KR0156138B1 - 심야전력용 일체형 전자식 타임스위치의 부하제어장치 - Google Patents

심야전력용 일체형 전자식 타임스위치의 부하제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 심야전력 기기의 전자 타임스위치에 있어서, 전자적 신호에 의한 대용량 부하제어가 적당하도록 한 심야전력용 일체형 전자식 타임스위치의 부하제어 장치에 관한 것이다.
본 발명은 심야전력용 일체형 전자식 타임스위치에 있어서, CPU의 제어 입력 전원에 의해 각 라인의 하기 제1, 2 트라이액의 게이트 전류가 정확하게 출력되도록 구동하는 제1, 2 광절연 소자와, 상기 각 라인의 게이트 전류량에 의해서 직접연결된 부하를 제어하는 교류전력에 대한 스위칭 역할을 하는 제1, 2 트라이액으로 구성하여 기계적 접점이 없어 수명이 길어 지고 속도 또한 빠르며 오동작이 일어나지 않아 높은 신뢰성이 있다.

Description

심야전력용 일체형 전자식 타임스위치의 부하제어장치.
제1도는 (a)는 일반적인 기계식 타임스위치를 이용한 심야전력 시스템의 구성블럭도.
(b)는 일반적인 전자식 타임스위치를 이용한 심야전력 시스템의 구성블럭도.
제2도는 종래의 전자식 타임스위치의 구성블럭도.
제3도는 본 발명에 따른 전자식 타임스위치의 구성블럭도.
제4도는 제3도의 부하제어부의 상세회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31 : CPU부 32 : 정류부
33 : LCD 구동부 34 : CPU 감시부
35 : 클럭발생부 36 : 예비전력 감지부
37 : 과전류 감지부 38 : 부하제어부
41, 42 : 광열연소자 43, 44 : 트라이액
ISO1, ISO2 : 광절연소자 DSA1, DSA2 : 전류써지 제거소자
본 발명은 심야전력 기기의 전자타임 스위치에 관한 것으로, 특히 전자식 신호에 의한 대용량 제어가 적당하도록 한 심야전력용 일체형 전자식 타임 스위치의 부하제어 장치에 관한 것이다.
제1도 (a)의 일반적인 기계 타임스위치를 이용한 심야전력 시스템의 구성블럭도에서와 같이 일반적인 심야전력기가(온풍기, 냉방기, 축열기 등)의 원하는 시간에 자동 온/오프하는데 있어서, 대용량 부하를 마그네트 콘넥터를 사용하여 간접제어 하는 심야전력 시스템의 기계적 스위치는 기계적 기어에 의해 작동되는 기어켐 방식이며 부하 또한 직접제어 하지 못하고 간접제어 하게 된다.
상기 전자스위치를 이용한 전력시스템에서 종래의 전자식 타임스위치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제2도는 종래의 전자식 타임스위치의 구성블럭도로써 전체시스템을 제어하는 CPU부(21)와, 상기 일정 전원을 공급하기 위한 정류회로부(22)와, 상기 정류회로부(22)의 전원을 스위치 온/오프에 의해 CPU부(21)에 일정 전원을 공급하는 스위칭부(23)와, 상기 CPU부(21)의 제어에 의해 LCD(액정디스플레이)를 구동하는 LCD 구동부(24)와, 상기 CPU부(21)의 감시 및 선로감시를 하는 CPU 감시부(25)와, CPU부(21)로 정주기의 클럭을 발생시켜 제어신호 및 타임을 제어하는 클럭발생부(26)와, 상기 CPU부(21)가 과전류 상태인지를 감지하는 과전류 감지회로부(27)와, 상기 과전류 감지회로부(27)에서 과전류가 감지되면 릴레이를 구동하는 릴레이 구동회로부(28)와, 상기 릴레이 구동으로 부하를 차단하는 부하제어부(29)로 구성된다.
이와 같이 구성된 릴레이에 의한 제어방식의 종래의 전자식 타임스위치는 정류회로부(22)에서 일정 전원을 CPU부(21)로 공급하고, 클럭발생부(26)의 정주기의 클럭발생으로 제어신호 및 정해진 시간에 따른 동작의 온/오프를 제어한다.
상기 CPU부(21)의 동작을 LCD 구동부(24)의 구동으로 액정디스플레이 하고 CPU 감시부(25)는 구동으로 액정디스플레이 하고 CPU 감시부(25)는 CPU부(21)의 펄스를 입력받아 시스템 다운(down)시 데이타 보존 등을 하도록 계속적으로 CPU부(21)를 감시한다.
상기 CPU부(21)가 과전류 상태가 되면 이를 과전류 감지회로부(27)가 감지하여 릴레이 구동회로부(28)에 출력하여 릴레이 구동에 의해 부하제어부(29)는 부하를 차단한다.
상기 종래의 전자식 타임스위치는 릴레이 구동회로부(28)와 연결되어 있는 릴레이가 직접부하를 제어하게 되어 있는 전자식 타임스위치이다.
즉, 상기 릴레이는 대용량(30A 이상)에 미치지 못하고 그 기계적 접점편이 수명이 짧아지고 동작시간 역시 'mS' 단위로 매우 길다.
또한 경제적이지 못하며 상기 기계적 접점수명과 느린 속도에 의한 오동작으로 신뢰성이 떨어지는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 전자식 타임스위치의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 릴레이 대신에 트라이액(TRIAC)을 사용하여 기계적 접점이 없이 동작속도 및 기계적 수명문제를 해결할 수 있는 심야전력용 전자식 타임스위치의 부하제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 심야전력용 전자식 타임스위치의 부하제어 장치는 심야전력용 일체형 전자식 타임스위치에 있어서, CPU의 제어입력 전원에 의해 각 라인의 하기 제1, 2 트라이액의 게이트 전류가 정확하게 출력되도록 구동하는 제1, 2 광절연 소자와, 상기 각 라인의 게이트 전류량에 의해서 직접연결된 부하를 제어하는 교류전력에 대한 스위칭 역할을 하는 제1, 2 트라이액으로 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 심야전력용 전자식 타임스위치의 부하제어 장치를 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명에 따른 전자식 타임스위치의 구성블럭도로써, 전체시스템을 제어하는 CPU부(31)와, 상기 CPU부(31)에 일정 전원을 공급하기 위한 정류부(32)와 상기 CPU부(31)의 제어에 의해 LCD(액정디스플레이)를 구동하는 LCD 구동부(33)와, 상기 CPU부(31)의 감시 및 선로감시를 하는 CPU 감시부(34)와 정주기의 클럭을 발생시켜 상기 CPU부(31)의 제어신호 및 타임을 제어하는 클럭발생부(35)와, 상기 CPU부(31)의 과전류의 예비상태를 표시해 주는 예비과전류 감지부(36)와, 상기 과전류가 되면 차단 신호를 출력하는 과전류 감지부(37)와, 상기 차단신호를 입력받아 CPU부(31)의 제어에 의해 부하를 차단하는 부하제어부(38)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 전자식 타임스위치의 정류부(32)는 CPU부(31)에 전원을 공급하고 CPU부(31) LCD 구동부(33)를 제어하며 CPU 감시부(34) 회로에 의해 선로감시와 함께 보호를 받는다.
또한 CPU부(31)는 정주기로 발생되는 클럭으로 모든 제어신호를 출력하고 예비관전류 감지부(36) 및 과전류 감지부(37)에 홀센서(Hall Sensor)를 부하(출력)단에 부착하여부하상태의 과전류 여부를 측정하여 과전류가 되면 차단신호를 부하제어부(38)로 출력시켜 부하를 차단하게 된다.
여기서 제4도의 부하제어부의 상세회로도를 참조하여 상기 부하제어부(38)를 설명하면 풀업저항인 CPU(31)로 부터의 입력전원의 안정을 위한 제1, 2, 3 저항(R1)(R2)(R3)과 상기 입력전원의 온/오프에 의해 구동되어 각각 라인에 상기 전원의 노이즈를 1차측과 2차측을 차폐하기 위한 제1, 2 광절연 소자(ISO1), (ISO2)(41)(42)와, 상기 제1, 2 광절연 소자(41)(42)의 출려미세 전류량을 안정화하는 제4, 5저항(R5)(R7)과, 상기 제4, 5 저항(R5)(R7) 출력이 갑자기 흐르는 높은 전류로 부터 보호하기 위한 제1, 2전류써지 제거소자(DAS1)(DSA2)와, 트라이액으로 이루어져 상기 제1, 2 전류써지 제거소자(DSA1)(DSA2)의 출력신호인 게이트전류(IG1)(IG2)에 의해 스위칭 역할을 하여 교류전류을 출력하는 제1, 2 트라이액(43)(44)과, 상기 제1, 2 트라이액(43)(44)의 게이트 단자에 역방향으로 흐를 수 있는 역전류를 방지하기 위한 제1, 2 다이오드(D1)(D2)와, 상기 제1, 2 트라이액(43)(44)의 도통전류를 제어하는 제1, 2 가변저항(VR1)(VR2)으로 구성된다.
심야전력용 일체형 전자식 타임스위치의 CPU부(31)로 부터의 입력전원 제1, 2, 3 저항(R1)(R2)(R3) 안정을 위한 풀업저항을 거쳐 제1, 2 광절연 소자(Photo Coupler)(41)(44)가 구동되어 전원노이즈를 각각 라인에 1차측과 2차측을 차폐시킨다.
상기 제1, 2 광절연소자(41)(42)가 구동되면 노이즈 등을 제거한 CPU(31)의 제어입력 전원이 제4, 5 저항(R5)(R7)에 가해지고 또한 미세한 전류가 흐르므로 그 전류의 변동이 스스로 또는 노이즈에 의하여 안정되도록 하고 제1, 2 전류써지 제거소자(DiSurge Absorber)(DSA1)(DSA2)에서도 갑자기 흐르는 높은 전류로 부터 보호하여 제1, 2 다이오드(D1)(D2)를 통해 제1, 2 트라이액(43)(44)의 게이트 단자에 역방향으로 흐를 수 있는 역전류를 방지한다.
결국 CPU(31)에서 출력한 신호가 게이트 전류단자(IG1)(IG2)를 통하여 상기 게이트 전류의 량에 따라서 즉, 게이트 전류(IG1)(IG2)가 제1, 2 트라이액(43)(44)를 도통시킬 정도의 전류량을 제1, 2 가변저항(VR1)(VR2)의 제어에 따라서 3단자 제1, 2 교류전력 소자(43)(44)는 스위칭 역할을 하여 직접연결된 부하를 제어하게 된다.
그러므로 상기 과전류 감지부(37)에서 과전류 여부를 측정하면 CPU(31)에 의한 부하제어 신호의 출력으로 제1, 2 트라이액(43)(44)가 제어되어 부하를 제어할 수 있다.
본 발명에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 따른 심야전력용 일체형 전자식 타임스위치의 부하제어 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 릴레이 대신 트라이액(TRIAC)을 사용함으로써 기계적 접점없이 동작속도 및 기계적 수명문제를 해결할 수 있다.
둘째, 기계적 접점이 없으므로 수명이 연장된다.
셋째, 동작속도가 'μs' 단위로 상승함으로써 외란에 강하고, 오동작발생 빈도가 낮아지므로 신뢴성이 높다.

Claims (1)

  1. CPU를 구비한 심야전력용 일체형 전자식 타임스위치에 있어서, 상기 CPU로 부터의 제어전원의 안정을 위한 제1 내지 제3 풀업저항(R1)(R2)(R3)과, 상기 CPU의 제어전원에 의해 각 라인에 상기 제어전원의 노이즈를 차폐하기 위한 제1, 2 광절연소자와, 상기 제1, 2 광절연 소자의 미세출력 전류량을 안정화하는 제4, 5 저항(R4)(R7)과, 상기 제4, 5 저항(R4)(R7)의 출력 전류를 안정화하는 제1 및 제2 전류써지 제거소자(DSA1)(DSA2)와, 상기 제1 및 제2 전류써지 제거 소자(DSA1)(DSA2)의 출력신호인 게이트전류(IG1)(IG2)에 의해 스위칭하여 교류전력을 부하로 출력하는 제1, 2 트라이액과, 상기 제1 및 제2 트라이액의 게이트 단자로 흐르는 전류의 역전류를 방지하기위한 제1, 2 다이오드(D1)(D2)로 구성됨을 특징으로하는 심야 전력용 일체용 전자식 타임스위치의 부하제어장치.
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