KR101433710B1 - 절전 기능을 갖는 멀티 탭 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

절전 기능을 갖는 멀티 탭 장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 절전기능을 갖는 멀티탭 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 메인 콘센트와 서브 콘센트를 포함하는 콘센트부(130)와, 멀티탭 전체의 전원을 차단 또는 공급하는 메인 스위치(110)와, 상기 메인 콘센트 또는 서브 콘센트로 전원을 차단 또는 공급하는 전원 스위칭부(120)와, 멀티탭 전체의 전압, 전류, 역률을 감지하는 센서부(140)와, 일반모드와 절전모드(full-saving, sub-saving) 간의 전환을 위한 모드전환부(170)와, 상기 모드전환부의 눌림에 의해 절전모드로 전환된 경우 상기 감지된 전압, 전류, 역률로부터 유효전력량을 산출하고 그 산출된 유효전력량을 미리 설정된 대기전력 기준량과 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 메인 콘센트에 연결된 기기의 전원이 꺼진 것으로 판명되면 서브 콘센트의 전원이 차단되도록 상기 전원 스위칭부를 제어하는 제어부(150)와, 상기 제어부에 연결되며, 외부기기와 통신하는 외부 인터페이스부(180)와, 충전 배터리가 구비되어 대기전력 차단 상태에서 미리 충전된 전원을 상기 제어부의 동작전원으로 공급하는 내부전원부(190)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 스마트 미터링 기술을 채용하여 메인 콘센트에 연결된 기기에서 소모되는 유효 전력량을 산출하고 그 산출된 유효 전력량을 미리 대기전력 기준량과 비교함에 의해 대기전력 차단 여부를 제어함으로써 종래 기술에 비하여 대기전력 손실을 최소화할 수 있다.

Description

절전 기능을 갖는 멀티 탭 장치 및 그 제어방법{MULTI-TAP DEVICE WITH CUTTING OFF STANDBY POWER FOR CONTROLLING ELECTRONIC DEVICE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 대기전력 차단 기술에 관한 것으로, 특히, 절전기능을 갖는 멀티탭 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
전원을 공급받는 전자장치로는 세탁기, TV, 오디오, 컴퓨터, 공기청정기 등 그 종류가 다양하다.
그런데, 콘센트에 전자장치가 연결되어 있으면 전자장치가 꺼져 있는 상태에서도 대기전력이 지속적으로 소모되기 때문에 절전을 위해서는 콘센트로부터 전자장치로의 전원 공급 자체를 차단시켜야 한다. 대기전력이란 전기장치가 외부 전원과 연결된 상태에서 해당 장치의 주기능을 수행하지 않는 스탠바이 상태에서 소비되는 전력을 말한다.
하지만, 통상 가정이나 사무실 등에서는 전자제품을 콘센트에 연결시켜 놓은 상태에서 전자장치의 전원만을 끄고 있는데, 이는 전자장치를 끌 때마다 전원 공급을 차단하는 것이 매우 번거로운 것은 물론 전자장치의 전원만을 끄는 것이 습관화되어 있기 때문이다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여 전자장치의 전원이 꺼지는 경우 이를 자동으로 감지하여 대기전력을 차단하는 절전형 콘센트 장치가 개발되어 상용화되었다.
절전형 콘센트 장치에 대한 종래 기술로는 대한민국 공개특허 10-2007-0106912호(출원번호 10-2006-0045917호, 명칭 : 대기전력 차단 기능을 갖는 콘센트 장치, 이하 '종래기술'이라 칭함)가 제시되어 있다.
종래 기술은 도 1의 블록도에 도시된 바와 같이, 스위치부(310), 전류 센서부(321), 대기전력 차단부(cpu)(322), 전원부(323) 및 소켓부(330)를 포함하여 이루어진다.
상기 스위치부(310)는 메인 콘센트(200)로부터 전송되는 전원을 소켓부(330)를 통하여 전자장치(400)에 공급하도록 대기전력 차단부(322)에 의해 제어되는 릴레이(311)가 구비되며, 상기 릴레이(311)의 일단에는 릴레이(311)를 수동으로 단속하는 비상스위치(312)가 구비된다.
상기 전류 센서부(321)는 스위치부(310)를 통하여 소켓부(330)에 전송되는 전류의 세기를 검출하여 대기전력 차단부(322)에 전송한다.
상기 대기전력 차단부(322)는 스위치부(310)와 소켓부(330) 사이에 설치되어, 리모콘센서부(340)가 수신한 전자장치(400)의 온/오프 신호에 따라 상기 릴레이(311)의 동작을 제어하는데, 전류센서부(321)를 통하여 전송되는 전류의 세기를 기 설정된 과부하 기준값과 비교하여 전류의 세기가 과부하 기준값보다 큰 경우 릴레이(311)를 차단하여 과부하에 따른 전자장치(400)의 파손을 방지하며, 전류의 세기를 최소 기준값과 비교하여 전류의 세기가 최소 기준값보다 작은 경우 전자장치(400)가 꺼진 것으로 판단하여 릴레이(311)를 차단함으로써 불필요한 대기전력을 차단하게 된다.
상기 전원부(323)는 배터리(323a)가 구비되는데, 상기 배터리(323a)는 릴레이(311)가 차단된 상태에서 대기전력 차단부(322)에 전원을 공급함으로써 상기 대기전력 차단부(322)가 리모콘센서부(340)를 통하여 전송되는 신호를 식별하여 릴레이(311)를 단속할 수 있도록 한다.
만일, 릴레이(311)가 차단된 상태에서 배터리(323a)가 완전 방전되는 경우 대기전력 차단부(322)에 전원이 공급되지 않아 콘센트 장치(300)가 정상적으로 동작하지 않는데, 이 경우 사용자는 스위치부(310)에 구비된 비상 스위치(312)를 눌러 릴레이(311)를 강제로 연결함으로써 전원부(323)에 전원을 공급하여 배터리(323a)를 충전시킬 수 있다. 한편, 상기 전원부(323)에는 배터리(323a)가 방전된 경우 외부 충전 전원을 통하여 배터리(323a)를 충전할 수 있도록 하는 충전단자(323d)가 형성된다.
그러나, 종래 기술은 방전 등에 의해 전원부(323)에 구비된 배터리(323a)의 전압이 일정 전압 레벨 이하로 떨어지는 경우 대기전력 차단 기능이 정상 동작하지 않게 되는 문제점이 있다.
따라서, 종래 기술은 배터리(323a)의 충전 전압이 일정 전압 레벨 이하로 떨어지는 경우 대기전력 차단 기능을 정상 동작시키기 위해서는 사용자가 비상 스위치(312)를 눌러 릴레이(311)를 강제로 연결시키거나 전원부(323)에 구비된 충전단자(323d)에 외부 전원을 연결하여 상기 배터리(323a)를 충전시켜야 하는 불편을 감수하여야 한다.
또한, 종래 기술은 상기와 같은 사용자의 불편을 해소하고 항상 대기전력 차단 기능을 정상 동작시키기 위해서는 전원부(323)에 구비된 충전단자(323d)에 전원 어댑터를 연결하여 외부 전원으로 배터리(323a)의 충전 전압을 일정 전압 레벨 이상으로 유지시켜야 하는데, 이 경우 외부의 전원 어댑터에 의한 전력 손실이 발생하게 되는 문제점이 있다.
한편, 종래 기술은 적외선(Ir) 또는 RF 방식으로 구현되는 리모콘 센서부가 단순히 외부의 리모콘 신호를 수신함으로 외부기기와의 통신이 불가능하여 전력제어시스템으로 확장, 적용하지 못하는 단점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 메인 콘센트에 연결된 기기의 전원 상태에 따라 메인 콘센트와 서브 콘센트에 공급되는 전원을 차단하여 콘센트 장치에서의 대기전력 손실을 최소화하도록 창안한 절전 기능을 갖는 멀티탭 장치 및 그 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 충전용 배터리를 구비하여, 대기전력 차단 상태에서도 멀티탭 장치의 주요 기능을 동작시킴으로써 대기전력 차단 상태에서 정상 동작 상태로의 전환이 신속히 이루어지도록 하는 것은 물론 대기전력 차단 상태에서 충전용 배터리의 전압이 일정 레벨 이하로 되는 경우 자동으로 충전 기능을 수행하여 멀티탭 장치의 기능을 안정적으로 동작시키는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 스마트 미터링 기술을 적용함을 물론 외부기기와 유,무선 방식의 통신이 가능하도록 하여 멀티탭 장치에 연결된 기기들의 전력 데이터를 외부기기로 전송하고 외부기기로부터 전력제어명령을 수신하여 전력제어를 행하도록 하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 메인 콘센트; 상기 메인 콘센트에 병렬로 연결되는 다수의 서브 콘센트; 멀티탭 전체의 전원을 차단 또는 공급하며, 과전류 시에 전원을 자동으로 차단하는 메인 스위치; 상기 메인 스위치 후단에 연결되어 상기 메인 콘센트 또는/및 다수의 서브 콘센트로 공급되는 전원을 차단 또는 공급하는 전원 스위칭부; 멀티탭 전체의 전압, 전류, 역률을 센서부; 일반모드와 절전모드 간의 전환을 위한 모드전환부; 상기 모드전환부의 키 눌림에 의해 절전모드로 전환된 경우 상기 센서부를 통해 감지된 전압과 전류의 크기로부터 유효전력량을 산출하고 그 산출된 유효전력량을 미리 설정된 대기전력 기준량과 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 메인 콘센트에 연결된 기기의 전원이 꺼진 것으로 판명되면 자동으로 다수의 서브 콘센트의 전원이 차단되도록 상기 전원 스위칭부를 제어하는 제어부; 상기 제어부에 연결되며, 외부기기와 통신하는 외부 인터페이스부; 및 충전 배터리가 구비되어 대기전력 차단 상태에서 미리 충전된 전원을 상기 제어부의 동작전원으로 공급하는 내부전원부;를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 있어서, 제어부에 연결되며, 현재 멀티탭의 동작상태를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 메인 스위치가 온된 상태에서 모드전환부의 키가 소정시간 이상 눌리면 메인 콘센트에 전원을 공급하도록 전원 스위칭부를 제어한 후 소정시간 이내에 상기 메인 콘센트에 연결된 기기의 전원이 온되는 경우 다수의 서브 콘센트에 전원을 공급하도록 상기 전원 스위칭부를 제어하고, 상기 메인 콘센트에 연결된 기기의 전원이 오프되는 경우 다수의 서브 콘센트에 공급되는 전원을 차단하도록 상기 전원 스위칭부를 제어한 후 상기 메인 콘센트에 연결된 기기의 전원 오프 상태가 소정시간 이상 지속되는 경우 상기 메인 콘센트에 공급되는 전원도 차단하도록 상기 전원 스위칭부를 제어하도록 구성함이 바람직하다.
상기 제어부는 센서부에서 감지된 전압과 전류로부터 산출한 유효전력의 크기가 미리 설정된 대기전력 기준치 이상인 경우 메인 콘센트에 메인 콘센트에 연결된 기기의 전원이 온된 상태로 판단하고, 상기 산출한 유효전력의 크기가 미리 설정된 대기전력 기준치 미만인 경우 상기 메인 콘센트에 연결된 기기의 전원이 오프된 상태로 판단하도록 구성함이 바람직하다.
상기 제어부는 스마트 미터링(smart metering) 기능을 구비하여, 소정주기마다 콘센트부에 연결된 기기의 전압, 전류, 역률을 측정하여 유효 전력량을 산출하고, 상기 전압, 전류, 역률, 유효 전력량을 포함하는 전력 데이터를 외부기기로 전송한 후 그 전력 데이터에 대해 수신된 전력제어명령에 따라 소모되는 전력량을 차단하도록 구성함이 바람직하다.
상기 외부 인터페이스부는 외부기기와의 통신을 위한 통신모듈과, 리모컨신호를 감지하기 위한 센서모듈을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 통신모듈은 무선방식(RF, Ir, 6LoWPAN)과 유선방식(USB-HID)을 혼용하여 구현하는 것이 바람직하다.
상기 센서모듈은 Ir, RF 중 적어도 하나를 채용하여 구현함이 바람직하다.
한편, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 메인콘센트와 다수의 서브콘센트를 구비하는 멀티탭 장치 제어 방법에 있어서, 절전모드가 설정된 경우 메인 콘센트에 연결된 기기에서 소모되는 유효 전력량을 산출하는 단계; 상기 유효 전력량을 미리 설정된 대기전력 기준량과 비교하는 단계; 상기 비교결과 유효 전력량이 대기전력 기준량 미만으로 소정시간이 경과되는지 판단하면서 상기 유효 전력량을 다시 산출하는 단계; 상기에서 유효 전력량이 대기전력 기준량 미만으로 소정시간이 경과되면 서브 콘센트에 공급되는 전원을 차단하는 단계; 상기에서 소정시간이 경과되기 전에 재산출한 유효 전력량이 대기전력 기준량 이상이면 서브 콘센트에 전원을 공급하는 단계; 및 상기에서 서브 콘센트에 공급되는 전원을 차단한 후 소정시간 이내에 메인 콘센트에서 소모되는 유효 전력량이 대기전력 기준량 미만이면 메인 콘센트에 공급되는 전원을 차단하는 단계를 수행하도록 함이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 충전용 배터리를 내부전원부에 구비하는 멀티탭 장치 제어 방법에 있어서, 대기전력 차단 상태이면 배터리의 충전레벨이 일정 레벨(V1) 이하로 되는지 감지하는 단계; 상기 충전레벨이 일정레벨 이하로 되면 상기 배터리 충전을 위해 전원 스위칭부를 제어하여 상기 내부전원부에 전원을 공급하면서 충전레벨을 감지하는 단계; 및 상기 충전동작으로 배터리의 충전 레벨이 일정 레벨(V2, V2>V1) 이상이 되면 상기 전원 스위칭부를 제어하여 내부전원부로의 전원 공급을 차단하는 단계를 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 메인 콘센트와 다수의 서브 콘센트를 구비하는 멀티탭 장치 제어방법에 있어서, 소정주기마다 스마트 미터링(smart metering) 기능을 작동시켜 콘센트부에 연결된 기기들에서 소모되는 전압, 전류, 역률을 측정하여 메인 콘센트에서 소모되는 유효 전력량(= 전압*전류*역류)을 산출하는 단계; 상기 측정된 전압, 전류, 역률 및 산출된 유효 전력량을 포함하는 전력 데이터를 유선통신방식 또는 무선통신방식으로 외부기기에 전송하는 단계; 상기 전송한 전력 데이터에 대한 전력제어명령을 수신하는 단계; 및 상기 전력제어명령에 따라 소모되는 전력량을 차단하는 단계를 수행하도록 함이 바람직하다.
상기 구성의 본 발명은 메인 콘센트에 연결된 기기에서 소모되는 유효 전력량을 산출하여 대기전력 차단 여부를 제어함으로써 종래 기술에 비하여 대기전력 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 충전용 배터리를 이용하여 대기전력 차단 상태에서도 멀티탭 장치의 주요 기능을 작동시킴으로써 대기전력 차단 상태에서 정상 동작 상태로 신속히 전환시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 대기전력 차단 상태에서 충전용 배터리의 전압이 일정 레벨 이하로 되는 경우 자동으로 충전 기능을 수행하도록 하여 멀티탭 장치의 주요 기능을 안정적으로 동작시킴으로써 콘센트 장치의 신뢰성을 향상시키는 것은 물론 종래 기술에서 배터리 방전 시에 사용자가 별도의 스위치를 온시키거나 외부 전원을 공급하여야 하는 불편을 해소할 수 있다.
또한, 본 발명은 스마트 미터링 기술을 이용하여 멀티탭 장치에 연결된 기기들의 전력 데이터를 측정하고 그 측정된 전력 데이터를 외부기기에 유,무선 통신방식으로 전송한 후 그 전송된 전력 데이터에 대해 수신한 전력제어명령에 따라 전력을 행함으로써 대기전력 차단 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술의 대기전력 차단 기능을 갖는 콘센트 장치의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예로서 절전기능을 갖는 멀티탭 장치의 블록 구성도.
도 3은 도 2에서 전원 스위칭부와 센서부의 상세 구성도.
도 4는 도 2의 멀티탭 장치의 외관 평면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에서 절전기능 제어를 위한 신호 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시 예에서 대기전력 차단 상태에서 배터리 충전을 위한 신호 흐름도.
도 7은 본 발명의 실시 예에서 전력제어를 위한 신호 흐름도.
이하, 본 발명을 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예에서는 본 발명의 기술적 사상 및 본질적 특성을 명료히 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 공지된 기술에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 절전기능을 구비한 멀티탭 장치의 실시 예에 대한 블록 구성도로서 이에 도시한 바와 같이, 메인 스위치(110), 전원 스위칭부(120), 콘센트부(130), 센서부(140), 제어부(150), 표시부(160), 모드 전환부(170), 외부 인터페이스부(180) 및 내부전원부(190)을 구비하여 구성한다.
상기 메인 스위치(110)는 멀티탭 전체의 전원을 차단 또는 공급하는 기능을 수행하며, 바이메탈을 이용하여 과전류 시에 전원을 자동으로 차단하고 정상전류가 흐르게 되면 자동으로 전원을 공급하는 기능을 수행한다.
상기 콘센트부(130)는 메인 콘센트(131)와, 상기 메인 콘센트(131)에 병렬로 연결되는 다수의 서브 콘센트(132)를 포함한다.
상기 전원 스위칭부(120)는 상기 메인 스위치(110) 후단에 연결되어 상기 메인 콘센트(131) 또는/및 다수의 서브 콘센트(132)로 공급되는 전원전류를 차단 또는 공급하는 역할을 수행한다.
이러한 전원 스위칭부(120)는 도 3에 도시한 바와 같이, 메인 콘센트(131)의 일측단자에 연결되어 제어부(150)의 구동신호(RY1)에 의해 멀티탭 전체의 전원을 차단하는 릴레이(121)와, 상기 메인 콘센트(131)의 타측단자에 연결되어 상기 제어부(150)의 구동신호(RY2)에 의해 상기 메인 콘센트(131)에 공급되는 전원을 차단하는 릴레이(122)와, 서브 콘센트(132)의 전단에 상기 릴레이(122)와 병렬로 연결되어 상기 제어부(150)의 구동신호(RY3)에 의해 상기 서브 콘센트(132)로 공급되는 전원을 차단하는 릴레이(123)로 구성한다.
상기 센서부(140)는 상기 전원 스위칭부(120)의 후단 및 상기 메인 콘센트(131)의 전단에 구비되어 멀티탭 전체의 전압, 전류의 변화량 및 역률을 감지하여 제어부(150)에 전달한다.
이러한 센서부(140)는 도 3에 도시한 바와 같이, 메인 스위치(110)의 후단에서 멀티탭 전체의 전류 변화량을 감지하는 전류센서(141)와, 메인 콘센트(131)의 전류 변화량을 감지하는 전류센서(142)와, 상기 메인 스위치(110)의 후단에서 멀티탭 전체의 전압을 감지하는 전압센서(143)를 포함하여 구성한다.
상기 모드전환부(170)는 일반모드와 절전모드 간의 전환을 위해 제어부(150)에 연결되는 키(또는 스위치)로 구성한다.
상기 제어부(150)는 모드전환부(170)의 키 눌림에 의해 절전모드로 전환된 경우 상기 센서부(140)를 통해 감지된 전압과 전류의 크기로부터 유효전력량을 산출하고 그 산출된 유효전력량을 미리 설정된 대기전력 기준량과 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 메인 콘센트(131)에 연결된 기기의 전원이 꺼진 것으로 판명되면 상기 전원 스위칭부(120)를 제어하여 다수의 서브 콘센트(132)에 공급되는 전원이 차단되도록 구성한다. 즉, 상기 제어부(150)는 센서 감지 기능, 유효전력 산출 기능, 전원 스위칭 구동 기능 등을 포함하여 구성한다.
상기 표시부(160)는 2개의 엘이디(LED) 즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 녹색 LED와 적색 LED로 구성되어 상기 제어부(150)의 제어에 의해 현재 멀티탭의 동작상태(full-saving, sub-saving, non-saving)를 표시한다.
상기 외부 인터페이스부(180)는 상기 제어부(150)와 외부기기 간의 통신기능을 수행한다. 이를 위해 상기 외부 인터페이스부(180)는 외부기기와의 통신을 위한 통신모듈과, 리모컨신호를 감지하기 위한 센서모듈을 포함하여 구성한다. 상기 통신모듈은 무선방식(RF, Ir, 6LoWPAN)과 유선방식(USB-HID)을 혼용하여 구성할 수 있고, 상기 센서모듈은 Ir, RF 중 적어도 하나를 채용하여 구성할 수 있다.
상기 내부전원부(190)는 SMPS(Switching Mode Power Supply)모듈과 충전용 배터리를 구비하여, 일반모드(non-saving mode) 또는 절전모드(full-saving mode) 시에 전원 스위칭부(120)를 통해 공급되는 전원을 정전압으로 변환하여 제어부(150)의 동작전원으로 공급함과 아울러 배터리를 충전시키고, 대기전력 차단 상태에서 상기 배터리에 충전된 전원을 상기 제어부(150)의 동작전원으로 공급한다. 상기 내부전원부(190)는 전원 스위칭부(120)의 릴레이(121)가 온 상태이면 배터리의 충전이 가능하도록 연결된다. 여기서, 상기 내부전원부(190)에 SMPS 모듈을 채용하는 이유는 리니어 방식에 비하여 효율이 높고 내구성이 강하며 소형, 경량화에 유리하기 때문이다.
이와 같이 구성한 본 발명의 실시 예에 대한 동작을 도 5 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 절전모드에서의 동작을 도 5를 참조하여 설명하며, 멀티탭을 전원 소켓에 연결한 후 메인 스위치(110)를 켜면 제어부(150)의 제어에 의해 표시부(160)의 2개의 LED(도 4에서 녹색 LED, 적색 LED)가 순차적으로 점등된 후 소등되고, 콘센트부(130)에 전원 공급이 차단된 동작 대기상태로 된다.
이후, 모드전환부(170)의 키를 소정시간(예로, 3초) 이상 누르면 제어부(150)의 제어에 의해 소정시간(예로, 5초)동안 표시부(160)의 녹색 LED가 점등되고 전원 스위칭부(120)의 릴레이(121)(122)가 온되어 메인 콘센트(131)에만 전원이 공급된다.
이후, 메인 콘센트(131)에 연결된 기기(예로, 컴퓨터)의 전원을 켜면 소정시간(예로, 5초) 후에 제어부(150)의 제어에 의해 표시부(160)의 적색 LED가 점등되고, 전원 스위칭부(120)의 릴레이(123)도 온되어 서브 콘센트(132)에도 전원이 공급된다. 이때, 표시부(160)의 녹색 LED와 적색 LED 모드 점등 상태이다.
이후, 메인 콘센트(131)에 연결된 기기의 전원이 꺼지면 제어부(150)에 의해 표시부(160)의 적색 LED가 소등되고 전원 스위칭부(120)의 릴레이(123)이 오프되어 서브 콘센트(132)에 공급되던 전원이 차단된다. 이때, 표시부(160)의 녹색 LED는 점등 상태이다.
이후, 메인 콘센트(131)에 연결되어 있는 기기의 전원이 계속 꺼져 있을 경우 예로, 서브 콘센트(132)에 공급되던 전원을 차단한 후 소정시간(예로, 60초) 이상 기기의 전원이 켜지지 않는 경우 제어부(150)는 표시부(160)의 녹색 LED도 소등시키고 전원 스위칭부(120)의 릴레이(121)(122)도 오프시켜 메인 콘센트(131)에 공급되던 전원도 차단함으로써 절전모드(full-saving mode)에서 대기전력의 소모를 차단시킴과 아울러 대기상태로 전환하게 된다.
즉, 상기 제어부(150)는 메인 스위치(110)가 온된 후 모드전환부(170)의 키가 소정시간(예로, 3초) 이상 눌리면 메인 콘센트(131)에 전원을 공급하도록 전원 스위칭부(120)를 제어한 후 소정시간(예로, 60초) 이내에 상기 메인 콘센트(131)에 연결된 기기의 전원이 온되는 경우 다수의 서브 콘센트(132)에 전원을 공급하도록 상기 전원 스위칭부(120)를 제어하고, 상기 메인 콘센트(131)에 연결된 기기의 전원이 오프되는 경우 다수의 서브 콘센트(132)에 공급되는 전원을 차단하도록 상기 전원 스위칭부(120)를 제어한 후 상기 메인 콘센트(131)에 연결된 기기의 전원 오프 상태가 소정시간(예로, 60초) 이상 지속되는 경우 상기 메인 콘센트(131)에 공급되는 전원도 차단하도록 상기 전원 스위칭부(120)를 제어함으로써 절전모드(full-saving mode)에서의 대기전력 소모 차단 상태로 전환시키게 된다.
그리고, 상기와 같이 절전모드(full-saving mode)로 동작하는 중에 상기 제어부(150)는 센서부(140)에서 감지된 전압과 전류로부터 산출한 유효전력량(= 전압*전류*역류)의 크기가 미리 설정된 대기전력 기준량 이상인 경우 메인 콘센트(131)에 연결된 기기의 전원이 온된 상태로 판단하고, 상기 산출한 유효전력량의 크기가 미리 설정된 대기전력 기준량 미만인 경우 상기 메인 콘센트(131)에 연결된 기기의 전원이 오프된 상태로 판단하여 전원 스위칭부(120)의 릴레이(121~123)의 온/오프를 제어하게 된다.
만일, 상기에서 메인 콘센트(131)에 연결되어 있는 기기의 전원이 꺼져 있어 서브 콘센트(132)에 공급되던 전원을 차단한 후 소정시간(예로, 60초) 이내에 상기 메인 콘센트(131)에 연결되어 있는 기기의 전원이 켜지는 경우 소정시간(예로, 5초)이 경과된 후에도 기기의 전원이 온 상태를 유지한다면 제어부(150)는 전원 스위칭부(120)를 제어하여 상기 서브 콘센트(132)에 전원을 공급하게 된다.
상기의 동작은 절전모드로 설정된 경우 반복적으로 수행된다.
또한, 내부전원부(190)는 절전모드(full-saving mode) 동작 중에 대기전력 소모 차단 상태로 전환된 시점부터 충전용 배터리의 충전전압을 제어부(150)의 동작전원으로 공급하게 된다. 이에 따라, 제어부(150)는 절전모드 상태에서도 모드전환부(170)의 키 눌림에 의한 멀티탭의 작동 개시 또는 절전모드 해제 등을 인식하기 위한 최소 기능을 수행할 수 있다.
그런데, 상기 제어부(150)는 대기전력 소모 차단 상태로 동작 중에 내부전원부(190)에 구비된 배터리의 충전전압을 동작 전압으로 공급받고 있을 경우 도 6의 신호 흐름도에 도시한 바와 같이, 충전용 배터리의 충전전압이 미리 설정된 전압 레벨(V1) 이하로 되면 이를 인식한 제어부(150)는 전원 스위치부(120)의 릴레이(121)를 온 상태로 제어하여 상기 충전용 배터리를 충전시키게 되고, 이후 상기 충전용 배터리의 충전 전압이 미리 설정한 전압(V2, V2>V1) 이상으로 충전되었다고 판단되면 상기 전원 스위치부(120)의 릴레이(121)를 오프 상태로 제어하여 절전모드로 전환시키게 된다. 즉, 상기 제어부(150)는 절전모드로 동작 중에도 충전용 배터리가 일정 전압 레벨 이하로 방전된 경우 자동으로 충전 동작을 수행하여 멀티탭의 동작을 안정적으로 보장하게 된다.
한편, 대기상태가 아닌 절전모드로 동작 중에 모드전환부(170)의 키가 소정시간(예로, 3초) 이상 눌리면 제어부(150)는 절전모드에서 일반모드로의 전환으로 인식하여 표시부(160)의 적색 LED만을 점등시키고 전원 스위칭부(120)의 릴레이(121~123)를 모두 온시켜 메인 콘센트(131)와 서브 콘센트(132)에 전원을 공급한다. 이때, 메인 콘센트(131)에 연결된 기기의 전원이 꺼져 있는 경우에도 콘센트부(130)에 계속 전원을 공급한다.
그리고, 일반모드로 동작 중에 모드전환부(170)의 키가 소정 시간(예로, 3초) 이상 눌리면 제어부(150)는 일반모드에서 절전모드로의 전환으로 인식하여 표시부(160)의 녹색 LED와 적색 LED를 모두 점등시키고 전원 스위칭부(120)의 릴레이(121~123)를 모두 온시켜 메인 콘센트(131)와 서브 콘센트(132)에 전원을 공급한다. 이때, 메인 콘센트(131)에 연결된 기기의 전원이 꺼져 있을 경우 상기에서 설명한 절전모드의 동작을 단계적으로 수행함으로써 서브 콘센트(132)에 공급되던 전원을 차단하고 소정시간이 경과되어도 메인 콘센트(131)에 연결된 기기의 전원이 켜지지 않을 경우 상기 메인 콘센트(131)에 공급되던 전원도 차단하게 된다. 이 경우, 표시부(160)의 녹색 LED와 적색 LED도 절전모드에서와 동일한 과정으로 소등된다.
또한, 상기에서 절전모드(full-saving mode)와 일반모드(non-saving mode)의 동작을 설명하였는데, 메인 콘센트(131)에는 항시 전원이 공급되고 서브 콘센트(132)에는 상기 메인 콘센트(131)에 연결된 기기의 동작 상태에 따라 전원이 공급 또는 차단되도록 하는 서브 절전모드(sub-saving mode)를 구현할 수 있다.
이때, 서브 절전모드로의 전환은 절전모드 또는 일반모드 동작 중에 모드전환부(170)의 키를 소정시간 이상 누르는 방식이 아니라 키를 연속으로 누르는 방식(예를 들어, 연속으로 키를 2번 누르는 것)으로 설정할 수 있을 것이다.
따라서, 서브 절전모드로 동작하게 되면 제어부(150)는 메인 콘센트(131)에 연결된 기기의 전류 사용량을 센서부(140)의 전류센서(142)를 이용하여 감지하고 그 감지된 전류 사용량이 미리 설정된 전류량(예로, 100mA) 이상으로 소정 시간(예로, 5초) 이상 지속되면 전원 스위칭부(120)의 릴레이(123)를 온시켜 서브 콘센트(132)에 전원을 공급시키게 된다.
만일, 서브 절전모드로 동작 중에 메인 콘센트(131)에 연결된 기기의 전원이 꺼지게 되어 전류센서(142)를 이용하여 감지한 전류 사용량이 미리 설정한 전류량(100mA) 이하로서 소정시간(예로, 60초) 이상 지속되면 제어부(150)는 전원 스위칭부(120)의 릴레이(123)를 오프시켜 서브 콘센트(132)에 공급되던 전원을 차단함으로써 상기 서브 콘센트(132)에 연결된 기기에서의 대기전력 소모를 차단하는 절전동작을 수행하게 된다.
이때, 서브 절전모드로 동작 시에 표시부(160)의 2개의 LED 점등 및 소등은 절전모드(full-saving mode)에서와 동일하게 수행시키거나, 다른 방식으로 구현할 수 있을 것이다.
그리고, 서브 절전모드로 동작 중에 모드전환부(170)의 키를 소정시간(예로, 5초) 이상 누르면 제어부(150)는 절전모드(full-saving mode) 또는 일반모드로 전환시키는데, 이는 멀티탭 설계 시에 정할 수 있다.
한편, 제어부(150)에는 외부기기와 유,무선방식으로 통신하기 위한 외부 인터페이스부(180)가 연결되는데, 상기 외부 인터페이스부(180)는 외부기기와의 통신을 위한 통신모듈과, 리모컨신호를 감지하기 위한 센서모듈을 포함한다.
우선, 상기 제어부(150)는 도 7의 신호 흐름도에 도시한 바와 같이, 소정주기마다 스마트 미터링(smart metering) 기능을 작동시켜 콘센트부(130)에 연결된 기기들에서 소모되는 전압, 전류, 역률을 측정하여 메인 콘센트(131)에서 소모되는 유효 전력량(= 전압*전류*역류)을 산출하고 상기 측정된 전압, 전류, 역률 및 산출된 유효 전력량을 DB(DataBase)화한 후 외부 인터페이스부(180)를 통해 목적하는 외부 기기(예로, 메인 콘센트에 연결된 컴퓨터 또는 원격지에 설치된 시스템서버)로 전송하게 된다.
상기 외부기기는 수신된 데이터를 DB에 저장하여 전력제어상태를 판별하고 그 판별된 결과에 따라 전력제어명령을 상기 외부인터페이스부(180)를 통해 제어부(150)에 전송하게 된다. 이에 따라, 제어부(150)는 전력제어명령을 수행하여 불필요한 전력소모를 차단하게 된다.
상기 동작을 위해 외부 인터페이스부(180)는 무선방식(RF, Ir, 6LoWPAN)과 유선방식(USB-HID) 중 적어도 하나를 포함하는 통신모듈을 구비하게 된다.
또한, 상기 제어부(150)는 외부 인터페이스부(180)에 구비된 센서모듈에 리모콘신호가 수신되는지 점검하다가 리모콘신호가 수신되는 경우 미리 등록된 리모콘신호와 비교하고, 그 비교결과 수신된 리모콘신호가 미리 등록된 리모콘 신호와 동일한 신호로 확인되면 전원 스위칭부(220)를 제어하여 콘센트부(130)에 구비된 메인 콘센트(131) 또는/및 서브 콘센트(132)에 전원을 공급 또는 차단하게 된다. 이러한 동작을 위해 리모콘신호를 미리 등록하여야 하며, 이를 위해 모드전환부(170)에 구비된 키의 연속 눌림 방식을 이용할 수도 있고, 리모콘신호 등록을 위한 키를 더 포함할 수도 있다. 상기 동작을 위해 외부 인터페이스부(180)에 구비되는 센서모듈은 Ir, RF 중 적어도 하나 방식을 이용하여 구성할 수 있다.
상기에서 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하였으나, 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상 및 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 형태로 구현할 수 있을 것이다.
110 : 메인 스위치 120 : 전원 스위칭부
121~123 : 릴레이 130 : 콘센트부
131 : 메인 콘센트 132 : 서브 콘센트
140 : 센서부 150 : 제어부
160 : 표시부 170 : 모드전환부
180 : 외부 인터페이스부 190 : 내부전원부

Claims (21)

  1. 메인 콘센트;
    상기 메인 콘센트에 병렬로 연결되는 다수의 서브 콘센트;
    멀티탭 전체의 전원을 차단 또는 공급하며, 과전류 시에 전원을 자동으로 차단하는 메인 스위치;
    상기 메인 콘센트 또는 다수의 서브 콘센트로 공급되는 전원을 차단 또는 공급하는 전원 스위칭부;
    멀티탭 전체의 전압, 전류, 역률을 감지하는 센서부;
    일반모드와 절전모드 간의 전환을 위한 모드전환부;
    상기 모드전환부의 눌림에 의해 절전모드로 전환된 경우 상기 센서부에서 감지된 전압, 전류로부터 유효전력량을 산출하고 그 산출된 유효전력량을 미리 설정된 대기전력 기준량과 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 메인 콘센트에 연결된 기기의 전원이 꺼진 것으로 판명되면 다수의 서브 콘센트의 전원이 차단되도록 상기 전원 스위칭부를 제어하는 제어부;
    상기 제어부에 연결되며, 외부기기와 통신하는 외부 인터페이스부; 및
    충전 배터리가 구비되어 대기전력 차단 상태에서 미리 충전된 전원을 상기 제어부의 동작전원으로 공급하는 내부전원부를 포함하며,
    상기 제어부는 스마트 미터링(smart metering) 기능을 구비하여, 소정주기마다 콘센트부에 연결된 기기의 전압, 전류, 역률 및 유효 전력량을 포함하는 전력 데이터를 외부 인터페이스부를 통해 외부기기로 전송하며, 상기 전송된 전력 데이터에 대해 수신된 전력제어명령에 따라 메인 콘센트 또는 서브 콘센트에서 소모되는 전력량을 조정하는 것을 특징으로 하는 절전기능을 갖는 멀티탭 장치.
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  12. 제1항에 있어서, 외부 인터페이스부는
    무선방식(RF, Ir, 6LoWPAN), 유선방식(USB-HID) 중 적어도 하나를 포함하는 통신모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 절전기능을 갖는 멀티탭 장치.
  13. 제12항에 있어서, 외부 인터페이스부는
    Ir, RF 중 적어도 하나를 이용하여 구현되는 센서모듈을 더 포함하여 리모컨신호에 따라 멀티탭 장치의 기능을 제어하는 것을 특징으로 하는 절전기능을 갖는 멀티탭 장치.
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  16. 메인 콘센트와 다수의 서브 콘센트를 구비하는 멀티탭 장치의 제어방법에 있어서,
    스마트 미터링(smart metering) 기능을 이용하여 콘센트부에 연결된 기기들에서 소모되는 전압, 전류, 역률을 측정하고 상기 메인 콘센트에서 소모되는 유효 전력량(= 전압*전류*역류)을 산출하는 단계; 및
    상기 전압, 전류, 역률 및 유효 전력량을 포함하는 전력 데이터를 외부기기에 전송하는 단계;를 포함하며,
    상기 전송한 전력 데이터에 대한 전력제어명령이 수신되면 그 전력제어명령에 따라 소모되는 전력량을 제어하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 절전기능을 갖는 멀티탭 장치의 제어방법.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서,
    절전모드가 설정된 경우 상기 유효 전력량을 미리 설정된 대기전력 기준량과 비교하는 단계; 및
    상기에서 유효 전력량이 대기전력 기준량 보다 작은 상태가 소정시간 지속되면 서브 콘센트에 공급되는 전원을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절전기능을 갖는 멀티탭 장치의 제어방법.
  19. 제18항에 있어서, 서브 콘센트에 공급되는 전원을 차단한 후 소정시간이 경과되어도 메인 콘센트에서 소모되는 유효 전력량이 대기전력 기준량 미만이면 메인 콘센트에 공급되는 전원을 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절전기능을 갖는 멀티탭 장치의 제어방법.
  20. 제18항에 있어서, 소정시간이 경과되기 전에 재산출한 유효 전력량이 대기전력 기준량 이상이면 서브 콘센트에 전원을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절전기능을 갖는 멀티탭 장치의 제어방법.
  21. 제19항에 있어서, 메인 콘센트에 공급되는 전원도 차단한 대기전력 차단 상태에서 내부전원부에 구비된 배터리의 충전레벨이 일정레벨(V1) 이하가 되면 충전레벨이 일정레벨(V2, V2>V1)이 될 때까지 상기 내부전원부에 전원을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절전기능을 갖는 멀티탭 장치의 제어방법.
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