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KR20110009846A - 조명 밝기 제어 장치 및 방법 - Google Patents

조명 밝기 제어 장치 및 방법 Download PDF

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KR20110009846A
KR20110009846A KR1020090067264A KR20090067264A KR20110009846A KR 20110009846 A KR20110009846 A KR 20110009846A KR 1020090067264 A KR1020090067264 A KR 1020090067264A KR 20090067264 A KR20090067264 A KR 20090067264A KR 20110009846 A KR20110009846 A KR 20110009846A
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power
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brightness control
pwm signal
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KR1020090067264A
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박교양
유병찬
강대석
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주식회사 하렉스
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

본 발명은 조명 밝기 제어 장치 및 방법에 대하여 개시한다. 본 발명의 일면에 따른 조명 밝기 제어 장치는, 인가되는 AC 전원의 전력을 조절하는 조정기; 상기 조절된 AC 전원을 입력받아 DC 전원을 출력하는 SMPS; 상기 조절된 AC 전원의 전력에 대응하는 전압크기의 인식 신호를 출력하는 인식 회로; 상기 DC 전원을 제공받아 구동하며, 상기 전압크기에 대응하는 펄스폭을 갖는 PWM 신호를 출력하는 마이컴; 및 상기 PWM 신호에 따른 밝기로 발광하는 적어도 하나의 LED를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure P1020090067264
조광기, LED 제어 장치, 조명 밝기 제어, AC DIMMING 회로

Description

조명 밝기 제어 장치 및 방법{Apparatus and Method for LED Brightness Control}
본 발명은 조명 제어에 관한 것으로서, 구체적으로는 AC 전원을 변화시켜 조명에 흐르는 전류량을 조절함으로써, 조명의 밝기를 제어할 수 있는 조명 밝기 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래 백열전등은 도 1과 같이 조정기를 통해 AC 전원을 조절하여 출력되는 밝기를 조정하고 있다.
그런데, 근래에는 실내외 조명에 LED가 적용되는 추세인데, LED는 백열전등과 달리 DC 전원으로 발광하므로 단순히 조광기로 AC 전원을 조절한다고 해서 그 밝기를 제어할 수 없다. 다시 말해, 백열전등의 회로 구성은 도 1과 같이 AC 전원을 조절하여도 일정한 전류가 흐르도록 구성되므로, 도 1의 구성을 그대로 LED에 적용하면 LED의 밝기를 제어할 수 없다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 AC 전원을 변화시켜 조명에 흐르는 전류량을 조절함으로써, 조명의 밝기를 제어할 수 있는 조명 밝기 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일면에 따른 조명 밝기 제어 장치는, 인가되는 AC 전원의 전력을 조절하는 조정기; 상기 조절된 AC 전원을 입력받아 DC 전원을 출력하는 SMPS; 상기 조절된 AC 전원의 전력에 대응하는 전압크기의 인식 신호를 출력하는 인식 회로; 상기 DC 전원을 제공받아 구동하며, 상기 전압크기에 대응하는 펄스폭을 갖는 PWM 신호를 출력하는 마이컴; 및 상기 PWM 신호에 따른 밝기로 발광하는 적어도 하나의 LED를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 면에 따른 조명 밝기 제어 방법은, 인가되는 AC 전원의 전력을 조절하는 단계; 상기 조절된 AC 전원을 입력받아 DC 전원을 출력하는 단계; 상기 조절된 AC 전원의 전력에 대응하는 전압크기의 인식 신호를 출력하는 단계; 상기 전압크기에 대응하는 펄스폭을 갖는 PWM 신호를 출력하는 단계; 및 상기 PWM 신호를 이용하여 적어도 하나의 LED 밝기를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, AC 전원을 변화시켜 DC 전원으로 발광하는 조명에 흐르는 전류량을 조절함으로써, 조명의 밝기를 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 종래의 조광기 스위치를 조작하여 LED의 밝기를 제어할 수 있으며, 트라이악의 위상 제어를 통하여 전력량 및 전기료를 절약할 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 조명 밝기 제어 장치에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 조명 밝기 제어 장치를 도시한 구성도이며, 도 3은 도 2의 인식 회로(140)를 도시한 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 조명 밝기 제어 장치(10)는 조정기(120), SMPS(130), 인식 회로(140), 마이컴(150) 및 적어도 하나의 LED(160)를 포함한다.
조정기(120)는 스위치(110)의 온/오프에 따라 인가되는 AC 전원을 조절하는 예컨대 조광기 스위치이며, 가변 저항(122) 및 트라이악(121)을 포함한다.
가변 저항(122)은 예컨대, 볼륨 스위치의 조절에 따라 저항값이 변화되며, 변화된 저항값에 따라 입력되는 AC 전원을 소정시간 지연하여 트라이악(121)의 게이트로 전달한다.
트라이악(121)은 게이트(G)에 인가되는 인가 신호에 따라 온/오프되며, 지연된 AC 전원에 대응하도록 AC 전원의 파형 및 크기를 조절하여 출력한다.
상세하게는, 조정기(120)는 트라이악(121)의 T1에는 AC 전원을 공급하고, 트라이악(121)의 게이트(G)에 가변 저항(122)에 의하여 지연된 AC 전원을 공급하여 트라이악(121)의 T2에 크기 및 형상이 변화된 AC 전원을 출력한다. 즉, 조정기(120)는 AC 전원의 적분값 즉, 전력을 변화시켜 SMPS(130) 및 인식 회로(140)로 공급한다.
SMPS(130)은 조절된 AC 전원을 입력받아 기설정된 DC 전원을 출력하며, 인가되는 AC 전원의 크기(Vpp)에 따라 각각 설계될 수 있다.
예컨대, SMPS(130)는 110V AC 전원 및 220V AC 전원에 대하여 각각 설계될 수 있으며, 110V용은 30V 내지 140V 입력 전원에서 고정 크기의 DC 전원을 출력하고, 220V용은 85V 내지 240V 입력 전원에서 고정 크기의 DC 전원을 출력할 수 있다.
이때, SMPS(130)로부터 출력되는 DC 전원은 각 LED(160)의 크기, 사양에 따라 다양하게 결정될 수 있다.
인식 회로(140)는 조절된 AC 전원의 전력을 인식하고, 인식된 전력에 대응하는 인식 신호를 출력한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 인식 회로(140)는 조정기(120)에 의하여 조절된 AC 전원(Vo_AC)을 입력받아 반파 정류하는 정류 회로(141) 및 반파 정류된 신호를 적분(평활)하여 생성한 인식 신호(ADIN)를 마이컴(150)에 전달하는 적분 회로(142)를 포함한다.
상세하게는, 인식 회로(140)의 입력인 조절된 AC 전원(Vo_AC)은 트랜스포머(T1)를 통과하여 레벨 다운되며, 다이오드(D1) 및 제1 커패시터(C1)를 거쳐 정류 되어 로드 저항(R1)의 양단에 걸린다. 그리고, 로드 저항(R1)의 양단 전압은 저항(R2)과 제2 커패시터(C2)와 구성되는 적분 회로(142)에 의해 거의 직선에 가까운 아날로그 전압(즉, 인식 신호)으로 변환되어 출력된다.
마이컴(150)은 인식 신호(ADIN)를 입력받아 인식 신호(ADIN)에 대응하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성하여 출력하며, 아날로그 디지털 컨버터(151) 및 PWM 생성부(152)를 포함한다.
아날로그 디지털 컨버터(151)는 아날로그 인식 신호(ADIN)를 입력받아 내부적으로 해석가능한 디지털 신호로 변환한다.
PWM 생성부(152)는 디지털 신호에 대응하는 PWM 신호를 생성하여 LED 제어부(170)에 공급한다.
각 LED(160)는 SMPS(130)로부터 DC 전원이 인가되면 마이컴(150)의 PWM 신호에 따른 밝기로 발광한다. 이때, 각 LED(160)는 PWM 신호에 따라 각 LED(160)를 통과하는 전류를 조절하는 LED 제어부(170)에 의하여 구동된다.
LED 제어부(170)는 예컨대, 트랜지스터일 수 있으며, PWM 신호가 인가되지 않을 때는 DC 전원에 따라 각 LED(160)의 밝기를 제어할 수 있다.
이 같이, 본 발명은 조광기를 이용한 AC 전원의 변화를 인식하여 DC 전원으로 발광하는 조명에 흐르는 전류량을 조절하고, LED 조명의 밝기를 조절할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 조명 밝기 제어 방법에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조명 밝기 제어 방법을 도시한 흐 름도이다.
도 4를 참조하면, 조명 밝기 제어 장치(10)는 사용자의 전원 스위치(110) 조작에 따라 AC 전원을 인가받는다(S410).
이어서, 조명 밝기 제어 장치(10)는 인가되는 AC 전원의 크기 및 파형을 조절한다(S420). 상세하게는, 조명 밝기 제어 장치(10)는 가변 저항을 이용하여 AC 전원을 소정시간 지연하고, 지연된 AC 전원에 대응하도록 AC 전원의 전력을 조절하여 출력한다.
그 다음으로, 조명 밝기 제어 장치(10)는 조절된 AC 전원을 입력받아 설정된 DC 전원을 출력한다(S430).
그리고, 조명 밝기 제어 장치(10)는 조절된 AC 전원의 전력을 인식하여 인식된 전력에 대응하는 인식 신호를 출력한다(S440). 상세하게는, 조명 밝기 제어 장치(10)는 조절된 AC 전원을 반파 정류하고, 반파 정류된 신호를 적분 및 평활하여 출력한다.
또한, 조명 밝기 제어 장치(10)는 인식 신호에 대응하는 PWM 신호를 생성한다(S450). 상세하게는, 조명 밝기 제어 장치(10)는 인식 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호에 대응하는 PWM 신호를 생성하여 출력한다.
이어서, 조명 밝기 제어 장치(10)는 DC 전원 및 PWM 신호를 이용하여 적어도 하나의 LED(160) 밝기를 제어한다(S460). 즉, 조명 밝기 제어 장치(10)는 PWM 신호에 따라 LED(160)에 흐르는 전류를 조절하여 LED(160)의 밝기를 제어할 수 있다.
여기서, 조명 밝기 제어 장치(10)는 PWM 신호가 인가되지 않으면, DC 전원에 따른 밝기로 LED(160)의 발광시킬 수 있다.
이 같이, 본 발명은 종래의 조광기 스위치를 조작하여 AC 전원을 변화시켜 DC 전원으로 발광하는 LED(160)의 밝기를 제어할 수 있으며, 트라이악의 위상 제어를 통하여 전력량 및 전기료를 절약할 수 있다.
이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정하여져야 할 것이다.
도 1은 종래의 조명 밝기 제어 장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 조명 밝기 제어 장치를 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인식 회로를 도시한 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조명 밝기 제어 방법을 도시한 흐름도.

Claims (13)

  1. 인가되는 AC 전원의 전력을 조절하는 조정기;
    상기 조절된 AC 전원을 입력받아 DC 전원을 출력하는 SMPS;
    상기 조절된 AC 전원의 전력에 대응하는 전압크기의 인식 신호를 출력하는 인식 회로;
    상기 DC 전원을 제공받아 구동하며, 상기 전압크기에 대응하는 펄스폭을 갖는 PWM 신호를 출력하는 마이컴; 및
    상기 PWM 신호에 따른 밝기로 발광하는 적어도 하나의 LED
    를 포함하는 조명 밝기 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조정기는,
    상기 AC 전원을 소정시간 지연하는 가변 저항; 및
    상기 지연된 AC 전원에 대응하도록 상기 AC 전원의 전력을 조절하여 출력하는 트라이악
    을 포함하는 것인 조명 밝기 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 인식 회로는,
    상기 전력이 조절된 AC 전원을 반파 정류하는 정류 회로; 및
    상기 반파 정류된 신호를 적분하여 상기 전압크기의 인식 신호를 출력하는 적분 회로
    를 포함하는 것인 조명 밝기 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 마이컴은,
    상기 인식 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환부; 및
    상기 디지털 신호에 대응하는 PWM 신호를 생성하는 PWM 생성부
    를 포함하는 것인 조명 밝기 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 PWM 신호에 따라 상기 각 LED에 흐르는 전류를 조절하는 LED 제어부
    를 더 포함하는 조명 밝기 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 LED 제어부는,
    상기 PWM 신호가 인가되지 않으면, 상기 DC 전원에 따라 상기 각 LED에 흐르는 전류를 제어하는 것인 조명 밝기 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 AC 전원의 인가 여부를 제어하는 스위치
    를 더 포함하는 조명 밝기 제어 장치.
  8. 인가되는 AC 전원의 전력을 조절하는 단계;
    상기 조절된 AC 전원을 입력받아 DC 전원을 출력하는 단계;
    상기 조절된 AC 전원의 전력에 대응하는 전압크기의 인식 신호를 출력하는 단계;
    상기 전압크기에 대응하는 펄스폭을 갖는 PWM 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 PWM 신호를 이용하여 적어도 하나의 LED 밝기를 제어하는 단계
    를 포함하는 조명 밝기 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 조절하는 단계는,
    가변 저항을 이용하여 상기 AC 전원을 소정시간 지연하는 단계; 및
    상기 지연된 AC 전원에 대응하도록 상기 AC 전원의 전력을 조절하여 출력하는 단계
    를 포함하는 것인 조명 밝기 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 인식 신호를 출력하는 단계는,
    상기 조절된 AC 전원을 반파 정류하는 단계; 및
    상기 반파 정류된 신호를 적분하여 상기 인식 신호로 변환하는 단계
    를 포함하는 것인 조명 밝기 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 PWM 신호를 출력하는 단계는,
    상기 인식 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 및
    상기 디지털 신호에 대응하는 PWM 신호를 출력하는 단계
    를 포함하는 것인 조명 밝기 제어 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 제어하는 단계는,
    상기 PWM 신호에 따라 상기 LED에 흐르는 전류를 조절하여 상기 각 LED의 밝기를 제어하는 단계
    를 포함하는 것인 조명 밝기 제어 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 제어하는 단계는,
    상기 PWM 신호가 인가되지 않으면, 상기 DC 전원에 따른 밝기로 상기 각 LED의 발광시키는 단계
    를 포함하는 것인 조명 밝기 제어 방법.
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WO2014104843A1 (ko) * 2012-12-28 2014-07-03 주식회사 실리콘웍스 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로
CN106847191A (zh) * 2015-12-07 2017-06-13 厦门歌乐电子企业有限公司 一种亮度调节电路及显示设备

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