KR101021623B1 - 정전보상기능을 구비한 엘이디 조명 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 정전 보상 기능 LED 조명 장치는, 일 부위에 외부 전원과 연결되어 교류 전원을 입력받는 소켓 볼트가 형성된 함체 형상의 몸체와, 상기 몸체에서 상기 소켓 볼트가 형성된 측의 대향 측 부위에 조립 결합된 반사판으로 이루어진 정전 보상 기능 LED 조명 장치로서, 상기 몸체의 내부에 형성되는 LED 모듈; 외부로부터 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터; 축전지; 외부 전원을 이용하여 상기 축전지를 충전하고 LED 모듈의 작동을 제어하는 컨트롤러;로 이루어지되, 상기 컨트롤러는, 상기 축전지를 충전하는 충전 모듈과, 상기 몸체의 일 측에 형성되어 현재의 광량을 센싱하는 광 측정 센서 및, 외부 전원의 전압을 감지하는 전압 감지 모듈과, 상기 광 측정 센서에서 광량 수치를 전송받는 광량 감지 모듈 및, 상기 전압 감지 모듈에서 전압 수치를 전송받아 상기 전압 수치가 일정 수준 이하로 떨어지면 상기 광량 감지 모듈에서 광량 수치를 전송받아 상기 광량 수치에 따라 상기 LED 모듈의 작동 여부를 판단하여 작동 신호를 생성하는 판단 모듈과, 상기 판단 모듈에서 작동 신호를 전송받아 상기 축전지에 충전된 전원으로 LED 모듈을 제어하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

정전보상기능을 구비한 엘이디 조명 장치{LED Illumination Device for Emergency}

본 발명은 정전보상기능 LED 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 조명 장치에 사용되는 축전지로서 하이브리드 커패시터 또는 전기 이중층 커패시터(EDLC) 등을 사용하도록 하여, 2차 전지를 사용하는 경우 발생되는 각종 문제점을 극복하고 비상 조명 장치가 실제 비상시에 용이하게 사용될 수 있도록 단시간 내에 고속 충전이 가능하도록 하여 비상시에 사람의 시야가 확보될 수 있도록 하는 정전보상기능 LED 조명 장치에 관한 것이다.

일반적으로 대형 건물이나 공공장소 등의 사업장에는 기본적으로 설치되는 조명장치 외에 정전 등의 비상 상태에 대비할 수 있도록 하는 비상 조명 장치의 설치가 의무화되고 있다.

이러한 비상 조명 장치는 외부 AC 전원이 차단되었을 때 점등되도록 설계되는데, 이 때 비상 조명 장치의 전원으로서 주로 사용되는 2차 전지는 리튬 이온 전지 또는 리튬 폴리머 전지, 납 축전지, 니켈 수소 전지, 니켈 카드뮴 전지 등이 있다.

이러한 2차 전지는 시중에 일반적으로 유통되는 것이라 그 공급이 원활하고 교체 및 설치가 비교적 용이하다는 장점이 있으나 해당 전지를 충전하는 데에 걸리는 시간이 길 뿐만 아니라, 비상 조명 장치의 작동 특성상 수명이 매우 짧은 단점이 있었다. 이러한 문제점으로 인해 2차 전지를 사용한 비상 조명 장치는 그 기능이 발휘되어야 할 정전, 화재의 재난 시에 켜지지 않거나 켜지더라도 짧은 시간 내에 꺼져버리는 경우가 허다했다.

상술한 단점이 발생하는 것은 전지와 충전 계통의 문제가 주된 원인으로 지적되는데, 더욱 상세히 설명하면 비상 조명 장치가 점등되어야 할 시점에서의 전지의 만 충전 상태를 보장하기 위하여 평상시 과다한 충전을 계속하기 때문에 이에 따라 전지의 수명이 일반적인 전기 제품에 사용되는 전지에 비해 극도로 짧아지게 되어, 비상 조명 장치 최초 설치 후 일정 시간이 지난 후에 실제 비상 조명 장치를 사용하여야 하는 정전 기타 상황이 발생하게 되면 상술한 원인으로 인해 비상 조명 장치가 제 기능을 제대로 수행하지 못하게 되는 것이다.

따라서 비상 조명 장치가 실제 비상시에 용이하게 사용될 수 있도록 2차 전지의 상술한 문제점을 극복하고 단시간 내에 고속 충전이 가능하도록 하여 비상시에 사람의 시야가 확보될 수 있도록 하는 전지를 사용하는 보다 실규하고 진보한 정전보상기능 LED 조명 장치에 대한 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 조명 장치에 사용되는 축전지를 양극과 음극의 구성이 상이하게 제작된 하이브리드 커패시터와 전기 이중층 커패시터 및 하이브리드 전지 중 어느 하나 이상으로 마련하여 비상시 상기 조명 장치의 보다 안정적인 작동을 보장하도록 하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 광 측정 센서를 포함하여 비상시라 할지라도 외부에서 공급되는 광량이 충분한 경우에는 상기 조명 장치가 작동되지 않도록 하여 축전지의 충전 전원량을 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 비상 시 외부에서 빛이 미약하게 공급되는 경우 LED 전구의 조도를 조절하여 축전지에 충전된 전원을 보다 절약할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은, 역전류 방지 다이오드 및 보호 저항을 이용하여 축전지의 손상 및 전지적 오류를 방지하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은, 건물 내 정전이 발생하는 경우 정전이 지속될 시간을 파악하여 해당 시간과 축전지에 충전된 전원 량에 따라 정전된 시간 동안 조명이 소등되는 일이 없도록 하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은, 조명 장치에 사용되는 반사판의 특정 부위를 볼록하게 형성하여 비상 대피로 측이 타 부위보다 더 밝게 비춰질 수 있도록 함으로써 비상 시 건물 내 사람이 보다 직관적으로 비상 대피로를 발견할 수 있도록 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 친환경 도어 개폐 장치는, 일 부위에 외부 전원과 연결되어 교류 전원을 입력받는 소켓 볼트가 형성된 함체 형상의 몸체와, 상기 몸체에서 상기 소켓 볼트가 형성된 측의 대향 측 부위에 조립 결합된 반사판으로 이루어진 정전 보상 기능 LED 조명 장치로서, 상기 몸체의 내부에 형성되되 LED 전구가 상기 반사판을 향하도록 복수 개 장착된 LED 모듈; 상기 소켓 볼트를 매개로 외부로부터 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터; 상기 몸체의 내부에 형성된 축전지; 외부 전원을 이용하여 상기 축전지를 충전하고 상기 LED 모듈과 전기적으로 연결된 상태에서 상기 축전지에 충전된 전원으로 LED 모듈의 작동을 제어하는 컨트롤러;로 이루어지되, 상기 컨트롤러는, 외부 전원으로 상기 축전지를 충전하는 충전 모듈과, 상기 몸체의 일 측에 형성되어 현재의 광량을 센싱하는 광 측정 센서 및, 외부 전원의 전압을 감지하는 전압 감지 모듈과, 상기 광 측정 센서에서 광량 수치를 전송받는 광량 감지 모듈 및, 상기 전압 감지 모듈에서 전압 수치를 전송받아 상기 전압 수치가 일정 수준 이하로 떨어지면 상기 광량 감지 모듈에서 광량 수치를 전송받아 상기 광량 수치에 따라 상기 LED 모듈의 작동 여부를 판단하여 작동 신호를 생성하는 판단 모듈과, 상기 판단 모듈에서 작동 신호를 전송받아 상기 축전지에 충전된 전원으로 LED 모듈을 제어하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 축전지는 양극과 음극의 구성이 상이하게 제작된 하이브리드 커패시터와 전기 이중층 커패시터 및 하이브리드 전지 중 어느 하나 이상으로 마련되는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 판단 모듈은 상기 광량 감지 모듈에서 광량 수치를 전송받아 상기 광량 수치에 따라 LED 조명의 조도를 판단하여 조도 수치를 생성하는 조도 판단부를 추가로 포함하고, 상기 제어 모듈은 상기 조도 판단부에서 조도 수치를 전송받아 상기 축전지에서 상기 LED 모듈로 출력되는 전원의 양을 제어하는 조도 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 컨트롤러는 무선 통신부를 매개로 한국 전력 공사 서버와 연동되어 해당 건물의 정전 시간 정보를 파악하는 통신부와 공사 관계자로부터 직접 정전 시간 정보를 입력받는 입력부로 이루어진 정보 수신 모듈과, 상기 축전지에 충전된 전원량을 파악하여 충전량 정보를 생성하는 충전량 파악 모듈이 추가로 포함되고, 상기 제어 모듈은 상기 정보 수신 모듈과 상기 충전량 파악 모듈에서 각 정보를 전송받아 상기 충전량 정보를 바탕으로 상기 시간 정보 동안 상기 LED 전구가 점등된 상태를 유지토록 하기 위한 시간 단위 당 출력량을 파악하여 상기 축전지에서 상기 LED 모듈로 출력되는 전원 출력량을 제어하는 출력량 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 반사판은 부채꼴 형상으로 이루어지되 특정 부위가 내측으로 볼록하도록 형성하여 LED 전구에서 방출되는 빛이 특정 부위로 집중되어 굴절되도록 함으로써, 비상 대피로가 구비된 지점이 다른 지점보다 밝게 비춰지도록 하는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 반사판은, 열을 가하는 경우 팽창하는 성질을 가진 재료로 형성되되, 상기 반사판에는 상기 LED 전구가 켜짐에 따라 발생하는 열을 집중시켜 저장하는 열 저장부와, 상기 광 집중부가 구비되는 부위가 타 부위와 열적 교환이 이루어지지 않도록 분리하는 구획부 및, 상기 열 저장부와 상기 구획부를 연결하여 상기 열 저장부의 열을 상기 구획부로 전달하는 열선이 추가로 구비되고, 상기 컨트롤러는 상기 충전량 파악 모듈에서 상기 충전량 정보를 전송받아 상기 축전지의 충전량이 일정 수준 미만일 경우 상기 열 저장부에 저장된 열을 상기 구획부로 전달시키도록 하는 열 흐름 제어 모듈이 추가로 포함되어, 상기 구획부로 열이 전달되면 해당 부위가 팽창하게 됨으로써 상기 광 집중부가 상기 축전지의 충전량에 따라 가변적으로 유동되도록 하는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 정전 보상 기능 LED 조명 장치는 외부에서 상기 축전지로 입력되는 전류의 역전류를 방지하는 역전류 방지 다이오드와, 전류의 급속한 흐름을 방지하는 보호 저항으로 이루어진 흐름 제어부;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 친환경 도어 개폐 장치에 따르면,

1) 전기 이중층 커패시터 혹은 하이브리드 커패시터를 축전지로 이용하여 안정적인 축전 상태를 유지할 수 있고,

2) 2차 전지의 단점을 극복하여 급속 충전이 가능하고 대 전류로 방전할 수 있으며,

3) 광 측정 센서를 포함하여 비상시라 할지라도 외부에서 공급되는 광량이 충분한 경우에는 상기 조명 장치가 작동되지 않도록 하여 축전지의 충전 전원량을 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 함과 동시에,

4) 반사판의 특정 부위를 볼록하게 형성하여 비상 대피로 측이 타 부위보다 더 밝게 비춰지도록 함으로써 사람이 보다 직관적으로 비상 대피로를 발견할 수 있도록 하여 인명 사고를 줄일 뿐 아니라,

5) 건물 내 정전이 발생하는 경우 정전이 지속될 시간을 파악하여 해당 시간과 축전지에 충전된 전원 량에 따라 정전된 시간 동안 조명이 소등되는 일이 없도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 정전보상기능 LED 조명 장치의 조명 기구의 기본적인 구성을 나타낸 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 흐름 제어부(31)의 개략적인 구성을 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 컨트롤러의 구성을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 컨트롤러의 작용을 나타낸 순서도.
도 5a는 종래의 반사판을 사용한 LED 램프의 광 반사각을 나타낸 확대 단면도.
도 5b는 본 발명에 따른 반사판의 일 실시예와 이에 따른 광의 반사각을 나타낸 확대 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

본 발명에 따른 정전보상기능 LED 조명 장치는 조명 장치에 사용되는 축전지로서 하이브리드 커패시터 또는 전기 이중층 커패시터(EDLC) 등을 사용하도록 하여, 2차 전지를 사용하는 경우 발생되는 각종 문제점을 극복하고 비상 조명 장치가 실제 비상시에 용이하게 사용될 수 있도록 단시간 내에 고속 충전이 가능하도록 하여 비상시에 사람의 시야가 확보될 수 있도록 하는 특성을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 정전보상기능 LED 조명 장치의 조명 기구의 기본적인 구성을 나타낸 분해 사시도이다.

도 1을 보아 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 정전보상기능 LED 조명 장치는 축전지(30) 등 구성 요소가 내부에 안착되는 함체로 형성되는 것으로, 그 일 부위에 외부 전원과 연결되어 교류 전원을 입력받는 소켓 볼트(11)가 형성된 몸체(10)와, 몸체(10)에서 상기 소켓 볼트(11)가 형성된 측의 대향 측 부위에는 LED 전구의 직선성 빛을 반사시키는 반사판(40)이 조립 결합됨으로써 조명 기구의 외관을 형성하고, LED 전구가 상기 반사판(40) 방향으로 향하도록 방사형으로 복수 개 장착되되 후술할 컨트롤러(100)와 전기적으로 연결되는 매개로 작용하는 제 1 접합부를 포함한 LED 모듈(20)과, 전기 이중층 커패시터(EDLC) 또는 하이브리드 커패시터 중 어느 하나로 이루어져 후술할 컨트롤러(100)와 연결된 축전지(30), 상기 LED 모듈(20)의 제 1 접합부와 연결되는 제 2 접합부를 포함하여 상기 축전지(30)에서 공급되는 전원으로 LED 모듈(20)의 작동을 제어하는 컨트롤러(100)로 이루어진다.

특히, 상기 몸체(10)는 빛이 투과하되 외부 충격에 강한 성질을 가지는 폴라 카보네이트(PC) 재질로 이루어지도록 구성됨으로써 화재나 정전 시 조명 장치에 가해지는 충격에도 내부 구성 요소들을 보다 안전하게 보호할 수 있도록 한다.

몸체(10)의 소켓 볼트(11)는, 몸체(10)의 일 부위와 접착 결합되는데, 이 경우 사용되는 접착제는 LED 전구가 작동하는 경우 전구에서 발산되는 열에 의해 접착력이 저하되지 않도록 에폭시 수지 및 안료, 첨가지, 폴리아미드 경화제를 주성분으로 하는 접착제를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

또한, 상기 LED 모듈(20)과 컨트롤러(100)를 연결하는 상기 제 1 접합부 및 제 2 접합부는 볼트 타입 혹은 핀 타입 등으로 이루어져 LED 모듈(20)과 컨트롤러(100)가 전기적으로 접속할 수 있도록 함으로써 LED 전구가 장착된 LED 모듈(20)에 이상이 발생하는 경우 용이하게 LED 모듈(20)만을 용이하게 교체하여 사용할 수 있도록 한다.

더불어 상기 LED 모듈(20)의 LED 전구는 방사형으로 형성되되 단층 구성이 아니라 복층으로 보다 많은 개수의 LED 전구가 장착될 수 있도록 함으로써 본 발명에 따른 조명 장치의 조도를 더욱 배가시키도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 조명 장치에서 축전지(30)로서 사용되는 전기 이중층 커패시터(EDLC)와 하이브리드 커패시터의 특장점 및 차이점을 서술하자면, 전기 이중층 커패시터(EDLC)는 전기화학계에서 전해질과 전극의 접촉 계면에 전기이중층이 존재하는 커패시터로서, 슈퍼 커패시터라고 부르기도 하며, 전지와 전해 콘덴서의 중간 특성을 가지고 있다.

전기 이중층 커패시터(EDLC)는 재래식 커패시터와 비교해 축전에너지가 수 백배이상이며 충전지에 비해 충전 및 방전 속도가 10배 이상일 뿐만 아니라 수명이 길다는 장점이 있어 차세대 에너지 저장장치로 평가받고 있다. 즉, 전기 이중층 커패시터는 니켈수소 2차 전지나 리튬이온 2차 전지 등에는 없는 특성을 갖고 있는데, 급속 충전이 가능하고 대 전류로 방전할 수 있다는 점 외에도 50만회 이상의 충전 및 방전을 되풀이해도 그 성능이 변하지 않는다는 장점을 가지고 있다. 여기서, EDLC(Electronic Double Layer Capacitor)는 활성탄 등의 탄소질 재료를 주체로 하는 양, 음극의 분극성 전극 및 비수 전해액으로 구성되는 것으로 내전압성이나, 정전용량에는 비수계 전해액의 조성이 큰 영향을 미치는 것이 알려져 있어 비디오, 오디오 등의 전자기기의 메모리의 백업용, 휴대기기의 전지교환시의 보조전원, 태양전지를 사용하여 시계나 표시등 기기의 축전원 등에 이용되고 있다.

그런데 흔히 사용되고 있는 원통형 EDLC는 리드선의 설치가 난해하여 접촉부의 전기 저항을 낮추는 것이 어렵고 조립 시 공극이 커져 충진율이 저하되는 문제점이 지적되고, 각형의 경우에도 커패시터의 성능을 담보하기는 좋으나 제작이 어렵기 때문에 가격이 비싸진다는 문제점이 존재한다.

하이브리드 커패시터의 특성을 설명하자면, 전해질로 치환기가 알콕시 알킬기를 적어도 1개 갖는 4차 암모늄염 및 4차 포스포늄염의 이온성 액체를 사용하여 전기 이중층 커패시터(EDLC)보다 과량의 에너지를 장시간 보전이 가능할 뿐 아니라 에너지 및 출력밀도가 향상된 기능을 보일 수 있으며 전극의 고용량 및 고율특성을 가지는 이차전지와 유사한 기능을 가지기 때문에 전기적 안정성이 더욱 뛰어난 것으로 알려져 있다. 최근 들어 비상 조명장치의 급속한 성장에 따라 휴대용 기기 및 장비 등의 방식이 기존 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 바뀌면서 그 기능의 복잡성이 증가되는 추세에 있다. 이러한 추세에 따른 휴대용 비상 조명장치는 기존 전지에 비하여 고출력, 소형화, 경량화 그리고 싼 단가를 요구하며, 특히 충전된 전원으로 주기적으로 순간 고전류 펄스가 흐르는 특성을 가지며, 순간 대전류 펄스 방전이 가능한 고출력 하이브리드 전지로서, 특히 리튬 1차 전지에 대면적으로 이루어진 고출력 전기 이중층 커패시터를 병렬 하이브리드화 함으로써 대전류 펄스 방전은 물론 장수명 특성을 확보한 고출력 하이브리드 전지에 관한 것이다.

본 발명에 적용되는 상기 축전지(30)는, 상술한 바와 같이 양극과 음극의 구성이 상이하게 제작된 하이브리드 커패시터, 전기 이중층 커패시터(EDLC)와 상기 명시한 고출력의 하이브리드 전지 중의 어느 하나 이상으로 마련될 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 원형의 하우징을 구비한 전기 이중층 커패시터(EDLC)로 마련될 수 있지만, 커패시터의 형상 및 종류는 이에 한정되는 것은 아니며 에너지를 저장하는 여러 가지 전지가 적용될 수도 있음은 물론이다.

추가적으로, 상기 축전지(30)가 하이브리드 커패시터 또는 전기 이중층 커패시터를 이용한 경우, 축전지(30) 상에서 전류가 역으로 흐르는 것을 방지하도록 하는 역전류 방지 다이오드(31a)와, 축전지(30)로 충전 전류가 급속하게 입력되어 축전지(30)가 과전압으로 인해 손상되지 않도록 하는 보호 저항(31b)으로 이루어진 흐름 제어부(31)를 포함하도록 할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 흐름 제어부(31)의 개략적인 구성을 나타낸 회로도이다.

도 2를 보아 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 흐름 제어부(31)는, 전압 입력 단자에서 전압이 입력되어 축전지(30)를 충전하고 전압 출력 단자로 출력되는 과정에서 2개의 역전류 방지 다이오드(31a)와 1개의 보호 저항(31b)을 이용하여, 축전지(30)에서 전류가 역전류 되는 것을 방지함과 동시에 축전지(30)로 유입되는 전류에 저항을 줌으로써 축전지(30)가 과전류가 유입됨에 의해 손상되지 않도록 한다.

상기 역전류 방지 다이오드(31a)와 보호 저항(31b)은 상기 흐름 제어부(31)의 목적 범위 내에서 유사한 기능을 수행하는 기타 소자로 교체되어 사용될 수 있음은 물론이다.

상술한 구성으로 이루어진 조명 장치가 평소에는 작동되지 않다가 비상시에 점등되도록 제어하기 위하여, 본 발명에 따른 조명 장치에는 컨트롤러(100)가 구비된다.

도 3은 본 발명에 따른 컨트롤러(100)의 구성을 도시한 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 컨트롤러(100)의 작용을 나타낸 순서도이다.

도 3 내지 도 4를 참고하여 상기 컨트롤러(100)의 상세한 구성 및 작용을 설명하면, 상기 컨트롤러(100)는 충전 모듈(110)과 광 측정 센서(12), 전압 감지 모듈(120), 광량 감지 모듈(130), 판단 모듈(160) 및 제어 모듈(170)을 포함하여 이루어진다.

충전 모듈(110)은, 상기 전압 감지 모듈(120)에서 신호를 받아 외부 전원이 교류 전원일 때에 별도의 전원 회로를 거쳐 상기 축전지(30)를 충전하는 역할을 하는 것이다.

광 측정 센서(12)는 포토센서, CDS, 솔라 모듈 등의 센서 중 어느 하나를 적용한 것으로, 몸체(10)의 일 측에 설치되어 현재의 광량을 센싱하는 역할을 하는 것이다. 이는 정전이나 화재 등의 비상시일지라도 태양으로 인한 광량이 충분한 낮인 경우 조명 장치가 작동되어야 할 필요가 없다는 점에 기인하여, 현재 광량 수치를 센싱해 보다 효율적으로 조명 장치를 제어하도록 하기 위한 것이다.

상기 전압 감지 모듈(120)은 소켓 볼트(11)를 매개로 외부로부터 공급되는 전원의 전압을 감지하여 정전 또는 저전압 상태를 감지해 전압 수치를 생성하는 기능을 수행하는 것이다.

광량 감지 모듈(130)은 상기 광 측정 센서(12)에서 광량 수치를 전송받는 역할을 하는데, 이 때w 상기 광 측정 센서(12)와는 가는 케이블을 매개로 연결되어 수치를 전송받도록 한다.

판단 모듈(160)은 상기 전압 감지 모듈(120) 및 광량 감지 모듈(130)에서 각 신호를 전송받아 LED 모듈(20)의 작동 여부를 판단하는 것으로, 전압 감지 모듈(120)에서 전송받은 전압 수치가 일정 수준 이하로 떨어진 경우 순차적 수행과정으로 광량 수치를 판단하여 최종적으로 LED 모듈(20)의 on/off를 판단하는 역할을 하는 것이다.

추가적으로, 상기 판단 모듈(160)은 조도 판단부(161)를 포함할 수 있는데, 상기 조도 판단부(161)는 상기 광량 감지 모듈(130)에서 전송된 광량 수치에 따라 조도를 조절하도록 하는 것으로, 현재 건물 내 유입되는 광량이 없는 경우에는 LED 전구의 조도를 최대로 하고, 유입되는 광량이 미약하게나마 존재하는 경우에는 LED 전구의 조도를 일정 수준 낮게 조절하여 조도 수치를 생성하는 역할을 하여 축전지(30)에 저장된 전원 사용을 보다 효율적으로 운용할 수 있도록 하는 것이다.

제어 모듈(170)은 상기 판단 모듈(160)에서 신호를 받아 LED 모듈(20)을 제어하는 것으로, on 신호를 전송받은 경우 축전지(30)에 축전되었던 전원을 LED 모듈(20)에 출력하는 역할을 한다. 이러한 제어 모듈(170)은 축전지(30)에서 LED모듈로 출력되는 전압이 일정 수준으로 유지될 수 있도록 함으로써 LED 모듈(20)의 손상을 방지함과 아울러 안정적인 구동상태를 보장할 수 있는 특성을 제공한다.

추가적으로 상기 제어 모듈(170)은 조도 제어부(171)를 추가로 포함할 수 있는데, 상기 조도 제어부(171)는 상기 조도 판단부(161)에서 조도 수치를 전송받아 해당 수치에 따라 상기 축전지(30)에서 상기 LED 모듈(20)로 출력되는 전원의 양을 제어하는 역할을 하는 것이다.

즉, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 조명 장치의 작용을 도 4를 참고하여 설명하면, 평소에는 상기 전압 감지 모듈(120)에서 외부 전원의 교류/직류 전원 여부를 감지하고 해당 전원이 직류 전원인 경우에는 바로 상기 충전 모듈(110)로 전원을 공급하고, 교류 전원인 경우 상기 컨버터가 해당 전원을 직류 전원으로 변환하여 상기 충전 모듈(110)을 통해 축전지(30)를 충전한다.

그러다, 정전 혹은 비상사태가 발생하여 외부 전원 공급이 차단되거나 전압이 일정 수준 이하로 감소하면, 상기 판단 모듈(160)에서 광량 감지 모듈(130)을 통해 광량을 판단하고 광량 역시 일정 수준 이하일 경우, LED 모듈(20)에 축전지(30)에 저장된 전원을 공급하여 LED 전구를 점등시킴으로써 비상시 용이하게 점등될 수 있도록 하는 것이다.

추가적으로, 상기 반사판(40)은 일반적인 반사판(40)과 같이 편평한 두께로 이루어지도록 형성된 것이 아니라, 일정 방향을 향해 볼록하게 형성되어 반사판(40)으로 입사되는 빛이 특정 방향으로 굴절 반사됨으로써 건물 바닥 특정 부위에 광이 집중될 수 있도록 할 수 있다.

상술한 구성으로도 소정의 목적을 달성할 수 있다고 할 것이나, 전력 공사에서 계획적으로 시행되는 정전이나 건물의 전기 공사 등의 사정으로 계획된 시간동안 건물 내부에 전원이 공급되지 않는 사정이 있는 경우, 축전지(30)에 충전되어 있는 전원량에 따라 해당 시간동안 LED 전구가 점등될 수 있도록 하기 위해서, 상기 컨트롤러(100)에는 정보 수신 모듈(140)이 추가로 포함되고 상기 제어 모듈(170)에는 출력량 제어부(171)가 추가로 포함되도록 할 수 있다.

상기 정보 수신 모듈(140)은, 통신부(141)와 입력부(142)로 이루어져 있는바, 상기 통신부(141)는 한국 전력 공사 서버와 연동되어 해당 건물의 정전 시간을 파악하는 역할을 하는 것이다. 다시 말해, 상기 통신부(141)는 인터넷 등의 무선 통신 네트워크를 매개로 한국 전력 공사 서버와 무선으로 연동되어 한국 전력 공사에서 제공하는 계획된 정전 시간을 파악하는 것이다.

입력부(142)는, 전기 공사 등이 계획되어 있는 경우 공사 관계자가 직접 해당 시간 정보를 입력할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 입력부(142)는 버튼이나 스위치 등의 공지의 수단을 매개로 정보를 입력받도록 하는 것이 바람직하다.

이 때 상기 통신부(141) 내지 입력부(142)가 작동되기 위하여 필요한 전원은 상기 축전지(30)에 충전된 전원으로 충당하도록 할 수 있으며, 정전이 발생하기 전에 미리 해당 시간을 파악하여 준비할 수 있도록 하는 것도 가능할 것인바, 이때에는 추가적인 구성, 즉, 타이머와 해당 정보를 저장할 수 있도록 하는 별도의 매체가 구비되어야 할 것이다.

충전량 파악 모듈(150)은 축전지(30)에 충전된 충전량을 파악하여 충전량 정보를 생성하는 것으로, 상기 충전 모듈과 연동되어 기능하는 것이다.

출력량 제어부(171)는 상기 제어 모듈(170)에 추가로 포함되는 것으로, 상기 정보 수신 모듈(140)에서 시간 정보를 전송받고, 충전량 파악 모듈(150)에서 충전량을 수신 받아 축전지(30)에 저장된 충전량을 바탕으로 시간 정보에 해당되는 시간동안 할당되는 전원량을 분할하여, 즉 상기 시간 정보 동안 상기 LED 전구가 점등된 상태를 유지토록 하기 위한 시간 단위 당, 다시 말해 시간 당 혹은 분 당 적정 출력량을 파악하여 출력량 정보에 따라 축전지(30)에서 LED 모듈(20)로 출력되는 전원량을 제어하는 역할을 한다.

이러한 구성이 추가로 구비됨으로써 축전지(30)에 충전량이 충분치 않은 경우에 비상시 LED 전구가 점등되었다가 외부 전원이 회복되기 전에 전구가 소등되어 사용에 불편함이 발생하는 경우를 미연에 방지할 수 있도록 한다.

도 5a는 종래의 반사판을 사용한 LED 램프의 광 반사각을 나타낸 확대 단면도이고, 도 5b는 본 발명에 따른 반사판의 일 실시예와 이에 따른 광의 반사각을 나타낸 확대 단면도이다.

도 5a의 일반적인 종래 반사판(40)은 부채꼴 형상으로 이루어져 직진성의 LED 전구 빛을 고르게 굴절 반사시켜 넓은 부위를 고르게 비추게 하도록 하나, 도 5b를 보아 알 수 있듯이 본 발명에 따른 반사판(40)에는 부채꼴 형상의 반사판(40)에서 특정 부위를 내측으로 볼록하게 형성한 광 집중부(40a)를 추가로 포함하여 LED 전구의 빛의 굴절에 변화를 줌으로써 특정 지점에 빛이 집중되도록 하여 보다 해당 부위가 타 부위보다 밝게 보이도록 한다.

이는 비상 시 어두운 상황에서 사용자에게 비상 대피로가 형성된 부위를 직감적으로 알려주도록 하기 위한 것으로서, 보다 구체적으로는 비상 대피로가 형성된 지점 측에 광량이 집중되도록 하여(도면상의 광 집중 지점) 타 부위보다 해당 부위가 더 밝게 보여 지도록 하는 것이다.

이러한 광 집중부(40a)는 본 발명에 따른 조명 장치가 설치되는 지점에 따라 모두 다르게 설계되어 조명 장치가 설치된 지점에서 가장 가까운 비상 대피로 부위를 더욱 밝게 비추도록 하여야 할 것이다.

특히 이 때 집중되는 광량은 일정량을 초과하지 않도록 하여, 즉 조도를 일정 수준 이하로 조절함으로써 빛이 집중됨에 의해 해당 부위에 열이 발생하여 이로 인한 화재 기타 사고가 발생하지 않도록 하여야 함은 물론이다.

이러한 광 집중부(40a)가 추가로 구비된 반사판(40)이 적용됨으로써 비상사태 시 건물 내에 있는 사람은 당황스러운 순간에 보다 직관적으로 비상 대피로를 찾을 수 있어 더욱 안전한 대피가 가능하도록 하여 인명 사고를 대폭 줄일 수 있다는 특성을 제공한다.

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지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 정전보상기능을 구비한 엘이디 조명 장치의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 몸체 11: 소켓 볼트
12: 광 측정 센서 20: LED 모듈
21: LED 전구 30: 축전지
31: 흐름 제어부 31a: 역전류 방지 다이오드
31b: 보호 저항 40: 반사판
40a: 광 집중부 41: 종래 반사판의 반사각
42: 광 집중부에 따른 반사각 43: 열 저장부
44: 열선 45: 구획부
100: 컨트롤러 110: 충전 모듈
120: 전압 감지 모듈 130: 광량 감지 모듈
140: 정보 수신 모듈 141: 통신부
142: 입력부 150: 충전량 파악 모듈
160: 판단 모듈 161: 조도 판단부
170: 제어 모듈 171: 조도 제어부
172: 출력량 제어부 180: 열 흐름 제어 모듈

Claims (7)

1. 일 부위에 외부 전원과 연결되어 교류 전원을 입력받는 소켓 볼트가 형성된 함체 형상의 몸체와, 상기 몸체에서 상기 소켓 볼트가 형성된 측의 대향 측 부위에 조립 결합된 반사판으로 이루어진 정전 보상 기능 LED 조명 장치로서,
   상기 몸체의 내부에 형성되되 LED 전구가 상기 반사판을 향하도록 복수 개 장착된 LED 모듈;
   상기 소켓 볼트를 매개로 외부로부터 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터;
   상기 몸체의 내부에 형성된 축전지;
   외부 전원을 이용하여 상기 축전지를 충전하고 상기 LED 모듈과 전기적으로 연결된 상태에서 상기 축전지에 충전된 전원으로 LED 모듈의 작동을 제어하는 컨트롤러;로 이루어지되,
   상기 컨트롤러는,
   외부 전원으로 상기 축전지를 충전하는 충전 모듈과,
   상기 몸체의 일 측에 형성되어 현재의 광량을 센싱하는 광 측정 센서 및,
   외부 전원의 전압을 감지하여 전압 수치를 생성하는 전압 감지 모듈과,
   케이블을 매개로 상기 광 측정 센서와 연결되어 상기 광 측정 센서에서 광량 수치를 전송받는 광량 감지 모듈 및,
   상기 전압 감지 모듈에서 전압 수치를 전송받아 상기 전압 수치가 일정 수준 이하로 떨어지면 상기 광량 감지 모듈에서 광량 수치를 전송받아 상기 광량 수치에 따라 상기 LED 모듈의 작동 여부를 판단하여 작동 신호를 생성하는 판단 모듈과,
   상기 판단 모듈에서 작동 신호를 전송받아 상기 축전지에 충전된 전원으로 LED 모듈을 제어하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 정전 보상 기능 LED 조명 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 축전지는,
   양극과 음극의 구성이 상이하게 제작된 하이브리드 커패시터와 전기 이중층 커패시터 및 하이브리드 전지 중 어느 하나 이상으로 마련되는 것을 특징으로 하는, 정전 보상 기능 LED 조명 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 판단 모듈은,
   상기 광량 감지 모듈에서 광량 수치를 전송받아 상기 광량 수치에 따라 LED 조명의 조도를 판단하여 조도 수치를 생성하는 조도 판단부를 추가로 포함하고,
   상기 제어 모듈은,
   상기 조도 판단부에서 조도 수치를 전송받아 상기 축전지에서 상기 LED 모듈로 출력되는 전원의 양을 제어하는 조도 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 정전 보상 기능 LED 조명 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   무선 통신부를 매개로 한국 전력 공사 서버와 연동되어 해당 건물의 정전 시간 정보를 파악하는 통신부로부터 직접 정전 시간 정보를 입력받는 입력부로 이루어진 정보 수신 모듈과,
   상기 충전 모듈과 연동되어 상기 축전지에 충전된 전원량을 파악하여 충전량 정보를 생성하는 충전량 파악 모듈이 추가로 포함되고,
   상기 제어 모듈은,
   상기 정보 수신 모듈과 상기 충전량 파악 모듈에서 각 정보를 전송받아 상기 충전량 정보를 바탕으로 상기 시간 정보 동안 상기 LED 전구가 점등된 상태를 유지토록 하기 위한 시간 단위 당 출력량을 파악하여 상기 축전지에서 상기 LED 모듈로 출력되는 전원 출력량을 제어하는 출력량 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 정전 보상 기능 LED 조명 장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 반사판은,
   특정 부위가 내측으로 볼록하게 형성되어 LED 전구에서 방출되는 빛이 비상 대피로가 구비된 지점으로 집중되어 굴절되도록 하는 광 집중부를 추가로 포함하도록 함으로써,
   비상 대피로가 구비된 지점이 다른 지점보다 밝게 비춰지도록 하는 것을 특징으로 하는, 정전 보상 기능 LED 조명 장치.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 정전 보상 기능 LED 조명 장치는,
   외부에서 상기 축전지로 입력되는 전류의 역전류를 방지하는 역전류 방지 다이오드와, 전류의 급속한 흐름을 방지하는 보호 저항으로 이루어진 흐름 제어부;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 정전 보상 기능 LED 조명 장치.
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