KR102107202B1 - Tunnel light control apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 터널등 제어 장치는, 상용 교류 전원을 소정의 제1 직류 전압으로 변환하여 상시 터널등에 출력하는 안정기; 상기 상용 교류 전원을 소정의 제2 직류 전압으로 변환하는 정류부와, 상기 제2 직류 전압을 상기 제1 직류 전압으로 승압하여 비상 터널등에 출력하는 DC/DC 컨버터 그리고 상기 정류부와 상기 DC/DC 컨버터 사이에 배치되는 2차 전지로 이루어진 직류 출력형 무정전 전원공급부; 및 상기 2차 전지의 충전 전압을 동작 전압으로 이용하고, 상기 안정기의 입력 전압과 출력 전압을 입력받아 상기 안정기의 고장을 판단하여 점멸제어신호를 상기 DC/DC 컨버터와 상기 비상 터널등 사이에 배치되는 스위치에 출력하는 고장 검출 및 스위칭부를 포함한다.A tunnel light control device according to the present invention includes a ballast that converts commercial AC power into a predetermined first DC voltage and outputs it to a tunnel at all times; Between the rectifier converting the commercial AC power to a predetermined second DC voltage, and a DC / DC converter that boosts the second DC voltage to the first DC voltage and outputs it to an emergency tunnel, etc., and between the rectifier and the DC / DC converter. DC output type uninterruptible power supply consisting of a secondary battery disposed on; And using the charging voltage of the secondary battery as an operating voltage, receiving the input voltage and output voltage of the ballast, determining the failure of the ballast, and placing a flashing control signal between the DC / DC converter and the emergency tunnel light. It includes a fault detection and switching unit output to the switch.

Figure R1020180110109
Figure R1020180110109

Description

터널등 제어 장치{TUNNEL LIGHT CONTROL APPARATUS}Tunnel light control device {TUNNEL LIGHT CONTROL APPARATUS}

본 발명은 터널등 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터널등에 인가되는 전원의 정전시 비상 전원으로의 신속한 전환과 터널등용 안정기의 고장시 비상등 점멸을 통해 고장 상황을 신속하게 전파할 수 있는 터널등 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tunnel light control device, and more specifically, a tunnel capable of quickly propagating a failure situation through a rapid changeover to an emergency power source in the event of a power failure applied to the tunnel light and flashing of an emergency light in the event of a failure of the ballast for the tunnel light. And so on.

일반적으로 터널 내에 설치되는 터널등은 균일한 조도의 다수의 터널등들에 다수의 배선들을 미리 연결해 놓은 상태에서, 외부 휘도에 따라 다수의 배선들 중 하나의 배선에 전원이 공급되도록 스위칭하여 터널 조명의 조도를 제어한다. In general, a tunnel light installed in a tunnel is switched in such a way that power is supplied to one of the plurality of wires according to external luminance in a state in which a plurality of wires are previously connected to a plurality of tunnel lights of uniform illumination. To control the illuminance.

종래의 터널 조명 시스템은 외부 휘도에 따라 복수의 배선 중 일부 배선에 선택적으로 전원이 공급 또는 공급 중단되도록 함으로써, 해당 배선에 연결된 터널등들을 점등 또는 소등시킨다. 즉, 종래의 터널 조명 시스템은 균일한 조도의 다수의 터널등들로 터널 내부를 조명하는데, 외부 휘도에 따라 점등되는 터널등들의 개수를 조절하여 터널 구간 내의 노면 휘도가 표준 규격을 만족하도록 한다.A conventional tunnel lighting system selectively turns on or off tunnel lights connected to a corresponding wiring by selectively supplying or stopping power to some wiring among a plurality of wirings according to external luminance. That is, the conventional tunnel lighting system illuminates the inside of the tunnel with a plurality of tunnel lights of uniform illuminance, so that the number of tunnel lights that are lit according to the external brightness is adjusted so that the road surface luminance in the tunnel section satisfies the standard specification.

이러한 종래의 터널 조명 시스템은, 점등된 터널등들 중 임의의 터널등이 고장으로 인해 소등되면 그 고장 터널등이 조명하는 노면의 휘도가 기준치보다 어두워져 운전자들의 안전운행을 방해하는 문제점이 있다. 또한, 임의의 터널등이 고장나는 경우를 대비하여 예비 터널등을 추가로 연결하여야 하기 때문에 터널 조명 시스템의 배선이 복잡해지는 문제점이 있다.Such a conventional tunnel lighting system has a problem in that when any tunnel light among the lit tunnel lights is turned off due to a failure, the luminance of the road surface illuminated by the broken tunnel light is darker than a reference value, thereby preventing the safe driving of drivers. In addition, there is a problem in that the wiring of the tunnel lighting system is complicated because a spare tunnel light must be additionally connected in case any tunnel light fails.

등록특허 10-1184755 전력선통신을 이용한 엘이디 터널등 조도 원격 제어시스템Patent 10-1184755 Illumination remote control system such as LED tunnel using power line communication 등록특허 10-1397191 엘이디 터널등 디밍 제어시스템 및 방법Patent 10-1397191 Dimming control system and method for LED tunnel

정전이 되면 일반 터널등은 소등되므로 2차 전지의 전력을 사용하여 비상 터널등을 점등시키는 장치가 필요하다.When a power outage occurs, the general tunnel light is turned off, so a device is required to turn on the emergency tunnel light using the power of the secondary battery.

그런데, 최근 개발되고 있는 직류 출력형 무정전 전원장치는 대체적으로 입력되는 교류 전원을 정류하는 정류부와 SMPS 1차측 사이에 접속하여 충전시키고, 방전시에도 SMPS 1차에 접속하여 방전시키는 토폴로지를 사용한다. 이러한 토폴로지로 인해 2차 전지를 충전하기는 쉬운 반면, 정전시 2차 전지의 백업 전원이 SMPS의 트랜스포머를 거쳐야 하므로 불필요하게 전력 소모가 늘어나는 문제가 있다.However, a DC output type uninterruptible power supply device that has been recently developed uses a topology that connects and charges between the rectifying unit for rectifying input AC power and the primary side of the SMPS, and discharges by connecting to the primary SMPS even during discharge. While it is easy to charge the secondary battery due to this topology, there is a problem in that power consumption is unnecessarily increased because the backup power of the secondary battery must go through the transformer of the SMPS in the event of a power failure.

그리고, 부하인 비상 터널등이 설치되는 터널 내에는 정전 상황과 무관하게 언제든지 차량이 왕래할 수 있으므로 정전을 최대한 신속하게 검출하여 백업 전원을 공급할 필요가 있다. In addition, in a tunnel in which a load emergency tunnel light is installed, a vehicle may come and go at any time regardless of a power outage situation, so it is necessary to detect a power outage as quickly as possible and supply backup power.

따라서 본 발명은 SMPS의 2차측에서 2차 전지를 충전하고 정전시 2차 전지의 백업 전원을 비상 터널등에 직접 연결함으로써 불필요한 전력 소모를 최소화함으로써 비상 터널등의 점등을 최대한 지속할 수 있는 터널등 제어 장치를 제공함에 목적이 있다.Therefore, the present invention is to control the tunnel light that can sustain the lighting of the emergency tunnel light as much as possible by minimizing unnecessary power consumption by charging the secondary battery at the secondary side of the SMPS and directly connecting the backup power of the secondary battery to the emergency tunnel light during a power failure It is an object to provide a device.

또한, 본 발명은 SMPS의 1차측에서 정전을 검출함으로써 정전을 신속하게 검출할 수 있는 터널등 제어 장치를 제공함에 다른 목적이 있다. In addition, another object of the present invention is to provide a tunnel light control device capable of quickly detecting a blackout by detecting a blackout on the primary side of the SMPS.

또한, 본 발명은 간헐 충전 방식을 적용하여 2차 전지의 수명을 연장할 수 있는 터널등 제어 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a tunnel light control device that can extend the life of a secondary battery by applying an intermittent charging method.

또한, 본 발명은 2차 전지의 검출 충전 전압의 전위에 따라 간헐 충전 시간을 조정함으로써 2차 전지의 수명을 연장할 수 있는 터널등 제어 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a tunnel light control device capable of extending the life of the secondary battery by adjusting the intermittent charging time according to the potential of the detected charging voltage of the secondary battery.

또한, 본 발명은 터널등용 안정기의 고장시 비상 터널등을 점멸시키고 무선통신으로 원격의 관제 센터에 고장 상황을 신속하게 전파할 수 있는 터널등 제어 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a tunnel light control device for flashing an emergency tunnel light when a ballast for a tunnel light breaks down and rapidly propagating a fault condition to a remote control center through wireless communication.

본 발명에 따른 터널등 제어 장치는, 상용 교류 전원을 소정의 제1 직류 전압으로 변환하여 상시 터널등에 출력하는 안정기; 상기 상용 교류 전원을 소정의 제2 직류 전압으로 변환하는 정류부와, 상기 제2 직류 전압을 상기 제1 직류 전압으로 승압하여 비상 터널등에 출력하는 DC/DC 컨버터 그리고 상기 정류부와 상기 DC/DC 컨버터 사이에 배치되는 2차 전지로 이루어진 직류 출력형 무정전 전원공급부; 및 상기 2차 전지의 충전 전압을 동작 전압으로 이용하고, 상기 안정기의 입력 전압과 출력 전압을 입력받아 상기 안정기의 고장을 판단하여 점멸제어신호를 상기 DC/DC 컨버터와 상기 비상 터널등 사이에 배치되는 스위치에 출력하는 고장 검출 및 스위칭부를 포함한다.A tunnel light control device according to the present invention includes a ballast that converts commercial AC power into a predetermined first DC voltage and outputs it to a tunnel at all times; Between the rectifier converting the commercial AC power to a predetermined second DC voltage, and a DC / DC converter that boosts the second DC voltage to the first DC voltage and outputs it to an emergency tunnel, etc., and between the rectifier and the DC / DC converter. DC output type uninterruptible power supply consisting of a secondary battery disposed on; And using the charging voltage of the secondary battery as an operating voltage, receiving the input voltage and output voltage of the ballast, determining the failure of the ballast, and placing a flashing control signal between the DC / DC converter and the emergency tunnel light. It includes a fault detection and switching unit output to the switch.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 직류 출력형 무정전 전원공급부는, 상용 교류 전원에 접속되는 교류 입력부; 상기 교류 입력부로부터 출력되는 상용 교류 전원을 직류 전압으로 정류하는 정류부; 상기 정류부로부터 출력되는 전압을 변환하는 트랜스포머; 상기 트랜스포머의 1차측의 제1 코일에 커플링되는 스위칭 트랜지스터를 포함하며, 상기 스위칭 트랜지스터의 동작에 따라 상기 트랜스포머의 2차측의 주코일 및 2차측 간헐 충전 코일에 전력을 공급하는 전력 공급부; 상기 트랜스포머의 2차측의 주코일에 발생되는 제1 전압에 대응하는 피드백 전압 및 상기 스위칭 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호를 입력받아, 상기 스위칭 트랜지스터의 온/오프를 제어하는 PWM 신호 발생부; 상기 정류부의 출력과 접지 사이에 배치되고, 상기 정류부의 출력 전압을 이용하여 정전 검출 신호를 출력하는 정전 검출부; 상기 트랜스포머 내 2차측 주코일의 출력측에 배치되고, 2차 전지에 소전류를 지속적으로 공급하기 위한 소전류 충전부; 상기 트랜스포머 내 2차측 간헐 충전 코일의 출력측에 배치되고, 간헐 충전 제어 신호에 응답하여 상기 2차 전지에 간헐 충전 전압을 공급하기 위한 간헐 충전부를 포함한다.In addition, according to the present invention, the DC output type uninterruptible power supply unit, an AC input unit connected to a commercial AC power supply; A rectifying unit rectifying a commercial AC power output from the AC input unit with a DC voltage; A transformer that converts a voltage output from the rectifying unit; A power supply for supplying power to a primary coil and a secondary intermittent charging coil of the transformer according to the operation of the switching transistor, the switching transistor being coupled to the primary coil of the primary side of the transformer; A PWM signal generator which receives a feedback voltage corresponding to a first voltage generated in a primary coil of the transformer and a detection signal corresponding to a current flowing through the switching transistor, and controls on / off of the switching transistor; An electrostatic detection unit disposed between the output of the rectifying unit and ground, and outputting an electrostatic detection signal using the output voltage of the rectifying unit; A small current charging unit disposed on the output side of the secondary side main coil in the transformer and continuously supplying a small current to the secondary battery; It is disposed on the output side of the secondary-side intermittent charging coil in the transformer, and includes an intermittent charging unit for supplying an intermittent charging voltage to the secondary battery in response to the intermittent charging control signal.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 2차 전지의 충전 전압 레벨에 따라 간헐 충전 스위칭 신호를 출력하고, 상기 정전 검출 신호에 따라 백업 제어 신호를 출력하는 2차 전지 충전 제어부; 및 상기 백업 제어 신호에 따라 상기 2차 전지의 충전 전압을 상기 비상 터널등으로 출력하는 백업 전원 공급부를 더 포함한다.In addition, according to the present invention, the secondary battery charging control unit outputs an intermittent charging switching signal according to the charging voltage level of the secondary battery and outputs a backup control signal according to the power failure detection signal; And a backup power supply for outputting the charging voltage of the secondary battery to the emergency tunnel light according to the backup control signal.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 2차 전지 충전 제어부는, 제1 시간 동안 상기 2차 전지에 충전 전압을 공급하고, 제2 시간 동안 상기 2차 전지에 충전 전압의 공급을 휴지하며, 상기 2차 전지의 충전 전압을 검출하여 검출 충전 전압이 제1 레벨 이하이면 상기 제1 시간 동안의 충전 전압 공급과 상기 제2 시간 동안의 충전 전압 공급의 휴지를 반복할 수 있다.Further, according to the present invention, the secondary battery charging control unit supplies a charging voltage to the secondary battery for a first time, pauses supply of a charging voltage to the secondary battery for a second time, and the secondary If the detected charging voltage is lower than or equal to the first level by detecting the charging voltage of the battery, it is possible to repeat the supply of the charging voltage during the first time and the supply of the charging voltage during the second time.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 2차 전지 충전 제어부는, 상기 검출 충전 전압이 상기 제1 레벨을 초과하면 변동 충전 시간동안 충전하고, 변동 휴지 시간동안 휴지한 후 상기 검출 충전 전압이 제2 레벨을 초과하면 상기 2차 전지의 충전을 중단할 수 있다.In addition, according to the present invention, the secondary battery charging control unit charges during the variable charging time when the detected charging voltage exceeds the first level, and after the pause for the variable idle time, the detected charging voltage sets the second level. If it exceeds, charging of the secondary battery can be stopped.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 2차 전지 충전 제어부는, 상기 검출 충전 전압이 제2 레벨보다 낮고 제1 레벨보다 높은 제3 레벨에 도달하면 상기 변동 충전 시간동안 충전하는 단계로 복귀할 수 있다.Further, according to the present invention, the secondary battery charging control unit may return to charging during the variable charging time when the detected charging voltage reaches a third level lower than the second level and higher than the first level.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 2차 전지 충전 제어부는, 상기 2차 전지의 충전 전압을 검출하여 검출 충전 전압에 따라 충전 시간을 변동시킨 변동 충전 시간 동안 충전할 수 있다.Further, according to the present invention, the secondary battery charging control unit may detect the charging voltage of the secondary battery and charge during the variable charging time in which the charging time is varied according to the detected charging voltage.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 고장 검출 및 스위칭부는, 상기 안정기의 입력 전압이 정상이고, 상기 안정기의 출력 전압이 비정상이면 상기 점멸제어신호를 상기 스위치에 출력할 수 있다.Further, according to the present invention, the failure detection and switching unit may output the flashing control signal to the switch when the input voltage of the ballast is normal and the output voltage of the ballast is abnormal.

본 발명에 따르면, SMPS의 2차측에서 2차 전지를 충전하고 정전시 2차 전지의 백업 전원을 비상 터널등에 직접 연결함으로써 불필요한 전력 소모를 최소화할 수 있고, SMPS의 1차측에서 정전을 검출함으로써 정전을 신속하게 검출할 수 있고, 간헐 충전 방식을 적용하여 2차 전지의 수명을 연장할 수 있으며, 터널등용 안정기의 고장시 비상 터널등을 점멸시키고 무선통신으로 원격의 관제 센터에 고장 상황을 신속하게 전파할 수 있다. According to the present invention, it is possible to minimize unnecessary power consumption by charging the secondary battery at the secondary side of the SMPS and directly connecting the backup power of the secondary battery to the emergency tunnel in the event of a power failure, and detecting a power failure at the primary side of the SMPS Can be quickly detected, and the life of the secondary battery can be extended by applying the intermittent charging method, and when the ballast for the tunnel lamp breaks down, the emergency tunnel lamp blinks, and the wireless communication system promptly reports the failure to the remote control center. Can propagate.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터널등 제어 장치의 주 회로도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 직류 출력형 무정전 전원공급부의 주 회로도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 직류 출력형 무정전 전원공급부의 백업부 회로도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 직류 출력형 무정전 전원공급장치의 간헐 충전 흐름도, 및
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고장 검출 및 스위칭부의 처리 흐름도이다.1 is a main circuit diagram of a tunnel light control device according to an embodiment of the present invention,
2 is a main circuit diagram of a DC output type uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention,
3 is a circuit diagram of a backup unit of a DC output type uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention,
4 is an intermittent charging flow chart of a DC output type uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention, and
5 is a flowchart of a fault detection and switching unit according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다. Additional objects, features and advantages of the invention may be more clearly understood from the following detailed description and accompanying drawings.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 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.Prior to the detailed description of the present invention, the present invention is capable of various changes, and may have various embodiments. The examples described below and illustrated in the drawings are intended to limit the present invention to specific embodiments. No, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

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 않은 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "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.The terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and that one or more other features are present. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as "... unit", "... unit", "... module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware or software or hardware and It can be implemented with a combination of software.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스몰 섹터 기지국 전용 직류 출력형 무정전 전원공급장치에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a DC output type uninterruptible power supply for a small sector base station according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터널등 제어 장치의 주 회로도이다.1 is a main circuit diagram of a tunnel light control device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 터널등 제어 장치는 터널등(170)을 제어하기 위하여 안정기(110), 정류부(120), 2차 전지(130), DC/DC 컨버터(140), 고장 검출 및 스위칭부(150), 및 스위치(160)를 포함한다.Tunnel light control device according to an embodiment of the present invention to control the tunnel lamp 170, ballast 110, rectifier 120, secondary battery 130, DC / DC converter 140, fault detection and It includes a switching unit 150, and a switch 160.

안정기(110)는 상용 교류 전원 220V를 직류 30V로 변환하여 상시 터널등(171, 172, 173)으로 출력한다. 여기서, 상시 터널등의 갯수는 3개로 한정되는 것은 아니며, 1개 이상이면 무방하다.The ballast 110 converts commercial AC power 220V into direct current 30V and outputs it to the tunnel lights 171, 172, and 173 at all times. Here, the number of constant tunnels is not limited to three, and one or more may be used.

정류부(120)는 상용 교류 전원 220V를 직류 12V로 변환하여 출력한다.The rectifier 120 converts commercial AC power 220V into DC 12V and outputs it.

2차 전지(130)는 정류부(120)로부터 출력되는 직류 12V를 이용하여 충전된다.The secondary battery 130 is charged using DC 12V output from the rectifier 120.

DC/DC 컨버터(140)는 2차 전지(130)에 결합되어 직류 12V를 직률 30V로 승압하여 비상 터널등(175)으로 출력한다.The DC / DC converter 140 is coupled to the secondary battery 130 and boosts 12 V DC to a direct rate of 30 V to output the emergency tunnel light 175.

고장 검출 및 스위칭부(150)는 상기 2차 전지의 충전 전압을 동작 전압으로 이용하고, 안정기(110)의 입력 전압과 출력 전압을 입력받아 안정기(110)의 고장을 판단하여 점멸제어신호(Sflash)를 스위치(160)에 출력한다. 고장 검출 및 스위칭부(150)의 구체적인 동작은 도 5를 이용하여 설명하기로 한다.The failure detection and switching unit 150 uses the charging voltage of the secondary battery as an operating voltage, receives the input voltage and output voltage of the ballast 110, determines the failure of the ballast 110, and then flashes a control signal (Sflash) ) To the switch 160. The specific operation of the failure detection and switching unit 150 will be described with reference to FIG. 5.

여기서, 본 발명에 따르면, 정류부(120), 2차 전지(130) 및 DC/DC 컨버터(140)는 직류 출력형 무정전 전원공급부를 형성한다.Here, according to the present invention, the rectifier 120, the secondary battery 130 and the DC / DC converter 140 forms a DC output type uninterruptible power supply.

본 발명에 따르면, 상시에는 안정기(110)를 통해 상시 터널등(171 ~ 173)에 상시 전원이 공급되고, 정류부(120)를 통해 2차 전지(130)에 직류 전원이 공급되어 2차 전지(130)를 충전한다.According to the present invention, the power is always supplied to the tunnel lights 171 to 173 at all times through the stabilizer 110, and the DC power is supplied to the secondary battery 130 through the rectifying unit 120. 130).

그런데, 정전시에는 안정기(110)에 상용교류전원이 공급되지 않아 상시 터널등(171 ~ 173)이 소등되는 한편, 2차 전지(130)의 충전 전력이 비상 터널등(175)에 공급되어 점등된다.By the way, in the event of a power outage, the commercial AC power is not supplied to the ballast 110, so that the tunnel lights 171 to 173 are always turned off, while the charging power of the secondary battery 130 is supplied to the emergency tunnel light 175 and lights up. do.

또한, 상시에 안정기(110)가 고장 나면, 고장 검출 및 스위칭부(150)는 점멸제어신호(Sflash)를 스위치(160)에 출력하여 비상 터널등(175)이 점멸되게 하고, 원격의 관제 센터에 무선 통신(미도시)을 이용하여 안정기의 고장 사실을 통보한다. 이때, 고장 검출 및 스위칭부(150)는 관제 센터에 터널등의 ID를 함께 통보할 수 있다.In addition, if the ballast 110 fails at any time, the failure detection and switching unit 150 outputs a flashing control signal Sflash to the switch 160 so that the emergency tunnel light 175 flashes, and the remote control center is operated. To report the failure of the ballast using wireless communication (not shown). At this time, the failure detection and switching unit 150 may notify the control center with an ID such as a tunnel.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 직류 출력형 무정전 전원공급부의 주 회로도, 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 직류 출력형 무정전 전원공급부의 백업부 회로도이다.2 is a main circuit diagram of a DC output type uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram of a backup portion of a DC output type uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 직류 출력형 무정전 전원공급부는, 교류 입력부(201), 과전압 보호부(203), 고주파 차단부(205), 전파정류부(207), 평활부(209), 1차 코일(211), 2차측 바이어스 전압용 코일(212), 2차측 주 코일(213), 2차측 간헐 충전용 코일(215), 2차측 제1 반파 정류부(217), 노이즈 제거용 필터(219), 제1 포토 다이오드부(221), 정전압 제어부(223), 2차 출력부(225), 출력전압 표시부(227), 2차 전지 충전부(229), 2차측 제2 반파 정류부(230), 간헐 충전 스위칭부(231), 제1 정전압부(233), 충전전압 제어부(235), 2차 전지 간헐 충전부(237), 제3 커넥터(239), 정전 검출부(241), 제1 포토 트랜지스터(243), 구동 소자부(245), PWM 스위칭부(247), 수동 스위치부(301), 제2 정전압부(303), 백업전원 스위칭부(305), 릴레이부(307), 분압저항부(309), 정전 동작부(311), 마이컴(313), 충전중 표시 스위칭부(315), 만충전 표시 스위칭부(317), 충전중 표시부(319), 및 만충전 표시부(321)를 포함한다.DC output type uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention, AC input unit 201, overvoltage protection unit 203, high-frequency blocking unit 205, full-wave rectification unit 207, smoothing unit 209, primary Coil 211, secondary bias voltage coil 212, secondary side main coil 213, secondary side intermittent charging coil 215, secondary side first half-wave rectifying unit 217, noise removing filter 219 , First photodiode section 221, constant voltage control section 223, secondary output section 225, output voltage display section 227, secondary battery charging section 229, secondary side second half wave rectification section 230, intermittent Charging switching unit 231, the first constant voltage unit 233, the charging voltage control unit 235, the secondary battery intermittent charging unit 237, the third connector 239, the electrostatic detection unit 241, the first phototransistor 243 ), Drive element 245, PWM switching unit 247, manual switch unit 301, second constant voltage unit 303, backup power switching unit 305, relay unit 307, voltage divider resistor 309 ), Power failure operation unit 311, microcomputer 313, charging display switching 315, a full-charge display switching section 317, a display 319, and the full-charge display unit 321 during charging.

교류 입력부(201, CN1)는 상용 교류 전원에 접속된다. The AC input units 201 and CN1 are connected to a commercial AC power supply.

과전압 보호부(203)는 교류 입력부(201)의 출력과 직렬 연결되는 퓨즈(Fuse) 및 써미스터(TH) 그리고 교류 입력부(201)의 출력과 병렬 연결되는 바리스터(MOV)를 포함하여 과전압 또는 서지전압으로부터 후단의 회로를 보호한다.The overvoltage protection unit 203 includes a fuse and thermistor TH connected in series with the output of the AC input unit 201 and a varistor (MOV) connected in parallel with the output of the AC input unit 201. Protects the circuit at the rear end from

고주파 차단부(205)는 과전압 보호부(203)의 출력측 양단에 트랜스포머 형태로 삽입되어 입력되는 고주파가 후단의 회로로 전파되는 것을 차단한다.The high frequency blocking unit 205 is inserted into a transformer form at both ends of the output side of the overvoltage protection unit 203 to block the high frequency input from being propagated to the circuit of the subsequent stage.

전파정류부(207)는 고주파 차단부(205)의 출력단에 브릿지 형태의 정류회로가 배치되어 입력되는 교류 전압을 직류 전압으로 전파 정류하여 출력한다. The full-wave rectifying unit 207 is provided with a bridge-type rectifying circuit at the output terminal of the high-frequency blocking unit 205, and performs full-wave rectification of the input AC voltage as a DC voltage and outputs it.

평활부(209)는 전파정류부(207)의 출력단에 캐패시터가 병렬로 삽입되어 전파 정류 전압을 평활화한다. In the smoothing unit 209, a capacitor is inserted in parallel to the output terminal of the full-wave rectifying unit 207 to smooth the full-wave rectifying voltage.

SMPS는 1차측 제1 코일(211), 2차측 바이어스 전압용 코일(212), 2차측 주 코일(213), 및 2차측 간헐 충전용 코일(215)을 포함한다. The SMPS includes a primary side first coil 211, a secondary side bias voltage coil 212, a secondary side main coil 213, and a secondary side intermittent charging coil 215.

2차측 제1 반파 정류부(217)는 2차측 주 코일(213)의 일측에 접속된 제4 다이오드(D4)를 이용하여 2차측 주 코일(213)에 유기되는 교류 전압을 반파 정류한다.The secondary-side first half-wave rectifying unit 217 half-wave rectifies the AC voltage induced in the secondary-side main coil 213 by using a fourth diode D4 connected to one side of the secondary-side main coil 213.

노이즈 제거용 필터(219)는 2차측 제1 반파 정류부(217)의 출력단에 접속되는 초크 코일을 포함하여 2차측 제1 반파 정류부(217)로부터 출력되는 정류 전압에 포함된 노이즈를 제거한다.The noise removing filter 219 includes a choke coil connected to the output terminal of the second-side first half-wave rectifying unit 217 to remove noise included in the rectified voltage output from the second-side first half-wave rectifying unit 217.

제1 포토 다이오드부(221)는 노이즈 제거용 필터(219)의 출력단에 병렬 결합되는 제1 포토 다이오드(PD1)를 포함하고, 2차측 주 코일(213)에 유기되는 출력 전압이 정상이면 발광한다.The first photodiode unit 221 includes a first photodiode PD1 coupled in parallel to the output terminal of the noise removing filter 219, and emits light when the output voltage induced by the secondary main coil 213 is normal. .

정전압 제어부(223)는 노이즈 제거용 필터(219)의 출력단에 제1 포토 다이오드(PD1)와 직렬 연결되는 제1 션트 레귤레이터(U1)를 포함하고, 제1 션트 레귤레이터(U1)는 출력 전압을 분압하기 위해 노이즈 제거용 필터(219)의 출력단에 병렬연결된 분압 저항(R17)에 인가되는 분압 전압에 의해 제어된다.The constant voltage control unit 223 includes a first shunt regulator U1 connected in series with the first photodiode PD1 to the output terminal of the noise removing filter 219, and the first shunt regulator U1 divides the output voltage In order to do so, it is controlled by a divided voltage applied to the divided voltage resistor R17 connected in parallel to the output terminal of the noise removing filter 219.

2차 출력부(225)는 노이즈 제거용 필터(219)의 출력단으로부터 비상 터널등(175)측으로 순방향 접속된 제5 다이오드(D5)를 포함하고, 예컨대 12볼트의 전압을 비상 터널등(175)으로 출력한다.The secondary output unit 225 includes a fifth diode D5 forwardly connected from the output terminal of the noise removing filter 219 to the emergency tunnel light 175 side, for example, the emergency voltage of the 12 volt voltage 175 Output as

출력전압 표시부(227)는 노이즈 제거용 필터(219)의 출력단에 병렬 결합되는 레이저 다이오드(LD1)를 포함하고, 2차측 주 코일(213)에 유기되는 출력 전압이 정상이면 발광하여 출력전압이 정상임을 표시한다.The output voltage display unit 227 includes a laser diode LD1 coupled in parallel to the output terminal of the noise removing filter 219, and when the output voltage induced by the secondary main coil 213 is normal, the output voltage is normal by emitting light. Is displayed.

소전류 충전부(229)는 노이즈 제거용 필터(219)의 출력단에 직렬 접속된 제16 저항(R16) 및 제6 다이오드(D6)를 포함하고, 제6 다이오드(D6)의 출력이 2차 전지(Bat)에 제공된다. 2차 전지 충전부(229)는 2차 전지(Bat)에 상대적으로 작은 전류를 지속적으로 공급하는데, 2차 전지가 완전 방전되었을 때 지속적으로 흐르는 소전류를 통해 2차 전지를 wake-up 시키는 역할을 수행한다.The small current charging unit 229 includes a 16th resistor (R16) and a sixth diode (D6) connected in series to the output terminal of the noise removing filter 219, and the output of the sixth diode (D6) is a secondary battery ( Bat). The secondary battery charging unit 229 continuously supplies a relatively small current to the secondary battery Bat, and serves to wake-up the secondary battery through a small current continuously flowing when the secondary battery is completely discharged. Perform.

2차측 제2 반파 정류부(230)는 2차측 간헐 충전용 코일(215)의 일측에 접속된 제7 다이오드(D7)를 이용하여 2차측 간헐 충전용 코일(215)에 유기되는 교류 전압을 반파 정류한다.The secondary-side second half-wave rectifying unit 230 half-wave rectifies the AC voltage induced by the secondary-side intermittent charging coil 215 using a seventh diode D7 connected to one side of the secondary-side intermittent charging coil 215. do.

간헐 충전 스위칭부(231)는 마이컴(313)으로부터 출력되는 간헐 충전 스위칭 신호(CH ON/OFF)에 제어되어 스위칭하는 제2 스위칭 소자(Q2)와, 2차측 제2 반파 정류부(230)의 출력과 제1 정전압부(233) 사이에 배치되고 제2 스위칭 소자(Q2)의 스위칭에 동작하는 제5 스위칭 소자(Q5)를 포함한다.The intermittent charging switching unit 231 is controlled by the intermittent charging switching signal (CH ON / OFF) output from the microcomputer 313 and switches, and the output of the secondary-side second half-wave rectifying unit 230 And a fifth switching element Q5 disposed between the first constant voltage unit 233 and operated for switching of the second switching element Q2.

제1 정전압부(233)는 2차측 제2 반파 정류부(230)의 출력을 입력받아 일정한 전압을 출력한다.The first constant voltage unit 233 receives the output of the second half-wave rectifier 230 and outputs a constant voltage.

간헐 충전 전압 제어부(235)는 제2 션트 레귤레이터(U2)와 분압 저항(R18, R19, VR)을 포함하고, 분압 저항(R18, R19, VR)은 가변 저항(VR)을 포함한다. 제2 션트 레귤레이터(U2)는 제1 정전압부(233)의 조절단자와 접지 사이에 배치되고, 제2 션트 레귤레이터(U2)는 분압 저항(R19, VR)에 인가되는 분압 전압에 의해 제어된다. 여기서 가변 저항(VR)은 제1 정전압부(233)의 출력 전압의 레벨을 조절하는바, 이에 따라 2차 전지(Bat)의 충전 전압 레벨을 조절할 수 있다. The intermittent charging voltage control unit 235 includes the second shunt regulator U2 and the divided voltage resistors R18, R19, and VR, and the divided voltage resistors R18, R19, and VR include a variable resistor VR. The second shunt regulator U2 is disposed between the regulating terminal of the first constant voltage unit 233 and ground, and the second shunt regulator U2 is controlled by the divided voltage applied to the divided voltage resistors R19 and VR. Here, the variable resistor VR adjusts the level of the output voltage of the first constant voltage unit 233, and accordingly, the charging voltage level of the secondary battery Bat can be adjusted.

2차 전지 간헐 충전부(237)는 제1 정전압부(233)의 출력측에서 2차 전지(Bat)의 입력측으로 순방향 배치되는 제8 다이오드(D8)과 2차 전지(Bat)에 병렬 접속되는 제15 캐패시터(C15)를 포함한다. The secondary battery intermittent charging unit 237 is connected to the eighth diode D8 and the secondary battery Bat connected in parallel from the output side of the first constant voltage unit 233 to the input side of the secondary battery Bat. And a capacitor C15.

제3 커넥터(239)에 2차 전지(Bat)가 접속된다.The secondary battery Bat is connected to the third connector 239.

정전 검출부(241)는 전파정류부(207)의 출력단에 병렬 접속되는 제2 포토 다이오드(PD2)를 포함하고, 상시에는 제2 포토 다이오드(PD2)가 정상 동작하여 발광하여 정상 동작 신호를 출력한다. 한편, 정전시에는 제2 포토 다이오드(PD2)에 동작 전압이 인가되지 않아 발광하지 않는다. 추가적으로, 제2 포토 다이오드(PD2)에 제너 다이오드(ZD1)가 병렬 접속되어 전파정류부(207)로부터 과전압이 출력되는 경우, 방전시켜 제2 포토 다이오드(PD2)를 보호한다.The blackout detection unit 241 includes a second photodiode PD2 connected in parallel to the output terminal of the full-wave rectification unit 207, and the second photodiode PD2 operates normally to emit light to output a normal operation signal. Meanwhile, during the blackout, the second photodiode PD2 does not emit light because an operating voltage is not applied. Additionally, when the Zener diode ZD1 is connected in parallel to the second photodiode PD2 and an overvoltage is output from the full-wave rectifier 207, the second photodiode PD2 is protected by discharging.

구동 소자부(245)는 제1 포토 트랜지스터(243)의 스위칭에 따라 동작하여 게이트 단자(GATE)로부터 출력되는 PWM 스위칭 제어신호의 폭을 조절하고, PWM 스위칭부(247) 내 제1 트랜지스터(Q1)가 PWM 스위칭 제어신호에 스위칭되면 1차 코일(211)에서 2차측 코일(213, 215)로 유기되는 전압이 조절된다. The driving element unit 245 operates according to the switching of the first photo transistor 243 to adjust the width of the PWM switching control signal output from the gate terminal GATE, and the first transistor Q1 in the PWM switching unit 247 ) Is switched to the PWM switching control signal, the voltage induced from the primary coil 211 to the secondary coils 213 and 215 is adjusted.

분압저항부(309)는 2차 전지(Bat)에 병렬 접속된 저항(R25, R34)을 포함하고, 2차 전지(Bat)의 충전 전압에 대응하는 분압 전압이 저항(R34)에 인가된다.The divided voltage resistance unit 309 includes resistors R25 and R34 connected in parallel to the secondary battery Bat, and a divided voltage corresponding to the charging voltage of the secondary battery Bat is applied to the resistor R34.

정전 동작부(311)는 제2 포토 다이오드(PD2)로부터 정상 동작 신호가 수광되지 않으면 턴오프되어 스위칭되는 제2 포토 트랜지스터(PT2)를 포함한다.The electrostatic operation unit 311 includes a second photo transistor PT2 that is turned off and switched when the normal operation signal is not received from the second photo diode PD2.

마이컴(313)은 분압저항부(309)로부터 검출되는 2차 전지(Bat)의 충전 전압에 따라 간헐 충전 스위칭 신호(CH ON/OFF)를 출력하고, 정전 동작부(311)의 스위칭 신호에 따라 백업 제어 신호(BACK UP)를 출력한다. 간헐 충전 스위칭에 대해서는 도 4에서 구체적으로 설명하기로 한다. 한편, 백업 제어 신호(BACK UP)와 관련해서는 상시 전원이 정상 동작시에는 "L"레벨의 백업 제어 신호(BACK UP)를 출력하고, 정전시에는 "H"레벨의 백업 제어 신호(BACK UP)를 출력한다.The microcomputer 313 outputs the intermittent charging switching signal CH ON / OFF according to the charging voltage of the secondary battery Bat detected by the voltage divider resistor 309, and according to the switching signal of the electrostatic operation unit 311 The backup control signal (BACK UP) is output. Intermittent charging switching will be described in detail in FIG. 4. On the other hand, with respect to the backup control signal (BACK UP), the normal power supply outputs a "L" level backup control signal (BACK UP) during normal operation, and a "H" level backup control signal (BACK UP) during a power failure. Output

충전중 표시 스위칭부(315)는 2차 전지(Bat)의 일단과 접지 사이에 배치되는 제3 트랜지스터(Q3)를 포함하고, 제3 트랜지스터(Q3)는 마이컴(313)으로부터 출력되는 충전중 스위칭 신호(CG, Charging)에 제어되어 스위칭한다.During charging, the display switching unit 315 includes a third transistor Q3 disposed between one end of the secondary battery Bat and ground, and the third transistor Q3 is switched during charging output from the microcomputer 313 Controlled by a signal (CG, Charging) to switch.

만충전 표시 스위칭부(317)는 2차 전지(Bat)의 일단과 접지 사이에 배치되는 제4 트랜지스터(Q4)를 포함하고, 제4 트랜지스터(Q4)는 마이컴(313)으로부터 출력되는 만충전 스위칭 신호(FC, Full Charge)에 제어되어 스위칭한다.The full charge display switching unit 317 includes a fourth transistor Q4 disposed between one end of the secondary battery Bat and ground, and the fourth transistor Q4 is full charge switching output from the microcomputer 313. It is controlled by a signal (FC, Full Charge) and switches.

충전중 표시부(319)는 2차 전지(Bat)의 일단과 충전중 표시 스위칭부(315) 사이에 배치되는 제2 레이저 다이오드(LD2)를 포함한다.The charging unit 319 includes a second laser diode LD2 disposed between one end of the secondary battery Bat and the charging switching unit 315 during charging.

만충전 표시부(321)는 2차 전지(Bat)의 일단과 충전중 표시 스위칭부(317) 사이에 배치되는 제3 레이저 다이오드(LD3)를 포함한다.The full charge display unit 321 includes a third laser diode LD3 disposed between one end of the secondary battery Bat and the display switching unit 317 during charging.

수동 스위치부(301, SW1)는 제3 커넥터(CN3)와 부하 사이에 배치되고, 사용자의 필요에 따라 스위칭이 가능하다. The manual switch units 301 and SW1 are disposed between the third connector CN3 and the load, and switching is possible according to user needs.

제2 정전압부(303, IC2)는 제3 커넥터(CN3)의 출력을 입력받아 소정 레벨의 정전압(예: 5볼트)을 출력한다.The second constant voltage units 303 and IC2 receive the output of the third connector CN3 and output a constant voltage (eg, 5 volts) of a predetermined level.

백업전원 스위칭부(305)는 백업 제어 신호(BACK UP)에 스위칭되는 제6 트랜지스터(Q6)의 동작에 따라 제3 커넥터(CN3)와 제6 트랜지스터(Q6) 사이에 배치된 릴레이 코일을 동작시킨다.The backup power switching unit 305 operates the relay coil disposed between the third connector CN3 and the sixth transistor Q6 according to the operation of the sixth transistor Q6 switched to the backup control signal BACK UP. .

릴레이부(307)내 릴레이 스위치는 제3 커넥터(CN3)와 부하 사이에 배치되고, 릴레이 코일이 동작하면 릴레이 스위치가 동작하여 제3 커넥터(CN3)에 접속된 2차 전지(Bat)의 백업 전원(예: 12볼트)이 부하측으로 공급된다.The relay switch in the relay unit 307 is disposed between the third connector CN3 and the load, and when the relay coil is operated, the relay switch operates to backup power of the secondary battery Bat connected to the third connector CN3. (Example: 12 volts) is supplied to the load side.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 직류 출력형 무정전 전원공급부의 간헐 충전 흐름도로서, 본 발명의 일실시예에 따른 직류 출력형 무정전 전원공급부에서의 간헐 충전 방법은 다음과 같다.4 is an intermittent charging flow diagram of the DC output type uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention, and the intermittent charging method in the DC output uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention is as follows.

우선 마이컴(313)은 28초 동안 "H"레벨의 간헐 충전 스위칭 신호(CH ON/OFF)를 출력하고(S410), 2초 동안 "L"레벨의 간헐 충전 스위칭 신호(CH ON/OFF)를 출력한다(S420).First, the microcomputer 313 outputs the intermittent charging switching signal (CH ON / OFF) of the "H" level for 28 seconds (S410), and the intermittent charging switching signal (CH ON / OFF) of the "L" level for 2 seconds. Output (S420).

이후 2차 전지 충전 전압(Vbat)을 검출하여 검출된 2차 전지 충전 전압(Vcrg_dec)이 12.17V 이하인지를 판단하고(S430), 1주기 중 소정 충전시간 동안 충전하고(S440), 나머지 시간 동안 휴지한다(S450). Then, the secondary battery charging voltage (Vbat) is detected to determine whether the detected secondary battery charging voltage (Vcrg_dec) is 12.17 V or less (S430), and charging for a predetermined charging time in one cycle (S440), for the rest of the time Rest (S450).

여기서, 1주기는 충전시간과 휴지시간의 합으로 이루어지며, 예컨대, 충전시간은 28초, 휴지시간은 2초일 수 있다.Here, one cycle consists of the sum of the charging time and the idle time, for example, the charging time may be 28 seconds, and the idle time may be 2 seconds.

계속해서, 2차 전지 충전 전압을 검출하여 검출된 2차 전지 충전 전압(Vcrg_dec)이 12.5V를 초과하는지를 판단하고(S460), 검출된 2차 전지 충전 전압(Vcrg_dec)이 12.5V를 초과하면 2차 전지(Bat)의 충전을 종료하고(S470), 검출된 2차 전지 충전 전압(Vcrg_dec)이 12.5V 이하이면, 단계 S440으로 복귀한다. Subsequently, the secondary battery charging voltage is detected to determine whether the detected secondary battery charging voltage (Vcrg_dec) exceeds 12.5V (S460), and when the detected secondary battery charging voltage (Vcrg_dec) exceeds 12.5V, 2 Charging of the secondary battery Bat is ended (S470), and if the detected secondary battery charging voltage Vcrg_dec is 12.5 V or less, the process returns to step S440.

충전을 종료한 상태에서 검출된 2차 전지 충전 전압(Vcrg_dec)이 12.3V 미만이면 단계 S440으로 복귀하고, 검출된 2차 전지 충전 전압(Vcrg_dec)이 12.3V 이상이면 단계 S470으로 복귀한다.If the secondary battery charging voltage Vcrg_dec detected in the state where charging has been completed is less than 12.3V, the process returns to step S440. If the secondary battery charging voltage Vcrg_dec detected is 12.3V or more, the process returns to step S470.

본 발명의 일실시예에 따르면, 단계 S440의 변동 충전 시간(Tcrg)과 S450의 변동 휴지 시간(Tidle)은 검출된 2차 전지 충전 전압(Vcrg_dec)의 전위에 따라 달라질 수 있는바, 마이컴(413)은 1주기 또는 소정 주기를 종료할 때마다 예컨대, 수학식 1에 보이는 바와 같이, 단계 S340의 변동 충전 시간(Tcrg)과 S350의 변동 휴지 시간(Tidle)을 선형적으로 조정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the variable charging time (Tcrg) of step S440 and the variable idle time (Tidle) of S450 may be varied according to the potential of the detected secondary battery charging voltage (Vcrg_dec). ) Can be linearly adjusted to the variable charging time (Tcrg) of step S340 and the variable idle time (Tidle) of step S350, for example, as shown in Equation (1) each time one cycle or a predetermined cycle is finished.

Figure 112018091589948-pat00001
Figure 112018091589948-pat00001

Tcrg: 변동 충전 시간Tcrg: Variable charging time

Tcrg_max: 최대 충전 시간Tcrg_max: Maximum charging time

Tcrg_min: 최소 충전 시간Tcrg_min: Minimum charging time

Vcrg_max: 최대 충전 전압Vcrg_max: Maximum charging voltage

Vcrg_min: 최저 충전 전압Vcrg_min: Minimum charging voltage

Figure 112018091589948-pat00002
Figure 112018091589948-pat00002

예를 들어, 최저 충전 전압(Vcrg_min) 12.3V에서 최대 충전 시간(Tcrg_max)으로 28초를, 최대 충전 전압(Vcrg_max) 12.5V에서 최저 충전 시간(Tcrg_min)으로 20초를 충전한다고 마이컴(313)에 세트하면 검출된 충전전압에서의 간헐적인 변동 충전 시간과 변동 휴지 시간이 계산된다. For example, to the microcomputer 313, it charges 28 seconds with a maximum charging time (Tcrg_max) at 12.3 V of the lowest charging voltage (Vcrg_min) and 20 seconds with a minimum charging time (Tcrg_min) of 12.5 V at the maximum charging voltage (Vcrg_max). When set, the intermittent variable charging time and the variable idle time at the detected charging voltage are calculated.

이와 같이, 변동 충전 시간과 변동 휴지 시간을 조정하는 이유는 2차 전지 충전 전압의 전위가 높아짐에 따라 발열 현상이 심화하게 되고 이에 따라 2차 전지의 열화를 촉진하게 된다. 따라서 발열에 의한 2차 전지의 열화 현상을 늦춰 2차 전지의 수명을 연장하도록 2차 전지의 전위가 높아짐에 따라 1 주기 내 충전시간을 축소하고 휴지시간을 증가하는 스킴이다.As described above, the reason for adjusting the variable charging time and the variable idle time is that the heat generation phenomenon is intensified as the potential of the secondary battery charging voltage increases, thereby promoting deterioration of the secondary battery. Therefore, as the potential of the secondary battery increases so as to extend the life of the secondary battery by delaying the deterioration phenomenon of the secondary battery due to heat generation, it is a scheme of reducing the charging time within one cycle and increasing the idle time.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고장 검출 및 스위칭부의 처리 흐름도이다.5 is a flowchart of a fault detection and switching unit according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 고장 검출 및 스위칭부(150)는 상용교류전원이 정상인 상태에서 안정기에 고장이 발생하면, 비상 터널등(174)을 주기적으로 점멸하고, 원격의 관제 센터에 무선통신으로 이를 통보하는 기능을 담당한다.The fault detection and switching unit 150 according to an embodiment of the present invention periodically flashes the emergency tunnel light 174 when a commercial AC power supply fails in a stable state, and wirelessly communicates to a remote control center. It is responsible for the function of notifying it.

이를 위하여 검출된 안정기 입력전압(Vin)과 안정기 출력전압(Vout)이 입력되면(S510), 고장 검출 및 스위칭부(150)는 검출된 안정기 입력전압(Vin)과 소정의 안정기 기준 입력전압(Vin_ref)을 비교한다(S520). 여기서, 소정의 안정기 기준 입력전압(Vin_ref)이라 함은 0 내지 10V일 수 있다.For this, if the detected ballast input voltage (Vin) and the ballast output voltage (Vout) are input (S510), the fault detection and switching unit 150 detects the ballast input voltage (Vin) and the predetermined ballast reference input voltage (Vin_ref) ) Are compared (S520). Here, the predetermined ballast reference input voltage Vin_ref may be 0 to 10V.

검출된 안정기 입력전압(Vin)이 안정기 기준 입력전압(Vin_ref)보다 높으면, 고장 검출 및 스위칭부(150)는 검출된 안정기 출력전압(Vout)과 소정의 안정기 기준 출력전압(Vout_ref)을 비교한다(S530). 여기서, 소정의 안정기 기준 출력전압(Vout_ref)이라 함은 25 내지 28V일 수 있다.If the detected ballast input voltage Vin is higher than the ballast reference input voltage Vin_ref, the failure detection and switching unit 150 compares the detected ballast output voltage Vout with a predetermined ballast reference output voltage Vout_ref ( S530). Here, the predetermined ballast reference output voltage Vout_ref may be 25 to 28V.

검출된 안정기 입력전압(Vin)이 안정기 기준 입력전압(Vin_ref)보다 낮으면, 정전이므로 고장 검출 및 스위칭부(150)는 스위치(160)에 연속턴온신호(Son)를 출력한다(S540).If the detected ballast input voltage (Vin) is lower than the ballast reference input voltage (Vin_ref), the failure detection and switching unit 150 outputs a continuous turn-on signal (Son) to the switch 160 (S540).

검출된 안정기 출력전압(Vout)이 안정기 기준 출력전압(Vout_ref)보다 낮으면, 고장 검출 및 스위칭부(150)는 비상 터널등(175)이 소정 주기로 점멸할 수 있도록 스위치(160)를 스위칭할 수 있는 점멸제어신호(Sflash)를 출력한다(S550). 여기서, 점멸제어신호(Sflash)는 10초 동안 1초씩 온오프 동작을 반복한다. If the detected ballast output voltage (Vout) is lower than the ballast reference output voltage (Vout_ref), the failure detection and switching unit 150 can switch the switch 160 so that the emergency tunnel light 175 flashes at a predetermined cycle. The flashing control signal Sflash is output (S550). Here, the flashing control signal Sflash repeats the on-off operation for 1 second for 10 seconds.

점멸제어신호(Sflash)가 온오프 동작을 반복한지 10초를 경과했는지 판단하고(S560), 10초를 경과하면 점멸제어신호(Sflash)를 중지한다(S570).It is determined whether 10 seconds have elapsed since the flashing control signal Sflash repeated the on-off operation (S560), and when 10 seconds elapsed, the flashing control signal Sflash is stopped (S570).

점멸제어신호(Sflash)가 중지된지 10분이 경과한지 판단하고(S58) 경과하면 단계 S550으로 회귀한다. It is determined whether or not the flashing control signal Sflash has been stopped for 10 minutes (S58), and if it has passed, the flow returns to step S550.

즉, 고장 검출 및 스위칭부(150)는 점멸제어신호(Sflash)를 이용하여 비상 터널등을 10초 동안 점멸한 후 10분 동안 소등하는 동작을 반복함으로써 안정기의 고장 상황을 알릴 수 있다.That is, the failure detection and switching unit 150 may notify the failure condition of the ballast by repeating the operation of blinking the emergency tunnel light for 10 seconds and then turning off the light for 10 minutes using the flashing control signal Sflash.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments described in the present specification and the accompanying drawings are merely illustrative of some of the technical spirit included in the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present specification are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain the present invention, it is obvious that the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Within the scope of the technical spirit included in the specification and drawings of the present invention, modifications and specific embodiments that can be easily inferred by those skilled in the art should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

110: 안정기 120: 정류부
130: 2차 전지 140: DC/DC 컨버터
150: 고장 검출 및 스위칭부 160: 스위치
170: 터널등 201: 교류 입력부
203: 과전압 보호부 205: 고주파 차단부
207: 전파정류부 209: 평활부
211: 1차 코일 212: 2차측 바이어스 전압용 코일
213: 2차측 주 코일 215: 2차측 간헐 충전용 코일
217: 2차측 제1 반파 정류부 219: 노이즈 제거용 필터
221: 제1 포토 다이오드부 223: 정전압 제어부
225: 2차 출력부 227: 출력전압 표시부
229: 2차 전지 충전부 230: 2차측 제2 반파 정류부
231: 간헐 충전 스위칭부 233: 제1 정전압부
235: 충전전압 제어부 237: 2차 전지 간헐 충전부
239: 제3 커넥터 241: 정전 검출부
243: 제1 포토 트랜지스터 245: 구동 소자부
247: PWM 스위칭부 301: 수동 스위치부
303: 제2 정전압부 305: 백업전원 스위칭부
307: 릴레이부 309: 분압저항부
311: 정전 동작부 313: 마이컴
315: 충전중 표시 스위칭부 317: 만충전 표시 스위칭부
319: 충전중 표시부 321: 만충전 표시부110: ballast 120: rectifier
130: secondary battery 140: DC / DC converter
150: fault detection and switching unit 160: switch
170: tunnel light 201: AC input
203: overvoltage protection unit 205: high-frequency cut-off unit
207: full-wave rectification part 209: smoothing part
211: primary coil 212: secondary bias voltage coil
213: secondary side primary coil 215: secondary side intermittent charging coil
217: secondary side first half-wave rectification part 219: noise removal filter
221: first photodiode unit 223: constant voltage control unit
225: secondary output unit 227: output voltage display unit
229: secondary battery charging unit 230: secondary side second half-wave rectifying unit
231: intermittent charging switching unit 233: first constant voltage unit
235: charging voltage control unit 237: secondary battery intermittent charging unit
239: third connector 241: blackout detection unit
243: first phototransistor 245: driving element
247: PWM switching unit 301: manual switching unit
303: second constant voltage unit 305: backup power switching unit
307: relay unit 309: partial pressure resistance unit
311: electrostatic operation unit 313: microcomputer
315: charging display switching unit 317: full charge display switching unit
319: charging unit 321: full charge indicator

Claims (10)

상용 교류 전원을 소정의 제1 직류 전압으로 변환하여 상시 터널등에 출력하는 안정기; 상기 상용 교류 전원을 소정의 제2 직류 전압으로 변환하는 정류부와, 상기 제2 직류 전압을 상기 제1 직류 전압으로 승압하여 비상 터널등에 출력하는 DC/DC 컨버터 그리고 상기 정류부와 상기 DC/DC 컨버터 사이에 배치되는 2차 전지로 이루어진 직류 출력형 무정전 전원공급부; 및 상기 2차 전지의 충전 전압을 동작 전압으로 이용하고, 상기 안정기의 입력 전압과 출력 전압을 입력받아 상기 안정기의 고장을 판단하여 점멸제어신호를 상기 DC/DC 컨버터와 상기 비상 터널등 사이에 배치되는 스위치에 출력하는 고장 검출 및 스위칭부를 포함하고,
상기 직류 출력형 무정전 전원공급부는, 상용 교류 전원에 접속되는 교류 입력부; 상기 교류 입력부로부터 출력되는 상용 교류 전원을 직류 전압으로 정류하는 정류부; 상기 정류부로부터 출력되는 전압을 변환하는 트랜스포머; 상기 트랜스포머의 1차측의 제1 코일에 커플링되는 스위칭 트랜지스터를 포함하며, 상기 스위칭 트랜지스터의 동작에 따라 상기 트랜스포머의 2차측의 주코일 및 2차측 간헐 충전 코일에 전력을 공급하는 전력 공급부; 상기 트랜스포머의 2차측의 주코일에 발생되는 제1 전압에 대응하는 피드백 전압 및 상기 스위칭 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호를 입력받아, 상기 스위칭 트랜지스터의 온/오프를 제어하는 PWM 신호 발생부; 상기 정류부의 출력과 접지 사이에 배치되고, 상기 정류부의 출력 전압을 이용하여 정전 검출 신호를 출력하는 정전 검출부; 상기 트랜스포머 내 2차측 주코일의 출력측에 배치되고, 2차 전지에 소전류를 지속적으로 공급하기 위한 소전류 충전부; 상기 트랜스포머 내 2차측 간헐 충전 코일의 출력측에 배치되고, 간헐 충전 제어 신호에 응답하여 상기 2차 전지에 간헐 충전 전압을 공급하기 위한 간헐 충전부; 상기 2차 전지의 충전 전압 레벨에 따라 간헐 충전 스위칭 신호를 출력하고, 상기 정전 검출 신호에 따라 백업 제어 신호를 출력하는 2차 전지 충전 제어부; 및 상기 백업 제어 신호에 따라 상기 2차 전지의 충전 전압을 상기 비상 터널등으로 출력하는 백업 전원 공급부를 포함하고,
상기 2차 전지 충전 제어부는, 상기 2차 전지의 충전 전압을 검출하여 검출된 2차 전지 충전 전압이 제1 레벨을 초과하면 변동 충전 시간동안 충전하고, 변동 휴지 시간동안 휴지한 후 상기 검출된 2차 전지 충전 전압이 제2 레벨을 초과하면 상기 2차 전지의 충전을 중단하고,
상기 변동 충전 시간은 하기 수학식에 따르는 것을 특징으로 하는 터널등 제어 장치.
Figure 112020006750677-pat00010

여기서, Tcrg: 변동 충전 시간, Tcrg_max: 최대 충전 시간, Tcrg_min: 최소 충전 시간, Vcrg_max: 최대 충전 전압, Vcrg_min: 최저 충전 전압, Vcrg_dec는 검출된 2차 전지 충전 전압임.
A ballast that converts a commercial AC power supply into a predetermined first DC voltage and outputs it to a tunnel at all times; Between the rectifier converting the commercial AC power to a predetermined second DC voltage, and a DC / DC converter that boosts the second DC voltage to the first DC voltage and outputs it to an emergency tunnel, etc., and between the rectifier and the DC / DC converter. DC output type uninterruptible power supply consisting of a secondary battery disposed on; And using the charging voltage of the secondary battery as an operating voltage, receiving the input voltage and output voltage of the ballast, determining the failure of the ballast, and placing a flashing control signal between the DC / DC converter and the emergency tunnel light. It includes a fault detection and switching unit output to the switch,
The DC output type uninterruptible power supply unit, an AC input unit connected to a commercial AC power supply; A rectifying unit rectifying a commercial AC power output from the AC input unit with a DC voltage; A transformer that converts a voltage output from the rectifying unit; It includes a switching transistor coupled to the primary coil of the primary side of the transformer, the power supply for supplying power to the primary coil and the secondary intermittent charging coil of the secondary side of the transformer according to the operation of the switching transistor; A PWM signal generator for receiving a feedback voltage corresponding to a first voltage generated in a primary coil of the transformer and a sensing signal corresponding to a current flowing in the switching transistor and controlling on / off of the switching transistor; An electrostatic detection unit disposed between the output of the rectifying unit and ground, and outputting an electrostatic detection signal using the output voltage of the rectifying unit; A small current charging unit disposed on the output side of the secondary side main coil in the transformer and continuously supplying a small current to the secondary battery; An intermittent charging unit which is disposed on the output side of the secondary-side intermittent charging coil in the transformer and supplies an intermittent charging voltage to the secondary battery in response to an intermittent charging control signal; A secondary battery charging control unit outputting an intermittent charging switching signal according to the charging voltage level of the secondary battery, and outputting a backup control signal according to the power failure detection signal; And a backup power supply for outputting the charging voltage of the secondary battery to the emergency tunnel light according to the backup control signal,
The secondary battery charging control unit charges for a variable charging time when the secondary battery charging voltage detected by detecting a charging voltage of the secondary battery exceeds a first level, pauses for a variable idle time, and detects the detected 2 When the secondary battery charging voltage exceeds the second level, charging of the secondary battery is stopped,
The variable charging time is tunnel light control device, characterized in that according to the following equation.
Figure 112020006750677-pat00010

Here, Tcrg: variable charging time, Tcrg_max: maximum charging time, Tcrg_min: minimum charging time, Vcrg_max: maximum charging voltage, Vcrg_min: lowest charging voltage, Vcrg_dec is the detected secondary battery charging voltage.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 2차 전지 충전 제어부는,
제1 시간 동안 상기 2차 전지에 충전 전압을 공급하고, 제2 시간 동안 상기 2차 전지에 충전 전압의 공급을 휴지하며, 상기 검출된 2차 전지 충전 전압이 제1 레벨 이하이면 상기 제1 시간 동안의 충전 전압 공급과 상기 제2 시간 동안의 충전 전압 공급의 휴지를 반복하는 것을 특징으로 하는 터널등 제어 장치.
According to claim 1, wherein the secondary battery charging control unit,
The charging time is supplied to the secondary battery for a first time, the supply of the charging voltage to the secondary battery is paused for a second time, and the first time when the detected secondary battery charging voltage is less than or equal to a first level. Tunnel lamp control device characterized in that for repeating the supply of the charging voltage during the pause and the supply of the charging voltage for the second time.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 2차 전지 충전 제어부는,
상기 검출된 2차 전지 충전 전압이 제2 레벨보다 낮고 제1 레벨보다 높은 제3 레벨에 도달하면 상기 변동 충전 시간동안 충전하는 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는 터널등 제어 장치.
According to claim 1, wherein the secondary battery charging control unit,
When the detected secondary battery charging voltage reaches a third level lower than the second level and higher than the first level, the tunnel lamp control device returns to charging during the variable charging time.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 고장 검출 및 스위칭부는,
상기 안정기의 입력 전압이 정상이고, 상기 안정기의 출력 전압이 비정상이면 상기 점멸제어신호를 상기 스위치에 출력하는 터널등 제어 장치.
According to claim 1, The failure detection and switching unit,
When the input voltage of the ballast is normal and the output voltage of the ballast is abnormal, a tunnel light control device outputting the flashing control signal to the switch.
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