KR100716016B1 - 전자식 벽 스위치기용 전원회로 - Google Patents

전자식 벽 스위치기용 전원회로 Download PDF

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Abstract

전자식 벽 스위치기용 전원회로에 대하여 개시한다. 개시된 본 발명은 전자식 벽 스위치기 내부의 전자회로 구동용 전원회로에 관한 것으로 스위치기에서 필요로 하는 충분한 전류를 공급해 줄 수 있는 전자식 벽 스위치기용 전원회로에 관한 것이다. 최근 전자식 벽 스위치기의 기능이 전등 스위치기능에 추가하여 방범기능, 시계기능, 리모콘기능, 방안온도 조절기능등 다양화되고 있고, 스위치기 내부의 전류수요가 수십 mA 이상으로 증대되고 있어 대전류 공급이 가능한 경쟁력있는 전원공급 회로가 요구되고 있다. 또한, 벽 스위치기 내부의 공간이 협소하여 성스페이스 특성도 요구된다. 본 발명에 의한 전자식 스위치기용 전원회로를 사용하면 성스페이스가 가능하고 대전류 공급이 가능할 뿐 아니라 코스트와 품질경쟁력까지 함께 갖추고 있어 결과적으로 전자식 벽 스위치기의 경쟁력을 크게 향상시키는 효과가 있다.

Description

전자식 벽 스위치기용 전원회로{ Power Supply Circuit for the Wall mounted Electronic Switch }
도 1 은 기계식 벽 스위치기.
도 2 는 종래의 전원회로를 사용한 전자식 벽 스위치기의 일 실시예를 나타내는 도면.
도 3 은 본 발명에 의한 전자식 벽 스위치기용 전원회로를 사용한 전자식 벽 스위치기의 일 실시예를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
AC ; 교류전원
LAMP ; 전등
OUT ; 스위치 출력단자
IN ; 스위치 입력단자
1 ; 전원 회로블럭
2 : LCD 구동회로블럭
U1 ; 제어마이콤
TRC1 ; 트라이악
R1∼R5 ; 제 1 ∼ 제 5 저항
C1∼C4 ; 제 1 ∼ 제 4 콘덴서
D1∼D3 ; 제 1 ∼ 제 3 다이오드
D4∼D5 ; 제 4 ∼ 제 5 (제너)다이오드
Q1 ; 제 1 트란지스터
SW1 ; 터치 스위치
VDD ; 제어마이콤 직류전원 입력단자
VSS ; 제어마이콤 접지단자
O1 ; 제어마이콤 트라이악 온.오프 제어 출력단자
I1 ; 제어마이콤 온.오프 스위치 입력단자
본 발명은 "전자식 벽 스위치기용 전원회로"에 관한 것으로서 전자식 벽 스위치기 내부의 전자회로 구동용 전원의 성스페이스화 대전류화 저원가 실현 (Low Cost 화) 고품질화가 가능하도록 하는 전원회로에 관한 것이다. 벽 스위치선은 도 1 에서와 같이 교류전원 공급선중 1 선만 왔다가 온(ON)·오프(OFF)되어 돌아가기 때문에 전자식 벽 스위치의 내부 구동용 전원을 얻기 위하여는 도 2 에서와 같이 별도의 전원 인출용 트랜스를 사용하였다. 그런데, 부하(Lamp)가 20W 정도 경부하일 경우 트랜스 [T1] 2 차에서 얻을 수 있는 전류는 수 mA 에 불과하였으며 이것을 수십 mA 이상으로 끌어 올리기 위해서는 트랜스 [T1]의 크기가 매우 커져야 하기 때문에 대전류를 필요로 하는 스위치기의 전원으로 사용하기 힘들었다. 또한, 도 2 와 같은 종래의 전원회로는 부하(Lamp)의 변동에 따른 전원전압의 변동이 심하여 품질이 불안하고 트랜스를 사용해야 하기 때문에 부피는 커지고 원가는 상대적으로 높았다.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 램프부하 20W의 경부하에서도 벽 스위치선 1 선에서 직류 5V, 30mA 이상의 고전력까지 안정적으로 공급할 수 있는 전원회로를 제공함에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, "전자식 벽 스위치기용 전원회로"의 특징은 부하 [Lamp]가 온(ON) 되었을 때 부하전류의 상당부분 (30∼40%)을 회로구동용 전원으로 사용하는 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명에 의한 "전자식 벽 스위치기용 전원회로"를 사용하면 전원 인출용 별도의 트랜스 없이 부하 [Lamp]전류의 상당 부분을 회로구동용 전원으로 사용하기 때문에 그 구성이 간단하여 공간 이용 효율이 좋고, 전원 품질이 안정적이며 가격경쟁력도 우수하다.
이하 본 발명에 따른 "전자식 벽 스위치기용 전원회로"의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 은 기계식 벽 스위치기의 회로구성예이다. 도 2 는 종래의 전원회로를 사용한 전자식 벽 스위치기의 실시예로 회로구동 전원의 전력이 5V, 5mA 정도로 매우 낮기 때문에 LCD 백.라이트까지 사용해야 하는 5V, 30mA 이상이 요구되는 다기능 스위치기에는 사용이 곤란하다. 도 3 과 같이 구성된 본 발명에 따른 "전자식 벽 스위치기용 전원회로"를 사용한 스위치기의 회로 구성예를 참조하여 그 동작 원리를 설명한다. 도 3 에서 전등 [Lamp]을 온(ON)·오프(OFF)하는 스위치 소자는 트라이악 [TRC1]고 온·오프 제어는 제어마이콤 [U1]이 스위치 입력 [SW1] 신호를 받아 수행한다. 제어마이콤 [U1] 및 기타 LCD 구동회로 블록 [2]등에 공급되는 전원은 제 2 콘덴서 [C2]에 충전된 전하 [또는 전원]가 제 2 저항[R2]을 통하여 공급되기 때문에 어떻게 하여 제 2 콘덴서 [C2]에 많은 전원을 충전할 것인가의 회로구성이다.
우선 트라이악 [TRC1]이 오프되어 있을 때의 제 2 콘덴서 [C2]에의 충전은 교류[AC] 입력 [IN] 단자가 출력[OUT] 단자보다 높을 때 이루어지며 그 충전 경로 [Path]는
Figure 112006504061871-pat00001
와 같이 된다. 이때 C1 에도 충전이 이루어지게 되어 다음 반파기간 [출력단자 전압이 입력단자 전압보다 높을 때]에 방전하게 되는데 이때의 C1 전하 방전 경로는
Figure 112006504061871-pat00002
와 같이 되어 제 2 콘덴서 [C2]의 전원을 반파기간만 공급된다. 전등 스위치 소자 [TRC1]가 온(ON)되면 상기 입력(IN)단자와 출력(OUT)단자가 단락 (Short)되는 것이나 다름없기 때문에 상기와 같은 전류경로로 제 2 콘덴서[C2]에 전류 [또는 전하]를 공급할 수 없기 때문에 입력 [IN]단자와 트라이악 [TRC1] 사이에 제 1 코일 [L1]과 제 3 다이오드[D3]를 추가 구성하였다. 부하[Lamp] 온[ON] 되었을 때의 부하전류중 상당부분은 제 2 콘덴서 [C2]의 충전전류로 사용하고 부하전류중 나머지 전류는 제 1 코일[L1] 으로 흐르게 하기 위함이다. 부하 온[ON]하였을 때에는 출력[OUT]단자 전압이 입력[IN] 단자 전압보다 높을 때 제 2 콘덴서[C2] 충전이 이루어지며 이때의 충전경로는
Figure 112006504061871-pat00003
와 같이 되며 전등 [Lamp] 부하 전류를 I(t) C2 충전전류를 i(t)라고 하면 L1 전류는 I(t) - i(t)가 되어 C2의 Capacitance를 C L1의 Inductance를 L이라고 하면
Figure 112006504061871-pat00004
의 관계를 만족하면서 충전이 이루어진다. 상기 식에서 알 수 있듯이 부하전류 [I(t)]가 일정한데 구동에 필요한 전류 i(t)를 키우기 위해서는 L1 의 인덕턴스를 키우면 된다. 입력(In) 단자 전압이 출력(Out) 단자 전압보다 높을 때에는 C2 에 충전은 이루어지지 않으며 부하전류 [I(t)]의 경로는
Figure 112006504061871-pat00005
와 같이 되어 부하전류가 L1 만을 통하여 흐른다.
도 3 의 실시예에서 제 4(제너)다이오드는 정전압 공급을 위한 것이고 제 5(제너) 다이오드는 트라이악 [TRC1]의 내전압 보호용이며 제 5 저항 [R5]과 제 4 콘덴서 [C4]는 재래식 형광등과 같은 유도성 부하의 온.오프시 트라이악 [TRC1]을 보호하기 위한 구성이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 "전자식 벽 스위치기용 전원회로"를 사용하면 대전류 구동전류를 필요로 하는 다기능 전원 스위치기의 전원회로 구성이 간단하고 전원회로 동작이 안정적이며 스위치기의 공간 이용 효율이 개선되며 가격경쟁력이 향상되는 효과가 있다. 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 특허청구 범위에서 청구하는 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양하게 변경할 수 있는데, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (1)

  1. 전자식 벽 스위치기용 전원회로의 구성에 있어 스위치선이 In 단자와 Out 단자 사이에 코일 [L1]과 트라이악 [TRC1]을 직렬로 연결하여 구성하고 또, Out 단자에 콘덴서 [C1]의 한단자를 연결하고 C1 의 다른 한단자에는 저항[R1]의 한단자에 연결하고 저항 [R1]의 다른 한단자에는 제 2 다이오드[D2]의 애노드와 제 1 다이오드 [D1]의 캐소드를 연결하여 구성하고 제 1 다이오드 [D1]의 애노드는 접지하고 제 2 다이오드[D2]의 캐소드는 상기 코일[L1]과 상기 트라이악 [TRC1]의 연결점에 연결하여 구성하고 상기 제 2 다이오드 [D2]의 캐소드에 다시 제 2 콘덴서 [C2]의 (+)단자를 연결하고 제 2 콘덴서의 (-)단자는 접지하여 구성하고 상기 IN 단자에는 다시 제 3 다이오드 [D3]의 캐소드 단자를 연결하고 제 3 다이오드 [D3]의 애노드 단자는 접지하고 상기 제 2 콘덴서의 (+)단자에, 저항[R2]의 한단자를 연결하고 저항 [R2]의 다른 한단자에는 제 4 (제너) 다이오드[D4]의 캐소드 단자를 연결하고 제 4 (제너) 다이오드 [D4]의 애노드 단자는 접지하여 구성해서 트라이악 [TRC1]이 온[ON] 되었을 때에는 부하전류중 일부를 스위치기 회로구동용 전류의 충전전류로 사용하는 것을 특징으로 하는 전자식 벽 스위치기용 전원회로.
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