KR20140124294A - Converter for LED emergency lapm - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 LED 비상등 컨버터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정전시에 배터리와 DC/DC 컨버터부를 연결하는 제1절체부와, DC/DC 컨버터부와 LED모듈을 연결하는 제2절체부의 작동시간 편차로 인해 제2절체부가 늦게 작동하여 무부하 상태가 됨으로써 LED가 부점등되는 문제를 방지하고, 배터리의 전압을 감지하여 방전종지전압 이하에 도달하면 배터리의 과방전을 방지하여 배터리의 재사용(재충전)이 곤란해지는 것을 방지하고, 점검스위치로 테스트시에 정전압부가 배터리로 출력하는 전압을 다운시켜 LED모듈의 오동작을 방지할 수 있는 LED 비상등 컨버터에 관한 것이고, 아울러 정전 시에는 DC/DC컨버터부가 동작하여 LED모듈에 안정적인 전류를 공급하며, 일정시간이 경과되면 LED모듈로 공급하는 전류를 낮추어서 점등시간을 연장할 수 있는 LED 비상등 컨버터에 관한 것이다.
The present invention relates to an LED emergency light converter, and more particularly, to an LED emergency light converter that includes a first transfer unit for connecting a battery and a DC / DC converter unit during a power failure, a second transfer unit for connecting the DC / DC converter unit and the LED module, The second switching unit is operated in a late state to be in a no-load state, thereby preventing the LED from being turned on and detecting the voltage of the battery to prevent over discharge of the battery when the voltage reaches the discharge end voltage. The present invention relates to an LED emergency light converter that prevents a trouble and prevents a malfunction of an LED module by lowering a voltage output from a constant voltage unit to a battery during a test using a test switch. LED emergency light that can supply stable current to the module and extend the lighting time by lowering the current supplied to the LED module after a certain period of time It relates to the butter.
주지하다시피 비상등은 평상시에는 상용전원으로 점등되고, 정전 등의 비상시에는 내장된 배터리의 전원으로 점등되어 실내가 어둡게 되는 것을 방지하거나 대피방향을 안내하는 조명장치이다. As is known, an emergency light is normally turned on by a commercial power supply, and when an emergency such as a power failure occurs, it is illuminated by a power source of the built-in battery to prevent darkening of the room or guide the evacuation direction.
LED는 조도는 높으면서도 소비전력은 적고, 반영구적인 수명을 갖고, 친환경적, 감성적 조명 등의 다양한 장점을 가져, 최근 비상등의 광원으로 사용되고 있다.
LEDs have a variety of advantages such as high illumination, low power consumption, semi-permanent lifetime, environmentally friendly, and emotional lighting, and are now being used as light sources for emergency lighting.
정전시에 LED가 점등될 수 있도록 LED 비상등 컨버터에 관한 종래기술로는 등록특허 제0896529호 "LED 조명용 비상전원 구동장치", 등록특허 제1216570호 "UPS수단을 구비한 엘이디 형광등" 등이 개시되었다.
Prior art No. 0896529 entitled " Emergency Power Supply Device for LED Lighting ", Registered Patent No. 1216570 "LED Fluorescent Lamp with UPS means" and the like have been disclosed in the prior art relating to LED emergency light converters so that LEDs can be turned on during a power failure .
상기 종래기술에서도 확인할 수 있듯이, LED 비상등 컨버터는 일반적으로 배터리, 평상시에 상용전원으로 배터리를 충전시키는 충전부(직류부), 배터리가 방전하는 전원을 LED의 점등에 적합한 전원으로 변하는 DC/DC 컨버터부, 정전이되면 배터리와 DC/DC 컨버터부를 연결하는 제1절체부와, DC/DC 컨버터부와 LED모듈을 연결하는 제2절체부로 구성된다. The LED emergency light converter generally includes a battery, a charging unit (DC unit) for charging the battery with a commercial power at normal times, a DC / DC converter unit for converting a power source for discharging the battery into a power source suitable for lighting the LED, A first transfer unit for connecting the battery and the DC / DC converter unit when a power failure occurs, and a second transfer unit for connecting the DC / DC converter unit and the LED module.
상기 제1절체부와 2 절체부는 보통 전기적으로 뿐만 아니라 물리적으로도 온오프가 확실한 릴레이를 사용하는데, 제1절체부와 제2절체부는 동시에 작동하기 어렵고 약간의 시간 차이가 발생하기 마련이다. The first transfer part and the second transfer part normally use a relay which is electrically not only electrically but also physically on-off reliably. The first transfer part and the second transfer part are difficult to operate simultaneously and a slight time difference occurs.
이때, 상기 제2절체부가 늦게 작동하는 때에 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다. At this time, the following problem may occur when the second switching unit is operated late.
첫째, 제1절체부가 작동하여 배터리의 전원이 DC/DC 컨버터부에 공급되는 상황에서 제2절체부가 작동하지 아니하여 DC/DC 컨버터부는 무부하(즉, LED모듈이 DC/DC 컨버터부와 연결되어 있지 않음) 상태가 된다. 무부하 상태가 되면 비상등 컨버터는 과전압을 감지하여 비사등 컨버터가 Shut Down되어 동작을 멈추게 된다. First, when the first switching unit is operated and the power of the battery is supplied to the DC / DC converter unit, the second switching unit does not operate and the DC / DC converter unit is not loaded (that is, the LED module is connected to the DC / ). When no load is applied, the emergency light converter detects an overvoltage and the non-flash converter is shut down and stops operating.
둘째, 최근의 비상등 컨버터는 배터리의 과방전을 방지하고, 자신과 LED모듈의 손상을 방지하는 기능을 가져서, 무부하 상태에서 출력 과전압 보호기능이 동작하여 동작을 멈추게 되므로, 제2절체부가 늦게 작동하여 무부하 상태로 있으면 동작을 하지 않게 되고, 늦게 제2절체부가 작동하여도 동작을 개시하지 아니하여 LED가 점등되지 않을 수 있다.
Second, the recent emergency light converter has a function of preventing over discharge of the battery and preventing damage to itself and the LED module, so that the output overvoltage protection function is operated in the no-load state to stop the operation, If no load is applied, the operation is not performed, and even if the second transfer unit is operated late, the operation is not started and the LED may not be turned on.
그리고 비상등 컨버터는 상용전원이 입력되고 있는 상태에서 강제로 제1절체부와 제2절체부를 작동시켜, 정상적으로 작동되는지 여부를 점검하기 위한 테스트부를 갖는다. The emergency light converter has a test unit for operating the first change-over unit and the second change-over unit in a state in which the commercial power supply is being input, for checking whether the normal change-over unit is normally operated.
그런데 이 테스트는 상용전원이 정상적으로 공급되고 있는 상태에서 하는 것이어서 다음과 같은 문제가 발생될 수 있다. However, this test is performed in a state in which the commercial power is normally supplied, so that the following problems may occur.
배터리를 충전시키는 충전라인과 배터리가 전원을 방전하는 방전라인이 연결되어 있는 경우에, When the charging line for charging the battery and the discharging line for discharging the power supply of the battery are connected,
배터리가 분리되어 DC/DC 컨버터부에 공급되지 않더라도, 배터리를 충전시키는 전원이 충전라인을 통해 DC/DC 컨버터부에 공급되기 때문에 LED모듈이 희미하게 점등되어 오동작할 수 있다.
Even if the battery is not separated and supplied to the DC / DC converter unit, since the power for charging the battery is supplied to the DC / DC converter unit through the charging line, the LED module may faintly light up and malfunction.
그리고 비상등은 정전시에 되도록 장시간 점등이 유지되어 보다 많은 사람들이 대피할 수 있는 시간을 확보해 주는 것이 중요하다. 그런데 배터리의 용량은 한계가 있으므로, 배터리의 용량 내에서 점등시간을 연장할 필요가 있다.
It is important that the emergency lights stay on for a long period of time in case of a power failure so that more people can be evacuated. However, since the capacity of the battery is limited, it is necessary to extend the lighting time within the capacity of the battery.
본 발명은 위와 같이 종래기술에 따른 LED 비상 컨버터가 갖는 문제를 해결하고, 요구되는 필요성을 충족하기 위해 안출된 발명으로서, 정전시 작동하는 제1절체부와 제2절체부의 작동시간의 편차로 비상등 컨버터(보다 구체적으로 DC/DC 컨버터부)가 무부하 상태로 되어 손상되거나 LED가 점등이 안되는 사고를 방지할 수 있고, 정상작동 여부의 점검을 위한 테스트시에 오동작하는 문제를 방지할 수 있고, 정전시에 점등시간을 보다 길게 유지할 수 있는 LED 비상등 컨버터를 제공함을 목적으로 한다.
In order to solve the problems of the LED emergency converter according to the prior art as described above and to meet the required need, the present invention provides an LED emergency converter in which the operation time of the first transfer part and the second transfer part, It is possible to prevent an accident that the converter (more specifically, the DC / DC converter unit) is damaged due to no load, or that the LED does not light up, and it is possible to prevent a malfunction in the test for checking whether the converter is normal, And to provide a LED emergency light converter that can keep the lighting time longer.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 비상등 컨버터는According to an aspect of the present invention, there is provided an LED light-
배터리;battery;
입력되는 상용전원을 직류전원으로 변환하여 상기 배터리를 충전시키는 직류부;A direct current part for converting the input commercial power into direct current power to charge the battery;
상기 배터리에서 방전되는 전원으로 LED를 점등시키는 DC/DC 컨버터부;A DC / DC converter unit for turning on an LED with a power source discharged from the battery;
상용전원의 입력이 차단되면 상기 배터리와 DC/DC 컨버터부를 연결하는 제1절체부와, 상기 DC/DC 컨버터부와 LED를 연결하는 제2절체부;A first switch for connecting the battery and the DC / DC converter when the input of the commercial power is interrupted; a second switch for connecting the DC / DC converter to the LED;
상기 제1절체부가 작동한 후에 상기 제2절체부가 작동하기 전에 상기 DC/DC 컨버터부가 무부하 상태가 되는 것을 방지하는 무부하방지부;를 포함하여 이루어진다.
And a no-load preventing unit for preventing the DC / DC converter unit from becoming a no-load state before the second transferring unit is operated after the first transferring unit is operated.
그리고 상기 배터리의 분리 여부를 감지하는 분리감지부와,A separation sensing unit for sensing whether the battery is detached,
상기 배터리의 전압을 감지하여, 방전종지전압이 되면 상기 DC/DC 컨버터부를 개방시켜 과방전을 방지하는 과방전감지부를 포함하는 배터리보호부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
And a battery protection unit for detecting a voltage of the battery and opening the DC / DC converter unit when the voltage reaches a discharge end voltage to prevent an over discharge.
상기 제1절체부와 제2절체부를 강제로 작동시켜 정상 동작 여부를 테스트하는 테스트부;A test unit for forcibly operating the first transfer unit and the second transfer unit to test normal operation;
상기 직류부에서 출력되는 전압을 정전압화하여 상기 배터리로 공급하는 정전압부; A constant voltage unit configured to supply a voltage output from the direct current unit to a constant voltage;
상기 테스트부의 테스트시에 상기 정전압부의 출력 전압을 다운시키는 다운부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
And a down unit for lowering the output voltage of the constant voltage unit during the test of the test unit,
상기 DC/DC 컨버터부는 The DC / DC converter unit
상기 배터리에서 방전되는 전원을 승압시키는 승압코일(L1)과, A boost coil L1 for boosting a power source discharged from the battery,
스위칭하여 상기 승압코일(L1)에서 승압이 되도록 하는 승압트랜지스터(Q2)와,A step-up transistor (Q2) for switching and causing the step-up coil (L1) to be stepped up,
과전압이나 과전류가 감지되면 온오프하여 상기 배터리의 방전을 제어하는 방전트랜지스터(Q5)와, A discharge transistor Q5 for turning on and off the discharge of the battery when an overvoltage or an overcurrent is detected,
상기 승압트랜지스터(Q2)와 방전트랜지스터(Q5)를 제어하는 마이컴(U101)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
And a microcomputer (U101) for controlling the step-up transistor (Q2) and the discharge transistor (Q5).
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 LED 비상등 컨버터는 정전시에 제1절체부와 제2절체부의 작동시간 편차로 인해 비상등 컨버터가 손상되거나 LED가 점등되지 않는 사고를 방지하고, 정상작동 여부의 점검을 위한 테스트시에 배터리가 분리되어 없거나 완전방전으로 DC/DC 컨버터부가 동작하지 않는 상황인데도 이를 알리는 알림부 램프가 소등되는 오동작을 방지하고, 정전 초기에는 LED를 밝게 점등하고 일정시간이 경과하면 조도를 낮추어 LED의 점등시간을 연장하여 보다 많은 사람이 대피할 수 있는 시간을 확보하고, 배터리의 전압이 방전종지전압 이하로 떨어지면 즉시 방전을 중단시켜 배터리의 과방전을 방지하고, 제품을 보다 경량화, 소형화하고 발열을 줄여 경쟁력이 뛰어난 발명으로 산업발전에 매우 유용한 발명이다.
The LED emergency light converter according to the present invention having the above-described configuration prevents an accident that the emergency light converter is damaged or the LED is not turned on due to an operation time deviation between the first transfer unit and the second transfer unit during a power failure, The DC / DC converter unit does not operate due to the absence of the battery or the complete discharge during the test for preventing the malfunction that the notification lamp is turned off. In the initial stage of the power failure, the LED is brightly turned on, To extend the lighting time of the LED to secure more time for more people to evacuate and to prevent the over discharge of the battery by stopping the discharge immediately when the voltage of the battery drops below the discharge end voltage, It is an invention that is very useful for industrial development because it is miniaturized and has excellent competitive power by reducing heat generation.
도 1 은 본 발명에 따른 LED 비상 컨버터의 개략적인 블럭 구성도.
도 2,3,4 는 본 발명에 따른 LED 비상 컨버터의 회로도.1 is a schematic block diagram of an LED emergency converter according to the present invention;
2 is a circuit diagram of an LED emergency converter according to the present invention;
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 LED 비상 컨버터에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, the LED emergency converter according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
본 발명은 상세하게 설명하기에 앞서, Before describing the present invention in detail,
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. While the present invention has been described in connection with certain embodiments, it is obvious that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.In the drawings, the same reference numerals are used for the same reference numerals, and in particular, the numerals of the tens and the digits of the digits, the digits of the tens, the digits of the digits and the alphabets are the same, Members referred to by reference numerals can be identified as members corresponding to these standards.
또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.In the drawings, the components are expressed by exaggeratingly larger (or thicker) or smaller (or thinner) in size or thickness in consideration of the convenience of understanding, etc. However, It should not be.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term " comprising " or " consisting of ", or the like, refers to the presence of a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
도1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 LED 비상등 컨버터는 LED모듈, 배터리, 직류부(10), 제1,2절체부(21, 22), 무부하방지부(30), 배터리보호부(40), 테스트부(50), 정전압부(60), 다운부(70), DC/DC 컨버터부(80), 표시부(90)의 구성요소로 대별된다.
1, the LED emergency light converter according to the present invention includes an LED module, a battery, a
이들 구성요소들의 작동을 간략히 설명하면 다음과 같다. The operation of these components will be briefly described as follows.
상용전원이 공급되는 평상시에는 스위치(SW)가 온되어 있으면 상시용 컨버터(3)가 작동하여 LED모듈(1)에 전원을 공급하여 LED가 점등되도록 하고, 본 발명의 비상등 컨버터(5)는 보충충전방식으로 배터리가 만충 상태를 유지하도록 한다. The
정전 등의 이유로 같이 상용전원의 공급이 차단되는 비상시에는 상기 제1절체부(21)와 제2절체부(22)가 각각 배터리(B)와 DC/DC 컨버터부(80), DC/DC 컨버터부(80)와 LED모듈(1)를 연결하여 배터리의 전원에 의해 LED모듈(1)의 LED가 점등되도록 한다.
The
상기 직류부(10)는 상용전원을 공급받아 비상등 컨버터(5)의 작동을 위한 전원과, 상기 제1,2절체부(21,22)를 구동시키기 위한 직류전원을 만들고, 직류부에서 만들어진 직류전원은 상기 정전압부(60)를 통해 배터리(B)를 충전시킨다.
The direct
상기 제1,2절체부(21, 22)는 상용전원이 공급되는 때에는 릴레이가 온되어 있다가 상용전원의 공급이 차단되는 때에 배터리(B)와 DC/DC 컨버터부(80), DC/DC 컨버터부(80)와 LED모듈(1)를 전기적으로 연결한다.
When the commercial power is supplied, the first and
상기 무부하방지부(30)는 상기 제1절체부(21)와 제2절체부(22)의 작동시간 편차로 상기 DC/DC 컨버터부(80)가 무부하 상태가 되지 않도록 하여, DC/DC 컨버터부(80)의 손상을 방지하고 LED가 점등되지 않는 사고가 발생되지 않도록 한다.
The no-
상기 배터리보호부(40)는 배터리가 분리되었는지 여부와, 배터리의 전압이 방전종지전압 이하가 되었는지를 감지하고, 배터리가 분리되어 제거된 때와 방전종지전압 이하가 된 때에는 표시부(90)를 적색으로 점등시켜 이를 알리고, 방전종지전압이하가 되면 배터리의 방전을 중단시켜 과방전을 방지한다.
The
상기 테스트부(50)는 비상등 컨버터(5)가 정상적으로 작동하는지 여부를 점검하는 테스트시에 상기 제1,2절체부(21,22)를 강제로 작동시켜 배터리의 전원으로 LED를 점등시킨다.
The
상기 정전압부(60)는 상기 직류부(10)에서 출력되는 직류전원을 정전압화하여 배터리(B)를 충전시키고, 배터리(B)가 만충되면 자동으로 충전전류를 차단하고, 자연 방전으로 배터리의 전압이 낮아지면 자동으로 충전전류를 공급하여 배터리가 항시 만충 상태를 유지하도록 한다.
The
상기 다운부(70)는 점검을 위한 상기 테스트부(50)의 작동시에 상기 정전압부(60)가 출력하는 전압(전류)를 낮추어 배터리(B)에 이상(예; 분리, 과방전)이 있음에도 LED가 점등되거나 표시부(90)의 적색 LED가 소등되는 등의 오동작이 발생되지 않도록 한다.
The down
상기 DC/DC 컨버터부(80)는 정전 등의 비상시에 배터리가 방전하는 전원을 승압시키고, LED의 점등에 적합한 전압과 전류로 변환하여 LED모듈(1)에 공급하고, LED모듈(1)이 무부하가 되거나 과전류가 흐르는 때에 동작을 멈춰 보호하고, 배터리의 방전 초기에는 LED가 높은 조도로 점등되도록 하다가 일정시간이 경과되면 조도를 낮추어 보다 장기간 점등될 수 있도록 한다.
The DC /
상기 표시부(90)는 상기 직류부(10)에서 전원이 공급되면, 즉, 상용전원이 입력되면 녹색 LED가 점등되어 이를 알리고, 상기 배터리보호부(40)에서 배터리가 분리됨을 감지하거나 과방전으로 감지지면 적색 LED가 점등되어 이를 알린다.
When the power is supplied from the direct
이하에서는 도2 내지 도4의 회로도를 참조하여 본 발명에 따른 LED 비상등 컨버터(5)에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the LED
도2는 상기 직류부(10)와 테스트부(40)에 대한 회로도이다. 2 is a circuit diagram of the
이하에서는 상용전원이 입력되는 입력측(도면에서 좌측)에서부터 상기 직류부(10)의 회로 구성에 대하여 설명한다. Hereinafter, the circuit configuration of the direct
상용전원으로 과전류가 입력되는 때에 이를 차단하여 컨버터를 보호하는 퓨즈(F1)와, 상용전원으로 순간적인 과전압 즉, 서지전압이 입력되는 때에 클램핑하여 이를 차단하여 컨버터를 보호하는 바리스터(MOV1)가 연결되어 있다. A fuse F1 for protecting the converter by blocking the overcurrent when the overcurrent is inputted to the commercial power supply and a varistor MOV1 for protecting the converter by clamping the instantaneous overvoltage, that is, the surge voltage, .
상기 바리스터(MOV1) 뒤로는 상용전원을 전파 정류하여 맥류전원으로 변환하는 브릿지다이오드(D1~D4)와, 이를 평활하여 직류화하는 캐패시터(C24)가 연결된다. Behind the varistor (MOV1) are connected bridge diodes (D1 to D4) for full-wave rectification of a commercial power source into a pulsating current source, and a capacitor (C24)
상기 캐패시터(C24) 뒤로는 직류화된 상용전원을 강압하는 트랜스(T1)이 연결되고, 상기 캐패시터(C24)와 트랜스(T1) 사이에는 상기 트랜스(T1)에서 강압이 행해지도록 직류화된 상용전원을 PWM 방식으로 스위칭하는 스위칭부(11)가 연결된다. A transformer T1 for reducing DC power is connected to the rear of the capacitor C24 and a commercial power source DC is provided between the capacitor C24 and the transformer T1 so that the transformer T1 is stepped down. And a switching
상기 스위칭부(11)는 상기 트랜스(T1)로 입력되는 전압(전류)과 트랜스(T1)에 출력되는 전압(전류)를 입력받고 이를 토대로 스위칭을 제어하여 직류부(10)에서 정전압과 정전류의 전원이 출력되도록 한다. The switching
상기 트랜스(T1)의 뒤로는 트랜스(T1)에 강압된 전원을 정류 및 평활하여 직류화하는 다이오드(D15)와 캐패시터(C26)가 연결된다. A diode D15 and a capacitor C26 are connected behind the transformer T1 for rectifying and smoothing the power supplied to the transformer T1 and transforming it into DC.
그 뒤로는 직류부(10)에 생성되어 출력되는 전압과 전류를 감지하여 상기 스위칭부(11)로 피드백시킴으로써 직류부(10)에서 정전압과 정전류가 생성 출력되도록 하는 피드백부(13)가 연결된다. The
상기 피드백부(13) 뒤로는 다시 한번 평활 및 정류하는 캐패시터(C12)와 다이오드(D17)가 연결된다. Behind the
상기 직류부(10)의 출력측에는 상용전원이 공급되는지 여부를 표시하는 표시부(90)로서 녹색 LED(91)가 연결되고, 그리고 상기 제1절체부((21)와 제2절체부(22)의 구동코일(RY1-B, RY2-B ; 도3 참조)이 연결된다.
A
상기 테스트부(40)는 상기 직류부(10)가 공급하는 전원으로 구동되고, 점검을 위한 작동시에 상기 직류부(10)가 상기 제1절체부((21)와 제2절체부(22)의 구동코일(RY1-B, RY2-B ; 도3 참조)에 공급하는 전원을 차단함으로써, 상기 제1절체부((21)와 제2절체부(22)를 강제로 작동시킨다. The
상기 테스트부(40)는 온오프하여 상기 구동코일(RY1-B, RY2-B ; 도3 참조)로 전원을 공급 또는 차단하는 트랜지스터(Q1)와, 점검자가 수동으로 눌러 상기 트랜지스터(Q1)를 턴오프시키는 점검버튼(SW1)과, 리모콘으로부터 점검신호를 받아 상기 트랜지스터(Q1)를 턴오프시키는 무선점검부(41)를 포함하여 이루어진다.
The
이하에서는 도3을 참조하여 설명한다. The following description will be made with reference to Fig.
상기 정전압부(60)는 상기 직류부(10)의 출력전원을 정전압화하여 배터리를 충전시킨다. The
상기 정전압부(60)는 트랜지스터(Q5)와, 상기 트랜지스터(Q5)를 온오프시켜 정전압이 출력되도록 하는 션트레귤레이터(Reg1)와, 상기 직류부(10)의 출력전압을 전압분배하여 상기 션트레귤레이터(Reg1)로 트리거신호로 인가하는 두 저항(R18, R20)을 포함하여 이루어진다. 상기 두 저항(R18, R20)에 의해 감지되고 전압분배된 상기 직류부(10)의 출력전압에 의해 상기 션트레귤레이터(Reg1)가 상기 트랜지스터(Q4)를 온오프시켜 정전압부(60)에서 출력되어 배터리(B)로 공급되는 전압이 일정하게 유지되도록(즉, 정전압이 되도록) 한다. The
그리고 배터리(B)가 만충되어 배터리(B)의 전압과 상기 정전압부(60)의 출력 전압이 같아지면, 상기 정전압부(60)는 더 이상 충전 전류를 상기 배터리(B)로 공급하지 아니하여 배터리의 과충전을 방지한다.
When the voltage of the battery B becomes equal to the output voltage of the
상기 다운부(70)는 상기 정전압부(60)의 두 저항(R18, 20)에 병렬 연결되어 상기 테스트부(50)에서 테스트 동작이 행해지면 상기 정전압부(60)에서 출력되는 전압의 세기를 다운시킨다. 다시 말해 상기 두 저항(R18, R20)에서 전압분배되어 감지되는 상기 직류부(10)의 전압 세기를 낮추어 상기 션트레귤레이터(Reg1)가 보다 낮은 전압에서 상기 트랜지스터(Q4)를 턴오프시키도록 하여 상기 정전압부(60)의 출력전압의 낮아지도록 한다. The down
상기 다운부(70)는 상기 테스트부(50)의 작동시에 턴온되어 상기 션트레귤레이터(Reg1)를 트리거시키는 두 저항(R18, R20)에 인가되는 전압을 낮추는 트랜지스터(Q3)와, 상기 트랜지스터(Q3)의 안정적인 동작을 위한 저항들(R23,R24,R34)을 포함한다. The down
상기 다운부(70)는 상기 테스트부(50)를 통한 본 발명의 비상등 컨버터(5)의 정상 작동에 대한 점검시에 오동작을 방지한다. The down
다시 말해, 테스트는 상용전원이 정상적으로 공급되는 상황에서 강제로 배터리(B)와 DC/DC 컨버터부(80)를 연결하여 배터리(B)와 DC/DC 컨버터부(80)가 정상적으로 작동하여 LED모듈(1)의 LED를 점등시키는지를 테스트하고, 이상이 있을 경우에 상기 표시램프(90)의 적색 LED(93)가 점등되어 이를 표시하는지 등을 테스트하게 되는데, 도3에서 보는 바와 같이 상기 배터리(B)의 방전라인(DL)은 충전라인(CL)에 연결되어 있어서 상기 정전압부(60)에서 출력되는 전원이 충전라인(CL)과 방전라인(DL)을 통해 상기 DC/DC 컨버터부(80)에 공급되어 테스트시에 오동작을 유발할 수 있다. In other words, in the test, when the commercial power is normally supplied, the battery B and the DC /
예를 들면, 배터리가 연결되어 있지 않거나, 배터리가 완전방전되어 배터리가 방전하는 전원이 없고 충전도 되지 않는 경우(이경우는 배터리가 연결되어 있지 않은 경우와 마찬가지임)에 상기 테스트부(50)가 작동하더라도 배터리(B)에서 방전되는 전원이 없으므로 LED모듈(1)의 LED는 점등되지 않고 표시부(90)의 적색LED(93)는 점등되어야 정상적인 테스트 결과인데, 상기 정전압부(60)의 출력전압이 충전라인(CL)과 방전라인(DL)을 통해 상기 DC/DC 컨버터부(80)로 공급되어 LED모듈(1)의 LED가 점등될 수 있다. 물론, 점등되더라도 DC/DC 컨버터부(80)에 전해지는 정전압부(60)의 출력전압이 약해서 희미하게 점등될 것이지만, 점등되는 것 자체가 테스트에 대한 오동작이다. For example, if the battery is not connected, or if the battery is completely discharged and there is no power to discharge the battery and the battery can not be charged (in this case, the battery is not connected), the
상기 다운부(70)는 테스트시에 상기 정전압부(60)에서 출력되는 전압을 낮추어서, 위와 같이 테스트부(50)를 통한 테스트시에 상기 정전압부(60)에서 출력되는 전원에 의해 오동작이 발생될 수 있는 소지를 없앤다.
The down
상기 배터리보호부(40)는 상기 배터리(B)의 분리 여부를 감지하는 분리감지부와, 상기 배터리(B)의 과방전 여부를 감지하는 과방전감지부를 포함한다. The
상기 분리감지부는 반전단자(-)로 기준전압을 입력받고 두 저항(R9, R7)을 통해 비반전단자로(+)로 배터리의 전압을 입력받아 비교함으로써 배터리의 유무를 판단하는 제1비교기(U3-B)를 포함한다. 상기 제1비교기(U3-B)는 배터리가 연결되어 있지 아니한 때에는 하이신호를 출력하여 상기 표시부(90)의 적색LED(93)를 점등시켜 이를 관리자에게 알린다. The separation sensing unit receives a reference voltage as an inverting terminal (-) and receives a voltage of the battery as a non-inverting terminal through the two resistors (R9 and R7) U3-B). When the battery is not connected, the first comparator U3-B outputs a high signal to turn on the
상기 과방전감지부는 비반전단자(+)로 기준전압을 입력받고 두 저항(R21, R25)을 통해비반전단자로(-)로 배터리의 전압을 입력받아 비교함으로써 배터리의 과방전 여부를 판단하는 제2비교기(U3-A)를 포함한다. 상기 제2비교기(U3-A)는 배터리의 전압이 방전종지전압 이하가 되면 하이신호를 출력하여 상기 표시부(90)의 적색LED(93)를 점등시켜 이를 관리자에게 알린다. 또한, 상기 제2비교기(U3-A)는 배터리의 전압이 방전종지전압 이하가 되면 트랜지스터(Q6)를 턴온시켜 상기 DC/DC 컨버터부(80)의 방전트랜지스터(Q5)를 턴오프시켜 DC/DC 컨버터부(80)의 작동을 중지시킴으로써 배터리가 더 이상 방전을 하지 않도록 하여 과방전을 방지한다.
The overdischarge detector receives a reference voltage as a non-inverting terminal (+) and receives a voltage of the battery as a non-inverting terminal through the two resistors (R21 and R25) And a second comparator U3-A. The second comparator U3-A outputs a high signal when the voltage of the battery is equal to or less than the discharge end voltage, thereby lighting up the
상기 제1절체부(21)와 제2절체부(22)는 각각 전원이 투입되면 전자력을 발생시키는 구동코일(RY1-B, RY2-B)과 상기 구동코일(RY1-B, RY2-B)에서 발생되는 전자력으로 스위칭되는 마그넷스위치(RY1-A, RY2-A)로 구성된다. 즉, 상기 제1절체부(21)와 제2절체부(22)는 전기적으로 뿐만 아니라 물리적으로 온오프되는 릴레이를 사용한다. The
상기 두 구동코일(RY1-B, RY2-B)은 상용전원이 공급되는 평상시에는 상기 직류부(10)의 전원을 인가받고, 그에 따라 발생되는 전자력으로 상기 두 마그넷스위치(RY1-A, RY2-A)가 온되어 있도록(즉, DC/DC 컨버터부(80)가 배터리(B) 및 LED모듈(1)에 연결되어 있지 않도록) 하고, 정전으로 상용전원의 공급이 차단되면 전자력이 소멸하여 상기 두 마그넷스위치(RY1-A, RY2-A)가 오프되어 있도록(즉, DC/DC 컨버터부(80)가 배터리(B) 및 LED모듈(1)에 연결되도록) 한다.
The two drive coils RY1-B and RY2-B are supplied with power from the
상기 무부하방지부(30)는 릴레이를 사용하는 상기 제1절체부(21)와 제2절체부(22)의 작동시간 편차로 인해, 정전시에 상기 제2절체부(22)가 제1절체부(21) 보다 늦게 작동함으로써 상기 DC/DC 컨버터부(80)가 무부하 상태가 되는 것을 방지한다. The non-load preventing
정전으로 상기 제1절체부(21)와 제2절체부(22)가 작동을 함에 있어서, 상기 제1절체부(21)가 먼저 작동을 하면 상기 배터리(B)의 전원을 공급받은 DC/DC 컨버터부(80)는 상기 제2절체부(22)가 작동하기 전에 무부하 상태가 되어 과전압을 출력하면서 손상을 입을 수 있고, DC/DC 컨버터부(80)의 마이컴(U101)은 과전압보호 기능이 있어서 무부하 상태에서 동작을 멈추고 늦게 제2절체부(22)가 작동하여도 무부하 상태로 판단하여 동작을 하지 않음으로써 LED모듈(1)을 점등시키지 않을 수 있다. When the
이와 같이 상기 제1절체부(21)와 제2절체부(22)의 작동시간 편차로 인해 정전 초기에 상기 DC/DC 컨버터부(80)가 무부하 상태가 되는 것을 방지하기 위해 상기 무부하방지부(30)가 상기 제2절체부(22)의 마그넷스위치(RY2-A)에 병렬연결된다. In order to prevent the DC /
상기 무부하방지부(30)는 다이오드(D6)를 사용하고, 상기 제2절체부(22)의 마그넷스위치(RY2-A)가 온되기 전에 상기 DC/DC 컨버터부(80)와 LED모듈(1)을 연결하여 상기 DC/DC 컨버터부가 무부하 상태가 되지 않도록 하고, 마그넷스위치(RY2-A)가 온된 후에는 아무 기능을 하지 않는다.
The no-
상기 DC/DC 컨버터부(80)는 상기 배터리에서 방전되는 전원을 승압시킨 후에 LED모듈(1)의 LED 점등에 적합한 전압과 전류로 변환하여 공급한다. The DC /
상기 DC/DC 컨버터부(80)는 상기 배터리에서 방전되는 전원을 승압시키는 승압코일(L1)과, 스위칭하여 상기 승압코일(L1)에서 승압이 되도록 하는 승압트랜지스터(Q2)와, 상기 승압트랜지스터(Q2)에서 승압된 전원을 정류하고 평활하여 LED의 점등에 적합한 정전압 및 정전류화 하는 다이오드(D5) 및 캐패시터(C4)와, 과전압이나 과전류가 감지되면 온오프하여 상기 배터리의 방전을 제어하는 방전트랜지스터(Q5)와, 상기 승압트랜지스터(Q2)와 방전트랜지스터(Q5)를 제어하는 마이컴(U101)을 포함하여 이루어진다.
The DC /
도4는 상기 DC/DC 컨버터부(80)의 마이컴(U101)과 그 주변회로를 도시한 것이다. FIG. 4 shows a microcomputer U101 of the DC /
상기 마이컴(U101)은 1번단자를 통해 상기 배터리(B)가 방전하는 전압의 세기를 감지하고, 8번단자를 통해 상기 승압트랜지스터(Q2)에서 승압된 전류를 2단제어하고, 2번단자를 통해 상기 승압트랜지스터(Q2)의 온오프 스위칭을 제어하고, 6번단자를 통해 상기 방전트랜지스터(Q5)의 온오프 스위칭을 제어하고, 5번단자를 통해 LED모듈(1)에 공급되는 전압을 감지하고, 4번단자를 통해 LED모듈(1)로 공급되는(공급 후 출력되는) 전류를 감지한다. The microcomputer U101 senses the intensity of the voltage discharged by the battery B through the terminal No. 1 and controls the current boosted by the step-up transistor Q2 through the terminal No. 8 to two stages, Off switching of the step-up transistor Q2 through the sixth terminal, controls on-off switching of the discharge transistor Q5 through the sixth terminal, and supplies the voltage supplied to the
상기 마이컴(U101)은 1번단자, 8번단자, 5번단자 및 4번단자에서 감지되는 전압과 전류를 가지고 상기 승압트랜지스터(Q2)의 스위칭을 제어하여 LED모듈에 일정한 크기의 정전압과 정전류가 지속적으로 공급되도록 하고, 보다 오랜시간 LED가 점등될 수 있도록 점등 초기에는 LED가 밝게 점등되도록 하고, 일정시간이 경과(또는 배터리의 전압이 일정수준이 되면)하면 LED모듈(1)로 공급하는 전류를 낮추어 낮은 조도로 LED가 점등되도록 한다. 또한, LED모듈(1)에 과전압이나 과전류가 인가되는 때에는 상기 방전트랜지스터(Q5)를 오프시켜 보호한다. The microcomputer U101 controls the switching of the step-up transistor Q2 with the voltage and current sensed at the first terminal, the eighth terminal, the fifth terminal and the fourth terminal so that the constant voltage of the constant voltage and the constant current (Or when the voltage of the battery reaches a certain level) so as to continuously supply the
그리고 도4의 Q101 트랜지스터는 DC/DC컨버터의 8번단자를 통하여 출력전류를 2단으로 제어한다.
The transistor Q101 of FIG. 4 controls the output current through two terminals of the DC / DC converter.
또한 상기DC/DC 컨버터부(80)는 Closed Loop방식으로 LED모듈의 출력전류를 제어하기 때문에 밧데리의 전원이 변동이 되어도 일정한 출력전류를 유지하고 DC/DC변환 효율이 95% 이상이므로 비상시 점등시간을 길게 할 수 있다.
Also, since the DC /
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 LED 비상등 컨버터에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the present invention is not limited thereto and that various changes and modifications may be made therein by those skilled in the art. Should be interpreted as belonging to the scope.
10 : 직류부 20 : 제1,2절체부
30 : 무부하방지부 40 : 배터리보호부
50 : 테스트부 60 : 정전압부
70 : 다운부 80 : DC/DC 컨버터부10: direct current part 20: first and second switching parts
30: No-load prevention part 40: Battery protection part
50: test section 60: constant voltage section
70: DOWN part 80: DC / DC converter part
Claims (4)
입력되는 상용전원을 직류전원으로 변환하여 상기 배터리를 충전시키는 직류부;
상기 배터리에서 방전되는 전원으로 LED를 점등시키는 DC/DC 컨버터부;
상용전원의 입력이 차단되면 상기 배터리와 DC/DC 컨버터부를 연결하는 제1절체부와, 상기 DC/DC 컨버터부와 LED를 연결하는 제2절체부;
상기 제1절체부가 작동한 후에 상기 제2절체부가 작동하기 전에 상기 DC/DC 컨버터부가 무부하 상태가 되는 것을 방지하는 무부하방지부;를 포함하여 이루어지는 LED 비상등 컨버터. battery;
A direct current part for converting the input commercial power into direct current power to charge the battery;
A DC / DC converter unit for turning on an LED with a power source discharged from the battery;
A first switch for connecting the battery and the DC / DC converter when the input of the commercial power is interrupted; a second switch for connecting the DC / DC converter to the LED;
And a no-load preventing unit for preventing the DC / DC converter unit from becoming a no-load state before the second transferring unit is operated after the first transferring unit is operated.
상기 배터리의 분리 여부를 감지하는 분리감지부와,
상기 배터리의 전압을 감지하여, 방전종지전압이 되면 상기 DC/DC 컨버터부를 개방시켜 과방전을 방지하는 과방전감지부를 포함하는 배터리보호부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 비상등 컨버터.The method according to claim 1,
A separation sensing unit for sensing whether the battery is detached,
And a battery protection unit including an over-discharge detecting unit for detecting a voltage of the battery and opening the DC / DC converter unit to prevent over discharge when the discharge end voltage becomes a discharge end voltage.
상기 제1절체부와 제2절체부를 강제로 작동시켜 정상 동작 여부를 테스트하는 테스트부;
상기 직류부에서 출력되는 전압을 정전압화하여 상기 배터리로 공급하는 정전압부;
상기 테스트부의 테스트시에 상기 정전압부의 출력 전압을 다운시키는 다운부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 비상등 컨버터.The method according to claim 1,
A test unit for forcibly operating the first transfer unit and the second transfer unit to test normal operation;
A constant voltage unit configured to supply a voltage output from the direct current unit to a constant voltage;
Further comprising a down unit for down-converting an output voltage of the constant voltage unit when the test unit is tested.
상기 DC/DC 컨버터부는
상기 배터리에서 방전되는 전원을 승압시키는 승압코일(L1)과,
스위칭하여 상기 승압코일(L1)에서 승압이 되도록 하는 승압트랜지스터(Q2)와,
온오프하여 상기 배터리의 방전을 제어하는 방전트랜지스터(Q5)와,
상기 승압트랜지스터(Q2)와 방전트랜지스터(Q5)를 제어하는 마이컴(U101)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 비상등 컨버터.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The DC / DC converter unit
A boost coil L1 for boosting a power source discharged from the battery,
A step-up transistor (Q2) for switching and causing the step-up coil (L1) to be stepped up,
A discharge transistor (Q5) for controlling the discharge of the battery by turning on and off,
And a microcomputer (U101) for controlling the step-up transistor (Q2) and the discharge transistor (Q5).
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