KR101281431B1 - Lighting control system for improvement of power factor - Google Patents

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KR101281431B1
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최창렬
김범수
김서현
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최창렬
김서현
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Abstract

PURPOSE: A lamp control system for power factor improvement is provided to extend life span by securing regular intensity of illumination through current control. CONSTITUTION: A current detecting apparatus detects an electric current running through a light source part. The light source part is formed of a main light source part (50) and an auxiliary light source part (60). A switch controls the on and off of each light source part. A power factor improvement part is formed of a wattmeter, a power factor meter, and a variable capacity. A comparator compares fixed reference values of the current detecting apparatus. [Reference numerals] (50, 60) Light source part; (80) Remote server; (90) Sensor part; (AA) Power factor improvement part; (BB) On/off control part; (CC) Failure determination and usage time calculation part; (DD) Switching control part; (EE) Communications part; (FF) Capacitor control part

Description

역률 개선용 조명 제어 시스템 {Lighting control system for improvement of power factor}Lighting control system for improvement of power factor

본 발명은 역률 개선용 조명 제어 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 역률 개선용 조명 제어 시스템은 전류 제어가 가능하여 필요한 조도 확보가 가능할 뿐만 아니라, 광원부를 균등하게 사용함으로써 수명을 연장할 수 있다. 또한, 대체 광원부를 구비함으로써 이상 발생시에도 필요한 조도량 확보가 용이하다. 특히 본원 발명은 부하의 변화에 따른 역률을 개선함으로써 전력 소비를 억제할 수 있고, 환경 정보에 따른 조명 제어가 가능하다.The present invention relates to a power control system for improving the power factor, the power control system for improving the power factor of the present invention can not only ensure the required illuminance by controlling the current can be extended, by using the light source unit evenly. In addition, by providing an alternative light source, it is easy to secure the required illuminance even when an abnormality occurs. In particular, the present invention can suppress the power consumption by improving the power factor according to the load change, it is possible to control the lighting according to the environmental information.

출원인은 도 1에 도시된 정전류 제어가 가능하여 일정한 조도 확보가 가능할 뿐만 아니라, 각 광원 어레이를 균등하게 사용함으로써 수명을 연장할 수 있고. 대체 광원을 구비함으로써 이상 발생시에도 필요한 조도량 확보가 용이한 광원 조명 제어 시스템을 출원하여 특허(한국등록특허공보 제10-1058711호)를 취득하였다.Applicants can not only ensure a constant illuminance by being able to control the constant current shown in Figure 1, but also can extend the life by using each light source array evenly. By providing an alternative light source, a patent (Korean Patent Publication No. 10-1058711) was obtained by applying for a light source lighting control system that is easy to secure required illuminance even when an abnormality occurs.

또한, 부하의 변화에 따른 역률개선을 위한 커패시터의 용량을 구하는 이론적인 배경은 테마회로이론(신일균 편저, 한빛지식재산소유권센터, P. 354, 2010) 등 기존의 회로이론에 관한 문헌들을 통하여 알려져 있다.In addition, the theoretical background to obtain the capacity of capacitor for power factor improvement according to load change is known through the literature on existing circuit theory such as theme circuit theory (Shin Il-gyun, Hanbit Intellectual Property Rights Center, p. 354, 2010). have.

본 발명은 필요한 조도 확보를 위한 전류 제어, 균등 사용으로 인한 광원부의 수명연장, 대체 광원에 의한 필요 조도량 확보와 아울러, 역률을 개선함으로써 전력 소비를 억제할 수 있는 역률 개선용 조명 제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention provides a power control system for improving power factor which can suppress electric power consumption by improving the power factor, as well as securing the required illuminance amount by using a current control for ensuring required illuminance, extending the life of the light source part due to equal use, and using an alternative light source. Its purpose is to.

이를 위하여 본 발명의 역률 개선용 조명 제어 시스템은 상용 교류 전원, 저항과 커패시터가 병렬로 접속된 과도전류 차단부가 포함된 전원 공급 장치; 상기 전원 공급 장치에 병렬 연결된 n개(n은 2 이상)의 광원부로 이루어진 주 광원부 및 m개(m은 1 이상)의 광원부로 구성된 보조 광원부; 제어회로; 상기 주 광원부 및 보조 광원부에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류검출수단; 상기 주 광원부 및 보조 광원부의 온/오프를 제어하기 위한 스위치; 상기 주 광원부 및 보조 광원부에 흐르는 전류를 제어하기 위하여 상기 스위치에 직렬 연결된 스위칭 수단; 전력계, 역률계 및 가변 커패시터로 구성된 역률 개선부; 상기 전류검출수단과 설정된 기준값(Vref)를 비교할 수 있는 비교기; 및 원격 서버를 포함하고, 상기 제어회로는 상기 전류검출수단으로부터 측정된 값을 기초로 상기 주 광원부 및 보조 광원부의 고장을 판단하고, 상기 주 광원부 및 보조 광원부의 사용 시간을 누적하는 고장 판단 및 사용 시간 연산부; 상기 스위치의 온/오프를 제어하기 위한 온/오프 제어수단; 상기 스위칭 수단을 제어하기 위한 스위칭 제어수단; 고장 판단 광원부, 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간 보다 많은 광원부 및 상기 주 광원부 및 보조 광원부의 상기 사용 누적 시간에 관한 정보를 전송하는 통신부; 및 전력계 및 역률계부터 평균전력 및 역률 정보를 수신하고, 수신된 평균 전력 및 역률 정보에 따라 상기 가변 커패시터의 값을 가변시키는 커패시터 제어수단으로 구성되어 지며, 상기 원격 서버는 조도센서, 온도센서 및 습도 센서로부터 취득된 정보가 표시되는 표시부, 상기 주 광원부 및 보조 광원부에 대한 조도 제어신호를 송출하는 입력장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.To this end, the power control system for improving power factor of the present invention includes a power supply including a commercial AC power supply, a transient current blocking unit connected in parallel with a resistor and a capacitor; An auxiliary light source unit including a main light source unit consisting of n light source units connected in parallel to the power supply device (n is 2 or more) and m light sources (m is one or more); Control circuit; Current detecting means for detecting a current flowing in the main light source and the auxiliary light source; A switch for controlling on / off of the main light source and the auxiliary light source; Switching means connected in series with the switch for controlling a current flowing in the main light source and the auxiliary light source; A power factor improving unit including a power meter, a power factor meter, and a variable capacitor; A comparator capable of comparing the current detecting means with a set reference value Vref; And a remote server, wherein the control circuit determines the failure of the main light source unit and the auxiliary light source unit on the basis of the value measured from the current detecting means, and determines and uses the failure to accumulate the use time of the main light source unit and the auxiliary light source unit. A time calculator; On / off control means for controlling on / off of the switch; Switching control means for controlling the switching means; A communication unit configured to transmit a failure determination light source unit, a light source unit having a cumulative use time more than the set use time, and information on the accumulated use time of the main light source unit and the auxiliary light source unit; And capacitor control means for receiving average power and power factor information from a power meter and a power factor meter and varying the value of the variable capacitor according to the received average power and power factor information. The remote server includes an illumination sensor, a temperature sensor, And a display unit for displaying information obtained from the humidity sensor, and an input device for transmitting an illumination control signal to the main light source unit and the auxiliary light source unit.

또한, 상기 주 광원부 및 보조 광원부는 백열전구, 형광램프, 방전등, 교류 구동형 LED 등 공지의 조명들 중 어느 것을 선택하여 사용할 수 있고, 상기 공지의 조명들 중 복수의 조명들을 조합하여 구성할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the main light source unit and the auxiliary light source unit may be selected from any one of known lights, such as incandescent lamps, fluorescent lamps, discharge lamps, AC-driven LED, and can be configured by combining a plurality of lights of the known lights. It is characterized by being.

또한, 상기 통신부는 전력계 및 역률계에서 측정된 평균 전력 및 역률 정보를 송신하고, 상기 원격 서버의 표시부는 상기 평균 전력 및 역률 정보를 표시하는 것을 특징으로 한다.The communication unit may transmit average power and power factor information measured by a power meter and a power factor meter, and the display unit of the remote server may display the average power and power factor information.

또한, 상기 원격 서버의 표시부에는 통신부에서 송신된 상기 고장 판단 광원부, 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간 보다 많은 광원부 및 상기 각 광원부의 상기 사용 누적 시간에 관한 정보가 표시되는 것을 특징으로 한다.In addition, the display unit of the remote server is characterized in that the failure determination light source transmitted from the communication unit, the cumulative use time more than the set use time of the light source unit and the information on the cumulative use time of each light source unit is displayed.

또한, 상기 제어회로는 주광원부에 있어서, 상기 고장 판단 또는 사용 시간 연산부에 의하여 고장 설정 범위 값에 해당하는 광원부 및 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간을 초과한 광원부가 존재하지 않은 경우는 사용 누적 시간이 적은 광원부 순으로 설정된 조도 값과 일치되게 상기 스위치 제어수단을 온 시키고, 상기 고장 판단 및 사용 시간 연산부에 의하여 고장 설정 범위 값에 해당하는 광원부 또는 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간을 초과한 광원부가 존재하는 경우는 상기 고장 설정 범위 값에 해당하는 광원부 또는 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간을 초과하는 광원부는 제외하고 사용 누적 시간이 적은 광원부 순으로 설정된 조도 값과 일치되게 상기 스위치를 온 시킨다.The control circuit may further include a cumulative use time in the main light source unit, when there is no light source unit corresponding to a failure setting range value and a light source unit in which a cumulative use time exceeds a set use time by the failure determination or use time calculation unit. The switch control means is turned on in accordance with the illuminance value set in the order of the light source units, and the light source unit corresponding to the failure setting range value or the light source unit whose accumulated cumulative use time exceeds the set use time exists by the fault determination and use time calculating unit. In this case, except for a light source unit corresponding to the fault setting range value or a light source unit in which a cumulative use time exceeds a set use time, the switch is turned on in accordance with an illuminance value set in order of the light source unit having the smallest accumulated use time.

또한, 상기 역률 개선용 조명 제어 시스템은 상기 주 광원부와 함께 적어도 m(m≥1) 개의 광원부를 포함하는 보조 광원부를 더 구비하며, 상기 원격 서버에는 상기 보조 광원부를 채택할 수 있는 절환 스위치가 구비된 것을 특징으로 한다.The lighting power control system for improving the power factor further includes an auxiliary light source including at least m (m≥1) light source parts together with the main light source, and the remote server is provided with a switching switch capable of adopting the auxiliary light source. It is characterized by.

그리고, 상기 보조 광원부는 상기 설정된 조도 값을 달성하기 위하여 상기 고장 설정 범위 값을 나타내는 주 광원부의 광원부 또는 상기 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간 보다 많은 주 광원부의 광원부를 대체하여 온 되는 것을 특징으로 한다.The auxiliary light source unit may be configured to replace the light source unit of the main light source unit indicating the failure setting range value or the light source unit of the main light source unit in which the cumulative use time is greater than the set use time to achieve the set illuminance value.

또한, 본 발명은 전력계, 역률계 및 가변 커패시터를 구비하여, 상기 주 광원부 및 보조 광원부에 흐르는 역률을 계산하고, 부하단(주 광원부 및 보조 광원부)의 역률이 0.9-1.0이 유지될 수 있도록 가변 커패시터의 용량을 가변시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention includes a power meter, a power factor meter and a variable capacitor to calculate the power factor flowing in the main light source unit and the auxiliary light source unit, the power factor of the load stage (main light source unit and the auxiliary light source unit) is variable so that 0.9-1.0 can be maintained It is characterized by varying the capacitance of the capacitor.

또한, 본 발명은 조도센서, 온도센서 및 습도 센서를 구비하고, 상기 조도센서, 온도센서 및 습도센서로부터 취득된 정보를 원격 서버에 표시하며, 상기 원격 서버는 취득된 각 센서로부터의 정보에 대응되는 프로그램을 동작시켜 조도를 조절할 수 있는 특징을 가지고 있다.In addition, the present invention includes an illuminance sensor, a temperature sensor and a humidity sensor, and displays information obtained from the illuminance sensor, the temperature sensor and the humidity sensor on a remote server, the remote server corresponding to the information from each sensor acquired It has the feature to adjust the illuminance by operating the program.

본 발명에 따르면, 전류 제어를 통한 일정한 조도 확보, 각 광원부의 균등 사용으로 인한 수명 연장 및 일부 광원부에 이상이 발생할 시에도 필요한 조도량 확보, 역률 개선을 통하여 전력을 효율적으로 이용하는 것이 가능하다.According to the present invention, it is possible to efficiently use power by securing a constant illuminance through current control, extending the lifespan due to equal use of each light source unit, and securing necessary illuminance amount and improving power factor even when abnormalities occur in some light source units.

본 발명에 따르면, 전류 제어를 통한 일정한 조도 확보, 각 광원부의 균등 사용으로 인한 수명 연장 및 일부 광원부에 이상이 발생할 시에도 필요한 조도량 확보, 역률 개선을 통하여 전력을 효율적으로 이용하는 것이 가능하다.도 1은 종래 기술에 따른 LED 조명 제어 시스템을 개념적으로 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 역률 개선용 조명 제어 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.According to the present invention, it is possible to efficiently use power by securing a constant illuminance through current control, extending the lifespan due to equal use of each light source unit, and securing the required illuminance even when an abnormality occurs in some light source units, and improving the power factor. 1 is a conceptually brief view of a LED lighting control system according to the prior art.
2 is a view schematically showing a power control system for improving power factor of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification.

일 실시예인 본 발명의 역률 개선용 조명 제어 시스템은, 도 2에 도시한 바와 같이, 상용 교류 전원(10), 저항과 커패시터가 병렬로 접속된 과도전류 차단부(20)가 순차적으로 연결되어 주 광원부(50) 및 보조 광원부(60)에 전원을 공급하는 전원 공급 장치, n(n>1) 개의 광원부가 병렬로 접속된 주 광원부(50)를 구비한다.As shown in FIG. 2, the power control system for improving power factor according to the embodiment of the present invention includes a commercial AC power supply 10 and a transient current blocking unit 20 in which resistors and capacitors are connected in parallel. A power supply device for supplying power to the light source unit 50 and the auxiliary light source unit 60, and a main light source unit 50 in which n (n> 1) light source units are connected in parallel.

주 광원부(50)는 주 광원부를 구성하는 각 광원부에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류검출수단(Rn1, Rn2, ... Rnn), 상기 각 광원부의 온/오프를 제어하기 위한 스위치(Sn1, Sn2, ... Snn) 및 제어에 의하여 상기 각 광원부에 흐르는 전류를 제어할 수 있는 스위칭 수단(Pn1, Pn2, ... Pnn)이 직렬로 접속되고, 상기 전류검출수단(Rn1, Rn2, ... Rnn)과 설정된 기준값(Vref)를 비교할 수 있는 비교기(Cn1, Cn2, ... Cnn)를 포함하여 구성된다.The main light source unit 50 includes current detection means (Rn1, Rn2, ... Rnn) for detecting a current flowing in each light source unit constituting the main light source unit, and switches (Sn1, Sn2 for controlling on / off of each light source unit). ... and Snn) and switching means Pn1, Pn2, ... Pnn which are capable of controlling the current flowing in the respective light source units by serial connection, and the current detecting means Rn1, Rn2, ... Rnn) and a comparator (Cn1, Cn2, ... Cnn) capable of comparing the set reference value (Vref).

본 발명의 역률 개선용 조명 제어 시스템의 제어회로(70)는 상기 전류검출수단(Rn1, Rn2, ... Rnn)으로부터 측정된 값을 기초로 각 조명부의 고장 판단 및 사용 시간을 누적하는 고장 판단 및 사용 시간 연산부, 설정된 조도 값이 달성될 수 있도록 상기 각 광원부의 사용 누적 시간이 적은 순으로부터 온 시키도록 결정하는 온/오프 제어수단, 상기 각 광원부의 전류를 제어하기 위한 스위칭 제어수단(Pn1, Pn2, ... Pnn)을 포함하고, 상기 제어회로(70)는 상기 고장 판단 및 사용 시간 연산부로부터 획득한 값이 고장 설정 범위 값에 해당하는 광원부가 존재할 경우 및 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간을 초과한 광원부가 존재할 경우, 상기 고장 설정 범위 값에 해당하는 광원부 또는 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간을 초과하는 광원부는 제외하고 사용 누적 시간이 적은 광원부 순으로 상기 스위치 제어수단(Sn1, Sn2, ... Snn) 및 스위칭 제어수단(Pn1, Pn2, ... Pnn)을 이용하여 각 광원부를 온오프 제어한다.The control circuit 70 of the power factor correction lighting control system of the present invention is based on the value measured from the current detection means (Rn1, Rn2, ... Rnn) failure determination of each lighting unit and failure determination that accumulates the use time And a use time calculating unit, on / off control means for deciding to turn on from the order in which the cumulative times of use of the respective light source parts are small in order to achieve a set illuminance value, and switching control means for controlling the current of each light source part (Pn1, Pn2,... Pnn), and the control circuit 70 includes a case where there is a light source unit in which a value obtained from the failure determination and use time calculation unit corresponds to a failure setting range value, and a use time for which a cumulative use time is set. When there is an excess light source part, the light source part corresponding to the fault setting range value or the light source part whose cumulative use time exceeds the set use time is excluded. With a small light source in order by using the switch control means (Sn1, Sn2, ... Snn), and switching control means (Pn1, Pn2, ... Pnn) and on-off control of each light source.

특히, 상기 고장 판단 및 사용 시간 연산부에는 광원부의 특성을 고려한 고장 판단 기준 및 사용 시간이 설정되어 있어, 상기 전류검출수단으로부터 획득한 값을 이용하여 고장 여부 및 누적 사용 시간이 설정된 광원부의 사용 시간을 초과하는 지 여부를 판단한다.In particular, the failure determination and use time calculation unit has a failure determination criterion and the use time in consideration of the characteristics of the light source unit are set. Determine if it is exceeded.

고장 판단 기준 및 사용 시간 설정은 예를 들어 상기 각 광원부의 특성(예를 들어 제조사양에 결정된 광원의 사용 수명 시간, 고장 판단 기준이 되는 전류값)을 고려하여 사용자가 임의로 설정할 수 있고, 또한, 스위치, 스위칭 수단 등의 수명 및 고장 판단 기준을 고려하여 설정될 수도 있다.The failure determination criteria and the use time setting may be arbitrarily set by the user, for example, in consideration of the characteristics of each light source unit (for example, the service life time of the light source determined by the manufacturer quantity, the current value serving as the failure determination standard), It may be set in consideration of the service life and failure determination criteria of the switch, the switching means and the like.

또한, 제어회로(70)에는 상기 고장 설정 범위 값을 나타내는 광원부, 상기 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간을 초과하는 광원부 및 상기 각 광원부의 사용 누적 시간에 관한 정보를 전송하는 통신부를 구비하고 있으며, 본 발명의 역률 개선용 조명 제어 시스템은 원격지에서도 조도 설정 및 각 광원부의 상태 정보(고장 여부, 누적 사용 시간 및 누적 사용 시간 초과 여부)를 파악할 수 있도록 표시 장치를 구비한 원격 서버(80)를 포함한다.In addition, the control circuit 70 includes a light source unit indicating the fault setting range value, a light source unit in which the cumulative use time exceeds a set use time, and a communication unit transmitting information on the accumulated use time of each light source unit. The power control system for improving power factor of the present invention includes a remote server 80 having a display device so as to grasp illumination setting and status information of each light source unit (failure, cumulative use time and cumulative use time exceeded) even in a remote place. .

또한, 본 발명의 역률 개선용 조명 제어 시스템은 보조 광원부(60)를 포함한다. 상기 보조 광원부(60)는 상기 주 광원부(50)에 구성된 광원부와 동일한 구성의 광원부가 m(m≥1)개 구성될 수 있다.In addition, the power control system for improving power factor of the present invention includes an auxiliary light source (60). The auxiliary light source unit 60 may include m (m≥1) light source units having the same configuration as the light source unit configured in the main light source unit 50.

본 발명의 구성 요소 및 기능에 대하여 상세하게 설명을 하면, 해당 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 과도전류 차단부는 퓨즈(Fuse)와 같은 부품이 상용전원과 정류회로 사이에 구성되고 있으나, 본 발명에서의 상기 과도전류 차단부(20)는 저항(R1)과 커패시터(C1)를 병렬로 접속한 RC 시정수 회로를 구성함으로써 서지 전압이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 저항(R1)을 가변 저항으로 구성함으로써 상용 전원으로부터의 입력전압을 필요에 적합한 전압으로 조정도 가능하다. 따라서, 상기 주 광원부(50) 및 상기 보조 광원부(60)에 공급되는 전원을 안정적으로 공급할 수 있다.When the components and functions of the present invention are described in detail, a transient current blocking unit commonly used in the art is composed of a component such as a fuse between a commercial power supply and a rectifier circuit. The transient current blocking unit 20 can prevent the surge voltage from flowing in by configuring the RC time constant circuit in which the resistor R1 and the capacitor C1 are connected in parallel. In addition, by configuring the resistor R1 as a variable resistor, it is also possible to adjust the input voltage from the commercial power supply to a voltage suitable for the need. Therefore, the power supplied to the main light source unit 50 and the auxiliary light source unit 60 can be stably supplied.

상기 제어회로(70)의 동작을 상세히 설명하면, 원격 서버(80)에 구성된 입력장치(미도시)를 통하여 조도 값이 입력될 경우, 상기 제어회로(70)는 입력된 조도 값에 적합하게 상기 주 광원부(50)에 구성된 각 광원부의 스위치 수단(Sn1, Sn2, ... Snn)을 이용하여 온/오프 제어한다. 예를 들어, 상기 각 광원부가 10 lux를 발광할 수 있는 구성이고, 입력장치의 조도 값 설정이 30 lux일 경우, 상기 제어회로(70)은 3개의 광원부를 온 시키고, 나머지 광원부는 오프 상태를 유지한다.Referring to the operation of the control circuit 70 in detail, when the illuminance value is input through an input device (not shown) configured in the remote server 80, the control circuit 70 is suitable for the input illuminance value On / off control is performed by using the switch means Sn1, Sn2, ... Snn of each light source part comprised in the main light source part 50. As shown in FIG. For example, when each light source unit is configured to emit 10 lux and the illuminance value setting of the input device is 30 lux, the control circuit 70 turns on three light source units, and the remaining light source units are turned off. Keep it.

각 광원부에 흐르는 전류는 상기 전류검출수단(예를 들어 Rn1)을 통하여 검출되고, 상기 검출된 전류는 전압 변환되어 기준 전압(Vref)과 비교된다. 상기 비교 결과에 따라 제어회로(70)는 스위칭 수단(예를 들어 Pn1)을 PWM 제어하여 정전류가 공급되도록 함으로써 설정된 조도 값을 확보하는 것이 가능하다.The current flowing through each light source unit is detected through the current detecting means (for example, Rn1), and the detected current is voltage converted and compared with the reference voltage Vref. According to the comparison result, the control circuit 70 can secure the set illuminance value by PWM control of the switching means (for example, Pn1) so that a constant current is supplied.

상기 전류검출수단은 저항 또는 전류센서를 이용할 수 있다.The current detecting means may use a resistor or a current sensor.

본 발명은 입력된 조도 값이 달성될 수 있도록 상기 각 광원부의 사용 누적 시간이 적은 순으로부터 온 시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다. 상기 사용 누적 시간은 상기 전류검출수단으로 획득된 값이 사용 시간으로 설정된 값 범위일 경우 연산하여 누적된다. 일반적으로 광원은 발광을 할 수 있는 수명 시간이 정해진 소자로서, 일부 광원부의 지속적인 사용은 다른 광원부가 수명 시간에 도달하지 않았음에도 불구하고, 상기 지속적으로 사용된 광원부에 의하여 고장으로 판정될 수 있다. 그러나, 사용 누적 시간이 적은 순으로부터 각 광원부를 온 시킴으로써 각 광원부의 사용 시간 편차를 적게 하여 광원부의 수명 시간을 연장시킬 수 있다.The present invention is characterized in that it is controlled so that the cumulative use time of each light source unit is in descending order so that the input illuminance value can be achieved. The cumulative use time is calculated and accumulated when the value obtained by the current detecting means is a value range set as the use time. In general, the light source is a device having a life time for emitting light, and the continuous use of some light source parts may be determined to be a failure by the continuously used light source part, even though the other light source parts have not reached the life time. However, by turning on each light source part in order of decreasing use accumulation time, the use time variation of each light source part can be reduced and the life time of a light source part can be extended.

또한, 본 발명은 상기 전류검출수단으로부터 획득한 값이 설정된 고장 설정 범위 값에 해당하는 광원부가 존재할 경우, 상기 고장 설정 범위 값을 나타내는 상기 광원부는 제외하고 사용 누적 시간이 적은 순으로부터 온 시키도록 순서를 결정할 수 있다.In addition, the present invention, if the value obtained from the current detection means is a light source unit corresponding to the set failure setting range value, except that the light source unit indicating the failure setting range value, so as to turn on in order from the smallest cumulative use time Can be determined.

상기 제어회로(70)는 고장 판단 및 사용 시간 연산부를 이용하여 고장 설정 범위 값을 나타내는 광원부, 각 광원부의 사용 누적 시간 및 상기 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간 보다 많은 광원부를 판별할 수 있으며, 상기 판별된 정보를 통신부를 통하여 원격 서버(80)에 표시할 수 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 고장 판단 및 사용 시간 연산부에서는 고장 설정 범위 값을 나타내는 광원부 및 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간 보다 많은 광원부를 메모리하여 두고, 차후 상기 입력 장치를 통해 조도값이 설정될 경우에 상기 고장 설정 범위 값을 나타내는 광원부 및 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간 보다 많은 광원부는 제외하고 사용 누적 시간이 적은 광원부 순으로 온 한다.The control circuit 70 may determine a light source unit indicating a fault setting range value, a cumulative use time of each light source unit, and a cumulative use time of the light source unit using the fault determination and use time calculating unit. The displayed information may be displayed on the remote server 80 through the communication unit. The fault determination and use time calculating unit may store a light source unit indicating a fault setting range value and a light source unit having a cumulative use time more than the set use time, and when the illuminance value is set through the input device later, the fault setting range. The light source unit displaying the value and the cumulative use time are turned on in order of the light source unit having the smallest accumulated use time except for the light source unit having more than the set use time.

또한, 고장 설정 범위 값을 나타내는 광원부 및 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간 보다 많은 광원부가 새로이 교체될 경우, 새로이 교체된 광원부는 리셋되어 상기 제어회로(70)의 제어 신호에 따라 조명 제어에 이용된다.In addition, when a light source unit indicating a failure setting range value and a light source unit having a cumulative use time more than the set use time are newly replaced, the newly replaced light source unit is reset and used for lighting control according to a control signal of the control circuit 70.

사용자는 상기 원격 서버(80)에 표시된 내용을 토대로 원격지에서 광원부의 상태 정보를 파악할 수 있어, 광원부의 교체, A/S 등 유지 보수에 필요한 조치를 간단하게 수행할 수 있다.The user can grasp the state information of the light source unit at the remote location based on the contents displayed on the remote server 80, so that the user can easily perform the necessary actions for maintenance such as replacement of the light source unit and after-sales service.

보조 광원부(60)는 주 광원부의 각 광원부와 동일한 구성이 바람직하나, 사용자의 필요에 따라 공지의 광원 중 어느 것을 선택하여도 되고, 상기 보조 광원부(60)는 고장 설정 범위 값을 나타내는 광원부 또는 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간 보다 많은 광원부를 대체하여 ON된다.The auxiliary light source unit 60 preferably has the same configuration as each light source unit of the main light source unit, but may be any one of known light sources according to a user's needs, and the auxiliary light source unit 60 may be used as a light source unit or a failure setting range value. The cumulative time is turned on by replacing more light sources than the set usage time.

예를 들어, 조도 값 설정이 30 lux임에도 불구하고, 고장 설정 범위 값을 나타내는 광원부 또는 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간 보다 많은 광원부가 존재하여 주 광원부(50)만으로 상기 조도 값을 만족시키지 못할 경우, 제어회로를 통하여 상기 보조 광원부(60)의 일부를 점등시켜 부족한 조도 값을 충족시킨다.For example, even if the illuminance value setting is 30 lux, when the light source unit indicating the failure setting range value or the light source unit indicating the cumulative use time is larger than the set use time and the main light source unit 50 does not satisfy the illuminance value, A part of the auxiliary light source 60 is turned on through a control circuit to satisfy an insufficient illuminance value.

상기 보조 광원부(60)에 구성된 광원부의 이용은 상기 원격 서버(80)에 구비된 절환 스위치를 통하여 이루어진다. 즉, 사용자가 상기 원격 서버(80)의 표시장치로부터 확인한 광원부의 상태 정보를 확인하여 발광에 기여할 수 없는 광원부(고장 설정 범위 값을 나타내는 광원부 또는 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간 보다 많은 광원부)가 존재할 경우, 상기 절환 스위치를 이용하여 상기 보조 광원부(60)의 광원부 이용을 제어한다. 상기 보조 광원부(60)에 구성된 광원부 중 몇 개를 이용할 것이냐는 설정된 조도값으로부터 통상의 기술자가 필요에 맞게 채택할 수 있다.Use of the light source unit configured in the auxiliary light source unit 60 is made through a switching switch provided in the remote server 80. That is, there is a light source unit (a light source unit indicating a fault setting range value or a light source unit having a cumulative use time greater than the set use time) that cannot be contributed to light emission by checking the state information of the light source unit confirmed by the user from the display device of the remote server 80. In this case, the switching switch is used to control the use of the light source unit of the auxiliary light source unit 60. How many of the light source units configured in the auxiliary light source unit 60 to be used can be adopted by a person skilled in the art from the set illuminance value.

상기 보조 광원부(60)에 구성된 각 광원부 또한 주 광원부(50)에 구성된 광원부와 동일하게 고장 설정 범위 값과 비교, 사용 누적 시간을 연산하게 되고, 이를 상기 원격 서버(80)에 표시하게 한다.Each light source unit configured in the auxiliary light source unit 60 also calculates a cumulative use time and compares with a failure setting range value in the same manner as the light source unit configured in the main light source unit 50, and causes the remote server 80 to display it.

따라서, 본 발명은 보조 광원부라는 대체 광원을 구비함으로써, 일부 광원부의 상태 이상이 있을 경우도 항상 필요한 조도 조절이 가능하다.Therefore, the present invention is provided with an alternative light source called an auxiliary light source, so that even when there is an abnormal state of some light source, necessary illumination adjustment is always possible.

또한, 본원 발명은 주 광원부(50)와 보조 광원부(60)와 전기적으로 접속된 역률계 및 가변 커패시터를 이용하여 부하단(주 광원부(50)와 보조 광원부(60))의 전체 역률이 0.9-1.0 범위 내에서 조정되도록 한다.In addition, the present invention uses a power factor meter and a variable capacitor electrically connected to the main light source unit 50 and the auxiliary light source unit 60, and the overall power factor of the load stage (the main light source unit 50 and the auxiliary light source unit 60) is 0.9-. Adjust to within 1.0.

역률계는 시중에 시판되고 있는 장치이므로 설명을 생략한다.The power factor meter is a commercially available device, and thus description thereof is omitted.

종래의 조명 제어 시스템에 채용되는 역률 개선 기술은 PFC(Power Factor Correction)라 하여, 전원의 스위칭을 제어하여 역률을 개선하고 있었다. 그러나, 본 발명은 전력계 및 역률계를 이용하여 부하단(주 광원부(50)와 보조 광원부(60))의 역률을 직접 측정하기 때문에 정확한 역률 측정이 가능하고, 상기 PFC와 같이 스위칭 제어와 같은 고도의 연리 논산이 필요하지 않기 때문에 역률 개선을 위한 회로가 간단하며, 회로 설계에 사용되는 소자가 적게 이용되어 경제적으로도 실익이 있다고 할 것이다.The power factor correction technology employed in the conventional lighting control system is called PFC (Power Factor Correction), and the power factor is improved by controlling the switching of the power supply. However, since the present invention directly measures the power factor of the load stage (the main light source unit 50 and the auxiliary light source unit 60) by using a power meter and a power factor meter, accurate power factor measurement is possible, and the same altitude as the switching control as in the PFC is achieved. Since the reasoning is not necessary, the circuit for improving the power factor is simple, and it is economically advantageous because fewer elements are used in the circuit design.

상기 제어회로(70)에 의하여 가변 될 커패시터의 용량은 아래의 수학식(1)과 같이 구해지며, 상기 식(1)은 공지의 기술이다. 상기 공지의 기술은 테마회로이론(신일균 편저, 한빛지식재산소유권센터, P. 354, 2010.10.11.) 등으로부터 확인이 가능하다.The capacitance of the capacitor to be changed by the control circuit 70 is obtained as in Equation (1) below, where Equation (1) is a known technique. The well-known technique can be confirmed from the theme circuit theory (Shin Il-gyun edited, Hanbit Intellectual Property Ownership Center, P. 354, October 11, 2010).

즉, 가변 커패시터를 이용한 역률 개선에 관한 이론은 공지되었으나, 상기 이론을 본 발명과 같이 주 광원부와 보조 광원부의 고장, 사용 누적 시간 등을 판단하여 조명을 제어하는 조명 시스템에 적용한 기술, 다양한 센서들과 조합된 조명 시스템에 적용한 기술은 현재까지 확인되지 않고 있다.That is, a theory of improving power factor using a variable capacitor is known, but the above-described theory is applied to a lighting system that controls lighting by determining a failure of a main light source unit and an auxiliary light source unit, a cumulative use time, and the like, and various sensors. The technology applied to the lighting system combined with has not been identified to date.

본 발명은 배경기술에서도 설명하였듯이, 본 발명의 출원인이 출원하여 특허등록된 주 광원부와 보조 광원부의 고장, 사용 누적 시간 등을 판단하여 조명을 제어하는 기술을 보다 경제적으로 이용할 수 있도록 다양한 실험, 이론 연구 등을 통하여 최적의 역률 개선 방법인 가변 커패시터를 이용한 역률 개선 방법을 도출한 것이다.As described in the background of the present invention, various experiments and theories can be used to more economically use a technology for controlling lighting by judging the failure of a main light source unit and an auxiliary light source unit, and a cumulative use time, which are filed by the applicant of the present invention. Through the research, the power factor improvement method using the variable capacitor which is an optimal power factor improvement method is derived.

물론 PFC를 이용한 역률 개선 방법도 고려되었으나, 배경기술의 특허등록된 주 광원부와 보조 광원부의 고장, 사용 누적 시간 등을 판단하여 조명을 제어하는 조명 시스템에 대하여서는 가변 커패시터를 이용한 역률 개선이 회로의 단순함, 역률 개선의 효과 등에서 우수하였다.Of course, a power factor improvement method using a PFC was also considered, but for a lighting system that controls lighting by judging the failure of a patented main light source part and an auxiliary light source part and a cumulative use time of the background technology, the power factor improvement using a variable capacitor is required. It was excellent in simplicity and the effect of improving the power factor.

Figure 112012502921422-pat00001
Figure 112012502921422-pat00001

여기서, C : 역률 개선용 커패시터의 용량, P : 부하에서 소비되는 평균전력, θo : 측정된 역률, θn : 개선하고자 하는 역률, ω : 각주파수, Vrms : 부하단의 전압Where C is the capacity of the power factor improving capacitor, P is the average power consumed by the load, θ o is the measured power factor, θ n is the power factor to be improved, ω is the angular frequency, and V rms is the voltage at the load stage.

또한, 본 발명은 환경센서인 조도센서, 온도센서 및 습도 센서를 구비하고, 상기 조도센서, 온도센서 및 습도센서로부터 취득된 정보를 원격 서버에 표시하며, 상기 원격 서버는 취득된 각 센서로부터의 정보에 대응되는 프로그램을 동작시켜 조도를 조절할 수 있다. 상기 환경센서의 정보를 기초로 한 조명 제어 실시에 있어서도 주 광원부(50) 및 보조 광원부(60)의 점등은 상기에서 기재한 주 광원부와 보조 광원부의 고장, 사용 누적 시간 등을 고려한 조명 제어 기술이 적용된다. 즉, 고장 판단 및 사용 시간 연산부에 의하여 고장 설정 범위 값에 해당하는 광원부 및 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간을 초과한 광원부가 존재하지 않은 경우는 사용 누적 시간이 적은 광원부 순으로 설정된 조도 값과 일치되게 조명부를 온 시키고, 고장 판단 및 사용 시간 연산부에 의하여 고장 설정 범위 값에 해당하는 광원부 및 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간을 초과한 광원부가 존재하는 경우는 상기 고장 설정 범위 값에 해당하는 광원부 및 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간을 초과하는 광원부는 제외하고 사용 누적 시간이 적은 광원부 순으로 설정된 조도 값과 일치되게 상기 스위치 제어수단을 온 시키며, 보조 광원부는 상기 설정된 조도 값을 달성하기 위하여 상기 고장 설정 범위 값을 나타내는 주 광원부 및 상기 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간 보다 많은 주 광원부를 대체하여 점등 제어된다.In addition, the present invention includes an environmental sensor, an illuminance sensor, a temperature sensor, and a humidity sensor, and displays information obtained from the illuminance sensor, the temperature sensor, and the humidity sensor on a remote server, wherein the remote server is provided from each of the acquired sensors. Illuminance can be adjusted by operating a program corresponding to the information. Also in the lighting control based on the information of the environmental sensor, the lighting of the main light source unit 50 and the auxiliary light source unit 60 is the lighting control technology considering the failure of the main light source unit and the auxiliary light source unit described above, the cumulative use time, etc. Apply. That is, when there is no light source unit corresponding to the fault setting range value and the light source unit whose cumulative use time exceeds the set use time by the fault determination and use time calculation unit, the cumulative use time is made to be consistent with the illuminance value set in order of the light source unit having the least cumulative use time. When the lighting unit is turned on and the light source unit corresponding to the failure setting range value and the light source unit exceeding the set usage time by the failure determination and use time calculation unit exist, the light source unit corresponding to the failure setting range value and the accumulated use time Except for the light source part whose time exceeds the set use time, the switch control means is turned on in accordance with the illuminance value set in the order of the light source parts with the smallest cumulative use time, and the auxiliary light source part sets the fault setting range value to achieve the set illuminance value. The main light source unit and the cumulative use time The lighting is controlled by replacing the main light source with more than the set use time.

또한, 지하 주차장, 가로등과 같은 조명 시스템에 있어서는 움직임 감지 센서를 구비하고, 상기 움직임 감지 센서로부터 취득된 정보에 따라 감지 물체의 진행 방향에 따라 프로그램을 동작시켜 조도를 조절할 수 있다. 상기 움직임 감지 센서의 정보를 기초로 한 조명 제어 실시에 있어서도 주 광원부(50) 및 보조 광원부(60)의 점등은 상기에서 기재한 주 광원부와 보조 광원부의 고장, 사용 누적 시간 등을 고려한 조명 제어 기술이 적용된다. 감지 물체의 진행 방향에 따라 조명의 조도를 제어하는 프로그램은 다양하게 개발되어 있으므로 설명을 생략한다.In addition, a lighting system such as an underground parking lot or a street lamp may include a motion sensor, and may adjust illumination by operating a program according to a moving direction of a sensing object according to information obtained from the motion sensor. In the lighting control based on the information of the motion sensor, the lighting of the main light source unit 50 and the auxiliary light source unit 60 may be controlled by considering the failure of the main light source unit and the auxiliary light source unit described above, cumulative use time, and the like. This applies. Since various programs have been developed for controlling illumination illumination according to the direction of sensing object, description thereof is omitted.

또한, 상기 환경 센서와 움직임 감지 센서를 동시에 설치하여, 감지 물체의 진행 방향의 환경에 적합한 조명 제어를 실시할 수도 있다.In addition, by installing the environmental sensor and the motion sensor at the same time, it is possible to perform the lighting control suitable for the environment of the direction of the sensing object.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

10 : 상용 전원 20 : 과도전류 차단부
50 : 주 광원부 60 : 보조 광원부
70 : 제어회로 80 : 원격서버
90 : 센서부 100 : 역률 개선부10: commercial power supply 20: transient breaker
50: main light source 60: auxiliary light source
70: control circuit 80: remote server
90: sensor unit 100: power factor improvement unit

Claims (5)

역률 개선용 조명 제어 시스템에 관한 것으로, 상기 역률 개선용 조명 시스템은 교류 전원, 저항과 커패시터가 병렬로 접속된 과도전류 차단부가 포함된 전원 공급 장치;, 상기 전원 공급 장치에 병렬 연결된 n개(n은 2 이상)의 광원부로 구성된 주 광원부 및 m개(m은 1 이상)의 광원부로 구성된 보조 광원부;, 제어회로;, 상기 주 광원부 및 보조 광원부를 구성하는 각 광원부에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류검출수단;, 상기 주 광원부 및 보조 광원부를 구성하는 각 광원부의 온/오프를 제어하기 위한 스위치;, 상기 주 광원부 및 보조 광원부를 구성하는 각 광원부에 흐르는 전류를 제어하기 위하여 상기 스위치에 직렬 연결된 스위칭 수단;, 전력계, 역률계 및 가변 커패시터로 구성된 역률 개선부;, 상기 전류검출수단과 설정된 기준값을 비교할 수 있는 비교기;, 및 원격 서버를 포함하고,
상기 제어회로는 상기 전류검출수단으로부터 측정된 값을 기초로 상기 주 광원부 및 보조 광원부를 구성하는 각 광원부의 고장을 판단하고, 상기 주 광원부 및 보조 광원부를 구성하는 각 광원부의 사용 시간을 누적하는 고장 판단 및 사용 시간 연산부;, 상기 스위치의 온/오프를 제어하기 위한 온/오프 제어수단;, 상기 스위칭 수단을 제어하기 위한 스위칭 제어수단;, 고장 판단 광원부, 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간 보다 많은 각 광원부 및 상기 각 광원부의 상기 사용 누적 시간에 관한 정보를 전송하는 통신부;, 및 상기 전력계 및 역률계부터 평균전력 및 역률 정보를 수신하고, 수신된 평균 전력 및 역률 정보에 따라 상기 가변 커패시터의 값을 가변시키는 커패시터 제어수단으로 구성되어지며,
상기 제어회로는 고장 설정 범위 값 또는 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간 보다 많은 광원부가 상기 주 광원부에 존재할 경우, 설정된 조도 값을 달성하기 위하여 상기 고장 설정 범위 값 또는 사용 누적 시간이 설정된 사용 시간 보다 많은 광원부를 대체하여 보조 광원부를 점등시키며,
상기 원격 서버는 조도센서, 온도센서 및 습도 센서로부터 취득된 정보가 표시되는 표시부, 상기 주 광원부 및 보조 광원부에 대한 조도 제어신호를 전송하는 입력장치가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 역률 개선용 조명 제어 시스템.A power control system for improving power factor, the power system for improving power factor includes a power supply including an AC power supply, a transient current blocking unit connected in parallel with a resistor and a capacitor; Is an auxiliary light source consisting of a main light source part composed of two or more light source parts and an m light source part (m is one or more); a control circuit; and a current for detecting current flowing in each light source part constituting the main light source part and the auxiliary light source part. Detecting means; a switch for controlling on / off of each light source unit constituting the main light source unit and the auxiliary light source unit; a switching connected in series to the switch to control a current flowing in each light source unit constituting the main light source unit and the auxiliary light source unit A power factor correction unit including a power meter, a power factor meter, and a variable capacitor, and compares the current detection means with a set reference value. Coquetry;, and a remote server,
The control circuit determines a failure of each light source unit constituting the main light source unit and the auxiliary light source unit based on the value measured from the current detecting means, and accumulates the use time of each light source unit constituting the main light source unit and the auxiliary light source unit. A determination and use time calculating unit, an on / off control means for controlling the on / off of the switch, a switching control means for controlling the switching means, a failure determination light source unit, and a cumulative use time of each of more than the set use time A communication unit which transmits information regarding a cumulative use time of a light source unit and each light source unit, and receives average power and power factor information from the power meter and power factor meter, and adjusts the value of the variable capacitor according to the received average power and power factor information. Consists of variable capacitor control means,
The control circuit may include a light source unit in which the failure setting range value or the cumulative use time is more than the set use time in order to achieve a set illuminance value when the light source unit exists in the main light source unit having a failure setting range value or a cumulative use time. To turn on the auxiliary light source,
The remote server includes a display unit for displaying information obtained from an illuminance sensor, a temperature sensor, and a humidity sensor, and an input device for transmitting an illuminance control signal to the main light source unit and the auxiliary light source unit. system. 청구항 제1항에 있어서,
상기 전류검출수단은 저항 또는 전류 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 역률 개선용 조명 제어 시스템.The method of claim 1,
The current detection means is a power factor improvement lighting control system, characterized in that consisting of a resistance or current sensor. 청구항 제1항에 있어서,
상기 원격 서버와 연결되는 움직임 감지 센서가 더 포함되는 역률 개선용 조명 제어 시스템.The method of claim 1,
Power control system for improving the power factor further comprises a motion sensor connected to the remote server. 청구항 제1항에 있어서,
상기 주 광원부 및 보조 광원부의 전체 역률은 0.9 내지 1.0의 범위로 조정되는 것을 특징으로 하는 역률 개선용 조명 제어 시스템.The method of claim 1,
The overall power factor of the main light source unit and the auxiliary light source unit is adjusted in the range of 0.9 to 1.0, the power factor improvement lighting control system. 청구항 제1항에 있어서,
상기 주 광원부 및 보조 광원부에 채용되는 광원은 백열전구, 형광램프, 방전등 및 교류 구동형 LED 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 역률 개선용 조명 제어 시스템.The method of claim 1,
The light source employed in the main light source unit and the auxiliary light source unit is any one of an incandescent lamp, a fluorescent lamp, a discharge lamp and an AC drive type LED lighting control system.
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