KR20180108943A - 무선 급전되는 비상용 안전 삼각대 - Google Patents

무선 급전되는 비상용 안전 삼각대 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부의 무선전력 공급 장치로부터 무선으로 전력을 수신하도록 구성된 비상용 안전 삼각대에 관한 것으로, 비상용 안전 삼각대는 발광부 및 발광부를 제어하는 컨트롤러를 포함하여 이루어진다. 발광부는 복수의 LED로 이루어진 제1 LED 그룹과 복수의 LED로 이루어진 제2 LED 그룹을 포함하고, 컨트롤러는, 제1 LED 그룹과 제2 LED 그룹의 점소등 및 점멸 제어를 위한 알고리즘이 탑재된 메모리와, 메모리에 탑재된 동작 제어 알고리즘에 따라 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹의 점멸제어를 수행하는 제어부와, 제어부의 지시에 응답하여 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹의 스위칭 전원을 공급하는 드라이버와, 비상용 안전 삼각대에 전원을 공급하기 위한 전원부를 포함하고, 상기 전원부는 외부의 무선전력 공급장치로부터 자기공명방식으로 무선으로 전력을 수신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 비상용 안전 삼각대.

Description

무선 급전되는 비상용 안전 삼각대{SAFETY TRIPOD WHICH CAN BE POWERED BY WIRELESS POWER TRANSMISSION}
본 발명은 비상 삼각대에 관한 것으로 보다 구체적으로는 자기공명을 이용하여 무선으로 급전되는 비상 삼각대에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 주행시에 예기치 못하게 자동차의 어떤 한 부분에 고장이 발생되어 더 이상 주행을 할 수 없게 되는 경우에 예컨대 도로의 갓길로 인도해서 고장난 부분을 정비할 때에 다른 차량의 운전자에 주의를 환기시켜주기 위해 비상용 안전 삼각대가 구비되어 있는데, 이 비상용 안전 삼각대는 통상적으로 자동차와 일정 거리만큼 떨어져서 후방에 설치하여 다른 차량의 운전자에게 알려주도록 되어 있다. 따라서 상기한 비상용 안전 삼각대는 후방 차량의 운전자가 가시적으로 용이하게 확인할 수 있도록 구성된다.
또한 안전 삼각대를 법률적 규정에 따라 100미터 후방에 설치해야 하나, 설치하는 과정에서 사고의 위험이 매우 높아져 운전자들의 부담이 가중되는 것이 사실이다. 특히, 고속도로에서 비상용 안전 삼각대를 설치한다는 것은 심리적 부담감이 심화될 뿐만 아니라, 야간에서의 안전 삼각대 설치는 현실적으로 어려움이 많다는 지적이 있다.
또한 통상적인 비상용 안전 삼각대의 경우 광원으로부터의 빛을 반사시켜 다른 차량의 운전자에게 이를 인지하게 하는 반사식 안전 삼각대가 주로 이용되고 있지만 이는 별도의 전원을 필요로하지 않아 편리한 면이 있다. 그러나 이와 같은 반사식 안전 삼각대는 다른 차량의 운전자가 반사된 빛을 인지해야만 하기 때문에 상대적으로 비상 안전 삼각대의 인지 거리가 매우 짧거나 이를 발견하기 어렵고 또한 반사된 빛 자체의 휘도가 광도가 높지 않아 이를 발견하지 못하는 경우도 발생되어 추가적인 교통사고가 발생되는 경우도 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 공개특허 10-2010-0129831호에는 엘이디 차량용 안전 삼각대를 개시하고 있는데, 이 특허문헌에서의 안전 삼각대는 반사식이 아닌 발광식의 LED를 사용함으로써 다른 차량의 운전자에게 향상된 인지 거리를 제공하도록 도와준다.
그러나 이 특허문헌의 안전 삼각대는 시가잭으로부터 전원을 공급받음에 따라 차량의 후방으로 충분한 거리를 두고 안전 삼각대를 설치할 수 없다라는 문제점이 문제점이 존재하고, 차량의 지붕이나 차량의 트렁크 등에 부착시에도 시가잭의 유선 길이에 따라 설치 거리가 제한되는 단점이 존재한다.
본 발명은 전술한 바와 같이 차량으로부터 일정 거리 이내에 떨어져 설치될수 있으며 종래와 같이 배터리 방식의 전지 방전의 단점을 극복한 비상용 안전 삼각대를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 양태에 따르면, 발광부 및 발광부를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 비상용 안전 삼각대가 제공된다. 발광부는 복수의 LED로 이루어진 제1 LED 그룹과 복수의 LED로 이루어진 제2 LED 그룹을 포함하고, 컨트롤러는, 제1 LED 그룹과 제2 LED 그룹의 점소등 및 점멸 제어를 위한 알고리즘이 탑재된 메모리와, 상기 메모리에 탑재된 동작 제어 알고리즘에 따라 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹의 점멸제어를 수행하는 제어부와, 제어부의 지시에 응답하여 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹의 스위칭 전원을 공급하는 드라이버와, 비상용 안전 삼각대에 전원을 공급하기 위한 전원부를 포함하고, 전원부는 외부의 무선전력 공급장치로부터 무선으로 전력을 수신하도록 구성된 것을 특징적 구성으로서 포함한다.
전술한 양태에서 전원부는, 무선전력 공급장치로부터 무선 전송된 무선 전력 신호를 전력 수신용 안테나을 통해 자기공명 방식으로 수신하도록 구성된 무선전력 수신부를 포함한다.
또한 전술한 양태에서 전원부는, 무선전력 수신부로부터 공급된 무선전력 신호를 비상용 안전 삼각대의 LED를 구동하기 위해 필요한 전력량에 대응되는 사용 전력으로 변환하여 드라이버에 공급하기 위한 전원 변환부를 더 포함하도록 구성된다.
또한 전술한 양태에서 전원부는 전원 변환부로부터 변환된 전력에 의해 충전되는 충전용 배터리를 더 포함하여도 좋다.
또한 전술한 양태에서 상기 전원부는 전력 수신용 안테나를 더 포함하는데, 전력 수신용 안테나는 무선전력 공급장치에서 전송된 무선 전력 신호를 수신하는 공진 코일과, 공진 코일로부터의 무선전력 신호를 무선전력 신호 수신부로 공급하는 급전 루프로 이루어진다.
또한 전술한 양태에서 전원 변환부는 무선전력 수신부로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 전환하는 AC-DC 컨버터 및 AC-DC 컨버터를 통해 직류로 변환된 전력을 승압 또는 강압하기 위한 DC-DC 변환기를 포함하여 구성되어 안정적으로 LED 구동 드라이버에 직류 전력을 공급할 수 있게 된다.
또한 전술한 양태에서 전원 변환부는 AC-DC 컨버터에서 교류를 직류로 변환함에 따라 발생되는 맥류 성분을 제거하기 위한 평활회로 또는 역률 보정 회로(power factor correction circuit)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 비상용 안전 삼각대가 무선 충전 방식, 구체적으로는 자기공명 방식으로 외부의 전원으로부터 전력을 공급받음에 따라 공명 거리에 비례하여 차량의 외부에 자유롭게 설치가능하고 배터리의 노화나 방전으로 인해 공급 전원이 단절되는 단점을 극복할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 비상용 안전 삼각대의 주요 외관 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 비상용 안전 삼각대의 컨트롤러의 내부 회로 구성을 나타낸 블록도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 비상용 안전 삼각대의 외관을 나타내는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 비상용 안전 삼각대(10)는 발광부(100)와 구동회로부(200)으로 구성된다.
발광부(100)는 두 개의 LED 그룹(110,120)으로 이루어지는데, 제1 LED 그룹은 비상 삼각대의 중앙부에 "STOP"이란 문자를 흰색으로 표시하도록 구성되고, 제2 LED 그룹은 비상용 안전 삼각대의 주변을 따라 붉은색으로 표시하도록 구성된다.
비상용 안전 삼각대(10)은 그 전면이 투명한 합성수지재로 구성되고 측면 및 후면은 경량의 금속재료로 형성되는데, 발광부는 합성 수지재와 금속 재료 사이의 내부 공간에 배치되어 파손이 방지되며 전면과 측면의 사이에는 밀봉재로 봉입되어 방수기능도 하게된다.
특히 측면 및 후면의 경우 열전도성이 높은 금속 재료, 예를 들면 알루미늄 또는 구리와 같은 재료로 구성됨으로써 장기 비사용 안전 삼각대(10)이 장기간 사용시 발생되는 열을 효과적으로 배출할 수 있도록 방열판으로서도 기능하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 비상용 안전 삼각대의 제2 LED 그룹(120)이 장착되는 기판의 표면의 경우 바람직하게는 불빛에 반사되는 반사판(130)으로 이루어짐에 따라 비상용 삼각대의 비정상적인 상태에서도 후속차량의 전조등 빛에 의해 반사되어 후속차량의 운전자 등이 안전 안전삼각대을 인식할수 있도록 추가적으로 구성되어 있다.
전술한 발광부(100)는 고휘도 엘이디(12)로 이루어지며 LED의 기판과 후면의 프레임 사이에는 발광부를 구동하기 위한 컨트롤러(200)가 배치된다.
도 2는 본 발명에 따른 비상용 안전 삼각대의 컨트롤러(200)의 주요 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 2에 도시한 바와 같이 컨트롤러는 설명을 위한 목적으로 여러 구성요소로서 도시되고 있지만 바람직하게는 원칩 또는 싱글칩으로 구성된다. 본 발명의 실시예에서는 미국의 마이크로칩테크놀러지사(Microchip Technology Co.)의 PIC 컨트롤러을 이용하여 발광부(100)의 컨트롤러를 구성하였다.
PIC 컨트롤러는 전지로 장시간 동작시키려는 용도에는 안성맞춤인 소규모의 원칩 마이크로컴퓨터로 메모리나 입출력 회로가 모두 1개의 IC에 들어가 있어 편리하다. 특히, PIC16C84, PIC16F84는 메모리가 EEPROM이기 때문에 몇 번이라도 프로그램을 즉시 소거하고 간단하게 라이트할 수 있다는 이점이 있다.
도시된 바와 같이, 컨트롤러(200)는 LED의 점소등 및 점멸 제어를 위한 알고리즘이 탑재된 메모리(210)와, 메모리(210)에 탑재된 동작 제어 알고리즘에 따라 제1 LED 그룹(110) 및 제2 LED 그룹(120)의 점멸제어를 수행하는 제어부(220)와, 제어부(220)의 지시에 응답하여 상기 안전 삼각대의 제1 LED 그룹(110) 및 제2 LED 그룹(120)의 스위칭 전원을 공급 제어하는 드라이버(230)로 구성된다.
또한 제어부(220)는 사용자에 의한 모드 입력 단자로서 제1 및 제2 LED 그룹(110,120)의 점멸 모드를 선택하도록 기능하는 모드 스위치(240)를 포함하고, 따라서 메모리(210)는 제1 및 제2 LED 그룹의 점멸 방식에 대응하는 적어도 둘 이상의 점멸 알고리즘을 포함한다. 여기서, 상기 점멸 알고리즘은 각 발광 다이오드를 소정 시간 예컨대, 0.5초 단위로 모두 점멸하거나, 점등상태를 유지하거나, 일부 발광 다이오드를 점등 상태로 유지하고 나머지 발광 다이오드를 점멸시키거나, 각 발광 다이오드를 순차 점멸시킬 수 있으며, 필요에 따라 상기 점멸 모드를 혼용하여 사용할 수 있다.
또한 컨트롤러(200)는 전원부(250)를 더 포함한다. 전원부(250)는 외부의 무선전력 공급장치(300)로부터 무선으로 전력을 충전받도록 구성된다.
이를 위해 전원부(250)는 무선전력 수신부(252), 전원 변환부(254) 및 충전 배터리(256)를 포함하여 이루어진다. 무선전력 수신부(252)는 무선전력 공급장치(300)로부터 무선 전송된 무선 전력 신호를 전력 수신용 안테나(미도시)을 통해 자기공명 방식으로 수신하여 전원 변환부(254)에 공급한다.
전원 변환부(254)는 무선전력 수신부(252)로부터 공급된 무선전력 신호를 비상용 안전 삼각대(10)의 LED를 구동하기 위해 필요한 전력량에 대응되는 사용 전력으로 변환하여 비상용 안전 삼각대(10)의 드라이버(230)에 공급하거나 충전 배터리(256)을 충전하는데 이용한다.
여기서, 전력 수신용 안테나는 무선전력 공급장치(300)에서 전송된 무선 전력 신호를 수신하는 공진 코일과, 공진 코일로부터의 무선전력 신호를 무선전력 신호 수신부(252)로 공급하는 급전 루프로 구성된다.
전원 변환부(260)은 무선전력 수신부(252)로부터 공급되는 전원을 드라이버(230)에 공급하기 위해 비상용 안전 삼각대(10)의 전원에 맞는 전압으로 승압/강압한다. 제어부(220)은 전원 변환부(260)의 승압/강압 동작을 제어하여 비상용 안전 삼각대(10)의 정격에 맞은 전압 및 전류 용량으로 변환하도록 동작한다.
구체적으로 전원 변환부(260)는 AC-DC 컨버터 및 DC-DC 변환기를 포함할 수 있다. 전원 변환부(260)는 이동 단말로부터 교류 신호를 수신함에 따라 수신된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하고(AC-DC 컨버터)로 변환한 다음 이 변환된 직류 전력을 DC-DC 컨버터(20b)에 의해 승압 또는 강압하여 필요로 되는 직류 전력으로 변환하게 된다.
또한 도시하지 않았지만 교류를 직류로 변환함에 따라 맥류 성분이 존재할 수 있기 때문에 평활회로 즉, 역률 보정 회로(power factor correction circuit)를 이용하여 노이즈 성분을 제거함으로써 보다 안정적인 전원 공급이 가능하게 된다.
이와 같이 구성된 비상용 안전 삼각대는 LED 그룹을 구동하기 위한 전원을 외부의 차량 등에 설치되는 무선 전력 공급 장치로부터 공급받고, 제어부는 전원변환부를 통해 수신된 전력을 필요한 정격 전력으로 변환하도록 제어하거나 충전 배터리(256) 등을 충전하도록 구성됨으로서 별도의 직류 전원을 필요로 하지 않고 동시에 무선 충전이 허용하는 범위(통상적으로 20m 이내)에서 지속적으로 이용할 수 있다라는 이점이 얻어질 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
10: 비상용 안전 삼각대 110: 제1 LED 그룹
120: 제2 LED 그룹 130: 반사 표면
200: 컨트롤러 210: 메모리
220: 제어부 230: 드라이버
240: 모드 스위치 250: 전원부
252: 무선전력 수신부 254: 전원변환부
256: 충전 배터리

Claims (7)

  1. 발광부 및 발광부를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 비상용 안전 삼각대에 있어서,
    상기 발광부는 복수의 LED로 이루어진 제1 LED 그룹과 복수의 LED로 이루어진 제2 LED 그룹을 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    제1 LED 그룹과 제2 LED 그룹의 점소등 및 점멸 제어를 위한 알고리즘이 탑재된 메모리와,
    상기 메모리에 탑재된 동작 제어 알고리즘에 따라 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹의 점멸제어를 수행하는 제어부와,
    제어부의 지시에 응답하여 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹의 스위칭 전원을 공급하는 드라이버와,
    비상용 안전 삼각대에 전원을 공급하기 위한 전원부를 포함하고,
    상기 전원부는 외부의 무선전력 공급장치로부터 무선으로 전력을 수신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 비상용 안전 삼각대.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원부는,
    무선전력 공급장치로부터 무선 전송된 무선 전력 신호를 전력 수신용 안테나을 통해 자기공명 방식으로 수신하도록 구성된 무선전력 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상용 안전 삼각대.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전원부는, 무선전력 수신부로부터 공급된 무선전력 신호를 비상용 안전 삼각대의 LED를 구동하기 위해 필요한 전력량에 대응되는 사용 전력으로 변환하여 드라이버에 공급하기 위한 전원 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상용 안전 삼각대.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전원부는 전원 변환부로부터 변환된 전력에 의해 충전되는 충전용 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상용 안전 삼각대.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전원부는 전력 수신용 안테나를 더 포함하고,
    전력 수신용 안테나는 무선전력 공급장치에서 전송된 무선 전력 신호를 수신하는 공진 코일과, 공진 코일로부터의 무선전력 신호를 무선전력 신호 수신부로 공급하는 급전 루프로 이루어진 것을 특징으로 하는 비상용 안전 삼각대.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전원 변환부는 무선전력 수신부로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 전환하는 AC-DC 컨버터 및 AC-DC 컨버터를 통해 직류로 변환된 전력을 승압 또는 강압하기 위한 DC-DC 변환기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비상용 안전 삼각대.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전원 변환부는 AC-DC 컨버터에서 교류를 직류로 변환함에 따라 발생되는 맥류 성분을 제거하기 위한 평활회로 또는 역률 보정 회로(power factor correction circuit)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상용 안전 삼각대.
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