KR101402062B1 - 에너지 절약 효과가 우수한 대기전력 차단 장치 - Google Patents

에너지 절약 효과가 우수한 대기전력 차단 장치 Download PDF

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Abstract

대기전력을 자동으로 차단함으로써, 대기전력 손실을 최소화할 수 있는 에너지 절약 효과가 우수한 대기전력 차단장치에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 에너지 절약 효과가 우수한 대기전력 차단 장치는 정전류를 부하단으로 공급 또는 차단시키는 스위치를 구비하는 전류 정전압 안정기; 상기 전류 정전압 안정기를 통해 부하단으로 공급되는 전류를 감지하는 미세전류흐름 감지센서; 상기 미세전류 감지센서로부터 출력되는 전류값으로부터 부하단으로 공급되는 전류가 대기전류(Stand-by Current)인지를 판단하여, 상기 전류 정전압 안정기의 스위치를 턴-오프(Turn Off)시키는 전류정전압 온/오프 제어기; 및 상기 전류 정전압 안정기에 전기적으로 연결되어, 상기 정류 정전압 온/오프 제어기에 의해 턴-오프되는 동안 상기 부하단으로 최소 전압을 인가하는 최소 전압 변환기;를 포함하며, 상기 전류정전압 온/오프 제어기는 전원을 공급받기 위한 전원입력부와, 상기 미세전류흐름 감지센서로부터 출력되는 전류값을 감지하는 센서감지 제어부와, 상기 센서감지 제어부로부터의 감지신호에 응답하여, 상기 전원입력부로부터 공급되는 전원을 상기 전류정전압 온/오프 제어기로의 공급 또는 차단을 제어하는 전류 온/오프 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에너지 절약 효과가 우수한 대기전력 차단 장치{APPARATUS FOR BREAKING STAND-BY POWER WITH EXCELLENT ENERGY SAVING EFFICIENCY}
본 발명은 대기전력 차단 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가전기기의 전원을 오프(off)한 후 무의식적으로 코드를 뽑지 않아 발생하는 대기전력을 자동으로 차단함으로써, 낭비되는 대기전력의 손실을 최소화하여 에너지 절약 효과를 극대화할 수 있는 대기전력 차단 장치에 관한 것이다.
국내는 물론 전 세계적으로 가정이나 사무실에서 가전기기들을 사용한 후, 전원 코드를 빼지 않고 사용하는 사례가 상당히 많은 추세이다. 한 가정에서 사용하는 가전기기를 모두 합할 경우, 가전기기가 가지고 있는 적정 전력사용 치수에서 평균 10 ~ 15% 정도의 전력 사용량이 대기전력에 해당하는 실정이다.
이러한 대기전력 사용량을 조금이라도 줄이기 위한 일환으로, 대기전력 차단기를 제조하여 판매하고 있으나, 아직까지는 제품 활용도에서 만족할 만한 성과를 확보하지 못한 상태이다.
특히, 대기전력 소모를 막기 위하여 멀티 탭에 스위치를 두어, 스위치를 오프(off)시키면 가전기기에 공급되는 전류를 차단하고 있으나, 이는 사용자가 스위치를 오프(off)시키지 않으면 계속해서 가전기기로 대기전류가 공급되어 큰 효과를 얻을 수 없는 한계가 있다.
따라서, 가정이나 회사에서 가전기기의 코드를 뽑지 않아 불필요하게 낭비되는 대기전력을 가전기기의 전원을 오프(off)한 순간부터 자동으로 차단시켜 전기에너지가 낭비되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 장치를 개발하는 것이 무엇보다 필요한 상황이다.
관련선행 문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-1156738호(2012.06.08 공고)호가 있으며, 상기 문헌에는 대기전력콘센트 제어시스템이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 가전기기의 전원을 오프(off)한 후 무의식적으로 코드를 뽑지 않아 발생하는 대기전력을 자동으로 차단함으로써, 낭비되는 대기전력의 손실을 최소화하여 에너지 절약 효과를 극대화할 수 있는 대기전력 차단 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약 효과가 우수한 대기전력 차단 장치는 정전류를 부하단으로 공급 또는 차단시키는 스위치를 구비하는 전류 정전압 안정기; 상기 전류 정전압 안정기를 통해 부하단으로 공급되는 전류를 감지하는 미세전류흐름 감지센서; 상기 미세전류 감지센서로부터 출력되는 전류값으로부터 부하단으로 공급되는 전류가 대기전류(Stand-by Current)인지를 판단하여, 상기 전류 정전압 안정기의 스위치를 턴-오프(Turn Off)시키는 전류정전압 온/오프 제어기; 및 상기 전류 정전압 안정기에 전기적으로 연결되어, 상기 정류 정전압 온/오프 제어기에 의해 턴-오프되는 동안 상기 부하단으로 최소 전압을 인가하는 최소 전압 변환기;를 포함하며, 상기 전류정전압 온/오프 제어기는 전원을 공급받기 위한 전원입력부와, 상기 미세전류흐름 감지센서로부터 출력되는 전류값을 감지하는 센서감지 제어부와, 상기 센서감지 제어부로부터의 감지신호에 응답하여, 상기 전원입력부로부터 공급되는 전원을 상기 전류정전압 온/오프 제어기로의 공급 또는 차단을 제어하는 전류 온/오프 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 대기전력 차단 장치는 가전기기의 전원이 오프(off)된 상태에서 전원을 차단하지 않더라도 최소 전원만을 제공하도록 설정되어 있으므로, 자동으로 대기전력의 손실을 최소화할 수 있는바, 가전기기의 코드를 수동으로 빼지 않아도 전기에너지가 손실되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대기전력 차단 장치를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 2는 도 1의 전류정전압 온/오프 제어기를 보다 구체적으로 나타낸 블록 모식도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절약 효과가 우수한 대기전력 차단 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대기전력 차단 장치를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 1을 참조하면, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 대기전력 차단 장치(100)는 전류정전압 안정기(110), 미세전류흐름 감지센서(120), 전류정전압 온/오프 제어기(130) 및 최소 전압 변환기(140)를 포함한다.
전류정전압 안정기(110)는 입력단이 전원에 연결되고, 출력단이 가전기기(200) 부하단의 입력단에 연결되어, 부하단으로 안정된 정전류를 공급하는 역할을 한다. 도면으로 도시하지는 않았지만, 본 발명에서는 가전기기(200)의 부하단으로 대기전류가 공급되는 경우에 대기전류의 공급을 차단하기 위하여 전류정전압 안정기(110)에 스위치(미도시)가 구비될 수 있다. 즉, 전류정전압 안정기(110)의 내부에는 정전류를 부하단으로 공급 또는 차단시키는 스위치가 마련된다.
이러한 전류정전압 안정기(110)에 마련되는 스위치는 MOS(Metal Oxide Silicon) 트랜지스터 스위치나, NMOS 트랜지스터, PMOS 트랜지스터 및 인버터로 이루어지는 트랜스미션 게이트(Transmission Gate) 스위치 등이 이용될 수 있다.
전류정전압 안정기(110)의 스위치는 가전기기(200)와 같은 부하단으로 작동전류가 공급될 때에는 턴-온(Turn On) 상태를 유지하고, 부하단으로 대기전류가 공급될 때에는 전류정전압 온/오프 제어기(130)에 의해 자동으로 턴-오프(Turn Off)된다.
미세전류흐름 감지센서(120)는 전류정전압 안정기(110)를 통하여 부하단으로 공급되는 전류를 감지한다. 미세전류흐름 감지센서(120)에 감지되는 전류는 가전기기(200)의 전원이 온(on) 상태에 있을 때, 즉 가전기기(200)가 작동하고 있는 때에 공급되는 작동전류(Consuming Current) 또는 가전기기(200)가 오프(off) 상태에 있을 때 공급되는 대기전류(Stand-by Current)가 된다.
전류정전압 온/오프 제어기(130)는 미세전류흐름 감지센서(120)로부터 출력되는 전류값으로부터 부하단으로 공급되는 전류가 작동전류(Consuming Current)인지, 아니면 대기전류(Stand-by Current)인지를 판단한다. 이를 위하여, 전류정전압 온/오프 제어기(130)는 미세전류흐름 감지센서(120)로부터 출력된 전류값을 직전 전류값으로 저장하고, 저장된 직전 전류값과 미세전류흐름 감지센서(120)로부터 출력되는 현재 전류값을 비교하여, 현재 부하단으로 공급되는 전류가 작동전류에 해당하는지, 아니면 대기전류에 해당하는지를 판단하게 된다.
이때, 부하단으로 공급되는 전류가 작동전류에 해당하는 경우 전류 정전압 안정기(110)의 스위치를 턴-온(Turn On) 상태로 유지하고, 부하단으로 공급되는 전류가 대기전류에 해당하는 경우 전류정전압 안정기(110)의 스위치를 턴-오프(Turn Off)시킨다. 이때, 전류정전압 안정기(110)의 스위치를 일정 시간동안 강제 턴-온(Turn On)함으로써, 가전기기(200)에 대기전류가 공급되어 가전기기(200)의 전원이 온(on)되어 작동하게 된다.
가전기기(200)로 공급되는 대기전류가 차단된 상태에서는 가전기기(200)를 동작시킬 수 없으므로, 다시 전자기기(200)의 전원을 온(on)시켜 작동시키고자 할 경우에는 가전기기(200)에 대기전류가 공급되고 있는 상태이어야 한다. 즉, 전류정전압 안정기(110)에 마련된 스위치를 턴-오프(Turn Off) 상태에서 일정 시간동안 턴-온(Turn On)시켜 대기전류를 가전기기(200)로 공급하여, 가전기기(200)의 전원을 온(on)시킬 수 있어야 한다.
최소 전압 변환기(140)는 전류 정전압 안정기(110)에 전기적으로 연결되어, 전류정전압 온/오프 제어기(130)에 의해 턴-오프되는 동안 부하단으로 최소 전압을 인가하는 역할을 한다. 이와 같이, 최소 전압 변환기(140)를 장착할 경우, 가전기기(200)의 구동이 오프(off)된 상태에서 일정량의 전력을 대략 100V 이상의 고전압에서 최소전압으로 변환함으로써 대기 상태의 가전기기(200)로 공급하여 대기전력의 손실을 최소화할 수 있게 된다. 이때, 최소 전압은 0.2 ~ 0.6V로 설정하는 것이 바람직하다. 최소 전압이 0.2V 미만일 경우에는 상당히 낮은 전압이 인가되는 관계로 미세전류흐름 감지센서가 최소 전압을 감지하지 못하는 문제를 초래할 수 있다. 반대로, 최소 전압이 0.6V를 초과할 경우에는 필요 이상의 전압이 공급되는 관계로 에너지 절약 효과를 최소화하는 데 역행하는 요인으로 작용할 수 있다.
특히, 사용자가 가전기기(200)를 작동시키기 위해 전원버튼을 누를시, 가전기기(200)가 동작하는데 필요한 전력이 당기는 순간이 있는데, 이 전력이 가전기기(200)로 순간적으로 흘러가는 미세전류흐름 감지센서(120)가 전류의 흐름을 체크하게 된다. 따라서, 미세전류흐름 감지센서(120)가 대기 중이던 최소 전력의 흐름을 감지할 경우, 전류 정전압 온/오프 제어기(130)로 전자기기(200)가 사용하려는 신호를 보내어 다시 대기 중이던 전력을 열어주어 가전기기(200)로 전력을 보내어 사용을 하고자 하는 가전기기(200) 쪽으로 적정량의 전류를 보내어 전자기기(200)를 재 가동시킬 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 대기전력 차단 장치(100)는 사무실에서 리모컨 선풍기와 같은 전자제품의 전원을 오프(off)시키고 콘센트로부터 가전기기(200)의 코드를 빼지 않고 퇴근하더라도, 가전기기(200)의 전원을 오프(off)할 때부터 다음날 다시 온(on)시킬 때까지 최소 전력만이 공급되도록 설정되어 있으므로, 대기전력의 손실을 최대한 억제할 수 있다.
한편, 도 2는 도 1의 전류정전압 온/오프 제어기를 보다 구체적으로 나타낸 블록 모식도로, 이를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약 효과가 우수한 대기전력 차단 장치의 정류정전압 온/오프 제어기에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2를 참조하면, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약 효과가 우수한 대기전력 차단 장치의 전류정전압 온/오프 제어기(130)는 전원입력부(132), 센서감지 제어부(134) 및 전류 온/오프 제어부(136)를 포함한다. 또한, 전류정전압 온/오프 제어기(130)는 보조 배터리(138)를 더 포함할 수 있다.
전원입력부(132)는 전류 정전압 안정기(도 1의 110)로 전류를 안정적으로 공급하기 위해 전원을 임시 저장하는 역할을 한다.
센서감지 제어부(134)는 미세전류흐름 감지센서(도 1의 120)로부터 출력되는 전류값을 감지하는 역할을 한다.
전류 온/오프 제어부(136)는 센서감지 제어부(134)로부터의 감지신호에 응답하여, 전원입력부(132)로부터 공급되는 전원을 전류 정전압 안정기(도 1의 110)로 공급 또는 차단하는 역할을 한다.
따라서, 본 발명에 따른 대기전력 차단 장치의 전류정전압 온/오프 제어기(130)는 미세전류흐름 감지센서(도 1의 120)로부터 출력되는 전류값을 센서감지 제어부(134)를 통해 작동에 필요한 감지신호를 감지할 경우, 상기 감지신호를 전류 온/오프 제어부(136)로의 출력 또는 차단을 제어한다. 이를 통해, 전류 온/오프 제어부(136)의 구동을 제어하여 전류 정전압 안정기로 공급되는 전류를 열어주거나, 또는 차단함으로써 대기 전력의 손실을 차단할 수 있게 된다.
보조 배터리(138)는 전류 온/오프 제어부(136)를 구동하기 위한 보조 전원을 공급하는 역할을 한다. 이러한 보조 배터리(138)는 2 ~ 4년 주기로 교체되는 휴대용 배터리가 이용될 수 있으며, 특히 카드형 리모컨에 들어가는 동전크기의 배터리를 장착하여 운용하게 된다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약 효과가 우수한 대기전력 차단 장치는 가전기기의 전원이 오프(off)된 상태에서 전원을 차단하지 않더라도 최소 전원만을 제공하도록 설정되어 있으므로, 자동으로 대기전력의 손실을 최소화할 수 있는바, 가전기기의 코드를 수동으로 빼지 않아도 전기에너지가 손실되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약 효과가 우수한 대기전력 차단 장치는 미세전류흐름 감지센서로부터 출력되는 전류값을 센서감지 제어부를 통해 작동에 필요한 감지신호를 감지하여 전류 온/오프 제어부의 구동을 제어함으로써, 대기전력의 손실을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 대기전력 차단 장치 110 : 전류정전압 안정기
120 : 미세전류 감지센서 130 : 전류정전압 온/오프 제어기
132 : 전원입력부 134 : 센서감지 제어부
136 : 전류 온/오프 제어부 138 : 보조 배터리
140 : 최소 전압 변환기 200 : 가전기기

Claims (7)

  1. 정전류를 부하단으로 공급 또는 차단시키는 스위치를 구비하는 전류 정전압 안정기;
    상기 전류 정전압 안정기를 통해 부하단으로 공급되는 전류를 감지하는 미세전류흐름 감지센서;
    상기 미세전류 감지센서로부터 출력되는 전류값으로부터 부하단으로 공급되는 전류가 대기전류(Stand-by Current)인지를 판단하여, 상기 전류 정전압 안정기의 스위치를 턴-오프(Turn Off)시키는 전류정전압 온/오프 제어기; 및
    상기 전류 정전압 안정기에 전기적으로 연결되어, 상기 전류 정전압 온/오프 제어기에 의해 턴-오프되는 동안 상기 부하단으로 최소 전압을 인가하는 최소 전압 변환기;를 포함하며,
    상기 전류정전압 온/오프 제어기는 전원을 공급받기 위한 전원입력부와, 상기 미세전류흐름 감지센서로부터 출력되는 전류값을 감지하는 센서감지 제어부와, 상기 센서감지 제어부로부터의 감지신호에 응답하여, 상기 전원입력부로부터 공급되는 전원을 상기 전류정전압 온/오프 제어기로의 공급 또는 차단을 제어하는 전류 온/오프 제어부와, 상기 전류 온/오프 제어부를 구동하기 위한 보조 전원을 공급하는 보조 배터리를 포함하며, 상기 보조 배터리는 2 ~ 4년 주기로 교체되는 휴대용 배터리이고,
    상기 최소 전압 변환기는 상기 부하단의 입력단에 연결되는 가전기기를 재 구동하기 전까지 상기 최소 전압을 지속적으로 인가하도록 설정되어 있되, 상기 최소 전압은 0.2 ~ 0.6V인 것을 특징으로 하는 에너지 절약 효과가 우수한 대기전력 차단 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전류 정전압 온/오프 제어기는
    상기 미세전류흐름 감지센서로부터 출력된 전류값을 직전 전류값으로 저장하고, 저장된 직전 전류값과 상기 미세전류흐름 감지센서로부터 출력되는 전류값을 비교하여, 현재 부하단으로 공급되는 전류가 작동전류(Consuming Current) 또는 대기전류(Stand-by Current)인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약 효과가 우수한 대기전력 차단 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전류 정전압 온/오프 제어기는
    부하단으로 공급되는 전류가 작동전류인 경우, 상기 전류 정전압 안정기의 스위치를 턴-온(Turn On) 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약 효과가 우수한 대기전력 차단 장치.
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