KR101183884B1 - 무선 전력 모니터링 콘센트 및 그의 전력 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

무선 전력 모니터링 콘센트 및 그의 전력 제어 방법이 제공된다. 본 콘센트는, 외부로부터 전원이 입력되는 전원 입력부, 전원 입력부로부터 입력되는 전원을 연결된 전자기기로 출력하는 전원 출력부, 전원 입력부로부터 입력되는 전원을 이용하여 배터리를 충전하는 충전부, '전원 입력부'와 '전원 출력부 및 충전부' 간의 전기적 연결을 스위칭하는 스위치 및 배터리에서 공급되는 전원으로 구동되며 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의해, 전자기기가 대기 상태로 진입한 경우에 연결된 전자기기는 물론 콘센트에서도 외부에서 인가되는 전원을 소모하지 않도록 할 수 있어, 전력 소모 절감을 보다 강화할 수 있게 된다.

Description

무선 전력 모니터링 콘센트 및 그의 전력 제어 방법{Wireless Power Monitering Receptacle and Power Management Method thereof}
본 발명은 콘센트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연결된 전자기기에서 소모하는 전력을 모니터링 하고 대기 전력을 차단할 수 있는 콘센트에 관한 것이다.
그린 에너지 기술과 함께 에너지 소모 절감 대책이 강조되면서 전기 콘센트에 연결된 전자기기의 대기 상태를 판단하여 자동으로 전원을 차단해주는 콘센트가 개발되어 이용되고 있다.
콘센트에 의해 전자기기로 인가되는 전원이 차단된 경우라 하더라도, 콘센트로는 계속 전원이 인가되고 있는 관계로, 콘센트에서의 전력 소모는 계속적으로 이루어지게 된다.
보다 완전한 전력 절감을 위해서는, 전자기기 외에 콘센트에서 소모되는 대기 전력 역시 차단하는 것이 바람직하므로, 전자기기가 대기 상태로 진입시 전자기기는 물론 콘센트까지도 외부 전력 소모를 차단하기 위한 방안의 모색이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 전자기기가 대기 상태로 진입한 경우에 전자기기는 물론 콘센트에서도 외부에서 인가되는 전원을 소모하지 않도록 하는 콘센트 및 그의 전력 제어 방법을 제공함에 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 외부에서 전원을 인가받지 않음으로 인해 콘센트의 기능 장애가 발생하지 않도록 배터리 충전 제어와 전력 소모 제어를 자동으로 수행할 수 있는 콘센트 및 그의 전력 제어 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 콘센트는, 외부로부터 전원이 입력되는 전원 입력부; 상기 전원 입력부로부터 입력되는 전원을 연결된 전자기기로 출력하는 전원 출력부; 상기 전원 입력부로부터 입력되는 전원을 이용하여, 배터리를 충전하는 충전부; '상기 전원 입력부'와 '상기 전원 출력부 및 상기 충전부' 간의 전기적 연결을 스위칭하는 스위치; 및 상기 배터리에서 공급되는 전원으로 구동되며, 상기 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 전자기기에서 대기전력이 소모되고 있는 것으로 판단되면, '상기 전원 입력부'와 '상기 전원 출력부 및 상기 충전부'가 전기적으로 차단되도록 상기 스위치를 스위칭시켜, 상기 전원 입력부로부터 입력되는 전원이 상기 전원 출력부와 상기 충전부에 전달되지 않도록 차단하는 것이 바람직하다.
본 콘센트는 전력소모 정보가 표시되는 표시부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 1) '상기 전원 입력부'와 '상기 전원 출력부 및 상기 충전부'가 전기적으로 연결되도록 상기 스위치가 스위칭된 경우, 전력소모 정보를 산출하여 상기 표시부에 표시하고, 2) '상기 전원 입력부'와 '상기 전원 출력부 및 상기 충전부'가 전기적으로 차단되도록 상기 스위치가 스위칭된 경우, 상기 표시부를 턴-오프시키는 것이 바람직하다.
상기 제어부는, 상기 배터리의 잔량이 제1 잔량 미만이면, '상기 전원 입력부'와 '상기 전원 출력부 및 상기 충전부'가 전기적으로 연결되도록 상기 스위치를 스위칭시키는 것이 바람직하다.
상기 제어부는, 상기 배터리의 잔량이 상기 제1 잔량 이상이고 제2 잔량 미만이면, 외부기기와의 통신 모드를 저전력 통신 모드로 전환할 수 있다.
상기 저전력 모드는, '듀티 사이클이 기준 이하인 동기 모드' 및 '상기 동기 모드 보다 전력 소모가 작은 비동기 모드' 중 어느 하나일 수 있다.
상기 제어부는, 외부기기의 명령에 따라, 상기 스위치의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른, 전원 제어 방법은, 스위치를 통해 외부로부터 전원이 입력되면, 입력되는 전원을 연결된 전자기기로 출력하는 단계; 상기 스위치를 통해 외부로부터 전원이 입력되면, 입력되는 전원을 이용하여 배터리를 충전하는 단계; 및 상기 배터리에서 공급되는 전원으로 구동되는 제어소자가 상기 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 단계;를 포함한다.
상기 제어단계는, 상기 전자기기에서 대기전력이 소모되고 있는 것으로 판단되면, 상기 제어소자가 상기 스위치를 스위칭-오프시키는 것이 바람직하다.
본 전원 제어 방법은, 상기 스위치가 스위칭-오프되면, 상기 제어소자가 상기 배터리의 잔량을 측정하는 단계; 및 상기 배터리의 잔량이 제1 잔량 미만이면, 상기 제어소자가 상기 스위치를 스위칭-온시키는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 전원 제어 방법은, 상기 배터리의 잔량이 상기 제1 잔량 이상이고 제2 잔량 미만이면, 상기 제어소자가 외부기기와의 통신 모드를 저전력 통신 모드로 전환하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전자기기가 대기 상태로 진입한 경우에 연결된 전자기기는 물론 콘센트에서도 외부에서 인가되는 전원을 소모하지 않도록 할 수 있어, 전력 소모 절감을 보다 강화할 수 있게 된다.
또한, 외부에서 전원을 인가받지 않는 중에는 배터리 잔량을 감지하고, 감지된 배터리 잔량에 따라 배터리 충전 제어와 전력 소모 제어를 자동으로 수행할 수 있게 되어 콘센트의 기능 장애가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 독립형 무선 전력 모니터링 콘센트의 블럭도, 그리고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 제어 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 독립형 무선 전력 모니터링 콘센트의 블럭도이다. 본 실시예에 따른 무선 전력 모니터링 콘센트는, 1) 연결된 전자기기에서 소모되는 전력을 측정하여 표시하고, 2) 소모 전력에 대한 정보를 제어 시스템에 무선으로 전달하며, 3) 전자기기에서 소모되는 대기전력을 차단한다.
본 실시예에 따른 무선 전력 모니터링 콘센트는, 전자기기에서 소모되는 대기전력 뿐만 아니라 자신이 소모하는 외부 전력도 차단하되, 정상적인 기능 수행에 문제가 없도록 제어하는 바, 이하에서 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 무선 전력 모니터링 콘센트(100)는, AC 입력부(110), 릴레이 스위치(120), AC 출력부(130), 충전부(140), 배터리(150), 무선 통신모듈(160) 및 표시부(170)를 구비한다.
AC 입력부(110)는 다른 콘센트에 연결되어, 연결된 콘센트로부터 AC 전원을 입력받는다.
릴레이 스위치(120)는 'AC 입력부(110)'와 'AC 출력부(130) 및 충전부(140)' 간의 전기적 연결을 스위칭한다. 구체적으로, 릴레이 스위치(120)가 "스위칭-온" 되면, 'AC 입력부(110)'와 'AC 출력부(130) 및 충전부(140)'가 전기적으로 도통되어, AC 입력부(110)를 통해 입력되는 AC 전원이 'AC 출력부(130)와 충전부(140)' 모두에 인가된다.
반면, 릴레이 스위치(120)가 "스위칭-오프" 되면, 'AC 입력부(110)'와 'AC 출력부(130) 및 충전부(140)'가 전기적으로 차단되어, 'AC 입력부(110)'를 통해 입력되는 AC 전원이 'AC 출력부(130)와 충전부(140)' 어디에도 인가되지 않는다.
AC 출력부(130)는 릴레이 스위치(120)를 통해 AC 입력부(110)로부터 인가되는 AC 전원을 연결된 전자기기로 출력한다.
충전부(140)는 릴레이 스위치(120)를 통해 AC 입력부(110)로부터 인가되는 AC 전원을 이용하여 배터리(150)를 충전한다. 충전부(140)는 전류 트랜스듀서(Current Transducer)를 이용하여 배터리(150)를 충전할 수 있다.
배터리(150)는 무선 통신모듈(160), 그에 마련된 제어부(165)와 표시부(170)에 필요한 전원을 공급한다.
무선 통신모듈(160) 및 그에 마련된 제어부(165)의 전원 공급원은 배터리(150)이므로, AC 입력부(110)가 다른 콘센트에 연결되지 않은 경우나, 릴레이 스위치(120)가 "스위칭-오프" 된 경우에도 필요한 전원을 공급받을 수 있다.
무선 통신모듈(160)은 외부 제어 시스템과 통신 가능하도록 연결된다. 제어부(165)는 AC 출력부(130)를 통해 전자기기로 인가되는 전원을 측정하여, 전자기기의 소모 전력을 파악한다.
그리고, 제어부(165)는 전자기기의 소모 전력에 대한 정보를 표시부(170)에 표시한다. 표시부(170)는 LCD(Liquid Crystal Display) 등과 같은 디스플레이로 구현한다.
또한, 제어부(165)는 파악된 전자기기의 소모 전력에 대한 정보를 무선 통신모듈(160)을 통해 외부 제어 시스템에 무선으로 전송할 수 있다. 뿐만 아니라, 제어부(165)는 외부 제어 시스템의 명령에 따라 무선 전력 모니터링 콘센트(100)의 전원 공급 동작을 제어할 수도 있다.
한편, 전자기기에서 대기 전력이 소모되고 있는 것으로 판단되면, 제어부(165)는 전자기기는 물론 무선 전력 모니터링 콘센트(100)에서도 외부에서 인가되는 전원을 소모하지 않도록 조치하되, 무선 전력 모니터링 콘센트(100)의 기능 수행이 지속됨에 문제가 없도록 제어하는 바, 이하에서 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 제어 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(165)는 AC 출력부(130)를 통해 전자기기로 인가되는 전원을 측정하여 전자기기의 소모 전력을 파악한다(S210).
S210단계의 파악 결과, 전자기기에서 대기전력을 소모하고 있지 않은 경우, 즉 전자기기가 동작하는 경우(S220-N), 제어부(165)는 릴레이 스위치(120)의 스위칭 상태를 "스위칭-온" 으로 유지시켜(S290), AC 입력부(110)를 통해 입력되는 AC 전원이 AC 출력부(130)를 통해 전자기기에 계속 인가되도록 한다.
반면, S210단계의 파악 결과, 전자기기에서 대기전력을 소모하고 있는 경우, 즉 전자기기가 동작하지 않는 경우(S220-Y), 제어부(165)는 릴레이 스위치(120)의 스위칭 상태를 "스위칭-오프" 로 전환시켜(S230), AC 입력부(110)를 통해 입력되는 AC 전원이 AC 출력부(130)는 물론 충전부(140)에도 인가되지 않도록 한다.
릴레이 스위치(120)가 "스위칭-오프" 되더라도, 제어부(165)는 배터리(150)를 통해 필요한 전원을 인가받으므로, 정상적으로 구동할 수 있다. 한편, 제어부(165)는 표시부(170)를 턴-오프시켜, 표시부(170)에서 소모되는 전력을 차단시킨다.
이후, 제어부(165)는 배터리(150)의 잔량을 주기적으로 측정한다(S240).
S240단계의 측정 결과, 배터리(150)의 잔량이 20% 미만으로 판단되면(S250-Y & S260-Y), 제어부(165)는 릴레이 스위치(120)의 스위칭 상태를 "스위칭-온" 으로 전환시켜(S290), AC 입력부(110)를 통해 입력되는 AC 전원이 충전부(140)에 인가되어, 궁극적으로 배터리(150)가 충전되도록 한다.
한편, 배터리(150)의 잔량이 50% 미만이지만 20% 이상인 것으로 판단되면(S250-Y & S260-N), 제어부(165)는 무선 통신모듈(160)을 이용한 외부 제어 시스템과의 통신 모드를 저전력 통신 모드로 전환한다(S270).
S270단계에서 저전력 통신 모드로 전환하기 위해, 1) 제어부(165)와 외부 제어 시스템은 통신 모드를 동기 모드로 유지하되 듀티 사이클을 현재 보다 더 낮추거나, 2) 통신 모드를 동기 모드 보다 전력 소모가 더 작은 비동기 모드로 전환할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 알고리즘을 수행하는 중에, 무선 통신모듈(160)을 통해 외부 제어 시스템으로부터 전원 제어 관련 명령이 수신되면, 제어부(165)는 그 명령에 따라 릴레이 스위치(120)의 스위칭 상태를 제어한다.
구체적으로, 무선 통신모듈(160)을 통해 외부 제어 시스템으로부터 '전원 공급' 명령을 수신하면, 제어부(165)는 릴레이 스위치(120)를 "스위칭-온" 시켜 AC 입력부(110)를 통해 입력되는 AC 전원이 AC 출력부(130)에 연결된 전자기기로 인가되도록 한다. 이때, AC 입력부(110)를 통해 입력되는 AC 전원은 충전부(140)에도 인가될 것이다.
반면, 무선 통신모듈(160)을 통해 외부 제어 시스템으로부터 '전원 차단' 명령을 수신하면, 제어부(165)는 릴레이 스위치(120)를 "스위칭-오프" 시켜 AC 입력부(110)를 통해 입력되는 AC 전원이 AC 출력부(130)에 연결된 전자기기로 인가되지 않도록 한다. 이때, AC 입력부(110)를 통해 입력되는 AC 전원은 충전부(140)에도 인가되 않을 것이다.
지금까지, 전자기기는 물론 무선 전력 모니터링 콘센트(100)에서도 외부에서 인가되는 전원을 소모하지 않도록 조치하되, 무선 전력 모니터링 콘센트(100)의 기능 수행이 지속됨에 문제가 발생하지 않도록 제어하는 과정에 대해, 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.
위 실시예에서 배터리 잔량의 임계치로 언급한 "50%"와 "20%"는 설명의 편의를 위해 든 예들에 불과하다. 이 수치들은 필요에 따라 다른 수치들로 변경할 수 있음은 물론이다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 무선 전력 모니터링 콘센트
110 : AC 입력부 120 : 릴레이 스위치
130 : AC 출력부 140 : 충전부
150 : 배터리 160 : 무선 통신모듈
165 : 제어부 170 : 표시부

Claims (11)

  1. 외부로부터 전원이 입력되는 전원 입력부;
    상기 전원 입력부로부터 입력되는 전원을 연결된 전자기기로 출력하는 전원 출력부;
    상기 전원 입력부로부터 입력되는 전원을 이용하여, 배터리를 충전하는 충전부;
    '상기 전원 입력부'와 '상기 전원 출력부 및 상기 충전부' 간의 전기적 연결을 스위칭하는 스위치; 및
    상기 배터리에서 공급되는 전원으로 구동되며, 상기 전자기기에서 대기전력이 소모되고 있는 것으로 판단되면 '상기 전원 입력부'와 '상기 전원 출력부 및 상기 충전부'가 전기적으로 차단되도록 상기 스위치를 스위칭시켜 상기 전원 입력부로부터 입력되는 전원이 상기 전원 출력부와 상기 충전부에 전달되지 않도록 차단하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 전자기기에서 대기전력이 소모되어 상기 스위치에 의해 상기 전원이 상기 충전부에 전달되지 않도록 차단된 경우, 상기 배터리의 잔량을 측정하고, 상기 배터리의 잔량이 제1 잔량 미만이면 '상기 전원 입력부'와 '상기 전원 출력부 및 상기 충전부'가 전기적으로 연결되도록 상기 스위치를 스위칭시키고, 상기 배터리의 잔량이 상기 제1 잔량 이상이고 제2 잔량 미만이면, 외부기기와의 통신 모드를 저전력 통신 모드로 전환하며,
    상기 저전력 통신 모드는,
    '듀티 사이클이 기준 이하인 동기 모드' 및 '상기 동기 모드 보다 전력 소모가 작은 비동기 모드' 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 콘센트.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    전력소모 정보가 표시되는 표시부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    1) '상기 전원 입력부'와 '상기 전원 출력부 및 상기 충전부'가 전기적으로 연결되도록 상기 스위치가 스위칭된 경우, 전력소모 정보를 산출하여 상기 표시부에 표시하고, 2) '상기 전원 입력부'와 '상기 전원 출력부 및 상기 충전부'가 전기적으로 차단되도록 상기 스위치가 스위칭된 경우, 상기 표시부를 턴-오프시키는 것을 특징으로 하는 콘센트.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    외부기기의 명령에 따라, 상기 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 콘센트.
  8. 스위치를 통해 외부로부터 전원이 입력되면, 입력되는 전원을 연결된 전자기기로 출력하는 단계;
    상기 스위치를 통해 외부로부터 전원이 입력되면, 입력되는 전원을 이용하여 배터리를 충전하는 단계;
    상기 전자기기에서 대기전력이 소모되고 있는 것으로 판단되면, 상기 배터리에서 공급되는 전원으로 구동되는 제어소자가 상기 스위치를 스위칭-오프시키는 단계;
    상기 스위치가 스위칭-오프되면, 상기 제어소자가 상기 배터리의 잔량을 측정하는 단계;
    상기 배터리의 잔량이 제1 잔량 미만이면, 상기 제어소자가 상기 스위치를 스위칭-온시키는 단계; 및
    상기 배터리의 잔량이 상기 제1 잔량 이상이고 제2 잔량 미만이면, 상기 제어소자가 외부기기와의 통신 모드를 저전력 통신 모드로 전환하는 단계;를 포함하고,
    상기 저전력 통신 모드는,
    '듀티 사이클이 기준 이하인 동기 모드' 및 '상기 동기 모드 보다 전력 소모가 작은 비동기 모드' 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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