KR200239237Y1 - 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치 - Google Patents

발광 다이오드를 이용한 가로등 장치 Download PDF

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KR200239237Y1 KR2020010011163U KR20010011163U KR200239237Y1 KR 200239237 Y1 KR200239237 Y1 KR 200239237Y1 KR 2020010011163 U KR2020010011163 U KR 2020010011163U KR 20010011163 U KR20010011163 U KR 20010011163U KR 200239237 Y1 KR200239237 Y1 KR 200239237Y1
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Abstract

발광 다이오드를 이용한 가로등 장치가 게시된다. 본 고안의 가로등 장치는 외부의 빛을 수광하여 직류전압을 발생시키는 발전수단; 발전수단에서 발생되는 직류전압에 의해 충전되며, 충전된 직류전압을 방전하는 축전수단; 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 인가받아 빛을 발산하는 적어도 하나의 발광 다이오드; 및 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 발광 다이오드로 공급하여 발광 다이오드를 점등시키거나, 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 발광 다이오드로부터 단절시켜 발광 다이오드를 소등시키는 제어수단을 포함한다. 이와 같은 본 고안의 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치에 의하면, 직류전압으로 점등되는 발광 다이오드를 사용하므로, 종래의 가로등 장치에 적용되는 인버터가 불필요하게 되며, 이로 인해 장치의 제작비용이 현저하게 감소될 수 있으며, 발광 다이오드가 종래의 가로등 장치에 사용되는 램프에 비해 전력소모량이 낮으므로, 장치의 운영에 필요한 전력소모량을 현저하게 감소시킬 수 있다.

Description

발광 다이오드를 이용한 가로등 장치{STREET LAMP APPARATUS USING A PLURALITY OF LIGHT EMITTING DIODE}
본 고안은 가로등 장치에 관한 것으로서, 특히 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 골목길 또는 도로에는 가로등이 설치되어 있다. 이러한 가로등은 골목길의 보행자 또는 도로를 주행하는 차량 운전자가 시야를 확보할 수 있도록 주로 야간에 점등되어, 어두운 길에서 발생할 수 있는 안전사고를 방지한다.
그러면, 첨부된 도1을 참조하여 종래 기술의 일례로서 대한민국 공개실용신안공보 제1998-057268호에 기재된 가로등 장치에 대하여 간략히 설명한다. 도1을 참조하면, 대한민국 공개실용신안공보 제1998-057268호에 기재된 가로등 장치는 태양광 발전부(10), 점등/소등 제어부(20) 및 램프(30)로 구성된다.
상기 태양광 발전부(10)는 태양광을 수광하여 직류전압을 공급하는 태양전지(12)와, 태양전지(12)로부터 공급되는 직류전압에 의해 충전되는 납축전지(14)와, 태양전지(12)로부터 직류전압을 공급받아 교류전압으로 변환하는 인버터(16)를 구비한다.
상기 점등/소등 제어부(20)는 태양전지(12)로부터 공급되는 직류전압을 기준전압(VREF)과 비교하여 소정의 제어신호를 발생시키는 비교기(22)와, 상기 비교기(22)로부터 발생되는 제어신호에 따라 램프(30)를 점등시키거나 소등시키는 제어기(24)를 구비한다. 여기서, 상기 비교기(22)는 그에 공급되는 직류전압이 기준전압(VREF)보다 높은 경우, 제1제어신호를 발생시키며, 이때 상기 제어기(24)는 제1제어신호에 응답하여 램프(30)를 소등시킨다. 반면에, 상기 비교기(22)는 그에공급되는 직류전압이 기준전압(VREF)보다 낮은 경우에는 제2제어신호를 발생시키며, 이때 상기 제어기(24)는 제2제어신호에 응답하여 램프(30)를 점등시킨다.
상기 램프(30)는 인버터(16)로부터 교류전압을 공급받으며, 상기 제어기(24)에 의해 점등/소등된다. 이와 같은 램프(30)는 필라멘트(미도시)가 내장된 전구(Bulb)로서, 통상 30와트(Watt), 60와트, 100와트의 전력소모량을 가지는 전구가 이용된다.
전술한 종래의 가로등 장치에 의하면, 주간에서 야간으로 변할 때, 태양전지(12)로부터 출력되는 전압이 저하되어 램프(30)가 점등되며, 야간에서 주간으로 변할 때, 태양전지(12)로부터 출력되는 전압이 증가되어 램프(30)가 소등된다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 가로등 장치는, 교류전압으로 점등되는 램프를 사용하므로, 태양전지로부터 공급되는 직류전압을 교류전압으로 변환시키는 인버터가 반드시 필요하게 되며, 이로 인해 장치의 제작비용이 증가된다. 또한, 종래의 가로등 장치는 야간시간대 내내 빛을 발산해야함에도 불구하고, 소모전력량이 높은 일반적인 램프를 사용하므로, 소모전력량이 증가된다. 더욱이, 종래의 가로등 장치에 이용되는 램프는 필라멘트가 끊어지는 경우가 다반사로 발생하므로, 유지보수 비용이 증가되는 문제점이 있다.
본 고안은 전술한 종래 기술의 문제점을 효과적으로 해결할 수 있는 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도1은 종래의 가로등 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도2는 본 고안의 제1실시예에 따른 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도3은 본 고안의 제2실시예에 따른 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도4는 본 고안의 제3실시예에 따른 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 태양전지 120 : 알칼리계 축전지
130 : 발광 다이오드(LED) 140, 200, 300 : 점등/소등 제어부
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 일면은 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치에 관한 것이다. 본 고안의 가로등 장치는 외부의 빛을 수광하여 직류전압을 발생시키는 발전수단; 상기 발전수단에서 발생되는 직류전압에 의해 충전되며, 상기 충전된 직류전압을 방전하는 축전수단; 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 인가받아 빛을 발산하는 적어도 하나의 발광 다이오드; 및 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 상기 발광 다이오드로 공급하여 상기 발광 다이오드를 점등시키거나, 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 상기 발광 다이오드로부터 단절시켜 상기 발광 다이오드를 소등시키는 제어수단을 포함한다.
전술한 본 고안의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면에 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명하게 인식될 것이다.
도2는 본 고안의 제1실시예에 따른 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도2를 참조하면, 본 고안의 제1실시예에 따른 가로등 장치는 태양전지(110), 알칼리계 축전지(120), 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)(130) 및 점등/소등 제어부(140)를 포함한다.
상기 태양전지(110)는 태양광과 같은 외부의 빛을 수광하여 직류전압을 발생시키는 발전수단으로, 상기 발생되는 직류전압을 점등/소등 제어부(140)를 통해 알칼리계 축전지(120)로 공급한다.
상기 알칼리계 축전지(120)는 태양전지(110)에서 발생되는 직류전압을 공급받아 충전되며, 상기 점등/소등 제어부(140)로 직류전압을 방전하는 축전지이다. 이와 같은 알칼리계 축전지(120)로는 종래의 가로등 장치에 적용되는 납축전지에 비해 온도, 습도, 통기성 등의 외부환경에 따른 제약을 적게 받는 니켈-카드뮴 축전지, 니켈/수소저장합금(Ni-MH) 축전지 등이 사용될 수 있다.
상기 발광 다이오드(130)는 점등/소등 제어부(140)를 통해 Ni-MH 축전지(120)로부터 방전되는 직류전압을 인가받아 점등 즉, 발광(發光)한다. 이와 같은 발광 다이오드(130)는 약 12V의 직류전압을 인가받아 점등되며, 그 소모전력은 종래의 가로등 장치에 채용되는 램프에 비해 월등하게 적은 약 12와트(Watt)정도이다.
본 실시예에서, 상기 점등/소등 제어부(140)는 태양전지(110) 및 알칼리계 축전지(120)에 연결된 정류기(142)와, 포토센서(144)와, 상기 정류기(142) 및 포토센서(144) 모두에 연결된 제어기(146)를 구비한다.
상기 정류기(142)는, 알칼리계 축전지(120)의 충전시, 태양전지(110)로부터 제공되는 직류전압을 알칼리계 축전지(120)로 공급한다. 이와 같은 정류기(142)는 알칼리계 축전지(120)에 충전된 직류전압의 양을 검출하며, 상기 충전된 직류전압의 양이 소정정도 이상인 경우, 상기 알칼리계 축전지(120)로 공급되는 직류전압을 차단하여 알칼리계 축전지(120)가 과충전되는 것을 방지한다. 또한, 상기 정류기(142)는, 알칼리계 축전지(120)의 방전시, 알칼리계 축전지(120)로부터 방전되는 직류전압을 소정전압레벨(약 12V)로 정류하여, 상기 제어기(146)로 공급한다.
상기 포토센서(144)는 태양과 같은 외부의 광원으로부터 입사되는 빛의 조도(照度)를 감지하며, 주간이 되어 상기 감지된 조도가 소정의 기준조도보다 높은 경우에는 제1제어신호를 발생시키고, 야간이 되어 상기 감지된 조도가 소정의 기준조도보다 낮은 경우에는 제2제어신호를 발생시킨다.
상기 제어기(146)는 포토센서(144)로부터 발생되는 제1제어신호에 응답하여, 상기 정류기(142)로부터 공급되는 직류전압을 발광 다이오드(130)로부터 단절시키므로써, 상기 발광 다이오드(130)를 소등시킨다. 그리고, 상기 포토센서(144)로부터 제2제어신호가 발생되는 경우, 상기 제어기(146)는 제2제어신호에 응답하여 정류기(142)로부터 공급되는 직류전압을 발광 다이오드(130)로 인가하므로써, 상기 발광 다이오드(130)를 점등시킨다.
한편, 본 고안의 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치는 전술한 제1실시예의 구성에 국한되는 것이 아니고, 점등/소등 제어부의 구조를 후술되는 제2 및 제3실시예에서와 같이 변경 및 치환할 수 있다.
그러면, 첨부된 도3 및 도4를 참조하여 본 고안의 제2 및 제3실시예에 따른 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 고안의 제2 및 제3실시예에서의 태양전지(110), 알칼리계 축전지(120) 및 발광 다이오드(130)는 전술한 제1실시예와 구성 및 동작상태가 실질적으로 동일하므로, 설명의 편의를 위해, 제1실시예에서와 동일한 참조부호를 첨부하고, 그 상세한 설명을 생략한다.
도3은 본 고안의 제2실시예에 따른 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도3을 참조하면, 본 고안의 제2실시예에 따른 가로등 장치는 태양전지(110), 알칼리계 축전지(120), 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(130) 및 점등/소등 제어부(200)를 포함한다.
본 실시예에서, 상기 점등/소등 제어부(200)는 태양전지(110) 및 알칼리계 축전지(120)에 연결된 정류기(210)와, 상기 정류기(210)에 연결된 타이머(220)를 구비한다.
상기 정류기(210)는, 알칼리계 축전지(120)의 충전시, 태양전지(110)로부터 제공되는 직류전압을 알칼리계 축전지(120)로 공급한다. 이와 같은 정류기(210)는 전술한 제1실시예에서와 마찬가지로 알칼리계 축전지(120)에 충전된 직류전압의 양을 검출하며, 상기 충전된 직류전압의 양이 소정정도 이상인 경우, 상기 알칼리계 축전지(120)로 공급되는 직류전압을 차단하여 알칼리계 축전지(120)가 과충전되는 것을 방지한다. 또한, 상기 정류기(210)는, 알칼리계 축전지(120)의 방전시, 알칼리계 축전지(120)로부터 방전되는 직류전압을 소정정도(약 12V)로 정류하여, 상기 타이머(220)로 공급한다.
상기 타이머(220)는 기설정된 주간 시간범위 및 야간 시간범위를 저장한다. 그리고, 상기 주간 시간범위의 시작시각이 되면, 상기 타이머(220)는 정류기(210)에서 공급되는 직류전압을 발광 다이오드(130)로부터 단절시키므로써, 상기 발광 다이오드(130)를 소등시킨다. 반면에, 상기 야간 시간범위의 시작시각이 되면, 상기 타이머(220)는 정류기(210)에서 공급되는 직류전압을 발광 다이오드(130)로 제공하므로써, 상기 발광 다이오드(130)를 점등시킨다.
도4는 본 고안의 제3실시예에 따른 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치의구성을 나타내는 블럭도이다. 도4를 참조하면, 본 고안의 제3실시예에 따른 가로등 장치는 태양전지(110), 알칼리계 축전지(120), 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(130) 및 점등/소등 제어부(300)를 포함한다.
본 실시예에서, 상기 점등/소등 제어부(300)는 태양전지(110) 및 알칼리계 축전지(120)에 연결된 정류기(310)와, 상기 태양전지(110)에 연결된 비교기(320)와, 상기 정류기(310) 및 비교기(320) 모두에 연결된 제어기(330)를 구비한다.
상기 정류기(310)는, 알칼리계 축전지(120)의 충전시, 태양전지(110)로부터 제공되는 직류전압을 알칼리계 축전지(120)로 공급한다. 이와 같은 정류기(210)는 전술한 제1실시예에서와 마찬가지로 알칼리계 축전지(120)에 충전된 직류전압의 양을 검출하며, 상기 충전된 직류전압의 양이 소정정도 이상인 경우, 상기 알칼리계 축전지(120)로 공급되는 직류전압을 차단하여 알칼리계 축전지(120)가 과충전되는 것을 방지한다. 또한, 상기 정류기(310)는, 알칼리계 축전지(120)의 방전시, 알칼리계 축전지(120)로부터 방전되는 직류전압을 소정정도(약 12V)로 정류하여, 상기 제어기(330)로 공급한다.
상기 비교기(320)는 태양전지(110)로부터 발생되는 직류전압을 공급받아 소정의 기준전압(VREF)과 비교하며, 주간이 되어 상기 직류전압이 기준전압(VREF)보다 높은 경우에는 제1제어신호를 발생시키고, 야간이 되어 상기 직류전압이 기준전압(VREF)보다 낮은 경우에는 제2제어신호를 발생시킨다.
상기 제어기(330)는, 비교기(320)로부터 제1제어신호가 발생되면, 정류기(310)에서 공급되는 직류전압을 발광 다이오드(130)로부터 단절시켜 발광 다이오드(130)를 소등시키며, 비교기(320)로부터 제2제어신호가 발생되면, 정류기(310)에서 공급되는 직류전압을 발광 다이오드(130)로 공급하여 발광 다이오드(130)를 점등시킨다.
전술한 바와 같이, 본 고안의 제1 내지 제3실시예에 따른 가로등 장치에 적용된 발광 다이오드(130)는 직류전압을 인가받아 점등되므로, 본 고안에서는 종래 기술의 램프를 점등시키기 위해 사용되는 인버터가 불필요하다.
본 고안은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 전술한 실시예들에서는 정류기가 태양전지(110)로부터 발생되는 직류전압을 알칼리계 축전지(120)로 공급하는 것으로 도시되고 설명되었으나, 본 고안의 다른 실시예에서는 정류기 없이 태양전지(110)로부터 발생되는 직류전압이 직접 알칼리계 축전지(120)로 공급되도록 구현될 수 있다. 또한, 전술한 실시예에서는 하나의 발광 다이오드(130)가 점등/소등 제어부에 의해 점등/소등되는 것으로 도시되고 설명되었으나, 본 고안의 또 다른 실시예에서는 다수의 발광 다이오드(130)가 하나의 램프와 같이 점등/소등 제어부에 의해 동시에 점등/소등되도록 구현될 수도 있다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 실용신안등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
전술한 본 고안의 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치에 의하면, 직류전압으로 점등되는 발광 다이오드를 사용하므로, 종래의 가로등 장치에 적용되는 인버터가 불필요하게 되며, 이로 인해 장치의 제작비용이 현저하게 감소될 수 있다.
또한, 본 고안의 가로등 장치에 사용되는 발광 다이오드는 종래의 가로등 장치에 사용되는 램프에 비해 전력소모량이 낮으므로, 장치의 운영에 필요한 전력소모량을 현저하게 감소시킬 수 있다.
그리고, 본 고안의 가로등 장치에 사용되는 발광 다이오드는 필라멘트 없이 점등되므로 종래의 가로등 장치에 사용되는 램프보다 제품수명이 길다. 그러므로, 본 고안의 가로등 장치에 소요되는 유지보수 비용은 종래의 가로등 장치보다 현저하게 감소될 수 있다.

Claims (5)

  1. 외부의 빛을 수광하여 직류전압을 발생시키는 발전수단;
    상기 발전수단에서 발생되는 직류전압에 의해 충전되며, 상기 충전된 직류전압을 방전하는 축전수단;
    상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 인가받아 빛을 발산하는 적어도 하나의 발광 다이오드; 및
    상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 상기 발광 다이오드로 공급하여 상기 발광 다이오드를 점등시키거나, 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 상기 발광 다이오드로부터 단절시켜 상기 발광 다이오드를 소등시키는 제어수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은
    상기 발전수단으로부터 발생되는 직류전압을 상기 축전수단으로부터 단절시켜 상기 축전수단의 과충전을 방지하고, 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 소정전압레벨의 직류전압으로 정류하는 정류기를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 축전수단은
    알칼리계 축전지인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제어수단은
    상기 외부의 빛에 따른 조도를 감지하며, 상기 감지된 조도가 소정의 기준조도보다 높은 경우에는 상기 발광 다이오드를 소등시키기 위한 제1제어신호를 발생시키고, 상기 감지된 조도가 상기 기준조도보다 낮은 경우에는 상기 발광 다이오드를 점등시키기 위한 제2제어신호를 발생시키는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제어수단은
    기설정된 주간 시간범위 및 야간 시간범위를 저장하며, 상기 주간 시간범위의 시작시각이 되면, 상기 발광 다이오드를 소등시키고, 상기 야간 시간범위의 시작시각이 되면, 상기 발광 다이오드를 점등시키는 타이머를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용한 가로등 장치.
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