KR100994716B1 - Illumination Control System by Dimming Control Method using PLC Communication - Google Patents

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Abstract

본 발명은 PLC 통신을 이용한 맥류제어방식의 조도제어시스템에 관한 것으로서, 단일 라인상에 연결된 조명등을 대상으로 별도의 특수한 안정기가 필요 없고, 제어선로의 추가 설치없이 기존의 전력선을 이용한 원격으로 조명의 점소등 및 조도 조절이 가능하게 한 조도제어시스템에 관한 것이다. 상기 목적의 본 시스템은 외부 전력선으로부터 공급되는 전원을 입력으로 제공받으면서 입력전원으로부터 제어 데이터 및 통신 신호를 축출해 내는 PLC 모듈부와,입력되는 AC 전원으로부터 본 발명 시스템에 필요한 전원을 생성시키는 전원접속부와,전력신호의 디밍제어를 위한 전력변환 신호를 생성하는 맥류생성부와, CPU를 통해 맥류제어를 위한 레벨 변환된 제어신호를 전력제어에 사용되는 소자의 게이트 입력조건에 맞게 제어 신호를 만드는 전력 드라이버회로를 통해 공급된 최적의 제어신호를이용하여 고속 스위칭 소자를 구동 시키는 전력제어부와, 출력전원의 특성 및 부하의 종류에 따라 맥류필터 소자를 효율적으로 대체할 수 있도록 리액터 및 인버터공진부로 구성된 출력필터부와; 및 상기 전력제어부에 공급되는 제어신호를 공급하여 시스템의 운용 및 정보처리를 하는 CPU 제어부를 포함하는 조명부하의 조도제어장치와,상기 조명부하의 조도제어장치의 PLC모듈부와 전력선을 통해 데이터 및 통신신호를 송수신하는 PLC모뎀과 PC를 포함하여 원격으로 상기 조도제어장치를 제어하는 시스템 운용 GUI를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an illuminance control system of a pulse current control method using PLC communication, and does not require a special ballast for a lamp connected on a single line, and remotely uses an existing power line without installing a control line. It relates to an illumination control system that enables turning on and off of illumination. The present system for the above purpose is a PLC module unit for extracting control data and communication signals from an input power supply while receiving power from an external power line as an input, and a power connection unit for generating power required for the system of the present invention from an input AC power source. And a pulse current generating unit for generating a power conversion signal for dimming control of the power signal, and a power for generating a control signal according to the gate input condition of the device used for power control of the level converted control signal for pulse control through the CPU. An output composed of a power control unit for driving a high-speed switching element using an optimal control signal supplied through a driver circuit, and a reactor and an inverter resonator unit to efficiently replace the pulse flow filter element according to the characteristics of the output power and the load type. A filter unit; And a CPU control unit for supplying a control signal supplied to the power control unit to perform operation and information processing of the system, and an illumination load control device of the illumination load through a PLC module unit and a power line of the illumination control device of the illumination load. And a system operation GUI for remotely controlling the illumination control device including a PLC modem and a PC for transmitting and receiving communication signals.

PLC 통신, 조도제어장치, 맥류제어, 원격제어 PLC communication, illuminance control device, pulse control, remote control

Description

ＰＬＣ 통신을 이용한 맥류제어방식의 조도제어시스템{Illumination Control System by Dimming Control Method using PLC Communication}Ignition Control System by Dimming Control Method using PLC Communication}

본 발명은 조도제어시스템에 관한 것으로서, 특히 PLC 통신을 이용한 맥류제어방식의 조도제어시스템에 관한 것으로서 단일 라인상에 연결된 조명등을 대상으로 별도의 특수한 안정기가 필요 없고, 제어선로의 추가 설치없이 기존의 전력선을 이용한 원격으로 조명의 점소등 및 조도 조절이 가능하게 한 조도제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an illuminance control system, and more particularly, to an illuminance control system of a pulse current control method using PLC communication, which does not require a special ballast for an illumination lamp connected on a single line, and has no existing installation without additional control lines. The present invention relates to an illuminance control system that enables remote control of lighting and illumination by using a power line.

현재 가정을 비롯한 상업용 매장 및 빌딩의 공용 전력을 사용하는 곳에서 에너지 절약을 위한 여러 가지 방법등이 고려되고 있다, 상업용 매장의 경우는 카운트 등에서 전력의 제어 및 통제를 하거나, 일괄 스위치 제어를 통해 관리하는 것이 일반적이며, 특히, 고층의 빌딩의 경우는 빌딩관리시스템 같은 종합 관리망 형태를 채용하여, 전력관리 및 제어를 실시하고 있다. 그러나, 현재 모든 전력관리는 단순한 스위치의 ON/OFF정도이며, 통신 선로에 의한 모니터와 통신에 의한 입력전력의 제어를 통한 릴레이 구동에 의한 운용이 전부이며, 또한 실제 사용형태에서는 건물의 형광등 및 고전력용 전구류를 사용한 높은 조도화로 필요이상의 많은 전력을 소모하고 있고, 저전력의 고휘도 방전등을 이용하면서도 높은 조도를 24시간 유지하여 필요이상의 전력을 사용함으로써 에너지 절약이 이루어지지 못하고 있는 현실이다. 에너지 절약을 위해 여러 곳으로 분산되어 있는 조명장치를 원격적으로 제어를 하기 위해서는 도 2 및 도 3와 같이 별도의 전원 관리 제어 선로를 설치하여야 하는 데, 여기에는 고비용의 설치비가 소요된다. 종래 원격제어 조도제어시스템의 경우 도 3에서와 같이 각 부하마다 조도제어장치가 설치되어 있을 경우 이를 원격제어할 때 별도의 통신선로을 통해 통신포트를 갖는 통합콘트롤장치를 운용하고 PLC 통신이 적용되어 각 부하를 원격으로 제어하는 형태였다.  Currently, various methods for saving energy are being considered in the use of public power in homes, commercial stores, and buildings.In the case of commercial stores, power is controlled and controlled by counting, or managed through batch switch control. In general, in the case of high-rise buildings, a general management network type such as a building management system is adopted to perform power management and control. However, all current power management is about ON / OFF of a simple switch, and operation by relay driving through monitor of communication line and control of input power by communication is all, and in actual use form, building fluorescent lamp and high power It is a reality that it is consuming much more power than necessary due to the high illuminance using the electric bulb, and using the power more than necessary to maintain high illuminance for 24 hours while using a low-brightness high-brightness discharge lamp, the energy saving is not achieved. In order to remotely control the lighting apparatus distributed in several places for energy saving, separate power management control lines should be installed as shown in FIGS. 2 and 3, which requires a high installation cost. In the case of the conventional remote control illuminance control system, when the illuminance control device is installed for each load as shown in FIG. 3, when the remote control is controlled, an integrated control device having a communication port is operated through a separate communication line and PLC communication is applied. The load was controlled remotely.

한편, 기존의 저전력의 형광등 제어는 거의 디밍 전용의 특수 안정기를 별도로 적용한 형광등의 조도조절기로 개발되고 있는 실정인데, 이런 방식의 디밍 장치는 도1 에서와 같이 전원공급 유니트 판넬이 있고, 안정기에서 디밍을 위해 DC 컨버터가 반드시 부착되어야 하므로, 기 설치된 형광등의 설비에 적용시 시공상의 문제점뿐만 아니라, 신규 적용시 고가의 시스템 제어 장비와 같이 구매 설치하여야 하므로 비용의 부담이 많으며, 또한, 설치시 조도의 변화에 따른 전력량의 변화가 작아 전력 절감의 효과와 무관하게 간접 조명의 효과만 얻어 전력을 절감하는데 큰 효과를 얻을 수 없으며, 지역 단위별로 조도제어방식에는 이에 따른 설비공사가 필요하는 등 전력 설비의 구성 변화의 큰 문제점이 있다.On the other hand, the conventional low-power fluorescent lamp control is being developed as a dimming controller of a fluorescent lamp to which a special ballast dedicated to dimming is applied. This type of dimming device has a power supply unit panel as shown in FIG. DC converter must be attached for this purpose. In addition to the problems of construction when applied to the installation of fluorescent lamps already installed, it must be purchased and installed like expensive system control equipment in the new application, and it is expensive to install. As the amount of power changes according to the change, it is not possible to obtain a big effect in saving the power by only indirect lighting effect irrespective of the power saving effect. There is a big problem of composition change.

이상 거론된 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 상용 전압의 디밍제어를 통한 조도제어를 하고, 여러 집단조명부하를 원격적으로 원활한 운용이 가능하도록 하기 위한 추가의 설치비용이 소요되지 않도록 기존의 전력선 통신을 이용하여 부하의 조도제어를 하는 시스템이 운용이 용이하도록 한 것이다. In order to solve the above-mentioned problems, the present invention performs illumination control through dimming control of commercial voltage, and does not require additional installation costs for remotely smoothly operating various group lighting loads. The system that controls the roughness of the load by using it is to facilitate the operation.

즉, 이미 안정화 되어 있는 전력선 통신을 이용하여 디밍제어방식의 에너지 절약형 조도제어 시스템을 효율적으로 운용할 수 있는 PLC 기반의 조도 제어 시스템을 구축하는데 있어서, 시스템과 제어 콘트롤러의 구성 및 효율적 운용과 디밍 제어를 통한 에너지 절약이 이루어지고, 조도제어장치의 통합적 제어운용을 위해 설치 구성되어야 하는 통신선 또는 별도의 제어선의 추가 설치없이 PLC 상용 모뎀을 이용하여 전력선 통신을 이용하고, 기존에 설치된 전자식 안정기등을 그대로 사용하는 점을 활용하여 제어 시스템 구축에 따른 비용의 절감과 설치의 용이성, 운용의 효율성 등이 가능하도록 하는 것이다.In other words, in constructing a PLC-based illuminance control system that can efficiently operate an energy-saving illuminance control system of dimming control method using the already stabilized power line communication, the configuration and efficient operation of the system and the control controller, and the dimming control Energy-saving is achieved by using power line communication using PLC commercial modem without additional communication line or additional control line that need to be installed for integrated control operation of illuminance control device. It is to use the points to reduce the cost, ease of installation, and operation efficiency of control system construction.

다수의 그룹으로 위치하고 있는 조명부하를 원격으로 집단 중앙관리를 함에 있어서 별도의 통신선로나 제어선로를 설치하지 않고 기존의 전력선만을 이용함으로써 저비용으로 원격제어를 할 수 있으며, 부하 확장에도 용이하게 대응할 수가 있다. 또한, 본 발명에 따른 장치는 맥류전압 가변성을 가짐으로써 전력부하에 대한 전력 레벨 변환 기능을 가져 부하인 전자식 안정기의 고주파 ,역률등을 규격치내로 유지해주고 , 방전 전류의 변화에 민감한 FET 소자등에 일정한 전류 공급과 최소의 전압을 연속적으로 제공하여 디밍이 이루어지도록 하고 출력 파형이 입력 AC 파형에 더하여 DC레벨이 추가된 유사정현파(구형파)를 유사하게 구현해 출력 파형의 첨두 피크치등을 없앰으로써 고조파 문제를 해결할 수 있다. 또한, 모듈화된 출력필터등을 변경함으로써 다양한 부하(예:모터류)에도 전력제어를 통해 디밍을 할 수 있다. In centralized group management of lighting loads located in a large number of groups, remote control can be performed at low cost by using only the existing power line without installing a separate communication line or control line, and can easily cope with load expansion. . In addition, the device according to the present invention has a pulsation voltage variability, has a power level conversion function for the power load to maintain the high frequency, power factor, etc. of the electronic ballast as a load within the standard value, constant current to the FET device, etc. sensitive to changes in discharge current It solves harmonics problem by providing supply and minimum voltage continuously so that dimming is performed and output waveform is similar to realizing sinusoidal wave (square wave) with DC level added in addition to input AC waveform. Can be. In addition, by changing the modular output filter, it is possible to dimming various loads (eg, motors) through power control.

도 4는 본 발명에 따른 PLC 통신을 이용한 에너지절약형 조도제어시스템의 운용도 및 PLC통신의 통신프레임을 구성을 나타낸 도면이며, 도 5는 이에 따른 각 구성을 나타내는 블록도이다. 도 4에서 그루별 부하를 조도제어하는 각각의 에너지절약형 조도제어장치(4)는 PLC모듈부(60)를 포함하고 있으며 일반전력선을 이용하여 원격제어하는 시스템 운용 GUI(5)의 PLC모뎀(3)과 서로 연결되어 있다. 4 is a view showing the operation of the energy-saving illuminance control system using the PLC communication and the communication frame of the PLC communication according to the present invention, Figure 5 is a block diagram showing each configuration accordingly. In FIG. 4, each energy-saving illuminance control device 4 for illuminating the load for each group includes a PLC module unit 60 and a PLC modem 3 of the system operation GUI 5 for remote control using a general power line. ) Are connected to each other.

도 5에서 보면, 각 부하를 조도제어하는 본 발명에 따른 에너지절약형 조도제어장치(4)는 외부로부터 공급되는 상용전원을 입력으로 제공받으면서 입력전원으로부터 제어 데이터 및 통신 신호를 축출해 내는 PLC 모듈부(60)와; 입력되는 AC 전원으로부터 본 발명 시스템에 필요한 전원을 생성시키는 전원접속부(10)와; 전력신호의 디밍제어를 위한 전력변환 신호를 생성하는 맥류생성부(20) 와; CPU를 통해 맥류제어를 위한 레벨폭 변환된 제어신호를 전력제어에 사용되는 소자의 게이트 입력조건에 맞게 제어 신호를 만드는 전력 드라이버회로를 통해 공급된 최적의 제어신호를이용하여 고속 스위칭 소자를 구동 시키고, 동시에 고전력 출력전원의 디밍에 문제가 없도록 FET로 병렬 구성된 전력제어부(30)와; 출력전원의 특성 및 부하의 종류에 따라 맥류필터 소자(52)를 효율적으로 대체할 수 있도록 구성된 출력필터부(50)와; 상기 전력 조절부에 공급되는 제어신호를 공급하여 시스템의 운용 및 정보처리를 하는 CPU 제어부(40)을 포함하여 구성되어 있다.In FIG. 5, the energy saving illuminance control device 4 according to the present invention for controlling the illuminance of each load is a PLC module unit which extracts control data and communication signals from the input power while receiving a commercial power supplied from the input as an input. 60; A power connection unit 10 for generating power required for the system of the present invention from an input AC power source; A pulse stream generating unit 20 generating a power conversion signal for dimming control of the power signal; Drives the high-speed switching device by using the optimum control signal supplied through the power driver circuit that makes the control signal converted to the level width converted for the pulse control by the CPU according to the gate input condition of the device used for power control. At the same time, the power control unit 30 configured in parallel with the FET so that there is no problem in dimming the high power output power; An output filter unit 50 configured to efficiently replace the pulse filter element 52 according to the characteristics of the output power and the type of the load; It is configured to include a CPU control unit 40 for supplying a control signal supplied to the power control unit for the operation and information processing of the system.

시스템 운용 GUI(5)에서 PLC모뎀(3)을 거쳐 전력선을 통하여 전송된 제어 데이터신호는 에너지절약형 조도제어기(4)의 PLC모듈부(60)을 거쳐 CPU제어부(40)에 입력되고, CPU 제어부(40)는 시스템 운용을 위해 전원 인입단에 구성된 PLC 모듈부을 통해 분리된 제어신호에서 약속된 프로토콜을 가지는 프레임의 구성(도 4)을 분석하여 시스템의 운용 및 정보의 상태를 통합제어용 터미널 장치 또는 제어용 컴퓨터(PC) 간 통신을 행한다. 그밖에 CPU제어부는, 장치 운용시의 제어정보를 볼 수 있도록 하는 표시부와, 정보의 실행상태 장애 문제등의 신호처리시 운용자가 들을 수 있도록하는 가청부와, 푸시버튼으로 이루어진 수동 스위치와 원격제어가 가능한 리모컨(IR/RF) 및 기타 센스제어에 의한 자동 제어 기능을 할 수 있도록 하는 운용부로 구성되어, 기타 원격제어가 가능한 시스템의 운용이 용이한 기능등을 수행한다.The control data signal transmitted from the system operation GUI (5) via the PLC modem (3) via the power line is input to the CPU controller (40) via the PLC module unit (60) of the energy saving illuminance controller (4), and the CPU controller. (40) analyzes the configuration of the frame having the protocol promised from the control signal separated through the PLC module unit configured at the power input terminal for the system operation (Fig. 4) by analyzing the operation of the system and the state of the information terminal device or Communication between control computers PC is performed. In addition, the CPU control unit includes a display unit for viewing control information when the device is operated, an audible unit for the operator to listen to when processing a signal such as a problem in execution status of the information, a manual switch including a push button, and a remote control. It is composed of an operation unit to enable automatic control function by possible remote control (IR / RF) and other sense control, and performs the functions such as the operation of other remote control systems that are easy to operate.

실제적으로 CPU 제어부는 도 4에 기재된 장치운용 프레임을 이용하여 여러 장치를 동시 또는 개별제어 관리가 용이하도록 통신포트를 이용하여 일반 관리자가 원격 제어를 통한 장치의 감시 및 운용이 용이하도록 하였다. 예를 들어, 장치운용프레임은 개시 프레임 포맷(ST Art) 와, 원격제어를 할 각 장비들의 ID를 나타내는 프레임 포맷( EID, /EID), 상위그룹명령 프레임 포맷(USt,/USt), 하위그룹명령 프 레임 포맷(LSt, /LSt), 종료 프레임 포맷(STOp)등으로 구성되어 있다. 프레임 포맷의 EID에 명령하고자 하는 장치 정보를 기록하고 Ust(상위명령셋) 및 Lst(하위명령셋)을 통하여 상위명령셋은 장치의 ON/OFF 기능 및 예약 OFF 타이머 기능 과 조도레벨 조도레벨 저장기능, 씬 표현기능 등의 장치의 주요기능 수행에 대한 명령을 기록하고, 하위명령셋은 해당 장치의 조도레벨 저장기능등의 상위 명령 레벨에 대한 표현 레벨을 올리고 내리는 기능과 장치 명령수행 결과와 장치 이전 정보 상태를 기록하여 전송하는 기능을 포함한다.  In practice, the CPU control unit allows the general manager to easily monitor and operate the device through remote control by using a communication port so that multiple devices can be simultaneously or individually controlled by using the device operation frame shown in FIG. 4. For example, the device operation frame may include a start frame format (ST Art), a frame format (EID, / EID) indicating an ID of each device to be remotely controlled, a higher group command frame format (USt, / USt), and a subgroup. It consists of an instruction frame format (LSt, / LSt), an end frame format (STOp), and the like. Record the device information to be commanded in the frame format EID, and through the Ust (higher command set) and Lst (lower command set), the upper command set is the ON / OFF function, reservation OFF timer function, illuminance level illuminance level storage function, scene representation of the device. It records the commands for performing the main functions of the device such as functions, and the lower command set records the function of raising and lowering the expression level of higher command level such as the illumination level storage function of the device, the device command execution result, and the status of the device previous information. It includes the ability to transmit.

그밖에 CPU제어부(40)는 표시부/가청부의 신호처리시 동시에 CPU로부터 상태 정보를 전달 받아 전원 입력부에 공급되는 필터된 제어신호로 외부 입력 전원을 자동으로 바이패스 시켜주는 장애처리부를 포함하는데, 이는 입력전압을 디밍 제어 없이 전원 출력부로 직접 공급하여 일반적인 조명부의 전원 공급과 동일하게 함으로서 비상시 및 시스템 장애시의 운용 문제를 용이하게 한다.In addition, the CPU control unit 40 includes a fault processing unit which automatically receives external status information from the CPU and automatically bypasses external input power with the filtered control signal supplied to the power input unit at the same time when the display unit / audible unit processes the signal. By supplying the voltage directly to the power output without dimming control, it is the same as the power supply of the general lighting unit to facilitate the operation problem in case of emergency and system failure.

도 6은 도 5의 상세도로서, 전원접속부(10)를 통해 AC전원이 맥류생성부(20)에 입력되는데, 맥류 생성부(20)는 입력 전원의 AC 전압을 DC 변환하는 정류부와 전력제어부(30) 및 CPU 제어부(40)에 필요한 DC 정전압원을 생성 공급해주는 정전압생성부를 포함한다. 맥류생성부(20)는 일반적으로 AC 전압을 컨버트하여 DC 전압으로 만드는데 있어 보다 안정된 전원의 형태를 유지하기 위해 구성되는 회로로서 AC 전원에 대한 노이즈 제거를 위한 콘덴서를 삽입하고, 제어 및 평활회로를 통한 보다 안정한 전압 유지를 하기 위한 신호의 +측 및 -측을 선택하여 전력제어를 하고, 맥류 변환시 고전압으로 승압시키는데 이를 분산 정류하기 위한 2단의 전압 정류용 회로의 구성 방식을 가지는 것을 특징으로 한다.FIG. 6 is a detailed view of FIG. 5, in which AC power is input to the pulse stream generating unit 20 through the power connection unit 10. The pulse stream generating unit 20 includes a rectifier and a power controller for DC-converting AC voltage of the input power. 30 and a constant voltage generation unit for generating and supplying a DC constant voltage source necessary for the CPU control unit 40. In general, the pulse generating unit 20 is a circuit configured to maintain a more stable power supply in converting an AC voltage into a DC voltage, and inserts a condenser for removing noise from the AC power supply, and controls and smoothes the circuit. Power control by selecting the + side and-side of the signal to maintain a more stable voltage through the voltage, and stepped up to a high voltage during the pulse current conversion, characterized in that it has a configuration scheme of a two-stage voltage rectification circuit for distributed rectification .

도 7은 기존의 전원접속부 및 맥류생성부의 개선된 형태를 나타내는데, 개선된 전원접속부(10)는 TNR 소자와 L1, L2, C1으로 이루어진 EMI 필터를 삽입하여 전원 노이즈를 개선한 것으로 맥류생성을 위한 AC 전원상의 Looping 노이즈를 개선하여 AC/DC 인버터 개념의 맥류 전원 생성을 보다 안정한 전원으로 만들어준다. 여기서, L소자와 C 소자는 부하의 용량에 적합한 전력(전압/전류)를 견딜 수 있는 용량의 소자값이 되어야 한다. 또한, 개선된 전원접속부(10)는 콘덴서C1과 병렬로 서어지 방지용 필터를 삽입(도 10)하여 사용할 수도 있다. 7 shows an improved form of the existing power supply connection unit and the pulse generation unit, the improved power supply connection unit 10 is to improve the power supply noise by inserting an EMI filter consisting of a TNR element and L1, L2, C1 It improves looping noise on AC power, making the pulsed power generation of AC / DC inverter concept more stable power. Here, the L device and the C device should be device values of capacity capable of withstanding power (voltage / current) suitable for the load capacity. In addition, the improved power supply connection portion 10 may be used by inserting a surge protection filter in parallel with the capacitor C1 (Fig. 10).

개선된 맥류생성부(20)은 상용화된 정류 다이오드를 사용하지 않고 고속 스위칭 정류 소자를 이용하여 전파 정류회로를 구성함으로써 고전력용의 정류소자로 보다 고전력용 정류회로를 쉽게 활용될 수 있도록 하였으며 특히, 정류소자 각단에 콘덴서 C2,C3,C4,C5를 접속시켜 정류시 입력 AC 전원의 노이즈를 한번 더 필터링해줄 수 있도록 하였다. 또한 정류회로 후단에 방전등용 안정기의 맥류제어를 위해 DC화된 맥류성 정류전원을 평활회로로 구성된 배전압 회로를 통하여 입력전원이 일정전압 이하로 낮게 공급되는 경우에도 출력 전압이 항상 기준 입력전압을 유지하도록 한 것으로 입력전압의 보상 개념에 더하여 디밍 효율을 개선한 것이다. 이 회로는 상기정류회로를 이용하여 고전력을 정류하고 평활회로 C6 D9 및 C8 D12을 통한 AC 전원의 -측 값을 C7 D11 및 C9 D14 을 통해 +측 값을 평활하여 배전압을 만들어준다. 이 배전압은 R1 양단을 통해 제어회로의 기준 전력으로 출력된다. Improved pulse generation unit 20 is a high-power rectifier by using a high-speed switching rectifier without using a commercial rectifier diode, so that the high-power rectifier circuit can be easily utilized, especially, the rectifier Capacitors C2, C3, C4, and C5 are connected to their respective stages so that the noise of the input AC power can be filtered once more during rectification. In addition, the output voltage always maintains the reference input voltage even when the input power is supplied below a certain voltage through a double-circuit circuit consisting of a smoothing circuit of a DC-ized pulse current rectifying power for controlling the pulse of the discharge lamp ballast at the rear of the rectifier circuit. In addition to the compensation concept of input voltage, dimming efficiency is improved. This circuit rectifies high power using the rectifier circuit, and creates a double voltage by smoothing the negative side value of the AC power supply through the smoothing circuits C6 D9 and C8 D12 and the positive side value of the C7 D11 and C9 D14. This double voltage is output as the reference power of the control circuit through both ends of R1.

전력제어부(30)는 맥류제어부(32) 및 인버터부(31)로 구성되는데, 기본적인 구성은 도 6에 도시되어 있다. 본 발명에서는 도 8의 개선된 인버터부 및 도 9의 개선된 맥류제어부를 개시하고 있는 데, 드레인 점에 접속된 고속 스위칭 다이오드가 FET(전계효과트랜지스터)의 제어 신호에 따른 운용 동작시 전류의 흐름을 루핑(Looping) 및 스위칭 속도 변환을 통한 제어하는 기술로서, 고전력용의 FET를 저전력용 TR의 제어특성으로 이용할 수 있도록 한 것으로 본 발명에서는 FET의 병렬 구성을 통한 안정된 고전력 제어를 구현하는 것이다. The power control unit 30 is composed of a pulse control unit 32 and an inverter unit 31, the basic configuration of which is shown in FIG. The present invention discloses the improved inverter section of FIG. 8 and the improved pulse control section of FIG. 9, in which a high speed switching diode connected to a drain point flows in current during an operation operation according to a control signal of a field effect transistor (FET). As a technique for controlling the looping and switching speed, the high power FET can be used as a control characteristic of the low power TR. In the present invention, stable high power control is realized through the parallel configuration of the FETs.

도 7의 인버터부(31)의 경우, FET(33)의 게이트단에는 맥류제어부에서 제공되는 전력변환된 PWM 제어신호를 공급하고 게이트의 소스에는 맥류 변환된 (-) 전원을 공급하여 전력제어를 통한 FET의 출력 전원을 출력필터부(50)의 인버터 공진부로 제공하게 된다.이렇게 병렬제어를 하는 것은 저전력 소자를 이용해 고전력 제어를 할 수 없으므로 저전력 소자인 FET 소자를 병렬 구성을 하여 고전력제어를 용이하게 할 수 있도록 드라이버단을 추가 구성하고, 드라이버단내의 양쪽의 바이어스 저항 소자를 이용 보완함으로써 , 일반적으로 FET의 소자의 병렬구성은 3개 이상 구성하지 못하는 것을 극복하고 고전력제어가 가능하도록 하였다. 종래 FET 소자의 특성상 소스와 드레인 간의 바이어스 값이 같지 않을 때는 소자가 파괴되므로 일정수량 이상의 병렬 구성 운용이 불가능하였던 것을 본 발명에서는 다수개(수십개) 이상의 FET 소자의 병렬구성을 통해 고전력 제어가 가능하도록 하였다. 그리하여, 개선된 병렬 FET 구성의 인버터 회로를 확립함으로써 급부하 변동에 대처가 용이하고 나아가 제어 부하용량의 변화에 따른 회로 구성이 용이하도록 하였으며, 이 원리를 이용하여 형광 플리커 현상을 제거할 수가 있다.In the inverter unit 31 of FIG. 7, power control is performed by supplying a power-converted PWM control signal provided from a pulsation controller to a gate terminal of the FET 33 and supplying a pulsed-converted (−) power to a source of the gate. The output power of the FET is provided to the inverter resonator of the output filter unit 50. Since the parallel control does not allow high power control using a low power device, the FET device, which is a low power device, is configured in parallel to facilitate high power control. By additionally configuring the driver stage and complementing the bias resistor elements on both sides of the driver stage, in general, the parallel configuration of FET elements is overcome by not having more than three components, and high power control is possible. In the present invention, when the bias value between the source and the drain is not the same due to the characteristics of the conventional FET device, since the device is destroyed, it is impossible to operate a certain number of parallel configurations in the present invention. It was. Thus, by establishing an inverter circuit with an improved parallel FET configuration, it is easy to cope with sudden load fluctuations, and also to easily configure a circuit according to a change in the control load capacity. By using this principle, the fluorescence flicker phenomenon can be eliminated.

도 9의 맥류제어부(32)는 일반적으로 FET 소자에 적합한 상용 IC 드라이버를 사용하는데, 본 발명에서는 상용 드라이버 IC 후단에 새로운 드라이버 단을 구성 하여 2단으로 FET 드라이버 단을 보완하여 구성하는 방식으로 병렬로 구성된 FET에 접속된 바이어스 저항 소자를 활용하여 상기에 서술한 바와같이 FET의 병렬구성시 문제가 되는 소스단과 드레인단간 드라이버 값이 일정하게 유지되도록 하는 푸시풀 드라이버 회로를 구성하여, 트랜지스터 TR의 A형 및 C형의 에미터 직렬접속점의 출력신호를 FET 병렬구성단의 제어신호로 제공한다. The pulse control unit 32 of FIG. 9 generally uses a commercial IC driver suitable for the FET device. In the present invention, a new driver stage is formed in the rear stage of the commercial driver IC, and the two stages are complemented to the FET driver stage in parallel. As described above, a push-pull driver circuit is configured to maintain constant driver values between source and drain terminals, which are problematic in parallel configuration of FETs, by using a bias resistor element connected to a FET composed of The output signal of emitter series connection point of type and C type is provided as a control signal of FET parallel stage.

이는 전력제어 방식에 사용하는데 있어 FET 출력단 보호를 위해 푸시풀 방식은 회로소자의 장애 발생시 일정값(+ 또는 -)으로 유지가 되지만 드라이버 전용 IC를 사용할 때 소자의 장애가 발생되면 높은 저항값을 유지하므로 출력단 소자(FET소자)가 불안정해지면서 소자 파괴를 발생 시키게 되고 상용 드라이버소자의 제품 특성상 일정량의 전력소자만을 동작시킬수 있었는데, 본 발명에 따른 맥류제어부에서는 추가로 구성된 BTL 증폭 방식의 푸시풀 회로로 A형 TR 및 C형 TR의 콜렉터에 주어지는 각각의 전압에 따라 넓은 제어폭을 가지며 이 제어폭의 값을 가지는 제어 출력신호가 병렬로 구성된 FET 의 각단에 전류 차이의 변화량에 일정하게 대처할 수 있도록 한 것이다. 이런 맥류제어부(32)는 CPU를 통해 제어된 PWM 신호를 상용 고속 FET 드라이버 소자인 U19에 입력하여 제어 신호를 부하전력에 대한 신호 전력레벨로 변환하여 출력한다. 전력 변환된 소자의 출력 전력레벨을 BTL 증폭방식의 푸시풀회로의 입력단에 공급함으로써 출력되는 맥류신호의 레벨을 보다 안정되게 하며 더욱 넓은 제어폭을 가지고 저단의 디밍 레벨에서도 안정화시킬 수 있다.This is used in power control method. To protect the FET output stage, push-pull method is maintained at a constant value (+ or-) when a circuit element fails. However, when a driver failure IC is used, a high resistance value is maintained. The output terminal device (FET device) becomes unstable and causes device destruction, and only a certain amount of power devices can be operated due to the product characteristics of the commercial driver device. In the pulse control unit according to the present invention, the BTL amplification type push-pull circuit is configured as A. It has a wide control width according to the voltages given to the collectors of the type TR and the type C TR, and the control output signal having the value of this control width can cope with the variation of the current difference at each stage of the FET configured in parallel. . Such a pulse control unit 32 inputs a PWM signal controlled by the CPU to U19, a commercial high speed FET driver element, and converts the control signal into a signal power level for load power. By supplying the output power level of the power-converted device to the input terminal of the push-pull circuit of the BTL amplification method, the level of the output pulse current can be stabilized more stably and can be stabilized even at the lower dimming level with a wider control width.

또한, 고 전력 스위칭 소자의 어플리케이션 모델의 응용된 스버너 회로를 모듈화 하여 제어하는 부하의 특성에 맞추어 적용이 가능하다.In addition, the applied burner circuit of the application model of the high power switching device can be applied in accordance with the characteristics of the load to be modularized.

출력필터부(50)는 상기 전력제어부를 통해 맥류전원(+ 또는 -)의 디밍 제어된 전력전원을 출력필터(리액터)의 입력측에 연결되고 리액터의 출력측은 콘덴서(C3-1)과 연결되고 전력제어부의 맥류전원의 디밍제어되지 않는 일단의 맥류전원(+ 또는 -)과 콘데서(C3-2)의 점과 병렬 구성되어 이루어지는데, 이렇게 구성함으로써 전력제어 방식에 사용되는 최고의 기술인 공진형 구동 방식의 개념으로 구성된 R/L/C로 이루어지는 공진조건을 만족하는 값으로 구성되어 무부하 운용이 가능하게 하고 부하인 형광등 안정기가 추가되어도 형광등의 발진 주파수와 전력제어 주파수와의 갭을 소자의 공진값이 변동부하인 형광등에도 공진된 조건을 만족하게 되므로 형광등 제어가 기존의 디밍 전용 안정기 없이도 일반 전자식 안정기를 사용하여도 쉽게 디밍이 가능하도록 한다.The output filter unit 50 is connected to the input side of the output filter (reactor) and the dimming control power supply of the pulse current power (+ or-) through the power control unit and the output side of the reactor is connected to the capacitor (C3-1) It consists of a series of uncontrolled dimming of the pulse current supply of the control unit and the point of the pulse current supply (+ or-) and the capacitor (C3-2) in parallel. It is composed of the value satisfying the resonance condition of R / L / C, which is composed of the concept, so that no load operation is possible, and even if the fluorescent ballast is added as a load, the resonance value of the element fluctuates between the oscillation frequency of the fluorescent lamp and the power control frequency. Since the resonance condition is satisfied even in the fluorescent lamp as a load, the fluorescent lamp control can be easily dimmed without using the conventional dimming ballast even by using a general electronic ballast. Check it.

이와 같이, 본 발명에 의한 PLC 통신을 이용한 맥류제어방식의 조도제어시스템은 , 여러 장소에 분산되어 있는 조명부하, 특히 안정기를 사용하는 각 부하의 조도제어를 원격으로 제어할 수 있도록 각 부하의 조도제어장치에 PLC 모듈부 및 이에 대응하는 원격지의 운용 GUI의 PC내부에 PLC모뎀을 설치하고, 원격지의 운용 GUI에서 공지의 RS-485방식의 전력선을 이용하여 데이터를 송수신하고 부하를 원격제어할 수가 있음으로써 시스템의 설비를 간단하게 할 수 있다. In this way, the illuminance control system of the pulse flow control method using PLC communication according to the present invention, the illuminance of each load so as to remotely control the illuminance control of the light load distributed in various places, in particular each load using the ballast PLC module can be installed in the control unit and PC in the corresponding remote operation GUI, and the remote operation GUI can transmit and receive data and remotely control the load using a known RS-485 power line. The system can simplify the installation of the system.

도 1은 기존의 디밍제어을 통한 조도제어장치의 개략도1 is a schematic diagram of an illumination control device through conventional dimming control

도 2는 기존 PLC통신을 이용한 조도제어장치의 개념도2 is a conceptual diagram of an illumination control device using conventional PLC communication

도 3은 기존 전력선을 통한 PLC통신을 이용한 조도제어장치의 시스템운용도3 is a system operation diagram of the illumination control device using the PLC communication through the existing power line

도 4는 본 발명의 전력선을 통한 PLC통신을 이용한 조도제어장치의 시스템운용도4 is a system operation of the illumination control device using the PLC communication through the power line of the present invention

도 5는 본 발명에 따른 시스템의 전체 구성도5 is an overall configuration diagram of a system according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 조도제어장치의 구성도6 is a configuration diagram of an illumination control device according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 개선된 전원접속부 및 맥류생성도의 구성도Figure 7 is a schematic diagram of the improved power connection and the ripple generation diagram according to the present invention

도 8은 본 발명에 따른 개선된 전력제어부의 인버터부 구성도8 is a block diagram of an inverter unit of an improved power control unit according to the present invention;

도 9는 본 발명에 따른 개선된 전력제어부의 맥류제어부의 구성도9 is a configuration diagram of the pulse control unit of the improved power control unit according to the present invention

도 10은 본 발명에 따른 개선된 전원접속부의 다른 실시예10 is another embodiment of an improved power connection according to the present invention;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

3: PLC 모뎀 4: 조도제어장치3: PLC modem 4: Illumination control device

5: 시스템 운용 GUI 10: 전원접속부5: System Operation GUI 10: Power Connection

20:맥류생성부 30: 전력제어부20: pulse generation unit 30: power control unit

31:인버터부 32:맥류제어부31: inverter portion 32: pulse control unit

40:CPU제어부 50:출력필터부40: CPU control unit 50: output filter unit

52:맥류필터52: pulse flow filter

Claims (2)

PLC 통신을 이용한 맥류제어방식의 조도제어시스템에 있어서, In the illuminance control system of the pulse control method using PLC communication, 외부 전력선으로부터 공급되는 전원을 입력으로 제공받으면서 입력전원으로부터 제어 데이터 및 통신 신호를 축출해 내는 PLC 모듈부,PLC module unit for extracting control data and communication signals from input power while receiving power supplied from an external power line as an input, 입력되는 상용 AC 전원으로부터 필요한 전원을 생성시키는 전원접속부,Power connection for generating the necessary power from the commercial AC power input, 전력신호의 디밍제어를 위한 전력변환 신호를 생성하는 맥류생성부,  Pulse flow generation unit for generating a power conversion signal for dimming control of the power signal, 인버터 FET의 게이트단 에 추가하여 드라이버단내의 양쪽에 바이어스 저항 소자를 포함하는 저전력의 FET가 부하용량에 연동하여 병렬로 다수 추가된 인버터부 및 드라이버 구동회로에 추가하여 2단의 푸시풀 FET 드라이버회로를 포함하는 맥류제어부를 포함하여 CPU를 통해 맥류제어를 위한 레벨폭 변환된 제어신호를 이용하여 고속 스위칭 소자를 구동 시키는 전력제어부, In addition to the gate stage of the inverter FET, a low-power FET including bias resistor elements on both sides of the driver stage has two push-pull FET driver circuits in addition to the inverter unit and driver driving circuits added in parallel in conjunction with the load capacity. A power control unit for driving a high speed switching element by using a level-width converted control signal for controlling the pulse flow through the CPU, including a pulse control unit including a; 출력전원의 특성 및 부하의 종류에 따라 맥류필터 소자를 효율적으로 대체할 수 있도록 리액터 및 인버터공진부로 구성된 출력필터부, An output filter unit composed of a reactor and an inverter resonator unit for efficiently replacing a pulse filter element according to the characteristics of the output power and the type of load; 상기 전력제어부에 제어신호를 공급하여 시스템의 운용 및 정보처리를 하는 CPU 제어부를 포함하는 조도제어장치와; 및An illuminance control device including a CPU control unit for supplying a control signal to the power control unit to perform system operation and information processing; And 상기 조도제어장치의 PLC모듈부와 전력선을 통해 데이터 및 통신신호를 송수신하는 PLC모뎀과 PC를 포함하여 원격으로 상기 조도제어장치를 제어하는 시스템 운용 GUI를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 PLC 통신을 이용한 맥류제어방식의 조도제어시스템.PLC communication, characterized in that it comprises a system operating GUI for controlling the illumination control device remotely, including a PLC modem and a PC for transmitting and receiving data and communication signals through the PLC module unit and the power line of the illumination control device. Light intensity control system using pulse control method. 삭제delete
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