KR100706037B1

KR100706037B1 - 엘이디신호등의 제어장치

Info

Publication number: KR100706037B1
Application number: KR1020040063815A
Authority: KR
Inventors: 정필규; 이호성
Original assignee: 정필규; 이호성
Priority date: 2004-08-13
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2007-04-10
Also published as: KR20060015015A

Abstract

본 발명은 LED신호등의 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면, 신호등케이스에 LED모듈과 함께 설치된 전원 변환기를 신호등지지대의 하부 내측에 이동 설치하여 관리자가 유지·보수하는데 편하게 하였으며, 보조 전원변환기와 컨트롤러 그리고 오류표시수단 및 통신수단을 구비하여 주 전원 장치가 손상되었을 경우 인공 지능적 대처를 할 수 있도록 구성되어 있으며, 그 외 LED신호등의 공급전압이 다를 경우 트랜스를 조작하여 원하는 전압을 공급 할 수 있도록 구성된 LED신호등의 제어장치인 것이다.

철망의 제조장치. 클립. 결속장치. 종와이어 인출기.

Description

엘이디신호등의 제어장치{LED(Light Emitting Diode) signal lamp control unit}

도1은 종래 LED신호등의 전원 변환기 설치 구성도.

도2는 본 발명에 따른 LED신호등 제어장치의 설치 구성도.

도3은 본 발명에 따른 LED신호등 제어장치의 구성도.

도4는 본 발명에 따른 LED신호등 제어장치의 구성도(4개의 LED모듈 설치시).

도5는 본 발명에 따른 LED신호등 제어장치의 작동 순서도.

<도면 부호의 설명>

신호등케이스(1), 신호등지지대(2), 전원 변환기(3), 트랜스(11), 주 전원 변환기(12), 보조 전원 변환기(13), 컨트롤러(14), 절체스위치(15), LED모듈(16), 오류표시수단(17), 유선통신수단(18), 무선통신수단(19)

일반적으로 도로주변에는 교통흐름을 원활히 하기 위하여 차량용, 보행자용 교통신호등이 설치되어 있다. 상기 교통신호등의 경우 종래에는 신호등의 점멸을 필라멘트 방식의 백열등을 사용하여 단순히 점멸 기능만을 수행하였다. 백열전구는 전력소모가 많아 유지비용이 비씨고 전구내부의 피라멘트 수명이 짧아 자주 교체하여야 하는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 LED(Light Emitting Diode)를 구비한 교통신호등이 최근에 많이 사용되고 있다. LED는 PN접함시에 순방향으로 바이어스(bias) 시킬 때 정공(hole)과 전자(electron)가 재결합하면서 빛을 발산하는 원리를 이용한 것이다. LED는 저 전압 소 전류로 작동가능하며 전구에 비하여 효율이 높고 전원소비가 적고 또한 수명이 대단히 길어 교통신호등을 비롯한 전기계측기의 디스플레이부 표시소자로 많이 사용되고 있다.

LED신호등은 광원을 LED소자를 사용하여 기존의 백열전구 이용시 보다 전력소모가 약80~90%이상 절약할 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 LED의 장점에 따라 우리나라에서도 전기절약 차원에서 일반 백열전구 신호등을 LED신호등으로 교체 하여 시행되고 있다.

일반적으로 LED교통신호등은 110/220V의 상용전원을 정류장치에 인가하여 직류성분으로 전환하여 LED신호등을 점등시키는 구성으로 이루어진다. 현재 이러한 LED교통신호등에 대한 많은 연구 개발이 이루어지고 있다.

예를 들어, 대한민국특허청 등록실용신안공보 등록번호 20-0334202에는 하우징 내에 다수의 발광 다이오드(Light Emitted Diode: LED)로 구성된 LED모듈이 회로기판 위에 형성되고, 상기 회로기판을 보호하고 방수를 위한 렌즈를 구비하는 LED 신호등에 있어서, 상기 렌즈가 외부 표면이 무반사 처리된 평면렌즈인 것을 특증으로 하는 LED신호등이 기술되어 있으며,

동 공보 등록번호 20-0315451에는 기존의 어느 신호등에도 설치하여 사용할 수 있게 한 호환성을 갖는 LED신호등이 기술되어 있고,

동 공보 등록번호 20-0191371에는 LED의 작동여부를 검출하여 오류시 비상등을 작동하고 오류신호를 교통 신호 제어기에 전달하는 LED신호등 오류검출장치 및 비상등 작동장치가 기술되어 있으며,

동 특허공보 공개번호 특2002-0078450에는 보호 유리를 지닌 본체 내부에 적,황,녹색 중 적어도 하나의 색의 발공채를 지닌 광원과 하나의 전력 공급원을 지닌 신호등은 광원이 방해차단수단을 지니고 있고 장치의 제1,2입력단이 공급원의 제1,2출력단에 연결되고 장치의 출력단들은 광원의 입력단에 연결되어 구성된 저전력 및 팬텀 효과를 방지할 수 있는 LED신호등 제어장치가 기술되어 있고,

동 특허공보 공개번호 특2003-0079614에는 도전체로 형성되며 볼트결합이 가 능하도록 구성되는 도전연결구가 LED모듈과 전원변환기를 볼트결합을 통하여 통전가능토록 간편하게 연결하는 LED신호등의 LED모듈 전원연결구조가 기술되어 있으며,

동 특허공보 공개번호 특2003-0080175에는 교통신호등에 사용되는 발광다이오드(LED)의 광출력을 온도에 따라 일정하게 유지하기 위한 LED신호등의 LED광출력 유지 제어기가 기술되어 있고,

동 특허공보 공개번호 10-2004-0016939에는 적어도 하나 이상의 LED신호등을 제어하는 교통신호 제어기의 전원부로부터 교류 전압을 입력받아 각기 대응되는 LED 신호등을 점멸하는 장치에 있어서, 상기 전원부로부터 직접적으로 교류 전압을 입력받아 직류전압으로 정류하는 정류부와, 각기 대응된 상기 LED 신호등의 일정한 광도를 유지하도록 상기 정류부와 상기 LED신호등의 LED램프 사이에 개재된 정 전압 유지부를 포함하는 장치와 이의 구동방법을 제공함으로써, 직접적으로 교통신호 제어기로부터 교류 전압을 인가받아 LED신호등을 점멸하기 때문에 종래 기술에 비하여 회로의 구성이 매우 간단하고 변압기 또는 콘덴서와 같은 소자의 내구성 문제점으로 인한 유지 보수가 요구되지 않을 뿐만 아니라, 정 전압 유지부에 의해 일정한 광도를 유지할 수 있도록 함과 동시에 LED램프가 운전자 또는 보행자에 의해 인지되지 않는 ms 범위 내에서 반복적으로 점멸되어 별도의 장치 구성없이 LED 램프를 바람직한 온도로 냉할 수 있는 LED신호등 구동장치 및 그 방법이 기술되어 있으나,

기존 LED신호등은 높은 곳, 즉 지지대(기둥)의 상부에 LED모듈과 전원변환기 가 같이 붙어 설치되어 있어, 전원변환기 작동 시 필요한 전원선이 지지대(기둥)의 상부까지 올라가게 되어 중량이 무겁고 지지대의 내부 공간을 많이 차지하게 되어 굵고 단단한 지지대가 사용되고 있고 있으며, 고장 또한 자주 발생하게 되며, 또한 전원 변환기에 이상발생시 관리자들이 기계적인 힘을 동원하지 않고서는 높은 곳에 설치된 전원 변환기를 보수할 수 없다는 문제점과,

전원 변환기에 이상이 있을 경우 LED신호등이 동작하지 않아 교통 혼잡을 줄뿐만 아니라 자칫 대형 사고를 초래하여 막대한 인명 및 재산상의 손실을 줄 수 있으며, LED모듈과 전원 변환기의 이상 유무를 관리자가 직접 체크해야 하는 문제점이 있다.

그 외에도 종래의 LED신호등은 각 회사별, 색깔별로 공급 전압 값이 달라 기존 회사의 도산이나, 다음 입찰시 탈락하면 기존 신호등의 전원 변환기가 손상되었을 경우 유지·보수에 많은 돈과 시간이 낭비되는 문제점이 있어 왔다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 지지대(기둥)의 상부에 설치된 신호등에 LED모듈과 함께 설치되어 있던 전원변환기를 지면에 가깝게 지지대(기둥)의 하부 내측에 설치하여, 신호등까지 올라가는 전선의 수를 적게 하여 무게를 줄여 얇은 두께의 지지대를 사용할 수 있으며, 또한 전원 변환기에 이상발생시 관리자가 기계적인 힘을 동원하지 않고 손쉽게 유지·보수할 수 있고,

전원변환기를 주와 보조로 2개 설치하여 이상 발생시에도 보조 전원 변환기 에 의해 LED모듈이 동작하며, 제품에 따라 전압 값이 다른 다양한 LED모듈과 호환되도록 전원 입력부에 트랜스(trans)를 설치하여 제품에 맞는 전압으로 변압시켜 사용가능하며, 통신수단을 구비하여 전원변환기와 LED모듈에 이상발생시 관리자가 위치한 통제실에 신호를 전송하도 구성된 LED신호등의 제어장치를 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제인 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 LED신호등의 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면, 유지·보수가 쉽도록 지면에 가깝게 신호등 지지대(기둥)의 하부 내측에 설치되어 있으며, 신호등의 공급전원(AC220V)을 LED모듈에 맞는 전원으로 변압시키는 두개의 트랜스와, 상기 두 개의 트랜스에 각각 연결되어 출력되는 교류전압(AC)을 직류전압(DC)으로 변환시키는 주 전원변환기와 보조 전원변환기와, 상기 주 전원변환기와 보조 전원변환기로 상호 절체시키는 절체스위치와, 상기 절체스위치에 연결되어 출력되는 전원을 입력받아 작동되는 다수개의 LED소자가 기판에 장착된 LED모듈과, 상기 주 전원변환기와 보조 전원변환기 및 LED모듈의 작동상태를 감지하며, 상기 주 전원변환기의 이상 감지 시 절체스위치를 제어하여 보조 전원변환기로 절체 되도록 하는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러의 제어신호에 따라 동작되며, 3개의 램프로 구성되어 주 전원변환기와 보조 전원변환기 및 LED모듈의 이상 유무를 표시하는 오류표시수단과, 상기 오류표시수단과 같이 상기 컨트롤러의 제어신호에 따라 동작되며, 주 전원변환기와 보조 전원변환기 및 LED모듈의 이상 발생시 이를 관리자가 위치한 통제실로 전송하는 유무선 통신수단으로 구성된 LED신호등의 제어장치인 것이다.

본 발명의 특징은 지지대(기둥)의 상부에 설치된 신호등에 LED모듈과 함께 설치되어 있던 종래의 LED신호등의 전원변환기를 지면에 가깝게 지지대(기둥)의 하부 내측에 설치하여, 신호등까지 올라가는 전선의 수를 적게 하여 무게를 줄여 얇은 두께의 지지대를 사용할 수 있으며, 고장발생시에도 기계적인 힘을 동원하지 않고 손쉽게 유지·보수할 수 있도록 구성한 것이다.

또한, 본 발명은 도면1과 같이 지지대(기둥)의 상부에 설치된 신호등케이스 (1)에 LED모듈(16)과 함께 설치되어 있던 종래의 LED신호등의 전원변환기(3)를 도면 2와 같이 신호등지지대(2)의 하부 내측에 이동 설치하여 신호등까지 올라가는 전선의 수를 적게 하여 얇은 두께의 지지대를 사용할 수 있으며, 고장발생시에도 기계적인 힘을 동원하지 않고 손쉽게 유지·보수할 수 있도록 구성하였으며, 보조 전원변환기(13)와 컨트롤러(14) 그리고, 오류표시수단 및 통신수단을 구비하여 주 전원 장치가 손상되었을 경우 인공 지능적 대처를 할 수 있게 하였다.

그 외 LED신호등의 공급전압이 다를 경우 트랜스(11)를 조작하여 원하는 전압을 공급 할 수 있다.

상기 주 전원 변환기(12), 보조 전원 변환기(13)와 컨트롤러(14)는 신호등 1 색당 각각 1개씩 있으며, 적색, 황색, 녹색, 화살표의 4가지 LED모듈(16)이 있다면 도4에 도시된 바와 같이 모두 4개의 장치가 필요하며, 상기 트랜스(11)는 주 전원변환기(12)와 보조 전원변환기(13)에 각각 1개씩 설치되어 8개가 필요하다.

본 발명에서 주 전원 변환기(12)와 보조 전원 변환기(13)를 상호 절체하는 기술 및 장치의 이상 유무를 외부로 전송하는 유, 무선통신수단(18,19)은 당 분야에서 사용하는 통상의 기술을 사용한 것으로서, 구체적인 기술은 생략한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 도 5에 도시된 바와 같이 신호등 중앙 컨트롤러(미도시)에서 오는 220V 전원이 인가되면, 트랜스(11)에 의해 일정 전압으로 변압되어 주 전원 변환기(12)와 보조 전원 변환기(13)에 전압이 인가되며, 그와 동시에 컨트롤러(14)가 동작하여, 주 전원 변환기(12)의 이상 유무를 판단하고, 이상이 있을시 절체스위치(15)에 의해 주 전원 변환기(12)에서 보조 전원 변환기(13)로 절체되어, 보조 전원변환기(13)로부터 출력되는 전압이 LED모듈(16)로 공급 전원으로 공급되며, 그 이상 유무는 오류표시수단(17)에 나타나게 되며, 유, 무선통신수단 (18,19)을 통해 관리자에게 이 사항을 알리도록 구성된 것이다.

이하 실시 예를 통해 보다 상세히 설명한다.

<실시 예 1 : 주 전원 변환기에 이상이 없을 경우>

신호등의 LED모듈(16)을 ON 시키기 위해 신호등 중앙 컨트롤러(미도시)에서 AC 220V의 전원이 인가되면, LED모듈에 맞는 전압으로 변압되도록 미리 설정된 트랜스(11)에 의해 변압된 다음, 주 전원 변환기(12)에 의해 교류전원(AC)이 직류전원(DC)으로 변환된 다음. LED모듈(16)에 인가되어 동작된다. 컨트롤러(14)는 주 전원 변환기(12)와 보조 전원변환기(13) 및 LED모듈(16)을 실시간으로 체크하여, 그 이상 유무를 오류표시수단(17)에 표시하고, 유, 무선통신수단(18,19)을 통해 관리자에게 전송한다.

<실시 예 2 : 주 전원 변환기에 이상 발생시>

신호등의 LED모듈(16)을 ON 시키기 위해 신호등 중앙 컨트롤러(미도시)에서 AC 220V의 전원이 인가되면, LED모듈에 맞는 전압으로 변압되도록 미리 설정된 트랜스(11)에 의해 변압된 다음, 주 전원 변환기(12)에 의해 교류전원(AC)이 직류전원(DC)으로 변환시 이상이 발생하게 되면, 컨트롤러(14)가 이를 감지하여 절체스위치(15)를 동작시켜 보조 전원변환기(13)로 절체된 다음, 보조 전원변환기(13)에 의해 교류전원(AC)을 직류전원(DC)으로 변환된 다음, 변환된 직류전원이 LED모듈(16)에 인가되어 동작된다. 컨트롤러(14)는 주 전원 변환기(12)의 이상을 오류표시수단 (17)에 표시하고, 유, 무선통신수단(18,19)을 통해 관리자에게 전송한다.

<실시 예 3 : LED모듈 이상 발생시>

LED모듈(16)에 이상이 발생하게 되면, 컨트롤러(13)가 이상을 감지하여, LED모듈(16)에 이상이 발생됨을 오류표시수단(17)에 표시하고 유, 무선통신수단(18,19)을 통해 관리자에게 전송한다.

상기와 같이 동작하게 되면, 관리자의 유·보수는 더욱 신속하게 이루어지고 교통신호도 오류 없이 정확히 동작된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 살펴본다.

도1은 종래 LED신호등의 전원 변환기 설치 구성도, 도2는 본 발명에 따른 LED신호등 제어장치의 설치 구성도, 도3은 본 발명에 따른 LED신호등 제어장치의 구성도, 도4는 본 발명에 따른 LED신호등 제어장치의 구성도(4개의 LED모듈 설치 시), 도5는 본 발명에 따른 LED신호등 제어장치의 작동 순서도를 나타낸 것이며, 신호등케이스(1), 신호등지지대(2), 전원 변환기(3), 트랜스(11), 주 전원 변환기 (12), 보조 전원 변환기(13), 컨트롤러(14), 절체스위치(15), LED모듈(16), 오류표시수단(17), 유선통신수단(18), 무선통신수단(19)을 나타낸 것임을 알 수 있다.

도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 LED신호등의 제어장치는 유지·보수가 쉽도록 지면에 가깝게 신호등 지지대(기둥)(2)의 하부 내측에 설치되어 있으며, 신호등의 공급전원(AC220V)을 LED모듈(16)에 맞는 전원으로 변압시키는 두 개의 트랜스(11,11')와, 상기 두 개의 트랜스(11,11')에 각각 연결되어 출력되는 교류전압(AC)을 직류전압(DC)으로 변환시키는 주 전원변환기(12)와 보조 전원변환기(13)와, 상기 주 전원변환기(12)와 보조 전원변환기(13)로 상호 절체시키는 절체스위치(15)와, 상기 절체스위치(15)에 연결되어 출력되는 전원을 입력받아 작동되는 다수개의 LED소자가 기판에 장착된 LED모듈(16)과, 상기 주 전원변환기(12)와 보조 전원변환기(13) 및 LED모듈(16)의 작동상태를 감지하며, 상기 주 전원변환기 (12)의 이상 감지 시 절체스위치(15)를 제어하여 보조 전원변환기(13)로 절체되도록 하는 컨트롤러(14)와, 상기 컨트롤러(14)의 제어신호에 따라 동작되며, 3개의 램프로 구성되어 주 전원변환기(12)와 보조 전원변환기(13) 및 LED모듈(16)의 이상 유무를 표시하는 오류표시수단(17)과, 상기 오류표시수단(17)과 같이 상기 컨트롤러(14)의 제어신호에 따라 동작되며, 주 전원변환기(12)와 보조 전원변환기(13) 및 LED모듈(16)의 이상 발생시 이를 관리자가 위치한 통제실로 전송하는 유, 무선통신수단(18,19)으로 구성된 LED신호등의 제어장치인 것이다.

본 발명은 지지대(기둥)의 상부에 설치된 신호등에 LED모듈과 함께 설치되어 있던 전원변환기가 지면에 가깝게 지지대(기둥)의 하부 내측에 설치되어, 신호등까지 올라가는 전선의 수를 적게 하여 무게를 줄여 얇은 두께의 지지대를 사용할 수 있으며, 관리자가 기계적인 힘을 동원하지 않고 손쉽게 유지·보수할 수 있고, 전원변환기를 주와 보조로 2개 설치하여 주 전원 변화기에 이상이 있어도 보조 전원 변환기에 의해 LED모듈이 동작하게 되어지며, 전원 입력부에 트랜스(trans)를 설치하여 제품에 따라 전압 값이 다른 다양한 LED모듈과 호환이 가능하며, 통신수단에 의해 전원변환기와 LED모듈에 이상 유무를 실시간으로 확인할 수 있어, 신속히 대처할 수 있어 신호등 이상에 따른 교통체증과 사고를 방지 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

LED신호등의 제어장치에 있어서, 유지·보수가 쉽도록 지면에 가깝게 신호등 지지대(기둥)(2)의 하부 내측에 설치되어 있으며, 신호등의 공급전원(AC220V)을 LED모듈(16)에 맞는 전원으로 변압시키는 두개의 트랜스(11,11')와, 상기 두 개의 트랜스(11,11')에 각각 연결되어 출력되는 교류전압(AC)을 직류전압(DC)으로 변환시키는 주 전원변환기(12)와 보조 전원변환기(13)와, 상기 주 전원변환기(12)와 보조 전원변환기(13)로 상호 절체시키는 절체스위치(15)와, 상기 절체스위치(15)에 연결되어 출력되는 전원을 입력받아 작동되는 다수개의 LED소자가 기판에 장착된 LED모듈(16)과, 상기 주 전원변환기(12)와 이상 감지시 절체스위치(15)를 제어하여 보조전원변환기(13)로 절체되도록 하는 컨트롤러(14)와, 상기 컨트롤러 (14)의 제어신호에 따라 동작되며, 3개의 램프로 구성되어 주 전원변환기(12)와 보조 전원변환기(13) 및 LED모듈(16)의 이상유무를 표시하는 오류표시수단(17)과, 상기 오류표시수단(17)과 같이 상기 컨트롤러(14)의 제어신호에 따라 동작되며, 주 전원변환기(12)와 보조 전원변환기(13) 및 LED모듈(16)의 이상 발생시 이를 관리자가 위치한 통제실로 전송하는 유,무선통신수단(18,19)으로 구성되어 있음을 특징으로 하는 LED신호등의 제어장치.
제1항에 있어서, LED신호등의 제어장치는 신호등의 공급전원(AC220V)을 LED 모듈(16)에 맞는 전원으로 변압시키는 두 개의 트랜스(11,11')가 구비되어 있음을 특징으로 하는 LED신호등의 제어장치.
제1항에 있어서, LED신호등의 제어장치는 상기 두 개의 트랜스(11,11')에 각각 연결되어 출력되는 교류전압(AC)을 직류전압(DC)으로 변환시키는 주 전원변환기 (12)와 보조 전원변환기(13)가 이상 발생시 절체스위치(15)에 의해 상호 절체되도록 구성되어 있음을 특징으로 하는 LED신호등의 제어장치.
제1항에 있어서, LED신호등의 제어장치는 컨트롤러(14)의 제어신호에 따라 동작되며, 주 전원변환기(12)와 보조 전원변환기(13) 및 LED모듈(16)의 이상 발생시 이를 관리자가 위치한 통제실로 전송하는 유,무선통신수단(18,19)이 구비되어 있음을 특징으로 하는 LED신호등의 제어장치.