KR101626321B1 - 슬림화·내화성이 우수한 led 램프용 스마트 비상등 구동장치 - Google Patents

슬림화·내화성이 우수한 led 램프용 스마트 비상등 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 종래의 비상등용 LED 램프의 경우에는 정상구동모드에서 정전시비상구동모드로 변환시, 상용전원으로부터 입력된 전류센싱회로와, 스위칭소자를 통한 스위칭구동회로로 구성되어 있어, 전류센싱오류와 스위칭소자의 오작동으로 인해, 비상등으로서의 기능과 역할을 제대로 수행하지 못하는 문제점과, AC/DC LED 램프용 컨버터, LED 램프 비상등용 컨버터, 비상등용보조배터리가 따로따로 구성되어 있어, 부피가 크고, 무겁고, 설치시간이 오래 걸리는 문제점과, 화재발생시, AC/DC LED 램프용 컨버터 및 LED 램프 비상등용 컨버터의 모듈커버와 전자부품의 PCB 기판이 쉽게 타버리는 문제점과, 비상등용보조배터리의 수명이 짧거나, 시간이 지나면 쉽게 방전되는 문제점을 개선하고자, 지지프레임(100), LED 램프(200), LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈(300)로 구성됨으로서, AC/DC LED 램프용 컨버터, LED 램프 비상등용 컨버터, 비상등용보조배터리를 하나로 모듈화시켜 원샷으로 제작할 수 있어, 기존에 비해 부피와 설치공간을 70%로 줄일 수 있고, 스마트제어부의 제어하에, 평상시에 상용전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 공급시키다가, 정전시, 비상전원모드로 구동시켜, 비상전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 전원을 공급시킬 수 있어, 에러없이 정확하게 비상점등시킬 수 있으며, 원샷모듈본체를 내화성이 우수한 재질로 형성시킴으로서 화재발생시, 전자부품을 안전하게 보호할 수 있고, 무엇보다 기존의 비상등용 LED 램프 보다 1시간 50분 동안 안정적으로 LED 램프를 비상등으로 구동시킬 수가 있는 슬림화·내화성이 우수한 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

슬림화·내화성이 우수한 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치{THE SMART LED LAMP WITH EMERGENCY LIGHTING}
본 발명에서는 기존의 AC/DC LED 램프용 컨버터, LED 램프 비상등용 컨버터, 비상등용보조배터리가 따로 설치되었던 것을 하나로 모듈화시켜 원샷으로 제작할 수 있어, 기존에 비해 부피와 설치공간을 70%로 줄일 수 있고, 스마트제어부의 제어하에, 평상시에 상용전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 공급시키다가, 정전시, 비상전원모드로 구동시켜, 비상전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 전원을 공급시킬 수 있는 슬림화·내화성이 우수한 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로, 비상 유도등은 화재나 재해의 발생시 비상구의 위치 및 대피 방향을 대피자가 쉽게 찾을 수 있도록 함으로써 안전하고 원활한 피난 활동을 할 수 있도록 건물, 주차장, 공공장소 등의 비상계단 또는 비상문에 설치되는 것이 일반적이다.
이러한 비상등은, 광원으로 작용하는 형광등이 하우징 안에 설치되고 상기 광원에 의해 케이스 밖에 설치된 표시판이 비춰져 외부에서 쉽게 인지할 수 있도록 구성되어진다.
상기 광원은 평상시에 상용 교류 전원에 의해 점등되고 비상시에 정전이 발생하게 되면 내장된 배터리의 직류 전원에 의해 점등되는 원리이다.
그러나, 이러한 비상등은 관련 법규에 따라 일정 조도량 이상으로 24시간 연속적인 점등 상태를 유지해야 함을 관련 법규에서 규정하고 있어 상당한 전력 소모를 일으키는 문제가 있었다.
또한, 광원으로 작용하는 형광등이 시간이 지날수록 조도가 저하됨으로 인해 교체해야 하는 번거로움이 있을 뿐만 아니라 그에 따른 유지 보수 비용이 증가할 수 밖에 없다.
이러한 문제를 해소하고자 상기 광원으로서 형광등보다 전력 소모가 적고 수명이 반영구적인 비상등용 LED 램프가 채택되고 있는 실정이다.
그러나, 종래 비상등용 LED 램프의 경우에는 정상구동모드에서 정전시비상구동모드로 변환시, 상용전원으로부터 입력된 전류센싱회로와, 스위칭소자를 통한 스위칭구동회로로 구성되어 있어, 전류센싱오류와 스위칭소자의 오작동으로 인해, 비상등으로서의 기능과 역할을 제대로 수행하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 종래 비상등용 LED 램프(10)는 도 1에서 도시한 바와 같이, AC/DC LED 램프용 컨버터(11), LED 램프 비상등용 컨버터(12), 비상등용보조배터리(13)가 따로따로 구성되어 있어, 부피가 크고, 무겁고, 설치시간이 오래 걸리는 문제점이 있었다.
그리고, 화재발생시, AC/DC LED 램프용 컨버터 및 LED 램프 비상등용 컨버터의 모듈커버와 전자부품의 PCB 기판이 쉽게 타버리는 문제점과, 비상등용보조배터리의 수명이 짧거나, 시간이 지나면 쉽게 방전되는 문제점이 있었다.
1. 국내등록특허공보 제10-1097829호 2. 국내공개특허공보 제10-2013-0136236호
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 기존의 AC/DC LED 램프용 컨버터, LED 램프 비상등용 컨버터, 비상등용보조배터리가 따로 설치되었던 것을 하나로 모듈화시켜 원샷으로 제작할 수 있고, 스마트제어부의 제어하에, 평상시에 상용전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 공급시키다가, 정전시, 비상전원모드로 구동시켜, 비상전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 전원을 공급시킬 수 있으며, 원샷모듈본체를 내화성이 우수한 재질로 형성시킴으로서 화재발생시, 전자부품을 안전하게 보호할 수 있는 슬림화·내화성이 우수한 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 슬림화·내화성이 우수한 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치는
천장 또는 벽 일측에 설치되어 LED 램프를 지지하는 지지프레임(100)과,
지지프레임에 의해 지지되면서, LED 불빛으로 주위를 밝히는 LED 램프(200)로 이루어진 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치로 이루어지고,
상기 지지프레임(100)의 후면 일측에 설치되어, 평상시에 상용전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 공급시키다가, 정전시, 비상전원모드로 구동시켜, 비상전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 전원을 공급시켜 비상점등시키는 LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈(300)이 포함되어 구성됨으로서 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 LED 램프와 LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈의 자체무게와 중력에 의한 휨현상없이, 천장이나 벽에 안전하게 고정 설치할 수 있고, AC/DC LED 램프용 컨버터, LED 램프 비상등용 컨버터, 비상등용보조배터리를 하나로 모듈화시켜 원샷으로 제작할 수 있어, 기존에 비해 부피와 설치공간을 70%로 줄일 수 있으며, 스마트제어부의 제어하에, 평상시에 상용전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 공급시키다가, 정전시, 비상전원모드로 구동시켜, 비상전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 전원을 공급시킬 수 있어, 에러없이 정확하게 비상점등시킬 수 있고, 원샷모듈본체를 내화성이 우수한 재질로 형성시킴으로서 화재발생시, 전자부품을 안전하게 보호할 수 있고, 무엇보다 기존의 비상등용 LED 램프 보다 1시간 50분 동안 안정적으로 LED 램프를 비상등으로 구동시킬 수가 있는 좋은 효과가 있다.
도 1은 종래 비상등용 LED 램프(10)의 구성요소를 도시한 일실시예도,
도 2는 본 발명에 따른 슬림화·내화성이 우수한 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 LED 램프의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 5는 본 발명에 따른 LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈의 구성요소를 도시한 분해사시도,
도 6은 본 발명에 따른 비상전원용 DC/DC 컨버터부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 7은 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 8은 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 9는 본 발명에 따른 이차전지배터리부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 10은 본 발명에 따른 슬림화·내화성이 우수한 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치 중 지지프레임(100) 상단에 LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈(300)이 하나로 모듈화시켜 원샷으로 제작한 것을 도시한 일실시예도,
도 11은 본 발명에 따른 이차전지배터리부가 원샷모듈본체의 외부 일측에 연결되어 설치되는 것을 도시한 일실시예도,
도 12는 본 발명에 따른 슬림화·내화성이 우수한 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치를 통해 정전시 비상구동되는 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치의 동작과정을 도시한 일실시예도,
도 13은 본 발명에 따른 슬림화·내화성이 우수한 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치 중 임팩트공기살균부를 통해 공기를 살균시키는 것을 도시한 일실시예도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 슬림화·내화성이 우수한 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것으로, 이는 정격전원으로 입력전원이 220V/60Hz이고, AC상용전원으로 고효율 컨버터의 역할로 전력손실을 최소화하며 비상발생시 DC전원 비상등의 역할로 인명피해 최소화시키는 특성을 가진다.
상기 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치(1)는 지지프레임(100), LED 램프(200), LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈(300)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 지지프레임(100)에 관해 설명한다.
상기 지지프레임(100)은 천장 또는 벽 일측에 설치되어 LED 램프를 지지하는 역할을 한다.
이는 형광등형 LED 램프일 경우에 일자형 지지프레임으로 형성되고, 전구형 LED 램프일 경우에는 원형 지지프레임으로 형성되어, 천장 또는 벽 일측에 탈부착식으로 설치된다.
그리고, 양면 설치형으로 형성되어, 일측면에 LED 램프가 설치되도록 안내시키고, 타측면에 LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈이 설치되도록 안내시킨다.
상기 지지프레임은 LED 램프에서 발생되는 열을 방열시키도록 알루미늄 합금 재질로 이루어진다.
이처럼, 본 발명에 따른 지지프레임을 통해 LED램프와 LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈을 안전하게 지지할 수 있어, LED 램프와 LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈의 자체무게와 중력에 의한 휨현상없이, 천장이나 벽에 안전하게 고정 설치할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 LED 램프(200)에 관해 설명한다.
상기 LED 램프(200)는 지지프레임에 의해 지지되면서, LED 불빛으로 주위를 밝히는 역할을 한다.
이는 도 3에 도시한 바와 같이, LED PCB 보드(210), LED 칩(220)으로 구성된다.
상기 LED PCB 보드(210)는 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어 복수개의 LED 칩을 온·오프 구동시키는 역할을 한다.
상기 LED 칩(220)은 LED PCB 보드의 구동신호에 따라 LED 불빛을 발광시키는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈(300)에 관해 설명한다.
상기 LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈(300)은 지지프레임(100)의 후면 일측에 설치되어, 평상시에 상용전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 공급시키다가, 정전시, 비상전원모드로 구동시켜, 비상전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 전원을 공급시켜 비상점등시키는 역할을 한다.
이는 도 4에서 도시한 바와 같이, 원샷모듈본체(310), LED램프용 AC/DC 컨버터부(320), 비상전원용 DC/DC 컨버터부(330), 스마트제어부(340), 이차전지배터리부(350), 임팩트공기살균부(360)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 원샷모듈본체(310)에 관해 설명한다.
상기 원샷모듈본체(310)는 지지프레임의 후면 일측에 탈부착식으로 설치되어, LED램프용 AC/DC 컨버터부, 비상전원용 비상전원용 DC/DC 컨버터부, 스마트제어부, 이차전지배터리부를 각각 모듈화시켜 하나의 공간에 원샷으로 형성시키는 역할을 한다.
이는 도 5에 도시한 바와 같이, 표면 일측에 입력전원, 충전상태, 밧데리유무 점검용 LED지시등을 나타내는 LED 표시등이 포함되어 구성된다.
그리고, 내부공간 일측에 LED램프용 AC/DC 컨버터부, 비상전원용 DC/DC 컨버터부, 스마트제어부, 이차전지배터리부를 원샷으로 모두 내장시켜 LED램프부하의 직,병렬구조에 영향을 받지않게 용이하도록 구성된다.
본 발명에 따른 원샷모듈본체는 가볍고 내구성이 우수하며, 방열성이 높으며, 내화성이 우수한 난연성재질로 이루어진다.
상기 원샷모듈본체는 에폭시 수지 40~75wt%와,
MPDA(meta-phenylene diamine), DDS(diamino-diphenyl sulfone), DDM(diamino-diphenyl methane), DETA(diethylenetriamine), TETA(triethylenetetramine), NMA(nadic methyl anhydride), HET(chlorendic anhydride), MTHPA(methyltetrahydrophthalic anhydride)중 선택되는 어느 1의 경화제 20~55wt%와,
다중벽 탄소나노튜브(CNT) 0.01~0.10wt%와,
산화티타늄 분말(TiO2) 0.5~3wt%와,
수산화알루미늄, 수산화마그네슘 또는 삼산화안티몬 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 난연재 2~10wt%의 혼합물을 상기 원샷모듈본체 형틀에 주입한 후,
75~85℃에서 1.5~3시간 동안 1차 경화 후, 135~145℃에서 2~4시간 동안 2차 경화시켜 제조한다.
상기 에폭시 수지는 촉매 또는 경화제 존재 하에서 실온 혹은 가열하면 삼차원적 수지로 된다. 경화제 혹은 촉매를 가하지 않고 가열하면 경화하지 않으며, 이점이 다른 열경화성 수지와는 다른 점이다.
상기 에폭시 수지의 사용량이 40wt% 미만인 경우에는 성형성이 급격히 떨어져 완전한 성형품을 이루기 어렵고, 75wt%를 초과하게 되는 경우에는 상대적으로 다른 성분들의 사용량이 줄어들어 내구성, 난연성 등의 물리적, 화학적 특성이 떨어지는 문제가 있으므로, 상기 에폭시 수지의 사용량은 전체 혼합물의 양에 대해 40~75wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 산화티타늄 분말(TiO2)의 첨가제는 원샷모듈본체의 내구성 특성에 영향을 미친다.
상기 첨가제는 에폭시 수지에 투입한 후 1,000~1,200rpm으로 1~2시간 동안 물리적 교반을 통해 분산시켜 원샷모듈본체가 높은 내구성을 갖도록 한다.
이때 상기 첨가제의 사용량이 제시된 수치 범위 내인 경우 높은 내구성을 갖기 어렵고, 수치 범위를 초과하게 되는 경우에는 성형성이 떨어지므로, 상기 첨가제의 사용량은 상기 제시된 수치 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 난연재의 사용량이 2wt% 미만인 경우에는 난연성이 떨어지고, 10wt%를 초과하게 되는 경우에는 에폭시 수지로 이루어지는 원샷모듈본체의 내구성 등 물리적 강도특성이 떨어질 우려가 있으므로, 상기 난연재의 사용량은 전체 혼합물의 중량에 대해 2~10wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 경화단계는 1차 이후, 추가로 2차 완전경화과정을 통해 에폭시 수지와 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 산화티타늄 분말(TiO2)와 견고한 결합을 통해 높은 내구성 특성을 강화시켜 준다.
상기 원샷모듈본체의 구체적인 성형과정을 살펴보면,
에폭시 수지 60wt%와,
NMA(nadic methyl anhydride)의 경화제 35wt%와,
다중벽 탄소나노튜브(CNT) 0.05wt%와,
산화티타늄 분말(TiO2) 0.15wt%와,
수산화알루미늄의 난연재 4.8wt%의 혼합물을 상기 원샷모듈본체 형틀에 주입한 후, 80℃에서 2시간 동안 1차 경화 후, 140℃에서 3시간 동안 2차 경화시켜 제조한다.
상기 원샷모듈본체(310)는 자동복귀형 점멸기가 포함되어 구성된다.
상기 자동복귀형 점멸기는 내부공간 일측에 PUSH버튼 스위치를 통해 기기의 이상여부를 강제점검시키거나 또는 리모콘을 통해 기기의 이상여부를 강제점검시키는 역할을 한다.
둘째, 본 발명에 따른 LED램프용 AC/DC 컨버터부(320)에 관해 설명한다.
상기 LED램프용 AC/DC 컨버터부(320)는 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 상용전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 공급시키는 역할을 한다.
이는 다이오드 D3, LC필터(L1), 트랜지스터 Q1,Q2,Q3, 캐패시터 C4, 전력FETQ4로 구성된다.
즉, 스마트제어부의 제1 PWM 듀티비제어부로부터 제어신호를 입력받아, 입력전압모니터링부에서 센싱된 입력전압값이 기준입력전압값에 해당되는 Q1,Q2를 온시킨 후, 전력FETQ4를 온시켜 비상전원용 DC/DC 컨버터부로 상용전원을 인가시키고, 입력전압모니터링부에서 센싱된 입력전압값이 기준입력전압값에 미달되면 Q3가 온되어 그라운드처리된다.
상기 전력 FET Q4는 고전압 p-채널 FET로서, 입력 전압에 의해 손상되지 않을 만큼 충분히 높은 VDS 전압 정격과, IPMOS(RMS)= IOUT(max) x Dmax를 처리하기에 충분히 높은 전류 정격으로 구성된다.
또한, PCond = (IOUT ( max ) x Dmax)2 x RDS ( on )를 소산시킬 수 있는 패키지로 구성된다.
셋째, 본 발명에 따른 비상전원용 DC/DC 컨버터부(330)에 관해 설명한다.
상기 비상전원용 DC/DC 컨버터부(330)는 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 비상전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED램프로 공급시키는 역할을 한다.
이는 도 6에 도시한 바와 같이, 공진회로부(331), 펄스컨버터부(332)로 구성된다.
상기 공진회로부(331)는 공진형 펄스 컨버터의 스위칭 주파수를 설정시키는 역할을 한다.
이는 공진 인덕터 L2 및 공진 캐패시터 C7로 구성된다.
상기 펄스컨버터부(332)는 입력전압과 부하전압의 크기 차이에 따라, 스마트제어부의 제어하에 승압시켜 부하전원인 LED 램프로 이차전지배터리부의 충전에너지를 전달시키는 역할을 한다.
이는 메인N-형 MOSFET 주스위치 Q5, 스마트스위칭회로부로 구성된다.
상기 메인N-형 MOSFET 주스위치 Q5는 베이스단자 일측에 스마트제어부의 출력단자와 연결되어 구성된다.
상기 스마트스위칭회로부는 메인N-형 MOSFET 주스위치 Q5의 온오프신호에 따라 온오프스위칭되는 것으로, 이는 R21, R22, R23, N-형 MOSFET 보조스위치 Q10로 구성된다.
상기 펄스컨버터부(332)는 입력전압의 2배 크기가 부하전압보다 작은 경우에 제1모드, 제2모드, 제3모드의 순서로 동작된다.
[제1모드]
모든 공진 인덕터와 공진 캐패시터의 초기 전압과 전류는 0이라고 설정한다.
공진 인덕터의 전류 iLin 및 공진 캐패시터 전압 VCin는 공진에 의해 다음의 수학식 1,2와 같이 표현된다.
Figure 112014101947270-pat00001
Figure 112014101947270-pat00002
여기서, R은 공진 인덕터 및 공진 캐패시터의 기생 저항의 합을 나타낸다. 이 구간동안 공진 캐패시터의 전압 VCin 은 입력 전압 Vin의 약 2배까지 상승하게 된다.
본 발명에 따른 제1모드는 공진 캐패시터의 전압 VCin이 입력 전압 Vin의 약 2배까지 상승하게 되어, 공진 캐패시터를 충전시키는 역할을 한다.
[제2모드]
제1모드를 통해 공진 캐패시터에 최대 전압이 저장되면 제2모드가 구동된다.
제2모드는 이차전지배터리부의 충전에너지를 다이오드 D5를 통해 평활시켜 정류시킨 후, 부하전원인 LED램프의 (+)단자로 인가시키는 역할을 한다.
이 구간동안 스마트 스위칭 회로내의 N-형 MOSFET 보조스위치 Q10의 게이트-소스 전압 VGS가 이차전지배터리부의 충전에너지로 인해 증가하게 된다.
[제3모드]
N-형 MOSFET 보조스위치 Q10의 VGS가 턴온조건을 만족하게 되면 제3모드가 구동된다.
상기 제3모드는 N-형 MOSFET 보조스위치 Q10을 도통시켜 부하전원인 LED램프의 (-)단자와 인가시키는 역할을 한다.
여기서, N-형 MOSFET 보조스위치 Q10의 VGS값은 LED 램프의 정격조도와 제1,2 기준시간의 특성에 맞게 고려하여 설계된다.
이처럼, 본 발명에 따른 펄스컨버터부(332)를 통해 입력전압의 2배 크기가 부하전압보다 작은 경우에 제1모드, 제2모드, 제3모드의 순서로 동작되어, 공진 캐패시터의 전압 VCin이 입력 전압 Vin의 약 2배까지 상승시켜, 이차전지배터리부에 저장된 충전에너지가 부하전원인 LED 램프로 전달시키도록 구성됨으로서, 조도가 비상점등시 정격조도의 50%이상으로 제1 기준시간(일예:20분)동안 점등유지 후, 메인N-형 MOSFET 주스위치 Q5에 연결된 스마트제어부의 제어하에 25%조도로 제2 기준시간(일예 : 90분)동안 점등유지할 수가 있다.
이로 인해, 기존의 비상등용 LED 램프 보다 1시간 내지 1시간 50분 동안 안정적으로 LED 램프를 비상등으로 구동시킬 수가 있다.
넷째, 본 발명에 따른 스마트제어부(340)에 관해 설명한다.
상기 스마트제어부(340)는 상용전원을 센싱하고, 그 센싱 결과값에 따라 정상전원모드 일때는 AD/DC 컨버터부를 구동시키고, 센싱 결과값이 비상전원모드 일때는 비상전원용 DC/DC 컨버터부를 구동시키도록 제어하는 역할을 한다.
이는 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 입력전압모니터링부(341), 제1 PWM 듀티비제어부(342), 이차전지배터리체크부(343), 배터리보호회로부(344), 제2 PWM 듀티비제어부(345), 스위칭제어부(346), LED램프 출력전류센싱부(347), LED램프 출력전압센싱부(348)로 구성된다.
상기 입력전압모니터링부(341)는 상용전원으로부터 인가되는 입력전압을 센싱해서 모니터링시키는 역할을 한다.
상기 제1 PWM 듀티비제어부(342)는 출력단자 일측에 LED램프용 AC/DC 컨버터부가 연결되어, 입력전압모니터링부에서 센싱된 입력전압값에 따라 LED램프용 AC/DC 컨버터부에 PWM 듀티비신호를 조정해서 출력시키는 역할을 한다.
상기 이차전지배터리체크부(343)는 입력전압모니터링부에서 센싱된 입력전압값이, 정전으로 인해 입력되지 않으면 리튬이온배터리를 온(ON) 구동시키고, 이차전지배터리부의 출력전압과 출력전류를 입력받아, 이차전지배터리부의 상태를 체크하는 역할을 한다.
이는 이차전지배터리부의 출력전압을 체크하는 출력전압체크부(343a)와, 이차전지배터리부의 출력전류를 체크하는 출력전류체크부(343b)로 구성된다.
상기 배터리보호회로부(344)는 이차전지배터리부에 과전압, 과전류, 과방전이 입력되지 않고, 컨스턴트 전류 및 컨스턴트 전압이 입력되도록 배터리를 보호하는 역할을 한다.
상기 제2 PWM 듀티비제어부(345)는 출력단자 일측에 비상전원용 DC/DC 컨버터부가 연결되어, 출력전류센싱부에서 센싱된 출력전류값에 따라, PWM 듀티비신호를 조정한 후, 비상전원용 비상전원용 DC/DC 컨버터부쪽으로 출력시키는 역할을 한다.
상기 스위칭제어부(346)는 스위칭소자 일측에, 이차전지배터리체크부로부터 리튬이온배터리의 전원을 인가시킨 상태에서, 제2 PWM 듀티비제어부의 제어신호에 따라 스위칭소자를 온(ON)시켜, 리튬이온배터리의 전원을 LED 램프로 인가시키는 역할을 한다.
상기 출력전류센싱부(347)는 부하전원인 LED 램프에서 출력되는 출력전류를 센싱시키는 역할을 한다.
상기 LED램프 출력전압센싱부(348)는 부하전원인 LED 램프에서 출력되는 출력전압을 센싱시키는 역할을 한다.
상기 스마트제어부는 낮은 입력전압에서 DC전원으로 자동전환시키는 자동전환장치가 포함되어 구성된다.
다섯째, 본 발명에 따른 이차전지배터리부(350)에 관해 설명한다.
상기 이차전지배터리부(350)는 원샷모듈본체 일측에 적층되어 설치되고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 충전되다가, 비상전원모드시 충전된 전원을 비상전원용 비상전원용 DC/DC 컨버터부로 인가시키는 역할을 한다.
이는 니켈 카드뮴전지, 니켈수소전지, 리튬이온전지, 리튬폴리머전지, 리튬인산철전지 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
상기 이차전지배터리부는 입력전압 변동에 영향을 받지않는 충전방식회로부(351)가 포함되어 구성되고, 충전방식회로부 상에 정전압·정전류IC가 구성되어 안정된 일정한 충전조건 유지시킨다.
그리고, 도 9에 도시한 바와 같이, 자동 과충전 방지회로부(352), 자동 과방전 방지회로부(353)가 포함되어 구성된다.
상기 자동 과충전 방지회로부(352)는 90mA로 충전하다가 완충상태가 되면 리튬이온배터리의 자기방전 전류 보상을 위해 20mA이하로 충전시키는 역할을 한다.
상기 자동 과방전 방지회로(353)는 DC전원의 수명을 연장하기 위해서 방전 종지전압 (알카리계 : 셀당 1.0V)이전에 방전을 멈추는 역할을 한다.
이처럼, 원샷모듈본체(310), LED램프용 AC/DC 컨버터부(320), 비상전원용 DC/DC 컨버터부(330), 스마트제어부(340), 이차전지배터리부(350)로 이루어진 LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈은 컨버터 효율을 83%이상으로 향상시킬 수 있고, 비상 점등시간은 스마트제어부의 전류조절을 통해 제어할 수가 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지배터리부(350)는 도 10에 도시한 바와 같이, 원샷모듈본체 일측에 적층되어 설치되는 것 이외에도, 도 11에 도시한 바와 같이, 원샷모듈본체의 외부 일측에 연결되어 설치된다.
그리고, 이차전지배터리부 둘레를 따라 비닐커버를 씌워서, 이물질 유입으로 인해 표면이 산화되거나 배터리용량이 방전되는 것을 방지하도록 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈(300)은 임팩트공기살균부(360)가 포함되어 구성된다.
상기 임팩트공기살균부(360)는 도 13에 도시한 바와 같이, 실내공기를 흡입시켜 내부의 UV LED쪽으로 임팩트유도시켜 1차 공기살균시킨 후, 대류현상을 통해 지지프레임 외부로 배출시키는 역할을 한다.
이는 살균몸체부(361), 흡입팬(362), 흡입모터부(363), 매트릭스형 UVLED모듈(364)로 구성된다.
상기 살균몸체부(361)는 내부 상단이 막히고, 내부 측면이 모두 배출망으로 형성된 사각블럭구조로 이루어져, 외압으로부터 각 기기를 보호하고 지지하는 역할을 한다.
상기 흡입팬(362)은 살균몸체부의 하단 일측에 위치되어, 실내공기를 흡입시켜 상단의 매트릭스형 UVLED모듈쪽으로 임팩트유도시키는 역할을 한다.
상기 흡입모터부(363)는 흡입팬의 회전축 일측에 연결되어 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동력을 발생시키는 역할을 한다.
상기 매트릭스형 UVLED모듈(364)은 살균몸체부의 내부공간 상단 일측에 위치되고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 흡입팬으로부터 임팩트유도시킨 실내공기를 UVLED 불빛을 통해 살균시키는 역할을 한다.
또한, 임팩트공기살균부(360)가 포함되어 구성됨으로서, 실내공기를 UV LED를 통해 자체 공기살균시킬 수 있어, 쾌적하고 청결한 지하철역 분위기를 조성시킬 수가 있다.
이하, 본 발명에 따른 슬림화·내화성이 우수한 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
먼저, 도 12에 도시한 바와 같이, 지지프레임을 벽 일측에 설치시킨 후, 하단방향의 하단면 일측에 LED 램프를 설치하고, 상단방향의 상단면 일측에 LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈을 설치한다.
다음으로, 입력전압모니터링부에서 상용전원으로부터 인가되는 입력전압을 센싱해서 모니터링시킨다.
다음으로, 제1 PWM 듀티비제어부에서 입력전압모니터링부에서 센싱된 입력전압값에 따라 LED램프용 AC/DC 컨버터부에 PWM 듀티비신호를 조정해서 출력시킨다.
다음으로, LED램프용 AC/DC 컨버터부에서 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 상용전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 공급시킨다.
다음으로, 이차전지배터리체크부에서 입력전압모니터링부에서 센싱된 입력전압값을 체크한 후, 정전으로 인해 입력되지 않으면 리튬이온배터리를 온(ON) 구동시키고, 이차전지배터리부의 출력전압과 출력전류를 입력받아, 이차전지배터리부의 상태를 체크한다.
다음으로, 배터리보호회로부에서 이차전지배터리부에 과전압, 과전류, 과방전이 입력되지 않고, 컨스턴트 전류 및 컨스턴트 전압이 입력되도록 배터리를 보한다.
다음으로, 출력전류센싱부에서 부하전원인 LED 램프에서 출력되는 출력전류를 센싱시킨다.
다음으로, 제2 PWM 듀티비제어부를 통해 출력전류센싱부에서 센싱된 출력전류값에 따라, 4단계모드로 이루어진 PWM 듀티비신호를 조정한 후, 비상전원용 비상전원용 DC/DC 컨버터부쪽으로 출력시킨다.
끝으로, 비상전원용 비상전원용 DC/DC 컨버터부가 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 비상전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED램프로 공급시킨다.
1 : LED 램프용 스마트 비상등 구동장치 100 : 지지프레임
200 : LED 램프
300 : LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈
310 : 원샷모듈본체 320 : LED램프용 AC/DC 컨버터부
330 : 비상전원용 DC/DC 컨버터부 340 : 스마트제어부
350 : 이차전지배터리부 360 : 임팩트공기살균부

Claims (7)

  1. 천장 또는 벽 일측에 설치되어 LED 램프를 지지하는 지지프레임(100)과,
    지지프레임에 의해 지지되면서, LED 불빛으로 주위를 밝히는 LED 램프(200)로 이루어진 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치로 구성되고,
    상기 지지프레임(100)의 후면 일측에 설치되어, 평상시에 상용전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 공급시키다가, 정전시, 비상전원모드로 구동시켜, 비상전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED 램프로 전원을 공급시켜 비상점등시키는 LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈(300)가 포함되어 구성되되;,
    상기 LED 램프 비상등용 스마트 컨버터모듈(300)은
    지지프레임의 후면 일측에 탈부착식으로 설치되어, LED램프용 AC/DC 컨버터부, 비상전원용 DC/DC 컨버터부, 스마트제어부, 이차전지배터리부를 각각 모듈화시켜 하나의 공간에 원샷으로 형성시키는 원샷모듈본체(310)와,
    스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 상용전원으로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED램프로 공급시키는 LED램프용 AC/DC 컨버터부(320)와,
    스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 이차전지배터리부로부터 전원을 인가받아 DC 변환 후, LED램프로 공급시키는 비상전원용 DC/DC 컨버터부(330)와,
    상용전원을 센싱하고, 그 센싱 결과값에 따라 정상전원모드 일때는 AD/DC 컨버터부를 구동시키고, 센싱 결과값이 비상전원모드 일때는 비상전원용 DC/DC 컨버터부를 구동시키도록 제어하는 스마트제어부(340)와,
    원샷모듈본체 일측에 적층되어 설치되고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 충전되다가, 비상전원모드시 충전된 전원을 비상전원용 DC/DC 컨버터부로 인가시키는 이차전지배터리부(350)로 구성되는 슬림화·내화성이 우수한 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치에 있어서,
    상기 원샷모듈본체(310)는
    에폭시 수지 40~75wt%와,
    MPDA(meta-phenylene diamine), DDS(diamino-diphenyl sulfone), DDM(diamino-diphenyl methane), DETA(diethylenetriamine), TETA(triethylenetetramine), NMA(nadic methyl anhydride), HET(chlorendic anhydride), MTHPA(methyltetrahydrophthalic anhydride)중 선택되는 어느 1의 경화제 20~55wt%와,
    다중벽 탄소나노튜브(CNT) 0.01~0.10wt%와 산화티타늄 분말(TiO2) 0.5~3wt% 를 포함하고, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 또는 삼산화안티몬 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 난연재 2~10wt%의 혼합물을 75~85℃에서 1.5~3시간 동안 1차 경화 후, 135~145℃에서 2~4시간 동안 2차 경화시켜 제조된 것임을 특징으로 하는 슬림화·내화성이 우수한 LED 램프용 스마트 비상등 구동장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100585479B1 (ko) * 2005-07-01 2006-06-07 무경엔지니어링(주) 공조기를 부가한 공기살균기
JP2011249133A (ja) * 2010-05-26 2011-12-08 Panasonic Electric Works Co Ltd 非常用照明装置
JP2013102218A (ja) * 2007-08-10 2013-05-23 Rohm Co Ltd 駆動装置
KR101402411B1 (ko) * 2013-01-02 2014-06-03 전용균 조명등용 젠더

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101097829B1 (ko) 2011-07-20 2011-12-26 주식회사 비라이트 부산공장 비상등 기능을 갖는 ｌｅｄ 형광등 장치
KR20130136236A (ko) 2012-06-04 2013-12-12 하가전자 주식회사 충전식 밧데리 내장형 led 비상등의 밧데리 충전 회로 및 방전회로

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100585479B1 (ko) * 2005-07-01 2006-06-07 무경엔지니어링(주) 공조기를 부가한 공기살균기
JP2013102218A (ja) * 2007-08-10 2013-05-23 Rohm Co Ltd 駆動装置
JP2011249133A (ja) * 2010-05-26 2011-12-08 Panasonic Electric Works Co Ltd 非常用照明装置
KR101402411B1 (ko) * 2013-01-02 2014-06-03 전용균 조명등용 젠더

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