KR101003071B1 - 극한 및 극고온도 검출을 통한 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어방법 - Google Patents

극한 및 극고온도 검출을 통한 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 극한 및 극고온도 검출을 통한 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어방법에 관한 것으로 특히, 공지된 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어방법에 있어서, 전원스위치가 "온"되거나 또는 일몰 감지센서에서 일몰이 검출되면 상기 제어부에서 온도검출센서를 통해 실시간으로 검출되는 인쇄회로기판의 온도를 입력받아 극한 및 극고온도 설정부에 의해 설정된 온도 및 정상작동온도와 상호 비교하고 그 비율을 연산하는 단계와; 상기에서 비교한 결과 현재 인쇄회로기판의 온도가 정해진 극한온도 이하 또는 극고온도 이상이면 해당 조명기구의 점등을 차단하고 이상온도상태 표시램프를 점등시켜 주는 단계와; 상기에서 비교한 결과 인쇄회로기판의 온도가 정상작동온도 이내에 있으면 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 서서히 점등을 시작하여 총 전류에 대한 값인 0-100%까지의 상승이 수초 이내에 도달되게 제어하는 단계;이루어진 것을 징으로 한다.
따라서, 극한 또는 극고온도에서도 조명기구가 점등됨으로 인해 발생될 수 있는 열 충격에 의한 구동부품의 손상 및 수명단축을 포함한 인쇄회로기판의 납땜부위 크랙 등을 미연에 방지할 수 있고, 과열 또는 과냉으로 인해 발광다이오드 자체의 특성 파괴 등을 미연에 방지할 수 있으며, 조명기구가 점등되지 않을 때 그 원인이 극한 또는 극고온도에 도달되어 있음으로 인해 점등되지 않고 있음을 조명기구 관리자 등이 정확하고 신속하게 파악할 수 있는 것이다.

Description

극한 및 극고온도 검출을 통한 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어방법{ON/OFF control unit for outdoor LED lamp by detecting extreme cold and hot temperatures}
본 발명은 극한 및 극고온도 검출을 통한 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 옥외에 설치되는 발광다이오드 조명기구의 인쇄회로기판에 온도검출센서를 설치하여 인쇄회로기판 자체의 온도가 정해진 극한온도(예를 들어 영하 61℃)보다 더 낮거나 또는 극고온도(예를 들어 영상 71℃)보다도 높은 상태로 검출되면 해당 조명기구의 점등을 차단함은 물론 이상온도상태 표시램프를 점등시켜 조명기구가 왜 점등되지 않고 있는지를 표시해 주고, 또 인쇄회로기판의 온도가 정상작동온도 이내인 경우에는 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 서서히 점등을 시작하여 총 전류에 대한 값인 0-100%까지의 상승이 수초 이내에 도달되게 하되, 검출온도가 정상작동온도보다 낮고 극한온도보다는 높으면 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 서서히 점등을 시작하며 누적온도 변화 값이 단위시간(예를 들어 1-2초) 당 발열량을 환산하여 정해진 온도(예를 들어 0.1-1.0℃/sec) 이상으로 증가되고 있으면 그 단계에서 전류 증가를 멈추고, 그 미만이면 급격한 온도 상승에 의한 폐해를 방지하기 위해 전류를 정해진 %씩 점차 증가시키는 단계를 반복실시하여 조명기구의 조도 및 인쇄회로기판의 온도를 서서히 올려줌으로써, 극한 또는 극고온도에서도 조명기구가 점등됨으로 인해 발생될 수 있는 열 충격에 의한 구동부품의 손상 및 수명단축을 포함한 인쇄회로기판의 납땜부위 크랙 등을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 과열 또는 과냉으로 인해 발광다이오드 자체의 특성 파괴 등을 미연에 방지할 수 있고, 또한 조명기구가 점등되지 않을 때 그 원인이 극한 또는 극고온도에 도달되어 있음으로 인해 점등되지 않고 있음을 조명기구 관리자 등이 정확하고 신속하게 파악할 수 있도록 발명한 것이다.
최근 들어 전력소모가 적고 수명이 긴 발광다이오드(LED)를 광원으로 사용하는 각종 조명기구들이 많이 개발 출시되고 있는 실정이다.
이와 같이 발광다이오드를 이용한 조명기구 중에는 실내에 설치되는 실내 조명기구와 옥외에 설치되는 옥외 조명기구로 구분되는데, 상기한 조명기구 중 옥외에 설치되는 조명기구로는 가로등을 포함하여 보안등 등 다양하게 제시되고 있다.
한편, 옥외 조명기구가 설치된 장소는 매우 다양하여 위도와 고도, 계절 및 시간 등에 따라 주변온도가 서로 다르고, 발광다이오드 역시 온도변화에 민감하게 반응하는 특성을 가지고 있다.
그런데, 발광다이오드는 주변온도가 극한온도에 도달될 경우 과냉으로 인해 전류가 잘 흐르지 않게 되어 그 구동 자체가 정상적으로 이루어지지 않게 되고, 또한 극고온도에 도달될 경우 과다한 전자방출로 인한 과열로 인해 발광다이오드 자체가 손상 또는 파손될 우려가 있다.
따라서, 주변온도가 극한 또는 극고온도까지 도달될 수 있는 지역에 설치되는 발광다이오드형 조명기구 중 일부에는 주변온도가 정해진 극한 또는 극고온도(예를 들어 -20℃ 및 +60℃)에 도달된 경우 무조건 조명기구의 점등을 방지하는 기능이 구비된 것도 있다.
그러나 이와 같은 발광다이오드형 조명기구에서는 인쇄회로기판의 온도를 검출하는 것이 아니고 단순히 조명기구가 설치된 주변온도가 정해진 극한 또는 극고온도로 검출되면 조명기구가 점등되지 않도록 하고 있을 뿐이어서 조명기구를 관리하는 사람 또는 주변 사람이 해당 조명기구가 어떠한 원인으로 인해 점등되지 않지 않는지를 명확히 알 수 없어 고장으로 오인 판단할 우려가 있다.
뿐만 아니라, 비록 주변의 온도가 극한 및 극고온도 이내이어서 사용자의 전원스위치의 "온"신호 또는 일몰 검출센서의 출력신호 등에 부응하여 발광다이오드형 조명기구가 점등될 때 온도차에 부관하게 최대전류를 공급시켜 조명기구를 점등시키는 구성으로 되어 있다.
그런데, 비록 주변온도가 극한온도 이상이거나 극고온도 이하이다 하더라도 극한온도에 근접되는 온도일 경우 발광다이오드들이 납땜 설치된 인쇄회로기판 자체의 온도가 매우 낮은 상태인데 그 상태에서 발광다이오드에 전원전압이 공급되어 점등하게 되면 발광다이오드들에서 발생되는 열을 원활히 방열시키기 위해 열전도율이 매우 높고 좋은 알루미늄 등으로 형성된 인쇄회로기판의 온도가 급격히 상승하게 되므로 급격한 열팽창으로 의해 인쇄회로기판과 서로 다른 열팽창 계수를 갖고 상기 인쇄회로기판에 형성된 패턴 또는 패턴과 발광다이오드 사이에 형성된 납땜부위에서 일부 크랙이 발생되거나 상호 이격되는 등이 형상이 발생되어 조명기구 자체가 소상 또는 파손되는 등의 문제점이 있다.
또한, 극고온도에 근접되는 온도일 경우 발광다이오드들이 납땜 설치된 인쇄회로기판 자체의 온도가 매우 높은 상태인데 그 상태에서 발광다이오드에 전원전압이 공급되어 점등하게 되면 발광다이오드들에서 발생되는 열에 의해 발광다이오드들 자체가 과열하게 되므로 발광다이오드들이 과열에 의해 손상 또는 파손되는 등의 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 옥외에 설치되는 발광다이오드 조명기구의 인쇄회로기판에 온도검출센서와 이상온도상태 표시램프를 설치하여 인쇄회로기판 자체의 온도가 정해진 극한온도(예를 들어 영하 61℃)보다 더 낮거나 또는 극고온도(예를 들어 영상 71℃)보다도 높은 상태로 검출되면 해당 조명기구의 점등을 차단함은 물론 이상온도상태 표시램프를 점등시켜 조명기구가 왜 점등되지 않고 있는지를 표시해 주고, 또 인쇄회로기판의 온도가 정상작동온도 이내인 경우에는 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 서서히 점등을 시작하여 총 전류에 대한 값인 0-100%까지의 상승이 수초 이내에 도달되게 하되, 검출온도가 정상작동온도보다 낮고 극한온도보다는 높으면 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 서서히 점등을 시작하며 누적온도 변화 값이 단위시간(예를 들어 1-2초) 당 발열량을 환산하여 정해진 온도(예를 들어 0.1-1.0℃/sec) 이상으로 증가되고 있으면 그 단계에서 전류 증가를 멈추고, 그 미만이면 급격한 온도 상승에 의한 폐해를 방지하기 위해 전류를 정해진 %씩 점차 증가시키는 단계를 반복실시하여 조명기구의 조도 및 인쇄회로기판의 온도를 서서히 올려줌으로써, 극한 또는 극고온도에서도 조명기구가 점등됨으로 인해 발생될 수 있는 열 충격에 의한 구동부품의 손상 및 수명단축을 포함한 인쇄회로기판의 납땜부위 크랙 등을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 과열 또는 과냉으로 인해 발광다이오드 자체의 특성 파괴 등을 미연에 방지할 수 있고, 또한 조명기구가 점등되지 않을 때 그 원인이 극한 또는 극고온도에 도달되어 있음으로 인해 점등되지 않고 있음을 조명기구 관리자 등이 정확하고 신속하게 파악할 수 있는 극한 및 극고온도 검출을 통한 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 극한 및 극고온도 검출을 통한 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어장치는, 원하는 조도에 맞도록 인쇄회로기판에 납땜을 통해 설치되는 수개의 발광다이오드와; 상기 발광다이오드들을 구비하고 조명기구 본체 내에 설치되는 인쇄회로기판과; 온도를 검출하여 제어부로 전달하는 온도검출센서와; 조명기구가 설치되는 지역의 기온특성에 맞게 사용자 또는 관리자가 극한 및 극고온도를 설정할 수 있도록 하는 극한 및 극고온도 설정부와; 교류전압을 각 부품들의 구동에 필요한 직류전압으로 정전압 정류시켜 주는 정전압 정류부와; 전원스위치가 "온"되거나 또는 일몰 감지센서에서 일몰이 검출되면 상기 극한 및 극고온도 설정부에 의해 설정된 입력정보와 온도검출센서에서 실시간으로 검출되는 온도신호를 입력받고 자체 내에 기입력되어 있는 제어프로그램을 수행하여 조명기구의 구동에 따른 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부와; 상기 제어부에서 출력되는 신호에 부응하여 발광다이오드의 구동을 제어하는 발광다이오드 구동부;를 구비한 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어장치에 있어서, 상기 온도검출센서는 짧은 시간 내에 급격한 온도변화가 발생하거나 또는 극한 및 극고온도의 검출시 발광다이오드의 특성과 패턴 및 납땜부위에 직접적으로 영향을 주는 인쇄회로기판상에 설치하고, 상기 조명기구 본체 내에는 인쇄회로기판 자체의 온도가 정해진 극한온도보다 더 낮거나 또는 극고온도보다도 높은 상태로 검출되어 제어부에서 발광다이오드가 점등되지 않도록 할 때 이를 사용자 또는 관리자가 알 수 있도록 하는 이상온도상태 표시램프를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 방법은, 수개의 발광다이오드와 온도검출센서 및 이상온도상태 표시램프가 인쇄회로기판에 구비되고, 제어부의 입,출력단자에는 온도검출센서와 극한 및 극고온도 설정부, 정전압 정류부, 및 발광다이오드 구동부가 연결된 구성을 갖는 상기 제어부에서 전원스위치가 "온"되거나 또는 일몰 감지센서에서 일몰이 검출되면 상기 극한 및 극고온도 설정부에 의해 설정된 입력정보와 온도검출센서에서 실시간으로 검출되는 온도신호에 부응하여 조명기구의 점,소등을 제어하는 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어방법에 있어서, 전원스위치가 "온"되거나 또는 일몰 감지센서에서 일몰이 검출되면 상기 제어부에서 온도검출센서를 통해 실시간으로 검출되는 인쇄회로기판의 온도를 입력받아 극한 및 극고온도 설정부에 의해 설정된 온도 및 정상작동온도와 상호 비교하고 그 비율을 연산하는 단계와; 상기에서 비교한 결과 현재 인쇄회로기판의 온도가 정해진 극한온도 이하 또는 극고온도 이상이면 해당 조명기구의 점등을 차단하고 이상온도상태 표시램프를 점등시켜 주는 단계와; 상기에서 비교한 결과 인쇄회로기판의 온도가 정상작동온도 이내에 있으면 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 서서히 점등을 시작하여 총 전류에 대한 값인 0-100%까지의 상승이 수초 이내에 도달되게 제어하는 단계;이루어진 것을 징으로 한다.
또한, 상기에서 비교 판단한 결과 정상작동온도보다 낮으나 극한온도보다는 높으면 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 0%부터 시작하여 정해진 스텝에 따른 전류 값을 발광다이오드에 흘려주며 서서히 점등을 시작하는 단계와; 해당 스텝의 전류 값이 공급되고 있는 가운데 인쇄회로기판의 누적온도 변화 값을 단위 시간당 발열량으로 환산하고 그 결과 값이 정해진 온도 이상으로 증가되고 있는지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 누적온도 변화 값에 따른 단위 시간당 발열량이 정해진 온도 이상이면 증가 중인 전류 값을 현재로 유지시키고 이전 단계로 되돌아가는 단계와; 상기에서 판단한 결과 인쇄회로기판의 누적온도 변화 값에 대한 단위 시간당 발열량 환산 값이 정해진 온도 미만이면 이전 스텝에서 발광다이오드들에 공급하던 전류 대비 정해진 %의 단위 전류 값으로 1 스텝 증가시켜 주는 단계와; 스텝 포인트를 1 증가시키고 최대 100%의 전류 값이 되는 최종 스템 포인트 값과 같은지를 비교하는 단계와; 상기에서 비교한 결과 최대 100%의 전류 값인 최종 스템 포인트 값이 아니면 해당 스텝의 전류 값이 공급되고 있는 인쇄회로기판의 누적온도 변화 값을 단위 시간당 발열량으로 환산하고 그 결과 값이 정해진 온도 이상으로 증가되고 있는지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계와; 상기에서 비교한 결과 현재 스텝 포인터가 최대 100%의 전류 값인 최종 스템 포인트 값을 나타내면 전류의 증가를 멈추는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 극한 및 극고온도 설정부에 의해 설정되는 극한온도는 -61℃이고 극고온도는 +71도이며, 정상작동온도는 -20℃에서 +70℃ 사이인 것을 특징으로 한다.
또한, 단위시간은 1-2초이고, 단위 시간당 발열량과 비교되는 정해진 온도는 0.1-1.0℃/sec인 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 옥외에 설치되는 발광다이오드 조명기구의 인쇄회로기판에 온도검출센서와 이상온도상태 표시램프를 설치하고, 인쇄회로기판 자체의 온도가 정해진 극한온도(예를 들어 영하 61℃)보다 더 낮거나 또는 극고온도(예를 들어 영상 71℃)보다도 높은 상태로 검출되면 해당 조명기구의 점등을 차단함은 물론 이상온도상태 표시램프를 점등시켜 조명기구가 왜 점등되지 않고 있는지를 표시해 주고, 또 인쇄회로기판의 온도가 정상작동온도 이내인 경우에는 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 서서히 점등을 시작하여 총 전류에 대한 값인 0-100%까지의 상승이 수초 이내에 도달되게 하되, 검출온도가 정상작동온도보다 낮고 극한온도보다는 높으면 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 서서히 점등을 시작하며 누적온도 변화 값이 단위시간(예를 들어 1-2초) 당 발열량을 환산하여 정해진 온도(예를 들어 0.1-1.0℃/sec) 이상으로 증가되고 있으면 그 단계에서 전류 증가를 멈추고, 그 미만이면 급격한 온도 상승에 의한 폐해를 방지하기 위해 전류를 정해진 %씩 점차 증가시키는 단계를 반복실시하여 조명기구의 조도 및 인쇄회로기판의 온도를 서서히 올려줌으로써, 첫째 극한 또는 극고온도에서도 조명기구가 점등됨으로 인해 발생될 수 있는 열 충격에 의한 구동부품의 손상 및 수명단축을 포함한 인쇄회로기판의 납땜부위 크랙 등을 미연에 방지할 수 있고, 둘째 과열 또는 과냉으로 인해 발광다이오드 자체의 특성 파괴 등을 미연에 방지할 수 있으며, 셋째 조명기구가 점등되지 않을 때 그 원인이 극한 또는 극고온도에 도달되어 있음으로 인해 점등되지 않고 있음을 조명기구 관리자 등이 정확하고 신속하게 파악할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명 방법이 적용된 극한 및 극고온도 검출을 통한 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어장치의 전체 블록 구성도.
도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 방법이 적용된 극한 및 극고온도 검출을 통한 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어장치의 전체 블록 구성도를 나타낸 것이다.
이에 따르면,
원하는 조도에 맞도록 인쇄회로기판(2)에 납땜을 통해 설치되는 수개의 발광다이오드(1)와; 상기 발광다이오드(1)들을 구비하고 조명기구 본체(3) 내에 설치되는 인쇄회로기판(2)과; 온도를 검출하여 제어부(10)로 전달하는 온도검출센서(4)와; 조명기구가 설치되는 지역의 기온특성에 맞게 사용자 또는 관리자가 극한 및 극고온도를 설정할 수 있도록 하는 극한 및 극고온도 설정부(5)(6)와; 교류전압을 각 부품들의 구동에 필요한 직류전압으로 정전압 정류시켜 주는 정전압 정류부(7)와; 전원스위치(8)가 "온"되거나 또는 일몰 감지센서(9)에서 일몰이 검출되면 상기 극한 및 극고온도 설정부(5)(6)에 의해 설정된 입력정보와 온도검출센서(4)에서 실시간으로 검출되는 온도신호를 입력받고 자체 내에 기입력되어 있는 제어프로그램을 수행하여 조명기구의 구동에 따른 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부(10)와; 상기 제어부(10)에서 출력되는 신호에 부응하여 발광다이오드(1)의 구동을 제어하는 발광다이오드 구동부(11);를 구비한 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어장치에 있어서,
상기 온도검출센서(4)는 짧은 시간 내에 급격한 온도변화가 발생하거나 또는 극한 및 극고온도의 검출시 발광다이오드(1)의 특성과 패턴 및 납땜부위에 직접적으로 영향을 주는 인쇄회로기판(2)상에 설치하고, 상기 조명기구 본체(3) 내에는 인쇄회로기판(2) 자체의 온도가 정해진 극한온도(예를 들어 -61℃)보다 더 낮거나 또는 극고온도(예를 들어 +71℃)보다도 높은 상태로 검출되어 제어부(10)에서 발광다이오드(1)가 점등되지 않도록 할 때 이를 사용자 또는 관리자가 알 수 있도록 하는 이상온도상태 표시램프(12)를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명 방법은,
수개의 발광다이오드(1)와 온도검출센서(4) 및 이상온도상태 표시램프(12)가 인쇄회로기판(2)에 구비되고, 제어부(10)의 입,출력단자에는 온도검출센서(4)와 극한 및 극고온도 설정부(5)(6), 정전압 정류부(7) 및 발광다이오드 구동부(11)가 연결된 구성을 갖는 상기 제어부(10)에서 전원스위치(8)가 "온"되거나 또는 일몰 감지센서(9)에서 일몰이 검출되면 상기 극한 및 극고온도 설정부(5)(6)에 의해 설정된 입력정보(T1℃)(T2℃)와 온도검출센서(4)에서 실시간으로 검출되는 온도신호(T3℃)에 부응하여 조명기구의 점,소등을 제어하는 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어방법에 있어서,
전원스위치(8)가 "온"되거나 또는 일몰 감지센서(9)에서 일몰이 검출되면(S1) 상기 제어부(10)에서 온도검출센서(4)를 통해 실시간으로 검출(S2)되는 인쇄회로기판(2)의 온도(T3℃)를 입력받아 극한 및 극고온도 설정부(5)(6)에 의해 설정된 온도(T1℃)(T2℃) 및 정상작동온도(T4℃)와 상호 비교하고 그 비율을 연산하는 단계(S3)와;
상기에서 비교한 결과 현재 인쇄회로기판(2)의 온도(T3℃)가 정해진 극한온도(T1℃) 이하 또는 극고온도(T2℃) 이상이면 해당 조명기구의 점등을 차단하고(S4) 이상온도상태 표시램프(12)를 점등시켜 주는 단계(S5)와;
상기에서 비교한 결과 인쇄회로기판(2)의 온도가 정상작동온도(T4℃) 이내에 있으면 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 서서히 점등을 시작하여 총 전류에 대한 값인 0-100%까지의 상승이 수초 이내에 도달되게 제어하는 단계(S6);이루어진 것을 징으로 한다.
또한, 상기에서 비교 판단한 결과 정상작동온도(T4℃)보다 낮으나 극한온도(T1℃)보다는 높으면 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 0%부터 시작하여 정해진 스텝에 따른 전류 값을 발광다이오드(1)에 흘려주며 서서히 점등을 시작하는 단계(S7)와;
해당 스텝의 전류 값이 공급되고 있는 가운데 인쇄회로기판(2)의 누적온도 변화 값을 단위 시간(t)당 발열량으로 환산하고(S8) 그 결과 값이 정해진 온도(T5℃/sec) 이상으로 증가되고 있는지를 판단하는 단계(S9)와;
상기에서 판단한 결과 누적온도 변화 값에 따른 단위 시간당 발열량이 정해진 온도(T5℃/sec) 이상이면 증가 중인 전류 값을 현재로 유지시키고 이전 단계(S9)로 되돌아가는 단계(S10)와;
상기에서 판단한 결과 인쇄회로기판(2)의 누적온도 변화 값에 대한 단위 시간당 발열량 환산 값이 정해진 온도(T5℃/sec) 미만이면 이전 스텝에서 발광다이오드(1)들에 공급하던 전류 대비 정해진 %의 단위 전류 값으로 1 스텝 증가시켜 주는 단계(S11)와;
스텝 포인트를 1 증가시키고(S12) 최대 100%의 전류 값이 되는 최종 스템 포인트 값과 같은지를 비교하는 단계(S13)와;
상기에서 비교한 결과 최대 100%의 전류 값인 최종 스템 포인트 값이 아니면 해당 스텝의 전류 값이 공급되고 있는 인쇄회로기판(2)의 누적온도 변화 값을 단위 시간당 발열량으로 환산하고 그 결과 값이 정해진 온도(T5℃/sec) 이상으로 증가되고 있는지를 판단하는 단계(S9)로 되돌아가는 단계(S13)와;
상기에서 비교한 결과 현재 스텝 포인터가 최대 100%의 전류 값인 최종 스템 포인트 값을 나타내면 전류의 증가를 멈추는 단계(S14);를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 극한 및 극고온도 설정부(5)(6)에 의해 설정되는 극한온도(T1℃)는 -61℃이고 극고온도(T2℃)는 +71도이며, 정상작동온도(T4℃)는 -20℃에서 +70℃ 사이인 것을 특징으로 한다.
또한, 단위시간(t)은 1-2초이고, 단위 시간당 발열량과 비교되는 정해진 온도(T5℃/sec)는 0.1-1.0℃/sec인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성 및 단계로 이루어진 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명 장치는 수개의 발광다이오드(1)와조명기구 본체(3), 인쇄회로기판(2), 온도검출센서(4), 극한 및 극고온도 설정부(5)(6), 정전압 정류부(7), 전원스위치(8) 또는 일몰 감지센서(9), 제어부(10) 및 발광다이오드 구동부(11)를 구비한 공지의 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어장치에 있어서, 상기 온도검출센서(4)는 인쇄회로기판(2)상에 설치하고, 상기 조명기구 본체(3) 내에는 이상온도상태 표시램프(12)를 부가 설치한 것을 주요기술 구성요소로 한다.
즉, 본 발명 장치에서는 온도검출센서(4) 자체를 인쇄회로기판(2) 상에 직접 설치하여 짧은 시간 내에 급격한 온도변화가 발생하거나 또는 극한 및 극고온도의 검출시 발광다이오드(1)의 특성과 인쇄회로기판(2)에 형성된 패턴 및 패턴의 납땜부위에 직접적으로 영향을 주는 온도를 인쇄회로기판(2) 상에서 직접 검출할 수 있도록 하고, 또한 상기 조명기구 본체(3) 내에는 이상온도상태 표시램프(12)를 부가 설치하여 인쇄회로기판(2) 자체의 온도가 정해진 극한온도(예를 들어 -61℃)보다 더 낮거나 또는 극고온도(예를 들어 +71℃)보다도 높은 상태로 검출되어 제어부(10)에서 발광다이오드(1)가 점등되지 않도록 할 때 상기 발광다이오드(1)들이 왜 점등되지 않고 있는지를 사용자 또는 관리자가 정확히 알 수 있도록 한 것이다.
한편, 본 발명 방법은 전술한 바와 같이 수개의 발광다이오드(1)와 온도검출센서(4) 및 이상온도상태 표시램프(12)가 인쇄회로기판(2)에 구비되고, 제어부(10)의 입,출력단자에는 온도검출센서(4)와 극한 및 극고온도 설정부(5)(6), 정전압 정류부(7) 및 발광다이오드 구동부(11)가 연결된 구성을 갖는 상기 제어부(10)에서 전원스위치(8)가 "온"된 것이 검출되거나 또는 일몰 감지센서(9)에서 일몰이 검출되면(S1), 상기 온도검출센서(4)를 통해 실시간으로 검출(S2)되는 인쇄회로기판(2)의 온도(T3℃)를 입력받아 극한 및 극고온도 설정부(5)(6)에 의해 설정된 온도(T1℃)(T2℃) 및 정상작동온도(T4℃)와 상호 비교함은 물론 그 비율을 연산하게 된다(S3).
이때, 본 발명에서는 발광다이오드의 특성을 감안하여 상기 극한 및 극고온도 설정부(5)(6)에 의해 설정되는 극한온도(T1℃)는 -61℃로 설정하고, 극고온도(T2℃)는 +71도로 설정하였으며, 정상작동온도(T4℃)는 -20℃에서 +70℃ 사이로 설정하였다.
이와 같이 상기 온도검출센서(4)를 통해 실시간으로 검출되는 인쇄회로기판(2)의 현재온도(T3℃) 대비 극한온도(T1℃)와 극온온도(T2℃) 및 정상작동온도(T4℃)를 상호 비교한 결과 인쇄회로기판(2)의 현재온도(T3℃)가 정해진 극한온도(T1℃)인 -61℃ 이하 또는 극고온도(T2℃)인 +71℃ 이상이면 발광다이오드(1)를 극한 또는 극한온도로부터 보호(극, 과냉 및 과열로부터 보호)하기 위하여 해당 조명기구의 점등을 차단하고(S4) 본 발명에서 부가 설치한 이상온도상태 표시램프(12)를 점등시켜 주게 된다(S5).
따라서, 조명기구가 점등되지 않을 때 그 원인이 조명기구의 고장이 아니고 극한 또는 극고온도에 도달되어 있음으로 인해 점등되지 않고 있음을 조명기구 사용자 또는 관리자 등이 정확하고 신속하게 파악할 수 있는 것이다.
또한, 상기 제어부(10)에서는 상기와 같이 온도검출센서(4)를 통해 실시간으로 검출되는 인쇄회로기판(2)의 현재온도(T3℃) 대비 극한온도(T1℃)와 극온온도(T2℃) 및 정상작동온도(T4℃)를 상호 비교한 결과, 상기 인쇄회로기판(2)의 현재온도가 정상작동온도(T4℃)인 -20℃에서 +70℃ 사이의 온도 중 어느 한 온도이면 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 발광다이오드를 서서히 점등시키기 시작 즉, 총 전류에 대비 0%전류부터 시작하여 100%에 이를 때까지 서서히 전류를 증대시켜 수초 이내에 원하는 조도를 갖는 조명이 이루어질 수 있도록 한다(S6).
그러나, 상기에서 비교 판단한 결과 정상작동온도(T4℃)보다 낮으나 극한온도(T1℃)보다는 높으면(즉, -60℃에서 -21℃ 사이 중 어느 한 온도이면) 상기 제어부(10)는 펄스 폭 변조(PWM) 제어방식을 통해 0%전류부터 시작하여 정해진 스텝에 따른 전류 값을 발광다이오드(1)에 흘려주며 서서히 점등을 시작하게 된다(S7).
이어서 해당 스텝의 전류 값이 공급되고 있는 인쇄회로기판(2)의 누적온도 변화 값을 단위 시간(t; 예를 들어 1-2)당 발열량으로 환산하고(S8), 이렇게 환산된 값이 정해진 온도(T5℃/sec; 예를 들어 사용자가 0.1-1.0℃/sec 중 어느 한 값으로 설정한 온도) 이상으로 증가되고 있는지를 판단하게 된다(S9).
상기에서 판단한 결과 누적온도 변화 값에 따른 단위 시간(t)당 발열량이 정해진 온도(T5℃/sec) 이상이면, 계속적인 급격 온도 상승으로 인한 폐해를 방지하기 위해 증가 중인 전류 값을 현재로 유지시키고 이전 단계(S9)로 되돌아가게 된다(S10).
즉, 현재 스템에서 공급한 전류에 의해 작동되는 발광다이오드(1)들에서 발생되는 열기에 의해 누적온도 변화 값에 따른 단위 시간(t; 즉, 1-2초)당 발열량이 예를 들어 정해진 온도(T5℃/sec)인 0.1-1.0℃/sec에서 예를 들어 0.5℃/sec로 설정하였을 경우 1-2초당 0.5℃/sec를 넘어설 경우 -60℃에서 -21℃ 사이 중 어느 한 온도를 갖고 있던 인쇄회로기판(2)의 온도가 빠르게 온도 상승을 하고 있는 것으로 간주하고 계속적인 급격 온도 상승으로 인한 폐해를 방지하기 위해 증가 중인 전류 값을 현재로 유지시켜 줌으로써 짧은 시간 내에 인쇄회로기판(2)을 포함한 발광다이오드(1)들의 온도가 상승하게 되므로 인해 발생될 수 있는 발광다이오드(1) 자체의 특성 파괴 등을 미연에 방지할 수 있게 된다.
한편, 상기에서 판단한 결과 인쇄회로기판(2)의 누적온도 변화 값에 대한 단위 시간당 발열량 환산 값이 정해진 온도(T5℃/sec) 미만이면 인쇄회로기판(2)의 온도가 서서히 상승하고 있음으로 인식하고 이전 스텝에서 발광다이오드(1)들에 공급하던 전류 대비 정해진 %단위 전류 값으로 1 스텝 증가(S11)시켜 준 다음, 이전의 스텝 포인트 값을 1 증가시키고(S12) 최대 100%의 전류 값이 되는 최종 스템 포인트 값과 같은지를 비교하게 된다(S13)
예를 들어 각 스텝별 전류 증가분을 5%로 가정할 경우 0%에서 100%까지 전류 값을 증가시키는데 필요한 전체 스텝은 20이 된다.
상기에서 비교한 결과 최대 100%의 전류 값인 최종 스템 포인트 값이 아니면 해당 스텝의 전류 값이 공급되고 있는 인쇄회로기판(2)의 누적온도 변화 값을 단위 시간당 발열량으로 환산하고 그 결과 값이 정해진 온도(T5℃/sec) 이상으로 증가되고 있는지를 판단하는 단계(S9)로 되돌아가 이후의 동작을 반복 수행하게 되며, 이와 같은 단계를 반복 수행한 결과 현재 스텝 포인터가 최대 100%의 전류 값인 최종 스템 포인트 값을 나타내면 전류의 증가를 멈추게 된다(S14).
이와 같이 본 발명에서는 인쇄회로기판(2) 자체의 온도가 정해진 극한온도(예를 들어 영하 61℃)보다 더 낮거나 또는 극고온도(예를 들어 영상 71℃)보다도 높은 상태로 검출되면 해당 조명기구의 점등을 차단함은 물론 이상온도상태 표시램프(12)를 점등시켜 조명기구가 왜 점등되지 않고 있는지를 표시해 주고, 또 인쇄회로기판의 온도가 정상작동온도 이내인 경우에는 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 서서히 점등을 시작하여 총 전류에 대한 값인 0-100%까지의 상승이 수초 이내에 도달되게 하되, 검출온도가 정상작동온도보다 낮고 극한온도보다는 높으면 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 서서히 점등을 시작하며 누적온도 변화 값이 단위시간(예를 들어 1-2초) 당 발열량을 환산하여 정해진 온도(예를 들어 0.1-1.0℃/sec) 이상으로 증가되고 있으면 그 단계에서 전류 증가를 멈추고, 그 미만이면 급격한 온도 상승에 의한 폐해를 방지하기 위해 전류를 정해진 %씩 점차 증가시키는 단계를 반복실시하여 조명기구의 조도 및 인쇄회로기판의 온도를 서서히 올려줌으로써, 극한 또는 극고온도에서도 조명기구가 점등됨으로 인해 발생될 수 있는 열 충격에 의한 구동부품의 손상 및 수명단축을 포함한 인쇄회로기판의 납땜부위 크랙 등을 미연에 방지할 수 있고, 과열 또는 과냉으로 인해 발광다이오드 자체의 특성 파괴 등을 미연에 방지할 수 있으며, 조명기구가 점등되지 않을 때 그 원인이 극한 또는 극고온도에 도달되어 있음으로 인해 점등되지 않고 있음을 조명기구 관리자 등이 정확하고 신속하게 파악할 수 있는 것이다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
1 : 발광다이오드 2 : 인쇄회로기판
3 : 조명기구 본체 4 : 온도검출센서
5,6 : 극한 및 극고온도 설정부 7 : 정전압 정류부
8 : 전원스위치 9 : 일몰 감지센서
10 : 제어부 11 : 발광다이오드 구동부
12 : 이상온도상태 표시램프

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 수개의 발광다이오드와 온도검출센서 및 이상온도상태 표시램프가 인쇄회로기판에 구비되고, 제어부의 입,출력단자에는 온도검출센서와 극한 및 극고온도 설정부, 정전압 정류부, 및 발광다이오드 구동부가 연결된 구성을 갖는 상기 제어부에서 전원스위치가 "온"되거나 또는 일몰 감지센서에서 일몰이 검출되면 상기 극한 및 극고온도 설정부에 의해 설정된 입력정보와 온도검출센서에서 실시간으로 검출되는 온도신호에 부응하여 조명기구의 점,소등을 제어하는 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어방법에 있어서,
    전원스위치가 "온"되거나 또는 일몰 감지센서에서 일몰이 검출되면 상기 제어부에서 온도검출센서를 통해 실시간으로 검출되는 인쇄회로기판의 온도를 입력받아 극한 및 극고온도 설정부에 의해 설정된 온도 및 정상작동온도와 상호 비교하고 그 비율을 연산하는 단계와;
    상기에서 비교한 결과 현재 인쇄회로기판의 온도가 정해진 극한온도 이하 또는 극고온도 이상이면 해당 조명기구의 점등을 차단하고 이상온도상태 표시램프를 점등시켜 주는 단계와;
    상기에서 비교한 결과 인쇄회로기판의 온도가 정상작동온도 이내에 있으면 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 서서히 점등을 시작하여 총 전류에 대한 값인 0-100%까지의 상승이 수초 이내에 도달되게 제어하는 단계와;
    상기에서 비교 판단한 결과 정상작동온도보다 낮으나 극한온도보다는 높으면 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 통해 0%부터 시작하여 정해진 스텝에 따른 전류 값을 발광다이오드에 흘려주며 서서히 점등을 시작하는 단계와;
    해당 스텝의 전류 값이 공급되고 있는 가운데 인쇄회로기판의 누적온도 변화 값을 단위 시간당 발열량으로 환산하고 그 결과 값이 정해진 온도 이상으로 증가되고 있는지를 판단하는 단계와;
    상기에서 판단한 결과 누적온도 변화 값에 따른 단위 시간당 발열량이 정해진 온도 이상이면 증가 중인 전류 값을 현재로 유지시키고 이전 단계로 되돌아가는 단계와;
    상기에서 판단한 결과 인쇄회로기판의 누적온도 변화 값에 대한 단위 시간당 발열량 환산 값이 정해진 온도 미만이면 이전 스텝에서 발광다이오드들에 공급하던 전류 대비 정해진 %의 단위 전류 값으로 1 스텝 증가시켜 주는 단계와;
    스텝 포인트를 1 증가시키고 최대 100%의 전류 값이 되는 최종 스템 포인트 값과 같은지를 비교하는 단계와;
    상기에서 비교한 결과 최대 100%의 전류 값인 최종 스템 포인트 값이 아니면 해당 스텝의 전류 값이 공급되고 있는 인쇄회로기판의 누적온도 변화 값을 단위 시간당 발열량으로 환산하고 그 결과 값이 정해진 온도 이상으로 증가되고 있는지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계와;
    상기에서 비교한 결과 현재 스텝 포인터가 최대 100%의 전류 값인 최종 스템 포인트 값을 나타내면 전류의 증가를 멈추는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 극한 및 극고온도 검출을 통한 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 단위시간은 1-2초이고, 단위 시간당 발열량과 비교되는 정해진 온도는 0.1-1.0℃/sec인 것을 특징으로 하는 극한 및 극고온도 검출을 통한 옥외 발광다이오드 조명기구의 점/소등제어방법.
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