KR20120035238A - 일몰?일출시 교통신호등 절전용 ｌｅｄ 디밍모듈 - Google Patents

일몰?일출시 교통신호등 절전용 ｌｅｄ 디밍모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 기존의 교통신호등 조도 자동조절장치가 마이컴을 통해 교통신호등 동작제어와, 조도자동제어를 동시에 제어하기 때문에 시스템 과부하로 인해, 마이컴이 타버리는 문제점이 발생되고, 조도센서의 역할이 단지, 주위의 밝기 정도만을 감지하는 센서역할만 하기 때문에, 조도센서 단독으로는 일몰과 특히 사람이나 차량의 왕래가 없는 일출시(=새벽), 기준광도보다 20~30%(경찰청 규격에 의함) 저감된 광도를 표출하도록 자동제어가 어려운 문제점을 개선하고자, EMI 라인 필터부, 브릿지 정류부, 플라이백 PWM IC, MOSFET 스위칭부, 출력트랜스부, 정격 DC전압 설정부가 구성됨으로서, 마이컴 없이도 일몰 및 특히 사람이나 차량의 왕래가 없는 일출시(=새벽), 측정된 CDS센서의 저항 R1과, 센싱저항 R2의 값에 따라, 기본 출력전력(10W, 340cd)보다 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력시켜 조도변화가 1%~5%로 다운되도록 디밍제어할 수 있고, 이로 인해 교통신호등의 출력전력을 일몰 및 일출시, 절전시킬 수가 있으며, 회로구성을 간단히 하여 제품단가를 기존에 비해 90%이상으로 절감시킬 수가 있는 일몰?일출시 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

일몰?일출시 교통신호등 절전용 ＬＥＤ 디밍모듈{THE MODULE OF LED DIMMING WITH CDS SENSOR}
본 발명은 CDS센서를 통해 일몰 및 특히 사람이나 차량의 왕래가 없는 일출시(=새벽), 외부의 빛을 감지한 후, 감지된 빛에 따른 저항값과, 제1 센싱저항 R2값에 따른 정격 DC전압 10W 설정치를 바로 출력트랜스부의 정격 DC전압으로 설정하여, 일몰 및 일출시 교통신호등 LED 기판의 전력을 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력시켜 조도변화가 1%~5%로 당초보다 거의 조도변화가 없도록 디밍제어하는 일몰?일출시 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈에 관한 것이다.
종래에는 일반적인 교통 신호 제어기의 동작 순서에 입각하여 'LSU'를 통하여 교류 전원(통상적으로 'AC' 라고 칭함)이 출력되는지의 유, 무로 신호등의 점 소등의 신호를 출력하게 되며, 이로부터 교류의 전기 신호를 전달 받은 신호등은 백열전구 또는 교류를 직류로 변환하는 정류 수단이 부설되어진 'LED'(light emitting diode)의 약칭어로서, 통상적으로 발광 다이오드 라고도 칭한다) 모듈(module)을 이용하여, 신호에 해당하는 녹색 또는 황색 또는 적색 등의 색상 조명이 점등되어지는 것이다.
이와 같은 종래의 구성 방법은 기존 백열전구 채용 위주로 설치되어진 교통신호등에서 주간 및 야간의 밝기에 대응하는 조도(照度) 조절을 위하여 교통신호제어기의 중앙 제어 장치로부터 출력되는 또는 교통 신호 중앙 통제 센터로부터 원격 통신으로 지령되는(이하 교통신호제어기로 통칭하여 서술하기로 한다) 조도 조절 량의 신호에 따라 'LSU'회로 블록에서 교류 전원을 위상 제어하여 출력함으로서 야간에 필요이상의 밝기를 조절함으로서 전력 에너지를 절감하는 효과가 제공되어졌다.
그러나 반도체 산업 기술 및 시장 변화의 추세에 따라 반영구적 수명과 친환경적 조명 수단인 LED의 생산 보급에 힘입어, LED를 채용한 다양한 교통 신호등이 개발되어 시설되어지고 있으나, 교통신호등은 주변의 밝기 정도와 무관하게 동작되도록 되어 있어 특히 야간에 교통신호 대기시 교통신호등을 오랫동안 주시하게 되면 일시적으로 운전자에게 시각장애를 가져올수 있는 우려가 있어왔다.
다시말해, 주간에는 교통신호등이 밝기를 상대적으로 높이도록 LED동작전압(전류)를 세팅시켜 이로인해 야간에는 교통신호등의 밝기가 지나치게 높아 눈부심이 발생하여 안전운전의 저해 요인으로 작용하여 왔다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 국내등록실용신안공보 제20-0297496호에서는 교통신호 주기를 적절하게 제어할 수 있도록 교통신호제어기와 교통신호제어기로부터 발생되는 신호를 입력받아 교통신호등을 점멸시키는 제어신호를 발생시키는 마이컴으로 이루어진 교통신호장치에서, 상기 마이컴의 제어신호에 따라 스위칭 동작되어 상기 적/청/황 LED 교통신호등을 선택적으로 동작시키는 각각의 FET와, 상기 마이컴 신호에 따라 발진 동작되는 수정발진자와, 주위의 밝기 정도를 감지하여 상기 마이컴으로 조도데이타를 입력하는 조도센서로 이루어지는 교통신호등 조도 자동조절장치가 제시된 바 있으나,
이는 마이컴을 통해 교통신호등 동작제어와, 조도자동제어를 동시에 제어하기 때문에 시스템 과부하로 인해, 마이컴이 타버리는 문제점이 발생되고, 마이컴으로 인해 무엇보다 교통신호등 제조단가가 올라가는 문제점이 발생된다.
그리고, 조도센서의 역할이 단지, 주위의 밝기 정도만을 감지하는 센서역할만 하기 때문에, 조도센서 단독으로는 일몰과 일출시, 기준광도보다 20~30%(경찰청 규격에 의함) 저감된 광도를 표출하도록 자동제어가 어려운 문제점이 있었다.
국내등록실용신안공보 제20-0297496호
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 마이컴 없이도 일몰 및 일출시, 측정된 CDS센서의 저항 R1과, 센싱저항 R2의 값에 따라, 기본 출력전력(10W)보다 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력시켜 조도변화가 1%~5%로 당초 조도보다 큰 변화가 없도록 디밍 제어할 수 있고, 이로 인해 교통신호등의 출력전력을 일몰 및 일출시, 절전시킬 수가 있으며, 회로구성을 간단히 하여 제품단가를 기존에 비해 효율적으로 절감시킬 수가 있는 일몰?일출시 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 일몰?일출시 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈은
교통신호등용 광(光)을 표출시키는 교통신호등용 LED 기판(1)의 후면에 설치되어 일몰과 일출시 측정된 CDS센서의 CDS 센싱저항 R1과, 제1 센싱저항 R2의 값에 따라, 기본 출력전력(10W)을 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력시켜 기본 조도( 340cd)보다 1%~5%로 디밍제어하는 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈(100)이 구성됨으로서 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 마이컴 없이도 일몰 및 일출시, 측정된 CDS센서의 저항 R1과, 센싱저항 R2의 값에 따라, 기본 출력전력(10W)보다 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력시켜 조도변화가 1%~5%로 당초 조도보다 큰 변화가 없도록 디밍 제어할 수 있고, 이로 인해 교통신호등의 출력전력을 일몰 및 일출시, 30%정도 절전시킬 수가 있으며, 회로구성을 간단히 하여 제품단가를 기존에 비해 90%이상으로 절감시킬 수가 있는 좋은 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일몰?일출시 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈(100)의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈(100)의 구성요소를 도시한 회로도,
도 4는 본 발명에 따른 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈(100)이 일출시 동작되어, 측정된 CDS센서의 저항 R1과, 제1 센싱저항 R2의 값에 따라, 기본 출력전력(10W)보다 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력되도록 디밍제어하는 과정을 도시한 일실시예도.
본 발명에서는 마이컴 없이도, 일몰과 일출시 측정된 CDS센서의 CDS 센싱저항 R1과, 제1 센싱저항 R2의 값에 따라, 기본 출력전력(10W)을 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력시켜 기본 조도( 340cd)보다 1%~5%로 디밍제어하는 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈이 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, CDS센서를 통해 일몰 및 일출시 외부의 빛을 감지한 후, 감지된 빛에 따른 저항값과, 제1 센싱저항 R2값에 따른 정격 DC전압 설정치를 바로 출력트랜스부의 정격 DC전압으로 설정하여, 교통신호등 LED 기판의 조도변화가 기준 설정치(340cd :칸델)보다 1%~5%로 다운시켜 조도변화가 당초에 비해 거의 변화가 없도록 구성된다.
여기서, 교통신호등 LED 기판의 조도변화가 기준 설정치(340cd :칸델)보다 1%~5%로 다운되도록 구성되는 이유는 시각적으로 어둠을 느끼지 않아 운전자가 안전하게 운전할 수가 있는 조도범위이기 때문이다.
본 발명에서 설명되는 일몰은 해가 막 넘어가면서, 서쪽 수평선 너머로 사라지는 무렵으로, 본 발명에서는 여름철의 경우에 오후 7시 10분부터 8시 10까지를 일몰시간으로 설정하고, 겨울철의 경우에 오후 5시부터 6시까지를 일몰시간으로 설정한다.
그리고, 일출은 해가 뜨는 무렵으로, 본 발명에서는 여름철의 경우에 오전 4시 30분부터 5시 30분까지를 일출시간으로 설정하고, 겨울철의 경우에 오전 6시 30분부터 7시 30분까지를 일출시간으로 설정한다.
그리고, 본 발명에서 설명하는 새벽이라는 용어는 일출과 같은 개념으로 해석한다.
본 발명에서 설명되는 교통신호등용 LED 기판은 지름이 30㎠인 원형상의 본체에 0.1W짜리 11개의 고휘도 발광 LED가 1열을 이루며, 총 1O열로 방사형 구조로 형성된다.
이때, 교통신호등용 LED기판의 광밝기가 340칸델이고, 고휘도 발광 LED 144개의 출력전압은 22V이고, 출력전력은 10W로 출력된다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 일몰?일출시 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것으로, 이는 교통신호등용 광(光)을 표출시키는 교통신호등용 LED 기판(1)의 후면에 설치되어 일몰과 일출시 측정된 CDS센서의 CDS 센싱저항 R1과, 제1 센싱저항 R2의 값에 따라, 기본 출력전력(10W)을 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력시켜 기본 조도(340cd)보다 1%~5%로 디밍제어하는 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈(100)이 구성된다.
본 발명에 따른 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈(100)은 도 2에서 도시한 바와 같이, EMI 라인 필터부(110), 브릿지 정류부(120), 플라이백 PWM IC(130), MOSFET 스위칭부(140), 출력트랜스부(150), 정격 DC전압 설정부(160)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 EMI 라인 필터부(110)에 관해 설명한다.
상기 EMI 라인 필터부(110)는 상용 교류전원의 노이즈를 제거하는 역할을 한다.
이는 EMC필터로 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 브릿지 정류부(120)에 관해 설명한다.
상기 브릿지 정류부(120)는 EMI 라인 필터부에서 출력되는 전압을 정류하여 직류화 한 후에 플라이백 PWM IC로 전압을 공급하는 역할을 한다.
이는 브릿지 다이오드로 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 플라이백 PWM IC(130)에 관해 설명한다.
상기 플라이백 PWM IC(130)는 브릿지 정류부의 출력전압을 입력받고, 출력트랜스부의 1차권선에 흐르는 전류를 단속하는 MOSFET 스위칭부의 ON 기간을, 일몰과 일출시 측정된 CDS센서의 저항 R1과 센싱저항 R2의 정격 DC전압 설정치에 따라 PWM(펄스폭제어)제어하여, 출력트랜스부의 2차권선에서 교통신호등용 LED 기판으로 유입되는 출력전력이, 기본 출력전력(10W)보다 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력되도록 제어하는 역할을 한다.
이는 시스템 제너럴사의 SG6858 소자로 구성되고, 90V~264V 입력전압 범위를 갖는다.
본 발명에 따른 플라이백 PWM IC는 초저 대기전력과 내장형 동기화 기울기보상(slope compensation)을 실현하여, LED 기판으로 전원공급을 보다 안전성 있게 공급할 수가 있다.
본 발명에 따른 플라이백 PWM IC는 도 3에서 도시한 바와 같이, 전원공급단자 VDD 일측에 전달된 브릿지 정류부의 출력 전압을 캐패시터 CVDD을 통해 평활시키고, 다이오드 DVDD을 통해 정류하여 입력시키며, GATE 출력단자 일측에 MOSFET 스위칭부가 연결되어 MOSFET 스위칭부로 출력트랜스부의 1차권선에 흐르는 전류를 단속하는 전원 ON 기간을 PWM(펄스폭제어)제어 신호로 보내고, FB 피드백 입력단자 일측에 포토커플러의 수광부 출력측이 연결되어 CDS센서로부터 전달된 저항 R1과 센싱저항 R2의 값에 따라 설정되는 정격 DC전압 설정치를 전달받도록 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 플라이백 PWM IC는 내부의 PWM 비교기(Comparator)를 통해 기준듀티비에 따라 MOSFET 스위칭부에 PWM(펄스폭제어)제어 신호를 보내고, FB 피드백 입력단자로 수신된 CDS센서의 저항 R1과 센싱저항 R2의 값에 따른 정격 DC전압 설정치를 출력전압 조절신호(Output Voltage regulation signal)로 설정한 후, 설정된 출력전압 조절신호를 출력트랜스부의 1차권선측으로 보내어 출력트랜스부를 강압시켜 일몰과 일출시 측정된 CDS센서의 저항 R1과 센싱저항 R2의 값에 따라, 기본 출력전력(10W)보다 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력되도록 제어한다.
다음으로, 본 발명에 따른 MOSFET 스위칭부(140)에 관해 설명한다.
상기 MOSFET 스위칭부(140)는 플라이백 PWM IC의 PWM 제어신호에 따라 출력트랜스부의 1차권선에 흐르는 전류를 스위칭하는 역할을 한다.
이는 MOSFET Q1으로 구성된다.
즉, 도 3에서 도시한 바와 같이 게이트단자에 저항 RG를 통해 플라이백 PWM IC의 게이트단자가 연결되고, 드레인단자에 제1센싱저항 Rsense을 통해 RLF, CLF 회로를 통한 전류센싱값이 유입되고, 소스단자에 출력트랜스부의 1차권선 일측이 연결되어 구성된다.
게이트단자에 플라이백 PWM IC의 PWM 제어신호가 유입되는 MOSFET Q1이 턴온되어, 드레인단자에 유입된 전류센싱값이 소스단자에 연결된 출력트랜스부의 1차권선으로 유입되어, 출력트랜스부의 1차권선에 흐르는 전류를 스위칭시킨다.
다음으로, 출력트랜스부(150)에 관해 설명한다.
상기 출력트랜스부(150)는 MOSFET 스위칭부의 스위칭 동작에 의해 1차권선에 전달된 입력전압을 일몰과 일출시 측정된 CDS센서의 저항 R1과 센싱저항 R2의 정격 DC전압 설정치에 따라 기본 출력전력(10W)보다 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력되도록 강압시켜 교통신호등 LED 기판으로 출력시키는 역할을 한다.
이는 1차권선이 MOSFET 스위칭부와 연결되고, 2차권선이 교통신호등용 LED 기판과 연결되어 구성된다.
그리고, 2차권선과 교통신호등용 LED 기판 사이의 출력단자(V0+,V0-) 일측에 조도센싱부의 바이어싱 저항 Rb가 연결되어 구성된다.
상기 출력트랜스부가 출력전압으로 강압시킨다는 것은 상용입력 전원 220V을 입력받아, 고휘도 발광 LED의 구동전원인 22V, 48V, 60V, 90V로 강압시켜 출력되는 것을 말한다.
다음으로, 본 발명에 따른 정격 DC전압 설정부(160)에 관해 설명한다.
상기 정격 DC전압 설정부(160)는 출력트랜스부의 2차권선과 교통신호등용 LED 기판 사이의 출력단자(V0+,V0-) 일측에 연결되어, 일몰과 일출시, 측정되는 CDS센서의 저항 R1과 센싱저항 R2의 값에 따른 정격 DC전압 설정치를 설정하여 포토커플러를 통해 플라이백 PWM IC로 전달시키는 역할을 하는 것으로, 이는 바이어스 센싱저항 Rb(161), CDS센싱저항 R1(162), 제2센싱저항 R2(163), 션트 레귤레이터부(164), 포토커플러부(165)로 구성된다.
상기 바이어스 센싱저항 Rb (161)는 출력트랜스부의 2차권선과 교통신호등용 LED 기판 사이의 출력단자(V0+,V0-) 일측에 연결되어, 출력트랜스부의 2차권선에서 출력되는 정격 DC 전압을 센싱하여 발광부로 유입시켜 발광부를 온(ON)시키는 역할을 한다.
상기 CDS센싱저항 R1(162)은 CDS 센서부에 측정한 빛에 따른 저항값을 센싱하는 역할을 한다.
상기 CDS센서는 일몰 및 일출시 외부의 빛을 감지한 후, 감지된 빛에 따라 저항값이 감소하는 광도전효과를 이용하여 측정된 빛에 따른 저항값을 CDS센싱저항 R1로 전달하는 역할을 하는 것으로, 이는 (+)단자와 (-)단자 사이에 CDS센서에서 측정된 빛에 따라 저항값을 전달받는 CDS센싱저항 R1가 구성된다.
본 발명에 따른 CDS센서는 GL5537로 구성된다.
이는 빛저항(Light Resistance at 10Lux (at 25℃))이 18~50KΩ이고, 다크저항(Dark Resistance at 0 Lux)이 2.0MΩ(min)이며, 전원손실(Power Dissipation(at 25℃))이 100mW이고, 최대 전압(Max Voltage (at 25℃))이 150V이며, 주위 온도 범위(Ambient Temperature Range)가 -30~+70℃가 되도록 구성된다.
상기 일몰 및 일출시 외부의 빛을 감지한 후, 감지된 빛에 따라 저항값이 감소한다는 것은 감지된 빛(=조도)이 10Lux이면, 18~50KΩ로 저항값이 감소하도록 설정하는 것을 말한다.
즉, 10Lux별로 18~50KΩ로 저항값이 감소하도록 설정한다.
본 발명에서는 일몰 및 일출시 외부의 빛을 감지한 후, 감지된 빛에 따라 감소하는 CDS 센서의 저항값을 다음의 표 1과 같이 설정한다.
일몰 및 일출시 감지된 빛(=조도) CDS 센서 R1에 전달되는 CDS 센서의 저항값
10Lux 50KΩ
20Lux 100KΩ
30Lux 200KΩ
40Lux 300KΩ
50Lux 400KΩ
60Lux 500KΩ
80Lux 600KΩ
상기 제2센싱저항 R2(163)는 CDS센싱저항 R1을 지나 출력되는 출력전류를 센싱하여 션트 레귤레이터부로 전달하는 역할을 한다.
상기 션트 레귤레이터부(Shunt Regulator)(164)는 CDS센서로부터 전달된 저항 R1과 센싱저항 R2의 값에 따라 설정되는 정격 DC전압 설정치를 강제설정하여 발광부로 전달하는 역할을 한다.
이는 TL431로 구성된다.
상기 포토커플러(165)는 한쪽에 LED를 달아 빛을 내고, 다른 한쪽은 포토 다이오드 또는 포토 트랜지스터로 빛을 받아 온/오프를 해주면서 정격 DC전압 설정치에 관한 정보를 주고받은 후, 정격 DC전압 설정치를 플라이백 PWM IC의 피드백 FB단자로 내보내는 역할을 한다.
이는 PC817로 이루어지고, 발광부와 수광부로 구성된다.
상기 포토커플러의 수광부의 출력측 일측에 플라이백 PWM IC의 피드백 FB단자가 연결되어 구성된다.
이처럼, 본 발명에 따른 정격 DC전압 설정부는 CDS센서로부터 전달된 저항 R1과 센싱저항 R2의 값에 따라 설정되는 정격 DC전압 설정치를 션트 레귤레이터 TL431을 통해 강제설정하여 발광부로 전달되면, 수광부에서 정격 DC전압 설정치를 수신받아 플라이백 PWM IC의 FB 단자로 전달시킨다.
이하, 본 발명에 따른 일몰?일출시 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
먼저, EMI 라인 필터부를 통해 상용 교류전원의 노이즈를 제거한다.
이어서, 브릿지 정류부를 통해 EMI 라인 필터부에서 출력되는 전압을 정류하여 직류화한 후에 플라이백 PWM IC로 전압을 공급한다.
이어서, 플라이백 PWM IC에서 브릿지 정류부의 출력전압을 입력받아 온(ON)되어, 출력트랜스부의 1차권선에 흐르는 전류를 단속하는 MOSFET 스위칭부에 PWM 제어신호를 보내 턴온시킨다.
이어서, MOSFET 스위칭부에서 플라이백 PWM IC의 PWM 제어신호에 따라 출력트랜스부의 1차권선에 흐르는 전류를 스위칭한다.
이어서, 출력트랜스부에서 MOSFET 스위칭부의 스위칭 동작에 의해 1차권선에 전달된 입력전압을 강압시켜 교통신호등 LED 기판으로 출력시킨다.
이어서, 출력트랜스부의 2차권선과 교통신호등용 LED 기판 사이의 출력단자(V0+,V0-) 일측에 연결된 플라이백 PWM IC에서 일출시, 측정되는 CDS센서의 저항 R1과 센싱저항 R2의 값에 따른 정격 DC전압 설정치를 설정하여 포토커플러를 통해 플라이백 PWM IC로 전달시킨다.
이어서, 플라이백 PWM IC에서 출력트랜스부의 1차권선에 흐르는 전류를 단속하는 MOSFET 스위칭부의 ON 기간을, 일몰과 일출시 측정된 CDS센서의 저항 R1과 센싱저항 R2의 정격 DC전압 설정치에 따라 PWM(펄스폭제어)제어하여, 출력트랜스부의 2차권선에서 교통신호등용 LED 기판으로 유입되는 출력전력이, 기본 출력전력(10W)보다 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력되도록 제어한다.
이어서, 출력트랜스부에서 MOSFET 스위칭부의 스위칭 동작에 의해 1차권선에 전달된 입력전압을 일몰과 일출시 측정된 CDS센서의 저항 R1과 센싱저항 R2의 정격 DC전압 설정치에 따라 기본 출력전력(10W)보다 30%로 다운된 7W로 출력되도록 강압시켜 교통신호등 LED 기판으로 출력시킨다.
이처럼, 본 발명에 따른 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈이 교통신호등용 LED 기판(1)의 후면에 형성됨으로서, 일몰 및 특히 사람이나 차량의 왕래가 없는 일출시(=새벽), 교통신호등 LED 기판의 전력을 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력시킬 수가 있다.
이렇게 교통신호등 LED 기판의 전력을 30%~50%로 다운시키더라도, 교통신호등 LED 기판의 밝기는 조도변화가 1%~5%가 되므로, 당초 조도보다 조도변화가 거의 없어 시각적으로 어둠을 느끼지 않아 운전자가 안전하게 운전할 수가 있다.
100 : 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈 110 : EMI 라인 필터부
120 : 브릿지 정류부 130 : 플라이백 PWM IC
140 : MOSFET 스위칭부 150 : 출력트랜스부
160 : 정격 DC전압 설정부

Claims (5)

  1. 교통신호등용 광(光)을 표출시키는 교통신호등용 LED 기판(1)의 후면에 설치되어 일몰과 일출시 측정된 CDS센서의 CDS 센싱저항 R1과, 제1 센싱저항 R2의 값에 따라, 기본 출력전력(10W)을 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력시켜 기본 조도( 340cd)보다 1%~5%로 디밍제어하는 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈(100)이 구성되는 것을 특징으로 하는 일몰?일출시 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈.
  2. 제1항에 있어서, 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈(100)은
    상용 교류전원의 노이즈를 제거하는 EMI 라인 필터부(110)와,
    EMI 라인 필터부에서 출력되는 전압을 정류하여 직류화한 후에 플라이백 PWM IC로 전압을 공급하는 브릿지 정류부(120)와,
    브릿지 정류부의 출력전압을 입력받고, 출력트랜스부의 1차권선에 흐르는 전류를 단속하는 MOSFET 스위칭부의 ON 기간을, 일몰과 일출시 측정된 CDS센서의 저항 R1과 센싱저항 R2의 정격 DC전압 설정치에 따라 PWM(펄스폭제어)제어하여, 출력트랜스부의 2차권선에서 교통신호등용 LED 기판으로 유입되는 출력전력이, 기본 출력전력(10W)보다 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력되도록 제어하는 플라이백 PWM IC(130)와,
    플라이백 PWM IC의 PWM 제어신호에 따라 출력트랜스부의 1차권선에 흐르는 전류를 스위칭하는 MOSFET 스위칭부(140)와,
    MOSFET 스위칭부의 스위칭 동작에 의해 1차권선에 전달된 입력전압을 일몰과 일출시 측정된 CDS센서의 저항 R1과 센싱저항 R2의 정격 DC전압 설정치에 따라 기본 출력전력(10W)보다 30%~50%로 다운된 5W~7W로 출력되도록 강압시켜 교통신호등 LED 기판으로 출력시키는 출력트랜스부(150)와,
    출력트랜스부의 2차권선과 교통신호등용 LED 기판 사이의 출력단자(V0+,V0-) 일측에 연결되어, 일몰과 일출시, 측정되는 CDS센서의 저항 R1과 센싱저항 R2의 값에 따른 정격 DC전압 설정치를 설정하여 포토커플러를 통해 플라이백 PWM IC로 전달시키는 정격 DC전압 설정부(160)로 구성되는 것을 특징으로 하는 일몰?일출시 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈.
  3. 제2항에 있어서, 플라이백 PWM IC(130)는
    전원공급단자 VDD 일측에 전달된 브릿지 정류부의 출력 전압을 캐패시터 CVDD을 통해 평활시키고, 다이오드 DVDD을 통해 정류하여 입력시키며, GATE 출력단자 일측에 MOSFET 스위칭부가 연결되어 MOSFET 스위칭부로 출력트랜스부의 1차권선에 흐르는 전류를 단속하는 전원 ON 기간을 PWM(펄스폭제어)제어 신호로 보내고, FB 피드백 입력단자 일측에 포토커플러의 수광부 출력측이 연결되어 CDS센서로부터 전달된 저항 R1과 센싱저항 R2의 값에 따라 설정되는 정격 DC전압 설정치를 전달받도록 구성되는 것을 특징으로 하는 일몰?일출시 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈.
  4. 제2항에 있어서, 정격 DC전압 설정부(160)는
    출력트랜스부의 2차권선과 교통신호등용 LED 기판 사이의 출력단자(V0+,V0-) 일측에 연결되어, 출력트랜스부의 2차권선에서 출력되는 정격 DC 전압을 센싱하여 발광부로 유입시켜 발광부를 온(ON)시키는 바이어스 센싱저항 Rb(161)와,
    CDS 센서부에 측정한 빛에 따른 저항값을 센싱하는 CDS센싱저항 R1(162)과,
    CDS센싱저항 R1을 지나 출력되는 출력전류를 센싱하여 션트 레귤레이터부로 전달하는 제2센싱저항 R2(163)와,
    CDS센서로부터 전달된 저항 R1과 센싱저항 R2의 값에 따라 설정되는 정격 DC전압 설정치를 강제설정하여 발광부로 전달하는 션트 레귤레이터부(Shunt Regulator)(164)와,
    한쪽에 LED를 달아 빛을 내고, 다른 한쪽은 포토 다이오드 또는 포토 트랜지스터로 빛을 받아 온/오프를 해주면서 정격 DC전압 설정치에 관한 정보를 주고받은 후, 정격 DC전압 설정치를 플라이백 PWM IC의 피드백 FB단자로 내보내는 포토커플러(165)가 구성되는 것을 특징으로 하는 일몰?일출시 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈.
  5. 제4항에 있어서, CDS 센서부는
    (+)단자와 (-)단자 사이에 CDS센서에서 측정된 빛에 따라 저항값을 전달받는 CDS센싱저항 R1이 연결되고, 빛저항(Light Resistance at 10Lux (at 25℃))이 18~50KΩ이고, 다크저항(Dark Resistance at 0 Lux)이 2.0MΩ(min)이며, 전원손실(Power Dissipation(at 25℃))이 100mW이고, 최대 전압(Max Voltage (at 25℃))이 150V이며, 주위 온도 범위(Ambient Temperature Range)가 -30~+70℃로 구성되는 것을 특징으로 하는 일몰?일출시 교통신호등 절전용 LED 디밍모듈.
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