KR100425423B1 - 전자파를 흡수, 제거하는 접지 플러그 - Google Patents

전자파를 흡수, 제거하는 접지 플러그 Download PDF

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Abstract

본 발명의 플러그는 전기를 사용하는 기기의 내부에 설치되며 한쪽 단이 접지되어 단락전류의 크기를 제한하는 차단용 캐패시터를 포함하는 단락전류 차단회로, 교류전기를 입력받아 도선을 통하여 전기를 사용하는 기기에 전기 에너지를 공급하는 제1 플러그 단자 및 단락전류 차단회로의 차단용 캐패시터의 다른쪽 단에 연결되는 제2 플러그 단자 및 콘센트의 접지 단자와 제2 플러그 단자가 올바르게 연결되었는지를 확인하기 위한 것으로 한쪽 단이 제2 플러그 단자와 연결되는 발광소자 및 발광소자의 다른쪽 단과 연결되고 사람의 신체와 접촉하는 접촉단자를 포함하는 접지 체크 회로를 포함한다.
이와 같은 본 발명의 플러그는 접지를 통하여 전자파를 제거할 수 있고, 이 과정에서 발생할 수 있는 단락 사고를 방지 할 수 있을 뿐만 아니라 콘센트와 플러그의 연결이 올바르게 되어 있는지를 확인할 수 있다.

Description

전자파를 흡수, 제거하는 접지 플러그{A PLUG FOR CONFIRMING THE GROUND WHICH ABSORBS AND REMOVES ELECTRIC WAVES}
본 발명은 전기를 사용하는 기기를 전원에 연결하기 위한 인터페이스인 플러그에 관한 것으로 보다 상세하게는 전자파를 차단하기 위한 접지 상태를 확인할 수 있는 회로와 단락 방지를 위한 회로를 구비한 플러그에 관한 것이다.
일반적으로 쓰이고 있는 플러그는 50Hz∼60Hz 100V에서 250V의 전기를 전기를 사용하는 기기에 공급하기 위하여 2개 또는 3개의 단자를 구비하고 있으며 이중 하나의 단자를 접지하여 전자파 전기장을 제거한다.
2개의 단자를 구비한 플러그일 경우는 하나의 단자가 접지되고 나머지 하나의 단자로 교류 전기가 흐르고, 3개의 단자를 구비한 플러그일 경우는 하나의 단자가 접지되고, 나머지 2개의 단자로 교류 전기가 흐른다.
그러나, 플러그가 꽂히는 일반적인 콘센트의 단자에는 접지가 되는 단자와 교류 전기가 흐르는 단자의 표시가 없어 콘센트의 접지 단자와 플러그의 교류 전기가 흐르는 단자가 연결되어 단락됨으로써 전기 기기 혹은 전기 기계가 불안정되거나 사람이 피해를 입을 수 있는 문제점이 발생한다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전자파를 제거하고, 콘센트와 플러그 각각의 단자가 일치하는지를 파악할 수 있을 뿐만 아니라 단락이 일어나더라도 그 단락 전류를 차단 할 수 있는 플러그를 제공하기 위한 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 접지 체크 회로와 단락전류 차단회로를 구비한 플러그의 구조도이다.
도2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접지 체크 회로와 단락전류 차단회로를 구비한 플러그의 구조도이다.
도3은 본 발명의 제3 실시에에 따른 접지 체크 회로와 단락전류 차단회로를 구비한 플러그의 구조도이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 플러그는 한쪽 단자를 접지하여 전자파를 제거하고, 콘센트와 플러그의 단자가 일치하지 않을 경우에는 시각적으로 사용자에게 이 사실을 알려주며 단락 전류가 발생하였을 경우 작은 용량의 캐패시터를 이용하여 단락전류를 차단할 수 있다.
본 발명의 특징에 따른 플러그는 단락전류 차단회로, 제1 플러그 단자 및 제2 플러그 단자를 포함한다.
단락전류 차단회로는 전기를 사용하는 기기의 내부에 설치되며 한쪽 단이 접지되어 단락전류의 크기를 제한하는 차단용 캐패시터를 포함한다.
제1 플러그 단자는 교류전기를 입력받아 도선을 통하여 전기를 사용하는 기기에 전기 에너지를 공급한다.
제2 플러그 단자는 단락전류 차단회로의 차단용 캐패시터의 다른쪽 단에 연결되는 제2 플러그 단자를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 플러그는 단락전류 차단회로, 제1 플러그 단자, 제2 플러그 단자 및 쉴드선을 포함한다.
단락전류 차단회로는 단락전류의 크기를 제한하는 차단용 캐패시터를 포함한다.
제1 플러그 단자는 교류전기를 입력받아 도선을 통하여 전기를 사용하는 기기에 전기 에너지를 공급한다.
제2 플러그 단자는 단락전류 차단회로의 차단용 캐패시터의 한쪽 단에 연결된다.
쉴드선은 전자파를 제거하기 위하여 제1 플러그 단자와 제2 플러그 단자와 연결된 도선을 감싸고 있으며 한쪽 단은 제2 플러그 단자의 다른쪽 단에 연결되어 있고, 다른쪽 단은 접지되어 있다.
본 발명의 또다른 특징에 따른 플러그는 제1 플러그 단자와 제2 플러그 단자, 제3 플러그 단자 및 단락전류 차단회로를 포함한다.
제1 플러그 단자와 제2 플러그 단자는 콘센트의 단자와 연결되어 교류 전기를 전기를 사용하는 기기로 공급한다.
제3 플러그 단자는 콘센트의 접지 단자와 연결되어 접지 상태가 되면서 전자파를 제거한다.
단락전류 차단회로 차단용 캐패시터를 포함하며, 차단용 캐패시터의 한쪽 단은 제2 플러그 단자와 연결되어 있으며, 다른쪽 단은 제3 플러그 단자와 연결되어 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 접지 체크 회로와 단락전류 차단회로를 구비한 플러그의 구조도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 플러그는 단락전류 차단회로(10), 제1 플러그 단자(11), 제2 플러그 단자(12) 및 접지 체크 회로(13)를 포함한다.
이 때, 제1 플러그 단자(11)는 교류 전기가 흐르고, 제2 플러그 단자(12)는 중성선과 연결된다
단락전류 차단회로(10)는 차단용 캐패시터(10-1)와 전하 제거용 저항(10-3)이 병렬로 연결되고, 차단용 캐패시터(10-1)와 전하 제거용 저항(10-3)의 공통단이 접지되어 있다. 이와 같은 단락전류 차단회로(10)는 단락이 발생하면 단락전류가 차단용 캐패시터(10-1)와 전하 제거용 저항(10-3)의 다른 공통단을 통하여 흐르게 되는데 차단용 캐패시터(10-1)는 이 단락전류의 크기를 줄임으로써 단락전류를 차단하는 기능을 한다. 즉, 캐패시터에 흐르는 단락전류는 다음의 수학식과 같이 일정 시간 동안에 전압의 변화량에 비례하고, 캐패시터의 용량에 비례한다. 따라서, 캐패시터의 용량을 작게 선택하면 단락전류의 크기 또한 작게 할 수 있다. 전하 제거용 저항(10-3)은 캐패시터에 남아 있는 잔류 전하를 제거하기 위한 저항이다.
(i : 단락전류, C : 캐패시터의 용량, dt : 시간의 변화량, dv : 전압의 변화량)
이 때, 단락전류 차단회로(10)는 전기를 사용하는 기기의 내부에 설치된다.
제1 플러그 단자(11)는 교류전기를 입력받아 도선을 통하여 전기를 사용하는 기기에 전기 에너지를 공급하고, 제2 플러그 단자(12)는 단락전류 차단회로(10)의 차단용 캐패시터(10-1)와 전하 제거용 저항(10-3)의 다른 공통단에 연결된다.
따라서, 콘센트의 접지 단자와 제2 플러그 단자(12)가 연결되었을 때에는 단락전류 차단회로(10)에는 아무런 전류가 흐르지 않지만, 콘센트의 교류 전기가 흐르는 단자와 제2 플러그 단자(12)가 연결되었을 때에는 단락이 일어나면서 단락전류 차단회로(10)로 단락전류가 발생하고, 위에서 설명한 바와 같이 차단용 캐패시터(10-1)의 용량 때문에 단락전류의 크기가 작아진다.
접지 체크 회로(13)는 콘센트의 접지 단자와 제2 플러그 단자(12)와 올바르게 연결되었는지를 확인하기 위한 것으로 보호용 저항(131), 네온 램프(13-3) 및 접촉단자(13-5)를 포함한다. 보호용 저항(13-1)의 한쪽 단은 제2 플러그 단자(12)와 연결되며 네온 램프(13-3)의 한쪽 단은 보호용 저항(13-1)의 다른 한쪽 단과 연결되고, 네온 램프(13-3)의 다른 한쪽 단은 접촉 단자(13-5)와 연결된다.
이와 같이 구성되는 접지 체크 회로(13)는 콘센트의 접지 단자가 제2 플러그단자(12)와 연결되어 있고, 접촉 단자(13-5)가 손과 같은 사람의 신체와 접촉되어 있을 경우에는 전류가 흐르지 않으므로 네온 램프(13-3)에는 불이 들어오지 않아 콘센트와 플러그가 제대로 연결되어 있다는 것을 의미한다.
그러나, 콘센트의 교류 전기가 흐르는 단자와 플러그의 제2 플러그 단자(12)가 연결되어 있고, 접촉 단자(13-5)가 사람의 신체와 접촉되어 있을 경우에는 교류 전기가 네온 램프(13-3)를 통해 흐름으로써 불이 들어오게 되어 콘센트와 플러그가 제대로 연결되어 있지 않다는 표시를 하게 된다.
다음으로 도1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 플러그의 동작을 설명한다.
사용자가 손으로 플러그의 본체를 잡으면 자연스럽게 접촉 단자(13-5)와 접하게 되고, 이 상태에서 사용자는 플러그를 콘센트에 꽂게 된다. 만약, 콘센트의 접지 단자와 플러그의 제2 플러그 단자(12)가 연결될 경우에는 콘센트의 접지 단자, 네온 램프(13-3), 접촉 단자(13-5) 및 사용자의 신체와 대지가 연결되고 따라서 접지 상태의 등전위가 됨으로써 네온 램프(133)에는 불이 켜지지 않는다.
그러므로, 플러그의 제1 플러그 단자(11)를 통하여 교류 전기가 전기를 사용하는 기기로 공급되며, 이 때, 제2 플러그 단자(12)에 연결된 단락전류 차단회로(10)의 차단용 캐패시터(10-1)로도 전류가 흐르지 않는다.
그리하여 단락전류 차단회로(10)를 전기를 사용하는 기기의 내부에 설치하여 기기 내부의 접지 단자와 연결하여 사용한다.
만약, 사용자의 손이 접촉 단자(13-5)와 접촉된 상태에서 플러그의 제2 플러그 단자(12)를 콘센트의 교류 전기가 흐르는 단자와 연결하면, 콘센트의 단자, 플러그의 제2 플러그 단자(12), 네온 램프(13-3), 접촉 단자(13-5), 사용자의 손 및 대지가 연결되어 교류 전기가 네온 램프(13-3)로 흘러 불이 켜지게 되어 사용자는 연결이 잘못되었음을 알 수 있다.
또한, 콘센트를 통하여 공급되는 교류 전기가 플러그의 제2 플러그 단자(12)와 단락전류 차단용 캐패시터(10-1)를 흐르면서 단락전류의 크기를 작게 함으로써 안전 사고를 막을 수 있다.
이와 같이, 접지 자체를 통하여 전기를 사용하는 기기의 내부에서 발생하는 전자파를 제거할 수 있을 뿐만 아니라 접지에 따르는 단락 사고의 위험을 경보하고 단락 전류를 제한함으로써 사용자는 보다 안전하게 플러그를 사용할 수 있다.
도2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접지 체크 회로(13)와 단락전류 차단회로(10)를 구비한 플러그의 구조도이다. 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 접지 체크 회로(13)와 단락전류 차단 회로를 구비한 플러그는 단락전류 차단회로(10), 제1 플러그 단자(11), 제2 플러그 단자(12), 접지 체크 회로(13) 및 쉴드선(14)을 포함한다.
접지 체크 회로(13), 제1 플러그 단자(11)와 제2 플러그 단자(12)는 제1 실시예와 동일하므로 그 설명을 생략하도록 한다.
쉴드선(14)은 전자파를 제거하기 위하여 알루미늄이나 구리선으로 이루어져 도선을 감싸고 있으며 접지되어 있다.
단락전류 차단회로(10)의 구성은 제1 실시예와 동일하지만, 차단용캐패시터(10-1)와 전하 제거용 저항(10-3)의 한쪽 공통단은 제2 플러그 단자(12)와 연결되어 있으며, 다른쪽 공통단은 쉴드선(14)과 연결된다. 이 때, 단락전류 차단회로(10)는 제1 실시예와는 다르게 플러그 본체의 내부에 구비된다. 물론, 제2 플러그 단자(12)와 쉴드선(14)을 연결하고, 제1 실시예와 마찬가지로 단락전류 차단회로(10)를 전기를 사용하는 기기의 내부에 쉴드선(14)과 연결하여 설치할 수도 있다.
다음으로 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예의 동작을 상세히 설명한다.
제2 실시예의 동작은 기본적으로 제1 실시예와 동일하다. 다른 점은 쉴드선(14)을 통하여 접지되며, 이 과정에서 콘센트의 교류 전기를 공급하는 단자와 제2 플러그 단자(12)가 연결될 경우, 교류 전기가 네온 램프(13-3)와 접촉 단자(13-5) 및 사용자의 신체를 통하여 대지로 접지되면서 불이 들어오게 되고, 단락이 되었을 경우 단락전류가 차단용 캐패시터(10-1)를 흐르면서 아주 작게되어 쉴드선(14)을 따라 대지로 방출된다.
도3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 접지 체크 회로(13)와 단락전류 차단회로(10)를 구비한 플러그의 구조도이다. 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 접지 체크 회로(13)와 단락전류 차단 회로를 구비한 플러그는 제1 플러그 단자(11), 제2 플러그 단자(12), 제3 플러그 단자(15), 단락전류 차단회로(10) 및 접지 체크 회로(13)를 포함한다.
제1 플러그 단자(11)와 제2 플러그 단자(12)는 콘센트의 단자와 연결되어 교류 전기를 전기를 사용하는 기기로 공급한다.
제3 플러그 단자(15)는 콘센트의 접지 단자와 연결되어 접지되면서 전자파를 제거한다.
단락전류 차단회로(10)는 제1 실시예와 동일하게 차단용 캐패시터(10-1)와 전하 제거용 저항(10-3)이 병렬로 연결되어 플러그 본체에 설치되어 있으며, 한쪽 공통단은 제2 플러그 단자(12)와 연결되어 있으며, 다른쪽 공통단은 제3 플러그 단자(15)와 연결되어 있으며 그 작용은 제1 실시예와 동일하므로 그 설명을 생략한다.
접지 체크 회로(13)는 제1 실시예와 그 구성과 작용이 동일하므로 그 설명을 생략하도록 한다.
본 발명의 제1실시예어서 제3 실시예의 전하 제거용 저항(10-3)은 공히 차단용 캐패시터(10-1)에 남아 있던 잔류 전하를 제거하기 위한 것이다.
이상에서와 같이 본 발명의 플러그는 전자파를 제거하기 위해 접지하는 과정에서 발생할 수 있는 단락사고를 막을 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 하나의 실시예일 뿐 본 발명이 야기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 또한 상기 실시예 외에 많은 변경이나 변형이 가능한 것은 물론이다.
이와 같은 본 발명은 접지를 통하여 전자파 전기장을 제거할 수 있고, 이 과정에서 발생할 수 있는 단락 사고를 방지 할 수 있을 뿐만 아니라 콘센트와 플러그의 연결이 올바르게 되어 있는지를 확인할 수 있다.

Claims (11)

  1. 교류 전기를 입력받아 도선을 통하여 전기를 사용하는 기기에 전기 에너지를 공급하는 제1 플러그 단자;
    중선선에 전기적으로 연결되는 제2 플러그 단자; 및
    상기 제2 플러그 단자와 접지단 사이에 전기적으로 병렬로 연결되는 차단용 캐패시터와 전하 제거용 저항을 포함하며 전기기기 내부에 설치되는 단락전류 차단회로를 포함하며,
    상기 단락전류 차단회로는 상기 제2 플러그 단자가 콘센트의 교류 전기가 흐르는 단자와 연결되는 경우에 발생하는 단락전류의 크기를 제한하는 플러그.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    콘센트의 접지 단자와 상기 제2 플러그 단자가 올바르게 연결되었는지를 확인하기 위한 것으로 한쪽 단이 상기 제2 플러그 단자와 연결되는 발광소자 및 상기 발광소자의 다른쪽 단과 연결되고 사람의 신체와 접촉하는 접촉단자를 포함하는 접지 체크 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 발광소자를 보호하고, 사람의 신체에 인가되는 전압을 작게 만들기 위하여 한쪽 단은 상기 제2 플러그 단자에 연결되고, 다른쪽 단은 상기 발광소자의 한쪽 단에 연결되는 보호용 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그.
  5. 교류 전기를 입력받아 도선을 통하여 전기를 사용하는 기기에 전기 에너지를 공급하는 제1 플러그 단자;
    중성선에 전기적으로 연결되는 제2 플러그 단자;
    전자파를 제거하기 위하여 상기 제1 플러그 단자 및 상기 제2 플러그 단자와 연결된 도선을 감싸고 있으며 한쪽 단이 접지되어 있는 쉴드선; 및
    상기 제2 플러그 단자와 상기 쉴드선의 다른 쪽 단 사이에 병렬로 연결되는 차단용 캐패시터와 전하 제거용 저항을 포함하는 단락전류 차단회로를 포함하며,
    상기 단락전류 차단회로는 상기 제2 플러그 단자가 콘센트의 교류 전기가 흐르는 단자와 연결되는 경우에 발생하는 단락전류의 크기를 제한하는 플러그.
  6. 삭제
  7. 교류 전기를 입력받아 도선을 통하여 전기를 사용하는 기기에 전기 에너지를 공급하는 제1 플러그 단자;
    중성선에 전기적으로 연결되는 제2 플러그 단자;
    전자파를 제거하기 위하여 상기 제1 플러그 단자 및 상기 제2 플러그 단자와 연결된 도선을 감싸고 있으며 한쪽 단이 상기 제2 플러그 단자와 연결되어 있는 쉴드선; 및
    상기 쉴드선의 다른 쪽 단과 접지단 사이에 병렬로 연결되는 차단용 캐패시터와 전하 제거용 저항을 포함하는 단락전류 차단회로를 포함하며,
    상기 단락전류 차단회로는 상기 제2 플러그 단자가 콘센트의 교류 전기가 흐르는 단자와 연결되는 경우에 발생하는 단락전류의 크기를 제한하는 플러그.
  8. 제5항 또는 제7항에 있어서,
    콘센트의 접지 단자와 상기 제2 플러그 단자가 올바르게 연결되었는지를 확인하기 위한 것으로 한쪽 단이 상기 제2 플러그 단자와 연결되는 발광소자 및 상기 발광소자의 다른쪽 단과 연결되고 사람의 신체와 접촉하는 접촉단자를 포함하는 접지 체크 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그.
  9. 콘센트의 단자와 연결되어 교류 전기를 사용하는 기기로 공급하는 제1 플러그 단자;
    중성선과 전기적으로 연결되는 제2 플러그 단자;
    콘센트의 접지 단자와 연결되어 접지 상태가 되면서 전자파를 제거하는 제3 플러그 단자; 및
    상기 제2 플러그 단자와 상기 제3 플러그 단자 사이에 병렬로 연결되는 차단용 캐패시터와 전하 제거용 저항을 포함하는 단락전류 차단회로를 포함하며,
    상기 단락전류 차단회로는 상기 제2 플러그 단자가 콘센트의 교류 전기가 흐르는 단자와 연결되는 경우에 발생하는 단락전류의 크기를 제한하는 플러그.
  10. 제9항에 있어서,
    콘센트의 접지 단자와 상기 제2 플러그 단자가 올바르게 연결되었는지를 확인하기 위한 것으로 한쪽 단이 상기 제2 플러그 단자와 연결되는 발광소자 및 상기 발광소자의 다른쪽 단과 연결되고 사람의 신체와 접촉하는 접촉단자를 포함하는 접지 체크 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그.
  11. 삭제
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