KR100266704B1 - 전자기기 접지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자파 및 누설전류의 외부 방출을 차단하기 위해 접지단자를 갖는 세탁기, 냉장고, 전자레인지, 컴퓨터, 전기장판, 전기담요, 인버터스탠드, 헤어 드라이어 등의 각종 전자기기에 있어서, 상기 전자기기의 접지단자를 교류 전원의 접지선이나, 건물접지점, 또는 인위적으로 마련한 가상접지점에 접속시키기 위한 접지장치에 관한 것으로, 특히, 교류 전원 양단과, 대지에 접속된 건물접지점 사이에 접속되어, 상기 건물접지점의 대지 접지 여부에 따른 신호를 출력하는 건물접지검출부와; 상기 교류 전원 양단에 접속되어, 인가되는 교류 전원의 크기를 양등분 하므로 인해 가상접지점을 만드는 가상접지부와; 상기 교류 전원의 양단과, 건물접지점과, 가상접지점 사이를 소정의 방법으로 절환하는 스위치절환부와; 상기 스위치절환부의 신호출력단에 접속되어 상기 스위치절환부를 통해 인가되는 신호의 크기를 변환하여 정류하는 신호전달부와; 상기 신호전달부에서 인가되는 신호를 소정의 기준값과 비교하여 상기 스위치절환부에 의해 접속된 단자가 접지전위인지의 여부를 나타내는 신호를 출력하는 비교부와; 상기 비교부의 신호 출력단에 접속되어, 상기 스위치절환부에 의해 접속된 단자가 접지전위인지의 여부를 나타내는 표시부와; 상기 교류 전원과 분리된 독립된 직류 전원을 상기 비교부와 표시부에 공급하는 회로전원부와; 도전성 물질로 이루어지며, 상기 회로 전원부의 영(零)전위점에 접속되어, 인체, 또는 대지(大地) 접지단자를 접촉시켰을 경우, 상기 회로전원부의 영전위점을 인체, 또는 대지 접지단자를 통해 대지에 접속시키는 접지판별단자와; 상기 스위치절환부의 신호출력단과 신호전달부의 신호 입력단 사이에 공통접속되어, 전자기기의 접지단자를 접속하는 전자기기접지단자를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전자기기 접지장치이다.

이러한 본 발명은 전원선의 접지선 존재여부, 건물의 접지여부 및 가상접지단자의 필요여부 및 접지여부를 시각표시장치와 청각표시장치를 통해 사용자에게 인지시켜 주므로 인해, 전자기기의 접지단자를 정확하고 용이하게 접지시킬 수 있는 효과가 있음은 물론, 회로의 단순성으로 인해 생산원가를 저하시킬 수 있으며, 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

전자기기 접지장치

본 발명은 전자파 및 누설전류의 외부 방출을 차단하기 위해 접지단자를 갖는 세탁기, 냉장고, 전자레인지, 컴퓨터, 전기장판, 전기담요, 인버터스탠드, 헤어드라이어 등의 각종 전자기기에 있어서, 상기 전자기기의 접지단자를 교류 전원의 접지선(콜드라인: COLD LINE)이나, 건물접지점, 또는 인위적으로 마련한 가상 접지점(IMAGINARY GROUND POINT)에 접속시키기 위한 접지장치에 관한 것으로, 특히, 전원선의 접지선 존재여부, 건물의 접지여부 및 가상접지단자의 필요여부를 시각표시장치와 청각표시장치를 통해 사용자에게 인지시켜 주므로 인해, 전자기기를 용이하게 접지시켜 줄 수 있도록 한 것으로, 본인의 선출원 고안인 대한민국 실용신안등록출원 제 7734호를 개량한 것이다.

주지하다시피, 각종 전자기기는 그 내부회로의 동작에 의해 필연적으로 전자파가 발생되며, 이 발생된 전자파는 전원선, 또는 공중전파를 통해 타 전자기기에 영향을 미쳐 잡음 및 오동작을 일으키게 된다는 문제점이 있었다. 더구나, 그 전자기기가 인체와 밀접한 거리에서 사용되는 전기장판, 전기담요, 헤어드라이어 등일 경우에는 상기 전자기기에서 발생된 전자파가 인체에 악영향을 미쳐 각종 피부염, 두통, 만성피로, 중풍 및 모발 손상 등을 야기하게 된다는 문제점 등이 있었다. 또한, 세탁기, 냉장고 등의 전자기기에 있어서는 누설전류에 의해 감전사고를 유발하게 된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본인의 선출원 고안인 대한민국 실용신안등록출원 제 7734호 "전기기기의 접지장치"에서는, 인가되는 두가닥의 전원선 중에서 접지된 전원선을 네온램프를 통해 판별하여 접지된 전원선이 존재할 경우에는 상기 접지된 전원선에 접지단자를 자동 접속하고, 그렇지 않을 경우에는 임의적으로 마련한 가상접지점에 상기 접지단자를 접속하여 접지를 시키는 방법을 사용하였다.

그러나, 상기와 같은 본인의 선출원 고안에서는, 그 동작을 자동적으로 수행하도록 하므로 인해 회로가 복잡해지고 생산가가 높아진다는 문제점 및 복잡한 회로 구성으로 인하여 오동작이 발생한다는 문제점이 있었다.

또한, 상기의 선출원 고안에 있어서는, 건물접지선이 존재할 경우 이를 활용할 수 없다는 문제점 및 건물접지선의 접지여부를 판별할 수 없다는 문제점이 있으며, 그 동작여부를 시각표시장치 및 청각표시장치를 통해 용이하게 인지할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 상기의 선출원 고안에서는, 회로 동작 전원을 마련하기 위한 전압변환장치로 일반적인 변압기를 사용하므로 인해 상기 변압기를 통해 전원의 전위가 유기되어 접지선 판별시 오동작이 발생한다는 문제점이 있었다. 다시말해, 변압기를 통해 공급되는 전압은 의도하는 전압이 되어 회로를 동작시키게 되나, 회로의 영(零)전위를 대지 접지점의 전위로 볼 때, 상기 유기된 전원의 전위로 인하여 회로 동작 전압의 영전위가 전원의 전위로 되어 접지선 판별시 오동작을 유발하게 된다는 문제점 등이 있었다.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 회로의 동작 전원을 독립된 전원(예:건전지)으로 사용하거나, 또는 이중절연 변압기를 사용한 전압변환장치로 구성하여 상용 전원으로 부터 회로를 분리시킴은 물론, 전원선의 접지선 존재여부, 건물의 접지여부 및 가상접지단자의 필요여부를 시각표시장치와 청각표시장치를 통해 사용자에게 인지시켜 주므로 인해, 전자기기를 정확하고 용이하게 접지시킬 수 있는 "전자기기 접지장치"를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 "전자기기 접지장치"는, 교류 전원 양단과, 대지(大地)에 접속된 건물접지점 사이에 접속되어, 이 건물접지점의 대지 접지 여부에 따른 신호를 출력하는 건물접지검출부와; 상기 교류 전원 양단에 접속되어, 인가되는 교류 전원의 크기를 양등분 하므로 인해 가상접지점을 만드는 가상접지부와; 상기 교류 전원의 양단과, 건물접지점과, 가상접지점 사이를 소정의 방법으로 절환하는 스위치절환부와; 이 스위치절환부의 신호출력단에 접속되어 상기 스위치절환부를 통해 인가되는 신호의 크기를 변환하여 정류하는 신호전달부와; 이 신호전달부에서 인가되는 신호를 소정의 기준값과 비교하여 상기 스위치절환부에 의해 접속된 단자가 접지전위인지의 여부를 나타내는 신호를 출력하는 비교부와; 이 비교부의 신호출력단에 접속되어, 상기 스위치절환부에 의해 접속된 단자가 접지전위인지의 여부를 표시하는 표시부와; 상기 교류 전원과 분리된 독립된 직류 전원을 상기 비교부와 표시부에 공급하는 회로전원부와; 도전성 물질로 이루어지며, 상기 회로전원부의 영전위점에 접속되어, 인체, 또는 대지 접지단자를 접촉시켰을 경우, 상기 회로전원부의 영전위점을 인체, 또는 대지 접지단자를 통해 대지에 접속시키는 접지판별단자와; 상기 스위치절환부의 신호출력단과 신호전달부의 신호 입력단 사이에 공통접속되어, 전자기기의 접지단자를 접속하는 전자기기접지단자를 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

또한, 상기 건물접지검출부는, 크기가 서로 다른 두개의 저항을 교류 전원 양단에 직렬접속한 후, 상기 저항의 공통접속점에 건물접지점을 공통접속하여서 구성됨을 특징으로 한다.

상기 두개의 저항은, 교류 전원으로부터 인체를 보호할 수 있을 정도의 높은 저항값을 갖도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 가상접지부는, 크기가 동일한 두개의 저항을 교류 전원 양단에 직렬접속한 후, 상기 저항의 공통접속점을 가상접지점으로 하여 구성함을 특징으로한다.

또한, 상기 스위치절환부는, 수동으로 조작되는 다접점 절환 스위치로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 수동으로 조작되는 다접점 절환 스위치는, 그 손잡이를 도전성 물질로 코팅한 후, 이를 상기 회로전원부의 영전위점에 접속하여 접지판별단자로 사용함을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위치절환부는, 상기 비교부의 출력신호를 검출하여, 접속된 단자가 접지전위를 나타내는 신호가 될때까지 순차적으로 자동절환되도록 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 신호전달부는, 상기 스위치절환부를 통해 인가되는 신호를 반파정류하는 반파정류회로로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 신호전달부는, 상기 스위치절환부를 통해 인가되는 신호를 배전압하여 정류하는 배전압정류회로로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 비교부는, 상기 회로전원부에서 인가되는 전압을 소정의 방법으로 분압하여 기준전위로 하고, 상기 신호전달부에서 인가되는 신호를 비교전위로 하여 상기 양자의 값을 비교하도록 구성함을 특징으로 한다.

상기 비교부는, 다수개의 비교기를 직렬접속, 또는 병렬접속하여 상기 기준전위와 비교전위를 비교하도록 구성함을 특징으로 한다.

또한, 상기 표시부는, 상기 회로전원부의 (+)전위와 비교부의 신호출력단 사이에 접속되어, 상기 스위치절환부에 의해 접속된 단자가 접지전위가 아닐 경우 발광하는 시각표시장치와; 상기 회로전원부의 (+)전위와 비교부의 신호출력단 사이에 접속되어, 상기 스위치절환부에 의해 접속된 단자가 접지전위가 아닐 경우 음을 발생하는 청각표시장치로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 표시부는, 상기 회로전원부의 (+)전위와 비교부의 신호출력단 사이에 접속되어, 상기 스위치절환부에 의해 접속된 단자가 접지전위일 경우 발광하는 시각표시장치와; 상기 회로전원부의 (+)전위와 비교부의 신호출력단 사이에 접속되어, 상기 스위치절환부에 의해 접속된 단자가 접지전위일 경우 음을 발생하는 청각표시장치로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 시각표시장치는 LED(LIGHT LIMTTING DIODE), 또는 램프(LAMP)로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 청각표시장치는 부저(BUZZER)로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 회로전원부는, 건전지로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 회로전원부는, 이중절연변압기를 사용한 정류회로를 구성함을 특징으로 한다.

상기 이중절연변압기를 사용한 정류회로는, 교류 전원에 1차측이 접속되어 변환된 전압을 2차측으로 전달하는 이중절연변압기와; 상기 이중절연변압기의 2차 측에 접속되어 교류를 전파 정류하는 브릿지전파정류회로와; 상기 브릿지전파정류회로의 전파신호 출력단에 병렬접속되어, 상기 브릿지전파정류회로에서 출력된 전압을 소정의 값 이하로 제한하는 제너다이오드와; 상기 제너다이오드에 병렬 접속되어, 상기 제너다이오드를 통해 인가되는 전압을 평활하는 평활콘덴서로 구성됨을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명 "전자기기 접지장치"는, 상기 접지판별단자에 인체, 또는 대지 접지단자를 접촉시킨 후, 상기 스위치절환부를 통해 교류 전원의 양단과, 건물접지점 및 가상접지점을 차례로 접속시켜 신호전달부를 통해 비교부에 인가하게되면, 접지전위점의 스위치 절환상태를 상기 표시부를 통해 알 수 있게 되는 것으로, 이로인해 전자기기를 정확하고 용이하게 접지시킬 수 있게 되는 것이다.

제1도는 본 발명 "전자기기 접지장치"의 구성을 나타낸 블럭도.

제2도는 본 발명 "전자기기 접지장치"의 기술적 사상에 따른 실시예를 나타낸 회로도.

제3도는 단상 2선식 교류 전원의 결선방법을 나타낸 도면.

제4도는 단상 3선식 교류 전원의 결선방법을 나타낸 도면.

제5도는 본 발명 "전자기기 접지장치" 중 신호전달부의 다른 실시예를 나타낸 회로도.

제6도는 본 발명 "전자기기 접지장치" 중 비교부의 다른 실시예를 나타낸 회로도.

제7도는 본 발명 "전자기기 접지장치" 중 비교부의 또 다른 실시예를 나타낸 회로도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 회로전원부 20 : 건물접지겁출부

30 : 가상접지부 40 : 스위치절환부

50 : 신호전달부 60 : 비교부

70 : 표시부 80 : 전자기기접지단자

90 : 접지판별단자

이하, 본 발명 "전자기기 접지장치"의 기술적 사상에 따른 일 실시예를 들어 첨부된 도면에 의거 그 동작 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에서는 회로전원부를 이중절연변압기를 사용하는 정류회로로 구성하고, 스위치절환부로 수동으로 조작되는 다접점 절환 스위치를 사용하며, 신호전달부는 반파정류회로를 사용하여 구성한다.

또한, 비교부는 2개의 비교기를 직렬접속하여 사용하며, 상기 2개 비교기의 각 출력단에 시각표시장치로 LED를, 청각표시장치로 부저를 접속하여 표시부를 구성한다. 여기서, 상기 표시부는, 상기 다접점 절환 스위치를 통해 접속된 단자가 접지단자가 아닐 경우에 LDE를 발광시킴과 동시에 부저가 울리도록 구성한다.

또한, 상기 수동으로 조작되는 다접점 절환 스위치의 손잡이를 도전성 물질로 코팅하여 이를 상기 회로전원부의 영전위점에 접속하여 상기 접지판별단자로 사용한다.

먼저, 도1과 도2에서 도시된 바와 같이, 이중절연변압기(T)의 1차측에 교류 전원을 접속하고, 2측에 브릿지전파정류회로(BD)와, 출력저항(R1)과, 제너다이오드(ZD) 및 평활콘덴서(C1)를 순차적으로 접속하여 회로전원부(10)를 구성한다.

또한, 크기가 서로 다른 저항(R2,R3)을 교류 전원의 양단에 직렬접속한 후, 상기 저항(R2,R3)의 공통접속점을 건물접지점에 접속하여 건물접지검출부(20)를 구성하며, 동일한 크기를 갖는 저항(R4,R5)을 상기 교류 전원의 양단에 직렬접속한 후, 상기 저항(R4,R5)의 공통접속점에 가상접지점(IG)을 인출하여 가상접지부(30)를 구성한다. 여기서, 상기 크기가 서로 다른 저항(R2,R3)은, 교류 전원으로부터 인체를 보호할 수 있도록 큰값의 저항을 사용한다.

이후, 다접점 절환 스위치(SW)의 선택단자(a,b,c,d)에 보호저항(R6,R7,R8)을 통해 상기 교류 전원의 양단과 가상접지점 및, 건물접지점(G)을 접속하여 스위치 절환부(40)를 구성한다. 여기서, 상기 건물접지점(G)은 전원의 유입이 없으므로 보호저항 없이 직결한다.

또한, 보호저항(R9)과 직류 차단 콘덴서(C2) 및 다이오드(D1)를 상기 다접점 절환 스위치(SW)의 출력단에 순차적으로 직렬접속한 후, 상기 다이오드(D1)에 출력저항(R10)과 평활콘덴서(C3)를 병렬접속하여 상기 신호전달부(50)를 구성한다.

또한, 제1비교기(COMP1)의 반전입력단에 상기 신호전달부(50)의 신호 출력단을 접속하고, 비반전입력단에 분압저항(R11,R12)을 통해 상기 회로전원부(10)에서 인가되는 전압을 분배하여 기준전압을 설정한 후, 상기 제1비교기(COMP1)의 신호 출력단을 제2비교기(COMP2)의 비반전입력단에 접속하고, 반전입력단에 분압 저항(R14,R15)을 통해 상기 회로전원부(10)에서 인가되는 전압을 분배하여 기준 전위를 설정하여 비교부(60)를 구성한다. 여기서, 상기 제1비교기(COMP1)와 제2비교기(COMP2)는 오픈콜렉터(OPEN COLLETOR)이다.

또한, 상기 회로전원부(10)의 (+)전위와 상기 제1비교기(COMP1)의 신호 출력단에 사이에 시각표시장치인 LED를 보호저항(R13)을 통해 접속하며, 상기 회로전원부(10)의 (+)전위와 상기 제2비교기(COMP2)의 신호 출력단에 사이에 청각표시 장치인 부저(BZ)를 보호저항(R16)을 통해 접속하여 표시부(70)를 구성한다.

또한, 상기 다접점 절환 스위치(SW)의 손잡이를 도전성 물질로 코팅한 후, 이를 상기 회로전원부(10)의 영전위점에 접속하여 접지판별단자(9)를 구성하며, 상기 다접점 절환 스위치(SW)와 신호전달부(5)의 공통접속점에 전자기기접속단자(80)를 설치하여 전자기기의 접지단자를 접속한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

첫쩨, 공급되는 교류 전원이, 전기 설비 기술 기준 제 24조 "고압과 저압을 결합하는 변압기의 2차측 중성점에는 제2종접지공사를 하여야 한다"라는 조항에 의거, 일측이 대지에 접지된 단상 2선식 110V, 또는 220V 전압일 경우에 대해 설명하면 다음과 같다.

즉, 도3에서 도시되는 바와 같이, 교류 전원의 일측이 대지에 접지된 경우로, 도2에 있어서는 (A)단이 비접지점, (B)단이 접지점인 경우로 하여 설명한다.

먼저, 도전성 물질로 코팅된 접지판별단자(90)인 다접점 절환 스위치(40)의 손잡이를 사용자가 잡게되면, 사용자(인체)를 통해 상기 회로전원부(10)의 영전위점이 대지에 접속되어, "대지 → 교류 전원 → 스위치절환부(40) → 신호전달부(50) → 접지판별단자(90) → 인체 → 대지"로 이루어지는 전원경로가 형성되게 된다.

이때, 사용자가 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 절환하여 (a)단자에 접속하였을 경우에는, 그 전압이 110V, 또는 220V이므로, 상기 제1비교기(COMP1)의 반전 입력단자에 저항(R11,R12)에 의해 설정된 기준전압 보다 높은 전압이 상기 신호 전달부(50)를 통해 인가되어 그 출력전압이 (-)전압으로 된다. 따라서, 상기 LED가 점등되어 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 통해 접속된 접속점이 접지점이 아님을 나타내게 된다.

또한, 상기 제1비교기(COMP1)의 출력단에 (-)전압이 출력되게 되면, 제2비교기(COMP2)의 비반전입력단자에 저항(R14,R15)에 의해 설정된 기준전위 보다 높은 전압이 인가되어 그 출력전압이 (-)전압으로 되고, 이로인해 부저(BZ)가 작동되어, 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 통해 접속된 접속점이 접지점이 아님을 나타내게 된다.

이를 다시 설명하면 다음과 같다.

즉, 사용자가 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 절환하여 (a)단자에 접속하였을 경우에는, "교류 전원의 비접지단자 → 저항(R6) → 다접점 절환 스위치(SW) → 신호전달부(50) → 접지판별단자(90) → 인체 → 대지 → 교류 전원의 대지 접지 단자"로 이루어지는 전원경로를 통해 전압이 상기 신호전달부(50)에 인가되어 정류된 전압이 상기 제1비교기(COMP1)에 인가되게 된다.

여기서, 상기 제1비교기(COMP1)의 비반전입력단자에 분압저항(R11,R12)을 통해 인가된 기준전압은, 상기 신호전달부(50)를 통해 인가되는 전압보다 작게 설정된 것으로, 이로인해 상기 제1비교기(COMP1)의 출력전압은 상기 신호전달부(50)에서 인가되는 신호에 의해 (-)전압이 된다.

그러면, 오픈콜렉터로 이루어진 상기 제1비교기(COMP1)와 회로전원부(10)의 (+)단자 사이에 접속된 상기 LED가 발광하여 다접점 절환 스위치(SW)에 접속된 (a)단자가 접지전위점 단자가 아님을 나타내게 된다.

또한, 상기 제1비교기(COMP1)의 출력전압이 (-)전압이 되면, 상기와 마찬가지 동작으로 인해 제2비교기(COMP2)의 출력전압이 (-)전압이 되고, 이로인해 부저(BZ)가 울려 상기 다접점 절환 스위치(SW)에 접속된 (a)단자가 대지에 접지된 접지전위점이 아님을 나타내게 된다.

한편, 사용자가 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 절환하여 가상접지절(IG)인 (b)단자에 접속하였을 경우에는, 교류 전원 양단간에 직렬로 접속된 동일한 크기의 저항(R4,R5)에 의하여 그 전압이 55V, 또는 110V가 되므로, (a)단자에 접속하였을 경우와 마찬가지로, 상기 신호전달부(50)를 통해 상기 제1비교기(COMP1)의 반전입력단자에 저항(R11,R12)에 의해 설정된 기준전압 보다 높은 전압이 인가되어 그 출력전압이 (-)전압으로 되고, 이로인해 상기 LED가 점등되어 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 통해 접속된 접속점이 접지점이 아님을 나타내게 된다.

또한, 상기 제1비교기(COMP1)의 출력단에 (-)전압이 출력되게 되면, 제2비교기(COMP2)의 비반전입력단자에 저항(R14, R15)에 의해 설정된 기준전위 보다 놓은 전압이 인가되어 그 출력전압이 (-)전압으로 되고, 이로인해 부저(BZ)가 작동되어 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 통해 접속된 접속점이 접지점이 아님을 나타내게 된다.

또한, 사용자가 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 절환하여 (c)단자에 접속하였을 경우에는, 그 단자가 대지에 접지된 단자이므로 인해, "교류 전원의 대지 접지단자 → 저항(R8) → 다접점 절환 스위치(SW) → 신호전달부(50) → 접지판별단자(90) → 인체 → 대지 → 교류 전원의 대지 접지단자"로 이루어지는 경로를 통해 제1비교기(COMP1)에 전압이 인가되지 않게 된다.

따라서, 상기 제1비교기(COMP1)의 출력전압은 (+)전압이 되고, 이로인해 LED가 소등되어 상기 다접점 절환 스위치(SW)에 접속된 (c)단자가 대지에 접지된 단자임을 나타내게 된다.

또한, 상기 제1비교기(COMP1)의 출력전압이 (+)전압이 되면 제2비교기(COMP2)의 출력전압이 (+)전압이 되고, 이로인해 부저의 작동이 정지되어 상기 다접점 절환 스위치(SW)에 접속된 (c)단자가 대지에 접지된 접지점임을 나타내게 된다.

또한, 사용자가 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 절환하여 건물접지점인 (d)단자에 접속하였을 경우에는, 그 단자가 대지에 접지된 단자이므로 인해, 상기 (c)단자에 접속한 경우와 마찬가지로, "교류 전원의 대지 접지단자 → 전압강하 및 보호저항(R8) → 다접점 절환 스위치(SW) → 신호전달부(50) → 접지판별단자(90) → 인체 → 대지 → 교류 전원의 대지 접지단자"로 이루어지는 경로를 통해 제1비교기(COMP1)에 전압이 인가되지 않게 된다.

따라서, 상기 제1비교기(COMP1)의 출력전압은 (+)전압이 되고, 이로인해 LED가 소등되어 상기 다접점 절환 스위치(SW)에 접속된 (c)단자가 대지에 접지된 단자임을 나타내게 된다.

또한, 상기 제1비교기(COMP1)의 출력전압이 (+)전압이 되면 제2비교기(COMP2)의 출력전압이 (+)전압이 되고, 이로인해 부저의 작동이 정지되어 상기 다접점 절환 스위치(SW)에 접속된 (c)단자가 대지에 접지된 단자임을 나타내게 된다.

그러나, 상기 건물접지점인 (d)단자가 대지에 접지되어 있지 않았을 경우에는, 상기 건물접지검출부(20)를 이루는 서로 크기가 다른 저항(R2,R3)에 의해 (d)단자에 상기 저항(R2,R3)에 비례하는 만큼의 전압이 유기되어, 상기 (a)단자, 또는 (b)단자에 접속한 것과 마찬가지로 LED가 점등됨과 동시에, 부저(BZ)가 울려 접지점이 아님을 나타내게 된다.

다시말해, 건물접지점(G)이 대지에 접지되었을 경우에는, 상기 저항(R2,R3)에 비례하는 전압이 유기되더라도 그 유기된 전압이 대지로 방출되어 (d)단자에 대지 접지전위가 나타나 LED와 부저가 동작하지 않게 되나, 상기 건물접지점(G)이 대지에 접지되어 있지 않았을 경우에는, 상기 저항(R2,R3)에 의해 분압된 전압이 상기 (d)단자에 유기되어 LED와 부저가 동작되어 접지점이 아님을 나타내게 된다.

따라서, 상기 LED가 점등되지 않으며 부저가 울리지 않는 접점이 대지에 접지된 접속점으로, 사용자는 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 절환하다가 LED와 부저가 동작되지 않는 점에 스위치를 고정하면 된다.

그러면, 상기 다접점 절환 스위치(SW)의 타측에 접속된 전자기기의 접지단자가 전원의 대지점에 접속된 것으로, 이로인해 상기 전자기기의 접지단자에 유기된 전자파 및 누설전류의 인체피복을 방지할 수 있게 되는 것이다.

둘째, 공급되는 교류 전원이 도4에서 도시되는 바와 같이 단상 3선식 220V인 경우에 대해 설명하면 다음과 같다.

주지하다시피, 단상 3선식 220V인 경우, 그 양단(X,Z)간의 전압은 220V이며, 대지 접지점(Y)을 기준으로 하였을 경우의 각 양단은 110V의 전압을 나타내게 된다. 따라서, 가정에 공급되는 220V 교류 전원의 어느측도 대지에 접지가 되어 있지 않은 상태로, 이 경우에는 상기 양단을 동일한 크기의 저항을 통해 접속하였을 경우, 상기 저항의 공통접속점인 가상접지점이 대지 접지전위가 된다.

먼저, 도전성 물질로 코팅된 접지판별단자(90)인 다접점 절환 스위치(40)의 손잡이를 사용자가 잡게되면, 단상 2선식 교류 전원의 경우와 마찬가지로, 사용자(인체)를 통해 상기 회로전원부(10)의 영전위점이 대지에 접속되어, "대지 → 교류 전원 → 스위치절환부(40) → 신호전달부(50) → 접지판별단자(90) → 인체 → 대지"로 이루어지는 전원경로가 형성되게 된다.

이때, 사용자가 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 절환하여 (a)단자, 또는 (c) 단자에 접속하였을 경우에는, 그 전압이 대지 전위를 기준으로 할 때 110V이므로, 단상 2선식 교류 전원의 경우와 마찬가지로, "교류 전원의 비접지단자 → 전압강하 및 보호저항(R6) → 다접점 절환 스위치(SW) → 신호전달부(50) → 접지판별단자(90) → 인체 → 대지 → 교류 전원의 대지 접지단자"로 이루어지는 전원경로를 통해 전압이 상기 신호전달부(50)에 인가된다.

따라서, 상기 신호전달부(50)에서 정류된 전압이 상기 제1비교기(COMP1)의 반전입력단자에 인가되어 그 출력전압이 (-)전압으로 되고, 이로인해 상기 LED가 점등되어, 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 통해 접속된 단자가 접지점이 아님을 나타내게 된다.

또한, 상기 제1비교기(COMP1)의 출력단에 (-)전압이 출력되게 되면, 제2비교기(COMP2)의 비반전입력단자에 저항(R14,R15)에 의해 설정된 기준전위 보다 높은 전압이 인가되어 그 출력전압이 (-)전압으로 되고, 이로인해 부저(BZ)가 작동되어 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 통해 접속된 접속점이 접지점이 아님을 나타내게 된다.

한편, 사용자가 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 절환하여 (b)단자에 접속하였을 경우에는, 교류 전원 양단간에 직렬로 접속된 동일한 크기의 저항(R4,R5)에 의하여 그 전압이 대지 접지전위인 0V가 되므로, 단상 2선식 교류 전원에 있어서 (c)단자에 접속하였을 경우와 마찬가지로, LED와 부저(BZ)가 동작을 않게 되어, 상기 다접점 절환 스위치(SW)에 접속된 (c)단자가 대지에 접지된 단자임을 나타내게 된다.

또한, 사용자가 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 절환하여 (d)단자에 접속하였을 경우에는, 단상 2선식 교류 전원의 경우와 동일한 동작을 수행하므로 그 상세한 설명은 생략한다.

따라서, 상기 LED가 점등되지 않으며 부저가 울리지 않는 접점(b)이 대지에 접지된 접속점으로, 사용자는 상기 다접점 절환 스위치(SW)를 절환하다가 LED와 부저가 동작되지 않는 점에 스위치를 고정하면 된다.

그러면, 상기 다접점 절환 스위치(SW)의 타측에 접속된 전자기기의 접지단자가 전원의 대지 접지점에 접속된 것으로, 이로인해 상기 전자기기의 접지단자에 유기된 전자파 및 누설전류의 인체피복을 방지할 수 있게 되는 것이다.

즉, 상기 LED 및 부저가 동작하지 않을 경우에는 접지가 완벽하게 수행되고 있는 것을 나타내는 것이다.

또한, 동작중 언제라도 상기 접지판별단자에 인체를 접속하면 그 접지여부를 알 수 있음은 물론, 전자기기의 플러그를 콘센트에서 분리하였다가 재 접속할 경우도 상기 동작의 반복을 통해 용이하게 접지점을 찾을 수 있게 되는 것이다.

그러나, 상기의 실시예에 있어서는, 상기 회로전원부의 구성을 이중절연변압기를 사용하는 정류회로로 구성하였으나, 이는 건전지를 사용하여 구성하거나, 또는 충전회로가 구비된 충전지를 사용하여 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는, 상기 신호전달부를, 반파정류회로로 구성하였으나, 도5에서 도시되는 바와 같이, 배전압정류회로로 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는, 상기 비교부를, 직렬로 접속된 2개의 비교기로 구성하였으나, 도6에서 도시되는 바와 같이 병렬로 접속하여 사용하거나, 또는 도7에서 도시되는 바와 같이 하나의 비교기를 사용하여 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는, 상기 접지판별단자를, 다접점 절환 스위치의 손잡이에 전도성 물질을 코팅한 후, 이를 회로전원부의 영전위점에 접속하여 구성하였으나, 다점점 절환 스위치의 손잡이가 아닌 다른 곳에 별도로 설치할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기 실시예에 있어서는, 상기 스위치절환부를, 수동으로 조작되는 다접점 절환 스위치를 사용하여 구성되었으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서, 상기 비교부의 출력신호를 검출하여, 접속된 단자가 접지전위를 나타내는 신호가 될때까지 순차적으로 자동절환되도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명 "전자기기 접지장치"는, 전원선의 접지선 존재여부, 건물의 접지여부 및 가상접지단자의 필요여부 및 접지여부를 시각표시 장치와 청각표시장치를 통해 사용자에게 인지시켜 주므로 인해, 전자기기의 접지 단자를 정확하고 용이하게 접지시킬 수 있는 효과가 있음은 물론, 회로의 단순성으로 인해 생산원가를 저하시킬 수 있으며, 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 교류 전원 양단과, 대지에 접속된 건물접지점 사이에 접속되어, 상기 건물접지점의 대지 접지 여부에 따른 신호를 출력하는 건물접지검출부와; 상기 교류 전원 양단에 접속되어, 인가되는 교류 전원으로부터 가상접지점을 만드는 가상접지부와; 손잡이를 도전성 물질로 코팅하여 회로전원의 영전위점에 접속한 수동으로 조작되는 다접점 절환 스위치로 이루어져, 첫째, 상기 도전성 물질로 코팅된 손잡이에 인체, 또는 대지 접지단자를 접촉시켰을 경우, 상기 회로 전원의 영전위점을, 인체, 또는 대지 접지단자를 통해 대지에 접속시키는 접지판별단자의 기능을 수행하고, 둘째, 상기 교류 전원의 양단과, 건물접지점과, 가상 접지점 사이의 접속을 절환하는 기능을 수행하는 스위치절환부와; 상기 스위치절환부의 신호출력단에 접속되어 상기 스위치절환부를 통해 인가되는 신호의 크기를 변환하여 정류하는 신호전달부와; 상기 신호전달부에서 인가되는 신호를 소정의 기준값과 비교하여 상기 스위치절환 부에 의해 접속된 단자가 접지전위인지의 여부를 나타내는 신호를 출력하는 비교부와; 상기 비교부의 신호출력단에 접속되어, 상기 스위치절환부에 의해 접속된 단자가 접지전위인지의 여부를 표시하는 표시부와; ______ 상기 스위치절환부의 신호출력단과 신호전달부의 신호 입력단 사이에 공통접속되어, 전자기기의 접지단자를 접속하는 전자기기접지단자를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전자기기 접지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 건물접지검출부는, 크기가 서로 다른 두개의 저항을 교류 전원 양단에 직렬접속한 후, 상기 저항의 공통접속점에 건물접지점을 접속하여서 구성됨을 특징으로 하는 전자기기 접지장치.
3. 교류 전원 양단에 접속되어, 인가되는 교류 전원으로부터 가상접지점을 만드는 가상접지부와; 손잡이를 도전성 물질로 코팅하여 회로전원의 영전위점에 접속한 수동으로 조작되는 다접점 절환 스위치로 이루어져, 첫째, 상기 도전성 물질로 코팅된 손잡이에 인체, 또는 대지 접지단자를 접촉시켰을 경우, 상기 회로전원의 영전위점을 인체, 또는 대지 접지단자를 통해 대지에 접속시키는 접지판별단자의 기능을 수행하고, 둘째, 상기 교류 전원의 양단과, 가상접지점 사이의 접속을 절환하는 기능을 수행하는 스위치절환부와; 상기 스위치절환부의 신호출력단에 접속되어 상기 스위치절환부를 통해 인가되는 신호의 크기를 변환하여 정류하는 신호전달부와; 상기 신호전달부에서 인가되는 신호를 소정의 기준값과 비교하여 상기 스위치절환부에 의해 접속된 단자가 접지전위인지의 여부를 나타내는 신호를 출력하는 비교부와; 상기 비교부의 신호출력단에 접속되어, 상기 스위치절환부에 의해 접속된 단자가 접지전위인지의 여부를 표시하는 표시부와; 상기 스위치절환부의 신호출력단과 신호전달부의 신호 입력단 사이에 공통 접속되어, 전자기기의 접지단자를 접속하는 전자기기접지단자를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전자기기 접지장치.
4. 제3항에 있어서, 전자기기 접지장치는 교류 전원 양단과, 대지에 접속된 건물접지점 사이에 접속되어, 상기 건물접지점의 대지 접지 여부에 따른 신호를 출력하는 건물접지검출부를 더 포함하여 구성한 후, 스위치절환부의 동작시 교류 전원의 양단과, 건물접지점과, 가상접지점 사이의 접속을 절환하도록 구성함을 특징으로 하는 전자기기 접지장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 건물접지검출부는, 크기가 서로 다른 두개의 저항을 교류 전원 양단에 직렬접속한 후, 상기 저항의 공통접속점에 건물접지점을 접속하여서 구성됨을 특징으로 하는 전자기기 접지장치.

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