KR20210150183A - 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템 - Google Patents

계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계통과 LED 부하 사이에 설치된 벽전원스위치에 병렬로 연결되는 우회저항; 상기 우회저항의 LED 부하방향 활선과 계통의 뉴트럴선사이에 설치되어 절연하되 전압을 낮추는 변압기; 상기 변압기에 병렬로 연결되어 정류하는 정류기; 상기 정류기에 병렬로 연결되어 평활하는 캐패시터; 상기 캐패시터와 병렬로 연결되는 센싱저항; 및 평활된 전압을 센싱하는 전압센서;를 포함하여 구성되는 계통 정전 감지 장치를 이용하되, 계통 정전인 경우와 벽전원스위치가 Off 되는 경우를 구별하여 특히 계통정전인 경우 LED 조명부하가 독립전원장치에 의해 구동될 수 있도록 하는 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에 관한 것이다.

Description

계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템{Grid Outage Detection Device And hybrid Lighting System Using The Same}
본 발명은 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계통과 LED 부하 사이에 설치된 벽전원스위치에 병렬로 연결되는 우회저항; 상기 우회저항의 LED 부하방향 활선과 계통의 뉴트럴선사이에 설치되어 절연하되 전압을 낮추는 변압기; 상기 변압기에 병렬로 연결되어 정류하는 정류기; 상기 정류기에 병렬로 연결되어 평활하는 캐패시터; 상기 캐패시터와 병렬로 연결되는 센싱저항; 및 평활된 전압을 센싱하는 전압센서;를 포함하여 구성되는 계통 정전 감지 장치를 이용하되, 계통 정전인 경우와 벽전원스위치가 Off 되는 경우를 구별하여 특히 계통정전인 경우 LED 조명부하가 독립전원장치에 의해 구동될 수 있도록 하는 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에 관한 것이다.
일반적으로 대형 건물이나 공공장소 등의 사업장에는 기본적으로 설치되는 조명장치 외에 정전 등의 비상 상태에 대비할 수 있도록 하는 비상 조명 장치의 설치가 의무화되어 있고, 이러한 비상 조명 장치는 외부의 AC 전원이 차단되었을 때 2차 전지등의 배터리등의 전력을 이용하여 점등되도록 설계됨이 보통이다.
다만 상기 비상 조명 장치외에 일반적인 LED 조명장치도 계통의 정전에 대비하여 비상 조명 시스템으로 적극적으로 활용되어 자칫 대형사고로 이어질 수 있는 상황을 미연에 방지할 필요성이 모색되어야 함이 현실이다.
비상 조명 장치외에 일반적인 LED 조명장치가 점등되려면 계통이 무정전상태에서 이와 연결된 벽체 스위치가 On 되어야 하며, 소등되려면 벽체 스위치가 Off 되던지, 아니면 계통이 정전되던지 하여야 하는데, 일반적인 LED 조명장치가 비상인 상황 즉 계통이 정전되는 경우와 일상적 상황 즉, 벽체스위치가 사용자나 기타 시스템의 운용에 따라 Off된 경우를 구별할 수 있어야 상기 일반적 LED 조명장치 내지 조명시스템도 비상인 상황에서 비상 LED 조명 장치 내지 시스템으로 활용될 수 있는 것이다.
기존의 한국 등록특허 제10-1320670호(발명의 명칭 : 엘이디 조명의 충전시스템 및 정전감지 장치)에 의하면 전류가 흐를 경우 정전감지 판별부에 권선된 감지부(50)에 유도전류가 흐르게 되고, 이 유도전류는 정류수단에 의해 정류된 후 정전 판별회로에 인가되는바, 따라서, 사용자는 전력케이블에 끼워지는 본 발명의 정전감지 장치를 내장시킴으로 별도 접지선을 설치하거나 복잡한 회로를 구성이 필요 없는 LED 조명의 충전시스템 및 정전감지 장치에 대한 것인바, 주전원에서 등기구 까지 배선하여야 하는 불편 없이 등기구 내부의 배선만으로 간단히 설치할 수 있도록 구성된 LED 조명의 충전시스템 및 정전감지 장치를 제공하고 있는 것인바, 본 발명은 비상조명장치의 2차전지의 충전시스템을 개량하여 충전효율을 높이는 것에는 긍정적 효과가 있다고 보이나, 비상조명장치가 아닌 일반적 조명시스템에 대한 정전감지 및 독립전원 공급에 대해서는 미비한 해결책이라 할 수 있다.
본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 다음과 같은 목적을 가진다.
(1) 본 발명의 목적은 비상 조명시스템이 아닌 일반적인 LED 조명시스템이 일상적인 벽체스위치의 Off 상황과 계통의 정전상황을 판별할 수 있도록 하는 계통 정전 감지 장치가 내재되어 계통 정전시라는 비상시에 대응할 수 있는 계통 정전 감지 장치가 적용되는 조명시스템을 제공함에 있다.
(2) 본 발명의 또다른 목적은 일반적인 조명시스템이 비상 조명시스템으로 동작할 수 있도록 하기 위하여 계통 정전시 독립적인 전원으로부터 전력을 공급받아 동작할 수 있도록 하는 하이브리드 조명시스템을 제공함에 있다.
(3) 본 발명의 또다른 목적은 한전 계통의 정전과 같은 비상시에 비상조명시스템외에 일반적인 조명시스템으로 보다 적극적인 대피수단으로 활용될 수 있는 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템을 제공함에 있다.
본 발명인 계통 정전 감지 장치(GOD)는 계통(G)과 LED 부하(L) 사이에 설치된 벽전원스위치(100)에 병렬로 연결되는 우회저항(121); 상기 우회저항(121)의 LED 부하방향 활선과 계통의 뉴트럴선사이에 설치되어 절연하되 전압을 낮추는 변압기(122); 상기 변압기(122)에 병렬로 연결되어 정류하는 정류기(123); 상기 정류기(123)에 병렬로 연결되어 평활하는 캐패시터(124); 상기 캐패시터(124)와 병렬로 연결되는 센싱저항(125); 및 평활된 전압을 센싱하는 전압센서(VS);를 포함하여 구성된다.
상기 우회저항(121)은 100kΩ 이상인 것을 사용함을 특징으로 한다.
상기 계통 정전 감지 장치(GOD)를 이용하는 하이브리드 조명시스템은 LED 조명부하(L)에 연결설치되는 독립전원공급 장치(IP)를 포함하여 구성된다.
상기 독립전원공급 장치(IP)는, 상기 LED 조명부하(L)에 대응되는 전력을 공급하는 배터리부(B); 상기 배터리부(B)를 계통으로부터 전력을 공급받아 충전하거나 상기 LED 조명부하(L)에 전력을 공급하는 전력변환부(RC); 상기 LED 조명부하(L)와 배터리부(B) 사이에 설치되는 스위치부(T); 상기 배터리부(B)의 충전상태 데이터로부터 배터리의 SOC(State Of Charge)를 추정하여 상기 전력변환부(RC)에 전력변환 시그널을 출력하고, 상기 전압센서(VS)로부터 입력되는 전압데이터로부터 계통정전유무를 판별하여, 계통이 정전으로 판별되는 경우 상기 스위치부(T)에 On 시그널을 출력하여 상기 LED 조명부하(L)에 전력을 공급하고, 상기 LED 조명부하(L)의 출력을 제어하는 LED 제어 시그널을 송출하는 제어부(CP);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부(CP)는 상기 전압센서(VS)로부터 센싱되어 입력되는 전압데이터를 10배 ~ 1000배 증폭한 데이터를 사용하여, 이로부터 계통 정전 유무를 판별하는 것을 특징으로 한다.
벽전원스위치(100)에 포함되는 계통 정전 감지 장치(GOD)의 전압센서(VS)로부터 센싱되는 전압데이터가 상기 독립전원공급 장치(IP)에 설치되는 제어부(CP)에 유무선 통신에 의해 입력되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부(CP)는 계통이 정전인 경우로 판별되는 경우, 배터리(B)의 SOC 추정 연산에 의해 상기 LED 조명부하(L)가 작동되는 시간을 연산하여 외부로 표시하는 디스플레이장치(부호 미부여 및 미도시)를 더 포함한다.
상기 제어부(CP)는 계통이 정전인 경우로 판별되는 경우 외부의 중앙관제센터(부호 미부여 및 미도시)에 작동시간 데이터를 유무선 통신으로 송출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 본 발명은 비상 조명시스템이 아닌 일반적인 LED 조명시스템이 일상적인 벽체스위치의 Off 상황과 계통의 정전상황을 판별할 수 있도록 하는 계통 정전 감지 장치가 내재되어 있어 일반적인 LED 조명시스템의 소명외에 한전 계통 정전이라는 비상시에 대응할 수 있다.
(2) 본 발명은 일반적인 조명시스템이 비상 조명시스템으로 동작할 수 있도록 하기 위하여 계통 정전시 독립적인 전원으로부터 전력을 공급받아 독립하여 동작할 수 있다.
(3) 본 발명은 한전 계통의 정전과 같은 비상시에 비상조명시스템외에 일반적인 조명시스템으로 보다 적극적인 대피수단으로 활용될 수 있는 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템을 제공한다.
(4) 본 발명은 일반적인 조명시스템이 한전 계통의 정전에 대응하여 비상 조명시스템으로 동작할 경우 독립전원의 전력을 추정하여 동작가능한 시간을 외부에 표시토록 하여 사용자로 하여금 대피 계획을 능동적으로 수립하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에서 계통이 비정전상태이고, 벽전원스위치도 On 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에서 계통이 비정전상태이고, 벽전원스위치가 Off인 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에서 계통이 정전상태인 경우를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명인 계통 정전 감지 장치의 회로를 스키메틱으로 구현한 도면이다.
도 6은 본 발명인 계통 정전 감지 장치의 회로를 일실시예로서 스키메틱으로 구현하고 시뮬레이션하기 위한 도면이다.
도 7은 상기 도 6의 계통 정전 감지 장치의 회로의 스키메틱에서 계통이 무정전 상태이고 벽전원이 On인 상태를 시뮬레이션 한 결과 그래프이다.
도 8은 상기 도 6의 계통 정전 감지 장치의 회로의 스키메틱에서 계통이 무정전 상태이고 벽전원이 Off인 상태를 시뮬레이션 한 결과 그래프이다.
도 9는 상기 도 6의 계통 정전 감지 장치의 회로의 스키메틱에서 계통이 정전 상태를 시뮬레이션 한 결과 그래프이다.
도 10은 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에서 계통에 의한 전력 전달이 벽전원 스위치를 거치지 않고 독립적으로 전달하는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라 질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지는 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에서 계통이 비정전상태이고, 벽전원스위치도 On 상태를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에서 계통이 비정전상태이고, 벽전원스위치가 Off인 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에서 계통이 정전상태인 경우를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명인 계통 정전 감지 장치의 회로를 스키메틱으로 구현한 도면이고, 도 6은 본 발명인 계통 정전 감지 장치의 회로를 일실시예로서 스키메틱으로 구현하고 시뮬레이션하기 위한 도면이며, 도 7은 상기 도 6의 계통 정전 감지 장치의 회로의 스키메틱에서 계통이 무정전 상태이고 벽전원이 On인 상태를 시뮬레이션 한 결과 그래프이고, 도 8은 상기 도 6의 계통 정전 감지 장치의 회로의 스키메틱에서 계통이 무정전 상태이고 벽전원이 Off인 상태를 시뮬레이션 한 결과 그래프이며, 도 9는 상기 도 6의 계통 정전 감지 장치의 회로의 스키메틱에서 계통이 정전 상태를 시뮬레이션 한 결과 그래프이다.
도 5를 참조하면 본 발명인 계통 정전 감지 장치(GOD)는 계통(G)과 LED 부하(L) 사이에 설치된 벽전원스위치(100)에 병렬로 연결되는 우회저항(121); 상기 우회저항(121)의 LED 부하방향 활선과 계통의 뉴트럴선사이에 설치되어 절연하되 전압을 낮추는 변압기(122); 상기 변압기(122)에 병렬로 연결되어 정류하는 정류기(123); 상기 정류기(123)에 병렬로 연결되어 평활하는 캐패시터(124); 상기 캐패시터(124)와 병렬로 연결되는 센싱저항(125); 및 평활된 전압을 센싱하는 전압센서(VS);를 포함하여 구성된다.
상기 우회저항(121)은 계통이 무정전이면서, 벽전원스위치(100)가 Off일때에도 소모되는 전력이 1W를 초과하면 안되는 정도의 큰 저항값을 가지는 것이 바람직하며, 계통 정전여부를 판별가능하다면 메가옴 단위의 큰 저항값을 사용함이 바람직하다.
도 6을 참조하면 상기 우회저항(121)은 100kΩ 이상인 것을 사용함을 특징으로 한다.
도 1 내지 4를 참조하면 상기 계통 정전 감지 장치(GOD)를 이용하는 하이브리드 조명시스템은 LED 조명부하(L)에 연결설치되는 독립전원공급 장치(IP)를 포함하여 구성된다.
도 1 내지 4를 참조하면 상기 독립전원공급 장치(IP)는, 상기 LED 조명부하(L)에 대응되는 전력을 공급하는 배터리부(B); 상기 배터리부(B)를 계통으로부터 전력을 공급받아 충전하거나 상기 LED 조명부하(L)에 전력을 공급하는 전력변환부(RC); 상기 LED 조명부하(L)와 배터리부(B) 사이에 설치되는 스위치부(T); 상기 배터리부(B)의 충전상태 데이터로부터 배터리의 SOC(State Of Charge)를 추정하여 상기 전력변환부(RC)에 전력변환 시그널을 출력하고, 상기 전압센서(VS)로부터 입력되는 전압데이터로부터 계통정전유무를 판별하여, 계통이 정전으로 판별되는 경우 상기 스위치부(T)에 On 시그널을 출력하여 상기 LED 조명부하(L)에 전력을 공급하고, 상기 LED 조명부하(L)의 출력을 제어하는 LED 제어 시그널을 송출하는 제어부(CP);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
나아가 상기 독립전원공급 장치(IP)는 상기 LED 조명부하(L)가 포함된 단일개체로 구성될 수 있음이 바람직하다.
상기 제어부(CP)는 계통이 정전이 될 경우를 대비하여 배터리부(B)의 충전여부를 파악하여, 배터리부가 완충되도록 하여야 하는바, 될 수 있으면 전력을 가장 많이 사용하는 시간대(첨두부하 시간대)를 회피하여 충전할 수 있도록 하는데, 물론 예외적인 경우도 배제할 수 없고, 비상시에 LED 부하에 전력을 공급하여 배터리부가 완전 방전된 경우 정전이 회복되는 경우 바로 충전이 시작될 수 있도록 함이 바람직하다.
도 10을 참조하면 계통에 의한 전력전달이 벽전원 스위치를 거치지 않고 단독으로 전달될 수 있도록 하여, 배터리의 충전이 벽전원 스위치의 On Off를 불문하고 가능하도록 함이 바람직할 수 있는데, 이 경우 벽전원 스위치는 On Off 신호만을 제어부에 전달하고 전력을 전달하지 않는 특징이 있고, 나아가 벽전원 스위치의 개폐에 따른 벽전원 스위치의 내구성의 저하를 방지하는 잇점이 있다.
도 4 및 도 7 내지 9를 참조하면 상기 제어부(CP)는 상기 상기 계통 정전 감지 장치(GOD)에 포함된 전압센서(VS)로부터 센싱되어 입력되는 전압데이터를 10배 ~ 1000배 증폭한 데이터를 사용하여, 이로부터 계통 정전 유무를 판별하는 것을 특징으로 한다.
'증폭'이라는 단어를 사용하였으나, 실제 증폭회로를 사용한다는 의미가 아니고, 프로그램 내지 알고리즘내에서 센싱된 전압데이터값에 10 ~ 1000 중에서 선택되는 값을 곱하고, 이러한 곱해진 값을 기준으로 계통 정전 유무를 판별한다는 의미인 바, 계통이 정전 경우와 계통이 무정전이면서 단순히 벽전원스위치가 Off 된 경우에 센싱되는 전압값이 매우 작을 수 있고, 이중 계통이 무정전이면서 단순히 벽전원스위치가 Off 된 경우의 수치를 매우 작은 값이 아닌 특정 수치 이상의 판별되는 수치로 나타내어 0에 가까운 수치를 가지는 계통 정전인 경우와 구별하고자 하는 의미가 있다.
도 5를 참조하면 계통 정전 감지 장치(GOD)의 전압센서(VS)로부터 센싱되는 전압데이터가 상기 독립전원공급 장치(IP)에 설치되는 제어부(CP)에 유무선 통신에 의해 입력되는 것을 특징으로 한다.
전압센서와 제어부에 포함되는 MCU가 동일한 PCB 기판내에 실장되어 있으면 연결된 패턴에 의해 입력될 수 있음도 물론이다.
도 1 내지 4를 참조하면 상기 제어부(CP)는 계통이 정전인 경우로 판별되는 경우, 배터리(B)의 SOC 추정 연산에 의해 상기 LED 조명부하(L)가 작동되는 시간을 연산하여 외부로 표시하는 디스플레이장치(부호 미부여 및 미도시)를 더 포함한다.
도 1 내지 4를 참조하면 상기 제어부(CP)는 계통이 정전인 경우로 판별되는 경우 외부의 중앙관제센터(부호 미부여 및 미도시)에 작동시간 데이터를 유무선 통신으로 송출하는 것을 특징으로 한다.
도 6을 참조하면 전력시뮬레이터(PSIM 6.0 버전)를 이용하여 시뮬레이션 하였고, 우회저항값은 500kΩ을 사용하였고, 변압기는 30:1 이라는 감압비에 따라 1차와 2차 권선이 감겨있고, 캐패시터는 300uF, 센싱저항은 2kΩ을 사용하였다.
이로부터 알수 있는 것은 먼저 i) 우회저항에 흐르는 전류값으로부터 알 수 있듯이 우회저항이 소모하는 매초 소모하는 전력은 아래 [표 1]과 같다.
계통 무정전 + 벽전원스위치 On 9.94*10^(-15) Watt
계통 무정전 + 벽전원스위치 Off 0.1 Watt
계통 정전 + 벽전원스위치 On/Off 0.1*10^(-24) Watt
상기 [표 1]로부터 알수 있다시피, 계통이 무정전이며, 벽전원스위치가 Off인 경우 우회저항은 평균 0.1Watt를 소모하고 있고, 계통이 무정전이며, 벽전원스위치가 On인 경우와 계통이 정전인 경우 극히 낮은 전력을 소모함을 알 수 있는바, 벽전원스위치에 병렬로 연결된 우회저항은 소모전력은 무시할 정도로 작다고 할 수 있다.
다음은 전압센서로부터 측정되는 평균 전압과 이에 대한 일실시예로서 상기 평균전압에 1000배를 곱한 값을 각각의 경우에 대하여 아래의 [표 2]에 기입하였다.
센싱전압 센싱전압*1000 값
계통 무정전 + 벽전원스위치 On 10 V 10000
계통 무정전 + 벽전원스위치 Off 1.3*10^(-3) V 1.3
계통 정전 + 벽전원스위치 On/Off 20*10^(-9) V 20*10^(-6)
상기 시뮬레이션 결과값(센싱 전압에 1000배 값을 곱한 경우 기준)으로부터 계통이 무정전이며, 벽전원스위치가 On 인 경우는 10000이라는 큰값이 도출되고, 계통이 무정전이며, 벽전원스위치가 Off인 경우는 1.3 이라는 값이 도출되고, 계통이 정전(벽전원스위치의 On/Off 불문)인 경우는 20u 라는 매우 작은 값이 도출된 것을 알 수 있는데, 이중 중요한 판별 경우는 단순히 벽전원스위치가 Off인 경우와 계통이 정전인 경우 확연히 판별가능할 만큼의 차이가 발생하였다는 점이고, 이러한 차이로서 계통이 정전인 경우와 벽전원스위치가 Off인 경우가 구별가능하다는 것을 알 수 있다.
상기 [실시예1] 로부터 도출되는 소자의 각각의 값의 범위는 다음과 같다.
우회저항값은 10kΩ 이상을 사용함이 바람직하며, 변압기의 감압권선비는 10:1 이상을 사용함이 바람직하며, 캐패시터는 센싱전압을 평활하는데 충분한 정도로 족하며, 센싱전압에 곱해지는 보상치는 10에서 1000배가 적당하나 향후 기술의 발전에 따라 전압센서의 정확도가 증가하면 1000배를 초과하여도 무방하다.
본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 본 발명은 비상 조명시스템이 아닌 일반적인 LED 조명시스템이 일상적인 벽체스위치의 Off 상황과 계통의 정전상황을 판별할 수 있도록 하는 계통 정전 감지 장치가 내재되어 있어 일반적인 LED 조명시스템의 소명외에 한전 계통 정전이라는 비상시에 대응할 수 있다.
(2) 본 발명은 일반적인 조명시스템이 비상 조명시스템으로 동작할 수 있도록 하기 위하여 계통 정전시 독립적인 전원으로부터 전력을 공급받아 독립하여 동작할 수 있다.
(3) 본 발명은 한전 계통의 정전과 같은 비상시에 비상조명시스템외에 일반적인 조명시스템으로 보다 적극적인 대피수단으로 활용될 수 있는 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템을 제공한다.
(4) 본 발명은 일반적인 조명시스템이 한전 계통의 정전에 대응하여 비상 조명시스템으로 동작할 경우 독립전원의 전력을 추정하여 동작가능한 시간을 외부에 표시토록 하여 사용자로 하여금 대피 계획을 능동적으로 수립하게 할 수 있다.
GOD : 계통 정전 감지 장치
100 : 벽전원스위치 L : LED 부하
121 : 우회 저항 122 : 변압기
123 : 정류기 124 : 평활콘덴서
125 : 센싱 저항 VS : 전압센서
IP : 독립전원공급 장치 RC : 전력변환부
B : 배터리부 CP : 제어부
T : 스위치부 G : 계통

Claims (6)

  1. 계통과 LED 부하 사이에 설치된 벽전원스위치에 병렬로 연결되는 우회저항; 상기 우회저항의 LED 부하방향 활선과 계통의 뉴트럴선사이에 설치되어 절연하되 전압을 낮추는 변압기; 상기 변압기에 병렬로 연결되어 정류하는 정류기; 상기 정류기에 병렬로 연결되어 평활하는 캐패시터; 상기 캐패시터와 병렬로 연결되는 센싱저항; 및 평활된 전압을 센싱하는 전압센서;를 포함하여 구성되는 계통 정전 감지 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 우회저항은 100kΩ 이상인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 계통 정전 감지 장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 따른 계통 정전 감지 장치를 이용하는 하이브리드 조명시스템은
    LED 조명부하에 연결설치되는 독립전원공급 장치를 포함하여 구성되되,
    상기 독립전원공급 장치는,
    상기 LED 조명부하에 대응되는 전력을 공급하는 배터리부; 상기 배터리부를 계통으로부터 전력을 공급받아 충전 및 상기 LED 조명 부하에 전력을 공급하는 전력변환부; 상기 LED 조명부하와 배터리부 사이에 설치되는 스위치부; 상기 배터리부의 충전상태 데이터로부터 배터리의 SOC를 추정하여 상기 전력변환부에 전력변환 시그널을 출력하고, 상기 전압센서로부터 입력되는 전압데이터로부터 계통정전유무를 판별하여, 계통이 정전으로 판별되는 경우 상기 스위치부에 On 시그널을 출력하여 상기 LED 조명부하에 전력을 공급하고, 상기 LED 조명부하의 출력을 제어하는 LED 제어 시그널을 송출하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 계통 정전 감지 장치를 이용한 하이브리드 조명시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전압센서로부터 센싱되어 입력되는 전압데이터를 10배 ~ 1000배 증폭한 데이터를 사용하여, 이로부터 계통 정전 유무를 판별하는 것을 특징으로 하는 계통 정전 감지 장치를 이용한 하이브리드 조명시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    계통 정전 감지 장치의 전압센서로부터 센싱되는 전압데이터가 상기 독립전원공급 장치에 설치되는 제어부에 유무선 통신에 의해 입력되는 것을 특징으로 하는 계통 정전 감지 장치를 이용한 하이브리드 조명시스템.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는 계통이 정전인 경우로 판별되는 경우, 배터리의 SOC 추정 연산에 의해 상기 LED 조명부하가 작동되는 시간을 연산하여 외부로 표시하는 디스플레이장치를 더 포함하며,
    외부의 중앙관제센터에 작동시간 데이터를 유무선 통신으로 송출하는 것을 특징으로 하는 계통 정전 감지 장치를 이용한 하이브리드 조명시스템.
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