KR200259972Y1 - 신호등 전원공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 안정된 콘트롤 전원을 공급하도록 강인성을 갖는 신호등 전원공급장치에 관한 것으로, 신호등의 녹색램프와 적색램프를 점멸시키기 위해 공급되는 적색 및 녹색램프 점멸전원 각각을 전파정류하기 위한 다수의 브릿지 다이오드와; 상기 브릿지 다이오드들의 전원출력단으로부터 입력되는 교류점멸전원을 소정 레벨의 직류전원으로 변환하여 출력하기 위한 스위칭 모드 파워 서플라이와; 상기 스위칭 모드 파워 서플라이의 출력전원을 입력하여 보조전원장치인 배터리에 정전압형태로 공급하기 위한 제1정전압 회로와; 상기 스위칭 모드 파워 서플라이의 출력전원과 배터리의 출력전원중 어느 하나를 잔여시간 표시기의 콘트롤 전원으로 정전압 공급하기 위한 제2정전압 회로;를 구비하여 잔여시간 표시기의 콘트롤부에 안정된 동작전원을 공급함을 특징으로 한다.

Description

신호등 전원공급장치{POWER SUPPLY APPARATUS FOR A SIGNAL LAMP}

본 고안은 신호등 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 안정된 콘트롤 전원을 공급하도록 강인성을 갖는 신호등 전원공급장치에 관한 것이다.

소득수준이 높아지면서 자동차를 보유한 가정이 늘어나고 있는 추세이다. 이와 같이 자동차 보급이 늘어나면서 상대적으로 교통사고 또한 늘어나고 있는 것이 현실이다. 교통사고의 유형을 살펴보면 횡단보도에서의 사고가 의외로 많은 비중을 차지하고 있다. 횡단보도에 설치된 신호등은 녹색램프와 적색램프를 교번적으로 점등시킴으로서 보행자의 횡단을 제어하고 있는 것이 일반적이다. 이러한 일반적인 신호등에서는 점멸상태인 녹색램프가 갑작스럽게 적색램프로 전환되기 때문에, 횡단보도를 횡단하고 있는 보행자의 교통사고를 유발시키는 원인으로 작용하고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 바로 잔여 시간을 표시하는 신호등이다. 잔여 시간을 표시하는 신호등에서는 녹색램프에서 적색램프로 전환되기까지의 잔여시간을 표시하기 때문에 보행자의 횡단보도 진입을 사전에 차단하거나, 횡단중인 보행자가 신속하게 횡단보도를 이탈하도록 지원하는 효과를 얻을 수 있다.

이러한 잔여시간 표시 신호등에 사용되고 있는 전원공급장치의 회로 구성 일예가 도 1에 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, P1단자에는 녹색램프가, P3단자에는 적색램프가, P2단자에는 신호등의 공통단자가 연결되고 상기 제1강압트랜스(10)를 통하여 75VAC, 9VAC의 전압이 출력되고, 제1 및 제2정류부(30,40)의 브릿지 다이오드(BD1,BD2)를 통하여 전파정류한 후 평활용 커패시터(C1)로 전원의 무인가시 충전전압을 방전시켜 발광수단을 계속적으로 점등시킬 수 있는 전원을 만든다.

한편 적색신호시에는 P3단자에 인가된 전압을 제2강압트랜스(20)로 9VAC의 전압을 출력하고, 제3정류부(50)의 브릿지 다이오드(BD3)로 전파정류한후 평활용 커패시터(C4)로 전압을 안정시켜서 녹색신호시의 제2정류부(40)의 평활용 커패시터의 +측과 적색신호시의 제3정류부(50)의 평활용 커패시터(C4)의 +측을 연결하여 전원 인가시간을 최대로 하여 정전압 IC(RT1)의 입력에 연결한다. 이때 상기 정전압 IC의 출력을 대용량의 평활용 커패시터(C3)에 인가함으로서 콘트롤 전원으로 사용할 수 있도록 최대한 안정화시킨다. 즉, 평활용 커패시터(C3)에 축적된 전압을 점멸신호에 의한 전압 무인가시에 사용하도록 고안되어 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 전원공급장치에서는 잔여시간 표시기의 콘트롤 전원 및 LED용 전원 발생을 위해 강압 트랜스를 사용하고 있다. 이와 같이 강압 트랜스를 사용하는 경우에는 신호 전환시 코일 특성에 의한 역기전력에 의해 2차측에 접속된 회로들이 오동작하거나 파손될 우려가 있어 정상적인 콘트롤 전원을 제공할 수 없게 된다. 즉 녹색에서 적색으로 혹은 적색에서 녹색으로 신호가 전환되는 경우 강압 트랜스의 2차측에는 코일에 의한 역기전력이 발생되기 때문에, 이러한 역기전력에 의해 평활용 커패시터 혹은 브릿지 다이오드가 소손될 단점이 있다. 또한 갑작스런 정전상황이 발생할 경우에는 역기전력 전압이 극대화될 수 있기 때문에 강압 트랜스 2차측에 접속된 회로 소자들이 파손될 우려가 한층 높다. 이와 같이 강압 트랜스 2차측에 접속된 회로들이 파손될 경우에는 정상적으로 콘트롤 전원을 제공할 수 없어 잔여시간을 표시할 수 없게 된다.

따라서 본 고안의 목적은 강압 트랜스 사용으로 발생할 수 있는 역기전력에 의한 회로소자의 파손을 배제함으로서 잔여시간 표시기의 콘트롤부에 안정된 동작 전원을 공급할 수 있는 전원공급장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 신호등 전원공급장치의 일 구성 예시도.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 신호등 전원공급장치의 상세 회로도.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시예에 따른 전원공급장치는;

신호등의 녹색램프와 적색램프를 점멸시키기 위해 공급되는 적색 및 녹색램프 점멸전원 각각을 전파정류하기 위한 다수의 브릿지 다이오드와;

상기 브릿지 다이오드들의 전원출력단으로부터 입력되는 교류점멸전원을 소정 레벨의 직류전원으로 변환하여 출력하기 위한 스위칭 모드 파워 서플라이와;

상기 스위칭 모드 파워 서플라이의 출력전원을 입력하여 보조전원장치인 배터리에 정전압형태로 공급하기 위한 제1정전압 회로와;

상기 스위칭 모드 파워 서플라이의 출력전원과 배터리의 출력전원중 어느 하나를 입력받아 잔여시간 표시기의 콘트롤 전원으로 정전압 공급하기 위한 제2정전압 회로;를 포함함을 특징으로 한다.

본 고안의 부가적인 특징에 따르면, 상기 각각의 브릿지 다이오드 입력단 양단에 이상 전압을 대지에 방전시키기 위한 피뢰기를 더 포함하며,

상기 스위칭 모드 파워 서플라이의 전원 출력단과 제1정전압회로의 전원 출력단 각각에 전류 유입 방지용 다이오드를 더 접속함을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 고안을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 신호등 전원공급장치의 상세 회로도를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 신호등 전원공급장치는 크게 두 개의 브릿지 다이오드(BD1,BD2)와, 두 개의 정전압 회로(110,140) 및 배터리(130), 그리고 전류 유입 방지용 다이오드들(D1,D2,D3)을 포함한다.

두 개의 브릿지 다이오드(BD1,BD2)는 신호등의 녹색램프와 적색램프를 점멸시키기 위해 공급되는 적색 및 녹색램프 점멸전원(AC RED, AC GREEN) 각각을 전파정류하여 출력한다. 이러한 브릿지 다이오드(BD1,BD2)의 입력단 양단에는 낙뢰등에의한 이상 전압을 대지에 방전시키기 위한 피뢰기(arrester)가 더 접속되어 있다.

한편 상기 브릿지 다이오드들(BD1,BD2)의 출력단에는 스위칭 모드 파워 서플라이(Switching Mode Power Supply:SMPS)가 접속되어 있다. 이러한 스위칭 모드 파워 서플라이(100)는 상기 브릿지 다이오드들(BD1,BD2)의 전원출력단으로부터 입력되는 교류점멸전원을 12V의 직류전원으로 변환하여 출력하는 역할을 수행한다. 그리고 상기 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS)(100)의 전원 출력단에는 제1정전압 회로(110)와 전류 유입 방지용 다이오드(D1)가 접속되어 있다.

제1정전압 회로(110)는 도 2에 도시한 바와 같이 전류제어용 트랜지스터(Q1)와, 상기 전류제어용 트랜지스터(Q1)의 바이어스 전압 설정을 위한 제너다이오드(ZD1) 및 ①번 노드에 흐르는 전류의 양을 검출하여 이를 제어하기 위한 증폭기(112) 및 트랜지스터 Q2를 구비한다. 이러한 제1정전압 회로는 상기 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS)(100)의 출력전원을 입력하여 보조전원장치인 배터리(BAT)(130)에 정전압을 공급하는 역할을 수행한다. 그리고 이러한 제1정전압 회로(110) 역시 배터리(130)로부터의 전류유입을 방지하기 위한 다이오드 D2를 출력단에 구비한다. 상기 배터리(130)와 제2정전압 회로(140)의 입력단 사이에는 전류 유입 방지용 다이오드 D3가 접속되어 SMPS(100) 출력전압에 의한 전류의 유입을 차단한다. 상기 배터리는 콘트롤 전압의 두 배의 출력을 가지는 것이 바람직하다. 그 이유는 제2정전압회로(140)에 안정된 전원을 공급하기 위함이다.

한편 제2정전압회로(140)는 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS)(100)의 출력전원과 배터리(130)의 출력전원중 어느 하나를 잔여시간 표시기의 콘트롤 전원(5V)으로 다운시켜 공급하는 역할을 수행한다. 이러한 정전압 회로(140)는 도 2에 도시한 바와 같이 정전압 회로인 LM2578 IC와 다수의 평활 커패시터 및 쵸크코일(L)을 포함한다.

이하 상술한 구성을 가지는 전원공급장치의 동작을 설명하면,

우선 신호등의 적색램프를 점등시키기 위한 적색램프 점멸전원(AC RED)이 인가되면, 이러한 점멸전원은 브릿지 다이오드(BD1)을 통해 전파정류되어 SMPS(100)로 인가된다. 그리고 SMPS(100)에서는 인가된 전파정류전원을 12V의 직류전원으로 변환시켜 출력함으로서 배터리(130)에는 제1정전압 회로(110)에 의해 12V의 정전압을 공급받는 동시에 제2정전압 회로(140)에서는 12V의 정전압을 5V의 콘트롤 전압으로 다운시켜 출력한다. 따라서 잔여시간 표시기의 콘트롤부는 안정된 5V의 동작전원을 공급받아 잔여시간 표시기를 제어할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 적색램프 구동상태에서 녹색램프로의 점등상태로 전환하게 되면 제2브릿지 다이오드(BD2)에 의해 SMPS(100)에는 전파정류된 교류전압이 인가된다. 그리고 SMPS(100)에서는 전파정류된 교류전압을 12V의 직류전원으로 변환시켜 제1정전압회로(110)와 제2정전압회로(140)로 공급하게 된다. 이러한 경우 본 고안에서는 도 1에 도시한 바와 같은 강압 트랜스 대신에 브릿지 다이오드와 SMPS(100)를 사용하기 때문에, 강압 트랜스 사용에 의한 역기전력이 발생되지 않게 된다. 즉, 콘트롤부에 안정된 5V의 콘트롤 전원을 항시 공급할 수 있게 되는 것이다. 설령 정전이 발생한다하더라도 본 고안에서는 강압 트랜스를 사용하지 않기 때문에 2차측 코일에서 발생하는 역기전력에 의해 회로소자들이 파손되거나 불안정한 콘트롤 전압을 제공할 염려가 없다.

결론적으로 본 고안은 신호등의 녹색램프와 적색램프를 점멸시키기 위해 공급되는 적색 및 녹색램프 점멸전원 각각을 전파정류한후 SMPS를 이용하여 직류전원을 발생하기 때문에, 잔여시간 표시기를 제어하는 콘트롤부에 안정된 콘트롤 전압을 제공할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안은 강압 트랜스 사용으로 발생할 수 있는 역기전력에 의한 회로소자의 파손을 배제함으로서, 잔여시간 표시기의 콘트롤부에 안정된 동작 전원을 공급할 수 있는 이점이 있다. 아울러 본 고안은 보조전원장치인 배터리를 사용함으로서 콘트롤부에 동작전원을 항시 공급할 수 있는 이점도 있다.

Claims (3)

1. 신호등 전원공급장치에 있어서,

   신호등의 녹색램프와 적색램프를 점멸시키기 위해 공급되는 적색 및 녹색램프 점멸전원 각각을 전파정류하기 위한 다수의 브릿지 다이오드와;

   상기 브릿지 다이오드들의 전원출력단으로부터 입력되는 교류점멸전원을 소정 레벨의 직류전원으로 변환하여 출력하기 위한 스위칭 모드 파워 서플라이와;

   상기 스위칭 모드 파워 서플라이의 출력전원을 입력하여 보조전원장치인 배터리에 정전압형태로 공급하기 위한 제1정전압 회로와;

   상기 스위칭 모드 파워 서플라이의 출력전원과 배터리의 출력전원중 어느 하나를 입력받아 잔여시간 표시기의 콘트롤 전원으로 정전압 공급하기 위한 제2정전압 회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호등 전원공급장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 각각의 브릿지 다이오드 입력단 양단에는 이상 전압을 대지에 방전시키기 위한 피뢰기가 더 접속됨을 특징으로 하는 신호등 전원공급장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 스위칭 모드 파워 서플라이의 전원 출력단과 제1정전압회로의 전원 출력단 및 배터리의 전원출력단 각각에는 전류 유입 방지용 다이오드가 접속됨을 특징으로 하는 신호등 전원공급장치.