KR20150094054A - 조명 시스템 및 그 구동 방법 - Google Patents

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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters

Abstract

조명 시스템 및 그 구동 방법이 제공된다. 조명 시스템은 제1 및 제2 입력 단자를 통해 AC 전원을 받아 램프를 구동시킨다. 여기서 조명 시스템은 제1 및 제2 입력 단자를 통해 입력되는 교류 전류를 검출하고 분석하여, AC 정전인지 여부를 판단한다. 그리고 조명 시스템은 AC 정전으로 판단한 경우 배터리를 통해 램프에 전원을 공급한다.

Description

조명 시스템 및 그 구동 방법{ILLUMINATION SYSTEM AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 조명 시스템 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
조명 시스템은 외부로부터 AC 전원을 입력 받아, 램프에 적합한 전원으로 변환한 후 램프를 구동시키는 장치를 말한다. 램프의 종류에 따라 동작하는 전압이 다르므로 조명 시스템은 외부 AC 전원을 변환하여 램프의 구동에 적합한 전압으로 변환한다.
평상시에는 상용 계통의 전력을 배터리에 저장한 후 AC 정전 발생 시에 배터리에 저장된 전력을 상용 계통에 안정적으로 전력을 공급하는 장치를 무정전 전원 시스템(Unintrruptible Power Supply System, UPS)라 한다. 이러한 무정전 전원 시스템은 산업이 발전 하면서 데이터의 손실이나 정보 손실 등의 피해를 줄이고자 컴퓨터 등에 많이 사용되고 있다. 그러나 이러한 무정전 전원 시스템은 공간 및 금액 등의 문제로 일반 가정에 설치하기 힘들며, 누전 등의 문제로 AC 정전이 된 경우에는 무정전 전원 시스템이 있어도 전원 공급이 불가능할 수 있다.
AC 정전을 대비하여 조명 시스템 내에 백업 배터리를 장착하고, AC 정전 시 사람의 조작으로 백업 배터리로부터 램프로 전력이 공급되게 하는 방법이 있었다. 즉, 사람이 직접 조명 시스템 내의 스위치를 조작하여, 배터리로부터 램프로 전원이 공급되도록 하는 방법이 있었다.
그러나 이러한 종래의 방법은 사람이 직접 조명 시스템을 조작해야 하는 불편이 존재하였다.
본 발명이 해결하고 하는 과제는 AC 정전 여부를 판단하여 AC 정전 시 자동으로 램프를 켜는 조명 시스템 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면 조명 시스템이 제공된다. 상기 조명 시스템은 램프,
외부로부터 AC 전원이 입력되는 제1 입력 단자 및 제2 입력 단자, 상기 AC 전원을 변환하여 상기 램프에 공급하는 전원 변환부, 상기 AC 전원의 정전 시, 상기 램프에 전원을 공급하는 배터리, 그리고 상기 제1 및 제2 입력 단자를 통해 입력되는 교류 전류를 분석하여 상기 AC 전원이 정전인지 여부를 판단하며, 상기 AC 전원이 정전인 것으로 판단한 경우 상기 배터리를 통해 상기 램프를 켜도록 제어하는 AC 정전 검출 및 판단부를 포함할 수 있다.
상기 AC 정전 검출 및 판단부는, 상기 제2 입력단자와 상기 AC 전원 사이에 연결되는 조명 스위치가 턴오프이고 상기 AC 전원이 정상적으로 입력되는지를 판단할 수 있다.
상기 AC 정전 검출 및 판단부는, 상기 조명 스위치가 턴오프이고 상기 AC 전원이 정상적으로 입력되고 있는 것으로 판단한 경우, 상기 배터리를 통해 상기 램프가 켜지지 않도록 제어할 수 있다.
상기 AC 정전 검출 및 판단부는, 상기 교류 전류가 주기적인 교류 파형인 경우, 상기 조명 스위치가 턴오프이고 상기 AC 전원이 정상적으로 입력되고 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 AC 정전 검출 및 판단부는, 상기 교류 전류가 비주기적인 값을 가지는 경우 상기 AC 전원이 정전인 것으로 판단할 수 있다.
상기 AC 정전 검출 및 판단부는, 상기 교류 전류에서 기준 전류보다 낮거나 기준 주기 범위를 벗어나는 경우 해당 영역을 제거할 수 있다.
상기 조명 시스템은 상기 전원 변환부와 상기 램프 사이에 연결되는 스위치를 더 포함할 수 있으며, 상기 전원 변환부는 상기 제1 및 제2 입력 단자로 상기 AC 전원이 인가되지 않는 경우 상기 스위치를 턴오프할 수 있다.
상기 조명 시스템은 상기 제1 입력 단자에 일단이 연결되는 제1 커패시터, 그리고 상기 제2 입력 단자와 상기 제1 커패시터의 타단 사이에 연결되는 제2 커패시터를 더 포함할 수 있으며, 상기 교류 전류는 상기 제1 커패시터와 상기 제2 커패시터의 접점을 통해 상기 AC 정전 검출 및 판단부로 입력될 수 있다.
상기 AC 정전 검출 및 판단부는,
상기 접점을 통해 상기 교류 전류를 입력 받으며, 상기 교류 전류를 검출하는 교류 성분 검출부, 상기 검출된 교류 전류를 증폭하는 증폭부, 그리고 상기 증폭된 교류 전류를 분석하여 상기 AC 전원이 정전인지 여부를 판단하는 판단 및 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 및 제2 입력 단자를 통해 AC 전원을 입력 받아 램프를 구동시키는 조명 시스템의 구동 방법이 제공된다. 상기 조명 시스템의 구동 방법은, 상기 제1 및 제2 입력 단자를 통해 입력되는 교류 전류를 검출하는 단계, 사기 검출된 교류 전류를 분석하여, 상기 AC 전원이 정전인지 여부를 판단하는 단계, 그리고 상기 판단하는 단계에서 상기 AC 전원이 정전으로 판단된 경우, 배터리를 통해 상기 램프에 전원을 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 조명 시스템의 구동 방법은, 상기 제2 입력 단자와 상기 AC 전원 사이에 연결되는 조명 스위치가 턴오프이고 상기 AC 전원이 정상적으로 입력되는지를 판단하는 단계, 그리고 상기 조명 스위치가 턴오프이고 상기 AC 전원이 정상적으로 입력되는 것으로 판단한 경우, 상기 배터리를 통해 상기 램프에 전원을 공급하지 않는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 AC 정전인지 여부를 판단하는 단계는, 상기 검출된 교류 전류의 변화 정도에 따라 상기 AC 전원이 정전인지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 AC 정전인지 여부를 판단하는 단계는, 상기 검출된 교류 전류의 변화 정도가 제1 값을 가지는 경우 상기 AC 전원이 정전인 것으로 판단하는 단계, 그리고 상기 검출된 교류 전류의 변화 정도가 상기 제1 값보다 작은 제2 값을 가지는 경우 상기 AC 전원이 정전이 아니라고 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 조명 시스템의 구동 방법은, 상기 제1 및 상기 제2 입력 단자에 상기 AC 전원이 입력되는지를 검출하는 단계, 그리고 상기 AC 전원이 입력되지 않는 경우, 상기 제1 입력 단자를 통해 외부 전자기기로부터 유입되는 누설 전류를 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 검출하는 단계는, 상기 AC 전원을 변환하여 상기 램프에 공급하는 전압 변환기에 의해, 상기 제1 및 상기 제2 입력 단자에 상기 AC 전원이 입력되는지를 검출하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 누설 전류를 차단하는 단계는, 상기 전압 변환기와 상기 램프 사이에 위치하는 스위치를 턴오프하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 교류 전류를 검출하는 단계는, 상기 제1 입력 단자에 일단이 연결되는 제1 커패시터를 제공하는 단계, 상기 제2 입력 단자와 상기 제1 커패시터의 타단 사이에 연결되는 제2 커패시터를 제공하는 단계, 그리고 상기 제1 커패시터와 상기 제1 커패시터의 접점을 통해 상기 교류 전류가 입력되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 조명 시스템의 구동 방법은, 상기 검출된 교류 전류가 기준 전류보다 낮거나 기준 주기 범위를 벗어나는 경우 해당 영역을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 AC 정전에 의한 경우 배터리를 통해 램프를 자동적으로 켜도록 제어함으로써, AC 정전 시 사용자가 별도로 램프를 켤 필요가 없다.
그리고 본 발명의 다른 실시예에 따르면 외부 전자 기기에 의한 누설 전류를 차단함으로써, 불필요한 전력 소비를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템(100)을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 AC 정전 검출 및 판단부(110)의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 조명 스위치(Smain)가 턴오프인 경우 교류 성분 검출부(111)에 의해 검출된 교류 전류를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 판단 및 제어부(113)의 구체적인 동작을 나타내는 도면이다.
도 5는 외부 전자 기기(300)에 의해 조명 시스템(100)으로 누설 전류가 인가되는 인가되는 경우를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템은 조명 스위치에 의해 AC 전원이 차단되었는지 AC 정전에 의해 AC 전원이 차단되었는지를 판단하며, AC 정전에 의해 AC 전원이 차단된 경우 배터리를 통해 램프를 자동적으로 켜도록 한다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템 및 그 구동 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템(100)을 나타내는 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템(100)은 입력 단자(IN1, IN2)를 통해 외부로부터 AC 전원(ACin, 200)을 입력 받으며, AC 전원을 램프를 구동시키기 위해 적합한 전원으로 변환하여 램프를 구동시킨다.
조명 시스템(100)과 AC 전원(200) 사이에 조명 스위치(Smain)가 위치한다. 즉, 조명 스위치(Smain)는 AC 전원(200)의 타단과 조명 시스템(100)의 제2 입력 단자(IN2) 사이에 연결된다. 조명 스위치(Smain)는 사람에 의해 조작되는 스위치로서 조명 스위치(Smain)가 턴온되는 경우, AC 전원(200)이 조명 시스템(100)에 입력된다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템(100)은 AC 정전 검출 및 판단부(110), AC-DC 변환부(120), DC 검출 스위치부(130), 램프(140), 배터리 제어부(150) 및 배터리(160)를 포함한다.
AC-DC 변환부(120)는 외부로부터 입력되는 AC 전원(200)을 소정의 DC 전원으로 변환한다. 외부로부터 입력되는 AC 전원(200)은 110V ~ 220V AC 전압 이나 램프(140)의 정격 전압은 일반적으로 더욱 낮은 DC 전압이다. 따라서, AC-DC 변환부(120)는 외부의 AC 전압을 소정의 DC 전압으로 변환하여 램프(140)에 공급한다. 이러한 AC-DC 변환부(120)는 SMPS(Switched Mode Power Supply)로 구현될 수 있으며 이는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 알 수 있으므로 이하 구체적인 설명은 생략한다. 한편, 램프(140)의 정격 전압이 AC 전압인 경우에는 AC-DC 변환부(120)는 AC-AC 변환부로 대체될 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 AC-DC 변환부(120)는 입력 단자(IN1, IN2)로 AC 전원이 인가되는지를 검출하며, AC 전원의 검출 여부에 따라 DC 검출 스위치부(130)를 제어한다. AC-DC 변환부(120)는 입력 단자(IN1, IN2)로 AC 전원이 인가되는 경우에는 DC 검출 스위치부(130)를 턴온하도록 제어한다. 그리고 AC-DC 변환부(120)는 입력 단자(IN1, IN2)으로 AC 전원이 인가되지 않은 경우에는 외부 전자 기기에 의한 누설 전류를 차단하기 위해, DC 검출 스위치부(130)를 턴오프하도록 제어한다(아래의 도 5 설명 부분 참조).
DC 검출 스위치부(130)는 두 개의 스위치(131, 132)를 포함하며, 두 스위치(130)는 각각 AC-DC 변환부(130)의 출력단자와 램프(140) 사이에 위치한다. DC 검출 스위치부(130)는 AC-DC 변환부(120)에 의해 제어되며, AC-DC 변환부(120)의 입력 측(즉, IN1, IN2)에 AC 전원이 인가되지 않는 경우 AC-DC 변환부(120)의 제어에 의해 턴오프된다. 한편, DC 검출 스위치부(130)는 AC-DC 변환부(120)의 입력 측에 AC 전원이 인가되는 경우 AC-DC 변환부(120)에 제어에 의해 턴온된다. 도 1에서는 DC 검출 스위치(130)가 2 개의 스위치(131, 132)를 포함하는 것으로 나타내었지만 1개의 스위치만을 포함할 수 있다.
램프(140)는 AC-DC 변환부(130)로부터 DC 전원을 인가 받아 구동된다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 램프(140)는 AC 정전 시 배터리(160)로부터 DC 전원을 공급받아 자동적으로 구동될 수 있다. 램프(140)는 LED(Light Emitting Device), 형광등, 백열등 등 다양한 램프일 수 있다.
AC 정전 검출 및 판단부(110)는 입력 단자(IN1, IN2)로부터 입력되는 교류를 검출하여 분석함으로써 AC 정전인지 조명 스위치(Smain)의 턴오프인지를 판단하며, AC 정전인 것으로 판단된 경우 배터리(160)를 통해 램프(140)를 구동시키도록 제어한다. 즉, AC 정전 검출 및 판단부(110)는 입력 단자(IN1, IN2)에 입력되는 교류 전류를 검출하여 AC 정전여부를 판단한다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템(100)은 교류 전류를 검출하기 위해 커패시터(C1, C2)를 포함할 수 있다. 커패시터(C1)의 일단은 입력 단자(IN1)에 연결되며, 커패시터(C2)는 커패시터(C1)의 타단과 제2 입력 단자(IN2) 사이에 연결된다. 커패시터(C1, C2)는 DC 성분을 제거하고 AC 성분을 통과시키는 필터의 역할을 수행하며, 커패시터(C1)과 커패시터(C2)의 접점이 AC 정전 검출 및 판단부(110)에 연결된다. 이러한 커패시터(C1, C2)를 통해 AC 정전 검출 및 판단부(110)는 교류 전류를 입력 받을 수 있다.
배터리 제어부(150)는 배터리(160)의 구동 여부를 제어한다. AC 정전 검출및 판단부(110)는 검출한 AC 정전여부 결과를 배터리 제어부(150)로 전송한다. 배터리 제어부(150)는 AC 정전 검출 및 판단부(110)로부터 AC 정전에 대응하는 신호를 수신한 경우에는 배터리(160)를 통해 램프(140)에 전원을 공급한다. 그리고 배터리 제어부(150)는 AC 정전 검출 및 판단부(110)로부터 AC 정전이 아니라 조명 스위치(Smain)의 턴오프에 대응하는 신호를 수신한 경우에는 배터리(160)를 통해 램프(140)에 전원을 공급하지 않는다. 이러한 배터리 제어부(150)는 BMS(Battery Management System)에 의해 구현될 수 있다.
한편 배터리(160)는 AC 정전 시 램프(140)에 별도의 전원을 공급한다. 배터리(160)는 일차 전지 또는 이차 전지로 구현될 수 있다. 배터리(160)가 충전 및 방전이 가능한 2차 전지로 구현되는 경우, 배터리(160)는 AC-DC 변환부(120)에서 출력되는 전원을 입력 받아 충전될 수 있다. 한편, 배터리(160)는 니켈-카드뮴 전지(nickel-cadmium battery), 납 축전지, 니켈-수소 전지(nickel metal hydride battery), 리듐-이온 전지(lithium ion battery), 리듐 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등이 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 AC 정전 검출 및 판단부(110)의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 AC 정전 검출 및 판단부(110)는 교류 성분 검출부(111), 증폭부(112) 및 판단 및 제어부(113)를 포함한다.
교류 성분 검출부(111)는 커패시터(C1)과 커패시터(C2)의 접점과 연결되어 교류 성분을 검출한다. 즉, 교류 성분 검출부(111)는 커패시터(C1, C2)를 통해 교류 성분을 입력 받으며 이러한 교류 성분을 검출한다. 교류 성분 검출부(111)가 교류 성분을 검출하는 방법은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 알 수 있으므로 이하 구체적인 설명은 생략한다. 도 3의 (A)는 교류 성분 검출부(111)에 의해 검출된 교류 성분의 일예를 나타낸다. 한편, 도 1과 달리 커패시터(C1, C2)는 교류 성분 검출부(111)의 한 구성이 될 수 있다.
증폭부(112)는 교류 성분 검출부(111)에 의해 검출된 교류 성분을 증폭한다. 교류 성분 검출부(111)에서 검출된 교류 성분은 작은 값을 가질 수 있으므로, 증폭부(112)가 미세 교류 성분을 증폭한다.
판단 및 제어부(113)는 증폭부(112)로부터 증폭된 교류 성분을 입력 받으며, 교류 성분을 분석하여 AC 정전인지 조명 스위치(Smain)의 턴오프인지를 판단한다. 그리고 판단 및 제어부(113)는 판단한 정보에 대응하는 신호를 배터리 제어부(114)로 전송한다. 이러한 판단 및 제어부(113)는 마이크로 콘트롤러 유니트(Micro Controller Unit, MCU)를 통해 구현될 수 있다.
도 3을 참조하여 판단 및 제어부(113)가 교류 성분을 분석하여 AC 정전인지 조명 스위치(Smain)의 턴오프인지를 판단하는 방법을 설명한다.
도 3은 조명 스위치(Smain)가 턴오프인 경우 교류 성분 검출부(111)에 의해 검출된 교류 전류를 나타내는 도면이다. 더욱 상세히 설명하면, 도 3의 (A)는 불필요한 부분(예, 노이즈)를 제거하기 전의 교류 전류를 나타내는 도면이고, 도 3의 (B)는 불필요한 부분을 제거한 후의 교류 전류를 나타내는 도면이다.
AC 전원(200)은 입력되나 조명 스위치(Smain)가 턴오프된 경우, 입력 단자(IN1)로만 AC 전원(200)이 입력되고 입력 단자(IN2)로 AC 전원(200)이 입력되지 않는다. 즉, AC 전원(200)은 입력 단자(IN1)로만 인가되고 있으므로, 교류 전류의 크기는 작고 주기적인 값(즉, 변화가 적음)을 가진다.
AC 전원(200)이 입력 단자(IN1, IN2)로 모두 입력되지 않는 경우(즉, AC 정전인 경우)에는, 교류 전류는 비 주기적인 값(즉, 변화가 많음)을 가진다.
이러한 점을 이용하여, 본 발명의 실시예에 따른 판단 및 제어부(113)는 AC 정전인지 조명 스위치(Smain)의 턴오프인지를 판단한다.
한편, 조명 스위치(Smain)가 턴온되고 AC 전원(200)이 정상적으로 입력되는 경우에는, 교류 전류의 크기는 크고 주기적인 값을 가진다. 따라서, 판단 및 제어부(113)는 교류 전류의 크기가 크고 주기적인 값을 가지는 경우에는 AC 전원(200)이 정상적으로 입력되고 있는 것으로 판단할 수 있다. 판단 및 제어부(113)는 AC전원(200)이 정상적으로 입력되는 경우에도 배터리(160)를 통해 램프(140)가 켜지지 않도록 배터리 제어부(150)로 해당 신호를 전송한다.
도 3의 (A)에 나타낸 바와 같이, 조명 스위치(Smain)가 턴오프이고 AC 전원(200)이 정상적으로 입력되는 경우 주기적이고 작은 전류가 검출된다. 판단 및 제어부(113)는 도 3의 (A)와 같은 파형을 가지는 교류 전류에서 기준 전류보다 높은 영역(P)만을 취하고 기준 전류보다 낮은 영역을 제거한다. 그리고 판단 및 제어부(113)는 소정의 기준 주기 범위를 가지는 경우를 제외하고 나머지는 제거한다. 도 3의 (B)는 기준 전류보다 낮은 영역을 제거하고 소정의 기준 주기가 너무 낮거나 높은 경우를 제거한 파형을 나타내는 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 판단 및 제어부(113)는 입력되는 전류 파형이 도 3의 (B)와 같이 주기적(변화량이 적음)이고 작은 전류인 경우, AC 전원(200)은 정상적으로 입력되고(즉, 비정전 상태) 조명 스위치(Smain)가 턴오프인 것으로 판단한다.
한편, AC 전원(220)이 입력되고 조명 스위치(Smain)가 턴온되는 경우에는 도 3의 (A)와 달리 큰 전류가 입력 단자(IN1, IN2)로 입력된다. 즉, 판단 및 제어부(113)는 입력되는 전류가 주기적이나 큰 전류를 가지는 경우에는 AC 전원(220)이 정상 입력되고 조명 스위치(Smain)가 턴온된 것으로 판단한다.
그리고 상기의 경우를 제외한 경우 즉, 입력되는 교류 전류가 비주기적이고 작은 전류인 경우에는 판단 및 제어부(113)는 AC 정전으로 판단한다. 그리고 입력되는 교류 전류가 없는 경우에는 판단 및 제어부(113)는 AC 정전으로 판단한다.
판단 및 제어부(113)는 조명 스위치(Smain)가 턴오프된 것으로 판단한 경우, 그리고 AC 전원(220)이 정상적으로 입력되고 조명 스위치(Smain)가 턴온된 것으로 판단한 경우에 배터리(160)를 통해 램프(140)가 켜지지 않도록 배터리 제어부(150)로 해당 신호를 전송한다.
판단 및 제어부(113)는 AC 정전으로 판단한 경우에는 배터리(160)를 통해 램프(140)가 켜지도록 배터리 제어부(150)로 해당 신호를 전송한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 판단 및 제어부(113)의 구체적인 동작을 나타내는 도면이다.
먼저, 판단 및 제어부(113)는 교류 성분 검출부(111)에서 검출된 교류 전류를 분석하여 AC 정전인지 여부를 판단한다(S401). 판단 및 제어부(113)는 입력되는 교류 전류 파형이 주기적인 파형 경우(즉, 변화량이 적은 경우)에는 AC 정전이 아닌 것으로 판단하고 주기적인 파형이 아닌 경우(즉, 변화량이 많은 경우)에는 AC 정전으로 판단한다. 즉, 판단 및 제어부(113)는 도 3(B)와 같이 입력되는 교류 파형이 주기적인 파형인 경우에는 AC 정전이 아닌 것으로 판단한다. 그리고 판단 및 제어부(113)는 도 3의 (B)와 달리 입력되는 교류 전류가 비주기적이거나 없는 경우 AC 정전으로 판단한다.
판단 및 제어부(113)는 AC 정전이 아닌 것으로 판단한 경우, 판단 오류를 줄이기 위해 주기적인 파형이 소정 기간 동안 유지되는 지를 판단한다(S402, S403). S403 단계에서 주기적인 파형이 소정 기간 동안 유지되지 아닌 것으로 판단된 경우, 판단 및 제어부(113)는 상기 S401 단계를 다시 수행한다.
S403 단계에서 주기적인 파형이 소정 기간 동안 유지된 것으로 판단된 경우, 판단 및 제어부(113)는 배터리(160)를 통한 램프(400) 제어를 수행하지 않는다(S404). 즉, 판단 및 제어부(113)는 배터리(160)를 통해 램프(400)가 켜지지 않도록 배터리 제어부(150)로 해당 신호를 전송한다. 배터리 제어부(150)는 해당 신호를 수신한 경우 배터리(160)를 통해 램프(140)로 전원이 공급되지 않도록 배터리(160)를 제어한다.
다음으로 판단 및 제어부(113)는 AC 전원(200)이 정상적으로 인가되고 있는 지를 판단한다(S405). AC 전원(200)이 정상적으로 인가되고 조명 스위치(Smain)가 턴온되는 경우에는 입력 단자(IN1, IN2)로 주기적인 전류이나 큰 전류가 인가된다. 즉, 판단 및 제어부(113)는 S401 단계에서 입력 전류가 주기적인지를 판단하고 S405 단계에서는 입력 전류가 큰 전류인지 작은(미세) 전류인지를 판단한다.
S405 단계에서 AC 전원이 인가되고 있는 것으로 판단한 경우, 판단 및 제어부(113)는 AC 전원(200)으로 램프가 구동 중인 것으로 판단한다(S406). 따라서, 이 경우는 정상적으로 AC 전원(200)이 인가되고 조명 스위치(Smain)가 턴온되어 있으므로, AC 전원(200)에 의해 램프(140)가 정상 구동되고 있다.
S405 단계에서 AC 전원이 인가되고 있지 않은 것으로 판단한 경우, 판단 및 제어부(113)는 조명 스위치(Smain)가 턴오프된 것으로 최종 판단한다(S407).
한편, S402 단계에서 AC 정전으로 판단된 경우, 판단 및 제어부(113)는 판단 오류를 줄이기 위해 비주기적인 파형(또는 전류 값이 없는 경우)이 소정 기간 동안 유지되는 지를 판단한다(S408). S4038단계에서 비주기적인 파형이 소정 기간 동안 유지되지 아닌 것으로 판단된 경우, 판단 및 제어부(113)는 상기 S401 단계를 다시 수행한다.
S408 단계에서 비주기적인 파형(또는 전류 값이 없는 경우)이 소정 기간 동안 유지된 것으로 판단된 경우, 판단 및 제어부(113)는 배터리(160)를 통한 램프(400) 제어를 수행한다(S409). 즉, 판단 및 제어부(113)는 배터리(160)를 통해 램프(400)가 켜지도록 배터리 제어부(150)로 해당 신호를 전송한다. 배터리 제어부(150)는 해당 신호를 수신한 경우 배터리(160)를 통해 램프(140)로 전원이 공급되도록 배터리(160)를 제어한다.
상기에서 설명한 바와 같이, AC-DC 변환부(120)는 입력 단자(IN1, IN2)으로 AC 전원이 인가되지 않은 경우에는 외부 기기에 의한 누설 전류를 차단하기 위해, DC 검출 스위치부(130)를 턴오프하도록 제어한다.
도 5는 외부 전자 기기(300)에 의해 조명 시스템(100)으로 누설 전류가 인가되는 인가되는 경우를 나타내는 도면이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 조명 시스템(100) 이외에도 외부 전자 기기(300)로 AC 전원(200)에 의해 구동된다. 이러한 외부 전자 기기(300)를 통해 누설 전류(i1, i2…in)가 조명 시스템(100)로 유입된다. 즉, 조명 스위치(Smain)이 턴오프된 경우에도 입력 단자(IN1)을 통해서 누설 전류가 유입될 수 있다. 이러한 누설 전류에 의한 불필요한 전력 소비를 줄이기 위해, AC-DC 변환부(120)는 입력 단자(IN1, IN2)로 AC 전원이 인가되지 않은 경우에는 DC 검출 스위치부(130)를 턴오프한다.
AC-DC 변환부(120)는 내부 회로를 통해 AC 전원이 입력되는 지를 검출할 수 있으며 AC 전원이 입력 단자(IN1, IN2)로 입력되지 않는 경우에는 DC 검출 스위치부(130)를 턴오프한다. AC-DC 변환부(120)가 AC 전원이 입력되는 지를 검출하는 방법은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 알 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 AC 정전에 의한 경우 배터리를 통해 램프를 자동적으로 켜도록 제어함으로써, AC 정전 시 사용자가 별도로 램프를 켤 필요가 없다. 즉, AC 정전 시, 긴급 상황 또는 어두운 공간에서도 자동적으로 램프를 켤 수 있는 장점이 있다. 그리고 본 발명의 실시예에 따르면 외부 전자 기기에 의한 누설 전류를 차단함으로써, 불필요한 전력 소비를 줄일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (17)

  1. 램프,
    외부로부터 AC 전원이 입력되는 제1 입력 단자 및 제2 입력 단자,
    상기 AC 전원을 변환하여 상기 램프에 공급하는 전원 변환부,
    상기 AC 전원의 정전 시, 상기 램프에 전원을 공급하는 배터리, 그리고
    상기 제1 및 제2 입력 단자를 통해 입력되는 교류 전류를 분석하여 상기 AC 전원이 정전인지 여부를 판단하며, 상기 AC 전원이 정전인 것으로 판단한 경우 상기 배터리를 통해 상기 램프를 켜도록 제어하는 AC 정전 검출 및 판단부를 포함하는 조명 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 AC 정전 검출 및 판단부는,
    상기 제2 입력단자와 상기 AC 전원 사이에 연결되는 조명 스위치가 턴오프이고 상기 AC 전원이 정상적으로 입력되는지를 판단하는 조명 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 AC 정전 검출 및 판단부는, 상기 조명 스위치가 턴오프이고 상기 AC 전원이 정상적으로 입력되고 있는 것으로 판단한 경우, 상기 배터리를 통해 상기 램프가 켜지지 않도록 제어하는 조명 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 AC 정전 검출 및 판단부는, 상기 교류 전류가 주기적인 교류 파형인 경우, 상기 조명 스위치가 턴오프이고 상기 AC 전원이 정상적으로 입력되고 있는 것으로 판단하는 조명 시스템.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 AC 정전 검출 및 판단부는, 상기 교류 전류가 비주기적인 값을 가지는 경우 상기 AC 전원이 정전인 것으로 판단하는 조명 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 AC 정전 검출 및 판단부는, 상기 교류 전류에서 기준 전류보다 낮거나 기준 주기 범위를 벗어나는 경우 해당 영역을 제거하는 조명 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전원 변환부와 상기 램프 사이에 연결되는 스위치를 더 포함하며,
    상기 전원 변환부는 상기 제1 및 제2 입력 단자로 상기 AC 전원이 인가되지 않는 경우 상기 스위치를 턴오프하는 조명 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 입력 단자에 일단이 연결되는 제1 커패시터, 그리고
    상기 제2 입력 단자와 상기 제1 커패시터의 타단 사이에 연결되는 제2 커패시터를 더 포함하며,
    상기 교류 전류는 상기 제1 커패시터와 상기 제2 커패시터의 접점을 통해 상기 AC 정전 검출 및 판단부로 입력되는 조명 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 AC 정전 검출 및 판단부는,
    상기 접점을 통해 상기 교류 전류를 입력 받으며, 상기 교류 전류를 검출하는 교류 성분 검출부,
    상기 검출된 교류 전류를 증폭하는 증폭부, 그리고
    상기 증폭된 교류 전류를 분석하여 상기 AC 전원이 정전인지 여부를 판단하는 판단 및 제어부를 포함하는 조명 시스템.
  10. 제1 및 제2 입력 단자를 통해 AC 전원을 입력 받아 램프를 구동시키는 조명 시스템의 구동 방법에 있어서,
    상기 제1 및 제2 입력 단자를 통해 입력되는 교류 전류를 검출하는 단계,
    사기 검출된 교류 전류를 분석하여, 상기 AC 전원이 정전인지 여부를 판단하는 단계, 그리고
    상기 판단하는 단계에서 상기 AC 전원이 정전으로 판단된 경우, 배터리를 통해 상기 램프에 전원을 공급하는 단계를 포함하는 조명 시스템의 구동 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 입력 단자와 상기 AC 전원 사이에 연결되는 조명 스위치가 턴오프이고 상기 AC 전원이 정상적으로 입력되는지를 판단하는 단계, 그리고
    상기 조명 스위치가 턴오프이고 상기 AC 전원이 정상적으로 입력되는 것으로 판단한 경우, 상기 배터리를 통해 상기 램프에 전원을 공급하지 않는 단계를 더 포함하는 조명 시스템의 구동 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 AC 정전인지 여부를 판단하는 단계는, 상기 검출된 교류 전류의 변화 정도에 따라 상기 AC 전원이 정전인지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 조명 시스템의 구동 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 AC 정전인지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 검출된 교류 전류의 변화 정도가 제1 값을 가지는 경우 상기 AC 전원이 정전인 것으로 판단하는 단계, 그리고
    상기 검출된 교류 전류의 변화 정도가 상기 제1 값보다 작은 제2 값을 가지는 경우 상기 AC 전원이 정전이 아니라고 판단하는 단계를 포함하는 조명 시스템의 구동 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 상기 제2 입력 단자에 상기 AC 전원이 입력되는지를 검출하는 단계, 그리고
    상기 AC 전원이 입력되지 않는 경우, 상기 제1 입력 단자를 통해 외부 전자기기로부터 유입되는 누설 전류를 차단하는 단계를 더 포함하는 조명 시스템의 구동 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는, 상기 AC 전원을 변환하여 상기 램프에 공급하는 전압 변환기에 의해, 상기 제1 및 상기 제2 입력 단자에 상기 AC 전원이 입력되는지를 검출하는 단계를 포함하며,
    상기 누설 전류를 차단하는 단계는, 상기 전압 변환기와 상기 램프 사이에 위치하는 스위치를 턴오프하는 단계를 포함하는 조명 시스템의 구동 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 교류 전류를 검출하는 단계는,
    상기 제1 입력 단자에 일단이 연결되는 제1 커패시터를 제공하는 단계,
    상기 제2 입력 단자와 상기 제1 커패시터의 타단 사이에 연결되는 제2 커패시터를 제공하는 단계, 그리고
    상기 제1 커패시터와 상기 제1 커패시터의 접점을 통해 상기 교류 전류가 입력되는 단계를 포함하는 조명 시스템의 구동 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 검출된 교류 전류가 기준 전류보다 낮거나 기준 주기 범위를 벗어나는 경우 해당 영역을 제거하는 단계를 더 포함하는 조명 시스템의 구동 방법.
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