KR102488053B1 - Control system for parallel connected led modules - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 병렬 연결된 LED 모듈의 제어 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a control system for LED modules connected in parallel.
일반적으로 LED 소자는 에너지 절감 효과가 뛰어나고 수명이 길어 반영구적으로 사용할 수 있으며, 친환경적이고 고속 응답이 가능하여 차세대 광원으로 각광받고 있다.In general, an LED device has an excellent energy saving effect, can be used semi-permanently with a long lifespan, is eco-friendly, and has a high-speed response, so it is in the limelight as a next-generation light source.
최근 LED 소자의 휘도가 낮은 문제점이 크게 개선되고 있어 LCD 패널의 백라이트용 광원 혹은 조명 기기 등과 같은 산업 전반으로 응용 분야가 확대되고 있는 실정이다. Recently, as the problem of low luminance of the LED device has been greatly improved, the application field is expanding throughout the industry, such as a light source for a backlight of an LCD panel or a lighting device.
LED 소자는 순방향 전압을 인가했을 때 발광하는 반도체 소자이다. LED 소자의 광출력은 순방향 전류에 의해 결정되며, LED의 전류-전압 특성 곡선에서 알 수 있듯이 작은 순방향 전압(Vf)의 변화에 의해 매우 큰 순방향 전류의 변화를 나타낸다.The LED element is a semiconductor element that emits light when a forward voltage is applied. The light output of the LED device is determined by the forward current, and as can be seen from the current-voltage characteristic curve of the LED, a very large change in forward current is represented by a small change in forward voltage (Vf).
따라서, 복수개의 LED 소자를 균일한 휘도로 발광시키기 위해서는 PWM 회로(Pulse Width Modulation, 펄스폭 변조)를 포함하는 구동회로가 사용되며,펄스폭 변조 방식으로 LED를 제어하게 된다.Therefore, in order to emit light of a plurality of LED elements with uniform brightness, a driving circuit including a PWM circuit (Pulse Width Modulation) is used, and the LEDs are controlled by the pulse width modulation method.
종래에는 이와 같은 LED가 적용되는 조명 등기구의 전류를 제어하기 위하여 다양한 기술이 제안되었으며, 특히 복수의 LED가 직렬로 연결되는 LED 모듈들이 병렬 연결된 구조에서 PWM 제어를 통하여 전류를 컨트롤 하였다.Conventionally, various technologies have been proposed to control the current of lighting fixtures to which such LEDs are applied, and in particular, the current is controlled through PWM control in a structure in which LED modules in which a plurality of LEDs are connected in series are connected in parallel.
하지만, 이와 같이 LED 모듈들이 병렬 연결되는 조명 시스템은 저항의 전압을 모니터링 하기위해서는 반드시 MCU를 구비해야만 되었다. However, such a lighting system in which LED modules are connected in parallel must have an MCU in order to monitor the voltage of the resistor.
그러나 MCU는 수동 소자에 비에 노이즈에 약하여 외부 낙뇌, 주변 변압기 노이즈에 약하여 오동작 가능성이 높고, 생산시 IC마다 프로그램을 라이트해야함으로 작업 공정이 추가하여 작업공수 증가에 따른 단가 상승이 절대적이다. However, since MCU is vulnerable to noise compared to passive elements, it is vulnerable to external falling and surrounding transformer noise, so there is a high possibility of malfunction, and since a program must be written for each IC during production, the unit price rises due to the increase in work man-hours due to the additional work process.
또한, 종래 기술에서 MCU는 LED 모듈이 미연결 상태 또는 디밍 신호가 오프 상태, 적어도 하나의 LED 모듈이 연결된 상태일 경우에 LED 모듈에 공통적으로 흐르는 전류를 입력받아 LED 모듈의 동작을 중지시키기 위한 제어신호를 생성한다. 이와 같은 종래 기술은 도 1에 도시된 바와 같다. In addition, in the prior art, when the LED module is unconnected, the dimming signal is off, and at least one LED module is connected, the MCU receives a current flowing commonly to the LED module and controls to stop the operation of the LED module. generate a signal Such prior art is as shown in FIG. 1 .
도 1은 종래 기술을 도시한 도면이다. 1 is a diagram showing the prior art.
도 1을 참조하면, 종래 기술은 병렬 연결되는 LED 모듈과, 전류 센서부 및 제어부를 포함한다. Referring to Figure 1, the prior art includes an LED module connected in parallel, a current sensor unit and a control unit.
LED 모듈 복수로서 병렬 연결되며, LED 모듈 각각은 직렬 연결된 복수의 LED를 포함한다. A plurality of LED modules are connected in parallel, and each LED module includes a plurality of LEDs connected in series.
전류 센서부는 연산 증폭기로 이루어지며, LED 모듈의 출력 측으로부터 전류를 감지한다. The current sensor unit is composed of an operational amplifier and senses the current from the output side of the LED module.
이와 같은 종래 기술은 저항과 LED 모듈의 출력측 사이에 각각의 연산 증폭기가 연결되는 회로를 구성하고 있기에, 예를 들면, 25W 점등을 위해서 550mA의 전류가 공급될 때, 전류 모니터링 하기 위한 최소 전압이 약 1V 전후가 되어야 하기에 각 LED 모듈의 출력측에 약 2ohm의 저항 필요함에 따라 손실(예를 들면, 550mA의 전류가 흐를 때, 약 0.6W 손실)이 발생될 수 있다. Since this prior art constitutes a circuit in which each operational amplifier is connected between the resistor and the output side of the LED module, for example, when a current of 550mA is supplied for 25W lighting, the minimum voltage for current monitoring is about Since it should be around 1V, a loss (for example, when a current of 550mA flows, about 0.6W loss) may occur as a resistance of about 2ohm is required on the output side of each LED module.
따라서 용량 100W 에서 25W의 LED 모듈 4개를 모니터링 할 때, 각 0.6W의 손실이 발생함에 따라 전체 2.4W의 전력이 손실된다. Therefore, when monitoring four 25W LED modules with a capacity of 100W, a total power loss of 2.4W occurs as each loss of 0.6W occurs.
즉, 종래의 병렬 연결되는 LED 모듈의 모니터링 장치는 MCU와 같은 고가의 반도체가 필요하고, 전류 모니터링을 위하여 저항을 설치함에 따라 전력 손실이 큰 문제점이 있었다. That is, the conventional parallel-connected LED module monitoring device requires an expensive semiconductor such as an MCU, and has a problem in that power loss is large due to the installation of a resistor for current monitoring.
또한, 이와 같은 종래의 PWM 방식을 적용하여 LED 등기구를 제어하는 시스템은 정전류원에서 PWM 제어를 할 때, 오프 타임시 소스원에서 전류가 흐르지 않기 때문에 소스원에세 최대 전압치까지 올라간다. 그 다음 Switch ON 시 최대 전압점에서 정전류 시점까지 내려가는 시간동안 회로 동작 지연 특성으로 인해 오버슈트(Overshoot)가 일어난다. In addition, in a system for controlling an LED lighting fixture by applying such a conventional PWM method, when PWM control is performed from a constant current source, current does not flow from the source source during off-time, so the voltage value of the source source rises to the maximum. Then, overshoot occurs due to circuit operation delay characteristics during the time from the maximum voltage point to the constant current point when the switch is turned on.
따라서 PWM 방식의 전류 제어를 통하여 LED 등기구를 제어하는 종래 기술은 전체 LED 모듈 중 일부가 단락되어 동작되지 않은 상황에서 PWM 제어 동안 LED 정격 전류를 초과한 오버슈트(Overshoot) 전류가 계속해서 발생되어 LED에 연속적으로 손상을 주기에 수명을 단축시키는 문제점이 있다. Therefore, in the conventional technology for controlling LED lighting fixtures through PWM-type current control, overshoot current exceeding the LED rated current continues to occur during PWM control in a situation where some of the LED modules are short-circuited and not operated, resulting in LED There is a problem of shortening the lifespan by continuously giving damage to.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 제조 비용이 저렴하고, 복수의 LED 모듈 중 일부의 고장으로 인해 나머지 정상 LED 모듈에 손상을 주지 않고 제어할 수 있는 병렬 연결된 LED 모듈의 제어 시스템을 제공함에 있다. The present invention has been made to solve the above conventional problems, and an object of the present invention is low manufacturing cost, and can be controlled without damaging the remaining normal LED modules due to a failure of some of a plurality of LED modules. It is to provide a control system of LED modules connected in parallel.
그러므로 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다. Therefore, the present invention includes the following embodiments in order to achieve the above object.
본 발명의 실시예는 병렬 연결되는 복수의 LED 모듈, 복수의 LED 모듈에 전원을 공급하는 컨버터 및 LED 모듈의 단락을 감지하여 컨버터에 감지신호를 출력하는 모니터링부를 포함하고, 모니터링부의 감지신호는 컨버터의 입력 단자에 설정된 전압 범위 내에서 단락된 LED 모듈의 숫자에 비례한 전압이고, 컨버터는 모니터링부에서 입력된 감지 신호의 전압 레벨에 따라 복수의 LED 모듈에 출력되는 전원의 레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 병렬 연결된 LED 모듈의 제어 시스템을 제공한다. An embodiment of the present invention includes a plurality of LED modules connected in parallel, a converter for supplying power to the plurality of LED modules, and a monitoring unit for detecting a short circuit of the LED module and outputting a detection signal to the converter, and the detection signal of the monitoring unit is a converter. It is a voltage proportional to the number of short-circuited LED modules within the voltage range set at the input terminal of, and the converter adjusts the level of power output to the plurality of LED modules according to the voltage level of the detection signal input from the monitoring unit. It provides a control system for LED modules connected in parallel.
그러므로 본 발명은 모듈 별 단선 여부를 검출할 수 있는 구성으로 고가의 부품을 사용하지 않았고, PWM 제어 방식이 아닌 단락의 숫자에 따른 아날로그 감지 신호 레벨을 조절하기에 LED에 연속적으로 데미지를 주는 일이 발생되지 않아 기존에 비하여 수명을 연장할 수 있다. Therefore, the present invention does not use expensive components as a configuration capable of detecting disconnection of each module, and continuously damages the LED by adjusting the level of the analog detection signal according to the number of short circuits rather than the PWM control method. It does not occur, so the lifespan can be extended compared to the existing ones.
도 1은 종래기술을 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명을 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 모니터링부를 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 감지수단을 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예를 간략 도시한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 간략 도시한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 간략 도시한 회로도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 간략 도시한 회로도이다. 1 is a circuit diagram showing the prior art.
2 is a block diagram illustrating the present invention.
3 is a block diagram showing a monitoring unit of the present invention.
4 is a circuit diagram showing the sensing means of the present invention.
5 is a circuit diagram schematically illustrating an embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram schematically illustrating another embodiment of the present invention.
7 is a schematic circuit diagram showing still another embodiment of the present invention.
8 is a circuit diagram schematically illustrating another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있지만, 특정 실시예를 도면에 예시하여 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 서로 다른 방향으로 연장되는 구조물을 연결 및/또는 고정시키기 위한 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물중 어느 하나에 해당되는 것으로 이해되어야 한다.Although the present invention may have various changes and various embodiments, it will be described in detail by exemplifying specific embodiments in the drawings. This is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and to any one of all modifications, equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the present invention for connecting and/or fixing structures extending in different directions. It should be understood as applicable.
본 명세서에서 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. Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 명세서에서, "포함하다" 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 배제 하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하에서는 본 발명에 따른 병렬 연결된 LED 모듈의 제어 시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of a control system of parallel connected LED modules according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명을 도시한 블럭도, 도 3은 본 발명의 모니터링부를 도시한 블럭도이다. Figure 2 is a block diagram showing the present invention, Figure 3 is a block diagram showing a monitoring unit of the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명은 전원을 공급 및 온/오프를 제어하는 컨버터(100)와, 복수의 LED 모듈(300)과, 모니터링부(200)를 포함한다. Referring to FIGS. 2 and 3 , the present invention includes a
컨버터(100)는 LED 모듈에 전원을 공급하고, 모니터링부(200)로부터 LED 모듈들의 단락 감지 신호에 따라 전원의 레벨을 조절하여 LED 모듈에 출력한다. 예를 들면, 컨버터(100)는 LED 모듈의 디밍(Dimming) 제어를 위하여 설정된 입력 전압(예를 들면, 0~10V)이 입력되는 디밍 입력단자(Vin)와, LED 모듈의 구동 전원을 출력하는 출력 단자(Iout)를 포함한다. 여기서 디밍 입력단자(Vin)는 모니터링부(200)에 연결된다. The
따라서 컨버터(100)는 설정된 입력 전압의 범위(예를 들면, 0~10V) 이내에서 모니터링부(200)로부터 단락 감지 신호를 수신한다. 그러므로 컨버터(100)는 수신된 전압의 레벨에 따라 LED 모듈(300)의 단락 여부 및 갯수를 감지할 수 있고, 그 결과에 따라 LED 모듈(300) 들에 출력되는 전원의 레벨을 조절한다. Accordingly, the
즉, 컨버터(100)는, 예를 들면, 총 4개의 LED 모듈(310, 320, 330, 340)의 정상 작동시 출력되는 전원을 1개의 LED 모듈이 단락되면, 3개의 LED 모듈의 구동에 필요한 전원으로 조절하여 공급할 수 있어 불필요한 에너지 낭비를 방지할 수 있다. That is, the
LED 모듈(300)은 복수의 LED가 직렬로 연결되어 각각 그룹을 형성하고, 각 LED 모듈(300)들은 상호 병렬 연결된다. 즉, 복수의 LED 모듈(300)은 병렬 연결된다. In the
모니터링부(200)는 LED 모듈(300)들의 단락 여부를 모니터링 한다. 여기서 모니터링부(200)는 MCU와 같은 연산 가능한 반도체를 적용하지 않고, 아날로그 회로소자들이 조합되어 단락 여부를 감지하고, 단락된 숫자에 비례하여 컨버터의 입력 단자에 설정된 전압의 범위 내에서 조절된 전압으로 단락 감지신호를 출력한다. The
즉, 모니터링부(200)의 단락 감지 신호는 컨버터의 설정된 입력 전압의 범위 내에서 단락된 LED 그룹의 숫자에 비례된 값이다. That is, the short-circuit detection signal of the
이와 같은 모니터링부(200)에 대한 설명은 이하에서 설명한다. A description of the
도 3은 본 발명의 모니터링부를 도시한 블럭도, 도 4는 본 발명의 감지수단(210)을 도시한 회로도, 도 5는 본 발명의 일실시예를 간략 도시한 회로도이다.Figure 3 is a block diagram showing the monitoring unit of the present invention, Figure 4 is a circuit diagram showing the sensing means 210 of the present invention, Figure 5 is a circuit diagram showing a simplified embodiment of the present invention.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에서 모니터링부(200)는 LED 모듈(300)의 단락을 감지하는 감지수단(210)과, 감지수단(210)의 출력신호를 정전류로 변환 및 출력하는 정전류 출력수단(220)과, 기준 전압을 출력하는 기준 전원(230)과, 정전류 출력수단(220)에 의해 양단에 걸린 전압을 컨버터(100)에 출력하는 감지신호 출력수단(240)을 포함한다. 3 to 5, in the present invention, the
감지수단(210)은 복수로서 각각 서로 다른 LED 모듈(300)의 단락을 감지한다. 예를 들면, 감지수단(210)은 기준 전압(Vref)과 LED 모듈(300)의 순방향 전압(Vf)을 비교하여 단락 여부를 감지할 수 있다. The sensing means 210 detects short circuits of each
즉, 감지수단(210)은 반전 단자(-)와 비반전 단자(+)로 구성된 비교기(Comparator)로서 반전 단자(-)에는 연결된 LED 모듈(300)의 순방향 전압(Vf)을 수신하고, 비 반전 단자(+)에는 기준 전원(230)에서 출력된 기준 전압(Vref)을 비교하여 설정된 기준 범위에 일치되면 High, 불일치하면 Low 신호를 출력한다. That is, the sensing means 210 is a comparator composed of an inverting terminal (-) and a non-inverting terminal (+), and receives the forward voltage (Vf) of the
정전류 출력수단(220)은 감지수단(210)의 출력측에 각각 연결되어 정전류를 출력한다. The constant current output means 220 is connected to the output side of the sensing means 210, respectively, and outputs a constant current.
여기서 정전류 출력수단(220)들은 감지수단(210)의 출력측에 직렬 연결되되, 타 정전류 출력수단(220)들과 병렬 연결된다. 따라서 정전류 출력수단(220)은 감지수단(210)에서 High 또는 Low 에 따라 설정된 범위의 정전류를 출력한다. Here, the constant current output means 220 are serially connected to the output side of the sensing means 210 and connected in parallel with other constant current output means 220 . Accordingly, the constant
예를 들면, 정전류 출력수단(220)은 입력단자가 감지수단(210)의 출력단에 연결되고, 제1 출력단자가 감지신호 출력수단(240), 제2출력단자가 감지수단(210)의 출력단에 각각 연결되는 스위칭소자로 구성될 수 있다. For example, the constant current output means 220 has an input terminal connected to the output terminal of the sensing means 210, a first output terminal to the detection signal output means 240, and a second output terminal to the output terminal of the sensing means 210, respectively. It may be composed of a switching element to be connected.
스위칭소자는 감지수단(210)의 출력 신호에 따라 온 또는 오프되면서 정전류를 출력한다. The switching element outputs a constant current while being turned on or off according to the output signal of the
여기서 복수의 정전류 출력수단(220)은 제1 출력단자가 감지신호 출력수단(240)과 각각 연결됨에 따라 상호 병렬 구조를 이룬다. 따라서 복수의 정전류 출력수단(220)들은 양단에 걸리는 전압이 동일하다. Here, the plurality of constant current output means 220 form a mutually parallel structure as the first output terminal is connected to the detection signal output means 240 respectively. Therefore, the voltage applied to both ends of the plurality of constant current output means 220 is the same.
또한, 복수의 정전류 출력수단(220)의 양단에 걸리는 전압은 전체 감지수단(210)에서 Low를 출력하는 숫자에 비례한 전압이 걸린다. 예를 들면, 정전류 출력수단(220)의 양단에 걸리는 전압은 전체 감지수단(210)들에서 20%에서 Low가 출력되면 100% High 일 때 출력된 최대값에 대비하여 20% 감소된 전압이 걸린다. In addition, the voltage applied to both ends of the plurality of constant current output means 220 is proportional to the number outputting Low from all the sensing means 210. For example, the voltage across both ends of the constant current output means 220 is reduced by 20% compared to the maximum value output at 100% High when Low is output at 20% from all detection means 210. .
감지신호 출력수단(240)은 병렬 연결된 정전류 출력수단(220)들의 양단에 걸린 전압과, 입력된 기준 전압간의 차를 연산하여 컨버터(100)에 출력한다. 이때, 감지신호 출력수단(240)은 OP AMP를 이용한 차동 감산회로로서 기준 전압이 0V로 설정됨이 바람직하다. 즉, 감지신호 출력수단(240)은 병렬 연결된 정전류 출력수단(220)의 양단에 걸린 전압을 출력한다. The detection signal output means 240 calculates the difference between the voltage applied to both ends of the constant current output means 220 connected in parallel and the input reference voltage and outputs it to the
여기서 감지신호 출력수단(240)은 100% 출력일 때의 전압이 설정되고, 전체 모듈 중에서 단락된 모듈의 숫자에 비례하여 전체 출력값을 감소하여 출력한다. 이와 같은 전체 출력값은 정전류 출력수단(220)의 양단에 걸리는 전압과 동일한 범위 일 수 있다. Here, the voltage at the time of 100% output of the detection signal output means 240 is set, and the total output value is reduced in proportion to the number of short-circuited modules among all modules and outputted. This total output value may be in the same range as the voltage across both ends of the constant current output means 220 .
예를 들면, 감지수단(210)들은 제1 LED 모듈(310)과, 제2 LED 모듈(320), 제3 LED 모듈(330), 제4 LED 모듈(340)의 최종 LED(D11)와 그 다음 차순의 LED(D12) 사이에 각각 연결되어 각 모듈(310, 320, 330, 340)들의 순방향 전압(Vf)을 감지하여 High 또는 Low 신호를 출력한다. For example, the sensing means 210 is the
여기서 총 전체 LED 모듈(예를 들면, 4개의 모듈) 중에서 단락된 비율에 따라 컨버터에 출력되는 감지신호는 설정된 컨버터의 입력 전압의 최대값에서 단락된 비율에 따라 감소된 전압을 출력할 수 있다. Here, the detection signal output to the converter according to the short-circuit ratio among all LED modules (eg, 4 modules) may output a voltage reduced according to the short-circuit ratio from the maximum value of the input voltage of the set converter.
이와 같은 구성으로부터 본 발명은 보다 다양한 방식으로 LED 모듈(300)의 단락을 감지할 수 있다. From this configuration, the present invention can detect the short circuit of the
일 실시예로서 본 발명은 상술한 바와 같이 LED 모듈(300)의 순방향 전압을 통하여 단락 여부를 감지할 수 있다. 예를 들면, LED 모듈(300)들은 복수의 LED가 직렬 연결되며, 출력측의 최종 위치에 설치된 제1 LED(D11)의 입력측과 그 다음 차순의 제2 LED(D12)의 출력측 사이에 연결되어 해당 LED 모듈(300)의 순방향 전압(Vf)을 감지하여 단락 여부를 검출할 수 있다. As an embodiment, the present invention can detect whether or not a short circuit occurs through the forward voltage of the
그리고 감지신호 출력수단(240)은 단락된 숫자에 비례하여 설정된 전압을 감소시켜 출력한다. And the detection signal output means 240 reduces and outputs the set voltage in proportion to the shorted number.
따라서 컨버터(100)는 감지신호 출력수단(240)으로부터 입력된 감지신호의 전압 레벨을 확인하여 LED 모듈(300)에 공급하는 전원 레벨을 조절함에 따라 LED의 손상을 방지한다. Therefore, the
또한, 본 발명은 다른 실시예로서 LED 모듈(300)의 순방향 전압(Vf)으로 단락 여부를 감지하는 일실시예에서 최종 LED의 출력측 단자와 접지단 사이가 단선되었을 때를 이를 단락으로 감지할 수 없도록 구성된 다른 실시예를 더 포함할 수 있다. In addition, in another embodiment of the present invention, in one embodiment of detecting short circuit by forward voltage (Vf) of the
다른 실시예는 도 6을 참조하여 설명한다. Another embodiment is described with reference to FIG. 6 .
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 회로도이다. 6 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서, 복수의 LED가 직렬 연결되는LED 모듈, LED 모듈의 단락을 감지하는 감지수단(210)과, LED 그룹의 최종 LED에 연결된 접지단의 단락 감지 수단(ZD1)을 포함한다. Referring to FIG. 6, in another embodiment of the present invention, an LED module to which a plurality of LEDs are connected in series, a detection means 210 for detecting a short circuit of the LED module, and a short circuit detection of a ground end connected to the last LED of the LED group. means (ZD1).
LED 모듈(300)은 복수의 LED(D11, D12, D13, D14)가 직렬로 순차 연결된다. 여기서 제1 LED(D11)는 입력측과 가장 멀고, 출력단자가 접지단으로 연결되는 최종 LED에 해당된다. 또한, 제2 LED(D12)는 제1 LED(D11)의 입력단자에 연결되는 다음 차순의 LED에 해당된다. In the
감지수단(210)은 최종 LED(D11)와 그 다음 차순의 LED(D12) 사이에 연결된다. The sensing means 210 is connected between the last LED D11 and the next LED D12.
단락 감지 수단(ZD1)은 입력단자가 최종 LED(D11)의 출력측에 연결되고, 출력단자가 최종 LED(D11)의 입력측과 그 다음 차순의 LED(D12) 출력측 사이에 연결된다. 바람직하게로는 접지단의 단락 감지 수단(ZD1)은 제너 다이오드를 포함할 수 있다. The short circuit detecting means (ZD1) has an input terminal connected to the output side of the last LED (D11), and an output terminal connected between the input side of the last LED (D11) and the output side of the next LED (D12). Preferably, the short-circuit detection means ZD1 of the ground terminal may include a Zener diode.
이와 같이 다른 실시예는 최종 LED(D11)의 출력측에서 접지단 사이가 단락 되었을 때 최종 LED(D11)의 출력 단자에서 출력된 전압이 단락 감지 수단(ZD1)의 입력 단자로 입력되면서 감지수단(210)으로 정상 값보다 높은 전압을 출력한다. As such, in another embodiment, when a short circuit occurs between the ground terminals on the output side of the final LED (D11), the voltage output from the output terminal of the final LED (D11) is input to the input terminal of the short circuit detection means (ZD1), and the sensing means (210) ) outputs a voltage higher than the normal value.
즉, 다른 실시예는 최종 LED(D11)의 출력단자와 접지단 사이에 단락이 발생될 경우를 제너 다이오드를 적용하여 감지한다. That is, in another embodiment, when a short circuit occurs between the output terminal of the final LED D11 and the ground terminal, a Zener diode is applied to detect the occurrence.
또한, 본 발명은 저항을 이용하여 단락 여부를 감지할 수 있다. 이와 같은 또 다른 실시예는 도 7을 참조하여 설명한다. In addition, the present invention can detect whether or not a short circuit is present using a resistor. Another such embodiment will be described with reference to FIG. 7 .
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 간략 회로도이다. 7 is a simplified circuit diagram showing another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에서 LED 모듈(300)은 출력측에 위치한 최종 위치에 설치된 제1 LED(D11)에 제2 LED(D12)가 직렬 연결되고, 제3 LED(D13)가 제2 LED(D12), 제4 LED(D14)가 제3 LED(D13)에 직렬 연결된다. 여기서 제1 LED(D11)의 출력단자는 접지단으로 연결된다. Referring to Figure 7, in another embodiment of the present invention, the
또한, 또 다른 실시예는 제1 LED(D11)와 접지단 사이에서 단락 감지 저항(R11)이 설치되고, 감지수단(210)은 단락 감지 저항(R11)의 양단에 걸린 전압(Vs)을 감지하도록 연결된다. In addition, in another embodiment, a short circuit detection resistor R11 is installed between the first LED D11 and the ground terminal, and the sensing means 210 detects the voltage Vs across the short circuit detection resistor R11. connected to do
즉, 본 발명의 또 다른 실시예는 LED 모듈(300)의 출력측에서 다양한 방식으로 연결되어 단락을 감지하며, 단락된 LED 모듈(300)의 숫자에 따라 컨버터(100)의 설정된 입력 전압 범위 내로 감지 신호의 레벨을 조절하는 것을 특징으로 한다. That is, another embodiment of the present invention is connected in various ways at the output side of the
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 간략 회로도이다. 8 is a simplified circuit diagram showing another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예는 도 7의 실시예와 반대의 배치구조를 갖는다. 예를 들면, 또 다른 실시예는 출력측에 위치한 최종 위치에 설치된 출력측이 접지단에 연결되는 제1 LED(D11)의 입력측에 제2 LED(D12)가 직렬 연결되고, 제3 LED(D13)가 제2 LED(D12), 제4 LED(D14)가 제3 LED(D13)에 직렬 연결되는 LED 모듈(300)에서 시작단에 해당되는 제4 LED(D14)의 입력측에 단락 감지 저항(R12)이 설치되고, 감지수단(210)은 단락 감지 저항(R12)의 양단에 걸린 전압(Vs)을 감지하도록 연결된다. Referring to FIG. 8 , another embodiment of the present invention has an arrangement structure opposite to that of the embodiment of FIG. 7 . For example, in another embodiment, the second LED (D12) is connected in series to the input side of the first LED (D11), the output side of which is installed in the final position located on the output side, is connected to the ground terminal, and the third LED (D13) is In the
즉, 본 발명은 LED 모듈(300)의 입력측 또는 출력측에서 단락을 감지할 수 있고, 단락된 LED 모듈(300)의 숫자에 따라 컨버터(100)의 설정된 입력 전압 범위 내로 감지 신호의 레벨을 조절하는 것을 특징으로 한다. That is, the present invention can detect a short circuit on the input side or output side of the
이와 같은 본 발명의 작용 및 그 효과에 대하여 설명한다. 여기서 본 발명은 제너 다이오드로 이루어진 단락 감지 수단이 구비된 다른 실시예를 통하여 설명한다. The operation and effects of the present invention will be described. Here, the present invention will be described through another embodiment in which a short-circuit detection means made of a Zener diode is provided.
예를 들어, 제1 LED 모듈 내지 제4 LED 모듈(310, 320, 330, 340)은 단락되지 않았다. 각 LED 모듈(300)의 순방향 전압(Vf)은, 예를 들면, 3.8V로서 동일하고, 전체 감지 수단(210)은 모두 High를 출력하였다. 따라서 정전류 출력수단(220)의 양단에 걸리는 전압은 설정된 입력 전압 범위(0~10V) 내에서 100%에 해당하는 전압(예를 들면, 10V)이다. For example, the first to
따라서 감지 신호 출력수단(240)은 컨버터(100)에 10V의 전압을 출력한다. Therefore, the detection
또한, 본 발명은 총 4개의 LED 모듈(300)의 단락 여부를 감지하였을 때, 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다. In addition, the present invention can perform the following operation when detecting whether a total of four
예를 들면, 총 4개의 LED 모듈(예를 들면, 제1 LED 모듈(310)과 제2 LED 모듈, 제3 LED 모듈(330), 제4 LED 모듈) 중 2개의 LED 모듈(예를 들면, 제1 LED 모듈(310)과, 제4 LED 모듈)이에서 단락이 발생되면, 해당 제1 LED 모듈과 제4 LED 모듈(310, 340)에 연결되는 감지수단(210)은 Low 신호가 출력된다. For example, two LED modules (eg, a
반면에 단락되지 않은 제2 LED 모듈(320)과 제3 LED 모듈(330)에 연결된 감지수단(210)에서 High 신호가 출력된다. 그리고, 정전류 출력수단(220)들은 상호가 병렬 연결됨에 따라 단락 감지 신호를 출력하는 감지 수단(210)과, 단락되지 않은 감지 신호를 출력하는 감지 수단(210) 각각의 신호에 따라 전체 정전류 출력수단(220)들의 양단에 걸린 전압은 설정 입력 전압의 범위 중에서 50%가 감소된 전압(예를 들면, 5V)이 된다. On the other hand, a high signal is output from the
또한, 총 4개의 LED 모듈(예를 들면, 제1 LED 모듈(310)과 제2 LED 모듈, 제3 LED 모듈(330), 제4 LED 모듈) 중 3개의 LED 모듈(예를 들면, 제1 LED 모듈(310)과, 제3 LED 모듈(330), 제4 LED 모듈(340))에서 단락이 발생되었다. In addition, three LED modules (eg, the
그러면, 4개의 LED 모듈(310, 320, 330, 340) 모두 정상 동작일 때, 컨버터(100) 입력 단자(Vin)로 입력되는 전압이 최대값(예를 들면, 10V)이고, 단락이 감지된 LED 모듈(300)의 숫자에 비례하여 최대값에서 감소된다. Then, when all four
즉, 본 발명은 전체 LED 모듈(300) 중 50%만 동작되면, 컨버터(100) 입력 단자(Vin)의 최대값에서 50%가 감소된 전압이 입력되고, 전체 LED 모듈(300) 중 25%만 동작되면 컨버터(100) 입력 전압의 최대값에서 25%에 해당되는 전압이 출력된다. That is, in the present invention, when only 50% of the
이를 볼 때, 본 발명은 종래의 PWM 제어 방식을 통한 병렬 연결된 LED 그룹의 제어 방식과 달리 MCU와 같은 고가의 장치를 사용하지 않고서도 보다 정확한 감지 결과를 산출할 수 있다. In view of this, the present invention can produce more accurate sensing results without using an expensive device such as an MCU, unlike the conventional method of controlling LED groups connected in parallel through a PWM control method.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and is common in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications and implementations are possible by those with knowledge of, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.
100 : 컨버터
200 : 모니터링부
210 : 감지수단
220 : 정전류 출력수단
230 : 기준 전원
240 : 감지신호 출력수단
300 : LED 모듈
ZD1 : 단락 감지 수단100: converter
200: monitoring unit
210: detection means
220: constant current output means
230: reference power
240: detection signal output means
300: LED module
ZD1: short circuit detection means
Claims (5)
복수의 LED 모듈(300)에 전원을 공급하는 컨버터(100); 및
LED 모듈(300)의 단락을 감지하여 컨버터(100)에 감지신호를 출력하는 모니터링부(200); 를 포함하고,
모니터링부(200)의 감지신호는 컨버터(100)의 입력 단자(Vin)에 설정된 전압 범위 내에서 단락된 LED 모듈(300)의 숫자에 비례한 전압이고,
컨버터(100)는
모니터링부(200)에서 입력된 감지 신호의 전압 레벨에 따라 복수의 LED 모듈(300)에 출력되는 전원의 레벨을 조절하는 것; 을 특징으로 하는 병렬 연결된 LED 모듈의 제어 시스템.
A plurality of LED modules 300 connected in parallel;
Converter 100 for supplying power to a plurality of LED modules 300; and
A monitoring unit 200 for detecting a short circuit of the LED module 300 and outputting a detection signal to the converter 100; including,
The detection signal of the monitoring unit 200 is a voltage proportional to the number of short-circuited LED modules 300 within the voltage range set at the input terminal Vin of the converter 100,
The converter 100 is
Adjusting the level of power output to the plurality of LED modules 300 according to the voltage level of the detection signal input from the monitoring unit 200; Control system of parallel connected LED modules characterized by.
LED 모듈(300)별로 각각 연결되는 복수로서 서로 다른 LED 모듈(300)의 순방향 전압(Vf)을 각각 감지하여 기준 전원(230)과 비교하는 감지수단(210);
감지수단(210)별로 각각 연결되는 복수로서 감지수단(210)의 출력을 정전류로 변환 및 출력하는 정전류 출력수단(220);
정전류 출력수단(220)들의 양단에 걸린 전압을 컨버터(100)에 출력하는 감지신호 출력수단(240); 을 포함하고,
정전류 출력수단(220)들은 상호 병렬 연결되는 것; 을 특징으로 하는 병렬 연결된 LED 모듈의 제어 시스템.
The method according to claim 1, the monitoring unit 200
Sensing means 210 for detecting forward voltages (Vf) of different LED modules 300 as a plurality connected to each LED module 300, respectively, and comparing them with the reference power source 230;
Constant current output means 220 for converting and outputting the output of the sensing means 210 into a constant current as a plurality connected to each sensing means 210;
a detection signal output means 240 for outputting a voltage across the constant current output means 220 to the converter 100; including,
The constant current output means 220 are connected in parallel with each other; Control system of parallel connected LED modules characterized by.
비교기(Comparator) 인 것을 특징으로 하는 병렬 연결된 LED 모듈의 제어 시스템.
The method according to claim 2, the sensing means (210)
Control system of parallel connected LED modules, characterized in that the comparator (Comparator).
LED 모듈(300)별로 직렬 연결되는 LED 들 중 어느 하나와 병렬 연결되는 제너 다이오드; 를 더 포함하는 병렬 연결된 LED 모듈의 제어 시스템.
The method according to claim 2, the sensing means (210)
A Zener diode connected in parallel with any one of the LEDs connected in series for each LED module 300; A control system of LED modules connected in parallel further comprising a.
LED 모듈(300)에서 최종 LED의 출력 단자에 연결되는 전원라인에 설치된 감지 저항; 을 포함하는 병렬 연결된 LED 모듈의 제어 시스템.
The method according to claim 2, the sensing means (210)
A sensing resistor installed in the power line connected to the output terminal of the final LED in the LED module 300; Parallel-connected LED module control system comprising a.
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KR101753193B1 (en) | 2017-03-10 | 2017-07-03 | 김종희 | Current control method for LED lighting fixtures through PWM control of LED modules connected in parallel |
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