KR20130066926A - 가로등의 전력절감장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가로등이 안정되게 점등되는 미리 설정시간 동안 상용전원을 바이패스시켜 상용전원을 공급하고 과전류가 흐르지 않을 경우 전압강하된 복수의 전원을 단계적으로 선택 공급하여 가로등의 전력을 절감할 수 있는 가로등의 전력절감장치 및 그 방법에 관한 것이다.
야간에 가로등을 점등하는 입력전원의 과전류 또는 설정전압이하로 떨어지지 않을 경우 단계적으로 전압강하된 전원을 공급하여 가로등의 전력을 절감할 수 있는 본 발명의 가로등의 전력절감장치는, 교류전원 입력단자를 통해 교류전원을 입력하고 교류전원 출력단자를 통해 가로등을 점등하기 위한 전원을 출력하는 커넥터와, 상기 커넥터를 통해 입력된 교류전원을 전압강하하여 직류전원으로 변환하여 릴레이 구동전압(Vcc_RLY)과 전원전압(Vcc)을 출력하는 직류전원공급부와, 상기 커넥터를 통해 입력된 교류전원의 전압레벨을 감지하는 전압감지부와, 상기 커넥터의 입력전원 라인에 연결되어 상기 입력전원의 과전류를 검출하는 과전류검출부와, 상기 직류전원공급부로부터 전원전압(Vcc)을 공급받아 동작되어 상기 과전류검출부로부터 과전류가 검출되지 않을 시 초기 가로등의 예열을 위해 설정된 시간동안 상기 교류전원을 상기 커넥터의 교류전원 출력단자로 바이패스시키도록 릴레이 구동 제어신호를 출력하고, 상기 가로등의 예열이 완료된 후 절전모드에서 가로등을 점등하기 위한 교류전원을 전압강하된 제1 내지 제3 전압을 단계적으로 선택하도록 릴레이 구동 제어신호를 출력하거나 상기 절전모드에서 가로등을 점등하기 위한 전압을 설정된 시간 경과시마다 전압강하된 제1 내지 제3 전압을 단계적으로 선택하도록 릴레이 구동 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 커넥터를 통해 입력된 교류전원을 입력받아 전압강하된 복수의 전압을 각각 출력하는 리액터와, 상기 제어부의 릴레이 구동 제어신호에 의해 상기 리액터로부터 출력되는 복수의 전압 중 하나를 선택하여 상기 커넥터를 통해 출력하는 전압선택부를 포함한다.
본 발명은, 야간에 가로등을 점등하는 입력전원의 과전류 또는 설정전압이하로 떨어지지 않을 경우 미리 설정된 출력전압 검출에 따라 단계적으로 전압강하된 전원을 공급하거나 미리 설정된 시간마다 단계적으로 전압강하된 전원을 공급하여 가로등의 전력을 절감하여 전력요금을 절약할 수 있는 효과가 있다.

Description

가로등의 전력절감장치 및 그 방법{POWER SAVE EQUIPMENT OF STREET LIGHTS AND METHOD FOR SAVING POWER OF EQUIPMENT THEREFOR}
본 발명은 가로등의 전력절감장치에 관한 것으로, 특히 가로등이 안정되게 점등되는 미리 설정시간 동안 상용전원을 바이패스시켜 상용전원을 공급하고 과전류가 흐르지 않을 경우 전압강하된 복수의 전원을 단계적으로 선택 공급하여 가로등의 전력을 절감할 수 있는 가로등의 전력절감장치 및 그 방법에 관한 것이다.
오늘날 산업의 발달과 더불어 에너지의 수요는 꾸준히 증가하나 에너지 자원은 한정되어 있어 에너지 자원의 개발 및 대체 에너지 연구가 당면한 과제가 되고 있다. 이에 한정된 에너지 사용의 효율성에 많은 관심을 갖게 되었고, 에너지 절약을 각국의 에너지 정책에 우선되고 있다. 전세계 전기 기기제조 회사들은 국가 에너지 정책에 의거하여 많은 전기 기기들을 절전제품으로 개발하여 보급하고 있으나 아직은 만족할 만한 수준은 아니다.
산업발달과 더불어 조광시스템(Dimming System)에 대한 수요가 매년 5％ 가량 지속적으로 성장하고 있는 매우 시장성이 높은 기술이다. 그런데, 대용량 제품은 외국으로부터 수입에 의존하고 있어 국산화가 매우 시급한 실정이다. 조명에 사용되고 있는 에너지가 총 전력 수요의 약 20％를 차지하고 있으나 조명기기를 제작하는 업체의 규모가 대부분은 중소기업으로 인해 조명에 관한 기술은 선진국에 비해 뒤떨어져 있는 상황이다. 국내외의 많은 조명기기 업체에서 에너지 절약을 위한 제품을 생산하고 있으나 절전 효과, 경제성, 신뢰도, 소음 및 전력 품질에 영향을 미치는 고조파 등의 문제점이 발생하고 있다.
또한, 조명기기로 사용되는 가로등(공원등 포함)은 일반적으로, 도로상에 소정의 간격으로 설치되어 야간에 차량의 안전운행을 보장하기 위한 조명 수단으로서, 일정구간의 다수개의 가로등을 하나의 집단으로 묶어 구간마다 마련된 제어반에서 타이머에 의해 점등을 제어한다.
이러한 종래의 가로등 제어 시스템은 야간에 차량의 유,무에 관계없이 가로등 최대소비 전력(400W)을 소비함으로써 년간 방대한 에너지 소비가 손실되고 있는 실정이다. 특히 우리나라와 같이 산유국이 아니어서 전적으로 석유 에너지를 수입에 의존하는 나라에서는 막대한 국고가 도로 조명 가로등(공원등)에 쓰여지고 있어, 그 대처 에너지 및 에너지 절약 시스템이 간절히 요구되어지고 있는 실정이다.
현재 그 대처 방안으로 솔라 가로등이 활발히 연구 개발되어 공원이나 인도 등에 설치되어지고 있으나, 설치에 따른 막대한 비용과 효율성 및 축전지의 충전 사이클이 한정되어, 일정 기간이 지나면 밧데리를 교환하여 주어야 하는 문제로 인하여 차량용 도로에는 적합하지 않아 적용하지 못하고 있는 실정이다.
그러므로, 야간에 안전을 위해 가로등이나 공원등 또는 인도등을 점등하는데 필요한 전력을 절감하는 장치가 요구되었다.
본 발명의 목적은 야간에 가로등을 점등하는 입력전원의 과전류 또는 설정전압이하로 떨어지지 않을 경우 단계적으로 전압강하된 전원을 공급하여 가로등의 전력을 절감할 수 있는 가로등의 전력절감장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 야간에 가로등을 점등하는 입력전원의 과전류 또는 설정전압이하로 떨어지지 않을 경우 미리 설정된 시간간격마다 단계적으로 전압강하된 전원을 공급하여 가로등의 전력을 절감할 수 있는 가로등의 전력절감장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 가로등을 점등하는 전력을 절감하여 전력요금을 감소시킬 수 있는 가로등의 전력절감장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가로등의 전력절감장치는, 교류전원 입력단자를 통해 교류전원을 입력하고 교류전원 출력단자를 통해 가로등을 점등하기 위한 전원을 출력하는 커넥터와, 상기 커넥터를 통해 입력된 교류전원을 전압강하하여 직류전원으로 변환하여 릴레이 구동전압(Vcc_RLY)과 전원전압(Vcc)을 출력하는 직류전원공급부와, 상기 커넥터를 통해 입력된 교류전원의 전압레벨을 감지하는 전압감지부와, 상기 커넥터의 입력전원 라인에 연결되어 상기 입력전원의 과전류를 검출하는 과전류검출부와, 상기 직류전원공급부로부터 전원전압(Vcc)을 공급받아 동작되어 상기 과전류검출부로부터 과전류가 검출되지 않을 시 초기 가로등의 예열을 위해 설정된 시간동안 상기 교류전원을 상기 커넥터의 교류전원 출력단자로 바이패스시키도록 릴레이 구동 제어신호를 출력하고, 상기 가로등의 예열이 완료된 후 절전모드에서 가로등을 점등하기 위한 교류전원을 전압강하된 제1 내지 제3 전압을 단계적으로 선택하도록 릴레이 구동 제어신호를 출력하거나 상기 절전모드에서 가로등을 점등하기 위한 전압을 설정된 시간 경과시마다 전압강하된 제1 내지 제3 전압을 단계적으로 선택하도록 릴레이 구동 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 커넥터를 통해 입력된 교류전원을 입력받아 전압강하된 복수의 전압을 각각 출력하는 리액터와, 상기 제어부의 릴레이 구동 제어신호에 의해 상기 리액터로부터 출력되는 복수의 전압 중 하나를 선택하여 상기 커넥터를 통해 출력하는 전압선택부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 전압선택부는, 상기 제어부의 릴레이 구동 제어신호에 의해 상기 복수의 전압 중 하나를 선택하도록 제1 내지 제4 릴레이 구동신호를 출력하는 릴레이 구동부와, 상기 릴레이 구동부로부터 출력된 제1 릴레이 구동신호에 의해 마그네트 스위치를 구동시키는 제1 릴레이와, 상기 제1 릴레이의 구동에 의해 스위칭 온되어 상기 커넥터의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 입력되는 교류전원을 바이패스시켜 상기 커넥터의 교류출력단자(AC output)로 즉시 출력되도록 하는 마그네트 스위치와, 상기 릴레이 구동부로부터 출력된 제2 릴레이 구동신호에 의해 상기 리액터로부터 전압강하되어 출력되는 제1 및 제2 전압을 선택적으로 출력하는 제2 릴레이와, 상기 릴레이 구동부로부터 출력된 제3 릴레이 구동신호에 의해 상기 리액터로부터 전압강하되어 출력되는 제3 전압과 상기 제2 릴레이로부터 선택된 제1 또는 제2 전압을 선택출력하는 제3 릴레이와, 상기 릴레이 구동부로부터 출력된 제4 릴레이 구동신호에 의해 상기 제2 및 제3 릴레이로부터 선택된 전압을 출력하는 제4 릴레이와, 상기 제1 및 제2 릴레이의 노말오픈단자(NO)와 노말클로즈단자(NC)에 각각 연결되고 상기 제3 릴레이의 노말클로즈단자(NC)에 연결되어 서지전압으로부터 보호하는 바리스터를 포함함을 특징으로 한다.
상기 과전류검출부는, 상기 커넥터로부터 입력되는 교류전원의 한 라인에 연결되어 교류입력전원의 전류를 검출하는 전류검출기와, 상기 전류검출기를 통해 검출된 전원을 전파 정류하는 브릿지 다이오드와, 상기 브릿지 다이오드로부터 전파 정류된 전원을 평활하는 저항(R4) 및 캐패시터(C12)와, 상기 저항(R4) 및 캐패시터(C12)에 의해 평활된 직류전원의 전류를 제1 레벨로 조절하는 가변저항(VR1)과, 상기 가변저항(VR1)에 의해 레벨조절된 직류전원을 안정화시키는 캐패시터(C13)와, 상기 가변저항(VR1)에 의해 레벨조절된 직류전원의 전류를 다시 제2 레벨로 조절하는 가변저항(VR2)과, 상기 가변저항(VR2)에 의해 레벨조절된 직류전원을 안정화시키는 캐패시터(C14)와, 상기 가변저항(VR2)에 의해 조절된 직류전원이 설정전압이상 상승될 시 통과시키는 제너다이오드(ZD2)와, 상기 제너다이오드(ZD2)로부터 통과되는 전압에 의해 구동되어 콜렉터의 전위를 로우전위로 반전시키는 트랜지스터(Q1)와, 상기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터와 전원전압(Vcc)사이에 접속된 풀업저항(R13)과, 상기 가변저항(VR1)의 조절단과 전원전압 사이에 연결된 제너다이오드(ZD1)를 포함함을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 양태에 따른 가로등의 전력절감방법은, 전원스위치가 온되어 교류전원이 공급된 후 상기 가로등의 예열시간 동안 상기 입력된 교류전원을 바이패스시켜 가로등으로 공급하는 단계와, 상기 가로등의 예열시간이 경과된 후 상기 입력된 교류전원의 과전류를 검출하는 단계와, 상기 과전류가 검출될 시 상기 입력된 교류전원을 바이패스시켜 상기 가로등으로 공급하는 단계와, 상기 과전류 검출단계에서 과전류가 검출되지 않을 시 상기 입력 교류전원의 전압레벨을 검출하는 단계와, 상기 검출된 전압레벨이 정격전압이상으로 검출될 시 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계와, 상기 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 입력된 교류전원이 정격전압이상으로 검출될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계와, 상기 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 검출된 전압레벨이 정격전압이상으로 검출될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제3 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 입력된 교류전원이 정격전압이하로 검출될 시 상기 입력된 교류전원을 바이패스시켜 가로등으로 공급하는 단계와, 상기 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 입력된 교류전원이 정격전압이하로 검출될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계와, 상기 제3 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 입력된 교류전원이 정격전압이하로 검출될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계를 더 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 양태에 따른 가로등의 전력절감방법은, 전원스위치가 온되어 교류전원이 공급된 후 상기 가로등의 예열시간 동안 상기 입력된 교류전원을 바이패스시켜 가로등으로 공급하는 단계와, 상기 가로등의 예열시간이 경과된 후 상기 입력된 교류전원의 과전류를 검출하는 단계와, 상기 과전류가 검출될 시 상기 입력된 교류전원을 바이패스시켜 상기 가로등으로 공급하는 단계와, 상기 과전류 검출단계에서 과전류가 검출되지 않을 시 상기 입력 교류전원의 전압레벨을 검출하는 단계와, 상기 검출된 전압레벨이 정격전압이상으로 검출될 시 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계와, 상기 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 제1 설정시간이 경과될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계와, 상기 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 제2 설정시간이 경과될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제3 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 입력된 교류전원이 정격전압이하로 검출될 시 상기 입력된 교류전원을 바이패스시켜 가로등으로 공급하는 단계와, 상기 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 입력된 교류전원이 정격전압이하로 검출될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계와, 상기 제3 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 입력된 교류전원이 정격전압이하로 검출될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계를 더 포함함을 특징으로 한다.
상기 정격전압은 220V이고, 상기 제1 전압은 210V이며, 상기 제2 전압은 200V이고, 상기 제3 전압은 190V이며, 상기 제1 설정시간은 2시간이고, 상기 제2 설정시간은 3시간임을 특징으로 한다.
본 발명은, 야간에 가로등을 점등하는 입력전원의 과전류 또는 정격전압이하로 떨어지지 않을 경우 단계적으로 전압강하된 전원을 공급하거나 미리 설정된 시간간격마다 단계적으로 전압강하된 전원을 공급하여 가로등의 전력을 절감하여 전력요금을 절약할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가로등 전력절감장치의 상세회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용되는 출력전압 검출에 따라 단계적으로 전압강하된 전압레벨을 공급하여 가로등의 전력을 절감하기 위한 제어흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 적용되는 설정시간 경과시마다 단계적으로 전압강하된 교류전압을 공급하여 가로등의 전력을 절감하기 위한 제어흐름도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가로등 전력절감장치의 상세회로도로서,
교류전원(AC전원)을 입력하고 가로등을 점등하기 위한 전원을 출력하는 제1 커넥터(Con1)와,
상기 제1 커넥터(Con1)를 통해 입력된 상용교류전원을 전압강하하여 직류전원으로 변환하여 안정된 전압 직류전압을 출력하는 직류전원공급부(10)와,
상기 제1 커넥터(Con1)를 통해 입력된 교류전원의 전압레벨을 감지하는 전압감지부(20)와,
상기 제1 커넥터(Con1)의 입력전원 라인에 연결되어 상기 입력전원의 과전류를 검출하는 과전류검출부(30)와,
상기 과전류검출부(30)로부터 과전류가 검출되지 않을 시 초기 가로등의 예열을 위해 설정된 시간동안 상기 교류전원을 상기 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 출력단자(AC output)로 바이패스시키도록 릴레이 구동 제어신호를 출력하고, 상기 가로등의 예열이 완료된 후 절전모드에서 가로등을 점등하기 위한 교류전원을 전압강하된 제1 내지 제3 전압을 단계적으로 선택하도록 릴레이 구동 제어신호를 출력하거나 상기 절전모드에서 가로등을 점등하기 위한 전압을 설정된 시간 경과시마다 전압강하된 제1 내지 제3 전압을 단계적으로 선택하도록 릴레이 구동 제어신호를 출력하는 CPU(40)와,
상기 제1 커넥터(Con1)를 통해 입력된 교류전원을 입력받아 전압강하된 복수의 전압을 각각 출력하는 리액터(50)와,
상기 CPU(40)의 릴레이 구동 제어신호에 의해 상기 리액터(50)로부터 전압강하되어 출력되는 복수의 전압 중 하나를 선택하여 상기 제1 커넥터(Con1)를 통해 출력하는 전압선택부(60)와,
저항(R10) 및 캐패시터(C18)로 구성되어 상기 직류전원공급부(10)로부터 공급된 직류전원을 입력하여 CPU(40)로 공급하는 전원입력부(70)와,
저항(R9) 및 스위치(SW1)로 구성되어 제품 생산 시 CPU(40)가 정상적으로 동작하는지 시험하기 위한 테스트 스위치부(80)와,
다이오드(D2) 및 저항(R11∼R12), 캐패시터(C19)로 구성되어 외부로부터 직류전압을 인가하여 상기 리액터(50)로부터 전압강하된 특정전압레벨을 제2 내지 제4 릴레이(RY2∼RY4)가 강제적으로 선택하도록 하는 강제 전압전환부(90)로 구성되어 있다.
상기 직류전원공급부(10)는 입력전원의 과전류로부터 보호하는 퓨즈(F1)와, 상기 퓨즈(F1)를 통해 입력된 전원을 서어지(Surge)전압으로부터 보호하기 위한 제1 바리스터(VA1)와, 상기 퓨즈(F1)를 통해 입력된 전원을 안정화시키는 캐패시터(C1)와, 상기 퓨즈(F1)를 통해 입력된 전원의 전자파장애(EMI : Electro Magnetic Interference)를 제거하는 트랜스(TR1)와, 상기 트랜스(TR1)로부터 출력된 교류전원을 정류하여 출력하는 브릿지 다이오드(BD1)와, 상기 브릿지 다이오드(BD1)로부터 정류된 전원을 평활하는 저항(R1) 및 캐패시터(C1, C2)와, 상기 저항(R1) 및 캐패시터(C1, C2)에 의해 평활된 전원을 전압강하 시킨 후 정류하여 출력하는 전압변환부(12)와, 상기 전압변환부(12)로부터 정류된 전원을 평활하여 릴레이 구동전압(Vcc_RLY)으로 출력하는 초크코일(L1) 및 캐패시터(C5, C6, C7)와, 상기 초크코일(L1) 및 캐패시터(C5, C6, C7)에 의해 평활된 직류전원을 다시 평활하여 출력하는 초크코일(L2) 및 캐패시터(C8)와, 상기 초크코일(L2) 및 캐패시터(C8)로부터 평활된 직류전원을 안정화시켜 출력하는 레귤레이터(14)와, 상기 레귤레이터(14)로부터 출력된 직류전원이 안정된 레벨로 출력하는 캐패시터(C9, C10)로 구성되어 있다.
상기 전압감지부(20)는 제1 커넥터(Con1)를 통해 입력된 전원을 서어지(Surge)전압으로부터 보호하기 위한 제2 바리스터(VA2)와, 제1 커넥터(Con1)를 통해 입력된 전원을 전압강하하여 출력하는 트랜스(TR2)와, 상기 트랜스(TR2)로부터 전압강하된 전원을 전파정류하여 출력하는 브릿지 다이오드(BD2)와, 상기 브릿지 다이오드(BD2)로부터 정류된 전원을 평활하여 직류전원으로 출력하는 저항(R2, R3) 및 캐패시터(C11)와, 상기 캐패시터(C11)의 일단과 전원전압(Vcc)간에 연결된 다이오드(D1)로 구성되어 있다.
과전류검출부(30)는, 상기 제1 커넥터(Con1)로부터 입력되는 교류전원의 한 라인에 연결되어 교류입력전원의 전류를 검출하는 전류검출기(CT1)와, 상기 전류검출기(CT1)를 통해 검출된 전원을 전파정류하는 브릿지 다이오드(BD3)와, 상기 브릿지 다이오드(BD3)로부터 전파정류된 전원을 평활하는 저항(R4) 및 캐패시터(C12)와, 상기 저항(R4) 및 캐패시터(C12)에 의해 평활된 직류전원의 전류를 제1 레벨로 조절하는 가변저항(VR1)과, 상기 가변저항(VR1)에 의해 레벨조절된 직류전원을 안정화시키는 캐패시터(C13)와, 상기 가변저항(VR1)에 의해 레벨조절된 직류전원의 전류를 다시 제2 레벨로 조절하는 가변저항(VR2)과, 상기 가변저항(VR2)에 의해 레벨조절된 직류전원을 안정화시키는 캐패시터(C14)와, 상기 가변저항(VR2)에 의해 조절된 직류전원이 설정전압이상 상승될 시 통과시키는 제너다이오드(ZD2)와, 상기 제너다이오드(ZD2)로부터 통과되는 전압에 의해 구동되어 콜렉터의 전위를 로우전위로 반전시키는 트랜지스터(Q1)와, 상기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터와 전원전압(Vcc)사이에 접속된 풀업저항(R13)과, 상기 가변저항(VR1)의 조절단과 전원전압 사이에 연결된 제너다이오드(ZD1)로 구성되어 있다.
전압선택부(60)는, 상기 CPU(40)의 제어에 의해 상기 복수의 전압 중 하나를 선택하도록 제1 내지 제4 릴레이 구동신호를 출력하는 릴레이 구동부(62)와, 상기 직류전원공급부(10)로부터 릴레이 구동전압(Vcc_RLY)을 받아 안정화시켜 출력하는 저항(R5) 및 캐패시터(C16, C17)와, 상기 릴레이 구동부(62)로부터 출력된 제1 릴레이 구동신호에 의해 마그네트 스위치(MG)를 구동시키는 제1 릴레이(RY1)와, 상기 제1 릴레이(RY1)의 구동에 의해 스위칭 온되어 상기 제1 커넥터(Con1)의 교류입력단자(AC Input)를 통해 입력되는 교류전원을 바이패스시켜 제1 커넥터(Con1)의 교류출력단자(AC output)로 즉시 출력되도록 하는 마그네트 스위치(MG1)와, 상기 릴레이 구동부(62)로부터 출력된 제2 릴레이 구동신호에 의해 상기 리액터(50)로부터 전압강하되어 출력되는 제1 및 제2 레벨전원을 선택적으로 출력하는 제2 릴레이(RY2)와, 상기 릴레이 구동부(62)로부터 출력된 제3 릴레이 구동신호에 의해 상기 리액터(50)로부터 전압강하되어 출력되는 제3 전압과 상기 제2 릴레이(RY2)로부터 선택된 제1 또는 제2 전압을 선택출력하는 제3 릴레이(RY3)와, 상기 릴레이 구동부(62)로부터 출력된 제4 릴레이 구동신호에 의해 상기 제2 및 제3 릴레이(RY2 및 RY3)로부터 선택된 전압을 출력하는 제4 릴레이(RY4)와, 상기 제1 및 제2 릴레이(RY1 및 RY2)의 노말오픈단자(NO)와 노말클로즈단자(NC)에 각각 연결되고 상기 제3 릴레이(RY3)의 노말클로즈단자(NC)에 연결되어 서지전압으로부터 보호하는 바리스터(VA3∼VA7)와, 상기 리액터(50)의 제1 출력단자(T1)가 제3 릴레이(RY3)의 노말오픈단자(NO)를 연결하도록 접속되고, 리액터(50)의 제2 출력단자(T2)가 제2 릴레이(RY2)의 노말오픈단자(NO)를 연결하도록 접속되며, 리액터(50)의 제3 출력단자(T3)가 제2 릴레이(RY2)의 노말클로즈단자(NC)를 연결하도록 접속되며, 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 입력단자(AC Input)와 교류전원 출력단자(AC output)의 공통접속라인을 제4 릴레이(RY4)의 공통단자에 접속되도록 하는 제2 커넥터(Con2)로 구성되어 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용되는 단계적으로 전압강하된 전압레벨을 선택 공급하여 가로등의 전력을 절감하기 위한 제어흐름도이다.
상술한 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가로등의 전력을 절감하는 동작을 상세히 설명한다.
제1 커넥터(Con1)의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 교류전원이 입력되면 퓨즈(F1)를 통해 트랜스(TR1)로 인가된다. 퓨즈(F1)는 입력전원의 과전류로부터 보호하기 위해 과전류가 흐를 때 자동으로 절단된다. 제1 바리스터(VA1)는 상기 퓨즈(F1)를 통해 입력된 전원을 외부 서어지(Surge)전압으로부터 보호한다. 캐패시터(C1)는 상기 퓨즈(F1)를 통해 입력된 전원을 안정화시킨다. 트랜스(TR1)는 상기 퓨즈(F1)를 통해 입력된 전원의 전자파장애(EMI : Electro Magnetic Interference)를 제거하여 출력한다. 브릿지 다이오드(BD1)는 상기 트랜스(TR1)로부터 출력된 교류전원을 전파정류하여 출력한다. 상기 저항(R1) 및 캐패시터(C1, C2)는 상기 브릿지 다이오드(BD1)로부터 정류된 전원을 평활하여 출력한다. 전압변환부(12)는 상기 저항(R1) 및 캐패시터(C1, C2)에 의해 평활된 전원을 전압강하시킨 후 정류하여 출력한다. 초크코일(L1) 및 캐패시터(C5, C6, C7)는 상기 전압변환부(12)로부터 정류된 전원을 평활하여 릴레이 구동전압(Vcc_RLY)으로 출력한다. 그리고 초크코일(L2) 및 캐패시터(C8)는 상기 초크코일(L1) 및 캐패시터(C5, C6, C7)에 의해 평활된 직류전원을 다시 평활하여 레귤레이터(14)로 출력한다. 레귤레이터(14)는 상기 초크코일(L2) 및 캐패시터(C8)로부터 평활된 직류전원을 안정화시켜 전원전압(Vcc)으로 출력한다. 이때, 캐패시터(C9, C10)는 상기 레귤레이터(14)의 출력단과 접지사이에 병렬연결되어 상기 레귤레이터(14)로부터 출력된 전압을 안정화시켜 출력되도록 한다.
또한, 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 교류전원이 입력되면 트랜스(TR2)로 인가된다. 제2 바리스터(VA2)는 제1 커넥터(Con1)를 통해 입력된 전원을 서어지(Surge)전압으로부터 보호한다. 트랜스(TR2)는 제1 커넥터(Con1)를 통해 입력된 전원을 전압강하하여 브릿지 다이오드(BD2)로 출력한다. 브릿지 다이오드(BD2)는 상기 트랜스(TR2)로부터 전압강하된 전원을 전파정류하여 출력한다. 저항(R2, R3) 및 캐패시터(C11)는 상기 브릿지 다이오드(BD2)로부터 정류된 전원을 평활하여 CPU(40)의 전압감지단자(RA1)로 인가한다.
그리고, 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 교류전원이 입력되면 전류검출기(CT1)는 전류를 검출한다. 상기 전류검출기(CT1)를 통해 검출된 전원은 브릿지 다이오드(BD3)를 통해 전파정류되어 출력된다. 저항(R4) 및 캐패시터(C12)는 상기 브릿지 다이오드(BD3)로부터 전파정류된 전원을 평활한다. 가변저항(VR1)은 상기 저항(R4) 및 캐패시터(C12)에 의해 평활된 직류전원의 전류를 제1 레벨로 조절한다. 캐패시터(C13)는 상기 가변저항(VR1)에 의해 레벨조절된 직류전원을 안정화시킨다. 가변저항(VR2)은 상기 가변저항(VR1)에 의해 레벨조절된 직류전원의 전류를 다시 제2 레벨로 조절한다. 캐패시터(C14)는 상기 가변저항(VR2)에 의해 레벨조절된 직류전원을 안정화시킨다. 제너다이오드(ZD2)는 상기 가변저항(VR2)에 의해 조절된 직류전원이 설정전압이상 상승될 시 통과시킨다. 그러면 트랜지스터(Q1)는 상기 제너다이오드(ZD2)로부터 통과되는 전압이 베이스로 인가되어 스위칭 온되어 콜렉터의 전위를 로우전위로 반전시킨다. 그리고, 가변저항(VR1)의 조정단자로 인가된 전류는 CPU(45)의 전류감지단자(RA2)로 인가된다.
또한, 리액터(50)는 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 입력되는 교류전원을 제1 내지 제3 전압레벨로 각각 전압강하하여 출력하게 된다. 리액터(50)의 공통출력단자(OUT)와 제3 출력단자(T3)로 출력되는 전압은 제1 전압(예컨대, 210V)이고, 리액터(50)의 공통출력단자(OUT)와 제2 출력단자(T2)로 출력되는 전압은 제2 전압(예컨대, 200V)이며, 리액터(50)의 공통출력단자(OUT)와 제1 출력단자(T1)로 출력되는 전압은 제3 전압(예컨대, 190V)이다. 제1 내지 제3 전압레벨은 210V, 200V, 190V로 예시하였으나 전압레벨의 사용환경에 따라 가변이 가능하다.
이와 같은 상태에서 전원스위치가 온되면 101단계에서 직류전원공급부(10)로부터 출력되는 전원전압(Vcc)은 저항(R10) 및 캐패시터(C18)로 인가되어 안정화된 후 CPU(40)의 전원단자(M/C/L/R)로 인가되어 CPU(40)가 구동되며, 이때 CPU(40)는 초기화 동작을 수행한다. 102단계에서 CPU(40)는 과전류검출부(30)로부터 과전류가 검출되는지 검사하여 과전류가 검출되면 103단계로 진행한다. 상기 103단계에서 CPU(40)는 상기 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 입력되는 교류전원을 바이패스시켜 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 출력단자(AC output)로 바로 출력되도록 제어한다. 초기에 제1 및 제4 릴레이(RY1 및 RY4)는 노말클로즈단자(NC)로 접점이 연결되어 있다. 제1 릴레이(RY1)의 접점이 노말클로즈단자(NC)에 연결되어 있으면 마그네트 스위치(MG1)의 코일에 전류가 흐르게 되어 스위치 접점이 온되어 상기 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 입력되는 교류전원을 바이패스시켜 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 출력단자(AC output)로 바로 출력되도록 한다.
그리고, 상기 102단계에서 교류입력전원의 과전류가 검출되지 않으면 104단계에서 CPU(40)는 전원이 공급된 후 가로등 예열시간(예를 들어, 10∼20분)이 경과되었는지 검사하여 가로등 예열시간이 경과되지 않았으면 전술한 103단계로 진행하고 가로등 예열시간이 경과되었으면 105단계로 진행한다. 상기 105단계에서 CPU(40)는 과전류검출부(30)로부터 과전류가 검출되는지 다시 검사하여 과전류가 검출되면 103단계로 진행하고, 과전류가 검출되지 않으면 106단계로 진행한다. 상기 106단계에서 CPU(40)는 절전모드로 들어가 전압감지부(20)로부터 감지된 전압을 검출한다. 그런 후 107단계에서 CPU(40)는 전압감지부(20)로부터 감지된 전압이 한전으로부터 공급되는 정격전압인 220V이상인가 검사하여 220V이상이면 108단계로 진행한다. 상기 108단계에서 CPU(40)는 릴레이 구동부(62)를 제어하여 제1 및 제4 릴레이(RY1 및 RY4)를 구동시켜 미리 설정된 전압 예를 들어, 210V가 출력되도록 한다. 이때 제1 릴레이(RY1)는 릴레이 구동부(62)의 제1 릴레이 구동신호에 의해 노말오픈단자(NO)와 접점이 접속되도록 한다. 제1 릴레이(RY1)의 접점이 노말오픈단자(NO)에 연결되면 마그네트 스위치(MG1)에 전류흐름이 차단되어 마그네트 스위치(MG1)가 오프되어 교류전원 입력단자(AC Input)로 입력되는 입력교류전원이 교류전원 출력단자(AC output)로 바이패스되는 것을 차단한다. 그리고, 제2 및 제3 릴레이(RY2 및 RY3)는 노말클로즈단자(NC)에 접점이 연결되고 제4 릴레이(RY4)는 노말오픈단자(NO)에 접점이 연결된다. 이로 인해 제2 릴레이(RY2)는 리액터(50)의 제3 출력단자(T3)를 통해 출력되는 제1 전압(예컨대, 210V)이 선택되어 제3 및 제4 릴레이(RY3 및 RY4)를 통해 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 출력단자(AC output)를 통해 가로등으로 공급되도록 한다.
그런 후 109단계에서 CPU(40)는 리액터(50)로부터 전압강하된 210V의 교류전원이 공급되고 나서 설정된 시간, 예컨대 1분이 경과되었는지 검사하여 1분이 경과되지 않았으면 107단계로 되돌아가 전술한 동작을 반복 수행하고, 1분이 경과되었으면 110단계로 진행한다. 상기 110단계에서 CPU(40)는 릴레이 구동부(62)를 제어하여 제2 릴레이(RY2)를 구동시켜 미리 설정된 전압 예를 들어, 200V가 선택되도록 한다. 이때 제1 릴레이(RY1)는 릴레이 구동부(62)의 제1 릴레이 구동신호에 의해 노말오픈단자(NO)와 접점이 접속되도록 한다. 제1 릴레이(RY1)의 접점이 노말오픈단자(NO)에 연결되면 마그네트 스위치(MG1)에 전류흐름이 차단되어 마그네트 스위치(MG1)가 턴오프되어 교류전원 입력단자(AC Input)로 입력되는 입력교류전원이 교류전원 출력단자(AC output)로 바이패스되는 것을 차단한다. 그리고, 제2 릴레이(RY2)는 노말오픈단자(NO)에 접점이 연결된다. 이로 인해 제2 릴레이(RY2)는 리액터(50)의 제2 출력단자(T2)를 통해 출력되는 제2 전압(예컨대, 200V)이 선택되어 제3 및 제4 릴레이(RY3 및 RY4)를 통해 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 출력단자(AC output)를 통해 가로등으로 공급되도록 한다.
그런 후 111단계에서 CPU(40)는 전압감지부(20)로부터 감지된 교류입력전압이 220V보다 낮은 전압이 검출되는지 검사하여 220V보다 낮은 전압이 감지되면 전술한 108단계로 되돌아가 리액터(50)로부터 전압강하된 210V전압이 선택 출력되도록 하고, 상기 전압감지부(20)로부터 감지된 교류입력전압이 220V이상 전압이 검출되면 112단계로 진행한다. 상기 112단계에서 CPU(40)는 리액터(50)로부터 전압강하된 200V의 교류전원이 공급되고 나서 설정된 시간, 예컨대 1분이 경과되었는지 검사하여 1분이 경과되지 않았으면 110단계로 되돌아가 전술한 동작을 반복 수행하고, 1분이 경과되었으면 113단계로 진행한다. 상기 113단계에서 CPU(40)는 릴레이 구동부(62)를 제어하여 제3 릴레이(RY3)를 구동시켜 미리 설정된 전압 예를 들어, 190V가 선택되도록 한다. 이때 제3 릴레이(RY3)는 릴레이 구동부(62)의 제3 릴레이 구동신호에 의해 노말오픈단자(NO)와 접점이 접속되도록 한다. 제3 릴레이(RY3)의 접점이 노말오픈단자(NO)에 접속되면 제3 릴레이(RY3)는 리액터(50)의 제1 출력단자(T1)를 통해 출력되는 제3 전압(예컨대, 190V)이 선택되어 제4 릴레이(RY4)를 통해 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 출력단자(AC output)를 통해 가로등으로 공급되도록 한다.
그런 후 114단계에서 CPU(40)는 전압감지부(20)로부터 감지된 교류입력전압이 220V이상의 전압이 검출되는지 검사하여 220V이상의 전압이 검출되면 전술한 113단계로 되돌아가 리액터(50)로부터 전압강하된 190V전압이 선택 출력되도록 하고, 상기 전압감지부(20)로부터 감지된 교류입력전압이 220V이하의 전압이 검출되면 115단계로 진행한다. 상기 115단계에서 CPU(40)는 전압감지부(20)로부터 감지된 교류입력전압이 205V보다 낮은 전압이 검출되는지 검사하여 205V보다 낮은 전압이 감지되면 전술한 110단계로 되돌아가 리액터(50)로부터 전압강하된 200V전압이 선택 출력되도록 하고, 상기 전압감지부(20)로부터 감지된 교류입력전압이 205V이하의 전압이 검출되면 116단계로 진행한다. 상기 116단계에서 CPU(40)는 상기 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 입력되는 교류전원을 바이패스시켜 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 출력단자(AC output)로 즉시 출력되도록 제어한다. 이때 제1 및 제4 릴레이(RY1 및 RY4)의 접점이 노말클로즈단자(NC)로 접점이 연결되어 있다. 제1 릴레이(RY1)의 접점이 노말클로즈단자(NC)에 연결되어 있으면 마그네트 스위치(MG1)의 코일에 전류가 흐르게 되어 스위치 접점이 온되어 상기 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 입력되는 교류전원을 바이패스시켜 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 출력단자(AC output)로 즉시 출력되도록 한다.
상술한 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 입력되는 교류전원을 바이패스시킨 후 가로등을 예열시키기 위한 시간이 경과하면 단계적으로 210V, 200V, 190V를 선택하기 위해 설정된 시간 1분 후에 전압을 전환하도록 하는 것은 입력전압이 안정된 상태에서 전압변환이 이루어지도록 하기 위한 것이다.
한편, 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 입력되는 교류전원을 바이패스시킨 후 가로등을 예열시키기 위한 시간이 경과하면 단계적으로 210V, 200V, 190V를 공급하여 가로등의 전력을 절감하도록 하고 있으나, 본 발명의 다른 실시 예로서는 가로등을 예열시키고 나서 설정된 시간이 될 때마다 210V, 200V, 190V를 공급하여 가로등의 전력을 절감하는 것도 실시 가능하다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 적용되는 설정시간 경과시마다 단계적으로 전압강하된 교류전압을 공급하여 가로등의 전력을 절감하기 위한 제어흐름도이다.
가로등을 예열시키고 나서 설정된 시간마다 전압강하된 교류전원을 단계적으로 공급하여 가로등의 전력을 절감하는 다른 실시예에 따른 동작을 도 1 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
201단계에서 전원스위치가 온되면 직류전원공급부(10)로부터 출력되는 전원전압(Vcc)은 저항(R10) 및 캐패시터(C18)로 인가되어 안정화된 후 CPU(40)의 전원단자(M/C/L/R)로 인가되어 CPU(40)가 구동되며, 이때 CPU(40)는 초기화 동작을 수행한다. 202단계에서 CPU(40)는 과전류검출부(30)로부터 과전류가 검출되는지 검사하여 과전류가 검출되면 203단계로 진행한다. 상기 203단계에서 CPU(40)는 상기 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 입력되는 교류전원을 바이패스시켜 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 출력단자(AC output)로 즉시 출력되도록 제어한다. 초기에 제1 및 제4 릴레이(RY1 및 RY4)는 노말클로즈단자(NC)로 접점이 연결되어 있다. 제1 릴레이(RY1)의 접점이 노말클로즈단자(NC)에 연결되어 있으면 마그네트 스위치(MG1)의 코일에 전류가 흐르게 되어 스위치 접점이 온되어 상기 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 입력되는 교류전원을 바이패스시켜 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 출력단자(AC output)로 즉시 출력되도록 한다.
그리고, 상기 202단계에서 교류입력전원의 과전류가 검출되지 않으면 204단계에서 CPU(40)는 전원이 공급된 후 가로등 예열시간(예를 들어, 10∼20분)이 경과되었는지 검사하여 가로등 예열시간이 경과되지 않았으면 전술한 203단계로 진행하고 가로등 예열시간이 경과되었으면 205단계로 진행한다. 상기 205단계에서 CPU(40)는 과전류검출부(30)로부터 과전류가 검출되는지 다시 검사하여 과전류가 검출되면 203단계로 진행하고, 과전류가 검출되지 않으면 206단계로 진행한다. 상기 206단계에서 CPU(40)는 절전모드로 들어가 전압감지부(20)로부터 감지된 전압을 검출한다. 그런 후 207단계에서 CPU(40)는 전압감지부(20)로부터 감지된 전압이 한전으로부터 공급되는 정격전압인 220V이상인가 검사하여 정격전압인 220V이상이면 208단계로 진행한다. 상기 208단계에서 CPU(40)는 릴레이 구동부(62)를 제어하여 제1 및 제4 릴레이(RY1 및 RY4)를 구동시켜 미리 설정된 전압 예를 들어, 210V가 출력되도록 한다. 이때 제1 릴레이(RY1)는 릴레이 구동부(62)의 제1 릴레이 구동신호에 의해 노말오픈단자(NO)와 접점이 접속되도록 한다. 제1 릴레이(RY1)의 접점이 노말오픈단자(NO)에 연결되면 마그네트 스위치(MG1)에 전류흐름이 차단되어 마그네트 스위치(MG1)가 오프되어 교류전원 입력단자(AC Input)로 입력되는 입력교류전원이 교류전원 출력단자(AC output)로 바이패스되는 것을 차단한다. 그리고, 제2 및 제3 릴레이(RY2 및 RY3)는 노말클로즈단자(NC)에 접점이 연결되고 제4 릴레이(RY4)는 노말오픈단자(NO)에 접점이 연결된다. 이로 인해 제2 릴레이(RY2)는 리액터(50)의 제3 출력단자(T3)를 통해 출력되는 제1 전압(예컨대, 210V)이 선택되어 제3 및 제4 릴레이(RY3 및 RY4)를 통해 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 출력단자(AC output)를 통해 가로등으로 공급되도록 한다.
그런 후 209단계에서 CPU(40)는 리액터(50)로부터 전압강하된 210V의 교류전원이 공급되고 나서 제1 설정시간, 예컨대 2시간이 경과되었는지 검사하여 2시간이 경과되지 않았으면 207단계로 되돌아가 전술한 동작을 반복 수행하고, 2시간이 경과되었으면 210단계로 진행한다. 상기 210단계에서 CPU(40)는 릴레이 구동부(62)를 제어하여 제2 릴레이(RY2)를 구동시켜 미리 설정된 전압 예를 들어, 200V가 선택되도록 한다. 이때 제1 릴레이(RY1)는 릴레이 구동부(62)의 제1 릴레이 구동신호에 의해 노말오픈단자(NO)와 접점이 접속되도록 한다. 제1 릴레이(RY1)의 접점이 노말오픈단자(NO)에 연결되면 마그네트 스위치(MG1)에 전류흐름이 차단되어 마그네트 스위치(MG1)가 오프되어 교류전원 입력단자(AC Input)로 입력되는 입력교류전원이 교류전원 출력단자(AC output)로 바이패스되는 것을 차단한다. 그리고, 제2 릴레이(RY2)는 노말오픈단자(NO)에 접점이 연결된다. 이로 인해 제2 릴레이(RY2)는 리액터(50)의 제2 출력단자(T2)를 통해 출력되는 제2 전압(예컨대, 200V)이 선택되어 제3 및 제4 릴레이(RY3 및 RY4)를 통해 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 출력단자(AC output)를 통해 가로등으로 공급되도록 한다.
그런 후 211단계에서 CPU(40)는 전압감지부(20)로부터 감지된 교류입력전압이 220V보다 낮은 전압이 검출되는지 검사하여 220V보다 낮은 전압이 감지되면 전술한 208단계로 되돌아가 리액터(50)로부터 전압강하된 210V전압이 선택 출력되도록 하고, 상기 전압감지부(20)로부터 감지된 교류입력전압이 220V이상 전압이 검출되면 212단계로 진행한다. 상기 212단계에서 CPU(40)는 리액터(50)로부터 전압강하된 200V의 교류전원이 공급되고 나서 제2 설정시간, 예컨대 3시간이 경과되었는지 검사하여 3시간이 경과되지 않았으면 210단계로 되돌아가 전술한 동작을 반복 수행하고, 3시간이 경과되었으면 213단계로 진행한다. 상기 213단계에서 CPU(40)는 릴레이 구동부(62)를 제어하여 제3 릴레이(RY3)를 구동시켜 미리 설정된 전압 예를 들어, 190V가 선택되도록 한다. 이때 제3 릴레이(RY3)는 릴레이 구동부(62)의 제3 릴레이 구동신호에 의해 노말오픈단자(NO)와 접점이 접속되도록 한다. 제3 릴레이(RY3)의 접점이 노말오픈단자(NO)에 접속되면 제3 릴레이(RY3)는 리액터(50)의 제1 출력단자(T1)를 통해 출력되는 제3 전압(예컨대, 190V)이 선택되어 제4 릴레이(RY4)를 통해 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 출력단자(AC output)를 통해 가로등으로 공급되도록 한다.
그런 후 214단계에서 CPU(40)는 전압감지부(20)로부터 감지된 교류입력전압이 220V이상의 전압이 검출되는지 검사하여 220V이상의 전압이 검출되면 전술한 213단계로 되돌아가 리액터(50)로부터 전압강하된 190V전압이 선택 출력되도록 하고, 상기 전압감지부(20)로부터 감지된 교류입력전압이 220V이하의 전압이 검출되면 215단계로 진행한다. 상기 215단계에서 CPU(40)는 전압감지부(20)로부터 감지된 교류입력전압이 205V보다 낮은 전압이 검출되는지 검사하여 205V보다 낮은 전압이 감지되면 전술한 210단계로 되돌아가 리액터(50)로부터 전압강하된 200V전압이 선택 출력되도록 하고, 상기 전압감지부(20)로부터 감지된 교류입력전압이 205V이하의 전압이 검출되면 216단계로 진행한다. 상기 216단계에서 CPU(40)는 상기 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 입력되는 교류전원을 바이패스시켜 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 출력단자(AC output)로 즉시 출력되도록 제어한다. 이때 제1 및 제4 릴레이(RY1 및 RY4)의 접점이 노말클로즈단자(NC)로 접점이 연결되어 있다. 제1 릴레이(RY1)의 접점이 노말클로즈단자(NC)에 연결되어 있으면 마그네트 스위치(MG1)의 코일에 전류가 흐르게 되어 스위치 접점이 온되어 상기 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 입력되는 교류전원을 바이패스시켜 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 출력단자(AC output)로 즉시 출력되도록 한다.
상술한 본 발명의 일 실시예에서는 제1 커넥터(Con1)의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 입력되는 교류전원을 바이패스시킨 후 가로등을 예열시키기 위한 시간이 경과하면 단계적으로 210V, 200V, 190V를 선택하여 가로등의 전력을 절감하도록 하고 있으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 가로등을 점등시킨 후 210V를 선택하여 공급하고, 미리 설정된 시간 예를 들어, 210V를 공급한 후 2시간 경과 시 200V를 공급하고, 200V를 공급한 후 3시간 경과 시 190V를 선택하여 가로등을 점등함으로써 가로등의 전력을 절감할 수 있다.
그런데, 가로등에 220V를 공급할 때와 210V, 200V, 190V를 공급할 때와는 조도의 차이는 있으나 조도센서를 사용하여 측정하면 단계별로 조도의 차이를 확인할 수 있으나, 육안으로 조도의 차이를 느낄 수 없다는 것을 실험을 통해 검증되었다.
전술한 본 발명에 따른 가로등의 전력절감장치 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
10 : 교류전원 공급부, 20 : 전압감지부,
30 : 과전류 검출부, 40 : CPU,
50 : 리액터, 60 : 전압 선택부,
70 : 전원입력부, 80 : 테스트부,
90 : 강제 전압변환부

Claims (8)

  1. 가로등의 전력절감장치에 있어서,
    교류전원 입력단자를 통해 교류전원을 입력하고 교류전원 출력단자를 통해 가로등을 점등하기 위한 전원을 출력하는 커넥터와,
    상기 커넥터를 통해 입력된 교류전원을 전압강하하여 직류전원으로 변환하여 릴레이 구동전압(Vcc_RLY)과 전원전압(Vcc)을 출력하는 직류전원공급부와,
    상기 커넥터를 통해 입력된 교류전원의 전압레벨을 감지하는 전압감지부와,
    상기 커넥터의 입력전원 라인에 연결되어 상기 입력전원의 과전류를 검출하는 과전류검출부와,
    상기 직류전원공급부로부터 전원전압(Vcc)을 공급받아 동작되어 상기 과전류검출부로부터 과전류가 검출되지 않을 시 초기 가로등의 예열을 위해 설정된 시간동안 상기 교류전원을 상기 커넥터의 교류전원 출력단자로 바이패스시키도록 릴레이 구동 제어신호를 출력하고, 상기 가로등의 예열이 완료된 후 절전모드에서 가로등을 점등하기 위한 교류전원을 전압강하된 제1 내지 제3 전압을 단계적으로 선택하도록 릴레이 구동 제어신호를 출력하거나 상기 절전모드에서 가로등을 점등하기 위한 전압을 설정된 시간 경과시마다 전압강하된 제1 내지 제3 전압을 단계적으로 선택하도록 릴레이 구동 제어신호를 출력하는 제어부와,
    상기 커넥터를 통해 입력된 교류전원을 입력받아 전압강하된 복수의 전압을 각각 출력하는 리액터와,
    상기 제어부의 릴레이 구동 제어신호에 의해 상기 리액터로부터 출력되는 복수의 전압 중 하나를 선택하여 상기 커넥터를 통해 출력하는 전압선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등의 전력절감장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 전압선택부는,
    상기 제어부의 릴레이 구동 제어신호에 의해 상기 복수의 전압 중 하나를 선택하도록 제1 내지 제4 릴레이 구동신호를 출력하는 릴레이 구동부와,
    상기 릴레이 구동부로부터 출력된 제1 릴레이 구동신호에 의해 마그네트 스위치를 구동시키는 제1 릴레이와,
    상기 제1 릴레이의 구동에 의해 스위칭 온되어 상기 커넥터의 교류전원 입력단자(AC Input)를 통해 입력되는 교류전원을 바이패스시켜 상기 커넥터의 교류출력단자(AC output)로 즉시 출력되도록 하는 마그네트 스위치와,
    상기 릴레이 구동부로부터 출력된 제2 릴레이 구동신호에 의해 상기 리액터로부터 전압강하되어 출력되는 제1 및 제2 전압을 선택적으로 출력하는 제2 릴레이와,
    상기 릴레이 구동부로부터 출력된 제3 릴레이 구동신호에 의해 상기 리액터로부터 전압강하되어 출력되는 제3 전압과 상기 제2 릴레이로부터 선택된 제1 또는 제2 전압을 선택출력하는 제3 릴레이와,
    상기 릴레이 구동부로부터 출력된 제4 릴레이 구동신호에 의해 상기 제2 및 제3 릴레이로부터 선택된 전압을 출력하는 제4 릴레이와,
    상기 제1 및 제2 릴레이의 노말오픈단자(NO)와 노말클로즈단자(NC)에 각각 연결되고 상기 제3 릴레이의 노말클로즈단자(NC)에 연결되어 서지전압으로부터 보호하는 바리스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등의 전력절감장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 과전류검출부는,
    상기 커넥터로부터 입력되는 교류전원의 한 라인에 연결되어 교류입력전원의 전류를 검출하는 전류검출기와,
    상기 전류검출기를 통해 검출된 전원을 전파 정류하는 브릿지 다이오드와,
    상기 브릿지 다이오드로부터 전파 정류된 전원을 평활하는 저항(R4) 및 캐패시터(C12)와,
    상기 저항(R4) 및 캐패시터(C12)에 의해 평활된 직류전원의 전류를 제1 레벨로 조절하는 가변저항(VR1)과,
    상기 가변저항(VR1)에 의해 레벨조절된 직류전원을 안정화시키는 캐패시터(C13)와,
    상기 가변저항(VR1)에 의해 레벨조절된 직류전원의 전류를 다시 제2 레벨로 조절하는 가변저항(VR2)과, 상기 가변저항(VR2)에 의해 레벨조절된 직류전원을 안정화시키는 캐패시터(C14)와,
    상기 가변저항(VR2)에 의해 조절된 직류전원이 설정전압이상 상승될 시 통과시키는 제너다이오드(ZD2)와,
    상기 제너다이오드(ZD2)로부터 통과되는 전압에 의해 구동되어 콜렉터의 전위를 로우전위로 반전시키는 트랜지스터(Q1)와,
    상기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터와 전원전압(Vcc)사이에 접속된 풀업저항(R13)과, 상기 가변저항(VR1)의 조절단과 전원전압 사이에 연결된 제너다이오드(ZD1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등의 전력절감장치.
  4. 가로등의 전력절감방법에 있어서,
    전원스위치가 온되어 교류전원이 공급된 후 상기 가로등의 예열시간 동안 상기 입력된 교류전원을 바이패스시켜 가로등으로 공급하는 단계와,
    상기 가로등의 예열시간이 경과된 후 상기 입력된 교류전원의 과전류를 검출하는 단계와,
    상기 과전류가 검출될 시 상기 입력된 교류전원을 바이패스시켜 상기 가로등으로 공급하는 단계와,
    상기 과전류 검출단계에서 과전류가 검출되지 않을 시 상기 입력 교류전원의 전압레벨을 검출하는 단계와,
    상기 검출된 전압레벨이 정격전압이상으로 검출될 시 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계와,
    상기 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 입력된 교류전원이 정격전압이상으로 검출될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계와,
    상기 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 검출된 전압레벨이 정격전압이상으로 검출될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제3 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등의 전력절감방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 입력된 교류전원이 정격전압이하로 검출될 시 상기 입력된 교류전원을 바이패스시켜 가로등으로 공급하는 단계와,
    상기 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 입력된 교류전원이 정격전압이하로 검출될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계와,
    상기 제3 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 입력된 교류전원이 정격전압이하로 검출될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등의 전력절감방법.
  6. 가로등의 전력절감방법에 있어서,
    전원스위치가 온되어 교류전원이 공급된 후 상기 가로등의 예열시간 동안 상기 입력된 교류전원을 바이패스시켜 가로등으로 공급하는 단계와,
    상기 가로등의 예열시간이 경과된 후 상기 입력된 교류전원의 과전류를 검출하는 단계와,
    상기 과전류가 검출될 시 상기 입력된 교류전원을 바이패스시켜 상기 가로등으로 공급하는 단계와,
    상기 과전류 검출단계에서 과전류가 검출되지 않을 시 상기 입력 교류전원의 전압레벨을 검출하는 단계와,
    상기 검출된 전압레벨이 정격전압이상으로 검출될 시 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계와,
    상기 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 제1 설정시간이 경과될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계와,
    상기 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 제2 설정시간이 경과될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제3 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등의 전력절감방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 입력된 교류전원이 정격전압이하로 검출될 시 상기 입력된 교류전원을 바이패스시켜 가로등으로 공급하는 단계와,
    상기 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 입력된 교류전원이 정격전압이하로 검출될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제1 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계와,
    상기 제3 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급한 후 상기 입력된 교류전원이 정격전압이하로 검출될 시 상기 리액터로부터 전압강하된 복수의 전압 중 제2 전압을 선택하여 상기 가로등으로 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등의 전력절감방법.
  8. 제6 항 또는 제7 항에 있어서,
    상기 정격전압은 220V이고, 상기 제1 전압은 210V이며, 상기 제2 전압은 200V이고, 상기 제3 전압은 190V이며,
    상기 제1 설정시간은 2시간이고, 상기 제2 설정시간은 3시간인 것을 특징으로 하는 가로등의 전력절감방법.
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