KR100948736B1 - 교류 위상제어방식을 이용한 발광다이오드 조명장치 및 그를 채용한 발광다이오드 조명장치 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저탄소 녹색성장 정책에 적합한 발광다이오드 조명장치 및 그를 채용한 발광다이오드 조명장치 관리 시스템을 개시한다. 그러한 발광다이오드 조명장치는, 구동 정전압에 연결된 발광다이오드 램프부와; 교류 전원 및 디밍 라인에 연결되며 상기 디밍 라인에 나타나는 출력 전압에 따라 구동 직류 전압을 제어함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하고 상기 제1,2 전극에 대하여 인가하는 램프 구동 제어부와; 상기 램프 구동 제어부의 디밍 라인과 외부의 통신라인에 연결되며, 상기 디밍 라인의 출력 전압을 동작모드별로 제어하여 노말 동작모드에서는 상기 발광다이오드 램프부의 발광량이 기본 조도 값으로 유지되도록 하고, 조도변경 데이터가 인가되는 변경 동작모드에서는 상기 기본 조도 값이 변경되도록 하는 로컬 조명 제어부를 실시예에서 구비한다. 교류 위상제어방식을 이용하는 본 발명의 실시예에 따르면, 정전류 구동방식에 비해 장치구현이 간단하여 비용이 절감됨은 물론 발열문제나 감전 위험이 보다 개선된다. 그리고, 기본적인 효과로서는 이벤트별 최적의 조도 제공을 수행하면서도 조명 제어의 다양화, 조명등 관리의 편리성, 조명 전력의 절감, 그리고 유지 보수의 편리성이 달성된다.

LED 램프, 조도 조절, AC 위상제어방식, 조도변경 이벤트, 구역별 제어

Description

교류 위상제어방식을 이용한 발광다이오드 조명장치 및 그를 채용한 발광다이오드 조명장치 관리 시스템{LED lamp management system using AC phase control}

본 발명은 아파트 등과 같은 공동주택의 지하 주차장, 승강기, 대형 건물의 주차장, 또는 채광이 어두운 건물 내부에 설치되는 전기적 장치에 관한 것으로, 특히 교류 위상제어방식을 이용한 발광다이오드 조명장치 및 그를 채용한 발광다이오드 조명장치 관리 시스템에 관한 것이다.

통상적으로 아파트 등과 같은 공동 주택의 지하 주차장, 대형 건물의 주차장, 채광이 어두운 건물 내부에는 어두운 곳을 밝게 하기 위하여 백열등이나 형광등이 주로 사용되어 왔다.

근래에 형광등 대체의 조명기구로서 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 LED라 칭함)를 사용하는 것이 개발되었다.

LED란 전기운반체가 전자와 상대되는 개념의 정공인 피(P)형 반도체와 운반 체가 전자인 엔(N)형 반도체를 접합한 접합면에 소수 캐리어를 주입하여 전자가 보다 높은 에너지 준위로 여기 되도록 한 후 다시 안정된 상태로 상기 주입된 전자와 정공이 재결합되게 하면 여기된 에너지가 빛의 파장대를 가진 전자파로 방사되어 가시 영역권 또는 근적외선 영역권에서 빛으로 방출되도록 한 발광소자를 말한다.

최근 LED는 비약적인 반도체 기술의 발전에 힘입어, 저휘도의 범용제품에서 탈피하여, 고휘도, 고품질의 제품으로 생산이 가능해졌다. 또한, 고특성의 청색(blue)과 백색(white) 다이오드의 구현이 현실화됨에 따라서, LED는 그 응용가치가 보다 확대되고 있는 실정이다.

그러한 LED는 광변환 효율이 높기 때문에 소비 전력이 매우 적다는 본질적 장점이 있다. 또한 작은 광원이기 때문에 소형화, 박형화, 경량화를 구현할 수 있다. 또한 형광등과 같은 수은, 방전용 GAS를 사용하지 않기 때문에 수은 등이 없는 환경 친화적인 조명 광원으로, 수명은 최소 5년 이상으로 반영구적인 사용이기 때문에 쓰레기를 발생하지도 않는 장점을 가지고 있다.

최근에, 이산화탄소를 줄이자는 그린 정책과 더불어 최근에 수명이 상대적으로 길며 소비 전력도 적은 고 휘도 LED 조명등이 개발되었으나, 각종 주차장이나 건물의 내부에 까지 적용시키기에는 초기투자 비용이 높고, 발열 및 조명 제어기술 의 구현 측면에서 문제점들이 있기 때문에 그 적용은 실질적으로 다소 미흡한 실정이다.

선행기술로서, 전원 공급선로인 레이스 웨이를 통해 수백볼트의 직류(DC)전원을 공급하고 발광다이오드의 조도를 정전류 제어방식으로 조절하는 기술의 경우 에, 구동 정전류를 발생시키기 위한 회로 사이즈가 커 설치공간 상의 제약이 뒤따르고, 회로장치의 구현 비용이 비싸고, 열 손실이 커서 발열의 문제가 있다.

또한, 발광다이오드 조명등의 결함 대비를 위해 바이패스 기능이 추가되어야 하고, 문제시 복구시간이 길다. 그리고, 인체 감전의 방지를 위해 DC 출력측에 별도의 감전방지용 보호장치를 추가로 설치해야 할 필요성이 있다.

따라서, 고압 직류전원을 공급하고 발광다이오드의 조도를 정전류 제어방식으로 행하는데 뒤따르는 문제들을 해결할 수 있는 개선된 기술이 요망되는 실정이다.

본 발명의 목적은 발광다이오드 조명등의 조도를 정전류 제어방식으로 행하는데 뒤따르는 종래의 문제들을 해결할 수 있는 발광다이오드 조명장치 및 그를 채용한 발광다이오드 조명장치 관리 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 교류 위상제어방식을 이용한 발광다이오드 조명장치 및 그를 채용한 발광다이오드 조명장치 관리 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 회로장치의 구현 비용이 저렴하고 발열 문제가 개선된 발광다이오드 조명장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 바이패스 기능의 채용 없이도 발광다이오드 조명등들에 대한 구동이 원활하게 이루어지는 발광다이오드 조명장치 및 그를 채용한 발광다이오드 조명장치 관리 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 발광다이오드 조명등의 결함 발생 시 복구시간이 상대적으로 빠르며, 인체 감전의 방지가 확실히 보장되는 발광다이오드 조명장치 및 그를 채용한 발광다이오드 조명장치 관리 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 아파트의 지하주차장, 놀이터, 또는 승강기에 적용하기 적합한 발광다이오드 조명장치 및 그를 채용한 발광다이오드 조명장치 관리 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 조명 제어의 다양화, 조명등 관리 및 현황 파악의 편리성, 및 유지 보수의 편리성을 개선할 수 있는 발광다이오드 조명장치 관리 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다양한 절전 동작모드들을 두어 조명 에너지를 절감하는 가운데 최적의 조도 제공 상태를 유지토록 할 수 있는 발광다이오드 조명장치 관리 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 실시예적인 일 양상에 따라, 발광다이오드 조명장치 관리 시스템은,

기본 조도제어 값 및 조도변경 데이터를 생성하여 통신라인을 통해 전송하는 조명장치 제어서버와;

구동 정전압이 인가되는 제1,2 전극 사이에 연결된 복수의 발광다이오드 유 닛을 가지는 발광다이오드 램프부와;

교류 전원 및 디밍 라인에 연결되며 상기 디밍 라인에 나타나는 출력 전압에 따라 구동 직류 전압을 제어함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하고 상기 제1,2 전극에 대하여 인가하는 램프 구동 제어부와;

상기 램프 구동 제어부와 상기 조명장치 제어서버 간에 연결되며, 상기 디밍 라인의 출력 전압을 제어하여 노말 동작모드에서는 상기 발광다이오드 램프부의 발광량이 상기 기본 조도제어 값에 대응되는 기본 조도 값으로 유지되도록 하고, 상기 조도변경 데이터가 인가되는 변경 동작모드에서는 상기 기본 조도 값이 변경되도록 하는 로컬 조명 제어부를 구비한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 기본 조도제어 값은 조명장치에 대한 기본적 제어를 위해 계절별, 주변밝기별, 또는 시간별에 따라 차별화될 수 있으며, 상기 조명장치 제어서버는 상기 통신라인을 통해 상기 로컬 조명 제어부와 통신을 행하여 조명전력 사용 현황이나 발광다이오드 램프부의 결함현황을 저장할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서, 상기 조도변경 데이터는 RFID 수신기와 연결된 유비쿼터스 주차 정보 시스템, 지그비 통신기, 무선호출 주파수 통신기와 연결된 전자통신 시스템, 센싱 시스템, 또는 카메라와 연결된 영상 기록 시스템 중의 적어도 하나로 부터 제공된 것일 수 있으며,

상기 발광다이오드 램프부는 공동주택의 지하 주차장, 놀이터, 또는 승강기의 내부에 설치될 수 있다.

바람직하기로, 상기 디밍 라인의 출력 전압은 상기 교류 전원의 P상 라인에 나타나는 전압을 SCR 또는 트라이액 소자를 이용하여 위상 제어함에 의해 얻은 것일 수 있다.

본 발명의 실시예적인 다른 양상에 따라, 발광다이오드 조명장치는,

구동 정전압이 인가되는 제1,2 전극 사이에 어레이 형태로 배열된 복수의 발광다이오드 유닛을 가지는 발광다이오드 램프부와;

교류 전원 및 디밍 라인에 연결되며 상기 디밍 라인에 나타나는 출력 전압에 따라 구동 직류 전압을 제어함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하고 상기 제1,2 전극에 대하여 인가하는 램프 구동 제어부와;

상기 램프 구동 제어부의 디밍 라인과 외부의 통신라인에 연결되며, 상기 디밍 라인의 출력 전압을 동작모드별로 제어하여 노말 동작모드에서는 상기 발광다이오드 램프부의 발광량이 기본 조도 값으로 유지되도록 하고, 조도변경 데이터가 인가되는 변경 동작모드에서는 상기 기본 조도 값이 변경되도록 하는 로컬 조명 제어부를 구비한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 발광다이오드 유닛은 약 0.3 와트의 백색 발광다이오드일 수 있다.

또한, 상기 램프 구동 제어부는,

상기 교류 전원을 받아 상기 구동 직류 전압을 생성하는 직류 전압 생성부와;

상기 디밍 라인과 상기 교류 전원의 N 상 라인 간에 나타나는 상기 출력 전압의 위상을 검출하기 위한 위상 검출부와;

상기 위상 검출부의 위상 검출 출력에 응답하여 미리 설정된 구동 제어신호를 출력하는 제어부와;

상기 구동 제어신호에 응답하여 상기 구동 직류 전압을 펄스 폭 변조 방식으로 구동함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하는 펄스 폭 변조 구동부를 구비할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 로컬 조명 제어부는,

상기 통신라인과 연결되어 통신 데이터를 인터페이싱 하기 위한 통신 인터페이스부와;

상기 통신 인터페이스부를 통해 외부와 통신하여 기본 조도제어 값 및 조도변경 데이터에 대응되는 디밍 제어신호를 구별적으로 생성하는 제어 프로세서와;

상기 교류 전원을 패싱하며 상기 디밍 제어신호에 응답하여 상기 교류 전원의 P상 라인의 전압을 위상 제어함에 의해 나타나는 상기 출력 전압을 상기 디밍 라인에 인가하는 전압 출력부를 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서 상기 로컬 조명 제어부는,

모션, 인체, 조도, 및 온도 센서 중 적어도 하나의 센서로부터 인가되는 센싱신호를 인터페이싱하여 상기 제어 프로세서로 인가하는 센서 인터페이스부와;

상기 제어 프로세서에 연결되어 상기 발광다이오드 램프부에 대한 설치 위치를 나타내는 구역 ID를 설정하기 위한 ID 세팅부와;

상기 디밍 라인의 출력전압을 수동으로 조절하여 상기 발광다이오드 램프부가 수동적으로 디밍되도록 하기 위한 수동 설정부를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 실시예적인 또 다른 양상에 따라, 발광다이오드 조명등은,

구동 정전압이 인가되는 제1,2 전극 사이에 어레이 형태로 배열된 복수의 발광다이오드 유닛을 가지는 발광다이오드 램프부와;

상기 발광다이오드 램프부와 일체로 형성되고 레이스 웨이를 통해 배선된 교류 전원 및 디밍 라인에 연결되며, 상기 교류 전원을 이용하여 설정된 전압레벨로 변환한 구동 직류 전압을 상기 디밍 라인에 나타나는 출력 전압에 따라 펄스폭 변조 방식으로 제어함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하여 상기 제1,2 전극에 인가하는 램프 구동 제어부를 구비한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 발광다이오드 램프부는 24V의 직류전압에 대하여 약 32 와트의 전력 소비량을 갖는 백색 계열의 램프일 수 있으며,

상기 램프 구동 제어부는,

상기 교류 전원을 받아 상기 구동 직류 전압을 생성하는 직류 전압 생성부와;

상기 디밍 라인과 상기 교류 전원의 N 상 라인 간에 나타나는 상기 출력 전압의 위상을 검출하기 위한 위상 검출부와;

상기 위상 검출부의 위상 검출 출력에 응답하여 미리 설정된 구동 제어신호를 출력하는 제어부와;

상기 구동 제어신호에 응답하여 상기 구동 직류 전압을 펄스 폭 변조 방식으로 구동함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하는 펄스 폭 변조 구동부를 구비할 수 있다.

바람직하기로, 상기 램프 구동 제어부는,

물체 감지 센서와;

상기 물체 감지 센서로부터 출력되는 센싱신호를 인터페이싱하여 상기 제어부에 인가함에 의해 상기 구동 정전압을 변화시키는 센서 인터페이스부를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 실시예적인 또 다른 양상에 따라, 구동 정전압을 받아 구동되는 발광다이오드 램프부를 제어하기 위한 방법은,

교류 전원 라인 및 디밍 라인을 포함한 3상 라인에 연결되며 상기 디밍 라인에 나타나는 출력 전압에 따라 구동 직류 전압을 펄스 폭 변조 방식으로 제어함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하는 램프 구동 제어부를 상기 발광다이오드 램프부의 근방에 준비하는 단계와;

기본 조도제어 데이터가 결정되면 상기 발광다이오드 램프부의 발광량이 기본 조도 값으로 유지되도록 상기 디밍 라인의 출력 전압을 기본 전압레벨로 제어하는 단계와;

변경 요구 이벤트가 발생된 경우에 상기 기본 조도 값이 변경되도록 상기 디밍 라인의 출력 전압을 하나 이상의 변경 전압레벨로 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 변경 요구 이벤트는, 서버 데이터, 센서 데이터, 또는 접접 데이터가 수신되는 경우에 발생될 수 있다.

바람직하기로, 상기 서버 데이터가 RFID 수신기와 연결된 유비쿼터스 주차 정보 시스템으로부터 발생되는 신호로서 수신된 경우 또는 상기 센서 데이터가 인 체나 움직임 센서로부터 발생되는 신호로서 수신된 경우에 상기 변경 전압레벨은 상기 기본 전압레벨보다 높으며,

상기 센서 데이터가 조도 센서나 온도센서로부터 발생되는 과도신호로서 수신된 경우나 상기 접점 데이터가 비상전원 절체에 의한 절체신호로서 수신된 경우에 상기 변경 전압레벨은 상기 기본 전압레벨보다 낮을 수 있다.

교류 위상제어방식을 이용한 본 발명의 실시예적 구성에 따르면, 정전류 구동방식에 비해 장치구현이 간단하여 비용이 절감됨은 물론 발열문제나 감전 위험이 보다 완화된다. 그리고, 기본적인 효과로서는 이벤트별 최적의 조도 제공을 수행하면서도 조명 제어의 다양화, 조명등 관리의 편리성, 조명 전력의 절감, 그리고 유지 보수의 편리성이 달성된다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들에 따라, 교류 위상제어방식을 이용한 발광다이오드 조명장치 및 그를 채용한 발광다이오드 조명장치 관리 시스템에 대한 구성 및 작용이 첨부된 도면들을 참조로 상세히 설명될 것이다. 한편, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 회로블록의 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명이 생략될 것이다.

먼저, 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명장치 관리 시스템의 구성블록도이고, 도 2는 도 1중 로컬 조명 제어부의 세부적 구성블록도이며, 도 3은 도 2중 전원회로의 구현 예를 보여주는 블록도이다.

도 4는 도 2중 전압 출력부의 구현 예를 보여주는 블록도이며, 도 5는 도 2중 출력 검출부의 구현 예를 보여주는 블록도이고, 도 6은 도 1중 램프 구동 제어부의 세부적 구성블록도이다.

도 7은 도 6중 위상 검출부의 구현 예를 보여주는 블록도이고, 도 8은 도 6중 컨버터 및 PWM 구동부의 구현 예를 보여주는 블록도이며, 도 9는 도 6중 센서 인터페이스의 구현 예를 보여주는 블록도이다.

도 10은 도 1중 LED 램프부의 구현 예를 보여주는 블록도이고, 도 11은 도 1중 로컬 조명 제어부의 조도 조절에 관련된 동작 제어흐름도이며, 도 12는 도 1중 제어 서버의 통합적 조도 조절 및 램프 모니터링에 관련된 동작 제어흐름도이다.

도 13은 도 10의 LED 램프부에 대한 상황별 조도 조절 스텝들의 예를 보여주는 도면이다.

먼저, 도 1을 참조하면, CCTV 카메라들(50,51), DVR 장치(100), 제어서버(200), 통신망 접속부(300), 로컬 조명 제어부 그룹(400), 램프 구동 제어부(500,510,520,502,512,522), LED 램프부(600,610,620,602,612,622)를 포함하는 LED 조명장치 관리 시스템의 구성블록이 보여진다.

상기 제어서버(200)는 기본 조도제어 값 및 조도변경 데이터를 생성하여 통신라인(L+,L-)을 통해 전송하는 조명장치 제어서버로서 기능한다.

상기 LED 램프부(600)는 구동 정전압이 인가되는 제1,2 전극(도10의 DC+와 GND에 대응) 사이에 연결된 복수의 발광다이오드 유닛을 도 10과 같이 가질 수 있다.

상기 램프 구동 제어부(500)는 교류 전원(P,N) 및 디밍 라인(VP)에 연결되며 상기 디밍 라인(VP)에 나타나는 출력 전압에 따라 구동 직류 전압을 제어함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하고 상기 제1,2 전극에 대하여 인가하는 기능을 한다.

LED 램프 콘트롤러로서 기능하는 상기 로컬 조명 제어부 그룹(400)내의 로컬 조명 제어부(450)는, 상기 램프 구동 제어부(500)와 상기 조명장치 제어서버(200) 간에 연결되며, 상기 디밍 라인(VP)의 출력 전압을 제어하여 노말(nomal) 동작모드에서는 상기 발광다이오드 램프부(600)의 발광량이 상기 기본 조도제어 값에 대응되는 기본 조도 값으로 유지되도록 하고, 상기 조도변경 데이터가 인가되는 변경 동작모드에서는 상기 기본 조도 값이 변경되도록 한다. 상기 디밍 라인(VP)의 출력 전압은 상기 교류 전원의 P상 라인에 나타나는 전압을 SCR 또는 트라이액 소자를 이용하여 위상 제어함에 의해 얻어질 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 기본 조도제어 값은 조명장치에 대한 기본적 제어를 위해 계절별, 주변밝기별, 또는 시간별에 따라 차별화될 수 있으며, 상기 조명장치 제어서버(200)는 상기 통신라인을 통해 상기 로컬 조명 제어부(450,460)와 통신을 행하여 조명전력 사용 현황이나 발광다이오드 램프부의 결함현황을 저장할 수 있다. 상기 제어서버(200)는 필요시 단말기를 통해 상기 조명전력 사용 현황이나 발광다이오드 램프부의 결함현황을 디스플레이 할 수 있다.

상기 조도변경 데이터는 RFID 수신기와 연결된 유비쿼터스 주차 정보 시스템, 지그비 통신기, 무선호출 주파수 통신기와 연결된 전자통신 시스템, 센싱 시스템, 또는 카메라와 연결된 영상 기록 시스템 중의 적어도 하나로 부터 제공된 것일 수 있으며, 도 1에서는 버스라인(B10)을 통해서는 상기 DVR 장치(100)로부터 제공된 움직임 감지 신호가 전송되며, 버스라인(B20)을 통해서는 상기 유비쿼터스 주차 정보 시스템, 지그비 통신기, 무선호출 주파수 통신기와 연결된 전자통신 시스템, 또는 센싱 시스템에서 제공된 신호 또는 데이터가 전송될 수 있다.

상기 발광다이오드 램프부(600)는 공동주택의 지하 주차장, 놀이터, 또는 승강기의 내부에 설치될 수 있으며, 설치의 편의상 램프 구동 제어부(500)와 함께 하나의 램프 어셈블리(550)를 이룰 수 있다.

도 1에서는, 하나의 로컬 조명 제어부(450)에 복수의 램프 어셈블리(550)가 연결되어 있는 것으로 되어 있는데, 램프 어셈블리의 개수는 전력 용량의 설계에 따라 적절히 가감될 수 있다. 설계 시에 상기 로컬 조명 제어부(450)로부터 가장 멀리 떨어진 말단의 램프 어셈블리에서는 약 5% 이내의 전압 강하를 갖도록 권고된다.

또한, 도 1의 경우에 로컬 조명 제어부 그룹(400)내에 설치되는 로컬 조명 제어부의 개수도 조명장치의 설치 장소에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예컨대 아파트의 지하 주차장인 경우에 적어도 2개 이상의 로컬 조명 제어부(450,460)가 설치될 수 있다. 그러한 경우에 제어서버(200)와 로컬 조명 제어부 그룹(400)사이에는 RS 485 통신 등을 지원하는 망 스위치, 라우터, 또는 허브로서 기능하는 통신 망 접속부(300)가 설치된다.

상기 제어서버(200)는 상기 조도변경 데이터의 생성을 위해, 버스라인(B20)을 통해 RFID 수신기와 연결된 유비쿼터스 주차 정보 시스템인 주차서버와 연결되는 것이 통상적이지만, 이외에도 지그비 통신기나 무선호출 주파수 통신기와 연결된 차량 주차위치 확인용 전자통신 시스템과 연결되거나, 비상호출 신호나 고유 ID를 갖는 무선송출 신호를 발생하는 휴대용 무선단말기와 연결될 수 있음은 물론이다. 상기 주차서버는 예컨대 지하주차장과 같은 공간에 각 구역별로 설치된 RFID 수신 단말기들로부터 전송된 구역별 주차위치 정보를 받아 이를 각 세대에 통보하고 CCTV 모니터링이나 승강기 호출이 이루질 수 있도록 하는 기능을 한다. 본 발명의 실시예에서 상기 주차서버로부터 주차위치 정보를 받거나 DVR 장치(100)로부터 움직임 감지신호를 받을 경우에 상기 제어서버(200)에 의해 조도변경 데이터가 생성되어, 그에 따른 조도 조절이 이루어진다. 예를 들어, 평소 20 % 내지 0%의 조도로 구역별 조명을 실시하고 있다가 상기 주차위치 정보나 움직임 신호가 인가되는 경우에 상기 LED 램프부의 조도를 50%내지 100%로 변경시킬 수 있는 것이다.

도 2를 참조하면, 상기 로컬 조명 제어부 그룹(400)내의 로컬 조명 제어부(450,460)의 세부적 구성블록이 일예로서 나타나 있다.

도 2를 참조하면, LED 램프 콘트롤러(LLC)로서 기능하는 로컬 조명 제어부(450)는, 통신라인(L+,L-)과 연결되어 통신 데이터를 인터페이싱 하기 위한 통신 인터페이스부(402)와, 상기 통신 인터페이스부(402)를 통해 외부와 통신하여 기본 조도제어 값 및 조도변경 데이터에 대응되는 디밍 제어신호(CON)를 구별적으로 생 성하는 제어 프로세서(410)와, 상기 교류 전원(P,N)을 패싱하며 상기 디밍 제어신호(CON)에 응답하여 상기 교류 전원의 P상 라인의 전압을 위상 제어함에 의해 나타나는 상기 출력 전압(VP 전압)을 상기 디밍 라인(VP)에 인가하는 전압 출력부(408)를 기본적으로 구비한다. 상기 통신 인터페이스부(402)는 드라이버 IC MAX491CPD-DIP로서 구현될 수 있다.

도 2에서, ID 셋팅부(412)는 제어 프로세서(410)에 연결되어 상기 발광다이오드 램프부(600)에 대한 설치 위치를 나타내는 구역 ID를 설정한다. 상기 ID 셋팅부(412)는 선택 딥 스위치로서 구현될 수 있다.

수동 설정부(416)는 상기 디밍 라인(VP)의 출력전압을 수동으로 조절하여 상기 발광다이오드 램프부가 수동적으로 디밍되도록 할 수 있다.

제어 프로세서(410)는 MPU 예컨대 Atmega 128L-8AI를 채용할 수 있으며, 리셋단자(RES)를 갖는다. 표시부(418)는 디밍 현황, 구동현황, 사용현황 등과 같은 각종 현황을 디스플레이하는 용도로서 설치되며, 메모리부(420)는 데이터를 저장하는 용도로 설치된다. 접점 입력부(424)는 접점 신호 예컨대 비상 경보 신호가 인가되는 경우에 이를 제어 프로세서(410)에 인가하는 기능을 한다.

상기 제어 프로세서(410)에는 모션, 인체, 조도, 및 온도 센서 중 적어도 하나의 센서로부터 인가되는 센싱신호를 인터페이싱하는 센서 인터페이스부가 더 추가될 수 있다.

도 2에서 상기 제어 프로세서(410)와는 통신라인(RX/TX)을 통해 연결된 상기 통신 인터페이스부(402)가 RS485 통신을 인터페이싱 하는 경우에 상기 통신라 인(L+)는 통신라인RS485+ 에 대응되고, 상기 통신라인(L-)는 통신라인RS485-에 대응된다.

도 2의 전원회로(406)에 공급되는 교류전원(예 220V)은 외부에서 단상 차단기(404)를 거쳐 인가된다. 상기 단상 차단기(404)는 ELB 또는 MCCB일 수 있으며 과부하 및 누전 차단기능을 함께 가질 수 있다.

상기 단상 중에서 P상은 일반적으로 핫라인으로 불려지고, N상은 뉴트럴 라인 또는 접지라인으로 불려진다.

상기 전원회로(406)는 상기 전압 출력부(408)에 단상 전압(교류 220볼트)을 그대로 패싱하는 역할을 함과 아울러 직류 전압(Vin)과 제로 크로싱 신호(ZC)를 생성하여 상기 제어 프로세서(410)로 인가하는 역할을 한다.

도 2의 장치 구현은 종래의 정전류 구동방식에 비해 간단하여 비용이 절감됨은 물론 발열문제가 최소화된다. 또한, 고압의 직류전압을 사용하지 않으므로 감전 위험이 보다 개선된다.

상기 전원회로(406)의 구체적 구성 예는 도 3에서 보여진다.

한편, 도 2에서 출력 검출부(414)는 상기 P상의 전류량을 검출하여 출력 검출신호(OC)를 생성하고 이를 상기 제어 프로세서(410)로 인가한다. 이에 따라 상기 제어 프로세서(410)는 전력 사용현황을 연산할 수 있게 된다.

이제 도 3을 참조하면, 도 2의 전원회로(406)에 대한 상세 구현 예가 보여진다. 트랜스포머(T1)에 의해 교류 220V의 전압은 설정된 전압으로 변압된다. 상기 변압된 교류 전압은 브리지 다이오드(BD)에 의해 전파 정류되어 직류전압으로 변환 된다. 상기 정류된 직류전압은 정전압기(REG)에 의해 안정화되어 일정한 직류전압 예컨대 5V 또는 3.3V로서 출력된다. 직류 전압(Vin)이 5V인 경우에 도 2의 제어 프로세서(410)의 구동전원으로서 사용될 수 있다.

상기 트랜스포머(T1)의 2차측 권선 노드들(NO1,NO2) 사이에 연결된 발광다이오드와 포토 트랜지스터로 구성된 포토 커플러(PT1)는 제로 크로싱 검출회로로서 기능한다. 상기 포토 커플러(PT1)의 출력노드(ND1)에 나타나는 제로 크로싱 신호(ZC)는 AC 펄스 신호형태이다.

도 4를 참조하면, 도 2의 전압 출력부(408)의 구현 상세예가 보여진다. 상기 디밍 라인(VP)의 출력 전압(VP 전압)은 포토 트라이액(PT) 및 트라이액(TA)의 구동 에 따라 결정되며, 인덕터(L1)는 출력 전압에 포함된 노이즈를 제거하기 위한 역할을 한다. 상기 디밍 제어신호(CON)가 로우레벨인 경우에 상기 포토 트라이액(PT)또는 포토 커플러가 동작하여 트라이액(TA)의 게이트에 전압이 인가된다. 이에 따라, 디밍 라인(VP)의 출력 전압(VP 전압)은 위상 제어된 교류 전압으로서 출력된다. 따라서, 상기 전압 출력부(408)는 상기 교류 전원(P,N상인 경우에 220V))을 후단으로 패싱하며 상기 디밍 제어신호(CON)에 응답하여 대응되는 상기 출력 전압(VP 전압)을 상기 디밍 라인(VP)에 인가하는 역할을 한다.

도 5를 참조하면, 도 2에서의 출력 검출부(414)를 구현한 구체 예가 보여진다. 도 5에서 전류 감지기(CT1)는 상기 P상을 통해 흐르는 전류량을 검출한다. 비교기(COM10)는 비반전단(+)과 반전단(-)의 입력 값을 서로 비교한 비교 신호를 다이오드(D10)를 통해 노드(ND11)에 출력한다. 상기 비교 신호는 저항들(R15,R16)을 거쳐 상기 출력 검출신호(OC)로서 생성된다. 상기 출력 검출신호(OC)는 상기 제어 프로세서(410)로 인가된다.

도 6을 참조하면, 도 1중 램프 구동 제어부(500)의 세부적 구성블록이 실시예로서 보여진다.

상기 램프 구동 제어부(500)는,

상기 교류 전원(P,N 상을 통해 인가되는 전원)을 받아 상기 구동 직류 전압을 생성하는 직류 전압 생성부(501,502)와, 상기 디밍 라인(VP)과 상기 교류 전원의 N 상 라인 간에 나타나는 상기 출력 전압의 위상을 검출하기 위한 위상 검출부(504)와, 상기 위상 검출부(504)의 위상 검출 출력에 응답하여 미리 설정된 구동 제어신호(DRV)를 출력하는 제어부(507)와, 상기 구동 제어신호(DRV)에 응답하여 상기 구동 직류 전압(예컨대 DC24V)을 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 구동함에 의해 상기 구동 정전압(DC+와 GND 간의 전압)을 생성하는 펄스 폭 변조 구동부(508)를 기본적으로 포함한다.

또한, 상기 위상 검출부(504)의 위상 검출을 보다 정확히 수행할 수 있도록 하기 위해 노이즈 제거용 필터(503)가 더 설치될 수 있다. 그리고 상기 직류 전압 생성부의 일부를 구성하는 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS:501)는 DC24V를 생성하는 범용 파워 서플라이 회로로써 구현할 수 있으며, DC/DC 컨버터(502)는 상기 SMPS(501)의 출력전압(DC와 G 간의 출력 직류전압)을 받아 직류전압 변환을 행하여 DC5V의 출력을 행할 수 있다.

상기 제어부(507)는 통상의 MPU로서 구현될 수 있으며 센서(505)의 출력을 수신하여 인터페이싱하는 센서 인터페이스(506)와도 연결될 수 있다. 여기서, 상기 센서(505)는 적외선센서, 초음파 센서 등으로 구현될 수 있다.

도 7은 도 6중 위상 검출부(504)의 구현 예를 보여주는 블록도로서, 상기 디밍 라인(VP)의 위상을 검출하여 위상 검출 출력(AC_S)을 출력하기 위해, 인덕터(L1), 다이오드(D1), 저항들(R1,R2,R3,R4,R5,R6), 제너 다이오드(ZD1), 트랜지스터 (T1), 커패시터(C1), 및 포토 커플러(PT1)를 포함하는 와이어링 구조를 가진다.

상기 위상 검출부(504)의 위상 검출과정은 본 분야에 공지된 기술이므로, 세부적인 동작 설명은 생략된다.

도 8은 도 6중 DC/DC 컨버터(502) 및 PWM 구동부(508)의 구현 예를 보여주는 회로도이다. 상기 DC/DC 컨버터(502)는 다이오드(D10), 커패시터들(C10,C11,C12) 및 정전압기(REG10)를 포함하며, 상기 PWM 구동부(508)는 저항들(R10,R11), 트랜지스터들(T10,T11)을 포함하는 와이어링 구조를 가질 수 있다.

도 8에서 상기 미리 설정된 구동 제어신호(DRV)가 저항(R10)을 통하여 트랜지스터(T10)의 베이스에 펄스 폭 변조 신호로써 인가되면, 상기 구동 직류 전압(예컨대 DC24V)이 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 구동되어, 상기 구동 정전압(DC+와 GND 간의 전압)이 생성된다.

도 9는 도 6중 센서 인터페이스(506)의 구현 예를 보여주는 블록도이다. 상기 센서 인터페이스(506)는 도 9의 경우에 커패시터(C10), 레귤레이터(REG10), 및 저항(R10)을 포함하는 결선구성을 가지며, 센서에 전원을 공급함과 아울러 센서로부터 검출된 센싱신호(PIR_S)를 MPU(507)로 전달하는 역할을 한다.

도 10은 도 1중 LED 램프부(600,610)의 구현 예를 보여주는 블록도이다.

도면을 참조하면, 구동 정전압이 인가되는 제1,2 전극(DC+,GND) 사이에 어레이 형태로 배열된 복수의 발광다이오드 유닛(UD1)을 가지는 LED 램프부의 구성이 보여진다. 도 10의 LED 램프부(600,610)는 24V의 직류전압에 대하여 약 32와트의 전력 소비량을 가지도록 설계될 수 있다. 하나의 LED 셀은 웜 화이트(백색) 계열의 0.3와트 램프로써 구현될 수 있다. 도 10의 경우에는 약 32W의 용량을 위해, 6개의 LED 셀이 직렬로 연결된 경우에 18열의 LED 유닛(UD1)이 나란히 배치된다.

상기 LED 램프부(600,610)에는 필요 시에 광촉매 도포된 폴리카보네이트 계열의 플라스틱 판넬이 커버로써 채용될 수 있다. 또한, 상기 커버는 자체로서 렌즈 기능을 갖도록 제조될 수 있으며, 필요한 경우에 상기 커버의 상부에는 빛의 확산을 조절하기 위한 굴절 렌즈부가 나사 결합될 수 있다.

또한, LED 램프부(600,610)의 발광다이오드 어레이에서 발생되는 열을 방출하기 위한 구리나 알루미늄 합금 재질의 방열판이 더 구비될 수 있다. 그러나, 사안이 다른 경우에 하우징이 방열판의 역할을 대신하도록 구성할 수 있으며, 필요한 경우에 쿨링 팬이 장착될 수 도 있다.

도 13은 도 10의 LED 램프부에 대한 상황별 조도 조절 스텝들의 예를 보여주는 도면이다. 제어 판넬(11a)이 수동 모드로 설정된 경우에 LED 램프부는 온 또는 오프되거나 도 2의 수동 설정부(416)의 디밍 조절에 의해 0-100% 조도 범위에서 선택된 상태로 유지될 수 있다. 또한, 제어 판넬(11a)이 자동 모드로 설정된 경우에 LED 램프부는 온 또는 오프는 물론, 40%, 60%, 80%, 및 90% 등으로 이벤트 발생에 따라 적절히 변경될 수 있음을 보여준다.

도 11은 도 1중 로컬 조명 제어부의 조도 조절에 관련된 동작 제어흐름도이며, 도 12는 도 1중 제어 서버의 통합적 조도 조절 및 램프 모니터링에 관련된 동작 제어흐름도이다.

도 1중 로컬 조명 제어부의 조도 조절에 관련된 동작 제어흐름을 보여주는 도 11을 참조하여 조도 조절동작을 설명하면 다음과 같다.

제121단계에서 도 2의 제어 프로세서(410)는 초기화를 수행한다. 상기 초기화 단계에서 각종 포트 및 UART 초기화, 타이머 및 컨버터 초기화, 각종 레지스터 초기화가 실행된다.

제122단계에서 자동모드의 유무가 체크되고, 아니면 제123단계에서 수동모드의 유무가 체크된다. 수동모드인 경우에는 제124단계가 실행되어 도 13을 통하여 설명된 수동 모드에서의 동작이 수행된다. 한편, 자동모드인 경우에 상기 제어 프로세서(410)는 제126단계를 먼저 실행한다. 제126단계에서, 상기 제어 프로세서(410)는 도 2의 통신 인터페이스부(402)를 통하여 도 1의 제어서버(200)와 통신을 행한다. 이 경우에 도 1의 로컬 조명 제어부(450)의 구역 ID는 도 2의 ID 셋팅부(412)에 의해 설정되므로, 도 1의 제어서버(200)는 로컬 조명 제어부 그룹(400)내의 어느 조명 제어부인지를 인식할 수 있게 된다.

제127단계에서 상기 제어 프로세서(410)는 기본 조도제어 값에 대응되는 디밍 제어신호(CON)를 기본 조도제어 데이터로서 결정한 후, 제128단계에서 상기 전압 출력부(408)로 인가한다. 상기 기본 조도제어 데이터는 상기 제어서버(200)로부 터 기본 조도제어 값을 받아 결정된 데이터이다. 이에 따라, 도 1의 LED 램프부(600,610,620)는 디밍 라인을 통한 AC 위상 제어 및 직류 정전압에 대한 PWM 구동 제어를 차례로 거치는 제어 메커니즘에 의해 기본 조도로 빛을 발광한다.

제129단계에서, 상기 기본 조도제어 데이터에 따른 기본 조도가 최소로 유지되는 지의 유무가 체크된다. 상기 제129단계는 상기 제어 프로세서(410)가 미도시된 센서 인터페이스를 통하여 조도센서의 감지신호를 수신하고 이를 설정된 기준신호와 비교함에 의해 달성될 수 있다.

기본 조도를 유지하는 상기 제129단계 이후에, 제131,132,133단계에서, 통신 데이터, 비상전원, 센서 또는 접접 데이터가 수신되는 지가 이벤트별로 체크된다. 상기 변경요구 이벤트 발생 단계에서 데이터가 수신되는 경우에 상기 제어 프로세서(410)는 상기 디밍 제어신호(CON)를 조절하여 상기 디밍 라인(VP)의 위상이 변화됨에 따라 PWM 구동 제어를 변화시키게 되는 조도 조절을, 제140단계, 제150단계, 및 제160단계를 통하여 각기 실행한다.

상기 조도 조절단계에서, 상기 통신 데이터가 DVR을 통한 모션 검출신호로서 수신된 경우나, RFID 수신기와 연결된 유비쿼터스 주차 정보 시스템(UPIS)으로부터 발생되는 신호로서 수신된 경우, 비상벨, 또는 무선 위치 데이터가 수신된 경우에는 제140단계에서와 같이 100%, 또는 20-80% 의 조도로 변경된다. 또한, 상기 비상전원 입력 모드의 경우에 제150단계에서와 같이 모드 1, 또는 모드 2에 따라 조도가 변경된다. 상기 모드 1의 경우가 70-100%의 조도로 변경되는 것이라면, 상기 모드 2의 경우는 오히려 조도를 감소시키도록 20%의 조도로 변경되게 할 수 있다.

한편, 인체나 움직임 센서로부터 발생되는 신호로서 수신된 경우나 조도, 온도, 비상 접점으로서 수신된 경우에 제160단계에서와 같이 70-100%의 조도로 변경된다. 결국, 조도는 50%에서 100%로 변경되므로 어두운 상태에서 밝아지는 상태로 바뀌어진다.

이와 같이 디밍 제어신호를 증가시켜 기본 조도보다 증가된 조도로 변화되도록 하는 반면에, 상기 센서 데이터가 조도 센서나 온도센서로부터 발생되는 과도신호로서 수신된 경우나 상기 접점 데이터가 비상전원 절체에 의한 절체신호로서 수신된 경우에 상기 제어 프로세서(410)는 디밍 제어신호를 조절하여 상기 기본 조도보다 감소된 조도 예컨대 20%로 변화되게 할 수 있다. 온도센서의 과온도 감지인 경우에 조명등에 화재가 날 우려가 있으므로, 전력사용을 줄이는 것이 당연하다. 한편, 비상전원이 투입된 경우 모드 1의 경우에서는 오히려 조도를 80%로 증가시킬 수 있다. 이러한 것은 안전한 대처나 대피를 위해 마련된 것이다.

상기 로컬 조명 제어부(450)가 주차장의 구역마다 대응 설치되는 경우에 구역별 조도 조절이 실시된다.

구역별 조도 조절시, 상기 UPIS 신호가 어느 단말기에서 발생된 것인가에 따라 귀가방향과 외출방향이 인식된다. 만약 귀가인 경우에 A,B,C,D 구역을 이용자가 지나간다고 가정하면, 현재 이용자가 있는 구역이 A구역인 경우라면 A 구역만을 100%의 조도로 가져가고, 다른 나머지 구역들 B,C,D는 20-80%의 조도로 제어할 수 있다. 시간이 지나서 이용자가 B 구역을 지나갈 때에는 B 구역만을 100%의 조도로 제어하고 나머지 구역들의 조도는 20-80%로 제어할 수 있는 것이다. 한편, UPIS 신 호가 현관 단말기에서 얻어진 경우에는 외출로 인식되고, 이 경우에 조도 조절은 상기 귀가와는 반대로 D,C,B,A 구역에 대한 조도 조절이 수행될 수 있다. 이러한 제어는 UPIS 서버로부터 직전의 귀가 이력 데이터를 받아 참조함에 의해 구현된다.

제170단계는 상기 제어 프로세서(410)가 상기 변경 요구 이벤트 발생에 대응하여 그에 따른 디밍 제어신호를 조절함에 의해, PWM 구동을 위한 디밍 라인(VP)의 전압이 실질적으로 변경되도록 하는 단계이다.

제180단계에서, 상기 조도 조절에 따른 전력사용 현황 데이터 및 LED 램프부의 결함 정보를 저장하고 상기 제어서버(200)로 전송하는 전송단계가 수행된다.

이와 같이, 도 11과 같은 제어동작에 따르면, 정전류 구동방식에 비해 장치구현이 간단하여 비용이 절감됨은 물론 발열문제나 감전 위험이 보다 개선된다. 그리고, 기본적인 효과로서는 이벤트별 최적의 조도 제공을 수행하면서도 조명 제어의 다양화, 조명등 관리의 편리성, 조명 전력의 절감, 그리고 유지 보수의 편리성이 달성된다.

도 1중 제어서버(200)의 통합적 조도 조절 및 모니터링에 관련된 동작 제어흐름은 도 12에 예시적으로 도시된다.

도 12를 참조하면, 상기 제어서버(200)는, 초기화(제201단계), LLC(LED Lamp Controller)통신 단계(제202단계)를 수행한 후, 도 2의 제어 프로세서(410)와 통신하여 상기 조명전력 사용 현황이나 조명등의 결함현황을 통계적으로 저장하고 있으며(제204단계), 운영자의 요청에 응답하여 상기 현황들을 화면상에 디스플레이하거나 출력하는 단계들(제206단계,제208단계,제209단계,210단계)을 수행한다. 이에 따 라, 중앙 집중 제어타입의 조명 제어 및 현황이 통계적으로 관리될 수 있다.

제212단계에서 DVR 혹은 주차서버에서 생성된 모션 검출 데이터, 주차 서버 데이터나 비상호출 신호가 수신되면, 제214단계에서 상기 데이터나 신호는 RS 485통신라인을 통하여 대응되는 상기 제어 프로세서(410)에 전송된다.

리얼타임 클럭(RTC)의 탑재에 의해 상기 제어서버(200)는 제216단계에서 시간 또는 계절모드로 진입하면, 제218단계를 실행하여 시간별, 계절별, 요일별, 주변밝기별 조도제어 값을 생성하고 상기 제어 프로세서(410)로 전송한다. 상기 제218단계는 상기 제204단계 이후에도 실행될 수 있다.

본 실시예의 경우에 상용 교류전원 220V가 P,N 라인을 통해 인가되는 것으로 가정하였으나, 380V나 타의 교류전압도 사용 가능하다.

상기한 바와 같은 실시예의 구성을 적용하여 차와 사람이 감지된 구역에는 100% 밝기, 인근 구역에는 20∼80% 밝기, 이용자가 없을 구역에는 5∼10% 최소 밝기를 조절하면, 상당한 전력절감이 달성된다. 지하 주차장(638대)을 시뮬레이션한 결과 형광등 조명을 LED조명으로 대체시 약 22%의 에너지절감이 가능하며, IT기술을 융합한 조명장치로 47%의 에너지 추가 절감이 가능할 것으로 기대된다.

본 발명이 실시예들에 따른 지하주차장 LED조명장치는 신성장동력산업인 LED조명과 IT융합 시스템의 초기 시장 확산에 기여하고, 지하주차장의 조명에너지를 최대 70%까지 절감하여 정부의 저탄소 녹색성장 정책을 지원하게 되며, 공용전기료와 전등교체비용 절감으로 매월 호당 수천원 정도의 관리비절감이 가능하여 입주자 만족도 향상에 기여할 수 있을 것이다.

상기한 본 발명의 실시 예들에서 세대 편의기능을 위한 제어동작은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체의 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

상기한 설명에서는 본 발명의 실시 예를 위주로 도면을 따라 예를 들어 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 또는 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다. 예를 들어, 사안이 다른 경우에 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이 LED 조도 제어를 다양한 방식으로 수행 할 수 있으며, LED 어레이의 배열이나 조도 조절의 스텝들을 변경시킬 수 있을 것이다. 또한, 통신 라인을 통한 통신 방식도 직렬 통신이외에 무선 통신을 채용하는 등 다양하게 변경 또는 변화시킬 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명장치 관리 시스템의 구성블록도

도 2는 도 1중 로컬 조명 제어부의 세부적 구성블록도

도 3은 도 2중 전원회로의 구현 예를 보여주는 블록도

도 4는 도 2중 전압 출력부의 구현 예를 보여주는 블록도

도 5는 도 2중 출력 검출부의 구현 예를 보여주는 블록도

도 6은 도 1중 램프 구동 제어부의 세부적 구성블록도

도 7은 도 6중 위상 검출부의 구현 예를 보여주는 블록도

도 8은 도 6중 컨버터 및 PWM 구동부의 구현 예를 보여주는 블록도

도 9는 도 6중 센서 인터페이스의 구현 예를 보여주는 블록도

도 10은 도 1중 LED 램프부의 구현 예를 보여주는 블록도

도 11은 도 1중 로컬 조명 제어부의 조도 조절에 관련된 동작 제어흐름도

도 12는 도 1중 제어 서버의 통합적 조도 조절 및 램프 모니터링에 관련된 동작 제어흐름도

도 13은 도 10의 LED 램프부에 대한 상황별 조도 조절 스텝들의 예를 보여주는 도면

Claims (30)

1. 기본 조도제어 값 및 조도변경 데이터를 생성하여 통신라인을 통해 전송하는 조명장치 제어서버와;

   구동 정전압이 인가되는 제1,2 전극 사이에 연결된 복수의 발광다이오드 유닛을 가지는 발광다이오드 램프부와;

   교류 전원 및 디밍 라인에 연결되며 상기 디밍 라인에 나타나는 출력 전압에 따라 구동 직류 전압을 제어함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하고 상기 제1,2 전극에 대하여 인가하는 램프 구동 제어부와;

   상기 램프 구동 제어부와 상기 조명장치 제어서버 간에 연결되며, 상기 디밍 라인의 출력 전압을 제어하여 노말 동작모드에서는 상기 발광다이오드 램프부의 발광량이 상기 기본 조도제어 값에 대응되는 기본 조도 값으로 유지되도록 하고, 상기 조도변경 데이터가 인가되는 변경 동작모드에서는 상기 기본 조도 값이 변경되도록 하는 로컬 조명 제어부를 구비함을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치 관리 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기본 조도제어 값은 조명장치에 대한 기본적 제어를 위해 계절별, 주변밝기별, 또는 시간별에 따라 차별화된 것임을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장 치 관리 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 조명장치 제어서버는 상기 통신라인을 통해 상기 로컬 조명 제어부와 통신을 행하여 조명전력 사용 현황이나 발광다이오드 램프부의 결함현황을 저장함을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치 관리 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 조도변경 데이터는 RFID 수신기와 연결된 유비쿼터스 주차 정보 시스템, 지그비 통신기, 무선호출 주파수 통신기와 연결된 전자통신 시스템, 센싱 시스템, 또는 카메라와 연결된 영상 기록 시스템 중의 적어도 하나로 부터 제공된 것임을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치 관리 시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 발광다이오드 램프부는 공동주택의 지하 주차장, 놀이터, 또는 승강기의 내부에 설치됨을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치 관리 시스템.
6. 제1항에 있어서,

   상기 디밍 라인의 출력 전압은 상기 교류 전원의 P상 라인에 나타나는 전압을 SCR 또는 트라이액 소자를 이용하여 위상 제어함에 의해 얻은 것임을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치 관리 시스템.
7. 구동 정전압이 인가되는 제1,2 전극 사이에 어레이 형태로 배열된 복수의 발광다이오드 유닛을 가지는 발광다이오드 램프부와;

   교류 전원 및 디밍 라인에 연결되며 상기 디밍 라인에 나타나는 출력 전압에 따라 구동 직류 전압을 제어함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하고 상기 제1,2 전극에 대하여 인가하는 램프 구동 제어부와;

   상기 램프 구동 제어부의 디밍 라인과 외부의 통신라인에 연결되며, 상기 디밍 라인의 출력 전압을 동작모드별로 제어하여 노말 동작모드에서는 상기 발광다이오드 램프부의 발광량이 기본 조도 값으로 유지되도록 하고, 조도변경 데이터가 인가되는 변경 동작모드에서는 상기 기본 조도 값이 변경되도록 하는 로컬 조명 제어부를 구비함을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 발광다이오드 유닛은 0.3 와트의 백색 발광다이오드임을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 램프 구동 제어부는,

   상기 교류 전원을 받아 상기 구동 직류 전압을 생성하는 직류 전압 생성부와;

   상기 디밍 라인과 상기 교류 전원의 N 상 라인 간에 나타나는 상기 출력 전압의 위상을 검출하기 위한 위상 검출부와;

   상기 위상 검출부의 위상 검출 출력에 응답하여 미리 설정된 구동 제어신호를 출력하는 제어부와;

   상기 구동 제어신호에 응답하여 상기 구동 직류 전압을 펄스 폭 변조 방식으로 구동함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하는 펄스 폭 변조 구동부를 구비함을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
10. 제7항에 있어서, 상기 로컬 조명 제어부는,

    상기 통신라인과 연결되어 통신 데이터를 인터페이싱 하기 위한 통신 인터페이스부와;

    상기 통신 인터페이스부를 통해 외부와 통신하여 기본 조도제어 값 및 조도변경 데이터에 대응되는 디밍 제어신호를 구별적으로 생성하는 제어 프로세서와;

    상기 교류 전원을 패싱하며 상기 디밍 제어신호에 응답하여 상기 교류 전원 의 P상 라인의 전압을 위상 제어함에 의해 나타나는 상기 출력 전압을 상기 디밍 라인에 인가하는 전압 출력부를 구비함을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 로컬 조명 제어부는,

    모션, 인체, 조도, 및 온도 센서 중 적어도 하나의 센서로부터 인가되는 센싱신호를 인터페이싱하여 상기 제어 프로세서로 인가하는 센서 인터페이스부와;

    상기 제어 프로세서에 연결되어 상기 발광다이오드 램프부에 대한 설치 위치를 나타내는 구역 ID를 설정하기 위한 ID 세팅부와;

    상기 디밍 라인의 출력전압을 수동으로 조절하여 상기 발광다이오드 램프부가 수동적으로 디밍되도록 하기 위한 수동 설정부를 더 구비함을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
12. 구동 정전압이 인가되는 제1,2 전극 사이에 어레이 형태로 배열된 복수의 발광다이오드 유닛을 가지는 발광다이오드 램프부와;

    상기 발광다이오드 램프부와 일체로 형성되고 레이스 웨이를 통해 배선된 교류 전원 및 디밍 라인에 연결되며, 상기 교류 전원을 이용하여 설정된 전압레벨로 변환한 구동 직류 전압을 상기 디밍 라인에 나타나는 출력 전압에 따라 펄스폭 변 조 방식으로 제어함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하여 상기 제1,2 전극에 인가하는 램프 구동 제어부를 구비함을 특징으로 하는 발광다이오드 조명등.
13. 제12항에 있어서, 상기 발광다이오드 램프부는 24V의 직류전압에 대하여 32와트의 전력 소비량을 갖는 백색 계열의 램프임을 특징으로 하는 발광다이오드 조명등.
14. 제13항에 있어서, 상기 램프 구동 제어부는,

    상기 교류 전원을 받아 상기 구동 직류 전압을 생성하는 직류 전압 생성부와;

    상기 디밍 라인과 상기 교류 전원의 N 상 라인 간에 나타나는 상기 출력 전압의 위상을 검출하기 위한 위상 검출부와;

    상기 위상 검출부의 위상 검출 출력에 응답하여 미리 설정된 구동 제어신호를 출력하는 제어부와;

    상기 구동 제어신호에 응답하여 상기 구동 직류 전압을 펄스 폭 변조 방식으로 구동함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하는 펄스 폭 변조 구동부를 구비함을 특징으로 하는 발광다이오드 조명등.
15. 제14항에 있어서, 상기 램프 구동 제어부는,

    물체 감지 센서와;

    상기 물체 감지 센서로부터 출력되는 센싱신호를 인터페이싱하여 상기 제어부에 인가함에 의해 상기 구동 정전압을 변화시키는 센서 인터페이스부를 더 구비함을 특징으로 하는 발광다이오드 조명등.
16. 미리 결정된 기본 조도제어 값과 조도변경 이벤트 발생의 수신 시에 조도변경 데이터를 통신라인을 통해 전송하는 조명장치 제어서버와;

    구동 정전압을 받아 발광하는 발광다이오드 램프부와;

    교류 전원 라인 및 디밍 라인을 포함한 3상 라인에 연결되며 상기 디밍 라인에 나타나는 출력 전압에 따라 구동 직류 전압을 펄스 폭 변조 방식으로 제어함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하는 램프 구동 제어부와;

    상기 램프 구동 제어부와 상기 조명장치 제어서버 간에 연결되며, 상기 통신라인을 통해 상기 기본 조도제어 값을 수신한 경우에 상기 발광다이오드 램프부의 발광량이 상기 기본 조도제어 값에 대응되는 기본 조도 값으로 유지되도록 상기 디밍 라인의 출력 전압을 제어하며, 상기 통신 라인을 통해 상기 조도변경 데이터를 수신한 경우에 상기 기본 조도 값이 변경되도록 상기 디밍 라인의 출력 전압을 제어하는 로컬 조명 제어부를 구비함을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치 관리 시스템.
17. 제16항에 있어서,

    상기 기본 조도제어 값은 조명장치에 대한 기본적 제어를 위해 계절별, 주변밝기별, 또는 시간별에 따라 차별화됨을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치 관리 시스템.
18. 제17항에 있어서,

    상기 조명장치 제어서버는 상기 통신라인을 통해 상기 로컬 조명 제어부와 통신을 행하여 조명전력 사용 현황이나 램프부의 결함현황을 저장함을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치 관리 시스템.
19. 제18항에 있어서, 상기 조도변경 데이터는 RFID 수신기와 연결된 유비쿼터스 주차 정보 시스템, 지그비 통신 시스템, 무선호출 주파수 통신기와 연결된 전자통신 시스템, 물체이동 센싱 시스템, 또는 영상 카메라와 연결된 영상 기록 시스템 중의 적어도 하나로 부터 제공된 것임을 특징으로 하는 발광다이오드 조명 장치 관리 시스템.
20. 제19항에 있어서,

    상기 발광다이오드 램프부는 공동주택이나 공공건물의 지하 주차장 또는 승강기의 내부에 설치됨을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치 관리 시스템.
21. 제20항에 있어서,

    상기 디밍 라인의 출력 전압은 상기 교류 전원의 P상 라인에 나타나는 전압을 위상 제어함에 의해 얻어진 것임을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치 관리 시스템.
22. 구동 정전압이 인가되는 제1,2 전극 사이에 연결된 발광다이오드 램프부와;

    상기 발광다이오드 램프부와는 동일한 하우징에 결합되며 레이스 웨이를 따라 설치된 교류 전원 및 디밍 라인에 연결되어 상기 디밍 라인에 나타나는 출력 전압에 따라 구동 직류 전압을 제어함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하고 상기 제1,2 전극에 대하여 인가하는 램프 구동 제어부와;

    상기 램프 구동 제어부와는 상기 교류 전원 및 디밍 라인을 통해 연결되며, 외부와 연결된 통신라인을 통해 인가되는 통신 데이터에 응답하여, 상기 디밍 라인 의 출력 전압을 동작모드별로 제어함으로써, 노말 동작모드에서는 상기 발광다이오드 램프부의 발광량이 기본 조도 값으로 유지되도록 하고, 조도변경 데이터가 인가되는 변경 동작모드에서는 상기 기본 조도 값이 변경되도록 하는 로컬 조명 제어부를 구비함을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
23. 제22항에 있어서, 상기 램프 구동 제어부는,

    상기 교류 전원을 받아 상기 구동 직류 전압을 생성하는 직류 전압 생성부와;

    상기 디밍 라인과 상기 교류 전원의 접지라인 간에 나타나는 상기 출력 전압의 위상을 검출하기 위한 위상 검출부와;

    상기 위상 검출부의 위상 검출 출력에 응답하여 미리 설정된 구동 제어신호를 출력하는 제어부와;

    상기 구동 제어신호에 응답하여 상기 구동 직류 전압을 펄스 폭 변조 방식으로 구동함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하는 펄스 폭 변조 구동부를 구비함을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
24. 제23항에 있어서, 상기 로컬 조명 제어부는,

    상기 통신라인과 연결되어 상기 통신 데이터를 인터페이싱 하기 위한 통신 인터페이스부와;

    상기 통신 인터페이스부를 통해 외부와 통신하여 기본 조도제어 값 및 조도변경 데이터에 대응되는 디밍 제어신호를 차별적으로 생성하는 제어 프로세서와;

    상기 교류 전원을 상기 램프 구동 제어부로 제공하며 상기 디밍 제어신호에 응답하여 상기 교류 전원의 핫(hot)라인의 전압을 위상 제어함에 의해 나타나는 상기 출력 전압을 상기 디밍 라인에 인가하는 전압 출력부를 구비함을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
25. 제24항에 있어서, 상기 조도변경 데이터는 주차 정보 시스템, 지그비 통신 시스템, 무선호출 주파수 통신기와 연결된 전자통신 시스템, 물체이동 센싱 시스템, 또는 CCTV 카메라와 연결된 영상 기록 시스템 중의 적어도 하나로 부터 제공된 것임을 특징으로 하는 발광다이오드 조명 장치.
26. 제25항에 있어서, 상기 발광다이오드 조명장치는 지하 주차장의 구역별로 설치되어 구역별 조도 조절되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
27. 제26항에 있어서, 상기 로컬 조명 제어부는,

    모션, 인체, 조도, 및 온도 센서 중 적어도 하나의 센서로부터 인가되는 센싱신호를 인터페이싱하여 상기 제어 프로세서로 인가하는 센서 인터페이스부와;

    상기 제어 프로세서에 연결되어 상기 발광다이오드 램프부에 대한 설치 위치를 나타내는 구역 ID를 설정하기 위한 ID 세팅부와;

    상기 디밍 라인의 출력전압을 수동으로 조절하여 상기 발광다이오드 램프부가 수동적으로 디밍되도록 하기 위한 수동 설정부를 더 구비함을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
28. 구동 정전압을 받아 구동되는 발광다이오드 램프부를 제어하기 위한 방법에 있어서,

    교류 전원 라인 및 디밍 라인을 포함한 3상 라인에 연결되며 상기 디밍 라인에 나타나는 출력 전압에 따라 구동 직류 전압을 펄스 폭 변조 방식으로 제어함에 의해 상기 구동 정전압을 생성하는 램프 구동 제어부를 상기 발광다이오드 램프부의 근방에 준비하는 단계와;

    기본 조도제어 데이터가 결정되면 상기 발광다이오드 램프부의 발광량이 기본 조도 값으로 유지되도록 상기 디밍 라인의 출력 전압을 기본 전압레벨로 제어하는 단계와;

    변경 요구 이벤트가 발생된 경우에 상기 기본 조도 값이 변경되도록 상기 디밍 라인의 출력 전압을 하나 이상의 변경 전압레벨로 제어하는 단계를 포함함을 특 징으로 하는 발광다이오드 램프부 제어방법.
29. 제28항에 있어서,

    상기 변경 요구 이벤트는, 서버 데이터, 센서 데이터, 또는 접접 데이터가 수신되는 경우에 발생됨을 특징으로 하는 발광다이오드 램프부 제어방법.
30. 제29항에 있어서, 상기 서버 데이터가 RFID 수신기와 연결된 유비쿼터스 주차 정보 시스템으로부터 발생되는 신호로서 수신된 경우 또는 상기 센서 데이터가 인체나 움직임 센서로부터 발생되는 신호로서 수신된 경우에 상기 변경 전압레벨은 상기 기본 전압레벨보다 높으며,

    상기 센서 데이터가 조도 센서나 온도센서로부터 발생되는 과도신호로서 수신된 경우나 상기 접점 데이터가 비상전원 절체에 의한 절체신호로서 수신된 경우에 상기 변경 전압레벨은 상기 기본 전압레벨보다 낮음을 특징으로 하는 발광다이오드 램프부 제어방법.

Images