WO2019039655A1 - 디밍 엘이디 가로등장치 - Google Patents

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WO2019039655A1
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led
control unit
power
circuit
dimming
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PCT/KR2017/012677
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오희수
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(주)백산엘앤티
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    • Y02B20/72—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps in street lighting

Definitions

  • the present invention relates to a power saving dimming LED streetlight device, and more particularly, to a power saving dimming LED streetlight device, To an LED streetlight device improved to enable a nighttime dimming function using a controller microcontroller circuit.
  • a light emitting diode is a kind of diode that emits light when a current flows through it, and is manufactured using a semiconductor manufacturing process.
  • LED light emitting diode
  • Such an LED (light emitting diode) is highly reliable and easy to modulate And the operation is stable.
  • an LED lighting device employing LEDs has been replaced with a conventional lighting device such as a fluorescent lamp, an incandescent lamp, and the like, and has been attracting attention as a power saving type lighting device.
  • the streetlight lighting system has been used for a mercury discharge tube bulb or a sodium discharge bulb bulb.
  • LED lighting technology due to the development of LED lighting technology, demand for replacing a streetlight, a security tunnel, etc. with an LED system is increasing worldwide.
  • the illumination is controlled automatically by using the brightness of the surroundings and the sunrise sunset time, and the function of calibrating the luminaire is lacking.
  • the LED streetlight device has an excellent energy saving effect by itself compared with the conventional mercury discharge tube lamp or the sodium discharge lamp.
  • the LED streetlight device has an excellent energy saving effect by itself compared with the conventional mercury discharge tube lamp or the sodium discharge lamp.
  • the LED streetlight device has an excellent energy saving effect by itself compared with the conventional mercury discharge tube lamp or the sodium discharge lamp.
  • the LED streetlight device has an excellent energy saving effect by itself compared with the conventional mercury discharge tube lamp or the sodium discharge lamp.
  • the LED streetlight device has an excellent energy saving effect by itself compared with the conventional mercury discharge tube lamp or the sodium discharge lamp.
  • the dimming function in the lighting device is a technology for automatically controlling the brightness of the LED lighting according to the situation.
  • a separate device was installed in the street lamp to control the nighttime dimming, and the nighttime dimming function .
  • the equipment cost and the labor cost for the installation were large, which made economic difficulties.
  • the inventor of the present invention has developed a LED streetlight device for dimming control in consideration of the above-described conventional dimming technology.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an LED lighting module capable of reducing the installation cost of the LED lighting module by automatically turning on and off the nightlight dimming function according to the ambient brightness of the streetlight, And an object of the present invention is to provide an integrated dimming LED (LED) streetlight device.
  • LED LED
  • a streetlight control system including an AC power input terminal through which an AC 220 V power is input, an ambient light measuring circuit for receiving ambient light of the streetlight, Receives the LED SMPS AC power input received from the streetlight control unit 10 and converts it into a DC power suitable for driving the LED light emitting module 30 and supplies it to the LED light emitting module 30
  • the LED SMPS power supply unit 20 performs the function of outputting the power to the LED SMPS 20.
  • DC power source and emits illumination light in a visible light region through a plurality of arrayed LED lights.
  • the LED light emitting module 30 is a commercial LED module that can determine the intensity of the illumination light output according to the voltage and current amount of an input DC power source ).
  • the LED streetlight includes a streetlight control unit 10 to which an AC 220 V power source is input through an AC power input terminal and an ambient light measuring circuit 15 receives ambient light of the streetlight, (20), and a LED light emitting module (30);
  • the streetlight control unit 10 protects the internal circuit from an abnormally high surge voltage that flows due to a lightning strike on AC-L and AC-N AC power input through the AC power input terminal of the control line connection unit 17
  • a control unit surge protection circuit 16 for receiving an AC power input and a DC power source for outputting a DC power for use in the streetlight control unit, a control unit self power supply circuit 11, a control unit surge protection circuit 16, Off control is received from the controller microcontroller circuit 13 by receiving the DC power from the power supply circuit 11 of the control unit itself and receiving the LED SMPS on /
  • a control unit AC switch circuit 12 for generating an AC-L output and transmitting the generated AC-L output to the LED SMPS power connection terminal of the control unit line connection unit 17,
  • the dimming LED streetlight of the present invention without installing a conventional complicated and costly streetlight remote control system or a separate device for late-night dimming control in the streetlight pile, the dimming LED streetlight of the present invention,
  • the LED light emitting module according to the present invention can automatically turn on the light and perform the night dimming function on its own.
  • the dimming LED streetlight device of the present invention can provide an LED streetlight device having high energy efficiency and efficient installation cost, and can be easily installed without an auxiliary device, Lt; / RTI >
  • FIG. 1 is a diagram showing a dimming LED streetlight device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a detailed block diagram of a streetlight control unit for explaining the dimming LED streetlight device of the present invention
  • FIG. 3 is a detailed circuit diagram of a streetlight control unit for explaining the dimming LED streetlight device of the present invention
  • FIG. 4 is a flowchart of an operation algorithm for explaining the dimming LED streetlight device of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a dimming LED streetlight device according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention is characterized in that the LED light emitting module 30 is automatically turned on and dimmed according to the surrounding brightness of the streetlight.
  • the power saving dimming LED streetlight device of the present invention can automatically control the lighting of the LED light emitting module 30 according to the ambient brightness using the ambient light measuring circuit of the control unit under the control and control of the streetlight control unit 10, (LED) streetlight device that can be implemented in the controller microcontroller circuit.
  • LED streetlight control unit 10
  • the dimming LED unit of the present invention is mainly composed of the lamp control unit 10, the LED SMPS power supply unit 20 and the LED light emitting module 30.
  • an ambient light measuring circuit 15 receives the ambient light of the corresponding street lamp as an illuminance sensor.
  • the streetlight control unit 10 has a microcontroller application circuit configuration.
  • the ambient light measurement circuit 15 grasps the ambient light state and controls the ON / OFF of the illumination light output for the LED streetlight device of the present invention and the dimming control As shown in FIG.
  • the AC power input terminal receives the AC 220 V power input and the ambient light input, and the AC output having the ON / OFF control as the LED SMPS power connection terminal is connected to the LED SMPS power supply unit 20 through the LED (For example, 0 to 12 V or 1 to 12 V) to the LED SMPS power supply 20 to the LED SMPS dimming control input to the LED SMPS dimming connection terminal Supply.
  • the LED SMPS power unit 20 includes a switch mode power supply (not shown) that receives an AC power input (for example, AC 90 to 250 V) and a dimming control input through the corresponding connection terminal and provides a DC output (42 V) (Switched Mode Power Supply: SMPS), which is a type of electronic power supply that includes a switching regulator to efficiently convert power.
  • SMPS Switchched Mode Power Supply
  • the LED SMPS power supply unit 20 receives the LED SMPS AC power input received from the streetlight control unit 10 and converts it into a DC power source suitable for driving the LED light emitting module 30.
  • the LED SMPS power supply unit 20 converts the DC current amount determined according to the LED SMPS- And outputs it to the LED light emitting module 30.
  • the LED light emitting module 30 is a commercial LED module that receives DC power and emits light for visible light in a plurality of arranged LED light sources.
  • the LED light emitting module 30 is a commercial LED module that receives a voltage (for example, about DC 42 V) About 0 to 3 A), the intensity of the illumination light output can be determined.
  • the dimming LED streetlight device of the present invention operated as described above is an all-in-one LED streetlight device having an automatic light-on / off function of the LED light emitting module according to the surrounding brightness of the streetlight, .
  • FIG. 1 is a detailed block diagram of a streetlight control unit for explaining the dimming LED streetlight device of the present invention.
  • the streetlight control unit shown in Fig. 1 includes a control unit surge protection circuit 16, a control unit internal power supply circuit 11, a control unit AC switch circuit 12, a control unit microcontroller circuit 13, a control unit ambient light measurement circuit 15, A dimming output combining circuit 14 and a control line line connecting section 17.
  • the control section surge protection circuit 16 protects the internal circuit from an abnormally high surge voltage that is caused by a lightning strike on the AC-L and AC-N AC power input through the AC power input terminal of the control line connection section 17
  • This is a circuit composed of a surge arrester (surge arrester 2-pole or 3-pole discharge tube) or a varistor (TNR, ZNR electronic component) that suppresses the transient voltage.
  • the AC-L via the control section surge protection circuit 16 is applied to the power supply circuit 11 of the control unit itself and the control unit AC switch circuit 12, and AC-N is applied to the AC-N-OUT of the LED SMPS connection terminal do.
  • the power supply circuit 11 of the control unit itself is a power supply circuit that receives an AC power source (AC 220 V) and outputs a DC power source (for example, DC 5 V, DC 3.3 V) for use in the streetlight control unit.
  • the control unit AC switch circuit 12 is supplied with AC power inputted through the control line connection unit 17 and inputted through the control unit surge protection circuit 16 and is supplied with DC power from the power supply circuit 11 of the control unit itself, OFF control signal from the controller circuit 13 to generate an AC-L output on / off control and transmits the AC-L output to the LED SMPS power connection terminal of the control line line connection unit 17.
  • the controller microcontroller circuit 13 receives the ambient light measurement analog signal (for example, DC 0 to 2 V) supplied from the ambient light measuring circuit 15 of the control unit ambient light measuring circuit 15,
  • the power supply eg DC 3.3 V
  • the operation algorithm is operated through the timer function incorporated in the microcontroller and microcontroller. Supplies the resulting LED SMPS on / off control signal output to the control unit AC switch circuit 12, and supplies the resulting dimming control signal to the control unit dimming output combining circuit 14.
  • the ambient light measuring circuit 15 is configured to perform the on / off control of the LED illumination light output and the measurement of the ambient light as a basis for the dimming control.
  • the ambient light measurement circuit 15 receives the ambient light, And supplies an analog signal (for example, DC 0 to 2 V) to the control section microcontroller circuit 13.
  • the ambient light input window of the control unit ambient light measuring circuit 15 is disposed at a position (for example, on the upper side of the LED street lamp housing) that is not affected by the LED illumination light output by the LED street light device of the present invention, .
  • the control unit dimming output synthesizing circuit 14 uses the DC power source (for example, 3.3 V) supplied from the power source circuit 11 of the control unit as the operation power source and receives the dimming control signal from the control unit microcontroller circuit 13, Synthesizes the control output (for example, 0 to 12 V or 1 to 12 V) and transmits it to the LED SMPS dimming connection terminal of the control unit line connection unit 17.
  • DC power source for example, 3.3 V
  • the control unit dimming output synthesizing circuit 14 uses the DC power source (for example, 3.3 V) supplied from the power source circuit 11 of the control unit as the operation power source and receives the dimming control signal from the control unit microcontroller circuit 13, Synthesizes the control output (for example, 0 to 12 V or 1 to 12 V) and transmits it to the LED SMPS dimming connection terminal of the control unit line connection unit 17.
  • the control line line connection unit 17 is provided with an AC power input terminal, an LED SMPS power connection terminal, and an LED SMPS dimming connection terminal as means for facilitating wiring between the streetlight control unit and other components.
  • FIG. 3 is a detailed circuit diagram of a streetlight control unit for explaining the dimming LED streetlight device of the present invention.
  • the AC power source for example, AC 90 to 250 V
  • the AC power source drawn through the control line line connection part 17 is connected to a surge protection element SA1 of the control part surge protection circuit 16 via a lightning surge or the like
  • SA1 of the control part surge protection circuit 16 via a lightning surge or the like
  • the control unit itself is supplied to the LED SMPS power connection terminal of the power supply circuit 11 and the control line connection unit 17.
  • the power source circuit 11 of the control unit receives the AC input whose surge is removed through the surge protection circuit 16 of the control unit and converts the AC input to a low voltage AC (for example, 12 V) through the power transformer PT1, And then the voltage is converted to a low voltage DC (for example, DC 12 V) voltage via the bridge diode BD1.
  • a low voltage AC for example, 12 V
  • DC for example, DC 12 V
  • the ripple generated in the process of converting AC to DC through the capacitor C1 is removed to provide a flat DC power source.
  • the first regulator U1 is a regulator for DC 5V output, and obtains a stable DC 5V which is not affected by the change of the input voltage through C2 (capacitor) and supplies it to the control unit AC switch circuit 12.
  • the control unit's own power supply circuit 11 supplies the DC 5 V power obtained through the DC 5 V regulator U1 and the capacitor C2 to the DC 3.3 V output regulator and the smoothing capacitor BC1 and the condenser C2 via the second regulator U2, C3 to supply a stable DC 3.3 V power to the control unit microcontroller circuit 13, the control unit ambient light measurement circuit 15, and the control unit dimming output synthesis circuit 14, respectively.
  • the control unit AC switch circuit 12 has a semiconductor type AC relay (SSR1: Solid State Relay) having a semi-permanent characteristic of operating life, a photocoupler (OC1) for driving the relay, and a driving current amount supplied to the photocoupler And a current resistance R1 for driving the photocoupler for proper determination.
  • SSR1 Solid State Relay
  • DC 5 V and DC 3.3 V are supplied from the control unit's own power supply circuit 11 to be used as an operation power source and supplied with an LED SMPS on / off control signal from the control unit microcontroller circuit 13.
  • the control unit AC switch circuit 12 when the LED SMPS ON / OFF control signal is HIGH (for example, 3.3 V), the photocoupler OC1 is turned off and the input terminals IN-P, IN -N).
  • HIGH for example, 3.3 V
  • the relay SSR1 is turned off, and the AC output supplied to the LED SMPS power connection terminal of the control line connection unit 17 is turned off.
  • the LED SMPS on / off control signal is LOW (0 V, for example)
  • the coupler OC1 is turned on and current is supplied to the inputs IN-P and IN-N of the relay SSR1.
  • the relay SSR1 is turned on, and the AC output supplied to the LED SMPS power connection terminal of the control line connection unit 17 is turned on.
  • the control unit ambient light measuring circuit 15 receives the ambient light and supplies the measured ambient light analog signal (for example, DC 0 to 2 V) to the control unit microcontroller circuit 13. More specifically, A sensitivity adjustment resistor R6 for determining the operation sensitivity of the sensor element U4 and the ambient light sensor element U4 and a current-voltage conversion resistor R5 for converting the output current, which is added or subtracted in accordance with the light amount of the ambient light, Respectively.
  • the output is close to 0 V.
  • the control unit dimming output synthesizing circuit 14 includes a photocoupler OC2 for synthesizing dimming outputs, a photocoupler driving power resistor R7 for appropriately determining the amount of the driving current to be input to the photocoupler, And a bias resistor R8 for determining the voltage level of the dimming control output (for example, any value within 1 to 10 V).
  • DC 3.3 V is supplied from the power source circuit 11 of the control unit itself, and is utilized as the operation power source, and operates by receiving the dimming control signal from the control unit microcontroller circuit 13.
  • the control unit dimming output combining circuit 14 when the LED SMPS dimming control signal is HIGH (for example, 3.3 V), the photocoupler OC2 is turned off and the voltage level of the dimming control output (for example, No current flows through the bias resistor R8 for determining the value of the bias resistor R8.
  • the photocoupler OC2 is turned on in the LOW (e.g., 0 V) state of the LED SMPS dimming control signal of the control unit dimming output combining circuit 14 and the voltage level of the dimming control output (for example, any value within 1 to 10 V) A current flows through the bias resistor R8 for determining the bias current.
  • LOW e.g., 0 V
  • the LED SMPS power supply unit is impressed to a predetermined level between the LED SMPS dimming control output (+) and the dimming control output (-), which is the initial voltage applied through the serial bias resistor built in the LED SMPS power supply unit,
  • the SMPS power supply unit drives the LED light emitting module with a predetermined brightness (for example, 60% brightness, determined by a resistor R8) that is less than 100%.
  • the controller microcontroller circuit 13 includes reset circuits R3 and C4, a boot circuit R2 (Firmware Upgrade mode vs. normal operation mode determination, normal operation mode), and the like in order to provide a basic operating condition of the microcontroller.
  • a power filter circuit composed of a bypass capacitor BC2 for stabilizing the operating power and an inductor L1 and a bypass capacitor BC4 for supplying stable power with noise removed to the analog component inside the microcontroller , A resistor R4, a bypass capacitor BC3, and a switch RDSW1.
  • the dimming LED streetlight device of the present invention in addition to the basic low power consumption characteristics of the LED streetlight, it is possible not only to have a high power saving capability through late-night automatic dimming but also to improve the beauty of the city and the road through the beautiful design of the luminaire itself have.
  • the controller microcontroller circuit 13 converts the analog value of the ambient light measurement signal supplied from the controller ambient light measurement circuit 15 into a digital value through an A / D converter (Analog to Digital Converter), which is an internal component of the microcontroller The resulting value can then be used to operate the algorithm.
  • a / D converter Analog to Digital Converter
  • Control section proceeds as follows when the microcontroller circuit is first powered on (START).
  • the threshold value for ambient light brightness (for example, 100 Lux) is set as a threshold for transiting from the control unit ambient light measuring circuit to the daytime, It is a threshold value for nighttime transitions and is the reference value of ambient light brightness (for example 80 Lux).
  • an elapsed time (reference) value for example, 6 hours
  • an LED SMPS AC power output initial value for example, OFF
  • a lighting time timer for example, 0 hour 0 minute and 0 second, stop state
  • the ambient light measurement signal analog / digital (A / D) conversion is performed.
  • the controller microcontroller circuit evaluates whether the ambient light measurement value is larger than the weekly reference value.
  • the process branches to the NO step and again evaluates whether the ambient light measurement value is smaller than the night reference value. If the result of the evaluation of the ambient light measurement value is large, the process branches to the A / D conversion and repeats the loop operation. If the evaluation result of the ambient light measurement value is small, the process branches to the next YES step.
  • the process branches to YES, sets the LED SMPS AC power output to the off state, and repeats the loop operation by branching before the A / D conversion.
  • the LED SMPS power output is set to the ON state and the LED SMPS dimming control output is set to the OFF state (100% brightness). Therefore, in the control unit microcontroller circuit, the lighting time timer is started, and the timer is run (RUN) to start measuring the time when the lighting is maintained.
  • the controller microcontroller circuit proceeds to the next step, performs ambient light measurement signal A / D conversion, and proceeds to A / D conversion. Therefore, it is possible to evaluate whether the ambient light measurement value is larger than the weekly reference value.
  • the process branches to YES. Therefore, the LED-SMPS AC power output is set to the off state (0% brightness), and the loop branches to the pre-initial stage to perform the loop operation repeatedly.
  • the process branches to the NO step. Therefore, in the control section microcontroller circuit, it is possible to evaluate whether the lighting time timer value is equal to or higher than the dimming start time value.
  • the process branches to YES. Therefore, in the control microcontroller circuit, the LED SMPS dimming control output is set to ON (for example, 60% brightness), and the lighting time timer is set to the STOP state. Then, the algorithm branches to the A / D conversion and repeats the loop operation.
  • the repeating loop operation is performed by branching before the A / D conversion as described above.
  • the dimming LED streetlight device of the present invention can be applied to a dimming LED streetlight of the present invention without installing a conventional complicated and costly streetlight remote control system or a separate device for performing day / It is possible to perform the self-dimming function and the night-time dimming function on its own according to the surrounding brightness.
  • the dimming LED streetlight device of the present invention can provide an LED streetlight device having high energy efficiency and efficient installation cost, and can be easily installed without an accessory device, and can improve the appearance of a city or a street.

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

본 발명은 절전형 디밍(DIMMING) 엘이디 가로등장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가로등 제어부의 제어 및 통제하에 제어부 주변광 측정회로를 이용한 주변 밝기에 따른 LED 발광모듈의 자동 점소등 및 제어부 디밍출력 합성회로를 이용한 심야 디밍 기능을 제어부 마이크로 컨트롤러 회로로부터 구현할 수 있도록 개선한 엘이디(LED) 가로등장치에 관한 것이다.

Description

디밍 엘이디 가로등장치
본 발명은 절전형 디밍(DIMMING) 엘이디 가로등장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가로등 제어부의 제어 및 통제하에 제어부 주변광 측정회로를 이용한 주변 밝기에 따른 LED 발광모듈의 자동 점소등 및 제어부 디밍출력 합성회로를 이용한 심야 디밍 기능을 제어부 마이크로 컨트롤러 회로로부터 구현할 수 있도록 개선한 엘이디(LED) 가로등장치에 관한 것이다.
일반적으로, 엘이디 (LED : Light Emitting Diode)는 발광다이오드라 하여 전류가 흐르면 빛을 방출하는 다이오드의 한 종류로서 반도체 제조공정을 이용하여 제작되고 있으며, 이러한 엘이디(LED)는 신뢰성이 높고 변조가 쉬우며 동작이 안정되어 있다는 등의 장점을 가지고 있다.
상기 엘이디(LED)의 효율성이 많이 향상되어 기존의 형광등이나 백열전구와 같은 종래 조명장치에 비하여 수명이 길고, 에너지 소모가 적어 경제적일 뿐만 아니라 친환경적이라는 장점도 갖게 되었다. 따라서, 엘이디(LED)를 채용하는 엘이디 (LED) 조명장치는 종래의 형광등, 백열전구 등과 같은 등기구를 대체할 수 있을 뿐만 아니라 절전형 조명장치로 부각되고 있었다.
가로등 조명장치는 수은방전관 전구나 나트륨방전관 전구가 사용되어 왔으나, 엘이디(LED) 조명기술의 발달에 따라 가로등이나 보안등 터널등 등을 LED 방식으로 교체하는 수요가 세계적으로 증대되고 있다.
종래의 가로등 조명장치에서는 가로등을 원격제어하여 주간과 야간 점소등을 실시하는 것이 일반화 되어 있으나, 이는 가로등 원격제어시스템 시공에 많은 비용이 소요된다는 애로점이 있었다.
한편, 등기구와 관련된 종래 기술로서는 등록실용신안공보 20-0385296 (2005.05.27.)와 등록특허공보 특10-0154652(1998.12.15)가 공개되어 있다.
등록실용신안공보(20-0385296)와 같은 종래 기술에서는, 주위의 밝기와 일출 일몰 시간을 이용하여 자동으로 조명을 제어할 뿐, 등기구의 케리브레이션 기능이 부족하였다.
또한, 등록특허공보(특10-0154652)와 같은 종래 기술에서는, 등기구의 광속의 감소, 벽의 더러움 등을 고려한 조광 기능만 제공할 뿐, 등기구의 케리브레이션 기능이 없었다. 또한, 등기구의 점/소등시 광량이 제어되지않아 급격한 광량의 변화로 인한 눈부심 현상이 발생하였다.
그러나, 엘이디(LED) 가로등장치는 종래의 수은방전관 전구나 나트륨방전관 방식에 비하여 그 자체로 에너지 절감 효과가 뛰어난 특징이 있지만, 도로에 차량이나 보행자의 통행이 끊긴 심야 시간에 밝기를 경감(디밍)하여 더 큰 절전 효과를 낼 수 있는 특징도 있다.
조명장치에서의 디밍 기능은 엘이디(LED) 조명의 밝기를 상황에 따라 자동 제어하는 기술인 것인 바, 종래에는 심야 디밍 제어를 하기 위해서 별도의 장치를 가로등 철주에 설치하고, 이를 통해 심야 디밍기능을 실시할 수 있었다. 그런데, 도시나 도로변의 미관을 해치는 어려움이 있었을 뿐만 아니라, 설치에 따른 장치비 및 인건비가 큰 경제적인 애로사항으로 작용하고 있었다.
이에 본 발명자는 상기와 같은 종래 디밍 기술을 감안하고 다각적으로 고려하여 디밍제어의 엘이디 가로등장치를 개발하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 제반 사정을 감안하여 발명한 것으로, 가로등의 주변 밝기에 따른 LED 발광모듈의 자동 점소등 및 심야 디밍(DIMMING) 기능을 스스로 갖고 있는 설치비용이 효율적일 분만 아니라 에너지 절감효과도 뛰어난 일체형 디밍 엘이디(LED) 가로등장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, AC 전원입력단자를 통해 AC 220 V 전원이 입력되고 조도센서로써 주변광 측정회로(15)가 해당 가로등의 주변광을 입력받고 있는 가로등 제어부 (10); 이 가로등 제어부(10)에서 공급받은 LED SMPS AC전원 입력을 받아 LED 발광모듈(30)의 구동에 적합한 DC 전원으로 변환시키고, 이를 LED SMPS-디밍제어 입력에 따라 결정된 DC 전류량으로 LED 발광모듈(30)에 출력하는 기능을 수행하고 있는 LED SMPS 전원부(20) 및; DC 전원을 입력받아 다수 배열된 LED 발광을 통해 가시광선 영역의 조명용 빛을 내는 상용의 LED 모듈로서, 입력되는 DC 전원의 전압과 전류량에 따라 그 조명광 출력의 강도가 결정될 수 있는 LED 발광모듈(30)로 구성된 것을 그 특징이 있다.
본 발명의 다른 구체적인 특징은, 엘이디 가로등은 AC 전원입력단자를 통해 AC 220 V 전원이 입력되고 주변광 측정회로(15)가 해당 가로등의 주변광을 입력받고 있는 가로등 제어부(10), LED SMPS 전원부(20) 및, LED 발광모듈(30)로 구성되어; 상기 가로등 제어부(10)는, 제어부 선로접속부(17)의 AC 전원입력단자를 통하여 AC-L과 AC-N 인입된 AC 전원에 낙뢰 등으로 인하여 유입되는 비정상적으로 높은 서지 전압으로부터 내부회로를 보호하기 위한 제어부 서지보호회로(16), AC 전원 입력을 받아 가로등 제어부에서 사용하기 위한 DC 전원을 출력하는 전원회로인 제어부 자체전원회로 (11), 제어부 선로접속부(17)를 통하여 인입되고 제어부 서지보호회로(16)를 통하여 입력된 AC 전원을 공급받고, 제어부 자체전원회로(11)로부터 DC전원을 공급받고 제어부 마이크로 컨트롤러회로(13)로부터 LED SMPS 온/오프 제어 신호를 공급받아, 온/오프 제어가 이루어진 AC-L 출력을 생성하여 제어부 선로 접속부(17)의 LED SMPS 전원연결단자에 전달하는 제어부 AC 스위치회로(12), 제어부 주변광 측정회로(15)에서 공급하는 주변광 측정 아날로그 신호를 입력받고, 제어부 자체전원회로(11)에서 공급하는 DC 전원을 동작전원으로 사용하며, 마이크로 컨트롤러 및 마이크로 컨트롤러에 내장된 타이머 기능 등을 통하여 동작 알고리즘을 운영하는 제어부 마이크로 컨트롤러회로(13), LED 조명광 출력의 온/오프 제어 및 디밍 제어의 근거가 되는 주변광에 대한 측정 기능을 수행하는 제어부 주변광 측정회로(15) 및, 제어부 자체전원회로(11)에서 공급하는 DC 전원을 동작전원으로 사용하고, 제어부 마이크로 컨트롤러회로(13)로부터 디밍 제어신호를 공급받아, 디밍제어 출력을 합성하여 제어부 선로접속부(17)의 LED SMPS 디밍연결단자에 전달하는 제어부 디밍출력 합성회로(14)로 구성된 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 종래의 복잡하고 높은 비용이 소요되는 가로등 원격제어시스템이나 심야 디밍 제어를 하기 위한 별도의 장치를 가로등 철주에 설치하지 않고도, 본 발명의 디밍 엘이디 가로등에서 스스로 주변 밝기에 따른 LED 발광모듈의 자동 점소등 및 심야 디밍(DIMMING) 기능을 스스로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 디밍 엘이디(LED)가로등장치는 에너지 효율성이 높고 설치비용도 효율적인 LED 가로등 수단을 제공할 수 있으면서도, 부대장치 없이 간단한 시공이 가능할 뿐만 아니라 도시나 가로의 미관을 향상시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 디밍 엘이디 가로등장치를 도시해 놓은 구성도,
도 2 는 본 발명의 디밍 엘이디 가로등장치를 설명하기 위한 가로등 제어부의 상세 블록도,
도 3 은 본 발명의 디밍 엘이디 가로등장치를 설명하기 위한 가로등 제어부의 상세 회로도,
도 4 는 본 발명의 디밍 엘이디 가로등장치를 설명하기 위한 동작 알고리즘의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시에를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 디밍 엘이디 가로등장치를 도시해 놓은 구성도로서, 본 발명은 해당 가로등의 주변 밝기에 따른 LED 발광모듈(30)의 자동 점소등 및 심야 디밍 (DIMMING) 기능을 갖는 절전형 엘이디(LED) 가로등장치인 것이다.
즉, 본 발명의 절전형 디밍(DIMMING) 엘이디 가로등장치는 가로등 제어부 (10)의 제어 및 통제하에 제어부 주변광 측정회로를 이용한 주변 밝기에 따른 LED 발광모듈(30)의 자동 점소등 및 제어부 디밍출력 합성회로를 이용한 심야 디밍 기능을 제어부 마이크로 컨트롤러 회로에서 구현할 수 있도록 개선한 엘이디 (LED) 가로등장치인 것이다.
그러므로, 본 발명의 디밍 엘이디(LED) 가로등장치에서는 크게 가로등 제어부(10), LED SMPS 전원부(20) 및, LED 발광모듈(30)로 구성되고 있는 바, 상기 가로등 제어부(10)에서는 AC 전원입력단자를 통해 AC 220 V 전원이 입력되는 한편 조도센서로써 주변광 측정회로(15)가 해당 가로등의 주변광을 입력받고 있다.
가로등 제어부(10)는 마이크로 컨트롤러 응용회로 구성을 갖고, 주변광 측정회로(15)로 주변광 상태를 파악하여 본 발명의 LED 가로등장치에 대한 조명광 출력의 온/오프(ON/OFF) 및 디밍 제어를 실시하는 주체가 되는 구성인 것이다.
따라서, 가로등 제어부(10)에서는 AC 전원 입력단자로는 AC 220 V 전원 입력과 주변광 입력을 받고, LED SMPS 전원연결단자로는 온/오프 제어가 이루어진 AC 출력을 LED SMPS 전원부(20)에 LED SMPS AC전원 입력으로 공급함과 동시에, LED SMPS 디밍연결단자로는 아날로그 형식의 디밍제어 출력(예컨데, 0 ~ 12 V 또는 1 ~ 12 V)을 LED SMPS 전원부 (20)에 LED SMPS-디밍제어 입력으로 공급한다.
LED SMPS 전원부(20)는 해당 연결단자를 통해 AC 전원입력(예컨데 AC 90 ~ 250 V)과 디밍 제어 입력을 받고, LED 발광모듈(30)에 DC 출력(42 V)을 제공하는 스위치 모드 파워서플라이(Switched Mode Power Supply : SMPS)로서, 전력을 효율적으로 변환시키는 스위칭 레귤레이터가 포함된 전자식 전원공급장치의 일종인 것이다.
LED SMPS 전원부(20)는 가로등 제어부(10)에서 공급받은 LED SMPS AC전원 입력을 받아 LED 발광모듈(30)의 구동에 적합한 DC 전원으로 변환시키고, 이를 LED SMPS-디밍제어 입력에 따라 결정된 DC 전류량으로 LED 발광모듈(30)에 출력하는 기능을 수행하고 있다.
LED 발광모듈(30)은 DC 전원을 입력받아 다수 배열된 LED 발광을 통해 가시광선 영역의 조명용 빛을 내는 상용의 LED 모듈로서, 입력되는 DC 전원의 전압(예컨데 약 DC 42 V)과 전류량(예컨데 약 0 ~ 3 A)에 따라 그 조명광 출력의 강도가 결정될 수 있다.
이상과 같이 작동되는 본 발명의 디밍 엘이디 가로등장치가로등의 주변 밝기에 따른 LED 발광모듈의 자동 점소등 및 심야 디밍기능을 스스로 갖고 있는 설치비용이 효율적일 분만 아니라 에너지 절감효과도 뛰어난 일체형 엘이디 가로등장치인 것이다.
도 2 는 본 발명의 디밍 엘이디 가로등장치를 설명하기 위한 가로등 제어부의 상세 블록도이다. 도 1 에 도시된 가로등 제어부는 제어부 서지보호회로(16), 제어부 자체전원회로(11), 제어부 AC 스위치회로(12), 제어부 마이크로 컨트롤러 회로(13), 제어부 주변광 측정회로(15), 제어부 디밍출력 합성회로(14) 및 제어부 선로접속부(17)로 구성되고 있다.
제어부 서지보호회로(16)는 제어부 선로접속부(17)의 AC 전원입력단자를 통하여 AC-L과 AC-N 인입된 AC 전원에 낙뢰 등으로 인하여 유입되는 비정상적으로 높은 서지 전압으로부터 내부회로를 보호하기 위한 수단인 바, 이는 과도 전압을 억압하는 기능의 서지 어레스터(서지보호용 2극 또는 3극 방전관)나 바리스터(TNR, ZNR의 전자부품) 등을 통하여 구성한 회로인 것이다.
상기 제어부 서지보호회로(16)를 통한 AC-L는 제어부 자체전원회로(11)와 제어부 AC 스위치회로(12)로 각기 인가되고, AC-N은 LED SMPS 연결단자의 AC-N-OUT으로 인가된다.
제어부 자체전원회로(11)는 AC 전원(AC 220 V) 입력을 받아 가로등 제어부에서 사용하기 위한 DC전원(예컨데 DC 5 V, DC 3.3 V)을 출력하는 전원회로인 것이다. 제어부 AC 스위치회로(12)는 제어부 선로접속부(17)를 통하여 인입되고 제어부 서지보호회로(16)를 통하여 입력된 AC 전원을 공급받고, 제어부 자체전원회로(11)로부터 DC전원을 공급받고 제어부 마이크로 컨트롤러회로(13)로부터 LED SMPS 온/오프 제어 신호를 공급받아, 온/오프 제어가 이루어진 AC-L 출력을 생성하여 제어부 선로 접속부(17)의 LED SMPS 전원연결단자에 전달한다.
제어부 마이크로 컨트롤러회로(13)는 제어부 주변광 측정회로(15)의 조도센서에서 공급하는 주변광 측정 아날로그 신호(예컨데 DC 0 ~ 2 V)를 입력받고, 제어부 자체전원회로(11)에서 공급하는 DC 전원(예컨데 DC 3.3 V)을 동작전원으로 사용하고 있으며, 마이크로 컨트롤러 및 마이크로 컨트롤러에 내장된 타이머 기능 등을 통하여 동작 알고리즘을 운영한다. 그 결과로 된 LED SMPS 온/오프 제어 신호 출력을 제어부 AC 스위치회로(12)에 공급하고, 또한 그 결과로 된 디밍 제어신호를 제어부 디밍출력 합성회로(14)에 공급한다.
제어부 주변광 측정회로(15)는 LED 조명광 출력의 온/오프 제어 및 디밍 제어의 근거가 되는 주변광에 대한 측정 기능을 수행하는 구성인 바, 주변광을 입력받아 그 측정결과로 된 주변광 측정 아날로그 신호(예컨데 DC 0 ~ 2 V)를 제어부 마이크로 컨트롤러회로(13)에 공급한다.
특히, 제어부 주변광 측정회로(15)의 주변광 입력창은 본 발명의 LED 가로등장치가 스스로 출력하는 LED 조명광의 영향을 받지 않는 위치(예컨데 LED 가로등 함체의 상측)에 배치하게 됨으로, 동작의 안정성을 유지할 수 있도록 구성한다.
제어부 디밍출력 합성회로(14)는 제어부 자체전원회로(11)에서 공급하는 DC전원(예컨데 DC 3.3 V)을 동작전원으로 사용하고, 제어부 마이크로 컨트롤러회로 (13)로부터 디밍 제어신호를 공급받아, 디밍제어 출력(예컨데 0 ~ 12V 또는 1 ~ 12V)을 합성하여 제어부 선로접속부(17)의 LED SMPS 디밍연결단자에 전달한다.
제어부 선로접속부(17)는 가로등 제어부와 다른 구성사이의 배선을 용이하게 하기 위한 수단으로, AC 전원 입력단자, LED SMPS 전원 연결단자, LED SMPS 디밍 연결단자를 구비한다.
도 3 은 본 발명의 디밍 엘이디 가로등장치를 설명하기 위한 가로등 제어부의 상세 회로도이다. 제어부 선로접속부(17)를 통하여 인입된 AC 전원(예컨데 AC 90 ~ 250 V)은 제어부 서지보호회로(16)의 서지보호 소자(SA1)를 통하여 내부회로의 고장을 발생시킬 수 있는 낙뢰서지 등의 비정상적인 과도전압이 제거된 후, 제어부 자체전원회로(11) 및 제어부 선로접속부(17)의 LED SMPS 전원 연결단자에 공급된다.
제어부 자체전원회로(11)는 제어부 서지보호회로(16)를 통하여 서지가 제거된 AC입력을 받아, 전원 트랜스포머(PT1)을 통하여 낮은 전압의 AC(예컨데 AC 12 V) 전압으로 변환한 후, 이를 다시 브릿지 다이오드(BD1)를 통하여 낮은 전압의 DC(예컨데 DC 12 V) 전압으로 변환한다.
이어 서지 보호용 다이오드(D1)을 통하여 아직 남아있을 수 있는 낮은 수준의 서지 전압을 제거한 후, 콘덴서(C1)을 통하여 AC를 DC로 변환하는 과정에서 발생된 리플을 제거하여 평탄한 DC 전원이 되도록 한다.
이후, 제 1 레귤레이터(U1)는 DC 5V 출력용 레귤레이터로써 C2(콘덴서)를 통하여 입력전압의 변화에 영향받지 않는 안정적인 DC 5V를 얻어 제어부 AC 스위치 회로(12)에 공급한다.
제어부 자체전원회로(11)는 DC 5 V용 레귤레이터(U1) 및 콘덴서(C2)를 통하여 얻은 DC 5V 전원을 다시 제 2 레귤레이터(U2)로써 DC 3.3 V 출력용 레귤레이터 및 평활콘덴서(BC1) 및 콘덴서(C3)를 통하여 안정적인 DC 3.3 V 전원을 만든 후, 이를 제어부 마이크로 컨트롤러회로(13), 제어부 주변광 측정회로(15), 제어부 디밍 출력 합성회로(14)에 각각 공급한다.
제어부 AC 스위치회로(12)는 동작 수명이 반 영구적인 특징을 갖는 반도체식 AC 릴레이(SSR1 : Solid State Relay)과 이를 구동하기 위한 포토커플러(OC1) 및 이 포토커플러에 공급되는 구동전류의 양을 적절하게 정하기 위한 포토커플러 구동용 직력저항(R1)으로 구성된 회로인 것이다.
제어부 자체전원회로(11)에서 DC 5 V와 DC 3.3 V 등을 공급받아 동작 전원으로 활용하고, 제어부 마이크로 컨트롤러회로(13)로부터 LED SMPS 온/오프 제어 신호를 공급받아 동작한다.
제어부 AC 스위치 회로(12)의 동작으로는, LED SMPS 온/오프 제어 신호의 HIGH(예컨데 3.3V) 상태에서는 포토커플러(OC1)가 오프상태가 되어 릴레이(SSR1) 의 입력단(IN-P, IN-N)에 전류가 공급되지 않게 된다.
이때 릴레이(SSR1)는 오프 상태가 되어 제어부 선로 접속부(17)의 LED SMPS 전원연결 단자에 공급되는 AC 출력은 오프상태가 되고, LED SMPS 온/오프 제어 신호의 LOW(예컨데 0 V) 상태에서는 포토커플러(OC1)가 온상태가 되어 릴레이(SSR1) 의 입력단(IN-P, IN-N)에 전류가 공급되고 있다.
이때 릴레이(SSR1)는 온 상태가 되어 제어부 선로 접속부(17)의 LED SMPS 전원연결 단자에 공급되는 AC 출력은 온 상태가 된다.
제어부 주변광 측정회로(15)는 주변광을 입력받아 그 측정 결과로 된 주변광 측정 아날로그 신호(예컨데 DC 0 ~ 2 V)를 제어부 마이크로 컨트롤러 회로(13)에 공급하는데, 더 구체적으로는 주변광 센서소자(U4) 및 주변광 센서소자(U4)의 동작 감도를 정하기 위한 감도조정 저항(R6) 및 주변광의 광량에 따라 가감되는 출력 전류를 전압으로 변환하기 위한 전류-전압 변환 저항(R5)으로 구성한 것이다.
가로등에서의 주변광이 약할수록(예컨데 0 Lux) 0 V에 근접한 출력을 제공하고, 주변광이 강할수록(예컨데 1 ~ 1000 Lux 이상 ) 3.3 V 이하의 범위에서 높은 DC 전압을 출력한다.
제어부 디밍출력 합성회로(14)는 디밍 출력 합성을 위한 포토커플러(OC2)와 이 포토커플러에 입력되는 구동전류의 양을 적절하게 정하기 위한 포토커플러 구동용 직력저항(R7) 및 디밍출력 합성의 결과로 된 디밍 제어출력의 전압 레벨(예컨데 1 ~ 10 V 내의 어떤 값)를 결정하기 위한 바이어스 저항(R8)으로 구성된 회로인 것이다.
따라서, 제어부 자체전원회로(11)에서 DC 3.3 V를 공급받아 동작 전원으로 활용하고, 제어부 마이크로 컨트롤러회로(13)로부터 디밍 제어신호를 공급받아 동작한다.
제어부 디밍 출력 합성회로(14)의 동작으로는, LED SMPS 디밍 제어 신호의 HIGH(예컨데 3.3 V) 상태에서는 포토커플러(OC2)가 오프 상태가 되어, 디밍 제어출력의 전압 레벨(예컨데 1 ~ 10 V 내의 어떤 값)를 결정하기 위한 바이어스 저항(R8)에 전류가 흐르지 않게 된다.
이는 LED SMPS 디밍 제어출력(+)와 디밍 제어출력(-)사이에 도 1 에 도시된 LED SMPS 전원부가 인가한 당초 전압인 10 V가 유지되는 결과를 낳게 되어, LED SMPS 전원부는 100% 밝기로 LED 발광 모듈을 구동하게 된다.
제어부 디밍 출력 합성회로(14)의 LED SMPS 디밍 제어신호의 LOW(예컨데 0 V) 상태에서는 포토커플러(OC2)가 온 상태가 되어, 디밍 제어출력의 전압레벨(예컨데 1 ~ 10 V 내의 어떤 값)를 결정하기 위한 바이어스 저항(R8)에 전류가 흐르게 된다.
이는 LED SMPS 디밍 제어출력(+)와 디밍 제어출력(-)사이에 LED SMPS 전원부가 자체에 내장된 직렬 바이어스 저항을 통하여 인가한 당초 전압인 10 V가 소정 레벨로 감도 되는 결과를 낳게 되어, LED-SMPS 전원부는 100% 보다 감소된 소정의 밝기(예컨데 60% 밝기 ; 저항(R8)에 의해서 결정됨)로 LED 발광 모듈을 구동하게 된다.
제어부 마이크로 컨트롤러회로(13)는 마이크로 컨트롤러의 기본적인 동작 여건을 제공하기 위하여, 리셋(RESET) 회로(R3 및 C4), 부트(BOOT) 회로(R2 ; Firmware Upgrade모드 vs 정상동작 모드 결정 ; 정상동작 모드 설정상태), 동작전원 안정화를 위한 바이패스 콘덴서(BC2)와 마이크로 컨트롤러 내부의 아날로그 구성부에 노이즈가 제거된 안정적인 전원을 공급하기 위한 인덕터(L1) 및 바이패스 콘덴서(BC4)로 구성된 전원 필터회로, 저항(R4), 바이패스 콘덴서(BC3), 스위치 (RDSW1)로 구성된 테스트 모드 선택용 자석스위치 회로를 포함하여 구성된다.
그러므로, 본 발명의 디밍 엘이디 가로등장치에 의하면, 엘이디 가로등의 기본적인 저소비전력 특징이외에도 심야 자동디밍을 통하여 고도의 절전능력을 갖추고 있을 뿐만 아니라, 등기구 자체의 미려한 디자인을 통하여 도시 및 도로미관을 향상시킬 수 있다.
제어부 마이크로 컨트롤러회로(13)는 제어부 주변광 측정회로(15)에서 공급받은 주변광 측정신호 아날로그 값을 마이크로 컨트롤러의 내부 구성요소인 A/D 변환기(Analog to Digital Converter)를 통하여 디지털 값으로 변환한 후 그 결과 값을 알고리즘 운영에 활용할 수 있다.
제어부 마이크로 컨트롤러회로(13)의 구체적인 동작 설명은 도 4 를 통한 본 발명의 동작 알고리즘에 관한 흐름(FLOW CHART)을 설명한다.
도 4 는 본 발명의 디밍 엘이디 가로등장치를 설명하기 위한 동작 알고리즘의 흐름도이다. 제어부 마이크로 컨트롤러회로에 처음 전원이 인가(START)되면 아래의 동작을 진행시킨다.
제어부 마이크로 컨트롤러회로에서는, 운영 파라메타의 초기화 동작을 진행하게 되는 바, 초기화의 대상으로 제어부 주변광측정회로부터 공급받은 주간으로 천이하기 위한 쓰레시홀드로써 주변광 밝기 기준 값(예컨대 100 Lux)이고, 야간으로 천이하기 위한 쓰레시홀드로써 주변광 밝기 기준값(예컨데 80 Lux) 인 것이다.
또한, 디밍동작이 시작될 경과 시간(기준)값(예컨데 6 시간)이고, LED SMPS AC 전원출력 초기 값(예컨데 오프), 점등 시간 타이머(예컨데 0 시간 0 분 0 초, 스톱상태)인 것이다.
초기화 다음 단계로써, 주변광 측정신호 아날로그/디지털(A/D) 변환을 실시하게 되는 데, 이때 제어부 마이크로 컨트롤러 회로에서는 주간 기준값보다 주변광 측정값이 큰가를 평가한다.
만약, 주간평가 결과가 주변광 측정값보다 크지 않다면 NO 단계로 분기하고, 야간 기준값보다 주변광 측정값이 작은가를 다시 평가한다. 이어 주변광 측정값의 평가 결과가 크다면 A/D 변환 전으로 분기하여 반복적인 루프 동작을 진행하고, 주변광 측정값의 평가 결과가 작다면 다음 YES 단계로 분기한다.
만약 주간평가 결과가 주변광 측정값보다 크다면 YES 단계로 분기하고, LED SMPS AC 전원출력을 오프 상태로 설정하며, A/D 변환 전으로 분기하여 반복적인 루프 동작을 진행한다.
한편, 야간기준값보다 주변광 측정값보다 작은 단계에서는 LED SMPS 전원출력을 온 상태로 설정하고, LED SMPS 디밍 제어 출력을 OFF 상태(100% 밝기)로 설정한다. 그러므로, 제어부 마이크로 컨트롤러 회로에서는 점등시간 타이머를 스타트하고, 타이머를 런(RUN)시켜 점등이 유지된 시간을 계측하기 시작한다.
이후 제어부 마이크로 컨트롤러 회로에서는 다음 단계로 진행하는 데, 주변광 측정신호 A/D 변환을 실시하고, A/D 변환 후로 진행한다. 따라서, 주간 기준값보다 주변광 측정값이 큰가를 평가할 수 있다.
그 평가결과가 주변광 측정값보다 크다면 YES 단계로 분기한다. 따라서, LED-SMPS AC 전원출력을 오프 상태(0% 밝기)로 설정하고, 초기화 전단계로 분기하여 반복적인 루프 동작을 진행한다.
또 평가결과가 주변광 측정값보다 작다면 NO 단계로 분기한다. 따라서, 제어부 마이크로 컨트롤러 회로에서는 점등시간 타이머 값이 디밍시작 시간값 이상인가를 평가할 수 있다.
그 평가결과가 디밍시작 시간값 이상이라면 YES 단계로 분기한다. 따라서, 제어부 마이크로 컨트롤러 회로에서는 LED SMPS 디밍 제어 출력을 온(예컨데 60% 밝기가 됨) 상태로 설정하고, 점등시간 타이머를 STOP 상태로 설정한다. 이어, 알고리즘 A/D 변환전으로 분기하여 반복적인 루프 동작을 진행한다.
이와 달리 평가결과가 디밍시작 시간값 이하에 해당한다면, 상기와 같이 A/D 변환전으로 분기하여 반복적인 루프 동작을 진행한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 디밍 엘이디 가로등장치는 종래의 복잡하고 높은 비용이 소요되는 가로등 원격제어시스템이나 심야 디밍 제어를 하기 위한 별도의 장치를 가로등 철주에 설치하지 않고도, 본 발명의 디밍 엘이디 가로등에서 스스로 주변 밝기에 따른 자동 점소등 및 심야 디밍(DIMMING) 기능을 스스로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 디밍 엘이디(LED)가로등장치는 에너지 효율성이 높고 설치비용도 효율적인 LED 가로등 수단을 제공할 수 있으면서도, 부대장치 없이 간단한 시공이 가능할 뿐만 아니라 도시나 가로의 미관을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 디밍 엘이디 가로등장치를 실시하기 위한 구체적인 내용에는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 당업자라면 후술 될 특허청구 범위에 기재된 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변형시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
[부호의 설명]
10 : 가로등 제어부
20 : LED SMPS 전원부
30 : LED 발광모듈

Claims (13)

  1. AC 전원입력단자를 통해 AC 220 V 전원이 입력되고 조도센서로써 주변광 측정회로(15)가 해당 가로등의 주변광을 입력받고 있는 가로등 제어부 (10);
    이 가로등 제어부(10)에서 공급받은 LED SMPS AC전원 입력을 받아 LED 발광모듈(30)의 구동에 적합한 DC 전원으로 변환시키고, 이를 LED SMPS-디밍제어 입력에 따라 결정된 DC 전류량으로 LED 발광모듈(30)에 출력하는 기능을 수행하고 있는 LED SMPS 전원부(20) 및;
    DC 전원을 입력받아 다수 배열된 LED 발광을 통해 가시광선 영역의 조명용 빛을 내는 상용의 LED 모듈로서, 입력되는 DC 전원의 전압과 전류량에 따라 그 조명광 출력의 강도가 결정될 수 있는 LED 발광모듈 (30)로 구성된 것을 특징으로 하는 디밍 엘이디 가로등장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가로등 제어부(10)에서 AC 전원 입력단자로는 AC 220V 전원 입력과 주변광 입력을 받고, LED SMPS 전원연결단자로는 온/오프 제어가 이루어진 AC 출력을 LED SMPS 전원부(20)에 LED SMPS AC전원 입력으로 공급함과 동시에, LED SMPS 디밍연결단자로는 아날로그 형식의 디밍제어 출력을 LED SMPS 전원부(20)에 LED SMPS-디밍제어 입력으로 공급한 것을 특징으로 하는 디밍 엘이디 가로등장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가로등 제어부(10)는 주변광 측정회로(15)로 주변광 상태를 파악하여 조명광 출력의 온/오프 및 디밍 제어를 실시하는 구성이고,
    상기 LED SMPS 전원부(20)는 스위치 모드 파워서플라이(SMPS)로서 전력을 효율적으로 변환시키는 스위칭 레귤레이터가 포함된 전자식 전원공급장치인 것을 특징으로 하는 디밍 엘이디 가로등장치.
  4. 엘이디 가로등은 AC 전원입력단자를 통해 AC 220 V 전원이 입력되고 주변광 측정회로(15)가 해당 가로등의 주변광을 입력받고 있는 가로등 제어부(10), LED SMPS 전원부(20) 및, LED 발광모듈(30)로 구성되어;
    상기 가로등 제어부(10)는, 제어부 선로접속부(17)의 AC 전원입력단자를 통하여 AC-L과 AC-N 인입된 AC 전원에 낙뢰 등으로 인하여 유입되는 비정상적으로 높은 서지 전압으로부터 내부회로를 보호하기 위한 제어부 서지보호회로(16),
    AC 전원 입력을 받아 가로등 제어부에서 사용하기 위한 DC 전원을 출력하는 전원회로인 제어부 자체전원회로 (11),
    제어부 선로접속부(17)를 통하여 인입되고 제어부 서지보호회로(16)를 통하여 입력된 AC 전원을 공급받고, 제어부 자체전원회로(11)로부터 DC전원을 공급받고 제어부 마이크로 컨트롤러회로(13)로부터 LED SMPS 온/오프 제어 신호를 공급받아, 온/오프 제어가 이루어진 AC-L 출력을 생성하여 제어부 선로 접속부(17)의 LED SMPS 전원연결단자에 전달하는 제어부 AC 스위치회로(12),
    제어부 주변광 측정회로(15)에서 공급하는 주변광 측정 아날로그 신호를 입력받고, 제어부 자체전원회로(11)에서 공급하는 DC 전원을 동작전원으로 사용하며, 마이크로 컨트롤러 및 마이크로 컨트롤러에 내장된 타이머 기능 등을 통하여 동작 알고리즘을 운영하는 제어부 마이크로 컨트롤러회로(13),
    LED 조명광 출력의 온/오프 제어 및 디밍 제어의 근거가 되는 주변광에 대한 측정 기능을 수행하는 제어부 주변광 측정회로(15) 및,
    제어부 자체전원회로(11)에서 공급하는 DC 전원을 동작전원으로 사용하고, 제어부 마이크로 컨트롤러회로(13)로부터 디밍 제어신호를 공급받아, 디밍제어 출력을 합성하여 제어부 선로접속부(17)의 LED SMPS 디밍연결단자에 전달하는 제어부 디밍출력 합성회로(14)로 구성된 것을 특징으로 하는 디밍 엘이디 가로등장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부 선로접속부(17)는 가로등 제어부와 다른 구성사이의 배선을 용이하게 하기 위한 수단이고, AC 전원 입력단자, LED SMPS 전원 연결단자, LED SMPS 디밍 연결단자를 구비한 것을 특징으로 하는 디밍 엘이디 가로등장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부 자체전원회로(11)에서는 제어부 서지보호회로(16)를 통하여 서지가 제거된 AC입력을 받아, 전원 트랜스포머(PT1)을 통하여 낮은 전압의 AC 전압으로 변환한 후, 이를 다시 브릿지 다이오드(BD1)를 통하여 낮은 전압의 DC 전압으로 변환한 것을 특징으로 하는 디밍 엘이디 가로등장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부 자체전원회로(11)는 DC 5 V용 레귤레이터(U1) 및 콘덴서(C2)를 통하여 얻은 DC 5V 전원을 다시 제 2 레귤레이터(U2)로써 DC 3.3 V 출력용 레귤레이터 및 평활콘덴서(BC1) 및 콘덴서(C3)를 통하여 안정적인 DC 3.3 V 전원을 만든 후, 이를 제어부 마이크로 컨트롤러회로(13), 제어부 주변광 측정회로(15), 제어부 디밍 출력 합성회로(14)에 각각 공급한 것을 특징으로 하는 디밍 엘이디 가로등장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부 AC 스위치회로(12)는 반도체식 AC 릴레이(SSR1), 이를 구동하기 위한 포토커플러(OC1) 및, 이 포토커플러에 공급되는 구동전류의 양을 적절하게 정하기 위한 포토커플러 구동용 직력저항(R1)으로 구성된 것을 특징으로 하는 디밍 엘이디 가로등장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부 주변광 측정회로(15)는 주변광 센서소자(U4), 이 주변광 센서소자(U4)의 동작 감도를 정하기 위한 감도조정 저항(R6) 및, 주변광의 광량에 따라 가감되는 출력 전류를 전압으로 변환하기 위한 전류-전압 변환 저항(R5)으로 구성한 것을 특징으로 하는 디밍 엘이디 가로등장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부 디밍출력 합성회로(14)는 LED SMPS 디밍 제어 신호의 HIGH 상태에서 포토커플러(OC2)가 오프 상태가 되어, 디밍 제어출력의 전압 레벨을 결정하기 위한 바이어스 저항(R8)에 전류가 흐르지 않게 된 것을 특징으로 하는 디밍 엘이디 가로등장치.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부 마이크로 컨트롤러회로(13)에서는 리셋회로(R3 및 C4), 부트회로(R2), 동작전원 안정화를 위한 바이패스 콘덴서(BC2)와 마이크로 컨트롤러 내부의 아날로그 구성부에 노이즈가 제거된 안정적인 전원을 공급하기 위한 인덕터(L1) 및 바이패스 콘덴서(BC4)로 구성된 전원 필터회로, 저항(R4), 바이패스 콘덴서 (BC3), 스위치(RDSW1)로 구성된 테스트 모드 선택용 자석스위치 회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디밍 엘이디 가로등장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부 마이크로 컨트롤러회로(13)는 제어부 주변광 측정회로(15)에서 공급받은 주변광 측정신호 아날로그 값을 마이크로 컨트롤러의 내부 구성요소인 A/D 변환기를 통하여 디지털 값으로 변환한 후 그 결과 값을 알고리즘 운영에 활용한 것을 특징으로 하는 디밍 엘이디 가로등장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 알고리즘의 초기화는, 제어부 주변광측정회로부터 공급받은 주간으로 주변광 밝기 기준 값이고, 야간으로 주변광 밝기 기준값이며, 디밍동작이 시작될 경과 시간 값이고, LED SMPS AC 전원출력 초기값, 점등 시간 타이머인 특징으로 하는 디밍 엘이디 가로등장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109831851A (zh) * 2019-03-28 2019-05-31 四川艾贝斯科技发展有限公司 一种路灯单灯控制系统及控制方法
CN112351554A (zh) * 2020-08-19 2021-02-09 宣城城建智能科技有限公司 一种集路灯调光与气象数据采集一体的智慧路灯控制器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220107485A (ko) 2021-01-25 2022-08-02 삼성전자주식회사 Led 제어 장치 및 이를 포함하는 조명 장치

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100524233B1 (ko) * 2003-04-01 2005-10-28 김미현 사람의 감지와 형광등의 밝기를 자동 제어하는 조명 제어장치
KR100948736B1 (ko) * 2009-09-08 2010-03-22 (주)참슬테크 교류 위상제어방식을 이용한 발광다이오드 조명장치 및 그를 채용한 발광다이오드 조명장치 관리 시스템
KR101130334B1 (ko) * 2011-07-19 2012-03-26 금호이엔지 (주) 주변 조도에 따라서 밝기가 가변하는 ｌｅｄ 가로등
KR200465809Y1 (ko) * 2011-03-17 2013-03-11 비피솔루션(주) Ｌｅｄ 가로등시스템의 방열장치
KR101381308B1 (ko) * 2013-09-02 2014-04-04 주식회사 싸인텔레콤 반사갓을 통해 배광분포·조도효율이 향상된 다기능 led등기구
KR101496707B1 (ko) * 2014-03-07 2015-02-27 주식회사 오상엠엔이티 돌입전류 개선과 디밍 제어가 가능한 컨버터가 적용된 led 조명
KR101510223B1 (ko) * 2013-06-25 2015-04-08 주식회사 리모텍 Led 조명용 컨버터와 전력량계를 일체로 구비한 보안등 점멸기

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101254400B1 (ko) * 2011-02-15 2013-04-15 엘에스산전 주식회사 엘이디 가로등 조도 원격 제어시스템
KR101334042B1 (ko) * 2012-11-30 2013-11-28 주식회사 실리콘웍스 Ｌｅｄ 조명 장치 및 그의 전류 레귤레이터와 전류 레귤레이팅 방법
KR101479247B1 (ko) * 2013-02-20 2015-01-06 박창서 엘이디 조명기기용 디밍제어장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100524233B1 (ko) * 2003-04-01 2005-10-28 김미현 사람의 감지와 형광등의 밝기를 자동 제어하는 조명 제어장치
KR100948736B1 (ko) * 2009-09-08 2010-03-22 (주)참슬테크 교류 위상제어방식을 이용한 발광다이오드 조명장치 및 그를 채용한 발광다이오드 조명장치 관리 시스템
KR200465809Y1 (ko) * 2011-03-17 2013-03-11 비피솔루션(주) Ｌｅｄ 가로등시스템의 방열장치
KR101130334B1 (ko) * 2011-07-19 2012-03-26 금호이엔지 (주) 주변 조도에 따라서 밝기가 가변하는 ｌｅｄ 가로등
KR101510223B1 (ko) * 2013-06-25 2015-04-08 주식회사 리모텍 Led 조명용 컨버터와 전력량계를 일체로 구비한 보안등 점멸기
KR101381308B1 (ko) * 2013-09-02 2014-04-04 주식회사 싸인텔레콤 반사갓을 통해 배광분포·조도효율이 향상된 다기능 led등기구
KR101496707B1 (ko) * 2014-03-07 2015-02-27 주식회사 오상엠엔이티 돌입전류 개선과 디밍 제어가 가능한 컨버터가 적용된 led 조명

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109831851A (zh) * 2019-03-28 2019-05-31 四川艾贝斯科技发展有限公司 一种路灯单灯控制系统及控制方法
CN112351554A (zh) * 2020-08-19 2021-02-09 宣城城建智能科技有限公司 一种集路灯调光与气象数据采集一体的智慧路灯控制器
CN112351554B (zh) * 2020-08-19 2023-09-19 宣城城建智能科技有限公司 一种集路灯调光与气象数据采集一体的智慧路灯控制器

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