KR100977948B1 - 전원 접지선 자동 검출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상용 교류 전원을 사용하는 전열 기기의 정전기 발생 예방을 위해 상용 교류 전원의 전원 접지선을 자동으로 검출하여 접지시킬 수 있도록 하는 전원 접지선 자동 검출 장치를 제공한다.

이를 위해 본 발명은 전열 기기의 상용 교류전원에 대한 전원 접지선을 검출하는 장치에 있어서, 상용 교류전원의 일측 전원단 및 타측 전원단과 각각 연결되어 마이컴의 스위칭 제어에 의해 스위칭되는 제1 및 제2 스위치와, 상용 교류전원의 어스단과 연결되어 마이컴의 스위칭 제어에 의해 스위칭되는 제3 스위치, 상기 제1 및 제2 스위치와 공통 연결되어 제1 스위치 또는 제2 스위치의 스위칭에 따른 상용 교류전원의 일측 전원단 또는 타측 전원단의 접지 여부를 검출하는 접지 검출부 및, 상기 제1 스위치 또는 제2 스위치를 선택적으로 스위칭제어하여 상기 접지 검출부로부터 접지가 검출되는 스위치를 접지 스위치로 고정시키고, 상기 제3스위치를 스위칭 제어함과 더불어 해당 전열기기에 상용 교류전원이 공급되도록 스위칭 제어하는 마이컴을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

전원 접지선 자동 검출 장치{Auto Earth Line Detection Apparatus}

본 발명은 상용 교류전원을 사용하는 전열 기기에서 발생할 수 있는 정전기를 예방하기 위해 접지시키는 교류전원의 접지선을 자동으로 검출하기 위한 전원 접지선 자동 검출 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전열 장판이나 전열 매트, 전열 돌침대, 전열 방석, 전열 쇼파 등과 같은 전열 기기의 경우에는 발열 효과를 위해 상용 교류전원으로부터 전력을 공급받아서 전기 히터를 작동시키도록 되어 있는 바, 이러한 전기 히터는 교류 전원의 극성 변화 특성에 의해 정전기 유도작용이 유발되어 정전기가 발생된다.

전열 기기가 설치된 바닥면의 경우에 음전하가 유기되는 반면에, 전열 기기의 몸체 상부에는 전기 히터의 발열선에 의해 양전하가 유기되면서 교류 전압이 인가되도록 되어 있기 때문에, 사용자가 바닥면에 위치한 상태에서 전열 기기와 접촉할때 사용자의 신체가 도체로서 작용하여 강한 정전기가 발생하게 된다.

이러한 정전기 발생의 문제점을 해소하기 위해, 최근에는 전열 기기를 초기에 설치할때 220V의 상용 교류전원에 구비되어 있는 접지봉을 접지선을 통해 접지시킴으로써, 정전기의 발생을 예방하도록 하고 있다.

즉, 도 1은 종래의 일반적인 전원 접지선 수동 검출 장치에 대한 회로 구성을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전열 기기의 설치시 설치자 또는 사용자가 수동으로 작동시키는 점검 스위치(2)와, 설치자 또는 사용자의 손이 직접 접촉되는 인체 접촉단(6)과 연결되고서 상기 점검 스위치(2)의 스위칭 상태에 따라 점등되는 램프(4)를 포함하여 구성된다.

동 도면에서, 상기 점검 스위치(2)의 스위칭 단자는 접지단과 연결됨과 더불어 램프(4)를 매개하여 인체 접촉단(6)과 연결되어 있고, 그 a접점 및 c접점이 각각 상용 교류 전원의 전원단과 연결되어 있으며, b접점은 오픈(Open)되어 있다.

이러한 전원 접지선 수동 검출 장치는 해당 전열기기의 설치자 또는 사용자가 자신의 손을 인체 접촉단(6)과 접촉시킨 상태에서 점검 스위치(2)의 스위칭 단자를 a접점 또는 c접점에 수동 스위칭하여 램프(4)가 점등되지 않은 접점으로 스위칭 상태를 유지함에 의해 상용 교류 전원의 접지측이 접지단과 연결될 수 있도록 하게 되는 바, a접점 및 c접점 모두에 램프(4)가 점등되는 경우에는 스위칭 단자를 b접점 측으로 스위칭하여 오픈 상태의 b접점이 접지단과 연결될 수 있도록 한다.

한편, 이러한 종래의 전원 접지선 수동 검출 방식의 경우에는, 설치자 또는 사용자가 전열 기기의 초기 설치시 인체 접촉단에 자신의 손을 접촉시킨 상태에서 일일이 점검 스위치를 수동으로 스위칭하여야 하는 번거로움이 있고, 해당 전열 기기를 초기 설치 위치로부터 다른 위치로 옮겨서 설치하는 경우에는 사용자가 점검 스위치를 재차 반복 스위칭 조작하여 교류전원의 접지단을 수동으로 찾아야 할 뿐 만 아니라, 사용자가 기기의 조작에 대한 지식이 없거나 점검할 능력이 없는 노약자나 병자인 경우에는 부득이하게 비용을 들여서 전문 설치자가 설치할 수 있도록 해야 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 상용 교류 전원을 사용하는 전열 기기의 정전기 발생 예방을 위해 상용 교류 전원의 전원 접지선을 자동으로 검출하여 접지시킬 수 있도록 하는 전원 접지선 자동 검출 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 전열 기기의 상용 교류전원에 대한 전원 접지선을 검출하는 장치에 있어서, 상용 교류전원의 일측 전원단 및 타측 전원단과 각각 연결되어 마이컴의 스위칭 제어에 의해 스위칭되는 제1 및 제2 스위치와, 상용 교류전원의 어스단과 연결되어 마이컴의 스위칭 제어에 의해 스위칭되는 제3 스위치, 상기 제1 및 제2 스위치와 공통 연결되어 제1 스위치 또는 제2 스위치의 스위칭에 따른 상용 교류전원의 일측 전원단 또는 타측 전원단의 접지 여부를 검출하는 접지 검출부 및, 상기 제1 스위치 또는 제2 스위치를 선택적으로 스위칭제어하여 상기 접지 검출부로부터 접지가 검출되는 스위치를 접지 스위치로 고정시키고, 상기 제3스위치를 스위칭 제어함과 더불어 해당 전열기기에 상용 교류전원이 공급되도록 스위칭 제어하는 마이컴을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전원 접지선 자동 검출 장치를 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 전열 기기의 정전기 방지를 위한 상용 교류전원의 접지단 연결을 위해 상용 교류전원의 각 전원단을 마이컴의 스위칭 제어를 통해서 자동으로 스위칭하여 접지 여부를 검출할 수 있도록 함에 따라, 사용자 또는 설치자가 수동으로 일일이 점검하지 않아도 교류전원의 접지측을 자동으로 찾아줄 수 있게 되므로, 전열 기기의 설치시에 편리함을 줄 수 있고, 전열 기기를 사용자가 임의적으로 이동시키는 것이 자유롭게 된다는 효과를 갖게 된다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 2는 본 발명에 따른 전원 접지선 자동 검출 장치의 회로 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 전원 접지선 자동 검출 장치는, 전열 장판이나 전열 매트, 전열 돌침대, 전열 방석, 전열 쇼파 등과 같은 다양한 전열 기기에 모두 적용이 가능하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전원 접지선 자동 검출 장치는, 220V의 상용 교류 전원(AC 220V)의 일측 및 타측 전원단, 어스(Earth)단에 각각 연결되어 있는 제1, 제2, 제3 스위치(30,40,50)가 마이컴(10)에 의해 스위칭 제어되도록 구성되고, 상기 제1, 제2, 제3 스위치(30,40,50)의 각 일단과 연결되어 접지 단 연결 여부에 따라 동작되는 포토 다이오드(PD) 및 포토 트랜지스터(PT)로 이루어진 포토 커플러가 구성되며, 상기 제1, 제, 제3 스위치(30,40,50)를 각각 스위칭 제어하기 위한 스위칭 제어신호(CON1, CON2, CON3)를 각각 발생하고, 상기 포토 커플러로부터의 동작 신호에 의해 접지단 검출 여부를 판단하는 마이컴(10)이 구성된다.

여기서, 상기 제1 스위치(30)는 저항(R10)을 매개로 상용 교류 전원의 일측 전원단과 연결되어 있고, 상기 제2스위치(40)는 저항(R11)을 매개로 상용 교류 전원의 타측 전원단과 연결되어 있으며, 상기 제3 스위치(50)는 상기 일측 전원단 및 타측 전원단 사이에 접속된 캐패시터(C10, C11) 간의 어스단과 연결되어 있다.

또한, 상기 제1, 제2 스위치(30,40)의 각 타단은 저항(R14)을 매개로 포토 커플러의 포토 다이오드(PD)와 공통 접속되어 있고, 상기 포토 다이오드(PD)의 양단은 상기 제3 스위치(50)의 양단과 각각 연결되어 있으며, 상기 포토 커플러의 포토 트랜지스터(PT)의 콜렉터단에는 저항(R15)을 매개로 예컨대 5V의 직류 전원(DC V)을 인가받고, 그 콜렉터단과 저항(R15) 사이에는 상기 마이컴(10)의 신호 입력단이 연결되어 있는 바, 상기 포토 커플러는 접지측을 찾기 위한 접지 검출부로서 작용한다.

여기서, 본 발명에서는 접지 검출을 위한 점등부로서 포토 다이오드(PD)를 적용하고 있지만, 이에 한정되지 않고 네온 램프(Neon Lamp)를 적용하는 것도 얼마든지 가능하다.

상기 마이컴(10)은 제1 스위치(30) 또는 제2 스위치(40)를 스위칭온시키기 위한 스위칭 제어신호(CON1, CON2)를 발생하고, 상기 포토 커플러의 포토 트랜지스터(PT)로부터의 출력전압의 신호레벨을 근거로 제1 스위치(30) 또는 제2 스위치(40)와 연결된 일측 전원단 또는 타측 전원단이 상용 교류 전원의 접지단인 것으로 판단하게 된다. 또한, 상기 마이컴(10)은 상기 제1 스위치(30) 또는 제2 스위치(40)와 연결된 일측 전원단 또는 타측 전원단이 상용 교류 전원의 접지단으로 검출되면, 상용 교류 전원의 어스단과 연결된 제3 스위치(50)에 스위칭 제어신호(CON3)를 인가하여 스위칭온 시킴으로써 접지단으로서 연결될 수 있도록 한다.

여기서, 상기 제1, 제2, 제3 스위치(30,40,50)는 상기 마이컴(10)으로부터의 스위칭 제어신호(CON1,CON2,CON3)에 의해 스위칭되는 박막형 스위칭 트랜지스터나, 전계효과 트랜지스터, 트라이액(Ariac), 스위칭 릴레이 중에서 어느 하나의 스위칭 회로소자로 이루어진다.

한편, 상기 상용 교류 전원의 일측 전원단과 타측 전원단에는 전열 기기(예컨대 전열 돌침대)의 전원 회로에 인가되는 교류 전원의 공급 상태를 단속하는 스위칭 릴레이(20)가 구성되는데, 상기 스위칭 릴레이(20)는 상기 마이컴(10)의 스위칭 구동 제어에 따라 스위칭된다.

도 2에서, 저항(R12, R13)은 상기 각 제1 스위치(30) 및 제2 스위치(40)의 양단에 연결된 바이패스용 저항이다.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 작용에 대해 도 3의 플로우차트를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 전열 장판이나 전열 매트, 전열 돌침대, 전열 방석, 전열 쇼파 등과 같은 전열 기기를 초기 설치하거나 초기 설치 위치로부터 이동 설치하는 경우에, 마이컴(10)에서는 상용 교류전원의 일측 전원단과 연결된 제1 스위치(30)에 스위칭 제어신호(CON1)를 인가하여 스위칭온시키게 되고(단계 S10), 그 결과로 상기 제1 스위치(30)와 연결된 포토 다이오드(PD)가 점등되어 포토 트랜지스터(PT)의 에미터단을 통해 로우레벨의 출력전압이 발생되는 조건에 해당되는 점등신호가 검출되는지를 판단한다(단계 S11).

상기 판단 결과, 상기 마이컴(10)은 상기 포토 커플러로부터 점등 신호가 검출되지 않는다고(즉, 포토 다이오드(PD)가 소등되어 포토 트랜지스터(PT)의 에티터단을 통해 하이레벨의 출력전압이 발생되는 조건) 판단되면, 상기 제1 스위치(30)의 스위칭온 상태를 유지시켜서 접지 스위치로 동작하도록 고정시킴에 따라, 상용 교류 전원의 일측 전원단이 접지단과 연결될 수 있도록 한다(단계 S12).

하지만, 상기 판단 결과에 따라 상기 포토 커플러로부터 점등 신호가 검출되고 있다고 판단되면, 상기 마이컴(10)은 상용 교류전원의 타측 전원단과 연결된 제2 스위치(40)를 스위칭온시키기 위한 스위칭 제어신호(CON2)를 발생하게 되고(단계 S13), 상기 포토 커플러를 통해 점등 신호가 검출되는지를 판단한다(단계 S14).

상기 판단 결과, 상기 마이컴(10)은 상기 포토 커플러로부터 점등신호가 검출되지 않는다고 판단되면, 상기 제2 스위치(40)의 스위칭온 상태를 유지시켜서 접지 스위치로 동작하도록 고정시킴에 따라, 상용 교류전원의 타측 전원단이 접지단과 연결될 수 있도록 한다(단계 S15).

한편, 상기 단계 S12 또는 단계 S15 이후에, 상기 마이컴(10)은 상용 교류전 원의 어스단과 연결되어 있는 제3 스위치(50)에 스위칭 제어신호(CON3)를 발생하여 스위칭온 시킴과 더불어 스위칭 릴레이(20)를 스위칭시킴에 의해 해당 전열기기의 전원 회로에 상용 교류전원이 인가되도록 한다(단계 S16).

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

도 1은 종래의 일반적인 전원 접지선 수동 검출 장치에 대한 회로 구성을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 전원 접지선 자동 검출 장치의 회로 구성을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 장치에 대한 동작을 설명하는 플로우차트이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:마이컴, 20:스위칭 릴레이,

30,40,50:제1, 제2, 제3 스위치,

R10∼R15:저항, C10,C11:캐패시터,

PD:포토 다이오드, PT:포토 트랜지스터.

Claims (3)

1. 전열 기기의 상용 교류전원에 대한 전원 접지선을 검출하는 장치에 있어서,

   상용 교류전원의 일측 전원단 및 타측 전원단과 각각 연결되어 마이컴의 스위칭 제어에 의해 스위칭되는 제1 및 제2 스위치와;

   상용 교류전원의 어스단과 연결되어 마이컴의 스위칭 제어에 의해 스위칭되는 제3 스위치;

   상기 제1 스위치 및 제2 스위치와 공통 연결됨과 더불어, 양단이 상기 제3 스위치의 양단과 각각 연결되어 있는 포토 다이오드와 네온 램프 중에서 어느 하나로 이루어진 점등부와, 직류전원을 인가받음과 더불어 마이컴과 연결되어 상기 점등부의 점등에 따라 구동되는 포토 트랜지스터를 포함하고, 제1 스위치 또는 제2 스위치의 스위칭에 따른 점등부 및 포토 트랜지스터의 구동에 의해 상용 교류전원의 일측 전원단 또는 타측 전원단의 접지 여부를 검출하는 접지 검출부; 및

   상기 제1 스위치 또는 제2 스위치를 선택적으로 스위칭제어하여 상기 접지 검출부로부터 접지가 검출되는 스위치를 접지 스위치로 고정시키고, 상기 제3스위치를 스위칭 제어함과 더불어 해당 전열기기에 상용 교류전원이 공급되도록 스위칭 제어하는 마이컴을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전원 접지선 자동 검출 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1, 제2, 제3 스위치는 박막형 스위칭 트랜지스터와, 전계효과 트랜지스터, 트라이액, 스위칭 릴레이 중에서 어느 하나의 스위칭 회로소자인 것을 특징으로 하는 전원 접지선 자동 검출 장치.
3. 삭제

Images