KR20180061958A - Led traffic light having a dimming control function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 LED 신호등 및 그 동작 방법에 관한 것입니다. 보다 구체적으로, 설치 환경의 변화에 따라 신호등의 조도를 간편하게 변경할 수 있는 LED 신호등 및 그 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an LED traffic light and a method of operation thereof. More particularly, the present invention relates to an LED signal lamp and an operation method thereof that can easily change the illuminance of a traffic light according to a change in installation environment.
차량이 운행하는 도로의 안전한 교통질서 확보를 위해서 교통 신호등이 사용된다. 교통 신호등은 통상적으로 적색(Red, R), 황색(Yellow, Y), 녹색(Green, G) 및 화살표(Arrow, A) 등의 기본 신호등을 조합하여 하나의 등화기를 이루도록 구성되며, 교통신호 제어기를 통해 도로 환경에 적합하도록 점등 제어가 이루어진다.Traffic signals are used to ensure safe traffic order on the roads the vehicle is running. The traffic signal light is typically configured to form a single equalizer by combining basic signals such as red (R), yellow (Y), green (G), and arrow The lighting control is performed so as to be suitable for the road environment.
최근에는 기존의 백열 신호등에 비하여 소비 전력이 8분의 1 수준이고, 동일 광도에서 80% 내지 90% 정도의 에너지 절감 효과를 갖는 LED(Light Emitting Diode) 신호등의 사용이 점점 증가하는 추세이다.In recent years, power consumption is about one-eighth that of conventional incandescent lamps, and LED (Light Emitting Diode) signals having energy savings of about 80% to 90% at the same luminosity are increasingly used.
이러한 LED 신호등이 심야 시간에 동작하는 경우, 눈부심에 의한 운전 방해는 물론, 불필요한 전력 손실을 야기하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 종래의 LED 신호등은 야간 시간에 신호등의 조도를 조절하기 위한 조광 제어 기능(즉, 디밍 제어 기능)을 탑재하고 있다. When such an LED signal lamp operates in the nighttime, there is a problem of causing unnecessary power loss as well as disturbing driving due to glare. In order to solve such a problem, a conventional LED traffic light has a dimming control function (i.e., a dimming control function) for adjusting the illuminance of a traffic light at night.
그런데, 종래의 LED 신호등이 조광 제어를 위해 반파 신호(Half wave signal)를 사용함에 따라, 콘덴서의 충/방전 시간 지연에 따른 점 소등 시간의 연장 현상과, 리플(ripple)에 의한 플리커(flicker) 현상 등이 발생하는 문제가 있다. However, since a conventional LED signal uses a half-wave signal for dimming control, there is a phenomenon that an extension of the lighting-off time due to a charging / discharging time delay of a capacitor and a flicker- And the like.
한편, LED 신호등의 표준규격에 의하면, 조광 제어 시, 50% 내지 70%의 광량을 사용하여야 하고, 이러한 광 변동폭은 LED 신호등의 설치 장소에 따라 가변 가능하도록 규정하고 있으나, 아직 해당 표준규격을 만족하는 제품이 개발되고 있지 않은 실정이다. 따라서, 상술한 문제들을 해결하면서, 상술한 표준규격을 만족시킬 수 있는 조광 제어 방법에 관한 연구가 필요하다.On the other hand, according to the standard of LED signal lamps, it is required to use a light amount of 50% to 70% at the time of dimming control, and such a light fluctuation width is set to be variable according to the installation place of LED signal lamps. However, A product that does not have a function is developed. Therefore, there is a need for research on a dimming control method that can satisfy the above-mentioned standard while solving the above-mentioned problems.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 위상 카운터 방식을 이용하여 조광 제어 기능을 수행하는 LED 신호등 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.The present invention is directed to solving the above-mentioned problems and other problems. Another object of the present invention is to provide an LED signal lamp that performs a dimming control function using a phase counter method and an operation method thereof.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 교통신호 제어기로부터 수신된 AC 구동 전압을 DC 구동 전압으로 변환하는 정류부; 상기 DC 구동 전압을 정전류로 변환하여 LED 램프로 제공하는 구동 전류부; 및 조광 제어 모드 시, 상기 AC 구동 전압의 파형을 분석하여 조광 제어를 위한 조도 값을 추출하고, 상기 조도 값을 기반으로 LED 램프의 밝기를 조절하기 위한 구동 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 LED 신호등을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a rectifier for converting an AC driving voltage received from a traffic signal controller into a DC driving voltage. A driving current unit for converting the DC driving voltage into a constant current and providing the DC lamp voltage as an LED lamp; And a control unit for analyzing a waveform of the AC driving voltage to extract an illuminance value for dimming control and generating a driving signal for adjusting the brightness of the LED lamp based on the illuminance value in the dimming control mode, .
좀더 바람직하게는, 상기 LED 신호등의 제어부는, AC 구동 전압의 파형을 분석하여 신호등의 점등 모드가 일반 점등 모드인지 아니면 조광 제어 모드인지를 결정하는 것을 특징으로 한다. More preferably, the control unit of the LED signal or the like analyzes the waveform of the AC driving voltage to determine whether the lighting mode of the signal lamp is the normal lighting mode or the dimming control mode.
좀더 바람직하게는, 상기 LED 신호등의 제어부는, AC 구동 전압의 파형이 STX(start of text) 위상 및 ETX(end of text) 위상을 갖는 경우, 신호등의 점등 모드를 조광 제어 모드로 결정하는 것을 특징으로 한다. More preferably, the control unit of the LED signal or the like determines that the lighting mode of the signal lamp is the dimming control mode when the waveform of the AC driving voltage has STX (start of text) phase and ETX (end of text) .
좀더 바람직하게는, 상기 LED 신호등의 제어부는, STX 위상과 ETX 위상 사이에 존재하는 AC 위상의 개수를 카운팅하고, 상기 카운팅된 위상의 개수를 기반으로 조도 값을 추출하는 것을 특징으로 한다. More preferably, the control unit of the LED signal light counts the number of AC phases existing between the STX phase and the ETX phase, and extracts the roughness value based on the number of the counted phases.
좀더 바람직하게는, 상기 LED 신호등은 제어부에서 출력된 제1 구동 신호를 기반으로 상기 LED 램프로 입력되는 정전류의 양을 조절하는 파워 컨버터; 및 제어부에서 출력된 제2 구동 신호를 기반으로 상기 LED 램프의 구동을 위해 축적된 에너지의 일부를 방전시키는 로드부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the LED signal lamp includes a power converter for adjusting an amount of a constant current input to the LED lamp based on a first driving signal output from the controller; And a load unit for discharging a part of the stored energy for driving the LED lamp based on the second driving signal outputted from the control unit.
좀더 바람직하게는, 상기 LED 신호등은 LED 신호등의 동작 모드를 선택하는 모드 선택부를 더 포함하고, 상기 동작 모드는 조광 기능이 없는 일반 모드, 주변의 조도 변화를 이용한 디밍 모드, 반파 신호를 이용한 디밍 모드, 위상 카운터 방식을 이용한 디밍 모드 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다. More preferably, the LED signal light further includes a mode selection unit for selecting an operation mode of the LED signal, wherein the operation mode includes a general mode without a dimming function, a dimming mode using ambient light variation, a dimming mode using a half- , And a dimming mode using a phase counter method.
좀더 바람직하게는, 상기 LED 신호등은 정류부와 구동 전류부 사이에 배치되어, 상기 정류부를 통해 출력된 DC 구동 전압에서 저 전압, 과전압 또는 루프(LED) 단선이 발생하는지를 모니터링하는 전압 감시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. More preferably, the LED signal light further includes a voltage monitoring unit disposed between the rectifying unit and the driving current unit, for monitoring whether a low voltage, an overvoltage, or a loop (LED) disconnection occurs in the DC driving voltage outputted through the rectifying unit .
본 발명의 다른 측면에 따르면, LED 신호등의 점멸 동작을 스케줄링하는 신호등 스케줄러; 상기 LED 신호등을 구동하기 위한 AC 구동 전압을 생성하는 구동 전압부; 및 상기 LED 신호등의 점등 모드에 따라 서로 다른 파형을 갖는 AC 구동 전압이 생성되도록 상기 구동 전압부를 제어하는 제어부를 포함하는 교통신호 제어기를 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a traffic light scheduler for scheduling a flashing operation of an LED signal light; A driving voltage unit for generating an AC driving voltage for driving the LED signal lamp; And a controller for controlling the driving voltage unit such that an AC driving voltage having different waveforms is generated according to the lighting mode of the LED signal.
좀더 바람직하게는, 상기 교통신호 제어기의 구동 전압부는, 조광 제어 모드의 시작을 지시하는 STX(start of text) 위상, 상기 LED 신호등의 조도 값을 지시하는 AC 위상, 및 상기 조광 제어 모드의 종료를 지시하는 ETX(end of text) 위상을 갖는 AC 구동 전압을 생성하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the driving voltage section of the traffic signal controller includes a start of text (STX) phase indicating the start of the dimming control mode, an AC phase indicating the illuminance value of the LED signal light, and an end of the dimming control mode And generates an AC drive voltage having an ETX (end of text) phase that instructs it.
본 발명의 실시 예들에 따른 LED 신호등 및 그 동작 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다. Effects of the LED signal lamp and the operation method thereof according to the embodiments of the present invention will be described as follows.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 위상 카운터 방식으로 조광 제어 기능을 수행함으로써, LED 신호등의 표준규격에서 요구하는 사항들을 만족시킬 수 있고, 설치 환경의 변화에 따라 신호등의 조도를 간편하게 변경할 수 있다는 장점이 있다. According to at least one of the embodiments of the present invention, by performing the dimming control function using the phase counter method, it is possible to satisfy the requirements of the standard of the LED signal or the like, and to easily change the illuminance of the traffic light according to the change of the installation environment .
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 위상 카운터 방식으로 조광 제어 기능을 수행함으로써, 전압 변동을 최소화할 수 있고, 조광 제어를 자유로이 표현할 수 있으며, 종래 방식에 비해 잡음이 적고 에너지 효율이 좋다는 장점이 있다. According to at least one of the embodiments of the present invention, by performing the dimming control function using the phase counter method, voltage fluctuation can be minimized, dimming control can be freely expressed, and noise .
다만, 본 발명의 실시 예들에 따른 LED 신호등 및 그 동작 방법이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, effects that can be achieved by the LED signal lamp and the operation method thereof according to the embodiments of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned are described in the following description It will be understood by those of ordinary skill in the art.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 교통 제어 시스템의 전체 구성도;
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 교통신호 제어기의 구성을 설명하기 위한 블록도;
도 3은 교통신호 제어기에서 LED 신호등의 점등 모드에 따라 출력되는 AC 구동전압을 예시하는 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 신호등의 구성을 설명하는 블록도;
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 신호등의 상세 회로도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 신호등의 동작을 설명하기 위해 참조되는 순서도.Brief Description of the Drawings Fig. 1 is an overall configuration diagram of a traffic control system according to an embodiment of the present invention; Fig.
2 is a block diagram illustrating a configuration of a traffic signal controller according to an exemplary embodiment of the present invention;
3 is a diagram illustrating an AC driving voltage output according to a lighting mode of an LED signal lamp in a traffic signal controller;
4 is a block diagram illustrating a configuration of an LED signal lamp according to an embodiment of the present invention;
5 is a detailed circuit diagram of an LED signal lamp according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart referred to explain the operation of an LED traffic light according to an embodiment of the present invention;
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 즉, 본 발명에서 사용되는 '부'라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부'들로 더 분리될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. That is, the term 'part' used in the present invention means a hardware component such as software, FPGA or ASIC, and 'part' performs certain roles. However, 'minus' is not limited to software or hardware. The " part " may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to play back one or more processors. Thus, by way of example, and by no means, the terms " component " or " component " means any combination of components, such as software components, object- oriented software components, class components and task components, Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided in the components and parts may be combined into a smaller number of components and parts or further separated into additional components and parts.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.
본 발명은 위상 카운터 방식을 이용하여 조광 제어 기능을 수행하는 LED 신호등 및 그 동작 방법을 제안한다. The present invention proposes an LED signal lamp that performs a dimming control function using a phase counter method and an operation method thereof.
이하에서는, 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여, 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 교통 제어 시스템의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a traffic control system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 교통 제어 시스템(100)은, 보행 신호등(110), 차량 신호등(또는 교통 신호등, 120), 횡단보도(130) 및 교통신호 제어기(140) 등을 포함할 수 있다. 1, a
보행 신호등(110)은 도로의 횡단보도(130)를 기준으로 하여 양측 인도 쪽에 각각 설치되며, 적색등과 녹색등을 포함하는 일반적인 가로등 구조는 물론 다양한 종류의 신호등을 포함할 수 있다. The
보행 신호등(110)은, 횡단보도(130)의 인접 영역에 설치된 교통신호 제어기(140)의 제어에 따라, 적색등과 녹색등을 일정 시간 주기로 번갈아 가며 동작시킨다. 이 경우, 보행 신호등(110)의 녹색등은 보행자의 보행 허용 신호를 나타내고, 적색등은 보행자의 보행 금지 신호를 나타낸다. 또한, 보행자 신호등(110)은, 녹색등 점등 시, 보행 허용 시간에 대한 잔여 시간을 숫자 또는 바(bar) 형태로 표시할 수 있다.The
차량 신호등(120)은, 운전자의 정면 시야에 들어오도록 차량 주행 방향과 반대되는 방향으로 도로 위에 설치되며, 적색, 녹색, 황색 및 녹색 화살 표시의 점멸로 주행 차량의 진행, 정지, 우회 등을 지시하는 기능을 수행한다. The
차량 신호등(120)은, 횡단보도(130)의 인접 영역에 설치된 교통신호 제어기(140)의 제어에 따라, 적색등, 녹색등, 황색등, 녹색 화살 표시등을 일정 시간 주기로 번갈아 가며 동작시킨다.The
보행 신호등(110) 및 차량 신호등(120)은, 광원으로 LED 소자를 사용할 수 있으며, 조광 제어 기능을 수행하기 위한 장치(또는 회로)를 구비할 수 있다. 한편, 이하에서는, 설명의 편의상, 상기 보행 신호등(110) 및 차량 신호등(120)을 '교통 신호등' 또는 'LED 신호등'으로 통칭하여 사용하도록 한다. The
횡단보도(130)는 도로 교통법에 따라 차량과 보행자가 공유하는 도로 상의 일정 구역이다. 차량과 보행자 간 사용 기회를 원활히 제공하기 위하여 횡단보도(130)는 일정한 신호 체계에 따라 동작한다. 횡단보도(130)는 도로의 종류에 따라 적어도 하나 이상이 설치될 수 있고, 횡단보도(130)의 폭과 길이는 각 도로의 상황에 따라 다르게 설정될 수 있다. The
교통신호 제어기(Traffic Signal Controller, 140)는 교차로 및 횡단보도에 설치되어 점유 시간을 수집, 분석해 최적의 교통 신호등 운영을 담당하는 장치이다. Traffic Signal Controller (140) is installed at intersections and crosswalks, and collects and analyzes occupation time to manage optimal traffic lights.
이러한 교통신호 제어기(140)는, 차량 신호등(120) 및 보행 신호등(110)과 전기적으로 연결되어, 상기 차량 신호등(120) 및 보행 신호등(110)으로 구동 전압을 제공함과 동시에, 상기 차량 신호등(120) 및 보행 신호등(110)의 점멸 신호를 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 상기 교통신호 제어기(140)는, 차량 신호등(120) 또는 보행 신호등(110)과 일체로 형성되거나, 혹은 상기 신호등(110, 120)과 분리되어 인도 상에 설치될 수 있다. The
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 교통신호 제어기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a traffic signal controller according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 교통신호 제어기(200)는 신호등 스케줄러(210), 구동 전압부(220), 통신부(230) 및 제어부(240)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 구성요소들은 교통신호 제어기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서상에서 설명되는 교통신호 제어기는 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.2, the
신호등 스케줄러(210)는 보행 신호등의 녹색등 및 적색등에 관한 점멸 동작을 스케줄링하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 신호등 스케줄러(210)는 차량 신호등의 적색등, 녹색등, 황색등, 녹색 화살 표시등에 관한 점멸 동작을 스케줄링하는 기능을 수행할 수 있다. The
신호등 스케줄러(210)는 시간대에 따라 신호등의 조광 제어 동작을 스케줄링하는 기능을 수행할 수 있다. 가령, 제1 시간대에는 신호등에서 100%의 조도가 출력되도록 스케줄링하고, 제2 시간대에는 신호등에서 50% 내지 70%의 조도가 출력되도록 스케줄링할 수 있다. The
구동 전압부(210)는 LED 신호등을 구동하기 위한 AC 전압에 필요한 위상에 따라 온/오프(on/off) 스위칭 동작을 수행하여 LED 신호등으로 출력하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 상기 AC 전압은 220V일 수 있으며, 이를 제한하지는 않는다. The driving
즉, 구동 전압부(210)는, LED 신호등의 점등 모드(즉, 일반 점등 모드, 조광 제어 모드)에 따라 서로 다른 파형(즉, 위상)을 갖는 AC 전압을 생성하여 출력할 수 있다. That is, the driving
가령, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 구동 전압부(210)는, 일반 점등 모드 시, 완전한 정현파 형태의 위상을 갖는 AC 전압을 생성할 수 있다. 3 (a), the driving
한편, 도 3의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 구동 전압부(210)는, 조광 제어 모드 시, STX(start of text) 위상, AC 위상, ETX(end of text) 위상을 갖는 AC 전압을 생성할 수 있다. 3 (b) and 3 (c), the driving
일 실시 예로, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, STX 위상은 조광 제어 모드의 시작을 지시하는 위상 신호로서, (+) 반파 위상, (+) 반파 위상, (-) 반파 위상, (-) 반파 위상이 순차적으로 입력되는 위상 신호일 수 있으며 이를 제한하지는 않는다. In one embodiment, as shown in FIG. 3 (b), the STX phase is a phase signal indicative of the start of the dimming control mode and includes (+) half wave phase, (+) half wave phase, -) < / RTI > half-wave phase may be a sequentially input phase signal and is not limited thereto.
ETX 위상은 조광 제어 모드의 종료를 지시하는 위상 신호로서, (-) 반파 위상, (-) 반파 위상, (+) 반파 위상, (+) 반파 위상이 순차적으로 입력되는 위상 신호일 수 있으며 이를 제한하지는 않는다. 본 실시 예에 따른 방식은 STX 커맨드(command)와 ETX 커맨드(command)를 서로 다르게 설정하여 제어 하는 방식이다.The ETX phase is a phase signal indicating the end of the dimming control mode, and may be a phase signal in which (-) half wave phase, (-) half wave phase, (+) half wave phase, Do not. In the method according to the present embodiment, the STX command and the ETX command are differently set and controlled.
한편, 다른 실시 예로, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, STX 위상은 조광 제어 모드의 시작을 지시하는 위상 신호로서, (+) 반파 위상, (+) 반파 위상, (-) 반파 위상, (-) 반파 위상이 순차적으로 입력되는 위상 신호일 수 있으며 이를 제한하지는 않는다. 3 (c), the STX phase is a phase signal indicating the start of the dimming control mode, and includes (+) half wave phase, (+) half wave phase, (-) half wave phase , And (-) half-wave phases may be input sequentially, but the present invention is not limited thereto.
ETX 위상은 조광 제어 모드의 종료를 지시하는 위상 신호로서, (+) 반파 위상, (+) 반파 위상, (-) 반파 위상, (-) 반파 위상이 순차적으로 입력되는 위상 신호일 수 있으며 이를 제한하지는 않는다. 본 실시 예에 따른 방식은 STX 커맨드와 ETX 커맨드를 서로 동일하게 설정하여 제어 하는 방식이다.The ETX phase is a phase signal indicating the end of the dimming control mode and may be a phase signal in which (+) half wave phase, (+) half wave phase, (-) half wave phase, Do not. The method according to the present embodiment is a method of controlling the STX command and the ETX command by setting them to be equal to each other.
이러한 STX 위상과 ETX 위상 사이에 존재하는 AC 위상은, 조광 제어의 조도 값을 지시하는 위상 신호이다. 가령, 도면에 도시된 바와 같이, AC 위상의 개수가 70개라면, 조광 제어의 조도 값은 70%가 된다. 이러한 위상 카운터 방식을 통해, 구동 전압부(210)는, 조광 제어 모드 시, 신호등의 조도 값을 지시하는 AC 전압을 생성할 수 있다. 또한, 설치 환경의 변화에 따라 AC 위상의 개수를 적절히 변경함으로써, 신호등의 조도를 간편하게 변경할 수 있으며 위상 잘림으로 인한 리플(ripple)을 최적화 할 수 있다. The AC phase existing between the STX phase and the ETX phase is a phase signal indicating the illumination value of the dimming control. For example, as shown in the figure, if the number of AC phases is 70, the illumination value of the dimming control becomes 70%. Through the phase counter method, the driving
통신부(230)는 경찰청 또는 지방자치단체 등에 설치된 도로교통 시스템과의 유/무선 통신을 지원하기 위한 통신 인터페이스를 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 통신부(230)는 도로교통 시스템으로부터 교통 제어신호를 수신할 수 있고, 교통신호 제어기(200)를 통해 수집된 교통 정보를 도로교통 시스템으로 전송할 수 있다. The
제어부(240)는 메모리(미도시)에 저장된 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 교통신호 제어기(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 나아가 제어부(240)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 교통신호 제어기(200) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 적어도 하나를 조합하여 제어할 수 있다.The
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 신호등의 구성을 설명하는 블록도이고, 도 5는 도 4의 LED 신호등에 관한 상세 회로도이다. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an LED signal lamp according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a detailed circuit diagram of the LED signal lamp of FIG.
도 4 및 도 5를 참조하면, LED 신호등(200)은 필터부(410), 정류부(415), 전압 감시부(420), 구동 전류부(430), 분압기(435), 모드 선택부(440), 제어부(445), 파워 컨버터(450), 제1 로드부(455), 제2 로드부(460) 및 LED 램프(465)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 구성요소들은 LED 신호등(400)을 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서상에서 설명되는 LED 신호등은 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다. 4 and 5, the
필터부(410)는 교통신호 제어기(200)로부터 입력되는 AC 구동 전압의 노이즈(noise) 성분을 제거하는 기능과, LED 신호등(400)의 내부에서 발생된 잡음(noise)을 제거하는 기능을 수행한다.The
정류부(415)는 노이즈 성분이 제거된 AC 구동 전압을 정류하여 DC 구동 전압을 생성하고, 상기 DC 구동 전압을 전압 감시부(420)로 출력하는 기능을 수행한다. The rectifying
정류부(415)는 정류기와 컨덴서를 이용하여 AC 구동 전압의 배에 가까운 정류 출력을 얻을 수 있는 배 전압 정류 방식을 사용할 수 있다. 이러한 배 전압 정류 방식을 사용하는 이유는, LED 램프(465)의 단선으로 인한 소등 시, 무 부하로 인한 라인 전압이 크게 상승하며, 일정 부하가 있을 경우 임피던스에 의해 전압이 내려가서 LED 신호등의 이상 상태 인지에 용이하기 때문이다. The
전압 감시부(420)는, 정류부(415)에 의해 출력된 DC 구동 전압에서 저 전압, 과전압 또는 루프(LED) 단선 등이 발생하는지를 모니터링하고, 저 전압, 과전압 또는 루프 단선 감지 시, LED 램프(465)의 오작동 또는 손상을 방지하기 위해 파워 컨버터(450)의 동작을 중지하여 LED램프(465)을 소등한다. The
구동 전류부(430)는 정류부(415)에서 출력된 DC 구동 전압을 정전류(constant current)로 변환하고, 상기 변환된 정전류를 LED 램프(465)로 출력하는 기능을 수행한다. The driving
분압기(435)는 필터부(410)에서 출력된 AC 구동 전압을 분압하여 전압을 낮추는 기능을 수행한다. 이러한 분압기(435)를 설치하는 이유는, 필터부(410)에서 출력된 AC 구동 전압을 제어부(445)에서 인지할 수 있는 전압으로 낮추기 위함이다. The
이러한 분압기(435)의 회로에 적분 회로(integration circuit)를 추가하여 AC 구동 전압의 고역 노이즈를 제거할 수 있으며, 제너 다이오드를 추가하여 과전압이 제어부(445)로 인가되는 현상을 방지할 수 있다. An integrating circuit may be added to the circuit of the
모드 선택부(440)는 관리자 또는 운용자의 조작 명령 등에 따라 LED 신호등(400)의 동작 모드를 선택하는 기능을 수행한다. 상기 LED 신호등(400)의 동작 모드는, 크게 조광 기능이 없는 일반 모드(normal mode)와, 조광 기능이 있는 디밍 모드(dimming mode)로 분류될 수 있다. The
상기 디밍 모드는 주변의 조도 변화를 이용한 제1 디밍 모드, 전파 신호 및 반파 신호를 이용한 제2 디밍 모드, 위상 카운터 방식을 이용한 제3 디밍 모드로 구분될 수 있으며 이를 제한하지는 않는다. 상기 제1 디밍 모드 또는 제2 디밍 모드 자체는 이미 공지된 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다. The dimming mode may be classified into a first dimming mode using ambient light variation, a second dimming mode using a radio wave signal and a half-wave signal, and a third dimming mode using a phase counter method. Since the first dimming mode or the second dimming mode itself is a known technique, a detailed description thereof will be omitted.
이에 따라, 모드 선택부(440)는 상술한 4가지의 동작 모드들 중 적어도 둘 이상을 포함할 수 있으며, 관리자 또는 운용자의 조작 명령에 따라 상기 동작 모드들 중 어느 하나를 선택할 수 있다. Accordingly, the
모드 선택부(440)는 관리자 또는 운영자 등에 의해 선택된 LED 신호등(400)의 동작 모드에 관한 정보를 제어부(445)로 제공할 수 있다. 한편, 다른 실시 예로, 모드 선택부(440)는 LED 신호등(400)의 동작 모드에 관한 정보를 교통신호 제어기(200)로 제공하도록 구성할 수 있다. The
제어부(445)는 분압기(435)에서 출력되는 AC 구동 전압의 파형을 분석하여 LED 신호등(400)의 점등 모드가 일반 점등 모드인지 아니면 조광 제어 모드인지를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과, LED 신호등(400)의 점등 모드가 조광 제어 모드인 경우, 제어부(445)는, 상기 분석된 AC 구동 전압의 파형을 기반으로 조광 제어를 위한 조도 값(또는 밝기 값)을 추출할 수 있다. The
일 예로, 제어부(445)는 AC 구동 전압의 파형을 다음과 같이 분석한다. 먼저, 제어부(445)는 AC 구동 전압의 피크(peak) 전압만을 검출하여 평균을 취한 뒤 1/2 값을 중간 값으로 인지할 수 있다. 그리고 제어부(445)는 상기 중간 값 이상을 상측 파형으로 인지하고, 중간 값 이하를 하측 파형으로 인지하며, 이렇게 인지한 데이터로 STX 커맨드와 ETX 커맨드를 식별할 수 있다. For example, the
제어부(445)는, 상술한 방식과 동일한 방식으로, STX 커맨드와 ETX 커맨드 사이에 존재하는 AC 위상들의 개수를 카운팅(counting)하고, 상기 카운팅된 위상들의 개수를 기반으로 조광 제어를 위한 조도 값을 추출할 수 있다.The
제어부(445)는, 조광 제어 모드 시, LED 램프(465)의 밝기를 변경하기 위한 제1 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성하여 파워 컨버터(450)로 출력할 수 있다. 이와 동시에, 제어부(445)는, LED 램프(465)의 밝기를 변경하기 위한 제2 PWM 신호를 생성하여 제2 부하부(460)로 출력할 수 있다. The
이외에도, 제어부(445)는 LED 신호등(400)의 전반적인 동작을 제어한다. 가령, 제어부(445)는 모드 선택부(440)를 통해 선택된 동작 모드가 LED 신호등(400)에서 수행되도록 제어할 수 있다. In addition, the
파워 컨버터(450)는 제어부(445)에서 출력되는 제1 PWM 신호의 파워(power)를 변환하고, 상기 변환된 파워를 갖는 제1 PWM 신호를 기반으로 LED 램프(465)로 입력되는 정전류의 양을 조절하는 기능을 수행한다. 또한, 파워 컨버터(450)는 제어부(445)와 LED 램프(465) 간을 서로 격리(isolate)시키는 기능을 수행할 수 있다. The
제1 부하부(455)는 적색등에 한하여 동작하며, 미리 결정된 저항 소자들로 이루어져 특정 부하 값을 유지하는 기능을 수행한다. 현재 LED 신호등의 표준 규격에 따르면, 적색등의 경우, 5 Watt 이상의 전력을 소비해야 하는 것으로 규정하고 있다. 따라서, 제어부(445)는, 적색등 동작 시, 제1 부하부(455)로 전류를 인가하여 적색등의 소비 전력을 증가시킬 수 있다. The
제2 부하부(460)는, 조광 제어 모드 시, 제어부(445)에서 출력되는 제2 PWM 신호를 기반으로 LED 램프(465)의 구동을 위해 축적된 에너지의 일부를 방전시키는 기능을 수행한다. 즉, 제어부(445)는, 조광 제어 모드 시, LED 램프(465)로 입력되는 전류의 일부를 제2 부하부(460)로 흘려보내 상기 LED 램프(465)의 광도를 감소시킬 수 있다. The
LED 램프(465)는 구동 전류부(430)에서 출력되는 정전류에서 제2 부하부(460)로 흐르는 정전류를 뺀 나머지 양을 기반으로 빛을 발광하는 기능을 수행한다. 가령, 일반 점등 모드 시, 제2 부하부(460)로 흐르는 정전류의 양은 0이므로, LED 램프(465)는 구동 전류부(430)에서 출력되는 모든 정전류를 이용하여 100%의 조도로 빛을 발광할 수 있다. 한편, 조광 제어 모드 시, 제2 부하부(460)로 흐르는 정전류의 양이 존재하므로, LED 램프(465)는 구동 전류부(430)에서 출력되는 정전류에서 제2 부하부(460)로 흐르는 정전류를 뺀 나머지를 이용하여 50% 내지 70%의 조도로 빛을 발광할 수 있다.The
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 신호등의 동작을 설명하기 위해 참조되는 순서도이다.6 is a flowchart referred to explain the operation of the LED signal lamp according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, LED 신호등(400)은 교통신호 제어기(200)로부터 AC 구동 전압을 수신할 수 있다(S610). 이때, 상기 AC 구동 전압은, 도 3에 도시된 바와 같이, LED 신호등(400)의 점등 모드(즉, 일반 점등 모드, 조광 제어 모드)에 따라 서로 다른 파형을 가질 수 있다. Referring to FIG. 6, the
LED 신호등(400)은, AC 구동 전압 수신 시, 상기 AC 구동 전압을 전압 강하(voltage drop)하고, 상기 전압 강하된 AC 구동 전압의 파형을 분석할 수 있다(S620, S630). 또한, LED 신호등(400)은, AC 구동 전압 수신 시, 상기 AC 구동 전압을 DC 구동 전압으로 정류하고, 상기 정류된 DC 구동 전압을 LED 구동 전류(즉, 정전류)로 변환할 수 있다.The
LED 신호등(400)은 AC 구동 전압의 파형 분석 결과에 기초하여 자신의 점등 모드가 일반 점등 모드인지 아니면 조광 제어 모드인지를 확인할 수 있다(S640). The
상기 640 단계의 확인 결과, 자신의 점등 모드가 조광 제어 모드인 경우, LED 신호등(400)은 상기 분석된 AC 구동 전압의 파형을 기반으로 조광 제어를 위한 조도 값을 결정할 수 있다(S650). LED 신호등(400)은 상기 결정된 조도 값을 기반으로 조광 제어를 위한 제1 구동 신호를 생성할 수 있다(S660). 이때, 상기 제1 구동 신호는 PWM 신호일 수 있다.If it is determined in step 640 that the own lighting mode is the dimming control mode, the
한편, 상기 확인 결과, 자신의 점등 모드가 일반 점등 모드인 경우, LED 신호등(400)은 일반 점등을 위한 제2 구동 신호를 생성할 수 있다(S670). 마찬가지로, 상기 제2 구동 신호는 PWM 신호일 수 있다. Meanwhile, if it is determined that the own lighting mode is the normal lighting mode, the
LED 신호등(400)은, 일반 점등 모드 시, 제2 구동 신호에 따라 LED 램프를 구동할 수 있다(S680). 즉, LED 신호등(400)는, 모든 정전류를 LED 램프로 인가하여 100%의 조도로 빛을 발광할 수 있다. In the normal lighting mode, the
LED 신호등(400)은, 조광 제어 모드 시, 제1 구동 신호에 따라 LED 램프를 구동할 수 있다. 즉, LED 신호등(400)는, LED 램프로 인가되는 정전류의 양을 조절하여 50% 내지 70%의 조도로 빛을 발광할 수 있다. 한편, 50% 내지 70%의 조도는 본 발명의 일 실시 예로서, 50% 이하 또는 70% 이상의 조도로 조광 제어를 수행할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. The
LED 신호등(400)은, 교통신호 제어기(200)로부터 별도의 동작 정지 명령이 수신될 때까지, 상술한 610 단계 내지 680 단계의 동작을 반복적으로 수행할 수 있다. The
이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 LED 신호등은 위상 카운터 방식으로 조광 제어 기능을 수행함으로써, 설치 환경의 변화에 따라 신호등의 조도를 간편하게 변경할 수 있다.As described above, the LED signal lamp according to the embodiment of the present invention performs the dimming control function by the phase counter method, so that the illuminance of the traffic light can be easily changed according to the change of the installation environment.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The present invention described above can be embodied as computer-readable codes on a medium on which a program is recorded. The computer readable medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer readable medium include a hard disk drive (HDD), a solid state disk (SSD), a silicon disk drive (SDD), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, , And may also be implemented in the form of a carrier wave (e.g., transmission over the Internet). Also, the computer may include a control unit of the terminal. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
100: 교통 제어 시스템 110: 보행 신호등
120: 차량 신호등 130: 횡단보도
140: 교통신호 제어기 100: Traffic control system 110: Walking traffic light
120: vehicle traffic light 130: pedestrian crossing
140: Traffic signal controller
Claims (8)
상기 DC 구동 전압을 정전류로 변환하여 LED 램프로 제공하는 구동 전류부; 및
조광 제어 모드 시, 상기 AC 구동 전압의 파형을 분석하여 조광 제어를 위한 조도 값을 추출하고, 상기 조도 값을 기반으로 LED 램프의 밝기를 조절하기 위한 구동 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 LED 신호등.A rectifier for converting the AC drive voltage received from the traffic signal controller into a DC drive voltage;
A driving current unit for converting the DC driving voltage into a constant current and providing the DC lamp voltage as an LED lamp; And
And a controller for analyzing a waveform of the AC driving voltage to extract an illuminance value for dimming control and generating a driving signal for adjusting the brightness of the LED lamp based on the illuminance value in the dimming control mode.
상기 제어부는, 상기 AC 구동 전압의 파형을 분석하여 신호등의 점등 모드가 일반 점등 모드인지 아니면 조광 제어 모드인지를 결정하는 LED 신호등. The method according to claim 1,
The controller analyzes the waveform of the AC driving voltage to determine whether the lighting mode of the traffic light is the normal lighting mode or the dimming control mode.
상기 제어부는, 상기 AC 구동 전압의 파형이 STX(start of text) 위상 및 ETX(end of text) 위상을 갖는 경우, 상기 신호등의 점등 모드를 상기 조광 제어 모드로 결정하는 LED 신호등. 3. The method of claim 2,
Wherein the control unit determines the lighting mode of the traffic light to be the dimming control mode when the waveform of the AC driving voltage has a start of text (STX) phase and an end of text (ETX) phase.
상기 제어부는, 상기 STX 위상과 상기 ETX 위상 사이에 존재하는 AC 위상의 개수를 카운팅하고, 상기 카운팅된 위상의 개수를 기반으로 상기 조도 값을 추출하는 LED 신호등. The method of claim 3,
Wherein the control unit counts the number of AC phases existing between the STX phase and the ETX phase and extracts the illumination value based on the number of the counted phases.
상기 제어부에서 출력된 제1 구동 신호를 기반으로 상기 LED 램프로 입력되는 정전류의 양을 조절하는 파워 컨버터; 및
상기 제어부에서 출력된 제2 구동 신호를 기반으로 상기 LED 램프의 구동을 위해 축적된 에너지의 일부를 방전시키는 로드부를 더 포함하는 LED 신호등. The method according to claim 1,
A power converter for controlling an amount of a constant current input to the LED lamp based on a first driving signal output from the controller; And
And a load unit for discharging a part of the stored energy for driving the LED lamp based on the second driving signal outputted from the control unit.
상기 LED 신호등의 동작 모드를 선택하는 모드 선택부를 더 포함하고,
상기 동작 모드는, 조광 기능이 없는 일반 모드, 주변의 조도 변화를 이용한 디밍 모드, 반파 신호를 이용한 디밍 모드, 위상 카운터 방식을 이용한 디밍 모드 중 적어도 하나를 포함하는 LED 신호등.The method according to claim 1,
Further comprising a mode selection unit for selecting an operation mode of the LED signal,
The operation mode includes at least one of a general mode without a dimming function, a dimming mode using ambient light variation, a dimming mode using a half-wave signal, and a dimming mode using a phase counter method.
상기 정류부와 상기 구동 전류부 사이에 배치되어, 상기 DC 구동 전압에서 저 전압, 과전압 또는 루프(LED) 단선이 발생하는지를 모니터링하는 전압 감시부를 더 포함하는 LED 신호등.The method according to claim 1,
And a voltage monitoring unit disposed between the rectifying unit and the driving current unit for monitoring whether a low voltage, an overvoltage or a loop disconnection occurs in the DC driving voltage.
상기 LED 신호등을 구동하기 위한 AC 구동 전압을 생성하는 구동 전압부; 및
상기 LED 신호등의 점등 모드에 따라 서로 다른 파형을 갖는 AC 구동 전압이 생성되도록 상기 구동 전압부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 구동 전압부는, 조광 제어 모드의 시작을 지시하는 STX(start of text) 위상, 상기 LED 신호등의 조도 값을 지시하는 AC 위상, 및 상기 조광 제어 모드의 종료를 지시하는 ETX(end of text) 위상을 갖는 AC 구동 전압을 생성하는 교통신호 제어기.A traffic light scheduler for scheduling the flashing operation of the LED traffic lights;
A driving voltage unit for generating an AC driving voltage for driving the LED signal lamp; And
And a controller for controlling the driving voltage unit so that an AC driving voltage having different waveforms is generated according to the lighting mode of the LED signal,
The driving voltage unit includes an STX (start of text) phase indicating the start of the dimming control mode, an AC phase indicating the illuminance value of the LED signal light, and an end of text (ETX) phase indicating the end of the dimming control mode Wherein the AC drive voltage is generated by the drive signal generator.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |