KR101302676B1

KR101302676B1 - 대기전력 차단장치

Info

Publication number: KR101302676B1
Application number: KR1020110119748A
Authority: KR
Inventors: 김철우
Original assignee: 김철우
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2013-09-03
Also published as: KR20130053992A

Abstract

본 발명은 부하기기의 대기전력 상태가 검출되면 전원을 차단하여 대기전력의 소모를 방지하고, 전원 차단 시에는 주 전원차단기와 병렬로 구성된 바이패스라인을 통하여 부하기기에 미세 전류를 공급하여 주고, 또 이를 감지하여 부하기기의 정상 사용이 감지되면 주 전원차단기를 동작시켜 전원을 자동 공급하여 줌으로써, 종래 전원 차단 후 공급 시 별도의 기동 스위치를 구비하고 조작해야 했던 불편함과 번거로움을 해소한 대기전력 차단장치에 관한 것으로, 입력부와 출력부 사이에 대기전력 차단부가 개재 구성되고, 상기 대기전력 차단부는, 상기 입력부와 출력부 사이의 전원 라인에 개재되는 개폐기와, 상기 개폐기를 온, 오프 제어하는 개폐기구동부와, 상기 전원 라인에 흐르는 전류를 검출하는 전류감지소자와, 상기 개폐기에 병렬 연결되는 반도체스위칭소자와, 상기 전류감지소자를 통해 설정값 이하의 전류가 감지되면 상기 개폐기구동부로 개폐기 오프명령을 출력하고 동시에 상기 반도체 스위칭소자로 미세 전류가 흐르도록 게이트신호를 출력하며, 상기 전류감지소자를 통해 설정값을 초과하는 전류가 감지되면 상기 개폐기구동부로 개폐기 온 명령을 출력하고 동시에 상기 반도체 스위칭소자의 게이트신호 출력을 차단하는 게이트제어부를 포함한다.

Description

대기전력 차단장치{Device for cutting off stand-by power}

본 발명은 대기전력 차단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하기기의 대기전력 상태가 검출되면 전원을 차단하여 대기전력의 소모를 방지하고, 전원 차단 시에는 주 전원차단기와 병렬로 구성된 바이패스라인을 통하여 부하기기에 미세 전류를 공급하여 주고, 또 이를 감지하여 부하기기의 정상 사용이 감지되면 주 전원차단기를 동작시켜 전원을 자동 공급하여 줌으로써, 종래 전원 차단 후 공급 시 별도의 기동 스위치를 구비하고 조작해야 했던 불편함과 번거로움을 해소한 대기전력 차단장치에 관한 것이다.

주지한 바와 같은 대기전력 차단장치는 여러 가지 형태로 구현될 수 있는데, 특히 시중에 출시되고 있는 대기전력 차단용 콘센트가 대표적인 제품이다.

상기 대기전력 차단용 콘센트는 예를 들어 TV나 컴퓨터와 같은 부하기기의 대기전력 상태를 검출하여, 부하기기를 사용하지 않을 때에는 아예 전원을 차단시켜 대기 전력이 소모되지 않도록 한 것이다.

종래의 대기전력 차단용 콘센트의 구성이 도 1에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 종래의 대기전력 차단용 콘센트는 플러그부(10)와, 대기전력차단부(20)와, 콘센트부(30)와, 기동스위치(40)를 포함한다.

상기 콘센트부(30)에는 미 도시된 부하기기의 전원 플러그가 삽입된다.

상기 대기전력차단부(20)는 플러그부(10)와 콘센트부(30) 사이의 전원 라인에 개재되는 개폐기(Relay)(21)와, 상기 개폐기(21)를 온, 오프 제어하는 개폐기구동부(22)와, 상기 전원 라인에 흐르는 전류를 검출하는 전류감지소자(23)를 포함한다.

상기 기동스위치(40)는 상기 개폐기구동부(20)로 개폐기(22) 온 신호를 명령하는 수동 스위치이다.

이와 같이 구성되는 종래의 대기전력 차단용 콘센트는,

상기 콘센트부(30)에 부하기기가 연결되고, 플러그부(10)를 통해 전원이 공급되면 인가된 전원은 대기전력 차단부(20)의 개폐기(21)를 통해 부하기기에 전원을 공급하게 된다.

이때 부하기기는 정상적인 동작이 가능하게 된다.

이와 같은 상태에서, 사용자가 부하기기의 동작 전원을 오프하면 부하기기는 대기전력 사용 상태로 전환된다.

상기 전류감지소자(23)는 부하기기로 인가되는 전류를 감지하여, 상기 개폐기구동부(22)로 입력하여 준다. 상기 전류감지소자(23)를 통해 입력되는 전류 검출값이 설정된 값 이하로 검출되면, 즉 대기전력 상태로 검출되면, 상기 개폐기구동부(22)는 개폐기(21)를 오프시켜 상기 부하기기로의 전원공급을 차단한다. 따라서 대기전력의 소모는 방지된다.

이와 같은 상태에서 다시 부하기기를 사용할 경우, 부하기기의 파워 스위치를 켜기(on) 전에 먼저 기동스위치(40)를 온 시켜주어야 한다.

상기 기동스위치(40)의 온 신호는 개폐기구동부(22)로 입력되어, 개폐기구동부(22)는 개폐기(21)를 온시켜 주고, 전원을 부하기기로 공급하여 준다.

이후 사용자는 부하기기를 사용할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 종래의 대기전력 차단용 콘센트는, 부하기기의 대기전력 발생 시 이를 자동 차단하여 주고, 다시 부하기기를 사용할 경우에는 별도의 기동스위치(40)의 조작하여 전원을 공급해야 하는 불편함과 번거로움이 있었다.

상기 기동스위치(23)는 수동스위치 뿐 아니라 리모콘이나 타이머 등을 이용한 제품들이 출시되고 있으나, 이 모든 제품들이 부하기기 사용 시 사용자로 하여금 불편함을 초래하게 되었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 부하기기의 대기전력 상태가 검출되면 전원을 차단하여 대기전력의 소모를 방지하고, 전원 차단 시에는 주 전원차단기와 병렬로 구성된 바이패스라인을 통하여 부하기기에 미세 전류를 공급하여 주고, 또 이를 감지하여 부하기기의 정상 사용이 감지되면 주 전원차단기를 동작시켜 전원을 자동 공급하여 줌으로써, 종래 전원 차단 후 공급 시 별도의 기동 스위치를 구비하고 조작해야 했던 불편함과 번거로움을 해소한 대기전력 차단장치를 제공하는 것에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력부와 출력부 사이에 대기전력 차단부가 개재 구성되고, 상기 대기전력 차단부는, 상기 입력부와 출력부 사이의 전원 라인에 개재되는 개폐기와, 상기 개폐기를 온, 오프 제어하는 개폐기구동부와, 상기 전원 라인에 흐르는 전류를 검출하는 전류감지소자와, 상기 개폐기에 병렬 연결되는 반도체스위칭소자와, 상기 전류감지소자를 통해 설정값 이하의 전류가 감지되면 상기 개폐기구동부로 개폐기 오프명령을 출력하고 동시에 상기 반도체 스위칭소자로 미세 전류가 흐르도록 게이트신호를 출력하며, 상기 전류감지소자를 통해 설정값을 초과하는 전류가 감지되면 상기 개폐기구동부로 개폐기 온 명령을 출력하고 동시에 상기 반도체 스위칭소자의 게이트신호 출력을 차단하는 게이트제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 상기 게이트제어부는 전류감지소자로부터 감지된 신호를 증폭하는 증폭기와, 상기 증폭기의 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기와, 상기 A/D변환기를 통해 입력되는 부하기기의 소비 전류량을 검출하여 대기전력 상태인지를 판단하고, 대기전력 상태인 경우, 제1포토커플러를 통해 개폐기구동부로 전원 차단신호를 출력함과 동시에 제2포토커플러를 통해 반도체 스위칭소자로 게이트신호를 출력하고, 대기전력 상태가 아닌 경우, 제1포토커플러를 통해 개폐기구동부로 전원 공급신호를 출력함과 동시에 제2포토커플러를 통해 반도체 스위칭소자로의 게이트신호를 차단하는 MCU와, 전원 라인으로부터 전원을 공급받아 상기 MCU 및 주변회로에 동작전원을 공급하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 상기 스위칭 반도체소자의 게이트 신호는 상용 교류주파수를 분주한 저주파수로 게이트를 트리거하여 대기전력을 최소화 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명 대기전력 차단장치는 종래 전원 차단 후 공급 시 별도의 기동 스위치를 구비하고 조작해야 했던 불편함과 번거로움을 배제한 특징을 제공한다.

또한 본 발명은 전원 차단 시에도 부하기기에 미세 전류를 공급하여 주고, 또 이를 감지하되, 부하기기가 슬리핑(sleeping) 상태를 유지할 수 있는 최소한의 전류만을 공급함으로써, 대기전력의 손실을 최소화 하는 장점이 있다.

도 1은 종래의 대기전력 차단용 콘센트의 회로 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 대기전력 차단장치의 회로 구성도,
도 3은 도 2의 대기전력 차단부의 상세 회로 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 대기전력 차단장치의 회로 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명 대기전력 차단장치는,

입력부(100)와 출력부(300) 사이에 대기전력 차단부(200)가 개재 구성되고,

상기 대기전력 차단부(200)는 상기 입력부(100)와 출력부(300) 사이의 전원 라인에 개재되는 개폐기(210)와, 상기 개폐기(210)를 온, 오프 제어하는 개폐기구동부(220)와, 상기 전원 라인에 흐르는 전류를 검출하는 전류감지소자(230)와, 상기 개폐기(210)에 병렬 연결되는 반도체스위칭소자(240)와, 상기 전류감지소자(230)를 통해 설정값 이하의 전류(대기전력상태)가 감지되면 상기 개폐기구동부(220)로 개폐기(210) 오프명령을 출력하고 동시에 상기 반도체 스위칭소자(240)로 미세 전류가 흐르도록 게이트신호를 출력하며, 상기 전류감지소자(230)를 통해 설정값을 초과하는 전류가 감지되면 상기 개폐기구동부(220)로 개폐기(210) 온 명령을 출력하고 동시에 상기 반도체 스위칭소자(240)의 게이트신호 출력을 차단하는 게이트제어부(250)를 포함한다.

상기 게이트제어부(250)는 도 3에서와 같이, 전류감지소자(230)로부터 감지된 신호를 증폭하는 증폭기(251)와, 상기 증폭기(251)의 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기(252)와, 상기 A/D변환기(252)를 통해 입력되는 부하기기의 소비 전류량을 검출하여 대기전력 상태인지를 판단하고, 대기전력 상태인 경우, 제1포토커플러(253)를 통해 개폐기구동부(220)로 전원 차단신호를 출력함과 동시에 제2포토커플러(254)를 통해 반도체 스위칭소자(240)로 게이트신호를 출력하고, 대기전력 상태가 아닌 경우, 제1포토커플러(253)를 통해 개폐기구동부(220)로 전원 공급신호를 출력함과 동시에 제2포토커플러(254)를 통해 반도체 스위칭소자(240)로의 게이트신호를 차단하는 MCU(255)와, 전원 라인으로부터 전원을 공급받아 상기 MCU(255) 및 주변회로에 동작전원을 공급하는 전원부(256)를 포함한다.

본 발명에 따른 대기전력 차단장치를 콘센트에 적용하는 경우, 상기 입력부(100)는 플러그, 출력부(300)는 콘센트가 될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명 대기전력 차단용 콘센트의 동작을 설명한다.

먼저, 출력부(300)에 부하기기가 연결되고, 입력부(100)를 통해 전원이 공급되면 인가된 전원은 초기 접점이 온 상태인 개폐기(210)를 통해 부하기기에 전원을 공급하게 된다.

이때 사용자가 부하기기의 파워 스위치를 온하면, 전원이 부하기기에 공급되어 부하기기는 정상적인 동작이 가능하게 된다.

이와 같이 부하기기를 사용함에 있어서, 사용자가 부하기기의 파워 스위치를 오프하면 부하기기는 대기전력 사용 상태로 전환된다.

이때 부하기기로 인가되는 전류는 상기 전류감지소자(230)를 통해 감지되고 이 감지된 전류값은 게이트제어부(250)의 증폭기(251)를 통해 증폭되고, A/D변환기(252)를 통해 디지털 신호로 변환되어 MCU(255)로 입력된다.

상기 MCU(255)는 입력된 전류값이 일정 설정값 이하로 판단되면, 즉 대기전력 상태로 판단되면 제1포토커플러(253)로 하이신호를 출력하여 제1포토커플러(253)를 온시키고, 상기 제1포토커플러(253)의 온 신호는 개폐기구동부(220)로 입력되어, 상기 개폐기 구동부(220)는 개폐기(210)를 오프시킨다. 따라서 부하기기로는 전원이 차단된다.

동시에 상기 MCU(255)는 제2포토커플러(254)로 스위칭 반도체소자(240)의 게이트 신호를 출력하되, 상용 교류주파수(60Hz)를 분주한 저주파수를 발생시켜 상기 제2포토커플러(254)로 출력한다.

상기 제2포토커플러(254)는 온, 오프 동작되어 상기 스위칭 반도체소자(240)의 게이트 단에 트리거신호를 인가한다.

따라서 상기 스위칭 반도체소자(240)는 온 되어 전류가 흐르되, 상용주파수보다 낮은 주파수의 전류가 흐르게 되어, 매우 미약한 전류가 부하기기로 공급되게 된다.

이때의 전류 흐름은 대기전력 차단 시, 부하기기의 정상 동작을 감지하기 위한 최소한의 전류값이 된다. 따라서 부하기기는 슬리핑(sleeping) 상태를 유지하게 된다.

이와 같은 상태, 즉 대기 전력 차단상태에서 사용자가 부하기기를 사용하기 위해 파워 스위치를 온 하면, 상기 전원라인에는 순간 방전전류가 흐르게 되고 이때 전류감지소자(230)를 통해 큰 전류(설정값을 초과하는 값) 값이 검출된다.

따라서 상기 MCU(255)는, 입력된 전류값이 상기 설정값을 초과하면, 즉 부하기기의 사용 상태로 판단되면 제1포토커플러(253)로 로우신호를 출력하여 제1포토커플러(253)를 오프시키고, 상기 제1포토커플러(253)의 오프 신호는 개폐기구동부(220)로 입력되고, 상기 개폐기 구동부(220)는 개폐기(210)를 온시켜 정상 전원을 부하기기로 공급하여 준다.

동시에 상기 MCU(255)는 제2포토커플러(254)로의 출력을 차단하여, 스위칭 반도체소자(240)로 게이스 신호의 출력을 차단한다.

따라서 플러그부(100)를 통해 공급되는 전원은 대기전력 차단부(200)의 개폐기(210)만을 통해 콘센트부(300)로 흐르게 되고, 이 전원은 부하기기로 공급된다.

이상에서와 같이 본 발명은 대기전력 차단 동작 후, 부하기기의 재사용에 따른 정상 전원의 공급 시, 별도의 기동 스위치 키 입력이 필요 없어 작동을 편리를 제공하게 된다.

100: 입력부 200: 대기전력 차단부
300: 출력부 210: 개폐기
220: 개폐기 구동부 230: 전류감지소자
240: 스위칭 반도체소자 250: 게이트제어부

Claims

입력부와 출력부 사이에 대기전력 차단부가 개재 구성되고,
상기 대기전력 차단부는,
상기 입력부와 출력부 사이의 전원 라인에 개재되는 개폐기와;
상기 개폐기를 온, 오프 제어하는 개폐기구동부와;
상기 전원 라인에 흐르는 전류를 검출하는 전류감지소자와;
상기 개폐기에 병렬 연결되는 반도체스위칭소자와;
상기 전류감지소자로부터 감지된 신호를 증폭하는 증폭기와, 상기 증폭기의 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기와, 상기 A/D변환기를 통해 입력되는 부하기기의 소비 전류량을 검출하여 대기전력 상태인지를 판단하고, 대기전력 상태인 경우, 제1포토커플러를 통해 상기 개폐기구동부로 전원 차단신호를 출력함과 동시에 제2포토커플러를 통해 상기 반도체 스위칭소자로 게이트신호를 출력하고, 대기전력 상태가 아닌 경우, 제1포토커플러를 통해 상기 개폐기구동부로 전원 공급신호를 출력함과 동시에 제2포토커플러를 통해 상기 반도체 스위칭소자로의 게이트신호를 차단하는 MCU와, 전원 라인으로부터 전원을 공급받아 상기 MCU 및 주변회로에 동작전원을 공급하는 전원부로 이루어진 게이트제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전력 차단장치.
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