KR101020867B1 - 발광 다이오드 램프를 이용한 항공 등화 시스템 - Google Patents

발광 다이오드 램프를 이용한 항공 등화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 램프를 이용한 항공 등화 시스템에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 발광 다이오드 램프의 소비 전류 검출없이 발광 다이오드 램프의 손상 유무를 판별할 수 있고, 부하 변경등으로 인해 발광 다이오드 램프의 밝기가 변경되는 것이 방지되며, 전기선의 연장이나 별도의 전기 부속을 추가하지 않아서 발광 다이오드 램프의 매설 공사나 발광 다이오드 램프의 교체가 매우 간단한 발광 다이오드 램프를 이용한 항공 등화 시스템을 제공하는 데 있다. 이를 위해 정전류 조정기; 종단 필터; 절연변압기; 개별전구 감시제어장치 및 발광 다이오드 드라이브를 포함하는 발광 다이오드 제어유닛; 발광 다이오드 램프; 직렬통신 장치; 및, 메인 제어장치; 로 이루어지며, 상기 발광 다이오드 제어유닛은 상기 개별전구 감시제어장치와 상기 발광 다이오드 드라이브를 감싸는 외장체를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용한 항공 등화 시스템을 개시한다.
항공 등화, 발광 다이오드 램프, 소비 전류, 램프 점등, 램프 손상

Description

발광 다이오드 램프를 이용한 항공 등화 시스템{AIRFIELD LIGHT SYSTEM USING A LUMINESCENT DIODE LAMP}
본 발명은 발광 다이오드 램프를 이용한 항공 등화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 다이오드 램프의 손상시에 일정한 밝기를 유지시키며 발광 다이오드 램프의 손상 유무를 인식할 수 있는 발광 다이오드 램프를 이용한 항공 등화 시스템에 관한 것이다.
비행기가 이륙 및 착륙을 하기 위하여 이용되는 활주로는 국제 민간 항공 협약에 따른 기준에 의하여 건설된다.
국제 민간 항공 협약에 따르면, 활주로에 이용되는 시각보조시설인 항공등화는 정밀 진입을 위한 진입등시스템등, 활주로 중심선등 및, 활주로 말단등 및, 활주로등이 구비되어야 하며, 이들 등들은 최소 85%가량 이상이 가동되어야만 한다. 또한, 항공등화는 국제 민간 항공 협약에서 제시하는 밝기를 만족시키기 위해서, 할로겐 램프가 주를 이루어 이용되어 왔다.
이러한 할로겐 램프용 항공 등화를 이용하는 활주로등은 등들 각각이 개별적으로 점등될 수 있도록 항공 등화 시스템에 의해 제어 되고 있다. 또한, 항공 등화 시스템은 등들 각각의 손상 유무를 판별할 수 있는 장치를 구비하고 있다. 상기 항공 등화 시스템은 할로겐 램프의 손상 유무를 판별하기 위하여 할로겐 램프의 소비 전류를 검출하게 된다. 이 경우, 항공 등화 시스템은 소비 전류가 없는 할로겐 램프를 손상 상태로 간주하게 되고, 손상된 할로겐 램프 쪽의 입력단을 닫아 폐회로를 계속적으로 유지하게 된다.
최근, 발광 다이오드(light emitting diode; LED)는 계속적인 발달에 의해 수명성 및 전력대비 밝기등의 특성이 할로겐 램프보다 월등해지고 있다. 그에 따라, 활주로에 이용되는 할로겐 램프는 발광 다이오드 램프로 교체되는 추세에 있다.
상기 발광 다이오드 램프는 할로겐 램프보다 훨씬 적은 전력을 소비하게 된다. 이 경우, 항공 등화 시스템은 발광 다이오드 램프의 소비 전력을 측정하여 발광 다이오드 램프의 밝기를 제어하거나 손상 유무를 확인해야 국제 민간 항공 협약에 따른 기준을 준수 할 수 있다. 그런데, 발광 다이오드 램프의 소비 전력은 발광 다이오드 램프를 위한 주변 장치들의 소비전력보다 낮은 상태로 있다. 따라서, 발광 다이오드 램프를 이용한 항공 등화 시스템은 발광 다이오드 램프를 위한 주변 장치의 소비 전류량이 많아 발광 다이오드 램프의 소비 전류를 정확히 측정하지 못하는 문제가 발생하게 되고, 발광 다이오드 램프의 손상 유무를 알 수 없게 되는 문제가 있다.
더불어, 상기한 발광 다이오드 램프의 소비 전류를 측정하지 못해 발광 다이오드 램프의 손상 유무를 알 수 없게 되는 문제가 발생하는 경우, 발광다이오드 램 프를 이용한 항공등화 시스템은 부하가 변경된 것을 인식하지 못하게 된다. 따라서, 나머지 발광 다이오드 램프는 순간적으로 밝기가 더 밝아지게 되거나, 부하 변경으로 인한 순간적인 전류 유입등으로 발광 다이오드 램프가 손상되는 문제가 발생하기도 한다.
또한, 활주로에 매설되는 전기 라인은 대략 500m 정도로 매우 길기 때문에 전송 효율을 이유로 교류전압을 전송하게 된다. 그런데, 교류를 이용하는 할로겐 램프와는 달리 직류를 이용하는 발광 다이오드 램프는 전압변환등의 부가적인 회로가 많이 포함되어 발광 다이오드 램프의 매설 지점에 부가적인 전기 부속을 많이 설치하게 된다. 따라서, 전기선의 연장 및 전기 부속의 추가는 항공 등화 시스템의 비용을 증가시키고, 항공 등화 시스템을 더욱 복잡하게 하여 발광 다이오드 램프의 매설 공사시나 발광 다이오드 램프의 고장으로 인한 교체시 작업이 매우 번거러운 작업을 유발시킨다.
더불어, 발광 다이오드 램프는 전기적인 특성에 의하여 할로겐 램프에 비하여 상대적으로 많은 양의 회로 부속을 필요로 한다. 상기 회로 부속은 발광 다이오드의 정전압 및 정전류등을 유지시키기 위한 부속들이다. 이 경우, 회로 부속은 발광 다이오드 램프와 함께 일체형으로 형성되는데, 회로 부속과 일체형으로 형성되는 발광 다이오드 램프는 고장시에 발광 다이오드뿐만 아니라 회로 부속도 함께 교체되므로, 교체 비용이 낭비되는 문제가 발생하기도 한다. 또한, 발광 다이오드 램프에 삽입되는 회로 부속은 발광 다이오드 램프의 내구성 및 내충격성을 약하게 하여 발광 다이오드 램프의 수명을 감소시키는 문제를 유발시킨다.
본 발명의 기술적 과제는 발광 다이오드 램프의 소비 전류 검출없이 발광 다이오드 램프의 손상 유무를 판별할 수 있는 발광 다이오드 램프를 이용한 항공 등화 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 부하 변경등으로 인해 발광 다이오드 램프의 밝기가 변경되는 것이 방지되는 발광 다이오드 램프를 이용한 항공 등화 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 전기선의 연장이나 별도의 전기 부속을 추가하지 않아서 발광 다이오드 램프의 매설 공사나 발광 다이오드 램프의 교체가 매우 간단한 발광 다이오드 램프를 이용한 항공 등화 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 발광 다이오드 램프에 설치되는 회로 부속에 의해 발광 다이오드 램프의 내구성 및 내충격성이 약화되어 발광 다이오드 램프의 수명이 감소하는 것이 방지되는 발광 다이오드 램프를 이용한 항공 등화 시스템을 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 발광 다이오드 램프를 이용한 항공등화 시스템은 일정한 전류를 출력시키는 정전류 조절기; 상기 정전류 조절기에 전기적으로 연결되어 상기 정전류 조절기로 유입되는 고주파신호를 필터링하는 종단 필터; 상기 정전류 조절기에 전기적으로 연결되는 통신용 절연변압기와 상 기 정전류 조절기에 전기적으로 연결되는 복수개의 전력공급용 절연변압기를 포함하는 절연변압기; 상기 정전류 조절기에 전기적으로 연결되는 복수 개의 발광 다이오드 제어 유닛; 상기 발광 다이오드 제어 유닛에 전기적으로 연결되는 복수 개의 발광 다이오드 램프; 상기 통신용 절연변압기와 전기적으로 연결되는 직렬통신 장치; 및 상기 직렬통신 장치와 전기적으로 연결되고, 상기 직렬통신 장치에 신호를 보내 상기 복수 개의 발광 다이오드 제어 유닛을 구동시켜 상기 발광 다이오드 램프를 턴 온 또는 턴 오프시키는 메인제어 장치; 를 포함하여 형성되는 발광 다이오드 램프를 이용한 항공등화 시스템에 있어서, 상기 발광 다이오드 제어유닛은 상기 전력공급용 절연변압기 각각에 전기적으로 연결되는 복수 개의 개별전구 감시제어 장치; 상기 개별전구 감시제어 장치 각각과 전기적으로 연결되는 복수 개의 발광 다이오드 드라이브; 및 상기 개별전구 감시제어장치 및 상기 발광 다이오드 드라이브를 감싸는 외장체; 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 복수 개의 발광 다이오드 드라이브는 각각에 연결된 상기 발광 다이오드 램프의 손상 유무를 검출하고, 상기 발광 다이오드 램프의 손상시 상기 손상된 발광 다이오드 램프의 출력단은 단락시키며, 상기 손상된 발광 다이오드 램프 이외의 발광 다이오드 램프에는 일정한 전류를 공급시켜 일정한 밝기로 유지시킬 수 있다.
한편, 상기 개별전구 감시제어장치는 상기 전력공급용 절연 변압기와 전기적으로 연결되는 전원부 변압기; 상기 전력공급용 절연 변압기와 전기적으로 연결되는 통신부 변압기; 상기 전원부 변압기와 전기적으로 연결되어 일정한 전압을 출력 하는 전원부; 상기 전력공급용 절연 변압기와 상기 발광 다이오드 드라이브 사이를 전기적으로 연결시키는 전력 제어부; 상기 전원부 및 상기 전력 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 메인 제어장치에서 출력되는 신호에 의해 상기 발광 다이오드 드라이브의 전원을 인가 또는 차단하도록 상기 전력 제어부를 제어하는 감시제어 중앙처리부; 및 상기 감시제어 중앙처리부와 상기 메인 제어장치 사이에 전기적으로 연결되어 상기 감시제어 중앙처리부와 상기 메인 제어장치 사이의 통신을 수행하는 통신부; 를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드 드라이브는 상기 전력 제어부와 전기적으로 연결되는 서지보호회로; 상기 서지보호회로와 전기적으로 연결되는 교류/직류 변환회로; 상기 교류/직류 변환회로와 전기적으로 연결되는 전압 제한회로; 상기 전압 제한회로와 상기 발광 다이오드 램프 사이에 전기적으로 연결되는 정전류 제어회로; 상기 절연 변압기와 전기적으로 연결되는 전류 검출회로; 상기 전류 검출 회로와 전기적으로 연결되어 상기 전류 검출회로에서 검출된 전류를 기준전압값으로 환산하는 밝기 제어회로; 및 상기 정전류 제어회로와 상기 발광 다이오드 램프 사이에 전기적으로 연결되는 단선 검출회로; 를 포함하여 형성될 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 발광 다이오드 드라이브는 각각에 연결된 상기 발광 다이오드 램프의 손상 유무를 검출하여 전기적인 신호를 상기 개별전구 감시제어장치에 보내고, 상기 개별전구 감시제어장치는 상기 발광 다이오드 램프의 손상 유무에 대한 정보 및 점등 유무에 대한 정보를 상기 메인 제어장치에 전기적인 신호로 출력하여 상기 메인 제어장치가 상기 발광 다이오드 램프의 점등 상태 및 손상 상 태를 알 수 있다.
본 발명은 발광 다이오드 램프의 손상 유무를 판별하여 발광 다이오드 램프의 점등율을 관제탑에서 알 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 발광 다이오드 램프의 손상등으로 인해 부하율이 변경되는 경우 발광 다이오드 램프의 밝기가 일정하게 유지되어 발광 다이오드 램프가 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 발광 다이오드 제어 유닛과 발광 다이오드 램프의 연결이 간단하여 전기선의 연장이나 부가적인 전기 부속의 추가가 발생하지 않으므로, 발광 다이오드 램프의 매설 공사나 발광 다이오드 램프의 교체가 매우 간단해지는 효과가 있다.
본 발명은 발광 다이오드 램프를 제어하는 발광 다이오드 드라이브와 개별전구 감시제어 장치가 일체형의 발광 다이오드 제어유닛으로 형성되므로, 설치 작업 및 유지 보수가 매우 간단해지는 효과가 있다.
본 발명은 발광 다이오드 램프에 별도의 회로 부속을 삽입할 필요가 없으므로, 발광 다이오드 램프가 내구성 및 내충격성이 향상되도록 제작될 될 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 램프를 이용한 항공 등화 시스템의 블럭도이다. 도 2는 도 1에 도시된 발광 다이오드 제어유닛을 더욱 상세하게 도시한 블럭도이다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 램프를 이용한 항공등화 시스템은 정전류 조절기(10), 종단 필터(20), 절연 변압기(30), 발광 다이오드 제어유닛(40), 발광 다이오드 램프(50), 직렬통신 장치(60) 및, 메인 제어장치(70)를 포함하여 형성된다.
상기 정전류 조절기(10)는 제 1 극(11)과, 제 1 극(11)과 전압차를 형성하는 제 2 극(12)을 구비한다. 이러한 정전류 조절기(10)는 대략 500m 정도되는 활주로에 매설되는 발광다이오드 램프(50)들에 전력을 공급하는 장치로서, 제 1 극(11)과 제 2 극(12)의 전압차가 600V 내지 1000V의 사이인 교류 전원을 출력한다. 또한, 정전류 조절기(10)는 제 1 극(11) 및 제 2 극(12)에서 출력되는 전류의 양을 일정하기 유지시키는 역할을 한다. 이 경우, 정전류 조절기(10)에서 출력되는 전류량은 2.8A 내지 6.6A 사이로 조절되어 직렬로 연결되는 발광 다이오드 램프(50) 각각에 일정한 전류가 공급되도록 한다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 굵은 선들은 정전류 조절기(10)에서 일정한 전류를 공급하는 전력선이다.
상기 종단 필터(20)는 정전류 조절기(10)의 제 1 극(11)과 제 2 극(12)에 전기적으로 연결된다. 이 경우, 종단 필터(20)는 메인 제어장치(70)와 개별전구 감시제어장치(41)의 사이로 전송되는 통신 신호인 고주파 신호를 필터링하여 정전류 조 절기(10)로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 절연 변압기(30)는 전력공급용 절연 변압기(31) 및 통신용 절연 변압기(32)를 포함하여 형성된다. 통신용 절연 변압기(32)의 1차측 코일은 정전류 조절기(10)의 제 1 극(11)에 전기적으로 연결되고, 통신용 절연 변압기(32)의 2차측 코일은 직렬통신 장치(60)에 전기적으로 연결된다. 또한, 전력공급용 절연 변압기(31)의 1차측 코일은 정전류 조절기(10)와 전기적으로 연결되는 제 1 극(11)에 전기적으로 직렬 연결되고, 전력공급용 절연 변압기(31)의 2차측 코일은 개별전구 감시제어장치(41)와 전기적으로 연결된다. 여기서, 전력공급용 절연 변압기(31)는 발광 다이오드 램프(50)의 갯수에 대응하게 복수개로 설치된다. 또한, 복수개의 전력공급용 절연 변압기(31)는 제 1 극(11)에 직렬로 연결되어 설치된다. 여기서, 전력선에 직렬로 설치되는 전력공급용 절연변압기(31)는 전력공급 역할이외에 직렬통신장치(60)와 개별전구 감시제어 장치(41)간의 통신선로로도 이용된다.
상기 발광 다이오드 제어유닛(40)는 개별전구 감시제어장치(41), 발광 다이오드 드라이브(42) 및 외장체(43)를 포함하여 형성된다.
상기 개별전구 감시제어장치(41)는 도 2에서 보는 바와 같이 전원부 변압기(41a), 통신부 변압기(41b), 전원부(41c), 전력 제어부(41d), 감시제어 중앙처리부(41e) 및, 통신부(41f)를 포함하여 형성된다. 여기서, 도 2에 개별전구 감시제어장치(41)는 도 1에 도시된 복수 개의 개별전구 감시제어장치(41)와 동일하므로, 동일한 도면부호를 사용하기로 하며, 중복해서 설명하지 않기로 한다. 또한, 도 2에 도시된 개별전구 감시제어장치(41)에 연결되는 전력공급용 절연 변압기(31) 및 발광 다이오드 드라이브(42)는 도 1에 복수 개로 도시되었으나, 구성과 기능이 동일하므로 중복해서 설명하지 않기로 한다.
상기 전원부 변압기(41a)의 1차측 코일은 전력공급용 절연 변압기(31)의 2차측 코일에 직렬로 연결되고, 전원부 변압기(41a)의 2차측 코일은 전원부(41c)와 전기적으로 연결된다. 전원부 변압기(41a)는 전력공급용 절연 변압기(31)의 전압을 전원부(41c)의 사용 전압에 맞게 변환시키는 역할을 한다.
상기 통신부 변압기(41b)의 1차측 코일은 전력공급용 절연 변압기(31)의 2차측 코일에 직렬로 연결되고, 통신부 변압기(41b)의 2차측 코일은 통신부(41f)와 전기적으로 연결된다. 통신부 변압기(41b)는 통신부(41f)의 사용 전압에 맞게 전력공급용 절연 변압기(31)의 2차측 코일의 전압을 변환시키는 역할을 한다.
상기 전원부(41c)는 전원부 변압기(41a)의 2차측 코일과 전기적으로 연결된다. 전원부(41c)는 전력부 변압기(41a)의 2차측 코일에서 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변경하여 전력 제어부(41d)와 개별전구 감시제어 중앙처리부(41e) 및 통신부(41f)의 구동을 위한 직류 전원을 인가시키는 역할을 한다.
상기 전력 제어부(41d)는 전력공급용 절연 변압기(31)의 2차측 코일의 양단과 전기적으로 연결된다. 또한, 전력 제어부(41d)는 발광 다이오드 드라이브(42)의 서지보호회로(42a)와 전기적으로 연결된다. 또한, 전력 제어부(41d)는 개별전구 감시제어 중앙처리부(41e)와 전기적으로 연결된다. 이러한 전력 제어부(41d)는 개별전구 감시제어 중앙처리부(41e)에서 입력되는 신호를 인가받아 턴 온(Turn On)되며, 턴 온되는 경우에 발광 다이오드 드라이브(42) 및 발광 다이오드 램프(50)에 전력을 공급하는 역할을 한다. 더불어, 전력 제어부(41d)는 개별전구 감시제어 중앙처리부(41e)에서 입력되는 신호를 인가받아 턴 오프(Turn Off)되며, 턴 오프되는 경우에 발광 다이오드 드라이브(42) 및 발광 다이오드 램프(50)에 인가되는 전력을 차단하는 역할을 한다.
상기 감시제어 중앙처리부(41e)는 통신부(41f)와 전기적으로 연결된다. 또한, 감시제어 중앙처리부(41e)는 전력 제어부(41d)와 전기적으로 연결된다. 감시제어 중앙처리부(41e)는 메인 제어장치(70)에서 출력되어 전력공급용 절연 변압기(31)를 통해 입력되는 신호를 통신부(41f)로부터 전달받아 전력 제어부(41d)를 턴 온(Turn On)시키거나 턴 오프(Turn Off)시키는 역할을 한다. 또한, 감시제어 중앙처리부(41e)는 전력 제어부(41d)가 턴 온 상태인지 턴 오프 상태인지를 판별하고, 전력 제어부(41d)의 상태에 관한 정보가 통신부(41f)를 통해 메인 제어장치(70)로 보내는 역할을 한다.
또한, 감시제어 중앙처리부(41e)는 단선검출회로(42g)와 전기적으로 연결된다. 감시제어 중앙처리부(41e)는 발광 다이오드 램프(50)의 점등 유무에 관한 정보를 담은 전기적인 신호와 발광 다이오드 램프(50)의 손상 유무에 관한 전기적인 신호를 단선검출회로(42g)로 부터 입력받는다.
상기 통신부(41f)는 감시제어 중앙처리부(41e)와 전기적으로 연결되고, 전력공급용 절연 변압기(31)의 2차측코일과 전기적으로 연결된다. 이 경우, 통신부(41f)는 메인 제어장치(70)와 감시제어 중앙처리부(41e) 사이의 송신 또는 수신을 중계하는 역할을 한다.
상기 발광 다이오드 드라이브(42)는 서지보호회로(42a), 교류/직류 변환회로(42b), 전압 제한회로(42c), 정전류 제어회로(42d), 전류 검출회로(42e), 밝기 제어회로(42f) 및, 단선 검출회로(42g)를 포함하여 형성된다. 이러한 발광 다이오드 드라이브(42)는 개별전구 감시제어장치(41)에 전기적으로 연결된다.
상기 서지보호회로(42a)는 개별전구 감시제어장치(41)의 전력 제어부(41d)와 전기적으로 연결된다. 서지보호회로(42a)는 전력 제어부(41d)의 턴 온 또는 턴 오프시 발생하는 임펄스 성분의 전류를 흡수하여 발광 다이오드 드라이브(42)가 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 교류/직류 변환회로(42b)는 서지보호회로(42a)와 전기적으로 연결된다. 또한, 교류/직류 변환회로(42b)는 전압 제한회로(42c)와 전기적으로 연결된다. 교류/직류 변환회로(42b)는 정전류 조절기(10)에서 출력되는 교류 전압을 직류 전압으로 변경하는 역할을 한다. 이러한 교류/직류 변환회로(42b)는 전압 제한회로(42c), 정전류 제어회로(42d), 전류 검출회로(42e), 밝기 제어회로(42f) 및, 발광 다이오드 램프(50)에 직류 전압을 공급하는 역할을 한다. 따라서, 교류/직류 변환회로(42b)는 전압 제한회로(42c), 정전류 제어회로(42d), 전류 검출회로(42e), 밝기 제어회로(42f), 단선 검출회로(42g) 및, 발광 다이오드 램프(50)에 공통의 기준전압을 형성하는 역할을 한다.
상기 전압 제한회로(42c)는 교류/직류 변환회로(42b)에 전기적으로 연결된다. 전압 제한회로(42c)는 교류/직류 변환회로(42b)에서 출력되는 직류 전압을 거의 일정한 전압으로 유지시켜 정전류 제어회로(42d)와 발광 다이오드 램프(50)의 안정치 한계 전압을 넘지 않도록 한다. 따라서, 정전류 제어회로(42d)는 전압 제한회로(42c)에 설정된 전압을 공급받고 일정한 전류를 발광 다이오드 램프(50)에 공급하게 된다.
상기 정전류 제어회로(42d)는 전압 제한회로(42c)와 단선검출회로(42g) 사이에 전기적으로 연결된다. 정전류 제어회로(42d)는 전압 제한회로(42c)와 전기적으로 연결되어 전압 제한회로(42c)에서 출력되는 전력을 거의 일정한 전류로 출력시키는 역할을 한다. 또한, 정전류 제어회로(42d)는 밝기 제어회로(42f)와 전기적으로 연결되고, 발광 다이오드 램프(50)와 전기적으로 연결된다. 정전류 제어회로(42d)는 밝기 제어회로(42f)에 입력되는 기준 전압값에 따라 출력 전류를 변경하게 된다. 즉, 정전류 제어회로(42d)는 전류 검출회로(42e)에서 검출된 전류를 기준으로 밝기 제어회로(42f)에서 출력되는 기준 전압값에 따라 발광 다이오드 램프(50)에 공급되는 전류를 5단계로 변경시키는 역할을 한다. 이 경우, 발광 다이오드 램프(50)는 기준 전압값에 따라 전류량이 5단계로 변경되므로, 5단계의 밝기로 조절될 수 있다. 정전류 제어회로(42d)는 정전류 제어를 통해 발광 다이오드 램프(50)의 밝기를 조절하기 때문에 정전류 조절기(10)에 전기적으로 연결되는 모든 부하의 부하량이 변경될 경우에도 발광 다이오드 램프(50)의 밝기를 일정수준으로 유지시킬 수 있다. 상기한 정전류 제어회로(42d)는 기준전압값에 따라 전류량을 변경시키는 레귤레이터와 수동소자들을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 전류 검출회로(42e)는 전력공급용 절연 변압기(31)의 2차측 코일과 전기적으로 연결되어 정전류 조절기(10)에서 출력되는 전압을 인가받는다. 전류 검출 회로(42e)는 전력공급용 절연 변압기(31)의 2차측 코일의 양 단과 전기적으로 연결된다. 전류 검출회로(42e)는 전력공급용 절연 변압기(31)의 2차측 코일에 흐르는 전류를 검출하기 위하여 내부에 기준 전류값을 설정하고, 기준 전류값에 따른 2차측 코일의 전류 변화량을 검출하여 검출된 전류 변화량을 전기적인 신호로 출력한다.
상기 밝기 제어회로(42f)는 전류 검출회로(42e)와 전기적으로 연결된다. 또한, 밝기 제어회로(42f)는 정전류 제어회로(42d)와 전기적으로 연결된다. 밝기 제어회로(42f)는 전류 검출회로(42e)에서 출력되는 전기적인 신호를 입력받아 전력공급용 절연 변압기(31)의 2차측 코일에 흐르는 전류의 크기를 판별한다. 또한, 밝기 제어회로(42f)는 전력공급용 절연 변압기(31)의 2차측 코일에 흐르는 전류의 크기를 판별한 후, 2차측 코일의 전류 크기값에 따라 정전류 제어회로(42d)의 기준 전압값을 변경한다. 이 경우, 기준 전압값은 대략 5단계로 나누어져 설정된다.
상기 단선 검출회로(42g)는 정전류 제어회로(42d)와 발광 다이오드 램프(50) 사이에 전기적으로 연결된다. 단선 검출회로(42g)는 발광 다이오드 램프(50)의 저항값을 검출하여 발광 다이오드 램프(50)의 단선 여부를 검출한다. 또한, 단선 검출회로(42g)는 발광 다이오드 램프(50)가 정상 상태인지 또는 단선 상태인지 여부를 개별전구 감시제어장치(41)의 통신부(41f)에 전기적인 신호로 보내게 된다. 이 경우, 통신부(41f)는 직렬통신장치(60)에 고주파 신호를 출력하여 중앙처리 장치가 발광 다이오드 램프(50)의 정상 상태 또는 단선 상태인지를 판별할 수 있도록 한다.
상기 개별전구 감시제어장치(41) 및 발광 다이오드 드라이브(42)를 구성하는 회로들은 중앙처리장치(CPU)와 같은 집적회로, 능동소자 및, 수동소자가 서로 간에 전기적으로 연결되어 형성된다.
상기 외장체(43)는 고무 또는, 사출용 수지와 같은 절연물질로 형성될 수 있으며, 발광 다이오드 제어유닛(40)의 고정과 설치를 위해 금속 재질로도 형성될 수 있다. 즉, 외장체는(43)는 고무와 사출용 수지 및 금속들 중 적어도 어느 하나의 재질을 선택하여 형성될 수 있다. 이러한 외장체(43)는 개별전구 감시제어장치(41)와 발광다이오드 드라이브(42)를 감싸 이들을 절연시키는 역할을 한다. 한편, 외장체(43)는 발광다이오드 램프(50)와 전기적으로 연결되기 위한 램프 접속구(43a) 및 전력공급용 절연변압기(31)와 전기적으로 접속되기 위한 절연변압기 접속구(43b)가 형성된다. 이 경우, 램프 접속구(43a)는 발광 다이오드 램프(50)의 손상시에 곧바로 교체가 가능하도록 탈착식으로 형성된다.
여기서, 상기 발광 다이오드 제어유닛(40)은 복수 개의 발광 다이오드 램프(50)와 대응하는 갯수로 형성된다.
상기 발광 다이오드 램프(50)는 발광 다이오드 드라이브(42)와 전기적으로 연결된다. 또한, 발광 다이오드 램프(50)는 단선 검출회로(42g)와 전기적으로 연결된다. 또한, 발광 다이오드 램프(50)는 복수 개의 발광 다이오드가 전기적으로 연결되어 형성된다. 이러한 발광 다이오드 램프(50)는 활주로에 매설되기 때문에 충격, 온도 및, 습도등에 의해 파손되지 않도록 발광 부위와 전기접속 부위 이외의 영역이 합금으로 감싸지는 램프이다.
상기 직렬통신 장치(60)는 통신용 절연 변압기(32)의 2차측 코일에 전기적으로 연결된다. 또한, 직렬통신 장치(60)는 메인제어 장치(70)와 전기적으로 연결된다. 직렬통신 장치(60)는 메인 제어장치(70)와 개별전구 감시제어장치(41)가 서로 간에 직렬통신을 할 수 있도록 고주파 신호의 송수신을 중계하는 역할을 한다. 또한, 직렬통신 장치(60)는 메인 제어장치(70)와 발광 다이오드 드라이브(42)가 서로 간에 직렬통신을 할 수 있도록 고주파 신호를 송수신하는 역할을 한다. 이 경우, 직렬통신 장치(60)는 복수 개의 개별전구 감시제어장치(41)의 통신부(41f) 각각과 직렬통신을 하여 발광 다이오드 램프(50)의 점등 유무에 대한 정보 및 발광 다이오드 램프(50)의 정상 또는 파손 상태에 대한 정보를 메인 제어장치(70)에 전송하는 역할을 한다.
상기 메인 제어장치(70)는 직렬통신 장치(60)와 전기적으로 연결된다. 메인 제어장치(70)는 직렬통신 장치(60)를 통해 전기적인 신호를 개별전구 감시제어장치(41)에 출력시켜 개별전구 감시제어장치(41)의 전력 제어부(41d)를 구동시킨다. 이 경우, 전력 제어부(41d)는 메인 제어장치(70)의 턴 온 신호에 의해 발광 다이오드 램프(50)에 전력이 공급되도록 턴 온되거나, 메인 제어장치(70)의 턴 오프 신호에 의해 발광 다이오드 램프(50)에 공급하는 전력을 차단하도록 턴 오프된다.
또한, 메인 제어장치(70)는 개별전구 감시제어 장치(41)에서 보내지는 전기적인 신호에 의해 발광 다이오드 램프(50)가 점등상태인지 또는 소등상태 인지를 판별하여 발광 다이오드 램프(50) 전체의 점등율을 파악하는 역할을 한다. 또한, 메인 제어장치(70)는 개별전구 감시제어 장치(40)에서 보내지는 전기적인 신호에 의해 발광 다이오드 램프(50)가 정상 상태인지 또는 파손 상태 인지를 판별하여 발광 다이오드 램프(50) 전체의 손실율을 파악하는 역할을 한다. 이러한 메인 제어장치(70)는 활주로의 중앙 관제탑에 설치되어 발광 다이오드 램프(50)의 점등에 관한 제어 및 발광 다이오드 램프(50)의 상태를 시각적으로 표시하는 원격 제어장치이다.
이하에서는 상기한 발광다이오드 램프를 이용한 항공등화 시스템의 구동에 따른 작용 및 효과에 대해 [정상적인 작동상태]와 [발광다이오드 램프의 손상 상태]로 나누어 설명하기로 한다.
[정상적인 작동 상태]
먼저, 관제탑의 관제원은 비행기의 야간 이륙 또는 착륙을 위해서 정전류 조절기(10)의 메인 전원을 가동시켜 주전력선에 일정한 전류를 공급한다. 이 후, 관제원은 발광 다이오드 램프(50)를 턴 온(Turn On)시키기 위하여 메인 제어장치(70)를 구동시킨다. 이 경우, 메인 제어장치(70)에서는 직렬통신 장치(60)를 통해 발광 다이오드 램프(50)를 턴온(Turn On)시키기 위한 신호를 개별전구 감시제어장치(41)에 출력한다. 그러면, 개별전구 감시제어장치(41)는 발광 다이오드 드라이브(42) 및 발광 다이오드 램프(50)에 전력을 공급하기 위해서 전력 제어부(41d)를 턴온시킨다. 이 후, 발광 다이오드 드라이브(42)에는 전력선으로부터 전력을 공급받게 되고, 발광 다이오드 드라이브(42)는 발광 다이오드 램프(50)에 일정한 전류를 공급 하여 발광다이오드 램프(50)를 일정한 밝기로 구동시키게 된다. 여기서, 개별전구 감시제어 장치(41)를 제어하는 메인제어 장치(70)는 발광 다이오드 램프(50)의 점등과 소등에 관한 정보를 개별전구 감시제어 장치(41)로 부터 입력받아 발광 다이오드 램프(50)들 각각의 점등 상태를 파악하게 된다.
[발광다이오드 램프의 손상 상태]
상기한 바와 같은 [정상적인 작동 상태]중에는 활주로에 설치된 발광다이오드 램프(50) 가운데 적어도 하나 이상이 회로 손상, 노후화, 이물질 및, 외부 충격등의 요인으로 인하여 회손되는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 단선 검출회로(42g)는 발광 다이오드 램프(50)의 손상 상태를 감지하고, 발광 다이오드 램프(50)에 연결된 출력단을 단락시켜 폐회로 형태로 형성한다. 또한, 단선 검출회로(42g)는 발광 다이오드 램프(50)의 손상상태에 관한 정보를 개별전구 감시제어장치(41)의 통신부(41f)에 전기적인 신호로 출력하여 메인 제어장치(70)가 발광 다이오드 램프(50)의 손상상태를 알 수 있도록 한다. 이 경우, 손상된 발광 다이오드 램프(50) 이외의 나머지 발광 다이오드 램프(50)는 밝기 제어 회로(42f)와 정전류 제어 회로(42d)에 의해 일정한 전류를 공급받게 된다. 즉, 제 1 극(11)과 제 2 극(12)의 전력선에 맞물린 총 부하의 변경시, 발광 다이오드 램프(50)는 외부에서 입력되는 급격한 전류 변동에도 불구하고 일정한 밝기를 유지하게 된다. 따라서, 메인 제어장치(70)에서는 발광 다이오드 램프(50)의 손상 상태를 알 수 있으며, 발광 다이오드 램프(50)는 외부 부하의 전류 변동에도 일정한 밝기를 유지하여 발광 다이오드 램프(50)가 추가로 손상되는 것이 방지된다.
한편, 상기한 발광 다이오드 램프를 이용한 항공등화 시스템은 개별전구 감시제어장치(41)와 발광 다이오드 드라이브(42)가 외장체(43)로 감싸져 일체형으로 결합된 발광 다이오드 제어유닛(40)이 이용된다. 따라서, 개별전구 감시제어장치(41)와 발광 다이오드 드라이브(42) 사이를 연결시키는 전기 배선들은 발광 다이오드 드라이브(42)와 개별전구 감시제어장치(41)가 개별적으로 분리되어 있을 경우보다 상대적으로 줄어들게 된다. 이로써, 발광 다이오드 드라이브(42)와 개별전구 감시제어 장치(41)를 포함하는 발광 다이오드 제어유닛(40)은 발광 다이오드 램프(50)를 이용한 항공등화 시스템의 전체 제작비용을 감소시키게 된다.
또한, 발광 다이오드 제어유닛(40)은 개별전구 감시제어 장치(41)와 발광 다이오드 드라이브(42)는 일체형으로 형성된다. 따라서, 발광 다이오드 램프(50)를 이용한 항공 등화 시스템을 공항의 활주로에 설치시에 전력공급용 절연변압기(31)에 전기적으로 연결되는 발광 다이오드 제어유닛(40)을 매설하기만 하면 되므로, 설치 작업이 매우 간단하게 끝나는 이점이 있다.
이 경우, 발광 다이오드 램프(50)는 외부 충격, 노후화 및, 이물질등으로 손상시에 활주로에 매설된 발광 다이오드 제어유닛(40)에서 탈착한 후 교체만하면 된다. 따라서, 항공 등화의 보수 및 유지 관리 작업은 매우 간단해져 작업시간이 단축되므로, 활주로를 운용할 수 있는 시간이 더 늘어나게 된다.
더불어, 발광 다이오드 램프(50)는 별도의 회로부속 없이 광을 발생시키는 발광소자인 발광 다이오드의 구성만을 필요로 하게 되므로, 발광 다이오드 램프(50)의 내구성 및, 내충격성을 향상시킬 수 있도록 제작이 가능하다. 즉, 발광 다이드와 회로 부속이 일체형으로 형성되는 종래의 발광 다이오드 램프에 비하여, 본 발명의 항공등화 시스템에 이용되는 발광 다이오드 램프(50)는 충격에 약한 회로 부속인 발광 다이오드 제어 유닛(40)이 별도로 분리되어 형성됨으로 인해 강인한 내구성 및, 내충격성을 갖도록 제작될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 램프를 이용한 항공 등화 시스템의 블럭도.
도 2는 도 1에 도시된 발광 다이오드 제어유닛을 더욱 상세하게 도시한 블럭도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 ; 조절기 20 ; 종단 필터
30 ; 절연 변압기 40 ; 발광 다이오드 제어유닛
41 ; 개별전구 감시제어 장치 41a ; 전원부 변압기
41b ; 통신부 변압기 41c ; 전원부
41d ; 전력 제어부 41e ; 감시제어 중앙처리부
41f ; 통신부 42 ; 발광 다이오드 드라이브
42a ; 서지보호회로 42b ; 교류/직류 변환회로
42c ; 전압 제한회로 42d ; 정전류 제어회로
42e ; 전류 검출회로 42f ; 밝기 제어회로
42g ; 단선 검출회로 50 ; 발광 다이오드 램프
60 ; 직렬통신 장치 70 ; 메인제어 장치

Claims (9)

  1. 일정한 전류를 출력시키는 정전류 조절기; 상기 정전류 조절기에 전기적으로 연결되어 상기 정전류 조절기로 유입되는 고주파신호를 필터링하는 종단 필터; 상기 정전류 조절기에 전기적으로 연결되는 통신용 절연변압기와 상기 정전류 조절기에 전기적으로 연결되는 복수개의 전력공급용 절연변압기를 포함하는 절연변압기; 상기 정전류 조절기에 전기적으로 연결되는 복수 개의 발광 다이오드 제어 유닛; 상기 발광 다이오드 제어 유닛에 전기적으로 연결되는 복수 개의 발광 다이오드 램프; 상기 통신용 절연변압기와 전기적으로 연결되는 직렬통신 장치; 및 상기 직렬통신 장치와 전기적으로 연결되고, 상기 직렬통신 장치에 신호를 보내 상기 복수 개의 발광 다이오드 제어 유닛을 구동시켜 상기 발광 다이오드 램프를 턴 온 또는 턴 오프시키는 메인제어 장치; 를 포함하여 형성되는 발광 다이오드 램프를 이용한 항공등화 시스템에 있어서,
    상기 발광 다이오드 제어유닛은 상기 전력공급용 절연변압기 각각에 전기적으로 연결되는 복수 개의 개별전구 감시제어 장치; 상기 개별전구 감시제어 장치 각각과 전기적으로 연결되는 복수 개의 발광 다이오드 드라이브; 및 상기 개별전구 감시제어장치 및 상기 발광 다이오드 드라이브를 감싸는 외장체; 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 램프를 이용한 항공 등화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 발광 다이오드 드라이브는 각각에 연결된 상기 발광 다이오드 램프의 손상 유무를 검출하고, 상기 발광 다이오드 램프의 손상시 상기 손상된 발광 다이오드 램프의 출력단은 단락시키며, 상기 손상된 발광 다이오드 램프 이외의 발광 다이오드 램프에는 일정한 전류를 공급시켜 일정한 밝기로 유지시키는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 램프를 이용한 항공등화 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 개별전구 감시제어장치는
    상기 전력공급용 절연 변압기와 전기적으로 연결되는 전원부 변압기;
    상기 전력공급용 절연 변압기와 전기적으로 연결되는 통신부 변압기;
    상기 전원부 변압기와 전기적으로 연결되어 일정한 전압을 출력하는 전원부;
    상기 전력공급용 절연 변압기와 상기 발광 다이오드 드라이브 사이를 전기적으로 연결시키는 전력 제어부;
    상기 전원부 및 상기 전력 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 메인 제어장치에서 출력되는 신호에 의해 상기 발광 다이오드 드라이브의 전원을 인가 또는 차단하도록 상기 전력 제어부를 제어하는 감시제어 중앙처리부; 및
    상기 감시제어 중앙처리부와 상기 메인 제어장치 사이에 전기적으로 연결되어 상기 감시제어 중앙처리부와 상기 메인 제어장치 사이의 통신을 수행하는 통신부; 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 램프를 이용한 항공등화 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 드라이브는
    상기 전력 제어부와 전기적으로 연결되는 서지보호회로;
    상기 서지보호회로와 전기적으로 연결되는 교류/직류 변환회로;
    상기 교류/직류 변환회로와 전기적으로 연결되는 전압 제한회로;
    상기 전압 제한회로와 상기 발광 다이오드 램프 사이에 전기적으로 연결되는 정전류 제어회로;
    상기 전력공급용 절연 변압기와 전기적으로 연결되는 전류 검출회로;
    상기 전류 검출 회로와 전기적으로 연결되어 상기 전류 검출회로에서 검출된 전류를 기준전압값으로 환산하는 밝기 제어회로; 및
    상기 정전류 제어회로와 상기 발광 다이오드 램프 사이에 전기적으로 연결되는 단선 검출회로; 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 램프를 이용한 항공등화 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 발광 다이오드 드라이브는 각각에 연결된 상기 발광 다이오드 램프의 손상 유무를 검출하여 전기적인 신호를 상기 개별전구 감시제어장치에 보내고,
    상기 개별전구 감시제어장치는 상기 발광 다이오드 램프의 손상 유무에 대한 정보 및 점등 유무에 대한 정보를 상기 메인 제어장치에 전기적인 신호로 출력하여 상기 메인 제어장치가 상기 발광 다이오드 램프의 점등 상태 및 손상 상태를 알 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 램프를 이용한 항공등화 시스템.
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