KR20100130252A

KR20100130252A - 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등

Info

Publication number: KR20100130252A
Application number: KR1020090048826A
Authority: KR
Inventors: 나성계
Original assignee: 주식회사 신성일렉스
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2010-12-13
Also published as: KR101039068B1

Abstract

송전철탑용 태양 전지식 엘이디 항공 장애등을 개시한다. 항공장애등은 송전철탑의 첨두에 설치되는 엘이디 표시램프와, 송전철탑의 하단에 설치되는 램프 제어반과, 램프제어반과 엘이디 표시램프를 연결하기 위하여 송전철탑의 하단에서 첨두까지 연장 설치된 케이블과, 태양광으로부터 전기에너지를 발전하여 직류전압을 발생하는 태양발전모듈을 구비한다. 램프제어반은 입력측과 출력측이 일정 절연저항 이상으로 아이솔레이션되고, 직류전압을 입력받아 승압된 직류전압을 출력하는 컨버터와, 광 점멸구동신호를 발생하기 위한 점멸구동신호 발생부와, 점멸구동신호 발생부와 광학적으로 결합되고, 광 점멸구동신호에 응답하여 컨버터의 출력을 스위칭하기 위한 스위칭 회로부와, 스위칭 회로부를 통해 제공된 스위칭 신호를 입력하여 정전류 제어된 점멸구동신호를 케이블을 통해 엘이디 표시램프에 제공하는 정전류 회로부를 포함한다. 따라서 엘이디의 광 효율을 향상시킬 수 있고 고장 발생빈도를 현저하게 줄일 수 있으며 제조원가를 낮출 수 있다.

Description

송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등{Solar type - LED Obstruction Lamp for Transmission Tower}

본 발명은 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력 소모가 많은 중광도 항공 장애등의 회로설계에 관한 것이다.

일반적으로 항공 장애등은 100,000칸델라 이상의 고광도 항공장애등, 2,000~20,000칸델라 사이의 중광도 항공장애등, 저광도 항공 장애등으로 구분된다. 송전철탑에는 항공법에 의해 중광도의 항공 장애등을 설치하여야 한다.

통상적으로 태양전지식 항공 장애등의 표시램프는 60 내지 100m 높이의 송전철탑의 첨두에 설치되고 태양전지판, 축전지 및 램프 제어반 등은 유지보수를 위하여 접근이 용이하도록 송전철탑의 하단에 설치된다.

그러므로 램프 제어반은 주간에는 태양전지판에서 발전된 전기에너지를 축전지에 충전시키고 야간에는 축전지에 충전된 전기 에너지를 첨두에 설치된 항공 장애 표시램프에 수십 미터 이상의 긴 케이블을 통하여 전원을 공급하여 램프를 점멸 표시한다. 그러므로 2,000~20,000칸델라 사이의 중광도 항공장애등은 수백 와트 발전용량을 가진 태양전지판과 수백 암페어 축전용량을 가진 축전지와 이들을 제어하 기 위한 램프 제어반의 회로설계가 요구된다.

또한 송전철탑은 낙뢰 또는 송전 선로 지락 등의 위험에 노출되어 있으므로 철탑을 따라 길게 늘어진 수십 미터의 긴 케이블을 통하여 서지전압이 유도되기 쉽다. 따라서 유도된 서지전압에 의해 램프 제어반의 회로부품들이 손상되는 고장 발생의 위험이 존재한다.

한편 항공 장애등의 엘이디 표시램프는 송전철탑에 설치되므로 주변 온도의 영향을 받을 수밖에 없다. 그러므로 온도변화에 대해서도 항상 일정한 광효율을 유지할 수 있도록 고려되어야 하는 회로 설계상의 어려움이 존재한다.

엘이디 태양발전 타입은 발광효율 및 전력소모에 대응하여 태양전지판넬과 배터리 용량 등이 결정되므로 고효율적 설계는 판넬 사이즈를 최적 사이즈로 줄이고 배터리 용량을 줄일 수 있기 때문에 항공 장애등의 제조원가에 크게 영향을 미칠 수밖에 없다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 낙뢰 또는 송전선로 지락 등에 의한 서지 영향을 최소화 할 수 있는 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제조원가를 낮출 수 있는 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 엘이디 표시램프의 유효 광도를 높이기 위하여 엘이디 표시램프에 인가되는 펄스신호의 전압레벨을 업시키는 구동방식을 가진 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 스위칭 동작에 의한 부품손상을 최소화시키기 위하여 엘이디 표시램프의 점멸 제어를 위한 스위칭동작을 컨버터의 출력측에서 수행할 수 있는 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 엘이디의 유효광도를 유지하기 위하여 스위칭 출력신호를 정전류 제어할 수 있는 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 엘이디의 유효광도를 일정하게 유지하기 위하여 온도변화에 영향을 덜 받는 정전류 제어회로를 가진 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 송전철탑의 첨두에 설치되는 엘이디 표시램프와, 송전철탑의 하단에 설치되는 램프 제어반과, 램프제어반과 엘이디 표시램프를 연결하기 위하여 송전철탑의 하단에서 첨두까지 연장 설치된 케이블과, 태양광으로부터 전기에너지를 발전하여 직류전압을 발생하는 태양발전모듈을 구비한다. 램프제어반은 입력측과 출력측이 일정 절연저항 이상으로 아이솔레이션되고, 직류전압을 입력받아 승압된 직류전압을 출력하는 컨버터와, 광 점멸구동신호를 발생하기 위한 점멸구동신호 발생부와, 점멸구동신호 발생부와 광학적으로 결합되고, 광 점멸구동신호에 응답하여 컨버터의 출력을 스위칭하기 위한 스위칭 회로부와, 스위칭 회로부를 통해 제공된 스위칭 신호를 입력하여 정전류 제어된 점멸구동신호를 케이블을 통해 엘이디 표시램프에 제공하는 정전류 회로부를 포함한다.

본 발명에서 정전류 회로부는 제1입력단자와 제2입력단자 사이에 연결되고, 일정 전압신호와 기준신호를 출력하는 전압레귤레이터 집적소자와, 전압레귤레이터의 기준신호로부터 획득된 정전류 설정신호와 감지된 신호를 비교하여 정전류 제어신호를 발생하는 비교 회로부와, 제1출력단자와 제2출력단자 사이에 연결되는 엘이디 표시램프를 통해 흐르는 정전류를 스위칭하기 위하여 제2출력단자와 제2입력단자 사이에 연결되고, 비교회로부의 정전류 제어신호에 응답하여 점멸구동신호를 구동하는 전력 스위칭 트랜지스터를 포함한다. 여기서 전력 스위칭 트랜지스터는 다링톤 접속 구조로 구성하는 것이 바람직하다. 또한 비교 회로부는 전압레귤레이터의 기준신호의 출력단자와 제2입력단자 사이에 연결되어 기준신호를 분압하여 정전류 설정신호를 생성하기 위한 가변저항과, 전력 스위칭 트랜지스터와 제2입력 단자 사이에 연결되어 엘이디 표시램프에 공급되는 점멸구동신호의 전류값을 감지 전압신호로 발생하기 위한 감지저항과, 전압 레귤레이터 소자의 일정 전압신호 출력단자와 제2입력단자 사이에 연결되어 안정화된 구동전원전압을 공급받고, 정전류 설정신호와 감지 전압신호를 비교하여 정전류 제어신호를 생성하는 연산증폭기를 포함한다.

본 발명에서 점멸구동신호 발생부는 컨버터에 입력되는 직류전압을 입력받아 펄스신호를 발생하는 발진기와, 발진기의 펄스신호를 입력하여 엘이디 표시램프의 조명광도에 적합한 펄스폭을 가진 점멸제어신호를 생성하는 점멸 제어부와, 점멸제어신호에 응답하여 광 점멸구동신호를 생성하는 광출력부를 포함한다.

본 발명에서 스위칭 회로부는 컨버터의 일측 출력단자와 정전류 회로부의 일측 입력단자 사이에 연결된 모스에프이티 전력 스위칭 트랜지스터와, 컨버터의 타측 출력단자와 모스 에프이티 전력 스위칭 트랜지스터의 게이트 단자 사이에 연결되고, 광 점멸구동신호에 응답하여 게이트신호를 생성하는 게이트 구동부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 항공 장애등은 낙뢰 또는 송전선로 지락 등에 의한 서지 영향을 최소화 할 수 있다. 또한 본 발명은 엘이디 표시램프의 유효 광도를 향상시킬 수 있다. 또한 컨버터의 출력측에서 스위칭이 이루어지므로 스위칭 동작에 의한 내부부품손상을 최소화시킬 수 있다. 또한 본 발명은 스위칭 출력신호를 정전류 제어할 수 있으므로 엘이디의 유효광도를 일정하게 유지할 수 있다. 또 한 본 발명의 정전류 회로부는 온도변화에 영향을 덜 받기 때문에 엘이디 표시램프의 광도를 온도변화에 관계없이 일정하게 유지시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 의한 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등의 설치상태를 나타낸다.

도 1을 참조하면 송전철탑(10)은 송전선로(20)를 지상 60 내지 100m 높이로 지지한다. 송전철탑(10)의 첨두에는 엘이디 표시램프(110)가 설치되고 송전철탑(10)의 하단에는 램프 제어반(120) 및 태양발전모듈(140)이 설치된다. 램프 제어반(120)은 금속 캐비닛 내부에 회로부품들이 실장된 회로기판들과 배터리 등을 내장되어 외부 습기나 충격 및 도단 등으로부터 장비를 보호된다. 하단의 램프제어반(120)과 첨두의 엘이디 표시램프(110)는 케이블(130)에 의해 전기적으로 연결된다. 엘이디 표시램프(110)는 유효광도로 분당 20 내지 60 사이클로 점멸 구동된다. 통상적으로 항공장애등은 항공장애등 설치 규정에 의하면 다음 < 표1 >과 같은 유효광도를 유지하여야 한다.

그러므로 60 내지 100m 길이의 긴 케이블을 통하여 엘이디 표시램프를 실효광도 이상으로 구동시켜야 하므로 램프 제어반(120)의 회로설계에 여러 가지 특유의 설계기술이 요구된다. 특히 긴 케이블(130)을 통해 낙뢰 또는 송전선로 지락 등에 의한 고압의 서지 펄스가 유도될 경우 램프 제어반의 회로부품이 전기적 충격으로 손상될 우려가 존재하고, 주변의 온도변화로 인한 동작특성의 변동 등이 우려된다.

도 2는 본 발명에 의한 램프 제어반의 바람직한 일 실시예의 블록도이다.

도 2를 참조하면 램프 제어반(120)은 노이즈필터(121, 126), 컨버터(122), 점멸구동신호 발생부(123), 스위칭 회로부(124), 정전류 회로부(125)를 포함한다.

노이즈필터(121)는 태양전지모듈(140)로부터 제공되는 직류12 내지 24V의 전원전압을 입력하여 교류성분을 차단하고 직류성분만 통과시킨다.

노이즈필터(126)는 케이블(130)에 유도된 펄스성 서지가 램프 제어반(120)에 유입되는 것을 차단하고 엘이디 구동신호만을 케이블(130)에 출력한다.

컨버터(122)는 노이즈 필터(121)를 통과한 직류 12~24V 전원전압을 트랜스포 머를 통하여 1차측에서 고주파 스위칭하고 2차측에 유도된 고주파신호를 승압정류 및 평활시켜서 안정화된 직류 48V 전원전압을 생성한다. 컨버터(122)의 출력측에는 출력전압을 미세조정하기 위한 가변저항(VR1)을 포함한다. 본 발명에서는 표시램프(110)를 구성하는 직렬연결된 LED의 순방향 전압의 총합의 최대값에 근접하는 전압으로 컨버터(122)의 출력전압을 미세 조정한다. 이는 펄스폭은 최소화하면서 광효율을 유지하기 위하여 LED의 순방향 전압을 최대로 인가하기 위한 것이다. 트랜스포머는 1차측과 2차측이 전기적으로 아이솔레이션되어 일정 절연저항을 갖는다. 이는 2차측에 유도된 펄스성 고압 서지로부터 1차측을 전기적으로 보호한다.

점멸구동신호 발생부(123) 및 스위칭 회로부(124)는 컨버터(122)의 출력신호를 엘이디 표시램프(110)의 점멸주기로 스위칭 시킨다.

도 3은 본 발명에 의한 점멸구동신호 발생부(123) 및 스위칭 회로부(124)의 바람직한 일 실시에의 회로 구성을 나타내고 도 4는 도 3의 각부 파형도를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 점멸구동신호 발생부(123)는 발진기(OSC), 점멸제어부(FC), 저항(R4, R5), 트랜지스터(Q2), 광출력부(PD1)를 포함한다.

발진기(OSC)는 직류 12~24V를 입력받아서 분당 20~60사이클의 펄스신호(S1)를 발생시킨다. 점멸제어부(FC)는 펄스신호(S1)를 입력받아서 엘이디 표시램프(110)의 조명광도에 적합한 펄스폭을 가진 펄스신호(S2)를 생성한다. 즉 컨버터에서 인가되는 최대 전압에 응답하여 유효 광도를 유지할 정도의 최소 펄스폭으로 조절한다. 펄스신호(S2)는 저항(R5)을 통하여 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가된 다. 트랜지스터(Q2)의 콜렉터는 광출력부(PD1)에 연결된다. 광출력부(PD1)는 포토커플러(PC)의 포토다이오드로 구성한다. 그러므로 트랜지스터(Q2)가 턴온되면 점멸제어신호(S3)에 응답하여 포토다이오드(PD1)는 분당 20 내지 60 사이클로 발광된다. 이와 같이 본 발명에서는 전압을 높이고 펄스폭을 유효광도를 유지할 정도로 최소화시킴으로써 동일 소모 전력으로 보다 유효광도가 높은 효과를 거둘 수 있다. 엘이디 표시램프의 각 엘이디들은 직병렬로 연결되므로 엘이디 직렬 어레이에 인가되는 전압은 직렬 연결된 엘이디의 개수와 순방향 전압의 곱으로 인가전압이 결정된다.

예를들면 1W 적색 LED의 경우 순방향 전압(Vf)이 대략 2.31~3.51V 사이이며 대푯값은 2.95V로 주어진다.

48V 시스템에 적용하면 16개의 적색 LED를 직렬 연결시킬 수 있다. 그러므로 대략 36.96V~56.16V 사이에서 대푯값 47.2V로 설계할 수 있다.

정전류 설계에 있어서 같은 소모전력에 출력전압을 48V로 고정시켜서 구동한 경우와 최대값인 56V 근처로 전압의 크기는 최대화하고 펄스 폭은 최소화한 경우와 비교하면 광효율이 현저하게 차이 나게 된다.

LED는 펄스 구동시 광효율이 높은 특성이 있고 FET의 온 저항(Rds on)은 전압이 높고 전류가 적을 때 손실이 최소화되고 또한 램프부와 제어부 사이가 수십 m의 연결 케이블로 연결된 조건에서는 전압을 가능한 최대로 높이고 전류를 줄이는 방식이 전력 손실을 최소화시킬 수 있다.

실제로 20화 발광시 동일 발광 조도 조건에서 전압조절에 의한 전류감소 방 식과 발광 펄스폭을 줄여 전류를 줄인 방식과 비교할 경우 20 ~30%의 차이를 보인다.

따라서 본 발명에서는 엘이디 표시 램프(110)에 인가되는 전압을 높이는 한편 펄스 폭을 줄여서 광도 효율을 향상시키고 전력 소모를 줄일 수 있다. 따라서 줄어드는 전력 소모량에 대응하는 만큼 태양전지 판넬의 사이즈를 줄일 수 있으며 배터리 용량을 줄일 수 있으므로 경제적 효과를 극대화시킬 수 있다.

스위칭 회로부(124)는 에프이티 전력 스위칭 트랜지스터(FET1), 제너다이오드(ZD1), 트랜지스터(Q1), 저항(R1, R2, R3), 포토커플러(PC)의 광스위치(SW1, SW2)를 포함한다. 에프이티 전력 스위칭 트랜지스터(FET1)의 소오스는 컨버터(122)의 일측 출력단자(TML2)에 저항(R1)을 통하여 연결되고 와 드레인은 정전류 회로부(125)의 일측 입력단자(TML4)에 연결된다. 에프이티 전력 스위칭 트랜지스터(FET1)의 게이트는 트랜지스터(Q1)를 통하여 단자(TML2)에 연결된다. 트랜지스터(Q1)의 베이스는 저항(R2)을 통하여 에프이티 전력 스위칭 트랜지스터(FET1)의 소오스에 연결된다. 에프이티 전력 스위칭 트랜지스터(FET1)의의 드레인 소오스 양단에 제너다이오드(ZD1)가 역방향으로 연결된다. 광스위치(SW1)의 일단은 저항(R3)을 통하여 단자(TML1)에 연결되고 타단은 에프이티 전력 스위칭 트랜지스터(FET1)의 게이트 단자 사이에 연결된다. 광스위치(SW2)의 일단은 에프이티 전력 스위칭 트랜지스터(FET1)의 게이트 단자 사이에 연결되고 타단은 단자(TML2)에 연결된다.

광스위치(SW1)과 광스위치(SW2)는 포토커플러(PC)의 포토트랜지스터들로 포토다이오드(PD1)의 발광신호에 응답하여 서로 반대로 스위칭된다. 즉 SW1이 온되면 SW2는 오프되고 SW1이 오프되면 SW2가 온된다. 그러므로 SW1이 온되는 기간에 FET1는 턴온되고, SW1의 오프기간에 FET2는 턴오프된다. 그러므로 트랜지스터(Q1), 저항(R1, R2, R3), 포토커플러(PC)의 광스위치(SW1, SW2)는 광 점멸구동신호에 응답하여 게이트신호를 생성하는 게이트 구동부를 형성한다. 트랜지스터(Q1), 저항(R1, R2)는 FET1가 빨리 턴오프상태로 복귀하도록 게이트 노드에 충전된 전하를 방전시키는 패스를 제공한다. ZD1는 FET1의 소오스 드레인 사이에 인가되는 고압을 바이패스시켜서 서지로부터 FET1를 보호한다. 그러므로 스위칭 회로부(124)는 점멸제어신호에 응답하여 정전류 회로부(125)에 공급되는 직류전원을 스위칭한다. 이와 같은 스위칭 회로부와 점멸제어신호 발생부는 광결합되어 전기적으로 광 아이솔레이션되기 때문에 낙뢰 등의 외부 고압 서지 전압으로부터 내부 회로를 보호할 수 있다.

본 발명에서는 컨버터(122)의 입력측에서 표시램프의 점멸 스위칭을 하는 것이 아니라 컨버터(122)와 정전류 회로부(1250 사이에서 표시램프의 점멸 스위칭을 함으로서 컨버터(122)의 트랜스포머에서 발생될 수 있는 스위칭 노이즈를 감소시킬 수 있고 내부 스위칭 트랜지스터의 손상 우려를 줄일 수 있다. 또한 컨버터 출력측 스위칭 구성에 의해 컨버터의 2차측 캐패시터의 용량 부족으로 인한 표시램프의 광도 저하를 방지할 수 있다.

도 5는 도 2의 정전류 회로부의 바람직한 일 실시에의 회로 구성을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 정전류 회로부(125)는 주변온도변화나 전원전압 변동에 관 계없이 항상 일정한 전류가 엘이디 표시램프에 인가되도록 하여 실효광도가 유지되도록 한다.

정전류 회로부(125)는 전압레귤레이터(IC1), 저항(R6~R10), 커패시터(C1), 연산증폭기(U1), 다이오드(D1), 트랜지스터(Q3, Q4)를 포함한다.

전압레귤레이터(IC1)는 시판되는 모터롤러사 제품 MC1723(여기서 이 제품은 일 실시예에 불과하고 전압안정화 특성과 온도 안정화 특성이 우수한 전압 레귤레이터이면 만족한다.)으로 출력전압을 직류 2~37V까지 가변설정이 가능하고 저항(R6, R7)의 저항비에 의해 출력전압을 설정할 수 있다. 그러므로 입력전압 변동에 관계없이 항상 일정한 전압을 출력한다. 또한, 전압레귤레이터(IC1)는 온도변동에 대해 무관한 기준전압(REF)을 출력한다. 연산증폭기(U1)의 동작전압은 전압레귤레이터(IC1)의 안정화된 출력전압을 사용한다. 연산증폭기(U1)의 비반전단자는 가변저항(VR2)의 가동접점에 연결되고 반전단자는 트랜지스터(Q4)의 에미터에 연결된다. 가변저항(VR1)은 전압레귤레이터(IC10의 기준전압 출력단자(REF)와 단자(TML4) 사이에 연결된다. 연산증폭기(U1)의 출력단자는 다이오드(D1)을 거쳐서 트랜지스터(Q3)의 베이스에 연결된다. 트랜지스터(Q3, Q4)의 콜렉터는 단자(TML6)에 공통 연결된다. 트랜지스터(Q3)의 베이스는 저항(R80을 통하여 트랜지스터(Q4)의 에미터에 연결되고 트랜지스터(Q3)의 에미터는 저항(R9)을 통하여 트랜지스터(Q4)의 에미터에 연결된다. 트랜지스터(Q4)의 에미터는 저항(R10)을 통하여 단자(TML4)에 연결된다. 따라서 트랜지스터(Q3, Q4)는 다링톤 구조로 연결되어 큰 전류를 구동할 수 있다. 저항(R10)에 걸리는 전압의 크기가 가변저항(VR1)에 의해 설정된 기준전압 보다 높아지면 연산증폭기(U1)의 출력이 네가티브로 천이되므로 다링톤 구조는 턴오프되어 평균적인 전류 흐름이 감소된다. 반대로 저항(R10)에 걸리는 전압의 크기가 가변저항(VR1)에 의해 설정된 기준전압 보다 낮아지면 연산증폭기(U1)의 출력이 포지티브로 천이되므로 다링톤 구조는 턴온되어 평균적인 전류 흐름이 증가된다. 따라서 출력전류는 항상 일정한 크기의 정전류상태를 유지하게 된다. 여기서 연산증폭기(U1)의 기준전압을 별개의 회로부품을 사용하여 구성하지 아니하고 상용 전압 레귤레이터에서 제공되는 기준전압을 사용하므로 회로 구성을 간략화 하면서도 온도변동에 대해 안정화된 정전류의 제어가 가능하여 엘이디 표시램프(110)의 광도를 일정하게 유지시킬 수 있다.

본 발명에서는 점멸구동의 경우를 예를들어 설명하였으나 항상 점등되는 엘이디 항공 장애등에서도 본 발명의 정전류 회로부를 사용할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 항공 장애등은 외부의 전기적 충격이나 주변의 온도변동에 관계없이 일정한 광도를 유지할 수 있으며 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있고 고장발생빈도를 최소화시킬 수 있으므로 유지보수 비용을 절감시킬 수 있다. 또한 동일 광효율을 유지하면서도 태양전지판넬의 사이즈를 줄일 수 있고 배터리 용량도 줄일 수 있으므로 기존 대비 수십% 정도의 제조원가를 절감시킬 수 있다.

도 3은 도 2의 점멸구동신호 발생부(123) 및 스위칭 회로부(124)의 바람직한 일 실시에의 회로 구성을 나타낸다.

도 4는 도 3의 각부 파형도를 나타낸다.

Claims

송전철탑의 첨두에 설치되는 엘이디 표시램프; 상기 송전철탑의 하단에 설치되는 램프 제어반; 상기 램프제어반과 상기 엘이디 표시램프를 연결하기 위하여 상기 송전철탑의 하단에서 첨두까지 연장 설치된 케이블; 및 태양광으로부터 전기에너지를 발전하여 직류전압을 발생하는 태양발전모듈을 구비하고, 상기 램프제어반은

입력측과 출력측이 일정 절연저항 이상으로 아이솔레이션되고, 상기 직류전압을 입력받아 승압된 직류전압을 출력하는 컨버터;

광 점멸구동신호를 발생하기 위한 점멸구동신호 발생부;

상기 점멸구동신호 발생부와 광학적으로 결합되고, 상기 광 점멸구동신호에 응답하여 상기 컨버터의 출력을 스위칭하기 위한 스위칭 회로부; 및

상기 스위칭 회로부를 통해 제공된 스위칭 신호를 입력하여 정전류 제어된 점멸구동신호를 상기 케이블을 통해 상기 엘이디 표시램프에 제공하는 정전류 회로부를 구비한 것을 특징으로 하는 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등.
제1항에 있어서, 상기 정전류 회로부는

제1입력단자와 제2입력단자 사이에 연결되고, 일정 전압신호와 기준신호를 출력하는 전압레귤레이터 집적소자;

상기 전압레귤레이터의 기준신호로부터 획득된 정전류 설정신호와 감지된 신 호를 비교하여 정전류 제어신호를 발생하는 비교 회로부; 및

제1출력단자와 제2출력단자 사이에 연결되는 상기 엘이디 표시램프를 통해 흐르는 정전류를 스위칭하기 위하여 상기 제2출력단자와 제2입력단자 사이에 연결되고, 상기 비교회로부의 정전류 제어신호에 응답하여 상기 점멸구동신호를 구동하는 전력 스위칭 트랜지스터를 구비한 것을 특징으로 하는 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등.
제2항에 있어서, 상기 전력 스위칭 트랜지스터는 다링톤 접속 구조인 것을 특징으로 하는 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등.
제2항에 있어서, 상기 비교 회로부는

상기 전압레귤레이터의 기준신호의 출력단자와 상기 제2입력단자 사이에 연결되어 기준신호를 분압하여 상기 정전류 설정신호를 생성하기 위한 가변저항;

상기 전력 스위칭 트랜지스터와 제2입력단자 사이에 연결되어 상기 엘이디 표시램프에 공급되는 점멸구동신호의 전류값을 감지 전압신호로 발생하기 위한 감지저항; 및

상기 전압 레귤레이터 소자의 일정 전압신호 출력단자와 상기 제2입력단자 사이에 연결되어 안정화된 구동전원전압을 공급받고, 상기 정전류 설정신호와 상기 감지 전압신호를 비교하여 상기 정전류 제어신호를 생성하는 연산증폭기를 구비한 것을 특징으로 하는 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등.
제1항에 있어서, 상기 컨버터의 출력 직류전압은 상기 표시램프를 구성하는 직렬 연결된 엘이디들의 순방향 전압의 총합으로 결정되는 것을 특징으로 하는 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등.
제5항에 있어서, 상기 컨버터는 출력전압 조정용 가변저항을 포함하고 상기 출력 직류전압이 상기 직렬 연결된 엘이디들의 최대 순방향 전압의 총합에 근접하도록 미세 조정되는 것을 특징으로 하는 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등.
제6항에 있어서, 상기 점멸구동신호 발생부는

상기 컨버터에 입력되는 직류전압을 입력받아 펄스신호를 발생하는 발진기;

상기 발진기의 펄스신호를 입력하여 상기 엘이디 표시램프의 조명광도에 적합한 펄스폭을 가진 점멸제어신호를 생성하는 점멸 제어부; 및

상기 점멸제어신호에 응답하여 상기 광 점멸구동신호를 생성하는 광출력부를 구비한 것을 특징으로 하는 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등.
제7항에 있어서, 상기 점멸 제어부는 상기 출력 직류전압이 최대 순방향 전압의 총합에 근접하는 전압으로 조정될 때 유효 광도를 유지하기 위한 최소 펄스폭으로 펄스폭이 세팅되는 것을 특징으로 하는 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등.
제1항에 있어서, 상기 스위칭 회로부는

상기 컨버터의 일측 출력단자와 상기 정전류 회로부의 일측 입력단자 사이에 연결된 모스에프이티 전력 스위칭 트랜지스터;

상기 컨버터의 타측 출력단자와 상기 모스 에프이티 전력 스위칭 트랜지스터의 게이트 단자 사이에 연결되고, 상기 광 점멸구동신호에 응답하여 게이트신호를 생성하는 게이트 구동부를 구비한 것을 특징으로 하는 송전철탑용 태양전지식 엘이디 항공 장애등.