KR20070089265A

KR20070089265A - 무선원격제어가 가능한 램프용 안정기 구조

Info

Publication number: KR20070089265A
Application number: KR1020060019034A
Authority: KR
Inventors: 최익선
Original assignee: 최익선
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2007-08-31

Abstract

본 발명은 무선원격제어가 가능한 램프용 안정기에 관한 것으로, 단일 인쇄회로기판(PCB)상에 형성되고, 원격 지점의 RF송신기로 부터 점등 또는 소등 제어 신호를 무선 주파수로 수신하는 RF수신부; 220V의 상용전원을 입력받아 출력을 단속하는 릴레이; 상기 RF수신부로 부터 제어 신호를 입력 받고, 그 제어 신호 및 메모리에 저장된 통신 및 제어용 프로토콜에 따라 상기 릴레이를 온/오프 제어 마이컴; 상기 릴레이의 출력단에 직렬로 연결되어 릴레이를 통과한 전원의 노이즈를 제거하고 낙뇌 등의 서지 전류를 차단하는 라인필터 및 서지보호회로; 상기 라인필터 및 서지보호회로에 직렬로 연결되어 상용 교류전원을 직류전원으로 변환하고 변환된 직류전원의 역률을 보상하는 정류 및 역률보상회로; 상기 정류 및 역률보상회로의 출력을 입력 받고, PWM제어부의 발진신호에 따라 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 상응하는 구형파를 출력하는 인버터; 및 상기 인버터로 부터 출력된 구형파를 입력받고 이를 공진하여 고주파수의 정현파를 출력하는 LC공진회로;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하며, 본 고안에 의하면, 접근하기 어려운 지점에 설치되는 보안등, 경고등 등의 램프에 대한 무선 원격 제어 및 고압 교류 전류 공급을 단일의 기판에 구현된 장치에 의하여 수행할 수 있게 되므로, 설치 작업 시간을 단축할 수 있고, 설치 비용을 절감할 수 있으며, 누전 등에 의한 고장 가능성을 예방하여 유지보수비를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 보안등, 경보등 등의 램프 설치로 인하여 이들 램프의 설치 지점의 미관을 해치지 않을 수 있는 효과가 있다.

보안등, 램프, 안정기

Description

무선원격제어가 가능한 램프용 안정기 구조{STRUCTURE OF REMOTE CONTROLLABLE BALLAST FOR LAMP}

도 1은 본 고안에 따른 무선원격제어가 가능한 램프용 안정기의 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : PCB(Printed Circuit Board) 12 : 안테나

14 : 대역통과필터 16 : 믹서

18 : 위상동기루프 20 : 중간주파수필터

22, 26 : 증폭기 24 : 중간주파수 검파기

28 : 마이컴 30 : 메모리

32 : 릴레이 34 : 라인필터 및 서지보호회로

36 : 정류 및 역률 보상회로 38 : 보조전원부

40 : PWM제어부 42 : 인버터

44 : LC공진회로 46 : 변압기

48 : 정류회로 50 : 정전압회로

52 : 상용전원 54 : 타이머

56 : 램프

본 발명은 무선원격제어가 가능한 램프용 안정기에 관한 것으로, 더 상세하게는 전봇대나 건물벽 등의 상부에 설치되는 보안등이나 경고탑 등의 선단에 설치되는 경고등에 사용되는 안정기 처럼, 수리하거나 교체하기 어려운 지점에 설치된 안정기를 무선으로 원격 제어하여 램프를 점소등할 수 있는 무선원격제어가 가능한 램프용 안정기에 관한 것이다.

종래 램프를 원격 점소등 제어하기 위해서는 램프 하우징에 일체로 조립된 안정기와 상용전원 사이에 무선수신기를 인출선으로 연결하여 사용하였다.

이러한 무선수신기의 분리 사용은 다음과 같은 많은 문제점을 야기한다.

우선, 보안등, 경고등 등의 안전등은 모두 작업자가 접근하기 어려운 지점에 설치되고 있는 데, 보안등 등의 설치과정에서 안정기 및 램프 설치 작업과 별도로 무선수신기의 설치작업을 별도로 진행하여야 하므로 작업시간이 많이 소요되고, 설치 비용이 증가하는 문제점이 있다. 특히, 상용전원(220V)으로 부터의 전원의 인출, 인출된 전원의 수신기에의 연결, 수신기와 안전기의 전원 연결 등 보안등 설치작업 과정에서 부수적인 작업이 필요하고, 인출선, 콘넥터, 테이프 등 부자재가 필요하여 보안등 등의 설치비용을 증가시킨다.

다음, 상용전원 인출선과 무선수신기의 입력선간의 접속 부분 및 수신기 출력선과 안정기의 입력선의 접속 부분에서 누전가능성이 상존하게 된다. 상술한 바와 같이 보안등, 경고등 등의 안전등은 모두 작업자가 접근하기 어려운 지점에 설치되는 데, 이러한 지점에 설치된 안정기 또는 무선수신기가 누전으로 고장나면, 보수 작업이 매우 까다롭고, 보수작업비가 많이 들어 보안등, 경고등의 유지비를 상승시키는 요인이 되고 있다.

보안등 등은 주로 도심의 전봇대의 가공선(架空線) 부근과 건물의 측벽에 설치되는 데, 이들 전봇대 및 건물의 측벽 부근에 인출선, 콘넥터, 무선수신기함등이 노출되어 있으면 주변 미관을 해치는 단점이 있다.

상술한 종래 보안등, 경고등 등의 원격 점소등 장치가 갖는 문제점을 해결하고자 안출된 본 고안은 설치 작업 시간을 단축할 수 있고, 설치 비용을 절감할 수 있는 무선원격제어가 가능한 램프용 안정기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 누전 등에 의한 고장 가능성을 예방하여 유지보수비를 최소화할 수 있는 무선원격제어가 가능한 램프용 안정기를 제공하는 데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 보안등, 경보등 등 안전등의 설치로 인하여 이들 안전등의 설치 지점의 미관을 해치지 않을 수 있는 무선원격제어가 가능한 램프용 안정기를 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하고자 하는 본 발명에 따른 원격제어 가능한 램프용 안정기는 단일 인쇄회로기판(PCB)상에 형성되고, 원격 지점의 RF송신기로 부터 점등 또는 소등 제어 신호를 무선 주파수로 수신하는 RF수신부; 220V의 상용전원을 입력받아 출력을 단속하는 릴레이; 상기 RF수신부로 부터 제어 신호를 입력 받고, 그 제어 신호 및 메모리에 저장된 통신 및 제어용 프로토콜에 따라 상기 릴레이를 온/오프 제어 마이컴; 상기 릴레이의 출력단에 직렬로 연결되어 릴레이를 통과한 전원의 노이즈를 제거하고 낙뇌 등의 서지 전류를 차단하는 라인필터 및 서지보호회로; 상기 라인필터 및 서지보호회로에 직렬로 연결되어 상용 교류전원을 직류전원으로 변환하고 변환된 직류전원의 역률을 보상하는 정류 및 역률보상회로; 상기 정류 및 역률보상회로의 출력을 입력 받고, PWM제어부의 발진신호에 따라 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 상응하는 구형파를 출력하는 인버터; 및 상기 인버터로 부터 출력된 구형파를 입력받고 이를 공진하여 고주파수의 정현파를 출력하는 LC공진회로;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 상용전원과 라인필터 및 서지보호회로 사이에는 시간 설정이 가능한 프로그램머블 타이머를 상기 릴레이와 병렬로 구비하여, 상기 마이컴의 릴레이 제어와 상관없이 설정된 시간에 상용전원을 상기 라인필터 및 서지보호회로에 주기적으로 공급하게 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 따른 원격제어 가능한 램프용 안정기의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

이하에서는 무전극 방전(electrodeless discharge) 램프용 안정기를 예로 들어 본 고안에 따른 원격제어 가능한 램프용 안정기를 설명한다. 그러나, 본 고안은 나트륨 램프 또는 형광 램프에도 그대로 적용될 수 있다. 무전극 방전램프 또는 무전극 램프는 방전관 내에 수용된 수은증기 및 버퍼가스에 고주파의 전원을 가하여 수은증기가 광자를 방사하게 하게 하고, 그 광자가 방전관 내벽에 코팅된 인광물질을 조사하게 하여 가시광선을 방출하게 하는 고주파유도방전 램프이다. 이 때 사용되는 전원은 수 MHz에 이르는 정현파 전원이다. 안정기는 이 고주파수의 정현파를 안정적으로 만들어 주는 데 사용한다.

근래 보안등, 경고등 등의 램프는 중앙의 관제소에서 RF(Radio Frequency) 신호를 송출하여 일정 구역 내의 램프를 일시에 점소등할 수 있도록 구성되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 고안의 특징은 중앙 관제소의 RF송신기에서 송출된 RF(Radio Frequency)신호의 수신 및 램프(56)의 점소등을 단일의 인쇄회로기판(PCB)(10)상에 형성된 회로에 의하여 구현한 데 있다. 이를 위하여 본 발명은 RF수신부의 입력 신호에 따라 안정기를 점소등하는 마이컴(28) 및 릴레이(32)를 구비한다.

도 1을 참조하면, 원격 지점의 RF송신기로 부터 점등 또는 소등 제어 신호를 무선 주파수로 수신하는 RF수신부는 루프형 안테나(12)와 수신 신호에서 노이즈를 제거하는 대역통과필터(Band Pass Filter) (14)와, 중간주파수를 생성하기 위한 동기 발진주파수를 제공하는 위상동기루프(Phase-Locked Loop)(18)와, 상기 대역통과필터(12)를 통과한 무선 신호 및 위상동기루프(18)의 발진주파수를 혼합하여 21. 4MHz의 중간 주파수(Intermediate Frequency)를 생성하는 믹서(16)와, 상기 믹서(16)의 출력에서 불필요한 주파수의 신호를 제거하는 중간주파수필터(20)와, 상기 중간주파수필터(20)의 출력하는 증폭기(22)와, 상기 증폭기(22)의 출력으로 부터 다시 455KHz의 중간주파수를 검출하고, 검출된 455KHz의 중간주파수로 부터 점소등 명령이 부호화된 300Hz의 주파수를 검출하는 중간주파수 검파기(24)와 상기 중간주파수 검파기(24)의 출력을 증폭하여 후술하는 마이컴(28)에 입력하는 증폭기(26)로 구성되는 것이 바람직하다.

램프의 점등은 220V의 상용전원(52)을 입력받아 출력을 단속하는 릴레이(32)와, 상기 릴레이(32)의 출력단에 직렬로 연결되어 릴레이(32)를 통과한 전원의 노이즈를 제거하고 낙뇌 등의 서지 전류를 차단하는 라인필터 및 서지보호회로(34)와, 상기 라인필터 및 서지보호회로(34)에 직렬로 연결되어 상용 교류전원을 직류전원으로 변환하고 변환된 직류전원의 역률을 보상하는 정류 및 역률보상회로(36)와, 상기 정류 및 역률보상회로(36)의 출력을 입력 받고, PWM제어부(40)의 발진신호에 따라 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 상응하는 구형파를 출력하는 인버터(42)와, 상기 인버터(42)로 부터 출력된 구형파를 입력받고 이를 공진하여 고주파수의 정현파를 출력하는 LC공진회로(44)에 의하여 이루어진다. 상기 PWM제어부(40)에는 상기 정류 및 역률보상회로(36)의 출력을 강하하여 공급하는 보조전원부(38)를 더 구비한다.

본 고안은 마이컴(28)을 구비하여 상기 RF수신부(12 ~ 24)로 부터 제어 신호를 입력 받고, 그 제어 신호 및 메모리(30)에 저장된 통신 및 제어용 프로토콜에 따라 상기 릴레이(32)를 온/오프하여 원격으로 램프를 점등 또는 소등하게 된다.

뿐만 아니라, 상기 상용전원(52)과 라인필터 및 서지보호회로(34)사이에 시간 설정이 가능한 프로그램머블 타이머(54)를 상기 릴레이(32)와 병렬로 구비는 것이 바람직하다. 상기 타이머(54)는 상기 마이컴(28)의 릴레이 제어와 상관없이 설정된 시간에 상용전원(52)을 상기 라인필터 및 서지보호회로(34)에 주기적으로 공급하게 하여 램프(56)를 점등 또는 소등하게 된다.

본 고안의 특징은 단일의 인출선에 의하여 상용전원(52)을 입력 받고, 이 상용전원을 상기 램프(56)의 점등 및 상기 RF수신부(12 ~ 26)의 각 구성요소에 필요한 전원으로 사용한다. 상술한 바와 같이 상기 상용전원(52)은 릴레이(32) 또는 타이머(54)를 경유하여 고주파발진을 위한 회로(34 ~ 44)에 투입된다. 또한, 상기 상용전원(52)은 변압기(46)에서 14V 내지 16V의 교류전원으로 변환된 후 정류회로(46)에서 12V 내지 14V의 직류전원으로 정류되고, 정전압회로(50)에서 안정된 5V의 직류전원으로 바뀌어 상기 RF수신부의 각 구성요소에 투입된다.

이하, 도 1을 참조하여 본 고안에 따른 무선원격제어가 가능한 램프용 안정기의 동작을 설명한다.

RF수신부 전체적인 수식 방식은 더블슈퍼헤테로다인 방식이 바람직하며, 안테나(12)를 통해 수신된 신호는 대역통과필터(BPF)(14)를 통과하면서 1차적으로 잡음(noise)이 제고되고, 위상동기루프(18)의 동기발진주파수와 믹서(16)에서 혼합된다. 이로 인하여 RF캐리어 주파수는 제거되고 믹서(16)는 IF주파수(중간주파수:intermediate frequency) 21. 4MHz를 생성한다. 이 중간주파수 신호를 증폭기(22)에서 증폭한 후 통상 IC로 상용화되어 있는 중간주파수검파기(24)를 통과시키면455KHz의 중간주파수가 다시 검출되고, 검출된 455KHz 중간주파수는 다시 필터링, 증폭, 및 검파과정을 거쳐 증폭기(26)에 300Hz의 신호를 발생시킨다. 이 신호는 마이컴(28)을 제어하는 신호로 사용되며 이 신호에 따라 안정기의 ON/OFF 제어를 관리하게 된다. 상기 마이컴(28)은 자체적인 통신 및 제어 프로토콜과 다른 데이터를 메모리(30)에 저장하여 저장된 데이터와 입력신호에 따라 상기 릴레이(32)를 제어한다.

RF수신부(12 ~ 26)에 공급되는 전원으로는 상술한 바와 같이 램프(56)를 점등용 전원으로 인출한 상용전원(52)을 정류하여 사용한다.

안정기의 인버터(42)는 상기 마이컴(28)의 릴레이(32) 제어를 통하여 온/오프(점소등) 하게 된다. 즉, 릴레이(32)를 통과한 상용전원(52)은 라인필터 및 서지보호회로를 거쳐 입력에 들어오는 노이즈가 제거된 후 정류 및 역률 보상회로(36)로 보내지고, 정류 및 역률 보상회로(36)는 AC 220V의 상용전원을 DC로 변환하여 주며, 변환된 DC를 98% 이상까지 역률 보상하여, 승압된 DC전원을 인버터(42)에 공급한다. 인버터(42)는 진폭 및 주파수 제어가 가능한 발진신호를 생성하는 통상의 PWM제어부(40)로 부터 발진신호를 입력받고, 상기 정류 및 역률 보상회로(36)의 입력 전원을 고주파의 구형파로 변환하여 출력하게 된다. 이 구형파는 PWM신호 주파수(예를 들어 2.5MHz)와 동일한 주파수를 갖는다. 이 구형파신호는 LC공진부(44)를 거쳐 정현파로 변환되어 램프(56)에 공급되어 진다.

상술한 구성을 갖는 본 고안에 의하면, 접근하기 어려운 지점에 설치되는 보안등, 경고등 등의 램프에 대한 무선 원격 제어 및 고압 교류 전류 공급을 단일의 기판에 구현된 장치에 의하여 수행할 수 있게 되므로, 설치 작업 시간을 단축할 수 있고, 설치 비용을 절감할 수 있으며, 누전 등에 의한 고장 가능성을 예방하여 유지보수비를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 보안등, 경보등 등의 램프 설치로 인하여 이들 램프의 설치 지점의 미관을 해치지 않을 수 있는 효과가 있다.

Claims

단일 인쇄회로기판(PCB)(10)상에 형성되고,

원격 지점의 RF송신기로 부터 점등 또는 소등 제어 신호를 무선 주파수로 수신하는 RF수신부(12 ~ 24);

220V의 상용전원(52)을 입력받아 출력을 단속하는 릴레이(32);

상기 RF수신부(12 ~ 24)로 부터 제어 신호를 입력 받고, 그 제어 신호 및 메모리(30)에 저장된 통신 및 제어용 프로토콜에 따라 상기 릴레이(32)를 온/오프 제어 마이컴(28);

상기 릴레이(32)의 출력단에 직렬로 연결되어 릴레이(32)를 통과한 전원의 노이즈를 제거하고 낙뇌 등의 서지 전류를 차단하는 라인필터 및 서지보호회로(34);

상기 라인필터 및 서지보호회로(34)에 직렬로 연결되어 상용 교류전원을 직류전원으로 변환하고 변환된 직류전원의 역률을 보상하는 정류 및 역률보상회로(36);

상기 정류 및 역률보상회로(36)의 출력을 입력 받고, PWM제어부(40)의 발진신호에 따라 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 상응하는 구형파를 출력하는 인버터(42); 및

상기 인버터(42)로 부터 출력된 구형파를 입력받고 이를 공진하여 고주파수의 정현파를 출력하는 LC공진회로(44);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 원격제어 가능한 램프용 안정기 구조.
상기 상용전원(52)과 라인필터 및 서지보호회로(34)사이에는 시간 설정이 가능한 프로그램머블 타이머(54)를 상기 릴레이(32)와 병렬로 구비하여, 상기 마이컴(28)의 릴레이 제어와 상관없이 설정된 시간에 상용전원(52)을 상기 라인필터 및 서지보호회로(34)에 주기적으로 공급하게 한 것을 특징으로 하는 원격제어 가능한 램프용 안정기 구조.