KR20050079811A - 발광 다이오드 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급장치 - Google Patents

발광 다이오드 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급장치 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은, 발광 다이오드 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, LED 교통신호등의 모순 검지와 적신호 감시를 전압 검출식에 의해 수행하는 경우, LED 교통신호등의 상태에 따라 입력 임피던스를 변화시켜, LED 교통신호등의 상태를 정확하게 감지하기 위한, LED 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 다수의 발광 다이오드(LED)가 직/병렬 구조로 배열되어 있는 LED 배열부를 구비하는, LED 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치에 있어서, 입력전압이 점등신호/소등신호인지 검출하기 위한 검출 수단; 상기 검출 수단의 검출에 의해, 입력전압이 소등신호인 경우에, 상기 LED 배열부의 입력 임피던스를 실질적으로 변환하기 위한 전환 수단; 상기 검출 수단의 검출에 의해, 입력전압이 점등신호인 경우에, 해당 점등신호의 변동에 대하여 상기 LED 배열부가 일정한 광출력을 유지하도록 하기 위한 보상 수단; 상기 LED 배열부의 광출력에 이상이 발생한 경우, LED 교통신호등의 고장 상태를 검출하도록 제어하기 위한 제어 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 LED 교통신호등 시스템 등에 이용됨.

Description

발광 다이오드 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치{Power Supply for Detection Trouble of Light Emitting Diode(LED) Signal Lamp}
본 발명은 발광 다이오드 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치에 관한 것으로, 특히 입력 전압의 상태와 발광 다이오드(Light Emitting Diode; 이하, 간단히 'LED'라 함) 배열(array)의 상태를 각각 모니터링하여, 오동작시 LED 교통신호등의 입력 임피던스를 변환하기 위한, LED 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 도로에는 교통신호등이 설치되어 있으며, 이 교통신호등의 광원으로 종래에는 필라멘트 방식의 백열등을 사용하여 점멸 기능을 수행하였으나, 현재는 효율이 높고 전원소비가 적은 LED를 소재로 한 신호등을 채택하여 사용하는 경우가 늘고 있다.
이러한 교통신호등의 광원으로 사용되는 LED는 전류가 흐르면 빛을 방출하는 다이오드의 한 가지로서, LED를 이용한 교통신호등(이하, 간단히 'LED 교통신호등'이라 함)은 백열전구 신호등보다 수명이 10배 이상 길어 유지보수비를 줄일 수 있고, 전력소비도 85% 이상 절감할 수 있는 장점이 있다.
이러한 LED의 장수명의 장점으로 인해 종래의 LED에 전원 공급장치는 안정하게 전원을 공급하는 기능만을 가지고 있다. 그러나, LED는 반도체 공정에 의해 제조되기 때문에 소량의 특성이 불량한 소자가 제작될 수 있고, LED 신호등에 이러한 소자가 사용되는 경우에는 보증 기간 이내에 신호등에 이상이 발생할 수 있으므로, 이러한 상황을 고려하여, 전원공급장치는 전원의 안정적인 공급과 더불어 LED의 상태를 검출하는 기능도 포함되어야 한다.
도 1은 종래의 LED 교통신호등 시스템의 구조도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 종래의 LED 교통신호등 시스템은, 차량용 신호등(102) 및 보행자용 신호등(103)을 포함하는 교통신호등부(101)와, 교통신호등부(101)의 점멸을 제어하기 위한 제어부(105) 및 상기 보행자용 신호등(103)과 연동하여 잔여 시간을 표시하거나 음향 신호를 제공하기 위한 보조 신호부(104)를 포함하여 구성된다.
상기 제어부(105)는 점멸 제어기(105), 중앙처리 장치(Central Processing Unit; 이하, 간단히 'CPU'라 함)(107) 및 상황정보 수신기(108)를 포함하여 구성된다.
상기 상황정보 수신기(108)는, 차량의 원활한 흐름과 보행자의 안전한 진행을 위하여, 상기 차량용 신호등(102)의 녹색등 및 화살등과, 상기 보행자용 신호등(103)의 녹색등의 소등 상태를 검출(모순 검지)하고, 각 신호등의 적색 신호등의 점등상태를 검출(적신호 감시)한다.
상기 CPU(107)는 상기 상황정보 수신기(108)로부터 수신한 신호로부터, 교통신호등부(101) 또는 제어부(105)의 오동작을 판별하여, 오동작시에는 상기 점멸 제어기(106)의 제어 하에 상기 교통신호등부(101)가 점멸을 반복하여 운전자와 보행자가 신호등의 이상 상태를 알 수 있도록 경고하며, 또한, 상기 보조 신호부(104) 역시 이상 상태를 알릴 수 있도록 음향 및 시각적인 표시를 하게 된다.
이때, LED 교통신호등에 점등과 소등의 신호를 제어하는 상기 제어부(105)는 그 종류가 다양하여, 그 내부에 사용되고 있는 스위칭 소자의 특성에 따라 소등 신호시에도 누설 전압이 일정량 공급되므로, 차량용 신호등(102)의 녹색등 및 화살등과 보행자용 신호등(103)의 녹색등이 소등되어도 그 소등 상태를 정확하게 검출할 수 없게 되는 경우가 발생한다.
또한, 상기 상황정보 수신기(108)가 적색 신호등의 점등 상태를 검출하는 경우, 전압 검출식과 전류 검출식의 두 가지 방법이 사용되고 있는데, LED 교통신호등은 백열전구식 신호등에 비해 소비전력이 매우 낮아 전류 검출식에 의해서는 검출되지 않는 문제점이 있다.
또한, 전류 검출식에서, LED 교통신호등에 있어서 전류의 변화량을 검출하여 점등 상태를 검출하는 방식은 적합하지 않은 문제점이 있다. 이는, LED는 반도체 소자로서 온도에 따라 광출력이 변동하여, 구동회로에서는 광출력의 변동을 최소화하기 위해 온도에 따라서 LED 소자로 흐르는 전류를 변화시키는 성질에 기인한다.
따라서, 일반적으로 사용되고 있는 전류 검출식은 주변 온도의 변화에 의해서 신호등에 흐르는 전류가 변동되었는지, LED 배열(array)상의 문제로 인해 전류가 변동되었는지를 판단하기가 곤란한 문제점이 있다.
한편, 전압 검출식을 이용할 경우 역시, LED 교통신호등은 그 입력 임피던스가 백열전구에 비하여 매우 커서 상기 제어부(105)에서 신호등의 점등과 소등상태를 제대로 검출하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, LED 교통신호등의 모순 검지와 적신호 감시를 전압 검출식에 의해 수행하는 경우, LED 교통신호등의 상태에 따라 입력 임피던스를 변화시켜, LED 교통신호등의 상태를 정확하게 감지하기 위한, LED 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 발광 다이오드(LED)가 직/병렬 구조로 배열되어 있는 LED 배열부를 구비하는, LED 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치에 있어서, 입력전압이 점등신호/소등신호인지 검출하기 위한 검출 수단; 상기 검출 수단의 검출에 의해, 입력전압이 소등신호인 경우에, 상기 LED 배열부의 입력 임피던스를 실질적으로 변환하기 위한 전환 수단; 상기 검출 수단의 검출에 의해, 입력전압이 점등신호인 경우에, 해당 점등신호의 변동에 대하여 상기 LED 배열부가 일정한 광출력을 유지하도록 하기 위한 보상 수단; 상기 LED 배열부의 광출력에 이상이 발생한 경우, LED 교통신호등의 고장 상태를 검출하도록 제어하기 위한 제어 수단을 포함하는 LED 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치를 제공한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 LED 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치의 일실시예 구조도이다.
도면에 도시된 바와 같이, AC/DC 정류부(201), 입력전압 검출부(202), 임피던스 전환부(203), 온도 검출부(204), 광출력 보상부(205), LED 배열부(206) 및 상태 검출부(207)를 포함하여 구성된다.
상기 LED 배열부(206)는 다수의 LED가 직/병렬 구조로 배열된 것을 지칭하는 것으로 한다.
상기 정류부(201)는 입력되는 교류전압을 LED를 구동할 수 있는 직류전압으로 전환하는 기능을 담당하고, 상기 입력전압 검출부(202)는 해당 입력신호가 신호등의 점등 또는 소등신호인지를 검출하기 위하여 입력전압의 상태를 검출하는 기능을 담당한다.
이때, 입력전압이 점등신호의 전압인 경우에는 임피던스를 전환하지 않고, 해당 점등신호를 상기 광출력 보상부(205)에 전달하여 상기 LED 배열부(206)에 전압이 인가되도록 하고, 입력전압이 소등신호의 전압인 경우에는 임피던스를 변환하여 상기 LED 배열부(206)가 완전히 소등될 수 있도록 한다.
상기 온도 검출부(204)는 외부의 온도를 검출하는 기능을 담당한다.
상기 광출력 보상부(205)는 상기 입력전압 검출부(202)로부터 수신한 점등신호인 입력전압의 변동에 대하여 상기 LED 배열부(206)가 일정 광출력을 유지하도록 하는 기능을 담당하며, 또한, 외부 온도의 변화에 대하여도 상기 LED 배열부(206)에서 일정한 광출력을 유지할 수 있도록 하는 기능을 담당한다.
상기 상태 검출부(207)는 상기 LED 배열부(206)의 광출력의 변동에 따라 이상(異常)상태(예를 들어, 상기 LED 배열부(206)의 광출력이 일정량 이상(예를 들어, 30% 이상) 줄어든 경우 등)를 검출하여, 해당 이상 상태가 외부 온도에 의한 것인지 또는 LED 고장에 의한 것인지를 판단하는 기능을 담당한다.
이때, 해당 이상 상태가 외부 온도의 영향에 의한 것인 경우에는 상기 광출력 보상부(205)로 하여금 광출력을 제어하도록 할 수 있으며, 해당 이상 상태가 상기 LED 배열부(206)의 이상에 의한 경우에는, 상기 제어부(105)에서 상기 LED 배열부(206)의 상태를 검출할 수 있도록 임피던스를 변환할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 전원 공급 장치가 LED 교통신호등 시스템에 적용된 경우를 설명하였으나, 다수의 LED를 이용하여 광원부를 구성하는 시스템에 대하여 이를 제어하는 제어기가 광원부의 정상 또는 고장 상태를 판단할 필요가 있는 경우에도 역시 적용될 수 있음은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다 할 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, LED 교통신호등의 모순 검지와 적신호 감시를 전압 검출식에 의해 수행하는 경우, LED 교통신호등의 상태에 따라 입력 임피던스를 변화시켜, LED 교통신호등의 상태를 정확하게 감지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 소등신호시에도 일정량 공급되는 누설 전압을 임피던스를 변환하여 완전히 차단함으로써, 그 소등 상태를 정확하게 검출할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 LED 교통신호등 시스템의 구조도,
도 2는 본 발명에 따른 LED 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치의 일실시예 구조도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
201 : AC/DC 정류부 202 : 입력전압 검출부
203 : 임피던스 전환부 204 : 온도 검출부
205 : 광출력 보상부 206 : LED 배열부
207 : 상태 검출부

Claims (5)

  1. 다수의 발광 다이오드(LED)가 직/병렬 구조로 배열되어 있는 LED 배열부를 구비하는, LED 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치에 있어서,
    입력전압이 점등신호/소등신호인지 검출하기 위한 검출 수단;
    상기 검출 수단의 검출에 의해, 입력전압이 소등신호인 경우에, 상기 LED 배열부의 입력 임피던스를 실질적으로 변환하기 위한 전환 수단;
    상기 검출 수단의 검출에 의해, 입력전압이 점등신호인 경우에, 해당 점등신호의 변동에 대하여 상기 LED 배열부가 일정한 광출력을 유지하도록 하기 위한 보상 수단;
    상기 LED 배열부의 광출력에 이상이 발생한 경우, LED 교통신호등의 고장 상태를 검출하도록 제어하기 위한 제어 수단
    을 포함하는 LED 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    입력되는 교류 전압을 직류전압으로 변환하기 위한 변환 수단
    을 더 포함하는 LED 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    외부의 온도를 검출하기 위한 온도 검출 수단
    을 더 포함하되, 상기 보상 수단은 외부 온도의 변화에 대하여 상기 LED 배열부가 일정한 광출력을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 LED 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 제어 수단은,
    상기 LED 배열부의 광출력의 이상이 외부 온도의 영향에 의한 경우에는, 상기 보상 수단이 광출력이 일정한 광출력을 유지하도록 제어하는 것
    을 특징으로 하는 LED 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 수단은,
    상기 LED 배열부의 광출력의 이상이 상기 LED 배열부의 고장에 의한 경우에는, 상기 전환 수단이 입력 임피던스를 실질적으로 변환하도록 제어하는 것
    을 특징으로 하는 LED 교통신호등의 이상 유무 검출용 전원 공급 장치.
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