KR101349901B1 - Power saving system of electric light with surrounding condition adaptative - Google Patents

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주식회사 거명하이텍
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Abstract

본 발명은 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템에 관한 것으로, 실내/외 공간에 설치되어 해당 실내/외 공간을 조명하는 복수의 조명등과, 각 조명등의 밝기 조절을 위한 제어신호를 출력하는 밝기 제어장치와, 상기 밝기 제어장치로부터 출력된 각 조명등의 밝기 조절을 위한 제어신호에 따라 외부로부터 입력된 상용 교류전원의 교류파형을 기설정된 구간제어 파형으로 전력 변환하여 각 조명등의 밝기를 조절하는 구간제어 절전장치를 포함하되, 상기 구간제어 절전장치는, 입력된 상용 교류전원의 교류파형에 동기화시킨 후, 동기화 된 교류파형의 영점 교차점을 기준으로 서로 대칭되도록 서로 다른 극성(+,-)에 일정한 폭을 갖는 적어도 하나의 온/오프 스위칭 구간을 설정하고, 설정된 온/오프 스위칭 구간동안 전원이 도통되도록 기설정된 구간제어 파형으로 전력 변환함으로써 각 조명등의 깜빡임을 방지함과 아울러 각 조명등의 밝기를 조절함으로써 각 조명등의 깜빡임을 효과적으로 방지할 수 있으며, 각 조명등의 밝기를 개별적 또는 일괄적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a power-saving system of a lighting lamp that operates actively according to surrounding conditions, and outputs a plurality of lighting lamps installed in an indoor / outdoor space and illuminates the indoor / outdoor space, and a control signal for adjusting brightness of each lighting lamp. And converts the AC waveform of the commercial AC power input from the outside into a predetermined section control waveform according to a control signal for controlling the brightness of each of the lamps output from the brightness controller to adjust the brightness of each lamp. And a section control power saving device, wherein the section control power saving device has different polarities (+,-) to be symmetrical with each other based on the zero crossing point of the synchronized AC waveform after synchronizing with the AC waveform of the input AC power. Set at least one on / off switching section having a constant width at and turn on the power during the set on / off switching section. By converting the power to the section-controlled waveforms, the flickering of each lamp is prevented and the flickering of each lamp is effectively prevented, and the brightness of each lamp can be controlled individually or collectively. It has an effect.

Description

주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템{POWER SAVING SYSTEM OF ELECTRIC LIGHT WITH SURROUNDING CONDITION ADAPTATIVE}POWER SAVING SYSTEM OF ELECTRIC LIGHT WITH SURROUNDING CONDITION ADAPTATIVE}

본 발명은 조명등의 절전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백열등을 사용하거나 형광등, 수은등, 나트륨등, 메탈할라이드등과 같은 방전관을 사용하는 조명등에 대하여 각기 다른 밝기로 절전할 수 있으며, 기존의 주기제어나 위상제어 또는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어에 의한 절전 방식이 갖고 있는 램프의 깜빡임 현상이나 전원잡음 발생 문제를 효과적으로 해결할 수 있도록 한 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a power saving system of a lighting lamp, and more particularly, it is possible to save power at different brightness with respect to a lighting lamp using an incandescent lamp or a discharge tube such as a fluorescent lamp, a mercury lamp, a sodium lamp, a metal halide lamp, and the like. The present invention relates to a power saving system such as a lamp that actively operates according to a surrounding situation to effectively solve a lamp flickering or a power noise problem caused by a power saving method by control, phase control, or pulse width modulation (PWM) control.

일반적으로, 대형 건물이나 아파트 등의 주차장, 복도, 화장실, 창고 등과 같은 장소에는 실내 조명을 위한 전등이 설치되거나, 야간에 사람의 생활을 위해 도로 등의 실외 조명을 위한 가로등 또는 보안등이 설치되며, 통상적으로 이러한 실내/실외 조명용 전등은 해당 장소에 출입하는 차량이나 사람의 존재 여부와 상관없이 24시간 동안 점등 상태로 유지되거나, 사용자 또는 관리자의 선택에 따라서 점등 혹은 소등 제어된다. 그러나, 조명등은 항상 최대의 조도로 동작하기 때문에 전력소모가 많은 단점이 있다.In general, a place such as a parking lot, a corridor, a toilet, a warehouse of a large building or an apartment, a lamp for indoor lighting is installed, or a street lamp or security lamp for outdoor lighting, such as a road, for human life at night, is installed. Typically, such indoor / outdoor lighting fixtures are kept on for 24 hours regardless of the presence of a vehicle or a person entering or leaving the place, or controlled to be turned on or off at the user's or administrator's option. However, since the lamp always operates at the maximum illuminance, there are many disadvantages in power consumption.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 조명등의 절전을 위하여 주기제어나 위상제어 또는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어에 의한 절전 방식이 제안되었다.In order to solve this problem, conventionally, a power saving method has been proposed for the power saving of lighting, such as periodic control, phase control, or pulse width modulation (PWM) control.

그러나, 기존에 조명등에 주기제어를 사용하면 순간전력 불규칙으로 인하여 램프의 깜빡임이 현상이 나타나며, 위상제어 또는 PWM 제어에 의한 절전 방식을 사용하면 떨림 현상이 발생하는 문제점이 있다.However, when the periodic control is used for a lighting lamp, the lamp flickers due to an instantaneous power irregularity, and there is a problem that a shaking phenomenon occurs when a power saving method using phase control or PWM control is used.

특히, PWM 제어에 의한 절전 방식은 수 KHz 이상의 고속 샘플링로 인한 전자기파 잡음도 발생하는 문제점이 있다. 이는 조명등의 품질 및 운용 면에서 심각한 문제를 유발한다.
In particular, the power saving method by PWM control has a problem that also generates electromagnetic noise due to high-speed sampling of several KHz or more. This causes serious problems in terms of quality and operation of the lamp.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 백열등을 사용하거나 형광등, 수은등, 나트륨등, 메탈할라이드등과 같은 방전관을 사용하는 조명등에 대하여 각기 다른 밝기로 절전할 수 있으며, 기존의 주기제어나 위상제어 또는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어에 의한 절전 방식이 갖고 있는 램프의 깜빡임 현상이나 전원잡음 발생 문제를 효과적으로 해결할 수 있도록 한 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템을 제공하는데 있다.
The present invention has been made to solve the above-described problems, the object of the present invention is to save power at different brightness with respect to the lamp using an incandescent lamp or a discharge tube such as fluorescent lamp, mercury lamp, sodium lamp, metal halide lamp, Power-saving system such as lighting that actively operates according to the surrounding situation to effectively solve the lamp flickering or power noise problem that the power-saving method by the existing cycle control, phase control or pulse width modulation (PWM) control To provide.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 주기제어 또는 PWM제어 방식 대신에 '구간제어'라는 새로운 방법을 사용하며, 이때 사용되는 장치를 '구간제어 절전장치'라고 칭한다. 본 발명의 제1 측면은, 실내/외 공간에 설치되어 해당 실내/외 공간을 조명하는 복수의 조명등; 각 조명등의 밝기 조절을 위한 제어신호를 출력하는 밝기 제어장치; 및 상기 밝기 제어장치로부터 출력된 각 조명등의 밝기 조절을 위한 제어신호에 따라 외부로부터 입력된 상용 교류전원의 교류파형을 기설정된 구간제어 파형으로 전력 변환하여 각 조명등의 밝기를 조절하는 구간제어 절전장치를 포함하되, 상기 구간제어 절전장치는, 입력된 상용 교류전원의 교류파형에 동기화시킨 후, 동기화 된 교류파형의 영점 교차점을 기준으로 서로 대칭되도록 서로 다른 극성(+,-)에 일정한 폭을 갖는 적어도 하나의 온/오프 스위칭 구간을 설정하고, 설정된 온/오프 스위칭 구간동안 전원이 도통되도록 기설정된 구간제어 파형으로 전력 변환함으로써 각 조명등의 깜빡임을 방지함과 아울러 각 조명등의 밝기를 조절하는 것을 특징으로 하는 주위의 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템을 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, the present invention uses a new method called 'section control' instead of the period control or PWM control method, and the device used at this time is referred to as 'section control power saving device'. A first aspect of the present invention, a plurality of lamps installed in the indoor / outdoor space to illuminate the indoor / outdoor space; A brightness controller for outputting a control signal for controlling brightness of each lamp; And a section control power saving device for controlling the brightness of each lamp by converting an AC waveform of a commercial AC power input from the outside into a preset section control waveform according to a control signal for controlling brightness of each lamp output from the brightness controller. Including, the section control power saving device, after synchronizing to the AC waveform of the input commercial AC power, having a predetermined width at different polarities (+,-) to be symmetrical to each other based on the zero crossing point of the synchronized AC waveform By setting at least one on / off switching section, and converting power into a preset section control waveform so that power is turned on during the set on / off switching section, it prevents flicker of each lamp and adjusts the brightness of each lamp. It is to provide a power saving system such as a lamp that actively operates in accordance with the surrounding situation.

여기서, 상기 밝기 제어장치는, 각 조명등의 주변 광량에 따른 조도를 검출하여 조도 검출신호를 출력하는 조도 검출부; 및 상기 조도 검출부로부터 출력된 조도 검출신호와 기설정된 기준값을 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 각 조명등의 밝기 조절을 위한 제어신호를 출력하는 밝기 제어부를 포함함이 바람직하다.Here, the brightness control device, the illuminance detection unit for detecting the illuminance according to the amount of ambient light of each lamp, and outputs an illuminance detection signal; And a brightness controller comparing the illumination detection signal output from the illumination detection unit with a preset reference value and outputting a control signal for adjusting brightness of each lamp based on the comparison result.

바람직하게, 상기 구간제어 절전장치는, 상기 밝기 제어장치로부터 출력된 각 조명등의 밝기 조절을 위한 제어신호에 따라 외부로부터 입력된 상용 교류전원의 교류파형을 기설정된 구간제어 파형으로 전력 변환하는 전력 변환부; 상기 전력 변환부로부터 전력 변환된 구간제어 파형에 대응하는 온/오프 스위칭 구간 제어신호를 생성하는 구간제어신호 생성부; 및 상기 구간제어신호 생성부로부터 생성된 온/오프 스위칭 구간 제어신호에 따라 설정된 온/오프 스위칭 구간동안 전원이 도통되도록 스위칭하는 전원 스위칭부를 포함하되, 상기 전력 변환부는, 입력된 상용 교류전원의 교류파형에 동기화시킨 후, 동기화 된 교류파형의 영점 교차점을 기준으로 서로 대칭되도록 서로 다른 극성(+,-)에 일정한 폭을 갖는 적어도 하나의 온/오프 스위칭 구간으로 이루어진 구간제어 파형으로 전력 변환할 수 있다.Preferably, the section control power saving device, the power conversion for converting the AC waveform of the commercial AC power input from the outside into a predetermined section control waveform in accordance with the control signal for brightness adjustment of each of the lamps output from the brightness control device part; An interval control signal generator configured to generate an on / off switching interval control signal corresponding to the interval control waveform that is power converted from the power converter; And a power switching unit configured to switch the power to be turned on during the on / off switching period set according to the on / off switching period control signal generated from the period control signal generation unit, wherein the power converter is configured to exchange AC of the input commercial AC power source. After synchronizing to the waveform, the power can be converted into an interval control waveform composed of at least one on / off switching section having a constant width at different polarities (+,-) so as to be symmetrical with respect to the zero crossing point of the synchronized AC waveform. have.

바람직하게, 상기 전력 변환부는, 입력된 상용 교류전원의 교류파형에 동기화시키기 위하여 입력된 상용 교류전원의 교류파형에서 영점 교차점의 위치를 검출하는 영점 검출부; 상기 영점 검출부로부터 검출된 영점 교차점의 위치를 이용하여 상용 교류전원의 주파수 구간을 계산하는 주파수 구간계산부; 및 상기 주파수 구간계산부로부터 계산된 상용 교류전원의 주파수 구간과 상기 밝기 제어장치로부터 출력된 각 조명등의 밝기 조절을 위한 제어신호를 이용하여 구간제어를 위한 온/오프 스위칭 구간의 온/오프(ON/OFF)점을 결정하는 온/오프(ON/OFF)점 결정부를 포함하여 이루어질 수 있다.Preferably, the power conversion unit, a zero point detection unit for detecting the position of the zero crossing point in the AC waveform of the commercial AC power input to synchronize with the AC waveform of the commercial AC power input; A frequency section calculator for calculating a frequency section of the commercial AC power supply using the position of the zero crossing point detected by the zero point detector; And an on / off switching section for on / off switching section for section control using a frequency section of the commercial AC power calculated by the frequency section calculator and a control signal for brightness adjustment of each lamp output from the brightness controller. It may be made by including an on / off (ON / OFF) point determination unit for determining the (OFF) point.

바람직하게, 상기 밝기 제어장치는, 각 조명등 주변의 일정범위 내에 사람의 동작을 감지하여 그에 따른 모션 감지신호를 출력하는 인체 감지부; 및 상기 인체 감지부로부터 출력된 모션 감지신호와 기설정된 기준값을 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 각 조명등의 밝기 조절을 위한 제어신호를 출력하는 밝기 제어부를 포함할 수 있다.Preferably, the brightness control device, the human body sensing unit for detecting the motion of a person within a predetermined range around each lamp and outputs a motion detection signal according to it; And a brightness controller comparing the motion detection signal output from the human body sensing unit with a preset reference value and outputting a control signal for adjusting brightness of each lamp based on the comparison result.

바람직하게, 상기 구간제어 절전장치는, 서로 다른 극성(+,-)에 설정된 온/오프 스위칭 구간이 홀수일 경우, 하나의 온/오프 스위칭 구간의 중심위치와 서로 다른 극성(+,-)의 피크점이 일치되도록 설정하고, 다수의 온/오프 스위칭 구간이 설정될 경우, 서로 다른 극성(+,-)의 피크점에 그 중심위치가 일치된 하나의 온/오프 스위칭 구간을 기준으로 서로 대칭되도록 일정거리 이격되게 나머지 온/오프 스위칭 구간을 설정할 수 있다.Preferably, the section control power saving device, when the on / off switching section set to the different polarity (+,-) is odd, the center position of one on / off switching section of the different polarity (+,-) When the peak points are set to match and a plurality of on / off switching sections are set, they are symmetrical with respect to one on / off switching section in which their center positions coincide with the peak points of different polarities (+,-). The remaining on / off switching period may be set at a predetermined distance apart.

바람직하게, 상기 구간제어 절전장치는, 서로 다른 극성(+,-)에 설정된 온/오프 스위칭 구간이 짝수일 경우, 서로 다른 극성(+,-)의 피크점을 기준으로 온/오프 스위칭 구간이 서로 대칭됨과 아울러 각 온/오프 스위칭 구간이 일정거리 이격되게 설정될 있다.Preferably, in the section control power saving device, when the on / off switching sections set to different polarities (+,-) are even, the on / off switching sections are based on peak points of different polarities (+,-). In addition to being symmetrical with each other, each on / off switching section may be set to be spaced apart by a predetermined distance.

바람직하게, 상기 구간제어 절전장치는, 상기 온/오프 스위칭 구간의 폭을 조절하여 각 조명등의 밝기를 제어할 수 있다.Preferably, the section control power saving device may control the brightness of each lamp by adjusting the width of the on / off switching section.

바람직하게, 각 조명등은 가로등/보안등으로 이루어지며, 가로등/보안등 전력선로 상에 설치되며, 원거리의 중앙 관제장치로부터 출력된 제어신호를 제공받아 다수의 가로등/보안등에 대한 점/소등의 제어가 가능하도록 가공된 제어명령을 생성하기 위한 분전함 제어부를 포함하는 분전함 제어장치가 더 포함되되, 상기 구간제어 절전장치는, 분전함 또는 각 가로등/보안등이 설치된 등주마다 구비되어 상기 분전함 제어부로부터 가공된 제어명령을 제공받아 각 가로등/보안등의 점/소등을 제어하고, 각 가로등/보안등의 주변에 설치된 조도 검출부로부터 출력된 조도 검출신호와 기설정된 기준값을 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 외부로부터 입력된 상용 교류전원의 교류파형을 기설정된 구간제어 파형으로 전력 변환하여 각 가로등/보안등의 밝기를 조절할 수 있다.Preferably, each lamp is made of a street lamp / security lamp, installed on the power line of the street lamp / security lamp, receiving a control signal output from a remote central control unit to control the number of lights / lights for a plurality of street lights / security lights A distribution box control device further includes a distribution box control unit for generating a control command processed to be possible, wherein the section control power saving device is provided for each column in which a distribution box or each street lamp / security is installed and processed command from the distribution box control unit. Control the point / light out of each street light / security lamp, compare the illumination detection signal output from the illuminance detector installed around each street light / security lamp with the preset reference value, and use the commercial input from the outside based on the comparison result. Converts AC waveform of AC power into preset section control waveform to brighten each street light / security lamp. To be adjusted.

바람직하게, 상기 분전함 제어장치는 CDMA 통신을 통해 상기 중앙 관제장치로부터 송신된 제어신호를 수신할 수 있다.Preferably, the distribution box control device may receive a control signal transmitted from the central control device through the CDMA communication.

바람직하게, 상기 분전함 제어장치는, 상기 분전함 제어부로부터 가공된 제어명령을 전력선 통신에 적합한 형태로 변조한 후, 제1 AC 커플링부의 커패시터를 통해 가로등/보안등 전력선로에 실어서 각 가로등/보안등의 등주 쪽으로 전송하며, 상기 구간제어 절전장치는, 제2 AC 커플링부의 커패시터를 통해 상기 제1 AC 커플링부로부터 전송된 신호를 수신하여 원래의 신호로 복조할 수 있다.Preferably, the distribution box control device modulates a control command processed from the distribution box control unit into a form suitable for power line communication, and then loads the street lamp / security lamp on the power line through the capacitor of the first AC coupling unit. The section control power saving device may receive a signal transmitted from the first AC coupling unit through the capacitor of the second AC coupling unit and demodulate the original signal.

바람직하게, 각 가로등/보안등이 LED 램프로 이루어질 경우, 상기 구간제어 절전장치와 각 가로등/보안등의 LED 램프 사이에 전기적으로 연결되어 각 가로등/보안등의 LED 램프에 공급전원을 안정적으로 공급하는 전원 공급부가 더 포함될 수 있다.
Preferably, when each street light / security lamp is made of an LED lamp, the power supply for electrically supplying the power supply to the LED lamp of each street light / security light is electrically connected between the section control power saving device and the LED lamp of each street light / security light. Additional may be included.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템에 따르면, 백열등을 사용하거나 형광등, 수은등, 나트륨등, 메탈할라이드등과 같은 방전관을 사용하는 조명등에 대하여 각기 다른 밝기로 절전할 수 있는 이점이 있다.According to the power saving system of an illumination lamp which is actively operated according to the surrounding situation of the present invention as described above, the illumination lamp using an incandescent lamp or a discharge tube such as fluorescent lamp, mercury lamp, sodium lamp, metal halide lamp, etc. There is an advantage to save power.

또한, 본 발명에 따르면, 기존의 주기제어나 위상제어 또는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어에 의한 절전 방식을 이용함으로써 발생하는 순간전력 불규칙으로 인한 램프의 깜빡임이나 떨림 현상, 고속 샘플링으로 인한 전자기파와 같은 전원잡음 발생 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, such as flickering or shaking of the lamp due to the instantaneous power irregularity generated by using a conventional power control method, such as periodic control, phase control or pulse width modulation (PWM) control, such as electromagnetic waves due to high-speed sampling There is an advantage that can effectively solve the power noise generation problem.

또한, 본 발명에 따르면, 가로등/보안등의 절전모드 동작 시 각 등주별 램프의 밝기가 능동적으로 변화되도록 함으로써, 중앙 통제실의 중앙 관제장치에서 등주 전체를 통합하여 절전할 수 있으며, 필요에 따라서는 주위의 밝기 또는 통행인의 존재 유무 등 상황에 따라 각 등주별로 각기 다른 밝기로 절전할 수 있는 이점이 있다.
In addition, according to the present invention, by changing the brightness of each lamp column actively during the power saving mode operation of the street lamp / security lamp, the entire power column can be integrated in the central control unit of the central control room to save power, if necessary There is an advantage that can save power to different brightness for each column, depending on the situation, such as the brightness of the presence or presence of a passerby.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 구간제어 절전장치를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 전력 변환부를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 영점 검출부를 구체적으로 설명하기 위한 회로 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 조명등의 절전을 위하여 구간제어 절전장치에서 만들어진 구간제어 파형을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전방법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 8은 도 7의 등주 제어장치를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 9는 도 7의 구간제어 절전장치를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall power saving system of a lighting lamp actively operating according to an ambient situation according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating in detail the interval control power saving apparatus applied to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating in detail a power converter applied to an embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram illustrating a zero point detector applied to an embodiment of the present invention in detail.
5 is a view showing a section control waveform made in the section control power saving device for power saving of the lighting lamp applied to an embodiment of the present invention.
6 is an overall flowchart illustrating a power saving method of a lamp that is actively operating according to an ambient situation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating an overall power saving system of a lighting lamp actively operating according to an ambient situation according to another exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram for describing the column controller of FIG. 7 in detail.
FIG. 9 is a block diagram illustrating the section control power saving device of FIG. 7 in detail.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 구간제어 절전장치를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 전력 변환부를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 영점 검출부를 구체적으로 설명하기 위한 회로 구성도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 조명등의 절전을 위하여 구간제어 절전장치에서 만들어진 구간제어 파형을 나타낸 도면이다.1 is an overall block diagram illustrating a power saving system such as a lamp actively operating according to an ambient condition according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a section control power saving device applied to an embodiment of the present invention 3 is a block diagram illustrating a power converter applied to an embodiment of the present invention in detail, and FIG. 4 specifically illustrates a zero point detector applied to an embodiment of the present invention. 5 is a diagram illustrating a section control waveform generated by the section control power saving device for power saving of a lighting lamp applied to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템은, 크게 적어도 하나의 조명등(100), 밝기 제어장치(200) 및 구간제어 절전장치(300) 등을 포함하여 이루어진다.1 to 5, a power saving system of an illumination lamp actively operating according to an ambient situation according to an embodiment of the present invention includes at least one lamp 100, a brightness controller 200, and an interval control power saving system. Device 300 and the like.

여기서, 조명등(100)은 실내/외 특정 공간(예컨대, 대형 건물이나 아파트 등의 주차장, 복도, 화장실, 창고, 도로, 골목길 등)에 설치되어 해당 실내/외 특정 공간을 조명하는 전등으로서, 예컨대, 백열등으로 구현되거나 형광등, 수은등, 나트륨등, 메탈할라이드등과 같은 방전관으로 구현될 수 있다.Here, the lamp 100 is a light that is installed in a specific indoor / outdoor space (for example, a parking lot, a corridor, a bathroom, a warehouse, a road, an alley, etc., such as a large building or an apartment) and illuminates the indoor / outdoor specific space. It may be implemented as an incandescent lamp or a discharge tube such as a fluorescent lamp, a mercury lamp, a sodium lamp, a metal halide lamp, or the like.

밝기 제어장치(200)는 각 조명등(100)의 밝기 조절을 위한 제어신호를 출력하는 기능을 수행한다. 즉, 밝기 제어장치(200)는 일 예로, 각 조명등(100)의 주변 광량에 따른 조도를 검출하여 조도 검출신호를 출력하는 조도 검출부(210)와, 조도 검출부(210)로부터 출력된 조도 검출신호와 기설정된 조도 기준값을 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 각 조명등(100)의 밝기 조절을 위한 제어신호를 출력하는 밝기 제어부(220)를 포함함이 바람직하다.The brightness controller 200 performs a function of outputting a control signal for adjusting the brightness of each lamp 100. That is, the brightness controller 200 may be, for example, an illuminance detector 210 that detects illuminance according to the amount of ambient light of each lamp 100 and outputs an illuminance detection signal, and an illuminance detection signal output from the illuminance detector 210. And a brightness control unit 220 for comparing a predetermined illuminance reference value and outputting a control signal for adjusting the brightness of each lamp 100 based on the comparison result.

이때, 상기 조도 기준값은 단계적으로 설정되어 조도 검출부(210)로부터 출력된 조도 검출신호에 따라 각 조명등(100)의 밝기를 단계적으로 조절함이 바람직하다. 예컨대, 밤에는 조도 기준값을 최저로 설정하고, 출력된 조도 검출신호가 최저로 설정된 조도 기준값에 도달하면 조명등의 밝기를 최대로 조절하며, 낮에는 조도 기준값을 최대로 설정하고, 출력된 조도 검출신호가 최대로 설정된 조도 기준값에 도달하면 조명등의 밝기를 최저로 조절한다.In this case, the illumination reference value is set in stages, it is preferable to adjust the brightness of each lamp 100 in accordance with the illumination detection signal output from the illumination detection unit 210 in stages. For example, at night, the illuminance reference value is set to the minimum, and when the output illuminance detection signal reaches the lowest illuminance reference value, the brightness of the lamp is adjusted to the maximum, and the illuminance reference value is set to the maximum during the day, and the output illuminance detection signal is output. When the light reaches the maximum illuminance reference value, adjust the brightness of the lamp to the minimum.

한편, 조도 검출부(210)는 각각의 조명등(100) 주변에 하나씩 설치됨이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 복수의 조명등(100)이 그룹(group)지어 이루어진 조명등 그룹의 소정 위치에 하나씩 설치될 수도 있다. 한편, 조도 검출부(210)는 통상의 광 센서(photo sensor)로 구현됨이 바람직하다.On the other hand, the illuminance detection unit 210 is preferably installed one by one around each lamp 100, but is not limited to this, a plurality of lamps 100 may be installed one by one at a predetermined position of a group of lamps (group). have. On the other hand, the illuminance detection unit 210 is preferably implemented as a conventional photo sensor.

다른 한편, 밝기 제어장치(200)는 다른 예로, 조도 검출부(210) 대신에 각 조명등(100) 주변의 일정범위 내에 사람의 동작을 감지하여 그에 따른 모션 감지신호를 출력하는 인체 감지부(미도시)를 구비할 수도 있다.On the other hand, the brightness controller 200 is another example, a human body detecting unit (not shown) for detecting the motion of a person within a predetermined range around each lamp 100 in place of the illumination detector 210 and outputs a motion detection signal accordingly. ) May be provided.

이러한 상기 인체 감지부는 사람의 움직임에 따른 온도 변화량을 검출하는 방식의 인체 감지센서 등으로 구현됨이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 예컨대, 초전도센서를 이용하여 인체에서 발산되는 열에 의한 주변온도 변화를 감지하여 그에 상응하는 신호를 출력하도록 구성된 열원 감지센서로 구현될 수도 있다.The human body detecting unit is preferably implemented as a human body detecting sensor of a method of detecting a temperature change amount according to the movement of a person, but is not limited thereto. For example, the human body detecting unit may change the ambient temperature due to heat emitted from the human body using a superconducting sensor. It may be implemented as a heat source sensor configured to sense and output a corresponding signal.

또한, 상기 인체 감지부는 적외선 스위치의 적외선 인체 감지센서로도 구현될 수 있는 바, 이는 인체에서 나온 적외선 에너지를 모아 전기신호로 변환하며, 신호 증폭기를 통해 이를 처리 가능한 신호로 증폭하는 구성으로 구현됨이 바람직하며, 상기 적외선 이외에 인체를 감지하는 각종 센서를 사용하여 검출할 수도 있다.In addition, the human body detecting unit may be implemented as an infrared human body detecting sensor of the infrared switch, which collects infrared energy from the human body and converts it into an electrical signal and amplifies it into a processable signal through a signal amplifier. This is preferable, it may be detected using a variety of sensors for detecting the human body in addition to the infrared.

즉, 상기 인체 감지부는 각 조명등 주변의 일정범위 내에 사람과 같은 동체가 접근하는 상태를 감지하여 그에 따른 모션 감지신호를 발생하는 것으로서, 이는 저주파 파장을 감지하는 센서나, 전기장 감지 방식 센서, 반사형 적외선 감지 센서, 열적외선 파장의 감지 방식 센서, 초음파 감지 센서 등과 같이 다양한 센싱 방식의 센서를 적용할 수 있다.That is, the human body detecting unit detects a state in which a body such as a person approaches within a predetermined range around each lamp, and generates a motion detection signal according to it, which is a sensor for detecting a low frequency wavelength, an electric field sensing sensor, or a reflection type. Various sensing sensors such as infrared sensors, thermal infrared sensors, and ultrasonic sensors can be applied.

상기와 같이 조도 검출부(210) 대신에 상기 인체 감지부를 적용할 경우, 밝기 제어부(220)는, 상기 인체 감지부로부터 출력된 모션 감지신호와 기설정된 기준값을 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 각 조명등(100)의 밝기 조절을 위한 제어신호를 출력할 수 있다.When the human body detecting unit is applied instead of the illuminance detecting unit 210 as described above, the brightness controller 220 compares the motion detection signal output from the human body detecting unit with a preset reference value, and based on the comparison result, A control signal for adjusting the brightness of the lamp 100 may be output.

이때, 상기 기설정된 기준값은 단계적으로 설정되어 상기 인체 감지부로부터 출력된 모션 감지신호에 따라 각 조명등(100)의 밝기를 단계적으로 조절함이 바람직하다. 예컨대, 기설정된 시간동안 상기 인체 감지부로부터 출력된 모션 감지신호의 횟수 즉, 사람의 존재 유무에 따라 조명등의 밝기를 최소(모션 감지신호의 횟수가 최소)에서 최대(모션 감지신호의 횟수가 최대)까지 단계적으로 조절한다. 즉, 사람의 출현 빈도가 적을 경우 조명등의 밝기를 최소로 조절하고, 사람의 출현 빈도가 많을 경우 조명등의 밝기를 최대로 조절한다.In this case, it is preferable that the predetermined reference value is set in stages to adjust the brightness of each lamp 100 in stages according to the motion detection signal output from the human body detecting unit. For example, depending on the number of motion detection signals output from the human body detecting unit for a predetermined time, that is, the brightness of a lamp according to the presence or absence of a person, the maximum number of motion detection signals is maximum. Step by step). That is, when the frequency of appearance of the person is small, the brightness of the lamp is adjusted to the minimum, and when the frequency of appearance of the person is large, the brightness of the lamp is adjusted to the maximum.

한편, 상기와 같이 본 발명의 실시예에서는 조도 검출부(210) 또는 인체 감지부를 이용하여 각 조명등(100)의 밝기 조절을 위한 제어신호를 출력하도록 구현하였지만, 이에 국한하지 않으며, 예컨대, 월별, 일별 또는 시간별로 각 조명등(100)의 밝기 조절을 위한 제어신호를 단계적으로 미리 설정하여 출력할 수도 있으며, 각 조명등(100)의 밝기 조절을 위한 기타 다양한 센서 등을 이용하여 각 조명등(100)의 밝기 조절을 위한 제어신호를 출력할 수도 있다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention as described above, the control signal for adjusting the brightness of each lamp 100 is output using the illuminance detector 210 or the human body detector, but is not limited thereto. For example, monthly, daily Alternatively, the control signal for adjusting the brightness of each lamp 100 may be preset in advance and output by time, and the brightness of each lamp 100 may be obtained by using various other sensors for controlling the brightness of each lamp 100. It is also possible to output a control signal for adjustment.

그리고, 구간제어 절전장치(300)는 밝기 제어장치(200)로부터 출력된 각 조명등(100)의 밝기 조절을 위한 제어신호에 따라 외부로부터 입력된 상용 교류전원(예컨대, AC 220V 60Hz)의 교류파형(예컨대, 사인(sine) 파형)을 기설정된 구간제어 파형으로 전력 변환하여 각 조명등(100)의 밝기를 조절하는 기능을 수행한다.In addition, the section control power saving device 300 is an AC waveform of a commercial AC power source (for example, AC 220V 60Hz) input from the outside in accordance with a control signal for adjusting the brightness of each lamp 100 output from the brightness control device 200. (Eg, a sine waveform) to convert the power into a predetermined section control waveform to perform the function of adjusting the brightness of each lamp 100.

이러한 구간제어 절전장치(300)는 입력된 상용 교류전원의 교류파형에 동기화(synchronize)시킨 후, 동기화 된 교류파형의 영점 교차점(0, 도 5 참조)을 기준으로 서로 대칭되도록 서로 다른 극성(+,-)에 일정한 폭을 갖는 적어도 하나의 온/오프 스위칭 구간(S, 도 5 참조)을 설정하고, 설정된 온/오프 스위칭 구간(S)동안 전원이 도통되도록 구간제어 파형으로 전력 변환함으로써 각 조명등(100)의 깜빡임을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 각 조명등(100)의 밝기를 효율적으로 제어할 수 있다.The section control power saving device 300 synchronizes with the AC waveform of the commercial AC power input thereto, and then the polarities are different from each other so as to be symmetrical with respect to the zero crossing point of the synchronized AC waveform (see FIG. 5). By setting at least one on / off switching section S (see FIG. 5) having a constant width at,-), and converting power into section control waveforms so that power is conducted during the set on / off switching section S, Not only can the flicker of the 100 be effectively prevented, but also the brightness of each lamp 100 can be efficiently controlled.

즉, 도 5는 본 발명의 일 실시예에서 사용하는 상용 교류전원(AC 220V 60Hz)의 교류파형 및 구간제어 파형을 나타낸 것으로서, 기존의 PWM 절전 방식을 이용함에 따라 발생하는 순간전력 불규칙으로 인한 램프의 깜빡임 현상을 해결하기 위하여 후술하는 구간제어신호의 샘플링(sampling) 주파수를 상용 교류전원(AC 220V 60Hz)의 교류파형에 동기화(synchronize)시켰으며, 상기 구간제어신호의 샘플링 주파수도 예컨대, 120Hz, 240Hz, 360Hz, 480Hz, 600Hz, 720Hz, 840Hz, 960Hz 등 60Hz의 기본 샘플링 주파수인 120Hz의 배수를 사용함이 바람직하다.That is, Figure 5 shows the AC waveform and the section control waveform of the commercial AC power source (AC 220V 60Hz) used in an embodiment of the present invention, the lamp due to the instantaneous power irregularity generated by using the conventional PWM power saving method In order to solve the flickering phenomenon, the sampling frequency of the section control signal, which will be described later, is synchronized with an AC waveform of a commercial AC power supply (AC 220V 60 Hz). The sampling frequency of the section control signal is also 120 Hz, It is preferable to use a multiple of 120 Hz, which is a basic sampling frequency of 60 Hz such as 240 Hz, 360 Hz, 480 Hz, 600 Hz, 720 Hz, 840 Hz, 960 Hz.

예컨대, 외부로부터 입력된 상용 교류전원(AC 220V 60Hz)의 주파수(f)에 대해 n(짝수)(n=2,4,6,8,10,...)×f 주파수로 변환하여 상기 구간제어신호의 샘플링 주파수(f'=n×f)로 적용함이 바람직하다. 또한, 샘플링으로 인한 전자기파 잡음 문제를 해결하기 위하여 상기 구간제어신호의 샘플링 주파수(f')를 120Hz, 240Hz, 360Hz, 480Hz 등 120Hz 쪽으로 가능한 낮게 설정함이 바람직하다.For example, the frequency (f) of the commercial AC power source (AC 220V 60Hz) input from the outside is converted into n (even) (n = 2, 4, 6, 8, 10, ...) × f frequency to the interval It is preferable to apply at the sampling frequency (f '= n x f) of the control signal. In addition, in order to solve the electromagnetic noise problem due to sampling, it is preferable to set the sampling frequency f 'of the section control signal as low as 120Hz, 120Hz, 360Hz, 480Hz.

이때, 상기 구간제어 파형에 대하여 도 5를 참조하여 좀더 구체적으로 살펴보면, 구간제어 절전장치(300)를 통해 각 영점 교차점(0)을 기준으로 서로 대칭되도록 서로 다른 극성(+,-)에 각각 설정된 온/오프 스위칭 구간(S)이 홀수일 경우(즉, f'=120Hz, 360Hz, 600Hz, 840Hz 등에 해당), 하나의 온/오프 스위칭 구간(S)의 중심위치(M)와 서로 다른 극성(+,-)의 피크점(P)이 일치되도록 설정함이 바람직하다(도 5의 (a) 참조).In this case, the section control waveform will be described in more detail with reference to FIG. 5. Each section control waveform is set to different polarities (+,-) to be symmetrical to each other based on the zero crossing point (0). When the on / off switching section S is odd (ie, f '= 120 Hz, 360 Hz, 600 Hz, 840 Hz, etc.), the center position M of one on / off switching section S and a different polarity ( It is preferable to set so that the peak point P of +,-) matches (refer FIG. 5 (a)).

또한, 다수의 온/오프 스위칭 구간(S)이 설정될 경우(즉, f'=360Hz, 600Hz, 840Hz 등에 해당), 서로 다른 극성(+,-)의 피크점(P)에 그 중심위치(M)가 일치된 하나의 온/오프 스위칭 구간(S)을 기준으로 서로 대칭되도록 일정거리 이격되게 나머지 온/오프 스위칭 구간(S)을 설정함이 바람직하다(도 5의 (c) 참조).Also, when a large number of on / off switching sections S are set (i.e., f '= 360 Hz, 600 Hz, 840 Hz, etc.), their center positions (P) at peak points P of different polarities (+,-) are different. It is preferable to set the remaining on / off switching period S so as to be spaced a predetermined distance so that M) is symmetric with each other based on the matched one on / off switching period S (see FIG. 5C).

한편, 구간제어 절전장치(300)를 통해 각 영점 교차점(0)을 기준으로 서로 대칭되도록 서로 다른 극성(+,-)에 설정된 온/오프 스위칭 구간(S)이 짝수일 경우(즉, f'=240Hz, 480Hz, 720Hz, 960Hz 등에 해당), 서로 다른 극성(+,-)의 피크점(P)을 기준으로 온/오프 스위칭 구간(S)이 서로 대칭됨과 아울러 각 온/오프 스위칭 구간(S)이 일정거리 이격되게 설정됨이 바람직하다(도 5의 (b) 참조).On the other hand, when the on / off switching section S set to different polarities (+,-) to be symmetrical with respect to each zero crossing point 0 through the section control power saving device 300 is an even number (i.e., f '). = 240Hz, 480Hz, 720Hz, 960Hz, etc.), the on / off switching section S is symmetrical with respect to the peak point P of different polarity (+,-), and each on / off switching section S ) Is preferably set to be spaced apart a certain distance (see (b) of Figure 5).

이러한 구간제어 절전장치(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전력 변환부(310), 구간제어신호 생성부(320) 및 전원 스위칭부(330) 등을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 2, the section control power saving device 300 includes a power converter 310, a section control signal generator 320, a power switch 330, and the like.

여기서, 전력 변환부(310)는 밝기 제어장치(200)로부터 출력된 각 조명등(100)의 밝기 조절을 위한 제어신호에 따라 외부로부터 입력된 상용 교류전원의 교류파형을 기설정된 구간제어 파형으로 전력 변환하는 기능을 수행한다.Here, the power converter 310 powers the AC waveform of the commercial AC power input from the outside into a preset section control waveform according to a control signal for adjusting the brightness of each lamp 100 output from the brightness controller 200. Perform the function of converting.

이러한 전력 변환부(310)는 도 3에 도시된 바와 같이, 입력된 상용 교류전원(AC 220V 60Hz)의 교류파형에 동기화시키기 위하여 입력된 상용 교류전원의 교류파형에서 영점 교차점(0)의 위치를 검출하는 영점 검출부(311)와, 영점 검출부(311)로부터 검출된 영점 교차점(0)의 위치를 이용하여 상용 교류전원의 주파수(60Hz) 구간을 계산하는 주파수 구간계산부(312)와, 주파수 구간계산부(312)로부터 계산된 상용 교류전원의 주파수 구간과 밝기 제어장치(200)로부터 출력된 각 조명등(100)의 밝기 조절을 위한 제어신호를 이용하여 구간제어를 위한 온/오프 스위칭 구간(S)의 온/오프(ON/OFF)점을 결정하는 온/오프(ON/OFF)점 결정부(313)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 3, the power converter 310 adjusts the position of the zero crossing point 0 in the AC waveform of the commercial AC power input to synchronize the AC waveform of the commercial AC power input (AC 220V 60Hz). A frequency section calculator 312 that calculates a frequency (60 Hz) section of a commercial AC power supply using a zero point detector 311 to detect, a zero crossing point 0 detected by the zero point detector 311, and a frequency section On / off switching section (S) for section control using the frequency section of the commercial AC power calculated by the calculation unit 312 and the control signal for adjusting the brightness of each lamp 100 output from the brightness control device 200 (S And an ON / OFF point determining unit 313 for determining an ON / OFF point.

상기와 같이 구성된 전력 변환부(310)를 통하여 만들어진 전력변환 제어신호는 구간제어신호 생성부(320)로 전달되어 이에 대응되는 구간제어신호를 만든 다음 전원 스위칭부(330)의 전원 스위칭에 사용된다.The power conversion control signal generated through the power conversion unit 310 configured as described above is transferred to the section control signal generation unit 320 to generate a section control signal corresponding thereto, and then used for power switching of the power switching unit 330. .

한편, 영점 검출부(311)는 도 4에 도시된 바와 같이, 4개의 저항(R1 내지 R4)과 한 개의 비교기(Comparator, C)로 이루어지며, 상용 교류전원(AC 220V 60Hz)의 교류파형이 영점 교차점(0V)을 통과하는 지점 즉, 비교기(C)의 두 입력이 0V인 지점에서 비교기(C)의 출력은 0V가 되므로 영점을 검출할 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 4, the zero detection unit 311 includes four resistors R1 to R4 and one comparator C, and an AC waveform of a commercial AC power source (AC 220V 60Hz) is zero. Since the output of the comparator C becomes 0V at the point passing through the intersection point 0V, that is, the two inputs of the comparator C are 0V, the zero point can be detected.

또한, 통상의 MCU(Micro Control Unit) 등을 사용하여 주파수 구간계산부(312)에서 영점간의 시간차를 계산하면 주파수(60Hz) 교류파형의 구간을 찾을 수 있으며, 온/오프(ON/OFF)점 결정부(313)에서는 이 구간에서 상용 교류전원(AC 220V 60Hz)의 교류파형을 온/오프(ON/OFF) 할 시간을 결정한다.In addition, by calculating the time difference between zero points in the frequency section calculator 312 using a conventional micro control unit (MCU), a section of the frequency (60 Hz) AC waveform can be found, and the ON / OFF point The determination unit 313 determines the time to turn on / off the AC waveform of the commercial AC power supply (AC 220V 60Hz) in this section.

즉, 온/오프 스위칭 구간의 폭(W)(즉, 온/오프 할 시간 또는 온/오프 스위칭 구간의 면적)을 조절하여 각 조명등(100)의 밝기를 제어할 수 있다. 예컨대, 온/오프 스위칭 구간의 폭(W)이 넓으면 그 만큼 전력이 많이 투입되어 조명등이 밝아지게 되며, 온/오프 스위칭 구간의 폭(W)이 좁으면 그 만큼 전력이 조금 투입되어 조명등이 어둡게 된다.That is, the brightness of each of the lamps 100 may be controlled by adjusting the width W of the on / off switching section (that is, the time for on / off or the area of the on / off switching section). For example, when the width W of the on / off switching section is wide, the power is turned on so that the lamp is bright. When the width W of the on / off switching section is narrow, the power is turned on a little and the lamp is turned on. It becomes dark.

또한, 온/오프(ON/OFF)점 결정부(313)로부터 출력된 온/오프(ON/OFF) 시간신호를 구간제어신호 생성부(320)로 전송하여 상용 교류전원(AC 220V 60Hz)의 교류파형을 구간제어 할 구간제어신호로 만든 다음 전원 스위칭부(330)로 전송한다.In addition, the ON / OFF time signal output from the ON / OFF point determination unit 313 is transmitted to the section control signal generation unit 320 to provide a commercial AC power source (AC 220V 60Hz). The AC waveform is converted into a section control signal for section control and then transmitted to the power switching unit 330.

구간제어신호 생성부(320)는 전력 변환부(310)로부터 전력 변환된 구간제어 파형에 대응하는 온/오프 스위칭 구간 제어신호를 생성하는 기능을 수행하는 것으로서, 이는 생략가능하며 전력 변환부(310)에 내장된 MCU에 포함되도록 구성할 수 있다.The section control signal generator 320 performs a function of generating an on / off switching section control signal corresponding to the section control waveform converted from the power converter 310. The section control signal generator 320 may be omitted and the power converter 310 may be omitted. ) Can be configured to be included in the embedded MCU.

그리고, 전원 스위칭부(330)는 구간제어신호 생성부(320)로부터 생성된 온/오프 스위칭 구간 제어신호에 따라 설정된 온/오프 스위칭 구간(S)동안 전원이 도통되도록 스위칭하는 기능을 수행한다.In addition, the power switch 330 performs a function of switching so that power is turned on during the on / off switching section S set according to the on / off switching section control signal generated from the section control signal generator 320.

이러한 전원 스위칭부(330)는 예컨대, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)나 BJT(Bipolar Junction Transistor), Power MOSFET(Metal Oxide Semiconductor), SCR(Silicon Controlled Rectifier)의 일종인 GTO(Gate Turn Off thyristor)와 SCS(Silicon Controlled Switch), 그밖에 SSR(Solid State Relay)과 같은 구간제어 기능을 수행할 수 있는 전력소자 등으로 구성될 수 있다. 한편, 구간제어신호 생성부(320)에서는 예컨대, IGBT, BJT, Power MOS, GTO, SCS, SSR 등 전력소자의 게이트를 구동한다.The power switching unit 330 may include, for example, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a bipolar junction transistor (BJT), a metal oxide semiconductor (MOSFET), a gate turn off thyristor (GTO), which is a type of silicon controlled rectifier (SCR). SCS (Silicon Controlled Switch), and other power element capable of performing a section control function such as SSR (Solid State Relay). On the other hand, the section control signal generator 320, for example, drives the gate of the power device such as IGBT, BJT, Power MOS, GTO, SCS, SSR.

상기와 같이 구성된 전력 변환부(310)는, 입력된 상용 교류전원(AC 220V 60Hz)의 교류파형에 동기화시킨 후, 동기화 된 교류파형의 영점 교차점(0)을 기준으로 서로 대칭되도록 서로 다른 극성(+,-)에 일정한 폭을 갖는 적어도 하나의 온/오프 스위칭 구간(S)으로 이루어진 구간제어 파형으로 전력 변환함으로써, 각 조명등(100)의 깜빡임을 효과적으로 방지할 수 있으며, 각 조명등(100)의 밝기를 효율적으로 제어할 수 있다.The power converter 310 configured as described above is synchronized with the AC waveform of the input commercial AC power source (AC 220V 60Hz), and then the polarities different from each other so as to be symmetric with each other based on the zero crossing point (0) of the synchronized AC waveform. By converting the power into a section control waveform consisting of at least one on / off switching section (S) having a constant width at +,-), it is possible to effectively prevent flicker of each lamp 100, Brightness can be controlled efficiently.

한편, 도면에 도시되진 않았지만, 각 조명등(100)이 예컨대, 형광등, 수은등, 나트륨등, 메탈할라이드등과 같은 방전관 램프로 이루어질 경우, 구간제어 절전부(300)와 각 조명등(100) 사이에 전기적으로 연결되어 각 조명등(100)에 공급전원을 안정적으로 공급하는 통상의 안정기(미도시)가 더 포함될 수 있다. 만약, 상기 안정기에 절전기능이 있는 경우에는 또 다른 경로의 제어신호를 사용하여 구간제어 절전부(300)로부터 상기 안정기를 직접 제어할 수도 있다.
On the other hand, although not shown in the drawings, when each lamp 100 is made of a discharge tube lamp such as, for example, fluorescent lamps, mercury lamps, sodium lamps, metal halide lamps, between the section control power saving unit 300 and each lamp 100 Connected to the conventional ballast 100 may be further included a conventional ballast (not shown) to stably supply the power supply. If the ballast has a power saving function, the ballast may be directly controlled by the section control power saving unit 300 using a control signal of another path.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명등의 절전방법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도로서, 별다른 설명이 없는 한 구간제어 절전장치(300)가 주체가 되어 수행함을 밝혀둔다.FIG. 6 is a general flowchart illustrating a power saving method of a lighting lamp according to an exemplary embodiment of the present invention, and unless otherwise described, the section control power saving apparatus 300 is mainly performed.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명은 실내/외 공간을 조명하는 복수의 조명등(100)과, 각 조명등(100)의 밝기 조절을 위한 제어신호를 출력하는 밝기 제어장치(200)와, 각 조명등(100)의 밝기를 조절하는 구간제어 절전장치(300)를 포함하는 장치들을 이용하여 각 조명등(100)을 절전하는 방법으로서, 먼저, 구간제어 절전장치(300)를 통해 밝기 제어장치(200)로부터 출력된 각 조명등(100)의 밝기 조절을 위한 제어신호에 따라 외부로부터 입력된 상용 교류전원(AC 220V 60Hz)의 교류파형에 동기화시킨다(S100).1 to 6, the present invention is a plurality of lamps for illuminating the indoor / outdoor space, a brightness control device 200 for outputting a control signal for adjusting the brightness of each lamp 100, As a method of power saving each of the lights 100 by using a device including a section control power saving device 300 for adjusting the brightness of each lamp 100, first, the brightness control device (through the section control power saving device 300) ( According to a control signal for adjusting the brightness of each lamp 100 output from the 200 is synchronized to the AC waveform of the commercial AC power (AC 220V 60Hz) input from the outside (S100).

이후에, 구간제어 절전장치(300)를 통해 상기 단계S100에서 동기화 된 교류파형의 영점 교차점(0)을 기준으로 서로 대칭되도록 서로 다른 극성(+,-)에 일정한 폭을 갖는 적어도 하나의 온/오프 스위칭 구간(S)을 설정한다(S200).Subsequently, at least one on / off having a constant width at different polarities (+,-) is symmetrical with respect to the zero crossing point (0) of the AC waveform synchronized in the step S100 through the section control power saving device 300. The off switching period S is set (S200).

다음으로, 상기 단계S200에서 설정된 온/오프 스위칭 구간(S)동안 전원이 도통되도록 입력된 상용 교류전원의 교류파형을 구간제어 파형으로 전력 변환한다(S300).Next, the AC waveform of the commercial AC power input so that the power is turned on during the on / off switching period S set in the step S200, the power is converted into the section control waveform (S300).

한편, 상기 단계S200에서, 구간제어 절전장치(300)를 통해 서로 다른 극성(+,-)에 설정된 온/오프 스위칭 구간(S)이 홀수일 경우, 하나의 온/오프 스위칭 구간(S)의 중심위치(M)와 서로 다른 극성(+,-)의 피크점(P)이 일치되도록 설정하고, 다수의 온/오프 스위칭 구간(S)이 설정될 경우, 서로 다른 극성(+,-)의 피크점(P)에 그 중심위치(M)가 일치된 하나의 온/오프 스위칭 구간(S)을 기준으로 서로 대칭되도록 일정거리 이격되게 나머지 온/오프 스위칭 구간(S)을 설정함이 바람직하다.On the other hand, in the step S200, when the on / off switching section (S) set to the different polarity (+,-) through the section control power saving device 300 is odd, one of the on / off switching section (S) When the center position (M) and the peak point (P) of different polarities (+,-) are set to match, and a plurality of on / off switching sections (S) are set, the polarities of different polarities (+,-) It is preferable to set the remaining on / off switching section S at a predetermined distance apart from each other based on one on / off switching section S whose center position M coincides with the peak point P. FIG. .

또한, 상기 단계S200에서, 구간제어 절전장치(300)를 통해 서로 다른 극성(+,-)에 설정된 온/오프 스위칭 구간(S)이 짝수일 경우, 서로 다른 극성(+,-)의 피크점(P)을 기준으로 온/오프 스위칭 구간(S)이 서로 대칭됨과 아울러 각 온/오프 스위칭 구간(S)이 일정거리 이격되게 설정할 수 있다.In addition, in the step S200, when the on / off switching period (S) set to the different polarity (+,-) through the interval control power saving device 300 is an even number, the peak point of the different polarity (+,-) Based on (P), the on / off switching sections S may be symmetrical to each other and each on / off switching section S may be set to be spaced a predetermined distance apart.

또한, 상기 단계S200에서, 구간제어 절전장치(300)를 통해 온/오프 스위칭 구간의 폭(W)을 조절하여 각 조명등(100)의 밝기를 제어할 수 있다.
In addition, in step S200, the brightness of each lamp 100 may be controlled by adjusting the width W of the on / off switching section through the section control power saving device 300.

이하에는 조명등이 예컨대, 가로등/보안등으로 이루어질 경우, 본 발명에 따른 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, when the lamp is made of, for example, a street lamp / security lamp, a power saving system of a lamp that actively operates in accordance with the surrounding situation according to the present invention will be described in detail.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이고, 도 8은 도 7의 등주 제어장치를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이며, 도 9는 도 7의 구간제어 절전장치를 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.FIG. 7 is a block diagram illustrating an overall power saving system of a lighting lamp actively operating according to an ambient situation according to another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a block diagram illustrating the lamp control device of FIG. 7 in detail. FIG. 9 is a block diagram illustrating the section control power saving device of FIG. 7 in detail.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템은, 크게 중앙 통제실에 설치되어 있는 중앙 관제장치(1000)와, 각 지역에 분산되어 설치된 복수의 분전함 제어장치(2000-1∼2000-N), 가로등/보안등 등주마다 설치되어 소속 분전함 제어장치(2000-1∼2000-N)로부터 전력선을 통해 전력을 공급받아 조명등 즉, 가로등/보안등(100')을 점/소등하는 다수의 등주 제어장치(3000), 분전함 또는 각 가로등/보안등 등주마다 설치되어 외부로부터 입력된 상용 교류전원(예컨대, AC 220V 60Hz)의 교류파형을 기설정된 구간제어 파형으로 전력 변환하여 각 가로등/보안등(100')의 밝기를 조절하는 구간제어 절전장치(4000), 및 이들을 연결하는 유무선 통신망(5000 및 6000) 등을 포함하여 이루어진다.7 to 9, a power saving system such as a lamp actively operating according to an ambient situation according to another embodiment of the present invention is largely distributed in each region with a central control device 1000 installed in a central control room. Installed in each of the plurality of distribution box controllers 2000-1 to 2000-N and street lamps / security lamps, and are supplied with power from the distribution box controllers 2000-1 to 2000-N via the power line. It is installed on each of the lamp pole control devices 3000, power distribution box or each street lamp / security lamp, etc. to turn on / off the security lamp 100 'and converts AC waveform of commercial AC power (for example, AC 220V 60Hz) input from the outside. And a section control power saving device 4000 for converting power into a predetermined section control waveform to adjust brightness of each street light / security lamp 100 ', and wired / wireless communication networks 5000 and 6000 connecting them.

여기서, 중앙 관제장치(1000)는 중앙관제서버(1100) 및 중앙관제 단말기(1200)로 구성되어 있으며, 중앙 통제실의 운영자 또는 보수 담당자는 통신단말기(7000a 및 7000b)를 보유하여 원격지에서도 운영할 수 있다.Here, the central control device 1000 is composed of a central control server 1100 and the central control terminal 1200, the operator or maintenance personnel of the central control room can be operated from a remote location by holding the communication terminals (7000a and 7000b). have.

중앙관제서버(1100)는 인터넷망(5000)과 CDMA 통신망(6000)을 매개로 각 가로등/보안등의 분전함 제어장치(2000-1∼2000-N)에 구비된 분전함 제어부(2300)와 유무선통신을 하여 분전함 제어장치(2000-1∼2000-N)의 분전함 제어부(2300) 및/또는 각 가로등/보안등 등주에 설치된 등주 제어장치(3000)를 제어하거나, 각 가로등/보안등(100')의 분전함 제어장치(2000-1∼2000-N) 및/또는 등주 제어장치(3000)의 상태 정보를 수신하여 중앙관제서버(1100)의 데이터 저장장치에 저장하고, 중앙관제단말기(1200)에 가로등/보안등 분전함과 가로등/보안등 정보를 표시하기 위한 정보를 전달한다.The central control server 1100 performs wired / wireless communication with the distribution box control unit 2300 provided in the distribution box control apparatuses 2000-1 to 2000-N, such as street lights / security, via the Internet network 5000 and the CDMA communication network 6000. Control the distribution box control unit 2300 of the distribution box control device (2000-1 ~ 2000-N) and / or the lamp control device (3000) installed in each street lamp / security lamp column, or each of the street lamp / security lamp (100 ') Receives the state information of the distribution box controllers 2000-1 to 2000-N and / or the column controller 3000 and stores them in the data storage device of the central control server 1100, and stores the streetlight / It transmits information to display information such as security light distribution boxes and street lights / security lights.

그리고, 중앙관제단말기(1200)는 가로등/보안등 분전함과 가로등/보안등의 상황 정보를 표시하여 해당 운영자가 용이하게 알 수 있게 하고, 해당 운영자의 조작에 따라 분전함 제어부(2300) 및/또는 등주 제어장치(3000)를 제어할 수 있게 한다.In addition, the central control terminal 1200 displays the status information such as street lamp / security distribution box and street lamp / security so that the operator can easily know, and control the distribution box control unit 2300 and / or columnar control in accordance with the operation of the operator Allows control of the device 3000.

각 가로등/보안등(100')의 분전함 제어장치(2000-1∼2000-N)는 각 지역에 분산되어 설치되어 있으며, 중앙 관제장치(1000)로부터 출력된 제어신호를 유무선 통신망(5000 및 6000)을 통해 제공받아 다수의 소속 가로등/보안등(100')에 대한 점/소등의 제어가 가능하도록 본 발명의 시스템에 적합하게 가공된 제어명령을 생성하는 분전함 제어부(2300)를 포함한다.Distribution box control devices 2000-1 to 2000-N of each street light / security lamp 100 'are distributed and installed in each area, and control signals output from the central control device 1000 are wired / wireless communication networks 5000 and 6000. And a distribution box control unit 2300 for generating a control command processed to be suitable for the system of the present invention so as to be able to control the point / lighting of the plurality of belonging street lights / security lamps 100 '.

이러한 분전함 제어장치(2000-1∼2000-N)는 도 7에 도시된 바와 같이, 크게 분전함에 내장되는 전력선 통신부(2100), CDMA 통신부(2200) 및 분전함 제어부(2300) 등을 포함하여 이루어진다.As illustrated in FIG. 7, the distribution box control apparatus 2000-1 to 2000 -N includes a power line communication unit 2100, a CDMA communication unit 2200, a distribution box control unit 2300, and the like, which are largely embedded in a distribution box.

여기서, 전력선 통신부(2100)는 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성/데이터를 수백 KHz 내지 수십 MHz 이상의 고주파 신호에 실어 통신하기 위한 것으로서, 분전함 제어부(2300)로부터 가공된 제어명령을 전력선 통신에 적합한 제어신호 형태로 변조하여 송신하는 제어신호 송수신부(2110)와, 복수의 커패시터(Capacitor)를 통해 제어신호 송수신부(2110)로부터 변조된 제어신호에서 높은 주파수의 교류성분만을 추출하고 이를 가로등/보안등의 전력선로에 실어 각 가로등/보안등(100')의 등주 쪽으로 전송하는 AC 커플링부(2120)로 구성되어 있다.Here, the power line communication unit 2100 is to communicate with a high-frequency signal hundreds of KHz to several tens of MHz or more through a power line for supplying power, and to control the processed command from the distribution box controller 2300 suitable for power line communication. The control signal transceiver 2110 modulates and transmits a control signal in a form, and extracts only an AC component having a high frequency from the control signal modulated by the control signal transceiver 2110 through a plurality of capacitors, and then converts it into a street lamp / security lamp. It is composed of an AC coupling unit 2120 which is loaded on the power line of the transmission to the lamp column of each street light / security light (100 ').

또한, 제어신호 송수신부(2110)는 AC 커플링부(2120)를 통해 등주 제어장치(3000)의 전력선 통신부(3100)로부터 변조된 음성/데이터를 수신하여 이를 복조하는 기능을 수행할 수도 있다.In addition, the control signal transceiver 2110 may perform a function of receiving and demodulating the modulated voice / data from the power line communication unit 3100 of the column controller 3000 through the AC coupling unit 2120.

한편, 도면에 도시되진 않았지만, 전력선 통신부(2100) 대신에 통상의 무선통신부(예컨대, RF 또는 Zigbee 무선통신 등)를 사용하여, 각 등주 제어장치(3000)와 양방향 무선통신할 수도 있다.Although not shown in the drawing, instead of the power line communication unit 2100, a conventional wireless communication unit (for example, RF or Zigbee wireless communication, etc.) may be used for bidirectional wireless communication with each columnar controller 3000.

즉, 각 분전함 제어장치(2000-1∼2000-N)의 분전함 제어부(2300)로부터 생성된 제어명령이 도달하지 않는 등주 제어장치(3000)에 대해 인근에 있는 다른 등주 제어장치나 별도의 중계기(미도시)가 상기 무선통신부를 통해 무선통신링크 방식(예컨대, RF 또는 Zigbee 무선통신 등)에 의한 릴레이 형태로 제어명령을 전달함으로써, 광역설치 시 무선신호 음영지역 발생으로 인한 신호 미도달 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.That is, the other column controller or other repeater adjacent to the column controller 3000 that does not reach the control command generated from the distribution box controllers 2300 of each distribution box controllers 2000-1 to 2000-N. By not transmitting the control command in the form of a relay by a wireless communication link method (for example, RF or Zigbee wireless communication, etc.) through the wireless communication unit, the signal failure due to the occurrence of the wireless signal shadow area in the wide area installation effectively I can solve it.

CDMA 통신부(2200)는 중앙 관제장치(1000)와 양방향 CDMA(Code Division Multiple Access) 통신하는 기능을 수행한다.The CDMA communication unit 2200 performs a function of bidirectional code division multiple access (CDMA) communication with the central controller 1000.

분전함 제어부(2300)는 중앙 관제장치(1000)로부터 출력된 제어신호를 CDMA 통신부(2200)를 통해 제공받아 다수의 가로등/보안등(100')에 대한 점/소등의 제어가 가능하도록 가공된 제어명령을 생성하여 전력선 통신부(2100) 또는 상기 무선통신부를 통해 기등록된 등주 제어장치(3000)로 전달한다.The distribution box control unit 2300 receives the control signal output from the central control unit 1000 through the CDMA communication unit 2200 and controls it to be controlled to turn on / off the plurality of street lights / security lamps 100 '. The command is generated and transmitted to the power line communication unit 2100 or the registered column controller 3000 through the wireless communication unit.

또한, 분전함 제어부(2300)는 기등록된 등주 제어장치(3000)로부터 통보되는 고장발생 메시지를 분석하여 이에 대응되는 제어명령을 해당 등주 제어장치로 전달하는 동시에 CDMA 통신부(2200)를 통해 중앙 관제장치(1000) 또는 별도의 통신단말기(7000a 및 7000b)로 고장발생 메시지를 통보하는 기능을 수행할 수도 있다.In addition, the distribution box controller 2300 analyzes the failure occurrence message notified from the registered column controller 3000 and transmits a control command corresponding thereto to the column controller, and at the same time the central controller through the CDMA communication unit 2200. 1000 or the separate communication terminals 7000a and 7000b may perform a function of notifying a failure occurrence message.

상기와 같이 분전함 제어부(2300)는 중앙 관제장치(1000) 또는 별도의 통신단말기(7000a 및 7000b)로 고장발생 상황을 통보하여 상황대처 및 복구 조치를 취하도록 함으로써, 각 가로등/보안등(100')의 유지 보수에 드는 비용을 효과적으로 절감할 수 있다.As described above, the distribution box control unit 2300 notifies the central control apparatus 1000 or the separate communication terminals 7000a and 7000b to notify the occurrence of the failure and takes measures to deal with the situation and recovers the lights. Can effectively reduce the cost of maintenance.

그리고, 등주 제어장치(3000)는 도 8에 도시된 바와 같이, 가로등/보안등(100')이 설치된 등주마다 구비되어 있으며, 크게 전력선 통신부(3100), 조도 검출부(3200) 및 등주 제어부(3300) 등을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 8, the column controller 3000 is provided for each column in which the street light / security lamp 100 ′ is installed, and the power line communication unit 3100, the illuminance detector 3200, and the column controller 3300. ) And the like.

여기서, 전력선 통신부(3100)는 전술한 분전함 제어장치(2000-1∼2000-N)의 전력선 통신부(2100)와 마찬가지로 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성/데이터를 수백 KHz 내지 수십 MHz 이상의 고주파 신호에 실어 통신하기 위한 것으로서, 복수의 커패시터를 통해 분전함 제어장치(2000-1∼2000-N)의 전력선 통신부(2100)로부터 변조되어 전송된 제어신호에서 높은 주파수의 교류성분만을 추출하는 AC 커플링부(3110)와, AC 커플링부(3110)를 통해 추출된 제어신호를 수신하여 원래의 제어신호로 복조하는 제어신호 송수신부(3120)로 구성되어 있다.Here, the power line communication unit 3100 is similar to the power line communication units 2100 of the distribution box control devices 2000-1 to 2000 -N described above, and a high frequency signal of several hundred KHz to several tens of MHz through voice / data through a power line for supplying power. An AC coupling unit configured to extract only a high frequency AC component from a control signal modulated and transmitted from the power line communication unit 2100 of the distribution box controllers 2000-1 to 2000-N through a plurality of capacitors. 3110 and a control signal transmission / reception unit 3120 for receiving a control signal extracted through the AC coupling unit 3110 and demodulating the original control signal.

또한, 제어신호 송수신부(3120)는 등주 제어부(3300)로부터 출력된 음성/데이터들을 제공받아 전력선 통신에 적합한 신호 형태로 변조하여 송신할 수도 있으며, AC 커플링부(3110)는 복수의 커패시터를 통해 제어신호 송수신부(3120)로부터 변조된 신호에서 높은 주파수의 교류성분만을 추출하고 이를 가로등/보안등의 전력선로에 실어 각 분전함 제어장치(2000-1∼2000-N)로 전송할 수도 있다.In addition, the control signal transceiver 3120 may receive the voice / data output from the column controller 3300 and modulate the signal in a signal form suitable for power line communication, and the AC coupling unit 3110 may transmit a plurality of capacitors. Only the high frequency AC component may be extracted from the modulated signal from the control signal transmitter / receiver 3120 and loaded on a power line such as a street light / security lamp and transmitted to each distribution box control device 2000-1 to 2000-N.

한편, 도면에 도시되진 않았지만, 전력선 통신부(3100) 대신에 통상의 무선통신부(예컨대, RF 또는 Zigbee 무선통신 등)를 사용하여, 각 분전함 제어장치(2000-1∼2000-N)와 양방향 무선통신할 수도 있다.On the other hand, although not shown in the figure, instead of the power line communication unit 3100, by using a normal wireless communication unit (for example, RF or Zigbee wireless communication, etc.), each distribution box control device (2000-1 ~ 2000-N) and two-way wireless communication You may.

조도 검출부(3200)는 각 가로등/보안등(100')의 주변 광량에 따른 조도를 검출하여 조도 검출신호를 출력하는 기능을 수행한다. 이러한 조도 검출부(3200)는 각각의 가로등/보안등(100') 주변에 하나씩 설치됨이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 복수의 가로등/보안등(100')이 그룹(group)지어 이루어진 가로등/보안등 그룹의 소정 위치에 하나씩 설치될 수도 있다.The illuminance detector 3200 detects illuminance according to the amount of ambient light of each street light / security lamp 100 ′ and outputs an illuminance detection signal. The illuminance detector 3200 is preferably installed one by one around each street light / security lamp 100 ', but is not limited thereto. The street light / security lamp including a plurality of street light / security lamps 100' is grouped. It may be installed one by one at a predetermined position of the back group.

등주 제어부(3300)는 전력선 통신부(3100)를 통해 각 분전함 제어장치(2000-1∼2000-N)의 분전함 제어부(2300)로부터 가공된 제어명령을 제공받아 각 가로등/보안등(100')의 점/소등을 제어하며, 조도 검출부(3200)로부터 출력된 조도 검출신호를 제공받아 구간제어 절전장치(4000)로 전달하는 기능을 수행한다.The column controller 3300 receives a control command processed by the distribution box controller 2300 of each distribution box control device 2000-1 to 2000 -N through the power line communication unit 3100, thereby providing a control command for each street light / security lamp 100 ′. It controls the on / off and receives the illuminance detection signal output from the illuminance detector 3200 and transmits it to the section control power saving device 4000.

한편, 등주 제어부(3300)는 등주 제어장치(3000) 내에 별도로 구비됨이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 구간제어 절전장치(4000)의 밝기 제어부(4200)에 포함되도록 구현될 수도 있다.Meanwhile, the column controller 3300 is preferably provided separately in the column controller 3000, but is not limited thereto. The column controller 3300 may be implemented to be included in the brightness controller 4200 of the section control power saving device 4000.

추가적으로, 도면에 도시되진 않았지만, 등주 제어장치(3000)에는 각 가로등/보안등(100')이 예컨대, 형광등, 수은등, 나트륨등, 메탈할라이드등과 같은 방전관 램프로 이루어질 경우, 구간제어 절전장치(4000)와 각 가로등/보안등(100') 사이에 전기적으로 연결되어 각 가로등/보안등(100')에 공급전원을 안정적으로 공급하는 통상의 안정기(미도시)가 더 포함될 수 있다. 만약, 상기 안정기에 절전기능이 있는 경우에는 등주 제어부(3300)의 제어신호를 사용하여 상기 안정기를 직접 제어할 수도 있다.In addition, although not shown in the drawings, the lamp control device 3000, each street light / security light (100 ') is made of a discharge tube lamp, such as fluorescent lamp, mercury lamp, sodium lamp, metal halide lamp, section control power saving device ( 4000 may be electrically connected between each streetlight / security lamp 100 'and may further include a conventional ballast (not shown) for stably supplying power to each streetlight / security lamp 100'. If the ballast has a power saving function, the ballast may be directly controlled by using a control signal of the column controller 3300.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 적용된 구간제어 절전장치(4000)는 각 가로등/보안등(100')의 주변에 설치된 조도 검출부(3200)로부터 출력된 조도 검출신호와 기설정된 조도 기준값을 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 외부로부터 입력된 상용 교류전원(예컨대, AC 220V 60Hz)의 교류파형(예컨대, 사인(sine) 파형)을 기설정된 구간제어 파형으로 전력 변환하여 각 가로등/보안등(100')의 밝기를 조절하는 기능을 수행한다.In addition, the section control power saving device 4000 applied to an embodiment of the present invention compares the illumination intensity detection signal output from the illumination intensity detection unit 3200 installed around each street light / security lamp 100 'with a preset illumination reference value. Based on the comparison result, the AC waveform (for example, sine waveform) of the commercial AC power source (for example, AC 220V 60Hz) input from the outside is converted into a preset section control waveform to convert each street light / security lamp (100). ') To adjust the brightness.

이때, 상기 조도 기준값은 단계적으로 설정되어 조도 검출부(3200)로부터 출력된 조도 검출신호에 따라 각 가로등/보안등(100')의 밝기를 단계적으로 조절함이 바람직하다.At this time, the illumination reference value is set in stages, it is preferable to adjust the brightness of each street light / security lamp (100 ') in accordance with the illumination detection signal output from the illumination detection unit 3200 step by step.

또한, 구간제어 절전장치(4000)는 입력된 상용 교류전원의 교류파형에 동기화(synchronize)시킨 후, 동기화 된 교류파형의 영점 교차점(0, 도 5 참조)을 기준으로 서로 대칭되도록 서로 다른 극성(+,-)에 일정한 폭을 갖는 적어도 하나의 온/오프 스위칭 구간(S, 도 5 참조)을 설정하고, 설정된 온/오프 스위칭 구간(S)동안 전원이 도통되도록 구간제어 파형으로 전력 변환함으로써 각 가로등/보안등(100')의 깜빡임을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 각 가로등/보안등(100')의 밝기를 효율적으로 제어할 수 있다.In addition, the section control power saving device 4000 synchronizes with the AC waveform of the input AC power, and then has different polarities (see FIGS. 5 and 5) to be symmetrical with respect to the zero crossing point of the synchronized AC waveform. By setting at least one on / off switching section S (see FIG. 5) having a constant width at +,-), and converting the power into a section control waveform so that power is conducted during the set on / off switching section S. Not only can effectively prevent the flicker of the street light / security light (100 ') can be effectively controlled the brightness of each street light / security light (100').

이러한 구간제어 절전장치(4000)는 도 9에 도시된 바와 같이, A/D 변환부(4100), 전력변환모듈(4200), 구간제어신호 생성부(4300) 및 전원 스위칭부(4400) 등을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 9, the section control power saving device 4000 includes an A / D converter 4100, a power conversion module 4200, a section control signal generator 4300, a power switch 4400, and the like. It is made to include.

여기서, A/D(Analog to Digital) 변환부(4100)는 조도 검출부(3200)로부터 출력된 아날로그 조도 검출신호를 디지털 조도 검출신호로 변환하는 기능을 수행하는 것으로서, 이는 생략가능하며 조도 검출부(3200)에서 디지털 조도 검출신호를 출력하도록 구성하거나, 등주 제어부(3300) 또는 후술하는 전력변환모듈(4200)에 포함되도록 구성할 수도 있다.Here, the A / D (Analog to Digital) converter 4100 performs a function of converting the analog illuminance detection signal output from the illuminance detector 3200 into a digital illuminance detection signal, which can be omitted and the illuminance detector 3200. ) May be configured to output a digital illuminance detection signal, or may be configured to be included in the column controller 3300 or the power conversion module 4200 described later.

전력변환모듈(4200)은 조도 검출부(3200), 등주 제어부(3300) 또는 A/D 변환부(4100)로부터 출력된 디지털 조도 검출신호와 기설정된 기준값을 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 입력된 상용 교류전원의 교류파형을 기설정된 구간제어 파형으로 전력 변환하여 각 가로등/보안등(100')의 밝기를 조절하는 기능을 수행한다.The power conversion module 4200 compares the digital illuminance detection signal output from the illuminance detector 3200, the column controller 3300, or the A / D converter 4100 with a preset reference value, and is input based on the comparison result. It converts the AC waveform of commercial AC power into a preset section control waveform to adjust the brightness of each street / security lamp 100 '.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 적용된 전력변환모듈(4200)은 전술한 본 발명의 일 실시예에 적용된 전력 변환부(310, 도 2 참조)와 동일한 기능을 수행하는 것으로서, 이에 대한 구체적인 내용은 전술한 본 발명의 일 실시예를 참조하기로 한다. 다만, 전력변환모듈(4200)은 전술한 도 2에 도시된 밝기 제어부(220)의 기능을 포함하도록 이루어진다.Meanwhile, the power conversion module 4200 applied to another embodiment of the present invention performs the same function as the power conversion unit 310 (refer to FIG. 2) applied to the above-described embodiment of the present invention. Reference is made to one embodiment of the present invention described above. However, the power conversion module 4200 is configured to include the function of the brightness control unit 220 shown in FIG.

그리고, 구간제어신호 생성부(4300) 및 전원 스위칭부(4400)는 전술한 본 발명의 일 실시예에 적용된 구간제어신호 생성부(430, 도 2 참조) 및 전원 스위칭부(440, 도 2 참조)와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 전술한 본 발명의 일 실시예를 참조하기로 한다.In addition, the section control signal generator 4300 and the power switch 4400 may refer to the section control signal generator 430 (see FIG. 2) and the power switch 440 (FIG. 2) applied to the above-described embodiment of the present invention. In the same manner, detailed description thereof will be referred to the exemplary embodiment of the present invention described above.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 구간제어 절전장치(4000)에 전력변환모듈(4200)의 일부 기능과 A/D 변환부(4100)를 포함하였지만, 이에 국한하지 않으며, 전술한 본 발명의 일 실시예에서와 같이, 전력변환모듈(4200)의 일부 기능과 A/D 변환부(4100)를 분리하여 밝기 제어장치(200, 도 1 참조)에 포함하여 구현할 수도 있다.Meanwhile, in another exemplary embodiment of the present invention, the section control power saving device 4000 includes some functions of the power conversion module 4200 and the A / D converter 4100, but is not limited thereto. As in the embodiment, some functions of the power conversion module 4200 and the A / D converter 4100 may be separated and included in the brightness control apparatus 200 (see FIG. 1).

다른 한편, 도면에 도시되진 않았지만, 각 가로등/보안등(100')이 LED 램프로 이루어질 경우, 구간제어 절전장치(4000)와 각 가로등/보안등(100')의 LED 램프 사이에 전기적으로 연결되어 각 가로등/보안등(100')의 LED 램프에 공급전원을 안정적으로 공급하는 전원 공급부(미도시)가 더 구비될 수 있다.
On the other hand, although not shown in the drawings, when each street light / security light (100 ') is made of LED lamp, the electrical connection between the section control power saving device 4000 and the LED lamp of each street light / security light (100') A power supply unit (not shown) may be further provided to stably supply the supply power to the LED lamps of each street light / security lamp 100 '.

전술한 본 발명에 따른 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
Although a preferred embodiment of a power saving system such as a lamp actively operating in accordance with the surrounding situation according to the present invention described above, the present invention is not limited to this, but the claims and the detailed description of the invention and the scope of the accompanying drawings Various modifications can be made therein and this also belongs to the present invention.

100 : 조명등, 200 : 밝기 제어장치,
210 : 조도 검출부, 220 : 밝기 제어부,
300 : 구간제어 절전장치, 310 : 전력 변환부,
311 : 영점 검출부, 312 : 주파수 구간계산부,
313 : 온/오프(ON/OFF)점 결정부, 320 : 구간제어신호 생성부,
330 : 전원 스위칭부
100: lighting lamp, 200: brightness controller,
210: illuminance detector, 220: brightness controller,
300: section control power saving device, 310: power conversion unit,
311: zero point detection unit, 312: frequency section calculation unit,
313: ON / OFF point determiner, 320: section control signal generator,
330: power switching unit

Claims (12)

실내/외 공간에 설치되어 해당 실내/외 공간을 조명하는 복수의 조명등;
각 조명등의 밝기 조절을 위한 제어신호를 출력하는 밝기 제어장치; 및
상기 밝기 제어장치로부터 출력된 각 조명등의 밝기 조절을 위한 제어신호에 따라 외부로부터 입력된 상용 교류전원의 교류파형을 기설정된 구간제어 파형으로 전력 변환하여 각 조명등의 밝기를 조절하는 구간제어 절전장치를 포함하되,
상기 구간제어 절전장치는, 입력된 상용 교류전원의 교류파형에 동기화시킨 후, 동기화 된 교류파형의 영점 교차점을 기준으로 서로 대칭되도록 서로 다른 극성(+,-)에 일정한 폭을 갖는 적어도 하나의 온/오프 스위칭 구간을 설정하고, 설정된 온/오프 스위칭 구간동안 전원이 도통되도록 기설정된 구간제어 파형으로 전력 변환함으로써 각 조명등의 깜빡임을 방지함과 아울러 각 조명등의 밝기를 조절하며,
상기 구간제어 절전장치는,
상기 밝기 제어장치로부터 출력된 각 조명등의 밝기 조절을 위한 제어신호에 따라 외부로부터 입력된 상용 교류전원의 교류파형을 기설정된 구간제어 파형으로 전력 변환하는 전력 변환부;
상기 전력 변환부로부터 전력 변환된 구간제어 파형에 대응하는 온/오프 스위칭 구간 제어신호를 생성하는 구간제어신호 생성부; 및
상기 구간제어신호 생성부로부터 생성된 온/오프 스위칭 구간 제어신호에 따라 설정된 온/오프 스위칭 구간동안 전원이 도통되도록 스위칭하는 전원 스위칭부를 포함하되,
상기 전력 변환부는, 입력된 상용 교류전원의 교류파형에 동기화시킨 후, 동기화 된 교류파형의 영점 교차점을 기준으로 서로 대칭되도록 서로 다른 극성(+,-)에 일정한 폭을 갖는 적어도 하나의 온/오프 스위칭 구간으로 이루어진 구간제어 파형으로 전력 변환하며,
상기 전력 변환부는,
입력된 상용 교류전원의 교류파형에 동기화시키기 위하여 입력된 상용 교류전원의 교류파형에서 영점 교차점의 위치를 검출하는 영점 검출부;
상기 영점 검출부로부터 검출된 영점 교차점의 위치를 이용하여 상용 교류전원의 주파수 구간을 계산하는 주파수 구간계산부; 및
상기 주파수 구간계산부로부터 계산된 상용 교류전원의 주파수 구간과 상기 밝기 제어장치로부터 출력된 각 조명등의 밝기 조절을 위한 제어신호를 이용하여 구간제어를 위한 온/오프 스위칭 구간의 온/오프(ON/OFF)점을 결정하는 온/오프(ON/OFF)점 결정부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 주위의 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템.
A plurality of lamps installed in indoor / outdoor spaces to illuminate the indoor / outdoor spaces;
A brightness controller for outputting a control signal for controlling brightness of each lamp; And
According to a control signal for adjusting the brightness of each of the lights output from the brightness control device for converting the AC waveform of the commercial AC power input from the outside into a preset section control waveform power control device for controlling the brightness of each light; Including,
The section control power saving device, after synchronizing to the AC waveform of the input commercial AC power, at least one ON having a predetermined width at different polarities (+,-) to be symmetrical with respect to the zero crossing point of the synchronized AC waveform. By setting the on / off switching section and converting the power into a preset section control waveform so that power is turned on during the set on / off switching section, it prevents flicker of each lamp and adjusts the brightness of each lamp.
The section control power saving device,
A power converter converting an AC waveform of a commercial AC power input from the outside into a predetermined section control waveform according to a control signal for adjusting brightness of each lamp output from the brightness controller;
An interval control signal generator configured to generate an on / off switching interval control signal corresponding to the interval control waveform that is power converted from the power converter; And
It includes a power switching unit for switching so that the power is turned on during the on / off switching interval set in accordance with the on / off switching interval control signal generated from the interval control signal generator,
The power converter, after synchronizing to the AC waveform of the input commercial AC power source, at least one on / off having a predetermined width at different polarities (+,-) to be symmetrical to each other based on the zero crossing point of the synchronized AC waveform Converts power to section control waveform consisting of switching sections,
Wherein the power conversion unit comprises:
A zero point detection unit for detecting the position of the zero crossing point in the AC waveform of the commercial AC power input for synchronizing with the AC waveform of the commercial AC power input;
A frequency section calculator for calculating a frequency section of the commercial AC power supply using the position of the zero crossing point detected by the zero point detector; And
On / off of the on / off switching section for section control using the frequency section of the commercial AC power calculated by the frequency section calculating section and the control signal for brightness control of each lamp output from the brightness controller. A power saving system such as a lamp that actively operates according to the surrounding situation, characterized in that it comprises an ON / OFF point determining unit for determining the OFF point.
제1 항에 있어서,
상기 밝기 제어장치는,
각 조명등의 주변 광량에 따른 조도를 검출하여 조도 검출신호를 출력하는 조도 검출부; 및
상기 조도 검출부로부터 출력된 조도 검출신호와 기설정된 기준값을 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 각 조명등의 밝기 조절을 위한 제어신호를 출력하는 밝기 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주위의 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템.
The method according to claim 1,
The brightness control device,
An illuminance detector for detecting illuminance according to the amount of ambient light of each lamp and outputting an illuminance detection signal; And
And a brightness control unit for comparing the illumination detection signal output from the illumination detection unit with a preset reference value and outputting a control signal for adjusting the brightness of each lamp based on the comparison result. Power-saving system of the lighting that works.
제1 항에 있어서,
상기 밝기 제어장치는,
각 조명등 주변의 일정범위 내에 사람의 동작을 감지하여 그에 따른 모션 감지신호를 출력하는 인체 감지부; 및
상기 인체 감지부로부터 출력된 모션 감지신호와 기설정된 기준값을 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 각 조명등의 밝기 조절을 위한 제어신호를 출력하는 밝기 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주위의 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템.
The method according to claim 1,
The brightness control device,
A human body detecting unit detecting a human motion within a predetermined range around each lamp and outputting a motion detection signal according thereto; And
And a brightness control unit for comparing the motion detection signal output from the human body detection unit with a preset reference value and outputting a control signal for adjusting brightness of each lamp based on the comparison result. Power saving system of active lighting.
제1 항에 있어서,
상기 구간제어 절전장치는,
서로 다른 극성(+,-)에 설정된 온/오프 스위칭 구간이 홀수일 경우, 하나의 온/오프 스위칭 구간의 중심위치와 서로 다른 극성(+,-)의 피크점이 일치되도록 설정하고, 다수의 온/오프 스위칭 구간이 설정될 경우, 서로 다른 극성(+,-)의 피크점에 그 중심위치가 일치된 하나의 온/오프 스위칭 구간을 기준으로 서로 대칭되도록 일정거리 이격되게 나머지 온/오프 스위칭 구간을 설정하는 것을 특징으로 하는 주위의 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템.
The method according to claim 1,
The section control power saving device,
When the on / off switching section set to different polarities (+,-) is odd, the center position of one on / off switching section is set to match the peak points of different polarities (+,-), and a plurality of on When the on / off switching section is set, the rest of the on / off switching section is spaced at a predetermined distance so as to be symmetrical with respect to one on / off switching section whose center position coincides with the peak point of different polarity (+,-). Power saving system such as a lamp that is actively operating in accordance with the surrounding conditions, characterized in that the setting.
제1 항에 있어서,
상기 구간제어 절전장치는,
서로 다른 극성(+,-)에 설정된 온/오프 스위칭 구간이 짝수일 경우, 서로 다른 극성(+,-)의 피크점을 기준으로 온/오프 스위칭 구간이 서로 대칭됨과 아울러 각 온/오프 스위칭 구간이 일정거리 이격되게 설정되는 것을 특징으로 하는 주위의 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템.
The method according to claim 1,
The section control power saving device,
If the on / off switching sections set to different polarities (+,-) are even, the on / off switching sections are symmetrical with respect to the peak points of the different polarities (+,-), and each on / off switching section A power saving system such as a lamp actively operating in accordance with the surrounding situation, characterized in that the predetermined distance is set apart.
제1 항에 있어서,
상기 구간제어 절전장치는, 상기 온/오프 스위칭 구간의 폭을 조절하여 각 조명등의 밝기를 제어하는 것을 특징으로 하는 주위의 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템.
The method according to claim 1,
The section control power saving device, the power saving system of the active lamp according to the surrounding situation, characterized in that for controlling the brightness of each lamp by adjusting the width of the on / off switching section.
제1 항에 있어서,
각 조명등은 가로등/보안등으로 이루어지며, 가로등/보안등 전력선로 상에 설치되며, 원거리의 중앙 관제장치로부터 출력된 제어신호를 제공받아 다수의 가로등/보안등에 대한 점/소등의 제어가 가능하도록 가공된 제어명령을 생성하기 위한 분전함 제어부를 포함하는 분전함 제어장치가 더 포함되되,
상기 구간제어 절전장치는, 분전함 또는 각 가로등/보안등이 설치된 등주마다 구비되어 상기 분전함 제어부로부터 가공된 제어명령을 제공받아 각 가로등/보안등의 점/소등을 제어하고, 각 가로등/보안등의 주변에 설치된 조도 검출부로부터 출력된 조도 검출신호와 기설정된 기준값을 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 외부로부터 입력된 상용 교류전원의 교류파형을 기설정된 구간제어 파형으로 전력 변환하여 각 가로등/보안등의 밝기를 조절하는 것을 특징으로 하는 주위의 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템.
The method according to claim 1,
Each lamp consists of street lamps / security lamps, and is installed on street lamps / security lamp power lines, and processed to enable control of many street lamps / security lamps by receiving control signals output from remote central control devices. Further comprising a distribution box control unit including a distribution box control unit for generating the control command,
The section control power saving device is provided for each distribution column installed with a distribution box or each street lamp / security lamp, and receives a control command processed from the distribution box controller to control points / lights of each street lamp / security lamp, and is installed around each street lamp / security lamp. The illuminance detection signal output from the illuminance detector is compared with a preset reference value, and based on the comparison result, the AC waveform of the commercial AC power input from the outside is converted into a preset section control waveform to adjust the brightness of each street light / security lamp. Power saving system, such as a lamp that is actively operating in accordance with the surrounding conditions.
제7 항에 있어서,
상기 분전함 제어장치는 CDMA 통신을 통해 상기 중앙 관제장치로부터 송신된 제어신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템.
The method of claim 7, wherein
And the distribution box control device receives a control signal transmitted from the central control device through CDMA communication.
제7 항에 있어서,
상기 분전함 제어장치는, 상기 분전함 제어부로부터 가공된 제어명령을 변조한 후, 제1 AC 커플링부의 커패시터를 통해 가로등/보안등 전력선로에 실어서 각 가로등/보안등의 등주 쪽으로 전력선 통신으로 전송하며,
상기 구간제어 절전장치는, 제2 AC 커플링부의 커패시터를 통해 상기 제1 AC 커플링부로부터 전송된 신호를 수신하여 원래의 신호로 복조하는 것을 특징으로 하는 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템.
The method of claim 7, wherein
The distribution box control device modulates a control command processed by the distribution box control unit, and then loads the power supply to the lamp line of each street light / security lamp through a capacitor of the first AC coupling unit and transmits the power command to the lamp pole of each street light / security lamp.
The section control power saving device is configured to receive a signal transmitted from the first AC coupling unit through a capacitor of a second AC coupling unit and demodulate the original signal to save power of an active lamp according to the surrounding situation. system.
제7 항에 있어서,
각 가로등/보안등이 LED 램프로 이루어질 경우, 상기 구간제어 절전장치와 각 가로등/보안등의 LED 램프 사이에 전기적으로 연결되어 각 가로등/보안등의 LED 램프에 공급전원을 안정적으로 공급하는 전원 공급부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 주위 상황에 따라 능동적으로 동작하는 조명등의 절전시스템.
The method of claim 7, wherein
When each street light / security light is made of LED lamp, the power supply unit is electrically connected between the section control power saving device and the LED lamp of each street light / security light to supply the power supply to the LED lamp of each street light / security light stably further. Power saving system, such as a lamp that is actively operating in accordance with the surrounding conditions.
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