KR20200100220A

KR20200100220A - 자외선 엘이디 램프 제어 시스템

Info

Publication number: KR20200100220A
Application number: KR1020190017591A
Authority: KR
Inventors: 박기동; 김창선
Original assignee: 동강대학교산학협력단
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2020-08-26

Abstract

본 발명은 자외선 엘이디 램프 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자외선 엘이디 램프를 이용하여 살균이 이루어지는 실내 공간으로의 사람의 출입을 감지하고 자외선 엘이디 램프를 점멸함으로써 안전을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 정전류 구동용 IC와 필터 회로를 이용하여 자외선 엘이디 램프의 점멸을 안정적으로 제어할 수 있는 자외선 엘이디 램프 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자외선 엘이디 램프 제어 시스템은, 실내 공간으로 사람의 출입이 이루어지는 통로에 설치되는 마스터 제어부와, 상기 마스터 제어부의 제어 신호를 전송받아 실내 공간으로 자외선을 조사하는 자외선 엘이디 램프의 점멸을 제어하는 램프 제어부가 포함되어 구성되고, 상기 마스터 제어부에는 사람의 출입이 이루어지는 통로로 이동하는 사람이 감지되는 경우 신호를 발생시키는 센싱수단과, 상기 센싱수단에 의해 감지된 신호를 분석하여 실내에 사람이 있는지의 여부를 판단하고 사람이 있는 것으로 판단되는 경우에는 자외선 엘이디 램프가 소등되도록 하고 사람이 없는 것으로 판단되는 경우에는 자외선 엘이디 램프가 점등되도록 상기 램프 제어부에 제어 신호를 송신하는 제어수단이 구비되며, 상기 램프 제어부에는 자외선 엘이 램프를 구동하기 위한 정전류 구동용 IC와 RC 필터 회로가 구비되어 상기 마스터 제어부에서 송신된 신호에 따라 자외선 엘이디 램프의 점멸을 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

자외선 엘이디 램프 제어 시스템{SYSTEM FOR CONTROLLING ULTRAVIOLET LED LAMP}

본 발명은 자외선 엘이디 램프 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자외선 엘이디 램프를 이용하여 살균이 이루어지는 실내 공간으로의 사람의 출입을 감지하고 자외선 엘이디 램프를 점멸함으로써 안전을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 정전류 구동용 IC와 필터 회로를 이용하여 자외선 엘이디 램프의 점멸을 안정적으로 제어할 수 있는 자외선 엘이디 램프 제어 시스템에 관한 것이다.

환경이 오염되면서 각종 신종바이러스, 집먼지 진드기, 세균 등에 의한 병들의 발병이 증가하고 있어 이들에 대한 살균이 요구되고 있으며, 살균에는 자외선이 많이 이용되고 있다.

자외선 살균은 박테리아 및 바이러스를 1 ~ 2 초 내에 99 % ~ 99.9 % 까지 살균이 가능하며, 거의 모든 세균 및 바이러스를 효과적으로 제거할 수 있고, 화학 물질을 추가하지 않으므로 수역 및 주변 환경의 2차 오염을 일으키지 않으며, 운전 및 유지 보수 비용이 적을 뿐만 아니라 살균 장비의 면적이 작고 구조에 대한 요구 사항이 간단하여 그 이용이 증가하고 있다.

상기와 같은 자외선 살균은 미생물이나 세균에 의한 작물 재배의 손실을 방지하기 위하여 버섯 재배사 등에도 이용되고 있다.

그런데 자외선은 인체에 유해한 영향을 주기 때문에 자외선을 이용하여 생활이 이루어지는 방이나 엘이베이터와 같이 사람의 출입이 수시로 이루어지는 공간에서는 직접 자외선을 조사하여 살균하기에는 위험성이 따른다. 이러한 위험성은 작물 재배를 위해 사람의 출입이 수시로 이루어지는 버섯 재배사와 같은 시설에도 예상되는 문제이다.

이러한 문제로 대한민국 등록실용신안 제20-0397497호(실내 공기오염을 방지하기 위하여 살균자외선 램프가장착된 공기 챔버, 2005.09.27)에는 실내 공기를 정화하는 공기조화기의 내부에서 자외선을 이용하여 공기를 살균하는 방식이 이용되는데, 이는 순환되는 공기만을 살균하는 한계가 있다.

이에 따라 대한민국 공개특허 제10-2006-0110025호(자외선 방사 살균을 위한 조명기구 및 컨트롤러시스템, 2006.10.24)나 대한민국 공개특허 제10-2010-0089410호(엘리베이터 직접조사 자외선 살균시스템, 2010.08.12)에서와 같이 실내 공간으로 자외선을 직접 조사하는 방식이 제안되었으나 이들은 사람이 실내에 없는 경우에만 자외선의 조사가 이루어지도록 사람이 직접 제어해야하기 때문에 불편한 점이 따른다.

한편, 종래에는 자외선 살균에 형광등 방식의 살균용 램프가 이용되었으나 이러한 형광등 방식으로서 회로구성이 복잡하고 고장이 많으며 또한 램프 수명이 짧고 전력 소비가 과다할 뿐만 아니라 부피가 커서 설치공간에 제약을 받기 때문에 최근에는 자외선 엘이디 램프가 주로 이용되고 있다.

대한민국 등록실용신안 제20-0397497호(2005.09.27) : 실내 공기오염을 방지하기 위하여 살균자외선 램프가장착된 공기 챔버 대한민국 공개특허 제10-2006-0110025호(2006.10.24) : 자외선 방사 살균을 위한 조명기구 및 컨트롤러시스템 대한민국 공개특허 제10-2010-0089410호(2010.08.12) : 엘리베이터 직접조사 자외선 살균시스템

본 발명은 상기와 같은 점을 인식하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 자외선 엘이디 램프를 이용하여 살균이 이루어지는 실내 공간으로의 사람의 출입을 감지하고 자외선 엘이디 램프를 점멸함으로써 안전을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 정전류 구동용 IC와 필터 회로를 이용하여 자외선 엘이디 램프의 점멸을 안정적으로 제어할 수 있는 자외선 엘이디 램프 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자외선 엘이디 램프 제어 시스템은, 실내 공간으로 사람의 출입이 이루어지는 통로에 설치되는 마스터 제어부와, 상기 마스터 제어부의 제어 신호를 전송받아 실내 공간으로 자외선을 조사하는 자외선 엘이디 램프의 점멸을 제어하는 램프 제어부가 포함되어 구성되고, 상기 마스터 제어부에는 사람의 출입이 이루어지는 통로로 이동하는 사람이 감지되는 경우 신호를 발생시키는 센싱수단과, 상기 센싱수단에 의해 감지된 신호를 분석하여 실내에 사람이 있는지의 여부를 판단하고 사람이 있는 것으로 판단되는 경우에는 자외선 엘이디 램프가 소등되도록 하고 사람이 없는 것으로 판단되는 경우에는 자외선 엘이디 램프가 점등되도록 상기 램프 제어부에 제어 신호를 송신하는 제어수단이 구비되며, 상기 램프 제어부에는 자외선 엘이 램프를 구동하기 위한 정전류 구동용 IC와 RC 필터 회로가 구비되어 상기 마스터 제어부에서 송신된 신호에 따라 자외선 엘이디 램프의 점멸을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자외선 엘이디 램프 제어 시스템은, 상기 램프 제어부의 자외선 엘이디 램프는 TO계 형태의 UV 엘이디가 이용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자외선 엘이디 램프 제어 시스템은, 상기 마스터 제어부의 센싱수단은 사람의 출입이 이루어지는 통로를 따라 외부에서 실내 공간 방향으로 순차적으로 배치된 제1센서와 제2센서가 구비되어 구성되고, 상기 마스터 제어부의 제어수단은 제1센서에서 제2센서의 순서로 사람이 감지되는 경우에는 사람이 외부에서 실내로 이동하여 실내에 사람이 있는 것으로 판단하고, 제2센서에서 제1센서의 순서로 사람이 감지되는 경우에는 사람이 실내에서 실외로 이동하여 실내에서 사람이 나간 것으로 판단하며, 상기 마스터 제어부의 제어수단은 사람이 실외에서 실내로 이동하여 실내로 사람이 있는 것으로 판단되는 횟수로 실내로 들어온 사람의 숫자를 카운팅하고, 사람이 실내에서 실외로 이동하여 실내에서 사람이 나간 것으로 판단되는 횟수로 실내를 빠져 나간 사람의 숫자를 카운팅하여 실내에 남아 있는 사람의 수를 고려하여 실내에 사람이 있는지의 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자외선 엘이디 램프 시스템은, 상기 마스터 제어부 및 상기 램프 제어부 각각에는 근거리 통신인 블루투스가 각각 구비되고, 상기 마스터 제어부와 램프 제어부는 블루투스를 통해 제어신호를 송수신하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 자외선 엘이디 램프 제어 시스템은 자외선 엘이디 램프를 이용하여 살균이 이루어지는 실내 공간으로의 사람의 출입을 감지하고 자외선 엘이디 램프를 점멸함으로써 안전을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 정전류 구동용 IC와 필터 회로를 이용하여 자외선 엘이디 램프의 점멸을 안정적으로 제어할 수 있는 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템이 사람의 출입이 이루어지는 버섯 재배사에 설치된 예를 개념적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 마스터 제어부의 구성을 도시한 블럭도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템에서 마스터 제어부의 센서에 사람의 출입이 감지되어 출력되는 펄스 신호를 도시한 도면
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 램프 제어부의 구성을 도시한 블럭도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 램프 제어부의 회로를 도시한 도면
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 정전류 구동용 IC의 구성을 도시한 블럭도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 정전류 구동용 IC의 출력 전압에 대한 온도 특성을 도시한 그래프
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 RC 필터 회로의 주파수 특성을 도시한 그래프
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 각 RC 필터 회로를 적용한 정전류 구동용 IC의 입력 전압을 도시한 그래프
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 UV LED 모듈의 출력 특성을 도시한 그래프

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템이 사람의 출입이 이루어지는 버섯 재배사에 설치된 예를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 마스터 제어부의 구성을 도시한 블럭도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템에서 마스터 제어부의 센서에 사람의 출입이 감지되어 출력되는 펄스 신호를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 램프 제어부의 구성을 도시한 블럭도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 램프 제어부의 회로를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 정전류 구동용 IC의 구성을 도시한 블럭도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 정전류 구동용 IC의 출력 전압에 대한 온도 특성을 도시한 그래프이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 RC 필터 회로의 주파수 특성을 도시한 그래프이고, 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 각 RC 필터 회로를 적용한 정전류 구동용 IC의 입력 전압을 도시한 그래프이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 제어 시스템의 UV LED 모듈의 출력 특성을 도시한 그래프이다.

본 발명에 따른 자외선 엘이디 램프 제어 시스템은 자외선 엘이디 램프(23)를 이용하여 살균이 이루어지는 엘리베이터나 버섯 재배사와 같은 실내 공간으로의 사람의 출입을 감지하여 자동으로 자외선 엘이디 램프(23)의 점등을 제어함으로써 안전하게 실내 공간을 살균할 수 있도록 구성된 것이다.

도 1은 실내 공간의 내부에서 버섯의 재배가 이루어지는 버섯 재배사(H)를 도시한 것으로, 자외선 엘이디 램프가 버섯 재배가 이루어지는 재배부(M)의 상부에 매달려 버섯을 향하여 자외선을 조사하도록 구성된다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 엘이디 램프 제어 시스템은 실내 공간으로 사람의 출입이 이루어지는 통로에 설치되는 마스터 제어부(10)와, 상기 마스터 제어부(10)의 제어 신호를 전송받아 실내 공간으로 자외선을 조사하는 자외선 엘이디 램프(23)의 점멸을 제어하는 램프 제어부(20)가 포함되어 구성된다.

도면을 참조하면, 상기 마스터 제어부(10)는 사람의 출입이 이루어지는 통로인 버섯 재배사(H)의 출입구(D)에 설치되어 출입구(D)를 통해 이동하는 사람의 출입 및 출입으로 실내 공간에 사람이 남아 있는지의 여부 및 몇명이 남아 있는지를 판단하고, 그에 따라 상기 램프 제어부(20)에 의해 자외선 엘이디 램프(23)의 점멸이 제어되도록 제어 신호를 상기 램프 제어부(20)로 전송하는 구성이다.

상기 마스터 제어부(10)에는 사람의 출입이 이루어지는 통로, 즉 출입문(D)를 통해 이동하는 사람이 감지되는 경우 신호를 발생시키는 센싱수단이 구비된다. 상기 마스터 제어부(10)에는 사용자가 자외선 살균의 필요에 따라 자외선 엘이디 램프(23)의 점등을 온/오프시키기 위한 스위치가 구비된다. 상기 마스터 제어부(10)에는 마이크로 컨트롤 유닛과 같은 제어수단(11)이 구비되는데, 상기 제어수단(11)은 상기 스위치(12)의 온/오프 신호를 입력받아 상기 자외선 엘이디 램프(23)로 공급되는 전원을 온/오프시키기 위한 제어 신호를 상기 램프 제어부(20)로 송신한다. 또한, 상기 마스터 제어부(10)의 제어수단(11)은 상기 센싱수단에 의해 감지된 신호를 분석하여 실내에 사람이 있는지의 여부를 판단하고, 사람이 있는 것으로 판단되는 경우에는 자외선 엘이디 램프(23)가 소등되도록 하고, 사람이 없는 것으로 판단되는 경우에는 자외선 엘이디 램프(23)가 점등되도록 상기 램프 제어부(20)에 제어 신호를 송신한다. 따라서, 상기 스위치(12)가 온(On)으로 작동되어 상기 자외선 엘이디 램프(23)를 점등시키기 위한 전력이 공급되는 상황에서도 사람이 있는 것으로 판단되는 경우에는 자외선 엘이디 램프(23)가 소등되어 사람에게 자외선이 조사되지 않도록 제어된다.

상술한 바와 같이 상기 마스터 제어부(10)의 센싱수단은 사람의 출입을 감지하기 위한 구성인데, 본 발명은 상기 센싱수단이 제1센서(14)와 제2센서(15)로 간단하게 구성된 것을 특징으로 한다. 도면을 참조하면, 상기 제1센서(14)와 제2센서(15)는 사람의 출입이 이루어지는 통로를 따라 외부에서 실내 공간 방향으로 순차적으로 배치되어 사람의 출입에 따라 순서대로 사람을 감지하여 신호를 발생시키게 된다. 즉 사람이 외부에서 실내로 이동하는 경우에는 제1센서(14)에서 제2센서(15)의 순서로 사람이 감지되게 되어 도 4의 (a)에서와 같이 제1센서(14)의 신호가 발생된 다음 제2센서(15)의 신호가 발생하게 된다. 상기와 같이 제1센서(14)에서 제2센서(15)의 순서로 발생된 신호가 상기 마스터 제어부(10)의 제어수단(11)으로 입력되면 상기 마스터 제어부(10)의 제어수단(11)은 사람이 외부에서 실내로 이동하여 실내에 사람이 있는 것으로 판단하게 된다. 반대로 출입문(D)을 통해 사람이 실내에서 외부로 이동하는 경우에는 제2센서(15)에서 제1센서(14)의 순서로 사람이 감지되게 되어 도 4의 (b)에서와 같이 제2센서(15)의 신호가 발생된 다음 제1센서(14)의 신호가 발생하게 된다. 상기와 같이 제2센서(15)에서 제1센서(14)의 순서로 발생된 신호가 상기 마스터 제어부(10)의 제어수단(11)으로 입력되면 상기 마스터 제어부(10)의 제어수단(11)은 사람이 실내에서 실외로 이동하여 외부로 사람이 나간 것으로 판단하게 된다.

또한, 상기 마스터 제어부(10)의 제어수단(11)은 복수의 사람이 실내를 출입하더라도 출입하는 사람의 수를 카운팅하여 결과적으로 실내에 몇 사람이 남아 있는지를 판단할 수 있도록 구성된다. 즉 상기 마스터 제어부(10)의 제어수단(11)은 사람이 실외에서 실내로 이동하여 실내로 사람이 있는 것으로 판단되는 횟수로 실내로 들어온 사람의 숫자를 카운팅한다. 또한, 상기 마스트 제어부(10)의 제어수단(11)은 사람이 실내에서 실외로 이동하여 실내에서 사람이 나간 것으로 판단되는 횟수로 실내를 빠져나간 사람의 숫자를 카운팅하게 된다. 이에 따라 상기 마스트 제어부(10)의 제어수단(11)은 상기와 같이 실내로 들어온 사람의 숫자와 실외로 빠져 나간 사람의 숫자의 차로부터 실내에 남아 있는 사람의 수를 산출할 수 있게 되고, 실내에 한 사람이라도 남아 있는 경우에는 실내에 사람이 있는 것으로 판단할 수 있게 된다.

상기 자외선 엘이디 램프(23)의 점멸을 제어하기 위한 램프 제어부(20)는 상기 마스터 제어부(10)에서 송신된 신호에 따라 자외선 엘이디 램프(23)의 점멸을 제어하게 된다. 도면을 참조하면, 상기 램프 제어부(20)에는 상기 마스터 제어부(10)으로부터 송신된 제어 신호와 상기 자외선 엘이디 램프(23)의 점등 상태에 대한 신호를 고려하여 상기 자외선 엘이디 램프(23)의 제어를 수행하는 램프 제어부(20)의 제어수단(21)이 구비된다.

상기 램프 제어부(20)의 제어수단(21)은 상기 자외선 엘이디 램프(23)을 구동하기 위한 정전류 구동용 IC(211)와 RC 필터 회로(212)가 구비되어 구성된다.

상기 마스터 제어부(10)와 램프 제어부(20)은 유선으로 신호를 송수신하도록 구성될 수 있으나, 도면에는 이동 및 설치가 용이하게 블르투스(13,22)를 통해 신호나 데이터를 송수신하도록 구성된 실시예가 도시되어 있다. 즉 상기 마스터 제어부(10) 및 상기 램프 제어부(20) 각각에는 근거리 통신인 블루투스(13,22)가 각각 구비되고, 상기 마스터 제어부(10)와 램프 제어부(20)는 블루투스(13,22)를 통해 제어신호를 송수신하게 된다.

<실시예1 : VDD와 Rsel에 따른 효율 특성>

램프 제어부(20)의 모듈 설계를 자외선 엘이디 램프(23)으로는 UVA LED인 TO252 형태의 3.5V/500mA 3개 선택하였고, 상기 제원의 엘이디 램프(23)를 구동하기 위한 제어수단(21)을 구성하는 정전류 구동용 IC(221)로는 DW8501을 이용해 설계하였다.

상기 DW8501의 블록도를 도시한 도 6을 참조하면, 입력전압인 VDD의 전압을 결정하기 위해서는 OUT핀의 효율 특성을 파악하며, 동작 조건은 3V이하에서 PD 가 1.5W이내에서 동작시킨다. 여기서 OUT의 전압을 최소로 할 경우 최대 효율에 도달하게 된다. 설계 조건에 따라 자외선 엘이디 램프(23)를 구성하는 LED 3개를 직렬로 연결할 경우 Forward Voltage Drop은 10.5V으로 하고, 정전류는 500mA를 흘려준다.

V_DD>10.5V+0.2V (1)

Dropout Voltage when 3 UVLED in series

따라서 V_DD=12V

R_sel=1.22kΩ, when I_D=500mA

이 때 정전류원의 소비전력은

P_D= (12V-10.5V)×500mA = 0.75W (2)

이는 정격전력의 50% 정도로 안정된 구동 특성을 보장하며 방열 대책에도 도움이 된다. 도 7은 정전류 구동용 IC에 따른 온도 특성을 도시한 그래프를 도시한 것으로, 도 7을 참조하면 정전류 구동용 IC(211) OUT전압이 1.5V인 경우 정전류 구동용 IC(211)의 온도는 45℃ 정도로 매우 안정적임을 알 수 있다.

효율은

(3)

따라서

(4)

여기서

그러므로

(5)

여기서

따라서

그리고 IQ는 정전류 구동용 IC(211)를 구동하기 위한 전류로 약 0.5mA이므로 무시하면 효율식은 다음과 같다.

(6)

따라서 UV LED 다이오드 3개가 직렬이므로 VIN=12V, VD=10.5V이고 효율을 계산하면 다음과 같다.

(7)

<실시예2 : RC 필터 회로 결정>

정전류 회로에 있어서 스위치를 On시킬 때 기생 성분들에 의한 surge 전압과 전류가 발생한다. 이 전압은 스위칭 시 지속적인 스트레스를 주고 수명을 단축시킨다. 상기 RC 필터 회로(212)는 회로의 안정성을 확보하는 것이 필수적이다. 저역 통과 필터인 RC회로를 이용하여 RC 필터 회로(212)를 구성 하였다. 저역 통과 필터는 교류성분을 저역의 신호는 통과 시키고 고역의 신호는 감쇄 시켜 위상을 지연시키는 특성을 갖고 있다.

VDD전압은 IC의 입력단으로 RC 필터 회로의 경우 출력 전압에 해당된다.

따라서 전달 특성 식은 다음과 같다.

(8)

주파수 특성에 따라 VIN에 들어가는 교류 전압 분은 고주파 영역에서 -20[dB]로 이득으로 감쇠하게 된다. R1=0.5Ω, Cin=9.4μF인 경우 Coner frequency fc=33.9KHz에 해당되고 이 보다 높은 주파수를 갖는 기생 발진은 -20[dB/decade]로 감쇠하게 되어 보다 안정한 회로를 구성할 수 있다. 도 8은 RC 필터 회로의 주파수 특성을 도시한 그래프이다.

각 조건에 따른 RC 필터 회로를 적용한 IC 입력 전압을 도시한 도 9a 및 도 9b를 비교하면, RC 필터를 사용했을 경우 스위치를 동작시켰을 때 기생성분들에 의한 surge 전압이 나타나지 않는 안정된 파형을 갖는 것을 알 수 있다. 도 9a는 C=9.4μF, 5V/div 조건으로 RC 필터 회로를 적용한 IC 입력 전압을 도시한 그래프이고, 도 9b는 R=0.5Ω, C=9.4μF, 5V/div) RC 필터 회로를 적용한 IC 입력 전압을 도시한 그래프이다.

<실시예3 : UV LED의 손실분>

방열판을 설계하기 위해 모듈의 전력 손실분을 계산하면 다음과 같다.

UV LED 모듈의 손실분은

(9)

여기서 는 IC의 소모 전력,는 다이오드의 소모전력이다.

따라서

(10)

여기서, VIN=12V, IQ=0.5mA, VD=10.5V, ID=500mA이므로 PIC는 756mW이다.

(11)

여기서 VIN=3.5V, ID=500mA이므로 1개의 다이오드 PD는 1.75W이고 3개에서 발생되는 손실분은 5.25W가 된다. 따라서 모듈의 전체 손실분은 6.006W의 열이 방출된다. 다이오드 1개의 손실분은 29%에 해당되고 3개인 경우 87.4%에 해당되며 IC의 손실분은 12.7%에 해당된다. 따라서 다이오드의 대한 방열 대책이 필요하다. 하기 표 1은 모듈의 손실분을 정리한 것이다.

구분	power loss	conditions
diode power loss, PD	5.25W (87.4%)	(500mA, 3.5V)×3
IC power loss, PIC	0.756W (12.6%)	0.5mA, 12V
total loss, Ploss	6.006W (100%)	PIC+PD

<실시예4 : UV LED의 동작 특성>

표 2는 상기 실시예 1 내지 3으로 설계된 모듈의 UV LED 다이오우드 3개가 정상 동작하고 있을 경우의 출력 특성을 정리한 것이고, 도 10은 실시예 1 내지 3으로 설계된 모듈의 UV LED 다이오우드의 출력 특성을 도시한 그래프이다. 표 2 및 도 10을 참조하면, 상기 실시예 1 내지 3으로 설계된 모듈의 UV LED는 365nm의 UV를 방출하고, 또한 UVC와 가시광선도 일부 검출되는 것으로 확인되었다.

WD [cm]	UVA [mW/cm2]	UVC [mW/cm2]	Light [LUX]
5	12.49	0.019	2440
10	5.35	0.008	771
20	1.74	0.002	214
30	0.97	0	104

도면 및 앞에서 설명된 자외선 엘이디 램프 제어 시스템은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

10 마스터 제어부
11 제어수단
12 스위치
13 블루투스
14 제1센서
15 제2센서
20 램프 제어부
21 제어수단
22 블루투스
23 자외선 엘이디 램프

Claims

실내 공간으로 사람의 출입이 이루어지는 통로에 설치되는 마스터 제어부와, 상기 마스터 제어부의 제어 신호를 전송받아 실내 공간으로 자외선을 조사하는 자외선 엘이디 램프의 점멸을 제어하는 램프 제어부가 포함되어 구성되고,
상기 마스터 제어부에는 사람의 출입이 이루어지는 통로로 이동하는 사람이 감지되는 경우 신호를 발생시키는 센싱수단과, 상기 센싱수단에 의해 감지된 신호를 분석하여 실내에 사람이 있는지의 여부를 판단하고 사람이 있는 것으로 판단되는 경우에는 자외선 엘이디 램프가 소등되도록 하고 사람이 없는 것으로 판단되는 경우에는 자외선 엘이디 램프가 점등되도록 상기 램프 제어부에 제어 신호를 송신하는 제어수단이 구비되며,
상기 램프 제어부에는 자외선 엘이 램프를 구동하기 위한 정전류 구동용 IC와 RC 필터 회로가 구비되어 상기 마스터 제어부에서 송신된 신호에 따라 자외선 엘이디 램프의 점멸을 제어하는 것을 특징으로 하는 자외선 엘이디 램프 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 램프 제어부의 자외선 엘이디 램프는 TO계 형태의 UV 엘이디가 이용되는 것을 특징으로 하는 자외선 엘이디 램프 제어 시스템.
제2항에 있어서,
상기 마스터 제어부의 센싱수단은 사람의 출입이 이루어지는 통로를 따라 외부에서 실내 공간 방향으로 순차적으로 배치된 제1센서와 제2센서가 구비되어 구성되고,
상기 마스터 제어부의 제어수단은 제1센서에서 제2센서의 순서로 사람이 감지되는 경우에는 사람이 외부에서 실내로 이동하여 실내에 사람이 있는 것으로 판단하고, 제2센서에서 제1센서의 순서로 사람이 감지되는 경우에는 사람이 실내에서 실외로 이동하여 실내에서 사람이 나간 것으로 판단하며,
상기 마스터 제어부의 제어수단은 사람이 실외에서 실내로 이동하여 실내로 사람이 있는 것으로 판단되는 횟수로 실내로 들어온 사람의 숫자를 카운팅하고, 사람이 실내에서 실외로 이동하여 실내에서 사람이 나간 것으로 판단되는 횟수로 실내를 빠져 나간 사람의 숫자를 카운팅하여 실내에 남아 있는 사람의 수를 고려하여 실내에 사람이 있는지의 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 자외선 엘이디 램프 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 마스터 제어부 및 상기 램프 제어부 각각에는 근거리 통신인 블루투스가 각각 구비되고,
상기 마스터 제어부와 램프 제어부는 블루투스를 통해 제어신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 자외선 엘이디 램프 시스템.