KR20180012669A - 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템에 관한 것으로서, 트라이액 조절기가 밝기 제어를 위해 입력된 교류전압을 제어신호에 부합하도록 조절하여 직렬형 PFC 컨버터로 인가하고, 이를 인가받은 직렬형 PFC 컨버터가 교류전압에 포함된 리플 전압을 필터링하고, 필터링된 교류전압에 비례하도록 출력하며, 설치된 주변의 밝기에 부합하도록 엘이디 조도를 제어하는 발광정보를 생성하고, 설치된 주변의 기상데이터를 포함하는 상태정보를 생성하여 발광정보에 부합하도록 엘이디 조도를 제어하되, 관제서버로 발광정보 및 상태정보를 전송하여 제어신호를 수신하는 경우, 기 생성한 발광정보에 포함된 조도값을 수신한 제어신호에 포함된 조도값으로 갱신하여 엘이디 조도를 제어하는 엘이디 구동부; 및 엘이디 구동부로부터 수신한 발광정보 및 상태정보를 모니터링함과 동시에 상태DB에 저장 및 관리하되, 발광정보에 포함된 조도값이 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 기 설정된 기준과 부합한 조도값을 포함하는 제어신호를 엘이디 구동부로 전송하는 관제서버를 포함한다.

Description

근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템 및 방법{SYSTEM FOR CONTROLLING LED USING LOCAL WIRELESS NETWORK AND METHOD THEREFOR}
본 발명은 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 엘이디의 트라이액(triac) 디밍회로의 최대 출력 단계에서 출력부의 원활한 제로 투 텐 디밍(zero-to-ten dimming)을 제공하되, 원격지에 위치한 서버로 엘이디 상태정보를 전송하여 피드백한 제어신호에 부합하도록 엘이디의 조도를 제어함으로써, 고전력 엘이디 안정기의 입출력부 모두 디밍이 가능함은 물론, 엘이디의 불필요한 구동을 방지하고 엘이디 조도의 최대값 제어를 통해 에너지 소비를 저감시키는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 조명기기용으로 사용되는 엘이디용 안정기는 60W급 이상으로 고역률 및 고효율을 구현하기 위해, 교류 전류가 입력 필터부를 통과해 정류된 직류 전압을 단독형 PFC 회로를 거쳐 승압하고, 이 승압된 직류 전압을 공진형등 다수의 스텝 다운형 변환 회로를 통과시킴으로써, 입력 교류 전압의 변동에도 불구하고 안정된 직류 전압이 출력되는 엘이디를 구동하게 된다.
그러나 이러한 종래의 회로 방식에서는 승압 회로 및 강압 회로로 구성되는 2단계의 전원부를 장착해야만 하기 때문에 회로가 복잡해지고 이로 인해 제품가격이 상승하는 문제점이 있다.
특히, 80W급 이상의 대전력 엘이디 구동을 위한 안정기들은 독립된 PFC회로를 사용하여 1차 직류 전압을 승압하고, 이 승압된 전압을 변환하여 출력 전력을 얻도록 구성되는데, 이때 독립된 PFC(Power Factor Corrector) 회로의 기본 성능인 레귤레이션(전압안정화) 기능을 위해 입력부에 트라이액 조절기를 구성하는 경우, 입력 교류 전압의 변화와 대응하도록 출력을 변화(밝기 조절)시킬 수 없다는 문제점이 있다.
전술한 바와 같은 문제점을 개선하기 위한 선행기술로는 대한민국 등록특허 제114421호((2012.10.17.공개), “디밍 조절 엘이디 조명장치 및 방법”) 이 개시된 바 있다.
도 1을 참조하여 전술한 선행특허에 대해 살피면 다음과 같다.
선행특허에는, LED 조명장치에서 디밍 신호가 최소일 때 대기 모드로 전환하여 PFC와 DC/DC 변환부에 인입되는 전류를 차단함으로써 더 이상 대기 전력의 소모가 발생되지 않도록 하는 기술이 개시된바 있다.
그러나 선행특허는 여전히 입력 전압을 조절하는 트라이액 디밍에서는 대전력 안정기를 적용할 수 없다는 단점이 있다.
한편, 전술한 바와 같은 엘이디용 안정기는, 차량이나 보행자들의 안전을 위한 조명 수단인 가로등은 인도 또는 차도 일 측에 구비된 지주의 상단에 램프를 부착하는 형태로 설치되어 운용되고 있다.
그러나 엘이디를 이용한 가로등 또한 도로 상황이나 기상 상태 등을 제대로 반영하지 못하고 획일적으로 점등되거나 소등되기 때문에 최적의 조명 상태를 유지하지 못하는 경우가 많다.
특히, 일단 가로등이 점등된 상태는 최대 조도를 유지하기 때문에 불필요한 에너지 소비가 발생하기도 한다.
전술한 바와 같은 문제점을 개선하기 위한 선행기술로는 대한민국 등록특허 제1130334호((2012.03.26.공개), “주변 조도에 따라서 밝기가 가변하는 LED 가로등”) 이 개시된 바 있다.
도 2를 참조하여 전술한 선행특허에 대해 살피면 다음과 같다.
선행특허에는, 지주에 배치되어서 거리 또는 도로를 조명하기 위한 LED 조명부; LED 조명부의 주변 조도를 검출하는 조도 센서; 다른 조도를 갖도록 상기 LED 조명부를 구동시키는 복수 개의 디밍 신호를 생성하고, 상기 디밍 신호들 중에서 어느 하나를 상기 LED 조명부로 공급하는 LED 구동부; 및 조도 센서에서 검출한 주변 조도의 변화를 감지하고, 주변 조도가 낮을수록 상기 LED 조명부의 조도를 높게 점등하는 상기 디밍 신호를 선택하는 제어부;에 대한 기술이 개시되어 있다.
전술한 선행특허에 따르면, 도로 상태나 기상 또는 시간에 따라 변화하는 주변 조도에 따라서 LED 조명부의 조도를 달리함으로써 최적의 조명 상태의 유지가 가능하다.
그러나 이는 기설정된 기준에 국한되어 LED 구동부를 제어하는 기술인바, LED의 고장이나 오작동이 발생하는 경우, 고장 또는 오작동의 원인 파악이 늦어지고 관리자가 LED 조명부의 고장을 눈으로 확인한 이후에 수리할 수 있기 때문에 신속한 조치가 불가능하다는 문제점이 있다.
정리하면, 종래에는 고전력 엘이디 안정기의 입출력부 모두에 대한 디밍이 불가능하고, 엘이디의 불필요한 구동과 엘이디 조도의 최대값을 실시간으로 제어하지 못하는 문제점이 있는 것이다.
등록특허 제10-114421호 등록특허 제10-1130334호
본 발명의 목적은, 직렬형 PFC 컨버터가 트라이액 조절기로부터 입력된 교류 전압에 비례하는 제로 투 텐 출력을 제공함으로써, 엘이디에 구비된 고전력 안정기의 입출력부 모두 디밍이 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 엘이디가 설치된 주변의 밝기 및 수집한 기상정보에 부합하도록 엘이디 조도를 제어함으로써, 엘이디의 불필요한 구동을 방지하고 엘이디 조도의 최대값 제어를 통해 에너지 소비를 저감시키는데 그 목적이 있다.
그리고 본 발명의 목적은, 원격지에 위치한 서버로 엘이디 상태정보를 전송하여 피드백한 제어신호에 부합하도록 엘이디의 조도를 제어함으로써, 원격지에 위치한 관리자가 엘이디의 상태를 실시간으로 모니터링하고, 엘이디의 상태정보를 데이터베이스화 하여 엘이디의 구동상태 및 고장원인에 대한 체계적인 분석과 효과적인 엘이디의 유지관리를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템은, 트라이액 조절기가 밝기 제어를 위해 입력된 교류전압을 제어신호에 부합하도록 조절하여 직렬형 PFC 컨버터로 인가하고, 이를 인가받은 직렬형 PFC 컨버터가 교류전압에 포함된 리플 전압을 필터링하고, 필터링된 교류전압에 비례하도록 출력하며, 설치된 주변의 밝기에 부합하도록 엘이디 조도를 제어하는 발광정보를 생성하고, 설치된 주변의 기상데이터를 포함하는 상태정보를 생성하여 발광정보에 부합하도록 엘이디 조도를 제어하되, 관제서버로 발광정보 및 상태정보를 전송하여 제어신호를 수신하는 경우, 기 생성한 발광정보에 포함된 조도값을 수신한 제어신호에 포함된 조도값으로 갱신하여 엘이디 조도를 제어하는 엘이디 구동부; 및 엘이디 구동부로부터 수신한 발광정보 및 상태정보를 모니터링함과 동시에 상태DB에 저장 및 관리하되, 발광정보에 포함된 조도값이 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 기 설정된 기준과 부합한 조도값을 포함하는 제어신호를 엘이디 구동부로 전송하는 관제서버를 포함한다.
또한, 직렬형 PFC 컨버터는, 트라이액 조절기로부터 인가받은 전압에 대한 역률개선(Power Factor Corretion)을 수행하는 AC/DC 컨버터이며, 입력 인덕터, 스위칭 소자 및 다이오드를 포함하되, 그 일단이 접지와 연결되지 않은 출력 단자와 연결되고, 타단이 스위칭 소자의 타단 및 다이오드의 일단(입력단)과 연결되며, 스위칭 소자의 타단은 접지와 연결되도록 구성되고, 다이오드의 타단(출력단)이 직렬형 PFC 컨버터의 출력단을 구성하는 하나의 출력단자로 이용되며, 출력단을 구성하는 다른 하나의 출력단자는 접지와 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 직렬형 PFC 컨버터는, 입력 인덕터에 흐르는 전류, 입력 커패시터 양단의 전압 및 링크 커패시터 양단의 전압에 기초하여 스위칭 소자의 온/오프를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, AC 전압에 따라 변하는 전력을 안정된 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행하되, 그 일단 및 타단이 직렬형 PFC 컨버터의 출력단을 구성하는 2개의 출력단자와 각각 연결되는 링크 커패시터; 직렬형 PFC 컨버터에서 출력되는 전압을 DC/DC 컨버팅하여 별도의 배터리에 충전하도록 구성되는 DC/DC 컨버터; 및 직렬형 PFC 컨버터를 기준으로 DC/DC 컨버터와 병렬로 연결되어 직렬형 PFC 컨버터의 출력전압에 포함된 리플 전압을 보상하는 기능을 수행하는 리플 보상부;를 더 포함한다.
또한, 리플 보상부는, 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 소자, 보상 인덕터 및 보상 커패시터를 포함하여 구성되되, 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자는 서로 직렬 연결되어, 제1 스위칭 소자의 일단은 직렬형 PFC 컨버터의 출력단을 구성하는 2개의 출력단자 중 접지와 연결되지 않은 출력단자와 연결되고, 타단은 제2 스위칭 소자의 일단과 연결되며, 제2 스위칭 소자의 타단은 접지와 연결되고, 보상 인덕터 및 보상 커패시터는 서로 직렬 연결되어, 보상 인덕터의 일단은 제1 스위칭 소자의 타단 및 제2 스위칭 소자의 일단과 연결되고, 타단은 보상 커패시터의 일단과 연결되며, 보상 커패시터의 타단은 접지와 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 엘이디 구동부는, 주변 조도에 대한 단위 시간당 평균 조도를 산출하고, 주변의 온도 및 습도를 센싱하여 기상데이터를 생성하는 센싱수단; 센싱수단으로부터 인가받은 평균 조도에 대응하도록 기 설정된 밝기로 엘이디 조도의 발광시키는 발광정보를 생성하고, 센싱수단으로부터 인가받은 기상데이터를 기 설정된 단위 시간마다 취합하여 상태정보를 생성하는 제어수단; 및 제어수단으로부터 인가받은 발광정보 및 상태정보를 정보통신망을 통해 관제서버로 전송하고, 관제서버로부터 수신한 제어신호를 제어수단으로 인가하는 전송수단;을 포함한다.
또한, 제어수단은, 전송수단으로부터 제어신호를 수신하는 경우, 제어신호에 포함된 값에 부합하도록 엘이디의 조도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 관제서버는, 엘이디 구동부로부터 수신한 상태정보에 포함된 기상데이터의 온도 및 습도가 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 기 설정된 기준과 부합한 조도값을 포함하는 제어신호를 엘이디 구동부로 전송하고, 엘이디 구동부로부터 수신한 발광정보 및 상태정보가 기 설정된 기준에 부합하는 경우, 엘이디 구동부가 고장 또는 오작동하는 것으로 판단하여 생성한 엘이디 점검정보를 출력하는 것을 특징으로 한다.
그리고 전술한 시스템을 기반으로 하는 본 발명의 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 방법은, 엘이디 구동부가 설치된 주변의 밝기에 부합하도록 발광정보를 생성하여 엘이디 조도를 제어하는 (a) 단계; 엘이디 구동부가 설치된 주변의 기상데이터를 포함하는 상태정보를 생성하여 발광정보와 함께 관제서버로 전송하는 (b) 단계; 관제서버가 수신한 발광정보에 포함된 조도값이 기 설정된 기준에 부합하는지 여부를 판단하는 (c) 단계; 및 (c) 단계의 판단결과, 발광정보에 포함된 조도값이 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 관제서버가 기 설정된 기준과 부합한 조도값을 포함하는 제어신호를 엘이디 구동부로 전송하는 (d) 단계;를 포함한다.
또한, (c) 단계 이후, 관제서버가 수신한 상태정보에 포함된 기상데이터의 온도 및 습도가 기 설정된 기준에 부합하는지 여부를 판단하는 (e) 단계; 및 (e) 단계의 판단결과, 상태정보에 포함된 기상데이터의 온도 및 습도가 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 관제서버가 기 설정된 기준과 부합한 조도값을 포함하는 제어신호를 엘이디 구동부로 전송하는 (f) 단계;를 포함한다.
그리고 (c) 단계 이후, 관제서버가 엘이디 구동부로부터 수신한 발광정보 및 상태정보가 기 설정된 기준에 부합하는지 여부를 판단하는 (g) 단계; 및 (g) 단계의 판단결과, 발광정보 및 상태정보가 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 관제서버가 엘이디 점검정보를 출력하는 (h) 단계;를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 직렬형 PFC 컨버터가 트라이액 조절기로부터 입력된 교류 전압에 비례하는 제로 투 텐 출력을 제공함으로써, 엘이디에 구비된 고전력 안정기의 입출력부 모두의 디밍을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 엘이디가 설치된 주변의 밝기 및 수집한 기상정보에 부합하도록 엘이디 조도를 제어함으로써, 엘이디의 불필요한 구동을 방지하고 엘이디 조도의 최대값 제어를 통해 에너지 소비를 저감시키는 효과가 있다.
그리고 본 발명에 따르면, 원격지에 위치한 서버로 엘이디 상태정보를 전송하여 피드백한 제어신호에 부합하도록 엘이디의 조도를 제어함으로써, 원격지에 위치한 관리자가 엘이디의 상태를 실시간으로 모니터링하고, 엘이디의 상태정보를 데이터베이스화 하여 엘이디의 구동상태 및 고장원인에 대한 체계적인 분석과 효과적인 엘이디의 유지관리를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 디밍 조절 엘이디 조명장치 및 방법을 도시한 도면.
도 2는 종래의 주변 조도에 따라서 밝기가 가변하는 LED 가로등을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템을 도시한 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템의 직렬형 PFC 컨버터에 대한 세부구성을 도시한 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템의 발광 제어모듈에 대한 세부구성을 도시한 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 방법을 도시한 순서도.
도 7은 본 발명에 따른 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 방법의 제S30단계 이후과정을 도시한 순서도.
도 8은 본 발명에 따른 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 방법의 제S30단계 이후 또 다른 과정을 도시한 순서도.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템(S)은, 트라이액 조절기(11), 직렬형 PFC 컨버터(12) 및 발광 제어모듈(13)로 구성된 엘이디 구동부(10) 및 관제서버(20)를 포함하여 구성된다.
먼저, 엘이디 구동부(10)의 트라이액 조절기(11)는 밝기 제어를 위해 입력된 교류전압을 제어신호에 부합하도록 조절하여 직렬형 PFC 컨버터(12)로 인가한다.
이때, 트라이액 조절기(11)는 별도의 주전원부를 구성하여 대전력의 출력을 제어 하고, 입력된 교류전압에 포함된 플리커 또는 잡음을 필터링하여 직렬형 PFC 컨버터(20)로 인가하기 위한 디밍회로를 포함하여 구성된다.
또한, 직렬형 PFC 컨버터(12)는 트라이액 조절기(11)로부터 인가받은 교류전압에 포함된 리플 전압을 필터링하여 필터링된 교류전압에 비례하는 제로 투 텐 출력을 제공한다.
이때, 직렬형 PFC 컨버터(12)는 트라이액 조절기(11)로부터 최대 출력의 교류전압을 인가받는 경우에도 제로 투 텐 출력을 제공하도록 구성되며, 이는 트라이액 조절기(11)에 구성된 디밍회로에 의해 구동된다.
즉, 본 발명에 따르면 엘이디 구동부(10)가 트라이액 조절기(11) 및 직렬형 PFC 컨버터(12)를 구성함에 따라 입출력부 모두 디밍이 가능하다.
그리고 발광 제어모듈(13)은 설치된 주변의 밝기에 부합하도록 엘이디 조도를 제어하는 발광정보를 생성하고, 설치된 주변의 기상데이터를 포함하는 상태정보를 생성하여 발광정보에 부합하도록 엘이디 조도를 제어하되, 관제서버(20)로 발광정보 및 상태정보를 전송하여 제어신호를 수신하는 경우, 기 생성한 발광정보에 포함된 조도값을 수신한 제어신호에 포함된 조도값으로 갱신하여 엘이디 조도를 제어한다.
한편, 관제서버(20)는 엘이디 구동부(10)로부터 수신한 발광정보 및 상태정보를 모니터링함과 동시에 상태DB(21)에 저장 및 관리하되, 발광정보에 포함된 조도값이 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 기 설정된 기준과 부합한 조도값을 포함하는 제어신호를 엘이디 구동부(10)로 전송한다.
또한, 관제서버(20)는 엘이디 구동부(10)로부터 수신한 상태정보에 포함된 기상데이터의 온도 및 습도가 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 기 설정된 기준과 부합한 조도값을 포함하는 제어신호를 엘이디 구동부(10)로 전송한다.
아울러, 관제서버(20)는 엘이디 구동부(10)로부터 수신한 발광정보 및 상태정보가 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 엘이디 구동부(10)가 고장 또는 오작동하는 것으로 판단하여 생성한 엘이디 점검정보를 출력한다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템(S)의 직렬형 PFC 컨버터(12)에 대해 살피면 아래와 같다.
구체적으로, 엘이디 구동부(10)의 직렬형 PFC 컨버터(12)는 트라이액 조절기(11)로부터 인가받은 전압에 대한 역률개선(Power Factor Corretion)을 수행하는 AC/DC 컨버터이며, 입력 인덕터, 스위칭 소자 및 다이오드를 포함하여 구성된다.
보다 상세하게 직렬형 PFC 컨버터(12)는 그 일단이 접지와 연결되지 않은 출력 단자와 연결되고, 타단이 스위칭 소자의 타단 및 다이오드의 일단(입력단)과 연결되며, 스위칭 소자의 타단은 접지와 연결되도록 구성되고, 다이오드의 타단(출력단)이 직렬형 PFC 컨버터(12)의 출력단을 구성하는 하나의 출력단자로 이용되며, 출력단을 구성하는 다른 하나의 출력단자는 접지와 연결되도록 구성된다.
또한, 직렬형 PFC 컨버터(12)의 스위칭 소자는 소정의 주기에 따라 온/오프되는데, 일례로서, 스위칭 소자는 입력 인덕터에 흐르는 전류, 입력 커패시터 양단의 전압 및 링크 커패시터의 양단의 전압이 기초하여 제어된다.
아울러, 직렬형 PFC 컨버터(12)의 출력단에는 링크 커패시터(12a), DC/DC 컨버터(12b) 및 리플 보상부(12c)가 순차적으로 구성될 수 있다.
먼저, 링크 커패시터(12a)는 AC 전압에 따라 변하는 전력을 안정된 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행한다. 이러한 링크 커패시터(12a)의 일단 및 타단은 직렬형 PFC 컨버터(12)의 출력단을 구성하는 2개의 출력단자와 각각 연결된다.
또한, DC/DC 컨버터(12b)는 직렬형 PFC 컨버터(12)에서 출력되는 전압을 DC/DC 컨버팅하여 별도의 배터리에 충전하도록 구성될 수 있다.
그리고 리플 보상부(12c)는 직렬형 PFC 컨버터(12)를 기준으로 DC/DC 컨버터(12b)와 병렬로 연결되어 직렬형 PFC 컨버터(12)의 출력전압(즉, 링크 커패시터(12a)의 양단 전압)에 포함된 리플 전압을 보상하는 기능을 수행한다.
이를 위해, 리플 보상부(12c)는 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 소자, 보상 인덕터 및 보상 커패시터를 포함한다.
먼저, 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자는 서로 직렬 연결되되, 제1 스위칭 소자의 일단은 직렬형 PFC 컨버터(12)의 출력단을 구성하는 2개의 출력단자 중 접지와 연결되지 않은 출력단자와 연결되고, 타단은 제2 스위칭 소자의 일단과 연결된다. 그리고 제2 스위칭 소자의 타단은 접지와 연결된다.
다음으로, 보상 인덕터 및 보상 커패시터는 서로 직렬 연결되되, 보상 인덕터의 일단은 제1 스위칭 소자의 타단 및 제2 스위칭 소자의 일단과 연결되고, 타단은 보상 커패시터의 일단과 연결되며, 보상 커패시터의 타단은 접지와 연결된다.
덧붙여, 본 발명에 따른 스위칭 소자, 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자의 온/오프의 제어는 직렬형 PFC 컨버터(12)의 출력단에서 측정된 제1 전압(즉, 링크 커패시터(12a)의 양단 전압) 및 리플 보상부(12c)의 보상 커패시터 양단에서 측정된 제2 전압을 이용하여 PI(Proportional-Integral) 제어 방식 및 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식에 의해 수행된다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템(S)의 발광 제어모듈(13)에 대해 살피면 아래와 같다.
도 5에 도시된 바와 같이, 발광 제어모듈(13)은 센싱수단(13a), 제어수단(13b) 및 전송수단(13c)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 발광 제어모듈(13)의 센싱수단(13a)은 주변 조도에 대한 단위 시간당 평균 조도를 산출하고, 주변의 온도 및 습도를 센싱하여 기상데이터를 생성한다.
또한, 제어수단(13b)은 센싱수단(13a)으로부터 인가받은 평균 조도에 대응하도록 기 설정된 밝기로 엘이디 조도의 발광시키는 발광정보를 생성하고, 센싱수단(13a)으로부터 인가받은 기상데이터를 기 설정된 단위 시간마다 취합하여 상태정보를 생성한다.
그리고 전송수단(13c)은 제어수단(13b)으로부터 인가받은 발광정보 및 상태정보를 정보통신망을 통해 관제서버(20)로 전송하고, 관제서버(20)로부터 수신한 제어신호를 제어수단(13b)으로 인가한다.
이때, 제어수단(13b)이 전송수단(13c)으로부터 제어신호를 수신하는 경우, 제어신호에 포함된 값에 부합하도록 엘이디의 조도를 제어하게 된다.
아울러, 발광 제어모듈(13)의 구성요소인 센싱수단(13a), 제어수단(13b) 및 전송수단(13c)간의 데이터 전송은 RS-232 방식에 의해 수행되는 것임을 밝혀두겠으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 방법에 대해 살피면 아래와 같다.
먼저, 엘이디 구동부(10)가 설치된 주변의 밝기에 부합하도록 발광정보를 생성하여 엘이디 조도를 제어한다(S10).
이어서, 엘이디 구동부(10)가 설치된 주변의 기상데이터를 포함하는 상태정보를 생성하여 발광정보와 함께 관제서버(20)로 전송한다(S20).
뒤이어, 관제서버(20)가 수신한 발광정보에 포함된 조도값이 기 설정된 기준에 부합하는지 여부를 판단한다(S30).
제S30단계의 판단결과, 발광정보에 포함된 조도값이 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 관제서버(20)가 기 설정된 기준과 부합한 조도값을 포함하는 제어신호를 엘이디 구동부(10)로 전송한다(S40).
이하, 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 방법의 제S30단계 이후과정에 대해 살피면 아래와 같다.
제S30단계 이후, 관제서버(20)가 수신한 상태정보에 포함된 기상데이터의 온도 및 습도가 기 설정된 기준에 부합하는지 여부를 판단한다(S50).
제S50단계의 판단결과, 상태정보에 포함된 기상데이터의 온도 및 습도가 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 관제서버(20)가 기 설정된 기준과 부합한 조도값을 포함하는 제어신호를 엘이디 구동부(10)로 전송한다(S60).
그리고 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 방법의 제S30단계 이후 또 다른 과정에 대해 살피면 아래와 같다.
제S30단계 이후, 관제서버(20)가 엘이디 구동부(10)로부터 수신한 발광정보 및 상태정보가 기 설정된 기준에 부합하는지 여부를 판단한다(S70).
제S70단계의 판단결과, 발광정보 및 상태정보가 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 관제서버(20)가 엘이디 점검정보를 출력한다(S80).
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등 물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
S : 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템
10 : 엘이디 구동부
11 : 트라이액 조절기 12 : 직렬형 PFC 컨버터
12a : 링크 커패시터 12b : DC/DC 컨버터
12c : 리플 보상부
13 : 발광 제어모듈 13a : 센싱수단
13b : 제어수단 13b : 전송수단
20 : 관제서버 21: 상태DB

Claims (3)

  1. 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템에 있어서,
    트라이액 조절기가 밝기 제어를 위해 입력된 교류전압을 제어신호에 부합하도록 조절하여 직렬형 PFC 컨버터로 인가하고, 이를 인가받은 직렬형 PFC 컨버터가 교류전압에 포함된 리플 전압을 필터링하고, 필터링된 교류전압에 비례하도록 출력하며, 설치된 주변의 밝기에 부합하도록 엘이디 조도를 제어하는 발광정보를 생성하고, 설치된 주변의 기상데이터를 포함하는 상태정보를 생성하여 발광정보에 부합하도록 엘이디 조도를 제어하되, 관제서버로 발광정보 및 상태정보를 전송하여 제어신호를 수신하는 경우, 기 생성한 발광정보에 포함된 조도값을 수신한 제어신호에 포함된 조도값으로 갱신하여 엘이디 조도를 제어하는 엘이디 구동부; 및
    상기 엘이디 구동부로부터 수신한 발광정보 및 상태정보를 모니터링함과 동시에 상태DB에 저장 및 관리하되, 발광정보에 포함된 조도값이 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 기 설정된 기준과 부합한 조도값을 포함하는 제어신호를 엘이디 구동부로 전송하는 관제서버;를 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 트라이액 조절기는,
    별도의 주전원부를 구성하여 출력을 제어 하고, 입력된 교류전압에 포함된 플리커 또는 잡음을 필터링하여 상기 직렬형 PFC 컨버터로 인가하기 위한 디밍회로를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 직렬형 PFC 컨버터는,
    상기 트라이액 조절기로부터 인가받은 전압에 대한 역률개선(Power Factor Corretion)을 수행하는 AC/DC 컨버터이며, 입력 인덕터, 스위칭 소자 및 다이오드를 포함하되,
    그 일단이 접지와 연결되지 않은 출력 단자와 연결되고, 타단이 스위칭 소자의 타단 및 다이오드의 일단(입력단)과 연결되며, 스위칭 소자의 타단은 접지와 연결되도록 구성되고, 다이오드의 타단(출력단)이 상기 직렬형 PFC 컨버터의 출력단을 구성하는 하나의 출력단자로 이용되며, 출력단을 구성하는 다른 하나의 출력단자는 접지와 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하며,
    상기 직렬형 PFC 컨버터는,
    입력 인턱터에 흐르는 전류, 입력 커패시터 양단의 전압 및 링크 커패시터 양단의 전압에 기초하여 스위칭 소자의 온/오프를 제어하는 것을 특징으로 하고,
    AC 전압에 따라 변하는 전력을 안정된 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행하되, 그 일단 및 타단이 상기 직렬형 PFC 컨버터의 출력단을 구성하는 2개의 출력단자와 각각 연결되는 링크 커패시터;
    상기 직렬형 PFC 컨버터에서 출력되는 전압을 DC/DC 컨버팅하여 별도의 배터리에 충전하도록 구성되는 DC/DC 컨버터; 및
    상기 직렬형 PFC 컨버터를 기준으로 DC/DC 컨버터와 병렬로 연결되어 상기 직렬형 PFC 컨버터의 출력전압에 포함된 리플 전압을 보상하는 기능을 수행하는 리플 보상부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 리플 보상부는,
    제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 소자, 보상 인덕터 및 보상 커패시터를 포함하여 구성되되,
    상기 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자는 서로 직렬 연결되어, 제1 스위칭 소자의 일단은 상기 직렬형 PFC 컨버터의 출력단을 구성하는 2개의 출력단자 중 접지와 연결되지 않은 출력단자와 연결되고, 타단은 제2 스위칭 소자의 일단과 연결되며, 제2 스위칭 소자의 타단은 접지와 연결되고,
    상기 보상 인덕터 및 보상 커패시터는 서로 직렬 연결되어, 보상 인덕터의 일단은 제1 스위칭 소자의 타단 및 제2 스위칭 소자의 일단과 연결되고, 타단은 보상 커패시터의 일단과 연결되며, 보상 커패시터의 타단은 접지와 연결되는 것을 특징으로 하는 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엘이디 구동부는,
    주변 조도에 대한 단위 시간당 평균 조도를 산출하고, 주변의 온도 및 습도를 센싱하여 기상데이터를 생성하는 센싱수단;
    상기 센싱수단으로부터 인가받은 평균 조도에 대응하도록 기 설정된 밝기로 엘이디 조도의 발광시키는 발광정보를 생성하고, 상기 센싱수단으로부터 인가받은 기상데이터를 기 설정된 단위 시간마다 취합하여 상태정보를 생성하는 제어수단; 및
    상기 제어수단으로부터 인가받은 발광정보 및 상태정보를 정보통신망을 통해 상기 관제서버로 전송하고, 상기 관제서버로부터 수신한 제어신호를 제어수단으로 인가하는 전송수단;을 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 제어수단은,
    상기 전송수단으로부터 제어신호를 수신하는 경우, 제어신호에 포함된 값에 부합하도록 엘이디의 조도를 제어하는 것을 특징으로 하고,
    상기 관제서버는,
    상기 엘이디 구동부로부터 수신한 상태정보에 포함된 기상데이터의 온도 및 습도가 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 기 설정된 기준과 부합한 조도값을 포함하는 제어신호를 엘이디 구동부로 전송하고,
    상기 엘이디 구동부로부터 수신한 발광정보 및 상태정보가 기 설정된 기준에 부합하는 경우, 엘이디 구동부가 고장 또는 오작동하는 것으로 판단하여 생성한 엘이디 점검정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 시스템.
  3. 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 방법에 있어서,
    (a) 엘이디 구동부가 설치된 주변의 밝기에 부합하도록 발광정보를 생성하여 엘이디 조도를 제어하는 단계;
    (b) 엘이디 구동부가 설치된 주변의 기상데이터를 포함하는 상태정보를 생성하여 발광정보와 함께 관제서버로 전송하는 단계;
    (c) 관제서버가 수신한 발광정보에 포함된 조도값이 기 설정된 기준에 부합하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    (d) 상기 (c) 단계의 판단결과, 발광정보에 포함된 조도값이 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 관제서버가 기 설정된 기준과 부합한 조도값을 포함하는 제어신호를 엘이디 구동부로 전송하는 단계;를 포함하되,
    상기 (c) 단계 이후,
    (e) 관제서버가 수신한 상태정보에 포함된 기상데이터의 온도 및 습도가 기 설정된 기준에 부합하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    (f) 상기 (e) 단계의 판단결과, 상태정보에 포함된 기상데이터의 온도 및 습도가 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 관제서버가 기 설정된 기준과 부합한 조도값을 포함하는 제어신호를 엘이디 구동부로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 (c) 단계 이후,
    (g) 관제서버가 엘이디 구동부로부터 수신한 발광정보 및 상태정보가 기 설정된 기준에 부합하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    (h) 상기 (g) 단계의 판단결과, 발광정보 및 상태정보가 기 설정된 기준에 부합하지 않는 경우, 관제서버가 엘이디 점검정보를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선 네트워크를 이용한 엘이디 제어 방법.
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