KR101201459B1 - Apparatus for controlling led-streetlight of dimming by power line communication - Google Patents

Apparatus for controlling led-streetlight of dimming by power line communication Download PDF

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본 발명은 전력선 통신을 이용한 LED 가로등의 디밍 제어 장치에 관한 것으로서, 누전차단 기능을 내장한 케이블 방수 접속함(5)과, 분전함(2)과 전력선 통신을 수행하고, 해당 LED 모듈(9)의 디밍 제어를 위한 전압레벨을 출력하는 전력선 통신용 모뎀(6)과, 220V 교류전압을 직류전압으로 변환하여 디머에 전원을 공급해주는 스위칭 모드 전원공급장치(SMPS)(7)와, 스위칭 모드 전원공급장치(7)로부터 전원을 공급받음과 아울러 전력선 통신용 모뎀(6)으로부터 전압레벨을 입력받아 LED 모듈(9)에 펄스폭변조(PWM) 방식으로 디밍 제어를 수행하는 디머(Dimmer)(8)로 이루어져, 주변 환경 및 시간 설정에 따라 밝기를 조절함으로써 에너지 절약 및 유지 비용의 절감 효과를 가져 올 수 있다.The present invention relates to a dimming control device for an LED street light using power line communication, and performs power line communication with a cable waterproof junction box (5) and a distribution box (2) having a built-in earth leakage blocking function, A power line communication modem 6 for outputting a voltage level for dimming control, a switching mode power supply (SMPS) 7 for supplying power to the dimmer by converting a 220V AC voltage into a DC voltage, and a switching mode power supply It is composed of a dimmer (8) which receives power from the (7) and receives the voltage level from the power line communication modem (6) and performs dimming control on the LED module (9) by the pulse width modulation (PWM) method. In addition, energy savings and maintenance costs can be reduced by adjusting the brightness according to the surrounding environment and time setting.

Description

전력선 통신을 이용한 LED 가로등의 디밍 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING LED-STREETLIGHT OF DIMMING BY POWER LINE COMMUNICATION}Dimming control device of LED street light using power line communication {APPARATUS FOR CONTROLLING LED-STREETLIGHT OF DIMMING BY POWER LINE COMMUNICATION}

본 발명은 LED 가로등의 디밍 제어 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원격 제어를 위한 별도의 신호선 및 장치를 필요로 하지 않으면서 LED의 밝기를 원격에서 조절할 수 있는 전력선 통신을 이용한 LED 가로등의 디밍 제어 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a dimming control technology of the LED street light, and more particularly, the dimming control of the LED street light using power line communication that can remotely control the brightness of the LED without requiring a separate signal line and device for remote control Relates to a device.

기존의 가로등 원격 제어 시스템의 통신 방식은, 가로등과 분전함 간의 데이터 통신을 위한 전용 신호선을 이용한 유선통신 방식과 근거리 무선통신 방식이 있으며, 이들 통신 방식은 망운용을 위한 제어용 유무선 설비를 반드시 갖추어야 한다. 이와 같이, 기존의 가로등 원격 제어 시스템은 제어 신호용 통신선을 추가 설치하거나, 근거리 통신으로 인한 중계 장치를 필요로 하므로, 배선 설치 및 유지 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.Conventional street light remote control system has a wired communication method and a short-range wireless communication method using a dedicated signal line for data communication between the street lamp and distribution box, these communication methods must be equipped with wired and wireless control equipment for network operation. As described above, the conventional street light remote control system additionally installs a control signal communication line or requires a relay device due to short-range communication, and thus, a wiring installation and maintenance cost is high.

최근에, 낮은 소비전력으로 인하여 실내외 조명분야에서 형광등이나 할로겐 램프가 LED(Light Emitting Diode)로 대체되고 있는데, 가로등 역시 다수의 LED가 실장된 가로등용 LED 모듈이 등장하여 출시되고 있다. LED는 적정 전압의 직류에 의해 구동되는데, 기존에는 전력 소비가 큰 직류형 전류 공급장치가 오랫동안 표준으로 사용되었지만, 최근에는 교류 전원의 주파수를 직류 전원의 높은 주파수로 변경하는 소형 스위칭 모드 전원공급장치가 사용되고 있다.Recently, fluorescent lamps or halogen lamps have been replaced by LEDs (Light Emitting Diodes) in the indoor and outdoor lighting fields due to low power consumption. LEDs are driven by a direct current of a suitable voltage. In the past, DC-type current supplies with high power consumption have been used as a standard for a long time, but recently, a small switching mode power supply that changes the frequency of an AC power source to a high frequency of a DC power source. Is being used.

한편, LED의 디밍 제어(Dimming Control)는, 공급 전류의 사이클을 조정하는 아날로그 방식과, 짧은 시간동안 전류를 켜고 끄는 수많은 동작을 반복한 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 구분된다. PWM 방식은 외부에서 LED 모듈로 입력되는 전류의 듀티 사이클(Duty Cycle)을, 즉 저주파 PWM 신호를 조절하여 LED의 밝기를 조절한다. 최근, LED 모듈의 구동 전류는 PWM 방식을 이용하는 것이 일반적이다. 이는, 구동 전류를 쉽게 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 최근 출시되는 LED 모듈의 드라이버에는 PWM을 위한 인터페이스를 지원하고 있기 때문이다.Dimming control of LEDs is classified into an analog method of adjusting a cycle of supply current and a pulse width modulation (PWM) method in which numerous operations of turning on and off current for a short time are repeated. The PWM method adjusts the duty cycle of the current input to the LED module from outside, that is, the low frequency PWM signal to adjust the brightness of the LED. Recently, it is common to use a PWM method for driving current of an LED module. This is because the drive current can be easily adjusted, and the driver of the recently released LED module supports an interface for PWM.

이와 같이, LED 가로등 및 LED 디밍 제어 기술이 이미 알려져 있으며, 또한 전력선 통신을 이용한 가로등 제어 방법이 제안되어 있으나, 종래의 전력선 통신을 이용한 가로등 원격 제어 시스템에서는 점등과 소등 및 상태 감시 기능만을 수행하고 있다. 즉, 주변 환경이나 시간 설정에 따라 램프의 밝기를 여러 단계로 구분하여 제어하는 지능형 가로등으로 발전하기 위해서는 전력선 통신을 이용한 디밍 제어 기능을 필요로 하고 있으며, 또한 소비전력을 최소화시키기 위해서도 전력선 통신을 이용한 디밍 제어 기능을 필요로 하고 있다.
As such, LED street light and LED dimming control technology is already known, and a street light control method using power line communication has been proposed, but a conventional street light remote control system using power line communication performs only lighting, turning off, and status monitoring functions. . In other words, dimming control function using power line communication is required to develop intelligent street light that divides and controls the brightness of lamp in several stages according to the surrounding environment or time setting, and also uses power line communication to minimize power consumption. Dimming control is required.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 케이블 방수 접속함, 전력선 통신용 모뎀, 스위칭 모드 전원공급장치, 디머(Dimmer)로 구성된 디밍 제어 장치를 전력선 통신 기반의 LED 가로등에 적용하고, 디머의 PWM 출력을 위한 디밍 제어용 전압레벨을 전력선 통신용 모뎀에서 제공할 수 있도록 하여 원격에서도 밝기 레벨을 조절할 수 있는 전력선 통신을 이용한 LED 가로등의 디밍 제어 장치를 제공하는데 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a power line communication using a dimming control device consisting of a cable waterproof junction box, a power line communication modem, a switching mode power supply, a dimmer It is applied to LED streetlight based on LED and provides dimming control voltage level for PWM output of dimmer in power line communication modem to provide dimming control device of LED street light using power line communication that can adjust brightness level even in remote. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력선 통신을 이용한 LED 가로등의 디밍 제어 장치는, 전력선을 통해 서버와 통신을 수행하고, 가로등의 LED 모듈의 디밍 제어를 위한 전압레벨을 출력하는 전력선 통신용 모뎀; 교류전압을 직류전압으로 변환하는 스위칭 모드 전원공급장치; 및 상기 스위칭 모드 전원공급장치로부터 전원을 공급받음과 아울러 상기 전력선 통신용 모뎀으로부터 전압레벨을 입력받아 상기 LED 모듈에 펄스폭변조 방식으로 디밍 제어를 수행하는 디머(Dimmer)를 포함하는 것을 특징으로 한다.Dimming control device for LED street light using the power line communication of the present invention for achieving the above object, the power line communication modem for performing communication with the server via the power line, and outputs the voltage level for dimming control of the LED module of the street light ; A switching mode power supply for converting an AC voltage into a DC voltage; And a dimmer receiving power from the switching mode power supply and receiving a voltage level from the power line communication modem to perform dimming control on the LED module in a pulse width modulation scheme.

이때, 상기 전력선과 전력선 통신용 모뎀은 누전차단 기능을 내장한 케이블 방수 접속함을 통해 접속되는 것이 바람직하다.At this time, the power line and the power line communication modem is preferably connected through a cable waterproof junction box with a built-in earth leakage breaker function.

또한, 상기 서버로부터 전달된 제어 신호를 다수의 전력선 통신 모뎀으로 전달하는 분전함을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to further include a distribution box for transmitting a control signal transmitted from the server to a plurality of power line communication modem.

그리고, 상기 서버와 분전함은 UART 인터페이스(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter Interface)를 통하여 데이터 통신을 수행하는 것이 바람직하다.
In addition, the distribution box and the server preferably perform data communication through a UART interface (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter Interface).

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 전력선 통신을 이용한 LED 가로등의 디밍 제어 장치는 주변 환경 및 시간 설정에 따라 밝기를 조절함으로써 에너지 절약 및 유지 비용의 절감 효과를 가져 올 수 있다.
As described above, the dimming control device of the LED street light using the power line communication according to the present invention can bring energy saving and maintenance cost reduction effect by adjusting the brightness according to the surrounding environment and time setting.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전체 시스템 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전력선 통신을 이용한 LED 가로등의 디밍 제어 장치가 적용된 시스템 구성도이다.
1 is a conceptual diagram of an entire system according to an embodiment of the present invention.
2 is a system configuration diagram to which the dimming control device of the LED street light using the power line communication according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 전력선 통신을 이용한 LED 가로등의 디밍 제어 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a dimming control apparatus for an LED street light using power line communication of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 전체 시스템 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전력선 통신을 이용한 LED 가로등의 디밍 제어 장치가 적용된 시스템 구성도이다.1 is a conceptual diagram of an entire system of the present invention, and FIG. 2 is a system configuration diagram to which a dimming control apparatus of an LED street light using power line communication according to an embodiment of the present invention is applied.

도 1 및 도 2를 참조하면, 전체 시스템은 서버(1), 분전함(2), 교류전원선(AC 220V, 60Hz)(3) 및 가로등을 포함한다.1 and 2, the entire system includes a server 1, a distribution box 2, an AC power line (AC 220V, 60Hz) 3, and a street lamp.

서버(1)는 제어 신호를 생성하여 가로등으로 명령하고, 가로등의 상태를 모니터링하는 기능을 수행한다.The server 1 generates a control signal to command the street lamp and monitors the state of the street lamp.

분전함(2)은 서버(1)와 다수 가로등의 전력선 통신 모뎀(6)과 연결되어 제어 신호를 송수신하는 기능을 수행한다.The distribution box 2 is connected to the server 1 and the power line communication modem 6 of the plurality of street lights to perform a function of transmitting and receiving control signals.

여기서, 서버(1)와 분전함(2)은 UART 인터페이스(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter Interface)(10)를 통하여 데이터 통신을 수행한다.Here, the server 1 and the distribution box 2 perform data communication via a UART interface (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter Interface) 10.

교류전원선(3)은 교류 전원 및 제어 신호를 전송하는 기능을 수행한다. 교류전원선은 전원선(Active Power Line)과 중성선(Neutral)으로 구성되어 있다.The AC power supply line 3 performs a function of transmitting an AC power supply and a control signal. AC power line is composed of Active Power Line and Neutral.

가로등에는 빛을 발산하는 LED 모듈(9)이 장착됨과 아울러, 등주 등의 가로등 내부에 본 발명의 디밍 제어 장치(4)가 설치되어 있다.The LED lamp 9 for emitting light is mounted on the street lamp, and the dimming control device 4 of the present invention is installed inside the lamp lamp.

본 발명의 디밍 제어 장치(4)는, 누전차단 기능을 내장한 케이블 방수 접속함(5)과, 분전함(2)과 전력선 통신을 수행하고, 해당 LED 모듈(9)의 디밍 제어를 위한 전압레벨을 출력하는 전력선 통신용 모뎀(6)과, 220V 교류전압을 직류전압으로 변환하여 디머에 전원을 공급해주는 스위칭 모드 전원공급장치(SMPS)(7)와, 스위칭 모드 전원공급장치(7)로부터 전원을 공급받음과 아울러 전력선 통신용 모뎀(6)으로부터 전압레벨을 입력받아 LED 모듈(9)에 펄스폭변조(PWM) 방식으로 디밍 제어를 수행하는 디머(Dimmer)(8)를 포함한다.The dimming control device 4 of the present invention performs power line communication with the cable waterproof junction box 5 and the distribution box 2 having a built-in earth leakage blocking function, and a voltage level for dimming control of the LED module 9. A power line communication modem 6 for outputting power, a switching mode power supply (SMPS) 7 for supplying power to the dimmer by converting a 220V AC voltage into a DC voltage, and switching power from the switching mode power supply 7. In addition to receiving the voltage level from the power line communication modem 6, the LED module 9 includes a dimmer (8) which performs dimming control in a pulse width modulation (PWM) manner.

이와 같이, 본 발명의 전력선 통신을 이용한 LED 가로등의 디밍 제어 장치(4)는 케이블 방수 접속함(5), 전력선 통신용 모뎀(6), 스위칭 모드 전원공급장치(7), 디머(8)로 구성되어 가로등 등주 내에 장착되고, LED 모듈(9)의 디밍 제어를 위한 디머의 출력 전류를 전력선 통신용 모뎀(6)에서 단계별 제어 신호를 공급함으로써 에너지 절약 및 유지 비용을 절감시킬 수 있는 것이다.
As described above, the dimming control device 4 of the LED street light using the power line communication of the present invention includes a cable waterproof junction box 5, a power line communication modem 6, a switching mode power supply device 7, and a dimmer 8. It is mounted in the street lamp, it is possible to reduce the energy saving and maintenance costs by supplying a step-by-step control signal from the power line communication modem 6 for the output current of the dimmer for dimming control of the LED module (9).

그러면, 여기서 상기와 같이 구성된 시스템을 이용한 본 발명의 전력선 통신을 이용한 LED 가로등의 디밍 제어 방법에 대해 설명하기로 한다.Then, the dimming control method of the LED street light using the power line communication of the present invention using the system configured as described above will be described.

서버(1)와 분전함(2)은 UART 인터페이스(10)를 통하여 데이터 통신을 수행하고, 분전함(2)과 각 가로등간은 AC 220V의 교류전원선(3)으로 연결되어 전원뿐만 아니라 데이터 통신을 수행한다.The server 1 and the distribution box 2 perform data communication through the UART interface 10, and the distribution box 2 and each street light are connected to an AC 220V AC power line 3 to perform data communication as well as a power supply. do.

각 가로등은 등주 내부에 누수 방지를 위하여 케이블 방수 접속함(5)을 이용하여 전력선 통신용 모뎀(6)에 AC 220V의 교류전원을 공급한다.Each street light supplies AC 220V AC power to the modem 6 for power line communication using a cable waterproof junction box 5 to prevent leakage inside the column.

전력선 통신용 모뎀(6)은 LED 구동에 필요한 직류 전원의 주파수 공급을 위하여 스위칭 모드 전원공급장치(7)와 연결되고, 디머(8)가 단계별 PWM 신호를 출력하기 위하여 디밍 제어 신호를 디머(8)에게 공급해 준다.The power line communication modem 6 is connected to the switching mode power supply 7 for supplying the frequency of the DC power required to drive the LED, and the dimmer 8 outputs a dimming control signal to output the step-by-step PWM signal. Supply it to

스위칭 모드 전원공급장치(7)는 디머(8)와 LED 모듈(9)에게 안정된 전압을 공급해주고, 디머(8)는 전력선 통신용 모뎀(6)의 디밍 제어 출력 신호를 입력받아서 단계별 PWM 신호를 LED 모듈에게 공급하여 밝기를 조절한다.The switching mode power supply 7 supplies a stable voltage to the dimmer 8 and the LED module 9, and the dimmer 8 receives a dimming control output signal of the modem 6 for power line communication to output a stepwise PWM signal. Supply the module to adjust the brightness.

이와 같은 방법으로 모든 가로등에 장착된 디밍 제어 장치(4)는 LED 모듈의 밝기 조절, 즉 디밍 제어를 수행하게 된다.In this manner, the dimming control device 4 mounted on all the street lights performs brightness control, that is, dimming control of the LED module.

이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
Although the present invention has been described in more detail with reference to some embodiments, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

1 : 서버
2 : 분전함
3 : 교류전원선
4 : 디밍 제어 장치
5 : 케이블 방수 접속함
6 : 전력선 통신용 모뎀
7 : 스위칭 모드 전원공급장치(SMPS)
8 : 디머(Dimmer)
9 : LED 모듈
10 : UART 인터페이스
1: server
2: distribution box
3: AC power line
4: dimming control device
5: cable waterproof junction box
6: modem for power line communication
7: Switching Mode Power Supply (SMPS)
8: Dimmer
9: LED module
10: UART interface

Claims (4)

전력선을 통해 서버와 통신을 수행하고, 가로등의 LED 모듈의 디밍 제어를 위한 전압레벨을 출력하는 전력선 통신용 모뎀;
교류전압을 직류전압으로 변환하는 스위칭 모드 전원공급장치; 및
상기 스위칭 모드 전원공급장치로부터 전원을 공급받음과 아울러 상기 전력선 통신용 모뎀으로부터 전압레벨을 입력받아 상기 LED 모듈에 펄스폭변조 방식으로 디밍 제어를 수행하는 디머(Dimmer)를 포함하며,
상기 전력선과 상기 전력선 통신용 모뎀은 누전차단 기능을 내장한 케이블 방수 접속함을 통해 접속되고,
상기 서버로부터 전달된 제어 신호를 다수의 전력선 통신 모뎀으로 전달하는 분전함을 더 포함하며, 상기 서버와 상기 분전함은 UART 인터페이스(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter Interface)를 통하여 데이터 통신을 수행하고,
상기 가로등의 주변 환경 정보를 상기 전력선 통신용 모뎀을 경유하여 상기 서버로 전달하면, 상기 서버가 상기 가로등의 주변 환경 정보에 대응하여 상기 전압레벨을 상기 전력선 통신용 모뎀을 경유하여 상기 디머로 전달하며,
상기 LED 모듈은, 상기 스위칭 모드 전원공급장치로부터 전원을 공급받음과 아울러, 상기 디밍 제어에 의해 제어된 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 LED 가로등의 디밍 제어 장치.
A power line communication modem for communicating with a server through a power line and outputting a voltage level for dimming control of an LED module of a street light;
A switching mode power supply for converting an AC voltage into a DC voltage; And
And a dimmer receiving power from the switching mode power supply device and receiving a voltage level from the power line communication modem to perform dimming control on the LED module in a pulse width modulation scheme.
The power line and the power line communication modem are connected through a cable waterproof junction box with a built-in earth leakage breaker function,
The distribution box further transmits a control signal transmitted from the server to a plurality of power line communication modem, wherein the server and the distribution box performs a data communication through a UART interface (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter Interface),
When the environmental information of the street lamp is transmitted to the server via the power line communication modem, the server transmits the voltage level to the dimmer via the power line communication modem in response to the environmental information of the street light.
The LED module, the dimming control device of the LED street light using power line communication, characterized in that the power supplied from the switching mode power supply, the power controlled by the dimming control.
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