KR102279076B1 - Led 등기구의 스마트 구동장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가로등 또는 보안등과 같은 조명시설에 사용하는 등기구에 설치되는 구동장치에 관한 것으로, 220V AC 상용전원을 입력으로 하고 LED 조명을 위한 DC 36V를 생성하여 출력하는 LED 드라이버, LED 드라이버로부터 입력되는 DC 220V를 5V 및 12V로 각각 만들어 출력하는 STBY 전원부, 상기 LED 드라이버와 상기 LED 조명 사이에 설치되어 상기 LED 드라이버에서 제공하는 DC 36V 전원의 공급 여부를 결정하며, 상기 STBY 전원부에서 공급하는 12V를 전원으로 하는 릴레이, 그리고 상기 STBY 전원부에서 공급하는 DC 5V 전원에 의해 동작하며, 점멸 기능, 고장 감시 기능, 무선 통신 기능, 디밍 제어 기능을 수행하는 기능동작부를 포함하는 LED 등기구의 스마트 구동장치에 관한 것이다.

Description

LED 등기구의 스마트 구동장치{Smart Operating Device in LED Light Fixture}
본 발명은 LED(Light Emitting Diode) 등기구의 스마트 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로, 가로등 또는 보안등과 같은 도로조명은 어두운 밤 또는 시야가 좋지 않은 상황에서 운전자나 보행자가 시야를 확보함으로써, 각종 사고를 예방하고 나아가 범죄를 예방할 목적으로 도로나 보도 등에 설치된다.
이러한 도로조명은 시간에 맞추어 자동으로 점등하거나 소등되도록 하는 무선 점멸기를 필요로 함에 따라 무선 점멸기를 탑재한 도로조명 즉 스마트 LED 조명시설이 도로 상에 설치되고 있다.
그런데 종래의 스마트 LED 조명시설은 기존 LED 가로등기구와 일반 점멸기를 각각 준비하여 설치하는 방식으로 제품 설치 시 가로등과 점멸기를 따로 구매하여야 하며, 공사 시에도 각각 설치되어야 하므로 매우 비효율적이다
한편, 종래의 스마트 LED 조명 시설은 조명 시설의 고장을 감시하는 장치 및 무선 통신 장치 등이 탑재되어 있다. 그래서 종래의 스마트 LED 조명시설은 LED 조명장치의 구동을 위해 필요로 하는 36V 전원을 공급하기 위한 제1 전원공급장치와 무선 점멸기나 통신장치 등의 구동을 위해 필요로 하는 5V의 전원을 공급하기 위한 제2 전원공급장치가 사용되고 있다.
그러나 종래의 스마트 LED 조명시설은 제1 전원장치(SMPS)와 제2 전원장치(SMPS)를 별도로 구매하여 조명시설에 탑재시키고 있으며, 그에 따라 구매 단가 및 관리 측면에서 비효율적이다.
1. 국내등록특허 제10-2060812호(등록일: 2019.12.23.자)(명칭: 무선 점멸기 및 고장 감시기가 내장된 스마트 LED 등기구) 2. 국내등록특허 제10-2124963호(등록일: 2020.06.15.자)(명칭 : IoT 및 5G LoRa 통신 기반의 스마트 등기구 유지관리 방법 및 시스템)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 구조 및 구성을 개선하여 종래에 별도로 구성된 2개의 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 일체화한 LED 등기구의 스마트 구동장치를 제공하는 것이다.
상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 실시 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 실시 예에 따른 본 발명은 220V AC 상용전원을 입력으로 하고 LED 조명을 위한 DC 36V를 생성하여 출력하는 LED 드라이버, LED 드라이버로부터 입력되는 DC 220V를 5V 및 12V로 각각 만들어 출력하는 STBY 전원부, 상기 LED 드라이버와 상기 LED 조명 사이에 설치되어 상기 LED 드라이버에서 제공하는 DC 36V 전원의 공급 여부를 결정하며, 상기 STBY 전원부에서 공급하는 12V를 전원으로 하는 릴레이, 그리고 상기 STBY 전원부에서 공급하는 DC 5V 전원에 의해 동작하며, 점멸 기능, 고장 감시 기능, 무선 통신 기능, 디밍 제어 기능을 수행하는 기능동작부를 포함하는 LED 등기구의 스마트 구동장치를 제공한다.
상기 기능동작부는 상기 LED 조명의 점등과 소등을 제어하는 무선점멸부, 적어도 하나의 센서로 구성된 센서부로부터 수신되는 각종 상태 감지 정보를 분석하여 고장 여부를 파악하고 고장 여부를 알리는 고장감시부, LPWAN 통신기술을 기반으로 원격지의 클라우드 서버와 데이터 통신을 수행하는 LPWAN 통신부, 그리고 상기 LED 조명의 디밍 제어를 수행하는 디밍제어부를 포함할 수 있다.
상기 LED 드라이버는 상용전원을 입력받고 상용전원의 노이즈를 제거하기 위한 EMI 필터부, 상기 EMI 필터부에서 출력된 교류 전원을 전파 정류하는 브리지 정류부, 상기 브리지 정류부의 출력에 대해 역률을 안정화시키는 PFC 스테이지, 상기 브리지 정류부에서 출력을 이용하여 상기 PFC 스테이지의 동작을 제어하는 PFC 제어부, 상기 PFC부의 출력을 36V의 교류전원으로 변압하는 컨버터, 상기 변압부의 출력을 36V의 직류로 변환하는 제1 정류부, 상기 정류부의 출력을 입력받고, 상기 정류부의 출력에 대한 전압 및 전류 안정화 제어를 수행하는 CC/CV 제어부, 상기 CC/CV 제어부의 출력에 따라 상기 변압부에 대해 펄스폭제어를 수행하는 PWM 제어부, 그리고 상기 정류부에서 출력된 36V 직류전원을 상기 릴레이에 공급하는 출력부를 포함할 수 있다.
상기 STBY 전원부는 상기 LED 드라이버의 브리지 정류부에서 출력하는 직류 전원을 12V의 교류전원으로 변압하는 플라이백 컨버터, 상기 플라이백 컨버터의 출력을 12V의 직류로 변환하여 상기 릴레이의 구동 전원으로 제공하는 제2 정류부, 상기 제2 정류부의 출력에 대응하는 PWM 신호를 생성하여 상기 플라이백 컨버터에 제공하는 PWM 제어부, 및 상기 제2 정류부의 12V 전원을 입력받아 5V로 전압 강하하여 출력하는 레귤레이터를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 따르면, 본 발명은 구조를 개선하여 2개의 SMPS를 일체화하고 IoT 기반의 통신회로를 내장하여, 생산원가를 절감하여 생산성을 높일 수 있으며, 사용자의 원격 제어가 효율적으로 진행되며 설치 및 제작에 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 구동장치를 탑재한 LED 등기구의 네트워크 환경을 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 등기구의 스마트 구동장치의 간략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 등기구의 스마트 구동장치의 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 등기구에 적용된 스마트 구동장치의 구현 예를 보인 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 구동장치의 동작 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 구동장치의 요부 구성을 보인 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 구동장치의 내부 구성을 보드에 일체화한 제품 구성도를 보인 도면이다.
아래에서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들(이하, 통상의 기술자들)이 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록, 첨부되는 도면들을 참조하여 몇몇 실시 예가 명확하고 상세하게 설명될 것이다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부" 이라는 용어는 하드웨어 구성요소 또는 회로를 의미할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 LED 등기구의 스마트 구동장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 구동장치를 탑재한 LED 등기구의 네트워크 환경을 보인 도면이다. 도 1을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 LED 등기구는 스마트 구동장치(100)를 포함하는 스마트 등기구 유지관리 시스템(1000)이 탑재되어 있다.
스마트 등기구 유지관리 시스템(1000)은 LED 등기구를 IoT(Internet of Things) 디바이스로 동작하게 하고, LED 등기구의 동작과 제어 및 관리를 담당한다.
특히, 스마트 등기구 유지관리 시스템(1000) 중 스마트 구동장치(100)는 LED 등기구의 스마트한 동작을 위한 무선 점멸 동작과 고장 감시 동작 및 원격의 클라우드 서버(300)와의 데이터 통신 등을 담당한다.
사용자는 별도의 사용자 단말(200)을 이용하여 상기 클라우드 서버(800)와 데이터를 송수신하며, 데이터는 데이터베이스에 저장되는 정보로 가공되고 학습됨으로써 LED 등기구의 상태 및 고장 유무의 예측과 대비가 가능하다.
이하에서는 도 2를 참조로 하여 스마트 구동장치(100)의 간략 구성을 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 등기구의 스마트 구동장치의 간략 구성도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 구동장치(100)는 LED 드라이버(110), STBY(스탠바이) 전원부(120), 릴레이(130) 및 기능 동작부(140)를 포함한다. 여기서 스마트 구동장치(110)의 각 구성(110 내지 140)은 하나의 보드(board) 상에 일체로 구현되어 진다.
LED 드라이버(110)는 220V AC 상용전원을 입력으로 하고 LED 조명(10)을 위한 DC 36V를 생성하여 LED 조명(10)에 제공한다.
STBY 전원부(120)는 LED 드라이버(110)의 전원 공급회로와 연계하여 DC 220V의 전원을 입력으로 하고 DC 220V를 통해 5V 및 12V의 전원을 생성하여 출력한다.
릴레이(130)는 LED 드라이버(110)와 LED 조명(10) 사이에 설치되어 LED 드라이버(110)에서 공급되는 DC 36V 전원을 LED 조명(10)에 전달하며, 시스템(1000)의 이상 또는 과전압 또는 이상 전압 발생시에 동작하여 LED 조명(10)에 전원이 공급되는 것을 차단한다. 이러한 릴레이(130)는 STBY 전원부(120)에서 제공하는 DC 12V의 전원에 따라 동작한다.
기능 동작부(140)는 STBY 전원부(120)에서 공급하는 DC 5V 전원에 의해 동작하며, 점멸 기능, 고장 감시 기능, 무선 통신 기능 등을 수행한다.
이하에서는 도 3과 도 4를 참조로 하여 스마트 구동장치(100)의 구성을 보다 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 등기구의 스마트 구동장치의 상세 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 등기구에 적용된 스마트 구동장치의 구현 예를 보인 도면이다.
도 3과 도 4를 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 구동장치(100)의 기능동작부(140)는 무선점멸부(141), 고장감시부(142) 및 LPWAN(Low-Power Wide-Area Network) 통신부(143)를 포함한다.
무선점멸부(141)는 LED 조명(10)의 점등과 소등을 원격 또는 자동 제어한다. 즉, 무선점멸부(141)는 LPWAN 통신부(143)로부터 수신되는 원격지(클라우드 서버 또는 사용자 단말)의 점등 신호 또는 소등 신호에 따라 LED 조명(10)의 동작을 제어한다.
고장감시부(142)는 적어도 하나의 센서로 구성된 센서부(20)와 연동하며, 센서부(20)로부터 수신되는 각종 상태 감지 정보를 분석하여 고장 여부를 파악하고 고장 여부를 LPWAN 통신부(143)를 통해 클라우드 서버(300)에 알린다.
센서부(20)는 하우징(도 4 참조) 내부에 설치되며, 온도를 감지하는 센서, 조도를 감지하는 센서, 습도를 감지하는 센서, 변위를 감지하는 센서, 압력을 감지하는 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
여기서, 무선점멸부(141)와 고장감시부(142)는 하나의 MCU(Main Control Unit)를 통해 구현이 가능하다.
LPWAN 통신부(143)는 원격지의 클라우드 서버(300) 또는 사용자 단말(200)과 통신을 수행하며, LPWAN 통신기술을 이용함으로써 CDMA 무선중계기를 생략하고, 최대 11킬로미터의 통신 범위를 확보함으로써 네트워크의 안정성과 운용 데이터의 신뢰성을 확보한다.
여기서, LPWAN(저전력 광역 통신망)은 서비스 범위(커버리지)가 10 km 이상의 광역으로 매우 넓고, 초당 최대 수백 킬로비트(kbps) 이하의 통신 속도를 제공하는 전력 소모가 적은 무선 광역 통신망으로, 10 킬로미터(km) 안팎의 거리에서 기지국당 수백 bps에서 수백 Kbps 정도의 통신 속도를 제공하여 사물 인터넷(IoT) 전용 네트워크로 사용된다.
LPWAN을 실현하기 위한 기술에는 ISM 면허 불필요 대역을 사용하는 로라(LoRaWAN), 시그폭스(SIGFOX) 등과 이동통신 면허 대역을 이용하는 엘티이-엠티시(LTE-MTC: LTE Machine-Type Communications), 협대역 사물 인터넷(NB-IoT) 기술 등이 있다.
한편 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 구동장치(100)의 기능동작부(140)는 디밍제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 디밍제어부는 DC 5V의 전원을 공급받아 동작하며, LED 조명(10)으로 공급되는 전압이 36V보다 낮은 설정 범위의 전압이 공급되게 한다. 설정 범위는 예컨대 0V ~ 10V일 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조로 하여 스마트 구동장치(100)의 동작을 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 구동장치의 동작 순서도이다.
도 5를 참고하면, 고장감시부(142)는 센서부(20)를 통해 온도, 조도, 습도, 압력, 변위 등을 감지하여 LED 등기구의 상태를 센싱한다(S100). 고장감시부(142)는 센서부(20)를 통해 센싱한 센싱 정보를 LPWAN 통신부(143)를 통해 5G LoRa 통신망으로 전송하여 클라우드 서버(300)에 제공한다(S300). 이때 클라우드 서버(300)에 제공되는 센싱 정보에는 LED 등기구를 식별할 수 있는 식별정보가 포함된다.
클라우드 서버(300)는 LED 등기구로부터 센싱 정보를 수신하고(S400), 수신한 센싱 정보를 설정된 기준값과 비교하여 기준값 이상이면 이상 또는 고장으로 판단한다(S450). 상기 기준값은 센싱 정보의 종류에 따라 각각 정해져 있으며, 센싱 정보의 종류에 따라 그 값이 상이하다.
클라우드 서버(300)는 이상 또는 고장이라고 판단하면 사용자 단말(200)과 관리자 단말(미도시)에 이상 또는 고장을 알리고(S470), 해당 LED 등기구에 대해 이상 또는 고장에 대응하는 동작이 수행되도록 하는 제어 명령 신호를 무선 전송한다(S500). 물론 사용자 또는 관리자가 이상 또는 고장에 대응하여 직접 유지 보수를 할 수 있다.
클라우드 서버(300)는 원격으로 LED 등기구에 대한 유지 보수를 수행한 경우이면, 유지 보수 정보를 사용자에게 송신하여 알린다(S600). 그리고 클라우드 서버(300)는 LED 등기구로부터 수신된 센싱 정보를 데이터베이스로 가공하여 저장하고 학습한다(S700).
한편 종래에는 36V SMPS와 5V의 미니(mini) SMPS가 각각 별도의 장치로 LED 등기구에 설치되었다. 그에 따라 종래에는 LED 등기구 제작시에 별도의 SMPS를 설치함에 따라서 구매 단가 및 관리 측면에서 비효율적였다.
이에 본 발명은 36V SMPS와 5V의 미니(mini) SMPS를 하나의 보드 상에 구현하고, 구현시에 구조를 단순화하는 개선을 통해 종래의 문제점을 해결한다.
이러한 종래의 문제점을 해결하는 구성을 도 6을 참조로 하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 구동장치의 요부 구성을 보인 블록도이다.
도 6을 참고하면, 종래에 LED 조명(10)을 구동하기 위한 DC 36V 전원을 공급하는 36V SMPS와 무선 점멸기와 동작 감시기 등을 구동하기 위한 DC 5V 전원을 공급하기 위한 미니 SMPS를 본 발명에서는 하나로 일체화하였다.
물론 본 발명의 실시 예에 따른 LED 등기구의 스마트 구동장치(100)는 하나의 보드에 일체화로 구성된 장치이며, 36V SMPS와 미니 SMPS를 일체화한 구성은 일체화된 본 발명의 스마트 구동장치(100)의 일부 구성이다.
구체적으로 설명하면, LED 드라이버(110)는 EMI(Electro Magnetic Interference) 필터(111), 브리지 정류부(112), PFC(Power Factor Control) 스테이지(113), 컨버터(114), 제1 정류부(115), 출력부(116), PFC 제어부(117), PWM 제어부(118) 및 CC(Constnat Current, 정전류)/CV(Constant Voltage, 정전압) 제어부(119)를 포함한다.
그리고, STBY 전원부(120)는 브리지 정류부(112)의 출력을 입력으로 하는 플라이백 컨버터(Flyback converter, 121), 제2 정류부(122), PWM 제어부(123) 및 레귤레이터(regulator, 124)를 포함한다.
EMI 필터(111)는 AC 220V의 상용전원을 입력으로 하여 전원주파수 상에 섞여있는 여러가지 노이즈를 제거한다. 브리지 정류부(112)는 브리지 정류회로로 구성되어 EMI 필터(111)에 의해 노이즈 제거된 AC 220V 전원을 DC 220V의 전원으로 정류한다.
PFC 스테이지(113)는 PFC 컨버터로서, 브리지 정류부(112)로부터 입력되는 DC 220V 전원에 대하여 PFC 제어부(117)에서 제공하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 따라 특정값 이상의 고 역률을 달성할 수 있도록 역률 보상 기능을 수행한다. 여기서, PFC 제어부(117)는 브리지 정류부(112)로부터 입력되는 DC 220V 전원의 주파수 파형에 대응하는 PWM 신호를 생성하여 PFC 스테이지(113)에 제공하며, 이에 따라 PFC 스테이지(113)는 특정한 듀티를 가지는 PWM 제어신호에 의해 입력 전류의 파형을 입력 전압의 파형에 추종하도록 제어된다. PFC 스테이지(113)에서 출력되는 전원은 DC 220V보다 높은 전압으로 승압되어 출력된다.
컨버터(114)는 LLC 공진회로를 가진 하프브리지(Half Bridge) 컨버터(converter)로 구성되며, PFC 스테이지(113)로부터 입력되는 DC 전원을 PWM 제어부(118)의 듀티 제어에 따라 AC 36V 전원으로 변환하여 출력하고, 제1 정류부(115)는 입력되는 AC 36V 전원을 DC 36V 전원으로 정류한다.
PWM 제어부(118)는 CC/CV 제어부(119)에 의해 정전류/정전압 제어된 제1 정류부의 출력을 입력받아 듀티 제어를 수행하고 듀티 제어된 PWM 신호를 컨버터(114)에 제공하여 컨버터(114)가 듀티 제어된 PWM 제어 신호에 따라 동작하게 한다.
CC/CV 제어부(119)는 입력되는 전원에 대하여 정전류 제어 및 정전압 제어를 수행하여 안정적인 전류 및 전압이 출력되게 한다. CC/CV 제어부(119)는 디밍제어부(미도시)의 전류 제어 신호를 수신할 수 있으며, 그에 따라 PWM 제어부(118)의 듀티가 디밍 제어에 적합한 듀티로 설정되어 컨버터(114)에서 출력되는 전압이 0V 내지 10V 범위의 전압이 출력되게 할 수 있다.
출력부(115)는 제1 정류부(115)로부터 제공받은 DC 36V의 전원을 릴레이(130)를 통해 LED 조명(10)에 공급한다.
STBY 전원부(120)의 플라이백 컨버터(121)는 LED 드라이버(110)의 브리지 정류부(112)의 출력단에 입력단이 연결되어 있으며, 그에 따라 브리지 정류부(112)로부터 DC 220V 전원을 공급받아 PWM 제어부(123)의 PWM 신호에 따라 AC 12V 전원을 생성하여 출력한다.
제2 정류부(122)는 플라이백 컨버터(121)로부터 입력되는 AC 12V를 DC 12V로 정류하여 출력한다. PWM 제어부(123)는 플라이백 컨버터(121)의 출력인 안정적으로 AC 12V를 출력할 수 있도록 제2 정류부(122)의 출력에 대응하는 듀티의 PWM 신호를 생성하여 플라이백 컨버터(121)에 제공한다.
레귤레이터(124)는 전압을 조정하는 레귤레이터로서, 제2 정류부(122)에서 출력하는 DC 12V를 입력하여 DC 5V로 만들어 출력한다.
상기 설명들은 본 발명을 구현하기 위한 예시적인 구성들 및 동작들을 제공하도록 의도된다. 본 발명의 기술 사상은 위에서 설명된 실시 예들뿐만 아니라, 위 실시 예들을 단순하게 변경하거나 수정하여 얻어질 수 있는 구현들도 포함할 것이다. 또한, 본 발명의 기술 사상은 위에서 설명된 실시 예들을 앞으로 용이하게 변경하거나 수정하여 달성될 수 있는 구현들도 포함할 것이다.
1000: 스마트 등기구 유지관리 시스템
100: 스마트 구동장치 200 : 사용자 단말
300: 클라우드 서버 110: LED 드라이버
120: STBY 전원부 130: 릴레이
141: 기능동작부 10: LEC 조명
142: 고장감시부 143: LPWAN 통신부
20: 센서부 30: RF 안테나
111: EMI 필터 112: 브리지 정류부
113: PFC 스테이지 114: 컨버터
115: 제1 정류부 116: 출력부
117: PFC 제어부 118, 123: PWM 제어부
119: CC/DV 제어부 121: 플라이백 컨버터
122: 제2 정류부 124: 레귤레이터

Claims (4)

  1. 가로등 또는 보안등과 같은 조명시설에 사용하는 등기구에 설치되는 구동장치에 있어서,
    220V AC 상용전원을 입력으로 하고 LED 조명을 위한 DC 36V를 생성하여 출력하는 LED 드라이버,
    LED 드라이버로부터 입력되는 DC 220V를 5V 및 12V로 각각 만들어 출력하는 STBY 전원부,
    상기 LED 드라이버와 상기 LED 조명 사이에 설치되어 상기 LED 드라이버에서 제공하는 DC 36V 전원의 공급 여부를 결정하며, 상기 STBY 전원부에서 공급하는 12V를 전원으로 하는 릴레이, 그리고
    상기 STBY 전원부에서 공급하는 DC 5V 전원에 의해 동작하며, 점멸 기능, 고장 감시 기능, 무선 통신 기능, 디밍 제어 기능을 수행하는 기능동작부를 포함하며,
    상기 LED 드라이버는,
    상용전원인 220V의 교류전원을 입력받고 상용전원의 노이즈를 제거하기 위한 EMI 필터부
    상기 EMI 필터부에서 출력된 220V의 교류 전원을 전파 정류하는 브리지 정류부,
    상기 브리지 정류부의 출력에 대해 역률을 안정화시키는 PFC 스테이지,
    상기 브리지 정류부에서 출력을 이용하여 상기 PFC 스테이지의 동작을 제어하는 PFC 제어부,
    상기 PFC 스테이지의 출력을 36V의 교류전원으로 변압하는 컨버터,
    상기 컨버터의 출력을 36V의 직류로 변환하는 제1 정류부,
    상기 제1 정류부의 출력을 입력받고, 상기 제1 정류부의 출력에 대한 전압 및 전류 안정화 제어를 수행하는 CC/CV 제어부,
    상기 CC/CV 제어부의 출력에 따라 상기 컨버터에 대해 펄스폭제어를 수행하는 PWM 제어부, 그리고
    상기 제1 정류부에서 출력된 36V 직류전원을 상기 릴레이를 통해 상기 LED 조명에 공급하는 출력부를 포함하고,
    상기 STBY 전원부는,
    상기 LED 드라이버의 브리지 정류부에서 출력하는 220V의 직류 전원을 입력받아 12V의 교류전원으로 변압하는 플라이백 컨버터,
    상기 플라이백 컨버터의 출력을 12V의 직류로 변환하여 상기 릴레이의 구동 전원으로 제공하는 제2 정류부,
    상기 제2 정류부의 출력에 대응하는 PWM 신호를 생성하여 상기 플라이백 컨버터에 제공하는 PWM 제어부, 및
    상기 제2 정류부의 12V 전원을 입력받아 5V로 전압 강하하여 출력하는 레귤레이터를 포함하는 스마트 구동장치.
  2. 제1항에서,
    상기 기능동작부는,
    상기 LED 조명의 점등과 소등을 제어하는 무선점멸부,
    적어도 하나의 센서로 구성된 센서부로부터 수신되는 각종 상태 감지 정보를 분석하여 고장 여부를 파악하고 고장 여부를 알리는 고장감시부,
    LPWAN(Low-Power Wide-Area Network) 통신기술을 기반으로 원격지의 클라우드 서버와 데이터 통신을 수행하는 LPWAN, 그리고
    상기 LED 조명의 디밍 제어를 수행하는 디밍제어부를 포함하는 LED 등기구의 스마트 구동장치.

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130135419A (ko) * 2012-06-01 2013-12-11 (주)플로우테크 엘이디 조명용 전원 장치
KR102060812B1 (ko) 2019-07-31 2019-12-30 하나네트웍스 주식회사 무선 점멸기 및 고장 감시기가 내장된 스마트 led 등기구
KR102124963B1 (ko) * 2019-07-31 2020-06-22 하나네트웍스 주식회사 IoT 및 5G LoRa 통신 기반의 스마트 등기구 유지관리 방법 및 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130135419A (ko) * 2012-06-01 2013-12-11 (주)플로우테크 엘이디 조명용 전원 장치
KR102060812B1 (ko) 2019-07-31 2019-12-30 하나네트웍스 주식회사 무선 점멸기 및 고장 감시기가 내장된 스마트 led 등기구
KR102124963B1 (ko) * 2019-07-31 2020-06-22 하나네트웍스 주식회사 IoT 및 5G LoRa 통신 기반의 스마트 등기구 유지관리 방법 및 시스템

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
2. 국내등록특허 제10-2124963호(등록일: 2020.06.15.자)(명칭 : IoT 및 5G LoRa 통신 기반의 스마트 등기구 유지관리 방법 및 시스템)

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