KR101263634B1

KR101263634B1 - 다중제어 전자식 스위치

Info

Publication number: KR101263634B1
Application number: KR1020130002494A
Authority: KR
Inventors: 김진국
Original assignee: 하가전자 주식회사
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2013-05-10
Also published as: KR20130026457A

Abstract

본 발명은 유선방식의 다중제어(Multiple Access)가 가능한 전자식 스위치에 관한 것이다. 출입구가 여러 개 있는 돔(Dome) 경기장이나 대형홀[Hall]의 경우 어느 문에서나 들어오고, 나갈 때 해당문의 바로 옆에 설치되어 있는 스위치 패드를 이용하여 실내의 등을 온[ON], 오프[OFF]제어할 수 있도록 하면 편리할 것이다. 출입구가 2∼3개인 경우는 결선이 비교적 간단하여 기계식으로 쉽게 해결할 수 있으나 출입구가 10여 개 이상으로 늘어나면 기계식으로는 해결이 어렵다. 또 밝기까지 원격제어 할 경우는 더욱더 어려워지게 된다. 본 발명은 본체 스위치와 부속스위치(Local Switch)로 구성되는데 본체 스위치는 부속스위치(Local Switch)가 필요로 하는 전력을 효율적인 방법으로 공급하고 있으며, 또한 본체스위치와 부속스위치가 효율적인 방법으로 신호를 전달하고 있다. 또한 본 발명의 다중제어 전자식 스위치는 온도를 감지하여 과부하등의 원인으로 온도가 일정수준 이상으로 상승하면 부하를 오프[OFF]시키는 기능도 함께 가지고 있다.

다중제어 전자식 스위치 (Multiple Access Electronic Switch)

Description

다중제어 전자식 스위치 {Multiple Access Electronic Switch}

본 발명은 다중제어가 가능한 전자식 스위치에 관한 것으로, 조명등의 온[ON], 오프[OFF] 밝기를 제어하거나 모터의 온·오프 및 속도를 제어할 때, 본체에서도 제어할 수 있고, 또 여러 곳에 설치되어 본체와 유선으로 연결되어 있는 부속스위치(Local Switch) 에서도 제어할 수 있는 그러한 전자식 스위치에 관한 것이다.

도1의 실시 예에서와 같은

종래의 다중제어 전자식 스위치는 부속 스위치에서 온·오프 제어 및 강, 약의 제어도 함께 할 수 있었으나 부속 스위치에 현재의 부하(전등 또는 씰링팬)제어 상태를 표시하고 있지 않아 매우 불편하였다. 또, 최근 터치식 스위치의 보급이 활성화되고 있어, 본체 스위치로부터 부속 스위치에의 구동 전력공급이 필요하게 되었고, 부속스위치에도 부하의 제어상태를 표시하기 위해서 본체스위치와 부속 스위치가 반드시 쌍방향 통신을 하지 않으면 안되게 되었다. 그런데 부속스위치가 10개 이상 다수라고 가정할 때, 부속스위치에서 필요로 하는 구동전력을 어떠한 방법으로 효율적으로 공급할 것이냐 하는 문제가 대두 되었다. 본 발명은 효율적으로 통 신을 하면서 효율적으로 부속스위치에 구동전력을 공급하는 방법을 함께 제공하고 있다.

본 발명의 목적은 본체에 연결되어 있는 기기[전등, 씰링팬 등]의 온[ON],오프[OFF]제어 및 밝기나 스피드 등의 제어가 본체스위치(Main Switch)에서는 물론, 다수의 부속 스위치(Local Switch)에서도 가능하게 한 그리고 현재의 제어상태를 부속 스위치에도, 표시가 가능하게 한 그러한 전자식 스위치를 제공함에 있다.

본 발명은 본체스위치(Main Switch)에 연결되어있는 기기[전등, 씰링팬, …등]의 제어 및 상태표시가 본체스위치에서도 가능하고 다수의 장소에 설치된 부속스위치에서도 가능하게 하기 위하여, 본체에서 다수의 부속스위치에서 필요한 구동전력을 효율적으로 공급하는 방법과, 본체와 다수의 부속스위치가 효율적으로 쌍방향 통신을 하는 방법을 함께 제공하고 있다.

본 발명의 다중제어(Multiple Access)전자식 스위치는 설치가 간편하고 또 본체스위치에서 부속스위치에 전력을 공급하는 회로구성과 본체와 부속스위치간 쌍방향 통신하는 회로구성이 간단하여 좁은 스위치 내부의 공간이용효율이 높고, 따라서 에너지 절감 및 스위치의 가격 경쟁력을 향상시키는 효과가 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다중제어 전자식 스위치(Multiple Access Electronic Switch)의 동작원리를 도면과 함께 상세히 설명한다. 도1은 종래의 다중제어 스위치로 부속스위치에는 제어상태를 표시하고 있지 않기 때문에 부속스위치에 별도의 구동전력을 공급하고 있지 않고 또 쌍방향통신 방법도 제공하고 있지 않다. 본 발명의 다중제어전자식 스위치에 있어서는 부속스위치에서도 터치방식의 유저 인터페이스(user interface)가 가능하면서 본체에서의 제어상태를 다수의 부속 스위치에도 표시해야 하므로 부속스위치에도 구동전원이 필요하다. 도2에서 본체스위치(1)의 콘트롤러(12)는 부속스위치 구동용 직류전원과 데이터 신호를 함께 송출하는 회로 블럭(13)을 구동해서, 본체스위치(1)의 PC1또는 PC2단자 및 부속스위치(2)의 PC1또는 PC2단자를 통하여 부속스위치에 데이터 신호와 직류전원을 동시에 공급한다. 부속 스위치(2)의 전원 회로블럭(21)은 DC/DC컨버터 방식으로 구동에 필요한 저 전압(Vcc2)을 만들어 부속스위치의 터치유저 인터페이스(touch user interface)회로 블럭(25)과 부속스위치의 콘트롤러(22)에 공급한다. 부속스위치의 콘트롤러(22)는 부속스위치의 터치방식의 유저 인터페이스 회로블럭(25)으로부터 사용자의 의도(명령)를 전달받아 제231트란지스터[Q231]를 온(ON)·오프(OFF)시키는 방법으로 데이터 신호를 부속스위치(2)의 PC1(또는 PC2)단자 및 본체스위치(1)의 PC1(또는 PC2) 단자와 신호검출 회로블럭(14)을 통하여 본체스위치의 콘트롤러(12)에 데이터 신호를 전달한다. 부속스위치(2)의 콘트롤러(22)는 또 본체스위치로 부터의 데이터를 신호검출 회로블럭(24)으로부터 전달받아 본체스위치의 현재 동작상태를 표시(Display)회로블럭(26)을 통하여 사용자에게 보여준다. 본체 스위치 콘트롤러(12)는 위상검출회로블럭(17) 으로부터 입력전원의 위상신호를 입력 받아 전등(Lamp)의 밝기를, 게이트 구동회로블럭(18)과 반도체스위칭소자(TRC1)를 통하여 제어한다. 본체스위치 콘트롤러(12)는 본체스위치의 터치방식 유저 인터페이스회로블럭(15)으로부터 또는 신호검출회로블럭(14)을 통하여 부속스위치로부터의 신호를 전달받아 기기(전등 또는 씰링팬등)를 제어하고 현재의 제어상태를 데이터 송출회로블럭(13)을 통하여 부속스위치로 송출한다. 본체스위치 콘트롤러(12)는 또 온도감지 회로블럭(19)으로 부터 온도정보를 입력 받아 스위치 내부의 온도가 기준치 이상으로 상승하면, 과부하 또는 기타, 이상 현상발생으로 판단하고 에러메시지(Error Message)와 함께 부하를 오프(OFF)한다. 에러메시지는 전등을 수회 깜박이는 방법과, 본체와 부속스위치의 표시장치(16,26)에 표시하는 방법과 무선통신으로 홈·넷트써버(Home Net Server)에 전달하는 방법 모두를 사용한다. 본체스위치와 부속스위치간의 통신은 쌍방향통신으로 입력교류전기신호의 매 반주기(180°)마다 0°에서 40°(20°∼60°)까지는 부속스위치로부터의 데이터신호를 읽어들이는 구간으로 할당하고 위상40°(20°∼60°)에서180°까지는 본체스위치로부터 부속스위치로의 데이터신호를 전달하는 구간으로 할당하여 통신한다(도5참조). 부속스위치로부터 본체스위치로의 데이터신호를 읽는구간에서는 콘트롤러(12)가 도3에서 데이터 송출회로블럭(13)의 제131트란지스터(Q131)를 오프(OFF)하여 제132트란지스터(Q132)를 오프(OFF)하여두고 신호검출회로블럭(14)을 통하여 부속스위치(2)로 부터의 신호를 입력 받는다. 제131다이오드(D131)는 역전류방지용이고 제 133저항과 제144저항[R133, R134]은 콘트롤러가 부속스위치로 공급되는 전압 을 감시하여 일정수준 이하일 경우 본체스위치와 부속스위치의 상태 표시부에 저전압 상태를 표시해주기 위한 구성이다. 본체스위치로부터 부속 스위치로의 신호전달 구간에서는 콘트롤러(12)가 제131 트란지스터(Q131)를 온(ON)·오프(OFF)하는 방법으로 제132트란지스터(Q132)를 온·오프하여 데이터신호를 송출한다. 도4의 일 실시 예에서와 같이 부속스위치(2)의 신호검출회로블럭(24)의 구성은 너무 간단하여 설명을 생략한다. 부속스위치로부터 본체로의 신호전달과정에 대하여 알아보자. 도4에서 제231트란지스터[Q231]가 온되면 PC1단자로 부터 제231저항을 통하여 H1/H2단자로 전류가 흐르기 때문에 R148의 저항치를 R231 의 저항치 보다 아주 크게 설정하면, 제1 OP앰프(u1)의 입력전압이 Low가 되어 그 출력단자(A)에는 Low가 출력된다. 제231트란지스터가 온되어 있지 않으면 상기 u1 의 출력단자(A)에는 High가 출력된다. 따라서 부속스위치(2)의 콘트롤러(22)는 제231트란지스터[Q231]를 온오프하는 방법으로 본체스위치(1)의 콘트롤러(12)에 데이터신호를 송출할 수 있고 본체스위치(1)의 콘트롤러(12)는 신호검출기(14)의 A단자를 통하여 부속스위치(2)로 부터의 데이터신호를 입력 받을 수 있다. 본체스위치로부터 부속스위치로의 신호전달구간을 부속스위치로부터의 데이터를 읽는 구간보다 상당히 넓게 할당하고 있는 것은 본체스위치로부터의 신호전달 구간에 본체스위치로부터 부속스위치로의 전력전달도 함께 하고 있기 때문이다. 도3에서 온도감지회로블럭(19)의 제191저항(R191)과 제191써미스터(NTC191)는 스위치 내부의 온도를 감시하기 위한 저항이고, 제1코일 및 제1저항(R1)과 제1콘덴서(C1)는 노이즈 대책용이다. 제2저항(R2)은 반도체 스위치(TRC1)의 게이트 구동용이고, 제181저항(R181)은 제 181 포토트라이악 [PHT181] 구동전류설정용이다. 본 발명의 도4에서 부속스위치 전원회로블럭(21)의 제211다이오드(D211)는 본체스위치와 부속스위치가 데이터송수신 할 때 제211콘덴서의 방전 방지용이고, 제 211콘덴서(C211)는 본체 스위치와 부속스위치가 데이터 송수신을 위한 오프타임(Off time)에도 부속스위치의 구동전력확보를 위한 에너지 저장용이다.

도1은 종래의 다중제어 전자식 스위치의 일 실시 예를 나타낸 도면.

도2는 본 발명의 다중제어 전자식 스위치의 일 실시예를 나타내는 회로구성 블럭도.

도3은 본 발명의 다중제어전자식스위치의 동작설명을 위한 일 실시예에 대한 보다 상세한 본체스위치(1)의 회로구성도의 일부도면.

도4는 본 발명의 다중제어전자식 스위치의 일 실시예에 있어서 부속스위치(2)의 회로구성을 나타내는 도면.

도5는 본 발명의 다중제어 전자식 스위치의 일 실시예에 있어서 입력교류전기신호의 위상을 기준으로 부속스위치가 신호를 송출하는 구간과 본체스위치가 신호를 송출하는 구간을 서로 상반되게 분할한것을 나타내는 도면.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

AC ; 상용교류전원

Load ; 부하(전등, 씰링팬,…등)

MSW ; 다중제어 전자식 스위치(Multiple Access Electronic Switch)

1 ; 본체 스위치

2 ; 부속 스위치(Local Switch)

H ; 본체 스위치의 교류전원 Hot선 (또는 Live선) 입력단자

DH ; 부하(전등, 씰링팬, …등)로 스위치 제어출력을 출력(Deliver)해주는 단자

PC1 , PC2 ; 본체 스위치와 부속 스위치가 구동전원과 통신신호를 주고 받는단 자.

H1 , H2 ; 부속스위치의 Hot선(또는 Live선) 입·출력 단자.

11 ; 본체 스위치의 전원회로블럭

21 ; 부속 스위치의 전원회로블럭

12 ; 본체스위치의 콘트롤러 회로블럭

22 ; 부속스위치의 콘트롤러 회로블럭

13 ; 본체스위치의 신호송출회로블럭

23 ; 부속스위치의 신호송출회로블럭

14 ; 본체스위치의 신호검출회로블럭

24 ; 부속스위치의 신호검출회로블럭

15 ; 본체스위치의 터치방식 유저 인터페이스 회로블럭.

25 ; 부속스위치의 터치방식 유저 인터페이스 회로블럭

16 ; 본체스위치의 상태표시회로블럭

26 ; 부속스위치의 상태표시회로블럭

17 ; 위상검출회로블럭

18 ; 게이트구동회로블럭

19 ; 온도감지 회로블럭

Vcc0 ; 직류전원

Vcc1 ; 본체스위치 저전압

Vcc2 ; 부속스위치 저전압

NTC191 ; 온도감지용 부특성 써미스터

TRC1 ; 반도체 스위치(트라이악)

u171 ; 비교기(comparator)

u141 ; op앰프

PHT181 ; 포토 트라이악

211 ; DC/DC 컨버터

Claims

적어도 1개이상의 부속스위치(2)와 연결되어 사용되는 다중제어 전자식 스위치로서 본체스위치(1)의 전원회로부(11)와 콘트롤러부(12)와 신호검출부(14)와 신호송출부(13)를 포함하고 부속스위치(2)의 전원회로부(21)와 콘트롤러부(22)와 신호검출부(24)와 신호송출부(23)를 포함하며, 상기 본체스위치(1)와 상기부속스위치(2)가 입력교류 전기신호의 한단자(H)를 공유하고 쌍방향 통신을 위한 다른 한 단자(PC1) 로 직류전원을 공급하면서 그 직류전원공급선을 통하여 쌍방향 통신을 하는

다중제어 전자식 스위치.
적어도 1개이상의 부속스위치(2)와 연결되어 사용되는 다중제어 전자식 스위치로서 본체스위치(1)가 부속스위치(2)로 직류전원을 공급하면서 그 직류전원공급선을 통하여 쌍방향 통신을 함에 있어, 입력전기 신호의 위상 매 180도마다 부속스위치로부터의 데이터신호를 읽어들이는 구간과 부속스위치로의 데이터 신호를 송출하는 구간을 서로 상반되게 정하여 쌍방향통신을 하는

다중제어 전자식 스위치.
제1항또는 제2항에 있어서,

부속스위치(2)로부터의 데이터신호를 읽어들이는 구간을 위상 매 180도마다 0∼40도의 구간으로 하고, 본체 스위치로부터 부속스위치로의 데이터신호 송출구간을 위상 매 180도마다 40∼180도의 구간으로 서로 상반되게 구분하여 본체스위치와 부속스위치가 쌍방향 통신을 하는

다중제어 전자식 스위치.