KR102051638B1 - Emergency induction lamp without electric power supply for transmission and distribution line - Google Patents
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Abstract
본 발명은 송배전선로용 무전원 충전 비상 유도등에 관한 것으로서, 고압 대전류를 가지는 송배전선로의 표면에 인접하게 설치되되 내부에 소정의 수용공간이 마련된 하우징과, 상기 하우징 내부에 구비되되, 상기 송배전선로에 교류 전류가 흐르는 경우 발생되는 자기장을 이용하여 전력변환이 이루어지며, 기설정된 전압 레벨을 가지는 구동 전원을 출력하는 전력변환부와, 상기 구동 전원에 의해 점등되는 LED 조명부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 고압 송배전선로에 흐르는 교류 전류를 전자기 유도 방식을 이용해 전력 변환하여 LED 램프를 구동함과 동시에 배터리를 충전할 수 있으므로, 만약 재난이 발생하여 전원공급이 중단되는 경우에도 배터리에 충전된 전원을 이용해 무전원으로 동작하여 작업자의 피난 경로를 안내하는 피난 유도등으로써 사용 가능한 효과가 있다.The present invention relates to a non-power charging emergency induction lamp for a power distribution line, which is installed adjacent to a surface of a power distribution line having a high voltage and a high current, and has a predetermined accommodation space provided therein, and is provided inside the housing, the alternating current in the power distribution line Power conversion is performed by using a magnetic field generated when a current flows, and includes a power conversion unit for outputting a driving power having a predetermined voltage level, and an LED lighting unit which is turned on by the driving power.
Accordingly, the AC current flowing through the high-voltage transmission line can be converted to electric power using an electromagnetic induction method to drive the LED lamp and charge the battery at the same time. It can be used as an evacuation guidance to guide the evacuation route of the worker by operating with no power.
Description
본 발명은 고압 송배전선로에 흐르는 교류 전류를 전자기 유도 방식을 이용해 전력 변환한 구동 전원에 의해 동작하는 송배전선로용 무전원 충전 비상 유도등에 관한 것이다.The present invention relates to a non-power charging emergency induction lamp for a power distribution line operated by a drive power source that converts alternating current flowing through a high voltage transmission line using an electromagnetic induction method.
일반적으로 각 가정이나 사무실 및 대규모의 공장 등에서 사용되는 전기는 각 지역별로 설비되어 있는 변전소를 통해 전기를 공급받게 되는데, 이러한 변전소는 전압이나 전류의 변성 및 전력의 배분을 목적으로 설치되는 것으로, 발전소에서 생산된 전력을 송배전선로를 통해 사용자에게 보내주게 된다.In general, electricity used in each home, office, and large-scale factories is supplied with electricity through substations installed in each region. These substations are installed for the purpose of modifying voltage or current and distributing power. Power generated in the is sent to the user through the transmission and distribution line.
대부분의 변전소는 대체로 지상에 설비되어 있는데, 이러한 변전소의 경우 고압의 전류를 이송시켜 주어야 하는 바, 고압전선이 외부로 노출되어 있는 것이 대부분이고, 외부로 노출된 고압전선은 외부간섭으로 인한 누전 및 합선이 유발되기 쉬우며, 어지럽게 가설된 고압전선으로 인해 주변의 경관을 해치는 등의 문제가 있어 지하(지중)에 고압전선을 설치하게 되었다.Most substations are generally installed on the ground. In the case of such substations, high-voltage currents need to be transferred. Most of the high-voltage wires are exposed to the outside. It is easy to cause a short circuit, and due to the dizzying high-voltage cable, there is a problem such as damaging the surrounding landscape. Therefore, a high-voltage cable is installed underground.
이러한 고압전선을 다루는 설비에서는, 유지 및 보수 작업 중에 혹시라도 정전 등의 비상상황이 발생하는 경우 작업자의 피난 방향을 안내하기 위한 비상 유도등의 설비가 필수적으로 요구된다.In a facility that handles such high-voltage wires, an emergency induction lamp is required to guide the evacuation direction of the worker in case of an emergency such as a power failure during maintenance and repair work.
그러나, 종래의 비상 유도등의 경우, 실내 작업 현장에선 건물 내 전기 배선을 통한 전력 공급에 의해 동작될 수 있으나, 야외 작업 현장에선 별도의 배터리 전력을 이용하되 주기적으로 배터리의 충전 상태를 점검 및 관리해야만 하는 문제점이 있다.However, in the case of the conventional emergency induction light, it can be operated by the power supply through the electrical wiring in the building at the indoor work site, but in the outdoor work site to use a separate battery power, but periodically check and manage the state of charge of the battery There is a problem.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고압 송배전선로에 흐르는 교류 전류를 전자기 유도 방식을 이용해 전력 변환한 구동 전원에 의해 동작하는 송배전선로용 무전원 충전 비상 유도등을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an unpowered charging emergency induction lamp for a power distribution line that operates by a drive power source that converts alternating current flowing through a high voltage transmission line using an electromagnetic induction method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 송배전선로용 무전원 충전 비상 유도등은, 고압 대전류를 가지는 송배전선로의 표면에 인접하게 설치되되 내부에 소정의 수용공간이 마련된 하우징과, 상기 하우징 내부에 구비되되, 상기 송배전선로에 교류 전류가 흐르는 경우 발생되는 자기장을 이용하여 전력변환이 이루어지며, 기설정된 전압 레벨을 가지는 구동 전원을 출력하는 전력변환부와, 상기 구동 전원에 의해 점등되는 LED 조명부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The non-power charging emergency induction lamp for a power distribution line according to an aspect of the present invention for achieving the above object, the housing is installed adjacent to the surface of the transmission line having a high-voltage large current, but a predetermined accommodation space is provided therein, and inside the housing The power conversion unit is provided by using a magnetic field generated when an AC current flows through the transmission and distribution line, the power conversion unit outputting a driving power having a predetermined voltage level, and the LED lighting unit lit by the driving power. Characterized in that it comprises a.
바람직하게는, 상기 전력 변환부는 상기 송배전선로에 교류 전류가 흐르는 경우 상기 교류 전류에 의해 발생하는 자기장의 변화에 따른 자속 변화량에 기초하여 소정의 기전력을 발생시키는 기전력 발생부와, 상기 기전력을 기설정된 기준 레벨의 전압으로 변환 출력한 후 출력된 전압을 상기 LED 조명부에 구동 전원으로 공급함과 동시에 이를 이용하여 배터리를 충전시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the power converter is an electromotive force generating unit for generating a predetermined electromotive force on the basis of the change in the magnetic flux caused by the change of the magnetic field generated by the alternating current when the alternating current flows in the transmission and distribution line, and the predetermined electromotive force It is characterized in that it comprises a control unit for supplying the output voltage to the LED lighting unit to the driving power and charging the battery using the same at the same time after the output to the voltage of the reference level.
또한, 상기 기전력 발생부는 외주면상에 코일이 소정 횟수로 권취되는 보빈과, 상기 보빈의 중심을 기준으로 하여 길이방향으로 관통되도록 설치되는 자성 코어를 포함하며, 상기 송배전선로에 흐르는 교류 전류에 의해 상기 송배전선로의 외표면의 둘레 방향으로 자기장이 발생하면, 상기 자기장에 의해 상기 코일에 발생하는 자속의 변화량과 상기 코일의 권선수에 기초한 소정의 기전력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.The electromotive force generating unit may include a bobbin in which coils are wound a predetermined number of times on an outer circumferential surface thereof, and a magnetic core installed to penetrate in a longitudinal direction with respect to the center of the bobbin, wherein the alternating current flows through the transmission and distribution line. When a magnetic field is generated in the circumferential direction of the outer surface of the transmission and distribution line, the magnetic field generates a predetermined electromotive force based on the amount of change in the magnetic flux generated in the coil and the number of turns of the coil.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 기전력의 전송 효율을 개선하기 위한 적어도 하나의 임피던스 매칭용 커패시터를 이용하여 입력단과 출력단 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 매칭부와, 상기 임피던스 매칭부의 출력전압을 기설정된 임계 전압으로 승압하는 승압 회로부와, 상기 승압 회로부의 출력전압을 기설정된 기준 레벨의 전압으로 변압 출력하여 상기 LED 조명부의 구동 전원으로 공급하는 레귤레이터부와, 상기 레귤레이터부의 출력전압을 이용하여 상기 배터리의 전압이 기설정된 최소 임계 전압에 도달할 때까지 상기 배터리를 충전하는 배터리 충전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller is a predetermined impedance matching unit for performing impedance matching between the input terminal and the output terminal using at least one impedance matching capacitor for improving the transmission efficiency of the electromotive force, and the output voltage of the impedance matching unit A booster circuit unit for boosting to a threshold voltage, a regulator unit for transforming and outputting the output voltage of the booster circuit unit to a voltage of a predetermined reference level, and supplying it to a driving power supply of the LED lighting unit, and using the output voltage of the regulator unit And a battery charger configured to charge the battery until the voltage reaches a predetermined minimum threshold voltage.
또한, 상기 제어부는, 일단은 상기 레귤레이터부의 출력단에 연결되고 타단은 상기 LED 조명부의 입력단에 연결되어 순방향의 전류만 통과시키는 제1 다이오드와, 일단은 상기 제1 다이오드의 출력단에 연결되고 타단은 상기 배터리 충전부의 출력단에 연결되어 역방향의 전류만 통과시키는 제2 다이오드를 더 포함하며, 상기 기전력에 기초한 순방향의 전류가 흐르는 경우 상기 제1 다이오드가 도통되어 상기 레귤레이터부의 출력전압이 상기 LED 조명부에 구동 전원으로 공급되고, 상기 배터리 충전부에 의해 상기 배터리에 충전된 전압에 기초한 역방향의 전류가 흐르는 경우 상기 제2 다이오드가 도통되어 상기 배터리에 충전된 전압이 상기 LED조명부에 구동 전원으로 공급되는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit, one end is connected to the output terminal of the regulator unit and the other end is connected to the input terminal of the LED lighting unit and passes only a forward current, one end is connected to the output terminal of the first diode and the other end is And a second diode connected to an output terminal of the battery charging part and configured to pass only a reverse current. When the forward current based on the electromotive force flows, the first diode is turned on so that the output voltage of the regulator part is driven to the LED lighting part. When the reverse current based on the voltage charged in the battery flows by the battery charging unit, the second diode is turned on and the voltage charged in the battery is supplied to the LED lighting unit as a driving power source. .
본 발명에 따르면, 고압 송배전선로에 흐르는 교류 전류를 전자기 유도 방식을 이용해 전력 변환하여 LED 램프를 구동함과 동시에 배터리를 충전할 수 있으므로, 만약 재난이 발생하여 전원공급이 중단되는 경우에도 배터리에 충전된 전원을 이용해 무전원으로 동작하여 작업자의 피난 경로를 안내하는 피난 유도등으로써 사용 가능한 효과가 있다.According to the present invention, since the AC current flowing through the high-voltage transmission line can be converted to electric power by using an electromagnetic induction method to drive the LED lamp and at the same time, the battery is charged, even if the power supply is interrupted due to a disaster occurs It can be used as an evacuation induction lamp that guides the evacuation route of the worker by operating with no power using the supplied power.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전선로용 무전원 충전 비상 유도등이 송선선로의 표면에 인접하게 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전선로용 무전원 충전 비상 유도등의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 측단면도이고,
도 3은 도 2의 전력 변환부의 내부 구성을 도시한 블록도이고,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 3의 기전력 발생부, 제어부 및 LED 조명부 각각의 내부 회로 및 연결관계를 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 3의 기전력 발생부, 제어부 및 LED 조명부 각각의 내부 회로 및 연결관계를 나타낸 도면이고,
도 6 및 도 7은 도 3의 기전력 발생부에서의 코일의 권선 직경 크기 및 코어의 인덕턴스 크기가 상대적으로 낮은 경우와 높은 경우 각각에 따른 입력 전압, DC 링크 전압 및 레귤레이터부의 출력 전압의 신호 파형을 각각 나타내는 그래프이고,
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 4의 회로일 때 최소 동작을 수행하는 경우의 입력 전압, DC 링크 전압 및 레귤레이터부의 출력 전압의 신호 파형을 각각 나타내는 그래프이고,
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 5의 회로일 때 최소 동작을 수행하는 경우의 입력 전압, DC 링크 전압 및 레귤레이터부의 출력 전압의 신호 파형을 각각 나타내는 그래프이고,
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 4의 회로일 때 배터리를 충전하는 경우의 입력 전압, DC 링크 전압 및 레귤레이터부의 출력 전압의 신호 파형을 각각 나타내는 그래프이고,
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 5의 회로일 때 배터리를 충전하는 경우의 입력 전압, DC 링크 전압 및 레귤레이터부의 출력 전압의 신호 파형을 각각 나타내는 그래프이다.1 is a view schematically showing a state in which a non-power charging emergency induction lamp for a transmission line according to an embodiment of the present invention is installed adjacent to a surface of a transmission line,
Figure 2 is a side cross-sectional view schematically showing the internal configuration of the non-power charging emergency induction lamp for transmission and distribution lines according to an embodiment of the present invention,
3 is a block diagram illustrating an internal configuration of the power converter of FIG. 2;
4 is a diagram illustrating an internal circuit and a connection relationship of each of the electromotive force generator, the controller, and the LED lighting unit of FIG. 3 according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a diagram illustrating an internal circuit and a connection relationship of each of the electromotive force generator, the controller, and the LED lighting unit of FIG. 3 according to the second embodiment of the present invention;
6 and 7 illustrate signal waveforms of the input voltage, the DC link voltage, and the output voltage of the regulator according to the case where the winding diameter size of the coil and the inductance size of the core in the electromotive force generator of FIG. 3 are relatively low and high. Each graph
FIG. 8 is a graph illustrating signal waveforms of an input voltage, a DC link voltage, and an output voltage of a regulator unit in the case of performing a minimum operation in the circuit of FIG. 4 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a graph illustrating signal waveforms of an input voltage, a DC link voltage, and an output voltage of a regulator in the case of performing a minimum operation in the circuit of FIG. 5 according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph illustrating signal waveforms of an input voltage, a DC link voltage, and an output voltage of a regulator unit when the battery is charged in the circuit of FIG. 4 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a graph illustrating signal waveforms of an input voltage, a DC link voltage, and an output voltage of a regulator unit when the battery is charged in the circuit of FIG. 5 according to the second exemplary embodiment of the present invention.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하려는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Specific matters including the problem to be solved, the solution to the problem, and the effects of the present invention as described above are included in the following embodiments and the drawings. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전선로용 무전원 충전 비상 유도등이 송선선로의 표면에 인접하게 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전선로용 무전원 충전 비상 유도등의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 측단면도이고, 도 3은 도 2의 전력 변환부의 내부 구성을 도시한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 3의 기전력 발생부, 제어부 및 LED 조명부 각각의 내부 회로 및 연결관계를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 3의 기전력 발생부, 제어부 및 LED 조명부 각각의 내부 회로 및 연결관계를 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a state in which a non-power charging emergency induction lamp for a power distribution line according to an embodiment of the present invention is installed adjacent to a surface of a transmission line, and FIG. 2 is a power supply for a power distribution line according to an embodiment of the present invention. 3 is a side cross-sectional view schematically illustrating an internal configuration of a charging emergency induction lamp, FIG. 3 is a block diagram illustrating an internal configuration of the power converter of FIG. 2, and FIG. 4 is an electromotive force generator of FIG. 3 according to a first embodiment of the present invention. , FIG. 5 is a diagram illustrating an internal circuit and a connection relationship of each of the control unit and the LED lighting unit, and FIG. 5 is a diagram illustrating an internal circuit and a connection relationship of each of the electromotive force generating unit, the control unit, and the LED lighting unit of FIG. to be.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전선로용 무전원 충전 비상 유도등에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described for the non-power charging emergency induction lamp for the transmission line according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전선로용 무전원 충전 비상 유도등은 크게 하우징(100), 전력변환부(20) 및 LED 조명부(300)를 포함하여 구성된다.1 and 2, the non-power charging emergency induction lamp for a power distribution line according to an embodiment of the present invention includes a
하우징(100)은 고압 대전류를 가지는 송배전선로(1)의 표면에 인접하게 설치되되 내부에 소정의 수용공간이 마련된 상태이다.The
여기서, 하우징(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 하부가 송배전선로(1)의 외주연 일측에 대응하여 굴곡진 형태로 형성되어 서로 인접한 복수의 송배전선로(1) 사이에 삽입되는 구조로 설치될 수 있다.Here, the
구체적으로, 도 2를 참조하면, 하우징(100)은 내부에 소정의 수용공간이 마련된 육면체 형태의 본체부(102)와, 상기 본체부(102)의 중앙을 기준으로 좌우 대칭되도록 상기 본체부(102)의 양측단에 각각 설치되되, 하방에 위치하는 송배전선로(1)의 외주연 일측에 대응하도록 각각의 저면이 내측으로 함몰 형성되는 한 쌍의 날개부(104)와, 상기 본체부(102)의 하단에 설치되되, 하방에 위치하는 한 쌍의 송배전선로(1)의 외주연 타측에 대응되도록 하단 외면이 양측에서 내측으로 함몰 형성되는 삽입부(106)를 포함할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 2, the
여기서, 날개부(104)의 저면은 송배전선로(1)의 외주연 일측에 해당하는 제1 원호에 대응하여 내측으로 함몰 형성되고, 삽입부(106)의 하단 외면은 한 쌍의 송배전선로(1)의 외주연 타측에 해당하되 상기 제1 원호의 끝점에서 시작되는 제2 원호에 대응하여 양측에서 내측으로 함몰 형성될 수 있다.Here, the bottom surface of the
이때, 본체부(102)의 수용공간에는 배터리(200), 기전력 발생부(400) 및 제어부(500)가 수용되며, 배터리(200), 기전력 발생부(400) 및 제어부(500)는 각각 전기적으로 연결된 상태이다.In this case, the
전력변환부(20)는 하우징(100) 내부에 구비되되, 송배전선로(1)에 교류 전류(i)가 흐르는 경우 발생되는 자기장(B)을 이용하여 전력변환이 이루어지며, 기설정된 전압 레벨을 가지는 구동 전원을 출력한다.The
여기서, 전력 변환부(20)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 기전력 발생부(400)와 제어부(500)를 포함할 수 있다.Here, the
기전력 발생부(400)는 송배전선로(1)에 교류 전류(i)가 흐르는 경우 교류 전류(i)에 의해 발생하는 자기장(B)의 변화에 따른 자속 변화량에 기초하여 소정의 기전력을 발생시키는 역할을 한다.The electromotive
구체적으로, 기전력 발생부(400)는, 외주면상에 코일(430)이 소정 횟수로 권취되는 보빈(410)과, 보빈(410)의 중심을 기준으로 하여 길이방향으로 관통되도록 설치되는 자성 코어(420)를 포함할 수 있다.In detail, the electromotive
이 경우, 기전력 발생부(400)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 송배전선로(1)에 흐르는 교류 전류(i)에 의해 송배전선로(1)의 외표면의 둘레 방향으로 자기장(B)이 발생하면, 자기장(B)에 의해 코일(430)에 발생하는 자속의 변화량과 코일(430)의 권선수(N)에 기초한 소정의 기전력을 발생시키게 된다.In this case, as shown in FIGS. 4 and 5, the electromotive
이때, 상기 기전력은 3V 내지 6V 범위의 교류 전압으로서, 50mA 이상의 전류값과 50Hz 내지 70Hz 범위의 주파수를 가지는 것이 바람직하다.At this time, the electromotive force is an AC voltage in the range of 3V to 6V, preferably having a current value of 50mA or more and a frequency in the range of 50Hz to 70Hz.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 전술한 기전력 발생부(400)에서의 코일(430)의 권선 직경 크기 및 코어(420)의 인덕턴스 크기에 따른 입력 전압, DC 링크 전압 및 레귤레이터부(530)의 출력 전압의 신호 파형에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the input voltage, the DC link voltage, and the
여기서, 도 6은 기전력 발생부(400)에서의 코일(430)의 권선 직경이 '0.14[Φ]'이고 코어(420)의 인덕턴스값이 '4.08[H]'일 때, 임피던스 매칭부(510)의 입력 전압(Vi)과 승압 회로부(520)의 출력 전압인 DC 링크 전압(Vdc)과 레귤레이터부(530)의 출력 전압(Vreq)의 신호 파형을 각각 나타내는 그래프이고, 도 7은 도시된 기전력 발생부(400)에서의 코일(430)의 권선 직경이 '0.18[Φ]'이고 코어(420)의 인덕턴스값이 '4.11[H]'일 때의 입력 전압(Vi), DC 링크 전압(Vdc) 및 레귤레이터부(530)의 출력 전압(Vreq)의 신호 파형을 각각 나타내는 그래프이다.6 illustrates an impedance matching
먼저, 도 6을 참조하면, 코일(430)의 권선 직경이 '0.14[Φ]'이고 코어(420)의 인덕턴스값이 '4.08[H]'일 때, 임피던스 매칭부(510)의 입력 전압(41)은 6.926[V]이고, 승압 회로부(520)의 출력 전압인 DC 링크 전압(42)은 7.16[V]이며, 레귤레이터부(530)의 출력 전압(43)은 4.95[V]로 측정됨에 따라, 최종적으로 LED 조명부(300)는 레귤레이터부(530)의 출력 전압(43)인 '4.95[V]'을 구동 전원으로 하여 동작함을 확인할 수 있다.First, referring to FIG. 6, when the winding diameter of the
다음으로, 도 7을 참조하면, 코일(430)의 권선 직경이 '0.18[Φ]'이고 코어(420)의 인덕턴스값이 '4.11[H]'일 때, 임피던스 매칭부(510)의 입력 전압(51)은 6.178[V]이고, 승압 회로부(520)의 출력 전압인 DC 링크 전압(52)은 5.78[V]이며, 레귤레이터부(530)의 출력 전압(53)은 4.95[V]로 측정됨에 따라, 최종적으로 LED 조명부(300)는 레귤레이터부(530)의 출력 전압(43)인 '4.95[V]'를 구동 전원으로 하여 동작함을 확인할 수 있다.Next, referring to FIG. 7, when the winding diameter of the
제어부(500)는 기전력 발생부(400)에 의해 발생된 기전력을 기설정된 기준 레벨의 전압으로 변환 출력하여 LED 조명부(300)에 구동 전원으로 공급함과 동시에 이를 이용하여 배터리(200)를 충전시킨다.The
여기서, 제어부(500)는 도 3에 도시된 바와 같이 임피던스 매칭부(510), 승압 회로부(520), 레귤레이터부(530) 및 배터리 충전부(540)로 구성될 수 있다.Here, the
임피던스 매칭부(510)는 기전력 발생부(400)에 의해 발생되어 입력단에 인가된 기전력의 전송 효율을 개선하기 위한 적어도 하나의 커패시터를 이용하여 입력단과 출력단 사이의 임피던스 매칭을 수행한다.The
예컨대, 임피던스 매칭부(510)는 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 커패시터(C3)만을 포함하여 구성되거나, 혹은 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍의 커패시터(C3,C4)를 포함하여 구성될 수도 있다.For example, the
여기서, 임피던스 매칭부(510)에 포함되는 커패시터는 3uF 내지 6uF 범위의 정전용량을 가질 수 있으며, 바람직하게는, 임피던스 매칭부(510)에 포함되는 커패시터의 정전용량은 4.7uF일 수 있다.Here, the capacitor included in the
이때, 임피던스 매칭부(510)의 앞단에는 제1 커넥터(CN1)가 추가로 배치될 수 있으며, 제1 커넥터(CN1)의 제3핀(3)에는 임피던스 매칭부(510)의 입력단과 기전력 발생부(400)가 전기적으로 연결되고, 제1 커넥터(CN1)의 제1핀(1)에는 승압 회로부(520)의 입력단과 기전력 발생부(400)가 전기적으로 연결된 상태일 수 있다.In this case, the first connector CN1 may be further disposed at the front end of the
예컨대, 임피던스 매칭부(510)가 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍의 커패시터(C3,C4)로 구성되는 경우, 만일 제1 커넥터(CN1)의 입력단에 인가된 기전력이 4V 교류 전압이고 주파수가 60Hz이며, 제1 커패시터(C3,C4)의 정전용량이 4.7uF라 할 때, 병렬 연결된 한 쌍의 제1 커패시터(C3,C4)에 의한 합성 정전용량(Ctot)은 'Ctot = C3 + C4'가 되므로, 임피던스 매칭부(510)에 의해 출력된 전압은 2V 교류 전압이 될 수 있다.For example, when the
승압 회로부(520)는 임피던스 매칭부(510)의 출력전압을 기설정된 임계 전압으로 승압한다.The
여기서, 승압 회로부(520)는 도 4에 도시된 바와 같이 양단이 임피던스 매칭부(510)의 출력단에 연결되어 순방향의 전류만 통과시키는 제3 다이오드(D3)와, 일단은 제3 다이오드(D3)에 연결되고 타단은 접지(GND) 연결되는 제2 커패시터(CE2)와, 양단이 제3 다이오드(D3) 및 제2 커패시터(CE2)에 병렬 연결되어 역방향의 전류만 통과시키는 제4 다이오드(D4)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, the
또한, 승압 회로부(520)는 전술한 제3 다이오드(D3), 제2 커패시터(CE2) 및 제4 다이오드(D4)와 더불어, 도 5에 도시된 바와 같이, 양단이 제3 다이오드(D3) 및 제4 다이오드(D4)에 각각 병렬 연결되는 한 쌍의 제3 커패시터(C5,C6)와, 제2 커패시터(CE2)에 병렬 연결되어 제2 커패시터(CE2)에 과전압이 흐르는 것을 방지하는 제너 다이오드(ZD1)를 더 포함할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 5, the
여기서, 제3 커패시터(C5,C6)는 0.5uF 내지 2uF 범위의 정전용량을 가지는 양극성 커패시터로 마련될 수 있고, 제2 커패시터(CE2)는 80uF 내지 120uF 범위의 정전용량을 가지되 20V 내지 30V의 정격전압을 가지는 단극성 커패시터로 마련될 수 있다.Here, the third capacitors (C5, C6) may be provided as a bipolar capacitor having a capacitance in the range of 0.5uF to 2uF, the second capacitor (CE2) has a capacitance in the range of 80uF to 120uF, but 20V to 30V It may be provided as a unipolar capacitor having a rated voltage.
바람직하게는, 제3 커패시터(C5,C6)는 정전용량이 1uF이고, 제2 커패시터(CE2)는 정전용량은 100uF, 정격전압은 25V일 수 있다.Preferably, the third capacitors C5 and C6 have a capacitance of 1 uF, the second capacitor CE2 may have a capacitance of 100 uF, and a rated voltage of 25V.
이때, 제3 다이오드(D3)과 제너 다이오드(ZD1) 사이에는 저항(R6)이 추가로 연결될 수 있다.In this case, a resistor R6 may be further connected between the third diode D3 and the zener diode ZD1.
예컨대, 도 5를 참조하면, 만일 임피던스 매칭부(510)에 의해 출력된 전압이 2V 교류전압이고 기설정된 임계 전압이 4V라고 할 때, 승압 회로부(520)는 임피던스 매칭부(510)의 출력 전압을 인가받아 승압한 결과 4V의 직류전압을 출력하게 된다.For example, referring to FIG. 5, when the voltage output by the
레귤레이터부(530)는 승압 회로부(520)의 출력전압을 기설정된 기준 레벨의 전압으로 변압하여 출력한다.The
여기서, 레귤레이터부(530)는 1.5V 내지 5.0V 중 선택된 측정 단위에 따라 일정한 기준 레벨의 전압을 출력하는 5pin 방식의 초저전압강하(ULDO; Ultra Low Dropout) 레귤레이터의 일종일 수 있다.Here, the
예컨대, 도 4에 도시된 본 발명의 제1 실시예의 경우, 2.3V 내지 24V 범위의 전압을 입력받아 동작하되, 내부 전류 및 온도 제한에 따라 ±2.0%의 오차 범위에서 1.5V 내지 5.0V 중 선택된 측정 단위에 따라 일정한 기준 레벨의 전압을 출력하는 AP2204 시리즈 전압 레귤레이터 IC 일 수 있다.For example, in the case of the first embodiment of the present invention shown in Figure 4, it operates by receiving a voltage range of 2.3V to 24V, selected from 1.5V to 5.0V in the error range of ± 2.0% according to the internal current and temperature limit It may be an AP2204 series voltage regulator IC that outputs a constant reference level voltage depending on the unit of measurement.
또한, 예컨대, 도 5에 도시된 본 발명의 제2 실시예의 경우, -0.3V 내지 16V 범위의 전압을 입력받아 동작하되, 내부 전류 및 온도 제한에 따라 ±0.75%의 오차 범위에서 1.5V 내지 5.0V 중 선택된 측정 단위에 따라 일정한 기준 레벨의 전압을 출력하는 LD2981 시리즈 전압 레귤레이터 IC일 수 있다.In addition, for example, in the second embodiment of the present invention shown in Figure 5, it operates by receiving a voltage of -0.3V to 16V range, 1.5V to 5.0 in the error range of ± 0.75% depending on the internal current and temperature limit It can be an LD2981 series voltage regulator IC that outputs a voltage at a constant reference level depending on the selected measurement unit of V.
이때, 레귤레이터부(530)는, 승압 회로부(520)의 출력단과 연결되어 DC 입력 전압(VIN)을 입력받는 제1핀(1)과, 접지 단자(GND)에 연결되는 제2핀(2)과, 내부에 마련된 풀업(pull-up) 저항을 이용하여 인히비트(INHIBIT) 스위치의 온 오프 동작을 제어하는 제3핀(3)과, 출력전압(VOUT)을 출력하는 제5핀(5)을 구비할 수 있다.At this time, the
또한, 레귤레이터부(530)는, 일단은 승압 회로부(520)의 출력단과 제1핀(1) 사이에 연결되고 타단은 접지 연결되는 커패시터(C1)와, 제5핀(5)에 연결되는 커패시터(C7)를 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는, 커패시터(C1)의 정전용량은 1uF이고 커패시터(C7)의 정전용량은 10uF일 수 있다.In addition, the
예컨대, 도 4 또는 도 5를 참조하면, 레귤레이터부(530)에서 제1핀(1) 및 제3핀(3)을 통해 승압 회로부(520)에서 출력된 4V의 직류전압을 입력받은 경우, 레귤레이터부(530)는 제3핀(3)의 스위치 제어를 통해 입력전압(VIN)의 크기를 제어하여 전력의 형태를 변환하고 그 흐름을 제어한 결과로써, 최종적으로 기설정된 전압값인 '5V'의 출력전압(VOUT)을 제5핀(5)을 통해 출력하게 되며, 상기 출력전압(VOUT)은 LED 구동부(300) 및 배터리 충전부(540)에 공급된다.For example, referring to FIG. 4 or 5, when the
배터리 충전부(540)는 레귤레이터부(530)의 출력전압을 이용하여 배터리(200)의 전압이 기설정된 최소 임계 전압에 도달할 때까지 배터리(200)를 충전한다.The
여기서, 배터리 충전부(540)는 -40℃ 내지 85℃ 범위의 온도에서 3.75V 내지 6.0V의 전압을 공급받아 동작하는 5pin 방식의 소형 단일 셀용 충전 관리 IC(integrated circuit)의 일종일 수 있다.Here, the
이때, 배터리 충전부(540)는, 공급 전압(VDD)을 입력받는 제4핀(4)과, 배터리(200)의 음극 단자(negative terminal)에 연결되어 기준전압(VSS)으로 설정하기 위한 제2핀(2)과, 배터리(200)의 양극 단자(positive terminal)에 연결되는 제3핀(3)과, 충전 상태 표시를 위한 충전 LED(LED3)에 연결되어 이에 대한 출력(STAT)을 수행하기 위한 제1핀(1)과, 제2핀(2)과 내부적으로 연결되는 소정의 저항을 배치함으로써 고속 충전(fast charge) 및 종단 전류(termination currents)를 조정하여 전류 제어 설정 및 충전 제어 활성화(PROG)를 수행하는 제5핀(5)을 구비할 수 있다.In this case, the
또한, 배터리 충전부(540)는, 제1핀(1)에 연결되어 배터리(200)의 충전 상태를 표시하는 충전 LED(LED3)와, 일단은 충전 LED(LED3)에 연결되고 타단은 공급 전압(VDD)에 연결되는 저항(R4)과, 일단은 제5핀(5)에 연결되고 타단은 접지(GND) 연결되는 저항(R3)과, 일단은 제3핀(3)에 연결되어 배터리 충전부(540)로부터의 출력 전압을 충전하고 타단은 접지(GND) 연결되는 커패시터(C2)를 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는, 커패시터(C2)의 정전용량은 4.7uF이고, 저항(R3)은 저항(R4)의 크기보다 크게 설정될 수 있다.In addition, the
예컨대, 도 4 또는 도 5를 참조하면, 배터리 충전부(540)는 제3핀(3)을 통해 배터리(200)의 전압을 측정한 결과 측정된 배터리(200)의 전압(V_BAT)이 기설정된 최소 임계 전압인 '5.0V'보다 작은 경우, 상기 최소 임계 전압에 도달할 때까지 배터리(200)를 충전하게 되고, 배터리(200)를 충전하는 동안, 제1핀(1)에서 출력된 신호에 의해 배터리(200)가 충전 상태임을 표시하는 충전 LED(LED3)가 점등되게 된다.For example, referring to FIG. 4 or FIG. 5, the
여기서, 배터리(200)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 일단은 배터리 충전부(540)의 제3핀(3)에 연결되고 타단은 접지 연결된 적어도 하나의 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.Here, the
이때, 레귤레이터부(530)의 출력전압에 기초하여 배터리 충전부(540)에서 배터리(200)의 전압(V_BAT)을 충전시키는 충전 경로상에는 소정의 스위치가 배치될 수도 있다.In this case, a predetermined switch may be disposed on a charging path for charging the voltage V_BAT of the
예컨대, 도 4 또는 도 5를 참조하면, 상기 스위치는, 배터리(200)의 전압(V_BAT)이 기설정된 최소 임계 전압인 '5.0V'에 도달하기 전까진 턴-온 상태를 유지하여 배터리(200) 충전이 수행되나, 배터리(200)의 전압(V_BAT)이 상기 임계 전압인 '5.0V' 이상에 도달하면, 턴-오프 동작하여 배터리(200)의 충전을 중단시키는 역할을 한다.For example, referring to FIG. 4 or FIG. 5, the switch maintains the turn-on state until the voltage V_BAT of the
LED 조명부(300)는 전력변환부(20)에 의해 출력된 구동 전원에 의해 점등된다.The
여기서, LED 조명부(300)는 기전력 발생부(400)에 의해 기전력이 발생하는 경우에는 레귤레이터부(530)의 출력 전원을 공급받아 동작하고, 만약 재난 등이 발생하여 송배전선로(1)로 전류가 더 이상 흐르지 않아 기전력 또한 발생하지 않는 경우에는 배터리(200)에 충전된 전원을 공급받아 동작하게 된다.Here, when the electromotive force is generated by the electromotive
구체적으로, LED 조명부(300)는 일단은 레귤레이터부(530)의 제5핀(5)에 병렬 연결되고 타단은 각각 접지(GND) 연결되는 제1 LED(LED1) 및 제2 LED(LED2)를 구비할 수 있으며, 제1 LED(LED1) 및 제2 LED(LED2) 각각의 앞단에는 저항(R1,R2)이 연결된 상태일 수 있다.Specifically, the
이때, 제어부(500)는 일단은 레귤레이터부(530)의 제5핀(5)에 연결되고 타단은 LED 조명부(300)에 연결되어 순방향의 전류만 통과시키는 제1 다이오드(D1)와, 일단은 제1 다이오드(D1)의 출력단에 연결되고 타단은 배터리 충전부(540)의 출력단에 연결되어 역방향의 전류만 통과시키는 제2 다이오드(D2)와, 레귤레이터부(530)의 제5핀(5)과 제1 다이오드(D1)의 입력단 사이에 연결되는 저항(R5)을 더 포함할 수 있다.At this time, the
이 경우, 제어부(500)에 만일 순방향의 전류가 흐르면 제1 다이오드(D1)가 도통되어 레귤레이터부(530)의 출력전압이 LED 조명부(300)의 구동 전원으로 공급되고, 반대로 역방향의 전류가 흐르면 제2 다이오드(D2)가 도통되어 배터리(200)에 충전된 전압이 LED 조명부(300)에 구동 전원으로 공급되게 된다.In this case, if forward current flows to the
이는 송배전선로(1)에 고압 대전류가 정상적으로 흐르는 경우엔 기전력 발생부(400)에 의해 발생한 기전력에 기초한 순방향의 전류가 '임피던스 매칭부(510) -> 승압 회로부(520) -> 레귤레이터부(530)' 순으로 흐른 후 제1 다이오드(D1)를 통과하여 LED 조명부(300)로 공급되게 되나, 만일 송배전선로(1)에 정전 등의 비상상황이 발생하여 더 이상 전류가 흐르지 않는 경우엔 기전력에 기초한 순방향의 전류는 발생하지 않지만, 배터리 충전부(540)에 의해 충전된 전압에 기초한 역방향의 전류가 제2 다이오드(D2)를 통과하여 LED 조명부(300)로 공급되기 때문이다.When the high-voltage high current flows normally in the transmission and
이하, 도 8 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 제1,2 실시예에 기초한 회로에서 최소 동작을 수행하거나 배터리를 충전할 때 각각에 따른 입력 전압, DC 링크 전압 및 레귤레이터부(530)의 출력 전압의 신호 파형에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the input voltage, the DC link voltage, and the output of the
여기서, 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 4의 회로일 때 최소 동작을 수행하는 경우의 임피던스 매칭부(510)의 입력 전압(Vi)과 승압 회로부(520)의 출력 전압인 DC 링크 전압(Vdc)과 레귤레이터부(530)의 출력 전압(Vreq)의 신호 파형을 각각 나타내는 그래프이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 5의 회로일 때 최소 동작을 수행하는 경우의 입력 전압(Vi), DC 링크 전압(Vdc) 및 레귤레이터부(530)의 출력 전압(Vreq)의 신호 파형을 각각 나타내는 그래프이다.Here, in Figure 8 is the output voltage of the input voltage (V i) and the step-up
먼저, 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 제어부(500)의 내부 회로가 도 4에 도시된 바와 같을 때 최소 동작 수행 시의 전압 신호 파형에 대해 설명하면, 임피던스 매칭부(510)의 입력 전압(71)은 6.608[V]이고, 승압 회로부(520)의 출력 전압인 DC 링크 전압(72)은 6.52[V]이며, 레귤레이터부(530)의 출력 전압(73)은 5.0[V]로 측정됨에 따라, 최종적으로 LED 조명부(300)는 레귤레이터부(530)의 출력 전압(73)인 '5.0[V]'을 구동 전원으로 하여 동작함을 확인할 수 있다.First, referring to FIG. 8, when the internal circuit of the
먼저, 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 제어부(500)의 내부 회로가 도 5에 도시된 바와 같을 때 최소 동작 수행 시의 전압 신호 파형에 대해 설명하면, 임피던스 매칭부(510)의 입력 전압(61)은 6.19[V]이고, 승압 회로부(520)의 출력 전압인 DC 링크 전압(62)은 6.18[V]이며, 레귤레이터부(530)의 출력 전압(63)은 4.99[V]로 측정됨에 따라, 최종적으로 LED 조명부(300)는 레귤레이터부(530)의 출력 전압(63)인 '4.99[V]'을 구동 전원을 하여 동작함을 확인할 수 있다.First, referring to FIG. 9, when the internal circuit of the
또한, 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 4의 회로일 때 배터리(200)를 충전하는 경우의 임피던스 매칭부(510)의 입력 전압(Vi)과 승압 회로부(520)의 출력 전압인 DC 링크 전압(Vdc)과 레귤레이터부(530)의 출력 전압(Vreq)의 신호 파형을 각각 나타내는 그래프이고, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 5의 회로일 때 배터리(200)를 충전하는 경우의 입력 전압(Vi), DC 링크 전압(Vdc) 및 레귤레이터부(530)의 출력 전압(Vreq)의 신호 파형을 각각 나타내는 그래프이다.Also, 10 is the output of the input voltage (V i) and the step-up
먼저, 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 제어부(500)의 내부 회로가 도 4에 도시된 바와 같을 때 배터리(200) 충전 시의 전압 신호 파형에 대해 설명하면, 임피던스 매칭부(510)의 입력 전압(91)은 7.954[V]이고, 승압 회로부(520)의 출력 전압인 DC 링크 전압(92)은 4.34V이며, 레귤레이터부(530)의 출력 전압(93)은 4.43[V]로 측정됨에 따라, 최종적으로 LED 조명부(300)는 레귤레이터부(530)의 출력 전압(93)인 '4.43[V]'을 구동 전원을 하여 동작함을 확인할 수 있다.First, referring to FIG. 10, when the internal circuit of the
다음으로, 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 제어부(500)의 내부 회로가 도 5에 도시된 바와 같을 때 배터리(200) 충전 시의 전압 신호 파형에 대해 설명하면, 임피던스 매칭부(510)의 입력 전압(81)은 6.558[V]이고, 승압 회로부(520)의 출력 전압인 DC 링크 전압(82)은 4.21[V]이며, 레귤레이터부(530)의 출력 전압(83)은 4.23[V]로 측정됨에 따라, 최종적으로 LED 조명부(300)는 레귤레이터부(530)의 출력 전압(83)인 '4.23[V]'을 구동 전원으로 하여 동작함을 확인할 수 있다.Next, referring to FIG. 11, when the internal circuit of the
이에 따라, 전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 고압 송배전선로에 흐르는 교류 전류를 전자기 유도 방식을 이용해 전력 변환하여 LED 램프를 구동함과 동시에 배터리를 충전할 수 있으므로, 만약 재난이 발생하여 전원공급이 중단되는 경우에도 배터리에 충전된 전원을 이용해 무전원으로 동작하여 작업자의 피난 경로를 안내하는 피난 유도등으로써 사용 가능한 효과가 있다.Accordingly, as described above, according to the present invention, since the AC current flowing in the high-voltage transmission line can be converted to electric power by using an electromagnetic induction method, the LED lamp can be driven and the battery can be charged at the same time. Even when this is stopped, there is an effect that can be used as an evacuation induction lamp that guides the evacuation route of the operator by operating with no power using the power charged in the battery.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.As mentioned above, the present invention has been described in detail through preferred embodiments, but the present invention is not limited thereto and may be variously implemented within the scope of the claims.
특히, 전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 강점을 다소 폭넓게 상술하였으므로, 상술한 본 발명의 개념과 특정 실시 예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 형상의 설계나 수정의 기본으로써 즉시 사용될 수 있음이 해당 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.In particular, the foregoing has outlined rather broadly the features and technical advantages of the present invention in order that the claims of the invention that follow may be better understood, and thus, the concept and specific embodiments of the present invention described above serve to accomplish the same purpose as the present invention. It should be recognized by those skilled in the art that it can be used immediately as a basis for designing or modifying other shapes.
또한, 상기에서 기술된 실시 예는 본 발명에 따른 하나의 실시 예일 뿐이며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양한 수정 및 변경된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 이러한 다양한 수정 및 변경 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위에 속하는 것으로 전술한 본 발명의 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the embodiment described above is just one embodiment according to the present invention, it can be implemented in various modifications and changes in the scope of the technical idea of the present invention by those skilled in the art. I can understand. Accordingly, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation, and such various modifications and changes are also within the scope of the spirit of the present invention as set forth in the claims above and their equivalents All differences within will be construed as being included in the present invention.
1: 송배전선로
20: 전력 변환부
100: 하우징
102: 본체부
104: 날개부
106: 삽입부
200: 배터리
300: LED 조명부
400: 기전력 발생부
410: 보빈
420: 코어
430: 코일
500: 제어부
510: 임피던스 매칭부
520: 승압 회로부
530: 레귤레이터부
540: 배터리 충전부1: Transmission line
20: power conversion unit
100: housing
102: main body
104: wings
106: insertion unit
200: battery
300: LED lighting unit
400: electromotive force generating unit
410 bobbin
420: core
430: coil
500: control unit
510: impedance matching unit
520: boost circuit portion
530: regulator unit
540: battery charger
Claims (5)
상기 하우징 내부에 구비되되, 상기 송배전선로에 교류 전류가 흐르는 경우 발생되는 자기장을 이용하여 전력변환이 이루어지며, 기설정된 전압 레벨을 가지는 구동 전원을 출력하는 전력 변환부; 및
상기 구동 전원에 의해 점등되는 LED 조명부;를 포함하고,
상기 하우징은
내부에 소정의 상기 수용공간이 마련된 육면체 형태의 본체부;
상기 본체부의 중앙을 기준으로 좌우 대칭되도록 상기 본체부의 양측단에 각각 설치되되, 하방에 위치하는 상기 송배전선로의 외주연 일측에 대응하도록 각각의 저면이 내측으로 함몰 형성되는 한 쌍의 날개부; 및
상기 본체부의 하단에 설치되되, 하방에 위치하는 한 쌍의 상기 송배전선로의 외주연 타측에 대응되도록 하단 외면이 양측에서 내측으로 함몰 형성되는 삽입부;를 포함하고,
상기 전력 변환부는,
상기 송배전선로에 교류 전류가 흐르는 경우 상기 교류 전류에 의해 발생하는 자기장의 변화에 따른 자속 변화량에 기초하여 소정의 기전력을 발생시키는 기전력 발생부; 및
상기 기전력을 기설정된 기준 레벨의 전압으로 변환 출력한 후 출력된 전압을 상기 LED 조명부에 구동 전원으로 공급함과 동시에 이를 이용하여 배터리를 충전시키는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 기전력의 전송 효율을 개선하기 위한 적어도 하나의 임피던스 매칭용 커패시터를 이용하여 입력단과 출력단 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 매칭부;
상기 임피던스 매칭부의 출력전압을 커패시터와 다이오드를 이용하여 기설정된 임계 전압으로 승압하는 승압 회로부;
상기 승압 회로부의 출력전압을 기설정된 기준 레벨의 전압으로 변압 출력하여 상기 LED 조명부의 구동 전원으로 공급하는 레귤레이터부; 및
상기 레귤레이터부의 출력전압을 적어도 하나의 커패시터와 소정의 스위치를 이용하여 상기 배터리의 전압이 기설정된 최소 임계 전압에 도달할 때까지 상기 배터리를 충전하는 배터리 충전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 송배전선로용 무전원 충전 비상 유도등.A housing installed adjacent to a surface of a transmission and distribution line having a high voltage and high current, and having a predetermined accommodation space therein;
A power conversion unit provided inside the housing and configured to convert power by using a magnetic field generated when an AC current flows in the transmission and distribution line, and output a driving power having a predetermined voltage level; And
Includes; LED lighting unit is turned on by the drive power,
The housing is
A main body portion having a hexahedron shape in which the predetermined receiving space is provided;
A pair of wing parts installed at both side ends of the main body part so as to be symmetrical with respect to the center of the main body part, each of which has a bottom portion recessed inward to correspond to an outer circumferential side of the transmission and distribution line located below; And
It is installed on the lower end of the main body portion, the lower portion is inserted into the lower outer surface formed in both sides inwardly so as to correspond to the other side of the outer circumference of the pair of transmission and distribution lines located below;
The power converter,
An electromotive force generator for generating a predetermined electromotive force based on an amount of magnetic flux change according to a change in a magnetic field generated by the alternating current when an alternating current flows through the transmission and distribution line; And
And a control unit converting the electromotive force into a voltage having a predetermined reference level and then supplying the output voltage to the LED lighting unit as a driving power and charging the battery using the same.
The control unit,
An impedance matching unit for performing impedance matching between an input terminal and an output terminal using at least one impedance matching capacitor to improve transmission efficiency of the electromotive force;
A boosting circuit unit boosting the output voltage of the impedance matching unit to a predetermined threshold voltage using a capacitor and a diode;
A regulator unit for converting and outputting the output voltage of the booster circuit unit to a voltage of a predetermined reference level and supplying the LED to the driving power of the LED lighting unit; And
And a battery charging unit configured to charge the battery until the voltage of the battery reaches a predetermined minimum threshold voltage using at least one capacitor and a predetermined switch as the output voltage of the regulator unit. No power charging emergency induction light.
상기 기전력 발생부는,
외주면상에 코일이 소정 횟수로 권취되는 보빈; 및
상기 보빈의 중심을 기준으로 하여 길이방향으로 관통되도록 설치되는 자성 코어;를 포함하며,
상기 송배전선로에 흐르는 교류 전류에 의해 상기 송배전선로의 외표면의 둘레 방향으로 자기장이 발생하면, 상기 자기장에 의해 상기 코일에 발생하는 자속의 변화량과 상기 코일의 권선수에 기초한 소정의 기전력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 송배전선로용 무전원 충전 비상 유도등.The method of claim 1,
The electromotive force generating unit,
A bobbin on which a coil is wound on the outer circumferential surface a predetermined number of times; And
And a magnetic core installed to penetrate in the longitudinal direction with respect to the center of the bobbin.
When a magnetic field is generated in the circumferential direction of the outer surface of the transmission and distribution line by the alternating current flowing through the transmission and distribution line, the magnetic field generates a predetermined electromotive force based on the amount of change in the magnetic flux generated in the coil and the number of turns of the coil. Non-power charging emergency induction lamp for transmission and distribution lines, characterized in that.
상기 제어부는,
일단은 상기 레귤레이터부의 출력단에 연결되고 타단은 상기 LED 조명부의 입력단에 연결되어 순방향의 전류만 통과시키는 제1 다이오드와, 일단은 상기 제1 다이오드의 출력단에 연결되고 타단은 상기 배터리 충전부의 출력단에 연결되어 역방향의 전류만 통과시키는 제2 다이오드를 더 포함하며,
상기 기전력에 기초한 순방향의 전류가 흐르는 경우 상기 제1 다이오드가 도통되어 상기 레귤레이터부의 출력전압이 상기 LED 조명부에 구동 전원으로 공급되고,
상기 배터리 충전부에 의해 상기 배터리에 충전된 전압에 기초한 역방향의 전류가 흐르는 경우 상기 제2 다이오드가 도통되어 상기 배터리에 충전된 전압이 상기 LED조명부에 구동 전원으로 공급되는 것을 특징으로 하는 송배전선로용 무전원 충전 비상 유도등.The method of claim 1,
The control unit,
One end is connected to the output terminal of the regulator and the other end is connected to the input terminal of the LED lighting unit for passing only a forward current, one end is connected to the output terminal of the first diode and the other end is connected to the output terminal of the battery charging unit Further comprising a second diode passing only a reverse current;
When a forward current based on the electromotive force flows, the first diode is turned on so that an output voltage of the regulator unit is supplied to a driving power source for the LED lighting unit.
When the reverse current based on the voltage charged in the battery flows by the battery charging unit, the second diode is conducted so that the voltage charged in the battery is supplied to the LED lighting unit as a driving power supply for the power distribution line Charging emergency induction light.
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KR1020180049186A KR102051638B1 (en) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Emergency induction lamp without electric power supply for transmission and distribution line |
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