KR20100007230U

KR20100007230U - 위성수신기를 이용한 무전극 램프 제어장치

Info

Publication number: KR20100007230U
Application number: KR2020090000110U
Authority: KR
Inventors: 윤승기
Original assignee: 윤승기
Priority date: 2009-01-06
Filing date: 2009-01-06
Publication date: 2010-07-15

Abstract

본 고안은 위성수신기를 이용한 무전극 램프 제어장치에 관한 것으로서, 특히 GPS 수신기를 이용하여 위성으로 부터 위치정보와 시간정보를 수신하고, 그 수신된 위치정보와 시간정보에 따라 일몰시간 또는 일출시간에 맞춰 무전극램프를 자동 온/오프 제어하며, 마이컴을 이용하여 정밀하게 펄스폭제어신호(PWM)를 생성시켜 고주파 공진형 인버터를 구동하여 무전극램프의 점등시 고전압 및 공진대역폭이 좁은 전원이 무전극램프로 공급되도록 하여 안정적으로 무전극램프의 점등을 유도할 수 있도록 한 위성수신기를 이용한 무전극램프 제어장치에 관한 것이다.

무전극램프, 제어장치, GPS 수신기, 마이컴, 고주파 공진형 인버터,

Description

위성수신기를 이용한 무전극 램프 제어장치{INDUCTION LAMP CONTROL DEVICE}

본 고안은 무전극램프 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 GPS 수신기를 이용하여 위성으로 부터 위치정보와 시간정보를 수신하고, 그 수신된 위치정보와 시간정보에 따라 일몰시간 또는 일출시간에 맞춰 무전극램프를 자동 온/오프 제어하며, 마이컴을 이용하여 정밀하게 펄스폭제어신호(PWM)를 생성시켜 고주파 공진형 인버터를 구동하여 무전극램프의 점등시 고전압 및 공진대역폭이 좁은 전원이 무전극램프로 공급되도록 하여 안정적으로 무전극램프의 점등을 유도할 수 있도록 한 위성수신기를 이용한 무전극램프 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 무전극램프는 전극이 없고, 램프 외부에 부착된 페라이트코어 및 코일의 자기장에 의해 램프 내부의 충전가스가 방전되면서 점등되는 램프이다.

이러한 무전극램프는 램프 수명이 무려 10만시간으로 현재까지 상용화된 광원 중 가장 오래가는 것이며, 국내에서는 이러한 장점으로 인해 대형할인점, 주유소, 터널과 같은 공공시설을 중심으로 무전극램프의 수요가 급증하는 추세이다.

종래 무전극램프를 자동으로 온/오프 제어하는 기술은 CDS센서를 이용하여 주변의 밝기에 따라 무전극램프를 온/오프 제어하는 제 1방법, CDMA통신을 이용하여 무전극램프를 원격으로 온/오프 제어하는 제 2방법, 타이머를 설치하여 온/오프 제어하는 제 3 방법이 제공되고 있다.

그러나, CDS센서를 이용하는 제 1 방법은 CDS센서에 먼지가 덮여있는 상태에서 빗물 또는 눈이 CDS센서에 덮여지게되면 낮시간에도 어두운것으로 잘못 인식되어 램프가 점등되는 오류가 발생하게되는 문제점이 있었고,

CDMA통신을 이용하는 제 2 방법은 CDMA 통신장비가 워낙 고가여서 단독으로 설치되는 방범등이나 외등에는 범용적으로 설치하기가 어려운 문제점이 있었고,

타이머를 이용하는 제 3 방법은 계절별로 일몰 및 일출 시간이 변화되므로 계절별로 작업자가 일일이 타이머를 조정해야만 하는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 GPS 수신기를 이용하여 위성으로 부터 위치정보와 시간정보를 수신하고, 그 수신된 위치정보와 시간정보에 따라 일몰시간 또는 일출시간에 맞춰 무전극램프를 자동 온/오프 제어하며, 마이컴을 이용하여 정밀하게 펄스폭제어신호(PWM)를 생성시켜 고주파 공진형 인버터를 구동하여 무전극램프의 점등시 고전압 및 공진대역폭이 좁은 전원이 무전극램프로 공급되도록 하여 안정적으로 무전극램프의 점등을 유도할 수 있도록 한 위성수신기를 이용한 무전극램프 제어장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 고안은,

상용교류전원을 DC전압으로 변환시키는 정류부와; 인버터 및 마이컴의 구동전원을 별도로 공급하는 고역률 정전압발생부; 를 포함하여 구성된 무전극램프 제어장치에 있어서,

무전극램프가 설치된 위치에 대응하는 위치정보(위도,경도)와 시간정보를 위성으로 부터 수신하여 마이컴 제어부에 공급하는 GPS 수신부와;

펄스폭변조 제어신호(PWM)의 기본파형을 마이컴제어부로 공급하는 PWM구동부와;

위치정보에 대응하는 일출시간 및 일몰시간정보를 저장하고 있는 메모리와;

상기 GPS 수신부로 부터 수신된 위치정보와 시간정보 및 메모리에 저장되어 있는 현재 위치의 일출시간 또는 일몰시간 데이타를 이용하여 무전극램프를 온/오프 제어하고, PWM구동부에서 공급된 펄스폭변조 제어신호의 기본파형을 펄스폭변조시켜 무전극램프 제어용 펄스폭변조 제어신호를 발생시키고, 그 발생된 펄스폭변조 제어신호를 2개의 출력포트를 통해 반전된 신호로 출력하는 마이컴제어부와;

상기 마이컴제어부의 제어신호를 인버터가 인식할 수 있는 신호로 변환시켜 출력하는 인버터 구동부와;

상기 인버터 구동부에서 출력된 구동신호에 따라 스위칭동작하여 펄스신호를 출력하고, 그 펄스신호를 소정의 공진주파수로 공진시켜 정현파를 생성하여 무전극램프로 공급 구동시키는 고주파공진형 인버터;

를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, GPS 수신기를 이용하여 위성으로 부터 위치정보와 시간정보를 수신하고, 그 수신된 위치정보와 시간정보에 따라 일몰시간 또는 일출시간에 맞춰 무전극램프를 자동 온/오프 제어하며, 마이컴을 이용하여 정밀하게 펄스폭제어신호(PWM)를 생성시켜 고주파 공진형 인버터를 구동하여 무전극램프의 점등시 고전압 및 공진대역폭이 좁은 전원이 무전극램프로 공급되도록 하여 안정적으로 무전극램프의 점등을 유도할 수 있도록 한 위성수신기를 이용한 무전극램프 제어장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

이하, 첨부된 도면 도 1 을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

상기 도면에 의하면, 본 고안은,

상용교류전원을 DC전압으로 변환시키는 정류부(1)와;

고주파 공진형 인버터(6) 및 마이컴제어부(4)의 구동전원(V1)(V2)을 별도로 공급하는 고역률 정전압발생부(2)와;

무전극램프가 설치된 위치에 대응하는 위치정보(위도,경도)와 시간정보를 위성으로 부터 수신하여 마이컴 제어부(4)에 공급하는 GPS 수신부(3)와;

펄스폭변조 제어신호(PWM)의 기본파형을 마이컴제어부(4)로 공급하는 PWM구동부(11)와;

위치정보에 대응하는 일출시간 및 일몰시간정보를 저장하고 있는 메모리(12)와;

상기 GPS 수신부(3)로 부터 수신된 위치정보와 시간정보 및 메모리(12)에 저장되어 있는 현재 위치의 일출시간 또는 일몰시간 데이타를 이용하여 무전극램프(7)를 온/오프 제어하고, PWM구동부(11)에서 공급된 펄스폭변조 제어신호의 기본파형을 펄스폭변조시켜 무전극램프 제어용 펄스폭변조 제어신호를 발생시키고, 그 발생된 펄스폭변조 제어신호를 2개의 출력포트를 통해 반전된 신호(S1,S2)로 출력하는 마이컴제어부(4)와;

상기 마이컴제어부(4)의 제어신호를 인버터(6)가 인식할 수 있는 신 호(IN1,IN2)로 변환시켜 출력하는 인버터 구동부(5)와;

상기 인버터 구동부(5)에서 출력된 구동신호(IN1,IN2)에 따라 스위칭동작하여 펄스신호를 출력하고, 그 펄스신호를 소정의 공진주파수로 공진시켜 정현파를 생성하여 무전극램프(7)로 공급 구동시키는 고주파공진형 인버터(6);로 구성된다.

그리고, 고역률 정전압 발생부(2)의 출력전압이 저항(R1,R4)에서 분기된 것을 감지하여 마이컴 제어부(4)에 공급하는 DC출력전압 검출부(8)를 더 구성하고, 상기 마이컴 제어부(4)는 DC출력전압 검출부(8)에서 감지된 DC전압이 비정상상태일때 PWM구동부(11)의 출력을 차단시켜 시스템이 안정화되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 무전극램프(7)가 설치된 주변환경의 조도를 감지하는 조도검출부(9)를 더 구성하고, 마이컴 제어부(4)는 상기 조도검출부(9)에서 감지된 주변환경 조도에 따라 무전극램프(7)의 조도가 가변되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

무전극램프(7)의 구동전압을 감지하는 램프전압 검출부(10)를 더 구성하고, 상기 마이컴 제어부(4)는 램프전압 검출부(10)에서 감지되는 램프전압이 비정상상태일때 PWM구동부(11)를 차단하여 시스템을 안정화시키는 것을 특징으로 한다.

상기 정류부(1)는 입력전원이 입력되면 콘덴서와 트랜스를 거치면서 고조파를 제거하는 라인필터부, 상기 라인필터부에서 인출되는 노이즈를 제거하는 콘덴서, 상기 콘덴서를 통과한 전원의 서지를 제거하는 서지억제부, 전압을 전파정류하는 브릿지다이오드로 구성된다.

또한, 상기 고주파 공진형 인버터(6)는

인버터구동부(5)에서 공급되는 펄스 및 반전된 펄스신호(IN1,IN2)에 의해 교대로 스위칭동작하는 한쌍의 MOSFET1(Q1),MOSFET2(Q2)와;

상기 MOSFET1(Q1) 및 MOSFET2(Q2)에서 출력되는 펄스를 주파수대역이 좁은 공진주파수로 공진시켜 무전극램프(7)에 공급하는 콘덴서(C1,C2) 및 인덕터(L1); 로 구성한다.

이와같이 구성된 본 고안의 동작을 설명하면 다음과 같다.

입력되는 상용교류전원이 정류부(1)를 통해 DC전압화 되어 고역률 정전압 발생부(2)로 공급되고, 상기 고역률 정전압 발생부(2)는 입력전압의 역률을 개선시켜 마이컴 구동용 전압(V2)과 인버터(6) 구동용 전압(V1)으로 구분하여 출력하고, PWM구동부(11)는 펄스폭변조 제어신호의 기본파형을 발생시켜 마이컴제어부(4)로 공급한다.

상기 고역률 정전압 발생부(2)에서 초기 전원이 마이컴 제어부(4)로 공급되면,

마이컴제어부(4)가 동작하면서 전체적인 시스템이 동작하기 시작하고, 마이컴제어부(4)는 PWM구동부(11)에서 공급된 기본파형의 펄스폭을 가변시켜 펄스폭변조 제어신호(PWM)를 발생시켜 출력단자(S1,S2)로 출력하게되는데, 마이컴제어부(4)는 출력단자(S1,S2)로 펄스폭변조 제어신호(PWM)를 출력하기 전에 약간의 데드타임을 준 후 출력하게 된다.

상기 마이컴제어부(4)에서 출력단자(S1,S2)로 출력되는 펄스폭변조 제어신호를 서로 상반된 펄스, 즉 S1 출력단자로 정상 펄스가 출력된다면 S2 출력단자로는 위상이 반전된 펄스가 출력된다.

상기 마이컴제어부(4)에서 출력된 펄스폭변조 제어신호(PWM)는 인버터 구동부(5)에서 인버터(6)의 MOSFET1(Q1),MOSFET2(Q2)이 인식할 수 있는 전압으로 변환(IN1,IN2)되어 고주파 공진형 인버터(6)로 공급된다.

상기 고주파 공진형 인버터(6)는 인버터 구동부(5)로부터 공급되는 펄스전압(IN1,IN2)에 의해 구동하는데,

고주파 공진형 인버터(6)의 MOSFET1(Q1)과 MOSFET2(Q2)가 상반된 위상으로 공급되는 펄스에 의해 교대로 스위칭동작하여 펄스를 발생시키게되고, 상기 MOSFET1(Q1) 및 MOSFET2(Q2)에서 출력된 펄스는 콘덴서(C1,C2) 및 인덕터(L1)에 의해 설정된 대역폭이 좁은 공진주파수에 의해 공진되어 정현파로 변화하여 무전극램프(7)로 공급되므로서, 무전극램프(7)가 점등제어되는 것이다.

상기와같이 동작하는 본 고안에 의하면, 상기 무전극램프(7)를 위성신호를 이용하여 일몰시간과 일출시간에 맞춰 자동으로 온/오프 제어할 수 있게된다.

즉, GPS 수신부(3)는 위성으로부터 무전극램프(7)가 설치된 위치에 대응하는 위치정보(위도, 경도)와 시간정보를 수신하여 마이컴 제어부(4)로 공급하고, 마이컴 제어부(4)는 위치정보에 대응하는 곳의 일몰시간과 일출시간정보를 메모리(12)로 부터 읽어온다.

그리고, 위성수신된 현재시간이 일몰시간 또는 일출시간에 대응하는지를 마이컴 제어부(4)가 판단한 후 일치할 경우 무전극램프(7)를 온동작 또는 오프동작시 키는 것이다.

GPS 수신부(3)를 이용하여 무전극램프(7)를 자동 온/오프 제어하게되면, 비교적 저렴한 가격으로 제어시스템을 구성할 수 있으면서도 계절별로 각기 다른 일출 또는 일몰시간에 맞춰 정확하게 무전극램프(7)를 온/오프 제어할 수 있게된다.

한편, DC출력전압 검출부(8)는 고역률 정전압 발생부(2)에서 출력되어 저항(R1,R4)에서 분기된 직류전압을 감지하여 마이컴 제어부(4)로 공급하고, 상기 마이컴제어부(4)는 DC출력전압 검출부(8)에서 감지된 DC전압이 비정상상태일때 PWM구동부(11)의 출력이 마이컴제어부(4)로 입력되는 것을 차단시켜 시스템이 안정화되도록 한다.

또한, 램프전압 검출부(10)는 무전극램프(7)의 구동전압을 저항(R11,R13)과 콘덴서(C14)를 통해 감지하여 마이컴제어부(4)로 공급하고, 상기 마이컴제어부(4)는 램프전압 검출부(10)에서 감지되는 램프전압이 비정상상태일때 PWM구동부(11)를 차단하여 시스템을 안정화시킨다.

한편, 조도검출부(9)는 무전극램프(7)가 설치된 주변환경의 조도를 감지하여 마이컴제어부(4)로 공급하고, 마이컴제어부(4)는 상기 조도검출부(9)에서 감지된 주변환경 조도에 따라 무전극램프(7)의 조도가 가변되도록 인버터구동부(5)로 공급되는 PWM제어신호의 펄스폭을 제어한다.

도 1 은 본 고안의 무전극 램프 제어장치를 보인 블럭도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 정류부, 2: 고역률 정전압 발생부,

3: GPS 수신수, 4: 마이컴 제어부,

5: 인버터 구동부, 6: 고주파 공진형 인버터,

7: 무전극 램프, 8: DC출력전압 검출부,

9: 조도검출부, 10: 램프전압 검출부,

11: PWM구동부, 12: 메모리,

Claims

상용교류전원을 DC전압으로 변환시키는 정류부와; 인버터 및 마이컴의 구동전원을 별도로 공급하는 고역률 정전압발생부; 를 포함하여 구성된 무전극램프 제어장치에 있어서,

무전극램프가 설치된 위치에 대응하는 위치정보(위도,경도)와 시간정보를 위성으로 부터 수신하여 마이컴 제어부(4)에 공급하는 GPS 수신부(3)와;

펄스폭변조 제어신호(PWM)의 기본파형을 마이컴제어부(4)로 공급하는 PWM구동부(11)와;

위치정보에 대응하는 일출시간 및 일몰시간정보를 저장하고 있는 메모리(12)와;

상기 GPS 수신부(3)로 부터 수신된 위치정보와 시간정보 및 메모리(12)에 저장되어 있는 현재 위치의 일출시간 또는 일몰시간 데이타를 이용하여 무전극램프(7)를 온/오프 제어하고, PWM구동부(11)에서 공급된 펄스폭변조 제어신호의 기본파형을 펄스폭변조시켜 무전극램프 제어용 펄스폭변조 제어신호를 발생시키고, 그 발생된 펄스폭변조 제어신호를 2개의 출력포트를 통해 반전된 신호(S1,S2)로 출력하는 마이컴제어부(4)와;

상기 마이컴제어부(4)의 제어신호를 인버터(6)가 인식할 수 있는 신호(IN1,IN2)로 변환시켜 출력하는 인버터 구동부(5)와;

상기 인버터 구동부(5)에서 출력된 구동신호(IN1,IN2)에 따라 스위칭동작하 여 펄스신호를 출력하고, 그 펄스신호를 소정의 공진주파수로 공진시켜 정현파를 생성하여 무전극램프(7)로 공급 구동시키는 고주파공진형 인버터(6);

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위성수신기를 이용한 무전극 램프 제어장치.