KR100566522B1

KR100566522B1 - 전자파 차폐장치

Info

Publication number: KR100566522B1
Application number: KR1020020005071A
Authority: KR
Inventors: 김두상
Original assignee: (주)해피의료기
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2006-03-31
Also published as: CN1436040A; KR20030064972A; CN1235460C; JP2003304091A; US20030141950A1; US6982857B2

Abstract

본 발명에 따른 전자파 차폐장치는, 전원을 공급하는 AC 콘센트의 접속단자에 접속되는 플러그를 가지는 AC 전원부; 상기 AC 전원부의 플러그와 연결된 접접과 릴레이의 접점이 접속 또는 단락되도록 작동되는 릴레이부; 상기 릴레이부를 통하여 전달되어진 AC 전압을 드롭 및 분배시키는 접지검출부; 상기 릴레이부 및 상기 접지검출부와 연결되어, 상기 접지검출부로부터 읽어들인 제1전압값을 저장한 후, 상기 릴레이부의 접점을 절환시키고 상기 접지검출부로부터 제2전압값을 읽어, 상기 두 전압값을 비교하여 전압값이 낮은 쪽으로 상기 릴레이부의 접점을 절환시키는 중앙처리장치 및 상기 릴레이부 및 상기 접지검출부와 연결되어, 상기 AC 콘센트의 접속단자 가운데 접지되어 있는 쪽을 차폐재에 접속시켜 접지시키는 차폐재접지부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

전자파 차폐장치{SHIELD DEVICE FOR ELECTROMAGNETIC WAVE}

도 1은 본 발명에 따른 전자파 차폐장치의 개략적인 블럭도,

도 2는 본 발명에 따른 전자파 차폐장치의 상세한 회로도이다.

*도면의 주요부위에 대한 부호의 설명*

10 : AC 전원부 20 : 릴레이부

30 : 중앙처리장치 40 : 차폐재

50 : 접지검출부 60 : 전기 온열장치

본 발명은 전기를 사용하는 각종 기계, 기구들로부터 방출되는 전자파를 자동으로 차단하는 전자파 차폐장치에 관한 것으로서, 특히 AC 콘센트의 접속단자 가운데 접지되어 있는 쪽을 자동으로 검출하여 상기 검출된 쪽으로 전자파를 흡수하고 있는 차폐재를 접속시킴으로써, 인체에 유해한 전자파를 접지되어 있는 접속단자로 흘려 자동으로 전자파를 차단할 수 있도록 한 전자파 차폐장치에 관한 것이다.

전자파는 전기의 사용으로 발생되는 에너지의 형태로서 전계(電界)와 자계( 磁界)의 합성파이면서, 물리학적으로 볼 때 물질이 아닌 에너지로서 온도나 질량도 없을 뿐만 아니라 눈에 보이지도 않는다. 그러나, 전자파가 인체에 유해하다는 근거는 예를 들어 세포막을 통과하는 나트륨·칼륨 이온의 분포변화 또는 인체내 호르몬인 멜라토닌 분비량의 감소 및 체열의 상승 등을 들 수 있다. 또 세계보건기구(WHO)의 조사에 의하면 일반 가정에서 사용되는 가전제품의 전원인 AC 전원(가정용 전원 주파수 60Hz)에 의하여 발생되는 전자파 즉, 극저주파(0~1000Hz)와 저주파(1~500KHz)는 전계(電界)와 자계(磁界)가 발생되어 인체가 장기간 노출되면 체온과 생체리듬의 변화를 가져와 신체가 허약해져 질병을 얻게되는 문제점을 밝히고 있다.

그러므로 전기를 사용하는 각종 기계, 기구들에서 발생되는 전자파로부터 인체를 보호 받아야 한다. 특히, 신체에 접촉되어 사용되는 전기장판 또는 전기담요 등과 같은 전기 온열장치 뿐만 아니라, 요즘과 같이 건강과 관련된 제품에 대한 수요가 급속히 증가되고 있는 시점에서 관심을 모으고 있는 온열허리밴드, 온열조끼 및 온열방석 등과 같은 건강보조기구에 있어서도 전자파의 차단은 중요한 문제로 대두되고 있는 실정이다.

종래의 온열장치에 있어서, 내장된 온열선에 전원이 공급되면, 온열선 주위에 전자파가 발생하기 때문에, 상기 전자파를 차폐시키기 위해서는 차폐재를 사용하여 온열선 주위나 상하 또는 온열선을 감싸도록 하고 있다. 하지만, 이 차폐재는 접지선을 통하여 전자파를 흘려보내지 않으면, 많은 전자파가 차폐재를 투과하여 인체에 직접 영향을 끼치게 되므로 유해한 결과를 초래하게 된다.

종래의 전기기기의 접지장치가 일본국 등록실용신안공보 제3016977호에 개시되어 있다. 상기 접지장치에 따르면, 전기기기에 동작전원으로서 입력되는 교류전원으로부터 접지점을 검출하고, 이 접지점에 전기기기를 접지시켜 전기기기로부터 전자파가 누설되는 것을 차단하도록 되어 있다. 하지만, 상기 장치는 가상접지부를 설정하고, 전원라인으로부터 가상접지부에 흐르는 전류를 검출하여, 전류가 흐르지 않는 전원라인에 가상접지부를 연결하여 접지시키므로, 상기 가상접지부를 접지시키기 위하여 접지검출부가 필요하게 되는데, 이러한 접지검출부의 구성은 상당히 복잡하고 이에 따라 비용도 많이 든다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 전원을 공급하는 AC 콘센트의 접속단자 가운데 접지되어 있는 쪽을 자동으로 검출하고, 상기 검출된 쪽으로 전기 온열장치 등에 배치되어 있는 전자파를 흡수 및 차단하는 차폐재를 접속시킴으로써, 인체에 유해한 전자파를 완전히 차단시킬 수 있도록 하는 전자파 차폐장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 전자파를 차단하기 위한 검출수단인 회로를 별도로 구성하지 않고 각종 전기 기계 및 기구들의 작동을 제어하는 회로부에 함께 내장시켜 전원이 공급되어 전기 기계 및 기구가 작동됨과 동시에 작동되어 전자파를 자동으로 차단할 수 있도록 하는 그 구성이 간단한 전자파 차폐장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 전자파 차폐장치는,
전기 온열장치에 배치되어 전자파를 차단시킬 수 있도록 하는 전자파 차폐장치에 있어서, 전원을 공급하며 접속단자(AC1,AC2)중 하나가 접지되어 있는 AC 콘센트의 상기 접속단자(AC1,AC2)에 접속되는 플러그를 가지는 AC 전원부; 상기 AC 전원부의 플러그와 연결되는 두 접점과 릴레이를 포함하여 상기 릴레이의 접점이 상기 두 접점과 교대로 접속하도록 작동시키는 릴레이부; 상기 플러그(11,12)가 AC 콘센트의 접속단자(AC1,AC2)와 접속시 상기 릴레이의 접점이 상기 두 접점중 하나와 접속하도록 상기 릴레이부를 작동시키며 상기 접점으로부터 검출되는 두 접점의 전압값을 비교하는 중앙처리장치(CPU); 상기 릴레이부와 상기 중앙처리장치의 사이에 연결되어 상기 릴레이의 접점으로 부터 검출되는 AC 전압을 중안처리장치에서 처리 가능하도록 전압강하하고 분배하여 상기 중앙처리장치로 입력시키는 접지검출부; 상기 전기 온열장치의 내부에서 발생한 전자기장의 영향이 외부에 미치지 않도록 하는 전자파를 흡수하는 차폐제; 상기 차폐제를 상기 릴레이의 접점과 전기적으로 접속시키는 차폐재접지부; 및 상기 릴레이의 접점과 연결된 제 1노드(N1)와 상기 차폐재접지부 사이에 병렬로 연결되는 제 1콘덴서와 제 2콘덴서를 포함하여 이루어지며,
상기 중앙처리장치는 상기 플러그를 가정용 AC 콘센트의 접속단자(AC1, AC2)에 접속시킴과 동시에, 상기 접지검출부로부터 전압을 입력하여 두 접점중 하나의 전압에 대응하는 제1전압값으로 저장한 후, 상기 릴레이부를 작동시켜 상기 릴레이의 접점을 다른 하나의 접점으로 접속시키고 상기 접지검출부로부터 전압을 입력하여 두 접점중 다른 하나의 전압에 대응하는 제2전압값을 읽어, 상기 두 전압값을 비교함으로써, 상기 전압값이 낮은 접점으로 상기 릴레이의 접점이 접속하도록 상기 릴레이부를 작동시킴으로써, 상기 차폐재접지부가 AC 콘센트의 접속단자(AC1, AC2)중 접지되어 있는 단자에 접속되도록 하고, 상기 차폐재는 금속판 또는 도전성 직물을 포함하며, 상기 중앙처리장치에 사인파 입력이 가능하도록 하는 클램프 회로인 상기 접지검출부는: 상기 제 1노드(N1)와 상기 제 2노드(N2) 사이에 연결되는 제 1저항; 상기 제 2노드(N2)와 접지 사이에 병렬로 연결되는 제 2저항, 제 3콘덴서 및 제 1다이오드; 및 상기 제 2노드(N2)와 전원전압(Vcc) 사이에 연결되는 제 2다이오드;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자파 차폐장치의 개략적인 블럭도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, AC 전원부(10)는 접속단자(AC1, AC2)로 전원을 공급하는 일반적인 가정용 콘센트를 나타낸다. AC 전원부(10)는 전원을 공급 및 차단하는 릴레이부(20)와 전기 온열장치(60)에 연결되어 있으며, 상기 릴레이부(20)는 중앙처리장치(CPU; 30)와 연결되어 콘센트의 접속단자(AC1, AC2) 가운데 접지되어 있는 쪽을 찾기 위한 기능을 한다.

상기 릴레이부(20)와 상기 중앙처리장치(30)에는 접지검출부(50)가 연결되어 있다. 상기 접지검출부(50)는 AC 전원부(10)로부터 공급된 AC 전압을 드롭시킨 후, 저항을 통하여 전압을 분배시킴으로써, 상기 AC 전압을 중앙처리장치(30)에서 읽어들일 수 있는 적정의 전압으로 낮추는 역할을 한다.

또한, 상기 접지검출부(50) 및 상기 릴레이부(20)에는 차폐재(40)가 연결된다. 더욱 상세하게는 상기 차폐재(40)는 전기 온열장치(6) 내에 배치되며 첨부된 도 2에서와 같이 차폐재접지부(41)를 통해 상기 접지검출부(50) 및 상기 릴레이부(20)에 접속되어 전자파를 흡수함과 동시에 접속단자(AC1) 또는 접속단자( AC2) 중 접지된 쪽으로 전자파를 흘려보내어 인체로 전자파가 전달될 수 없도록 차단하는 접지 기능을 한다.

도 2는 본 발명에 따른 전자파 차폐장치의 회로도를 도시한 것이다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 전자파 차폐장치의 일 실시예를 상세히 설명한다.

도 2를 참조하면, 상기 릴레이의 접점(21)과 연결된 제 1노드(N1)와 상기 차폐재접지부(41) 사이에는 콘덴서(42)와 콘덴서(43)가 병렬로 연결된다.
상기 접지검출부(50)는 상기 제 1노드(N1)와 상기 제 2노드(N2) 사이에 연결되는 저항(51), 상기 제 2노드(N2)와 접지 사이에 병렬로 연결되는 저항(53), 콘덴서(52) 및 다이오드(54) 및 상기 제 2노드(N2)와 전원전압(Vcc) 사이에 연결되는 다이오드(55)를 포함하여 이루어진다.
일반적인 가정용 AC 콘센트의 접속단자(AC1, AC2)는 어느 쪽이든 간에 접지가 되어 있다는 것은 주지된 사실이다. 본 발명은 이 점에 착안하여, 전자파 차폐장치 및 전기 온열장치(60)의 플러그(11, 12)를 가정용 AC 콘센트의 접속단자(AC1, AC2)에 꼽는 순간, 상기 AC 콘센트의 접속단자(AC1, AC2) 가운데 접지되어 있는 쪽을 검출하여 그 쪽으로 전자파를 흘려줌으로써 유해한 전자파를 차폐시키는 것을 목적으로 한다.

도 2에서는, 릴레이 접점(21)을 콘덴서(42, 43)와 병렬로 연결시키고, 전기 온열장치(60) 등의 내부에 쉴드되어 있는 차폐재(40)(동판 등)에 차폐재접지부(41)를 접속시킴으로써, 전기 온열장치(60)의 열선(미도시됨) 등에서 발생되는 전자파 를 AC 콘센트의 접속단자(AC1, AC2) 가운데 접지되어 있는 쪽으로 흘려주어 전자파를 차폐시키는 구조로 되어 있다.

AC 콘센트의 접속단자(AC1, AC2) 가운데 접지되어 있는 쪽의 AC 전압은 접지를 통하여 미약한 전류가 땅으로 스며들기 때문에, 미세하나마 접지가 되어 있지 않은 쪽보다 AC 전압이 낮다. 실제로 본 발명에 따른 접지검출부(50)를 사용하여 전압강하 및 전압분배가 이루어진 후, 중앙처리장치(30)로 읽어들인 전압값을 측정한 결과, 전압이 높은 쪽(접지되어 있지 않은 쪽)은 3.0V, 전압이 낮은 쪽(접지되어 있는 쪽)은 2.6V로 나타났다.

이러한 원리를 이용하여, 중앙처리장치(30)에서 명령을 내려 릴레이의 접점(21)을 접점(22)에 연결시키면, 접지검출부(50)의 저항(51)을 통하여 AC 전압이 드롭되고, 저항(53)을 통하여 전압분배가 이루어져 약 3V의 전압이 만들어지며, 이 제1전압값을 중앙처리장치(30)가 읽은 후 저장시킨다. 이때, 접지검출부(50)의 콘덴서(52)는 중앙처리장치(30)가 읽어들일 수 있는 전압값으로 낮추어주는 역할을 하며, 다이오드(54, 55)는 AC 파형이 사인파이므로 중앙처리장치(30)에 사인파 입력이 가능하도록 하는 클램프 회로를 구성한다.

그 후, 다시 릴레이의 접점(21)을 접점(23)에 연결시켜, 상기와 같은 순서로 상기 중앙처리장치(30)에서 제2전압값을 읽어들인다. 그리하여, 먼저 저장된 제1전압값과 차기 제2전압값을 비교한 후 상기 중앙처리장치(30)는 전압값이 낮은 쪽으로 릴레이의 접점(21)을 연결하도록 명령을 내리게 된다.

상기 중앙처리장치(30)에 의하여 최종적으로 도 2에서와 같이 릴레이 접점(21)이 전압값이 낮은 쪽으로 판정되어 접점(23)에 접촉되면, 전기 온열장치(60)에 배치된 차폐재(40)에 흡수되는 전자파는 차폐재접지부(41), 릴레이 접점(21), 접점(23), 플러그(11) 및 접속단자(AC1)를 통해 전자파를 흘러보내 인체로 전자파가 전달되지 않도록 차단하게 된다.

상기 설명에 있어서, 차폐재(40)는 동판으로 설명하였으나 이에 한정하지 않으며, 전자파를 흡수 및 차단할 수 있는 도체(導體)인 금속판은 모두 적용할 수 있고, 더불어 금, 은, 동, 니켈 등을 가는 금속선(극세사) 또는 분말로 형성한 후 섬유와 함께 직조하여 직물을 만들거나 섬유 표면에 얇은 피막형태로 화학 결합한 도전성 직물도 가능하다.

또한, 본 발명의 전자파 차폐장치는 전기 온열장치(60) 뿐만 아니라 인체와 접촉되는 각종 전기 기기 및 기구에 모두 적용되어 전자파를 자동으로 차단할 수 있음을 밝혀둔다.

지금까지는 본 발명의 특정 실시예에 대하여만 기술하였지만, 본 기술분야의 당업자에게는 다양한 변형 및 수정이 가능하다는 것은 명백한 일이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자파 차폐장치는 AC 콘센트의 접속단자 가운데 접지되어 있는 쪽을 자동으로 검출하여, 전기 온열장치 등의 차폐재와 접속시킴으로써 인체에 유해한 전자파를 완전히 차단시킬 수 있다.

Claims

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전기 온열장치에 배치되어 전자파를 차단시킬 수 있도록 하는 전자파 차폐장치에 있어서,

전원을 공급하며 접속단자(AC1,AC2)중 하나가 접지되어 있는 AC 콘센트의 상기 접속단자(AC1,AC2)에 접속되는 플러그(11,12)를 가지는 AC 전원부(10);

상기 AC 전원부(10)의 플러그(11,12)와 연결되는 두 접점(22,23)과 릴레이를 포함하여 상기 릴레이의 접점(21)이 상기 두 접점과 교대로 접속하도록 작동시키는 릴레이부(20);

상기 플러그(11,12)가 AC 콘센트의 접속단자(AC1,AC2)와 접속시 상기 릴레이의 접점(21)이 상기 두 접점(22,23)중 하나와 접속하도록 상기 릴레이부를 작동시키며 상기 접점으로부터 검출되는 두 접점(22,23)의 전압값을 비교하는 중앙처리장치(CPU; 30);

상기 릴레이부와 상기 중앙처리장치의 사이에 연결되어 상기 릴레이의 접점(21)으로 부터 검출되는 AC 전압을 중안처리장치에서 처리 가능하도록 전압강하하고 분배하여 상기 중앙처리장치로 입력시키는 접지검출부(50);

상기 전기 온열장치의 내부에서 발생한 전자기장의 영향이 외부에 미치지 않도록 하는 전자파를 흡수하는 차폐제(40);

상기 차폐제를 상기 릴레이의 접점(21)과 전기적으로 접속시키는 차폐재접지부(41); 및

상기 릴레이의 접점(21)과 연결된 제 1노드(N1)와 상기 차폐재접지부(41) 사이에 병렬로 연결되는 제 1콘덴서(42)와 제 2콘덴서(43)를 포함하여 이루어지며,

상기 중앙처리장치는 상기 플러그(11, 12)를 가정용 AC 콘센트의 접속단자(AC1, AC2)에 접속시킴과 동시에, 상기 접지검출부(50)로부터 전압을 입력하여 두 접점(22,23)중 하나의 전압에 대응하는 제1전압값으로 저장한 후, 상기 릴레이부를 작동시켜 상기 릴레이(20)의 접점을 다른 하나의 접점으로 접속시키고 상기 접지검출부(50)로부터 전압을 입력하여 두 접점(22,23)중 다른 하나의 전압에 대응하는 제2전압값을 읽어, 상기 두 전압값을 비교함으로써, 상기 전압값이 낮은 접점으로 상기 릴레이(20)의 접점이 접속하도록 상기 릴레이부를 작동시킴으로써, 상기 차폐재접지부(41)가 AC 콘센트의 접속단자(AC1, AC2)중 접지되어 있는 단자에 접속되도록 하고, 상기 차폐재(40)는 금속판 또는 도전성 직물을 포함하며,

상기 중앙처리장치(30)에 사인파 입력이 가능하도록 하는 클램프 회로인 상기 접지검출부(50)는:

상기 제 1노드(N1)와 상기 제 2노드(N2) 사이에 연결되는 제 1저항(51);

상기 제 2노드(N2)와 접지 사이에 병렬로 연결되는 제 2저항(53), 제 3콘덴서(52) 및 제 1다이오드(54); 및

상기 제 2노드(N2)와 전원전압(Vcc) 사이에 연결되는 제 2다이오드(55);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐장치.