KR101617449B1 - 비상등 시스템 및 비상등 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 비상등 시스템은, 비상등 장치; 및 상기 비상등 장치에 전력을 무선으로 공급하는 전력 송출기를 포함한다.

상기 전력 송출기는, 외부의 전력 공급 장치로부터 전력을 입력받는 전원 입력부와, RF 신호를 송출하는 송출용 RF 안테나와, 상기 전원 입력부가 입력받은 전력으로 상기 RF 안테나를 구동하는 안테나 구동 회로를 포함한다.

상기 비상등 장치는, 비상 상황을 위한 시각적 신호를 생성하는 광 출력 소자, 상기 RF 신호를 수신하기 위한 수신용 RF 안테나와, 상기 RF 신호로부터 전력을 추출하기 위한 전력 추출 회로와, 상기 전력 추출 회로에서 추출된 전력으로 상기 광 출력 소자를 구동하기 위한 광 출력 구동 회로를 포함한다.

비상등, 비상 전력, 무선 전력, RF 신호

Description

비상등 시스템 및 비상등 구동 방법{EMERGENCY LAMP SYSTEM AND DRIVING METHOD OF EMERGENCY LAMP}

본 발명은 화재 등 재난이 발생하였을 때 사람들에게 안전한 대피로를 지시하는 등의 조치를 위한 비상등 시스템에 관한 것이다.

화재 등의 재난이 발생하였을 때, 재난의 발생을 통보하고 내부의 거주하는 사람들이 안전하게 건물을 빠져나갈 수 있도록, 건물에는 비상등 및/또는 비상구 유도등이 설치되어 있다.

그런데, 화재나 지진과 같은 재난의 경우, 재난에 의한 건물의 훼손 결과, 건물 내부의 전기 장치로의 전원 공급이 원할하지 못할 확률이 높다. 따라서, 상기 비상등(또는 비상구 유도등)은 일상적으로 건물 내에서 사용되는 전원으로부터 전원을 공급받지 않고, 비상시에도 그 공급을 보장할 수 있는 비상 전원으로부터 전원을 공급받는다.

따라서, 건물에 위치한 비상등(또는 비상구 유도등)에는, 건물 자체의 전원 공급 설비와는 별도로, 비상 전원 공급을 위한 수단이 설치되어야 한다. 그러나, 건물 자체의 전원 공급 설비와는 별도로, 비상 전원 공급을 위한 설비에는 비용이 요구된다. 또한, 건물의 증축이나 내부의 문 위치를 수정할 경우, 비상구 유도등에 대한 위치 변경(또는 추가)가 필요하며, 이를 위한 비용은 더욱 부담이 된다.

본 발명은 건물로의 설치 비용이 저렴한 비상등 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또는, 본 발명은 추가나 변경시 소요 비용이 저렴한 비상등 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비상등 시스템은, 비상등 장치; 및 상기 비상등 장치에 전력을 무선으로 공급하는 전력 송출기를 포함한다.

상기 전력 송출기는, 외부의 전력 공급 장치로부터 전력을 입력받는 전원 입력부와, RF 신호를 송출하는 송출용 RF 안테나와, 상기 전원 입력부가 입력받은 전력으로 상기 RF 안테나를 구동하는 안테나 구동 회로를 포함한다.

상기 비상등 장치는, 비상 상황을 위한 시각적 신호를 생성하는 광 출력 소자, 상기 RF 신호를 수신하기 위한 수신용 RF 안테나와, 상기 RF 신호로부터 전력을 추출하기 위한 전력 추출 회로와, 상기 전력 추출 회로에서 추출된 전력으로 상기 광 출력 소자를 구동하기 위한 광 출력 구동 회로를 포함한다.

상기 구성에 따른 비상등 시스템을 실시하면, 건물로의 설치 비용이 저렴하 고, 비상등의 위치 변경이나 추가가 용이한 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상등 시스템을 도시한다.

도시한 비상등 시스템은, 건물의 출구에 설치된 다수의 비상등 장치들(200-1 ~ 200-4); 및 상기 비상등 장치들(200-1 ~ 200-4)에 전력을 무선으로 공급하는 전력 송출기(100)를 포함한다.

도시한 바와 같이, 전력 송출기(100)의 전력 송출 영역 내에 위치하는 모든 비상등 장치들(200-1 ~ 200-4)은, 별도의 전력 공급 장치가 없어도, 전력 송출기(100)가 방출하는 RF 신호들로부터 구동 전력을 전달받을 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 송출기의 구조를 도시한 것이다.

도시한 전력 송출기(100)는, 외부의 전원 공급 장치로부터 전원을 입력받는 전원 입력부; 전력을 무선으로 송출하는 RF 안테나(110); 및 상기 전원 입력부가 입력받은 전원으로 상기 RF 안테나(110)를 구동하는 안테나 구동 회로(120)를 포함한다.

여기서, 상기 전력 송출기(100)가 외부의 AC 전원으로부터 전원을 입력받는 경우, 상기 전원 입력부는, 상기 AC 전원으로부터 전원을 입력받는 AC 입력단(140); 및 상기 AC 입력단(140)이 입력받은 AC 전원을 DC로 변환하기 위한 AC/DC 컨버터(130)를 포함할 수 있다.

상기 외부의 AC 전원은, 건물 내의 다른 전기 장치들에 공급되는 일반적인 전력 공급 경로를 통해 인가되는 AC 전원일 수 있고, 비상용 발전기에서 생성한 AC 전원일 수 있다.

직류형 UPS(Uninterruptible Power Supply) 장치를 이용하는 다른 구현에서는, 상기 전원 입력부는, UPS 전원 등 외부 직류 전원을, 적당한 전압의 직류 전원으로 변환하기 위한 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다.

상기 RF 안테나(110) 및 안테나 구동 회로(120)는, 렉테나를 구성하는 것들을 적용할 수 있다. 예컨대, 상기 RF 안테나(110)는 2.45GHz의 사인파로 전력을 송출하는 RF 안테나일 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상등 장치의 구조를 도시한 것이다.

도시한 비상등 장치(200)는, 비상 상황을 위한 시각적 신호를 생성하는 광 출력 소자(210); RF 신호를 수신하기 위한 RF 안테나(250); 상기 RF 신호로부터 전력을 추출하기 위한 전력 추출 회로(240); 상기 전력 추출 회로(240)에서 추출한 전력으로 상기 광 출력 소자(210)를 구동하기 위한 광 출력 구동 회로(230); 및 상기 전력 추출 회로(240)에서 추출한 전력을 저장하기 위한 배터리(220)를 포함한다.

상기 광 출력 소자(210)로서, 형광등 등 다양한 광 출력 소자를 적용할 수 있으며, 특히, 최근에 저전력 발광 소자로 각광받는 LED 소자를 적용할 수 있다.

상기 광 출력 구동 회로(230)는, 상기 광 출력 소자(210)에 적합한 레벨의 전압 및 전류를 유지하도록 하는 회로, 및 상기 배터리(220)를 충전하는 회로를 포함할 수 있다. 상기 광 출력 구동 회로(230)가 상기 전력 추출 회로(240)에서 전달받은 전력을 나누어서, 일부를 상기 광 출력 소자(210)로 전달하고, 다른 일부를 상기 배터리(220)로 전달하도록 구현하거나, 또는, 상기 광 출력 구동 회로(230)는 상기 전력 추출 회로(240)에서 전달받은 전력을 상기 광 출력 소자(210)로 전달하고, 상기 배터리(220)에서 방전되는 전력으로 상기 광 출력 소자(210)를 구동하도록 구현할 수 있다.

상기 RF 안테나 및 전력 추출 회로(240)는 RF 신호로부터 전력을 추출하는 다양한 구성들 중 하나를 적용할 수 있다. 예컨대, 다이폴 안테나를 이용한 렉테나 구조를 적용할 수 있다.

렉테나(Rectenna)“는 Rectifier(정류기)와 Antenna(안테나)를 합성한 말이며, 렉테나는 마이크로파를 직접 직류전력으로 변환하는 소자로서, 안테나와 정류기를 조합한 구조로 되어 있다.

도 4는 도 3의 RF 안테나 및 전력 추출 회로로서, 다이폴 안테나를 이용한 렉테나 구조를 적용한 실시예를 도시한 회로도이다.

도시한 회로는, 이른바 렉테나(Rectenna) 구조를 적용한 것이다. 도시한 회로는, RF 안테나(251, 252); RF 안테나들(251, 252)의 중앙에 위치한 다이오드(253); 상기 다이오드(253)의 애노드 및 캐소드에 각각 연결된 2개의 인덕터들(255, 256); 및 상기 2개의 인덕터들(255, 256) 사이에 부하 저항(240')과 병렬로 연결된 커패시터(254)를 포함한다.

상기 부하 저항(230')은 상기 렉테나 구조에서의 부하의 역할을 하는 것으로, 도 3의 구조에서 광 출력 구동 회로(230)가 될 수 있다.

도시한 렉테나는 기본적으로 1/2 파장의 다이폴 안테나(251, 252)의 맨 중앙부에 정류 다이오드(253)를 접속한 구조를 가질 수 있다. 상기 다이폴 안테나(251, 252)에 마이크로파가 조사되면 전기적으로 공진하여 중앙부의 전류가 배가된다. 상기 다이오드(253)의 위치를 조정하여 다이폴 안테나(251, 252)와 다이오드(253)의 임피던스 정합을 취할 수 있다.

상기 다이오드(253)에 의해, 상기 커패시터(254)에는 일 방향으로만 전류가 흐르게 되고, 그 결과 전하가 축적된다. 축적된 전하는 부하 저항인 광 출력 구동 회로(230)로 공급될 수 있다.

한편, 소모되는 전력이 많을 때는 도시한 렉테나 구조를 필요한 수만큼 추가하여 원하는 전력을 생성할 수 있다..

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상등 구동 방법을 도시한다.

도시한 비상등 구동 방법은, 외부에서 인가되는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하는 단계(S120); 상기 변환된 DC 전력을 이용하여 RF 신호를 송출하는 단계(S140); 상기 RF 신호로부터 전력을 추출하는 단계(S160); 및 상기 추출된 전력으로 비상등을 구동하는 단계(S180)를 포함할 수 있다.

상기 S120 단계는, 도 2의 AC 입력단(140) 및 AC/DC 컨버터(130)에서 수행될 수 있다. 상기 S140 단계는, 도 2의 안테나 구동 회로(120) 및 RF 안테나(110)에서 수행될 수 있다. 상기 S160 단계는, 도 3의 RF 안테나(250) 및 전력 추출 회로(240)에서 수행될 수 있다.

상기 S180 단계는, 상기 S160 단계에서 추출된 전력으로 배터리를 충전하는 단계(S182); 및 상기 배터리의 방전 전력으로 상기 비상등을 구동하는 단계(S184)를 포함할 수 있다.

상기 S182 단계는 도 3의 광 출력 구동 회로(230) 및 배터리(220)에서 수행될 수 있다. 상기 S184 단계는 도 3의 배터리(220) 및 광 출력 소자(210)에서 수행될 수 있다.

도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 비상등 시스템은, 비상시 전력을 공급하기 위한 추가 배선이 요구되지 않으므로, 설치 및 이동이 용이하다. 또한, 전력 송출기 한 개에서 발생하는 전력송신을 다수의 비상등 장치에서 받을 수 있으므로, 추가로 비상등을 설치하는 것이 용이하다. 더욱이, 비상등을 위한 광 출력 소자로서 저전력 구동이 가능한 LED를 사용하는 경우, 각 비상등 장치에 구비된 충전기로 구동할 수 있어, 메인 전원이 차단되는 비상시 유용하다.

본 발명의 기술사상은 상기 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다 양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상등 시스템의 설치 구조를 도시한 개념도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상등 시스템을 구성하는 전력 송출기의 구조를 도시한 블록도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상등 시스템을 구성하는 비상등 장치의 구조를 도시한 블록도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상등 시스템에 적용되는 렉테나 구조를 도시한 회로도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상등 구동 방법을 도시한 흐름도.

Claims (13)

1. 외부의 전력공급장치로부터 전력을 입력받는 전원 입력부, 상기 전원 입력부를 통해서 공급받은 전력을 무선으로 송출하는 송출용 RF 안테나, 상기 RF 안테나를 구동하는 안테나 구동 회로를 포함하는 전력 송출기; 및

   비상 상황 안내를 위한 시각신호를 생성하는 광 출력 소자, 상기 전력 송출기에서 송출한 비상전력을 포함한 RF 신호를 수신하기 위한 수신용 RF 안테나, 상기 RF 신호로부터 전력을 추출하기 위한 전력 추출 회로, 상기 전력 추출 회로에서 추출된 전력으로 상기 광 출력 소자를 구동하기 위한 광 출력 구동 회로, 상기 전력추출회로에서 추출된 전력을 저장하기 위한 배터리를 포함하는 비상등 장치;로 구성되고,

   상기 비상등 장치는, 유선으로 공급되는 전력을 상기 광 출력소자에 공급할 수 없을 때, 상기 전력송출기에서 송출한 비상전력을 수신해서 상기 광출력소자의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 비상등 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배터리는, 비상시에 방전전력을 상기 광 출력 소자로 공급하는 것을 특징으로 하는 비상등 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전력 입력부는,

   외부의 AC 전원으로부터 전원을 입력받는 AC 입력단; 및

   상기 AC 입력단이 입력받은 AC 전원을 DC로 변환하기 위한 AC/DC 컨버터

   를 포함하는 비상등 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 광 출력 소자는,

   LED 소자인 비상등 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 상기 전력 추출 회로는, 다이폴 안테나를 이용한 렉테나 구조인 것을 특징으로 하는 비상등 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 전력 추출 회로는,

   상기 RF 안테나의 중앙에 위치한 다이오드;

   상기 다이오드의 애노드 및 캐소드에 각각 연결된 2개의 인덕터들; 및

   상기 2개의 인덕터들 사이에 연결된 커패시터

   를 포함하는 비상등 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 RF 안테나는,

   2.45GHz 신호에 대한 1/2 파장의 다이폴 안테나인 비상등 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 광 출력 구동 회로는, 추출한 일부의 전력으로 상기 광 출력 소자를 구동하고, 추출한 일부의 전력은 상기 배터리로 전달하는 것을 특징으로 하는 비상등 시스템.
9. 외부의 전력공급장치로부터 전력을 입력받는 전원 입력부, 상기 전원 입력부를 통해서 공급받은 전력을 무선으로 송출하는 송출용 RF 안테나, 상기 RF 안테나를 구동하는 안테나 구동 회로를 포함하는 전력 송출기; 및

   비상 상황 안내를 위한 시각 신호를 생성하는 광 출력 소자, 다이폴 안테나를 이용한 렉테나 구조로 이루어지고, 상기 전력 송출기에서 송출한 RF 신호를 수신해서 필요 전력을 추출하기 위한 전력 추출 수단, 상기 전력 추출수단에서 추출된 전력으로 상기 광 출력 소자를 구동하기 위한 광 출력 구동 회로를 포함하는 비상등 장치로 구성되는 비상등 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 전력 추출수단은,

    적어도 두개의 RF 안테나;

    상기 두개의 RF 안테나의 중앙에 위치한 다이오드;

    상기 다이오드의 애노드 및 캐소드에 각각 연결된 2개의 인덕터들; 및

    상기 2개의 인덕터들 사이에 연결된 커패시터를 포함하는 비상등 시스템.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 전력 추출수단에서 추출된 전력을 저장하는 배터리를 더 포함하는 비상등 시스템.
12. 외부 전력공급장치로부터 전력을 입력받고, 적정 DC 전력으로 변환하는 단계;

    상기 변환된 DC 전력을 이용하여, RF 신호를 송출하는 단계;

    유선으로 전력을 공급받을 수 없는 상황에서, 상기 RF신호를 수신해서 비상전력을 추출하는 단계;

    상기 추출된 비상전력으로 비상등이 구동되어 비상 상황을 안내하는 단계를 포함하는 비상등 구동 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 배터리의 방전 전력으로 비상 상황을 안내하는 단계를 포함하는 비상등 구동 방법.

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