KR100985675B1 - 전등 스위치선에 연결되어 사용되는 방안 온도조절기 - Google Patents

전등 스위치선에 연결되어 사용되는 방안 온도조절기 Download PDF

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Abstract

"전등 스위치선에 연결되어 사용되는 방안 온도조절기"에 대하여 개시한다. 개시된 본 발명은 각방에 설치되는 온도조절기에 관한 것으로서 방안의 온도조절을 각방의 온도조절기로도 할 수 있고, 또는 485 통신이나 RF 모듈을 활용하여 무선으로도 할 수 있도록 하면서 온도조절기에 별도의 전원 공급없이 각방의 전등 온.오프 스위치 배선에 연결하여 사용하도록 하는 것에 관한 것이다. 종래의 온도조절기는 온도조절기를 구동하고 통신하기 위한 별도의 전원 공급이 필요했기 때문에 그 배선작업이 필요했다. 또, 220VAC의 전원 공급선이 필요하여 감전의 위험 및 화재의 위험등을 내포하고 있었으며 또 220VAC 를 저전압으로 변환하는 전원회로가 추가되어야 하기 때문에 비용이 많이 상승되고 제품의 소비전력도 상당히 상승되는 단점이 있었다. 본 발명에 의한 "전등 스위치선에 연결되어 사용되는 방안 온도조절기"는 기존의 전등 스위치선에 연결하여 사용되도록 하였기 때문에 별도의 220VAC 의 배선이 필요없어, 설치 또는 사용시 감전 및 화재의 위험이 없으며, 성에너지, 성스페이스 효과가 지대하고 또 설치가 매우 간편하다.
Figure R1020080113837
방안 온도 조절기

Description

전등 스위치선에 연결되어 사용되는 방안 온도조절기{ Room Temperature Controller Used being Connected to Lighting Lamp Switch Lines. }
본 발명은 485 통신 방식 또는 RF 통신 방식으로 통신하는 방안 온도조절기에 있어, 방안 온도조절기에 별도의 밧데리 사용이나 전원 공급없이 전등 스위치 선에 방안 온도조절기를 연결하여 사용할 수 있도록 하면서 전등 온.오프 소자의 수명을 반영구적으로 개선하는 것에 관한 것이다.
본 발명은 "전등 스위치선에 연결되어 사용되는 방안 온도조절기"에 관한 것으로서 전등 스위치선외에 방안 온도조절기용으로 별도의 전원 공급선을 필요로 하지 않는 방안 온도조절기에 관한 것이다. 최근 신규아파트 시공시 전등 스위치 매립박스에 전등 온.오프 기능과 방안 온도조절 기능을 통합하여 매립하는 추세가 증가하고 있다. 그러나 종래의 기술은 전등 스위치선외에 별도로 방안 온도조절기용 220VAC 전원을 공급해야 하기 때문에 시공 또는 사용시 감전의 위험이 있을 뿐만 아니라 회로동작에 이상이 생기면 화재로까지 이어질 수 있는 문제점을 가지고 있었다. 뿐만 아니라 220VAC 에서 저전압으로 변환하는 장치가 있어야 하기 때문에 많은 스페이스가 요구되었으며 또 전력효율이 양호하지 못했고 제품의 가격경쟁력이 저하되었으며 신뢰성도 약화되는 문제점이 있었다. 또, 전등 스위치선외에 별도의 220VAC 선을 배선해야 하는 시공상의 어려움도 있었다.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 방안 온도조절기가 전등 스위치선에 연결되어 사용되게 함으로써 전등 스위치 배선외에 별도의 220VAC 전원 공급선 배선없이 자신에 의한 온도조절은 물론 RF 또는 485 통신에 의한 원격제어까지 가능하도록 하면서, 전등 온.오프 스위칭용 소자인 트라이악의 신뢰성 보증이 가능한 그러한 방안 온도조절기를 제공함에 있다.
본 발명은 방안 온도조절기에 별도의 전원 공급없이 전등 스위치선에 연결되어 사용되는 방안 온도조절기에 있어, 전등이 오프되어 있을 때 구동 회로용 전력을 공급하는 단계, 전등이 온되어 있을 때 구동 회로 전력을 공급하는 단계, 전등 온.오프 제어시 본 발명의 구동부품에서 발생하는 과도전압에 대하여 전등 스위칭 소자인 트라이악을 보호하는 단계, 전등 온.오프시 램프의 종류에 따라 램프의 요인으로 발생하는 과도전류에 대하여 스위칭 소자인 트라이악을 보호하는 단계, 전등 온.오프시 램프의 종류에 따라 램프의 요인으로 발생하는 과도전압에 대하여 스위칭 소자인 트라이악을 보호하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.
본 발명의 "전등 스위치선에 연결되어 사용되는 방안 온도조절기"는 기존의 전등 스위치선에 연결하여 사용할 수 있는 방안 온도조절기로 방안 온도 조절기용의 별도 배선이 필요없어, 감전 및 화재의 위험이 없으며, 성스페이스, 성에너지, 가격 경쟁력과 사용 및 설치의 편리성 등에서 혁신적으로 향상되는 효과가 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 "전등 스위치선에 연결되어 사용되는 방안 온도조절기"의 특징은 전등 스위치선외에 별도의 전원 공급선을 사용하고 있지 않기 때문에 안전성과, 고효율성, 고신뢰성에 있다. 이하 본 발명에 의한 "전등 스위치선에 연결되어 사용되는 방안 온도조절기"의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2 에서와 같이 종래에는 전등 스위치를 원격제어하기 위해서는 220VAC 를 입력받아 AC-DC 변환부에서 DC 전원을 만들어 제어회로를 구동하였다. 도 1 과 같이 구성된 본 발명에 의한 "전등 스위치선에 연결되어 사용되는 방안 온도조절기"에 있어서는 전등 스위치선외에 별도의 전원 입력선이 없는데 그 동작원리를 설명한다. 회로블럭 1 은 출력 수백왓트 (Watts)까지의 어떠한 램프[전등]을 온.오프 제어하여도 반영구적으로 수명을 보장할 수 있는 "온.오프 스위칭 회로블럭"이고 회로블럭 2 는 "온도 조절기능, 상태 표시부"이며 회로블럭 3 은 "키 입력부"이고 회로블럭 4 는 "485 통신 회로블럭"이며 U1 은 입.출력 제어용 마이콤이다. 회로 구동전력은 제 2 콘덴서 [C2]에 충전된 에너지[전 압]를 제 4 저항 [R4]를 통하여 각 부에 공급하도록 구성되어 있다. 제 1 콘덴서 [C1]와 제 1 저항 [R1], 제 2 다이오드 [D2], 제 3 다이오드 [D3], 제 2 콘덴서 [C2]의 구성은 전등 [LAMP]이 오프되어 있을 때 [TRC1 오프되어 있을 때]에, 제 2 콘덴서 [C2]에 에너지를 충전하여 사용하기 위한 구성으로, 충전은 AC Common 단자 전압이 AC Live 단자 전압보다 높을 때 이루어지며
Figure 112008505640406-pat00001
의 경로로 제 2 콘덴서 [C2]에 충전된다. AC Live 단자 전압이 AC Common 단자 전압보다 높을 때에는
Figure 112008505640406-pat00002
의 경로로 전류가 흘러 제 1 콘덴서 [C1]가 충.방전을 반복하면서 제 2 콘덴서 [C2]에 에너지가 공급된다. 또, 제 1 코일 [L1], 제 2 콘덴서 [C2], 제 1 다이오드 [D1]의 구성은 전등 온 [TRC1 온] 되었을 때의 제 2 콘덴서에 에너지를 공급하기 위한 구성으로 램프[전등]에 흐르는 부하전류를 i 라고 하고 제 1 코일 [L1]으로 흐르는 전류를 i1, 제 2 콘덴서 [C2]를 통하여 제 1 다이오드 [D1]으로 흐르는 전류를 i2 라 고 하면
도 1 에서
Figure 112008505640406-pat00006
의 관계가 성립하며 상기 i2 가 제 2 콘덴서 [C2]의 충전 전류가 된다. 또 이때 제 1 코일에서의 전압 강하치를 VL1 이라고 하고 제 1 코일의 인덕턴스를 L1H 라고 하면
Figure 112008505640406-pat00007
가 된다. 또 제 2 콘덴서 [C2]에의 충전전압을 VC2 라 하면 도 1 에서 알 수 있듯이
Figure 112008505640406-pat00008
의 관계가 성립되어 부하전류가 일정하다고 할 때 제 2 콘덴서 [C2]에의 충전전압을 높이기 위해서는 제 1 코일 [L1]의 인덕턴스를 높이면 된다. 회로블럭 1 은 출력 수백왓트 [Watts] 재래식 형광등, 안정기있는 삼파장 형광등, 안정기없는 3 파장 형광등, 백열전구, 할로겐 램프, LED 램프등 어떠한 램프를 온.오프하여도 반영구적으로 수명을 보장할 수 있는 "온.오프 스위칭 회로블럭"이다. 본 발명의 "전등 스위치선에 연결되어 사용되는 방안 온도조절기"에 있어서는 별도의 구동용 전원을 공급하지 않기 위하여 제 1 코일 [L1]을 사용하고 있는 것은 앞서 설명한 바와 같다. 그런데 3 파장 형광등등 특수 램프를 온.오프 할 때에, 이 제 1 코일에서 양(+) 또는 음(-)의 수십 볼트(Volt)의 역기전력이 발생하여 트라이악 [TRC1]이 파괴 되는 경우가 있다. 이때 트라이악 [TRC1]을 보호하기 위하여 트라이악 [TRC1]의 T1 단자와 Gate 단자 간에 제너다이오드 [ZD1]와 제 3 콘덴서 [C3]를 병렬로 연결하여 구성하였고, (-) 펄스의 흡수를 위하여 제 4 다이오드 [D4]를 구성하였다. 또, 램프에 따라 램프 온.시 수십 암페어의 써지전류 (Surge Current)가 흘러 트라이악 [TRC1]이 파괴되는 경우가 있다. 써지전류 대책으로 트라이악 [TRC1]의 T2 단자와 직렬로 부특성 써미스터 [NTC1]를 연결하여 구성하였다. 또, 트라이악 [TRC1]의 , T1 단자와 T2 단자 [도 1 에서는 T2 단자에서 NTC1 을 통과한 점] 사이에 전등에서 발생할 수 있는 과도한 역기전력을 흡수하기 위하여 바리스터 [VAR1]를 연결하여 구성하였다. 트라이악의 온.오프 Gate 제어를 위하여 Gate 단자와 어스단 사이에 제 2 저항 [R2]과 제 1 트란지스터 [Q1]을 구성하였고 제 1 트란지스터 [Q1]의 베이스 단자는 제 3 저항 [R3]을 통하여 제어 마이콤 [U1]이 제어한다. 도 2 는 본 발명을 RF 통신방식의 방안 온도조절기에 적용한 실시예이다. 도 3 은 온도 조절기용으로 별도의 220VAC 전원공급이 필요한 종래의 방안 온도조절기에 있어서의 회로 구성도이다. 이상과 같이 구성된 본 발명에 의한 "전등 스위치선에 연결되어 사용되는 방안 온도조절기"는 전등 스위치선외 별도의 전원 공급없이 전등 스위치선에 연결되어 사용되는 방안 온도조절기로 성에너지화, 성스페이스와, 성코스트화, 고신뢰성 효과가 있는 방안 온도조절기이다.
도 1 은 본 발명을 485 통신에 의한 원격제어 방식 난방 온도조절기에 적용한 일 실시예에 대한 회로구성도.
도 2 는 본 발명을 RF 통신에 의한 원격제어 방식 난방 온도조절기에 적용한 일 실시예.
도 3 은 난방 온도조절기용으로 별도의 220VAC 전원을 공급해야 하는 종래 방식의 온도조절기의 회로구성도.
도 4 는 본 발명의 또 다른 실시예로 다이오드 (D6, D7)를 사용하여 구동전압을 올리고 DC/DC 컨버터와 포토 커플러를 사용하여 제어부와 트라이악 구동부의 전원을 분리한 회로구성도.
＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
Figure 112008505640406-pat00009
; 상용 교류전원
Live ; 상용 교류전원의 live 선
Common ; 상용 교류전원의 Common 선
LAMP ; 전등
1 ; 온.오프 스위칭 회로블럭
2 ; 방안 온도조절 기능. 온도 표시부
3 ; 키 입력부
4 ; 485 통신 회로블럭 (도 1)
RF 통신 회로블럭 (도 2)
5 ; RF 모듈 전원블럭 (도 2)
U1 ; 제어마이콤
U2 ; 485 인터페이스 집적회로
R1 ∼ R5 ; 제 1 ∼ 제 5 저항
C1 ∼ C5 ; 제 1 ∼ 제 5 콘덴서
L1 ; 제 1 코일
D1 ∼ D9 ; 제 1 ∼ 제 9 다이오드
ZD1 ∼ ZD2 ; 제 1 ∼ 제 2 제너다이오드
VAR1 ; 바리스터
NTC1 ; 부특성 써미스터
TRC1 ; 트라이악
Q1 ; 제 1 트란지스터
CON1 ; 485 용 코넥터
i ; 램프 부하전류
i1 ; 제 1 코일전류
i2 ; 제 2 콘덴서 충전전류

Claims (3)

  1. 방안 온도조절기가 별도의 전원 공급없이, 전등 스위치선에 연결되어 사용되는 방안 온도조절기에 있어 AC Common 단자와 전등 온.오프용 트라이악 [TRC1]의 T1 단자 사이에 코일 [L1]을 연결하고, 상기 트라이악 [TRC1]의 T1 단자와 회로접지단 사이에 콘덴서 [C2]을 연결하며 또, 상기 AC Common 단자에 다이오드 [D1]의 캐소드를 연결하고 다이오드 [D1]의 애노드는 회로접지단에 연결하여 구성해서 전등 온시에도 회로 구동전력이 상기 콘덴서 [C2]에 공급되도록 하고, 전등 온.오프 제어 회로블럭[1]의 구성은 전등 스위칭용 트라이악 [TRC1]의 T1 단자와 게이트(Gate) 단자 사이에 제너다이오드 [ZD1]와 콘덴서 [C3]를 병렬 연결하여 구성하고 상기 전등 스위칭용 트라이악 [TRC1]의 T2 단자에는 부특성 써미스터 [NTC1]를 직렬로 연결하여 구성하고 상기 트라이악 [TRC1]의 T1 단자와 T2 단자 [도면 1 에서는 T2 단자에서 NTC1 을 통과한 단자] 사이에 바리스터 [VAR1]를 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 방안 온도조절기.
  2. 1 항에 있어 AC Common 단자와 전등 온.오프용 트라이악 [TRC1]의 T1 단자 사이에 코일 [L1]을 연결하고 상기 트라이악 [TRC1]의 T1 단자와 회로접지단 사이에 콘덴서 [C2]을 연결하며 상기 AC Common 단자에 다이오드 [D1]의 캐소드를 연결하고 다이오드 [D1]의 애노드는 회로접지단에 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 방안 온도조절기.
  3. 1 항에 있어 전등 온.오프용 트라이악 [TRC1]의 T1 단자와 Gate 단자 간에 제너다이어드 [ZD1]와 콘덴서[C3]를 병렬 연결하여 구성하고 상기 트라이악의 T1 단자 혹은 T2 단자에 직렬로 부특성 써미스터 [NTC1]를 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 방안 온도조절기.
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