KR101169738B1 - Power Supply Equipped with Electric Safety Function for Lighting System - Google Patents
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Abstract
본 발명의 바람직한 일실시예의 전원 공급 장치에 따르면, LED와 같은 조명 광원의 과열로 인한 오동작 및 화재 등의 사고를 방지하기 위하여 온도 센서에 의한 온도 정보를 이용하여 조명 광원이 과열되지 않도록 하는 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치를 공급할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 조명 광원을 위한 전원 공급 장치의 누설 전류 및 지락을 검출하여 전기화재 및 감전사고를 예방할 수 있는 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치를 공급할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전원 공급 장치는 교류 신호를 입력받아 직류 신호로 변환하여 조명 광원에 공급하는 전원 공급부; 상기 조명 광원에 접촉 또는 상기 조명 광원과 미리 설정된 일정 거리 이내에 설치되어 상기 조명 광원의 온도를 측정하기 위한 온도 센서로부터의 온도 신호, 상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 및 출력 전류 신호 중 적어도 어느 하나의 신호를 입력받아, 상기 PWM 제어부의 출력 신호의 듀티(Duty) 비율을 조절하는 것에 상기 조명 광원에 공급될 상기 전원 공급부의 출력 전압 및 출력 전류를 제어하기 위한 PWM 제어부; 를 포함한다.According to a power supply device of a preferred embodiment of the present invention, in order to prevent an accident such as a malfunction or a fire due to overheating of an illumination light source such as an LED, an electrical safety that prevents the illumination light source from overheating by using temperature information by a temperature sensor. It is possible to supply a power supply with a function. In addition, according to the present invention can detect a leakage current and ground fault of the power supply for the illumination light source to provide a power supply with an electrical safety function that can prevent electric fire and electric shock.
According to an embodiment of the present invention, a power supply device includes: a power supply unit for receiving an AC signal, converting the signal into a DC signal, and supplying the DC signal to an illumination light source; At least one of a temperature signal from a temperature sensor for contacting the illumination light source or a predetermined distance from the illumination light source and measuring a temperature of the illumination light source, an output voltage signal of the power supply unit, and an output current signal; A PWM controller for controlling an output voltage and an output current of the power supply unit to be supplied to the illumination light source to adjust a duty ratio of the output signal of the PWM controller; .
Description
본 발명은 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방법을 이용한 조명 시스템을 위한 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply having an electrical safety function, and more particularly to a power supply having an electrical safety function for a lighting system using a pulse width modulation (PWM) control method.
세계적으로 환경 오염의 저감을 위하여 기존 조명 설비의 광원으로 많이 사용하던 나트륨, 메탈할라이드, 수은등이나 백열전구, 할로겐램프 대신에 LED 소자(패키지, 모듈 등)를 사용함으로써 전력 소비량을 감소시킬 수 있게 되었다. LED는 긴 수명, 낮은 소비 전력, 높은 신뢰성 등 많은 장점을 지니고 있지만, 단점 또한 적지 않다. 특히 LED 조명 기술에서 시급하게 개발해야 할 과제는 방열 기술을 보완하는 것이다. LED 자체가 열에 취약한데다, 플라스틱 재질의 회로기판이 뜨거운 기운에 장기간 노출될 경우 쉽게 손상될 수 있으며, 이에 따라 절연열화로 인하여 소손을 가져올 수도 있게 된다.In order to reduce environmental pollution, power consumption can be reduced by using LED elements (packages, modules, etc.) instead of sodium, metal halides, mercury lamps, incandescent lamps, and halogen lamps, which are widely used as light sources of existing lighting equipment. . LEDs have many advantages, such as long life, low power consumption, and high reliability, but there are also many disadvantages. In particular, the urgent task to be developed in LED lighting technology is to complement heat dissipation technology. The LED itself is vulnerable to heat, and if the circuit board made of plastic is exposed to hot air for a long time, it may be easily damaged, which may cause damage due to insulation deterioration.
LED 조명 설비는 일반적으로, 도 1과 같이 AC 220V 전원을 공급받아 AC-DC 변환기를 통하여 DC 전원으로 변환 후 LED 램프(LED 모듈)에 공급하여 램프를 점등하는 구조로 되어 있다(다만, AC 전원으로 구동되는 LED 램프가 일부 개발되어 있다).In general, the LED lighting equipment receives AC 220V power and converts it into DC power through an AC-DC converter, and then supplies the LED lamp (LED module) to light the lamp (but, AC power supply). Some LED lamps have been developed).
LED 조명 설비의 일반적인 구성 요소인 AC-DC 변환기의 경우 에너지 효율이 높고 소형, 경량 등의 장점이 있는 SMPS(Switched Mode Power Supply)를 주로 사용하고 있다. SMPS는 도 2에 나타낸 것과 같이 교류 입력 전원으로부터 입력 정류 평활 회로를 통해 얻은 직류 입력 전압을 직류 출력 전압으로 변화하는 DC-DC 변환기와 출력 전압을 안정화시키는 궤환 제어 회로, 과전압, 과전류 등으로부터 시스템을 보호하는 보호 회로로 구성되어 있다. 궤환 제어 회로는 다시 출력 전압의 오차를 증폭하는 오차 증폭기, 증폭된 오차와 삼각파를 비교하여 구동 펄스를 생성하는 비교기, DC-DC 변환기의 주 스위치를 구동하는 구동회로 등으로 구성되어 있으며, DC-DC 변환기는 주 스위치와 환류 다이오드, 2차의 저역 통과 필터인 LC 필터 등으로 구성되어 있다.AC-DC converters, a common component of LED lighting installations, mainly use Switched Mode Power Supply (SMPS), which has advantages of high energy efficiency and small size and light weight. As shown in Fig. 2, the SMPS system is a DC-DC converter which converts a DC input voltage obtained from an AC input power source through an input rectification smoothing circuit to a DC output voltage, and a feedback control circuit that stabilizes the output voltage, an overvoltage, an overcurrent system, and the like. It consists of a protection circuit to protect. The feedback control circuit is composed of an error amplifier which amplifies the error of the output voltage again, a comparator which compares the amplified error with a triangular wave to generate a driving pulse, and a driving circuit which drives the main switch of the DC-DC converter. The DC converter consists of a main switch, a freewheeling diode, and an LC filter, a secondary low pass filter.
SMPS의 구성요소 중 DC-DC 변환기는 전력의 변환을 담당하는 주요 부분으로 입출력 변화비의 크기 및 회로 구성에 따라 많은 종류의 변환기로 분류된다. SMPS의 회로 방식은 고주파 트랜스포머의 유무에 따라 크게 비절연형(Buck, Boost, Buck-boost, C'uk 방식 등)과 절연형(Flyback, Forward, Full-bridge, Half-bridge 방식 등)으로 나눌 수 있다. 하지만, 절연형과 비절연형은 SMPS의 응용에 있어 고전압 또는 누설 전류로 인한 사고로부터 사용자를 보호하기 위하여 입력과 출력 사이에 전기적 절연 유무의 차이가 있지만 기본 특성은 동일하게 일정한 전압을 내는 특징을 가지고 있다. 또한, 최근에는 LED 램프의 구동을 위하여 정전압 제어가 아닌 정전류 제어를 통하여 LED 램프의 효율과 수명을 늘리는데 효과적인 제어 기법이 적용되고 있다.Among the components of SMPS, DC-DC converter is the main part responsible for power conversion, and it is classified into many kinds of converters according to the size of input / output change ratio and circuit configuration. SMPS circuit can be divided into non-isolated (Buck, Boost, Buck-boost, C'uk, etc.) and isolated (Flyback, Forward, Full-bridge, Half-bridge, etc.) depending on the presence of high frequency transformer. have. However, insulated type and non-isolated type have the difference of electrical insulation between input and output to protect the user from accidents due to high voltage or leakage current in SMPS application, but the basic characteristics have the same constant voltage characteristics. have. In addition, in recent years, an effective control technique has been applied to increase the efficiency and life of the LED lamp through the constant current control instead of the constant voltage control for driving the LED lamp.
하지만, 정상적인 SMPS에 의하여 전력이 공급되었을 경우에는 별 문제가 없지만, 과전력이 공급되었을 때 LED 모듈은 더 밝은 빛을 내는 반면 수명이 급격하게 줄어들고 화재의 위험성이 존재하게 된다. 이러한 단점 때문에 최근 정전류, 정전압 제어기법을 적용한 SMPS가 적용되고 있지만, SMPS의 출력 전압 설정용 가변 저항이나 출력 포트 등에 이상이 발생할 경우 SMPS에는 비교적 큰 손상이 일어나지 않으나 LED 모듈로 공급되는 전압이 상승할 경우 공급 전류 또는 증가하여 LED 램프에서 발열로 인한 화재사고가 빈번하게 발생하기 때문에 이에 대한 대책이 필요하다(도 3 참조). However, if power is supplied by a normal SMPS, there is no problem. However, when overpower is supplied, the LED module emits brighter light, but the lifespan is drastically reduced and there is a risk of fire. Because of these shortcomings, SMPS has been recently applied to the constant current and constant voltage controller methods.However, if an error occurs in the variable resistor or output port for setting the output voltage of the SMPS, the SMPS does not cause much damage, but the voltage supplied to the LED module may increase. In this case, since a fire accident frequently occurs due to the supply current or heat generation from the LED lamp, a countermeasure is required (see FIG. 3).
또한, SMPS의 경우 누설 전류 및 지락이 발생하면, 전기 화재 및 감전 사고가 발생할 수 있어 LED용 전원 공급 장치의 경우 이러한 누설 전류 및 지락 상태를 검출하여 적절한 제어가 가능하여야만 한다.In addition, in case of SMPS, when leakage current and ground fault occur, an electric fire and an electric shock may occur. In the case of LED power supply, such leakage current and ground state should be detected and appropriately controlled.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, LED와 같은 조명 광원의 과열로 인한 오동작 및 화재 등의 사고를 방지하기 위하여 온도 센서에 의한 온도 정보를 이용하여 조명 광원이 과열되지 않도록 하는 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치를 공급하는 것에 그 목적이 있다.The present invention has an object to solve the technical problem as described above, the illumination light source using the temperature information by the temperature sensor in order to prevent an accident such as malfunction and fire due to overheating of the illumination light source such as LED Its purpose is to provide a power supply with an electrical safety function that does not overheat.
또한, 본 발명은 조명 광원을 위한 전원 공급 장치의 누설 전류 및 지락을 검출하여 전기화재 및 감전사고를 예방할 수 있는 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치를 공급하는 것에도 그 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide a power supply having an electric safety function capable of detecting leakage currents and ground faults of the power supply for an illumination light source and preventing an electric fire and an electric shock.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 조명 시스템을 위한 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치는 교류 신호를 입력받아 직류 신호로 변환하여 조명 광원에 공급하는 전원 공급부; 및 상기 조명 광원에 접촉 또는 상기 조명 광원과 미리 설정된 일정 거리 이내에 설치되어 상기 조명 광원의 온도를 측정하기 위한 온도 센서로부터의 온도 신호, 상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 및 출력 전류 신호 중 적어도 어느 하나의 신호를 입력받아, 상기 PWM 제어부의 출력 신호의 듀티(Duty) 비율을 조절하는 것에 상기 조명 광원에 공급될 상기 전원 공급부의 출력 전압 및 출력 전류를 제어하기 위한 PWM 제어부; 를 포함한다.Power supply device having an electrical safety function for a lighting system according to an embodiment of the present invention includes a power supply for receiving an AC signal converted to a DC signal to supply to the illumination light source; And a temperature signal from a temperature sensor for contacting the illumination light source or within a predetermined distance from the illumination light source and measuring a temperature of the illumination light source, an output voltage signal of the power supply unit, and an output current signal. A PWM controller which receives a signal and controls an output voltage and an output current of the power supply unit to be supplied to the illumination light source to adjust a duty ratio of an output signal of the PWM controller; It includes.
또한, 본 발명에 따른 전원 공급 장치는, 상기 전원 공급부의 출력 전압을 검출하여 상기 PWM 제어부에 입력하는 것에 의해 상기 전원 공급부의 출력 전압을 일정한 수준으로 제어하기 위한 정전압 제어부; 또는 상기 전원 공급부의 출력 전류를 검출하여 상기 PWM 제어부에 입력하는 것에 의해 상기 전원 공급부의 출력 전류를 일정한 수준으로 제어하기 위한 정전류 제어부;를 더 포함할 수 있다.
In addition, the power supply apparatus according to the present invention, the constant voltage control unit for controlling the output voltage of the power supply to a constant level by detecting the output voltage of the power supply and input to the PWM control unit; Or a constant current controller for controlling the output current of the power supply to a predetermined level by detecting the output current of the power supply and inputting the output current to the PWM controller.
구체적으로 상기 PWM 제어부는 상기 온도 센서로부터의 온도 신호에 의해 상기 조명 광원의 과열 여부를 판단하는 과열 제어 모듈;을 포함한다.Specifically, the PWM control unit; an overheat control module for determining whether the illumination light source is overheated by the temperature signal from the temperature sensor.
바람직한 일실시예에 따른 상기 과열 제어 모듈은, 상기 온도 신호가 일정 온도 미만인 경우에는 상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 및 출력 전류 신호를 입력받아 펄스 폭 변조 방법에 의해 출력 신호를 조절하는 것에 의해 상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 및 출력 전류 신호를 제어하되, 상기 온도 신호가 일정 온도 이상인 경우에는 펄스 폭 변조 방법에 의해 출력 신호를 조절하는 것에 의해 상기 온도 신호가 일정 온도 미만이 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
The overheat control module according to an exemplary embodiment, when the temperature signal is less than a predetermined temperature, receives the output voltage signal and the output current signal of the power supply unit and adjusts the output signal by a pulse width modulation method. The output voltage signal and the output current signal of the supply unit is controlled, but when the temperature signal is above a predetermined temperature, the temperature signal is controlled to be below a predetermined temperature by adjusting the output signal by a pulse width modulation method. .
또한, 상기 PWM 제어부는 상기 온도 센서로부터의 온도 신호를 상기 과열 제어 모듈에서 신호 처리 및 제어를 할 수 있도록 하는 온도 신호 전처리 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The PWM control unit may further include a temperature signal preprocessing module configured to perform signal processing and control of the temperature signal from the temperature sensor in the overheat control module.
아울러 바람직한 일실시예에 따른 상기 온도 신호 전처리 모듈은, 상기 온도 센서로부터의 온도 신호를 증폭하기 위한 신호 증폭기; 과열 여부 판단의 기준 온도를 설정하기 위한 기준 온도 설정기; 및 상기 온도 센서로부터의 온도 신호가 상기 기준 온도 설정기에서 설정된 기준 온도 이상인지 여부를 판단하기 위한 비교기; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the temperature signal preprocessing module according to a preferred embodiment, the signal amplifier for amplifying the temperature signal from the temperature sensor; A reference temperature setter for setting a reference temperature for judging whether to overheat; And a comparator for determining whether a temperature signal from the temperature sensor is equal to or higher than a reference temperature set by the reference temperature setter. And a control unit.
또한 상기 PWM 제어부는, 상기 전원 공급부로부터의 출력 전압 신호 또는 출력 전류 신호에 의해 전원 공급 장치의 누설 전류 및 지락 상태를 검출 및 제어하는 누설 및 지락 제어 모듈;을 포함하는 것이 바람직하다.The PWM controller may further include a leakage and ground fault control module configured to detect and control a leakage current and a ground fault state of the power supply by an output voltage signal or an output current signal from the power supply.
구체적으로 상기 누설 및 지락 제어 모듈에 의한 전원 공급 장치의 누설 전류 및 지락 상태의 검출 및 검출에 따른 상기 전원 공급부의 출력 제어는, 비례 제어, 비례-적분 제어, 비례-미분 제어, 비례-적분-미분 제어 기법 중 어느 한 가지 방법을 이용하되, 상기 네 가지의 제어 기법은 궤환(Feedback) 제어기의 형태로 제어하고자 하는 대상의 출력값을 측정하여, 측정된 출력값을 미리 설정된 참조값과 비교하여 오차값을 산출하고, 산출된 오차값을 이용하는 것을 특징으로 한다.
Specifically, the output control of the power supply unit according to the detection and detection of the leakage current and the ground fault state of the power supply device by the leakage and ground control module is proportional control, proportional-integral control, proportional-derived control, proportional-integrated- One of the derivative control techniques may be used, and the four control techniques measure an output value of an object to be controlled in the form of a feedback controller, and compare the measured output value with a preset reference value to obtain an error value. It calculates and uses the calculated error value.
바람직한 일실시예에 따른 상기 누설 및 지락 제어 모듈은,상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 또는 출력 전류 신호의 음(-)의 단자의 신호 레벨을 미리 설정된 제1 참조값과 비교하여 미리 설정된 제1 오차값 이상의 차이가 발생하는 지를 판단하는 제1 판단기; 상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 또는 출력 전류 신호의 양(+)의 단자와 음(-)의 단자의 신호 레벨의 차이값이 미리 설정된 제2 참조값과 비교하여 미리 설정된 제2 오차값 이상의 차이가 발생하는 지를 판단하는 제2 판단기; 및 상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 또는 출력 전류 신호의 양(+)의 단자의 신호 레벨과 미리 설정된 제3 참조값과 비교하여 차이값인 제3 오차값을 산출하고, 상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 또는 출력 전류 신호의 음(-)의 단자의 신호 레벨과 미리 설정된 제4 참조값과 비교하여 차이값인 제4 오차값을 산출하고, 상기 제3 오차값과 제4 오차값을 비교하여 차이값인 제5 오차값을 산출하여, 제5 오차값이 미리 설정된 제5 참조값과 비교하여 미리 설정된 제6 오차값 이상의 차이가 발생하는 지를 판단하는 제3 판단기; 중 어느 하나 이상의 구성 요소를 포함하는 것을 특징으로 한다.The leakage and ground fault control module according to an exemplary embodiment may include a first error value preset by comparing a signal level of a negative terminal of an output voltage signal or an output current signal of the power supply unit with a first preset reference value. A first determiner for determining whether the above difference occurs; The difference between the signal level of the positive terminal and the negative terminal of the output voltage signal or the output current signal of the power supply unit is different from the preset second error value by comparing with the preset second reference value. A second determiner for determining whether to perform; And comparing a signal level of the positive terminal of the output voltage signal or the output current signal of the power supply unit with a third reference value set in advance, and calculating a third error value that is a difference value, and outputting the output voltage signal of the power supply unit or The fourth error value is calculated by comparing the signal level of the negative terminal of the output current signal with the preset fourth reference value, and the fourth error value is compared by comparing the third error value with the fourth error value. A third determiner that calculates a fifth error value, and determines whether a difference greater than or equal to the sixth preset error value occurs by comparing the fifth error value with a preset fifth reference value; It characterized in that it comprises any one or more of the components.
상기 누설 및 지락 제어 모듈은, 상기 제1 오차값, 제2 오차값 또는 제6 오차값 이상의 차이가 발생하였다면, 전원 공급 장치의 누설 전류 및 지락 상태가 발생한 것으로 판정한 후, 상기 전원 공급부의 출력 전압을 '0'V로 제어하는 것을 특징으로 한다.
The leakage and ground fault control module determines that a leakage current and a ground fault state of the power supply device have occurred, if a difference greater than the first error value, the second error value, or the sixth error value occurs, and then outputs the power supply part. It is characterized by controlling the voltage to '0'V.
바람직한 일실시예의 상기 PWM 제어부의 출력 신호는, 상기 전원 공급부에 포함된 스위칭 소자로 입력되어 상기 전원 공급부의 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.The output signal of the PWM controller of the preferred embodiment is input to the switching element included in the power supply is characterized in that for controlling the output of the power supply.
또한 상기 PWM 제어부는, 상기 조명 광원의 온도, 상기 전원 공급부로부터의 출력 전압 및 출력 전류에 이상이 발생하였을 경우, 사용자에게 경고하기 위한 알람 기능을 포함하고 있는 것이 바람직하다.
The PWM controller may further include an alarm function to warn the user when an abnormality occurs in the temperature of the illumination light source, the output voltage from the power supply, and the output current.
본 발명의 바람직한 일실시예의 전원 공급 장치에 따르면, LED와 같은 조명 광원의 과열로 인한 오동작 및 화재 등의 사고를 방지하기 위하여 온도 센서에 의한 온도 정보를 이용하여 조명 광원이 과열되지 않도록 하는 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치를 공급할 수 있다.According to a power supply device of a preferred embodiment of the present invention, in order to prevent an accident such as a malfunction or a fire due to overheating of an illumination light source such as an LED, an electrical safety that prevents the illumination light source from overheating by using temperature information by a temperature sensor. It is possible to supply a power supply with a function.
또한, 본 발명에 따르면 조명 광원을 위한 전원 공급 장치의 누설 전류 및 지락을 검출하여 전기화재 및 감전사고를 예방할 수 있는 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치를 공급할 수도 있다.In addition, according to the present invention can detect a leakage current and ground fault of the power supply for the illumination light source to provide a power supply with an electrical safety function that can prevent electric fire and electric shock.
도 1은 LED 조명 설비의 일반적인 구성도를 나타낸다.
도 2는 SMPS의 구성도를 나타낸다.
도 3은 전압 상승에 의한 과열에 따른 LED 모듈의 소손예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 조명 시스템을 위한 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치의 구성도를 나타낸다.
도 5는 PWM 제어부의 구성도를 나타낸다.
도 6은 Flyback 컨버터가 적용된 SMPS의 일실시예를 나타낸다
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전원 공급 장치에 의한 과열 방지 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 온도 신호 전처리 모듈의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 누설 전류 및 지락 검출 및 제어 기능을 갖는 전원 공급 장치의 설명도이다.
도 10은 누설 및 지락 제어 모듈의 구성도이다.1 shows a general configuration diagram of an LED lighting fixture.
2 shows a configuration diagram of an SMPS.
3 shows an example of the burnout of the LED module due to overheating due to the voltage rise.
4 is a block diagram of a power supply having an electric safety function for a lighting system according to an embodiment of the present invention.
5 shows a configuration diagram of a PWM control unit.
6 illustrates an embodiment of an SMPS to which a flyback converter is applied.
7 is a view for explaining the overheat prevention function by the power supply according to an embodiment of the present invention.
8 is a configuration diagram of a temperature signal preprocessing module.
9 is an explanatory diagram of a power supply having a leakage current and ground fault detection and control function according to an embodiment of the present invention.
10 is a configuration diagram of a leakage and ground fault control module.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일실시예에 따른 조명 시스템을 위한 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a power supply device having an electrical safety function for a lighting system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 하기의 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.The following examples of the present invention are intended to embody the present invention, but not to limit or limit the scope of the present invention. What can be easily inferred by those skilled in the art from the detailed description and the embodiments of the present invention is interpreted as belonging to the scope of the present invention.
또한, 하기의 본 발명의 설명에서 LED 조명은 조명 광원의 일실시예로, LED 조명 뿐만 아니라 다른 종류의 조명 광원에도 적용될 수 있음은 물론이다.
In addition, in the following description of the present invention, the LED lighting is an embodiment of the illumination light source, and of course, it can be applied to other kinds of illumination light sources as well as LED lighting.
먼저 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 조명 시스템을 위한 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치의 구성도를 나타낸다.First, Figure 4 shows a block diagram of a power supply equipped with an electrical safety function for a lighting system according to an embodiment of the present invention.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 조명 시스템을 위한 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치(1000)는 전원 공급부(100), PWM 제어부(200), 정전압 제어부(300) 및 정전류 제어부(400)를 포함한다.As can be seen from Figure 4, the
상기 전원 공급부(100)는 교류 신호를 입력받아 직류 신호로 변환하여 조명 광원에 공급하는 역할을 한다.The
또한, 상기 PWM 제어부(200)는 상기 조명 광원에 접촉 또는 상기 조명 광원과 미리 설정된 일정 거리 이내에 설치되어 상기 조명 광원의 온도를 측정하기 위한 온도 센서로부터의 온도 신호, 상기 전원 공급부(100)의 출력 전압 신호 및 출력 전류 신호 중 적어도 어느 하나의 신호를 입력받아, 상기 PWM 제어부(200)의 출력 신호의 듀티(Duty) 비율을 조절하는 것에 의해, 즉 펄스 폭을 변조하는 것에 의해 상기 조명 광원에 공급될 상기 전원 공급부(100)의 출력 전압 및 출력 전류를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
상기 정전압 제어부(300)와 상기 정전류 제어부(400)는 상기 전원 공급부(100)의 출력 전압 및 출력 전류를 검출하여 상기 PWM 제어부(200)에 입력하는 것에 의해 일정한 수준으로 상기 전원 공급부(100)의 출력 전압 및 출력 전류를 제어하는 역할을 한다.
The
구체적으로 하기에 상기 PWM 제어부(200)의 구성에 대해 설명하기로 한다. 상기 PWM 제어부(200)의 구성에 대한 이해는 본 발명의 전원 공급 장치(1000)의 기능 이해에 많은 도움이 될 것이다.
Specifically, the configuration of the
도 5는 상기 PWM 제어부(200)의 구성도를 나타낸다.5 shows a configuration diagram of the
도 5로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 PWM 제어부(200)는 상기 온도 센서로부터의 온도 신호에 의해 상기 조명 광원의 과열 여부를 판단하는 과열 제어 모듈(210), 상기 온도 센서로부터의 온도 신호를 상기 과열 제어 모듈(210)에서 신호 처리 및 제어를 할 수 있도록 하는 온도 신호 전처리 모듈(220) 및 상기 전원 공급부(100)로부터의 출력 전압 신호 또는 출력 전류 신호에 의해 전원 공급 장치의 누설 전류 및 지락 상태를 검출 및 제어하는 누설 및 지락 제어 모듈(230)을 포함할 수 있다.
As can be seen from Figure 5
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전원 공급 장치(1000)는 도 5의 구성 요소로부터도 알 수 있는 바와 같이 조명 광원의 과열 방지, 전원 공급 장치의 누설 전류 및 지락 검출과 제어의 두 가지 기능을 구비하고 있다.
As can be seen from the components of FIG. 5, the
먼저, 조명 광원의 과열 방지 기능에 대해 설명하기로 한다.
First, the overheat prevention function of the illumination light source will be described.
조명 광원의 과열 방지 기능Overheating protection of lighting source
LED 조명의 전원 공급 장치는 내부의 DC-DC 컨버터의 형태에 따라 달라진다. DC-DC 컨버터의 종류는 비절연형인 Buck, Boost, Buck-boost, C'uk 방식 등이 있으며, 절연형은 Flyback, Forward, Full-bridge, Half-bridge 방식 등이 있다. 이러한 여러 가지 방식 중, 도 6은 LED 조명에 일반적으로 많이 사용되는 방식인 Flyback 컨버터가 적용된 SMPS 회로를 나타낸 것이다.
The power supply for LED lighting depends on the type of internal DC-DC converter. Types of DC-DC converters include non-isolated Buck, Boost, Buck-boost, and C'uk methods, and the isolated types include Flyback, Forward, Full-bridge, and Half-bridge. Among these various schemes, FIG. 6 shows an SMPS circuit to which a flyback converter, which is commonly used for LED lighting, is applied.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전원 공급 장치(1000)에 의한 과열 방지 기능을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining the overheat prevention function by the
도 7로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 전원 공급 장치(1000)는 종래의 전원 공급 장치인 도 6에 나타낸 SMPS의 기능은 그대로 유지하면서 SMPS 내부의 DC-DC 컨버터의 종류에 관계없이 온도 센서를 이용하여 SMPS 내외부에서 이상이 발생하여 LED 조명에 과전력이 인가되어 온도가 상승하였을 때, 이를 감지하여 SMPS 출력 전압 및 전류를 낮춰 온도 상승을 막아 LED 램프에서 화재 등의 소손을 방지하는 기능을 갖는 SMPS를 설계하였다.As can be seen from Figure 7, the
구체적으로, 정전압 제어 및 정전류 제어를 위해 정전압 제어부(300) 및 정전류 제어부(400)로부터의 출력 전압 신호 및 출력 전류 신호가 PWM 제어부(200)로 입력되어 전원 공급부(100)로 궤환된다.Specifically, for the constant voltage control and the constant current control, the output voltage signal and the output current signal from the
또한, 전원 공급부(100)의 외부로부터 LED 조명의 온도 신호 또한 PWM 제어부(200)로 입력된다.In addition, the temperature signal of the LED light is also input to the
상기 과열 제어 모듈(210)은 상기 온도 신호가 일정 온도 미만인 경우에는 상기 전원 공급부(100)의 출력 전압 신호 및 출력 전류 신호를 입력받아 펄스 폭 변조 방법에 의해 출력 신호를 조절하는 것에 의해 상기 전원 공급부(100)의 출력 전압 신호 및 출력 전류 신호를 제어하되, 상기 온도 신호가 일정 온도 이상인 경우에는 펄스 폭 변조 방법에 의해 출력 신호를 조절하는 것에 의해 상기 온도 신호가 일정 온도 미만이 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.When the temperature signal is less than a predetermined temperature, the
즉, 상기 PWM 제어부(200)는 Duty 비율을 PWM 제어부(200)에 입력된 전압 신호, 전류 신호 및 온도 신호에 의해 변조하여 상기 전원 공급부(100)의 스위칭 소자(110)에 입력한다.That is, the
도 7로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 일실시예에서는 스위칭 소자(110)로서 FET(Field Effect Transistor)가 사용되었으며, 상기 PWM 제어부(200)의 출력은 FET의 Drain 전압으로 입력된다.
As can be seen from FIG. 7, in the exemplary embodiment of the present invention, a field effect transistor (FET) is used as the switching element 110, and the output of the
또한, 상기 온도 신호 전처리 모듈(220)은 도 8에 도시된 바와 같이 상기 온도 센서로부터의 온도 신호를 증폭하기 위한 신호 증폭기(221), 과열 여부 판단의 기준 온도를 설정하기 위한 기준 온도 설정기(222), 및 상기 온도 센서로부터의 온도 신호가 상기 기준 온도 설정기(222)에서 설정된 기준 온도 이상인지 여부를 판단하기 위한 비교기(223)를 포함하여 구성될 수 있다.
In addition, the temperature
온도 데이터와 한계 온도의 설정은 온도 센서의 종류에 따라 다르다. 일반적으로 쉽게 사용하는 접촉식 온도 센서 K-Type의 경우 온도에 따라 발생하는 기전력이 40μV/℃ 이므로 만약 약 100℃의 한계 온도를 설정한다면, 도 8의 신호 증폭기(221)의 입력은 4mV가 입력되도록 회로를 구성하면 된다. 하지만, 4mV의 전압은 TTL 또는 CMOS 계열의 IC에서는 입력으로 받지 못할 수도 있기 때문에 입력 신호를 증폭할 필요가 있어 신호 증폭기(221)가 요구된다.
The setting of temperature data and limit temperature depends on the type of temperature sensor. In the case of the commonly used contact temperature sensor K-Type, since the electromotive force generated according to the temperature is 40 μV / ° C., if the limit temperature of about 100 ° C is set, the input of the
하기에 본원 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전원 공급 장치(1000)의 누설 전류 및 지락 검출과 제어 기능에 대해 설명하기로 한다.
Hereinafter, leakage current and ground fault detection and control functions of the
누설 전류 및 지락 검출과 제어 기능Leakage current and ground fault detection and control
정전류 및 정전압 공급을 위한 전원 공급 장치의 설계를 위해서는 출력하고자하는 전류 및 전압에 대한 참조값(혹은 설정값)과 실제 출력되고 있는 전류 및 전압에 대한 값을 궤환(Feedback)하여 제어를 하게 된다. 제어를 위하여 일반적으로 PID 제어를 하게 된다.In order to design a power supply device for supplying a constant current and a constant voltage, a reference value (or a set value) for the current and voltage to be output and a value for the current and voltage being output are fed back and controlled. In order to control, PID control is generally performed.
PID 제어기는 비례-적분-미분 제어기를 말하며 실제 응용 분야에서 가장 많이 사용되는 대표적인 형태의 제어 기법이다. PID 제어기는 기본적으로 피드백(feedback) 제어기의 형태를 가지고 있으며, 제어하고자 하는 대상의 출력값(output)을 측정하여 이를 원하고자 하는 참조값(reference value) 혹은 설정값(setpoint)과 비교하여 오차(error)를 계산하고, 이 오차값을 이용하여 제어에 필요한 제어값을 계산하는 구조로 되어 있다.The PID controller is a proportional-integral-differential controller and is a representative type of control technique that is most used in practical applications. The PID controller basically has the form of a feedback controller, and measures an output value of an object to be controlled and compares it with a reference value or a setpoint desired to obtain an error. Is calculated and the control value required for control is calculated using this error value.
표준적인 형태의 PID 제어기는 [수학식 1]과 같이 세 개의 항을 더하여 제어값(Manipulated Variable, MV)을 계산하도록 구성이 되어 있다.The standard type PID controller is configured to calculate a control value (MV) by adding three terms as shown in [Equation 1].
상기 [수학식 1]에서의 각 항들은 각각 오차값, 오차값의 적분(integral), 오차값의 미분(derivative)에 비례하기 때문에 비례-적분-미분 제어기 (Proportional Integral Derivative Controller)라는 명칭을 가진다. 이 세 개의 항들의 직관적인 의미는 다음과 같다.Each term in
- 비례항 : 현재 상태에서의 오차값의 크기에 비례한 제어 작용을 한다. -Proportional term: Controls proportional to the magnitude of the error value in the current state.
- 적분항 : 정상상태(steady-state) 오차를 없애는 작용을 한다. -Integral term: Eliminates steady-state error.
- 미분항 : 출력값의 급격한 변화에 제동을 걸어 오버슛(overshoot)을 줄이고 안정성(stability)을 향상시킨다. Derivative term: Braking on abrupt changes in the output value reduces overshoot and improves stability.
PID 제어기는 [수학식 1]과 같은 표준식의 형태로 사용하기도 하지만, 경우에 따라서는 약간 변형된 형태로 사용하는 경우도 많다. 예를 들어, 비례항만을 가지거나, 혹은 비례-적분, 비례-미분항만을 가진 제어기의 형태로 단순화하여 사용하기도 하는데, 이때는 각각 P, PI, PD 제어기라 불린다.The PID controller is used in the form of a standard equation such as [Equation 1], but in some cases, it is used in a slightly modified form. For example, it may be used simply in the form of a controller having only proportional terms, or only proportional-integral and proportional-differential terms, which are called P, PI, and PD controllers, respectively.
도 9는 상술한 PID 제어 기능을 구비한 본 발명의 일실시예에 따른 누설 전류 및 지락 검출 및 제어 기능을 갖는 전원 공급 장치(1000)의 설명도이다. 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이 하나의 출력 전원에 대한 정보를 피드백하여 제어하는 것과는 달리, 출력 전원의 양(+)의 출력 단자와 음(-)의 출력 단자에 대한 정보를 피드백하여 제어하게 된다.9 is an explanatory diagram of a
두 가지의 정보 중에서 기존의 전원 공급 장치와 같이 양(+)의 출력 단자의 정보는 정전류(정전압) 제어를 위하여 사용된다. 그러나, 음(-)의 출력 단자에 대한 정보는 양(+)의 출력 단자에 대한 정보와 함께 상기 누설 및 지락 제어 모듈(230)에서 전원 공급 장치(1000)의 누설 전류 및 지락 상태를 검출하는데 사용된다.
Of the two types of information, like the conventional power supply, the information of the positive output terminal is used for the constant current (constant voltage) control. However, the information on the negative output terminal, together with the information on the positive output terminal, detects the leakage current and the ground state of the
도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 누설 및 지락 제어 모듈(230)의 구성도이다.10 is a block diagram of the leakage and ground
도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 누설 및 지락 제어 모듈(230)은, 상기 전원 공급부(100)의 출력 전압 신호 또는 출력 전류 신호의 음(-)의 단자의 신호 레벨을 미리 설정된 제1 참조값과 비교하여 미리 설정된 제1 오차값 이상의 차이가 발생하는 지를 판단하는 제1 판단기(231); 상기 전원 공급부(100)의 출력 전압 신호 또는 출력 전류 신호의 양(+)의 단자와 음(-)의 단자의 신호 레벨의 차이값이 미리 설정된 제2 참조값과 비교하여 미리 설정된 제2 오차값 이상의 차이가 발생하는 지를 판단하는 제2 판단기(232); 및, 상기 전원 공급부(100)의 출력 전압 신호 또는 출력 전류 신호의 양(+)의 단자의 신호 레벨과 미리 설정된 제3 참조값과 비교하여 차이값인 제3 오차값을 산출하고, 상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 또는 출력 전류 신호의 음(-)의 단자의 신호 레벨과 미리 설정된 제4 참조값과 비교하여 차이값인 제4 오차값을 산출하고, 상기 제3 오차값과 제4 오차값을 비교하여 차이값인 제5 오차값을 산출하여, 제5 오차값이 미리 설정된 제5 참조값과 비교하여 미리 설정된 제6 오차값 이상의 차이가 발생하는 지를 판단하는 제3 판단기(233); 중 어느 하나 이상의 구성 요소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
As can be seen from Figure 10 the leakage and ground
상기 누설 및 지락 제어 모듈(230)은, 상기 제1 오차값, 제2 오차값 또는 제6 오차값 이상의 차이가 발생하였다면, 전원 공급 장치에서 누설 전류 및 지락 상태가 발생한 것으로 판정한 후, 상기 전원 공급부(100)의 출력 전압을 '0'V로 제어하게 된다. 상기 전원 공급부(100)의 출력 전압을 '0'V로 제어하는 방법은 상기 전원 공급부(100)에 포함된 스위칭 소자(110)로 상기 PWM 제어부(200)의 출력 신호를 입력하는 것에 의해 이루어질 수 있다.
The leakage and ground
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 PWM 제어부(200)는, 상기 조명 광원의 온도, 상기 전원 공급부(100)로부터의 누설 전류 및 지락 등에 의해 출력 전압 및 출력 전류에 이상이 발생하였을 경우, 사용자에게 경고하기 위한 알람 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 PWM 제어부(200)는 전류 신호의 분석을 통하여 LED 조명을 구성하는 각 모듈의 이상 여부를 검출하는 기능을 수행할 수도 있다.
In addition, the
LED 조명을 이용한 가로등, 보안등, 경관 조명등 등은 하나의 램프에 여러 개의 모듈로 구성되어 있다. 이러한 여러 개의 모듈 중에서 하나의 모듈에 이상이 발생하며, 조도가 떨어져 보행자 등에 불편을 줄 수 있으며 조명등 본래의 역할을 수행하는데 있어 지장을 줄 수 있다. 또한, 여러 개의 모듈 중 하나의 모듈에 이상이 발생하여 지속적인 구동이 되는 경우 나머지 모듈에 과부하로 인한 소손을 가져올 수 있기 때문에 PWM 제어부(200)로 입력되는 전류 데이터를 분석하여 LED 조명의 구성 모듈당 소비 전류를 분석한 데이터를 활용하면 LED 모듈의 소손 여부를 관리자가 쉽게 확인할 수 있기 때문에 전류 데이터 분석 결과를 활용하여 SMPS에 구성된 전류 이상 알람 램프를 점등시켜 관리자 등이 확인 가능하도록 알려주는 기능을 수행하도록 설계하였다.
Street lights, security lamps, landscape lights, etc. using LED lighting are composed of several modules in one lamp. An abnormality occurs in one module among these modules, and may cause inconvenience to pedestrians, etc., due to poor illumination, and may interfere in performing an original role of lighting. In addition, if one module among several modules is operated continuously and may cause damage due to overloading the remaining modules, the current data input to the
1000 : 본 발명에 따른 전원 공급 장치
100 : 전원 공급부 200 : PWM 제어부
300 : 정전압 제어부 400 : 정전류 제어부
110 : 스위칭 소자
210 : 과열 제어 모듈 220 : 온도 신호 전처리 모듈
230 : 누설 및 지락 제어 모듈
221 : 신호 증폭기 222 : 기준 온도 설정기
223 : 비교기
231 : 제1 판단기 232 : 제2 판단기
233 : 제3 판단기1000: power supply according to the present invention
100: power supply unit 200: PWM control unit
300: constant voltage control unit 400: constant current control unit
110: switching element
210: overheat control module 220: temperature signal preprocessing module
230: leakage and ground fault control module
221: signal amplifier 222: reference temperature setter
223: comparator
231: first judge 232: second judge
233: third judge
Claims (10)
교류 신호를 입력받아 직류 신호로 변환하여 조명 광원에 공급하는 전원 공급부; 및
상기 조명 광원에 접촉 또는 상기 조명 광원과 미리 설정된 일정 거리 이내에 설치되어 상기 조명 광원의 온도를 측정하기 위한 온도 센서로부터의 온도 신호, 상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 및 출력 전류 신호 중 적어도 어느 하나의 신호를 입력받아, PWM 제어부의 출력 신호의 듀티(Duty) 비율을 조절하는 것에 상기 조명 광원에 공급될 상기 전원 공급부의 출력 전압 및 출력 전류를 제어하기 위한 PWM 제어부; 를 포함하되,
상기 PWM 제어부는,
상기 전원 공급부로부터의 출력 전압 신호 또는 출력 전류 신호에 의해 전원 공급 장치의 누설 전류 및 지락 상태를 검출 및 제어하는 누설 및 지락 제어 모듈;을 포함하며,
상기 누설 및 지락 제어 모듈은,
상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 또는 출력 전류 신호의 음(-)의 단자의 신호 레벨을 미리 설정된 제1 참조값과 비교하여 미리 설정된 제1 오차값 이상의 차이가 발생하는 지를 판단하는 제1 판단기;
상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 또는 출력 전류 신호의 양(+)의 단자와 음(-)의 단자의 신호 레벨의 차이값이 미리 설정된 제2 참조값과 비교하여 미리 설정된 제2 오차값 이상의 차이가 발생하는 지를 판단하는 제2 판단기; 및
상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 또는 출력 전류 신호의 양(+)의 단자의 신호 레벨과 미리 설정된 제3 참조값과 비교하여 차이값인 제3 오차값을 산출하고, 상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 또는 출력 전류 신호의 음(-)의 단자의 신호 레벨과 미리 설정된 제4 참조값과 비교하여 차이값인 제4 오차값을 산출하고, 상기 제3 오차값과 제4 오차값을 비교하여 차이값인 제5 오차값을 산출하여, 제5 오차값이 미리 설정된 제5 참조값과 비교하여 미리 설정된 제6 오차값 이상의 차이가 발생하는 지를 판단하는 제3 판단기; 중 어느 하나 이상의 구성 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템을 위한 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치.
In the power supply,
A power supply unit which receives an AC signal and converts the signal into a DC signal to supply the illumination light source; And
At least one of a temperature signal from a temperature sensor for contacting the illumination light source or a predetermined distance from the illumination light source and measuring a temperature of the illumination light source, an output voltage signal of the power supply unit, and an output current signal; A PWM controller configured to control an output voltage and an output current of the power supply unit to be supplied to the illumination light source by adjusting a duty ratio of an output signal of the PWM controller; Including,
The PWM control unit,
And a leakage and ground fault control module configured to detect and control a leakage current and a ground fault state of the power supply by an output voltage signal or an output current signal from the power supply.
The leakage and ground fault control module,
A first determiner for comparing a signal level of a negative terminal of an output voltage signal or an output current signal of the power supply unit with a preset first reference value to determine whether a difference greater than or equal to a preset first error value occurs;
The difference between the signal level of the positive terminal and the negative terminal of the output voltage signal or the output current signal of the power supply unit is different from the preset second error value by comparing with the preset second reference value. A second determiner for determining whether to perform; And
Comparing the signal level of the positive terminal of the output voltage signal or the output current signal of the power supply unit and the third reference value set in advance to calculate a third error value that is a difference value, the output voltage signal or output of the power supply unit A fourth error value that is a difference value is calculated by comparing the signal level of the negative terminal of the current signal with a preset fourth reference value, and the fifth error value that is a difference value by comparing the third error value and the fourth error value. A third determiner that calculates an error value and determines whether a difference greater than or equal to a preset sixth error value occurs by comparing the fifth error value with a preset fifth reference value; A power supply with an electrical safety function for a lighting system, characterized in that it comprises any one or more components.
상기 전원 공급 장치는,
상기 전원 공급부의 출력 전압을 검출하여 상기 PWM 제어부에 입력하는 것에 의해 상기 전원 공급부의 출력 전압을 일정한 수준으로 제어하기 위한 정전압 제어부; 또는
상기 전원 공급부의 출력 전류를 검출하여 상기 PWM 제어부에 입력하는 것에 의해 상기 전원 공급부의 출력 전류를 일정한 수준으로 제어하기 위한 정전류 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템을 위한 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치.
The method of claim 1,
The power supply device,
A constant voltage controller for controlling the output voltage of the power supply to a predetermined level by detecting an output voltage of the power supply and inputting the same to the PWM controller; or
And a constant current controller for controlling the output current of the power supply unit to a predetermined level by detecting an output current of the power supply unit and inputting the output current to the PWM control unit. Power supply.
상기 PWM 제어부는,
상기 온도 센서로부터의 온도 신호에 의해 상기 조명 광원의 과열 여부를 판단하는 과열 제어 모듈;을 포함하되,
상기 과열 제어 모듈은,
상기 온도 신호가 일정 온도 미만인 경우에는 상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 및 출력 전류 신호를 입력받아 펄스 폭 변조 방법에 의해 출력 신호를 조절하는 것에 의해 상기 전원 공급부의 출력 전압 신호 및 출력 전류 신호를 제어하되,
상기 온도 신호가 일정 온도 이상인 경우에는 펄스 폭 변조 방법에 의해 출력 신호를 조절하는 것에 의해 상기 온도 신호가 일정 온도 미만이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템을 위한 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치.
The method of claim 1,
The PWM control unit,
And an overheat control module configured to determine whether the illumination light source is overheated by the temperature signal from the temperature sensor.
The overheat control module,
When the temperature signal is below a predetermined temperature, the output voltage signal and the output current signal of the power supply unit are input to control the output voltage signal and the output current signal by adjusting the output signal by a pulse width modulation method. ,
When the temperature signal is above a certain temperature, the power supply device with an electrical safety function for a lighting system, characterized in that the control by controlling the output signal by a pulse width modulation method so that the temperature signal is below a certain temperature. .
상기 PWM 제어부는,
상기 온도 센서로부터의 온도 신호를 상기 과열 제어 모듈에서 신호 처리 및 제어를 할 수 있도록 하는 온도 신호 전처리 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하되,
상기 온도 신호 전처리 모듈은,
상기 온도 센서로부터의 온도 신호를 증폭하기 위한 신호 증폭기;
과열 여부 판단의 기준 온도를 설정하기 위한 기준 온도 설정기; 및
상기 온도 센서로부터의 온도 신호가 상기 기준 온도 설정기에서 설정된 기준 온도 이상인지 여부를 판단하기 위한 비교기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템을 위한 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치.
The method of claim 3, wherein
The PWM control unit,
And a temperature signal preprocessing module that enables signal processing and control of the temperature signal from the temperature sensor in the overheat control module.
The temperature signal preprocessing module,
A signal amplifier for amplifying a temperature signal from the temperature sensor;
A reference temperature setter for setting a reference temperature for judging whether to overheat; And
A comparator for determining whether a temperature signal from the temperature sensor is equal to or greater than a reference temperature set by the reference temperature setter; Power supply with an electrical safety function for a lighting system comprising a.
상기 누설 및 지락 제어 모듈에 의한 전원 공급 장치의 누설 전류 및 지락 상태의 검출 및 검출에 따른 상기 전원 공급부의 출력 제어는,
비례 제어, 비례-적분 제어, 비례-미분 제어, 비례-적분-미분 제어 기법 중 어느 한 가지 방법을 이용하되, 상기 네 가지의 제어 기법은 궤환(Feedback) 제어기의 형태로 제어하고자 하는 대상의 출력값을 측정하여, 측정된 출력값을 미리 설정된 참조값과 비교하여 오차값을 산출하고, 산출된 오차값을 이용하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템을 위한 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치.
The method of claim 1,
Output control of the power supply unit according to the detection and detection of the leakage current and the ground fault state of the power supply device by the leakage and ground fault control module,
Any one of proportional control, proportional-integral control, proportional-differential control and proportional-integral-derived control techniques may be used, and the four control techniques are output values of an object to be controlled in the form of a feedback controller. And measuring the output value and comparing the measured output value with a preset reference value to calculate an error value, and using the calculated error value.
상기 누설 및 지락 제어 모듈은, 상기 제1 오차값, 제2 오차값 또는 제6 오차값 이상의 차이가 발생하였다면, 전원 공급 장치의 누설 전류 및 지락 상태가 발생한 것으로 판정한 후, 상기 전원 공급부의 출력 전압을 '0'V로 제어하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템을 위한 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치.
The method of claim 1,
The leakage and ground fault control module determines that a leakage current and a ground fault state of the power supply device have occurred, if a difference greater than the first error value, the second error value, or the sixth error value occurs, and then outputs the power supply part. Power supply with electrical safety for lighting systems, characterized in that the voltage is controlled to '0'V.
상기 PWM 제어부의 출력 신호는, 상기 전원 공급부에 포함된 스위칭 소자로 입력되어 상기 전원 공급부의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템을 위한 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치.
The method of claim 1,
The output signal of the PWM control unit is input to the switching element included in the power supply unit is a power supply device with an electrical safety function for a lighting system, characterized in that for controlling the output of the power supply unit.
상기 PWM 제어부는,
상기 조명 광원의 온도, 상기 전원 공급부로부터의 출력 전압 및 출력 전류에 이상이 발생하였을 경우, 사용자에게 경고하기 위한 알람 기능을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 조명 시스템을 위한 전기 안전 기능이 구비된 전원 공급 장치.The method of claim 1,
The PWM control unit,
Power supply with an electrical safety function for the lighting system, characterized in that it comprises an alarm function to warn the user when the temperature of the illumination light source, the output voltage and output current from the power supply is abnormal. Device.
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