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KR102466194B1 - Apparatus for diagnosing LED lamp and System having the same - Google Patents

Apparatus for diagnosing LED lamp and System having the same Download PDF

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KR102466194B1
KR102466194B1 KR1020220115359A KR20220115359A KR102466194B1 KR 102466194 B1 KR102466194 B1 KR 102466194B1 KR 1020220115359 A KR1020220115359 A KR 1020220115359A KR 20220115359 A KR20220115359 A KR 20220115359A KR 102466194 B1 KR102466194 B1 KR 102466194B1
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led
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led lamp
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Application number
KR1020220115359A
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Inventor
이종대
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주식회사 엑시피온
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Abstract

Disclosed in the present invention are an LED lamp diagnostic device and an LED lamp diagnostic system having the same. The LED lamp diagnostic device and LED lamp diagnostic system having the same can diagnose various fault conditions including progressive short faults of LED modules, control the life of the LED module to be extended, lower the heat of a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) by using a step-down switching regulator as a means of controlling the amount of current flowing through the LED module, and notify the status of LED lamps and/or power supplies.

Description

LED 램프 진단 장치 및 이를 구비하는 LED 램프 진단 시스템{Apparatus for diagnosing LED lamp and System having the same}LED lamp diagnostic device and LED lamp diagnostic system having the same {Apparatus for diagnosing LED lamp and System having the same}

본 발명은 LED 램프 진단 장치 및 이를 구비하는 LED 램프 진단 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, LED 모듈의 진행성 쇼트 고장을 포함하는 다양한 고장 상태를 진단할 수 있고, LED 모듈의 수명이 연장되도록 제어할 수 있으며, LED 모듈에 흐르는 전류의 양을 제어하는 수단으로 스텝 다운 스위칭 레귤레이터(step-down switching regulator)를 사용하여 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)의 발열을 상대적으로 낮출 수 있고, LED 램프 및/또는 전력 공급기의 상태를 통보할 수 있는 LED 램프 진단 장치 및 이를 구비하는 LED 램프 진단 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a device for diagnosing an LED lamp and a system for diagnosing an LED lamp having the same, and more specifically, can diagnose various failure states including a progressive short failure of an LED module, and control the lifespan of the LED module to be extended. As a means of controlling the amount of current flowing through the LED module, a step-down switching regulator can be used to relatively reduce the heat generation of the MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), and the LED lamp and/or an LED lamp diagnostic device capable of notifying the state of a power supply and an LED lamp diagnostic system having the same.

최근, 전력 소모가 적고 수명이 긴 LED의 특성 때문에, 복수의 LED 모듈을 포함하는 LED 램프가 가로등과 같은 다양한 등기구에 구비되고 있다. Recently, because of the characteristics of LEDs with low power consumption and long lifespan, LED lamps including a plurality of LED modules are provided in various lighting fixtures such as street lights.

이러한 복수의 LED 모듈은 통상적으로 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 전력 공급기에 의해 전력을 공급받는다. 이러한 전력 공급기로서, 정전류 스위치 모드 파워 서플라이(SMPS; Switched-Mode Power Supply), 및 정전압 스위치 모드 파워 서플라이가 있다. These plurality of LED modules are typically powered by a power supply that converts AC power to DC power. As such a power supply, there are a constant-current switched-mode power supply (SMPS), and a constant-voltage switch-mode power supply.

정전류 스위치 모드 파워 서플라이를 이용하여 복수의 LED 모듈에 직류 전력을 공급하는 방식은, 미리 정해진 일정한 전류가 하나의 정전류 스위치 모드 파워 서플라이로부터 출력되고 복수의 LED 모듈로 분배되어 전달된다. 따라서, 복수의 LED 모듈 중 일부의 LED 모듈이 오픈되는 경우, 나머지 LED 모듈에 정격 전류보다 높은 전류가 공급되어 나머지 LED 모듈의 수명이 짧아지는 문제점이 있다. In a method of supplying DC power to a plurality of LED modules using a constant current switch mode power supply, a predetermined constant current is output from one constant current switch mode power supply and distributed to the plurality of LED modules. Therefore, when some of the plurality of LED modules are opened, a current higher than the rated current is supplied to the remaining LED modules, resulting in a problem in that the lifetime of the remaining LED modules is shortened.

LED 모듈 진단 및 전류 평형 모듈을 구비한 LED 조명 기구에 관한 종래 기술인 특허문헌 1(한국등록특허공보 제10-1902200호)이 개시되어 있다. Patent Document 1 (Korean Registered Patent Publication No. 10-1902200), which is a prior art related to an LED lighting fixture having an LED module diagnosis and a current balance module, is disclosed.

특허문헌 1의 경우, 복수의 LED 모듈은 하나의 정전압 스위치 모드 파워 서플라이에 의해 직류 전력을 공급받는다. 또한, 각각의 LED 모듈의 음극에 전류 제어 회로가 연결되어 있다. 그러나, 이러한 전류 제어 회로는 MOSFET를 선형 영역(A3; 도 4 참조)에서 동작시켜 드레인 전류의 양을 제어함으로써 LED 모듈에 흐르는 전류의 양을 제어한다. 따라서, 전류 제어 회로의 MOSFET가 선형 영역(A3)에서 동작되기 때문에, 이러한 MOSFET로부터 발생하는 열을 적절한 수준까지 방열을 해야 하는 부담이 있다. 예를 들어, MOSFET으로부터 발생하는 열을 방출하기 위한 방열판과 같은 추가적인 구성이 필요하게 된다. 또한, LED 모듈이 포함하는 LED에 쇼트가 발생되는 LED의 수가 늘어남에 따라서, 전류 제어 회로의 MOSFET에 걸리는 전압이 높아지기 때문에 MOSFET의 발열도 더 많아지는 문제가 있다. In the case of Patent Document 1, a plurality of LED modules are supplied with DC power by one constant voltage switch mode power supply. In addition, a current control circuit is connected to the cathode of each LED module. However, this current control circuit controls the amount of current flowing through the LED module by controlling the amount of drain current by operating the MOSFET in the linear region A3 (see FIG. 4). Therefore, since the MOSFET of the current control circuit operates in the linear region A3, there is a burden of dissipating heat generated from the MOSFET to an appropriate level. For example, an additional configuration such as a heat sink for dissipating heat generated from the MOSFET is required. In addition, as the number of short-circuited LEDs in the LED module increases, the voltage applied to the MOSFET of the current control circuit increases, so the heat generation of the MOSFET also increases.

한국등록특허공보 제10-1902200호Korean Registered Patent Publication No. 10-1902200

본 발명의 목적은 LED의 쇼트와 같은 LED 모듈의 진행성 고장을 진단할 수 있고, LED 모듈이 오픈되었을 경우 나머지 LED 모듈에 전류 쏠림에 따른 영향을 주지 않으며, LED 모듈에 흐르는 전류의 양을 제어하는 데에 사용되는 MOSFET의 과도한 발열을 근본적으로 방지하는 구조를 사용하여 열을 방출하기 위한 방열판과 같은 추가적인 구성이 필요 없는 LED 램프 진단 장치 및 이를 구비하는 LED 램프 진단 시스템을 제공하는 데에 있다. An object of the present invention is to diagnose a progressive failure of an LED module, such as a short circuit of an LED, to control the amount of current flowing through an LED module without affecting the remaining LED modules due to current concentration when the LED module is open It is an object of the present invention to provide an LED lamp diagnosis device and an LED lamp diagnosis system having the same, which do not require an additional configuration such as a heat sink for dissipating heat by using a structure that fundamentally prevents excessive heat generation of a MOSFET used for heat dissipation.

본 발명의 다른 목적은, LED 모듈의 LED가 쇼트된 경우, 이러한 LED 모듈로 공급되는 LED 구동 전류를 정격 전류 이하로 감소시켜 LED 모듈의 수명을 연장할 수 있는 LED 램프 진단 장치 및 이를 구비하는 LED 램프 진단 시스템을 제공하는 데에 있다. Another object of the present invention is an LED lamp diagnostic device capable of extending the life of the LED module by reducing the LED driving current supplied to the LED module to less than the rated current when the LED of the LED module is short-circuited, and an LED having the same It is to provide a lamp diagnosis system.

본 발명의 또 다른 목적은 LED 모듈의 진행성 쇼트 고장뿐만 아니라 스위치 모드 파워 서플라이와 같은 전력 공급기의 고장을 진단할 수 있는 LED 램프 진단 장치 및 이를 구비하는 LED 램프 진단 시스템을 제공하는 데에 있다.Another object of the present invention is to provide an LED lamp diagnostic device capable of diagnosing a failure of a power supply such as a switch mode power supply as well as a progressive short failure of an LED module and an LED lamp diagnostic system having the same.

본 발명의 또 다른 목적은 LED 램프 및/또는 전력 공급기의 상태를 통보할 수 있는 LED 램프 진단 장치 및 이를 구비하는 LED 램프 진단 시스템을 제공하는 데에 있다. Another object of the present invention is to provide an LED lamp diagnostic device capable of notifying the status of an LED lamp and/or a power supply and an LED lamp diagnostic system having the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예의 일 특징에 따르는 LED 램프 진단 장치는 복수의 LED 모듈-여기서 복수의 LED 모듈은 각각 복수의 LED를 포함함-을 구비하는 LED 램프; 직류 전력을 공급하는 정전압 전력 공급기; 및 주제어 유닛, 복수의 전류 감지 저항, 복수의 피드백 전압 제어부, 및 복수의 LED 구동부를 구비하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 복수의 LED 구동부는 각각 비교기 및 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터를 포함하며, 상기 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터는 상기 직류 전력의 일부를 전달받고, 상기 복수의 LED 모듈 중 대응하는 LED 모듈로 LED 구동 전류를 출력하는 양극 출력 단자, 음극 출력 단자, 및 MOSFET를 포함하고, 상기 복수의 전류 감지 저항은 각각 상기 대응하는 LED 모듈의 캐소드 단자와 상기 음극 출력 단자를 잇는 제1 연결 라인에 마련되며, 상기 주제어 유닛은, 상기 대응하는 LED 모듈 별로, 상기 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터의 상기 양극 출력 단자와 상기 대응하는 LED 모듈의 애노드 단자를 잇는 제2 연결 라인에서의 상기 대응하는 LED 모듈 내부의 복수의 LED에 전류가 흐르면서 발생하는 상기 복수의 LED 전체의 포워드(forward) 전압을 감지하는 제1 전압 감지부, 상기 복수의 전류 감지 저항 중 대응하는 전류 감지 저항에 흐르는 LED 전류를 감지하는 전류 감지부, 및 제1 주제어 펄스폭 변조 신호를 출력하는 주제어 펄스폭 변조부를 포함하고, 상기 복수의 피드백 전압 제어부는 각각 상기 제1 주제어 펄스폭 변조 신호의 필터링된 전압 및 상기 대응하는 전류 감지 저항에 걸리는 전압을 가산하여 제1 피드백 전압을 출력하고, 상기 복수의 LED 구동부는 각각 상기 복수의 피드백 전압 제어부 중 대응하는 피드백 전압 제어부로부터 출력된 상기 제1 피드백 전압을 수신하고, 피드백 전압이 상기 비교기의 기준 전압과 같아지도록 상기 MOSFET를 스위칭하여 정격 전류 값을 가지는 상기 LED 구동 전류를 출력시키고, 상기 주제어 유닛은 상기 포워드 전압에 근거하여 상기 대응하는 LED 모듈의 상기 복수의 LED 중 하나 이상의 쇼트를 판단하고, 상기 주제어 펄스폭 변조부는 상기 대응하는 LED 모듈의 상기 복수의 LED 중 하나 이상이 쇼트 상태일 때 제2 주제어 펄스폭 변조 신호를 출력하며, 상기 복수의 피드백 전압 제어부는 각각, 상기 대응하는 LED 모듈의 상기 복수의 LED 중 하나 이상이 쇼트 상태일 때, 상기 제2 주제어 펄스폭 변조 신호의 필터링된 전압 및 상기 대응하는 전류 감지 저항에 걸리는 전압을 가산하여 제2 피드백 전압을 출력하고, 상기 복수의 LED 구동부는 각각, 상기 대응하는 LED 모듈의 상기 복수의 LED 중 하나 이상이 쇼트 상태일 때, 상기 대응하는 피드백 전압 제어부로부터 출력된 상기 제2 피드백 전압을 수신하여, 상기 LED 구동 전류가 상기 정격 전류 값보다 낮은 전류 값을 가지도록 상기 MOSFET를 동작시키는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, an LED lamp diagnostic device according to one feature of an embodiment of the present invention includes a plurality of LED modules, wherein each of the plurality of LED modules includes a plurality of LEDs - an LED lamp having a plurality of LEDs; a constant voltage power supply supplying direct current power; and a controller comprising a main control unit, a plurality of current sensing resistors, a plurality of feedback voltage control units, and a plurality of LED driving units, wherein each of the plurality of LED driving units includes a comparator and a constant current step-down switching regulator, wherein the constant current step The down switching regulator includes a positive output terminal, a negative output terminal, and a MOSFET for receiving a portion of the DC power and outputting an LED driving current to a corresponding LED module among the plurality of LED modules, and the plurality of current sensing resistors. is provided on a first connection line connecting the cathode terminal of the corresponding LED module and the negative output terminal, and the main control unit, for each corresponding LED module, the positive output terminal of the constant current step-down switching regulator and the negative output terminal. A first voltage detector detecting a forward voltage of all of the plurality of LEDs generated as current flows through the plurality of LEDs inside the corresponding LED module in a second connection line connecting the anode terminal of the corresponding LED module. , a current sensing unit sensing an LED current flowing in a corresponding current sensing resistor among the plurality of current sensing resistors, and a main control pulse width modulation unit outputting a first main control pulse width modulation signal, wherein the plurality of feedback voltage controllers Each of the plurality of LED driving units outputs a first feedback voltage by adding a filtered voltage of the first main control pulse width modulation signal and a voltage applied to the corresponding current sensing resistor, and each of the plurality of LED driving units corresponds to one of the plurality of feedback voltage control units Receiving the first feedback voltage output from the feedback voltage control unit, switching the MOSFET so that the feedback voltage is equal to the reference voltage of the comparator to output the LED driving current having a rated current value, the main control unit outputs the forward Based on the voltage, it is determined that one or more of the plurality of LEDs of the corresponding LED module is shorted, and the main control pulse width modulator determines that the plurality of L of the corresponding LED module is shorted. Outputs a second main control pulse width modulation signal when one or more of the EDs is in a short state, and the plurality of feedback voltage controllers respectively, when one or more of the plurality of LEDs of the corresponding LED module is in a short state, the first 2 outputs a second feedback voltage by adding the filtered voltage of the main control pulse width modulation signal and the voltage applied to the corresponding current sensing resistor, and each of the plurality of LED driving units is selected from among the plurality of LEDs of the corresponding LED module. When one or more is in a short state, receiving the second feedback voltage output from the corresponding feedback voltage control unit to operate the MOSFET so that the LED driving current has a current value lower than the rated current value do.

상기 일 특징에 따르는 LED 램프 진단 장치는, 상기 컨트롤러가 상기 대응하는 LED 모듈 별로 상기 양극 출력 단자와 상기 대응하는 LED 모듈의 상기 애노드 단자를 잇는 상기 제2 연결 라인에 연결된 포워드 전압 감지 저항을 더 포함하고, 상기 제1 전압 감지부는 상기 포워드 전압 감지 저항을 이용하여 상기 포워드 전압을 감지하며, 상기 주제어 유닛은 상기 포워드 전압에 근거하여 상기 대응하는 LED 모듈의 쇼트된 LED의 수량을 판단할 수 있다. In the LED lamp diagnostic device according to the one feature, the controller further includes a forward voltage sensing resistor connected to the second connection line connecting the anode output terminal and the anode terminal of the corresponding LED module for each corresponding LED module. The first voltage sensing unit senses the forward voltage using the forward voltage sensing resistor, and the main control unit determines the number of shorted LEDs of the corresponding LED module based on the forward voltage.

상기 일 특징에 따르는 LED 램프 진단 장치는 상기 주제어 유닛이 상기 정전압 전력 공급기의 양극 출력 단자의 출력 전압을 감지하는 제2 전압 감지부를 더 포함하고, 상기 출력 전압에 근거하여 상기 정전압 전력 공급기의 고장 여부를 판단할 수 있다. The LED lamp diagnostic device according to the above aspect further includes a second voltage sensing unit for detecting an output voltage of a positive output terminal of the constant voltage power supply, wherein the main control unit detects a failure of the constant voltage power supply based on the output voltage. can judge

상기 일 특징에 따르는 LED 램프 진단 장치는 상기 주제어 유닛이 상기 LED 램프 및 상기 정전압 전력 공급기 중 하나 이상의 상태 정보를 송신하는 송수신부를 더 포함할 수 있다. The LED lamp diagnosis apparatus according to the one feature may further include a transceiver for transmitting status information of at least one of the LED lamp and the constant voltage power supply by the main control unit.

본 발명의 실시예의 일 특징에 따르는 LED 램프 진단 시스템은 LED 램프 진단 장치; 및 상기 LED 램프 진단 장치로부터 수신된 상기 LED 램프 및 상기 정전압 전력 공급기 중 하나 이상의 상태 정보를 표시하는 표시부를 가진 단말을 포함하고, 상기 LED 램프 진단 장치는 복수의 LED 모듈-여기서 복수의 LED 모듈은 각각 복수의 LED를 포함함-을 구비하는 LED 램프; 직류 전력을 공급하는 정전압 전력 공급기; 및 주제어 유닛, 복수의 전류 감지 저항, 복수의 피드백 전압 제어부, 및 복수의 LED 구동부를 구비하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 복수의 LED 구동부는 각각 비교기 및 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터를 포함하며, 상기 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터는 상기 직류 전력의 일부를 전달받고, 상기 복수의 LED 모듈 중 대응하는 LED 모듈로 LED 구동 전류를 출력하는 양극 출력 단자, 음극 출력 단자, 및 MOSFET 를 포함하고, 상기 복수의 전류 감지 저항은 각각 상기 대응하는 LED 모듈의 캐소드 단자와 상기 음극 출력 단자를 잇는 제1 연결 라인에 마련되며, 상기 주제어 유닛은, 상기 대응하는 LED 모듈 별로, 상기 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터의 상기 양극 출력 단자와 상기 대응하는 LED 모듈의 애노드 단자를 잇는 제2 연결 라인에서의 상기 대응하는 LED 모듈 내부의 복수의 LED에 전류가 흐르면서 발생하는 상기 복수의 LED 전체의 포워드 전압을 감지하는 제1 전압 감지부, 상기 복수의 전류 감지 저항 중 대응하는 전류 감지 저항에 흐르는 LED 전류를 감지하는 전류 감지부, 및 제1 주제어 펄스폭 변조 신호를 출력하는 주제어 펄스폭 변조부를 포함하고, 상기 복수의 피드백 전압 제어부는 각각 상기 제1 주제어 펄스폭 변조 신호의 필터링된 전압 및 상기 대응하는 전류 감지 저항에 걸리는 전압을 가산하여 제1 피드백 전압을 출력하고, 상기 복수의 LED 구동부는 각각 상기 복수의 피드백 전압 제어부 중 대응하는 피드백 전압 제어부로부터 출력된 상기 제1 피드백 전압을 수신하고, 피드백 전압이 상기 비교기의 기준 전압과 같아지도록 정격 전류 값을 가지는 상기 LED 구동 전류를 출력시키고, 상기 주제어 유닛은 상기 포워드 전압에 근거하여 상기 대응하는 LED 모듈의 상기 복수의 LED 중 하나 이상의 쇼트를 판단하고, 상기 주제어 펄스폭 변조부는 상기 대응하는 LED 모듈의 상기 복수의 LED 중 하나 이상이 쇼트 상태일 때 제2 주제어 펄스폭 변조 신호를 출력하며, 상기 복수의 피드백 전압 제어부는 각각, 상기 대응하는 LED 모듈의 상기 복수의 LED 중 하나 이상이 쇼트 상태일 때, 상기 제2 주제어 펄스폭 변조 신호의 필터링된 전압 및 상기 대응하는 전류 감지 저항에 걸리는 전압을 가산하여 제2 피드백 전압을 출력하고, 상기 복수의 LED 구동부는 각각, 상기 대응하는 LED 모듈의 상기 복수의 LED 중 하나 이상이 쇼트 상태일 때, 상기 대응하는 피드백 전압 제어부로부터 출력된 상기 제2 피드백 전압을 수신하여, 상기 LED 구동 전류가 상기 정격 전류 값보다 낮은 전류 값을 가지도록 상기 MOSFET를 동작시키는 것을 특징으로 한다. An LED lamp diagnosis system according to one feature of an embodiment of the present invention includes an LED lamp diagnosis device; and a terminal having a display unit for displaying status information of at least one of the LED lamp and the constant voltage power supply received from the LED lamp diagnosis device, wherein the LED lamp diagnosis device comprises a plurality of LED modules - wherein the plurality of LED modules LED lamps each comprising a plurality of LEDs; a constant voltage power supply supplying direct current power; and a controller comprising a main control unit, a plurality of current sensing resistors, a plurality of feedback voltage control units, and a plurality of LED driving units, wherein each of the plurality of LED driving units includes a comparator and a constant current step-down switching regulator, wherein the constant current step The down switching regulator includes a positive output terminal, a negative output terminal, and a MOSFET for receiving a portion of the direct current power and outputting an LED driving current to a corresponding LED module among the plurality of LED modules, and the plurality of current sensing resistors is provided on a first connection line connecting the cathode terminal of the corresponding LED module and the negative output terminal, and the main control unit, for each corresponding LED module, the positive output terminal of the constant current step-down switching regulator and the negative output terminal. A first voltage detector sensing a forward voltage of all of the plurality of LEDs generated as current flows through the plurality of LEDs inside the corresponding LED module in a second connection line connecting the anode terminal of the corresponding LED module, the plurality of a current sensing unit for sensing an LED current flowing in a corresponding current sensing resistor among current sensing resistors of the current sensing resistor, and a main control pulse width modulation unit outputting a first main control pulse width modulation signal; 1 outputs a first feedback voltage by adding the filtered voltage of the main control pulse width modulation signal and the voltage applied to the corresponding current sensing resistor, and the plurality of LED driving units are each a corresponding feedback voltage controller among the plurality of feedback voltage controllers receives the first feedback voltage output from, outputs the LED driving current having a rated current value so that the feedback voltage is equal to the reference voltage of the comparator, and the main control unit outputs the corresponding LED based on the forward voltage Determines that one or more of the plurality of LEDs of the module is shorted, and the main control pulse width modulator determines a short circuit when one or more of the plurality of LEDs of the corresponding LED module is shorted. outputs a control pulse width modulation signal, and the plurality of feedback voltage controllers respectively, when at least one of the plurality of LEDs of the corresponding LED module is in a short state, the filtered voltage of the second main control pulse width modulation signal and The voltage applied to the corresponding current sensing resistor is added to output a second feedback voltage, and when at least one of the plurality of LEDs of the corresponding LED module is in a short state, the plurality of LED driving units, respectively, the corresponding corresponding By receiving the second feedback voltage output from the feedback voltage controller, the MOSFET is operated such that the LED driving current has a current value lower than the rated current value.

본 발명의 LED 램프 진단 장치 및 이를 구비하는 LED 램프 진단 시스템을 사용하면 다음과 같은 효과가 달성된다. The following effects are achieved by using the LED lamp diagnosis device and the LED lamp diagnosis system having the same according to the present invention.

1. LED 모듈 내부의 일부 LED의 쇼트에 의한 LED 모듈의 진행성 고장을 진단할 수 있고, LED 모듈의 LED가 쇼트된 경우, 해당 LED 모듈로 공급되는 LED 구동 전류를 정격 전류 이하로 감소시켜 해당 LED 모듈의 수명을 연장할 수 있으며, LED 모듈에 흐르는 전류의 양을 제어하는 데에 사용되는 MOSFET의 과도한 발열을 근본적으로 방지할 수 있는 구조를 통해서 열을 방출하기 위한 방열판과 같은 추가적인 구성이 필요 없다.1. It is possible to diagnose the progressive failure of the LED module due to the shorting of some LEDs inside the LED module. It can extend the life of the module and fundamentally prevent excessive heating of the MOSFET used to control the amount of current flowing through the LED module, so there is no need for additional components such as a heat sink to dissipate heat. .

2. LED 모듈 내부의 일부 LED의 오픈에 의한 LED 모듈의 고장을 진단할 수 있고, LED 모듈이 오픈으로 고장이 발생할 경우 모듈 별로 전류를 제어하는 구성으로 인해 나머지 LED 모듈에 공급되는 전류가 변하지 않아서 나머지 LED 모듈의 수명에 악영향이 없게 할 수 있다.2. It is possible to diagnose the failure of the LED module due to the open of some LEDs inside the LED module, and in case of failure due to the open LED module, the current supplied to the remaining LED modules does not change due to the configuration that controls the current for each module. The lifespan of the remaining LED modules may not be adversely affected.

3. LED 모듈의 진행성 쇼트 고장과 LED 모듈의 오픈 고장뿐만 아니라 스위치 모드 파워 서플라이와 같은 전력 공급기의 고장을 진단할 수 있다. 3. It can diagnose progressive short-circuit failure of LED module and open failure of LED module as well as failure of power supply such as switch mode power supply.

4. LED 램프 및/또는 전력 공급기의 상태를 통보할 수 있다. 4. The status of LED lamps and/or power supplies can be notified.

이하, 본 발명에 따른 LED 램프 진단 장치 및 이를 구비하는 LED 램프 진단 시스템의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 램프 진단 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 램프 진단 장치의 일부에 대한 세부적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 램프 진단 시스템의 블록도이다.
도 4는 예시적인 MOSFET 및 이의 게이트-소스 전압과 드레인 전류 간의 관계를 보여주는 도이다. Hereinafter, preferred embodiments of an LED lamp diagnostic device and an LED lamp diagnostic system including the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 is a block diagram of an LED lamp diagnostic device according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed block diagram of a part of an LED lamp diagnostic device according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an LED lamp diagnostic system according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing an exemplary MOSFET and its gate-source voltage and drain current relationship;

이하, 본 발명에 따른 LED 램프 진단 장치 및 이를 구비하는 LED 램프 진단 시스템의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of an LED lamp diagnostic device and an LED lamp diagnostic system including the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 램프 진단 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 램프 진단 장치의 일부에 대한 세부적인 블록도이다. 도 2는 제1 LED 모듈(LM1)에 대응되는 피드백 전압 제어부(F1) 및 LED 구동부(LD1)의 세부적인 회로 구성을 보여주고 있으며, 제2 내지 제n LED 모듈(LM2~LMn)에 대응되는 피드백 전압 제어부(F2~Fn) 및 LED 구동부(LD2~LDn)는 이와 동일한 구성을 가지고 있다. 1 is a block diagram of an LED lamp diagnosis device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed block diagram of a part of the LED lamp diagnosis device according to an embodiment of the present invention. 2 shows detailed circuit configurations of the feedback voltage control unit F1 and the LED driving unit LD1 corresponding to the first LED module LM1, and corresponding to the second to nth LED modules LM2 to LMn. The feedback voltage control units F2 to Fn and the LED driving units LD2 to LDn have the same configuration.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 램프 진단 시스템의 블록도이다. 3 is a block diagram of an LED lamp diagnostic system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 예시적인 MOSFET 및 이의 게이트-소스 전압과 드레인 전류 간의 관계를 보여주는 도이다. 도 4의 경우, 포화 영역(A2) 및 차단 영역(A1)은 각각 게이트-소스 전압(VGS)에 대하여 드레인 전류(ID)가 일정함을 나타내며, 선형 영역(A3)은 게이트-소스 전압(VGS)에 대하여 드레인 전류(ID)가 변화함을 나타낸다. 또한, 도 4에서, 차단 영역(A1)은 게이트-소스 전압(VGS)이 제1 임계 전압(Vc1)보다 낮은 영역이고, 포화 영역(A2)은 게이트-소스 전압(VGS)이 제2 임계 전압(Vc2) 이상인 영역이다.4 is a diagram showing an exemplary MOSFET and its gate-source voltage and drain current relationship; In the case of FIG. 4 , the saturation region A2 and the blocking region A1 indicate that the drain current I D is constant with respect to the gate-source voltage V GS , and the linear region A3 represents the gate-source voltage V GS . It indicates that the drain current (I D ) changes with respect to (V GS ). In addition, in FIG. 4 , the blocking region A1 is a region in which the gate-source voltage V GS is lower than the first threshold voltage V c1 , and the saturated region A2 has the gate-source voltage V GS 2 This is the area above the threshold voltage (V c2 ).

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 램프 진단 장치(100)를 설명하면 다음과 같다. Referring to FIGS. 1 to 4 , an LED lamp diagnosis apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described.

LED 램프 진단 장치(100)는 LED 램프(LL), 정전압 전력 공급기(PS), 및 컨트롤러(CO)를 포함한다. 또한, LED 램프 진단 장치(100)는 RF 모듈(RM) 및 안테나(ANT)를 더 포함할 수 있다. LED 램프 진단 장치(100)는 예를 들어 가로등 또는 보안등과 같은 등기구로 구현될 수 있다. The LED lamp diagnosis device 100 includes an LED lamp (LL), a constant voltage power supply (PS), and a controller (CO). In addition, the LED lamp diagnosis apparatus 100 may further include an RF module (RM) and an antenna (ANT). The LED lamp diagnostic device 100 may be implemented as a lighting fixture such as a street light or a security light.

LED 램프(LL)는 복수의 LED 모듈(LM1~LMn)을 포함한다. 복수의 LED 모듈(LM1~LMn)은 각각 복수의 LED(L1~Lk)를 포함한다. The LED lamp LL includes a plurality of LED modules LM1 to LMn. Each of the plurality of LED modules LM1 to LMn includes a plurality of LEDs L1 to Lk.

정전압 전력 공급기(PS)는 직류 전력을 공급한다. 정전압 전력 공급기(PS)는 스위치 모드 파워 서플라이로 구현될 수 있다. 정전압 전력 공급기는 교류 전력이 입력되는 제1 입력 단자(1) 및 제2 입력 단자(2)를 가질 수 있다. 정전압 전력 공급기는 직류 전력이 출력되는 양극 출력 단자(이하, '+ 출력 단자'로 지칭될 수 있음; 3) 및 음극 출력 단자(이하, '- 출력 단자'로 지칭될 수 있음; 4)를 가질 수 있다. A constant voltage power supply (PS) supplies direct current power. A constant voltage power supply (PS) may be implemented as a switch mode power supply. The constant voltage power supply may have a first input terminal 1 and a second input terminal 2 to which AC power is input. The constant voltage power supply has a positive output terminal (hereinafter referred to as '+ output terminal'; 3) and a negative output terminal (hereinafter referred to as '-output terminal'; 4) from which direct current power is output. can

컨트롤러(CO)는 주제어 유닛(MCU), 복수의 전류 감지 저항(R3), 복수의 피드백 전압 제어부(F1~Fn), 및 복수의 LED 구동부(LD1~LDn)를 포함한다. 또한, 컨트롤러(CO)는 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn) 별로 포워드 전압 감지 저항(R1, R2) 및 전류 감지 증폭기(OA1~OAn) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 또한, 컨트롤러(CO)는 출력 전압 감지 저항(R4, R5)을 더 포함할 수 있다.The controller CO includes a main control unit MCU, a plurality of current sensing resistors R3, a plurality of feedback voltage control units F1 to Fn, and a plurality of LED driving units LD1 to LDn. In addition, the controller CO may further include one or more of forward voltage sensing resistors R1 and R2 and current sensing amplifiers OA1 to OAn for each corresponding LED module LM1 to LMn. In addition, the controller CO may further include output voltage sensing resistors R4 and R5.

복수의 전류 감지 저항(R3)은 각각 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 캐소드 단자(2'')와 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터(SDR)의 음극 출력 단자(4')를 잇는 제1 연결 라인에 마련된다. A plurality of current sense resistors (R3) is a first connection line connecting the cathode terminal (2'') of the corresponding LED modules (LM1 to LMn) and the cathode output terminal (4') of the constant current step-down switching regulator (SDR). are provided in

주제어 유닛(MCU)은 대응하는 LED 모듈 별(LM1~LMn)로 제1 전압 감지부(S1~Sn), 전류 감지부(O1~On), 및 주제어 펄스폭 변조부(P1~Pn)를 포함한다. 또한, 주제어 유닛(MCU)은 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn) 별로 신호 생성부(SG1~SGn)를 더 포함할 수 있다. 또한, 주제어 유닛(MCU)은 제2 전압 감지부(PD) 및 송수신부(TR) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. The main control unit (MCU) includes a first voltage sensing unit (S1 to Sn), a current sensing unit (O1 to On), and a main control pulse width modulation unit (P1 to Pn) for each corresponding LED module (LM1 to LMn). do. In addition, the main control unit (MCU) may further include signal generating units (SG1 to SGn) for each corresponding LED module (LM1 to LMn). Also, the main control unit (MCU) may further include one or more of a second voltage detector (PD) and a transceiver (TR).

제1 전압 감지부(S1~Sn)는 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터(SDR)의 양극 출력 단자(3')와 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 애노드 단자(1'')를 잇는 제2 연결 라인에서의 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn) 내부의 복수의 LED(L1~Lk)에 전류가 흐르면서 발생하는 복수의 LED(L1~Lk) 전체의 포워드 전압을 감지한다. 주제어 유닛(MCU)은 이러한 포워드 전압에 근거하여 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 복수의 LED(L1~Lk) 중 하나 이상의 쇼트를 판단할 수 있다. 제1 전압 감지부(S1~Sn)는 포워드 전압 감지 저항(R1~R2)을 이용하여 주제어 유닛(MCU)의 입력 전압 범위로 전압 분배된 포워드 전압을 감지하고, 이러한 포워드 전압에 근거하여 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 쇼트된 LED(L1~Lk)의 수량을 판단할 수 있다. 제1 전압 감지부(S1~Sn)는 아날로그 디지털 컨버터로 구현될 수 있다. The first voltage detectors (S1 to Sn) are connected to a second connection between the positive output terminal (3') of the constant current step-down switching regulator (SDR) and the anode terminal (1'') of the corresponding LED module (LM1 to LMn). The forward voltage of the entire plurality of LEDs (L1 to Lk) generated as current flows in the plurality of LEDs (L1 to Lk) inside the corresponding LED modules (LM1 to LMn) in the line is sensed. The main control unit (MCU) may determine that one or more of the plurality of LEDs (L1 to Lk) of the corresponding LED modules (LM1 to LMn) are shorted based on the forward voltage. The first voltage sensing units S1 to Sn sense the forward voltage voltage-divided into the input voltage range of the main control unit MCU using the forward voltage sensing resistors R1 to R2, and respond based on the forward voltage. The number of shorted LEDs (L1 to Lk) of the LED modules (LM1 to LMn) can be determined. The first voltage detectors S1 to Sn may be implemented as analog-to-digital converters.

전류 감지부(O1~On)는 복수의 전류 감지 저항(R3) 중 대응하는 전류 감지 저항(R3)에 흐르는 LED 전류를 감지한다. 주제어 유닛(MCU)은 이러한 LED 전류에 근거하여 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 오픈을 판단할 수 있다. 전류 감지부(O1~On)는 아날로그 디지털 컨버터로 구현될 수 있다. 전류 감지 저항(R3)의 또 다른 역할은 전류 감지 저항(R3)이 LED 모듈(LM1~LMn)의 애노드 단자(1'')로 입력되어 캐소드 단자(2'')로 출력되는 LED 구동 전류의 크기를 전압으로 변경하는 것이다. 따라서, 전류 감지 저항(R3)에 걸린 전압은, 피드백 전압 제어부(F1~Fn)에 의해, 주제어 펄스폭 변조 신호가 전단 필터부(FF)를 통해 만들어진 전압과 가산(이하, '조합'이라고도 함)되고 LED 구동부(LD1~LDn)의 피드백 단자(6')로 공급되여 LED 구동 전류를 설정할 수 있다.The current sensing unit O1 to On senses the LED current flowing through the corresponding current sensing resistor R3 among the plurality of current sensing resistors R3. The main control unit (MCU) may determine the opening of the corresponding LED modules (LM1 to LMn) based on the LED current. The current sensing unit (O1 to On) may be implemented as an analog-to-digital converter. Another role of the current sense resistor (R3) is to control the LED driving current that is input to the anode terminal (1'') of the LED module (LM1 to LMn) and output to the cathode terminal (2''). It is to change the size to voltage. Therefore, the voltage applied to the current sensing resistor R3 is added (hereinafter, also referred to as 'combination') with the voltage generated by the main control pulse width modulation signal through the front filter unit FF by the feedback voltage controllers F1 to Fn. ) and is supplied to the feedback terminals 6' of the LED driving units LD1 to LDn to set the LED driving current.

전류 감지 저항(R3)의 값 설정에 의해 LED 모듈(LM1~LMn)의 정격 전류를 설정하는 방법의 일 실시예로, LED 구동부(lD1~LDn)의 비교기(DOA)의 기준 전압(Vref)이 0.2V인 경우, LED 구동 전류를 500mA로 설정하려면 전류 감지 저항(R3)의 값은 0.2V/0.5A의 계산으로 0.4Ω이 된다. 전류 감지 저항(R3)의 값이 0.4Ω이고, 주제어 펄스폭 변조 신호의 듀티비를 제로(0)로 하여 전단 필터부(FF)를 거친 전압이 제로(0)가 되도록 할 경우, 전류 감지 저항(R3)에 걸리는 전압이 LED 구동부(LD1~LDn)의 피드백 단자(6')에 공급되는 전압이 된다. 따라서, 피드백 전압이 기준 전압(Vref)과 같은 0.2V가 되도록 피드백 동작에 의하여 LED 전류가 500mA가 될 때까지 변한다. 여기서, 주제어 펄스폭 변조 신호의 듀티비를 변경하여 전단 필터부(FF)의 출력 전압을 높이면, 높아진 전압만큼 전류 감지 저항(R3)에 걸리는 전압이 낮아지도록 LED 구동부(LD1~LDn)는 LED 구동 전류를 낮춘다. 상기 일 실시예에서, LED 구동 전류를 250mA로 낮추려면, 전단 필터부(FF)의 출력 전압이 0.1V가 되도록 주제어 펄스폭 변조 신호를 출력하면 된다.As an embodiment of a method of setting the rated current of the LED modules (LM1 to LMn) by setting the value of the current sensing resistor (R3), the reference voltage (Vref) of the comparator (DOA) of the LED driving units (1D1 to LDn) is At 0.2V, to set the LED drive current to 500mA, the value of the current sense resistor (R3) would be 0.4Ω for a calculation of 0.2V/0.5A. When the value of the current sensing resistor (R3) is 0.4Ω and the duty ratio of the main control pulse width modulation signal is set to zero (0) so that the voltage passing through the pre-filter (FF) becomes zero (0), the current sensing resistance The voltage applied to (R3) becomes the voltage supplied to the feedback terminals 6' of the LED driving units LD1 to LDn. Accordingly, the LED current is changed until the LED current reaches 500 mA by the feedback operation so that the feedback voltage becomes 0.2 V equal to the reference voltage Vref. Here, when the output voltage of the pre-stage filter unit FF is increased by changing the duty ratio of the main control pulse width modulation signal, the LED driving units LD1 to LDn drive the LEDs so that the voltage across the current sensing resistor R3 decreases by the increased voltage. lower the current In the above embodiment, in order to lower the LED driving current to 250 mA, the main control pulse width modulation signal may be output such that the output voltage of the pre-stage filter unit FF becomes 0.1 V.

주제어 펄스폭 변조부(P1~Pn)는 제1 주제어 펄스폭 변조 신호를 출력한다. 예를 들어, 제1 주제어 펄스폭 변조 신호의 펄스폭은, LED 구동 전류가 정격 전류 값을 가지도록, 미리 정해진 최소 듀티비를 가질 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 최소 듀티비는 0일 수 있다. 또한, 주제어 펄스폭 변조부(P1~Pn)는 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 복수의 LED(L1~Lk) 중 하나 이상이 쇼트 상태일 때 제2 주제어 펄스폭 변조 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제2 주제어 펄스폭 변조 신호의 펄스폭은, LED 구동 전류가 정격 전류 값보다 낮은 전류 값을 가지도록, 미리 정해진 최소 듀티비보다 높은 듀티비를 가질 수 있다.The main control pulse width modulators P1 to Pn output a first main control pulse width modulated signal. For example, the pulse width of the first main control pulse width modulation signal may have a predetermined minimum duty ratio such that the LED driving current has a rated current value. For example, the predetermined minimum duty ratio may be zero. In addition, the main control pulse width modulators P1 to Pn may output a second main control pulse width modulation signal when one or more of the plurality of LEDs L1 to Lk of the corresponding LED modules LM1 to LMn is shorted. have. For example, the pulse width of the second main control pulse width modulation signal may have a duty ratio higher than a predetermined minimum duty ratio so that the LED driving current has a current value lower than the rated current value.

본 명세서에서, "주제어 펄스폭 변조 신호"는 "제1 주제어 펄스폭 변조 신호" 및 "제2 주제어 펄스폭 변조 신호"를 포함할 수 있다. In this specification, the "main control pulse width modulation signal" may include a "first main control pulse width modulation signal" and a "second main control pulse width modulation signal".

신호 생성부(SG1~SGn)는 복수의 LED 구동부(LD1~LDn) 중 대응하는 LED 구동부(LD1~LDn)를 활성화(enable)시키는 활성화 신호를 생성하고 출력할 수 있다. The signal generating units SG1 to SGn may generate and output an activation signal for activating corresponding LED driving units LD1 to LDn among the plurality of LED driving units LD1 to LDn.

제2 전압 감지부(PD)는 정전압 전력 공급기(PS)의 양극 출력 단자(3)의 출력 전압을 감지할 수 있다. 배터리 백업의 수단을 가지고 있는 주제어 유닛(MCU)은 이러한 출력 전압에 근거하여 정전압 전력 공급기(PS)의 고장 여부를 판단할 수 있다. 제2 전압 감지부(PD)는 아날로그 디지털 컨버터로 구현될 수 있다. The second voltage detector PD may sense the output voltage of the positive output terminal 3 of the constant voltage power supply PS. The main control unit (MCU) having a means of battery backup can determine whether the constant voltage power supply (PS) is out of order based on this output voltage. The second voltage detector PD may be implemented as an analog-to-digital converter.

송수신부(TR)는 LED 램프(LL) 및 정전압 전력 공급기(PS) 중 하나 이상의 상태 정보를 송신할 수 있다. 송수신부(TR)는 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)로 구현될 수 있다. The transceiver (TR) may transmit state information of one or more of the LED lamp (LL) and the constant voltage power supply (PS). The transceiver (TR) may be implemented as a Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART).

복수의 피드백 전압 제어부(F1~Fn)는 제1 주제어 펄스폭 변조 신호의 필터링된 전압 및 대응하는 전류 감지 저항(R3)에 걸리는 전압을 가산하여 제1 피드백 전압을 출력한다. 또한, 복수의 피드백 전압 제어부(F1~Fn)는 각각, 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 복수의 LED(L1~Lk) 중 하나 이상이 쇼트 상태일 때, 제2 주제어 펄스폭 변조 신호의 필터링된 전압 및 대응하는 전류 감지 저항(R3)에 걸리는 전압을 가산하여 제2 피드백 전압을 출력할 수 있다. 예를 들어, 제2 피드백 전압은 제1 피드백 전압보다 높을 수 있다.The plurality of feedback voltage controllers F1 to Fn output a first feedback voltage by adding the filtered voltage of the first main control pulse width modulation signal and the corresponding voltage across the current sensing resistor R3. In addition, when one or more of the plurality of LEDs L1 to Lk of the corresponding LED modules LM1 to LMn are shorted, the plurality of feedback voltage controllers F1 to Fn generate the second main control pulse width modulation signal. A second feedback voltage may be output by adding the filtered voltage and the corresponding voltage across the current sensing resistor R3. For example, the second feedback voltage may be higher than the first feedback voltage.

본 명세서에서, "피드백 전압"은 "제1 피드백 전압" 및 "제2 피드백 전압"을 포함할 수 있다. In this specification, “feedback voltage” may include “first feedback voltage” and “second feedback voltage”.

복수의 피드백 전압 제어부(F1~Fn)는 각각 전단 필터부(FF) 및 가산기(AD)를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 피드백 전압 제어부(F1~Fn)는 각각 제1 피드백 전압 제어부 입력 단자(1'''), 제2 피드백 전압 제어부 입력 단자(3'''), 및 피드백 전압 제어부 출력 단자(2''')를 더 포함할 수 있다. Each of the plurality of feedback voltage controllers F1 to Fn may include a pre-filter unit FF and an adder AD. In addition, the plurality of feedback voltage controllers F1 to Fn each have a first feedback voltage controller input terminal 1''', a second feedback voltage controller input terminal 3''', and a feedback voltage controller output terminal 2 ''') may be further included.

전단 필터부(FF)는 주제어 펄스폭 변조부(P1~Pn)로부터 출력된 주제어 펄스폭 변조 신호를 수신하여 로우패스 필터링 방법으로 직류 전압 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 가산기(AD)는 전단 필터부(FF)로부터 출력된 직류 전압 및 전류 감지 저항(R3)에 걸리는 전압을 서로 가산하여 피드백 전압을 출력할 수 있다. 예를 들어, 전단 필터부(FF)에 입력되는 주제어 펄스폭 변조 신호의 듀티비가 커지면, 가산기(AD)로부터 출력되는 피드백 전압 신호의 피드백 전압이 커질 수 있다.The pre-filter unit FF may receive the main control pulse width modulated signals output from the main control pulse width modulators P1 to Pn, convert them into DC voltage signals using a low pass filtering method, and output the converted DC voltage signals. The adder AD may output a feedback voltage by adding the DC voltage output from the pre-filter unit FF and the voltage across the current sensing resistor R3 to each other. For example, when the duty ratio of the main control pulse width modulation signal input to the pre-filter unit FF increases, the feedback voltage of the feedback voltage signal output from the adder AD may increase.

복수의 LED 구동부(LD1~LDn)는 각각 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터(SDR)를 포함한다. 또한, 복수의 LED 구동부(LD1~LDn)는 각각 피드백 단자(6') 및 활성화 단자(5')를 더 포함할 수 있다. 또한, 복수의 LED 구동부(LD1~LDn)는 각각 비교기(DOA) 및 구동 펄스폭 변조부(DP)를 더 포함할 수 있다. Each of the plurality of LED driving parts LD1 to LDn includes a constant current step-down switching regulator (SDR). In addition, each of the plurality of LED driving units LD1 to LDn may further include a feedback terminal 6' and an activation terminal 5'. In addition, each of the plurality of LED drivers LD1 to LDn may further include a comparator DOA and a drive pulse width modulator DP.

정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터(SDR)는 양극 입력 단자(이하, '+ 입력 단자'로 지칭될 수 있음; 1'), 음극 입력 단자(이하, '- 입력 단자'로 지칭될 수 있음; 2'), 양극 출력 단자(3'), 음극 출력 단자(4'), MOSFET(SW), 인덕터(L), 및 다이오드(D)를 포함한다. 또한, 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터(SDR)는 커패시터(C)를 더 포함할 수 있다. The constant current step-down switching regulator (SDR) has a positive input terminal (hereinafter referred to as '+ input terminal'; 1') and a negative input terminal (hereinafter referred to as '-input terminal'; 2'). , a positive output terminal 3', a negative output terminal 4', a MOSFET (SW), an inductor (L), and a diode (D). In addition, the constant current step-down switching regulator (SDR) may further include a capacitor (C).

양극 입력 단자(1') 및 음극 입력 단자(2')는 정전압 전력 공급기(PS)로부터 공급된 직류 전력의 일부를 전달받는다. 양극 출력 단자(3')는 복수의 LED 모듈(LM1~LMn) 중 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)로 LED 구동 전류를 출력한다. 음극 출력 단자(4')는 전류 감지 저항(R3)에 연결될 수 있다. The positive input terminal 1' and the negative input terminal 2' receive a portion of DC power supplied from the constant voltage power supply PS. The positive output terminal 3' outputs the LED driving current to the corresponding LED module LM1 to LMn among the plurality of LED modules LM1 to LMn. The negative output terminal 4' may be connected to the current sense resistor R3.

MOSFET(SW) 및 인덕터(L)는 양극 입력 단자(1')와 양극 출력 단자(3')를 잇는 양극 라인에 직렬로 마련된다. A MOSFET (SW) and an inductor (L) are provided in series on an anode line connecting the anode input terminal (1') and the anode output terminal (3').

다이오드(D)는 음극 입력 단자(2')와 음극 출력 단자(4')를 잇는 음극 라인에 연결된 애노드, 및 양극 라인 중 MOSFET(SW)와 인덕터(L) 사이의 지점에 연결된 캐소드를 가질 수 있다. 커패시터(C)는 음극 라인에 연결된 일단, 및 양극 라인 중 인덕터(L)와 양극 출력 단자(3') 사이의 지점에 연결된 타단을 가질 수 있다. The diode D may have an anode connected to the cathode line connecting the cathode input terminal 2' and the cathode output terminal 4', and a cathode connected to the point of the anode line between the MOSFET SW and the inductor L. have. The capacitor C may have one end connected to the negative line and the other end connected to a point between the inductor L and the positive output terminal 3' of the positive line.

복수의 LED 구동부(LD1~LDn)는 각각 복수의 피드백 전압 제어부(F1~Fn) 중 대응하는 피드백 전압 제어부(F1~Fn)로부터 출력된 제1 피드백 전압을 수신하고, 피드백 전압이 비교기(DOA)의 기준 전압(Vref)과 같아지도록 MOSFET(SW)를 스위칭하여 정격 전류 값을 가지는 LED 구동 전류를 출력시킨다. 또한, 복수의 LED 구동부(LD1~LDn)는 각각 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 복수의 LED(L1~Lk) 중 하나 이상이 쇼트일 때, 대응하는 피드백 전압 제어부(F1~Fn)로부터 출력된 제2 피드백 전압을 수신하여, LED 구동 전류가 정격 전류 값보다 낮은 전류 값을 가지도록 MOSFET(SW)를 동작시킬 수 있다. 복수의 LED 구동부(LD1~LDn)는 각각 MOSFET(SW)를 포화 영역(A2) 및 차단 영역(A1)에서 번갈아 동작시킨다.Each of the plurality of LED driving units LD1 to LDn receives the first feedback voltage output from the corresponding feedback voltage control unit F1 to Fn among the plurality of feedback voltage control units F1 to Fn, and the feedback voltage is transmitted to the comparator DOA. By switching the MOSFET (SW) to be equal to the reference voltage (Vref) of the LED driving current having a rated current value is output. In addition, when one or more of the plurality of LED driving units (LD1 to LDn) of the plurality of LEDs (L1 to Lk) of the corresponding LED modules (LM1 to LMn) are shorted, the corresponding feedback voltage controllers (F1 to Fn) By receiving the output second feedback voltage, the MOSFET (SW) may be operated so that the LED driving current has a current value lower than the rated current value. The plurality of LED driving units LD1 to LDn alternately operate the MOSFET SW in the saturation region A2 and the cutoff region A1, respectively.

예를 들어, LED 구동부(LD1~LDn)에 입력되는 피드백 전압이 커지면, LED 구동부(LD1~LDn)로부터 출력되는 LED 구동 전류의 전류 값은 낮아질 수 있다.For example, when the feedback voltage input to the LED driving units LD1 to LDn increases, the current value of the LED driving current output from the LED driving units LD1 to LDn may decrease.

피드백 단자(6')는 대응하는 피드백 전압 제어부(F1~Fn)로부터 출력되는 피드백 전압을 수신한다. 피드백 단자(6')는 스텝 다운 IC의 피드백 단자일 수 있다. 이러한 스텝 다운 IC는 MOSFET(SW), 구동 펄스폭 변조부(DP), 및 비교기(DOA)로 구성될 수 있다. The feedback terminal 6' receives the feedback voltage output from the corresponding feedback voltage controllers F1 to Fn. The feedback terminal 6' may be a feedback terminal of a step-down IC. Such a step-down IC may include a MOSFET (SW), a drive pulse width modulator (DP), and a comparator (DOA).

활성화 단자(5')는 대응하는 신호 생성부(SG1~SGn)로부터 출력되는 활성화 신호를 수신한다. The activation terminal 5' receives activation signals output from the corresponding signal generators SG1 to SGn.

예를 들어, 비교기(DOA)는 대응하는 피드백 전압 제어부(F1~Fn)로부터 출력된 피드백 전압을 수신하고, 피드백 전압을 기준 전압(Vref)과 비교하여 비교 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 구동 펄스폭 변조부(DP)는 비교기(DOA)로부터 출력된 비교 신호를 수신하여 구동 펄스폭 변조 신호를 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터(SDR)의 MOSFET(SW)의 게이트에 인가할 수 있다. For example, the comparator DOA may receive feedback voltages output from corresponding feedback voltage controllers F1 to Fn, compare the feedback voltages with the reference voltage Vref, and output a comparison signal. For example, the drive pulse width modulator (DP) may receive a comparison signal output from the comparator (DOA) and apply the drive pulse width modulated signal to the gate of the MOSFET (SW) of the constant current step-down switching regulator (SDR). have.

포워드 전압 감지 저항(R1, R2)은 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터(SDR)의 양극 출력 단자(3')와 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 애노드 단자(1'')를 잇는 제2 연결 라인에 연결될 수 있다. 포워드 전압 감지 저항(R1, R2)은 이러한 제2 연결 라인과 그라운드를 잇는 제3 연결 라인에 직렬로 마련된 제1 포워드 전압 감지 저항(R1) 및 제2 포워드 전압 감지 저항(R2)을 포함할 수 있다. The forward voltage sensing resistors (R1, R2) are the second connection line connecting the positive output terminal (3') of the constant current step-down switching regulator (SDR) and the anode terminals (1'') of the corresponding LED modules (LM1 to LMn). can be connected to The forward voltage sensing resistors R1 and R2 may include a first forward voltage sensing resistor R1 and a second forward voltage sensing resistor R2 provided in series on a third connection line connecting the second connection line and the ground. have.

전류 감지 증폭기(OA1~OAn)는 전류 감지 저항(R3)에 걸리는 저항 전압을 수신하고, 이러한 저항 전압을 주제어 유닛(MCU)에 적당한 전압으로 증폭할 수 있다. The current sense amplifiers OA1 to OAn may receive the resistance voltage across the current sense resistor R3 and amplify this resistance voltage to a voltage suitable for the main control unit (MCU).

출력 전압 감지 저항(R4, R5)은 정전압 전력 공급기(PS)의 양극 출력 단자(3)에 전기적으로 연결될 수 있다. 출력 전압 감지 저항(R4, R5)은 정전압 전력 공급기(PS)의 양극 출력 단자(3)와 그라운드를 전기적으로 연결하는 제4 연결 라인에 직렬로 마련된 제1 출력 전압 감지 저항(R4) 및 제2 출력 전압 감지 저항(R5)을 포함할 수 있다. The output voltage sensing resistors R4 and R5 may be electrically connected to the positive output terminal 3 of the constant voltage power supply PS. The output voltage sensing resistors (R4, R5) are a first output voltage sensing resistor (R4) and a second output voltage sensing resistor (R4) provided in series in a fourth connection line electrically connecting the positive output terminal (3) of the constant voltage power supply (PS) and the ground. An output voltage sense resistor (R5) may be included.

RF 모듈(RM)은 송수신부(TR)로부터 LED 램프(LL) 및 정전압 전력 공급기(PS) 중 하나 이상의 상태 정보에 관한 신호를 수신하고, 이러한 신호를 무선주파수 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 안테나(ANT)는 RF 모듈(RM)로부터 출력된 무선주파수 신호를 전자기파로 송신할 수 있다. The RF module RM may receive a signal related to state information of one or more of the LED lamp LL and the constant voltage power supply PS from the transceiver unit TR, convert the signal into a radio frequency signal, and output the signal. The antenna ANT may transmit radio frequency signals output from the RF module RM as electromagnetic waves.

본 발명의 실시예의 일 특징에 따르면, LED 램프 진단 장치(100)는 복수의 LED 모듈(LM1~LMn)-여기서 복수의 LED 모듈(LM1~LMn)은 각각 복수의 LED(L1~Lk)를 포함함-을 구비하는 LED 램프(LL); 직류 전력을 공급하는 정전압 전력 공급기(PS); 및 주제어 유닛(MCU), 복수의 전류 감지 저항(R3), 복수의 피드백 전압 제어부(F1~Fn), 및 복수의 LED 구동부(LD1~LDn)를 구비하는 컨트롤러(CO)를 포함하고, 상기 복수의 LED 구동부(LD1~LDn)는 각각 비교기(DOA) 및 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터(SDR)를 포함하며, 상기 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터(SDR)는 상기 직류 전력의 일부를 전달받고, 상기 복수의 LED 모듈(LM1~LMn) 중 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)로 LED 구동 전류를 출력하는 양극 출력 단자(3'), 음극 출력 단자(4'), 및 MOSFET(SW) 를 포함하고, 상기 복수의 전류 감지 저항(R3)은 각각 상기 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 캐소드 단자(2'')와 상기 음극 출력 단자(4')를 잇는 제1 연결 라인에 마련되며, 상기 주제어 유닛(MCU)은, 상기 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn) 별로, 상기 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터(SDR)의 상기 양극 출력 단자(3')와 상기 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 애노드 단자(1'')를 잇는 제2 연결 라인에서의 상기 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn) 내부의 복수의 LED(L1~Lk)에 전류가 흐르면서 발생하는 복수의 LED(L1~Lk) 전체의 포워드 전압을 감지하는 제1 전압 감지부(S1~Sn), 상기 복수의 전류 감지 저항(R3) 중 대응하는 전류 감지 저항(R3)에 흐르는 LED 전류를 감지하는 전류 감지부(O1~On), 및 제1 주제어 펄스폭 변조 신호를 출력하는 주제어 펄스폭 변조부(P1~Pn)를 포함하고, 상기 복수의 피드백 전압 제어부(F1~Fn)는 각각 상기 제1 주제어 펄스폭 변조 신호의 필터링 된 전압 및 상기 대응하는 전류 감지 저항(R3)에 걸리는 전압을 가산하여 제1 피드백 전압을 출력하고, 상기 복수의 LED 구동부(LD1~LDn)는 각각 상기 복수의 피드백 전압 제어부(F1~Fn) 중 대응하는 피드백 전압 제어부(F1~Fn)로부터 출력된 상기 제1 피드백 전압을 수신하고, 피드백 전압이 비교기(DOA)의 기준 전압(Vref)과 같아지도록 상기 MOSFET를 스위칭하여 정격 전류 값을 가지는 상기 LED 구동 전류를 출력시키고, 상기 주제어 유닛(MUC)은 상기 포워드 전압에 근거하여 상기 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 상기 복수의 LED(L1~Lk) 중 하나 이상의 쇼트를 판단하고, 상기 주제어 펄스폭 변조부(P1~Pn)는 상기 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 상기 복수의 LED(L1~Lk) 중 하나 이상이 쇼트 상태일 때 제2 주제어 펄스폭 변조 신호를 출력하며, 상기 복수의 피드백 전압 제어부(F1~Fn)는 각각, 상기 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 상기 복수의 LED(L1~Lk) 중 하나 이상이 쇼트 상태일 때, 상기 제2 주제어 펄스폭 변조 신호의 필터링된 전압 및 상기 대응하는 전류 감지 저항(R3)에 걸리는 전압을 가산하여 제2 피드백 전압을 출력하고, 상기 복수의 LED 구동부(LD1~LDn)는 각각, 상기 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 상기 복수의 LED(L1~Lk) 중 하나 이상이 쇼트 상태일 때, 상기 대응하는 피드백 전압 제어부(F1~Fn)로부터 출력된 상기 제2 피드백 전압을 수신하여, 상기 LED 구동 전류가 상기 정격 전류 값보다 낮은 전류 값을 가지도록 상기 MOSFET(SW)를 동작시키는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, LED 모듈(LM1~LMn) 내부의 LED(L1~Lk)의 쇼트와 같은 LED 모듈(LM1~LMn)의 진행성 고장을 진단할 수 있고, LED 모듈(LM1~LMn)이 오픈되었을 경우 나머지 LED 모듈(LM1~LMn)에 공급되는 전류의 증가가 없는 구조로 인해 LED 모듈(LM1~LMn)의 수명에 악영향이 없게 되며, LED 모듈(LM1~LMn)에 흐르는 전류의 양을 제어하는 데에 사용되는 MOSFET(SW)의 과도한 발열을 근본적으로 방지하여 열을 방출하기 위한 방열판과 같은 추가적인 구성이 필요 없다. 또한, LED 모듈(LM1~LMn)의 LED(L1~Lk)가 쇼트된 경우, 이러한 LED 모듈(LM1~LMn)로 공급되는 LED 구동 전류를 정격 전류 이하로 감소시켜 해당 LED 모듈(LM1~LMn)의 수명을 연장할 수 있다.According to one feature of the embodiment of the present invention, the LED lamp diagnostic device 100 includes a plurality of LED modules (LM1 to LMn)-where each of the plurality of LED modules (LM1 to LMn) includes a plurality of LEDs (L1 to Lk). An LED lamp (LL) having a -; a constant voltage power supply (PS) for supplying direct current power; and a controller (CO) including a main control unit (MCU), a plurality of current sense resistors (R3), a plurality of feedback voltage control units (F1 to Fn), and a plurality of LED driving units (LD1 to LDn). Each of the LED driving units LD1 to LDn includes a comparator (DOA) and a constant current step-down switching regulator (SDR), and the constant current step-down switching regulator (SDR) receives a portion of the DC power, and the plurality of LEDs It includes a positive output terminal (3'), a negative output terminal (4'), and a MOSFET (SW) outputting LED driving current to the corresponding LED modules (LM1 to LMn) among the modules (LM1 to LMn), and the plurality of The current sensing resistor R3 of is provided on a first connection line connecting the cathode terminal 2'' and the cathode output terminal 4' of the corresponding LED modules LM1 to LMn, respectively, and the main control unit ( MCU), for each of the corresponding LED modules LM1 to LMn, the anode output terminal 3' of the constant current step-down switching regulator SDR and the anode terminal 1 of the corresponding LED modules LM1 to LMn The forward voltage of the entire plurality of LEDs (L1 to Lk) generated as current flows through the plurality of LEDs (L1 to Lk) inside the corresponding LED modules (LM1 to LMn) in the second connection line connecting '') A first voltage sensing unit (S1 to Sn) for sensing, a current sensing unit (O1 to On) for sensing an LED current flowing in a corresponding current sensing resistor (R3) among the plurality of current sensing resistors (R3), and a first and main control pulse width modulators (P1 to Pn) outputting a main control pulse width modulated signal, wherein the plurality of feedback voltage control units (F1 to Fn) respectively output the filtered voltage of the first main control pulse width modulated signal and the corresponding feedback voltage control section. A first feedback voltage is output by adding a voltage applied to a current sensing resistor R3, and the plurality of LED driving units LD1 to LDn are respectively a corresponding feedback voltage controller among the plurality of feedback voltage controllers F1 to Fn. From (F1 to Fn) The outputted first feedback voltage is received, the MOSFET is switched so that the feedback voltage is equal to the reference voltage Vref of the comparator DOA, the LED driving current having a rated current value is output, and the main control unit MUC ) determines a short circuit of one or more of the plurality of LEDs (L1 to Lk) of the corresponding LED modules (LM1 to LMn) based on the forward voltage, and the main control pulse width modulator (P1 to Pn) determines the corresponding LED module (LM1 to LMn). When at least one of the plurality of LEDs (L1 to Lk) of the LED module (LM1 to LMn) is in a short state, a second main control pulse width modulation signal is output, and the plurality of feedback voltage controllers F1 to Fn are respectively , When at least one of the plurality of LEDs (L1 to Lk) of the corresponding LED module (LM1 to LMn) is in a short state, the filtered voltage of the second main control pulse width modulation signal and the corresponding current sensing resistor ( R3) is added to output a second feedback voltage, and each of the plurality of LED driving units LD1 to LDn is selected from among the plurality of LEDs L1 to Lk of the corresponding LED modules LM1 to LMn. When one or more of them are shorted, the MOSFET receives the second feedback voltage output from the corresponding feedback voltage controllers F1 to Fn so that the LED driving current has a current value lower than the rated current value ( SW) is characterized in that it operates. Accordingly, it is possible to diagnose the progressive failure of the LED modules (LM1 to LMn), such as a short circuit of the LEDs (L1 to Lk) inside the LED modules (LM1 to LMn), and if the LED modules (LM1 to LMn) are open, the remaining Due to the structure in which the current supplied to the LED modules (LM1 to LMn) does not increase, there is no adverse effect on the lifespan of the LED modules (LM1 to LMn), and the amount of current flowing through the LED modules (LM1 to LMn) is controlled. There is no need for additional components such as a heat sink to dissipate heat by fundamentally preventing excessive heat generation of the MOSFET (SW) used. In addition, when the LEDs (L1 to Lk) of the LED modules (LM1 to LMn) are short-circuited, the LED drive current supplied to these LED modules (LM1 to LMn) is reduced to less than the rated current so that the corresponding LED module (LM1 to LMn) can prolong the life of

이와 관련하여, 본 발명의 실시예의 일 특징에 따른 LED 램프 진단 장치(100)의 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터(SDR)의 MOSFET(SW)는 포화 영역(A2) 및 차단 영역(A1)에서 번갈아 동작되기 때문에, 특허문헌 1의 선형 영역(A3)에서 동작되는 MOSFET에 비해 발열량이 상대적으로 적다. 또한, LED(L1~Lk) 중 하나 이상에 대한 쇼트가 발생하더라도, 상대적으로 내압, 내열성이 우수한 인덕터(L)에 전압이 배분되기 때문에, MOSFET(SW)를 포함하는 회로 전체적으로도 발열 및 부품이 손상되는 문제를 완화할 수 있다.In this regard, the MOSFET (SW) of the constant current step-down switching regulator (SDR) of the LED lamp diagnostic device 100 according to one feature of the embodiment of the present invention is alternately operated in the saturation region (A2) and the cut-off region (A1). Therefore, the amount of heat generated is relatively small compared to the MOSFET operated in the linear region (A3) of Patent Document 1. In addition, even if a short circuit occurs in one or more of the LEDs (L1 to Lk), since the voltage is distributed to the inductor (L), which has relatively excellent withstand voltage and heat resistance, the entire circuit including the MOSFET (SW) also generates heat and components damage problems can be mitigated.

또한, 상기 일 특징에 따르는 LED 램프 진단 장치(100)는, 상기 컨트롤러(CO)가 상기 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn) 별로 상기 양극 출력 단자(3')와 상기 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 상기 애노드 단자(1'')를 잇는 상기 제2 연결 라인에 연결된 포워드 전압 감지 저항(R1, R2)을 더 포함하고, 상기 제1 전압 감지부(S1~Sn)는 상기 포워드 전압 감지 저항(R1, R2)을 이용하여 상기 포워드 전압을 감지하며, 상기 주제어 유닛(MCU)은 상기 포워드 전압에 근거하여 상기 대응하는 LED 모듈(LM1~LMn)의 쇼트된 LED(L1~Lk)의 수량을 판단할 수 있다.In addition, in the LED lamp diagnostic device 100 according to the above feature, the controller CO connects the positive output terminal 3 ′ and the corresponding LED modules LM1 to LMn for each corresponding LED module LM1 to LMn. Further comprising forward voltage sensing resistors R1 and R2 connected to the second connection line connecting the anode terminal 1'' of LMn, wherein the first voltage sensing units S1 to Sn sense the forward voltage The forward voltage is sensed using resistors R1 and R2, and the main control unit (MCU) determines the number of shorted LEDs (L1 to Lk) of the corresponding LED modules (LM1 to LMn) based on the forward voltage. can judge

또한, 상기 일 특징에 따르는 LED 램프 진단 장치(100)는 상기 주제어 유닛(MCU)이 상기 정전압 전력 공급기(PS)의 양극 출력 단자(3)의 출력 전압을 감지하는 제2 전압 감지부(PD)를 더 포함하고, 상기 출력 전압에 근거하여 상기 주제어 유닛(MUC)이 배터리 백업 수단을 가지고 있는 경우 상기 정전압 전력 공급기(PS)의 고장 여부를 판단할 수 있다. 이에 따라, LED 모듈(LM1~LMn)의 진행성 쇼트 고장과 LED 모듈의 오픈 고장뿐만 아니라 스위치 모드 파워 서플라이와 같은 전력 공급기(PS)의 고장을 진단할 수 있다. In addition, the LED lamp diagnostic device 100 according to the one feature includes a second voltage detection unit (PD) for which the main control unit (MCU) senses the output voltage of the positive output terminal (3) of the constant voltage power supply (PS). Further, based on the output voltage, if the main control unit (MUC) has a battery backup means, it is possible to determine whether the constant voltage power supply (PS) is out of order. Accordingly, it is possible to diagnose progressive short-circuit failures and open failures of the LED modules LM1 to LMn as well as failures of the power supply PS such as a switch mode power supply.

또한, 상기 일 특징에 따르는 LED 램프 진단 장치(100)는 상기 주제어 유닛(MCU)이 상기 LED 램프(LL) 및 상기 정전압 전력 공급기(PS) 중 하나 이상의 상태 정보를 송신하는 송수신부(TR)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, LED 램프(LL) 및/또는 전력 공급기(PS)의 상태를 통보할 수 있다. In addition, in the LED lamp diagnosis apparatus 100 according to the above feature, the main control unit (MCU) transmits and receives state information of one or more of the LED lamp (LL) and the constant voltage power supply (PS). can include more. Accordingly, the state of the LED lamp (LL) and/or the power supply (PS) can be notified.

도 1과 함께 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 램프 진단 시스템(1000)을 설명하면 다음과 같다. Referring to FIG. 3 together with FIG. 1 , an LED lamp diagnosis system 1000 according to an embodiment of the present invention will be described.

LED 램프 진단 시스템(1000)은 LED 램프 진단 장치(100) 및 단말(200)을 포함한다. LED 램프 진단 장치(100)는 위에서 상세히 설명되었으므로, 이하에서는, 단말(200)에 대해서만 설명한다. The LED lamp diagnosis system 1000 includes an LED lamp diagnosis device 100 and a terminal 200 . Since the LED lamp diagnostic device 100 has been described in detail above, only the terminal 200 will be described below.

단말(200)은 표시부(220)를 포함한다. 또한, 단말(200)은 통신부(210) 및 제어부(230) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. The terminal 200 includes a display unit 220 . In addition, the terminal 200 may further include one or more of a communication unit 210 and a control unit 230.

표시부(220)는 LED 램프 진단 장치(100)로부터 수신된 LED 램프(LL) 및 정전압 전력 공급기(PS) 중 하나 이상의 상태 정보를 표시한다. The display unit 220 displays status information of one or more of the LED lamp LL and the constant voltage power supply PS received from the LED lamp diagnostic device 100 .

통신부(210)는 LED 램프 진단 장치(100)로부터 LED 램프(LL) 및 정전압 전력 공급기(PS) 중 하나 이상의 상태 정보를 수신할 수 있다. The communication unit 210 may receive state information of one or more of the LED lamp LL and the constant voltage power supply PS from the LED lamp diagnostic device 100 .

본 명세서에서, "LED 램프 진단 장치(100)로부터 LED 램프(LL) 및 정전압 전력 공급기(PS) 중 하나 이상의 상태 정보를 수신함"은 "LED 램프 진단 장치(100)로부터 LED 램프(LL) 및 정전압 전력 공급기(PS) 중 하나 이상의 상태 정보를 직접 수신함"뿐만 아니라 "LED 램프 진단 장치(100)로부터 LED 램프(LL) 및 정전압 전력 공급기(PS) 중 하나 이상의 상태 정보를, 예를 들어 서버와 같은 다른 다른 구성요소를 통해, 간접적으로 수신함"을 포함함에 유의하여야 한다. In this specification, “receiving status information of one or more of the LED lamp LL and the constant voltage power supply PS from the LED lamp diagnosis device 100” means “the LED lamp LL and the constant voltage from the LED lamp diagnosis device 100. Directly receiving status information of one or more of the power supply (PS)" as well as "status information of one or more of the LED lamp (LL) and the constant voltage power supply (PS) from the LED lamp diagnosis device 100, for example, such as a server It should be noted that "received indirectly through other components" is included.

제어부(230)는 LED 램프 진단 장치(100)로부터 LED 램프(LL) 및 정전압 전력 공급기(PS) 중 하나 이상의 상태 정보를 수신하도록 통신부(210)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(230)는 LED 램프(LL) 및 정전압 전력 공급기(PS) 중 하나 이상의 상태 정보를 표시하도록 표시부(220)를 제어할 수 있다. The control unit 230 may control the communication unit 210 to receive status information of one or more of the LED lamp LL and the constant voltage power supply PS from the LED lamp diagnostic device 100 . Also, the control unit 230 may control the display unit 220 to display state information of one or more of the LED lamp LL and the constant voltage power supply PS.

본 발명은 첨부된 예시 도면의 바람직한 실시형태를 중심으로 도시하고 설명하였지만, 이에 한정하지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 실시할 수 있음은 물론이다. Although the present invention has been shown and described with reference to the preferred embodiments of the accompanying exemplary drawings, it is not limited thereto, and those skilled in the art to which the present invention pertains within the scope of the technical idea of the present invention described in the claims below. Of course, it can be implemented in various forms.

100: LED 램프 진단 장치 200: 단말
210: 통신부 220: 표시부
230: 제어부 1000: LED 램프 진단 시스템
LL: LED 램프 LM1~LMn: LED 모듈
L1~Lk: LED PS: 정전압 전력 공급기
RM: RF 모듈 ANT: 안테나
CO: 컨트롤러 LD1~LDn: LED 구동부
SDR: 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터
DP: 구동 펄스폭 변조부 DOA: 비교기
MCU: 주제어 유닛 P1~Pn: 주제어 펄스폭 변조부
O1~On: 전류 감지부 S1~Sn: 제1 전압 감지부
SG1~SGn: 신호 생성부 PD: 제2 전압 감지부
TR: 송수신부 F1~Fn: 피드백 전압 제어부
FF: 전단 필터부 AD: 가산기100: LED lamp diagnosis device 200: terminal
210: communication unit 220: display unit
230: control unit 1000: LED lamp diagnostic system
LL: LED lamp LM1 to LMn: LED module
L1~Lk: LED PS: constant voltage power supply
RM: RF module ANT: Antenna
CO: controller LD1~LDn: LED driver
SDR: Constant Current Step-Down Switching Regulator
DP: drive pulse width modulator DOA: comparator
MCU: main control unit P1~Pn: main control pulse width modulation unit
O1~On: Current sensing unit S1~Sn: 1st voltage sensing unit
SG1 to SGn: Signal generator PD: Second voltage detector
TR: Transmitting/receiving part F1~Fn: Feedback voltage control part
FF: pre-filter part AD: adder

Claims (5)

LED 램프 진단 장치에 있어서,
복수의 LED 모듈-여기서 복수의 LED 모듈은 각각 복수의 LED를 포함함-을 구비하는 LED 램프;
직류 전력을 공급하는 정전압 전력 공급기; 및
주제어 유닛, 복수의 전류 감지 저항, 복수의 피드백 전압 제어부, 및 복수의 LED 구동부를 구비하는 컨트롤러를 포함하고,
상기 복수의 LED 구동부는 각각 비교기 및 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터를 포함하며,
상기 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터는 상기 직류 전력의 일부를 전달받고, 상기 복수의 LED 모듈 중 대응하는 LED 모듈로 LED 구동 전류를 출력하는 양극 출력 단자, 음극 출력 단자, 및, MOSFET를 포함하고,
상기 복수의 전류 감지 저항은 각각 상기 대응하는 LED 모듈의 캐소드 단자와 상기 음극 출력 단자를 잇는 제1 연결 라인에 마련되며,
상기 주제어 유닛은, 상기 대응하는 LED 모듈 별로, 상기 정전류 스텝 다운 스위칭 레귤레이터의 상기 양극 출력 단자와 상기 대응하는 LED 모듈의 애노드 단자를 잇는 제2 연결 라인에서의 상기 대응하는 LED 모듈 내부의 복수의 LED에 전류가 흐르면서 발생하는 상기 복수의 LED 전체의 포워드 전압을 감지하는 제1 전압 감지부, 상기 복수의 전류 감지 저항 중 대응하는 전류 감지 저항에 흐르는 LED 전류를 감지하는 전류 감지부, 및 제1 주제어 펄스폭 변조 신호를 출력하는 주제어 펄스폭 변조부를 포함하고,
상기 복수의 피드백 전압 제어부는 각각 상기 제1 주제어 펄스폭 변조 신호의 필터링된 전압 및 상기 대응하는 전류 감지 저항에 걸리는 전압을 가산하여 제1 피드백 전압을 출력하고,
상기 복수의 LED 구동부는 각각 상기 복수의 피드백 전압 제어부 중 대응하는 피드백 전압 제어부로부터 출력된 상기 제1 피드백 전압을 수신하고, 피드백 전압이 상기 비교기의 기준 전압과 같아지도록 상기 MOSFET를 스위칭하여 정격 전류 값을 가지는 상기 LED 구동 전류를 출력시키고,
상기 주제어 유닛은 상기 포워드 전압에 근거하여 상기 대응하는 LED 모듈의 상기 복수의 LED 중 하나 이상의 쇼트를 판단하고,
상기 주제어 펄스폭 변조부는 상기 대응하는 LED 모듈의 상기 복수의 LED 중 하나 이상이 쇼트 상태일 때 제2 주제어 펄스폭 변조 신호를 출력하며,
상기 복수의 피드백 전압 제어부는 각각, 상기 대응하는 LED 모듈의 상기 복수의 LED 중 하나 이상이 쇼트 상태일 때, 상기 제2 주제어 펄스폭 변조 신호의 필터링된 전압 및 상기 대응하는 전류 감지 저항에 걸리는 전압을 가산하여 제2 피드백 전압을 출력하고,
상기 복수의 LED 구동부는 각각, 상기 대응하는 LED 모듈의 상기 복수의 LED 중 하나 이상이 쇼트 상태일 때, 상기 대응하는 피드백 전압 제어부로부터 출력된 상기 제2 피드백 전압을 수신하여, 상기 LED 구동 전류가 상기 정격 전류 값보다 낮은 전류 값을 가지도록 상기 MOSFET를 동작시키는 것을 특징으로 하는 LED 램프 진단 장치. In the LED lamp diagnostic device,
An LED lamp having a plurality of LED modules, wherein each of the plurality of LED modules includes a plurality of LEDs;
a constant voltage power supply supplying direct current power; and
A controller including a main control unit, a plurality of current sensing resistors, a plurality of feedback voltage control units, and a plurality of LED driving units;
The plurality of LED driving units each include a comparator and a constant current step-down switching regulator,
The constant current step-down switching regulator includes an anode output terminal, a cathode output terminal, and a MOSFET for receiving a portion of the DC power and outputting an LED driving current to a corresponding LED module among the plurality of LED modules,
The plurality of current sensing resistors are provided on a first connection line connecting the cathode terminal of the corresponding LED module and the cathode output terminal,
The main control unit, for each corresponding LED module, a plurality of LEDs inside the corresponding LED module in a second connection line connecting the anode output terminal of the constant current step-down switching regulator and the anode terminal of the corresponding LED module. A first voltage sensing unit sensing a forward voltage of all of the plurality of LEDs, which is generated while current flows, a current sensing unit sensing an LED current flowing in a corresponding current sensing resistor among the plurality of current sensing resistors, and a first main controller. A main control pulse width modulator outputting a pulse width modulated signal;
The plurality of feedback voltage controllers output a first feedback voltage by adding the filtered voltage of the first main control pulse width modulation signal and the voltage applied to the corresponding current sensing resistor, respectively;
The plurality of LED driving units each receive the first feedback voltage output from a corresponding feedback voltage control unit among the plurality of feedback voltage control units, and switch the MOSFET so that the feedback voltage becomes equal to the reference voltage of the comparator to obtain a rated current value. Outputting the LED driving current having
the main control unit determines a short circuit of one or more of the plurality of LEDs of the corresponding LED module based on the forward voltage;
The main control pulse width modulation unit outputs a second main control pulse width modulation signal when one or more of the plurality of LEDs of the corresponding LED module is shorted;
The plurality of feedback voltage controllers respectively, when at least one of the plurality of LEDs of the corresponding LED module is in a short state, the filtered voltage of the second main control pulse width modulation signal and the voltage across the corresponding current sensing resistor. outputs a second feedback voltage by adding
Each of the plurality of LED driving units receives the second feedback voltage output from the corresponding feedback voltage controller when at least one of the plurality of LEDs of the corresponding LED module is in a short state, so that the LED driving current is LED lamp diagnostic device, characterized in that for operating the MOSFET to have a current value lower than the rated current value. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 대응하는 LED 모듈 별로 상기 양극 출력 단자와 상기 대응하는 LED 모듈의 상기 애노드 단자를 잇는 상기 제2 연결 라인에 연결된 포워드 전압 감지 저항을 더 포함하고,
상기 제1 전압 감지부는 상기 포워드 전압 감지 저항을 이용하여 상기 포워드 전압을 감지하며,
상기 주제어 유닛은 상기 포워드 전압에 근거하여 상기 대응하는 LED 모듈의 쇼트된 LED의 수량을 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 램프 진단 장치.According to claim 1, wherein the controller further comprises a forward voltage sensing resistor connected to the second connection line connecting the anode output terminal and the anode terminal of the corresponding LED module for each corresponding LED module,
The first voltage sensing unit senses the forward voltage using the forward voltage sensing resistor,
The main control unit determines the number of shorted LEDs of the corresponding LED module based on the forward voltage. 제1항에 있어서, 상기 주제어 유닛은 상기 정전압 전력 공급기의 양극 출력 단자의 출력 전압을 감지하는 제2 전압 감지부를 더 포함하고, 상기 출력 전압에 근거하여 상기 정전압 전력 공급기의 고장 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 램프 진단 장치. 2. The method of claim 1, wherein the main control unit further comprises a second voltage sensing unit for sensing an output voltage of a positive output terminal of the constant voltage power supply, and determining whether the constant voltage power supply is out of order based on the output voltage. Features LED lamp diagnostic device. 제1항에 있어서, 상기 주제어 유닛은 상기 LED 램프 및 상기 정전압 전력 공급기 중 하나 이상의 상태 정보를 송신하는 송수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 램프 진단 장치. The LED lamp diagnostic device according to claim 1, wherein the main control unit further comprises a transceiver for transmitting status information of at least one of the LED lamp and the constant voltage power supply. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 LED 램프 진단 장치; 및
상기 LED 램프 진단 장치로부터 수신된 상기 LED 램프 및 상기 정전압 전력 공급기 중 하나 이상의 상태 정보를 표시하는 표시부를 가진 단말
을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 램프 진단 시스템.The LED lamp diagnostic device according to any one of claims 1 to 4; and
A terminal having a display unit for displaying status information of one or more of the LED lamp and the constant voltage power supply received from the LED lamp diagnostic device.
LED lamp diagnostic system comprising a.
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