KR100524530B1 - 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치 - Google Patents

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KR100524530B1
KR100524530B1 KR10-2003-7009264A KR20037009264A KR100524530B1 KR 100524530 B1 KR100524530 B1 KR 100524530B1 KR 20037009264 A KR20037009264 A KR 20037009264A KR 100524530 B1 KR100524530 B1 KR 100524530B1
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network

Abstract

본 발명은 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치에 관한 것으로서, 다수의 전자기기 중 선택된 어느 하나 또는 그 이상의 전자기기를 원격지에서 제어하여 온/오프시키기 위해, 소정 원격 제어신호 송출수단에 의해 송출된 원격 제어신호와 상기 원격 제어신호에 대응되는 전자기기의 고유번호를 인식하는 중계수단; 상기 중계수단에 의해 인식된 전자기기의 고유번호와 원격 제어신호를 소정 데이터신호로 변환하고, 상기 변환된 데이터신호를 상용 교류 전원의 전력선 신호와 인터페이싱하여 전송하는 전력선 신호 전송수단; 상기 전력선 신호 전송수단에 의해 전송된 데이터신호를 상기 교류 전원의 전력선 신호로부터 아이솔레이션시켜 디지털신호로 변환하는 PLC부를 가진 전력선 신호 제어부재; 및 상기 전력선 신호 제어부재에 의해 제어되어 전원측 단자와 부하측 단자를 선택적으로 통전 또는 단전시켜 상기 전자기기로 공급되는 전원을 제어할 수 있도록 상기 전력선 신호 제어부재와 일체로 마련되어 상기 전자기기에 내장되며, 상기 PLC부와 컨텍터로 연결된 릴레이부재를 구비한다.

Description

전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치 {Control system for suppling power by power line communication}
본 발명은 전력선 통신(PLC: Power Line Communication)을 이용하여 전자기기의 온/오프 동작을 원격 제어하기 위한 전원공급 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자기기에 설치하기가 쉽고, 제조 원가를 절감할 수 있는 구조를 가진 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전력선 통신(PLC: Power Line Communication)은 일반 가정, 사무실, 빌딩, 공장 등의 전력선으로 음성 또는 데이터를 고속으로 전송하는 첨단 신기술로서, LAN이나 전화선 없이도 집안 어디서나 컴퓨터에 연결된 전기 플러그를 전원에 연결하면 초고속 인터넷 통신은 물론 인터넷 전화, 홈 네트워킹 시스템, 홈 오토메이션 시스템, 원격 검침시스템 등에 이르기까지 다양한 기술의 활용이 가능하다.
이 중, 전력선 통신을 이용한 홈 오토메이션 시스템은 PC, 노트북, PDA와 같은 정보기기는 물론 TV, 오디오, 냉장고, 세탁기, 보일러, 전등/전열기기 등의 각종 전자기기를 전기 콘센트를 통해 네트워크로 연결하는 것이다. 이를 이용해 정보 단말기 상호간의 데이터 전송은 물론 각종 전자기기의 온/오프 동작 또는 작동 상태를 원격지에서 제어한다.
도 1은 종래에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치의 일 예를 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 종래에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치(100)는 원격지에서 전자기기의 온/오프 동작을 제어하기 위한 것으로서, 소정 원격 제어신호 송출수단(1)에 의해 송출된 원격 제어신호와 원격 제어신호에 대응되는 전자기기의 고유번호(ID)를 인식하는 중계수단(2)과, 중계수단(2)에 의해 인식된 전자기기의 고유번호와 원격 제어신호를 소정 데이터신호로 변환하고 데이터신호를 상용 교류 전원의 전력선 신호와 인터페이싱하여 전송하는 전력선 신호 전송 수단(3)과, 전력선 신호 전송수단(3)에 의해 전송된 고유번호와 데이터신호를 비교 판단하고 각각의 전자기기(4)에 내장된 릴레이수단(5)의 동작을 제어하여 전자기기에 공급되는 전원을 선택적으로 차단하는 PLC부재(6)를 구비한다.
그런데, 종래의 전원공급 제어장치(100)는 전원 공급을 제어하는 릴레이수단(5)이 각각의 전자기기(4)에 내장되고, 릴레이수단(5)을 연동시키는 PLC부재(6)가 전자기기의 외장에 설치되거나 전자기기와 별도로 설치되므로, 릴레이수단(5)과 PLC부재(6)를 잇는 리드선 처리가 번거롭다. 또한, 전자기기(4)에 릴레이수단(5)을 내장하고 PLC부재(6)를 별도로 설치해야 하므로, 설치 작업이 복잡하며, 이들을 채용한 전자기기의 제조 원가가 상승하게 되는 문제점이 있다.
도 1은 종래에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치의 일 예를 도시한 블럭도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도.
도 3은 도 2에 도시한 전력선 신호 제어부재의 구성을 개략적으로 나타내 보인 블럭도.
도 4는 도 2에 도시한 전력선 신호 제어부재의 구성을 개략적으로 나타내 보인 단면 구성도.
도 5는 도 2에 도시한 릴레이부재의 구성을 개력적으로 나타내 보인 단면 구성도.
도 6은 도 4에 도시한 전력선 신호 제어부재와 도 5에 도시한 릴레이부재가 일체로 결합된 상태를 나타내 보인 단면 구성도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치의 동작을 설명하기 위한 단면 구성도.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전자기기에 설치하기가 간단할 뿐만 아니라, 제조 원가를 상대적으로 절감할 수 있도록 PLC부재와 릴레이수단이 착탈식으로 결합되어 전자기기에 내장되는 구조를 가진 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치는, 다수의 전자기기 중 선택된 어느 하나 또는 그 이상의 전자기기를 원격지에서 제어하여 온/오프시키기 위해, 소정 원격 제어신호 송출수단에 의해 송출된 원격 제어신호와 상기 원격 제어신호에 대응되는 전자기기의 고유번호를 인식하는 중계수단; 상기 중계수단에 의해 인식된 전자기기의 고유번호와 원격 제어신호를 소정 데이터신호로 변환하고, 상기 변환된 데이터신호를 상용 교류 전원의 전력선 신호와 인터페이싱하여 전송하는 전력선 신호 전송수단; 상기 전력선 신호 전송수단에 의해 전송된 데이터신호를 상기 교류 전원의 전력선 신호로부터 아이솔레이션시켜 디지털신호로 변환하는 PLC부를 가진 전력선 신호 제어부재; 및 상기 전력선 신호 제어부재에 의해 제어되어 전원측 단자와 부하측 단자를 선택적으로 통전 또는 단전시켜 상기 전자기기로 공급되는 전원을 제어할 수 있도록 상기 전력선 신호 제어부재와 일체로 마련되어 상기 전자기기에 내장되며, 상기 PLC부와 컨텍터로 연결된 릴레이부재를 구비한다.
본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치에 있어서, 상기 전력선 신호 제어부재와 릴레이부재는 암수 결합식으로 상호 착탈 가능하게 결합된다.
본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치에 있어서, 상기 전력선 신호 제어부재는: 상기 PLC부와 릴레이부재를 구동시키기 위해, 전력선에 의해 공급되는 교류 전원을 필터링하고 정류하여 5V와 24V의 정전압을 상기 PLC부와 릴레이부재에 각각 공급시키는 구동부를 더 구비한다.
본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치에 있어서, 상기 구동부는: 상기 전력선으로부터 인가된 교류 전원을 상기 PLC부와 릴레이부재의 구동 전원에 대응되는 정전압으로 강하시키는 필터; 강하된 소정 전압을 정류하여 직류전원으로 출력시키는 정류부; 및 상기 정류부에 의해 정류된 직류 전원을 정현파에 근접한 직류 신호로 출력시켜 상기 PLC부와 릴레이부재에 각각 5V와 24V의 구동 전원을 공급하는 레귤레이터를 구비한다.
본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치에 있어서, 상기 PLC부는: 상기 전력선 신호 전송수단으로부터 전송된 데이터신호가 인터페이싱된 상기 교류 전원의 전력선 신호로부터 상기 데이터신호를 필터링하는 저역필터(LPF: Low Pass Filter); 상기 저역필터로부터 필터링된 신호를 증폭하는 증폭기; 상기 증폭기에서 증폭된 아날로그 신호를 디지털신호로 코드화하는 A/D 컨버터; 상기 A/D 컨버터로부터 코드화된 전자기기의 고유번호 및 제어 데이터신호를 분석 처리하는 마이컴; 상기 마이컴에 의해 분석 처리된 고유번호 및 제어 데이터신호를 출력할 수 있도록 데이터 통로를 형성시키는 버퍼; 및 상기 릴레이부재의 전원측 단자와 부하측 단자를 선택적으로 통전 또는 단전시킬 수 있도록 상기 버퍼에 의해 버퍼링된 고유번호 및 제어 데이터신호를 온/오프 펄스신호로 공급하는 드라이버를 구비한다.
본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치에 있어서, 상기 릴레이부재는: 상기 PLC부의 드라이버로부터 제공된 각각의 온/오프 펄스신호에 의해 소정 전류를 하측에서 상측으로 인가하는 개로용 코일과, 상측에서 하측으로 인가하는 폐로용 코일이 각각 상,하측에 연결되며, 상기 개로용 코일과 폐로용 코일에 선택적으로 인가된 전류에 의해 서로 반대되는 방향으로 전자력이 작용되도록 나선형으로 감긴 보빈코일; 상기 보빈코일에 작용되는 전자력에 의해 상,하방으로 위치 이동되도록 상기 보빈코일에 삽입된 바아형상의 가동자; 및 상기 가동자의 위치 이동에 의해 전원측 단자와 부하측 단자를 선택적으로 통전시키거나 단전시킬 수 있도록 상기 가동자에 설치된 아마튜어를 구비한다.
본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치에 있어서, 상기 릴 레이부재는: 상기 전원측 단자와 부하측 단자의 통전 또는 단전 상태를 외부로 표시할 수 있도록 상기 가동자의 이동에 의해 선택적으로 접촉되는 파일럿부를 더 구비한다.
본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치에 있어서, 상기 파일럿부는: 상기 가동자의 이동 경로 상에 설치된 파일럿 고정 접촉자; 및 상기 가동자가 이동됨에 따라 상기 파일럿 고정 접촉자와 선택적으로 접촉될 수 있도록 상기 아마튜어와 대응되게 상기 가동자에 설치된 파일럿 이동 접촉자를 구비한다.
따라서, 본 발명은 전력선 신호 제어부재와 릴레이부재가 착탈식으로 결합되어 전자기기에 내장되는 구조를 가지므로, 전자기기에 설치하기가 간단하여 생산성이 향상될 뿐만 아니라, 제조 원가를 절감할 수 있는 점에 그 특징이 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어지지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전원공급 제어장치(200)는 AC 110V/220V의 상용 교류 전원인 60Hz의 사인파(sine wave)에 소정 데이터신호를 실어 전력선으로 전송시키는 전력선 통신(PLC: Power Line Communication) 방식이 적용된 것으로, 소정 전자기기(30) 예컨대, 보일러, 온풍기, 냉방기 등과 같은 온도 조절기기 또는 TV, 냉장고, 오디오, 세탁기 등과 같은 가전기기 또는 전등/전열기기 또는 공장의 제조 설비 등의 온/오프 작동을 데이터신호의 전송에 의해 원격지에서 제어할 수 있는 구조를 가진다.
이를 위한 상기 전원공급 제어장치(200)는, 다수의 전자기기(30) 중 선택된 어느 하나 또는 그 이상의 전자기기(30)를 원격지에서 제어하여 온/오프시키기 위해, 소정 원격 제어신호 송출수단(10)에 의해 송출된 원격 제어신호와 상기 원격 제어신호에 대응되는 전자기기(30)의 고유번호(ID)를 인식하는 중계수단(20)과, 중계수단(20)에 의해 인식된 전자기기(30)의 고유번호와 원격 제어신호를 소정 데이터신호로 변환하고 변환된 데이터신호를 상용 교류 전원의 전력선 신호와 인터페이싱하여 전송하는 전력선 신호 전송수단(40)과, 전력선 신호 전송수단(40)에 의해 전송된 데이터신호를 교류 전원의 전력선 신호로부터 아이솔레이션시켜 디지털신호로 변환하는 전력선 신호 제어부재(50)와, 전력선 신호 제어부재(50)에 의해 제어되어 전원측 단자(85: 도 5)와 부하측 단자(86: 도 5)를 선택적으로 통전 또는 단전시켜 전자기기(30)로 공급되는 전원을 제어할 수 있도록 상기 전력선 신호 제어부재(50)와 일체로 마련되어 전자기기에 내장된 릴레이부재(80)를 구비한다. 상기 전력선 신호 제어부재(50)와 릴레이부재(60)는 일체로 결합되어 전자기기(30)에 내장된다.
상기 원격 제어신호 송출수단(10)은 가정 또는 공장 내의 근거리에서 무선으로 소정 원격 제어신호를 송출할 수 있도록 근거리 통신용 리모트 컨트롤(11)을 구비한다. 상기 근거리 통신용 리모트 컨트롤(11)은 다수의 전자기기(30) 각각에 할당된 고유번호(ID)와 그 전자기기(30)의 온/오프 작동을 각각 제어하기 위한 원격제어신호를 상기 중계수단(20)으로 송출할 수 있는 구조를 가진다.
대안적으로, 상기 원격 제어신호 송출수단(10)은 근거리 통신용 리모트 컨트롤(11)을 구비하는 것에 한정되지 않고, 홈랜(HOME RAN) 등의 근거리 통신망 또는 인터넷 접속 등의 외부망을 통해 원거리에서 상기 중계수단(20)으로 원격 제어신호를 송출할 수 있으며, 유무선 전화기기를 통해 원거리에서 상기 중계수단(20)으로 원격 제어신호를 송출할 수도 있다.
상기 중계수단(20)은 원격 제어신호 송출수단(10)에 의해 송출된 전자기기(30)의 고유번호와 원격 제어신호를 수신하는 수신단자(21)와, 수신단자(21)에 수신된 전자기기(30)의 고유번호를 저장하고, 고유번호와 그 고유번호에 대응되는 원격 제어신호를 인식하는 홈 오토메이션 서버(home automation server: 22)를 구비한다.
상기 수신단자(21)는 근거리 통신망에 적용되는 공지의 BT(Bloo-Tooth) ACCESS POINT를 채용하는 것이 바람직하다.
상기 서버(22)는 전자기기(30) 각각에 할당된 고유번호가 설정되고, 각각의 고유번호에 대한 제어신호를 선택적으로 인식한다. 즉, 상기 서버(22)는 수신단자(21)로부터 수신된 어느 하나 또는 그 이상의 전자기기(30)의 고유번호를 기설정된 다수의 고유번호와 비교 판단하며, 고유번호에 대한 제어신호를 선택적으로 인식한다.
상기 수신단자(21)와 서버(22)는 전자기기(30)의 고유번호 및 원격 제어신호의 정보를 상호 교류할 수 있도록 통상적인 RS-232의 통신 포트에 의해 상호 접속되는 것이 바람직하다.
상기 전력선 신호 전송수단(40)은 통상적으로 "PLC 마스터(master)"라고 칭하며, 서버(22)에 의해 인식된 전자기기(30)의 고유번호와 고유번호에 대응되는 제어신호를 데이터신호로 변환하고 그 데이터신호를 상용 교류 전원의 전력선 신호와 인터페이싱(interfacing)하여 전력선 신호 제어부재(50)로 전송한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전력선 신호 제어부재(50)는 전력선 신호 전송수단(40: 도 2)에 의해 전력선 신호와 인터페이싱된 데이터신호를 교류 전원의 전력선 신호로부터 아이솔레이션시켜 디지털신호로 변환하는 PLC부(60)와, PLC부(60)와 릴레이부재(80)를 구동시키기 위해 전력선에 의해 공급되는 교류 전원을 필터링하고 정류하여 5V와 24V의 정전압을 PLC부(60)와 릴레이부재(80)에 각각 공급시키는 구동부(70)를 구비한다.
상기 PLC부(60)는 데이터신호가 인터페이싱된 교류 전원의 전력선 신호로부터 상기 데이터신호를 필터링함과 동시에 원하는 데이터신호 만을 받아들이고 전력이나 노이즈 신호를 제거하여 전원의 노이즈 발생을 최대한 억제할 수 있는 저역필터(LPF: Low Pass Filter)(61)와, 저역 필터(61)로부터 필터링된 신호를 증폭하는 증폭기(62)와, 증폭기(62)에서 증폭된 아날로그 신호를 디지털신호로 코드화하는 A/D 컨버터(63)와, A/D 컨버터(63)로부터 코드화된 전자기기(30: 도 2)의 고유번호 및 제어 데이터신호를 분석 처리하는 마이컴(64)과, 마이컴(64)에 의해 분석 처리된 고유번호 및 데이터신호를 출력할 수 있도록 데이터 통로를 형성시키는 버퍼(65)와, 릴레이부재(80)의 전원측 단자(85: 도 5)와 부하측 단자(86: 도 5)를 선택적으로 통전 또는 단전시킬 수 있도록 버퍼(65)에 의해 버퍼링된 고유번호 및 데이터신호를 릴레이부재(80)에 온/오프 펄스신호로 각각 공급하는 드라이버(66)로 구성된다.
상기 구동부(70)는 전력선으로부터 인가된 상용 교류 전원을 PLC부(60)와 릴레이부재(80)의 구동 전원에 대응되는 정전압으로 강하시키는 필터(71)와, 강하된 소정 전압을 정류하여 직류 전원으로 출력시키는 정류부(72)와, 정류부(72)에 의해 정류된 직류 전원을 정현파에 근접한 직류 신호로 출력시켜 PLC부(60)와 릴레이부재(80)에 각각 5V와 24V의 구동 전원을 공급하는 레귤레이터(73)로 구성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전력선 신호 제어부재(50)는 상술한 바와 같은 PLC부(60: 도 3)와 구동부(70: 도 3)가 탑재된 회로기판(67)이 설치되도록 상단이 개방된 PLC 프레임(68)을 구비하며, 릴레이부재(80: 도 5)와 전기적으로 연결되는 접속부(69)가 마련된다. 또한, 상기 PLC 프레임(68)에는 릴레이부재(80: 도 5)와 선택적으로 착탈될 수 있도록 걸림돌기(68a)가 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 릴레이부재(80)는 통상적으로 "래칭 릴레이(latching relay)"라고 칭하며, 플레밍의 왼손 법칙을 이용하여 전원과 부하를 선택적으로 통전 또는 단전시킴으로써 전자기기에 전원을 공급하거나 차단하기 위한 것으로서, PLC부(60: 도 3)의 드라이버(66)로부터 제공된 온/오프 펄스신호에 의해 소정 전류를 하측에서 상측으로 인가하는 개로용 코일(81)과, 상측에서 하측으로 인가하는 폐로용 코일(82)이 각각 상,하측에 연결되며 개로용 코일(81)과 폐로용 코일(82)에 선택적으로 인가된 전류에 의해 서로 반대되는 방향으로 전자력이 작용되도록 나선형으로 감긴 보빈코일(83)과, 보빈코일(83)에 작용되는 전자력에 의해 상,하방으로 위치 이동되도록 보빈코일(83)에 삽입된 바아형상의 가동자(84)와, 가동자(84)의 위치 이동에 의해 전원측 단자(85)와 부하측 단자(86)를 선택적으로 통전시키거나 단전시킬 수 있도록 가동자(84)에 설치된 아마튜어(87)를 구비한다.
또한, 상기 릴레이부재(80)는 전원측 단자(85)와 부하측 단자(86)의 통전 또는 단전 상태를 외부로 표시하여 전자기기의 구동 또는 구동 정지 상태를 사용자에게 인식시킬 수 있도록 가동자(84)의 위치 이동에 의해 선택적으로 접촉되는 파일럿부(90)를 구비한다.
상기 파일럿부(90)는 가동자(84)의 이동 경로 상에 설치된 파일럿 고정 접촉자(91)와, 가동자(84)가 이동됨에 따라 파일럿 고정 접촉자(91)와 선택적으로 접촉될 수 있도록 아마튜어(87)와 대응되게 가동자(84)에 설치된 파일럿 이동 접촉자(92)를 구비한다.
상기 파일럿부(90)는 통상적인 스위치 센서방식을 채용한 것으로서, 가동자(84)의 위치 이동에 따라 아마튜어(87)가 전원측 단자(85)와 부하측 단자(86)에 접지되는 경우, 파일럿 고정 접촉자(91)와 파일럿 이동 접촉자(92)가 떨어질 때 전자기기가 작동하고 있음을 LED 전구 등을 이용하여 외부로 표시한다. 반대로, 상기 파일럿부(90)는 가동자(84)의 위치 이동에 따라 아마튜어(87)가 전원측 단자(85)와 부하측 단자(86)로부터 떨어지는 경우, 파일럿 고정 접촉자(91)와 파일럿 이동 접촉자(92)가 서로 접촉될 때 전자기기의 작동이 정지되었음을 LED 전구 등을 이용하여 외부로 표시한다.
상기 릴레이부재(80)는 개로용 코일(81) 및 폐로용 코일(82)이 전력선 신호 제어부재(50)와 전기적으로 연결되도록 전력선 신호 제어부재(50)의 접속부(69)에 접속되는 컨넥터(93)를 구비한다(도 6 참조). 또한, 상기 릴레이부재(80)는 보빈코일(83), 가동자(84), 전원측 단자(85) 및 부하측 단자(86)가 설치되며, PLC 프레임(68)에 대해 선택적으로 착탈 가능하게 마련된 릴레이 프레임(94)을 구비한다. 상기 릴레이 프레임(94)은 PLC 프레임(68)이 착탈 가능하도록 PLC 프레임(68)에 마련된 걸림돌기(68a)가 탄성적으로 걸리는 걸림홈(95)이 형성된다(도 6 참조). 따라서. 도 6에 도시된 바와 같이, 전력선 신호 제어부재(50)와 릴레이부재(80)는 암수 결합식으로 착탈 가능하게 결합된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 전자기기(30) 중 선택된 어느 하나 또는 그 이상의 전자기기(30)에 전원을 공급하기 위해서는, 우선 원격 제어신호 송출수단(10)을 조작하여 선택된 전자기기(30)에 할당된 고유번호(ID)와 그 전자기기(30)의 온(On) 동작을 제어하기 위한 원격 제어신호를 중계수단(20)의 수신단자(21)로 송출시킨다.
이어서, 수신단자(21)는 전자기기(30)의 고유번호와 원격 제어신호를 수신하고, RS-232의 통신 포트를 통해 그 고유번호와 원격 제어신호를 홈 오토메이션 서버(22)로 전달한다.
다음, 상기 홈 오토메이션 서버(22)는 수신단자(21)로부터 수신된 어느 하나 또는 그 이상의 전자기기(30)의 고유번호를 기설정된 다수의 고유번호와 비교 판단하고, 그 고유번호에 대응하는 전자기기(30)의 온 동작을 제어하기 위한 제어신호를 인식한다.
이어서, 전력선 신호 전송수단(40)은 서버(22)에 의해 인식된 전자기기(30)의 고유번호와 고유번호에 대응되는 제어신호를 데이터신호로 변환하고, 그 데이터 신호를 상용 교류 전원의 전력선 신호와 인터페이싱한 다음, 통신용 전력선을 통해 전력선 신호 제어부재(50)로 전송한다.
다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전력선 신호 제어부재(50)의 PLC부(60)는 전력선 신호 전송수단(40)으로부터 전송된 데이터신호를 교류 전원의 전력선 신호로부터 아이솔레이션시켜 디지털신호로 변환하고, 전자기기의 고유번호와 그 고유번호에 대응되는 데이터신호를 분석 처리하여 릴레이부재(80)에 온 펄스신호를 공급한다.
부연 설명하면, 저역 필터(61)는 전력선 신호 전송수단(40)으로부터 전송된 데이터신호를 교류 전원의 전력선 신호로부터 필터링한다. 증폭기(62)는 저역 필터(61)로부터 필터링된 신호를 증폭한다. A/D 컨버터(63)는 아날로그 신호를 디지털신호로 코드화시킨다. 마이컴(64)은 A/D 컨버터(63)로부터 코드화된 전자기기(30)의 고유번호 및 데이터신호를 분석한다. 드라이버(66)는 릴레이부재(80)의 전원측 단자(85: 도 5)와 부하측 단자(86: 도 5)를 통전시킬 수 있도록 버퍼(65)에 의해 버퍼링된 고유번호 및 제어 데이터신호를 상기 릴레이부재(80)에 온 펄스신호로 공급한다.
이 때, 상기 PLC부(60)를 구동시키기 위한 구동 전원은 구동부(70)에 의해 상용 교류전원이 5V의 정전압으로 강하되어 공급된다.
부연 설명하면, 필터(71)는 전력선으로부터 인가된 교류 전원을 PLC부(60)의 구동 전원에 대응되는 소정 정전압으로 강하시킨다. 정류부(72)는 강하된 소정 전압을 정류하여 직류 전원으로 출력시킨다. 레귤레이터(73)는 정류부(72)에 의해 정류된 직류 전원을 정현파에 근접한 직류 신호로 출력시켜 PLC부(60)에 5V의 구동 전원을 공급시킨다.
이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 릴레이부재(80)의 개로용 코일(81)은 전력선 신호 제어부재(50)로부터 제공된 온 펄스신호에 의해 +24V의 전류를 인가받게 되고, 폐로용 코일(82)은 -24V의 전류를 인가 받는다. 즉, 상기 개로용 코일(81) 및 폐로용 코일(82)로 인가된 전류는 보빈코일(83)의 하측에서 상측으로 흐르게 된다. 그러면, 보빈코일(83)은 소정 전자력이 발생되고, 가동자(84)는 플레밍의 왼손법칙에 의거하여 하측으로 이동된다. 상기 가동자(84)가 하측으로 위치 이동됨에 따라 아마튜어(87)는 전원측 단자(85)와 부하측 단자(86)와 접지된다. 따라서, 상기 전원측 단자(85) 및 부하측 단자(86)는 전기적으로 통전되고, 이에 따라 전자기기(30:도 2)는 전원을 인가 받아 작동하게 된다.
이 때, 상기 파일럿부(90)는 가동자(84)가 하측으로 위치 이동됨에 따라 파일럿 고정 접촉자(91)와 파일럿 이동 접촉자(92)가 떨어지게 됨으로써, 전자기기가 작동되고 있음을 외부로 표시한다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 릴레이부재(80)를 구동시키기 위한 구동 전원은 구동부(70)에 의해 상용 교류 전원이 24V의 정전압으로 강하되어 공급된 다.
부연 설명하면, 필터(71)는 전력선으로부터 인가된 교류 전원을 릴레이부재(80)의 구동 전원에 대응되는 소정 정전압으로 강하시킨다. 정류부(72)는 강하된 소정 전압을 정류하여 직류 전원으로 출력시킨다. 레귤레이터(73)는 정류부(72)에 의해 정류된 직류 전원을 정현파에 근접한 직류 신호로 출력시켜 릴레이부재(80)에 24V의 구동 전원을 공급시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 전자기기(30) 중 선택된 어느 하나 또는 그 이상의 전자기기(30)에 공급되는 전원을 차단하기 위해서는, 우선 원격 제어신호 송출수단(10)을 조작하여 선택된 전자기기(30)에 할당된 고유번호(ID)와 그 전자기기(30)의 오프(Off) 동작을 제어하기 위한 원격 제어신호를 중계수단(20)의 수신단자(21)로 송출시킨다.
이어서, 수신단자(21)는 전자기기(30)의 고유번호와 원격 제어신호를 수신하고, RS-232의 통신 포트를 통해 그 고유번호와 원격 제어신호를 홈 오토메이션 서버(22)로 전달한다.
다음, 상기 서버(22)는 수신단자(21)로부터 수신된 어느 하나 또는 그 이상의 전자기기(30)의 고유번호를 기설정된 다수의 고유번호와 비교 판단하고, 그 고유번호에 대응하는 전자기기(30)의 오프 동작을 제어하기 위한 제어신호를 인식한다.
이어서, 전력선 신호 전송수단(40)은 서버(22)에 의해 인식된 전자기기(30)의 고유번호와 고유번호에 대응되는 제어신호를 데이터신호로 변환하고, 그 데이터 신호를 상용 교류 전원의 전력선 신호와 인터페이싱한 다음, 통신용 전력선을 통해 전력선 신호 제어부재(50)로 전송한다.
다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전력선 신호 제어부재(50)의 PLC부(60)는 전력선 신호 전송수단(40)으로부터 전송된 데이터신호를 교류 전원의 전력선 신호로부터 아이솔레이션시켜 디지털신호로 변환하고, 전자기기의 고유번호 그 고유번호에 대응되는 데이터신호를 분석 처리하여 릴레이부재(80)에 오프 펄스신호를 공급한다.
부연 설명하면, 저역 필터(61)는 전력선 신호 전송수단(40)으로부터 전송된 데이터신호를 교류 전원의 전력선 신호로부터 필터링한다. 증폭기(62)는 저역 필터(61)로부터 필터링된 신호를 증폭한다. A/D 컨버터(63)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 코드화시킨다. 마이컴(64)은 A/D 컨버터(63)에 의해 코드화된 전자기기(30)의 고유번호 및 데이터신호를 분석 처리한다. 드라이버(66)는 릴레이부재(80)의 전원측 단자(85: 도 5)와 부하측 단자(86: 도 5)를 단전시킬 수 있도록 버퍼(65)에 의해 버퍼링된 고유번호 및 데이터신호를 상기 릴레이부재(80)에 오프 펄스신호로 공급한다.
이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 릴레이부재(80)의 개로용 코일(81)은 전력선 신호 제어부재(50)로부터 제공된 오프 펄스신호에 의해 -24V의 전류를 인가받게 되고, 폐로용 코일(82)은 +24V의 전류를 인가 받는다. 즉, 상기 개로용 코일(81) 및 폐로용 코일(82)로 인가된 전류는 보빈코일(83)의 상측에서 하측으로 흐르게 된다. 그러면, 보빈코일(83)은 소정 전자력이 발생되고, 가동자(84)는 플레밍의 왼손 법칙에 의거하여 상측으로 이동된다. 상기 가동자(84)가 상측으로 위치 이동됨에 따라 아마튜어(87)는 전원측 단자(85) 및 부하측 단자(86)로부터 떨어지게 된다. 따라서, 상기 전원측 단자(85)와 부하측 단자(86)는 전기적으로 단전되고, 이에 따라 전자기기(30:도 2)는 전원의 공급이 차단되어 작동이 정지된다.
이 때, 상기 파일럿부(90)는 가동자(84)가 상측으로 위치 이동됨에 따라 파일럿 고정 접촉자(91)와 파일럿 이동 접촉자(92)가 접촉됨으로써, 전자기기의 작동이 정지되었음을 외부로 표시한다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 사용된 용어들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미의 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치는, 전력선 신호 제어부재와 릴레이부재가 착탈식으로 결합되어 전자기기에 내장되는 구조를 가지므로, 전자기기에 설치하기가 간단하여 생산성이 향상될 뿐만 아니라, 제조 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 다수의 전자기기 중 선택된 어느 하나 또는 그 이상의 전자기기를 원격지에서 제어하여 온/오프시키기 위해, 소정 원격 제어신호 송출수단에 의해 송출된 원격 제어신호와 상기 원격 제어신호에 대응되는 전자기기의 고유번호를 인식하는 중계수단;
    상기 중계수단에 의해 인식된 전자기기의 고유번호와 원격 제어신호를 소정 데이터신호로 변환하고, 상기 변환된 데이터신호를 상용 교류 전원의 전력선 신호와 인터페이싱하여 전송하는 전력선 신호 전송수단;
    상기 전력선 신호 전송수단에 의해 전송된 데이터신호를 상기 교류 전원의 전력선 신호로부터 아이솔레이션시켜 디지털신호로 변환하는 PLC부를 가진 전력선신호 제어부재; 및
    상기 전력선 신호 제어부재에 의해 제어되어 전원측 단자와 부하측 단자를 선택적으로 통전 또는 단전시켜 상기 전자기기로 공급되는 전원을 제어할 수 있도록 상기 전력선 신호 제어부재와 일체로 마련되어 상기 전자기기에 내장되며, 상기 PLC부와 컨텍터로 연결된 릴레이부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력선 신호 제어부재와 릴레이부재는 암수 결합식으로 상호 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전력선 신호 제어부재는:
    상기 PLC부와 릴레이부재를 구동시키기 위해, 전력선에 의해 공급되는 교류 전원을 필터링하고 정류하여 5V와 24V의 정전압을 PLC부와 릴레이부재에 각각 공급시키는 구동부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전원공급제어장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동부는:
    상기 전력선으로부터 인가된 교류 전원을 상기 PLC부와 릴레이부재의 구동 전원에 대응되는 정전압으로 강하시키는 필터;
    강하된 소정 전압을 정류하여 직류 전원으로 출력시키는 정류부; 및
    상기 정류부에 의해 정류된 직류 전원을 정현파에 근접한 직류 신호로 출력시켜 상기 PLC부와 릴레이부재에 각각 5V와 24V의 구동 전원을 공급하는 레귤레이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 PLC부는:
    상기 전력선 신호 전송수단으로부터 전송된 데이터신호가 인터페이싱된 상기 교류 전원의 전력선 신호로부터 상기 데이터신호를 필터링하는 저역필터(LPF: Low Pass Filter);
    상기 저역필터로부터 필터링된 신호를 증폭하는 증폭기;
    상기 증폭기에서 증폭된 아날로그 신호를 디지털신호로 코드화하는 A/D 컨버터;
    상기 A/D 컨버터로부터 코드화된 전자기기의 고유번호 및 제어 데이터신호를 분석 처리하는 마이컴;
    상기 마이컴에 의해 분석 처리된 고유번호 및 제어 데이터신호를 출력할 수 있도록 데이터 통로를 형성시키는 버퍼; 및
    상기 릴레이부재의 전원측 단자와 부하측 단자를 선택적으로 통전 또는 단전시킬 수 있도록 상기 버퍼에 의해 버퍼링된 고유번호 및 제어 데이터신호를 온/오프 펄스신호로 공급하는 드라이버를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 릴레이부재는:
    상기 PLC부의 드라이버로부터 제공된 온/오프 펄스신호에 의해 소정 전류를 하측에서 상측으로 인가하는 개로용 코일과, 상측에서 하측으로 인가하는 폐로용 코일이 각각 상,하측에 연결되며, 상기 개로용 코일과 폐로용 코일에 선택적으로 인가된 전류에 의해 서로 반대되는 방향으로 전자력이 작용되도록 나선형으로 감긴 보빈코일;
    상기 보빈코일에 작용되는 전자력에 의해 상,하방으로 위치 이동되도록 상기 보빈코일에 삽입된 바아형상의 가동자; 및
    상기 가동자의 위치 이동에 의해 전원측 단자와 부하측 단자를 선택적으로 통전시키거나 단전시킬 수 있도록 상기 가동자에 설치된 아마튜어를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 릴레이부재는:
    상기 전원측 단자와 부하측 단자의 통전 또는 단전 상태를 외부로 표시할 수 있도록 상기 가동자의 이동에 의해 선택적으로 접촉되는 파일럿부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 파일럿부는:
    상기 가동자의 이동 경로 상에 설치된 파일럿 고정 접촉자; 및
    상기 가동자가 이동됨에 따라 상기 파일럿 고정 접촉자와 선택적으로 접촉될 수 있도록 상기 아마튜어와 대응되게 상기 가동자에 설치된 파일럿 이동 접촉자를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전원공급 제어장치.
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