WO2012128414A1 - Power distribution apparatus using convergence of smart led lighting and new renewable energy and driving method thereof, and protective circuit for power distribution apparatus using convergence of smart led lighting and new renewable energy and driving method thereof - Google Patents
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Definitions
- Embodiments of the present invention relate to a smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device and a driving method thereof, a protection circuit of smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device and a driving method of the protection circuit. . More specifically, smart LED lighting and renewable energy, which protects against the application of overcurrent or overvoltage in the power management unit that supplies the hybrid street light using solar and wind power, and also digitally precisely controls the hybrid street light.
- the present invention relates to an energy fusion power distribution device, a driving method thereof, a protection circuit of a smart LED lighting and a renewable energy fusion power distribution device, and a driving method of the protection circuit.
- road lights ensure the visibility of pedestrians and vehicle drivers to prevent accidents and crimes, and to allow safe and comfortable traffic.
- These road lights are divided into street lights installed along the roadside for street lighting, traffic safety, or aesthetics, and security lights installed for safety in areas where crime or accidents may occur due to dark conditions. It is 8-12 m normally, and security lights are 8 m or less normally.
- 1 is a view showing a general street light.
- a general street light includes a support 100 fixedly installed at an outer boundary of a roadway, a support arm 110 and a support arm 110 extending from the top of the support 100 to the roadway side. It is composed of a street lamp head 120 which is located at the front end and has a lamp (not shown) inside.
- the converter for applying power for driving the LED in the street light is typically installed in the lower portion of the support 100, the LED and the converter to maintain a distance of about 10 m depending on the height of the support (100) have.
- a conventional lamp driver including such a converter drives a lamp by converting a commercial power of 110 to 220 V through an analog method, that is, a rectifying circuit, a smoothing circuit, and a full bridge circuit, to drive the lamp, and further, an overcurrent when driving the lamp.
- the overvoltage may be detected to drive the lamp on and off according to the detection result.
- the voltage applied to the lamp may be adjusted by controlling the pulse width modulation (PWM) of the full bridge circuit according to the overcurrent or overvoltage detection signal.
- PWM pulse width modulation
- the conventional lamp driver includes a protection circuit for protecting the lamp
- a protection circuit detects overcurrent or overvoltage and controls the driving of the lamp in an analog manner, for example, various other factors such as battery temperature. Considering these, the driving of the lamp is not precisely controlled.
- An embodiment of the present invention prevents overvoltage or overcurrent from being applied to a battery that stores power for driving a street light or a tunnel, and detects package temperature of the battery or overcharge and overdischarge of the battery.
- Smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device and driving method thereof, protection circuit of smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device An object of the present invention is to provide a method of driving the protection circuit.
- Smart LED lighting and renewable energy convergence power distribution apparatus includes a power management unit for generating and storing power for driving the lamp;
- the power manager detects an abnormality of different characteristics to generate a plurality of detection signals, generates a logic signal by logically combining the detection signals, and generates the logic signal to determine whether the power management unit is abnormal.
- a protection circuit unit for providing the logic signal at the request of the controller;
- a key input unit which commands an initialization to detect an abnormality of the power management unit, and provides an input signal for the logical combination upon detecting the abnormality of the different characteristics after performing the initialization;
- a controller for performing initialization according to the initialization command, receiving the request to receive the logic signal, and controlling the power manager based on the logic signal.
- the protection circuit of the smart LED lighting and renewable energy convergence power distribution apparatus detects the abnormality of the different characteristics for the power management unit for generating and storing the power for driving the lamp to detect the detection signal Signal detection unit for generating and outputting;
- a logic combiner for generating a first logic signal by logically multiplying the detection signal by an input signal of a key input unit, and outputting a second logic signal by negating and logically combining the first logic signal;
- an abnormal signal detector configured to provide the second logic signal to the controller as a signal for the abnormality when the second logic signal is requested so that the controller controls the driving of the lamp based on the second logic signal. It is characterized by including.
- a method of driving smart LED lighting and a renewable energy fusion power distribution device includes generating and storing power for driving a lamp; When the lamp is driven, a detection signal is generated by detecting abnormalities of different characteristics, a logic signal is generated by logical combination of the detection signals, and the logic signal is provided when the logic signal is requested to know whether the abnormality is detected. Doing; Instructing initialization to detect whether there is an abnormality, and providing an input signal in the logical combination to detect whether the different characteristics are abnormal after performing the initialization; And performing initialization according to the command, making the request to receive the logic signal, and controlling generation and storage of the power based on the logic signal.
- the driving method of the smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution apparatus comprises the steps of performing an initialization process according to the initialization command for detecting whether there is an abnormality of different characteristics generated when driving the lamp; Receiving a logic signal for the abnormality generated by performing a logical combination of a detection signal detecting the abnormality and an input signal provided during the initialization command after performing the initialization process; Determining whether an abnormality has occurred when the lamp is driven based on the logic signal, and if there is an abnormality as a result of the determination, determining a problem; Determining whether a detection value for the abnormality is within an allowable error range if the abnormality is a programmatic problem; Determining whether the abnormality is correctable if it is within the error range as a result of the determination as to whether the error is within the tolerance range; And if the abnormality is correctable, controlling driving of the lamp to improve the abnormality.
- the protection circuit driving method of the smart LED lighting and the renewable energy fusion power distribution apparatus detects and detects an abnormality of different characteristics with respect to a power manager that generates and stores power for driving a lamp. Generating and outputting a signal; Generating a first logic signal by logically multiplying the detection signal by an input signal of a key input unit, and outputting a second logic signal by negating and logically combining the first logic signal; And providing the second logic signal to the controller as a signal for the abnormality upon request of the second logic signal to control the driving of the lamp based on the second logic signal.
- an overvoltage and an overcurrent are prevented from being applied to a battery storing power to drive a street lamp. Risks such as fire can be reduced.
- the digital protection circuit since the digital protection circuit is provided, accurate control of the charging unit or the power management unit for driving the lamp is enabled, thereby ensuring stable and efficient power charging and discharging of the lamp.
- the power conversion unit and the key input unit can prevent malfunctions or operation mistakes in advance, thereby supplying a voltage suitable for a charging circuit composed of a charger and a battery, thereby improving the reliability of the entire system.
- FIG. 1 is a view showing a typical street lamp
- FIG. 2 is a block diagram of a smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device according to an embodiment of the present invention
- FIG. 3 is an exemplary view of a hybrid street light including the lamp of FIG. 2;
- 4A to 4D are exemplary views of the overcurrent signal detector, the overvoltage signal detector, the overcharge and overdischarge signal detector, and the battery temperature signal detector shown in FIG.
- FIG. 5 is a view showing a driving process of the apparatus of FIG.
- FIG. 6 is a view illustrating a detailed driving process of the protection circuit of FIG.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a detailed driving process of the controller of FIG. 2.
- FIG. 2 is a block diagram of a smart LED lighting and a renewable energy fusion power distribution apparatus according to an embodiment of the present invention
- Figure 3 is an exemplary view of a hybrid street light including the lamp of FIG.
- smart LED lighting and renewable energy convergence power distribution apparatus is a power management unit 110, protection circuit unit 120, key input unit 130 and the control unit 140, and may further include a lamp 100.
- the lamp 100 may include all of incandescent lamps, high-pressure mercury lamps, fluorescent lamps (CCFL, EEFL), sodium lamps, LEDs, and the like used in a street lamp, a tunnel lamp, an indoor lamp, and a lamp according to an embodiment of the present invention.
- 100 is preferably used in a hybrid street light that can also be driven by solar or wind power.
- the hybrid street light may include a post 301, a street lamp head 303, a solar power generation unit 305, and a wind power generation unit 307.
- the pillar 301 serves as a pillar for installing a street lamp in a specific place such as a street or a park
- the street lamp head 303 is provided on a support arm (not shown) extending from the pillar 301 and includes a smart LED light. It includes a lamp 100 that receives power from the renewable energy fusion power distribution device and emits light.
- the solar power generation unit 305 includes a photovoltaic module for generating power by receiving sunlight
- the wind power generation unit 307 includes a wind power generation module for generating power by moving a turbine using wind power. Can be.
- the lamp 100 may include a plurality of first to N-th lamps. 1 (101) and the even-numbered lamp 2 (103) may be simultaneously lit or alternately lit under the linkage of the power manager 110.
- the odd-numbered lamp 1 101 or the even-numbered lamp 2 103 consists of a charger 1 111a and a battery 1 113a in the power management unit 110, for example, to continuously drive during night time.
- the power is alternately provided in the manner of receiving power through the first path or receiving power through the second path including the charger 2 (111b) and the battery 2 (113b).
- the power manager 110 includes the BMSs 110_1 and 110_2 and the power converter 115, and the BMSs 110_1 and 110_2 may include a charger 111 and a charger 111 for obtaining power using solar or wind power generation. It may include a battery 113 for storing the power provided by the).
- the charger 111 and the power converter 115 may be referred to as a charging controller, and the BMSs 110_1 and 110_2 may be referred to as a charging circuit unit.
- the charger 111 constituting the BMSs 110_1 and 110_2 may include some or all of a rectifier circuit, a smoothing circuit, a bridge circuit, and the like to convert an AC voltage into a DC voltage, and the battery 113 may include a charger 111.
- the DC voltage provided from) is stored and provided to the lamp 100.
- the rectifier circuit generates a half-wave or full-wave rectified voltage with respect to an AC voltage, where the rectified voltage is not a full direct current, so the smoothing circuit converts the rectified voltage to a full direct current
- the bridge circuit is a half or As a circuit such as a full bridge, the output voltage of the smoothing circuit is driven by switching on / off.
- the power converter 115 may include a pulse width modulation (PWM) controller and a switch, although not shown in detail in the drawing.
- PWM controller includes an amplifier to generate a PWM control signal by comparing the signal provided under the control of the controller 140 (or the main controller) with the reference value Vref, and the charger 111 using the PWM control signal.
- the duty ratio of the switching element constituting the bridge circuit in the charger 111 can be adjusted.
- the switching unit may control the paths of the BMS 1 110_1 and the BMS 2 110_2 or the first and second paths inside the BMS 1 110_1 or the BMS 2 110_2 under the control of the controller 140. have.
- the switching unit may alternately turn on the lamp 1 101 and the lamp 2 103 by alternately selecting the paths of the BMS 1 110_1 and the BMS 2 110_2 under the control of the controller 140.
- the battery 1 113a and the battery 2 113b may be charged and discharged by alternately selecting the first path and the second path in the BMS 1 110_1 or the BMS 2 110_2.
- the protection circuit unit 120 may include a signal detector 121, a logic combiner 123, and an abnormal signal detector 125.
- the logic combiner 123 and the abnormal signal detector 125 may be, for example, SN7425 and MC7425. It can consist of a series of IC chips.
- the signal detector 121 may include, for example, an overcurrent signal detector 121a, an overvoltage signal detector 121b, an overcharge and overdischarge signal detector 121c, a battery temperature signal detector 121d, and the like.
- the overcurrent signal detection unit 121a detects an overcurrent state when the battery 113 is charged, and the overvoltage signal detection unit 121b detects whether a voltage higher than a prescribed value is output when an overvoltage is not applied to the terminal voltage or the load of the battery 113.
- the overcharge and overdischarge signal detector 121c detects an overcharge or overdischarge state of the battery 113. For such detection, the overcurrent signal detection unit 121a, the overvoltage signal detection unit 121b, and the overcharge and overdischarge signal detection unit 121c respectively set reference currents or reference voltages, and compare the set reference values with the detected signals. The abnormal signal can also be detected in a manner.
- the battery temperature signal detector 121d may detect a temperature of a battery package in the power manager 110 by using a temperature sensor or the like. Other details will be discussed later.
- the logic combiner 123 receives and detects and outputs a logic combination of each detection signal having characteristics such as overcurrent, overvoltage, overcharge and overdischarge, and battery temperature detected by the signal detector 121.
- the logic combining unit 123 may include, for example, an AND circuit and an NOR circuit.
- the AND circuit generates an output signal when both inputs are high active, that is, '1', so that the logic combination unit 123 performs overcurrent, overvoltage, overcharge, overdischarge, and battery temperature through the AND circuit.
- NOR circuit may notify the abnormal signal detector 125 that at least one abnormality indication has been detected through the NOR circuit.
- the logic combination unit 123 more precisely, the AND circuit, may operate in conjunction with the key input unit 130.
- the abnormal signal detector 125 provides the controller 140 with a logic signal, that is, an abnormal symptom signal, provided from the logic combination unit 123 according to an execution command from the controller 140.
- the abnormal signal detector 125 may sequentially or simultaneously provide the controller 140 with an abnormal indication signal having different characteristics according to the operation method of the key input unit 130. For example, if a result of overcurrent detection is provided at any time T, i.e. if an abnormality indication signal is provided, the result of battery temperature detection may be provided at a time T + ⁇ over which T has elapsed. Can be. In this manner, the abnormal signal detector 125 may sequentially provide detection results for overcurrent, overvoltage, overcharge and overdischarge, and battery temperature at the request of the controller 140.
- the plurality of logical combination units 123 are configured in parallel, it may be possible to simultaneously process the signals without time delay for the signals sequentially input from the abnormal signal detection unit 125. It will not be limited to that.
- the key input unit 130 allows a user to select an automatic mode or a manual mode, and provides an input signal for inputting a main power of the system or stopping the system in an emergency, and performing a reset function.
- the control unit 140 may initialize internal programs and hardware.
- the key input unit 130 may accurately detect different abnormalities detected by the signal detection unit 121, for example, in association with the logic combination unit 123.
- the key input unit 130 when the main power is applied or after the reset function is performed, the key input unit 130 provides the input signal to the logical combination unit 123 sequentially or simultaneously according to the selection of the automatic mode, and provides the input signal related information to the controller 140. Can provide.
- the information related to the input signal may be used to determine which detection unit is a result of an abnormality output by the input signal provided at a specific time period.
- the controller 140 When the controller 140 provides an input signal related to the start of charging, the controller 140 performs an initialization process for the internal program and the hardware accordingly, and when the initialization process is completed, the operation of the power manager 110. In the process, it is determined whether an abnormal symptom is detected, and further, if an abnormal symptom is detected, which detection part corresponds to an abnormal symptom. In order to determine such an abnormal indication, the controller 140 asks the abnormal signal detection unit 125 whether or not an abnormal symptom occurs, and if there is an abnormal signal provided from the abnormal signal detection unit 125, the controller 140 controls the power management unit.
- the power converter 115 may manage the BMS (110_1, 110_2). For example, the power converter 115 may determine the charge / discharge of the battery 113 in the BMSs 110_1 and 110_2 or select the lamp 100 that is turned on under the control of the controller 140. . In this process, if a separate program is used, the result of the abnormal phenomenon, that is, the measured value received by the signal detector 121 is compared with the information stored in the form of, for example, a lookup table.
- the controller 140 may stop the system.
- the system operator may determine that there is an error in the system and press the emergency stop key of the key input unit 130 to stop the operation of the system.
- 4A to 4D are exemplary views of the overcurrent signal detector, the overvoltage signal detector, the overcharge and overdischarge signal detector, and the battery temperature signal detector shown in FIG.
- the overcurrent signal detector 121a may detect an overcurrent state when the battery 113 is charged. As in a), it may include a Hall-CT 401, a resistor R 1 , a second order low pass filter 403, a summing part 405 and a diode 407.
- the input current at both ends of the battery 113 may be outputted through the Hall-CT 401, for example, converted to 50 mA at an input maximum current of 50 A, and the changed 50 mA of current at the output terminal may have a resistance of 33 mA (R 1). ) Is converted into a voltage level of 1.65 V and input to the A / D converter or the controller 140.
- the overvoltage signal detector 121b may detect the voltage of the voltage sensor module 411 as shown in (b) of FIG. 4 to detect whether a voltage higher than a predetermined value is output when an overvoltage is not applied to the terminal voltage or the load of the battery 113.
- a buffer 413, a secondary low pass filter 415, a differential amplifier 417, and a diode 419 may be included.
- the voltage sensor module 411 measures the DC voltage of the input voltage and the battery 113 by using a voltage divider and a voltage transducer, and the measured DC voltage is, for example, the secondary low pass filter 415 and the differential amplifier 417. To be printed out.
- the output signal or the measured value may be provided to the controller 140.
- the overcharge and overdischarge signal detector 121c may detect an overcharge or overdischarge state of the battery 113.
- the constant voltage circuit unit 421 and the voltage comparator 423 may be included.
- the constant voltage circuit unit 421 and the voltage comparator 423 detect the measured voltage and current and provide the measured voltage and current to the controller 140, and the controller 140 executes a program in real time to calculate the residual capacity and the charge amount, for example, a comparison value. In order to control the charger 111 according to the comparison result.
- the battery temperature signal detector 121d detects the temperature of the battery 113 in the power manager 110 using a temperature sensor or the like.
- the thermistor circuit 431 and the temperature signal amplifier 433 may be included as shown in FIG.
- the thermistor circuit section 431 and the temperature signal amplifying section 433 detect the temperature corresponding to the temperature when the temperature rises, for example. In this manner, any battery 113 can ideally capture the charge end timing. However, it is very inconvenient that the temperature sensing sensor or element should always be in close contact with the battery 113.
- the battery temperature signal detection unit 121d measures the temperature of the internal case battery using a thermistor, undergoes a process of correcting in the control unit 140 via the temperature signal amplifying unit 433, and then, The charger 111 may be controlled according to the determination result.
- FIG. 5 is a view illustrating a driving process of the apparatus of FIG. 2.
- the smart LED lighting and the renewable energy fusion power distribution device generates power for driving the lamp 100 through the power manager 110.
- the generated power is stored in the battery 113 (S501).
- the power generation is substantially made in the charger 111, the charger 111 according to an embodiment of the present invention to perform the process of converting the AC voltage generated by solar or wind power generation to DC voltage, etc. Can be.
- the battery 113 charges the voltage provided by the charger 111 and discharges the charged voltage to the lamp 100.
- the protection circuit 120 detects an abnormality of different characteristics in order to determine whether an abnormality occurs in the power manager 110.
- a logic signal is generated by a logical combination, and the generated logic signal is provided at the request of the controller 140, for example (S503).
- the controller 140 may take measures to improve the abnormal phenomenon.
- the key input unit 130 first instructs the control unit 140 to proceed with the initialization so that the protection circuit unit 120 can more accurately measure the abnormality, and then the protection circuit unit 120, more specifically, the logic combination unit 123.
- an input signal is provided to perform a logical combination process to accurately determine which part is abnormal.
- the key input unit 130 may be configured to accurately detect an abnormality of the overcurrent signal detector 121a, the overvoltage signal detector 121b, the overcharge / overdischarge signal detector 121c, and the battery temperature signal detector 121d.
- the protection circuit unit 120 may provide information about a specific part having an abnormality from the protection circuit unit 120 to the controller 140. Make sure
- an overcurrent signal is detected in FIG. 2.
- the key input unit 130 provides a 5 V signal corresponding to '1' as an input of the AND circuit to which the overcurrent signal detection unit 121a is connected, and corresponds to 'O' or 0 V as an input of the remaining AND circuits. Input the signal.
- the logic combination unit 123 of the protection circuit unit 120 connects the AND circuit connected to the overcurrent signal detection unit 121a to a signal of '1' as the first logic signal.
- the NOR circuit Since the rest of the AND circuit will output a signal of '0', the NOR circuit finally outputs a signal of '0' as the second logic signal so that an abnormality has occurred in relation to the overcurrent. 140 can determine. If the NOR circuit is configured as an OR circuit, the logic combination unit 123 will output a signal of '1' as the second logic signal.
- the controller 140 initializes internal hardware and programs according to an initialization command of the key input unit 130, and then requests and receives an abnormal signal, that is, a second logic signal, from the protection circuit unit 120. Power generation or storage of the lamp 100 may be controlled using two logic signals (S507). For example, if the protection circuit unit 120 provides a four-bit signal of "0001" to the control unit 140, the control unit 140 determines that the problem is related to overcurrent, and the signal of "1000" to the control unit 140. If so, the controller 140 may determine that the battery temperature is a problem and control the generation or storage of the lamp 100.
- the controller 140 can use the measured value or information provided from the signal detector 121, the power manager 110 for driving the lamp 100 by additionally determining whether the abnormality is outside the tolerance range. The abnormal phenomenon of can be improved. If it is determined that the problem cannot be solved in this process, the controller 140 may stop the entire system.
- FIG. 6 is a diagram illustrating a detailed driving process of the protection circuit of FIG. 2.
- the signal detector 121 detects an abnormality of different characteristics with respect to the power manager 110 generating and storing power for driving the lamp 100, and accordingly detects a plurality of signals.
- a detection signal is generated and output (S601).
- different characteristics indicate characteristics related to overcurrent, overvoltage, overcharge, overdischarge, package temperature, and the like provided to the battery 113.
- the logic combiner 123 logically ANDs the detection signal provided by the signal detector 121 and the input signal provided by the key input unit 130 to generate a first logic signal, and negatively sums the first logic signals. (NOR) to output a second logic signal (S603).
- NOR negative sums the first logic signals.
- the key input unit 130 is used as an input of an AND circuit connected to the overcurrent signal detector 121a.
- the first logic signal of '1' is output only from the AND circuit connected to the overcurrent signal detector 121a, and the remaining AND circuits output the first logic signal of '0'. Done.
- the second logic signal generated by the negative logic of the first logic signals outputs a signal of '0'.
- the key input unit 130 provides a signal of '1' to the input of the AND circuit connected to the overvoltage signal detector 121b
- only the AND circuit connected to the overvoltage signal detector 121b may have a value of '1'.
- the first logic signal is output, and the rest of the AND circuit outputs the first logic signal of '0'.
- the second logic signal of '0' which is generated by negating the first logic signals, is output.
- the control unit 140 may determine which part of the power management unit 110 has an error.
- this since this is only one example for detecting the abnormality of the power management unit 110 through the logic combination unit 123, it may be changed in various ways, and therefore, the embodiment of the present invention will not be limited thereto.
- the abnormal signal detector 125 provides an abnormal signal, that is, a second logic signal, at the request of the controller 140 (S605).
- the abnormal signal detector 125 may provide a second logic signal provided by the NOR circuit by driving the internal switching element on / off at the request of the controller 140.
- the abnormal signal detector 125 may output various types of signals such as 4 bits, 8 bits, 16 bits, and 32 bits as the second logic signal, which is related to system design. Further explanation will be omitted.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a driving process of the controller of FIG. 2.
- the controller 140 of the smart LED lighting and the renewable energy fusion power distribution device receives an input signal from the key input unit 130 and performs an initialization process (S701). In this process, the controller 140 may proceed with initialization of internal hardware or software.
- the control unit 140 outputs an abnormal signal indicating whether an abnormality has occurred in the protection circuit unit 120, more specifically, the abnormal signal detection unit 125, for example, in the power management unit 110 for lighting the lamp 100 used in the hybrid street light.
- a request-related signal may be received.
- the control unit 140 spaces the time through the abnormal signal detection unit 125.
- the abnormal signal provided may be received.
- such an abnormal signal detection process may be performed not only at the start of charging through the key input unit 130, but also when the main power is applied to the system.
- the controller 140 operates the charging / discharging of the power management unit 110 for driving the lamp 100 normally (S707). In other words, the controller 140 will not perform a separate procedure for adjusting characteristics such as overcurrent and overvoltage of the power manager 110.
- the controller 140 reconfirms the abnormal signal or analyzes the measured value or information provided by the signal detector 121 and determines a hardware problem of the power management unit 110 to determine whether it is a hardware problem.
- a program for confirming can be executed (S709).
- the control unit 140 performs a check of the charging system (S713). ), The charging and discharging for driving the normal lamp 100 is controlled.
- the controller 140 may further determine whether or not the problem is impossible to solve (S715), and stop the charging / discharging operation of the power manager 110 if the problem is not solved (S717).
- the controller 140 may correct the corresponding error to perform charging and discharging for driving the lamp 100 (S719). For example, if the overvoltage detection result is within the allowable range but can be corrected, the error can be corrected by adjusting the overvoltage level.
- Embodiments of the present invention are applicable to smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device and a method of driving the device, a protection circuit of smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device and a driving method of the protection circuit.
- the protection circuit of a battery in which a plurality of batteries capable of charging and discharging are connected in series it is not known that overvoltage and overcurrent are applied to a battery that stores electric power to drive a street lamp. Prevention will reduce risks such as fire.
- the digital protection circuit is provided, accurate control of the charging unit or the power management unit for driving the lamp is enabled, thereby ensuring stable and efficient power charging and discharging of the lamp.
- the power conversion unit and the key input unit can prevent malfunctions or operation mistakes in advance, thereby supplying a voltage suitable for a charging circuit composed of a charger and a battery, thereby improving the reliability of the entire system.
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Embodiments of the present invention relate to a power distribution apparatus using a convergence of smart LED lighting and renewable energy and a driving method thereof, and a protective circuit for a power distribution apparatus using a convergence of smart LED lighting and renewable energy and a driving method thereof. A power distribution apparatus using a convergence of smart LED lighting and renewable energy, according to an embodiment of the present invention, comprises: a power management part for generating and storing power for driving a lamp; a protective circuit part for generating a plurality of detection signals by detecting abnormalities of different characteristics in the power management part, generating logic signals by combining the detection signals with combinational logic, and providing a logic signal when a logic signal is requested to determine the abnormality of the power management part; a key input part for issuing an initialization command to detect the abnormality of the power management part, and providing input signals for detecting abnormalities with different characteristics when the detection signals are combined using a combinational logic after the initialization; and a control part for initializing at the initialization command, requesting and receiving the logic signal, and controlling the power management part on the basis of the logic signal.
Description
본 발명의 실시예는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치 및 그 장치의 구동 방법, 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 보호회로 및 그 보호회로의 구동 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 예컨대 태양 광 및 풍력을 이용한 하이브리드 가로등에 전력을 공급하는 전력 관리부에서 과전류 또는 과전압이 인가되는 것을 보호하고, 또한 디지털 방식으로 하이브리드 가로등을 정밀하게 제어할 수 있는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치 및 그 장치의 구동 방법, 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 보호회로 및 그 보호회로의 구동 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device and a driving method thereof, a protection circuit of smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device and a driving method of the protection circuit. . More specifically, smart LED lighting and renewable energy, which protects against the application of overcurrent or overvoltage in the power management unit that supplies the hybrid street light using solar and wind power, and also digitally precisely controls the hybrid street light. The present invention relates to an energy fusion power distribution device, a driving method thereof, a protection circuit of a smart LED lighting and a renewable energy fusion power distribution device, and a driving method of the protection circuit.
이하의 부분에서 기술되는 내용은 본 발명의 실시예와 관련되는 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아님을 밝혀둔다.The contents described in the following sections provide background information related to the embodiments of the present invention, but it does not constitute a prior art.
일반적으로 도로 조명등은 보행자 및 차량 운전자의 시야를 확실하게 하여 사고 및 범죄 등의 위험을 예방하고, 안전하고 쾌적한 통행을 할 수 있도록 한다. 이러한 도로 조명등은 거리의 조명이나 교통의 안전 또는 미관 등을 위하여 길가를 따라 설치해 놓은 가로등과, 어두워서 범죄나 사고가 발생할 염려가 있는 지역에 안전을 위하여 설치하는 보안등으로 나누어지는데, 가로등은 설치높이가 통상 8 - 12 m이고, 보안등은 통상 8 m 이하이다.In general, road lights ensure the visibility of pedestrians and vehicle drivers to prevent accidents and crimes, and to allow safe and comfortable traffic. These road lights are divided into street lights installed along the roadside for street lighting, traffic safety, or aesthetics, and security lights installed for safety in areas where crime or accidents may occur due to dark conditions. It is 8-12 m normally, and security lights are 8 m or less normally.
도 1은 일반적인 가로등을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a general street light.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 가로등은 차도 외측 경계 부분에 고정되어 설치되는 지주(100), 지주(100)의 상단에서 차도 측으로 길게 연장되어 형성되는 지지암(110) 및 지지암(110)의 선단에 위치하고 내부에 램프(미도시)를 구비하는 가로등 헤드(120)로 구성된다.As shown in FIG. 1, a general street light includes a support 100 fixedly installed at an outer boundary of a roadway, a support arm 110 and a support arm 110 extending from the top of the support 100 to the roadway side. It is composed of a street lamp head 120 which is located at the front end and has a lamp (not shown) inside.
여기서, 가로등에 사용되는 램프로는 고압수은등(高壓水銀燈), 형광등, 나트륨등, 전구(電球), 발광다이오드(LED) 등이 사용되나 현재 에너지 절감 및 효율적인 측면에서 LED를 사용하는 기술 개발이 확산되고 있다.Here, high-pressure mercury lamps, fluorescent lamps, sodium lamps, electric bulbs, light emitting diodes (LEDs), etc. are used as lamps for street lamps, but the development of technology using LEDs in terms of energy saving and efficiency is now spreading. It is becoming.
그리고, 가로등에서 LED의 구동을 위해 전원을 인가하는 컨버터는 통상적으로 지주(100)의 하부에 설치되어 있고, LED와 컨버터 사이는 지주(100)의 높이에 따라 약 10 m 정도의 거리를 유지하고 있다.And, the converter for applying power for driving the LED in the street light is typically installed in the lower portion of the support 100, the LED and the converter to maintain a distance of about 10 m depending on the height of the support (100) have.
이와 같은 컨버터를 포함하는 통상의 램프구동부는 110 ~ 220 V의 상용전원을 아날로그 방식, 즉 정류 회로, 평활 회로 및 풀 브리지 회로 등을 통해 전압을 변환하여 램프를 구동하고, 더 나아가 램프 구동시 과전류 또는 과전압을 검출하여 검출 결과에 따라 램프를 온·오프 구동하는 방식으로 이루어질 수 있다.A conventional lamp driver including such a converter drives a lamp by converting a commercial power of 110 to 220 V through an analog method, that is, a rectifying circuit, a smoothing circuit, and a full bridge circuit, to drive the lamp, and further, an overcurrent when driving the lamp. Alternatively, the overvoltage may be detected to drive the lamp on and off according to the detection result.
예컨대, 과전류 또는 과전압 검출신호에 따라 풀 브리지 회로를 PWM(Pulse Width Modulation) 제어하여 램프로 인가되는 전압을 조절할 수 있는 것이다.For example, the voltage applied to the lamp may be adjusted by controlling the pulse width modulation (PWM) of the full bridge circuit according to the overcurrent or overvoltage detection signal.
그런데 종래의 램프구동부는 램프를 보호하기 위한 보호 회로를 구비하고 있기는 하지만, 이와 같은 보호 회로는 과전류 또는 과전압을 검출하여 아날로그 방식으로 램프의 구동을 제어할 뿐, 가령 배터리 온도와 같은 기타 다양한 요인들을 감안하여 램프의 구동을 정밀하게 제어하지는 못하고 있다.However, although the conventional lamp driver includes a protection circuit for protecting the lamp, such a protection circuit detects overcurrent or overvoltage and controls the driving of the lamp in an analog manner, for example, various other factors such as battery temperature. Considering these, the driving of the lamp is not precisely controlled.
본 발명의 실시예는 예컨대, 가로등 또는 터널등의 구동을 위해 전력을 저장하는 배터리로 과전압 또는 과전류가 인가되는 것을 방지하고, 이와 더불어 배터리의 패키지 온도 또는 배터리의 과충전 및 과방전을 검출하여 각각의 검출 특성에 따라 램프를 서로 다르게 혹은 정밀하게 제어할 수 있는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치 및 그 장치의 구동 방법, 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 보호회로 및 그 보호회로의 구동 방법을 제공함에 목적이 있다.An embodiment of the present invention prevents overvoltage or overcurrent from being applied to a battery that stores power for driving a street light or a tunnel, and detects package temperature of the battery or overcharge and overdischarge of the battery. Smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device and driving method thereof, protection circuit of smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device An object of the present invention is to provide a method of driving the protection circuit.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치는 램프를 구동하기 위한 전력을 발생 및 저장하는 전력 관리부; 상기 전력 관리부에서 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하여 복수의 검출신호를 생성하고, 상기 검출신호를 논리조합하여 논리신호(logic signal)를 생성하며, 상기 전력 관리부의 이상 여부를 알기 위한 상기 논리신호의 요청시 상기 논리신호를 제공하는 보호 회로부; 상기 전력 관리부의 이상 여부를 검출하기 위하여 초기화를 명령하고, 상기 초기화의 수행 후 상기 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하기 위한 입력신호를 상기 논리조합시 제공하는 키 입력부; 및 상기 초기화의 명령에 따라 초기화를 수행하고, 상기 요청을 하여 상기 논리신호를 수신하며, 상기 논리신호에 근거해 상기 전력 관리부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Smart LED lighting and renewable energy convergence power distribution apparatus according to an embodiment of the present invention includes a power management unit for generating and storing power for driving the lamp; The power manager detects an abnormality of different characteristics to generate a plurality of detection signals, generates a logic signal by logically combining the detection signals, and generates the logic signal to determine whether the power management unit is abnormal. A protection circuit unit for providing the logic signal at the request of the controller; A key input unit which commands an initialization to detect an abnormality of the power management unit, and provides an input signal for the logical combination upon detecting the abnormality of the different characteristics after performing the initialization; And a controller for performing initialization according to the initialization command, receiving the request to receive the logic signal, and controlling the power manager based on the logic signal.
또한 본 발명의 실시예에 따른 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 보호회로는 램프를 구동하기 위한 전력을 발생 및 저장하는 전력 관리부에 대해 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하여 검출신호를 생성 및 출력하는 신호 검출부; 상기 검출신호와 키 입력부의 입력신호를 논리곱하여 제1 논리신호를 생성하고, 상기 제1 논리신호를 부정논리합하여 제2 논리신호를 출력하는 논리 조합부; 및 상기 제2 논리신호의 요청시, 상기 제2 논리신호를 상기 이상 여부에 대한 신호로서 제어부에 제공하여 상기 제어부가 상기 제2 논리신호에 근거해 상기 램프의 구동을 제어하도록 하는 이상신호 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the protection circuit of the smart LED lighting and renewable energy convergence power distribution apparatus according to an embodiment of the present invention detects the abnormality of the different characteristics for the power management unit for generating and storing the power for driving the lamp to detect the detection signal Signal detection unit for generating and outputting; A logic combiner for generating a first logic signal by logically multiplying the detection signal by an input signal of a key input unit, and outputting a second logic signal by negating and logically combining the first logic signal; And an abnormal signal detector configured to provide the second logic signal to the controller as a signal for the abnormality when the second logic signal is requested so that the controller controls the driving of the lamp based on the second logic signal. It is characterized by including.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 구동 방법은 램프를 구동하기 위한 전력을 발생 및 저장하는 단계; 상기 램프의 구동시 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하여 검출신호를 생성하고, 상기 검출신호를 논리조합하여 논리신호를 생성하며, 상기 이상 여부를 알기 위한 상기 논리신호의 요청시 상기 논리신호를 제공하는 단계; 상기 이상 여부를 검출하기 위하여 초기화를 명령하고, 상기 초기화의 수행 후 상기 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하기 위한 입력신호를 상기 논리조합시 제공하는 단계; 및 상기 명령에 따라 초기화를 수행하고, 상기 요청을 하여 상기 논리신호를 수신하며, 상기 논리신호에 근거해 상기 전력의 발생 및 저장을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a method of driving smart LED lighting and a renewable energy fusion power distribution device includes generating and storing power for driving a lamp; When the lamp is driven, a detection signal is generated by detecting abnormalities of different characteristics, a logic signal is generated by logical combination of the detection signals, and the logic signal is provided when the logic signal is requested to know whether the abnormality is detected. Doing; Instructing initialization to detect whether there is an abnormality, and providing an input signal in the logical combination to detect whether the different characteristics are abnormal after performing the initialization; And performing initialization according to the command, making the request to receive the logic signal, and controlling generation and storage of the power based on the logic signal.
또한 발명의 실시예에 따른 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 구동 방법은 램프의 구동시 발생하는 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하기 위한 초기화 명령에 따라 초기화 과정을 수행하는 단계; 상기 초기화 과정 수행 후, 상기 이상 여부를 검출한 검출신호와 상기 초기화 명령시 제공하는 입력신호를 논리조합하여 생성되는 상기 이상 여부에 대한 논리신호를 제공받는 단계; 상기 논리신호에 근거하여 상기 램프의 구동시 이상이 발생하였는지를 판단하고, 판단 결과 이상이 있다면 어떠한 문제인지를 판단하는 단계; 상기 이상이 프로그램상 문제이면 상기 이상에 대한 검출 값이 허용 오차 범위 내에 있는지 판단하는 단계; 상기 허용 오차 범위 내에 있는지의 판단 결과, 오차 범위 내에 있다면 상기 이상이 수정 가능한지를 판단하는 단계; 및 상기 이상이 수정 가능하다면, 상기 이상을 개선하기 위하여 상기 램프의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the driving method of the smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution apparatus according to an embodiment of the present invention comprises the steps of performing an initialization process according to the initialization command for detecting whether there is an abnormality of different characteristics generated when driving the lamp; Receiving a logic signal for the abnormality generated by performing a logical combination of a detection signal detecting the abnormality and an input signal provided during the initialization command after performing the initialization process; Determining whether an abnormality has occurred when the lamp is driven based on the logic signal, and if there is an abnormality as a result of the determination, determining a problem; Determining whether a detection value for the abnormality is within an allowable error range if the abnormality is a programmatic problem; Determining whether the abnormality is correctable if it is within the error range as a result of the determination as to whether the error is within the tolerance range; And if the abnormality is correctable, controlling driving of the lamp to improve the abnormality.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 보호회로 구동 방법은 램프를 구동하기 위한 전력을 발생 및 저장하는 전력 관리부에 대해 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하여 검출신호를 생성 및 출력하는 단계; 상기 검출신호와 키 입력부의 입력신호를 논리곱하여 제1 논리신호를 생성하고, 상기 제1 논리신호를 부정논리합하여 제2 논리신호를 출력하는 단계; 및 상기 제2 논리신호에 근거해 상기 램프의 구동을 제어하도록 상기 제2 논리신호의 요청시 상기 제2 논리신호를 상기 이상 여부에 대한 신호로서 제어부에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The protection circuit driving method of the smart LED lighting and the renewable energy fusion power distribution apparatus according to an embodiment of the present invention detects and detects an abnormality of different characteristics with respect to a power manager that generates and stores power for driving a lamp. Generating and outputting a signal; Generating a first logic signal by logically multiplying the detection signal by an input signal of a key input unit, and outputting a second logic signal by negating and logically combining the first logic signal; And providing the second logic signal to the controller as a signal for the abnormality upon request of the second logic signal to control the driving of the lamp based on the second logic signal.
본 발명의 실시예에 따르면, 충전과 방전이 가능한 복수의 축전지를 직렬로 연결한 배터리의 보호회로에 있어서, 과전압과 과전류가 가로등을 구동하기 위해 전력을 저장하는 배터리로 인가되는 것을 미연에 방지함으로써 화재와 같은 위험요소를 줄일 수 있을 것이다.According to an embodiment of the present invention, in a protection circuit of a battery in which a plurality of batteries capable of charging and discharging are connected in series, an overvoltage and an overcurrent are prevented from being applied to a battery storing power to drive a street lamp. Risks such as fire can be reduced.
또한 디지털 보호회로를 구비함에 따라 램프를 구동하기 위한 충전부 또는 전력 관리부의 정확한 제어가 가능하게 됨으로써 램프의 전력충전과 방전이 안정되고 효율적으로 이루어지게 된다.In addition, since the digital protection circuit is provided, accurate control of the charging unit or the power management unit for driving the lamp is enabled, thereby ensuring stable and efficient power charging and discharging of the lamp.
더 나아가 전력 변환부와 키 입력부를 통해 오동작이나 조작 실수를 미연에 방지하여 충전기와 배터리로 이루어지는 충전 회로에 적합한 전압을 공급해주어 시스템 전체의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 것이다.Furthermore, the power conversion unit and the key input unit can prevent malfunctions or operation mistakes in advance, thereby supplying a voltage suitable for a charging circuit composed of a charger and a battery, thereby improving the reliability of the entire system.
도 1은 일반적인 가로등을 나타내는 도면,1 is a view showing a typical street lamp,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 블록다이어그램,2 is a block diagram of a smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device according to an embodiment of the present invention,
도 3은 도 2의 램프를 포함하는 하이브리드 가로등의 예시도,3 is an exemplary view of a hybrid street light including the lamp of FIG. 2;
도 4의 (a) 내지 (d)는 도 2에 나타낸 과전류 신호 검출부, 과전압 신호 검출부, 과충전·과방전 신호 검출부 및 배터리온도 신호 검출부의 예시도,4A to 4D are exemplary views of the overcurrent signal detector, the overvoltage signal detector, the overcharge and overdischarge signal detector, and the battery temperature signal detector shown in FIG.
도 5는 도 2의 장치의 구동 과정을 나타내는 도면,5 is a view showing a driving process of the apparatus of FIG.
도 6은 도 2의 보호 회로부의 세부적인 구동 과정을 나타내는 도면,6 is a view illustrating a detailed driving process of the protection circuit of FIG.
도 7은 도 2의 제어부의 세부적인 구동 과정을 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating a detailed driving process of the controller of FIG. 2.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the component of this invention, terms, such as 1st, 2nd, A, B, (a), (b), can be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. If a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected to or connected to that other component, but there may be another configuration between each component. It is to be understood that the elements may be "connected", "coupled" or "connected".
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 블록다이어그램이고, 도 3은 도 2의 램프를 포함하는 하이브리드 가로등의 예시도이다.2 is a block diagram of a smart LED lighting and a renewable energy fusion power distribution apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an exemplary view of a hybrid street light including the lamp of FIG.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치는 전력 관리부(110), 보호 회로부(120), 키 입력부(130) 및 제어부(140)를 포함하며, 램프(100)를 더 포함할 수 있다.As shown in Figure 2 and 3, smart LED lighting and renewable energy convergence power distribution apparatus according to an embodiment of the present invention is a power management unit 110, protection circuit unit 120, key input unit 130 and the control unit 140, and may further include a lamp 100.
먼저, 램프(100)는 가로등, 터널등, 실내 조명등에 사용되는 백열전구, 고압수은등, 형광등(CCFL, EEFL), 나트륨등, LED 등을 모두 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 램프(100)는 태양 광이나 풍력 발전에 의해서도 구동될 수 있는 하이브리드 가로등에 사용되는 것이 바람직하다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 하이브리드 가로등은 지주(301), 가로등 헤드(303), 태양 광 발전부(305), 풍력 발전부(307)를 포함할 수 있다. 여기서, 지주(301)는 거리나 공원 등의 특정 장소에 가로등을 설치하기 위한 기둥 역할을 하며, 가로등 헤드(303)는 지주(301)에서 연장되는 지지암(미표기)에 구비되고 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치로부터 전력을 제공받아 발광하는 램프(100)를 포함한다. 또한 태양 광 발전부(305)는 태양 광을 수광하여 전력을 발생하기 위한 태양광 발전 모듈을 포함하며, 풍력 발전부(307)는 풍력을 이용해 터빈을 움직여 전력을 발생하는 풍력발전 모듈을 포함할 수 있다.First, the lamp 100 may include all of incandescent lamps, high-pressure mercury lamps, fluorescent lamps (CCFL, EEFL), sodium lamps, LEDs, and the like used in a street lamp, a tunnel lamp, an indoor lamp, and a lamp according to an embodiment of the present invention. 100 is preferably used in a hybrid street light that can also be driven by solar or wind power. As shown in FIG. 3, the hybrid street light may include a post 301, a street lamp head 303, a solar power generation unit 305, and a wind power generation unit 307. Here, the pillar 301 serves as a pillar for installing a street lamp in a specific place such as a street or a park, and the street lamp head 303 is provided on a support arm (not shown) extending from the pillar 301 and includes a smart LED light. It includes a lamp 100 that receives power from the renewable energy fusion power distribution device and emits light. In addition, the solar power generation unit 305 includes a photovoltaic module for generating power by receiving sunlight, the wind power generation unit 307 includes a wind power generation module for generating power by moving a turbine using wind power. Can be.
램프(100)와 관련해 도 2에서는 설명의 편의를 위하여 램프 1(101)과 램프 2(103)만을 도시하였지만, 실질적으로 복수의 제1 내지 제N 개의 램프로 이루어질 수 있으며, 이때 홀수 번째의 램프 1(101)과 짝수 번째의 램프 2(103)는 전력 관리부(110)의 연동 하에 동시에 점등하거나 교대로 점등할 수 있다. 예를 들어, 홀수 번째의 램프 1(101) 또는 짝수 번째의 램프 2(103)는 가령 야간 시간 동안 지속적으로 구동하기 위하여 전력 관리부(110) 내의 충전기 1(111a) 및 배터리 1(113a)로 이루어지는 제1 경로를 통해 전력을 제공받거나 충전기 2(111b) 및 배터리 2(113b)로 이루어지는 제2 경로를 통해 전력을 제공받는 식으로 경로를 번갈아 가며 전력을 제공받을 수 있게 된다.2, only the lamp 1 101 and the lamp 2 103 are illustrated for convenience of description, but the lamp 100 may include a plurality of first to N-th lamps. 1 (101) and the even-numbered lamp 2 (103) may be simultaneously lit or alternately lit under the linkage of the power manager 110. For example, the odd-numbered lamp 1 101 or the even-numbered lamp 2 103 consists of a charger 1 111a and a battery 1 113a in the power management unit 110, for example, to continuously drive during night time. The power is alternately provided in the manner of receiving power through the first path or receiving power through the second path including the charger 2 (111b) and the battery 2 (113b).
전력 관리부(110)는 BMS(110_1, 110_2) 및 전력 변환부(115)를 포함하며, BMS(110_1, 110_2)는 태양 광 또는 풍력 발전을 이용해 전력을 얻기 위한 충전기(111)와, 충전기(111)에서 제공하는 전력을 저장하는 배터리(113)를 포함할 수 있다. 이때, 충전기(111)와 전력 변환부(115)는 충전 제어부로 지칭될 수 있고, BMS(110_1, 110_2)는 충전 회로부로 지칭될 수도 있다.The power manager 110 includes the BMSs 110_1 and 110_2 and the power converter 115, and the BMSs 110_1 and 110_2 may include a charger 111 and a charger 111 for obtaining power using solar or wind power generation. It may include a battery 113 for storing the power provided by the). In this case, the charger 111 and the power converter 115 may be referred to as a charging controller, and the BMSs 110_1 and 110_2 may be referred to as a charging circuit unit.
BMS(110_1, 110_2)를 구성하는 충전기(111)는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하기 위하여 정류 회로, 평활 회로 및 브리지 회로 등의 일부 또는 전부를 포함할 수 있으며, 배터리(113)는 충전기(111)에서 제공되는 DC 전압을 저장하였다가 램프(100)로 제공하게 된다. 여기서, 정류 회로는 AC 전압에 대한 반파 또는 전파 정류된 전압을 생성하고, 이때 정류된 전압은 완전 직류가 아니므로 평활 회로는 정류된 전압을 완전한 직류로 변환하며, 브리지 회로는 하프(half) 또는 풀(full) 브리지 등의 회로로서 평활 회로의 출력전압을 온/오프 스위칭 구동시켜 출력한다.The charger 111 constituting the BMSs 110_1 and 110_2 may include some or all of a rectifier circuit, a smoothing circuit, a bridge circuit, and the like to convert an AC voltage into a DC voltage, and the battery 113 may include a charger 111. The DC voltage provided from) is stored and provided to the lamp 100. Here, the rectifier circuit generates a half-wave or full-wave rectified voltage with respect to an AC voltage, where the rectified voltage is not a full direct current, so the smoothing circuit converts the rectified voltage to a full direct current, and the bridge circuit is a half or As a circuit such as a full bridge, the output voltage of the smoothing circuit is driven by switching on / off.
또한 전력 변환부(115)는 도면에 자세히 도시하지는 않았지만 PWM(Pulse Width Modulation) 제어부 및 스위칭부를 포함할 수 있다. 여기서, PWM 제어부는 증폭기를 포함함으로써 제어부(140)(혹은 주제어부)의 제어에 따라 제공되는 신호와 기준값(Vref)을 비교하는 방식으로 PWM 제어신호를 생성하고, PWM 제어신호를 이용해 충전기(111), 가령 충전기(111) 내의 브리지 회로를 구성하는 스위칭소자의 듀티비(duty rate)를 조절할 수 있다. 스위칭부는 가령 제어부(140)의 제어에 따라 BMS 1(110_1)과 BMS 2(110_2)의 경로를 제어하거나 BMS 1(110_1) 또는 BMS 2(110_2) 내부의 제1 및 제2 경로를 제어할 수 있다. 예를 들어, 스위칭부는 제어부(140)의 제어에 따라 BMS 1(110_1)과 BMS 2(110_2)의 경로를 번갈아 선택함으로써 램프 1(101)과 램프 2(103)를 교대로 점등시킬 수 있고, BMS 1(110_1) 또는 BMS 2(110_2) 내의 제1 경로 및 제2 경로를 번갈아 선택함으로써 배터리 1(113a)과 배터리 2(113b)를 충·방전시킬 수 있다.In addition, the power converter 115 may include a pulse width modulation (PWM) controller and a switch, although not shown in detail in the drawing. Here, the PWM controller includes an amplifier to generate a PWM control signal by comparing the signal provided under the control of the controller 140 (or the main controller) with the reference value Vref, and the charger 111 using the PWM control signal. For example, the duty ratio of the switching element constituting the bridge circuit in the charger 111 can be adjusted. For example, the switching unit may control the paths of the BMS 1 110_1 and the BMS 2 110_2 or the first and second paths inside the BMS 1 110_1 or the BMS 2 110_2 under the control of the controller 140. have. For example, the switching unit may alternately turn on the lamp 1 101 and the lamp 2 103 by alternately selecting the paths of the BMS 1 110_1 and the BMS 2 110_2 under the control of the controller 140. The battery 1 113a and the battery 2 113b may be charged and discharged by alternately selecting the first path and the second path in the BMS 1 110_1 or the BMS 2 110_2.
보호 회로부(120)는 신호 검출부(121), 논리 조합부(123) 및 이상신호 검출부(125)를 포함할 수 있는데, 이때 논리 조합부(123) 및 이상 신호 검출부(125)는 가령 SN7425와 MC7425 시리즈의 IC 칩으로 이루어질 수 있다. 여기서, 신호 검출부(121)는 예를 들어 과전류 신호 검출부(121a), 과전압 신호 검출부(121b), 과충전·과방전 신호 검출부(121c), 배터리온도 신호 검출부(121d) 등을 포함할 수 있다. 과전류 신호 검출부(121a)는 배터리(113)의 충전시 과전류 상태를 검출하고, 과전압 신호 검출부(121b)는 배터리(113)의 단자전압이나 부하에 과전압이 걸리지 않을 때 규정치 이상의 전압이 출력되는지를 검출하며, 과충전·과방전 신호 검출부(121c)는 배터리(113)의 과충전 또는 과방전 상태를 검출한다. 이와 같은 검출을 위하여 과전류 신호 검출부(121a), 과전압 신호 검출부(121b), 과충전·과방전 신호 검출부(121c)는 각각 기준 전류 또는 기준 전압을 설정하고, 설정한 기준값과 검출한 신호를 서로 비교하는 방식으로 이상 신호를 검출할 수도 있다. 배터리온도 신호 검출부(121d)는 온도 센서 등을 사용함으로써 전력 관리부(110) 내 배터리 패키지(battery package)의 온도를 검출할 수 있다. 기타 자세한 내용은 이후에 좀더 다루기로 한다.The protection circuit unit 120 may include a signal detector 121, a logic combiner 123, and an abnormal signal detector 125. In this case, the logic combiner 123 and the abnormal signal detector 125 may be, for example, SN7425 and MC7425. It can consist of a series of IC chips. The signal detector 121 may include, for example, an overcurrent signal detector 121a, an overvoltage signal detector 121b, an overcharge and overdischarge signal detector 121c, a battery temperature signal detector 121d, and the like. The overcurrent signal detection unit 121a detects an overcurrent state when the battery 113 is charged, and the overvoltage signal detection unit 121b detects whether a voltage higher than a prescribed value is output when an overvoltage is not applied to the terminal voltage or the load of the battery 113. The overcharge and overdischarge signal detector 121c detects an overcharge or overdischarge state of the battery 113. For such detection, the overcurrent signal detection unit 121a, the overvoltage signal detection unit 121b, and the overcharge and overdischarge signal detection unit 121c respectively set reference currents or reference voltages, and compare the set reference values with the detected signals. The abnormal signal can also be detected in a manner. The battery temperature signal detector 121d may detect a temperature of a battery package in the power manager 110 by using a temperature sensor or the like. Other details will be discussed later.
논리 조합부(123)는 신호 검출부(121)에서 검출한 과전류, 과전압, 과충전 및 과방전, 배터리 온도와 같은 특성을 나타내는 각각의 검출신호를 제공받아 논리 조합하여 출력한다. 그 하나의 예로서 본 발명의 실시예에 따른 논리 조합부(123)는 예를 들어 논리곱(AND) 회로와 부정논리합(NOR) 회로를 포함할 수 있다. 여기서, AND 회로는 두 개의 입력이 모두 하이 액티브(High Active) 즉 '1'일 때 출력신호를 발생하는 것이므로 논리 조합부(123)는 AND 회로를 통해 과전류, 과전압, 과충전, 과방전, 배터리 온도 등에 관계되는 각각의 이상 징후를 구분하여 검출할 수 있게 되고, NOR 회로는 4개의 입력 중 어느 하나의 입력이 있더라도 신호를 로우 액티브(low Active) 즉 '0'의 형태로 출력하는 것이므로 논리 조합부(123)는 NOR 회로를 통해 적어도 하나의 이상 징후가 검출되었음을 이상신호 검출부(125)에 알릴 수 있다. 이의 기능을 수행하기 위하여 논리 조합부(123), 더 정확하게는 AND 회로는 키 입력부(130)와의 연계 하에 동작할 수 있다.The logic combiner 123 receives and detects and outputs a logic combination of each detection signal having characteristics such as overcurrent, overvoltage, overcharge and overdischarge, and battery temperature detected by the signal detector 121. As one example, the logic combining unit 123 according to the embodiment of the present invention may include, for example, an AND circuit and an NOR circuit. Here, the AND circuit generates an output signal when both inputs are high active, that is, '1', so that the logic combination unit 123 performs overcurrent, overvoltage, overcharge, overdischarge, and battery temperature through the AND circuit. It is possible to distinguish and detect each abnormality sign related to the etc., and since the NOR circuit outputs a signal in the form of low active, that is, '0' even if any one of the four inputs is present, a logic combination unit is provided. 123 may notify the abnormal signal detector 125 that at least one abnormality indication has been detected through the NOR circuit. In order to perform its function, the logic combination unit 123, more precisely, the AND circuit, may operate in conjunction with the key input unit 130.
이상신호 검출부(125)는 제어부(140)로부터의 수행 명령에 따라 논리 조합부(123)에서 제공받은 논리신호 즉 이상 징후 신호를 제어부(140)로 제공한다. 이때 이상신호 검출부(125)는 키 입력부(130)의 작동 방식에 따라 서로 다른 특성의 이상 징후 신호를 제어부(140)에 순차적으로 혹은 동시에 제공해 줄 수 있다. 예를 들어, 임의의 시간(T)에 과전류 검출에 대한 결과, 즉 이상 징후 신호를 제공하였다면 T에 대하여 일정시간(α)이 경과된 T + α의 시간에서는 배터리 온도 검출에 대한 결과를 제공할 수 있다. 이와 같은 방식으로 이상신호 검출부(125)는 제어부(140)의 요청시 과전류, 과전압, 과충전 및 과방전, 배터리 온도에 대한 검출 결과를 순차적으로 제공할 수 있게 되는 것이다. 물론 복수의 논리 조합부(123)를 병렬로 구성하는 경우에는 이상신호 검출부(125)에서 순차적으로 입력되는 신호에 대한 시간 지연없이 동시에 신호를 처리하는 것도 얼마든지 가능할 수 있으므로 본 발명의 실시예에서는 그것에 특별히 한정하지는 않을 것이다.The abnormal signal detector 125 provides the controller 140 with a logic signal, that is, an abnormal symptom signal, provided from the logic combination unit 123 according to an execution command from the controller 140. In this case, the abnormal signal detector 125 may sequentially or simultaneously provide the controller 140 with an abnormal indication signal having different characteristics according to the operation method of the key input unit 130. For example, if a result of overcurrent detection is provided at any time T, i.e. if an abnormality indication signal is provided, the result of battery temperature detection may be provided at a time T + α over which T has elapsed. Can be. In this manner, the abnormal signal detector 125 may sequentially provide detection results for overcurrent, overvoltage, overcharge and overdischarge, and battery temperature at the request of the controller 140. Of course, when the plurality of logical combination units 123 are configured in parallel, it may be possible to simultaneously process the signals without time delay for the signals sequentially input from the abnormal signal detection unit 125. It will not be limited to that.
키 입력부(130)는 사용자가 자동 모드 또는 수동 모드를 선택할 수 있도록 하며, 시스템의 메인 전원을 입력하거나 비상시에 시스템을 정지시킬 수 있는 기능, 그리고 리셋(reset) 기능을 수행하기 위한 입력신호를 제공할 수 있는 곳으로서, 가령 충전 시작을 위한 리셋 기능의 수행시 키 입력부(130)로부터 제어부(140)로 입력신호가 제공되면, 제어부(140)는 내부의 프로그램과 하드웨어를 초기화할 수 있게 된다. 또한 키 입력부(130)는 가령 논리 조합부(123)와의 연계 하에 신호 검출부(121)에서 검출되는 서로 다른 이상 여부를 정밀하게 검출할 수 있도록 한다. 예컨대 키 입력부(130)는 메인 전원 인가시 혹은 리셋 기능의 수행 후, 자동 모드의 선택에 따라 입력 신호를 순차적으로 혹은 동시에 논리 조합부(123)로 제공하고 입력신호 관련 정보를 제어부(140)에 제공할 수 있다. 여기서 입력신호 관련 정보란 특정 시간대에 제공한 입력신호에 의해 출력되는 이상 징후가 어느 검출부에 관련되는 결과인지를 알 수 있도록 하는 데 이용될 수 있다.The key input unit 130 allows a user to select an automatic mode or a manual mode, and provides an input signal for inputting a main power of the system or stopping the system in an emergency, and performing a reset function. As a possible place, for example, when an input signal is provided from the key input unit 130 to the control unit 140 when performing a reset function to start charging, the control unit 140 may initialize internal programs and hardware. In addition, the key input unit 130 may accurately detect different abnormalities detected by the signal detection unit 121, for example, in association with the logic combination unit 123. For example, when the main power is applied or after the reset function is performed, the key input unit 130 provides the input signal to the logical combination unit 123 sequentially or simultaneously according to the selection of the automatic mode, and provides the input signal related information to the controller 140. Can provide. The information related to the input signal may be used to determine which detection unit is a result of an abnormality output by the input signal provided at a specific time period.
제어부(140)는 키 입력부(130)에서 예를 들어 충전 시작에 관련되는 입력신호를 제공하면 그에 따라 내부 프로그램과 하드웨어에 대한 초기화 과정을 수행하고, 초기화 과정이 완료되면 전력 관리부(110)의 동작 과정에서 이상 징후가 검출되는지, 더 나아가 이상 징후가 검출된다면 어떤 검출부에서의 이상 징후에 해당되는지를 판단한다. 이러한 이상 징후를 판단하기 위하여 제어부(140)는 이상신호 검출부(125)로 이상 징후의 발생 여부를 물어, 요청 결과 만약 이상신호 검출부(125)로부터 제공되는 이상 신호가 있다면 제어부(140)는 전력 관리부(110)에 문제가 발생한 것으로 판단하여 어떤 징후에 해당되는지를 분석할 수 있고, 분석 결과에 따라 문제 해결을 위한 제어신호를 생성해 전력 변환부(115)로 제공한다. 그 결과 전력 변환부(115)로 하여금 BMS(110_1, 110_2)를 관리하도록 한다. 예를 들어, 전력 변환부(115)는 제어부(140)의 제어에 따라 BMS(110_1, 110_2) 내 배터리(113)의 충·방전을 결정하거나, 나아가 점등되는 램프(100)를 선택할 수 있도록 한다. 또한 이의 과정에서 만약 별도의 프로그램을 이용하여 이상 현상에 대한 결과, 즉 신호 검출부(121)에서 수신한 측정값을 이용하여 예를 들어 룩업 테이블(lookup table) 형태로 저장해둔 정보와 비교하는 방식으로 오차 범위를 확인해 본 결과 오차 범위를 벗어나 문제해결이 불가능하다고 판단되는 경우 제어부(140)는 시스템을 중지시킬 수 있을 것이다. 또는 시스템 운영자가 시스템에 이상이 있음을 판단하고 키 입력부(130)의 비상 정지 키를 눌러 시스템의 동작을 중지시킬 수 있을 것이다.When the controller 140 provides an input signal related to the start of charging, the controller 140 performs an initialization process for the internal program and the hardware accordingly, and when the initialization process is completed, the operation of the power manager 110. In the process, it is determined whether an abnormal symptom is detected, and further, if an abnormal symptom is detected, which detection part corresponds to an abnormal symptom. In order to determine such an abnormal indication, the controller 140 asks the abnormal signal detection unit 125 whether or not an abnormal symptom occurs, and if there is an abnormal signal provided from the abnormal signal detection unit 125, the controller 140 controls the power management unit. It may be determined that the problem has occurred in the 110, and it may be analyzed what kind of symptom it corresponds to, and a control signal for solving the problem is generated and provided to the power converter 115 according to the analysis result. As a result, the power converter 115 to manage the BMS (110_1, 110_2). For example, the power converter 115 may determine the charge / discharge of the battery 113 in the BMSs 110_1 and 110_2 or select the lamp 100 that is turned on under the control of the controller 140. . In this process, if a separate program is used, the result of the abnormal phenomenon, that is, the measured value received by the signal detector 121 is compared with the information stored in the form of, for example, a lookup table. As a result of checking the error range, if it is determined that the problem cannot be solved outside the error range, the controller 140 may stop the system. Alternatively, the system operator may determine that there is an error in the system and press the emergency stop key of the key input unit 130 to stop the operation of the system.
도 4의 (a) 내지 (d)는 도 2에 나타낸 과전류 신호 검출부, 과전압 신호 검출부, 과충전·과방전 신호 검출부 및 배터리온도 신호 검출부의 예시도이다.4A to 4D are exemplary views of the overcurrent signal detector, the overvoltage signal detector, the overcharge and overdischarge signal detector, and the battery temperature signal detector shown in FIG.
도 4의 (a) 내지 (d)를 도 2와 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 과전류 신호 검출부(121a)는 배터리(113)의 충전시 과전류 상태를 검출하기 위해 예컨대 도 4의 (a)에서와 같이 Hall-CT(401), 저항(R1), 2차 저역통과필터(403), 가산부(summing part)(405) 및 다이오드(407)를 포함할 수 있다. 배터리(113)의 양단 입력 전류는 Hall-CT(401)를 거치면서 가령 입력 최대전류 50 A에서 50 mA로 변환되어 출력될 수 있고, 출력단의 변화된 50 mA의 전류는 33 Ω의 저항(R1)에 의해 1. 65 V의 전압 레벨로 변환되어 A/D 컨버터 또는 제어부(140)로 입력될 수 있다.Referring to FIGS. 4A to 4D together with FIG. 2, the overcurrent signal detector 121a according to an exemplary embodiment of the present invention may detect an overcurrent state when the battery 113 is charged. As in a), it may include a Hall-CT 401, a resistor R 1 , a second order low pass filter 403, a summing part 405 and a diode 407. The input current at both ends of the battery 113 may be outputted through the Hall-CT 401, for example, converted to 50 mA at an input maximum current of 50 A, and the changed 50 mA of current at the output terminal may have a resistance of 33 mA (R 1). ) Is converted into a voltage level of 1.65 V and input to the A / D converter or the controller 140.
또한 과전압 신호 검출부(121b)는 배터리(113)의 단자전압이나 부하에 과전압이 걸리지 않을 때 규정치 이상의 전압이 출력되는지를 검출하기 위해 예컨대 도 4의 (b)에서와 같이 전압센서 모듈(411), 버퍼(413), 2차 저역통과필터(415), 차동증폭기(417) 및 다이오드(419)를 포함할 수 있다. 전압센서 모듈(411)은 전압 분배기와 전압 트랜듀서를 이용하여 입력 전압과 배터리(113)의 DC 전압을 측정해 측정한 DC 전압이 가령 2차 저역통과필터(415)와 차동증폭기(417)를 거쳐 출력될 수 있도록 한다. 해당 출력신호 혹은 측정값은 제어부(140)로 제공될 수 있을 것이다.In addition, the overvoltage signal detector 121b may detect the voltage of the voltage sensor module 411 as shown in (b) of FIG. 4 to detect whether a voltage higher than a predetermined value is output when an overvoltage is not applied to the terminal voltage or the load of the battery 113. A buffer 413, a secondary low pass filter 415, a differential amplifier 417, and a diode 419 may be included. The voltage sensor module 411 measures the DC voltage of the input voltage and the battery 113 by using a voltage divider and a voltage transducer, and the measured DC voltage is, for example, the secondary low pass filter 415 and the differential amplifier 417. To be printed out. The output signal or the measured value may be provided to the controller 140.
과충전·과방전 신호 검출부(121c)는 배터리(113)의 과충전 또는 과방전 상태를 검출할 수 있다. 이를 위해 예컨대 도 4의 (c)에서와 같이, 정전압 회로부(421) 및 전압 비교부(423)를 포함할 수 있다. 정전압 회로부(421) 및 전압 비교부(423)는 측정된 전압과 전류를 검출하여 제어부(140)에 제공하고, 제어부(140)에서는 프로그램을 실시간으로 실행시켜 잔류 용량과 충전량을 계산하여 가령 비교값과 비교 판단한 결과에 따라 충전기(111)를 제어할 수 있도록 한다.The overcharge and overdischarge signal detector 121c may detect an overcharge or overdischarge state of the battery 113. For this purpose, for example, as shown in FIG. 4C, the constant voltage circuit unit 421 and the voltage comparator 423 may be included. The constant voltage circuit unit 421 and the voltage comparator 423 detect the measured voltage and current and provide the measured voltage and current to the controller 140, and the controller 140 executes a program in real time to calculate the residual capacity and the charge amount, for example, a comparison value. In order to control the charger 111 according to the comparison result.
배터리온도 신호 검출부(121d)는 온도 센서 등을 사용하여 전력 관리부(110) 내 배터리(113)의 온도를 검출한다. 이를 위하여 예컨대 도 4의 (d)에서와 같이 서미스터 회로부(431) 및 온도신호 증폭부(433)를 포함할 수 있다. 서미스터 회로부(431) 및 온도신호 증폭부(433)는 가령 충전이 끝나 온도가 상승하면 그것에 해당하는 온도를 검출해내는 것이다. 이와 같은 방식이라면 어떠한 배터리(113)도 충전종료 타이밍을 가장 이상적으로 포착하는 것이 가능하게 된다. 하지만 온도감지용 센서 혹은 소자가 배터리(113)에 항상 밀착되어야 한다는 것은 매우 불편한 사항이 되기는 하다. 여하한, 배터리온도 신호 검출부(121d)는 서미스터(thermistor) 를 이용해 내부 케이스 배터리의 온도를 측정하여 온도신호 증폭부(433)를 거쳐 제어부(140)에서 보정하는 과정을 거친 뒤 제어부(140)의 판단 결과에 따라 충전기(111)를 제어할 수 있도록 한다.The battery temperature signal detector 121d detects the temperature of the battery 113 in the power manager 110 using a temperature sensor or the like. For this purpose, for example, the thermistor circuit 431 and the temperature signal amplifier 433 may be included as shown in FIG. The thermistor circuit section 431 and the temperature signal amplifying section 433 detect the temperature corresponding to the temperature when the temperature rises, for example. In this manner, any battery 113 can ideally capture the charge end timing. However, it is very inconvenient that the temperature sensing sensor or element should always be in close contact with the battery 113. In addition, the battery temperature signal detection unit 121d measures the temperature of the internal case battery using a thermistor, undergoes a process of correcting in the control unit 140 via the temperature signal amplifying unit 433, and then, The charger 111 may be controlled according to the determination result.
도 5는 도 2의 장치의 구동 과정을 나타내는 도면이다.5 is a view illustrating a driving process of the apparatus of FIG. 2.
도 5를 도 2와 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치는 전력 관리부(110)를 통해 램프(100)를 구동하기 위한 전력을 발생하고, 발생 전력은 배터리(113)에 저장하게 된다(S501). 여기서, 전력 발생은 실질적으로 충전기(111)에서 이루어지지만, 본 발명의 실시예에 따른 충전기(111)는 태양 광이나 풍력 발전을 이용하여 발생된 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 과정 등을 수행할 수 있다. 그리고, 배터리(113)는 충전기(111)에서 제공하는 전압을 충전하고, 충전된 전압을 램프(100)로 방전시킨다.Referring to FIG. 5 together with FIG. 2, the smart LED lighting and the renewable energy fusion power distribution device according to the embodiment of the present invention generates power for driving the lamp 100 through the power manager 110. The generated power is stored in the battery 113 (S501). Here, the power generation is substantially made in the charger 111, the charger 111 according to an embodiment of the present invention to perform the process of converting the AC voltage generated by solar or wind power generation to DC voltage, etc. Can be. The battery 113 charges the voltage provided by the charger 111 and discharges the charged voltage to the lamp 100.
보호 회로부(120)는 전력 관리부(110)를 통해 램프(100)가 구동 중일 때, 전력 관리부(110)에 이상이 발생하는지를 판단하기 위하여 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하게 되고, 서로 다른 특성의 이상 여부를 정밀하게 판단하기 위하여 논리조합에 의한 논리신호를 생성하며, 생성한 논리신호는 가령 제어부(140)의 요청시 제공하게 된다(S503). 이와 같이 다양한 이상 요인에 대하여 논리조합을 하는 경우, 어느 부위에 이상이 있는지를 정밀하게 판단할 수 있으므로, 판단 결과에 따라 제어부(140)는 이상 현상을 개선하기 위한 조치를 취할 수 있게 된다.When the lamp 100 is being driven through the power manager 110, the protection circuit 120 detects an abnormality of different characteristics in order to determine whether an abnormality occurs in the power manager 110. In order to precisely determine whether there is an abnormality, a logic signal is generated by a logical combination, and the generated logic signal is provided at the request of the controller 140, for example (S503). When logical combinations are performed on various abnormal factors as described above, it is possible to precisely determine which part is abnormal, and according to the determination result, the controller 140 may take measures to improve the abnormal phenomenon.
키 입력부(130)는 보호 회로부(120)에서 이상 여부를 보다 정밀하게 측정할 수 있도록 제어부(140)로 먼저 초기화의 진행을 명령하고, 이후 보호 회로부(120), 더 정확하게는 논리 조합부(123)로 입력신호를 제공하여 어느 부위에 이상이 있는지를 정확하게 판단하기 위한 논리조합 과정을 수행하도록 한다(S505). 가령, 키 입력부(130)는 과전류 신호 검출부(121a), 과전압 신호 검출부(121b), 과충전·과방전 신호 검출부(121c), 배터리온도 신호 검출부(121d)의 이상 여부를 정밀하게 검출할 수 있도록 논리 조합부(123)의 논리곱(AND) 회로에 입력신호를 동시에 제공하거나 시간 간격을 두고 순차적으로 제공함으로써 이상이 있는 특정 부위에 대한 정보를 보호 회로부(120)에서 제어부(140)로 제공할 수 있도록 한다.The key input unit 130 first instructs the control unit 140 to proceed with the initialization so that the protection circuit unit 120 can more accurately measure the abnormality, and then the protection circuit unit 120, more specifically, the logic combination unit 123. In step S505, an input signal is provided to perform a logical combination process to accurately determine which part is abnormal. For example, the key input unit 130 may be configured to accurately detect an abnormality of the overcurrent signal detector 121a, the overvoltage signal detector 121b, the overcharge / overdischarge signal detector 121c, and the battery temperature signal detector 121d. By providing the input signal to the AND circuit of the combination unit 123 simultaneously or sequentially at intervals of time, the protection circuit unit 120 may provide information about a specific part having an abnormality from the protection circuit unit 120 to the controller 140. Make sure
도 2에서 볼 때 과전류 신호가 검출되는 경우를 예로 들어 보자. 이의 경우 키 입력부(130)는 과전류 신호 검출부(121a)가 연결되는 AND 회로의 입력으로 '1'에 해당하는 5 V 신호를 제공하고, 나머지 AND 회로의 입력으로 'O' 즉 0 V에 해당하는 신호를 입력하게 된다. 이에 따라 보호 회로부(120)의 논리 조합부(123)는 과전류 신호 검출부(121a)로부터 검출된 검출신호가 있다면 과전류 신호 검출부(121a)에 연결되는 AND 회로는 제1 논리신호로서 '1'의 신호를 출력할 것이고, 나머지 AND 회로는 '0'의 신호를 출력할 것이므로, 부정논리합(NOR) 회로는 최종적으로 제2 논리신호로서 '0'의 신호를 출력함으로써 과전류와 관련해 이상이 발생하였음을 제어부(140)가 판단할 수 있게 된다. 만약 NOR 회로를 OR 회로로 구성하였다면 논리 조합부(123)는 '1'의 신호를 제2 논리신호로서 출력하게 될 것이다.As an example, an overcurrent signal is detected in FIG. 2. In this case, the key input unit 130 provides a 5 V signal corresponding to '1' as an input of the AND circuit to which the overcurrent signal detection unit 121a is connected, and corresponds to 'O' or 0 V as an input of the remaining AND circuits. Input the signal. Accordingly, if there is a detection signal detected from the overcurrent signal detection unit 121a, the logic combination unit 123 of the protection circuit unit 120 connects the AND circuit connected to the overcurrent signal detection unit 121a to a signal of '1' as the first logic signal. Since the rest of the AND circuit will output a signal of '0', the NOR circuit finally outputs a signal of '0' as the second logic signal so that an abnormality has occurred in relation to the overcurrent. 140 can determine. If the NOR circuit is configured as an OR circuit, the logic combination unit 123 will output a signal of '1' as the second logic signal.
또한 제어부(140)는 키 입력부(130)의 초기화 명령에 따라 내부의 하드웨어와 프로그램 등을 초기화하고, 이후 보호 회로부(120)로 이상 신호 즉 제2 논리신호를 요청하여 수신하게 되며, 수신한 제2 논리신호를 이용하여 램프(100)의 전력 발생 또는 저장을 제어할 수 있다(S507). 예를 들어, 보호 회로부(120)에서 "0001"의 4비트 신호를 제어부(140)에 제공하였다면 제어부(140)는 과전류에 관련되는 문제로 판단하고, "1000"의 신호를 제어부(140)에 제공하였다면 제어부(140)는 배터리온도에 관련되는 문제로 판단함으로써 램프(100)의 전력 발생 또는 저장을 제어할 수 있다. 만약, 제어부(140)가 신호 검출부(121)에서 제공되는 측정값 또는 정보를 이용할 수 있는 경우라면 그 이상 현상이 허용 오차 범위를 벗어나는지 추가적으로 판단함으로써 램프(100)를 구동시키는 전력 관리부(110)의 이상 현상을 개선할 수 있다. 이의 과정에서 해당 문제의 해결이 불가능하다고 판단되는 경우 제어부(140)는 전체 시스템을 중지시킬 수도 있을 것이다.In addition, the controller 140 initializes internal hardware and programs according to an initialization command of the key input unit 130, and then requests and receives an abnormal signal, that is, a second logic signal, from the protection circuit unit 120. Power generation or storage of the lamp 100 may be controlled using two logic signals (S507). For example, if the protection circuit unit 120 provides a four-bit signal of "0001" to the control unit 140, the control unit 140 determines that the problem is related to overcurrent, and the signal of "1000" to the control unit 140. If so, the controller 140 may determine that the battery temperature is a problem and control the generation or storage of the lamp 100. If the controller 140 can use the measured value or information provided from the signal detector 121, the power manager 110 for driving the lamp 100 by additionally determining whether the abnormality is outside the tolerance range. The abnormal phenomenon of can be improved. If it is determined that the problem cannot be solved in this process, the controller 140 may stop the entire system.
도 6은 도 2의 보호 회로부의 세부적인 구동 과정을 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a detailed driving process of the protection circuit of FIG. 2.
도 6을 도 2와 함께 참조하면, 신호 검출부(121)는 램프(100)를 구동하기 위한 전력을 발생 및 저장하는 전력 관리부(110)에 대해 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하여 검출에 따른 복수의 검출신호를 생성 및 출력하게 된다(S601). 여기서, 서로 다른 특성이란 배터리(113)로 제공되는 과전류, 과전압, 배터리(113)의 과충전, 과방전 및 패키지 온도 등에 관계되는 특성을 나타낸다.Referring to FIG. 6 together with FIG. 2, the signal detector 121 detects an abnormality of different characteristics with respect to the power manager 110 generating and storing power for driving the lamp 100, and accordingly detects a plurality of signals. A detection signal is generated and output (S601). Here, different characteristics indicate characteristics related to overcurrent, overvoltage, overcharge, overdischarge, package temperature, and the like provided to the battery 113.
논리 조합부(123)는 신호 검출부(121)에서 제공하는 검출신호와 키 입력부(130)에서 제공하는 입력신호를 논리곱(AND)하여 제1 논리신호를 생성하고, 제1논리신호들을 부정논리합(NOR)하여 제2 논리신호를 출력한다(S603). 가령, 신호 검출부(121)의 과전류 신호 검출부(121a) 및 과전압 신호 검출부(121b)에서 이상 여부가 검출되었다고 하면, 키 입력부(130)에서 과전류 신호 검출부(121a)에 연결되어 있는 AND 회로의 입력으로 '1'의 신호를 제공하게 될 때, 과전류 신호 검출부(121a)에 연결되어 있는 AND 회로에서만 '1'의 제1 논리신호가 출력되고, 나머지 AND 회로는 '0'의 제1 논리신호를 출력하게 된다. 이에 따라 제1 논리신호들을 부정논리합하여 생성되는 제2 논리신호는 '0'의 신호를 출력하게 된다. 이어, 키 입력부(130)는 과전압 신호 검출부(121b)에 연결되어 있는 AND 회로의 입력으로 '1'의 신호를 제공할 때, 과전압 신호 검출부(121b)에 연결되어 있는 AND 회로에서만 '1'의 제1 논리신호가 출력되고, 나머지 AND 회로는 '0'의 제1 논리신호를 출력하게 된다. 그 결과 제1 논리신호들을 부정논리합하여 생성되는 '0'의 제2 논리신호를 출력하게 된다. 이와 같이 키 입력부(130)를 통해 입력신호를 제공함에 따라 전력 관리부(110)의 어느 부위에 이상이 발생하였는지를 제어부(140)가 알 수 있게 되는 것이다. 물론 이는 논리 조합부(123)를 통해 전력 관리부(110)의 이상 여부를 검출하기 위한 하나의 예에 불과한 것이므로, 다양한 방식으로 변경 가능할 수 있고 따라서 본 발명의 실시예에서는 그것에 특별히 한정하지는 않을 것이다.The logic combiner 123 logically ANDs the detection signal provided by the signal detector 121 and the input signal provided by the key input unit 130 to generate a first logic signal, and negatively sums the first logic signals. (NOR) to output a second logic signal (S603). For example, if an abnormality is detected by the overcurrent signal detector 121a and the overvoltage signal detector 121b of the signal detector 121, the key input unit 130 is used as an input of an AND circuit connected to the overcurrent signal detector 121a. When providing the signal of '1', the first logic signal of '1' is output only from the AND circuit connected to the overcurrent signal detector 121a, and the remaining AND circuits output the first logic signal of '0'. Done. Accordingly, the second logic signal generated by the negative logic of the first logic signals outputs a signal of '0'. Subsequently, when the key input unit 130 provides a signal of '1' to the input of the AND circuit connected to the overvoltage signal detector 121b, only the AND circuit connected to the overvoltage signal detector 121b may have a value of '1'. The first logic signal is output, and the rest of the AND circuit outputs the first logic signal of '0'. As a result, the second logic signal of '0', which is generated by negating the first logic signals, is output. As such, as the input signal is provided through the key input unit 130, the control unit 140 may determine which part of the power management unit 110 has an error. Of course, since this is only one example for detecting the abnormality of the power management unit 110 through the logic combination unit 123, it may be changed in various ways, and therefore, the embodiment of the present invention will not be limited thereto.
이상신호 검출부(125)는 제어부(140)의 요청에 따라 이상신호 즉 제2 논리신호를 제공하게 된다(S605). 이의 기능을 수행하기 위하여 이상신호 검출부(125)는 제어부(140)의 요청에 따라 내부의 스위칭소자를 온/오프 구동시켜 NOR 회로에서 제공하는 제2 논리신호를 제공할 수도 있을 것이다. 이상 징후를 알리기 위하여 이상신호 검출부(125)는 제2 논리신호로서 4비트, 8비트, 16비트, 32비트 등 다양한 형태의 신호를 출력할 수 있는데, 어디까지나 이는 시스템 설계에 따라 관련되는 내용이므로 더 이상의 설명은 생략하도록 한다.The abnormal signal detector 125 provides an abnormal signal, that is, a second logic signal, at the request of the controller 140 (S605). In order to perform this function, the abnormal signal detector 125 may provide a second logic signal provided by the NOR circuit by driving the internal switching element on / off at the request of the controller 140. In order to notify of abnormality, the abnormal signal detector 125 may output various types of signals such as 4 bits, 8 bits, 16 bits, and 32 bits as the second logic signal, which is related to system design. Further explanation will be omitted.
도 7은 도 2의 제어부의 구동 과정을 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating a driving process of the controller of FIG. 2.
도 7을 도 2와 함께 참조하면, 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 제어부(140)는 키 입력부(130)의 입력신호를 제공받아 초기화 과정을 수행한다(S701). 이의 과정에서 제어부(140)는 내부의 하드웨어나 소프트웨어의 초기화를 진행할 수 있다.Referring to FIG. 7 together with FIG. 2, the controller 140 of the smart LED lighting and the renewable energy fusion power distribution device receives an input signal from the key input unit 130 and performs an initialization process (S701). In this process, the controller 140 may proceed with initialization of internal hardware or software.
이어 제어부(140)는 보호 회로부(120), 더 정확하게는 이상신호 검출부(125)로 예컨대 하이브리드 가로등에 사용되는 램프(100)를 점등하기 위한 전력 관리부(110)에서 이상이 발생하였는지에 대한 이상 신호를 요청하여 요청 관련 신호를 수신할 수 있다(S703). 이의 과정에서 만약 키 입력부(130)에서 이상 신호를 검출하기 위해 논리 조합부(123)의 AND 회로로 입력신호를 순차적으로 제공하였다면 제어부(140)는 이상신호 검출부(125)를 통해 시간 간격을 두고 제공되는 이상 신호를 수신할 수 있을 것이다. 물론 이와 같은 이상 신호 검출 과정은 키 입력부(130)를 통한 충전 시작 때뿐만 아니라, 시스템에 메인 전원을 인가하는 경우에도 수행될 수 있을 것이다.Subsequently, the control unit 140 outputs an abnormal signal indicating whether an abnormality has occurred in the protection circuit unit 120, more specifically, the abnormal signal detection unit 125, for example, in the power management unit 110 for lighting the lamp 100 used in the hybrid street light. In operation S703, a request-related signal may be received. In this process, if the input signal is sequentially provided to the AND circuit of the logic combination unit 123 in order to detect the abnormal signal from the key input unit 130, the control unit 140 spaces the time through the abnormal signal detection unit 125. The abnormal signal provided may be received. Of course, such an abnormal signal detection process may be performed not only at the start of charging through the key input unit 130, but also when the main power is applied to the system.
이상 신호가 있는지를 판단한 결과(S705), 이상 신호가 없다면 제어부(140)는 램프(100)의 구동을 위한 전력 관리부(110)의 충·방전을 정상적으로 동작시킨다(S707). 다시 말해, 제어부(140)는 전력 관리부(110)의 과전류, 과전압 등의 특성을 조절하기 위한 별도의 절차를 진행하지 않을 것이다.As a result of determining whether there is an abnormal signal (S705), if there is no abnormal signal, the controller 140 operates the charging / discharging of the power management unit 110 for driving the lamp 100 normally (S707). In other words, the controller 140 will not perform a separate procedure for adjusting characteristics such as overcurrent and overvoltage of the power manager 110.
만약 이상 신호가 있다면 제어부(140)는 이상 신호를 재확인 혹은 신호 검출부(121)에서 제공하는 측정값 또는 정보를 분석하고 전력 관리부(110)의 하드웨어적인 문제인지를 판단하기 위하여 해당 문제의 허용 오차 범위를 확인하기 위한 프로그램을 실행할 수 있다(S709).If there is an abnormal signal, the controller 140 reconfirms the abnormal signal or analyzes the measured value or information provided by the signal detector 121 and determines a hardware problem of the power management unit 110 to determine whether it is a hardware problem. A program for confirming can be executed (S709).
프로그램을 실행하여 예컨대, 배터리 온도의 최대 허용 범위가 40 ℃이었다면 이를 벗어나는지 오차 범위를 확인한 결과(S711), 오차 범위를 벗어난다고 판단되면 제어부(140)는 충전 시스템의 점검을 수행한 후(S713), 정상적인 램프(100)의 구동을 위한 충·방전을 제어하게 된다.For example, if the maximum allowable range of the battery temperature is 40 ° C. by executing the program, the result of confirming the error range is out of step S711. If it is determined that the error is out of the error range, the control unit 140 performs a check of the charging system (S713). ), The charging and discharging for driving the normal lamp 100 is controlled.
만약 허용 오차 범위 내에 있다 하더라도 제어부(140)는 해결이 불가능한 문제인지 아닌지를 추가적으로 판단하여(S715), 해결 가능한 문제가 아니라면 전력 관리부(110)의 충·방전 동작을 정지시킬 수 있다(S717).If it is within the allowable error range, the controller 140 may further determine whether or not the problem is impossible to solve (S715), and stop the charging / discharging operation of the power manager 110 if the problem is not solved (S717).
반면 해결 가능한 문제라면 제어부(140)를 통해 해당 에러를 수정하여 램프(100)의 구동을 위한 충·방전을 수행할 수 있을 것이다(S719). 가령, 과전압 검출 결과 허용 범위를 벗어나지 않지만 수정 가능하다면 과전압 레벨을 조절하는 방식으로 에러를 수정할 수 있을 것이다.On the other hand, if the problem can be solved, the controller 140 may correct the corresponding error to perform charging and discharging for driving the lamp 100 (S719). For example, if the overvoltage detection result is within the allowable range but can be corrected, the error can be corrected by adjusting the overvoltage level.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
그리고, 명세서상에 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, the terms "comprise", "comprise" or "having" described in the specification mean that a corresponding component may be included unless otherwise stated, and thus, other components are excluded. It should be construed that it may further include other components. All terms, including technical and scientific terms, have the same meanings as commonly understood by one of ordinary skill in the art unless otherwise defined. Terms used generally, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted to coincide with the contextual meaning of the related art, and shall not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present invention.
본 발명의 실시예는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치 및 그 장치의 구동 방법, 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 보호회로 및 그 보호회로의 구동 방법에 적용 가능한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 충전과 방전이 가능한 복수의 축전지를 직렬로 연결한 배터리의 보호회로에 있어서, 과전압과 과전류가 가로등을 구동하기 위해 전력을 저장하는 배터리로 인가되는 것을 미연에 방지함으로써 화재와 같은 위험요소를 줄일 수 있을 것이다. 또한 디지털 보호회로를 구비함에 따라 램프를 구동하기 위한 충전부 또는 전력 관리부의 정확한 제어가 가능하게 됨으로써 램프의 전력충전과 방전이 안정되고 효율적으로 이루어지게 된다. 더 나아가 전력 변환부와 키 입력부를 통해 오동작이나 조작 실수를 미연에 방지하여 충전기와 배터리로 이루어지는 충전 회로에 적합한 전압을 공급해주어 시스템 전체의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 것이다.Embodiments of the present invention are applicable to smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device and a method of driving the device, a protection circuit of smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device and a driving method of the protection circuit. According to an embodiment of the present invention, in the protection circuit of a battery in which a plurality of batteries capable of charging and discharging are connected in series, it is not known that overvoltage and overcurrent are applied to a battery that stores electric power to drive a street lamp. Prevention will reduce risks such as fire. In addition, since the digital protection circuit is provided, accurate control of the charging unit or the power management unit for driving the lamp is enabled, thereby ensuring stable and efficient power charging and discharging of the lamp. Furthermore, the power conversion unit and the key input unit can prevent malfunctions or operation mistakes in advance, thereby supplying a voltage suitable for a charging circuit composed of a charger and a battery, thereby improving the reliability of the entire system.
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본 특허출원은 2011년 3월 21일 한국에 출원한 특허출원번호 제2011-0025010호에 대해 미국 특허법 119(a)조(35 U.S.C 119(a))에 따라 우선권을 주장하며, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다. 아울러, 본 특허출원은 미국 이외에 국가에 대해서도 위와 동일한 이유로 우선권을 주장하면 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.This patent application claims priority to US Patent Application No. 2011-0025010, filed in Korea on March 21, 2011, pursuant to Article 119 (a) (35 USC 119 (a)). Incorporated by reference in this patent application. In addition, if this patent application claims priority to a country other than the United States for the same reason, all its contents are incorporated into this patent application by reference.
Claims (14)
- 램프를 구동하기 위한 전력을 발생 및 저장하는 전력 관리부;A power manager to generate and store power for driving the lamp;상기 전력 관리부에서 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하여 복수의 검출신호를 생성하고, 상기 검출신호를 논리조합하여 논리신호(logic signal)를 생성하며, 상기 전력 관리부의 이상 여부를 알기 위한 상기 논리신호의 요청시 상기 논리신호를 제공하는 보호 회로부;The power manager detects an abnormality of different characteristics to generate a plurality of detection signals, generates a logic signal by logically combining the detection signals, and generates the logic signal to determine whether the power management unit is abnormal. A protection circuit unit for providing the logic signal at the request of the controller;상기 전력 관리부의 이상 여부를 검출하기 위하여 초기화를 명령하고, 상기 초기화의 수행 후 상기 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하기 위한 입력신호를 상기 논리조합시 제공하는 키 입력부; 및A key input unit which commands an initialization to detect an abnormality of the power management unit, and provides an input signal for the logical combination upon detecting the abnormality of the different characteristics after performing the initialization; And상기 초기화의 명령에 따라 초기화를 수행하고, 상기 요청을 하여 상기 논리신호를 수신하며, 상기 논리신호에 근거해 상기 전력 관리부를 제어하는 제어부를A control unit which performs initialization according to the initialization command, receives the logic signal by making the request, and controls the power management unit based on the logic signal;포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치.Smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device comprising a.
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 전력 관리부는,The power management unit,상기 전력을 발생하여 제공하는 제1 및 제2 충전기;First and second chargers for generating and providing the power;상기 제1 및 제2 충전기의 전력을 각각 저장하는 제1 및 제2 배터리; 및First and second batteries respectively storing power of the first and second chargers; And상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 및 제2 충전기에서 상기 제1 및 제2 배터리로 공급되는 전력을 변환시키는 전력 변환부를A power converter configured to convert power supplied from the first and second chargers to the first and second batteries under control of the controller;포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치.Smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device comprising a.
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 보호 회로부는,The protection circuit unit,상기 전력 관리부의 과전류, 과전압, 과충전, 과방전 및 배터리 온도의 일부 또는 전부에 대한 이상을 검출하는 신호 검출부;A signal detector for detecting an abnormality in part or all of an overcurrent, an overvoltage, an overcharge, an overdischarge, and a battery temperature of the power manager;상기 신호 검출부의 검출신호와 상기 키 입력부의 입력신호를 논리조합하여 논리신호를 생성하는 논리 조합부; 및A logic combiner for generating a logic signal by logically combining the detection signal of the signal detector and the input signal of the key input unit; And상기 제어부의 요청에 따라 상기 논리신호를 제공하는 이상신호 검출부를The abnormal signal detector for providing the logic signal at the request of the controller포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치.Smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device comprising a.
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 키 입력부는 상기 과전류, 과전압, 과충전, 과방전 및 배터리 온도 중 적어도 둘 이상의 검출을 위하여 상기 논리조합을 위한 상기 입력신호를 순차적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치.The key input unit sequentially provides the input signal for the logic combination to detect at least two or more of the overcurrent, overvoltage, overcharge, overdischarge, and battery temperature. Dispensing device.
- 램프를 구동하기 위한 전력을 발생 및 저장하는 전력 관리부에 대해 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하여 검출신호를 생성 및 출력하는 신호 검출부;A signal detector configured to generate and output a detection signal by detecting an abnormality of different characteristics with respect to a power manager that generates and stores power for driving a lamp;상기 검출신호와 키 입력부의 입력신호를 논리곱하여 제1 논리신호를 생성하고, 상기 제1 논리신호를 부정논리합하여 제2 논리신호를 출력하는 논리 조합부; 및A logic combiner for generating a first logic signal by logically multiplying the detection signal by an input signal of a key input unit, and outputting a second logic signal by negating and logically combining the first logic signal; And상기 제2 논리신호의 요청시, 상기 제2 논리신호를 상기 이상 여부에 대한 신호로서 제어부에 제공하여 상기 제어부가 상기 제2 논리신호에 근거해 상기 램프의 구동을 제어하도록 하는 이상신호 검출부를Upon request of the second logic signal, an abnormal signal detection unit for providing the second logic signal as a signal for the abnormality so that the controller controls the driving of the lamp based on the second logic signal.포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 보호회로.The protection circuit of smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device comprising a.
- 제5항에 있어서,The method of claim 5,상기 신호 검출부는 상기 램프에 전력을 제공하는 배터리의 과충전·과방전 및 패키지 온도, 상기 램프에 제공되는 과전류, 과전압을 각각 검출하는 제1 내지 제4 검출신호를 갖는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 보호회로.The signal detection unit has a smart LED light, characterized in that having a first to fourth detection signals for detecting the overcharge, overdischarge and package temperature of the battery for providing power to the lamp, the overcurrent provided to the lamp, the overvoltage, respectively; Protection circuit of renewable energy fusion power distribution device.
- 제5항에 있어서,The method of claim 5,상기 논리 조합부는 상기 입력신호에 의해 하나의 제1 논리신호가 '1'로 생성될 때, 나머지 제1 논리신호는 '0'을 생성하며, 상기 제1 논리신호를 부정논리합하여 상기 제2 논리신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 보호회로.When the first logic signal is generated as '1' by the input signal, the logic combination unit generates '0' for the remaining first logic signal, and negates and logically combines the first logic signal to generate the second logic signal. The protection circuit of the smart LED lighting and renewable energy convergence power distribution device characterized in that the output signal.
- 램프를 구동하기 위한 전력을 발생 및 저장하는 단계;Generating and storing power for driving the lamp;상기 램프의 구동시 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하여 검출신호를 생성하고, 상기 검출신호를 논리조합하여 논리신호(logic signal)를 생성하며, 상기 이상 여부를 알기 위한 상기 논리신호의 요청시 상기 논리신호를 제공하는 단계;When the lamp is driven, a detection signal is generated by detecting an abnormality of different characteristics, and a logic signal is generated by logically combining the detection signals, and upon request of the logic signal to know whether the abnormality occurs. Providing a logic signal;상기 이상 여부를 검출하기 위하여 초기화를 명령하고, 상기 초기화의 수행 후 상기 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하기 위한 입력신호를 상기 논리조합시 제공하는 단계; 및Instructing initialization to detect whether there is an abnormality, and providing an input signal in the logical combination to detect whether the different characteristics are abnormal after performing the initialization; And상기 명령에 따라 초기화를 수행하고, 상기 요청을 하여 상기 논리신호를 수신하며, 상기 논리신호에 근거해 상기 전력의 발생 및 저장을 제어하는 단계를Performing initialization according to the command, making the request to receive the logic signal, and controlling generation and storage of the power based on the logic signal.포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 구동 방법.Smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device driving method comprising a.
- 램프의 구동시 발생하는 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하기 위한 초기화 명령에 따라 초기화 과정을 수행하는 단계;Performing an initialization process according to an initialization command for detecting an abnormality of different characteristics generated when driving a lamp;상기 초기화 과정 수행 후, 상기 이상 여부를 검출한 검출신호와 상기 초기화 명령시 제공하는 입력신호를 논리조합하여 생성되는 상기 이상 여부에 대한 논리신호를 제공받는 단계;Receiving a logic signal for the abnormality generated by performing a logical combination of a detection signal detecting the abnormality and an input signal provided during the initialization command after performing the initialization process;상기 논리신호에 근거하여 상기 램프의 구동시 이상이 발생하였는지를 판단하고, 판단 결과 이상이 있다면 어떠한 문제인지를 판단하는 단계;Determining whether an abnormality has occurred when the lamp is driven based on the logic signal, and if there is an abnormality as a result of the determination, determining a problem;상기 이상이 프로그램상 문제이면 상기 이상에 대한 검출 값이 허용 오차 범위 내에 있는지 판단하는 단계;Determining whether a detection value for the abnormality is within an allowable error range if the abnormality is a programmatic problem;상기 허용 오차 범위 내에 있는지의 판단 결과, 오차 범위 내에 있다면 상기 이상이 수정 가능한지를 판단하는 단계; 및Determining whether the abnormality is correctable if it is within the error range as a result of the determination as to whether the error is within the tolerance range; And상기 이상이 수정 가능하다면, 상기 이상을 개선하기 위하여 상기 램프의 구동을 제어하는 단계를If the abnormality is correctable, controlling the driving of the lamp to improve the abnormality.포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 구동 방법.Smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device driving method comprising a.
- 제9항에 있어서,The method of claim 9,상기 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 구동 방법은, 상기 논리신호에 근거하여 상기 램프의 구동시 이상이 발생하였는지를 판단한 결과, 이상이 없다면 상기 램프를 별도의 제어 없이 구동하는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 구동 방법.The method of driving the smart LED lighting and the renewable energy fusion power distribution device, based on the logic signal is determined whether the abnormality occurs when the driving of the lamp, if there is no abnormality, the lamp is driven without additional control Smart LED lighting and renewable energy convergence power distribution device driving method.
- 제9항에 있어서,The method of claim 9,상기 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 구동 방법은, 상기 프로그램상 문제인지를 판단하여 프로그램상 문제가 아니라면 하드웨어의 문제로 판단하고, 상기 램프의 구동을 위한 하드웨어의 점검 후 상기 램프를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 구동 방법.The driving method of the smart LED lighting and the renewable energy fusion power distribution device is determined to be a program problem, and if it is not a program problem, it is determined as a hardware problem. Method of driving a smart LED lighting and renewable energy convergence power distribution device comprising the step of driving.
- 제9항에 있어서,The method of claim 9,상기 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 구동 방법은, 상기 허용 오차 범위 내에 있는지의 판단 결과, 상기 허용 오차 범위를 벗어난다면 상기 램프의 구동을 정지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 구동 방법.The driving method of the smart LED lighting and the renewable energy fusion power distribution device, characterized in that it comprises the step of stopping the driving of the lamp if it is out of the tolerance range as a result of determining whether it is within the tolerance range. Driving method of smart LED lighting and renewable energy convergence power distribution device.
- 제9항에 있어서,The method of claim 9,상기 램프의 구동시 발생하는 서로 다른 특성의 이상 여부는 상기 램프에 전력을 제공하는 배터리의 과충전, 과방전, 패키지 온도, 상기 램프에 제공되는 과전압 및 과전류에 대한 이상 여부의 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 구동 방법.The abnormality of the different characteristics generated when the lamp is driven includes some or all of the abnormality of the battery overcharging, overdischarging, package temperature, overvoltage and overcurrent provided to the lamp. A method of driving smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device, characterized in that.
- 램프를 구동하기 위한 전력을 발생 및 저장하는 전력 관리부에 대해 서로 다른 특성의 이상 여부를 검출하여 검출신호를 생성 및 출력하는 단계;Generating and outputting a detection signal by detecting an abnormality of different characteristics with respect to a power manager that generates and stores power for driving a lamp;상기 검출신호와 키 입력부의 입력신호를 논리곱하여 제1 논리신호를 생성하고, 상기 제1 논리신호를 부정논리합하여 제2 논리신호를 출력하는 단계; 및Generating a first logic signal by logically multiplying the detection signal by an input signal of a key input unit, and outputting a second logic signal by negating and logically combining the first logic signal; And상기 제2 논리신호에 근거해 상기 램프의 구동을 제어하도록 상기 제2 논리신호의 요청시 상기 제2 논리신호를 상기 이상 여부에 대한 신호로서 제어부에 제공하는 단계를Providing the second logic signal to the controller as a signal for the abnormality upon request of the second logic signal to control the driving of the lamp based on the second logic signal.포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 LED 조명과 신재생 에너지 융복합 전력 분배 장치의 보호회로 구동 방법.The protection circuit driving method of the smart LED lighting and renewable energy fusion power distribution device comprising a.
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