KR102421783B1 - Grid Outage Detection Device And hybrid Lighting System Using The Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계통과 LED 부하 사이에 설치된 벽전원스위치에 병렬로 연결되는 우회저항; 상기 우회저항의 LED 부하방향 활선과 계통의 뉴트럴선사이에 설치되어 절연하되 전압을 낮추는 변압기; 상기 변압기에 병렬로 연결되어 정류하는 정류기; 상기 정류기에 병렬로 연결되어 평활하는 캐패시터; 상기 캐패시터와 병렬로 연결되는 센싱저항; 및 평활된 전압을 센싱하는 전압센서;를 포함하여 구성되는 계통 정전 감지 장치를 이용하되, 계통 정전인 경우와 벽전원스위치가 Off 되는 경우를 구별하여 특히 계통정전인 경우 LED 조명부하가 독립전원장치에 의해 구동될 수 있도록 하는 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a grid blackout detection device and a hybrid lighting system using the same, and more particularly, to a bypass resistor connected in parallel to a wall power switch installed between a grid and an LED load; a transformer installed between the LED load direction live wire of the bypass resistor and the neutral wire of the system to insulate but lower the voltage; a rectifier connected in parallel to the transformer for rectification; a capacitor connected in parallel to the rectifier for smoothing; a sensing resistor connected in parallel with the capacitor; And a voltage sensor for sensing the smoothed voltage; using a system power outage detection device comprising, but distinguishing between a case of a system power failure and a case that the wall power switch is turned off, especially in the case of a system power outage, the LED lighting load is an independent power supply It relates to a system blackout detection device that can be driven by a system and a hybrid lighting system using the same.
Description
본 발명은 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계통과 LED 부하 사이에 설치된 벽전원스위치에 병렬로 연결되는 우회저항; 상기 우회저항의 LED 부하방향 활선과 계통의 뉴트럴선사이에 설치되어 절연하되 전압을 낮추는 변압기; 상기 변압기에 병렬로 연결되어 정류하는 정류기; 상기 정류기에 병렬로 연결되어 평활하는 캐패시터; 상기 캐패시터와 병렬로 연결되는 센싱저항; 및 평활된 전압을 센싱하는 전압센서;를 포함하여 구성되는 계통 정전 감지 장치를 이용하되, 계통 정전인 경우와 벽전원스위치가 Off 되는 경우를 구별하여 특히 계통정전인 경우 LED 조명부하가 독립전원장치에 의해 구동될 수 있도록 하는 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a grid blackout detection device and a hybrid lighting system using the same, and more particularly, to a bypass resistor connected in parallel to a wall power switch installed between a grid and an LED load; a transformer installed between the LED load direction live wire of the bypass resistor and the neutral wire of the system to insulate but lower the voltage; a rectifier connected in parallel to the transformer for rectification; a capacitor connected in parallel to the rectifier for smoothing; a sensing resistor connected in parallel with the capacitor; and a voltage sensor for sensing the smoothed voltage; using a system power outage detection device comprising, but distinguishing between a case of a system power outage and a case that the wall power switch is turned off, and especially in the case of a system power outage, the LED lighting load is an independent power supply It relates to a system blackout detection device that can be driven by a system and a hybrid lighting system using the same.
일반적으로 대형 건물이나 공공장소 등의 사업장에는 기본적으로 설치되는 조명장치 외에 정전 등의 비상 상태에 대비할 수 있도록 하는 비상 조명 장치의 설치가 의무화되어 있고, 이러한 비상 조명 장치는 외부의 AC 전원이 차단되었을 때 2차 전지등의 배터리등의 전력을 이용하여 점등되도록 설계됨이 보통이다. In general, it is mandatory to install emergency lighting devices to prepare for emergency conditions such as blackouts in addition to the lighting devices that are installed in large buildings or public places. It is usually designed to be turned on using the power of a battery such as a secondary battery.
다만 상기 비상 조명 장치외에 일반적인 LED 조명장치도 계통의 정전에 대비하여 비상 조명 시스템으로 적극적으로 활용되어 자칫 대형사고로 이어질 수 있는 상황을 미연에 방지할 필요성이 모색되어야 함이 현실이다. However, in addition to the emergency lighting device, general LED lighting devices are actively used as emergency lighting systems in preparation for a power outage in the system, so that the need to prevent situations that may lead to a major accident in advance should be sought.
비상 조명 장치외에 일반적인 LED 조명장치가 점등되려면 계통이 무정전상태에서 이와 연결된 벽체 스위치가 On 되어야 하며, 소등되려면 벽체 스위치가 Off 되던지, 아니면 계통이 정전되던지 하여야 하는데, 일반적인 LED 조명장치가 비상인 상황 즉 계통이 정전되는 경우와 일상적 상황 즉, 벽체스위치가 사용자나 기타 시스템의 운용에 따라 Off된 경우를 구별할 수 있어야 상기 일반적 LED 조명장치 내지 조명시스템도 비상인 상황에서 비상 LED 조명 장치 내지 시스템으로 활용될 수 있는 것이다.In order to turn on general LED lighting devices other than emergency lighting devices, the wall switch connected to the system must be turned on when the system is uninterrupted. It is necessary to be able to distinguish a situation, that is, a system outage, and a normal situation, that is, a case in which the wall switch is turned off according to the operation of a user or other system. that can be used as
기존의 한국 등록특허 제10-1320670호(발명의 명칭 : 엘이디 조명의 충전시스템 및 정전감지 장치)에 의하면 전류가 흐를 경우 정전감지 판별부에 권선된 감지부(50)에 유도전류가 흐르게 되고, 이 유도전류는 정류수단에 의해 정류된 후 정전 판별회로에 인가되는바, 따라서, 사용자는 전력케이블에 끼워지는 본 발명의 정전감지 장치를 내장시킴으로 별도 접지선을 설치하거나 복잡한 회로를 구성이 필요 없는 LED 조명의 충전시스템 및 정전감지 장치에 대한 것인바, 주전원에서 등기구 까지 배선하여야 하는 불편 없이 등기구 내부의 배선만으로 간단히 설치할 수 있도록 구성된 LED 조명의 충전시스템 및 정전감지 장치를 제공하고 있는 것인바, 본 발명은 비상조명장치의 2차전지의 충전시스템을 개량하여 충전효율을 높이는 것에는 긍정적 효과가 있다고 보이나, 비상조명장치가 아닌 일반적 조명시스템에 대한 정전감지 및 독립전원 공급에 대해서는 미비한 해결책이라 할 수 있다. According to the existing Korean Patent Registration No. 10-1320670 (title of invention: charging system and power failure detection device of LED lighting), when current flows, an induced current flows through the
본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 다음과 같은 목적을 가진다. The present invention's system blackout detection device and a hybrid lighting system using the same have been devised to solve the problems of the prior art, and have the following objects.
(1) 본 발명의 목적은 비상 조명시스템이 아닌 일반적인 LED 조명시스템이 일상적인 벽체스위치의 Off 상황과 계통의 정전상황을 판별할 수 있도록 하는 계통 정전 감지 장치가 내재되어 계통 정전시라는 비상시에 대응할 수 있는 계통 정전 감지 장치가 적용되는 조명시스템을 제공함에 있다. (1) An object of the present invention is to respond to an emergency such as a system blackout by incorporating a system power outage detection device that allows a general LED lighting system, not an emergency lighting system, to determine the off condition of the wall switch and the power outage of the system. An object of the present invention is to provide a lighting system to which a system blackout detection device capable of being applied is applied.
(2) 본 발명의 또다른 목적은 일반적인 조명시스템이 비상 조명시스템으로 동작할 수 있도록 하기 위하여 계통 정전시 독립적인 전원으로부터 전력을 공급받아 동작할 수 있도록 하는 하이브리드 조명시스템을 제공함에 있다. (2) Another object of the present invention is to provide a hybrid lighting system that can be operated by receiving power from an independent power source in the event of a grid outage so that a general lighting system can operate as an emergency lighting system.
(3) 본 발명의 또다른 목적은 한전 계통의 정전과 같은 비상시에 비상조명시스템외에 일반적인 조명시스템으로 보다 적극적인 대피수단으로 활용될 수 있는 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템을 제공함에 있다. (3) Another object of the present invention is to provide a system blackout detection device and a hybrid lighting system using the same, which can be used as a more active means of evacuation as a general lighting system in addition to an emergency lighting system in case of an emergency such as a power outage in the KEPCO system.
본 발명인 계통 정전 감지 장치(GOD)는 계통(G)과 LED 부하(L) 사이에 설치된 벽전원스위치(100)에 병렬로 연결되는 우회저항(121); 상기 우회저항(121)의 LED 부하방향 활선과 계통의 뉴트럴선사이에 설치되어 절연하되 전압을 낮추는 변압기(122); 상기 변압기(122)에 병렬로 연결되어 정류하는 정류기(123); 상기 정류기(123)에 병렬로 연결되어 평활하는 캐패시터(124); 상기 캐패시터(124)와 병렬로 연결되는 센싱저항(125); 및 평활된 전압을 센싱하는 전압센서(VS);를 포함하여 구성된다. The present inventors grid blackout detection device (GOD) is a
상기 우회저항(121)은 100kΩ 이상인 것을 사용함을 특징으로 한다. The
상기 계통 정전 감지 장치(GOD)를 이용하는 하이브리드 조명시스템은 LED 조명부하(L)에 연결설치되는 독립전원공급 장치(IP)를 포함하여 구성된다.The hybrid lighting system using the grid blackout detection device (GOD) is configured to include an independent power supply (IP) connected to the LED lighting load (L).
상기 독립전원공급 장치(IP)는, 상기 LED 조명부하(L)에 대응되는 전력을 공급하는 배터리부(B); 상기 배터리부(B)를 계통으로부터 전력을 공급받아 충전하거나 상기 LED 조명부하(L)에 전력을 공급하는 전력변환부(RC); 상기 LED 조명부하(L)와 배터리부(B) 사이에 설치되는 스위치부(T); 상기 배터리부(B)의 충전상태 데이터로부터 배터리의 SOC(State Of Charge)를 추정하여 상기 전력변환부(RC)에 전력변환 시그널을 출력하고, 상기 전압센서(VS)로부터 입력되는 전압데이터로부터 계통정전유무를 판별하여, 계통이 정전으로 판별되는 경우 상기 스위치부(T)에 On 시그널을 출력하여 상기 LED 조명부하(L)에 전력을 공급하고, 상기 LED 조명부하(L)의 출력을 제어하는 LED 제어 시그널을 송출하는 제어부(CP);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The independent power supply device (IP), the battery unit (B) for supplying power corresponding to the LED lighting load (L); a power conversion unit (RC) for charging the battery unit (B) by receiving power from the system or supplying power to the LED lighting load (L); a switch unit (T) installed between the LED lighting load (L) and the battery unit (B); The state of charge (SOC) of the battery is estimated from the state of charge data of the battery unit B, and a power conversion signal is output to the power conversion unit RC, and the system is based on the voltage data input from the voltage sensor VS. By determining whether there is a power outage, when the system is determined to be a power failure, an On signal is output to the switch unit (T) to supply power to the LED lighting load (L), and to control the output of the LED lighting load (L) and a control unit (CP) for transmitting an LED control signal.
상기 제어부(CP)는 상기 전압센서(VS)로부터 센싱되어 입력되는 전압데이터를 10배 ~ 1000배 증폭한 데이터를 사용하여, 이로부터 계통 정전 유무를 판별하는 것을 특징으로 한다.The control unit CP uses data that amplifies the voltage data sensed and input from the voltage sensor VS by 10 times to 1000 times, and determines whether there is a system outage therefrom.
벽전원스위치(100)에 포함되는 계통 정전 감지 장치(GOD)의 전압센서(VS)로부터 센싱되는 전압데이터가 상기 독립전원공급 장치(IP)에 설치되는 제어부(CP)에 유무선 통신에 의해 입력되는 것을 특징으로 한다.Voltage data sensed from the voltage sensor (VS) of the system power failure detection device (GOD) included in the
상기 제어부(CP)는 계통이 정전인 경우로 판별되는 경우, 배터리(B)의 SOC 추정 연산에 의해 상기 LED 조명부하(L)가 작동되는 시간을 연산하여 외부로 표시하는 디스플레이장치(부호 미부여 및 미도시)를 더 포함한다. When it is determined that the system is in a power outage, the control unit CP calculates the operating time of the LED lighting load L by the SOC estimation operation of the battery B and displays it to the outside (sign not assigned) and not shown).
상기 제어부(CP)는 계통이 정전인 경우로 판별되는 경우 외부의 중앙관제센터(부호 미부여 및 미도시)에 작동시간 데이터를 유무선 통신으로 송출하는 것을 특징으로 한다.The control unit (CP) is characterized in that when it is determined that the system is out of power, it transmits operation time data to an external central control center (signed and not shown) through wired/wireless communication.
본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템은 다음과 같은 효과가 있다. The system blackout detection device of the present invention and a hybrid lighting system using the same have the following effects.
(1) 본 발명은 비상 조명시스템이 아닌 일반적인 LED 조명시스템이 일상적인 벽체스위치의 Off 상황과 계통의 정전상황을 판별할 수 있도록 하는 계통 정전 감지 장치가 내재되어 있어 일반적인 LED 조명시스템의 소명외에 한전 계통 정전이라는 비상시에 대응할 수 있다.(1) The present invention has a system blackout detection device that allows a general LED lighting system, not an emergency lighting system, to determine the off state of the wall switch and the blackout state of the system. It can respond to an emergency such as a system outage.
(2) 본 발명은 일반적인 조명시스템이 비상 조명시스템으로 동작할 수 있도록 하기 위하여 계통 정전시 독립적인 전원으로부터 전력을 공급받아 독립하여 동작할 수 있다. (2) The present invention can operate independently by receiving power from an independent power source in the event of a grid outage so that a general lighting system can operate as an emergency lighting system.
(3) 본 발명은 한전 계통의 정전과 같은 비상시에 비상조명시스템외에 일반적인 조명시스템으로 보다 적극적인 대피수단으로 활용될 수 있는 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템을 제공한다.(3) The present invention provides a system blackout detection device and a hybrid lighting system using the same, which can be used as a more active means of evacuation as a general lighting system in addition to an emergency lighting system in case of an emergency such as a power outage in the KEPCO system.
(4) 본 발명은 일반적인 조명시스템이 한전 계통의 정전에 대응하여 비상 조명시스템으로 동작할 경우 독립전원의 전력을 추정하여 동작가능한 시간을 외부에 표시토록 하여 사용자로 하여금 대피 계획을 능동적으로 수립하게 할 수 있다. (4) The present invention enables a user to actively establish an evacuation plan by estimating the power of an independent power source and displaying the available time to the outside when a general lighting system operates as an emergency lighting system in response to a power outage in the KEPCO system can do.
도 1은 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에서 계통이 비정전상태이고, 벽전원스위치도 On 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에서 계통이 비정전상태이고, 벽전원스위치가 Off인 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에서 계통이 정전상태인 경우를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명인 계통 정전 감지 장치의 회로를 스키메틱으로 구현한 도면이다.
도 6은 본 발명인 계통 정전 감지 장치의 회로를 일실시예로서 스키메틱으로 구현하고 시뮬레이션하기 위한 도면이다.
도 7은 상기 도 6의 계통 정전 감지 장치의 회로의 스키메틱에서 계통이 무정전 상태이고 벽전원이 On인 상태를 시뮬레이션 한 결과 그래프이다.
도 8은 상기 도 6의 계통 정전 감지 장치의 회로의 스키메틱에서 계통이 무정전 상태이고 벽전원이 Off인 상태를 시뮬레이션 한 결과 그래프이다.
도 9는 상기 도 6의 계통 정전 감지 장치의 회로의 스키메틱에서 계통이 정전 상태를 시뮬레이션 한 결과 그래프이다.
도 10은 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에서 계통에 의한 전력 전달이 벽전원 스위치를 거치지 않고 독립적으로 전달하는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a system blackout detection device according to the present invention and a hybrid lighting system using the same.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a system in a non-blackout state and an on state of the wall power switch in the system power failure detection device and the hybrid lighting system using the same according to the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating a state in which the system is in a non-blackout state and the wall power switch is off in the system power failure detection device of the present invention and a hybrid lighting system using the same.
4 is a diagram schematically illustrating a case in which the system is in a blackout state in the system blackout detection device of the present invention and a hybrid lighting system using the same.
5 is a schematic diagram of the circuit of the system power failure detection device according to the present invention.
6 is a diagram for schematically realizing and simulating the circuit of the system power failure detection device according to the present invention as an embodiment.
7 is a graph showing a result of simulating a state in which the system is in an uninterrupted state and the wall power is On in the schematic of the circuit of the system power failure detection device of FIG. 6 .
8 is a graph showing a result of simulating a state in which the system is in an uninterrupted state and the wall power is off in the schematic of the circuit of the system power failure detection device of FIG. 6 .
9 is a graph showing a result of simulating a system outage state in the schematic of the circuit of the system power failure detection device of FIG. 6 .
10 is a diagram schematically illustrating that power transmission by the grid is independently transmitted without going through a wall power switch in the system power failure detection device and the hybrid lighting system using the same according to the present invention.
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.First, before entering the detailed description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the known technology or configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라 질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user or operator, and thus the definition is defined as "System blackout sensing device and hybrid lighting using the same" according to the present invention. It should be based on the content throughout this specification describing the "system".
본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지는 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of referring to specific embodiments only, and is not intended to limit the invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The meaning of “comprising,” as used herein, specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component, and other specific characteristic, region, integer, step, operation, element, component and/or It does not exclude the presence or addition of groups.
본 명세서에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical and scientific terms used in this specification have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in the dictionary are further interpreted as having a meaning consistent with the related art literature and the presently disclosed content, and unless defined, are not interpreted in an ideal or very formal meaning.
도 1은 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에서 계통이 비정전상태이고, 벽전원스위치도 On 상태를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에서 계통이 비정전상태이고, 벽전원스위치가 Off인 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템에서 계통이 정전상태인 경우를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명인 계통 정전 감지 장치의 회로를 스키메틱으로 구현한 도면이고, 도 6은 본 발명인 계통 정전 감지 장치의 회로를 일실시예로서 스키메틱으로 구현하고 시뮬레이션하기 위한 도면이며, 도 7은 상기 도 6의 계통 정전 감지 장치의 회로의 스키메틱에서 계통이 무정전 상태이고 벽전원이 On인 상태를 시뮬레이션 한 결과 그래프이고, 도 8은 상기 도 6의 계통 정전 감지 장치의 회로의 스키메틱에서 계통이 무정전 상태이고 벽전원이 Off인 상태를 시뮬레이션 한 결과 그래프이며, 도 9는 상기 도 6의 계통 정전 감지 장치의 회로의 스키메틱에서 계통이 정전 상태를 시뮬레이션 한 결과 그래프이다.1 is a diagram schematically showing a system blackout sensing device of the present invention and a hybrid lighting system using the same, and FIG. 2 is a system in a non-power failure state in the system power failure sensing device of the present invention and a hybrid lighting system using the same, and the wall power switch is also on. 3 is a diagram schematically showing a state in which the system is in a non-power outage state and the wall power switch is Off in the system power failure detection device of the present invention and a hybrid lighting system using the same, and FIG. 4 is a system power failure state according to the present invention. It is a diagram schematically showing a case in which the system is in a power outage state in a sensing device and a hybrid lighting system using the same. It is a diagram for schematically implementing and simulating the circuit of the device as an embodiment, and FIG. 7 is a schematic diagram of the circuit of the system power failure detection device of FIG. 8 is a graph showing the result of simulating a state in which the system is in an uninterrupted state and the wall power is Off in the schematic of the circuit of the system power failure detection device of FIG. 6, and FIG. 9 is the system power failure detection device of FIG. 6 It is a graph of the result of simulating the power failure state of the system in the schematic of the circuit.
도 5를 참조하면 본 발명인 계통 정전 감지 장치(GOD)는 계통(G)과 LED 부하(L) 사이에 설치된 벽전원스위치(100)에 병렬로 연결되는 우회저항(121); 상기 우회저항(121)의 LED 부하방향 활선과 계통의 뉴트럴선사이에 설치되어 절연하되 전압을 낮추는 변압기(122); 상기 변압기(122)에 병렬로 연결되어 정류하는 정류기(123); 상기 정류기(123)에 병렬로 연결되어 평활하는 캐패시터(124); 상기 캐패시터(124)와 병렬로 연결되는 센싱저항(125); 및 평활된 전압을 센싱하는 전압센서(VS);를 포함하여 구성된다.Referring to Figure 5, the present inventors system power failure detection device (GOD) is a
상기 우회저항(121)은 계통이 무정전이면서, 벽전원스위치(100)가 Off일때에도 소모되는 전력이 1W를 초과하면 안되는 정도의 큰 저항값을 가지는 것이 바람직하며, 계통 정전여부를 판별가능하다면 메가옴 단위의 큰 저항값을 사용함이 바람직하다. The
도 6을 참조하면 상기 우회저항(121)은 100kΩ 이상인 것을 사용함을 특징으로 한다. Referring to FIG. 6 , the
도 1 내지 4를 참조하면 상기 계통 정전 감지 장치(GOD)를 이용하는 하이브리드 조명시스템은 LED 조명부하(L)에 연결설치되는 독립전원공급 장치(IP)를 포함하여 구성된다.1 to 4, the hybrid lighting system using the system power failure detection device (GOD) is configured to include an independent power supply (IP) connected to the LED lighting load (L).
도 1 내지 4를 참조하면 상기 독립전원공급 장치(IP)는, 상기 LED 조명부하(L)에 대응되는 전력을 공급하는 배터리부(B); 상기 배터리부(B)를 계통으로부터 전력을 공급받아 충전하거나 상기 LED 조명부하(L)에 전력을 공급하는 전력변환부(RC); 상기 LED 조명부하(L)와 배터리부(B) 사이에 설치되는 스위치부(T); 상기 배터리부(B)의 충전상태 데이터로부터 배터리의 SOC(State Of Charge)를 추정하여 상기 전력변환부(RC)에 전력변환 시그널을 출력하고, 상기 전압센서(VS)로부터 입력되는 전압데이터로부터 계통정전유무를 판별하여, 계통이 정전으로 판별되는 경우 상기 스위치부(T)에 On 시그널을 출력하여 상기 LED 조명부하(L)에 전력을 공급하고, 상기 LED 조명부하(L)의 출력을 제어하는 LED 제어 시그널을 송출하는 제어부(CP);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.1 to 4, the independent power supply (IP), the battery unit (B) for supplying power corresponding to the LED lighting load (L); a power conversion unit (RC) for charging the battery unit (B) by receiving power from the system or supplying power to the LED lighting load (L); a switch unit (T) installed between the LED lighting load (L) and the battery unit (B); The state of charge (SOC) of the battery is estimated from the state of charge data of the battery unit B, and a power conversion signal is output to the power conversion unit RC, and the system is based on the voltage data input from the voltage sensor VS. By determining whether there is a power outage, when the system is determined to be a power failure, an On signal is output to the switch unit (T) to supply power to the LED lighting load (L), and to control the output of the LED lighting load (L) and a control unit (CP) for transmitting an LED control signal.
나아가 상기 독립전원공급 장치(IP)는 상기 LED 조명부하(L)가 포함된 단일개체로 구성될 수 있음이 바람직하다. Furthermore, it is preferable that the independent power supply device (IP) may be configured as a single entity including the LED lighting load (L).
상기 제어부(CP)는 계통이 정전이 될 경우를 대비하여 배터리부(B)의 충전여부를 파악하여, 배터리부가 완충되도록 하여야 하는바, 될 수 있으면 전력을 가장 많이 사용하는 시간대(첨두부하 시간대)를 회피하여 충전할 수 있도록 하는데, 물론 예외적인 경우도 배제할 수 없고, 비상시에 LED 부하에 전력을 공급하여 배터리부가 완전 방전된 경우 정전이 회복되는 경우 바로 충전이 시작될 수 있도록 함이 바람직하다.The control unit (CP) should determine whether the battery unit (B) is charged in case the system is out of power, so that the battery unit is fully charged. It is possible to charge by avoiding the battery, of course, an exceptional case cannot be excluded, and it is desirable to supply power to the LED load in an emergency so that charging can be started immediately when the power failure is recovered when the battery part is completely discharged.
도 10을 참조하면 계통에 의한 전력전달이 벽전원 스위치를 거치지 않고 단독으로 전달될 수 있도록 하여, 배터리의 충전이 벽전원 스위치의 On Off를 불문하고 가능하도록 함이 바람직할 수 있는데, 이 경우 벽전원 스위치는 On Off 신호만을 제어부에 전달하고 전력을 전달하지 않는 특징이 있고, 나아가 벽전원 스위치의 개폐에 따른 벽전원 스위치의 내구성의 저하를 방지하는 잇점이 있다. Referring to FIG. 10 , it may be desirable to allow the power transmission by the system to be transmitted independently without passing through the wall power switch, so that the battery can be charged regardless of the on/off of the wall power switch. The power switch has a characteristic that transmits only an On-Off signal to the control unit and does not transmit power, and further has the advantage of preventing deterioration of durability of the wall power switch due to opening and closing of the wall power switch.
도 4 및 도 7 내지 9를 참조하면 상기 제어부(CP)는 상기 상기 계통 정전 감지 장치(GOD)에 포함된 전압센서(VS)로부터 센싱되어 입력되는 전압데이터를 10배 ~ 1000배 증폭한 데이터를 사용하여, 이로부터 계통 정전 유무를 판별하는 것을 특징으로 한다.4 and 7 to 9 , the control unit CP amplifies the voltage data sensed from the voltage sensor VS included in the system power outage detection device GOD by 10 to 1000 times. Using it, it is characterized in that it is determined whether there is a system outage.
'증폭'이라는 단어를 사용하였으나, 실제 증폭회로를 사용한다는 의미가 아니고, 프로그램 내지 알고리즘내에서 센싱된 전압데이터값에 10 ~ 1000 중에서 선택되는 값을 곱하고, 이러한 곱해진 값을 기준으로 계통 정전 유무를 판별한다는 의미인 바, 계통이 정전 경우와 계통이 무정전이면서 단순히 벽전원스위치가 Off 된 경우에 센싱되는 전압값이 매우 작을 수 있고, 이중 계통이 무정전이면서 단순히 벽전원스위치가 Off 된 경우의 수치를 매우 작은 값이 아닌 특정 수치 이상의 판별되는 수치로 나타내어 0에 가까운 수치를 가지는 계통 정전인 경우와 구별하고자 하는 의미가 있다. Although the word 'amplification' is used, it does not mean that an actual amplification circuit is used, and the voltage data value sensed within the program or algorithm is multiplied by a value selected from 10 to 1000, and based on the multiplied value, whether there is a system outage This means that the sensed voltage value can be very small when the system is out of power and when the wall power switch is simply turned off while the system is uninterrupted. is not a very small value, but a discriminated value greater than or equal to a specific value, so it is meaningful to distinguish it from the case of a system outage having a value close to zero.
도 5를 참조하면 계통 정전 감지 장치(GOD)의 전압센서(VS)로부터 센싱되는 전압데이터가 상기 독립전원공급 장치(IP)에 설치되는 제어부(CP)에 유무선 통신에 의해 입력되는 것을 특징으로 한다.5, the voltage data sensed from the voltage sensor (VS) of the system power outage detection device (GOD) is input to the control unit (CP) installed in the independent power supply device (IP) through wired/wireless communication. .
전압센서와 제어부에 포함되는 MCU가 동일한 PCB 기판내에 실장되어 있으면 연결된 패턴에 의해 입력될 수 있음도 물론이다. Of course, if the voltage sensor and the MCU included in the control unit are mounted on the same PCB board, they can be input by a connected pattern.
도 1 내지 4를 참조하면 상기 제어부(CP)는 계통이 정전인 경우로 판별되는 경우, 배터리(B)의 SOC 추정 연산에 의해 상기 LED 조명부하(L)가 작동되는 시간을 연산하여 외부로 표시하는 디스플레이장치(부호 미부여 및 미도시)를 더 포함한다. 1 to 4, when it is determined that the system is out of power, the control unit CP calculates the operating time of the LED lighting load L by the SOC estimation calculation of the battery B and displays it externally. It further includes a display device (signs not assigned and not shown).
도 1 내지 4를 참조하면 상기 제어부(CP)는 계통이 정전인 경우로 판별되는 경우 외부의 중앙관제센터(부호 미부여 및 미도시)에 작동시간 데이터를 유무선 통신으로 송출하는 것을 특징으로 한다.1 to 4, when it is determined that the system is out of power, the control unit CP transmits operation time data to an external central control center (signed and not shown) through wired/wireless communication.
도 6을 참조하면 전력시뮬레이터(PSIM 6.0 버전)를 이용하여 시뮬레이션 하였고, 우회저항값은 500kΩ을 사용하였고, 변압기는 30:1 이라는 감압비에 따라 1차와 2차 권선이 감겨있고, 캐패시터는 300uF, 센싱저항은 2kΩ을 사용하였다. Referring to FIG. 6, the simulation was performed using a power simulator (PSIM 6.0 version), a bypass resistance value of 500 kΩ was used, and the transformer had primary and secondary windings wound according to a reduction ratio of 30:1, and a capacitor was 300uF. , the sensing resistance was 2kΩ.
이로부터 알수 있는 것은 먼저 i) 우회저항에 흐르는 전류값으로부터 알 수 있듯이 우회저항이 소모하는 매초 소모하는 전력은 아래 [표 1]과 같다.What can be known from this is i) As can be seen from the current value flowing through the bypass resistor, the power consumed every second consumed by the bypass resistor is shown in [Table 1] below.
상기 [표 1]로부터 알수 있다시피, 계통이 무정전이며, 벽전원스위치가 Off인 경우 우회저항은 평균 0.1Watt를 소모하고 있고, 계통이 무정전이며, 벽전원스위치가 On인 경우와 계통이 정전인 경우 극히 낮은 전력을 소모함을 알 수 있는바, 벽전원스위치에 병렬로 연결된 우회저항은 소모전력은 무시할 정도로 작다고 할 수 있다. As can be seen from [Table 1], when the system is uninterrupted and the wall power switch is off, the bypass resistance consumes an average of 0.1 Watt, the system is uninterrupted, and when the wall power switch is on and the system is blackout In this case, it can be seen that extremely low power is consumed, so it can be said that the power consumption of the bypass resistor connected in parallel to the wall power switch is negligible.
다음은 전압센서로부터 측정되는 평균 전압과 이에 대한 일실시예로서 상기 평균전압에 1000배를 곱한 값을 각각의 경우에 대하여 아래의 [표 2]에 기입하였다. Next, the average voltage measured from the voltage sensor and the value obtained by multiplying the average voltage by 1000 times as an example thereof are written in [Table 2] below for each case.
상기 시뮬레이션 결과값(센싱 전압에 1000배 값을 곱한 경우 기준)으로부터 계통이 무정전이며, 벽전원스위치가 On 인 경우는 10000이라는 큰값이 도출되고, 계통이 무정전이며, 벽전원스위치가 Off인 경우는 1.3 이라는 값이 도출되고, 계통이 정전(벽전원스위치의 On/Off 불문)인 경우는 20u 라는 매우 작은 값이 도출된 것을 알 수 있는데, 이중 중요한 판별 경우는 단순히 벽전원스위치가 Off인 경우와 계통이 정전인 경우 확연히 판별가능할 만큼의 차이가 발생하였다는 점이고, 이러한 차이로서 계통이 정전인 경우와 벽전원스위치가 Off인 경우가 구별가능하다는 것을 알 수 있다.From the simulation result value (based on a case where the sensing voltage is multiplied by a value of 1000), when the system is uninterrupted and the wall power switch is On, a large value of 10000 is derived, the system is uninterrupted, and when the wall power switch is Off A value of 1.3 is derived, and it can be seen that a very small value of 20u was derived when the system was out of power (regardless of on/off of the wall power switch). It can be seen that there is a difference that can be clearly identified when the system is out of power, and as such a difference, it can be seen that the case in which the system is in power outage and the case in which the wall power switch is off can be distinguished.
상기 [실시예1] 로부터 도출되는 소자의 각각의 값의 범위는 다음과 같다. The ranges of values of each element derived from the above [Example 1] are as follows.
우회저항값은 10kΩ 이상을 사용함이 바람직하며, 변압기의 감압권선비는 10:1 이상을 사용함이 바람직하며, 캐패시터는 센싱전압을 평활하는데 충분한 정도로 족하며, 센싱전압에 곱해지는 보상치는 10에서 1000배가 적당하나 향후 기술의 발전에 따라 전압센서의 정확도가 증가하면 1000배를 초과하여도 무방하다. The bypass resistance value is preferably 10kΩ or more, the step-down winding ratio of the transformer is preferably 10:1 or more, the capacitor is sufficient enough to smooth the sensing voltage, and the compensation value multiplied by the sensing voltage is 10 to 1000 times. It is appropriate, but if the accuracy of the voltage sensor increases with the development of future technology, it is okay to exceed 1000 times.
본 발명인 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템은 다음과 같은 효과가 있다. The system blackout detection device of the present invention and a hybrid lighting system using the same have the following effects.
(1) 본 발명은 비상 조명시스템이 아닌 일반적인 LED 조명시스템이 일상적인 벽체스위치의 Off 상황과 계통의 정전상황을 판별할 수 있도록 하는 계통 정전 감지 장치가 내재되어 있어 일반적인 LED 조명시스템의 소명외에 한전 계통 정전이라는 비상시에 대응할 수 있다.(1) The present invention has a system blackout detection device that allows a general LED lighting system, not an emergency lighting system, to determine the off state of the wall switch and the blackout state of the system. It can respond to an emergency such as a system outage.
(2) 본 발명은 일반적인 조명시스템이 비상 조명시스템으로 동작할 수 있도록 하기 위하여 계통 정전시 독립적인 전원으로부터 전력을 공급받아 독립하여 동작할 수 있다. (2) The present invention can operate independently by receiving power from an independent power source in the event of a grid outage so that a general lighting system can operate as an emergency lighting system.
(3) 본 발명은 한전 계통의 정전과 같은 비상시에 비상조명시스템외에 일반적인 조명시스템으로 보다 적극적인 대피수단으로 활용될 수 있는 계통 정전 감지 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명시스템을 제공한다.(3) The present invention provides a system blackout detection device and a hybrid lighting system using the same, which can be used as a more active means of evacuation as a general lighting system in addition to an emergency lighting system in case of an emergency such as a power outage in the KEPCO system.
(4) 본 발명은 일반적인 조명시스템이 한전 계통의 정전에 대응하여 비상 조명시스템으로 동작할 경우 독립전원의 전력을 추정하여 동작가능한 시간을 외부에 표시토록 하여 사용자로 하여금 대피 계획을 능동적으로 수립하게 할 수 있다. (4) The present invention enables a user to actively establish an evacuation plan by estimating the power of an independent power source and displaying the available time to the outside when a general lighting system operates as an emergency lighting system in response to a power outage in the KEPCO system can do.
GOD : 계통 정전 감지 장치
100 : 벽전원스위치 L : LED 부하
121 : 우회 저항 122 : 변압기
123 : 정류기 124 : 평활콘덴서
125 : 센싱 저항 VS : 전압센서
IP : 독립전원공급 장치 RC : 전력변환부
B : 배터리부 CP : 제어부
T : 스위치부 G : 계통GOD: Grid blackout detection device
100: wall power switch L: LED load
121: bypass resistance 122: transformer
123: rectifier 124: smoothing capacitor
125: sensing resistor VS: voltage sensor
IP: Independent power supply unit RC: Power conversion unit
B: Battery part CP: Control part
T: switch part G: system
Claims (6)
LED 조명부하에 연결설치되는 독립전원공급 장치를 포함하여 구성되되,
상기 독립전원공급 장치는,
상기 LED 조명부하에 대응되는 전력을 공급하는 배터리부; 상기 배터리부를 계통으로부터 전력을 공급받아 충전 및 상기 LED 조명 부하에 전력을 공급하는 전력변환부; 상기 LED 조명부하와 배터리부 사이에 설치되는 스위치부; 상기 배터리부의 충전상태 데이터로부터 배터리의 SOC를 추정하여 상기 전력변환부에 전력변환 시그널을 출력하고, 상기 전압센서로부터 입력되는 전압데이터로부터 계통정전유무를 판별하여, 계통이 정전으로 판별되는 경우 상기 스위치부에 On 시그널을 출력하여 상기 LED 조명부하에 전력을 공급하고, 상기 LED 조명부하의 출력을 제어하는 LED 제어 시그널을 송출하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 계통 정전 감지 장치를 이용한 하이브리드 조명시스템.A hybrid lighting system using the system blackout detection device according to claim 1 is
It consists of an independent power supply connected to the LED lighting load and installed,
The independent power supply device,
a battery unit for supplying power corresponding to the LED lighting load; a power conversion unit for receiving power from the battery unit and supplying power to the charging and the LED lighting load; a switch unit installed between the LED lighting load and the battery unit; By estimating the SOC of the battery from the charge state data of the battery unit, outputting a power conversion signal to the power conversion unit, determining the presence or absence of a system outage from the voltage data input from the voltage sensor, and when the system is determined as a power failure, the switch A hybrid using a system power failure detection device comprising a; lighting system.
상기 제어부는 상기 전압센서로부터 센싱되어 입력되는 전압데이터를 10배 ~ 1000배 증폭한 데이터를 사용하여, 이로부터 계통 정전 유무를 판별하는 것을 특징으로 하는 계통 정전 감지 장치를 이용한 하이브리드 조명시스템.4. The method of claim 3,
The control unit is a hybrid lighting system using a system power outage detection device, characterized in that by using data that amplifies the voltage data sensed from the voltage sensor and input by 10 times to 1000 times, and determines whether there is a system power outage therefrom.
계통 정전 감지 장치의 전압센서로부터 센싱되는 전압데이터가 상기 독립전원공급 장치에 설치되는 제어부에 유무선 통신에 의해 입력되는 것을 특징으로 하는 계통 정전 감지 장치를 이용한 하이브리드 조명시스템.4. The method of claim 3,
A hybrid lighting system using a grid blackout detection device, characterized in that the voltage data sensed from the voltage sensor of the grid blackout detection device is input to a control unit installed in the independent power supply device through wired/wireless communication.
상기 제어부는 계통이 정전인 경우로 판별되는 경우, 배터리의 SOC 추정 연산에 의해 상기 LED 조명부하가 작동되는 시간을 연산하여 외부로 표시하는 디스플레이장치를 더 포함하며,
외부의 중앙관제센터에 작동시간 데이터를 유무선 통신으로 송출하는 것을 특징으로 하는 계통 정전 감지 장치를 이용한 하이브리드 조명시스템.4. The method of claim 3,
When it is determined that the system is in power outage, the control unit further includes a display device that calculates the operating time of the LED lighting load by the SOC estimation calculation of the battery and displays it to the outside,
A hybrid lighting system using a system blackout detection device, characterized in that it transmits operation time data to an external central control center through wired/wireless communication.
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |