항기(R2)로 구성되며, 상기 다이오드(D1)와 저항기(R2)는 병렬로 된 후 저항기(R1)와 직렬로 되는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 마이크로 프로세서 컨트롤러의 출력단은 듀얼 트리오드로 구성된 여러개 정전류 제어 회로를 통하여 LED 회로와 연결되며, 각 정전류 제어 회로는 1개 LED 회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 LED 회로에는 CL1, CL2, CL3의 3개 회로 LED 램프가 포함되며, 각 LED 램프는 여러개의 LED로 직렬 및 병렬로 구성된 것을 특징으로 하는 LED 드라이버 장치.
  8. 청구항 1에 기재된 LED 드라이버 장치의 제어 방법으로서,
    a) 전원 전환 유니트가 기계식 스위치로 램프를 제어하는 스위치 신호를 수집하는 단계; 및
    b) 마이크로 컨트롤러가 전원 전환 유니트의 스위치 신호를 접수하고, 제어 신호가 LED 회로에 대한 접속 또는 차단 제어를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버 장치의 제어 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 스위치 신호가 1회 접속 및 차단되는 시간 간격은 0.1~6초간이고, 상기 마이크로 프로세스 컨트롤러는 펄스 수준 판단 회로를 통하여 전원 전환 유니트의 스위치 신호를 접수하며, 상기 펄스 수준 판단 회로는 다이오드(D1), 저항기(R1) 및 저항기(R2)로 구성되고, 상기 다이오드(D1) 및 저항기(R2)는 병렬로 된 후 저항기(R1)와 직렬로 되는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버 장치의 제어 방법.
KR1020137003681A 2012-03-02 2012-03-30 일종의 led 드라이버 장치 및 그의 제어 방법 KR20140092223A (ko)

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PCT/CN2012/000415 WO2013127031A1 (zh) 2012-03-02 2012-03-30 一种led驱动装置及其控制方法

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