KR102251802B1 - 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치는, 유도등에 배터리 전원을 공급하는 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치에 있어서, 복수의 배터리 셀을 포함하여 이루어진 메인 배터리; 복수의 배터리 셀을 포함하여 이루어진 서브 배터리; 상기 메인 배터리의 출력측의 제1 파워 라인 상에 배치되고, 상기 메인 배터리의 출력 전압을 소정 레벨의 정전압으로 변환하여 출력하는 제1 정전압부; 상기 서브 배터리의 출력측의 제2 파워 라인 상에 배치되고, 상기 서브 배터리의 출력 전압을 소정 레벨의 정전압으로 변환하여 출력하는 제2 정전압부; 상기 메인 배터리의 충전 전압과 제1 기준 전압을 비교하여 상기 메인 배터리의 충전 전압이 상기 제1 기준 전압보다 낮고, 상기 서브 배터리의 충전 전압과 제2 기준 전압을 비교하여 상기 서브 배터리의 충전 전압이 상기 제2 기준 전압보다 높으면, 상기 서브 배터리와 상기 메인 배터리를 전기적으로 연결하여 상기 서브 배터리로 상기 메인 배터리를 충전하는 메인 배터리 충전부; 상기 메인 배터리의 충전 전압이 소정의 고장 검출 기준 전압보다 낮으면, 고장 검출 신호를 출력하도록 구성된 메인 배터리 고장 검출부; 상기 고장 검출 신호에 응답하여 상기 서브 배터리로부터 출력되는 직류 전압을 상기 유도등과 조명등에 공급하도록 구성된 서브 배터리 동작부; 및 화재가 발생하면 상기 제2 정전압부의 출력단과 상기 조명등을 전기적으로 분리시키도록 구성된 화재감지부를 포함한다.

Description

소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치 및 그 방법{BATTERY OPERATING APPARATUS FOR FIRE FIGHTING LIGHTS AND ITS METHOD}
본 발명은 소방용 조명을 위한 배터리 운용 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상시에는 유도등과 조명등에 직류 전원을 인가하다가 화재시에는 조명등에는 직류 전원을 자동으로 차단하고 유도등에만 직류 전원을 자동으로 공급하며, 메인 배터리가 고장나더라도 서브 배터리에 의해 직류 전원을 공급하며, 메인 배터리 전압과 서브 배터리 전압이 소정 범위 내에 놓이면 서브 배터리로 메인 배터리를 충전할 수 있는 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 화재는 인명, 재산상의 많은 피해를 가져오게 되므로 초기에 화재를 진압하여 최초 발생된 장소에서 방지하는 것이 무엇보다 중요하기 때문에 건물 내에는 화재감지기, 화재발신기, 화재경보기 및 소화전이 기본적으로 갖추어지도록 법제화되고 있다.
최근에 신축되는 건물이나 고층건물에는 건물의 천장이나 벽 등에 화재경보기를 의무적으로 설치하여 화재 발생시 화재경보기의 작동에 의하여 화재 발생을 곧 알 수 있게 되므로 화재로 인한 재산 및 인명의 피해를 최소화 할 수 있다.
그러나, 점점 복잡화, 대형화되어 지는 현대 건물의 구조적 특성상 실제 화재시 폭발 등으로 전력이 끊어지거나 연기 등에 의해 비상 유도등의 식별이 어려워질 경우 비상구를 신속히 찾지 못하거나 비상구를 찾았더라도 안전한 탈출로가 아니어서 건물을 빠져나오지 못해 인명사고의 빈도가 늘고 있다.
이처럼 건물 내에서 화재가 발생하게 되면 피해자들은 당황한 나머지 판단의식이 흐려져 출입구의 위치를 제대로 찾지 못하게 된다. 따라서, 대피자들을 긴급히 안전한 대피 장소로 이동시켜 인명피해를 줄이는 방법이 가장 좋은 예방책이라 할 수 있다.
특히, 건물이 완공되지 못한 상태의 건설 현장의 지하공간에서 화재가 발생될 경우에는 앞에서 언급한 위험성이 커지게 된다. 아울러, 건설 현장의 지하공간에 공사기간 중에 공사자재 중 가연물이 있을 경우에는 그 위험성이 더욱 커지게 된다.
한편, 국내 소방시설 설치유지 및 안전관리에 관한 법률에 의해 화재 위험 공사장에 임시 소방시설의 설치를 의무화하였다.
임시소방시설의 설치대상 공사장은 건축허가동의 대상이 되는 특정소방대상물 모두가 포함되며 규모에 따라 관련법에서 규정하는 간이소화설비, 비상경보설비 등을 설치해야 한다.
예컨대, 등록특허 10-1765330호에 개시된 임시소방장치를 이용한 화재관리시스템은 화재 발생을 감지하여 화재감지신호를 생성하는 유선 및 무선화재감지기와; 무선화재감지기로부터 수신되는 화재감지신호에 따라 비상상황을 알리는 무선화재수신기와; 무선화재수신기와 무선통신가능하도록 연결되어 화재 또는 비상 상황에 따른 비상신호를 전송하는 무선속보장치를 포함하여 이루어진다.
그런데 위 화재관리시스템은 화재 발생을 감지하여 비상신호를 전송하는 기술만을 개시하고 있다.
또한, 등록특허 10-1841761호에 개시된 건설현장 임시소방시설용 화재감지 및 대피유도 시스템은: 건설 현장에서 지하공간에 설치되는 본체; 상기 본체의 전면 상부에 착탈 가능하게 결합 되고, 정전 또는 화재시 이를 외부로 알려주도록 비상등이 구비된 비상등 패널; 상기 본체의 전면에서 상기 비상등 패널의 하부에 착탈 가능하게 결합 되고, 평상시 또는 상기 비상등의 작동시 경보음과 함께 작동되는 경광등이 구비된 경광등 패널; 상기 본체의 전면에서 상기 경광등 패널의 하부에 착탈 가능하게 결합 되고, 평상시에도 작동되는 유도등이 구비된 유도등 패널; 상기 본체에 연결되며, 상기 본체가 설치된 지하공간에서 화재시 대피해야 하는 경로를 따라 빛 신호를 발하도록 구비된 피난유도부; 상기 본체의 전면에서 상기 유도등 패널의 하부에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 본체가 설치된 지하공간의 화재를 감지하는 화재 감지부와, 정전 여부를 감지하는 정전 감지부와, 상기 화재 감지부 및 상기 정전 감지부에서 감지된 결과에 기초하여 상기 비상등, 상기 경광등, 상기 피난유도부의 작동을 제어하는 제어부가 함께 구비된 컨트롤 패널; 및, 상기 본체에서 상기 컨트롤 패널의 하부에 다수의 소화기가 수납되도록 구비된 소화기 수납부;를 포함한다.
즉, 위 화재감지 및 대피유도 시스템 또한, 비상등이나 경광등의 전원을 제공할 뿐 상시 전원을 제공하는 구성은 개시되지 않는다.
등록특허 10-1783825호 소방용 피난 유도등 및 그의 제어 시스템 등록특허 10-1729521호 소방용 피난 유도등 및 그의 제어 시스템 등록특허 10-1765330호 임시소방장치가 수용된 이동카트 및 이를 이용한 화재관리시스템
본 발명은 메인 배터리 전압과 서브 배터리 전압이 소정 범위 내에 놓이면 서브 배터리로 메인 배터리를 충전할 수 있는 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치 및 그 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 소방용 조명의 유도등과 조명등에 직류 전원을 공급할 수 있는 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치 및 그 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 메인 배터리가 고장난 경우 서브 배터리를 이용하여 유도등과 조명등에 직류 전원을 공급할 수 있는 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치 및 그 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 메인 배터리의 충전 전압을 항상 최대로 유지함으로써 유도등과 조명등에 직류 전원을 공급할 수 있는 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치 및 그 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치는, 유도등에 배터리 전원을 공급하는 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치에 있어서, 복수의 배터리 셀을 포함하여 이루어진 메인 배터리; 복수의 배터리 셀을 포함하여 이루어진 서브 배터리; 상기 메인 배터리의 출력측의 제1 파워 라인 상에 배치되고, 상기 메인 배터리의 출력 전압을 소정 레벨의 정전압으로 변환하여 출력하는 제1 정전압부; 상기 서브 배터리의 출력측의 제2 파워 라인 상에 배치되고, 상기 서브 배터리의 출력 전압을 소정 레벨의 정전압으로 변환하여 출력하는 제2 정전압부; 상기 메인 배터리의 충전 전압과 제1 기준 전압을 비교하여 상기 메인 배터리의 충전 전압이 상기 제1 기준 전압보다 낮고, 상기 서브 배터리의 충전 전압과 제2 기준 전압을 비교하여 상기 서브 배터리의 충전 전압이 상기 제2 기준 전압보다 높으면, 상기 서브 배터리와 상기 메인 배터리를 전기적으로 연결하여 상기 서브 배터리로 상기 메인 배터리를 충전하는 메인 배터리 충전부; 상기 메인 배터리의 충전 전압이 소정의 고장 검출 기준 전압보다 낮으면, 고장 검출 신호를 출력하도록 구성된 메인 배터리 고장 검출부; 상기 고장 검출 신호에 응답하여 상기 서브 배터리로부터 출력되는 직류 전압을 상기 유도등과 조명등에 공급하도록 구성된 서브 배터리 동작부; 및 화재가 발생하면 상기 제2 정전압부의 출력단과 상기 조명등을 전기적으로 분리시키도록 구성된 화재감지부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 메인 배터리 충전부는, 상기 메인 배터리의 충전 전압을 반전 단자(-)에, 제1 저항에 인가되는 제1 기준 전압을 비반전 단자(+)에 입력받아 제1 비교 신호를 출력하는 제1 비교기; 상기 서브 배터리의 충전 전압을 반전단자(-)에, 제2 저항에 인가되는 제2 기준 전압을 비반전단자(+)에 입력받아 제2 비교 신호를 출력하는 제2 비교기; 상기 제1 비교 신호와 상기 제2 비교 신호를 논리곱하여 출력하는 논리곱 소자; 상기 논리곱 소자의 출력과 접지 사이에 배치되는 제1 포토다이오드; 상기 메인 배터리의 일출력단과 접지 사이에 배치되고, 상기 제1 포토다이오드의 광을 수광하여 턴온되는 제1 포토트랜지스터; 상기 제1 포토트랜지스터와 접지 사이에 배치되는 제1 릴레이코일; 및 상기 메인 배터리와 상기 서브 배터리 사이의 파워 라인 상에 배치되는 A접점의 제1 릴레이 스위치를 포함한다.
바람직하게는, 상기 메인 배터리 고장 검출부는, 상기 메인 배터리의 충전 전압을 반전단자(-)에, 소정의 고장 검출 기준 전압을 비반전단자(+)에 입력받고, 고장 검출 신호를 출력하는 제3 비교기; 및 상기 제3 비교기의 출력단자와 접지 사이에 배치되고, 상기 고장 검출 신호에 턴온되어 발광하는 제2 포토다이오드를 포함한다.
바람직하게는, 상기 서브 배터리 동작부는, 상기 서브 배터리의 출력 전압 단자와 접지 사이에 배치되고, 상기 제2 포토다이오드의 발광 신호를 수광하여 턴온 되는 제2 포토트랜지스터; 상기 제2 포토트랜지스터와 접지 사이에 배치되고, 상기 제2 포토트랜지스터의 턴온에 따라 여자되는 제2 릴레이코일; 상기 파워 라인 상의 노드와 상기 제2 파워 라인 상의 노드 간에 배치되고, 상기 제2 릴레이코일의 여자에 따라 폐로되는 A접점의 제2 릴레이스위치; 및 상기 A접점의 제1 릴레이스위치의 타측과 상기 서브 배터리 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 상기 제2 릴레이코일의 여자에 따라 개로되는 B접점의 제2 릴레이스위치를 포함한다.
바람직하게는, 상기 화재 감지부는, 화재 발생시 비상 배터리의 비상 전원을 제3 포토다이오드에 인가하도록 배치되는 화재 감지 스위치; 일측이 상기 메인 배터리의 일출력단과 접속되고, 상기 제3 포토다이오드의 발광 신호를 수광하여 턴온되는 제3 포토트랜지스터; 상기 제3 포토트랜지스터의 타측과 접지 사이에 배치되는 제3 릴레이코일; 상기 제2 정전압부의 출력단과 상기 조명등의 입력단 사이에 배치되는 B접점의 제3 릴레이스위치를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 소방용 조명을 위한 배터리 운용 방법은, 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)과 제1 기준 전압(Vref1)을 비교하는 단계; 서브 배터리(200)의 충전 전압(VS)과 제2 기준 전압(Vref2)을 비교하는 단계; 상기 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)이 상기 제1 기준 전압(Vref1)보다 낮고, 상기 서브 배터리(200)의 충전 전압(VS)이 제2 기준 전압(Vref2)보다 높으면, 상기 서브 배터리(200)와 상기 메인 배터리(100) 사이의 파워 라인을 연결하여 상기 서브 배터리(200)가 상기 메인 배터리(100)를 충전하는 단계; 상기 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)과 고장 검출 기준 전압(Vref_R4)을 비교하는 단계; 상기 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)이 상기 고장 검출 기준 전압(Vref_R4)보다 낮으면, 상기 서브 배터리(200)가 유도등 및 조명등에 직류 전원을 공급하는 단계; 상기 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)이 상기 고장 검출 기준 전압(Vref_R4)보다 높으면, 상기 메인 배터리(100)가 상기 유도등 및 상기 조명등에 직류 전원을 공급하는 단계; 및 화재 감지 스위치가 턴온 되면, 제3 릴레이코일(809)이 여자되고, 제3 릴레이코일(809)에 응동하는 B접점의 제3 릴레이스위치(811)가 개로되어 서브 배터리(200)로부터 조명등(1020)으로의 직류 전원 공급이 차단되는 단계를 포함한다.
본 발명의 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치에 따르면, 소방용 조명을 위해 사용되는 메인 배터리 전압과 서브 배터리 전압이 소정 범위 내에 놓이면 서브 배터리로 메인 배터리를 충전할 수 있고, 소방용 유도등과 조명등에 직류 전원을 공급할 수 있고, 메인 배터리가 고장난 경우 서브 배터리를 이용하여 유도등과 조명등에 직류 전원을 공급할 수 있으며, 메인 배터리의 충전 전압을 최적으로 유지함으로써 유도등과 조명등에 직류 전원을 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치의 회로도, 및
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소방용 조명을 위한 배터리 운용 방법의 흐름도이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치의 회로도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치는, 메인 배터리(100), 서브 배터리(200), 제1 정전압부(300), 제2 정전압부(400), 메인 배터리 충전부(500), 메인 배터리 고장 검출부(600), 서브 배터리 동작부(700), 화재감지부(800) 및 역방향 충전 방지부(900)를 포함한다.
메인 배터리(100)와 서브 배터리(200)는, 도시되지는 않았지만, 상용 전원으로부터 AC/DC 컨버터를 통해 충전되며, 각기 다수의 배터리 셀을 포함하여 이루어진다. 한편, 도 1에서 메인 배터리(100)와 서브 배터리(200)의 충전용 터미널은 표기를 생략하였다.
제1 정전압부(300)는 메인 배터리(100)와 유도등(1010) 사이에 배치되고, 메인 배터리(100)의 출력 전압을 소정 레벨의 일정한 전위를 가진 정전압으로 변환하여 출력한다. 즉, 메인 배터리(100)는 충전 정도에 따라 출력전압의 레벨이 달라지게 되는데 유도등(1010)에 일정한 전위의 정전압을 제공하기 위하여 필요로 하는 구성이다.
제2 정전압부(400)는 서브 배터리(200)와 조명등(1020) 사이에 배치되고, 서브 배터리(200)의 출력 전압을 소정 레벨의 일정한 전위를 가진 정전압으로 변환하여 출력한다. 즉, 서브 배터리(200)는 충전 정도에 따라 출력전압의 레벨이 달라지게 되는데 조명등(1020)에 일정한 전위의 정전압을 제공하기 위하여 필요로 하는 구성이다. 여기서, LED 유도등과 LED 조명등으로 도시되어 있으나, LED 유도등은 다수의 LED 유도등이 병렬결합될 수 있고, LED 조명등은 다수의 LED 조명등이 병렬결합될 수 있다.
메인 배터리 충전부(500)는 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)이 제1 기준 전압(Vref1)보다 낮고, 서브 배터리(200)의 충전 전압(VS)이 제2 기준 전압(Vref2)보다 높으면 서브 배터리(200)와 메인 배터리(100)를 전기적으로 연결하여 서브 배터리(200)가 메인 배터리(100)를 충전하게 한다.
구체적으로, 메인 배터리 충전부(500)는 제1 비교기(501), 제2 비교기(503), 논리곱 소자(505), 제1 포토다이오드(507), 제1 포토트랜지스터(509), 제1 릴레이코일(511), 그리고 A접점의 제1 릴레이 스위치(513)를 포함한다.
제1 비교기(501)는 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)을 반전 단자(-)에 그리고 제1 저항(R1)에 인가되는 제1 기준 전압(Vref1)을 비반전단자(+)에 입력받아 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)과 제1 기준 전압(Vref1)을 비교하여 메인 배터리의 충전 전압(VM)이 제1 기준 전압(Vref1)보다 낮으면 "H"레벨의 제1 비교 신호(Scomp1)를 출력한다.
제2 비교기(503)는 서브 배터리(200)의 충전 전압(VS)을 반전 단자(-)에 그리고 제2 저항(R2)에 인가되는 제2 기준 전압(Vref2)을 비반전단자(+)에 입력받아 서브 배터리(200)의 충전 전압(VS)과 제2 기준 전압(Vref2)을 비교하여 서브 배터리의 충전 전압(VS)이 제2 기준 전압(Vref1)보다 높으면 "H"레벨의 제2 비교 신호(Scomp2)를 출력한다. 여기서, 제2 기준 전압(Vref2)의 전위는 제1 기준 전압(Vref1)의 전위보다 소정 전위 이상 높은 것이 바람직하다. 이는 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)의 저항값의 차이를 이용하여 구현 가능하다.
논리곱 소자(505)는 제1 비교 신호(Scomp1)와 제2 비교 신호(Scomp2)를 논리곱하여 출력하는바, 제1 비교기(501)로부터 출력되는 "H"레벨의 제1 비교 신호(Scomp1)와 제2 비교기(503)로부터 출력되는 "H"레벨의 제2 비교 신호(Scomp2)가 입력되는 "H"레벨의 논리 신호를 출력한다.
제1 포토다이오드(507)는 논리곱 소자(505)의 출력과 접지 사이에 배치되고, "H"레벨의 논리 신호에 턴온되어 발광한다.
제1 포토트랜지스터(509)는 메인 배터리(300)의 일출력단과 접지 사이에 배치되고, 제1 포토다이오드(507)의 광을 수광하여 턴온된다.
제1 릴레이코일(509)은 제1 포토트랜지스터(509)와 접지 사이에 배치되고, 제1 포토트랜지스터(509)의 턴온에 따라 여자된다.
A접점의 제1 릴레이 스위치(511)는 메인 배터리(100)와 서브 배터리(200) 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 제1 릴레이코일(509)의 여자에 응답하여 폐로(closed)된다.
메인 배터리 충전부(500)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
제1 비교기(501)는 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)과 제1 기준 전압(Vref1)을 비교하여 메인 배터리의 충전 전압(VM)이 제1 기준 전압(Vref1)보다 낮으면 "H"레벨의 제1 비교 신호(Scomp1)를 출력하고, 제2 비교기(503)는 서브 배터리(200)의 충전 전압(VS)과 제2 기준 전압(Vref2)을 비교하여 서브 배터리의 충전 전압(VS)이 제2 기준 전압(Vref1)보다 높으면 "H"레벨의 제2 비교 신호(Scomp2)를 출력한다. 즉, 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)이 제1 기준 전압(Vref1)보다 낮고, 서브 배터리(200)의 충전 전압(VS)이 제2 기준 전압(Vref2)보다 높은 경우, 논리곱 소자(505)는 "H"레벨의 논리 신호를 출력한다.
제1 포토다이오드(507)가 "H"레벨의 논리 신호에 턴온되어 발광하면, 제1 포토트랜지스터(509)가 제1 포토다이오드(507)의 광을 수광하여 턴온되고, 제1 릴레이코일(511)이 제1 포토트랜지스터(509)의 턴온에 따라 여자된다.
A접점의 제1 릴레이 스위치(513)가 제1 릴레이코일(511)의 여자에 응답하여 폐쇄됨으로써 서브 배터리(200)에 충전된 전압으로 메인 배터리(100)를 충전할 수 있다.
이에 따라 메인 배터리(100)의 충전 전압은 서브 배터리(200)의 충전 전압보다 높은 상태를 유지할 수 있다.
메인 배터리 고장 검출부(600)는 제3 비교기(601)와, 제2 포토다이오드(603)를 포함한다.
제3 비교기(601)는 메인 배터리(100)의 충전 전압을 반전단자(-)에 그리고 소정의 고장 검출 기준 전압(Vref_R4)을 비반전단자(+)에 입력받고, 양 전압을 비교하여 메인 배터리(100)의 충전 전압이 소정의 고장 검출 기준 전압(Vref_R4)보다 낮으면 "H"레벨의 고장 검출 신호를 출력한다. 즉, 메인 배터리(100)는 충분히 방전되더라도 고장나지 않는 이상, 고장 검출 기준 전압(Vref_R4)보다 높은 전압을 유지하기 때문에 제3 비교기(601)는 "L"레벨을 출력한다. 그러다가 메인 배터리(100)가 고장나서 메인 배터리(100)의 출력 전압(VM)이 고장 검출 기준 전압(Vref_R4)보다 낮으면, "H"레벨의 고장 검출 신호를 출력하게 된다.
제2 포토다이오드(603)는 제3 비교기(601)의 출력단자와 접지 사이에 배치되고, 고장 검출 신호에 턴온되어 발광한다.
구체적으로, 메인 배터리 고장 검출부(600)는 다음과 같이 동작하는바, 기본적으로 메인 배터리(100)의 충전 전압은 유도등(1010)과 조명등(1020)에 직류 전압을 공급하기에 충분할 정도로 높은 레벨을 유지하나, 메인 배터리(100)가 고장나게 되면, 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)이 소정의 고장 검출 기준 전압(Vref_R4)보다 낮아지게 된다. 이때 제3 비교기(601)는 "H"레벨의 고장 검출 신호를 출력하게 되고, 제2 포토다이오드(603)는 "H"레벨의 고장 검출 신호에 턴온되어 발광한다.
서브 배터리 동작부(700)는 제2 포토트랜지스터(701), 제2 릴레이코일(703), B접점의 제2 릴레이스위치(705) 및 A접점의 제2 릴레이스위치(707)를 포함한다.
제2 포토트랜지스터(701)는 서브 배터리(700)의 출력 전압 단자와 접지 사이에 배치되고, 제2 포토다이오드(703)의 발광 신호를 수광하여 턴온된다.
제2 릴레이코일(703)은 제2 포토트랜지스터(701)와 접지 사이에 배치되고, 제2 포토트랜지스터(701)의 턴온에 따라 여자된다.
B접점의 제2 릴레이스위치(705)는 A접점의 제1 릴레이스위치(513)의 타측과 서브 배터리(200) 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 제2 릴레이코일(703)의 여자에 따라 개로(open)된다.
A접점의 제2 릴레이스위치(707)는 메인 배터리(100)와 제1 정전압부(300) 사이에 놓이는 파워 라인 상의 노드와 서브 배터리(200)와 제2 정전압부(400) 사이에 놓이는 파워 라인 상의 노드 간에 배치되고, 제2 릴레이코일(703)의 여자에 따라 폐로된다.
즉, 메인 배터리(100)가 고장나, 제2 릴레이코일(703)이 여자되면, B접점의 제2 릴레이스위치(705)가 개로되어 서브 배터리(200)로부터 메인 배터리(100)로의 충전을 중지하고, A접점의 제2 릴레이스위치(707)가 폐로되어 서브 배터리(200)가 유도등(1010)과 조명등(1020)에 직류 전원을 공급하게 된다.
화재감지부(800)는 비상 배터리(801), 화재 감지 스위치(803), 제3 포토다이오드(805), 제3 포토트랜지스터(807), 제3 릴레이코일(809), 및 B접점의 제3 릴레이스위치(811)를 포함하고, 화재가 감지되면 조명등(1020)에 대한 직류 전원 공급을 차단한다.
화재 감지 스위치(803)는 화재 발생시 비상 배터리(801)의 비상 전원을 제3 포토다이오드(805)에 인가하여 제3 포토다이오드(805)를 턴온 한다.
제3 포토다이오드(805)가 턴온 되어 발광하게 되면, 제3 포토다이오드(805)의 발광 신호를 수광하여 제3 포토트랜지스터(807)는 턴온된다.
제3 릴레이코일(809)은 제3 포토트랜지스터(807)와 접지 사이에 배치되고, 제3 포토트랜지스터(807)가 턴온되면, 여자된다.
B접점의 제3 릴레이스위치(811)는 제2 정전압부(400)의 출력단과 조명등(1020)의 입력단 사이에 배치되고, 제3 릴레이코일(809)가 여자되면, 개로되어 제2 정전압부(400)의 출력단과 조명등(1020)을 전기적으로 분리시킨다.
역방향 충전 방지부(900)는 메인 배터리(100)와 서브 배터리(200) 사이에서 A 접점의 제2 릴레이스위치(707)가 배치되는 파워 라인 상에 배치되고, 서브 배터리(200)가 제1 및 제2 정전압부(300, 400)로 방전할 때에 메인 배터리(100)측으로 전류가 흐르는 것을 방지한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소방용 조명을 위한 배터리 운용 방법의 흐름도이다.
메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)과 제1 기준 전압(Vref1)을 비교하고(S210), 서브 배터리(200)의 충전 전압(VS)과 제2 기준 전압(Vref2)을 비교한다(S220).
메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)이 제1 기준 전압(Vref1)보다 낮고, 서브 배터리(200)의 충전 전압(VS)이 제2 기준 전압(Vref2)보다 높으면, 서브 배터리(200)와 메인 배터리(100) 사이의 파워 라인을 연결하여 서브 배터리(200)가 메인 배터리(100)를 충전한다(S230).
메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)과 고장 검출 기준 전압(Vref_R4)을 비교하고(S240), 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)이 고장 검출 기준 전압(Vref_R4)보다 낮으면, 서브 배터리(200)가 유도등(1010) 및 조명등(1020)에 직류 전원을 공급하고(S250), 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)이 고장 검출 기준 전압(Vref_R4)보다 높으면, 메인 배터리(100)가 유도등(1010) 및 조명등(1020)에 직류 전원을 공급한다(S260).
이후, 화재 감지 스위치(F-SW, 803)가 턴온되면(S270), 제3 릴레이코일(809)이 여자되고, 제3 릴레이코일(809)에 응동하는 B접점의 제3 릴레이스위치(811)가 개로되어 서브 배터리(200)로부터 조명등(1020)으로의 직류 전원 공급이 차단된다(S280).
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 메인 배터리
200: 서브 배터리
300: 제1 정전압부
400: 제2 정전압부
500: 메인 배터리 충전부
600: 메인 배터리 고장 검출부
700: 서브 배터리 동작부
800: 화재감지부
900: 역방향 충전 방지부

Claims (6)

  1. 유도등에 배터리 전원을 공급하는 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치에 있어서,
    복수의 배터리 셀을 포함하여 이루어진 메인 배터리;
    복수의 배터리 셀을 포함하여 이루어진 서브 배터리;
    상기 메인 배터리의 출력측의 제1 파워 라인 상에 배치되고, 상기 메인 배터리의 출력 전압을 소정 레벨의 정전압으로 변환하여 출력하는 제1 정전압부;
    상기 서브 배터리의 출력측의 제2 파워 라인 상에 배치되고, 상기 서브 배터리의 출력 전압을 소정 레벨의 정전압으로 변환하여 출력하는 제2 정전압부;
    상기 메인 배터리의 충전 전압과 제1 기준 전압을 비교하여 상기 메인 배터리의 충전 전압이 상기 제1 기준 전압보다 낮고, 상기 서브 배터리의 충전 전압과 제2 기준 전압을 비교하여 상기 서브 배터리의 충전 전압이 상기 제2 기준 전압보다 높으면, 상기 서브 배터리와 상기 메인 배터리를 전기적으로 연결하여 상기 서브 배터리로 상기 메인 배터리를 충전하는 메인 배터리 충전부;
    상기 메인 배터리의 충전 전압이 소정의 고장 검출 기준 전압보다 낮으면, 고장 검출 신호를 출력하도록 구성된 메인 배터리 고장 검출부;
    상기 고장 검출 신호에 응답하여 상기 서브 배터리로부터 출력되는 직류 전압을 상기 유도등과 조명등에 공급하도록 구성된 서브 배터리 동작부; 및
    화재가 발생하면 상기 제2 정전압부의 출력단과 상기 조명등을 전기적으로 분리시키도록 구성된 화재감지부
    를 포함하는 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 메인 배터리 충전부는,
    상기 메인 배터리의 충전 전압을 반전 단자(-)에, 제1 저항에 인가되는 제1 기준 전압을 비반전 단자(+)에 입력받아 제1 비교 신호를 출력하는 제1 비교기;
    상기 서브 배터리의 충전 전압을 반전단자(-)에, 제2 저항에 인가되는 제2 기준 전압을 비반전단자(+)에 입력받아 제2 비교 신호를 출력하는 제2 비교기;
    상기 제1 비교 신호와 상기 제2 비교 신호를 논리곱하여 출력하는 논리곱 소자;
    상기 논리곱 소자의 출력과 접지 사이에 배치되는 제1 포토다이오드;
    상기 메인 배터리의 일출력단과 접지 사이에 배치되고, 상기 제1 포토다이오드의 광을 수광하여 턴온되는 제1 포토트랜지스터;
    상기 제1 포토트랜지스터와 접지 사이에 배치되는 제1 릴레이코일; 및
    상기 메인 배터리와 상기 서브 배터리 사이의 파워 라인 상에 배치되는 A접점의 제1 릴레이 스위치
    를 포함하는 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 메인 배터리 고장 검출부는,
    상기 메인 배터리의 충전 전압을 반전단자(-)에, 소정의 고장 검출 기준 전압을 비반전단자(+)에 입력받고, 고장 검출 신호를 출력하는 제3 비교기; 및
    상기 제3 비교기의 출력단자와 접지 사이에 배치되고, 상기 고장 검출 신호에 턴온되어 발광하는 제2 포토다이오드
    를 포함하는 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 서브 배터리 동작부는,
    상기 서브 배터리의 출력 전압 단자와 접지 사이에 배치되고, 상기 제2 포토다이오드의 발광 신호를 수광하여 턴온 되는 제2 포토트랜지스터;
    상기 제2 포토트랜지스터와 접지 사이에 배치되고, 상기 제2 포토트랜지스터의 턴온에 따라 여자되는 제2 릴레이코일;
    상기 파워 라인 상의 노드와 상기 제2 파워 라인 상의 노드 간에 배치되고, 상기 제2 릴레이코일의 여자에 따라 폐로되는 A접점의 제2 릴레이스위치; 및
    상기 A접점의 제1 릴레이스위치의 타측과 상기 서브 배터리 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 상기 제2 릴레이코일의 여자에 따라 개로되는 B접점의 제2 릴레이스위치
    를 포함하는 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 화재 감지부는,
    화재 발생시 비상 배터리의 비상 전원을 제3 포토다이오드에 인가하도록 배치되는 화재 감지 스위치;
    일측이 상기 메인 배터리의 일출력단과 접속되고, 상기 제3 포토다이오드의 발광 신호를 수광하여 턴온되는 제3 포토트랜지스터;
    상기 제3 포토트랜지스터의 타측과 접지 사이에 배치되는 제3 릴레이코일;
    상기 제2 정전압부의 출력단과 상기 조명등의 입력단 사이에 배치되는 B접점의 제3 릴레이스위치
    를 포함하는 소방용 조명을 위한 배터리 운용 장치.
  6. 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)과 제1 기준 전압(Vref1)을 비교하는 단계;
    서브 배터리(200)의 충전 전압(VS)과 제2 기준 전압(Vref2)을 비교하는 단계;
    상기 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)이 상기 제1 기준 전압(Vref1)보다 낮고, 상기 서브 배터리(200)의 충전 전압(VS)이 제2 기준 전압(Vref2)보다 높으면, 상기 서브 배터리(200)와 상기 메인 배터리(100) 사이의 파워 라인을 연결하여 상기 서브 배터리(200)가 상기 메인 배터리(100)를 충전하는 단계;
    상기 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)과 고장 검출 기준 전압(Vref_R4)을 비교하는 단계;
    상기 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)이 상기 고장 검출 기준 전압(Vref_R4)보다 낮으면, 상기 서브 배터리(200)가 유도등 및 조명등에 직류 전원을 공급하는 단계;
    상기 메인 배터리(100)의 충전 전압(VM)이 상기 고장 검출 기준 전압(Vref_R4)보다 높으면, 상기 메인 배터리(100)가 상기 유도등 및 상기 조명등에 직류 전원을 공급하는 단계; 및
    화재 감지 스위치가 턴온 되면, 제3 릴레이코일(809)이 여자되고, 제3 릴레이코일(809)에 응동하는 B접점의 제3 릴레이스위치(811)가 개로되어 서브 배터리(200)로부터 조명등(1020)으로의 직류 전원 공급이 차단되는 단계
    를 포함하는 소방용 조명을 위한 배터리 운용 방법.
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