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WO2011162569A2 - 엘이디 조명의 조도 자동 제어장치 - Google Patents

엘이디 조명의 조도 자동 제어장치 Download PDF

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WO2011162569A2
WO2011162569A2 PCT/KR2011/004623 KR2011004623W WO2011162569A2 WO 2011162569 A2 WO2011162569 A2 WO 2011162569A2 KR 2011004623 W KR2011004623 W KR 2011004623W WO 2011162569 A2 WO2011162569 A2 WO 2011162569A2
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power
led lamp
dimming
control
control device
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/KR2011/004623
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English (en)
French (fr)
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WO2011162569A3 (ko
Inventor
박중하
위정철
김재헌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Planet System Co Ltd
LS Electric Co Ltd
Original Assignee
LSIS Co Ltd
Planet System Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by LSIS Co Ltd, Planet System Co Ltd filed Critical LSIS Co Ltd
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Priority to US13/805,851 priority patent/US8836235B2/en
Publication of WO2011162569A2 publication Critical patent/WO2011162569A2/ko
Publication of WO2011162569A3 publication Critical patent/WO2011162569A3/ko
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/14—Controlling the intensity of the light using electrical feedback from LEDs or from LED modules
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
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    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Definitions

  • the present invention relates to an automatic illumination control device, and more particularly to an automatic illumination control device for use in LED lighting.
  • incandescent lamps and fluorescent lamps are mainly used as lighting devices.
  • incandescent lamps and fluorescent lamps consume more power than lighting efficiency, and they use about 2.1 trillion kWh of electricity in the world. This amounts to 12-15% of the total electricity, which generates 1.7 billion tons of CO 2 annually.
  • fluorescent lamps are manufactured using mercury, and lamps have a short lifespan, they need to be replaced frequently, so if they cannot be collected and disposed of properly, environmental pollution problems are also serious. Due to these problems, environmental regulations are being strengthened around the world recently, with some countries prohibiting the sale of incandescent and fluorescent lamps.
  • LED light-emitting diode
  • the current LED lighting is configured by replacing only the lamp with the LED lamp 14 while using the light switch 11, lighting wiring 12 and the socket 13 used in the existing incandescent or fluorescent lamp as shown in FIG. .
  • Such LED lighting can control only the on / off of the LED lamp 14 using the light switch 11 used in the prior art, and cannot control the illuminance thereof.
  • the LED lighting capable of illuminance control includes an illuminance control switch 21, an illuminance control wiring 22, and a control device separate from the conventional illumination switch 11 and the illumination wiring 12. 23), and further comprises an LED lamp (24).
  • the LED light 24 is controlled on / off using the light switch 11, and the illuminance of the LED lamp 24 is controlled using the light control switch 21. Then, the controller 23 receives the on / off control of the illumination switch 11 and the illumination control of the illumination control switch 21 to drive the LED lamp 24.
  • Such conventional illumination controllable LED lighting has to be additional wiring work separately from the existing lighting wiring 12, there is a problem that the installation is complicated and expensive because the construction to install the additional switch.
  • the present invention has been proposed to solve the problems described above, it is possible to control the on / off and illuminance of the LED lamp even without installing a separate illumination control switch and illumination control wiring, by using an electronic switch for dimming control
  • An object of the present invention is to provide an automatic illumination control device for LED lighting, which enables a user to easily control the illumination of the LED lamp.
  • the automatic illumination illuminance control device of the LED lighting while supplying AC power to the LED lamp when the user's switch operation is detected based on the zero cross of the AC power
  • the present invention as described above, by replacing the control device and the LED lamp in the existing general lighting system to control the on / off and illuminance of the LED lamp, the additional electricity saving effect by extending the life and illumination control of the lighting lamp and It is possible to obtain an effect of enabling emotional lighting by illuminance control.
  • FIG. 1 is a view showing a conventional LED lighting system.
  • FIG. 2 is a view showing a conventional illumination controllable LED lighting system.
  • FIG. 3 is a view showing a lighting system including a control device of the LED lamp disclosed in the Republic of Korea Patent Application No. 2009-0110113.
  • FIG. 4 is a view illustrating a problem of the automatic illumination control device of the LED lighting disclosed in the prior patent application No. 2009-0110113.
  • 5 is a system configuration of the automatic illumination control device of the LED lighting according to the present invention.
  • FIG. 6 is a signal waveform diagram of the LED illumination illumination automatic control device according to the present invention.
  • the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.
  • Applicant of the present invention has applied for a LED lighting system that can control the on / off and illuminance of the LED lamp as a 2009-0110113 to the Korean Patent Office.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating an illumination controllable LED lighting system disclosed in Patent Application No. 2009-0110113.
  • the illumination controllable LED illumination system disclosed in this prior patent application consists of the illumination switch 11, the illumination wiring 12, the LED lamp control apparatus 30, and the LED lamp 24. As shown in FIG.
  • the LED lamp control device 30 includes an AC / DC converter unit 31, on / off detection means for detecting on and off states of a light switch, and an on / off state of the light switch from the on / off detection means.
  • a dimming judging means for outputting a dimming signal by determining the snapping operation of the light switch by receiving information
  • a dimming adjusting means for adjusting the illuminance of an LED lamp when a dimming signal is input from the dimming judging means
  • a power holding circuit unit 42 for supplying driving power to the LED lamp during a snapping operation, and receiving off state information of the light switch from the on / off detecting means, when the off state of the light switch exceeds a threshold time.
  • power off means for turning off the LED lamp.
  • the lighting switch 11 is connected in series to the AC power through the lighting wiring 12 to supply or cut off the AC power to the LED lamp 24.
  • the LED lamp controller 30 controls the dimming control. Recognize it as a signal.
  • the on / off detecting means includes a zero cross detector unit 32, an undetected counter unit 33, and a clock 34.
  • the dimming determination means includes a storage unit 41, a first comparator 39 and a dimming determination unit 37.
  • the power-off means includes a storage 41, a second comparator 40 and a power-off judging 38.
  • the dimming adjusting means includes a dimming step counter unit 36 and a dimming adjusting unit 35.
  • the LED lamp 24 is turned on at the maximum brightness when the user turns on the light switch 11.
  • the LED lamp 24 is turned on (on)
  • the lighting switch 11 is turned off (off) for a short time (dimming threshold time) and turned on (on)
  • the illumination of the LED lamp is adjusted by one step. If the user stops working at the desired brightness, the state is maintained. If a certain time elapses after the user turns off the light switch, all operations are reset and the LED lamp is turned off.
  • Prior patent application 2009-0110113 is to be turned on after the user turns off the light switch arbitrarily, as shown in Figure 4 is supplied to the LED lamp control device 30 while the user turns off the light switch AC power is cut off and cut off.
  • the prior patent application No. 2009-0110113 technology allows the user to manually turn off / off the light switch, and the LED lamp control device controls the illumination of the LED lamp by using the clock counting while zero cross is not detected. Therefore, the time for the AC power is cut off is long as shown in FIG. However, since the LED lamp should be turned on even during the snapping operation of the user, the driving power should be provided to the LED lamp control device 30 and the LED lamp 24 even while the AC power is cut off.
  • the power holding circuit unit 42 charges the input power and provides charging power to the LED lamp control device 30 and the LED lamp 24 during the snapping operation.
  • the prior patent application No. 2009-0110113 has a problem that the capacity of the internal capacitor of the power holding circuit part 42 must be large because the AC power off time is long because the user snaps the lighting switch manually.
  • the present invention is to cut off the AC power supplied to the LED lamp control device by snapping the electronic switch for illuminance control for a minimum time based on the zero cross of the AC power, A technique for reducing the capacity of the internal capacitor of the power holding circuit section 42 is proposed.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a device for automatically controlling the illuminance of the LED lighting according to an embodiment of the present invention.
  • the automatic illumination illuminance control device of the LED lighting according to the present invention the dimming control electronic switch 510 for generating a dimming control signal by switching the AC power according to the user's operation, and by analyzing the dimming control signal from the switching of the AC power
  • the LED lamp control device 520 is roughly divided into the LED lamp 24 to adjust and control the illuminance.
  • the dimming control electronic switch 510 includes a dimming control input unit 511 operated by a user, a zero cross detector 512 for detecting a zero cross in which the phase of the input AC power is switched, and the dimming control input unit ( A switching control unit 513 for outputting a power supply signal according to an operation state of 511 or for outputting a power interruption signal for a predetermined time based on the zero cross detected by the zero cross detection unit 512, and the switching control unit 513.
  • Electronic switch 514 for switching between the input AC power and the LED lamp control device 520 according to the power supply signal and the power-off signal output from the) and the electronic switch for dimming control by generating a driving power from the input AC power And a power supply 515 for supplying internal components of 510.
  • the switching controller 513 displays the current LED lamp on / off state, dimming level, and the like on the display unit 516.
  • the dimming control electronic switch 510 may be implemented as a 3-wire switch or a 2-wire clockcon switch.
  • the dimming control input unit 511 includes an on / off switch for controlling the on / off of the LED lamp 24 and a dimming level selection switch. The user operates the dimming level selection switch to adjust the illuminance of the LED lamp and the on / off switch to turn on / off the LED lamp.
  • the predetermined time at which the power cutoff signal is output is set shorter than half the period of the AC power.
  • the LED lamp control device 520 is an AC / DC converter unit 521 for receiving an AC power supplied or cut off and converting it into DC power, and a zero potential detection unit 522 for detecting a zero potential from the AC power supplied or cut off. ), A zero potential time measuring unit 523 for measuring the duration of zero potential detected by the zero potential detecting unit 522, a storage unit 524 storing a dimming determination time and a power-off determination time, and the zero electric potential Dimming control unit 525 for outputting the LED lamp control signal by comparing the duration with the dimming determination time and the power-off determination time, respectively, and dimming adjustment for adjusting the illuminance of the LED lamp 24 according to the LED lamp control signal
  • the unit 526 and the power holding circuit unit 527 for supplying driving power to each component of the LED lamp control device 520 and the LED lamp 24 while the dimming control electronic switch 510 cuts off the AC power. Po) It is configured to.
  • the power off determination time is set longer than the dimming determination time.
  • the zero potential detection unit 522 detects a point where the AC power supplied or cut off becomes zero potential. That is, the zero potential detection unit 522 intermittently detects the zero potential while the AC power is normally supplied, and continuously detects the zero potential while the AC power is cut off.
  • the zero potential time measuring unit 523 measures the zero potential duration detected by the zero potential detection unit 522.
  • the Electronic switch 514 may be configured as a relay or triac.
  • the dimming control input unit 511 may be implemented as a remote control receiver (not shown) so as to adjust the dimming degree of the LED lamp using the remote controller, or in addition to the dimming control input unit 511, the remote controller further includes a remote control receiver (not shown). To adjust the dimming level of the LED lamp.
  • the operating method of the automatic illumination control device of the LED lighting apparatus according to the present invention is as follows.
  • the switching control unit 513 recognizes this and outputs a power supply signal to the electronic switch 514, The input AC power is supplied to the LED lamp control device 420.
  • the zero potential detection unit 522 detects the zero potential from the AC power supplied to the LED lamp control device 420. During the normal supply of the AC power to the LED lamp control device 420, since only zero cross in which the phase of the AC power is changed is the zero potential, the zero potential duration detected by the zero potential detection unit 522 is very short.
  • the zero potential time measuring unit 523 measures the zero potential duration and provides it to the dimming controller 525.
  • the dimming controller 525 compares the zero potential duration with the dimming determination time and the power-off determination time, respectively. At this time, the dimming controller 525 controls the dimming controller 526 so that the dimming controller 525 maintains the illuminance of the current LED lamp 24 when the zero potential duration is shorter than the dimming determination time.
  • the switching control unit 513 receives the input AC power from the zero cross detector 512.
  • the zero cross information of which phase is changed is received, and the power switch signal is output to the electronic switch 514 for a predetermined time based on the zero cross of the input AC power.
  • the predetermined time is preset to any time shorter than one quarter periods of the input AC power supply.
  • the electronic switch 514 supplies the input AC power to the LED lamp control device 520 while the power supply signal is input from the switching controller 513, but input AC power while the power cutoff signal is input from the switching controller 513.
  • the LED lamp control device 520 is blocked from being supplied.
  • the AC power cut off to the LED lamp control device 520 means that the supply AC power is zero potential, and the zero potential detection unit 522 detects this zero potential.
  • the switching controller 513 sequentially outputs the power supply signal and the power interruption signal in a specific pattern to cause the electronic switch 514 to switch the AC power supplied to the LED lamp control device 520, thereby controlling the LED lamp control device.
  • the dimming control signal is transmitted to 520.
  • the zero potential detection unit 522 detects a zero potential while the AC power is cut off, and the zero potential time measuring unit 523 measures the duration of the zero potential and provides it to the dimming control unit 525.
  • the dimming control unit 525 compares the zero potential duration with the dimming determination time and the power-off determination time, respectively, and when the zero potential duration is longer than the dimming determination time and shorter than the power-off determination time, the dimming control unit 526 controls the LED lamp. Adjust the illuminance of (24).
  • the dimming controller 526 adjusts the illuminance of the LED lamp 24 by adjusting the DC power supplied to the LED lamp 24 among the DC power output from the AC / DC converter 521. Meanwhile, while the AC power is cut off, the power holding circuit unit 527 supplies driving power to each component of the LED lamp control device 520 and the LED lamp 24 so that the LED lamp 24 maintains a predetermined illuminance. do.
  • the switching control unit 513 recognizes this and outputs a power cutoff signal to the electronic switch 514, The AC power supplied to the LED lamp control device 420 is cut off.
  • the AC power continuously maintains the zero potential
  • the zero potential detection unit 522 detects this, and the zero potential time measuring unit 523 measures the zero potential duration and provides the dimming control unit 525.
  • the dimming controller 525 turns off the LED lamp 24 by controlling the dimming controller 526 to cut off the driving power supplied to the LED lamp 24 when the zero potential duration is longer than the power-off determination time.

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 조도 제어용 전자스위치를 이용하여 AC전원의 제로크로스를 기준으로 디밍 신호를 전달하도록 한 조도 자동 제어장치에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 조명의 조도 자동 제어장치는, 엘이디 램프에 AC전원을 공급하다가 사용자의 스위치 조작이 감지되면 상기 AC전원의 제로크로스를 기준으로 기설정된 시간동안 상기 AC전원의 공급을 차단하는 디밍 제어용 전자스위치와, 상기 AC전원의 공급 및 차단을 감지하여 상기 엘이디 램프의 조도를 제어하는 엘이디 램프 제어장치를 포함한다.

Description

엘이디 조명의 조도 자동 제어장치
본 발명은 조도 자동 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘이디 조명에 사용하기 위한 조도 자동 제어장치에 관한 것이다.
종래에 조명 장치로는 백열등과 형광등이 주로 사용되었다. 그러나 백열등과 형광등은 조명 효율에 비해 전력 소모가 심한 편으로서, 세계 조명 기구의 연간 소비전력에서 약 2조 1000억㎾h를 사용하고 있다. 이는 전체 전력의 12 ~ 15%에 해당하는 것으로서, 연간 17억톤의 CO2를 배출하고 있다. 또한, 형광등은 수은을 사용하여 제조되고, 램프의 수명이 짧아서 자주 교체하여야 하기 때문에 제대로 수거하여 폐기하지 못할 경우 환경오염 문제도 심각하게 대두된다. 이러한 문제들로 인해 최근에는 일부 국가에서 백열등 및 형광등 판매 금지안이 확정되는 등 전 세계적으로 환경 규제가 강화되고 있는 실정이다.
이에 최근에 에너지 절감효과가 뛰어나고 친환경적인 엘이디(light-emitting diode;LED)를 이용한 조명이 각광받고 있다. 이 엘이디 조명은 수명이 길고, 휘도가 높으며, 소비전력이 작아서 에너지가 절감되는 효과가 있다. 만일 국내 조명의 30%를 2015년까지 엘이디 조명으로 교체할 경우 매년 약 160억㎾h의 전력 절감 효과와 약 680만톤의 CO2를 저감하는 효과가 있는 등 그 우수함은 널리 공지되어 있다. 또한, 엘이디 램프는 전통조명 중 백열등, 할로겐등으로 구현되었던 다운라이트 등을 대체하기 위한 수단으로 여겨지고 있다.
현재 엘이디 조명은 도 1에 도시된 바와 같이 기존 백열등이나 형광등에서 사용된 조명 스위치(11), 조명 배선(12) 및 소켓(13)을 그대로 사용하면서 램프만을 엘이디 램프(14)로 교체하여 구성된다. 이러한 엘이디 조명은 기존에 사용되던 조명 스위치(11)를 이용하여 엘이디 램프(14)의 온/오프만을 제어할 수 있고 그 조도를 제어할 수는 없다.
이 때문에 조도 제어 가능한 엘이디 조명은 도 2에 도시된 바와 같이 기존의 조명 스위치(11) 및 조명 배선(12)과는 별개의 조도제어스위치(21)와, 조도제어배선(22), 제어장치(23), 엘이디 램프(24)를 더 포함하여 이루어진다.
즉, 조명 스위치(11)를 이용하여 엘이디 조명(24)를 온/오프 조절하고, 조도제어스위치(21)를 이용하여 엘이디 램프(24)의 조도를 조절한다. 그러면, 제어장치(23)가 조명 스위치(11)의 온/오프 제어 및 조도제어스위치(21)의 조도 제어를 입력받아 엘이디 램프(24)를 구동한다.
이러한 종래의 조도 제어 가능한 엘이디 조명은 기존의 조명 배선(12)과는 별개로 추가 배선 공사를 하여야 하고, 추가 스위치를 장착하는 공사를 하여야 하기 때문에 설치가 복잡하고 비용이 많이 소모되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 별도의 조도제어스위치와 조도제어배선을 설치하지 않더라도 엘이디 램프의 온/오프 및 조도를 제어할 수 있으며, 디밍 제어용 전자스위치를 이용하여 사용자가 용이하게 엘이디 램프의 조도를 제어할 수 있는 엘이디 조명의 조도 자동 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 조명의 조도 자동 제어장치는, 엘이디 램프에 AC전원을 공급하다가 사용자의 스위치 조작이 감지되면 상기 AC전원의 제로크로스를 기준으로 기설정된 시간동안 상기 AC전원의 공급을 차단하는 디밍 제어용 전자스위치와, 상기 AC전원의 공급 및 차단을 감지하여 상기 엘이디 램프의 조도를 제어하는 엘이디 램프 제어장치를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 기존 일반 조명시스템에 제어장치와 엘이디 램프를 교체하는 것으로 엘이디 램프의 온/오프 및 조도를 제어할 수 있게 함으로써, 조명등의 수명연장과 조도 제어에 의한 추가적인 전기 절감효과 및 조도 제어에 의한 감성조명을 가능하게 하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 엘이디 조명 시스템을 도시한 도면이다
도 2는 종래의 조도 제어 가능 엘이디 조명 시스템을 도시한 도면이다
도 3은 대한민국 특허출원 제2009-0110113호에 개시된 엘이디 램프의 제어장치를 포함한 조명 시스템을 도시한 도면이다.
도 4는 선행 특허출원 제2009-0110113호에 개시된 엘이디 조명의 조도 자동 제어장치의 문제점을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 엘이디 조명의 조도 자동 제어장치의 시스템 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 엘이디 조명 조도 자동 제어장치의 신호 파형도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한 본 출원에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 엘이디 조명의 조도 자동 제어장치를 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 출원인은 엘이디 램프의 온/오프 및 조도를 제어할 수 있는 엘이디 조명 시스템을 대한민국 특허청에 제2009-0110113호로서 특허출원하였다.
도 3은 특허출원 제2009-0110113호에 개시된 조도 조절 가능 엘이디 조명 시스템을 도시한 기능 블록도이다. 이 선행특허출원에 개시된 조도 조절 가능 엘이디 조명 시스템은, 조명스위치(11), 조명 배선(12), 엘이디 램프 제어장치(30) 및 엘이디 램프(24)로 이루어진다.
엘이디 램프 제어장치(30)는 교류/직류컨버터부(31)와, 조명스위치의 온 및 오프 상태를 검출하는 온/오프검출수단과, 상기 온/오프검출수단으로부터 상기 조명스위치의 온/오프 상태 정보를 입력받아 상기 조명스위치의 스냅핑 동작을 판단하여 디밍 신호를 출력하는 디밍판단수단과, 상기 디밍판단수단으로부터 디밍 신호가 입력되면 엘이디 램프의 조도를 조절하는 디밍조절수단과, 상기 조명스위치의 스냅핑 동작시 상기 엘이디 램프에 구동전원을 공급하는 전원홀딩회로부(42)와, 상기 온/오프검출수단으로부터 상기 조명스위치의 오프 상태 정보를 입력받아 상기 조명스위치의 오프 상태가 임계 시간을 초과하면 상기 엘이디 램프를 오프하는 파워오프수단을 포함한다.
조명 스위치(11)는 조명 배선(12)을 통해 AC전원에 직렬로 연결되어 엘이디 램프(24)에 AC전원을 공급 또는 차단한다. 사용자가 조명 스위치(11)를 온 상태에서 잠시 껐다가 다시 켜면, 즉, 온 상태에서 잠시 오프 후 다시 온하면(이를 스냅핑(snapping)이라 한다), 엘이디 램프 제어장치(30)는 이를 디밍 제어신호로 인식한다.
온/오프검출수단은 제로크로스디텍터부(32)와 미검출카운터부(33)와 클럭(34)을 포함한다. 디밍판단수단은 저장부(41)와 제1비교기(39)와 디밍 판정부(37)를 포함한다. 파워오프수단은 저장부(41)와 제2비교기(40)와 파워오프판정부(38)를 포함한다. 상기 디밍조절수단은 디밍단계카운터부(36)와 디밍조절부(35)를 포함한다. 엘이디 램프 제어장치(30)의 상세한 구성 설명 및 동작 설명은 선행 특허출원 제2009-0110113호의 출원 명세서를 참조한다.
선행 특허출원 제2009-0110113호에 개시된 조도 조절 가능 엘이디 조명 시스템은, 사용자가 조명 스위치(11)를 온하면 엘이디램프(24)는 최대 밝기로 켜진다. 이렇게 엘이디램프(24)가 켜진(온) 상태에서 조명 스위치(11)를 잠시(디밍임계시간)동안 껐다(오프)가 켜면(온), 엘이디램프의 조도가 한 단계씩 낮아지도록 조절한다. 사용자가 원하는 밝기에서 작동을 중지시키면 그 상태를 유지한다. 만약 사용자가 조명 스위치를 오프한 후 일정 시간이 경과하면, 모든 동작이 리셋되면서 엘이디램프를 오프시킨다.
선행 특허출원 제2009-0110113호는 사용자가 임의대로 조명 스위치를 오프한 후 온하도록 되어 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 사용자가 조명 스위치를 오프한 동안 엠이디 램프 제어장치(30)에 공급되는 AC전원이 차단되어 끊어지게 된다.
이렇게 선행 특허출원 제2009-0110113호 기술은 사용자가 수동으로 조명 스위치를 턴 오프/턴 온 시키고, 엘이디 램프 제어장치는 제로크로스가 미검출되는 동안의 클럭 카운팅을 이용하여 엘이디 램프의 조도를 제어하기 때문에 AC전원이 차단되는 시간이 도 4에 도시된 바와 같이 길다. 그러나, 이러한 사용자의 스냅핑 동작시에도 엘이디 램프가 켜져 있어야 하기 때문에 AC전원이 차단되는 동안에도 엘이디 램프 제어장치(30)와 엘이디 램프(24)에 구동전원이 제공되어야 한다.
이를 위해 전원홀딩회로부(42)는 입력 전원을 충전하고 있다가 스냅핑 동작시 충전 전원을 엘이디 램프 제어장치(30)와 엘이디 램프(24)에게 제공한다. 그러나, 선행 특허출원 제2009-0110113호는 사용자가 수동으로 조명스위치를 스냅핑하여 AC전원 오프 시간이 길기 때문에, 전원홀딩회로부(42)의 내부 콘덴서의 용량이 커야 하는 문제점이 있다.
이러한 선행 특허출원 제2009-0110113호의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 조도 제어용 전자스위치가 AC전원의 제로크로스를 기준으로 최소 시간동안 스냅핑하여 엘이디 램프 제어장치에 공급되는 AC전원을 차단함으로써, 전원홀딩회로부(42)의 내부 콘덴서의 용량을 줄일 수 있는 기술을 제안한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 엘이디 조명의 조도 자동 제어장치를 도시한 구성 블록도이다.
본 발명에 따른 엘이디 조명의 조도 자동 제어장치는, 사용자의 조작에 따라 AC전원을 스위칭함으로써 디밍제어신호를 생성하는 디밍 제어용 전자스위치(510)와, 상기 AC전원의 스위칭으로부터 디밍제어신호를 해석하여 엘이디 램프(24)의 조도를 조절 및 제어하는 엘이디 램프 제어장치(520)로 대별된다.
디밍 제어용 전자스위치(510)는 사용자에 의해 조작되는 디밍조절입력부(511)와, 입력 AC전원의 위상이 전환되는 제로크로스를 검출하는 제로크로스 검출부(512)와, 사용자에 의한 상기 디밍조절입력부(511)의 조작 상태에 따라 전원공급신호를 출력하거나 상기 제로크로스 검출부(512)에서 감지된 제로크로스를 기준으로 기설정된 시간동안 전원차단신호를 출력하는 스위칭제어부(513)와, 상기 스위칭제어부(513)에서 출력되는 전원공급신호와 전원차단신호에 따라 상기 입력 AC전원과 엘이디 램프 제어장치(520) 사이를 스위칭하는 전자식스위치(514)와, 상기 입력 AC전원으로부터 구동전원을 생성하여 디밍 제어용 전자스위치(510)의 내부 구성요소들에게 공급하는 전원부(515)를 포함한다. 스위칭제어부(513)는 현재 엘이디 램프의 온/오프 상태, 디밍 레벨 등을 표시부(516)에 표시한다.
디밍 제어용 전자스위치(510)는 3선식(wire) 스위치 또는 2선식(wire) 클락콘 스위치로 구현될 수 있다. 디밍조절입력부(511)는 엘이디 램프(24)의 온/오프(ON/OFF) 제어를 위한 온/오프스위치와, 디밍레벨선택스위치를 포함한다. 사용자는 디밍레벨선택스위치를 조작하여 엘이디 램프의 조도를 조절하고, 온/오프스위치를 조작하여 엘이디 램프를 점등/소등한다.
여기서, 전원차단신호가 출력되는 기설정된 시간은 AC전원의 반 주기보다 짧게 설정된다.
엘이디 램프 제어장치(520)는 공급 또는 차단되는 AC전원을 입력받아 직류전원으로 변환하는 교류/직류컨버터부(521)와, 상기 공급 또는 차단되는 AC전원으로부터 영전위를 검출하는 영전위검출부(522)와, 상기 영전위검출부(522)에서 검출된 영전위 지속시간을 측정하는 영전위시간측정부(523)와, 디밍판정시간과 파워오프판정시간을 저장한 저장부(524)와, 상기 영전위 지속시간을 디밍판정시간 및 파워오프판정시간과 각각 비교하여 엘이디 램프 제어신호를 출력하는 디밍제어부(525)와, 상기 엘이디 램프 제어신호에 따라 상기 엘이디 램프(24)의 조도를 조절하는 디밍조절부(526)와, 상기 디밍 제어용 전자스위치(510)가 AC전원을 차단하는 동안 상기 엘이디 램프 제어장치(520)의 각 구성요소 및 엘이디 램프(24)에 구동전원을 공급하는 전원홀딩회로부(527)를 포함하여 구성된다. 파워오프판정시간은 디밍판정시간보다 길게 설정된다.
영전위검출부(522)는 공급 또는 차단되는 AC전원이 영전위가 되는 지점을 검출한다. 즉, 영전위검출부(522)는 AC전원이 정상적으로 공급되는 동안에는 간헐적으로 영전위를 검출하고, AC전원이 차단되는 동안에는 지속적으로 영전위를 검출한다. 영전위시간측정부(523)는 영전위검출부(522)에서 검출한 영전위 지속시간을 측정한다.
전자식스위치(514)는 릴레이 또는 트라이악으로 구성될 수 있다. 디밍조절입력부(511)는 리모콘 수신부(미도시)로 구현하여 리모콘을 이용하여 엘이디 램프의 디밍 정도를 조절할 수 있도록 하거나, 디밍조절입력부(511) 이외에 리모콘 수신부(미도시)를 더 포함하여 리모콘을 이용하여 엘이디 램프의 디밍 정도를 조절할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 엘이디 조명 장치의 조도 자동 제어장치의 작동 방법은 다음과 같다.
사용자가 디밍 제어용 전자스위치(510)의 디밍조절입력부(511)의 온/오프스위치를 조작하여 스위치 온하면, 스위칭제어부(513)는 이를 인지하고 전원공급신호를 전자식스위치(514)에게 출력하여, 입력 AC전원이 엘이디 램프 제어장치(420)에 공급되도록 한다.
영전위검출부(522)는 엘이디 램프 제어장치(420)에 공급되는 AC전원으로부터 영전위를 검출한다. 엘이디 램프 제어장치(420)에 AC전원이 정상적으로 공급되는 동안에는 AC전원의 위상이 바뀌는 제로크로스만이 영전위이기 때문에, 영전위검출부(522)에서 검출된 영전위 지속시간은 매우 짧다. 영전위시간측정부(523)는 영전위 지속시간을 측정하여 디밍제어부(525)에게 제공하며, 디밍제어부(525)는 영전위 지속시간을 디밍판정시간 및 파워오프판정시간과 각각 비교한다. 이때, 디밍제어부(525)는 영전위 지속시간이 디밍판정시간보다 짧으면 디밍제어부(525)는 현재 엘이디램프(24)의 조도가 유지되도록 디밍조절부(526)를 제어한다.
한편, 사용자가 디밍 제어용 전자스위치(510)의 디밍조절입력부(511)의 디밍레벨선택스위치를 조작하여 엘이디 램프의 조도를 조절하면, 스위칭제어부(513)는 제로크로스검출부(512)로부터 입력 AC전원의 위상이 바뀌는 제로크로스 정보를 입력받아, 전자식스위치(514)에게 입력 AC전원의 제로크로스를 기준으로 기설정된 시간동안 전원차단신호를 출력한다. 여기서, 기설정된 시간은 입력 AC 전원의 1/4 주기보다 짧은 임의의 시간으로 미리 설정된다.
전자식스위치(514)는 스위칭제어부(513)로부터 전원공급신호가 입력되는 동안에는 입력 AC전원을 엘이디 램프 제어장치(520)에게 공급하지만, 스위칭제어부(513)로부터 전원차단신호가 입력되는 동안에는 입력 AC전원이 엘이디 램프 제어장치(520)에 공급되지 못하도록 차단한다. 엘이디 램프 제어장치(520)에 AC전원이 차단된다 함은 공급 AC전원이 영전위라는 의미로서, 영전위검출부(522)가 이 영전위를 검출한다.
스위칭제어부(513)는 이 전원공급신호와 전원차단신호를 특정 패턴으로 순차적으로 출력하여 전자식스위치(514)로 하여금 엘이디 램프 제어장치(520)에 공급되는 AC전원을 스위칭하도록 함으로써, 엘이디 램프 제어장치(520)에게 디밍제어신호를 전달한다.
영전위검출부(522)는 AC전원이 차단되는 동안의 영전위를 검출하고, 영전위시간측정부(523)는 그 영전위 지속시간을 측정하여 디밍제어부(525)에게 제공한다. 디밍제어부(525)는 영전위 지속시간을 디밍판정시간 및 파워오프판정시간과 각각 비교하여 영전위 지속시간이 디밍판정시간보다 길고 파워오프판정시간보다 짧으면 디밍조절부(526)를 제어하여 엘이디 램프(24)의 조도를 조절한다. 디밍조절부(526)는 교류/직류컨버터부(521)에서 출력되는 직류전원 중 엘이디 램프(24)에 공급되는 직류전원을 조절하여 엘이디 램프(24)의 조도를 조절한다. 한편, AC전원이 차단되는 동안에는 전원홀딩회로부(527)가 엘이디 램프 제어장치(520)의 각 구성요소 및 엘이디 램프(24)에 구동전원을 공급하여 엘이디 램프(24)가 기설정된 조도를 유지하도록 한다.
사용자가 디밍 제어용 전자스위치(510)의 디밍조절입력부(511)의 온/오프스위치를 조작하여 스위치 오프하면, 스위칭제어부(513)는 이를 인지하고 전원차단신호를 전자식스위치(514)에게 출력하여, 엘이디 램프 제어장치(420)에 공급되는 AC전원이 차단되도록 한다.
그러면, AC전원이 지속적으로 영전위를 유지하며 영전위검출부(522)가 이를 검출하고, 영전위시간측정부(523)가 영전위 지속시간을 측정하여 디밍제어부(525)에게 제공한다. 디밍제어부(525)는 영전위 지속시간이 파워오프판정시간보다 길면 디밍조절부(526)를 조절하여 엘이디 램프(24)로 공급되던 구동전원을 차단함으로써, 엘이디 램프(24)를 소등한다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 엘이디 램프에 AC전원을 공급중 사용자의 스위치 조작이 감지되면 상기 AC전원의 제로크로스를 기준으로 기설정된 시간동안 상기 AC전원의 공급을 차단하는 디밍 제어용 전자스위치; 및
    상기 AC전원의 공급 및 차단을 감지하여 상기 엘이디 램프의 조도를 제어하는 엘이디 램프 제어장치를 포함하는 조도 자동 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 디밍 제어용 전자스위치는,
    사용자에 의해 조작되는 디밍레벨선택스위치를 포함하는 디밍조절입력부;
    상기 AC전원의 제로크로스를 검출하는 제로크로스검출부;
    사용자에 의한 상기 디밍조절입력부의 조작 상태에 따라 전원공급신호를 출력하거나 상기 제로크로스검출부에서 감지된 제로크로스를 기준으로 상기 기설정된 시간동안 전원차단신호를 출력하는 스위칭제어부; 및
    상기 스위칭제어부에서 출력되는 전원공급신호와 전원차단신호에 따라 상기 AC전원과 상기 엘이디 램프 제어장치 사이를 스위칭하는 전자식스위치를 포함하는 조도 자동 제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 디밍 제어용 전자스위치는,
    상기 스위칭제어부의 제어를 받아 상기 엘이디 램프의 온/오프 상태와 디밍 레벨을 표시하는 표시부를 더 포함하는 조도 자동 제어장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 전자식스위치는,
    릴레이 또는 트라이악인 조도 자동 제어장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 디밍 제어용 전자스위치는,
    디밍조절을 위한 리모콘 신호를 수신하는 리모콘수신부를 더 포함하는 조도 자동 제어장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 디밍조절입력부는,
    리모콘수신부인 조도 자동 제어장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 디밍 제어용 전자스위치는,
    3선식 스위치 또는 2선식 클락콘 스위치로 구현되는 조도 자동 제어장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 엘이디 램프 제어장치는,
    상기 디밍 제어용 전자스위치를 통해 입력되는 AC 전원을 직류전원으로 변환하는 교류/직류컨버터부;
    상기 AC 전원으로부터 영전위를 검출하는 영전위검출부;
    상기 영전위검출부에서 검출된 영전위 지속시간을 측정하는 영전위시간측정부;
    디밍판정시간과 파워오프판정시간을 저장한 저장부;
    상기 영전위 지속시간을 상기 디밍판정시간 및 파워오프판정시간과 각각 비교하여 엘이디 램프 제어신호를 출력하는 디밍제어부;
    상기 엘이디 램프 제어신호에 따라 상기 교류/직류컨버터부에서 출력되어 상기 엘이디 램프에 공급되는 직류전원의 크기를 조절하여 상기 엘이디 램프의 조도를 조절하는 디밍조절부를 포함하는 조도 자동 제어장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 엘이디 램프 제어장치는,
    상기 디밍 제어용 전자스위치가 상기 AC전원을 공급하는 동안에 상기 직류전원을 충전하고, 상기 디밍 제어용 전자스위치가 상기 AC전원을 차단하는 동안에 상기 엘이디 램프 제어장치의 각 구성요소에 구동전원을 공급하는 전원홀딩회로부를 더 포함하는 조도 자동 제어장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 기설정된 시간은,
    상기 AC 전원의 1/4 주기보다 짧은 시간인 조도 자동 제어장치.
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