KR20150077939A - 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 채널들로 구성된 조명등의 발광을 제어하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로를 개시하며, 전류 레귤레이팅 회로에 의한 전류 레귤레이션 동작에 의하여 조명등의 발광이 제어되며 이와 병행하여 조도 센서 및 동작 감지 센서에 의하여 조명등의 발광이 제어된다. 그러므로, 발광 다이오드 조명 장치의 기능성이 개선되고 전류 절감 효과를 기대할 수 있다.

Description

발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로{CONTROL CIRCUIT FOR LED LIGHTING APPARATUS}
본 발명은 발광 다이오드 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광 다이오드 채널들로 구성된 조명등의 발광을 제어하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로에 관한 것이다.
조명 기술은 에너지 절감을 위하여 광원으로 발광 다이오드(LED)를 채택하는 추세로 개발되고 있다.
고휘도 발광 다이오드는 에너지 소비량, 수명 및 광질 등과 같은 다양한 요소에서 다른 광원들과 차별화되는 이점을 갖는다.
그러나, 발광 다이오드를 광원으로 하는 조명 장치는 발광 다이오드가 정전류에 의하여 구동되는 특성에 의하여 추가적인 회로가 많이 필요한 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하고자 개발된 일 예가 교류 다이렉트 방식(AC DIRECT TYPE)의 조명 장치이다.
교류 다이렉트 방식의 발광 다이오드 조명 장치는 상용 교류 전원에서 정류 전압을 생성하여 발광 다이오드를 구동하는 것이다. 교류 다이렉트 방식의 발광 다이오드 조명 장치는 인턱터 및 캐패시터를 사용하지 않고 정류 전압을 입력 전압으로 바로 사용하기 때문에 역률(POWER FACTOR)이 양호한 특성이 있다.
발광 다이오드 조명 장치의 조명등은 많은 수의 발광 다이오드들이 직렬로 연결되어서 구동되도록 구성되는 것이 일반적이다.
상기한 발광 다이오드 조명 장치는 주변 환경에 능동적으로 대응하여 발광 상태가 제어되는 기능성을 갖도록 개발될 필요가 있다.
본 발명은 교류 다이렉트 방식에 의하여 정류 전압을 제공하여서 조명등을 발광하고, 조명등이 설치된 위치의 조도에 대응하여 발광이 제어될 수 있는 기능성을 갖는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 교류 다이렉트 방식에 의하여 정류 전압을 제공하여서 조명등을 발광하고, 조명등이 설치된 위치의 사람이나 동물의 움직임을 감지하고 감지된 결과에 대응하여 발광이 제어될 수 있는 기능성을 갖는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로를 제공함을 다른 목적으로 한다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로는 정류 전압을 이용하여 복수의 발광 다이오드 채널을 포함하는 조명등의 발광을 제어하도록 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로는 상기 조명등이 설치된 소정 영역에 대한 움직임과 조도 중 적어도 하나를 감지하고 감지 결과에 대응하는 센싱 신호를 출력하는 센서부; 및 상기 발광 다이오드 채널 별로 할당된 기준 전압들을 이용하여 상기 발광 다이오드 채널들의 발광 상태에 대응하는 선택적인 전류 경로를 제공하고, 상기 센싱 신호에 대응하여 상기 조명등의 발광을 제어하는 제어부;를 포함함을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의하면 조명등이 설치된 위치의 조도나 사람 또는 동물의 움직임을 감지하여 발광이 제어될 수 있는 기능성이 제공될 수 있어서, 가로등이나 복도등 등의 장소에 사용하기 적합한 기능성을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로의 바람직한 실시예를 나타내는 회로도.
도 2는 도 1의 실시예의 동작을 설명하는 그래프.
도 3은 도 1의 스위칭 회로를 예시한 회로도.
도 4는 도 1의 조명 제어부의 수신부들을 예시한 회로도.
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타내는 회로도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
도 1의 실시예는 조명등(10)의 발광을 위한 전류 레귤레이션 기능을 가지며, 조명등(10)이 설치된 위치의 조도 또는 대상물의 움직임에 대응하여 발광을 제어하는 기능을 갖는다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예는 조명등(10), 상용 전원을 변환한 정류 전압을 조명등(10)에 제공하는 전원부 및 조명등(10)의 발광을 위한 전류 경로를 제공하는 제어부를 포함한다.
조명등(10)은 직렬로 연결된 발광 다이오드들을 포함하며, 발광 다이오드들은 네 개의 발광 다이오드 채널(CH1, CH2, CH3, CH4)로 구분된다.
도 1에서 조명등(10)은 직렬로 연결된 네 개의 발광 다이오드 채널(CH1, CH2, CH3, CH4)을 포함한 것을 예시하며, 제작자의 의도에 따라서 복수 개의 발광 다이오드 채널의 수는 변경될 수 있다. 그리고, 각 발광 다이오드 채널(CH1, CH2, CH3, CH4)은 복수의 발광 다이오드를 포함할 수 있으며, 설명의 편의를 위하여 하나의 다이오드 부호로 도면에 표기한다. 상기한 네 개의 발광 다이오드 채널(CH1, CH2, CH3, CH4)은 전원부에서 제공되는 정류 전압의 리플 성분에 의하여 채널 별로 순차적으로 발광을 수행한다.
전원부는 외부의 교류 전압을 정류하여서 정류 전압을 출력하는 구성을 갖는다.
전원부는 교류 전압을 갖는 교류 전원(VAC) 및 교류 전원(VAC)에 의한 전류를 정류하여 정류 전압을 출력하는 정류 회로(12)를 포함할 수 있다. 여기에서 교류 전원(VAC)은 상용 전원일 수 있다.
그리고, 정류 회로(12)는 교류 전원(VAC)의 정현파형을 갖는 교류 전압을 전파 정류한 정류 전압을 출력한다. 따라서, 정류 전압은 교류 전압의 반 주기 단위로 전압 레벨이 승하강하는 리플 성분을 갖는 특성이 있다.
제어부는 전류 레귤레이팅 회로와 조명 제어부(40) 및 스위칭 회로(60)를 포함한다. 여기에서, 전류 레귤레이팅 회로는 각 발광 다이오드 채널(CH1, CH2, CH3, CH4)의 발광을 위한 전류 레귤레이션 동작을 수행하며, 기준 전압 제공부(20)와 네 개의 스위칭 회로(30, 32, 34, 36)를 포함한다.
제어부는 하나의 칩으로 구현될 수 있으며 일단이 접지된 전류 검출 저항(Rs)를 포함하는 외부의 전류 검출부를 통하여 전류 경로를 제공하도록 구성된다. 전류 검출 저항(Rs)에 형성되는 전압은 센싱 전압이라 한다. 센싱 전압은 조명등(10)의 발광 상태에 따라 달라지는 전류 경로의 전류 양에 의하여 가변될 수 있다. 이때, 전류 검출 저항(Rs)에 흐르는 전류는 정전류일 수 있다.
상술한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 실시예는 정류 전압의 상승 또는 하강에 대응하여 전류 레귤레이팅 회로에 의하여 전류 레귤레이션 동작을 수행하며, 그 결과 조명등(10)의 각 발광 다이오드 채널(CH1, CH2, CH3, CH4)이 순차적으로 발광하거나 소광된다. 그리고, 정류 전압이 상승하여서 발광 다이오드 채널(CH1, CH2, CH3, CH4) 별 발광 전압(V1~V4)에 순차적으로 도달하면, 스위칭 회로(30, 32, 34, 36)는 각 발광 다이오드 채널(CH1, CH2, CH3, CH4)의 발광을 위한 전류 경로를 순차적으로 제공한다.
여기에서, 발광 다이오드 채널(CH4)의 발광 전압(V4)은 발광 다이오드 채널들(CH1, CH2, CH3, CH4)을 모두 발광시키는 전압으로 정의되고, 발광 다이오드 채널(CH3)의 발광 전압(V3)은 발광 다이오드 채널들(CH1, CH2, CH3)을 모두 발광시키는 전압으로 정의되며, 발광 다이오드 채널(CH2)의 발광 전압은 발광 다이오드 채널들(CH1, CH2)을 모두 발광시키는 전압으로 정의되고, 발광 다이오드 채널(CH1)의 발광 전압은 발광 다이오드 채널(CH1)만 발광시키는 전압으로 정의된다.
한편, 기준 전압 제공부(20)는 각 스위칭 회로(30, 32, 34, 36)에 기준 전압(VREF1, VREF2, VREF3, VREF4)을 제공하며, 이를 위하여 정전압(VREF)이 인가되는 직렬 연결된 다수의 저항(R1, R2, R3, R4, R5)을 포함할 수 있다. 기준 전압 제공부(20)는 이와 달리 기준 전압(VREF1, VREF2, VREF3, VREF4)을 제공하기 위한 복수의 전압원을 포함하여 구성될 수 있다.
기준 전압 제공부(20)에서, 저항(R1)은 접지에 연결되고, 저항(R5)에는 정전압(VREF)이 인가된다. 저항(R5)은 출력을 조정하기 위한 부하 저항으로 작용한다. 저항들(R1, R2, R3, R4)은 서로 다른 레벨의 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4를 출력하기 위한 것이다. 기준 전압들 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4 중에서 기준 전압 VREF1이 가장 낮은 전압 레벨을 가지며 기준 전압 VREF4가 가장 높은 전압 레벨을 갖는다.
각 저항(R1, R2, R3, R4)은 발광 다이오드 채널들(CH1, CH2, CH3, CH4)에 인가되는 정류 전압의 변동에 대응하여 점점 높은 레벨을 가지는 4 개의 기준 전압 VREF1, VREF2, VREF3, VREF4를 출력하도록 설정되는 것이 바람직하다.
여기에서, 기준 전압 VREF1은 발광 다이오드 채널(CH2)이 발광하는 시점에 스위칭 회로(30)를 턴오프하기 위한 레벨을 갖는다. 보다 구체적으로 기준 전압 VREF1은 발광 다이오드 채널(CH2)의 발광 전압에 의하여 전류 검출 저항(Rs)에 형성되는 센싱 전압과 같거나 낮은 레벨로 설정될 수 있다.
그리고, 기준 전압 VREF2은 발광 다이오드 채널(CH3)이 발광하는 시점에 스위칭 회로(32)를 턴오프하기 위한 레벨을 갖는다. 보다 구체적으로 기준 전압 VREF2는 발광 다이오드 채널(CH3)의 발광 전압에 의하여 전류 검출 저항(Rs)에 형성되는 센싱 전압과 같거나 낮은 레벨로 설정될 수 있다.
그리고, 기준 전압 VREF3은 발광 다이오드 채널(CH4)이 발광하는 시점에 스위칭 회로(34)를 턴오프하기 위한 레벨을 갖는다. 보다 구체적으로 기준 전압 VREF3은 발광 다이오드 채널(CH4)의 발광 전압에 의하여 전류 검출 저항(Rs)에 형성되는 센싱 전압과 같거나 낮은 레벨로 설정될 수 있다.
그리고, 기준전압 VREF4는 정류 전압의 상한 레벨에 의하여 전류 검출 저항(Rs)에 형성되는 센싱 전압보다 높은 레벨로 설정됨이 바람직하다.
스위칭 회로들(30, 32, 34, 36)은 센싱 전압을 제공하는 전류 검출 저항(Rs)에 공통으로 연결된다.
스위칭 회로들(30, 32, 34, 36)은 전류 검출 저항(Rs)에서 검출된 센싱 전압과 기준 전압 제공부(20)의 각각의 기준 전압(VREF1, VREF2, VREF3, VREF4)을 비교하여서 턴온 및 턴오프되어서 조명등(10)을 발광하기 위한 선택적인 전류 경로를 제공한다.
스위칭 회로들(30, 32, 34, 36)은 정류 전압이 인가되는 위치에서 먼 발광 다이오드 채널(CH1, CH2, CH3, CH4)에 연결된 것일수록 높은 레벨의 기준 전압을 제공받는다.
각 스위칭 회로(30, 32, 34, 36)는 비교기(50)와 스위칭 소자를 포함하며, 스위칭 소자는 NMOS 트랜지스터(52)로 구성됨이 바람직하다.
각 스위칭 회로(30, 32, 34, 36)의 비교기(50)는 포지티브 입력단(+)에 기준 전압이 인가되고, 네가티브 입력단(-)에 전류 검출 전압이 인가되며, 출력단으로 기준 전압과 전류 검출 전압을 비교한 결과를 출력한다. 그리고, 각 스위칭 회로(30, 32, 34, 36)의 NMOS 트랜지스터(52)는 게이트에 인가되는 각 비교기(50)의 출력에 의하여 턴온 또는 턴오프되어 선택적으로 전류 경로를 제공한다.
상술한 구성에 의하여, 도 1의 실시예는 조명등의 발광을 위한 동작을 수행한다. 실시예의 전류 레귤레이션 동작과 그에 대응한 조명등의 제어 동작은 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2에서 ILED는 발광 다이오드 채널들의 발광을 위하여 형성되는 전류 경로에 흐르는 전류를 의미하며, 정전류임이 바람직하다.
정류 전압이 초기 상태인 경우 발광 다이오드 채널들은 소광된 상태이다. 그러므로 전류 검출 저항(Rs)은 로우 레벨의 센싱 전압을 제공한다.
정류 전압이 초기 상태인 경우, 각 스위칭 회로(30, 32, 34, 36)는 포지티브 입력단(+)에 인가되는 기준 전압들(VREF1, VREF2, VREF3, VREF4)보다 네가티브 입력단(-)에 인가되는 센싱 전압보다 높으므로 모두 턴온된 상태를 유지한다.
그 후 정류 전압이 상승하여 발광 전압(V1)에 도달하면, 조명등(10)의 발광 다이오드 채널(CH1)이 발광된다. 조명등(10)의 발광 다이오드 채널(CH1)이 발광되면, 발광 다이오드 채널(CH1)에 연결된 스위칭 회로(30)는 전류 경로를 제공한다.
상기와 같이 정류 전압이 발광 전압(V1)에 도달하고 발광 다이오드 채널(CH1)이 발광되면, 스위칭 회로(30)을 통한 전류 경로가 형성되고, 전류 검출 저항(Rs)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 그러나, 이때의 센싱 전압의 레벨은 낮기 때문에 스위칭 회로들(30, 32, 34, 36)의 턴온 상태는 변경되지 않는다.
그 후 정류 전압이 계속 상승하여 발광 전압(V2)에 도달하면, 조명등(10)의 발광 다이오드 채널(CH2)이 발광된다. 조명등(10)의 발광 다이오드 채널(CH2)이 발광되면, 발광 다이오드 채널(CH2)에 연결된 스위칭 회로(32)는 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 채널(CH1)도 발광 상태를 유지한다.
상기와 같이 정류 전압이 발광 전압(V2)에 도달하고 발광 다이오드 채널(CH2)이 발광되면, 스위칭 회로(32)를 통한 전류 경로가 형성되고, 전류 검출 저항(Rs)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압(VREF1)보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(30)의 NMOS 트랜지스터(52)는 비교기(50)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(30)는 턴오프되고, 스위칭 회로(32)가 발광 다이오드 채널(CH2)의 발광에 대응한 전류 경로를 제공한다.
그 후 정류 전압이 계속 상승하여 발광 전압(V3)에 도달하고, 조명등(10)의 발광 다이오드 채널(CH3)이 발광된다. 조명등(10)의 발광 다이오드 채널(CH3)이 발광되면, 발광 다이오드 채널(CH3)에 연결된 스위칭 회로(34)는 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 채널들(CH1, CH2)도 발광 상태를 유지한다.
상기와 같이 정류 전압이 발광 전압(V3)에 도달하고 발광 다이오드 채널(CH3)이 발광되면, 스위칭 회로(34)를 통한 전류 경로가 형성되고, 전류 검출 저항(Rs)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압(VREF2)보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(32)의 NMOS 트랜지스터(52)는 비교기(50)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(32)는 턴오프되고, 스위칭 회로(34)가 발광 다이오드 채널(CH3)의 발광에 대응한 전류 경로를 제공한다.
그 후 정류 전압이 계속 상승하여 발광 전압(V4)에 도달하고 조명등(10)의 발광 다이오드 채널(CH4)이 발광된다. 조명등(10)의 발광 다이오드 채널(CH4)이 발광되면, 발광 다이오드 채널(CH4)에 연결된 스위칭 회로(36)는 전류 경로를 제공한다. 이때, 발광 다이오드 채널들(CH1, CH2, CH3)도 발광 상태를 유지한다.
상기와 같이 정류 전압이 발광 전압(V4)에 도달하고 발광 다이오드 채널(CH4)이 발광되면, 스위칭 회로(36)을 통한 전류 경로가 형성되고, 전류 검출 저항(Rs)의 센싱 전압의 레벨이 상승한다. 이때의 센싱 전압의 레벨은 기준 전압(VREF3)보다 높다. 그러므로, 스위칭 회로(34)의 NMOS 트랜지스터(52)는 비교기(50)의 출력에 의하여 턴오프된다. 즉, 스위칭 회로(34)는 턴오프되고, 스위칭 회로(36)가 발광 다이오드 채널(CH2)의 발광에 대응한 선택적인 전류 경로를 제공한다.
그 후 정류 전압이 계속 상승하여도, 스위칭 회로(36)에 제공되는 기준전압(VREF4)이 정류 전압의 상한 레벨에 의하여 전류 검출 저항(Rs)에 형성되는 센싱 전압보다 높은 레벨을 가지므로, 스위칭 회로(36)는 턴온 상태를 유지한다.
정류 전압은 상한 레벨을 지나면 하강을 시작한다.
정류 전압이 하강하여서 발광 전압(V4) 이하로 떨어지면, 조명등(10)의 발광 다이오드 채널(CH4)이 소광된다.
조명등(10)의 발광 다이오드 채널(CH4)이 소광되면 발광 다이오드 채널들(CH3, CH2, CH1)의 발광이 유지되며, 발광 다이오드 채널(CH3)이 발광된 상태에 대응하여 스위칭 회로(34)에 의한 전류 경로가 제공된다.
그 후 정류 전압이 계속 하강하여서 발광 전압(V3), 발광 전압(V2), 발광 전압(V1) 이하로 순차적으로 떨어지면, 조명등(10)의 발광 다이오드 채널들(CH3, CH2, CH1)은 순차적으로 소광된다.
조명등(10)의 발광 다이오드 채널들(CH3, CH2, CH1)이 순차적으로 소광되면, 전류 경로는 스위칭 회로(34, 32, 30)로 순차적으로 제공된다.
상술한 바와 같이 조명등(10)은 정류 전압에 따라서 발광 다이오드 채널 별(CH1, CH2, CH3, CH4)로 순차적으로 발광 및 소광될 수 있으며, 전류 레귤레이션 동작에 의하여 발광을 위한 전류 경로가 선택적으로 제공된다.
한편, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 바와 같이 조명 제어부(40) 및 스위칭 회로(60)를 포함한다. 조명 제어부(40)는 조도 센서(50) 및 동작 감지 센서(52)와 연결될 수 있으며, 조도 센서(50)는 CdS(황화 카드뮴) 센서가 구성된 것으로 예시될 수 있고, 동작 감지 센서(52)는 적외선 센서인 PIR(Passive Infra Red) 센서가 구성된 것으로 예시될 수 있다. 조도 센서(50)는 광의 밝기 즉 조도를 센싱하는 센서이며, 동작 감지 센서는 사람이나 동물의 움직임을 센싱하는 센서이다.
스위칭 회로(60)는 도 3과 같이 조명 제어부(40)의 출력에 의하여 스위칭 동작하는 트라이액(Triac)을 이용하여 구성될 수 있다.
그리고, 조명 제어부(40)는 조도 센서(50)의 센싱 신호를 수신하는 수신부(42)와 동작 감지 센서(52)의 센싱 신호를 수신하는 수신부(44) 및 수신부들(42, 44)의 신호에 대응하는 스위칭 신호를 제공하는 홀딩 제어부(46)를 포함할 수 있다.
여기에서, 수신부들(42, 44)은 도 4와 같이 구성될 수 있다.
조도 센서(50)의 센싱 신호를 수신하는 수신부(42)는 필터(43)와 히스테리시스 동작 특성을 갖는 비교기(45)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 필터(43)는 조도 센서(50)의 센싱 신호를 수신하여 노이즈 필터링을 수행하고 센싱 신호에 대응하는 신호를 출력하고, 비교기(45)는 특정한 레벨로 설정된 기준 전압(Vs1)과 필터(43)의 신호를 비교하고 비교 결과에 대응하는 신호를 홀딩 제어부(46)로 제공한다. 여기에서, 비교기(45)는 히스테리시스 동작 특성을 갖는다. 그러므로, 비교기(45)는 기준 전압(Vs1)보다 소정 레벨 높은 전압 이상으로 필터(43)의 신호가 입력되면 출력 신호를 네가티브 레벨에서 포지티브 레벨로 변환하고, 기준 전압(Vs1)보다 소정 레벨 낮은 전압 이하로 필터(43)의 신호가 입력되면 출력 신호를 포지티브 레벨에서 네가티브 레벨로 변환한다.
그리고, 동작 감지 센서(52)의 센싱 신호를 수신하는 수신부(44)는 필터(47)와 비교기(49)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 필터(47)는 동작 감지 센서(52)의 센싱 신호를 수신하여 노이즈 필터링을 수행하고 센싱 신호에 대응하는 신호를 출력하고, 비교기(49)는 특정한 레벨로 설정된 기준 전압(Vs2)과 필터(47)의 신호를 비교하고 비교 결과에 대응하는 신호를 홀딩 제어부(46)로 제공한다. 그러므로, 비교기(45)는 기준 전압(Vs1) 이상으로 필터(43)의 신호가 입력되면 출력 신호를 포지티브 레벨로 출력하고, 기준 전압(Vs1) 이하로 필터(43)의 신호가 입력되면 출력 신호를 네가티브 레벨로 출력한다.
그리고, 홀딩 제어부(46)는 수신부들(42, 44)에서 출력되는 신호에 대응하여 스위칭 신호를 스위칭 회로(60)로 제공하며, 홀딩 제어부(46)는 수신부들(42, 44)에서 출력되는 신호가 조명등을 소광하는 것인 경우 일정 시간의 홀딩 시간을 경과한 후 스위칭 신호의 레벨을 변경한다. 홀딩 제어부(46)는 조명등을 소광하는 것인 경우 홀딩 시간을 적용하기 위하여 내부에 타이머 또는 캐패시터나 래치를 이용한 지연 회로를 포함할 수 있다. 그리고, 홀딩 제어부(46)는 수신부들(42, 44)의 신호가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변환하는 시점을 조명등을 소광하는 시점으로 판단할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예가 구성될 수 있으며, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 전류 레귤레이션 동작에 의한 발광 동작을 수행하면서 조도 센서(50)와 동작 감지 센서(52)의 센싱 신호에 대응한 발광 제어 동작을 수행한다.
보다 구체적으로 설명하면, 낮인 경우 조도 센서(50)는 조명등(10)을 소광하기 위하여 하이 레벨의 전압을 출력하고, 밤인 경우 조도 센서(50)는 조명등(10)을 발광하기 위하여 로우 레벨의 전압을 출력하도록 구성될 수 있다.
낮이어서 조명등(10)이 설치된 위치의 조도가 높으면, 조도 센서(50)는 하이 레벨의 전압을 출력하고, 수신부(42)는 그에 대응하여 포지티브 레벨의 신호를 홀딩 제어부(46)로 출력한다. 이때, 수신부(42)는 비교기(45)의 상술한 히스테리시스 동작 특성이 반영된 신호를 출력한다. 홀딩 제어부(46)는 수신부(42)의 신호에 의하여 스위칭 회로(60)를 턴온하기 위한 스위칭 신호를 제공하며, 결과적으로 스위치(60)는 턴온되어서 정류 전압이 조명등(10)에 제공되는 것을 차단한다.
반대로, 밤이어서 조명등(10)이 설치된 위치의 조도가 낮으면, 조도 센서(50)는 로우 레벨의 전압을 출력하고, 수신부(42)는 그에 대응하여 네가티브 레벨의 신호를 홀딩 제어부(46)로 출력한다. 이때, 수신부(42)는 비교기(45)의 상술한 히스테리시스 동작 특성이 반영된 신호를 출력한다. 홀딩 제어부(46)는 수신부(42)의 신호에 의하여 스위칭 회로(60)를 턴오프하기 위한 스위칭 신호를 제공하며, 결과적으로 스위치(60)는 턴오프되어서 정류 전압이 조명등(10)에 정상적으로 제공될 수 있다.
이와 같이, 조도 센서(50)의 센싱 신호에 대응하여 조명등(10)의 발광이 제어될 수 있다. 홀딩 제어부(46)는 수신부(42)에서 출력되는 신호에 대응하여 조명등(10)에 정류 전압을 제공하는 것을 차단하기 위한 홀딩 시간을 적용할 수 있으며, 홀딩 시간은 제작자에 의하여 다양하게 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 밤인 경우 전류 레귤레이션 동작에 의하여 조명등(10)은 지속적으로 발광될 수 있고, 낮인 경우 조명등(10)은 소광된다.
그러나, 가로등이나, 계단등 또는 복도등으로 조명등(10)이 설치되는 경우, 사람이 없는 상태에서 조명등(10)이 발광하는 것은 전력 낭비를 초래한다. 그러므로, 본 발명에 따른 실시예는 동작 감지 센서(52)의 센싱 신호에 의하여 사람의 움직임을 감지하며, 사람이 감지되지 않은 경우 조명등(10)에 제공되는 정류 전압을 차단하여 조명등(10)을 소광시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 실시예는 사람이 감지된 경우에 제한하여 조명등(10)이 발광하도록 제어될 수 있다 .
보다 구체적으로 설명하면, 사람의 움직임을 감지하지 않은 경우 동작 감지 센서(52)는 조명등(10)을 소광하기 위하여 하이 레벨의 전압을 출력하고, 사람의 움직임을 감지한 경우 동작 감지 센서(52)는 조명등(10)을 발광하기 위하여 로우 레벨의 전압을 출력하도록 구성될 수 있다.
사람의 움직임을 감지하지 않은 경우, 동작 감지 센서(52)는 하이 레벨의 전압을 출력하고, 수신부(44)는 그에 대응하여 포지티브 레벨의 신호를 홀딩 제어부(46)로 출력한다. 홀딩 제어부(46)는 수신부(44)의 신호에 의하여 스위칭 회로(60)를 턴온하기 위한 스위칭 신호를 제공하며, 결과적으로 스위치(60)는 턴온되어서 정류 전압이 조명등(10)에 제공되는 것을 차단한다.
반대로, 사람의 움직임을 감지한 경우, 동작 감지 센서(52)는 로우 레벨의 전압을 출력하고, 수신부(44)는 그에 대응하여 네가티브 레벨의 신호를 홀딩 제어부(46)로 출력한다. 홀딩 제어부(46)는 수신부(44)의 신호에 의하여 스위칭 회로(60)를 턴오프하기 위한 스위칭 신호를 제공하며, 결과적으로 스위치(60)는 턴오프되어서 정류 전압이 조명등(10)에 정상적으로 제공될 수 있다.
이와 같이, 동작 감지 센서(52)의 센싱 신호에 대응하여 조명등(10)의 발광이 제어될 수 있다. 홀딩 제어부(46)는 수신부(44)에서 출력되는 신호에 대응하여 조명등(10)에 정류 전압을 제공하는 것을 차단하기 위한 홀딩 시간을 적용할 수 있으며, 홀딩 시간은 제작자에 의하여 다양하게 구현될 수 있다.
홀딩 제어부(46)는 수신부(42)와 수신부(44)의 신호에 각각 독립적으로 동작하거나 또는 조합되어 스위칭 신호를 출력할 수 있다.
즉, 밤인 경우, 홀딩 제어부(46)는 조명등(10)의 발광을 위한 조도 센서(50)의 센싱 신호를 제공받는다. 그러나, 홀딩 제어부(46)는 동작 감지 센서(52)의 사람의 움직임을 감지하지 않은 경우 조도 센서(50)의 센싱 신호를 무시하고 스위칭 회로(60)를 턴오프하기 위한 스위칭 신호를 출력할 수 있다.
또한, 낮인 경우, 홀딩 제어부(46)는 조명등(10)의 동작 감지 센서(52)의 센싱 신호에 상관없이 조도 센서(50)의 센싱 신호에 대응하여 스위칭 회로(60)를 턴온하기 위한 스위칭 신호를 출력할 수 있다.
본 발명에 따른 도 1의 실시예는 상술한 설명과 같이 전류 레귤레이션 동작에 의한 조명등(10)의 발광 제어와 조도 센서(50) 및 동작 감지 센서(52)와 같은 센서들을 하나 이상 포함하는 센서부의 센싱 신호에 대응한 발광 제어가 병행될 수 있으며, 그 결과 발광 다이오드 조명 장치는 기능성을 가지면서 전력 소모를 줄일 수 있는 효과를 기대될 수 있다.
또한, 본 발명은 도 5와 같이 전류 레귤레이팅 회로의 전류 경로를 제어함으로써 조도 센서(50) 및 동작 감지 센서(52)와 같은 센서들을 하나 이상 포함하는 센서부의 센싱 신호에 대응한 발광 제어가 수행되도록 구성될 수 있다.
도 5의 실시예는 홀딩 제어부(46)의 스위칭 신호를 수신하는 스위칭 회로(70)가 구성되며, 스위칭 회로(70)는 네 개의 NMOS 트랜지스터(Q1, Q2, Q3, Q4)를 포함한다. 각 NMOS 트랜지스터(Q1, Q2, Q3, Q4)의 게이트는 홀딩 제어부(46)의 스위칭 신호를 공통으로 수신한다. 그리고, 각 NMOS 트랜지스터(Q1, Q2, Q3, Q4)는 각 발광 다이오드 채널(CH1, CH2, CH3, CH4)에 대응하는 각 스위칭 회로(30, 32, 34, 36)의 NMOS 트랜지스터(52)의 게이트와 비교기(50) 사이의 노드와 접지 사이를 스위칭 하도록 구성된다.
도 5에서 전류 레귤레이션 동작을 위한 전류 레귤레이팅 회로의 구성 및 동작은 도 1의 실시예와 동일하므로 이에 대한 중복된 설명은 생략한다.
또한, 도 5에서 조명 제어부(40)의 구성 및 동작도 도 1의 실시예와 동일하므로 이에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 5의 실시예에 의하면 홀딩 제어부(46)에서 출력되는 스위칭 신호는 각 NMOS 트랜지스터(Q1, Q2, Q3, Q4)의 게이트에 인가된다. 각 NMOS 트랜지스터(Q1, Q2, Q3, Q4)는 게이트에 하이 레벨의 스위칭 신호가 인가되는 경우 턴온되고 게이트에 로우 레벨의 스위칭 신호가 인가되는 경우 턴오프된다.
각 NMOS 트랜지스터(Q1, Q2, Q3, Q4)가 턴온되면 각 NMOS 트랜지스터(52)의 게이트 전위가 로우 레벨로 고정된다. 즉, 각 스위칭 회로(30, 32, 34, 36)의 NMOS 트랜지스터(52)가 턴오프된다.
이와 반대로, 각 NMOS 트랜지스터(Q1, Q2, Q3, Q4)가 턴오프되면 각 NMOS 트랜지스터(52)의 게이트 전위는 비교기(50)의 출력에 따라 변화된다. 즉, 각 스위칭 회로(30, 32, 34, 36)의 NMOS 트랜지스터(52)는 발광 다이오드 채널(CH1, CH2, CH3, CH4)의 발광에 대응한 전류 경로를 제공하기 위하여 선택적인 스위칭 동작을 수행한다.
보다 구체적으로, 낮이어서 조명등(10)이 설치된 위치의 조도가 높으면, 조도 센서(50)는 하이 레벨의 전압을 출력하고, 수신부(42)는 그에 대응하여 포지티브 레벨의 신호를 홀딩 제어부(46)로 출력한다. 홀딩 제어부(46)는 수신부(42)의 신호에 의하여 스위칭 회로(70)를 턴온하기 위한 스위칭 신호를 제공하며, 결과적으로 스위칭 회로(30, 32, 34, 36)의 각 NMOS 트랜지스터(52)는 턴오프되어서 조명등(10)이 발광하기 위한 전류 경로를 차단한다.
반대로, 밤이어서 조명등(10)이 설치된 위치의 조도가 낮으면, 조도 센서(50)는 로우 레벨의 전압을 출력하고, 수신부(42)는 그에 대응하여 네가티브 레벨의 신호를 홀딩 제어부(46)로 출력한다. 홀딩 제어부(46)는 수신부(42)의 신호에 의하여 스위칭 회로(70)를 턴오프하기 위한 스위칭 신호를 제공하며, 결과적으로 스위칭 회로(30, 32, 34, 36)의 각 NMOS 트랜지스터(52)는 비교기(50)의 출력에 의하여 전류 경로를 제공한다.
또한, 사람의 움직임을 감지하지 않은 경우, 동작 감지 센서(52)는 하이 레벨의 전압을 출력하고, 수신부(44)는 그에 대응하여 포지티브 레벨의 신호를 홀딩 제어부(46)로 출력한다. 홀딩 제어부(46)는 수신부(44)의 신호에 의하여 스위칭 회로(70)를 턴온하기 위한 스위칭 신호를 제공하며, 결과적으로 스위칭 회로(30, 32, 34, 36)의 각 NMOS 트랜지스터(52)는 턴오프되어서 조명등(10)이 발광하기 위한 전류 경로를 차단한다.
반대로, 사람의 움직임을 감지한 경우, 동작 감지 센서(52)는 로우 레벨의 전압을 출력하고, 수신부(44)는 그에 대응하여 네가티브 레벨의 신호를 홀딩 제어부(46)로 출력한다. 홀딩 제어부(46)는 수신부(44)의 신호에 의하여 스위칭 회로(70)를 턴오프하기 위한 스위칭 신호를 제공하며, 결과적으로 스위칭 회로(30, 32, 34, 36)의 각 NMOS 트랜지스터(52)는 비교기(50)의 출력에 의하여 전류 경로를 제공한다.
본 발명에 따른 도 5의 실시예는 상술한 설명과 같이 전류 레귤레이션 동작에 의한 조명등(10)의 발광 제어와 조도 센서(50) 및 동작 감지 센서(52)와 같은 센서들을 하나 이상 포함하는 센서부의 센싱 신호에 대응한 발광 제어가 병행될 수 있으며, 그 결과 발광 다이오드 조명 장치는 기능성을 가지면서 전력 소모를 줄일 수 있는 효과를 기대될 수 있다.
10 : 조명등 12 : 정류 회로
14 : 제어부 16 : 정류 전압 센싱부
20 : 기준 전압 제공부 30, 32, 34, 36 : 스위칭 회로
40 : 조명 제어부 42 44 : 수신부
46 : 홀딩 제어부 50 : 조도 센서
52 : 동작 감지 센서 60 : 스위칭 회로
70 : 스위칭 회로

Claims (10)

  1. 정류 전압을 이용하여 복수의 발광 다이오드 채널을 포함하는 조명등의 발광을 제어하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로에 있어서,
    상기 조명등이 설치된 소정 영역에 대한 움직임과 조도 중 적어도 하나를 감지하고 감지 결과에 대응하는 센싱 신호를 출력하는 센서부; 및
    상기 발광 다이오드 채널 별로 할당된 기준 전압들을 이용하여 상기 발광 다이오드 채널들의 발광 상태에 대응하는 선택적인 전류 경로를 제공하고, 상기 센싱 신호에 대응하여 상기 조명등의 발광을 제어하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 센서부는 조도 센서와 동작 감지 센서 중 적어도 하나를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    각 발광 다이오드 채널 별로 할당된 상기 기준 전압들을 이용하여 상기 각 발광 다이오드 채널들의 발광 상태에 대응하는 선택적인 전류 경로를 제공하는 전류 레귤레이팅 회로;
    상기 센싱 신호를 수신하고 상기 센싱 신호에 대응하는 스위칭 신호를 제공하는 조명 제어부; 및
    상기 스위칭 신호에 대응하여 상기 조명등으로 제공되는 정류 전압을 차단하는 스위칭 회로;를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 상기 스위칭 신호를 검지 신호로 이용하여 스위칭되는 트라이액(Triac)을 포함하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    각 발광 다이오드 채널 별로 할당된 상기 기준 전압들을 이용하여 상기 각 발광 다이오드 채널들의 발광 상태에 대응하는 선택적인 전류 경로를 제공하는 전류 레귤레이팅 회로;
    상기 센싱 신호를 수신하고 상기 센싱 신호에 대응하는 스위칭 신호를 제공하는 조명 제어부; 및
    상기 스위칭 신호에 대응하여 상기 전류 경로를 턴오프하는 스위칭 회로;를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 전류 레귤레이팅 회로는,
    상기 각 발광 다이오드 채널의 출력단에 연결되고 제어 신호에 대응하여 상기 전류 경로의 형성을 위한 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 소자들; 및
    상기 각 발광 다이오드 채널에 해당하는 상기 기준 전압과 상기 전류 경로의 전류량에 대응하는 센싱 전압을 비교하여 상기 제어 신호를 제공하는 비교기들;를 포함하며,
    상기 스위칭 회로는 상기 스위칭 신호에 대응하여 상기 스위칭 소자들에 제공되는 상기 제어 신호를 상기 전류 경로를 턴오프하는 레벨로 변경하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 상기 스위칭 소자들의 입력단에 연결되고 상기 스위칭 신호에 대응하여 스위칭 동작을 수행하는 MOS 트랜지스터를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로.
  8. 제3 항 또는 제5 항에 있어서, 상기 조명 제어부는,
    상기 조명등의 소광 조건에 해당하는 상기 센싱 신호를 수신한 후 일정 시간의 홀딩 시간을 경과한 후 상기 스위칭 신호를 변경하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로.
  9. 제3 항 또는 제5 항에 있어서, 상기 조명 제어부는,
    히스테리시스 동작 특성을 가지며, 상기 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 신호에 대하여 히스테리시스 동작 특성을 반영한 신호를 출력하는 수신부; 및
    상기 수신부에서 출력되는 신호에 대응하여 상기 스위칭 신호를 출력하며, 상기 수신부에서 출력되는 신호에 대응하여 상기 조명등을 소광하는 경우 일정 시간의 홀딩 시간을 경과한 후 상기 스위칭 신호를 변경하는 홀딩 제어부;를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로.
  10. 제3 항 또는 제5 항에 있어서, 상기 조명 제어부는,
    상기 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 신호의 게인을 조정하여 출력하는 수신부; 및
    상기 수신부에서 출력되는 신호에 대응하여 상기 스위칭 신호를 출력하며, 상기 수신부에서 출력되는 신호에 대응하여 상기 조명등을 소광하는 경우 일정 시간의 홀딩 시간을 경과한 후 상기 스위칭 신호를 변경하는 홀딩 제어부;를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로.
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