KR20010109862A - 조명등 제어시스템 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

본발명은 조명등 제어시스템 및 제어방법에 관한 것으로, 주위 온도에 따라 조명등 점등용 고전압 인가시간을 달리함으로써, 절전효율을 높이고, 방전등의 열화를 방지한다. 또한, 데이터 저장부에 제어시스템의 제어조건을 저장함으로써, 시스템 이상 등으로 전원이 차단된 후 재가동하는 경우에 데이터 저장부에 기억된 데이터를 이용하여 직전 동작상태로 복귀시키도록 한다.

Description

조명등 제어시스템 및 제어방법{Control System for Discharge Lamps and Method thereof}

본발명은 조명등의 제어시스템 및 제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 마이크로 프로세서를 채용한 조명등 제어 시스템 및 제어방법에 관한 것이다.

형광등과 같은 방전등은 전압 변화에 대한 광속변화율이 적은 반면, 입력 전압이 높으면 전극과열로 인해 방전등의 수명이 단축되고 열화된 방전등은 그 효율이 매우 나빠지게 되는 특성이 있다. 이 문제를 해결하기 위한 종래 조명등 제어시스템이 한국특허 제148698호에 개시되어 있다.

도 1을 참조하여 상기 종래 기술을 간단히 설명한다. 상기 종래기술에서는 형광등과 같은 방전등은 점등된 후에는 전압을 다소 낮추더라도 광속 변화가 적다는 점에 착안하여, 점등된 후에 입력 AC 전원전압을 낮춤으로써 절전효과를 달성하고, 방전등 열화를 방지하도록 한 조명등 제어시스템을 개시하고 있다. 상기 종래 조명등 제어시스템에서는, 센서부(4)가 입력 AC 전원전압(1)과 출력 AC전원전압(5)을 검출하고, 그 검출결과에 기초하여 마이크로 프로세서를 포함하는 메인 콘트롤러(8)가 전원제어부(6) 및 바이패스위칭부(3)에 제어신호(C1, C2)를 인가한다. 상기 전원제어부(6)는 전압제어신호(C1)에 응답하여 전원트랜스부(2)에 전원제어신호(C3)를 인가하여 전원트랜스부를 제어하여 입력전원전압을 제어한다. 바이패스 스위칭부(3)는 스위칭 제어신호(C2)에 응답하여 ON/OFF 되며, 예를 들어 시스템에 이상이 생긴 경우에 입력 AC 전원이 전원트랜스부를 바이패스하여 출력되도록 한다. 상기와 같은 종래 조명등 제어시스템에 따르면, 조명등이 점등된 후 전원전압을 소정 전압으로 낮춤으로써 절전효과를 달성하고, 전원트랜스부를 통해 전원전압을 정밀히 제어함으로써 전원전압의 변동등에 의해 방전등이 열화되는 것을 방지할 수 있었다. 또한, 상기 조명등 제어 시스템에서는 현재의 절전율을 계산하여 디스플레이(10)에 표시하며, 시스템에 이상이 생긴 경우에 관제실(도시안됨)에 이를 경보하거나 전원을 차단하도록 하는 기능도 포함하고 있었다.

한편, 형광등과 같은 방전등의 경우에는 최초 점등을 위해 전극을 일정시간 가열할 필요가 있으며 그 가열시간이 지나치게 짧으면 점등이 불안정하게 되는 문제가 있으며, 가열시간이 길어지면 불필요하게 고전압을 장시간 인가함에 따라 절전효율이 나빠지고 방전등이 열화되는 등의 문제가 발생한다. 그와 같은 방전등 점등에 필요한 고전압 인가시간(이하, "점등시간"이라고도 한다)은 방전등의 종류나 조명등의 상태에 따라서 다양하게 변화하지만, 모든 방전등에 공통적으로 적용될 수 있는 것은 주위의 온도에 따라서 전극 가열에 필요한 시간이 달라진다는 것이다. 예를 들어 여름에는 방전전극이 어느정도 가열된 상태이므로 보다 짧은 점등시간으로 충분하지만, 겨울에는 전극이 상대적으로 냉각된 상태이므로 보다 긴 점등시간이 필요하게 된다.

그러나, 종래 방전등 제어시스템에서는 그와 같은 점등시간을 탄력적으로 설정할 수 있는 기능이 결여되어 있어서, 불필요하게 전력이 낭비되거나 방전등을 열화되는 원인이 되고 있다.

또한, 종래 방전등 제어 시스템에서는, 시스템에 이상이 발생하여 주전원을 차단하거나 운전자가 전원을 수동으로 차단한 후 다시 시스템을 가동하는 경우에는 동작조건을 일일이 새로 설정해야 하는 불편함이 있었다.

따라서, 본발명의 목적은 전술한 문제점을 해결한 조명등 제어시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본발명의 보다 구체적인 목적은 조명등 점등시간을 탄력적으로 조정할 수 있는 조명등 제어 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본발명의 목적은 주위온도에 따라 조명등 점등시간을 달리할 수 있는 조명등 제어시스템 및 조명등 제어방법을 제공하는 것이다.

또한, 본발명의 목적은 주전원차단 후 재가동시 새로 동작조건을 입력하지 않아도 직전 동작조건으로 자동으로 복귀할 수 있을 뿐만 아니라, 예를 들면, 사용자가 임의로 전원스위치나 제어스위치를 ON/OFF시키거나, 과전류가 출력되거나, 과전압이 입력되거나, 정전시와 같은 다른 여러 복잡한 상황에 대하여도 조명등을 적절히 제어할 수 있는 조명등 제어시스템을 제공하고자 하는 것이다.

도1은 종래 조명등 제어시스템을 도시하는 블록도.

도2는 본발명에 따른 조명등 제어시스템의 일실시예를 도시하는 블록도.

도3은 본발명에 따른 제어시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1. 입력 AC 전원 2. 전원트랜스부

3. 바이패스 스위칭부 4. 센서부

6. 전원제어부 8. 메인 콘트롤러

9. 키입력부 20. 온도센서

30. 데이터 저장부

상기 목적을 위한 본발명에 따른 조명등 제어시스템에서는, 주위 온도를 검출하고, 검출된 주위 온도에 따라 조명등의 점등에 필요한 고전압인가 시간을 달리하도록 한다.

또한, 본발명에 따른 조명등 제어시스템은 온도를 감지하는 수단과, 상기 온도에 기초하여 점등용 고전압 인가시간을 결정하여 제어신호를 발생하는 수단과, 상기 제어신호에 응답하여, 상기 시간동안 점등용 고전압을 인가하는 수단을 포함한다.

또한, 본발명에 따른 조명등 제어시스템은 상기 소정시간이 경과한 후에는 전원전압을 낮추는 수단을 더 포함할 수 있다.

또한, 본발명에 따른 조명등 제어 시스템은, 상기 점등용 고전압 인가시간에 관한 배율상수를 저장하는 수단을 더 포함하며, 상기 제어 수단은 상기 배율상수에 의해 상기 점등용 전압 인가시간을 조정하도록 한다.

또한, 본발명에 따른 조명등 제어 방법은, 주위 온도를 감지하는 단계와, 상기 온도에 대응하는 점등용 고전압 인가시간을 결정하여 제어신호를 발생하는 단계와, 상기 제어신호에 응답하여, 상기 시간동안 점등용 고전압을 인가하는 단계를 포함한다.

또한, 본발명에 따른 조명등 제어방법은 상기 점등용 고전압 인가시간 경과후 상기 조명등에 인가하는 전압을 낮추는 단계를 더 포함한다.

또한, 본발명에 따른 조명등 제어방법은 소정의 배율상수로 상기 점등용 고전압 인가시간을 조정하는 단계를 더 포함한다.

또한 본발명에 따른 조명등 제어시스템은, AC 전원전압을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어조건을 기억하는 저장수단을 포함하며, 상기 제어 수단은 전원투입시 상기 저장수단에 기억된 직전 제어조건에 따라 시스템을 제어하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 본발명에 따른 조명등 제어 시스템은, 상기 저장수단에 기억된 제어조건을 변경할 수 있는 입력수단을 더 포함할 수 있다.

또한 본발명에 따른 조명등 제어시스템은, 상기 저장 수단이 EEPROM 인 것을특징으로 한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 아울러, 중복을 피하기 위해, 전술한 본발명의 종래기술인 한국특허 제148698호에 이미 상세히 개시된 내용에 대해서는 다시 설명하지는 않으며, 상기 종래기술은 본명세서에 합체된다.

본발명에 따른 조명등 제어시스템의 일실시예를 도2를 참조하여 설명한다. 참고로 본발명을 보다 명료히 설명하기 위해 도2에는 키입력부, 디스플레이, 전류센서 등이 생략되어 있으나, 이들 요소들은 본발명의 종래기술인 도1과 동일한 방식으로 구성할 수 있음은 당업자에게 명백하다.

도2를 참조하면, 본발명에 따른 조명등 제어시스템은, 시스템 전체를 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는 메인콘트롤러(8)와, 메인콘트롤러로부터의 제어신호에 따라 전원트랜스부(2)를 제어하여 제어된 AC전원전압을 출력하도록 하는 전원제어부(6)와, 메인 콘트롤로로부터의 제어 신호에 응답하여 ON/OFF 되며 ON 되면 입력전원이 전원트랜스부를 바이패스하여 출력되도록 하는 바이패스스위칭부(3)와, 주위 온도를 감지하여 그 결과를 메인콘트롤러로 전달하는 온도센서(20)와, 데이터 저장부(30)를 포함한다. 상기 마이크로 프로세서는 온도와 점등시간에 관한 시뮬레이션 데이터에 따라 적절한 점등시간을 결정하도록 프로그래밍되는 것이 바람직하다. 상기 온도센서는 온도에 따라 저항값이 변하는 성질을 이용한 센서인 것이 바람직하다. 또한, 상기 데이터 저장부는, 예를 들면 EEPROM과 같은, 프로그램가능한ROM인 것이 바람직하며, 상기 데이터 저장부에는 제어시스템의 각종 제어조건(출력전압, 입력전압, 절전모드, 수동직결모드등으로 제어시스템의 동작상태에 관한 각종 정보)이 저장되며, 후술하는 바와 같이 상기 점등시간에 대한 배율상수를 기억하도록 할 수도 있다.

먼저, 상기와 같은 본발명에 따른 조명등 제어시스템에서, 메인콘트롤러(8)의 제어신호(C1, C2)에 따라 AC전원전압이 제어되는 과정을 설명한다. 전원제어부는 메인콘트롤러에서 출력되는 전압제어신호(C1)에 응답하여 전원제어신호(C3)를 생성하여 전원트랜스부의 1차측을 제어하며, 이에 따라 이 전원트랜스부의 2차측이 제어되게 된다. 예를 들면, 전원트랜스부의 1차측에 입력되는 입력 AC 전원전압의 일부를 상쇄(또는 보강)시키는 파형을 제공함으로써 제어하게 된다. 상기 전원트랜스부의 입력 전압 및 출력전압은 센서부에 의해 감지되고 다시 메인콘트롤러에 전달되어 피드백 제어된다. 전원트랜스부의 출력전압은 AC 전원 출력단자로 출력된 후 각 조명등으로 공급되게 된다. 한편 주전원경로에는 바이패스 스위칭부를 더 포함할 수 있으며, 이는 메인콘트롤러로부터의 스위칭 제어신호(C2)에 응답하여 스위칭되며, 바이패스 스위칭부가 ON 되면 AC 전원이 전원트랜스부를 거치지 않고 출력전원으로 바이패스되게 된다.

다음, 본발명에 따라 마이크로프로세서가 적절한 점등용 고전압인가시간을 결정하는 과정을 설명한다. 마이크로프로세서는 온도와 점등시간에 관한 시뮬레이션 데이터를 이용하여 적절한 점등시간을 결정하도록 미리 프로그래밍된다. 이제 온도 센서로부터 측정된 주위 온도값이 마이크로프로세서에 전달되면, 마이크로프로세서는 그 온도에 해당하는 점등시간을 계산한 온도별 계수를 계산해낸다. 예를 들면, 점등시간(제어대기시간)= 온도별계수 × 분(min) 이다. 또한, 상기 온도에 따른 점등시간에 관한 시뮬레이션 데이터를 데이터 저장부(30)에 저장하고, 마이크로프로세서가 온도센서(20)로부터의 측정된 온도와 데이터 저장부로부터의 점등시간에 관한 데이터를 판독하여 점등시간을 결정하도록 하여도 좋다.

한편, 조명등의 점등시간은 온도이외의 여러가지 다양한 요소에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 각 조명등의 종류나 사용시간에 따른 특성등을 고려할 필요가 있다. 따라서, 시스템사용자에게 탄력적으로 점등시간을 조정할 수 있는 가능성을 부여하기 위해, 데이터 저장부(30)에 상기 온도별계수에 대한 배율상수를 저장하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 배율상수는, 예를 들면, 1배, 1.5배, 2배 등이다. 이 경우 마이크로프로세서는 점등시간을 다음식에 의해 결정한다. 즉, 점등시간=배율상수×온도별계수×분(min)이다. 따라서, 상기 배율상수를 적절히 선택함으로써 온도 이외의 요소를 고려할 수 있고, 또한 조명등의 실제 점등결과를 관찰한 후 배율상수를 다르게 조정할 수도 있게 된다.

다음, 본발명에 따라 주위온도에 대응하여 점등용 고전압인가시간을 변화시키는 과정을 설명한다. 전술한 바와 같이, 온도센서(20)가 주위온도를 감지하여 메인 콘트롤러(8)에 전달하면, 메인콘트롤러(8)내 마이크로프로세서가 상기 주위 온도에 따른 적절한 점등용 고전압인가시간을 결정한다. 메인콘트롤러(8)는 상기 결정된 고전압 인가시간에 기초하여 전원제어부(6)와 바이패스 스위칭부(3)에 제어신호(C1, C2)를 공급하여 입력 AC 전원전압을 제어하게 된다. 구체적인 제어방식을예를 들어 설명하면, 소정시간(측정된 온도로부터 마이크로프로세서가 결정한 점등시간)동안 바이패스 스위칭부(3)를 ON 상태로 유지함으로써 입력 AC 전원이 전원트랜스부를 거치지 않고 출력전원으로 바이패스하도록 하며, 소정시간이 경과하면 바이패스 스위칭부(3)를 OFF 시키고, 전원제어부에 제어신호를 인가하여 입력 AC 전원이 전원트랜스부(2)를 거쳐서 공급되도록 함으로써 원하는 절전전압에서 조명등이 동작하도록 제어할 수 있게 된다. 전원트랜스부에 입력되는 입력 전원전압과 전원트랜스로부터 출력되는 출력전원전압은 센서부(4)에 의해 감지되며, 그 감지된 값은 메인콘트롤러에 전달되고, 메인 콘트롤러는 그 감지된 값에 기초하여 전원제어부를 제어하므로, 출력 전원전압은 원하는 값으로 정밀하게 제어될 수 있다. 또한, 바이패스 스위칭부를 이용하지 않고, 처음부터 입력 AC 전원전압 및 출력 AC 전원전압을 검출하는 센서부(4)로부터의 입력을 토대로 전원제어부를 제어함으로써 입력 AC 전원전압을 정밀히 제어할 수도 있다.

아울러, 이상에서는 온도라는 요소가 점등용 고전압 인가시간에 미치는 영향만을 반영하여 본발명을 구현하였지만, 온도 이외의 요소, 예를 들면, 습도와 같은 점등용 고전압 인가시간에 미치는 다른 요소들도 동일한 방식으로 고려하여 본발명을 구현할 수 있다.

이제, 도3을 참조하여, 본발명에 따른 조명등 제어시스템의 초기상태설정과정을 설명한다. 먼저, 전원 스위치가 ON 되면 메인콘트롤러의 마이크로프로세서가 초기치를 설정한다(단계 1, 2). 이 초기치는 마이크로프로세서의 내부 프로그램에 의해 설정되어 있는 것이며, 각 단자의 입출력단자를 설정하고, 온도별계수들을 포함하는 전원제어시작 대기시간(점등시간)과, 전원제어단계간의 이동시간 등을 설정한다. 다음, 데이터 저장부에 마지막으로 저장된 설정값을 판독한다(단계 3). 즉, 직전의 시스템 설정값을 판독하는 것이다. 다음, 키 입력부로부터의 입력값에 변화가 있는지 여부를 확인한다(단계 4). 다음, 키값에 변화가 있으면, 이를 데이터 저장부에 저장할 것인지를 결정한다(5). 다음, 센서부로부터의 A/D 변환된 값을 판독한다(단계 6). 센서부로부터는 입력 전압, 출력전압, 출력전류, 내부온도, 외부온도 등이 감지되어 그 결과가 전달된다. 다음, 제어 전원 스위치에 의해 동작이 결정된다(단계 7). 이 단계에서는 점등시간, 원하는 절전전압을 포함한 모든 동작조건이 결정된다. 다음, 전원제어부 및 바이패스 스위칭부에 제어신호를 인가하여 전원전압을 제어하게 된다(단계 8).

상기와 같이, 본발명은 데이터 저장부에 현재의 동작조건 등을 저장해 둠으로써, 전원전압 불안이나 시스템 장애 등으로 주전원이 차단된 경우에 적절히 대응할 수 있다. 즉, 현재의 절전전압 등과 같은 현재의 운전조건을 미리 저장해 두고 전원 재가동시 별도로 운전조건을 입력하지 않더라도 데이터 저장부에 기억된 데이터를 이용하여 신속히 직전 운전상태로 복귀시킬 수가 있게 된다.

상기와 같은 본발명에 따르면, 고전압이 장시간 조명등에 인가됨으로써, 전력이 낭비되고, 방전등의 열화를 촉진하는 문제점이 해결된 조명등 제어시스템이 제공된다.

또한 본발명에 따르면, 시스템 이상 등으로 전원이 차단된 후 재가동시 데이터 저장부에 기억된 데이터를 이용하여 신속히 직전 모드로 복귀시켜주므로 사용자가 일일이 동작조건을 설정할 필요없이도 양호하게 조명등을 제어할 수 있다.

즉, 본발명에 따르면, 절전효율이 높고, 방전등의 열화가 방지되고, 사용자의조작편의성이 향상된 조명등 제어 시스템이 제공된다.

Claims (9)

1. 조명등 제어시스템에 있어서,

   온도를 감지하는 수단과,

   상기 온도에 기초하여 점등용 고전압 인가시간을 결정하여 제어신호를 발생하는 수단과,

   상기 제어신호에 응답하여, 상기 시간동안 점등용 고전압을 인가하는 수단을 포함하는 조명등 제어시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 시간경과후 전압을 낮추는 수단을 더 포함하는 조명등 제어시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 점등용 고전압 인가시간에 대한 배율 상수를 저장하는 수단을 더 포함하며, 상기 제어신호발생수단은 상기 배율상수에 의해 상기 점등용 전압 인가시간을 조정하는 조명등 제어시스템.
4. 조명등 제어방법에 있어서,

   주위 온도를 감지하는 단계와,

   상기 주위 온도에 대응하는 점등용 고전압 인가시간을 결정하는 단계와,

   상기 시간동안 조명등에 점등용 고전압을 인가하는 단계를 포함하는 조명등 제어방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 시간경과후 상기 조명등에 인가하는 전압을 낮추는 단계를 더 포함하는 조명등 제어방법.
6. 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   소정의 배율상수로 상기 점등용 고전압 인가시간을 조정하는 단계를 더 포함하는 조명등 제어방법.
7. 조명등 제어시스템에 있어서,

   AC 전원전압을 제어하는 제어수단과,

   상기 제어수단의 제어조건을 기억하는 저장수단을 포함하며,

   상기 제어 수단은 전원투입시 상기 저장수단에 기억된 직전 제어조건에 따라 제어시스템을 제어하는 조명등 제어시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 저장수단에 기억된 제어조건을 변경할 수 있는 입력수단을 더 포함하는 조명등 제어시스템.
9. 제 7 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 저장 수단은 EEPROM 인 조명등 제어시스템.