KR102338720B1 - 자가 진단 기능을 갖는 led 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 조명장치에서 컨버터 또는 LED 조명이 가까운 미래에 고장이 예측되는 이상상태인지를 진단하여 이상상태시 LED 조명을 점등상태로 유지하는 조명기능을 제공하기 전에 점등과 소등 상태를 반복하는 방식으로 이상상태정보를 제공할 수 있도록 해 주는 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자가 진단 기능을 갖는 LED 조명장치는, 외부 전원을 일정 레벨의 DC 전압으로 변환하여 출력하는 컨버터와, 컨버터로부터 출력되는 전력을 이용하여 점등하는 적어도 하나의 LED 조명 및, 상기 컨버터와 LED 조명 사이에 배치되어 LED 조명 점등 설정시 컨버터로부터 출력되는 전력을 LED 조명으로 공급함과 더불어, 컨버터와 LED 조명간 전원라인에 배치되어 LED 조명 점등상태에서 컨버터로부터 출력되는 전압값과 각 LED 조명으로 흐르는 전류값을 각각 측정하여 컨버터 또는 LED 조명이 고장 발생이 예측되는 이상상태인지를 판단하고, 이상상태 판단시 해당 이상상태정보를 LED 조명을 통해 출력하도록 제어하는 진단기를 포함하여 구성되고, 상기 진단기는 측정 전압값과 측정 전류값을 곱 연산하여 산출된 현재 전력값과 LED 조명 설치시 측정된 초기 전압값과 초기 전류값을 곱 연산하여 산출된 기준 전력값간의 차이가 기준 전력값의 제1 비율 이상인 경우 컨버터 이상상태로 판단하여 LED조명이 온(ON) 되는 초기 구간에서 기 설정된 패턴의 이상상태정보를 출력한 다음 LED 조명을 점등 상태로 유지하여 정상적인 조명기능을 제공하도록 제어하되, 측정 전압값과 측정 전류값을 곱 연산하여 산출된 현재 전력값과 초기 전압값과 초기 전류값을 곱 연산하여 산출된 기준 전력값간의 차이가 기준 전력값의 상기 제1 비율보다 높은 제2 비율 이상인 경우에는 LED 조명이 온(ON) 되더라도 점등 상태로 전환하지 않고 소등 상태를 유지하도록 제어하며, 상기 이상상태정보는 LED 조명의 점등 상태와 소등 상태가 일정 주기로 반복되는 패턴으로 이루어지되, 컨버터 이상상태정보와 LED 조명 이상상태정보는 서로 다른 패턴을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

자가 진단 기능을 갖는 LED 조명장치{LED lighting apparatus having self diagnosis function}
본 발명은 LED 조명장치에서 컨버터 또는 LED 조명이 가까운 미래에 고장이 예측되는 이상상태인지를 진단하여 이상상태시 LED 조명을 점등상태로 유지하는 조명기능을 제공하기 전에 점등과 소등 상태를 반복하는 방식으로 이상상태정보를 제공할 수 있도록 해 주는 기술에 관한 것이다.
엘이디 조명장치는 다른 조명들에 비하여 상대적으로 전력 소모가 적고 수명이 긴 특징이 있어, 친환경 조명으로 인식되어 있다.
이러한 엘이디를 광원으로 하는 대부분의 조명등에는 전원공급모듈인 컨버터가 설치되는데, 상기 컨버터는 그 자체가 열의 발생 원인이 되기도 하며, 열에 취약할 뿐 아니라 수명이 짧다. 예컨대, 엘이디 조명등을 구성하는 엘이디칩의 수명이 대략 50,000시간인데 비하여 컨버터의 수명은 15,000 시간에 불과하다.
이에 따라, 엘이디칩의 수명이 남아 있음에도 불구하고, 컨버터가 수명을 다하게 되면, 조명램프 또는 조명전구 전체를 교체하여야 하는 단점이 있다. 실제로 짧은 열화(Degradation) 특성을 갖는 전해콘덴서 등이 구비된 전원공급모듈('컨버터에 포함된 구성임') 즉, 전원공급모듈이 LED 칩 보다 먼저 고장을 일으키게 되는 경우가 많이 발생하고 있는 실정이다.
이에, LED 조명장치에서 컨버터 또는 LED 조명(칩)의 이상상태를 출력하여 사용자가 이를 인지할 수 있도록 해 주는 기능이 요구되고 있다.
이와 관련하여 선행문헌1(한국공개특허 제10-2021-0016915호)에는 엘이디 조명등을 구성하는 덮개의 상부면에 엘이디램프의 고장상태를 알려주기 위한 표시램프가 설치되도록 하여 다수개의 엘이디 조명등이 설치된 어두운 천장패널의 내측으로 진입한 작업자가 다수개의 엘이디 조명등 중에서 문제가 있는 엘이디 조명등이 어느 것인지를 육안으로 손쉽게 식별할 수 있도록 하는 표시램프가 구비된 엘이디 조명등이 개시되어 있다.
또한, 선행문헌2(한국공개특허 제10-2020-0145799호)에는 LED 등기구 몸체 및 상기 몸체의 상부를 덮는 커버 그리고 상기 몸체의 일측에 구비되어 지주에 연결되는 암대로 이루어진 LED 등기구에 관한 것으로, 상기 LED 등기구에는, 상기 몸체에 구비되며, 220V의 입력전압이 입력되는 전원부와, 상기 전원부에 연결되어 컨버터, LED모듈 및 회로부에 이상 전원 발생으로 회로의 과전류가 발생시 전원공급을 차단함으로써 회로구성의 부품의 과열폭발로 인한 화제위험을 제거함으로써 제품을 안전하게 사용할 수 있도록 한 안전형부; 및 상기 안전형부에 연결되며, 전원부와 병렬로 연결된 컨버터와, 상기 컨버터에 연결되어 LED 등기구를 자가 진단 후 컨버터와 LED모듈의 고정 여부를 표시해 주는 컨버터 및 LED모듈 고장진단용 자가진단 표시부가 포함되어, LED 등기구에 구비된 출력표시램프를 통해 어느 곳이 고장났는지 작업자가 바로 육안으로 확인하여 신속히 조치할 수 있도록 해 주는 LED 등기구의 고장을 자가진단 검지 후 이를 표시하는 장치가 개시되어 있다.
상기한 선행문헌들에 개시된 장치들은 고장시 전원을 차단하고, 고장시에 별도의 램프(표시부)를 통해 고장 상태를 표시하도록 구성된 바, 이미 고장이 발생되어 LED 조명의 정상적인 기능을 불가능한 때에 고장 상태를 제공하도록 구성된다.
그러나, 사용자가 조명을 필요로 하는 때에 조명이 고장나게 되면, 사용자가 필요한 시점에 조명의 이용이 불가능하여 원하는 일을 할 수 없는 문제가 발생된다.
1. 한국공개특허 제10-2021-0016915호 (명칭: 표시램프가 구비된 엘이디 조명등) 2. 한국공개특허 제10-2020-0145799호 (명칭 : LED 등기구의 고장을 자가진단 검지 후 이를 표시하는 장치)
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, LED 조명장치에서 컨버터 또는 LED 조명의 고장이 예측되는 이상상태 진단시, LED 조명이 온(ON) 되는 때에 LED 조명을 통해 기 설정된 점등과 소등 상태가 반복되는 패턴을 출력한 후 정상 점등 상태를 유지함으로써, 조명 기능을 정상적으로 수행하는 상태에서 이상상태 알림 기능을 제공할 수 있도록 해 주는 자가 진단 기능을 갖는 LED 조명장치를 제공함에 그 기술적 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 외부 전원을 일정 레벨의 DC 전압으로 변환하여 출력하는 컨버터와, 컨버터로부터 출력되는 전력을 이용하여 점등하는 적어도 하나의 LED 조명 및, 상기 컨버터와 LED 조명 사이에 배치되어 LED 조명 점등 설정시 컨버터로부터 출력되는 전력을 LED 조명으로 공급함과 더불어, 컨버터와 LED 조명간 전원라인에 배치되어 LED 조명 점등상태에서 컨버터로부터 출력되는 전압값과 각 LED 조명으로 흐르는 전류값을 각각 측정하여 컨버터 또는 LED 조명이 고장 발생이 예측되는 이상상태인지를 판단하고, 이상상태 판단시 해당 이상상태정보를 LED 조명을 통해 출력하도록 제어하는 진단기를 포함하여 구성되고, 상기 진단기는 측정 전압값과 측정 전류값을 곱 연산하여 산출된 현재 전력값과 LED 조명 설치시 측정된 초기 전압값과 초기 전류값을 곱 연산하여 산출된 기준 전력값간의 차이가 기준 전력값의 제1 비율 이상인 경우 컨버터 이상상태로 판단하여 LED조명이 온(ON) 되는 초기 구간에서 기 설정된 패턴의 이상상태정보를 출력한 다음 LED 조명을 점등 상태로 유지하여 정상적인 조명기능을 제공하도록 제어하되, 측정 전압값과 측정 전류값을 곱 연산하여 산출된 현재 전력값과 초기 전압값과 초기 전류값을 곱 연산하여 산출된 기준 전력값간의 차이가 기준 전력값의 상기 제1 비율보다 높은 제2 비율 이상인 경우에는 LED 조명이 온(ON) 되더라도 점등 상태로 전환하지 않고 소등 상태를 유지하도록 제어하며, 상기 이상상태정보는 LED 조명의 점등 상태와 소등 상태가 일정 주기로 반복되는 패턴으로 이루어지되, 컨버터 이상상태정보와 LED 조명 이상상태정보는 서로 다른 패턴을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자가 진단 기능을 갖는 LED 조명장치가 제공된다.
또한, 상기 진단기는 LED 조명 이상상태로 판단되는 경우 LED조명이 온(ON) 되는 초기 구간에서 기 설정된 패턴의 이상상태정보를 출력한 다음 LED 조명을 점등 상태로 유지하여 정상적인 조명기능을 제공하도록 제어하되, 측정 전압값이 기준 전력값 미만이면서 적어도 하나의 전류값이 기준 전류값 을 초과하거나, 측정 전압값이 기준 전력값을 초과하면서 적어도 하나의 전류값이 "0"인 경우 LED 조명 이상상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 자가 진단 기능을 갖는 LED 조명장치가 제공된다.
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또한, 상기 진단기는 현재 조명 온(ON)상태에서 컨버터 이상상태 또는 LED 이상상태를 판단하여 저장하고, 이후 사용자에 의한 LED 조명 온(ON) 설정시 LED 조명을 통해 기 저장된 이상상태정보를 출력한 후 점등상태를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자가 진단 기능을 갖는 LED 조명장치가 제공된다.
본 발명에 의하면, 컨버터 또는 LED 조명의 고장이 예측되는 고장나기 전 시점에서 조명 온시 일정 시간동안만 점등과 소등의 패턴을 먼저 출력하여 이상상태정보를 제공하고 이후 LED 조명을 점등 상태로 유지하여 정상적인 조명 기능을 제공함으로써, 이상상태정보 출력을 위한 별도의 표시수단을 구비할 필요가 없어 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있음은 물론, 사용자가 원하는 때에 조명 기능을 제공받으면서 가까운 미래에 LED 조명장치가 고장날 예정임을 직관적으로 인지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 사용자가 LED 조명 온시에 출력되는 점등과 소등을 반복하는 패턴 출력을 근거로 컨버터 또는 LED 조명이 고정나기 전에 그 교체시기를 미리 인지하여 보다 효율적으로 LED 조명장치를 사용할 수 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자가 진단 기능을 갖는 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도2는 도1에 도시된 진단기(300) 구성을 예시한 도면.
도3은 도1에 도시된 LED 조명(200)을 통해 출력되는 컨버터 이상패턴(A)과 LED 이상패턴(B)을 예시한 도면.
도4는 도1에 도시된 자가 진단 기능을 갖는 LED 조명장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도5는 도4에서 LED 조명 이상상태 판단 조건을 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자가 진단 기능을 갖는 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도1을 참조하면, 본 발명에 따른 자가 진단 기능을 갖는 LED 조명장치는, 컨버터(100)와 하나 이상의 LED 조명(200) 및 진단기(300)를 포함한다.
컨버터(100)는 외부전원 (AC 220V)을 일정 레벨의 DC 전압으로 변환하여 출력한다.
LED 조명(200)은 실내의 천정 또는 벽면 등에 설치되고, 사용자가 외부 스위치(미도시)를 온/오프 함에 따라 컨버터(100)로부터 출력되는 전력에 의해 점등되거나 소등된다. 도1에는 하나의 컨버터(100)에 대해 제1 및 제2 LED 조명(210,220)이 연결된 구조가 도시되어 있다.
진단기(300)는 컨버터(100)와 LED 조명(200) 사이에 배치되어 컨버터(100)를 통해 출력되는 DC 전원을 LED 조명(200)으로 공급함과 더불어, 컨버터(100) 또는 LED 조명(200)이 가까운 미래에 고장이 예측되는 이상상태인지를 진단한다.
그리고, 진단기(300)는 LED 조명(200)이 온 되는 동작 시작 구간에서 점등상태와 소등 상태가 기 설정된 패턴으로 반복되도록 설정하는 방식으로 컨버터(100) 또는 LED 조명(200)가 고정나기 전 시점에 컨버터(100) 또는 LED 조명(200)의 이상상태정보를 출력한다.
이때, 진단기(300)는 컨버터(100)와 LED 조명(200) 사이의 전원라인의 전압값 및 전류값을 측정하여 LED 조명 장치의 이상 여부를 판단하는데, 기 설정된 이상상태 판단조건에 따라 컨버터 이상과 LED 조명 이상을 판단한다.
그리고, 진단기(300)는 컨버터 이상상태시와 LED 조명 이상상태시 LED 조명(200)을 통해 서로 다른 점등과 소등 패턴을 갖는 이상상태정보를 출력하여 사용자가 이상이 발생한 대상을 용이하게 인지할 수 있도록 구성된다.
또한, 진단기(300)는 컨버터의 상태가 기 설정된 이상상태 범위를 벗어나는 경우, 외부 스위치에 의해 LED 조명(200)이 온 설정 요구되더라도 LED 조명(200)을 소등하여 컨버터(100) 이상에 의해 LED 조명(200)이 영향을 받는 것을 최소화하도록 구성될 수 있다.
이러한 진단기(300)는 진단부(310)와 제어부(320) 및 전원부(330)를 포함한다.
진단부(310)는 컨버터(100)와 LED 조명(200) 사이의 전원라인상에 배치되어컨버터(100)로부터 출력되는 전압값을 측정하는 전압 센서(311)와 컨버터(100)와 LED 조명(200) 사이의 전원라인상에 배치되어 LED 조명(200)으로 흐르는 전류값을 측정하는 제1 및 제2 전류 센서(312,313) 및, 컨버터(100)와 LED 조명(200) 사이의 전원라인상에 배치되어 LED 조명(200)측으로의 전원 공급을 온/오프 설정하는 제1 및 제3 스위치(SW1, SW2, SW3)를 포함하여 구성된다.
이때, 전류 센서는 LED 조명(200)에 대해 일대일 대응되게 배치되며, 도1에는 제1 LED 조명(210)에 제1 전류 센서(312)가 연결되고, 제2 LED 조명(220)에 제2 전류 센서(313)가 연결되어 있다.
또한, 제1 스위치(SW1)는 컨버터(100)로부터 출력되는 전원을 LED 조명(200) 측으로 공급하거나 차단하는 기능을 수행하고, 제2 및 제3 스위치(SW2,SW3)는 제1 스위치(SW1)의 출력단에 병렬로 연결되면서 그 출력단에 제1 및 제2 LED 조명(210,220)이 각각 결합되어 해당 LED 조명(210,220)으로의 전원 공급을 단속하는 기능을 수행한다.
즉, 제1 스위치(SW1)의 출력단은 분기되어 제1 및 제2 전류센서(312,313)에 연결되고, 제1 및 제2 전류센서(312,313)의 출력단에는 제2 및 제3 스위치(SW2,SW3)가 각각 연결되며, 제2 및 제3 스위치(SW2,SW3)의 출력단에 제1 및 제2 LED 조명(210,220)이 각각 결합된다.
이때, 제2 및 제3 스위치(SW2,SW3)는 사용자에 의한 외부 스위치 조작에 따라 온/오프 설정되며, 외부 스위치와 전기적으로 직접 연결되거나 외부 스위치의 조작정보를 제어부(320)에서 수신하여 제어부(320)를 통해 제2 및 제3 스위치(SW2,SW3)가 온/오프 설정할 수 있다.
즉, 제2 스위치(SW2)는 제1 LED 조명(210)을 온/오프 조작하기 위한 외부 스위치와 연동하여 동작되고, 제3 스위치(SW3)는 제2 LED 조면(220)을 온/오프 조작하기 위한 외부 스위치와 연동하여 동작된다.
또한, 상기 진단부(310)는 컨버터(100)와 연결되는 전원라인의 "+"라인과 "-" 라인 사이에 전압 센서(311)가 배치된다. 이때, 전압 센서(311)는 분압 저항으로 이루어질 수 있으며, 분압 저항은 예컨대, 0~48V 범위의 컨버터 출력 전압을 40:1로 분압하여 0.047V의 정밀도로 측정할 수 있다.
또한, 컨버터(100)와 연결되는 전원라인의 "+"라인은 분기되어 제1 LED 조명(210)과 제2 LED 조명(220)의 "+"라인과 연결되고, 전원라인의 "-"라인은 분기되어 제1 LED 조명(210)과 제2 LED 조명(220)의 "-"라인과 연결된다. 그리고, 컨버터(100)와 연결되는 전원라인의 "-"라인과 연결되는 제1 LED 조명(210)의 "-"라인상에 제1 전류센서(312)가 연결되고, 컨버터(100)와 연결되는 전원라인의 "-"라인과 연결되는 제2 LED 조명(220)의 "-"라인상에 제2 전류센서(313)가 연결된다.
여기서, 제1 및 제2 전류센서(312,313)는 0,01Ω 저항으로 이루어져 0~2.18A범위를 0.004A의 정밀도로 측정할 수 있다.
한편, 도1에서 제어부(320)는 제1 내지 제3 스위치(SW1 ~SW3)를 온/오프 제어하여 LED 조명(200)을 점등 또는 소등 상태로 설정함과 더불어, 전압 센서(311)와 제1 및 제2 전류센서(312,313)로부터 일정 시간 단위로 측정값을 수집하고, 수집된 측정값을 근거로 컨버터 이상 및 LED 조명의 이상 여부를 판단하며, 이상상태 판단시 LED 조명(200)이 온 설정되는 초기 시점에 기 설정된 점등과 소등의 반복 패턴으로 해당 LED 조명(200)이 동작되도록 제어한다.
본 발명에서는 도3에 도시된 바와 같이, LED 조명(200)의 점등 구간 중 일정 초기 점등 구간을 이상상태 알림구간(S)으로 설정하여 이상상태 발생시 이상상태 알림구간(S)에서 LED 조명(200)의 점등과 소등에 의한 패턴 출력을 통해 이상상태정보를 출력하도록 제어한다.
이때, 제어부(320)는 이상상태 알림구간(S)에서 LED 조명(200)의 점등 상태와 소등 상태가 일정 주기로 반복되는 패턴 출력을 통해 이상상태정보를 출력하되, 이상상태정보는 컨버터 이상상태정보와 LED 조명 이상상태정보는 서로 다른 점등과 소등 패턴을 갖도록 구성된다.
도3에는 컨버터 이상패턴(A)과 LED 이상패턴(B)이 예시되어 있다. 도3을 참조하면, 컨버터 이상패턴(A)은 일정 이상상태 알림구간 동안 3회의 점등과 소등이 반복 출력되고, LED 조명 이상패턴(B)은 일정 이상상태 알림구간 동안 5회의 점등과 소등이 반복 출력된다.
전원부(330)는 컨버터(100)로부터 공급되는 전원을 이용하여 진단기(300)를 동작시키기 위한 공급전원(Vcc)로 공급한다.
이어, 상기한 구성으로 된 자가 진단 기능을 갖는 LED 조명장치의 동작을 도4에 도시된 흐름도를 참조하여 설명한다.
먼저, LED 조명장치가 설치된 초기 상태에서, 사용자가 외부 스위치를 눌러 LED 조명(200)을 점등 요구하게 되면, 이에 따라 진단부(310)의 제1 내지 제3 스위치(SW1~SW3)가 모두 온 설정되어 제1 LED 조명(210)과 제2 LED 조명(220)으로 전원이 공급되는 조명 온 상태가 된다. 조명 온 상태에서 제1 및 제2 LED 조명(210,220)은 점등 상태를 유지하여 조명 기능을 수행한다.
이와 같이 제1 및 제2 LED 조명(210,220)이 점등되는 조명 온 상태에서 제어부(320)는 초기 전압값과 초기 전류값을 수집하고, 이를 기반으로 LED 용량 기준값을 등록한다(ST100). 이때, 제어부(320)는 초기 전압값과 초기 전류값을 곱 연산하여 전력 기준값을 산출하여 저장하고, 초기 전압값을 기준 전압값으로 저장하며, 초기 전류값을 기준 전류값으로 저장한다. 이러한 LED 용량 기준값 등록은 컨버터(100) 또는 LED 조명(200)이 초기 설치되거나 교체되는 시점에서만 수행되며, 이를 통해 컨버터(100) 또는 LED 조명(200)이 이전 용량과 다른 용량을 갖는 것으로 교체되더라도 자동으로 해당 장치의 용량에 대응되게 LED 용량 기준값이 설정된다.
상술한 바와 같이 LED 용량 기준값이 등록되고, LED 조명(200)이 조명 온된 상태에서 제어부(320)는 일정 주기로 전압값과 전류값을 수집한다(ST200). 예컨대, 전압 센서(311)와 제1 및 제2 전류센서(312,313)는 0.03초 주기로 컨버터(100)와 LED 조명(200) 사이의 전압값과 전류값을 제어부(320)로 전송한다.
제어부(320)는 상기 ST200 단계에서 수집한 전압값과 전류값을 근거로 현재 전력량을 산출하고, 현재 전력량과 기 등록된 기준 전력량을 비교하여 기준 전력량과의 차이값을 근거로 고장이 예측되는 컨버터 이상상태를 판단하고, 이상상태 판단시 컨버터 이상정보를 등록한다(ST300). 이때, 제어부(320)는 0.03초 간격으로 측정된 전압값과 전류값의 최종 0.5초 간의 평균값을 이상상태 판단을 위한 전압값과 전류값으로 이용할 수 있다.
제어부(320)는 현재 전력량과 기준 전력량간의 차이가 기준 전력량의 5% 이상인 경우 컨버터 이상으로 판단한다. 예컨대, 기준 전력량이 40W 인 경우, 현재 전력량이 42W (기준전력량 40W + 기준 전력량의 5%인 2W)이상이거나 38W (기준전력량 40W - 기준 전력량의 5%인 2W) 이하인 경우 컨버터(100)를 이상상태로 판단한다. 이때, 현재 전력량과 기준 전력량간의 차이가 기준 전력량의 5%인 경우는 컨버터(100)가 현재는 정상적으로 동작하되 가까운 미래에 고장이 예측되는 기준값으로, 제어부(320)는 이러한 컨버터 이상상태가 일정 시간 예컨대, 0.5초 이상 지속적으로 유지되는 때에 컨버터 이상상태로 최종 결정한다.
또한, 제어부(320)는 상기 ST200 단계에서 수집한 전압값과 전류값을 근거로 LED 조명 이상상태를 판단하고, 이상상태로 판단되면 LED 조명 이상정보를 등록한다(ST400). 이때, 제어부(320)는 측정 전압값이 기준 전력값 미만이면서 적어도 하나의 전류값이 기준 전류값을 초과하거나, 측정 전압값이 기준 전력값을 초과하면서 적어도 하나의 전류값이 "0"인 경우 LED 조명 이상상태로 판단한다. 이때, 측정 전압값이 기준 전력값을 초과하거나 미만인 차이값과 측정 전류값가 기준 전류값을 초과하는 차이값은 LED 조명(200)이 가까운 미래에 고장이 예측될 수 있는 적절한 값으로 설정된다.
상기 ST400 단계에서 제어부(320)는 상기 ST200 단계에서 수집한 전압값과 전류값을 근거로 LED 쇼트 및 LED 오픈 상태인지를 판단할 수 있다. LED 쇼트는 LED가 파손된 상태로 정상 상태에 비해 전압(VLED)은 낮아지고, 전류는 높아지는 조건을 만족하는지를 근거로 판단하고, LED 오픈은 LED가 전자 회로로부터 떨어지거나 커넥터가 연결되지 않은 상태로 정상 상태에 비해 전압(VLED)은 높아지고, 전류는 흐르지 않는 조건을 만족하는지를 근거로 판단한다.
즉, 제어부(320)는 도5에 도시된 바와 같이 전압값이 기준 전압값 보다 일정 레벨 이상 낮은 상태에서 제1 LED 조명(210)과 제2 LED 조명(220)의 전류값 차이가 일정 레벨 이상인 경우 LED 쇼트로 판단하고, 전압값이 기준 전압값 보다 일정 레벨 이상 높으면서 적어도 하나의 LED 조명(200)의 전류값이 "0"인 경우 LED 오픈으로 판단할 수 있다.
이때, 제어부(320)는 LED 조명 이상상태가 일정 시간 예컨대, 0.5초 이상 지속적으로 유지되는 때에 고장상태 전의 LED 조명 이상상태로 최종 결정한다.
이어, 제어부(320)는 LED 조명(200)을 통해 기 등록된 이상상태정보를 출력한 후 LED 조명(200)의 점등상태를 유지하도록 제어한다(ST500).
본 발명에서 상기 ST100 단계는 LED조명 장치가 설치된 최초 조명 온시 또는 컨버터 또는 LED 조명이 교체된 상태에서만 이루어지는 바, 이전에 미리 LED 용량 기준값이 등록되어 경우에는 사용자가 외부 스위치를 눌러 LED 조명(200)를 온 설정하는 때에 상술한 ST200 내지 ST500 의 동작만을 수행하며, 이상상태로 진단되지 않으면 이상상태정보의 출력을 생략하고 LED 조명(200)을 바로 점등상태로 설정하여 일반적인 조명 동작을 수행한다.
한편, 본 발명에 있어서는 이상상태정보를 보다 신속하게 출력하기 위해 현재 조명 점등상태에서 컨버터 이상상태 또는 LED 이상상태를 판단하여 메모리에 저장하고, 이후 LED 조명 온(ON) 설정시 기 저장된 이상상태정보를 출력한 후 LED 조명을 점등하도록 구성할 수 있다.
즉, 제어부(320)는 현재 조명 온 상태에서 상기 ST200 내지 ST400 동작을 수행하고, ST300 및 ST400 단계에서 컨버터 이상상태 또는 LED 조명 이상상태 판단시 해당 정보를 메모리에 저장한다.
이후, 이후 사용자가 외부 스위치를 통해 LED 조명을 오프상태로 설정하여 LED 조명(200)은 소등되고, 제어부(320)의 메모리에는 이상상태정보가 저장된 상태가 된다.
그리고, 제어부(320)의 메모리에 이전 조명 온시 진단된 이상상태정보가 저장된 상태에서 사용자가 외부 스위치를 통해 LED 조명(200)을 온 상태로 설정하면, 제어부(320)는 제1 스위치(SW1)를 온 시키고, 이상상태정보가 메모리에 저장된 경우 해당 이상상태에 대응되는 패턴의 온/오프 신호를 제1 및 제2 스위치(SW2,SW3)로 전송하여 이상상태 알림구간동안 이상상태정보를 출력한 후 제1 및 제2 스위치(SW2,SW3)로 온 신호를 전송하여 제1 및 제2 LED 조명(210,220)이 점등상태를 유지하도록 제어한다.
이때, 제어부(320)는 컨버터 이상인 경우 제1 스위치를 온/오프 설정하여 이상상태정보를 출력하고, 특정 LED 조명만 이상상태인 경우 해당 LED 조명과 연결된 스위치만 온/오프 설정하여 이상상태정보를 출력한다. 예컨대, 제1 LED 조명(210)만 이상상태인 경우, 제2 스위치(SW2)를 온/오프 설정하여 이상상태정보를 출력한 후 점등상태를 유지하도록 하고, 제2 LED 조명(220)는 이상상태정보를 출력하지 않고 바로 점등 상태를 유지한다.
또한, 상기 ST400 단계에서 컨버터 이상상태 판단시, 제어부는 현재 전력량과 기준 전력량과의 차이가 기준 전력량의 10% 이상 차이가 발생하는 것으로 판단되면, LED 조명(200)이 온 되더라도 제1 내지 제3 스위치(SW1~SW3)를 모두 오프 상태로 설정하여 LED 조명(200)을 점등상태로 설정하지 않고 소등 상태가 유지되도록 함으로써, LED 조명(200)으로 전원이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이는 컨버터(100)의 초과 이상상태, 예컨대 컨버터(100)의 과전압 출력으로 인해 LED 조명(200)이 영향을 받는 것을 최소화하기 위함이다.
100 : 컨버터, 200 : LED 조명,
300 : 진단기, 310 : 진단부,
311 : 전압센서, 312,313 : 전류센서,
320 : 제어부, 330 : 전원부,
SW : 스위치.

Claims (4)

  1. 외부 전원을 일정 레벨의 DC 전압으로 변환하여 출력하는 컨버터와,
    컨버터로부터 출력되는 전력을 이용하여 점등하는 적어도 하나의 LED 조명 및,
    상기 컨버터와 LED 조명 사이에 배치되어 LED 조명 점등 설정시 컨버터로부터 출력되는 전력을 LED 조명으로 공급함과 더불어, 컨버터와 LED 조명간 전원라인에 배치되어 LED 조명 점등상태에서 컨버터로부터 출력되는 전압값과 각 LED 조명으로 흐르는 전류값을 각각 측정하여 컨버터 또는 LED 조명이 고장 발생이 예측되는 이상상태인지를 판단하고, 이상상태 판단시 해당 이상상태정보를 LED 조명을 통해 출력하도록 제어하는 진단기를 포함하여 구성되고,
    상기 진단기는 측정 전압값과 측정 전류값을 곱 연산하여 산출된 현재 전력값과 LED 조명 설치시 측정된 초기 전압값과 초기 전류값을 곱 연산하여 산출된 기준 전력값간의 차이가 기준 전력값의 제1 비율 이상인 경우 컨버터 이상상태로 판단하여 LED조명이 온(ON) 되는 초기 구간에서 기 설정된 패턴의 이상상태정보를 출력한 다음 LED 조명을 점등 상태로 유지하여 정상적인 조명기능을 제공하도록 제어하되, 측정 전압값과 측정 전류값을 곱 연산하여 산출된 현재 전력값과 초기 전압값과 초기 전류값을 곱 연산하여 산출된 기준 전력값간의 차이가 기준 전력값의 상기 제1 비율보다 높은 제2 비율 이상인 경우에는 LED 조명이 온(ON) 되더라도 점등 상태로 전환하지 않고 소등 상태를 유지하도록 제어하며,
    상기 이상상태정보는 LED 조명의 점등 상태와 소등 상태가 일정 주기로 반복되는 패턴으로 이루어지되, 컨버터 이상상태정보와 LED 조명 이상상태정보는 서로 다른 패턴을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자가 진단 기능을 갖는 LED 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진단기는 LED 조명 이상상태로 판단되는 경우 LED조명이 온(ON) 되는 초기 구간에서 기 설정된 패턴의 이상상태정보를 출력한 다음 LED 조명을 점등 상태로 유지하여 정상적인 조명기능을 제공하도록 제어하되,
    측정 전압값이 기준 전력값 미만이면서 적어도 하나의 전류값이 기준 전류값 을 초과하거나, 측정 전압값이 기준 전력값을 초과하면서 적어도 하나의 전류값이 "0"인 경우 LED 조명 이상상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 자가 진단 기능을 갖는 LED 조명장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 진단기는 현재 조명 온(ON)상태에서 컨버터 이상상태 또는 LED 이상상태를 판단하여 저장하고,
    이후 사용자에 의한 LED 조명 온(ON) 설정시 LED 조명을 통해 기 저장된 이상상태정보를 출력한 후 점등상태를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자가 진단 기능을 갖는 LED 조명장치.
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