KR101908458B1 - 항공등화용 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항공등화로 정전류를 출력하는 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 제어신호를 전달받아 전자볼륨 IC(Integrated circuit)를 제어하며, 정전류조정기의 규격에 의한 출력 전류를 조절하는 전자볼륨제어부; 전자볼륨제어부에 의한 제어값에 따라 공급전압의 위상을 제어하며, 정전류를 출력하는 위상제어부; 위상제어부에 의해 위상 제어된 공급전압을 정전류로 변환하고, 변환된 출력전류값이 램프에 공급되는 전압제어부; 및 출력전류값과 원격지로부터 전달받은 기준전류값을 비교하여 전자볼륨제어부에 대한 제어신호를 발생시키는 중앙처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공등화용 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치에 관한 것이다.

Description

항공등화용 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치{APPARATUS FOR AUTOMATICALLY CONTROLLING OUTPUT CURRENT OF CONSTANT CURRENT REGULATOR FOR AIR FIELD LIGHTING}

본 발명은 항공등화용 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치에 관한 것으로서, 특히, 항공등화(램프부)로 정전류를 출력하도록 제어하는 항공등화용 전원공급장치인 정전류조정기의 출력전류를 감지하고, 부하 및 외부 환경에 의해 변경되는 출력전류를 설정된 제어값으로 용이하게 변경하거나 항상 일정하게 유지할 수 있는 항공등화용 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치에 관한 것이다.

항공등화용 정전류조정기는 항공등화로 정전류를 공급하는 장치로써, 항공등화의 온/오프(ON/OFF) 및 밝기를 조절하는데 사용하고 있으며, 항공기의 운항에 있어 없어서는 안 될 필수적인 구성 요소이므로 안정적인 구동을 위한 유지 및 관리는 매우 중요한 사항이라 할 수 있다.

그러나, 항공등화용 전원공급장치인 정전류조정기의 출력단은 부하의 변경 또는 외부환경의 변경시 출력전류값이 변동될 수 있으며, 과전류가 발생할 경우 항공등화 및 제어장치의 소손을 발생시킨다.

또한, 정전류조정기의 출력전류값이 일정하지 않고 기준전류값 보다 낮아질 경우 항공등화의 출력 광도에 영향을 주게 되어 항공기의 이착륙은 물론 항공기의 이동에 매우 큰 영향을 끼치게 된다.

도 1은 종래 전류 제어방식을 나타낸 개념도이고, 도 2는 종래 드라이버 보드를 통해 각 단계에 따른 볼륨저항을 로컬로 조작해야 하는 상태를 나타낸 도면이다.

종래에는 정전류조정기의 부하 증측 및 감소 또는 개편으로 인한 출력 전류 변경시 이를 조정하기 위해 2명의 전문인력이 현장에 투입되어 로컬로 조작해야 했으며, 조작단계는 0 ~ 7단 총 8단계 조작만 가능하였고, 출력 전류 변경 작업시 활주로의 이용 및 운행을 중단해야 하므로 공항 활주로 운용에도 영향을 끼칠 수 밖에 없다.

이와 같은 출력 전류 변경 작업은 사용자의 요구에 따라 출력 부하 변경 시 작업 가능한 전문인력이 투입되어야 하며, 2인 1개조가 현장에서 정전류조정기의 제어보드 분리 후 확장보드를 삽입하여 전류를 조절(DRIVER 보드의 가변저항을 수동으로 조작해야 함)해야 하므로 수동조절로 인한 많은 시간이 소요됨은 물론, A/S에 대한 추가 비용이 발생한다는 문제점을 안고 있었다.

(0001) 국내등록특허공보 제10-1111108호 (0002) 국내공개특허공보 제10-2017-0013028호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 정전류조정기의 출력전류값을 조정시 종래와 같은 로컬이 아닌 원격으로 자동 조절할 수 있는 항공등화용 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, RS-232나 RS-845 등과 같은 통신을 이용하여 제어하면서도 소프트웨어가 아닌 하드웨어 제어를 통해 소프트웨어 소스로 인한 버그 및 오류 등을 해결한 항공등화용 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명인 항공등화용 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치는, 제어신호를 전달받아 전자볼륨 IC(Integrated circuit)를 제어하며, 정전류조정기의 규격에 의한 출력 전류를 조절하는 전자볼륨제어부; 상기 전자볼륨제어부에 의한 제어값에 따라 공급전압의 위상을 제어하며, 정전류를 출력하는 위상제어부; 상기 위상제어부에 의해 위상 제어된 공급전압을 정전류로 변환하고, 변환된 출력전류값이 램프에 공급되는 전압제어부; 및 상기 출력전류값과 원격지로부터 전달받은 기준전류값을 비교하여 상기 전자볼륨제어부에 대한 상기 제어신호를 발생시키는 중앙처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 출력전류값을 낮은 전류값으로 변환하고, 변환된 전류값을 연산처리하여 상기 출력전류값을 취득한 후 취득한 출력전류값을 상기 중앙처리부로 전달하는 비교측정처리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 비교측정처리부는, 상기 전압제어부의 출력단에 연결되어 상기 출력전류값을 소전류로 변환시키는 변류기(CT : Current Transformer); 상기 변류기와 연결되어 변환된 소전류를 측정전류로 변환시키는 미세조정부; 및 상기 미세조정부와 연결되어 상기 측정전류를 통해 상기 출력전류값을 계산하며, 계산된 상기 출력전류값을 상기 중앙처리부로 전달하는 연산처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 항공등화용 전원공급장치인 정전류조정기의 오동작 시 과도한 출력전류로 인한 항공등화램프의 소손 발생률을 줄이며, 정전류조정기의 내부 구성부품을 보호하고, 부하 및 외부환경에 의해 변경된 출력전류 조작을 원격으로 세팅하므로 시간 및 인적소요에 대한 유지보수의 효율성을 증대시키고, 신속한 유지보수로 항공기의 안전한 운항을 보장할 수 있다.

또한, 항공등화에 인입되는 전류를 조정하여 일정한 광도를 출력함으로써 항공기의 이착륙 및 항공기 이동에 대한 영향을 현저하게 줄일 수 있고, 운영시간 확보로 인한 안정성 확보로 인해 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한, 정전류조정기의 부하가 증축 및 개편으로 출력 전류 변경시 원격 제어로 인해 활주로의 이용 및 운행을 중단할 필요 없이 운영할 수 있으며, 유지보수시에 필요한 공항 활주로 운용시간을 현저히 줄일 수 있어 공항 운용 효율성을 제고시킬 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 신속하고 용이하게 출력전류값을 제어할 수 있으므로, 전체적인 유지/보수/관리 비용을 절감시킬 수 있으며, 사용자의 편의성 및 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 전류 제어방식을 나타낸 개념도,
도 2는 종래 드라이버 보드를 통해 각 단계에 따른 볼륨저항을 로컬로 조작해야 하는 상태를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 항공등화용 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치의 일 실시예에 의한 전류 제어방식을 나타낸 개념도,
도 4는 도 3의 세부 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 전자볼륨제어부의 일 실시예에 의한 제어 방식을 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 비교측정처리부의 일 실시예에 의한 출력전류 측정상태를 나타낸 도면,
도 7은 정전류조정기의 단계별 규격표.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

본 명세서에 사용되는 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 항공등화용 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치의 일 실시예에 의한 전류 제어방식을 나타낸 개념도이고, 도 4는 도 3의 세부 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 전자볼륨제어부의 일 실시예에 의한 제어 방식을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 비교측정처리부의 일 실시예에 의한 출력전류 측정상태를 나타낸 도면이며, 도 7은 정전류조정기의 단계별 규격표이다.

도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 발명인 항공등화용 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 7을 참조하면, 정전류조정기(CCR : Constant Current Regulator)의 규격(KS W 5091, FAA AC 150/5345-10, IEC 61822)은 매우 엄격하며, STEP 3단, 5단 및 7단에 따른 전류를 반드시 유지해야 하며, 사용자(user)의 요구 사항에 따라서 출력 전류는 변경이 가능하다.

일례로, 인천공항의 STEP은 0 ~ 5단으로, 전류 0단 1.7A , 1단 3.3A, 2단 3.9A, 3단 4.8A, 4단 5.6A, 5단 6.6A이며, 현재 출력전류값의 변경시마다 전문인력이 투입되어 종래와 같이 대처하고 있는 실정이다.

따라서, 출력전류값 변경시마다 일일이 전문인력으로 대응하는 것은 현실적으로 많은 어려움이 수반되었으며, 본 발명은 이를 해결하기 위해 안출된 것이다.

본 발명은 항공등화로 정전류를 출력하는 정전류조정기의 출력전류를 자동으로 제어하는 장치로써, 본 발명인 항공등화용 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치는 전자볼륨제어부(200), 위상제어부(300), 전압제어부(400) 및 중앙처리부(100)를 포함하여 구성되며, 바람직하게는 비교측정처리부(600)를 더 포함하여 구성된다.

중앙처리부(100)는 원격지에서 RS-232(RS-485) 통신 커넥터를 통해 기준전류값(설정전류값)을 전달받는다. 즉, 원격지에서 중앙처리부(100)의 메인 CPU 보드를 제어한다.

도 4의 하단부 좌측에 표시된 중앙처리부(100)는 RS-232 통신에 의한 제어를 나타내며, 중단부 우측에 표시된 중앙처리부(100)는 RS-485 통신에 의한 제어를 나타낸다.

중앙처리부(100)는 출력전류값과 원격지로부터 전달받은 기준전류값을 비교하여 전자볼륨제어부(200)에 대한 제어신호(원격지로부터 설정된 출력전류값으로의 변경 신호)를 발생시킨다.

전자볼륨제어부(200)는 중앙처리부(100)로부터 제어신호를 전달받아 DRIVER 보드의 MCU가 전자볼륨 IC(Integrated circuit)를 제어하며, 정전류조정기의 규격에 의한 출력 전류를 조절한다. 도 5를 참조하면, 단계적으로 제어되며, 도 5의 A에서 중앙처리부(100)의 MCU와 SPI 통신을 통해 전자볼륨 IC가 제어되며, 제어신호에 따라 전자볼륨 IC의 가변저항을 변경하여 도 5의 B 부분으로 변경된 전류값을 전달한다.

위상제어부(300)는 전자볼륨제어부(200)에 의한 제어값에 따라 공급전압의 위상을 제어하며, 정전류를 출력한다. 위상제어부(300)의 TRIGGER 보드에서 SCR(사이리스터)을 통해 위상을 제어하며, 원격지에서 원하는 출력전류로 다단계 제어가 가능하다.

전압제어부(400)는 변압기로 구성되며, 위상제어부(300)에 의해 위상 제어된 공급전압을 정전류로 변환하고, 변환된 출력전류값이 램프제어부(500)를 통해 항공등화로 공급된다.

출력단에는 비교측정처리부(600)가 연결된다.

비교측정처리부(600)는 출력전류값을 낮은 전류값으로 변환하고, 변환된 전류값을 연산처리하여 출력전류값을 취득한 후 취득한 출력전류값을 중앙처리부(100)로 전달한다.

이와 같은 비교측정처리부(600)는 변류기(700, CT : Current Transformer), 미세조정부(800) 및 연산처리부(900)를 포함하여 구성된다.

변류기(700)는 전압제어부(400)의 출력단에 연결되어 회로의 파손 방지를 위해 높은 출력전류값을 소전류로 1차 변환시킨다. 변환된 소전류는 도 8의 A 부분을 통해 입력된다.

미세조정부(800)는 변류기(700)와 연결되며, 변환된 소전류를 SENSOR 보드를 거쳐 측정전류로 2차 변환시킨다.

연산처리부(900)는 미세조정부(800)와 연결되어 측정전류를 통해 출력전류값을 계산하며, COMMUNICATION 보드에서 계산된 출력전류값을 중앙처리부(100)로 전달한다.

즉, 도 8의 A 부분으로 변류기(700)를 통한 소전류가 입력된 후 필터 회로를 거쳐 안정화된 값이 입력된다. 도 8의 B 부분의 저항을 통해 전류 측정 후 전력측정 IC에 측정전류값이 입력되면 출력전류값을 계산하여 SPI 통신을 통해 중앙처리부(100)의 CPU로 전달한다.(도 8의 C)

중앙처리부(100)는 다시 전달받은 출력전류값과 원격지로부터 전달받은 기준전류값을 비교하여 전자볼륨제어부(200)에 대한 제어신호를 발생시킨다.

전술한 동작을 반복하면서 원격지로부터 전달받은 출력전류값을 항상 일정하게 유지할 수 있다.

각각의 보드 간 MCU(중앙처리부의 CONTROL & DISPLAY 보드에 메인 MCU, DRIVER 보드에 MCU, COMMUNICATION 보드에 MCU)는 백 플레인(BACK PLANE) 보드를 통해 RS-485 통신으로 연결된다.

본 발명은 전자볼륨 IC의 특성상 가변저항과 같이 저항값을 변경할 수 있므으로 원격지에서 제어를 하면서도 물리적인 저항값을 변경(하드웨어 제어)하므로 S/W 소스의 버그 및 오류 등의 문제를 방지할 수 있다.

정전류조정기 룸 제어 및 모니터링 컴퓨터 등으로 원격 제어를 할 수 있고, 제어 컴퓨터와 GUI 프로그램 및 터미널 프로그램을 통해 출력하고자 하는 전류값을 입력할 수 있으며, 원격 제어 통신은 RS-232, RS-485 및 MOD BUS 등을 사용할 수 있다.

상기와 같은 본 발명을 적용함으로써, 항공등화용 정전류조정기의 출력전류를 감지 후 항상 일정한 값의 전류를 출력하고, 부하 및 외부 환경에 의해 변경되는 출력전류를 편리하게 변경할 수 있으며, 원격으로 출력전류를 변경할 수 있으므로 효용가치가 매우 높은 항공등화용 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치를 제공할 수 있다.

100 : 중앙처리부 200 : 전자볼륨제어부
300 : 위상제어부 400 : 전압제어부
500 : 램프제어부 600 : 비교측정처리부
700 : 변류기 800 : 미세조정부
900 : 연산처리부

Claims (3)

1. 항공등화로 정전류를 출력하는 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치에 관한 것으로,
   중앙처리부로부터 제어신호를 전달받아 DRIVER 보드의 MCU가 SPI 통신을 통해 전자볼륨 IC(Integrated circuit)를 제어하며, 상기 제어신호에 따라 상기 전자볼륨 IC의 가변저항을 변경하여 변경된 전류값을 전달하여 정전류조정기의 규격에 의한 출력을 조절하는 전자볼륨제어부;
   상기 전자볼륨제어부에 의한 제어값에 따라 공급전압의 위상을 제어하며, 정전류를 출력하며, TRIGGER 보드에서 SCR(사이리스터)를 통해 위상을 제어하며, 원격지에서 원하는 출력으로 다단계 제어가 가능한 위상제어부;
   변압기로 구성되며, 상기 위상제어부에 의해 위상 제어된 공급전압을 정전류로 변환하고, 변환된 출력전류값이 램프제어부를 통해 항공등화에 공급되는 전압제어부;
   상기 출력전류값과 원격지로부터 전달받은 기준전류값을 비교하여 상기 전자볼륨제어부에 대한 상기 제어신호를 발생시키는 중앙처리부; 및
   상기 출력전류값을 낮은 전류값으로 변환하고, 변환된 전류값을 연산처리하여 상기 출력전류값을 취득한 후 취득한 출력전류값을 상기 중앙처리부로 전달하는 비교측정처리부;를 더 포함하며,
   상기 비교측정처리부는,
   상기 전압제어부의 출력단에 연결되어 상기 출력전류값을 소전류로 변환시키는 변류기(CT : Current Transformer);
   상기 변류기와 연결되어 변환된 상기 소전류를 측정전류로 변환시키는 미세조정부; 및
   상기 미세조정부와 연결되어 상기 측정전류를 통해 상기 출력전류값을 계산하며, 계산된 상기 출력전류값을 상기 중앙처리부로 전달하는 연산처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공등화용 정전류조정기의 출력전류 자동제어 장치.
2. 삭제
3. 삭제

Images