KR101036149B1 - 대기전력을 차단할 수 있는 전압공급 제어장치와 그 방법, 및 스마트 그리드 시스템 - Google Patents

Abstract

전압 공급 제어 회로가 개시된다. 상기 전압 공급 회로는 스위칭 제어 신호(SCS)에 응답하여 상용 전압의 공급을 제어하기 위한 스위칭 회로와, 상기 스위칭 회로에 접속되며 전기 기기가 접속될 수 있는 전압 공급부와, 상압 공급부에서 소비되는 전력량을 제1주기마다 측정하고 측정된 전력량을 출력하기 위한 전력 측정부와, 상기 전력 측정부에 의하여 측정된 전력량을 수신하고, 상기 측정된 전력량이 기준 전력량보다 최초로 낮아질 때 상기 제1주기를 상기 제1주기보다 짧은 제2주기로 감소시키기 위한 제어 신호를 상기 전력 측정부로 출력하기 위한 마이크로 컨트롤 유닛을 포함한다. 상기 전력 측정부는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 전압 공급부에서 소비되는 전력량을 상기 제2주기마다 측정하고 측정된 전력량을 상기 마이크로 컨트롤 유닛으로 출력한다.

대기전력, 리셉터클, 진동 센서

Description

대기전력을 차단할 수 있는 전압공급 제어장치와 그 방법, 및 스마트 그리드 시스템{Apparatus and method for cut-off standby power, and smart grid system using the same}

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 전압 공급 제어 기술에 관한 것으로, 특히 부하의 소비 전력량에 기초하여 상기 부하로 공급되는 전력을 자동으로 차단할 수 있는 전압 공급 제어 장치와 그 방법, 및 이를 이용한 스마트 그리드 시스템에 관한 것이다.

대기 전력(standby power)이란 가전 기기가 외부 전압에 연결된 상태에서 그 주기능을 수행하지 않거나 내부 또는 외부로부터 상기 주기능을 수행하기 위한 명령을 기다리는 상태에서 소비되는 전력을 말한다.

오디오, TV, VTR, 에어컨, 전자 레인지, PC, 모니터, 전화기, 프린터, 또는 보일러 등과 같은 가전기기에서 소비되는 평균 대기 전력은 3.66W이고 가구당 대기 전력을 발생하는 가전기기들의 수는 15.6개라는 보고서가 있다. 따라서, 개인적으로나 국가적으로나 대기 전력을 감소시킬 필요가 있다.

대기 전력을 감소시키기 위하여 사용자는 상기 대기 전력을 감소시키기 위한 특별한 목적을 갖고 가전기기의 플러그를 리셉터클 (또는 콘센트)에서 뽑아놓아야 하는 불편함이 있다. 따라서, 불필요하게 소비되는 대기 전력을 자동으로 차단할 수 있는 장치와 그 방법이 절실히 요구된다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 부하에서 소비되는 전력량을 모니터링하고 모니터링 결과에 기초하여 상기 부하로 공급되는 대기 전력을 자동으로 완전히 차단할 수 있는 전압 공급 제어 장치와 그 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 부하로 공급되는 상용 전압이 차단되고 있는 동안에 진동 감지 센서로부터 출력된 감지 신호에 응답하여 상기 부하로 상기 상용 전압을 공급할 수 있는 전압 공급 제어 장치와 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적인 과제는 상기 장치와 방법을 사용할 수 있는 스마트 그리드 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 전압 공급 제어 회로는 스위칭 제어 신호에 응답하여 상용 전압의 공급을 제어하기 위한 스위칭 회로; 상기 스위칭 회로에 접속되며 전기 기기가 접속될 수 있는 전압 공급부; 상기 전압 공급부에서 소비되는 전력량을 제1주기마다 측정하고 측정된 전력량을 출력하기 위한 전력 측정부; 및 상기 전력 측정부에 의하여 측정된 전력량을 수신하고, 상기 측정된 전력량이 기준 전력 량보다 최초로 낮아질 때 상기 제1주기를 상기 제1주기보다 짧은 제2주기로 감소시키기 위한 제어 신호를 상기 전력 측정부로 출력하기 위한 마이크로 컨트롤 유닛을 포함한다.

상기 전력 측정부는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 전압 공급부에서 소비되는 전력량을 상기 제2주기마다 측정하고 측정된 전력량을 상기 마이크로 컨트롤 유닛으로 출력한다.

상기 마이크로 컨트롤 유닛은, 일정한 시간 동안, 상기 제2주기마다 상기 전력 측정부에 의하여 측정된 전력량이 상기 기준 전력량보다 낮은 횟수를 카운트하고 카운트 값이 기준 회수보다 큰 경우 상기 스위칭 회로를 오프시키기 위한 상기 스위칭 제어 신호를 출력한다.

상기 전압 공급 제어 장치는 리셉터클 또는 멀티 탭일 수 있다.

상기 전압 공급 제어 장치는 외부로부터 가해진 충격을 감지하고 감지 결과에 따른 감지 신호를 출력하기 위한 진동 감지 센서를 더 포함하고, 상기 마이크로 컨트롤 유닛은 상기 스위칭 회로를 오프(off)시키기 위한 상기 스위칭 제어 신호를 출력하는 동안에 입력된 상기 감지 신호에만 응답하여 상기 스위칭 회로를 온(on)시키기 위한 상기 스위칭 제어 신호를 출력한다.

본 발명의 실시 예에 따른 전압공급 제어장치는 전기 기기가 접속될 수 있는 전압 공급 부에서 소비되는 소비 전력량을 주기적으로 측정하고 그 측정 결과에 따라 상기 전압 공급 부로 공급되는 상용 전압을 자동으로 차단할 수 있으므로 상기 전압 공급 부를 통하여 소비되는 대기 전력을 완전히 차단할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 전압 공급 제어 장치는 불필요한 대기 전력을 짧은 시간 내에 차단할 수 있으므로 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있는 효과가 있으므로 지구 온난화를 방지할 수 있다.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있 다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치 하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전압공급 제어장치와 전기기기를 포함하는 시스템의 블락도를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 개념에 따른 시스템(10)은 전력선(11)에 접속된 전압(또는 전원)공급 제어장치(20)와 상기 전압공급 제어장치(20)를 통하여 공급되는 전압에 기초하여 동작하는 전기기기(50)를 포함한다.

상기 전력선(11)은 상용 전압을 가정, 공장, 빌딩, 또는 사무실에 공급할 수 있는 전력선을 의미한다.

전압공급 제어장치(20)는 전기기기(50)로 상기 전기기기(50)에서 필요로 하는 동작 전압의 공급을 제어할 수 있는 장치를 의미한다. 상기 전압공급 제어장치(20)는 상기 전기기기(50)로 상기 동작 전압을 정상적으로 공급할 수 있고, 또한 대기 전력을 차단하기 위하여 상기 전기기기(50)로 공급되는 상기 동작 전압을 자동으로 차단할 수 있다.

예컨대, 상기 전압공급 제어장치(20)는 콘센트라고도 불리는 리셉터클 (receptacle)일 수 있다. 상기 콘센트는 노출형 또는 매립형으로 구현될 수 있다.

상기 전기기기(50)는 가정에서 사용되는 가전기기(consumer equipment)를 의미할 수 있다. 상기 가전기기는 컴퓨터, 모니터, 프린터, 스캐너, TV, VCR, 전자 레인지, 또는 세탁기 등과 같이 항상 사용되지 않고 일정한 목적을 달성하기 위하여 일정한 시간 동안에만 사용될 수 있는 모든 가전 기기를 포함할 수 있다. 또한, 상기 가전 기기는 냉장고, 또는 에어컨 등을 포함할 수 있다.

또한, 전기기기(50)는 공장 또는 빌딩에서 사용될 수 있는 전기기기 또는 전자기기를 의미한다.

본 발명의 개념에 따른 시스템(10)이 스마트 그리드 시스템(smart grid system)으로 구현될 경우, 상기 시스템(10)은 서버(60)를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 서버(60)는 무선 통신망을 통하여 전압공급 제어장치(20)와 데이터 또는 명령을 주거나 받을 수 있다.

다른 실시 예에 따라, 상기 서버(60)는 전력선(11)을 통하여 전압공급 제어장치(20)와 데이터 또는 명령을 주거나 받을 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 전압 공급 제어 장치의 블락도를 나타낸다.

도 1과 도 2를 참조하면, 전압공급 제어장치(10)는 스위칭 회로(22), 전압 공급부(24), 전력 측정부(26), 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit(MCU); 28), 및 진동 감지 센서(30)를 포함할 수 있다.

상기 스위칭 회로(22)는 MCU(28)으로부터 출력된 스위치 제어신호(SCS)에 응답하여 온/오프 동작을 수행할 수 있다.

예컨대, 스위칭 회로(22)는 제1레벨(예컨대, 하이 레벨)을 갖는 스위치 제어신호(SCS)에 응답하여 전력선(11)을 통하여 공급된 상용 전압을 전압 공급부(24)로 공급할 수 있다. 또한, 스위칭 회로(22)는 제2레벨(예컨대, 로우 레벨)을 갖는 스 위치 제어신호(SCS)에 응답하여 전력선(11)을 통하여 공급된 상용 전압이 전압 공급부(24)로 공급되는 것을 차단할 수 있다.

실시 예에 따라, 전압공급 제어장치(10)는 스위칭 회로(22)와 MCU(28)로 DC 동작 전압을 공급하기 위한 정류기(34)를 더 포함할 수 있다. 상기 정류기(34)는 상용 전압을 상기 DC 전압으로 변환할 수 있는 전압 변환기의 일 예이다.

이 경우, 스위칭 회로(22)는 상기 DC 동작 전압에 응답하여 스위칭 동작을 수행할 수 있는 릴레이(Relay)로 구현될 수 있다.

스위칭 회로(22)에 접속된 전압 공급부(24)는 전기기기(50)로 상용 전압을 공급할 수 있는 구성, 예컨대 커넥터(connector) 또는 포트(poer)를 포함한다. 예컨대, 상기 전기기기(50)의 플러그 또는 커넥터는 전압 공급부(24)에 접속될 수 있다. 상기 전압 공급부(24)는 적어도 하나의 전기기기(50)가 접속될 수 있도록 복수의 커넥터들 또는 복수의 포트들을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 전압 공급부(24)는 멀티-탭일 수 있다.

전력 측정부(26)는 전압 공급부(24)에서 소비되는 소비 전력량을 주기적으로 측정할 수 있다. 측정 주기는 MCU(28)에 의하여 설정(또는 변경)될 수도 있고 전력 측정부(26)로 입력되는 데이터에 따라 직접 설정(또는 변경)될 수도 있다.

예컨대, 전압 공급부(24)에 전기기기(50)가 접속되어 있지 않을 때 또는 스위칭 회로(22)에 의하여 상용 전압이 전압 공급부(24)로 공급되지 않을 때, 전력 측정부(26)에 의하여 측정된 전력량은 0W일 수 있다. 그러나, 전압 공급부(24)에 일정한 소비 전력, 예컨대 200W을 갖는 전기기기(50)가 접속될 때, 전력 측정 부(26)에 의하여 측정된 전력량은 (200W±α)일 수 있다. 여기서, α는 시간에 따라 변동하는 소비 전력량, 측정 오차, 또는 허용 오차일 수 있다.

즉, 전력 측정부(26)는 전압 공급부(24)에 접속된 적어도 하나의 전기 기기(50), 즉 적어도 하나의 부하(load)에서 소비되는 소비 전력량을 측정할 수 있는 측정 장비, 예컨대 전력 측정기(power meter 또는 watt meter), 소비 전력 측정기, 또는 대기 전력 측정기를 의미할 수 있다. 실시 예에 따라, 전압공급 제어장치 (20)는 전력 측정기(26)에 의하여 측정된 소비 전력량을 디스플레이할 수 있는 디스플레이 장치(미 도시)를 더 포함할 수 있다.

전력 측정부(26)는 MCU(28)의 제어 하에 또는 독립적으로 주기적으로 전압 공급부(24), 또는 전압 공급부(24)에 접속된 전기 기기(50)에서 소비되는 소비 전력량을 측정하고 그 측정 결과(예컨대, 측정된 소비 전력량 또는 측정된 소비 전력량에 상응하는 정보(예컨대, 데이터 또는 디지털 신호))를 주기적으로, 순차적으로, 또는 일시에 MCU(28)로 전송할 수 있다.

MCU(28)는 기준 전력량과 전력 측정부(30)에 의하여 측정된 전력량을 서로 비교하고 비교 결과에 따른 스위치 제어 신호(SCS)를 스위칭 회로(22)로 출력할 수 있다. 실시 예에 따라, 전력 측정부(26)와 MCU(40)는 하나의 하드웨어 또는 별개의 하드웨어로 구현될 수도 있다.

상기 기준 전력량은 MCU(28)에 접속된 인터페이스를 통하여 설정될 수 있다. 예컨개, 상기 인터페이스는 상기 기준 전력량을 설정할 수 있는 전기 스위치일 수 있다. 또한, 상기 인터페이스는 상기 기준 전력량을 설정할 수 있는 사용자 인터페 이스일 수 있다.

MCU(40)는 컨트롤러, 프로세서, 마이크로프로세서, 또는 DSP(digital signal processor)로 불릴 수 있으며 전력 측정부(26)에 의하여 측정된 결과들, 예컨대 측정 전력량에 기초하여 상용 전압의 공급을 제어하는 스위칭 회로(22)의 동작을 제어할 수 있는 스위치 제어 신호(SCS)를 발생하는 기능을 수행할 수 있는 장치를 의미할 수 있다.

전압 공급부(24)에 접속된 전기 기기(50)에서 소비되는 소비 전력량은 항상 일정한 값을 갖지 않고 시간에 따라 측정 허용 오차 또는 사용 허용 오차 범위 내에서 변동할 수 있으므로, 전력 측정부(24)에서 측정된 소비 전력량은 시간에 따라 측정 허용 오차 범위 또는 사용 허용 오차 범위 내에서 조금씩 변동할 수 있다.

따라서 MCU(40)는 일정 시간 동안 전력 측정부(24)에 의하여 주기적으로 측정된 결과들, 예컨대 측정 전력량을 통계적인 방법(예컨대, 측정 소비 전력량을 누산하는 방법, 또는 측정 소비 전력량을 평균하는 방법)을 통하여 계산한 후 계산된 소비 전력량에 기초하여 전압 공급 부(24)로 공급되는 상용 전압을 차단할 수 있다.

즉, MCU(28)는 기준 전력량과 통계적인 방법에 따라 계산된 소비 전력량을 서로 비교하고 비교 결과에 따른 스위치 제어 신호(SCS)를 스위칭 회로(22)로 출력할 수 있다.

예컨대, 전력 측정부(26)가 MCU(40)의 제어 하에 또는 독립적으로 정해진 시간(예컨대, 30초) 간격으로 전압 공급부(24)에서 소비되는 소비 전력량을 측정하고 그 측정 결과를 MCU(40)로 전송하는 경우, 정해진 시간(예컨대, 3분) 동안 MCU (28)는 전력 측정부(26)로부터 전송된 측정 결과들을 누산하는 방법 또는 평균하는 방법에 따라 소비 전력량을 계산할 수 있다. 따라서, MCU(28)는 계산된 소비 전력량과 기준 전력량을 서로 비교하고 비교 결과에 따른 스위치 제어 신호(SCS)를 발생할 수 있다.

실시 예에 따라, MCU(28)는 상기 계산된 소비 전력량을 대기 전력을 차단하기 위한 상기 기준 전력량으로 설정할 수 있다. 상기 MCU(28)는 설정된 기준 전력량을 메모리(32)에 저장할 수 있다. 따라서, 파워 온(power on)시에, MCU(28)는 메모리(32)에 저장된 기준 전력량을 이용하여 스위치 제어 신호(SCS)를 발생할 수 있다. 상기 메모리(32)는 EEPROM 또는 플래시 메모리와 같은 불휘발성 메모리일 수 있다.

스위칭 회로(22)는 스위치 제어 신호(SCS)에 응답하여 상용 전압을 전압 공급부(24)로 공급하거나 차단할 수 있다. 실시 예에 따라, 스위칭 회로(22)는 상용 전압 이상의 내압을 갖는 파워 트랜지스터 또는 릴레이로 구현될 수 있다. 스위칭 회로(22)는 그 명칭에도 불구하고 스위치 제어 신호(SCS)에 따라 상용 전압의 공급과 차단을 제어할 수 있는 장치를 의미한다.

실시 예에 따라, 전압 공급 제어 장치(20)는 스위칭 회로(22)와 전압 공급 부(24) 사이에 접속된 과전류 차단기(36)를 더 포함할 수 있다. 상기 과전류 차단기(36)는 스위칭 회로(22)와 전압 공급 부(24) 사이에 흐르는 전류의 양을 측정하고, 측정된 전류의 양이 기준 전류량보다 많은 경우, 전압 공급 제어 장치(20)를 보호하기 위하여 스위칭 회로(22)와 전압 공급부(24) 사이의 접속을 차단할 수 있다. 상기 과전류 차단기(36)는 수동적인 리셋 또는 자동적인 리셋에 의하여 스위칭 회로(22)와 전압 공급부(24)를 다시 접속시킬 수 있다.

다른 실시 예에 따라, MCU(28)는 전력 측정부(26)에 의하여 측정된 소비 전력량이 기준 전력량보다 낮은 횟수를 카운트하고, 카운트 결과를 내부 메모리 또는 메모리 장치(32)에 기록하고, 상기 내부 메모리 또는 메모리 장치(32)에 기록된 횟수와 기준 회수를 비교하여 비교 결과에 따라 스위칭 회로(22)의 동작을 제어할 수 있는 스위치 제어 신호(SCS)를 발생할 수 있다.

즉, 일정 시간 동안에 카운트된 상기 횟수가 기준 횟수보다 많은 경우, MCU(28)는 전압 공급부(24)를 통하여 불필요한 대기 전력이 소비되고 있음을 판단하고 스위칭 회로(22)를 오프시키기 위한 제2레벨을 갖는 스위치 제어 신호(SCS)를 생성할 수 있다.

예컨대, 기준 전력량이 10W로 설정되고 기준 회수가 10회로 설정되고, 일정한 시간 동안(예컨대, 3분 동안), MCU(28)가 전력 측정부(26)에 의하여 주기적으로 측정된 소비 전력량이 10W 미만임을 나타내는 측정 결과들을 11번 수신한 경우, MCU(28)는 전압 공급부(24)에 접속된 전기 기기(50)가 현재 사용되고 있지 않고 또한 상기 전기 기기(50)가 불필요한 대기 전력을 사용하고 있음을 판단하고 스위칭 회로(22)를 오프시키기 위한 스위치 제어 신호(SCS)를 스위칭 회로(22)로 전송할 수 있다. 이 경우 MCU(28)는 일정한 시간이 지난 후 측정 소비 전력량이 기준 전력량보다 낮은 횟수를 카운트한 값을 리셋할 수 있다.

진동 감지 센서(30)는 전압 공급 제어 장치(20)로 외부로부터 가해지는 진동 또는 충격을 감지하고 감지 결과에 따른 감지 신호(DET)를 출력한다.

도 3은 도 2에 도시된 진동 감지 센서와 마이크로 컨트롤 유닛의 동작을 설명하기 위한 타이밍 도이다. 도 1부터 도 3을 참조하여 전압 공급 제어 장치(20)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

예컨대, 진동 감지 센서(30)는 각 시점(T1, T2, 및 T3)에서 외부로부터 가해지는 진동 또는 충격을 감지하고 감기 결과에 따라 펄스 형태를 갖는 감지 신호 (DET)를 생성한다. 예컨대, 진동 감지 센서(30)는 감지한 진동이 기준 값 이상일 때에는 펄스 형태의 감지 신호(DET)를 출력하고 감지한 진동이 기준 값보다 작을 때에는 제2레벨을 갖는 감지 신호(DET)를 출력한다.

스위치 제어 신호(SCS)의 레벨이 제1레벨일 때, MCU(30)는 감지 신호(DET)의 레벨에 무관하게 제1레벨을 갖는 스위치 제어 신호(SCS)를 스위칭 회로(22)로 출력한다.

그러나, 스위치 제어 신호(SCS)의 레벨이 제2레벨일 때, MCU(28)는 펄스 형태의 감지 신호(DET)에 응답하여 스위치 회로(22)를 온시키기 위한 제1레벨을 갖는 스위치 제어 신호(SCS)를 출력한다. 따라서, 스위치 회로(22)는 제1레벨을 갖는 스위치 제어 신호(SCS)에 응답하여 전력선(11)을 통하여 공급된 상용 전압을 전압 공급부(24)로 공급한다. 그러므로, 상용 전압은 전압 공급부(24)를 통하여 전기 기기(50)로 공급된다.

보다 구체적으로, 제1레벨을 갖는 스위치 제어 신호(SCS)가 스위치 회로(22) 로 공급되는 T1시점에서 펄스 형태를 갖는 검출 신호(DET)가 진동 감지 센서(30)로부터 출력되더라도, MCU(28)는 제1레벨을 갖는 스위치 제어 신호(SCS)를 스위치 회로(22)로 계속 공급한다.

그러나, T2시점에서, MCU(28)는 전압 공급부(24)로 공급되는 상용 전압을 차단하기 위하여 제2레벨(예컨대, 로우 레벨)을 갖는 스위치 제어 신호(SCS)를 스위치 회로(22)로 출력한다. 따라서, 전압 공급부(24)에 접속된 전기 기기(50)에서 소비되는 대기 전력은 차단될 수 있다.

전압 공급부(24)로 공급되는 상용 전압이 차단되고 있는 도중에, 즉 T3시점에서 펄스 형태를 갖는 검출 신호(DET)가 발생하면, MCU(28)는 펄스 형태를 갖는 검출 신호(DET)에 응답하여 제1레벨을 갖는 스위치 제어 신호(SCS)를 스위치 회로 (22)로 출력한다.

즉, 전압 공급 제어 장치(20)가 전압 공급부(24)에 접속된 전기 기기(50)에서 소비되는 전력을 차단하고 있는 도중에, 펄스 형태를 갖는 검출 신호(DET)가 발생하면, MCU(28)는 상기 검출 신호(DET)를 스위치 온 신호로 인식하여 제1레벨을 갖는 스위치 제어 신호(SCS)를 발생한다. 예컨대, 전압 공급 제어 장치(20)가 전압 공급부(24)에 접속된 전기 기기(50)에서 소비되는 전력을 차단하고 있는 도중에, 사용자가 상기 전압 공급 장치(20)를 발로 차는 경우, 진동 감지 센서(30)는 상기 사용자의 행동에 의하여 발생한 충격 또는 진동을 감지하고 펄스 형태의 감지 신호 (DET)를 MCU(28)로 출력한다.

즉, 전압 공급 제어 장치(20)가 전력 측정부(26)에 의하여 측정된 전력량에 기초하여 또는 사용자의 스위치 오프 동작에 기초하여 전압 공급부(24)로 공급되는 전력을 차단하고 있는 도중에, 진동 감지 센서(30)로부터 펄스 형태의 검출 신호 (DET)가 출력되면, 전압 공급 제어 장치(20)는 전력선(11)을 통하여 공급된 상용 전압을 전기 기기(50)로 공급할 수 있다.

실시 예에 따라, 전압 공급 제어 장치(20)는 MCU(28)의 제어 하에 서버(60)로 측정된 소비 전력량에 대한 정보를 전송할 수 있는 무선 인터페이스(38)를 더 포함할 수 있다. MCU(28)는 무선 인터페이스(38)를 통하여 서버(60)로부터 출력된 명령에 기초하여 스위치 제어 신호(SCS)를 스위칭 회로(22)로 전송할 수 있다.

또한, MCU(28)는 무선 인터페이스(38)를 통하여 서버(60)로부터 출력된 기준 전력량에 대한 정보를 메모리(32)에 저장할 수 있다.

본 발명의 개념에 따른 시스템(10)이 사용 전력량 무선 검출 시스템과 같은 스마트 그리드 시스템인 경우, MCU(28)는 무선 인터페이스(38)를 통하여 서버(60)로부터 출력된 전력 검출 명령에 응답하여 제1레벨을 갖는 스위치 제어 신호(SCS)를 스위칭 회로(22)로 전송할 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 전압 공급 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다. 도 1부터 도 4를 참조하여 전기 기기(50)로 공급되는 상용 전압을 차단하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

우선, 전압 공급부(24)를 통하여 상용 전압이 전기 기기(50)로 공급되고 있다고 가정한다.

전력 측정부(26)는 전압 공급부(24)에서 소비되는 전력을 주기적으로 측정하 고 측정 결과를 주기적으로 MCU(28)로 전송한다(S10).

MCU(28)는 전력 측정부(26)에 의하여 측정된 전력량이 기준 전력량보다 낮은 횟수를 카운트한다(S20).

일정 시간 동안, MCU(28)는 카운트된 회수와 기준 카운트 값을 비교합니다(S30).

상기 일정 시간 동안에, 상기 카운트된 회수가 상기 기준 카운트 값보다 큰 경우, 예컨대, 전압 공급 부(24)에 접속된 전기 기기(50)가 현재 사용되고 있지는 않으나 불필요한 대기 전력을 소비하고 있는 경우, MCU(28)는 제2레벨을 갖는 스위치 제어 신호(SCS)를 스위치 회로(22)로 전송하므로, 스위치 회로(22)는 전력선 (11)을 통하여 공급된 상용 전압을 전압 공급부(24)로 공급하는 것을 차단한다(S31).

그러나, 상기 일정 시간 동안에, 상기 카운트된 회수가 상기 기준 카운트 값보다 작은 경우, 예컨대, 전압 공급부(24)에 접속된 전기 기기(50)가 현재 사용중인 경우, MCU(28)는 제1레벨을 갖는 스위치 제어 신호(SCS)를 스위치 회로(22)로 전송하므로, 스위치 회로(22)는 전력선(11)을 통하여 공급된 상용 전압을 전압 공급부(24)로 전송한다(S33). 상술한 바와 같이, 상용 전압은 과전류 차단기(36)를 통하여 전압 공급부(24)로 전송될 수 있다(S33). 상기 일정 시간이 지난 후에 MCU(28)는 카운트된 회수를 초기값, 예컨대 0으로 리셋할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 전압 공급이 차단된 상태에서 감지된 진동에 따라 전압을 공급하는 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 1부터 도 5를 참조하면, 스위치 회로(22)를 통하여 전압 공급부(24)로 공급되는 상용 전압이 차단되고 있는 동안, 진동 감지 센서(30)는 전압 공급 제어 장치(20)로 가해지는 충격 또는 진동을 감지한다(S110).

전압 공급 제어 장치(20)로 가해지는 상기 진동 또는 상기 충격(DV)이 이미 설정된 기준 값(RV)보다 큰 경우, 상기 진동 감지 센서(30)는 펄스 형태의 검출 신호(DET)를 발생한다. 따라서, MCU(28)는 상기 펄스 형태의 검출 신호(DET)에 응답하여 제1레벨을 갖는 스위치 제어 신호(SCS)를 발생한다. 따라서, 스위치 회로(22)는 제1레벨을 갖는 스위치 제어 신호(SCS)에 응답하여 전력선(11)을 통하여 공급되는 상용 전압을 전압 공급부(24)로 전송한다(S130).

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 부하 전력량 측정 시간 간격을 조절하는 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 1부터 도 6을 참조하면, 전압 공급부(24)를 통하여 전기 기기(50)로 상용 전압이 공급되고 있는 동안, 전력 측정부(26)는 전압 공급부(24)를 통하여 소비되는 부하 전력량을 제1시간 간격(예컨대, 30초)마다 측정하고, 그 측정 결과(예컨대, 측정된 부하 전력량)를 MCU(28)로 전송한다(S210).

MCU(28)는 측정 부하 전력량과 기준 전력량을 비교한다(S220).

상기 측정 부하 전력량이 상기 기준 전력량보다 최초로 낮아질 때, MCU(28)는 제1시간 간격(예컨대, 30초)을 제2시간 간격(예컨대, 3초)으로 조절하기 위한 제어 신호를 전력 측정부(26)로 전송한다. 따라서, 상기 전력 측정부(26)는 상기 제어 신호에 응답하여 부하 전력량 측정 시간 간격을 상기 제1시간 간격으로부터 상기 제2시간 간격으로 조절한다(S230).

따라서, 상기 전력 측정부(26)는 전압 공급부(24)를 통하여 소비되는 부하 전력량을 상기 제2시간 간격(예컨대, 3초)마다 측정하고, 그 측정 결과(예컨대, 측정된 부하 전력량)를 MCU(28)로 전송한다(S240). 측정 시간이 단축됨에 따라, 전압 공급 제어 장치(20)는 더 빨리 전기 기기(50)에서 불필요하게 소비되는 대기 전력을 차단할 수 있다. 따라서 불필요하게 소비되는 대기 전력으로 인한 이산화탄소 발생량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

일정 시간 동안, MCU(28)는 상기 제2시간 간격(예컨대, 3초)마다 측정된 측정 결과를 카운트하고, 카운트된 값(TGC)과 기준 값(Tref)을 비교한다(S250). 상기 일정 시간이 지난 후에 MCU(28)에 의하여 카운트된 값(TGC)은 초기 값, 예컨대 0으로 리셋될 수 있다. 실시 예에 따라 카운트된 값(TGC)은 상기 측정 부하 전력량이 상기 기준 전력량보다 최초로 낮아진 회수를 포함할 수 있고 상기 최초로 낮아진 회수를 포함하지 않을 수 있다.

또한, 실시 예에 따라 상기 측정 부하 전력량이 상기 기준 전력량보다 낮아질 때마다 상기 전력 측정부(26)는 독립적으로 또는 MCU(28)의 제어 하에 측정 주기를 감소시킬 수 있다.

상기 카운트된 값(TGC)이 상기 기준 값(Tref)보다 큰 경우, 즉, 전압 공급 부(24)에 접속된 전기 기기(50)가 불필요한 대기 전력을 소비하고 있는 경우, MCU(28)는 제2레벨을 갖는 스위치 제어 신호(SCS)를 스위치 회로(22)로 전송하므로, 전압 공급부(24)로 공급되는 상용 전압은 차단된다. 따라서, 전압 공급 부 (24)에 접속된 전기 기기(50)로부터 소비되는 대기 전력은 완전히 차단될 수 있다.

전기 기기(50)로의 상용 전압의 공급이 완전히 차단된 상태에서 진동 감지 센서(30)에 의하여 감지된 진동에 따라 상용 전압을 전기 기기(50)로 다시 공급하는 방법은 도 5에 도시된 바와 같다.

전기 기기(50)로 공급되는 상용 전압을 차단하기 위한 스위치 제어 신호는 제1제어 신호라 불릴 수 있고, 상기 전기 기기(50)로 공급되는 상용 전압이 차단되는 도중에 진동 감지 센서(30)에 의하여 생성된 펄스 형태의 감지 신호에 응답하여 생성된 스위치 제어 신호는 제2제어 신호라 불릴 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전압 공급 제어 장치와 전기 기기를 포함하는 시스템의 블락도를 나타낸다.

도 2는 도 1에 도시된 전압 공급 제어 장치의 블락도를 나타낸다.

도 3은 도 2에 도시된 진동 감지 센서와 마이크로 컨트롤 유닛의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.

도 4는 도 1에 도시된 전압 공급 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 전압 공급이 차단된 상태에서 감지된 진동에 따라 전압을 공급하는 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 부하 전력량 측정 시간 간격을 조절하는 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

Claims (4)

1. 스위칭 제어 신호에 응답하여 상용 전압의 공급을 제어하기 위한 스위칭 회로;

   상기 스위칭 회로에 접속되며 전기 기기가 접속될 수 있는 전압 공급부;

   상기 전압 공급부에서 소비되는 전력량을 제1주기마다 측정하고 측정된 전력량을 출력하기 위한 전력 측정부; 및

   상기 전력 측정부에 의하여 측정된 전력량을 수신하고, 상기 측정된 전력량이 기준 전력량보다 최초로 낮아질 때 상기 제1주기를 상기 제1주기보다 짧은 제2주기로 감소시키기 위한 제어 신호를 상기 전력 측정부로 출력하기 위한 마이크로 컨트롤 유닛을 포함하며,

   상기 전력 측정부는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 전압 공급부에서 소비되는 전력량을 상기 제2주기마다 측정하고 측정된 전력량을 상기 마이크로 컨트롤 유닛으로 출력하는 전압 공급 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 컨트롤 유닛은,

   일정한 시간 동안, 상기 제2주기마다 상기 전력 측정부에 의하여 측정된 전력량이 상기 기준 전력량보다 낮은 횟수를 카운트하고 카운트 값이 기준 회수보다 큰 경우 상기 스위칭 회로를 오프시키기 위한 상기 스위칭 제어 신호를 출력하는 전압 공급 제어 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전압 공급 제어장치는 리셉터클인 전압 공급 제어 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 전압 공급 제어 장치는,

   외부로부터 가해진 충격을 감지하고 감지 결과에 따른 감지 신호를 출력하기 위한 진동 감지 센서를 더 포함하고,

   상기 마이크로 컨트롤 유닛은,

   상기 스위칭 회로를 오프(off)시키기 위한 상기 스위칭 제어 신호를 출력하는 동안에 입력된 상기 감지 신호에만 응답하여 상기 스위칭 회로를 온(on)시키기 위한 상기 스위칭 제어 신호를 출력하는 전압 공급 제어 장치.

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