KR101236936B1 - 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기존의 가로등이나 보안등에서 사용하는 전원공급장비에 엘이디(LED) 조명등을 대체 연결하므로 에너지소비량에 따른 에너지비용을 절감하고 설비비용의 최소화를 제공하도록, 조명원에 필요한 고압의 전원을 인가하도록 복수의 케이블이 서로 연결된 전압기기(콘덴서, 릴레이, 고압발진기)가 설치되는 가로등 및 보안등의 조명장치에 있어서, 상기 조명장치의 조명원에 인접하거나 대체하여 설치되고 전원이 공급되어 발광하는 엘이디모듈부와; 상기 엘이디모듈부와 상기 전압기기를 연결하도록 설치되고 상기 조명장치의 전압기기로부터 생성된 고압의 전원을 저압으로 변압하여 상기 엘이디모듈부에 저압의 전원을 공급하는 고압저감 컨트롤러;를 포함하는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치를 제공한다.

Description

전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치{LED Lighting Apparatus Using a Voltage Conversion System}
본 발명은 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존 가로등이나 보안등에서 사용하는 전원공급장비에 엘이디(LED) 조명등을 대체 연결하므로 에너지소비량에 따른 에너지비용을 절감하고 설비비용을 최소화하는 것이 가능한 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 도로나 거리 및 골목 등에 있어서는 도로교통의 안전이나 범죄사고를 사전에 예방할 목적으로 어두운 주변 환경을 밝게 비출 수 있는 조명시설인 가로등 및 보안등이 설치되어 사용하고 있다.
이러한, 종래의 가로등 및 보안등은 모두 상용AC의 전원을 사용하여 점등되고, 조명램프로는 주로 수은등, 나트륨등, 메탈할라이드등 등의 가스등을 광원으로 사용하여 조명하고 있다.
상기와 같은 종래의 가로등 및 보안등에 관련하여 대한민국 공개특허 제10-2003-0010020호, 등록특허 제10-0435071호와 제10-0476464호 및 제10-0699565호 등에는 다양한 가로등 및 보안등의 구조와 기술이 공개되어 있다.
그런데, 종래 일반적인 조명램프 그대로를 계속해서 사용하는 경우에는 그 조명 밝기에 비해 에너지소비량이 과도하게 소요되고, 조명램프의 수명이 짧아 시간이 지날수록 광 효율이 현저히 저하되므로 주기적인 교환에 의한 관리가 필요함은 물론 그에 따른 비용이 소요되며, 특히 수명을 다한 조명램프의 폐기시 수은 또는 나트륨 가스 등의 유독가스로부터 환경오염의 원인이 된다는 문제점이 대두되고 있다.
따라서, 근래에는 수은등, 나트륨등, 메탈할라이드등 등의 일반 종래의 조명에 비해 조명램프의 수명이 반영구적으로 매우 길고, 광 전환 효율이 높아 전력소모가 적기 때문에 최고 90%까지 에너지를 절감할 수 있으며, 방전용 기체 및 필라멘트를 사용하지 않으므로 내충격성이 커서 안전함은 물론 환경오염을 유발하는 요인이 적고, 고연색성 및 고휘도의 조명을 제공하는 엘이디(LED:Light Emitting Diode) 광소자조명이 차세대의 조명원으로 점차 응용분야가 넓어지고 있는 실정이다.
이처럼, 엘이디 조명등을 사용한 조명기기의 개발이 급속하게 확대되면서 최근에는 엘이디 가로등(보안등)의 상용화가 대두되고 있다. 하지만, 가로등 및 보안등에 엘이디 조명등을 사용하기 위해서는 시중에 설비된 가로등 및 보안등의 지주 자체를 새로운 지주 일체형의 엘이디 가로등(보안등)으로 교체하거나, 기존 가로등 및 보안등의 등머리를 엘이디 조명등에 맞게 설계된 등머리로 교체함은 물론 엘이디 조명등에 맞는 전원공급장비로 새로이 교체해야만 하는 등 가로등 및 보안등의 전반적 혹은 부분적인 교체작업이 이루어져야만 하는 문제점이 있었다.
다시 말해, 엘이디 조명등은 엘이디 광소자가 적용되는데, 엘이디 광소자는 사용시 고열을 발생시키고, 엘이디 광소자의 고열은 엘이디 조명등뿐만 아니라 주변부품인 반도체소자 등에 영향을 주어 과열로 인한 고장 및 수명을 단축시키는 등 구조적 문제상의 이유가 있음에 따라 적절한 방열구조가 필수적으로 구비되어야 하며, 무엇보다도 종래의 조명(가스등)에 비해 엘이디 조명등은 상대적으로 낮은 전압을 요하는바 전원공급장비가 서로 상용될 수 없으므로 가스등을 이용하던 종래의 가로등 및 보안등에서 엘이디 조명등을 사용하기 위한 교체작업이 필요하며, 이는 종래의 가로등 및 보안등 자체를 엘이디 가로등(보안등)으로 전반적인 설비작업을 거쳐 교체하거나 기존 가로등 및 보안등의 등머리를 엘이디 조명등의 등머리 구조로 교체함은 물론 엘이디 조명등에 적용될 수 있는 전원공급장비로 부분적인 교체작업을 통해 대체하여야만 한다.
따라서, 현재 설비되어 있는 종래의 가로등 및 보안등에서 엘이디 조명등을 사용하기 위해서는 기존에 사용되던 가로등 및 보안등의 등머리는 물론 전원공급장비와 같이 계속해서 사용가능한 구성요소들을 전부 폐기하고 새로운 구성요소들을 추가 설비해야하기 때문에 이로 인한 작업의 곤란성 및 비용증가로부터 경제적 손실이 막대하게 소요됨은 물론 폐기로 인한 환경오염 등의 문제점이 제기되고 있으며, 기존 설비를 최대한 그대로 유지하면서 새로이 엘이디 조명등을 사용하기 위한 기술개발이 절실히 요구되는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기존의 가로등이나 보안등에 전력을 공급하도록 설비된 전원공급장비로부터 엘이디 조명등에 상용가능한 전원의 전압으로 저감시킬 수 있는 수단을 구성하여 엘이디 조명등으로의 대체사용이 가능하고, 이는 저전력제품인 엘이디 조명등에 의한 에너지소비량을 대폭 줄이므로 에너지비용을 절감할 수 있는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
뿐만 아니라, 기존 가로등이나 보안등의 설비를 그대로 유지하면서 고효율의 엘이디 조명등과 이에 맞는 전압으로 저감시킬 수 있는 수단을 추가로 설비함에 따라 작업의 편의성을 제공함은 물론 설비비용을 최소화하고, 환경을 보호할 수 있는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 제안하는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치는 조명원에 필요한 고압의 전원을 인가하도록 복수의 케이블이 서로 연결된 전압기기(콘덴서, 릴레이, 고압발진기)가 설치되는 가로등 및 보안등의 조명장치에 있어서, 상기 조명장치의 조명원에 인접하거나 대체하여 설치되고 전원이 공급되어 발광하는 엘이디모듈부와; 상기 엘이디모듈부와 상기 전압기기를 연결하도록 설치되고 상기 조명장치의 전압기기로부터 생성된 고압의 전원을 저압으로 변압하여 상기 엘이디모듈부에 저압의 전원을 공급하는 고압저감 컨트롤러;를 포함하여 이루어진다.
상기 조명장치의 전압기기는 상기 조명원과 상기 엘이디모듈부 간에 병렬연결하여 형성된다.
또한, 상기 엘이디모듈부에 전원을 공급하도록 상기 전압기기로부터 연장 형성되어 높은 전위의 전류가 흐르는 양극전선케이블과 상기 고압저감 컨트롤러에서 연장 형성되어 높은 전위의 전류가 흐르는 양극전선케이블의 한쪽을 서로 연결하여 접속시키는 제1커넥터와, 상기 전압기기에 연결되어 연장 형성되고 낮은 전위의 전류가 흐르는 음극전선케이블과 상기 고압저감 컨트롤러로부터 연장 형성되어 낮은 전위의 전류가 흐르는 음극전선케이블의 한쪽을 서로 연결하여 접속시키는 제2커넥터를 포함하여 이루어진다.
상기 고압저감 컨트롤러는 내부에 설치공간이 형성되는 케이스와, 상기 케이스 내부의 설치공간에 위치하고 상기 전압기기 및 상기 엘이디모듈부와 전기적으로 연결되며 전압을 저감시켜 변환한 후 저압의 전원을 인출하는 고압저감회로를 포함하여 이루어진다.
상기 고압저감회로는 상기 전압기기에서 공급되는 전류로부터 정전에너지와 전자기에너지가 자유로이 변환가능하도록 병렬접속된 공진회로부와, 상기 공진회로부를 거쳐 공급된 전류의 전압을 변환하도록 변압기가 설치되는 전압조정부와, 상기 전압조정부로부터 공급되는 전류 중 전기적인 이유로 불필요하게 발생하는 노이즈를 제거하는 노이즈제거부를 포함하여 이루어진다.
상기 공진회로부는 상기 전압기기에서 공급되는 전류의 저항으로부터 전류의 변화량에 비례해 전압의 전자기에너지를 유도하는 복수의 인덕터가 설치되고 상대적으로 큰 임피던스로부터 큰 전압을 생성하며 작은 임피던스의 전압을 소거하는 임펄스소거부와, 상기 임펄스소거부에서 공급되는 전류 펄스의 파형을 상기 엘이디모듈부의 소요파형으로 변환하도록 적어도 1개 이상의 콘덴서가 적어도 1개 이상의 패턴콘덴서와 서로 연계하여 설치되는 파형정형부를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 전압조정부에는 13.5V를 기준으로 전압을 조정하되 ±5V의 범위 내에서 전압량을 조절가능하도록 설치되는 전압조정수단을 포함하여 구성하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치에 의하면, 기존 가로등이나 보안등의 전원공급장비인 전압기기의 구성에 전압을 저감시키는 고압저감 컨트롤러를 장착하여 구성하므로, 기존의 가스등에서 고효율의 엘이디 조명등으로 대체사용하는 것이 가능하고, 엘이디 조명등으로 대체하는 설비작업이 간단하여 작업의 편의성을 제공함은 물론 설비비용을 최소화할 수 있는 효과를 얻는다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치는 저전력을 요하는 엘이디 조명등으로의 전반적인 대체설비를 통해 에너지소비량을 대폭 줄이고, 이에 따라 필수 불가결하게 소요되는 에너지비용을 절감하여 국가적인 이익을 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치는 기존 가로등이나 보안등의 전반적인 시설은 물론 국부적인 구성인 전압기기까지 그대로 유지하므로, 기존 설비에 대한 폐기처리요소를 크게 줄여 환경을 보호할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 있어서 고압저감 컨트롤러를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명에 있어서 고압저감회로를 나타내는 회로도.
본 발명은 조명원에 필요한 고압의 전원을 인가하도록 복수의 케이블이 서로 연결된 전압기기(콘덴서, 릴레이, 고압발진기)가 설치되는 가로등 및 보안등의 조명장치에 있어서, 상기 조명장치의 조명원에 인접하거나 대체하여 설치되고 전원이 공급되어 발광하는 엘이디모듈부와; 상기 엘이디모듈부와 상기 전압기기를 연결하도록 설치되고 상기 조명장치의 전압기기로부터 생성된 고압의 전원을 저압으로 변압하여 상기 엘이디모듈부에 저압의 전원을 공급하는 고압저감 컨트롤러;를 포함하는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 조명장치의 전압기기는 상기 조명원과 상기 엘이디모듈부 간에 병렬연결하여 형성되는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 엘이디모듈부에 전원을 공급하도록 상기 전압기기로부터 연장 형성되어 높은 전위의 전류가 흐르는 양극전선케이블과 상기 고압저감 컨트롤러에서 연장 형성되어 높은 전위의 전류가 흐르는 양극전선케이블의 한쪽을 서로 연결하여 접속시키는 제1커넥터와, 상기 전압기기에 연결되어 연장 형성되고 낮은 전위의 전류가 흐르는 음극전선케이블과 상기 고압저감 컨트롤러로부터 연장 형성되어 낮은 전위의 전류가 흐르는 음극전선케이블의 한쪽을 서로 연결하여 접속시키는 제2커넥터를 포함하는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 고압저감 컨트롤러는 내부에 설치공간이 형성되는 케이스와, 상기 케이스 내부의 설치공간에 위치하고 상기 전압기기 및 상기 엘이디모듈부와 전기적으로 연결되며 전압을 저감시켜 변환한 후 저압의 전원을 인출하는 고압저감회로를 포함하는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 고압저감회로는 상기 전압기기에서 공급되는 전류로부터 정전에너지와 전자기에너지가 자유로이 변환가능하도록 병렬접속된 공진회로부와, 상기 공진회로부를 거쳐 공급된 전류의 전압을 변환하도록 변압기가 설치되는 전압조정부와, 상기 전압조정부로부터 공급되는 전류 중 전기적인 이유로 불필요하게 발생하는 노이즈를 제거하는 노이즈제거부를 포함하는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 공진회로부는 상기 전압기기에서 공급되는 전류의 저항으로부터 전류의 변화량에 비례해 전압의 전자기에너지를 유도하는 복수의 인덕터가 설치되고 상대적으로 큰 임피던스로부터 큰 전압을 생성하며 작은 임피던스의 전압을 소거하는 임펄스소거부와, 상기 임펄스소거부에서 공급되는 전류 펄스의 파형을 상기 엘이디모듈부의 소요파형으로 변환하도록 적어도 1개 이상의 콘덴서가 적어도 1개 이상의 패턴콘덴서와 서로 연계하여 설치되는 파형정형부를 포함하는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 전압조정부에는 13.5V를 기준으로 전압을 조정하되 ±5V의 범위 내에서 전압량을 조절가능하도록 설치되는 전압조정수단을 포함하는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치를 기술구성의 특징으로 한다.
다음으로 본 발명에 따른 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치의 일실시예는 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 가로등 및 보안등의 조명장치(10)에 있어서, 엘이디모듈부(20)와, 고압저감 컨트롤러(30)를 포함하여 이루어진다.
상기 조명장치(10)에는 도 1에 나타낸 바와 같이, 조명을 생성시키는 조명원(11)이 설치되고, 상기 조명원(11)에 필요한 고압의 전원을 인가하도록 전압기기(15)가 설치된다.
상기 조명장치(10)의 전압기기(15)는 소정의 내부공간을 이루는 케이스 내에 콘덴서(16), 릴레이(17), 고압발진기(18)를 각각 설치하여 구성하고, 복수의 케이블로부터 전류가 이동가능하도록 서로 연결된다.
상기 조명장치(10)의 조명원(11)은 일반적으로 가로등이나 보안등 등에서 사용하는 다양한 종류의 가스등(수은등, 나트륨등, 메탈할라이드등 등)을 적용하고, 상기 전압기기(15)의 콘덴서(16)와 릴레이(17) 및 고압발진기(18)도 일반적인 가로등이나 보안등 등에서 사용하는 전원공급장비의 구조를 적용하여 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기 엘이디모듈부(20)는 상기 조명원(11)의 역할을 대신하여 조명하는 역할을 수행하도록 전원이 공급되면 발광하도록 구성된다.
상기 엘이디모듈부(20)는 상기 조명원(11)에 인접하여 설치하는 것도 가능하고, 상기 조명원(11)을 제거한 후 대체하여 설치하는 것도 가능하다.
상기 조명원(11)의 설치상태를 그대로 유지하면서 인접한 위치에 상기 엘이디모듈부(20)를 구성하는 경우에는 상기 조명원(11)과 상기 엘이디모듈부(20) 간에 서로 간섭되지 않는 구획된 공간을 이루도록 칸막이(도면에 미도시)를 설치하는 것이 바람직하다.
상기 엘이디모듈부(20)는 도면에 나타내지는 않았지만, 전기적인 신호를 받는 금속기판과, 상기 금속기판으로부터 빛을 생성시키는 발광소자를 이루는 광소자와, 상기 광소자를 외부로부터 보호하는 투명한 재질로 형성되는 몰딩으로 구성된다.
상기 금속기판은 열전도율이 우수한 재료(예를 들면, 알루미늄, 타이타늄 등)를 이용하여 형성되고, 상기 광소자를 실장할 수 있는 공간이 형성된다.
상기 엘이디모듈부(20)에는 복수의 광소자를 구비하므로, 이에 상응하는 복수의 실장공간을 일정한 패턴으로 배열하여 형성하고, 상기 실장공간을 이루는 면은 상기 광소자로부터 생성되는 빛의 반사효율이 우수한 반사경을 구성하는 것이 바람직하다.
상기 몰딩의 재료로는 투명한 고분자물질이 사용가능하며, 상기 몰딩의 두께를 조정하여 렌즈효과를 발휘하도록 형성하는 것도 가능하다. 즉, 직진성이 우수한 상기 광소자의 특성으로부터 가로등이나 보안등의 목적상 조명범위가 넓어야 하므로 상기 몰딩의 중앙부분의 두께는 얇고 모서리쪽으로 갈수록 두께가 두꺼워지도록 형성하여 상기 몰딩에 의해 오목렌즈의 효과를 얻을 수 있도록 형성하는 것이 가능하다.
상기 조명장치(10)의 전압기기(15)는 상기 조명원(11)과 상기 엘이디모듈부(20) 간에 병렬연결된다. 즉, 상기 전압기기(15)는 상기 조명원(11)과 상기 엘이디모듈부(20) 양단을 향해 전원을 공급하는 것으로, 상기 조명원(11)이 점등되도록 전원을 공급하고, 상기 전압기기(15)는 상기 엘이디모듈부(20)를 점등시키도록 전원을 공급한다.
상기 전압기기(15)는 상기 조명원(11)과 상기 엘이디모듈부(20)에 병렬연결되어 전원을 공급하되 상기 고압저감 컨트롤러(30)를 거쳐 상기 엘이디모듈부(20)에 우선 공급되도록 형성된다. 즉, 상기 조명원(11)과 상기 엘이디모듈부(20)는 동시에 전원이 공급되거나 점등되는 것이 아니며, 상기 엘이디모듈부(20)가 수명을 다하거나 부재시 보조적으로 상기 조명원이 점등하도록 형성된다.
상기 고압저감 컨트롤러(30)는 상기 조명장치(10)의 전압기기(15)로부터 생성된 고압의 전원을 저압으로 변압하여 상기 엘이디모듈부(20)에 저압의 전원을 공급하는 역할을 수행한다.
상기 고압저감 컨트롤러(30)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 엘이디모듈부(20)와 상기 전압기기(15) 간을 전기적으로 연결하도록 설치된다.
상기 고압저감 컨트롤러(30)는 상기 엘이디모듈부(20)와 상기 전압기기(15) 간에 각각 전선케이블(45)로 연장된 위치에서 서로 접속 연결되는 것으로, 각 전선케이블(45)의 접속 단자부분에 제1커넥터(41)와 제2커넥터(42)가 구성된다.
상기 제1커넥터(41)에는 상기 전압기기(15)의 콘덴서(16)로부터 높은 전위의 플러스(+)극 전류가 흐르는 하나의 양극전선케이블(46)이 연장 형성되고, 상기 고압저감 컨트롤러(30)에서 높은 전위의 플러스(+)극 전류가 흐르는 또 하나의 양극전선케이블(46)이 연장 형성되어 두 개의 상기 양극전선케이블(46)로부터 연장된 한쪽 단자와 함께 상기 엘이디모듈부(20)에 전원을 공급하는 전선케이블(45)까지 서로 연결하도록 접속시킨다.
상기 제2커넥터(42)에는 상기 전압기기(15)의 릴레이(17)로부터 연결되어 상대적으로 낮은 전위의 마이너스(-)극 전류가 흐르는 하나의 음극전선케이블(47)이 연장 형성되고, 상기 고압저감 컨트롤러(30)로부터 낮은 전위의 마이너스(-)극 전류가 흐르는 또 하나의 음극전선케이블(47)이 연장 형성되어 두 개의 상기 음극전선케이블(47)로부터 연장된 한쪽 단자와 함께 상기 엘이디모듈부(20)에 전원을 공급하는 전선케이블(45)이 서로 연결되어 접속하도록 형성된다.
상기 고압저감 컨트롤러(30)는 직육면체의 상자형상으로 이루어지고, 내부에 외부로부터 구분된 설치공간이 형성되는 케이스(도면에 미도시)가 구성된다.
상기 고압저감 컨트롤러(30)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 케이스 내부의 설치공간에 위치하는 고압저감회로(31)를 포함하여 이루어진다.
상기 고압저감회로(31)는 상기 전압기기(15) 및 상기 엘이디모듈부(20)와 전기적으로 연결되고 상기 전압기기(15)로부터 이동된 전압을 저감시켜 변환한 후 저압의 전원을 상기 엘이디모듈부(20)를 향해 인출한다. 즉, 상기 고압저감회로(31)는 상기 전압기기(15)로부터 공급되는 교류전압 80~200V의 고압을 저감시켜 상기 엘이디모듈부(20)에서 필요로 하는 직류전압 13.5V의 저압으로 변압시킨다.
상기 고압저감회로(31)는 고압을 저압으로 변환하는 과정이 원활하게 이뤄질 수 있도록, 공진회로부(33)와 전압조정부(36) 및 노이즈제거부(39)를 포함하여 이루어진다.
상기 공진회로부(33)는 상기 전압기기(15)에서 공급되는 전류로부터 정전에너지와 전자기에너지가 자유로이 변환가능하도록 병렬접속되는 것으로서, 임펄스소거부(34)와 파형정형부(35)로 구성된다.
상기 임펄스소거부(34)는 상기 고압저감회로(31)를 향해 외부로부터 공급되는 전원으로부터 전압과 전류의 비에 따라 큰 임피던스로부터 비교적 큰 전압을 생성하며, 상대적으로 작은 임피던스의 전압을 소거하는 역할을 수행한다.
상기 임펄스소거부(34)에는 상기 전압기기(15)에서 공급되는 전류의 저항으로부터 전류의 변화량에 비례해 전압의 전자기에너지를 유도하는 복수의 인덕터(34a)가 병렬로 설치된다.
상기 인덕터(34a) 간에는 저항값을 연속적으로 바꿀 수 있는 가변저항기(34b)가 설치된다. 즉, 상기 가변저항기(34b)는 저항체 위를 저촉하면서 저항의 길이를 조절하여 저항을 바꾸도록 형성된다.
상기 파형정형부(35)는 상기 임펄스소거부(34)에서 공급되는 전류 펄스의 파형을 상기 엘이디모듈부(20)에서 소요가능한 파형으로 변환하는 역할을 수행한다.
상기 파형정형부(35)는 회로 상에 적어도 1개 이상의 콘덴서(35a)가 설치되고, 상기 콘덴서(35a)에 따른 개수의 패턴콘덴서(35b)가 적어도 1개 이상을 이루어 서로 연계하여 설치된다.
상기 전압조정부(36)는 상기 공진회로부(33)(임펄스소거부(34), 파형정형부(35))를 거쳐 공급된 전류의 전압을 변환시키는 것으로, 변압기(37)가 설치된다. 즉, 상기 전압조정부(36)의 변압기(37)로부터 전자기유도현상을 이용하여 교류의 전압이나 전류의 값을 변화시켜 저압의 전압을 형성토록 한다.
상기 전압조정부(36)에는 사용자가 일정한 범위 내에서 공급되는 전압량을 조절할 수 있도록 전압조정수단(38)을 형성하는 것도 가능하다.
상기 전압조정수단(38)은 볼륨 스위치의 형상을 이루고, 상기 전압조정부(36)로 공급되는 전압을 기본적으로 13.5V로의 전압을 이루도록 변환시키되 사용자로부터 상기 전압조정수단(38)을 조절하여 ±5V의 범위 내 즉, 8.5~18.5V의 범위 내에서 전압량을 조절가능하도록 설치된다.
상기 노이즈제거부(39)는 상기 전압조정부(36)로부터 공급되는 전류 중에서 전기적인 이유로 불필요하게 발생하는 노이즈를 제거한다. 즉, 상기 노이즈제거부(39)는 유도되는 전기로부터 순간적인 전압스파크의 발생을 방지하도록 낮은 임피던스를 제공하고, 노이즈를 제거한다.
상기 노이즈제거부(39)는 콘덴서(39a)가 병렬로 설치된 구조를 이루는 것으로, 바이패스 티앤알(bypass TNR) 회로구조를 이룬다.
다음으로 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치의 실시예로부터 대체설비 및 점등되는 과정을 설명한다.
먼저, 기존 가로등이나 보안등의 전원공급장비로서 콘덴서(16)와 릴레이(17) 및 고압발진기(18) 등으로 구성된 전압기기(15)는 모두 그대로 유지하고, 상기 전압기기(15)에 더하여 고압저감 컨트롤러(30)를 고정 설치한 다음 상기 전압기기(15)와 상기 고압저감 컨트롤러(30)를 전선케이블(45) 즉, 양극전선케이블(46) 및 음극전선케이블(47)을 사용하여 서로 연결한다.
이후, 조명원(11)의 위치로 엘이디모듈부(20)를 고정 설치하고, 상기 전압기기(15)와 상기 고압저감 컨트롤러(30)를 연결하는 전선케이블(45)에 상기 엘이디모듈부(20)로 전원을 공급하는 전선케이블(45)도 함께 연결하므로 가스등에서 엘이디 조명등으로의 가로등 및 보안등 설비를 마친 상태에서 점등한다.
상기와 같이 구성한 상태에서, 가로등 및 보안등에 전원을 공급하면 상기 조명장치(10)의 전압기기(15)로부터 기존의 조명원(11)을 발광시킬 정도의 전압을 갖는 전반적인 전원이 생성되고, 전원은 상기 고압저감 컨트롤러(30)를 거쳐 상기 엘이디모듈부(20)에 적용가능한 상태의 전압으로 변환한다.
이때, 상기 고압저감 컨트롤러(30)에서는 고압저감회로(31)를 통해 전압을 변환하는데, 상기 고압저감회로(31)는 공진회로부(33)의 임펄스소거부(34) 및 파형정형부(35), 전압조정부(36), 노이즈제거부(39)를 순차적으로 거쳐 상기 엘이디모듈부(20)에 적용될 수 있는 전압상태로 저감 및 변환시킨 후 상기 엘이디모듈부(20)에 전원이 공급되어 점등토록 이루어진다.
즉, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치에 의하면, 기존 가로등이나 보안등의 전원공급장비인 전압기기의 구성에 전압을 저감시키는 고압저감 컨트롤러를 장착하여 구성하므로, 기존의 가스등에서 고효율의 엘이디 조명등으로 대체사용하는 것이 가능하고, 엘이디 조명등으로 대체하는 설비작업이 간단하여 작업의 편의성을 제공함은 물론 설비비용을 최소화하는 것이 가능하다.
뿐만 아니라, 본 발명은 저전력을 요하는 엘이디 조명등으로의 전반적인 대체설비를 통해 에너지소비량을 대폭 줄이고, 이에 따라 필수 불가결하게 소요되는 에너지비용을 절감하여 국가적인 이익을 도모하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 기존 가로등이나 보안등의 전반적인 시설은 물론 국부적인 구성인 전압기기까지 그대로 유지하므로, 기존 설비에 대한 폐기처리요소를 크게 줄여 환경을 보호하는 것이 가능하다.
상기에서는 본 발명에 따른 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
10 : 조명장치 11 : 조명원
15 : 전압기기 16,35a,39a : 콘덴서
17 : 릴레이 18 : 고압발진기
20 : 엘이디모듈부 30 : 고압저감 콘트롤러
31 : 고압저감회로 33 : 공진회로부
34 : 임펄스소거부 34b : 가변저항기
35 : 파형정형부 35b : 패턴콘덴서
36 : 전압조정부 37 : 변압기
38 : 전압조정수단 39 : 노이즈제거부
41 : 제1커넥터 42 : 제2커넥터
45 : 전선케이블 46 : 양극전선케이블
47 : 음극전선케이블

Claims (7)

  1. 조명원에 필요한 고압의 전원을 인가하도록 복수의 케이블이 서로 연결되고 콘덴서, 릴레이, 고압발진기를 포함하여 구성되는 전압기기가 설치된 가로등 및 보안등의 조명장치에 있어서,
    상기 조명장치의 조명원에 인접하거나 대체하여 설치되고 전원이 공급되어 발광하는 엘이디모듈부와;
    상기 엘이디모듈부와 상기 전압기기를 연결하도록 설치되고 상기 조명장치의 전압기기로부터 생성된 고압의 전원을 저압으로 변압하여 상기 엘이디모듈부에 저압의 전원을 공급하는 고압저감 컨트롤러;를 포함하여 이루어지고,
    상기 고압저감 컨트롤러는, 내부에 설치공간이 형성되는 케이스와, 상기 케이스 내부의 설치공간에 위치하고 상기 전압기기 및 상기 엘이디모듈부와 전기적으로 연결되며 전압을 저감시켜 변환한 후 저압의 전원을 인출하는 고압저감회로를 포함하여 이루어지며,
    상기 고압저감회로는, 상기 전압기기에서 공급되는 전류로부터 정전에너지와 전자기에너지가 자유로이 변환가능하도록 병렬접속된 공진회로부와, 상기 공진회로부를 거쳐 공급된 전류의 전압을 변환하도록 변압기가 설치되는 전압조정부와, 상기 전압조정부로부터 공급되는 전류 중 전기적인 이유로 불필요하게 발생하는 노이즈를 제거하는 노이즈제거부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 조명장치의 전압기기는 상기 조명원과 상기 엘이디모듈부 간에 병렬연결하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 엘이디모듈부에 전원을 공급하도록 상기 전압기기에서 연장 형성되는 양극전선케이블과 상기 고압저감 컨트롤러에서 연장 형성되는 양극전선케이블의 한쪽을 서로 연결하여 접속시키는 제1커넥터와, 상기 전압기기에서 연장 형성되는 음극전선케이블과 상기 고압저감 컨트롤러에서 연장 형성되는 음극전선케이블의 한쪽을 서로 연결하여 접속시키는 제2커넥터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 공진회로부는, 상기 전압기기에서 공급되는 전류의 저항으로부터 전류의 변화량에 비례해 전자기에너지를 유도하는 복수의 인덕터가 병렬 설치되고, 전압과 전류의 비에 따른 임피던스로부터 전압을 생성하거나 전압을 소거하는 임펄스소거부와, 상기 임펄스소거부에서 공급되는 전류 펄스의 파형을 상기 엘이디모듈부의 소요파형으로 변환하도록 적어도 1개 이상의 콘덴서가 적어도 1개 이상의 패턴콘덴서와 서로 연계하여 설치되는 파형정형부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압조정부에는 13.5V를 기준으로 전압을 조정하되 ±5V의 범위 내에서 전압량을 조절가능하도록 설치되는 전압조정수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전압 변환 시스템을 이용한 엘이디 조명장치.
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