KR200341367Y1 - 소비전력 절약형 소방용 등 - Google Patents

Abstract

본 고안은 소비전력 절약형 소방용 등에 관한 것으로서, 특히 피이드백된 램프의 현재 상태를 나타내는 전압과 일정 기준전압을 비교한 결과에 따라 인버터를 제어함으로서 램프가 일정 레벨을 유지하면서 점등되도록 하고, 평상시에는 외부전원에 의해 동작하다가 외부전원이 차단되면 배터리에 의해 동작하도록 구성되는 소방용 등에 관한 것이다.

본 고안에 따른 소방용 등은 외부전원에 의해 동작할 때는 소정의 1차 기준전압이 기준전압으로 설정되도록 하고, 외부전원이 동작하지 않을 때는 1차 기준전압보다 낮은 소정의 2차 기준전압이 기준전압으로 자동 설정되도록 하는 기준전압설정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따르면 비상시에는 소방용 등의 소비전력을 자동으로 낮출 수 있다. 이에 따라 배터리 용량을 늘리지 않고도 소방용 등의 동작시간을 늘릴 수 있으며, 경제적이고 효과적으로 소방용 등을 운용할 수 있다.

Description

소비전력 절약형 소방용 등{ Lamps for fire fighting having function of power saving }

본 고안은 소비전력 절약형 소방용 등에 관한 것으로서, 특히 화재나 지진 등 비상상황의 발생으로 외부전원이 차단되어 배터리의 전원을 이용하여 램프가 켜지는 경우에는 소방용 역할을 수행할 수 있는 정도만으로 램프의 밝기를 자동 감소시킴으로서 소비전력을 절약하여 램프의 구동 시간을 연장할 수 있도록 하기 위한 것이다.

현재 각종 건물이나 공공장소에는 회재나 지진 등의 비상상황에서 사람들을 유도하는 유도등이나 비상구를 지시하는 비상등과 같이 각종 소방용 등이 사용되고 있다. 이러한 소방용 등은 비상시에 사람을 안전하게 유도하여 생명을 지킬 수 있도록 하는 매우 중요한 역할을 수행하므로, 법에도 그 설치와 유지 및 관리가 의무화되어 있다.

소방용 등은 평상시에는 일반 외부전원(예: AC 220V)에 의해 구동하여 램프를 점등시키고, 비상시에는 자동으로 배터리 전원으로 절환하여 항상 램프가 점등될 수 있도록 구성된다.

그러나, 종래의 소방용 등은 배터리로 동작하는 경우에도 외부전원에 의해 동작하는 경우와 같은 소비전력을 소비하고 있다. 즉, 비상시에도 평상시와 동일한 램프 밝기를 가지도록 구성되어 있어서 소비전력이 평상시와 같다. 이는 비상시에 소방용 등의 점등시간을 제한하게 되므로 사람들이 대피하기에 충분한 시간을 확보하는데 장애가 되고 있다. 또한, 비상시에 충분한 시간동안 램프를 점등시키기 위해서는 더욱 큰 용량의 배터리가 필요하므로, 소방용 등의 단가가 높아지고 부피가 커지며, 비경제적인 문제점이 있다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 화재나 지진 등 비상상황이 발생하여 소방용 등이 배터리에 의해 동작하는 경우에는 사람들의 대피에 지장이 없을 정도의 레벨로 램프의 소비전력을 자동 감소시켜 배터리의 유지시간을 늘리고 경제적으로 소방용 등을 운용할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 소비전력 절약형 소방용 등은 피이드백(feedback)된 램프의 현재 상태를 나타내는 전압과 일정 기준전압을 비교한 결과에 따라 인버터를 제어함으로서 상기 램프가 일정 레벨을 유지하면서 점등되도록 하고, 평상시에는 외부전원에 의해 동작하다가 상기 외부전원이 차단되면 배터리에 의해 동작하도록 구성된다. 특히, 상기 외부전원에 의해 동작할 때는 소정의 1차 기준전압이 상기 기준전압으로 설정되도록 하고, 상기 외부전원이 동작하지 않을 때는 상기 1차 기준전압보다 낮은 소정의 2차 기준전압이 상기 기준전압으로 자동 설정되도록 하는 기준전압설정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기준전압설정부는, 상기 외부전원의 인가 여부에 따라 하이(high) 혹은 로우(low) 상태의 신호를 출력하는 절환부; 입력신호에 따라 일정 출력값을 가지고, 그 출력값이 상기 1차 기준전압 혹은 2차 기준전압이 되는 기준전압출력부; 복수개의 저항요소가 직렬 연결되고, 이에 인가되는 전압이 상기 기준전압출력부의 입력으로 인가되는 저항부; 및 상기 절환부의 출력값에 따라 상기 저항부의 일정 저항요소를 바이패스시키는 트랜지스터를 포함하도록 구성할 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 소방용 등의 일 실시예,

도 2는 기준전압설정부의 일 실시예,

도 3은 본 고안에 따른 소방용 등의 구체적인 회로의 예를 도시한 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 정류부 2: 스위칭 파워부

3: 배터리 충전부 4: 배터리

5: 충전감시부 6: 램프

7: 인버터 8: 인버터 제어부

9: 피이드백 회로 10: 기준전압설정부

10-1: 절환부 10-2: 트랜지스터

10-3: 저항부 10-4: 기준전압출력부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1을 참조하여 인버터를 사용하는 소방용 등의 일반적인 동작원리를 설명하자면, 외부전원(예: AC 220V)은 정류부(1)를 통해 약 300V 정도의 직류(DC)로 변환되고, 다시 스위칭 파워부(2)에 의해 일정 레벨의 안정적인 직류전원으로 변환된다. 보통 스위칭 파워부(2)에서는 배터리 충전전압과 구동전압을 생성한다.

배터리 충전부(3)는 배터리 충전전압을 이용하여 배터리(4)를 충전하고, 충전감시부(5)는 배터리(4)의 충전상태를 감시하여 일정 LED(5-1)를 온/오프시킴으로서 충전상태를 시각적으로 파악할 수 있도록 한다. 구동전압은 각 구성요소에 공급되며, 인버터(7)는 주파수 변환을 통해 램프(6)가 점등되도록 한다.

점등된 램프(6)의 현재 상태는 일정 감지회로에 의해 감지되고, 피이드백 회로(9)에 의해 피이드백(feedback)되어 기준전압과 비교된다. 그리고, 인버터 제어부(8)는 그 비교 결과에 따라 인버터(7)를 제어하여 램프(6)가 항상 일정 레벨을 유지하면서 점등될 수 있도록 제어한다. 예로서, 램프(6)의 현재 상태를 나타내는 전압이 일정 수준 이상이 되어 기준전압보다 높아지면 인버터(7)를 제어하여 램프전압이 낮아지는 방향으로 제어하고, 램프(6)의 현재 상태를 나타내는 전압이 일정 수준 이하가 되어 기준전압보다 낮아지면 인버터(7)를 제어하여 램프전압이 높아지는 방향으로 제어하는 것이다. 이러한 소방용 등의 일반적인 구성은 공지되어 사용되는 다양한 기술을 이용하여 구현할 수 있는 것이다.

한편, 위에서 설명한 바와 같이 소방용 등은 피이드백된 램프의 현재 상태를 나타내는 전압과 일정 기준전압을 비교한 결과에 따라 램프를 구동시킨다. 이에 따라 램프전압은 일정 레벨을 계속 유지하려는 동작을 하게 된다. 즉, 기준전압이 램프의 구동 레벨을 결정하는 역할을 하게 되는 것이다. 그러므로, 외부전원이 차단되고 배터리 전원으로 동작하는 비상시에는 이 기준전압을 자동으로 감소시켜주면 소방용 등의 소비전력을 일정치만큼 감소시킬 수 있게 된다.

이를 위하여 본 고안에 따른 소방용 등은 외부전원에 의해 동작할 때는 기준전압으로서 평상시의 소정 전압(1차 기준전압)이 설정되도록 하고, 배터리에 의해 동작하는 비상시에는 1차 기준전압보다 낮은 전압(2차 기준전압)이 기준전압으로 설정되도록 하는 기준전압설정부(10)를 포함하고 있다. 이 때, 2차 기준전압은 1차 기준전압의 반이 되도록 하여 비상시의 소비전력을 평상시의 반으로 다운시키는 것이 바람직하지만, 이 값은 임의적으로 구성할 수 있는 것임은 물론이다.

도 2를 참조하여 기준전압설정부를 구성하는 일 실시예를 설명하기로 한다.

절환부(10-1)는 외부전원의 인가 여부에 따라 하이(high) 혹은 로우(low) 상태의 신호를 출력하도록 구성할 수 있다. 예로서, 외부전원이 인가되는 상태에서는 턴온(turn-on)되어 로우(low)신호를 출력하고, 외부전원이 차단된 상태에서는 턴오프(turn-off)되어 하이(high)신호를 출력하도록 구성할 수 있다. 절환부(10-1)의 출력신호는 전류제한용 저항(R36)을 통해 트랜지스터(10-2)의 게이트 단에 입력되며, 이 트랜지스터(10-2)는 게이트 신호에 따라 턴온 혹은 턴오프된다.

한편, 이 트랜지스터(10-2)는 저항요소가 복수개 직렬로 연결되는 저항부(10-3)의 저항요소 중 일부를 바이패스시킬 수 있도록 결합된다. 그러므로, 이 트랜지스터(10-2)가 오프상태인 경우에는 저항요소 모두에 전압이 인가되고, 이 트랜지스터(10-2)가 온상태인 경우에는 저항요소들 중 일정 저항요소가 바이패스되므로 저항부(10-3) 전체의 저항값은 감소된다.

저항부(10-3)에 걸리는 전압은 기준전압출력부(10-4)의 입력값으로 인가되는데, 기준전압출력부(10-4)는 입력값에 따라 고정된 출력값을 가지도록 구성된다. 이 때, 기준전압출력부(10-4)의 출력값이 기준전압(1차 기준전압 혹은 2차 기준전압)이 된다. 기준전압출력부(10-4)는 입력값과 출력값이 반비례하는 션트 레귤레이터(shunt regulator) 소자를 이용하여 바람직하게 구성할 수 있다.

즉, 절환부(10-1)의 출력값이 하이신호일 때는 저항부(10-3)의 저항요소들 중 저항 R36이 트랜지스터(10-2)에 의하여 바이패스되므로 기준전압출력부(10-4)에 입력되는 전압은 저항 R35에 걸리는 전압만으로 이루어진다. 그러나, 절환부(10-1)의 출력값이 로우신호일 때는 트랜지스터(10-2)가 오프되어 저항부(10-3)를 구성하는 저항요소 R35와 R36에 모두 전압이 걸리므로 기준전압출력부(10-4)에 입력되는 전압은 저항 R35에 인가되는 전압과 R36에 인가되는 전압의 합이다.

예로서 저항 R35와 R36의 크기가 동일하고 기준전압출력부(10-4)는 입력값에 반비례하는 고정 출력값을 가진다고 가정하면, 2차 기준전압은 1차 기준전압의 절반이 된다. 결국 외부전원이 인가되는지의 여부에 따라 기준전압이 서로 다르게 결정되는 것이다.

도 3은 본 고안에 따른 소방용 등을 구현하기 위한 회로의 일 예로서, 본 고안의 특징인 기준전압설정에 중점을 두고 설명하기로 한다. 도 3에 도시한 회로는 하나의 예일 뿐이며, 인버터를 사용하여 램프를 점등시키기 위한 다양한 형태로 이루어질 수 있는 것이다.

외부전원(예: AC 220V)을 정류하는 정류부(1)와 일정 레벨의 안정적인 직류전원을 생성하는 스위칭 파워부(2), 배터리(4)를 충전하는 배터리 충전부(3), 배터리(4)의 충전상태를 감시하는 충전감시부(5), 램프(6)를 구동시키는 인버터(7) 등의 동작은 일반적인 소방용 등에 있어서의 동작과 유사하다. 도 3에서는 트랜지스터 Q8(32)이 도 2에서 설명한 트랜지스터의 역할을 수행한다.

먼저, 외부전원이 인가되는 경우에는 파워 스위칭부(2)에서 변환된 직류전원이 저항 R10(31)을 통해 트랜지스터 Q8(32)의 게이트로 인가되므로 트랜지스터 Q8(32)은 턴온된다. 이에 따라 저항 R35(33)와 R36(34)으로 구성되는 저항부(10-3)에서 저항요소 R36(34)은 트랜지스터 Q8(32)에 의하여 바이패스되고, 저항 R35(33)에 인가되는 전압만이 션트 레귤레이터(35)의 입력값이 된다. 션트 레귤레이터(35)는 입력값에 대해 반비례하는 고정 출력값을 가지는 소자로서, 션트 레귤레이터(35)의 출력단에 걸리는 전압이 기준전압이 된다. 이 때의 전압이 1차 기준전압이며, R33(36)에 걸리는 전압과 같다.

한편, 램프(6)의 현재상태를 나타내는 전압은 R25(9-1)에 걸리는 전압으로서 검출될 수 있다. 이 검출된 전압은 피이드백 회로(9)상의 비교기 U3A(9-2)에 의해 1차 기준전압과 비교된 후 처리되어 인버터 제어부(8)로 입력되며, 인버터제어부(8)는 P채널 MOS 트랜지스터(8-1)의 동작에 따라 인버터(7)를 제어한다.

이제 화재와 같은 비상상황이 발생하여 외부전원이 차단되면, 트랜지스터 Q8(32)은 턴오프된다. 이에 따라 저항부(10-3)의 저항 R35(33)와 R36(34)에 걸리는 전압 모두가 션트 레귤레이터(35)의 입력값이 된다. 션트 레귤레이터(35)는 입력값에 반비례하는 고정 출력값을 가지며, 션트 레귤레이터(35)의 출력단에 걸리는 전압이 기준전압이 된다. 이 때의 전압이 2차 기준전압이며, R33(36)에 걸리는 전압과 같다.

한편, 램프(6)의 현재상태를 나타내는 전압은 R25(9-1)에 걸리는 전압으로서 검출될 수 있다. 이 검출된 전압은 피이드백 회로(9)상의 비교기 U3A(9-2)에 의해 2차 기준전압과 비교된 후 처리되어 인버터 제어부(8)로 입력되며, 인버터 제어부(8)는 P채널 MOS 트랜지스터(8-1)의 동작에 따라 인버터(7)를 제어한다.

위의 각 실시예에 대한 설명에서는 전자회로를 구성하기 위하여 일반적으로 사용되는 각종 저항, 캐패시터, 코일 등의 설명은 생략하였으나, 이러한 구성요소들은 효율적인 회로구성을 위하여 다양하게 설정할 수 있는 것이다.

상술한 실시예는 본 고안의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 고안은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것임은 물론이다.

본 고안에 따르면 비상시에는 소방용 등의 소비전력을 자동으로 낮출 수 있다. 이에 따라 배터리 용량을 늘리지 않고도 소방용 등의 동작시간을 늘릴 수 있으며, 경제적이고 효과적으로 소방용 등을 운용할 수 있다.

Claims (2)

1. 피이드백(feedback)된 램프의 현재 상태를 나타내는 전압과 일정 기준전압을 비교한 결과에 따라 인버터를 제어함으로서 상기 램프가 일정 레벨을 유지하면서 점등되도록 하고, 평상시에는 외부전원에 의해 동작하다가 상기 외부전원이 차단되면 배터리에 의해 동작하도록 구성되는 소방용 등에 있어서,

   상기 외부전원에 의해 동작할 때는 소정의 1차 기준전압이 상기 기준전압으로 설정되도록 하고, 상기 외부전원이 동작하지 않을 때는 상기 1차 기준전압보다 낮은 소정의 2차 기준전압이 상기 기준전압으로 자동 설정되도록 하는 기준전압설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소비전력 절약형 소방용 등.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기준전압설정부는

   상기 외부전원의 인가 여부에 따라 하이(high) 혹은 로우(low) 상태의 신호를 출력하는 절환부;

   입력신호에 따라 일정 출력값을 가지고, 그 출력값이 상기 1차 기준전압 혹은 2차 기준전압이 되는 기준전압출력부;

   복수개의 저항요소가 직렬 연결되고, 이에 인가되는 전압이 상기 기준전압출력부의 입력으로 인가되는 저항부; 및

   상기 절환부의 출력값에 따라 상기 저항부의 일정 저항요소를 바이패스시키는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 소비전력 절약형 소방용 등.