KR101555146B1 - Programmable electronic switches for AC power supply - Google Patents

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KR101555146B1 KR1020140062658A KR20140062658A KR101555146B1 KR 101555146 B1 KR101555146 B1 KR 101555146B1 KR 1020140062658 A KR1020140062658 A KR 1020140062658A KR 20140062658 A KR20140062658 A KR 20140062658A KR 101555146 B1 KR101555146 B1 KR 101555146B1
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Abstract

The present invention relates to an electronic switch for an AC power supply connected between an AC power supply and a load to control power supplied to the load, and more specifically, to an electronic switch for an AC power supply which detects a frequency signal of an AC power supply to use the frequency signal in time calculation, detects a program signal of an external device if the external device is connected to the AC power supply and the program signal is included in AC power to extract and store program information, and controls power supplied to a plurality of loads by the stored program information. The electronic switch for an AC power supply according to the present invention comprises: a DC power supply unit consisting of a rectifier circuit to convert an input AC voltage of an AC power supply into an input DC voltage; a power signal detection unit consisting of a voltage distribution circuit to detect a value of the input DC voltage to convert the value of the input DC voltage into an analog input signal of a control unit; a control power supply unit consisting of a voltage regulator circuit to convert the input DC voltage into a control device voltage; the control unit which is driven by the control device voltage, receives the analog input signal to detect a frequency signal of the input AC voltage to use the frequency signal in time calculation, detects a program signal of an external device if the external device is connected to the AC power supply and the program signal is included in the input AC voltage to extract and store program information included in the analog input signal, and outputs a plurality of control output signals to a plurality of AC power supply switch units by the stored program information; and the plurality of AC power supply switch units consisting of a switching circuit connected between the AC power supply and a load, and turned on or off by the control output signals.

Description

프로그램할 수 있는 교류 전원 전자 스위치 {Programmable electronic switches for AC power supply}[0001] DESCRIPTION [0002] Programmable electronic switches for AC power supply [

본 발명은 교류 전원의 전력 공급을 제어하기 위한 교류 전원 전자 스위치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 마이크로콘트롤러에 의해 전력 공급을 제어할 수 있고, 교류 전원을 연결하는 단자에 외부 장치를 연결하여 전력 공급 프로그램을 변경할 수 있는 교류 전원 전자 스위치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an AC power electronic switch for controlling power supply of an AC power source, and more particularly, to an AC power switch for controlling power supply by a microcontroller and connecting an external device to a terminal for connecting AC power, Power electronic switch capable of changing a supply program.

교류 전원을 사용하는 전기 제품에 불필요한 전력 소비를 줄이기 위하여 전력 공급을 자동으로 제어하는 스위치가 사용되는데, 가로등의 자동 점멸기, 전열기의 타이머 등이 있다. 이러한 스위치에는 기계식 스위치와 전자식 스위치가 있다. 본 발명은 주로 반도체 소자를 이용하는 전자식 스위치에 관한 것이다. 트라이액은 교류 전원을 제어하는 대표적인 반도체 소자다. 이 트라이액을 제어하기 위한 여러 가지 전자 회로가 있으나, 일반적으로 시중에서 쉽게 구할 수 있는 전용 반도체 소자인 트라이액 드라이버를 사용한다. 또한 이 트라이액 드라이버를 제어하기 위한 제어 회로는 마이크로콘트롤러를 포함할 수 있다.Switches that automatically control the power supply are used to reduce the unnecessary power consumption of electric appliances using AC power, such as a street lamp auto flasher and a heater electric timer. These switches include mechanical switches and electronic switches. The present invention relates generally to an electronic switch using semiconductor devices. Triac is a typical semiconductor device that controls AC power. Although there are various electronic circuits for controlling this triac, a triac driver, which is a special semiconductor element that can be easily obtained in the market, is generally used. In addition, the control circuit for controlling the triac driver may include a microcontroller.

종래의 교류 전원 전자 스위치의 제어 회로의 경우, 트랜지스터, 논리 소자 등을 사용하여 회로를 구성하는데, 이 경우 다양한 전력 공급 패턴을 구현하기 어렵다. 또한 마이크로콘트롤러를 사용하여 다양한 전력 공급 패턴을 구현하는 프로그램을 포함하더라도 일단 제품이 공장에서 제조된 후에는 전력 공급 프로그램을 변경하기 쉽지 않다.In the case of a control circuit of a conventional AC power electronic switch, a circuit is constituted by using a transistor, a logic element or the like. In this case, it is difficult to realize various power supply patterns. It is also difficult to change the power supply program once the product is manufactured in the factory, even though it includes programs that use microcontrollers to implement various power supply patterns.

그러나 본 발명에서는 교류 전원 전자 스위치에 마이크로콘트롤러를 포함하고, 제품이 공장에서 제조된 후에는 필요한 경우 언제든지 교류 전원을 연결하는 단자에 외부 장치를 연결하여 전력 공급 프로그램을 변경할 수 있는 교류 전원 전자 스위치에 대한 것이다. 또한 마이크로콘트롤러를 포함한 제어 회로에 전력을 공급하는 저전력 전원 회로를 포함하는 교류 전원 전자 스위치에 대한 것이다.However, in the present invention, an AC power electronic switch, which includes a microcontroller in an AC power supply electronic switch and can change an electric power supply program by connecting an external device to a terminal for connecting an AC power source whenever necessary after a product is manufactured in a factory It is about. Power electronic switch including a low-power power supply circuit for supplying power to a control circuit including a micro-controller.

본 발명이 해결하려는 과제로 하고 있는 종래 기술의 교류 전원 전자 스위치의 문제점은 다양한 전력 공급 패턴을 구현하기 어렵고, 마이크로콘트롤러를 사용하여 다양한 전력 공급 패턴을 구현하는 프로그램을 포함하더라도 일단 제품이 공장에서 제조된 후에는 전력 공급 프로그램을 변경하기 쉽지 않다는 것이다.The problem of the prior art AC power electronic switch, which is a problem to be solved by the present invention, is that it is difficult to implement various power supply patterns, and even if the program includes a program for implementing various power supply patterns using a microcontroller, It is not easy to change the power supply program.

따라서 본 발명에서는 교류 전원 전자 스위치에 마이크로콘트롤러를 포함하고, 제품이 공장에서 제조된 후에도 필요한 경우 언제든지 교류 전원을 연결하는 단자에 외부 장치를 연결하여 전력 공급 프로그램을 변경할 수 있고, 마이크로콘트롤러를 포함한 제어 회로에 전력을 공급하는 전원 회로를 포함하고, 최소의 구성 요소를 갖는 교류 전원 전자 스위치를 만든다.Therefore, in the present invention, it is possible to change a power supply program by connecting an external device to a terminal for connecting an AC power source whenever necessary even after a product is manufactured in a factory, including a microcontroller in an AC power switch, A power supply circuit that supplies power to the circuit, and produces an alternating current power electronic switch having a minimum number of components.

상기 과제를 해결하기 위한 수단은 마이크로콘트롤러를 포함하고, 제품이 공장에서 제조된 후에도 필요한 경우 언제든지 교류 전원을 연결하는 단자에 외부 장치를 연결하여 전력 공급 프로그램을 변경할 수 있고, 마이크로콘트롤러를 포함한 제어 회로에 전력을 공급하는 전원 회로를 포함하는 최소의 구성 요소를 갖는 교류 전원 전자 스위치를 만든다.The microcontroller includes a microcontroller. The microcontroller can change an electric power supply program by connecting an external device to a terminal for connecting the AC power whenever necessary after the product is manufactured in the factory. Power electronic switch having a minimum number of components including a power supply circuit for supplying power to the AC power source.

상기 교류 전원 전자 스위치(100)는 교류 전원(200)의 입력 교류 전압(VAC)을 입력 직류 전압(VDC)으로 변환하는 정류 회로로 구성되는 직류 전원부(110); 상기 입력 직류 전압(VDC)의 값을 감지하여 제어부(140)의 아날로그 입력 신호(AIN)로 변환하는 전압 분배 회로로 구성되는 전원 신호 감지부(120); 상기 입력 직류 전압(VDC)을 제어 장치 전압(VCC)으로 변환하는 정전압 회로로 구성되는 제어 전원부(130); 상기 제어 장치 전압(VCC)에 의해 구동되고, 상기 아날로그 입력 신호(AIN)를 입력받아 상기 입력 교류 전압(VAC)의 주기 신호를 검출하여 시간 계산에 사용하고, 상기 교류 전원(200)에 외부 장치가 연결되어 상기 입력 교류 전압(VAC)에 이 장치의 프로그램 신호가 중첩된 경우 이 프로그램 신호를 검출하여 상기 아날로그 입력 신호(AIN)에 포함된 프로그램 정보를 추출하여 저장하고, 저장된 프로그램 정보에 의해 다수의 제어 출력 신호(A1,A2)를 다수의 교류 전원 스위치부(151,152)로 출력하는 제어부(140); 및 교류 전원(200)과 부하(300) 사이에 연결되고, 상기 제어 출력 신호(A1,A2)에 의해 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 제어되는 스위치 회로로 구성되는 다수의 교류 전원 스위치부(151,152)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The AC power supply switch 100 includes a DC power supply 110 configured as a rectifier circuit for converting an input AC voltage VAC of the AC power supply 200 into an input DC voltage VDC; A power supply signal sensing unit 120 configured to sense a value of the input direct current voltage VDC and convert the sensed value to an analog input signal AIN of the control unit 140; A control power supply 130 configured by a constant voltage circuit for converting the input direct current voltage VDC into a control device voltage VCC; The AC power supply 200 is driven by the control device voltage VCC and receives the analog input signal AIN and detects the periodic signal of the input AC voltage VAC for use in time calculation. When the program signal of the apparatus is superimposed on the input AC voltage VAC, the program signal is detected to extract and store the program information included in the analog input signal AIN, and a plurality of A control unit 140 for outputting the control output signals A1 and A2 of the AC power source to the plurality of AC power switch units 151 and 152; And a switch circuit connected between the AC power source 200 and the load 300 and controlled by the control output signals A1 and A2 in an on state or an off state, And switch parts (151, 152).

상기 제어 전원부(130)에 있어서 하나의 예로 실시할 수 있는 제어 전원부(160)는 입력 직류 전압(VDC)의 값을 감지하여 스위치 OFF부(163)를 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 만드는 전압 감지부(161); 상기 전압 감지부(161)의 출력 값에 의해 온 상태 또는 오프 상태로 전환되어 스위치 ON부(162)를 온 상태 또는 오프 상태로 만들고 스위치부(164)를 오프 상태로 만드는 스위치 OFF부(163); 상기 스위치 OFF부(163)의 출력 값에 의해 온 상태 또는 오프 상태로 전환되어 상기 스위치부(164)를 온 상태로 만드는 스위치 ON부(162); 상기 스위치 OFF부(163)에 의해 오프 상태 또는 상기 스위치 ON부(162)에 의해 온 상태로 전환되어 입력 전원부(165)를 상기 입력 직류 전압(VDC)으로 충전되도록 하는 스위치부(164); 상기 스위치부(164)에 의해 상기 입력 직류 전압(VDC)으로 충전되어 정전압부(166)를 구동하는 입력 전원부(165); 및 상기 입력 전원부(165)의 조정기 입력 전압(VIN)를 정전압으로 변환하여 제어 장치 전압(VCC)으로 출력하는 정전압부(166)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The control power supply 160 can be implemented as an example of the control power supply 130. The control power supply 160 senses the value of the input DC voltage VDC and turns the switch OFF unit 163 on or off A voltage detection unit 161 for detecting the voltage of the battery cell; A switch-off unit 163 which is turned on or off according to an output value of the voltage sensing unit 161 to turn the switch-on unit 162 on or off and to turn off the switch unit 164, ; A switch-on unit 162 which is turned on or off according to an output value of the switch-off unit 163 and turns the switch unit 164 on; A switch unit 164 which is turned off by the switch-off unit 163 or turned on by the switch-on unit 162 to charge the input power supply unit 165 to the input DC voltage VDC; An input power source 165 that is charged with the input direct current voltage VDC by the switch unit 164 and drives the constant voltage unit 166; And a constant voltage unit 166 for converting the regulator input voltage VIN of the input power source unit 165 into a constant voltage and outputting the constant voltage to the control device voltage VCC.

본 발명의 교류 전원 전자 스위치는 마이크로콘트롤러를 포함하고 있어 마이크로콘트롤러가 갖고 있는 여러 가지 기능을 활용할 수 있다. 또한 제품이 공장에서 제조된 후에도 필요한 경우 언제든지 교류 전원을 연결하는 단자에 외부 장치를 연결하여 전력 공급 프로그램을 변경할 수 있다.The AC power switch of the present invention includes a microcontroller, which can utilize various functions of the microcontroller. It is also possible to change the power supply program by connecting an external device to the terminal that connects the AC power source whenever necessary after the product is manufactured in the factory.

도1은 프로그램할 수 있는 교류 전원 전자 스위치의 개념도.
도2는 도1의 제어 전원부의 하나의 개념도.
도3은 도1과 도2의 개념을 실시한 회로도.
도4는 도1의 제어 전원부에 제너 다이오드를 사용하여 실시한 회로도.
도5는 도1의 제어 전원부를 직류 전원 장치로 대체하여 실시한 회로도.
도6은 프로그램 신호가 중첩된 교류 전원 전압 파형.1 is a conceptual diagram of a programmable alternating current power electronic switch.
2 is a conceptual view of one of the control power supply units of FIG. 1;
Fig. 3 is a circuit diagram showing the concept of Figs. 1 and 2. Fig.
Fig. 4 is a circuit diagram of a control power supply unit of Fig. 1 using a zener diode. Fig.
Fig. 5 is a circuit diagram of the control power source unit of Fig. 1 replaced by a DC power source unit; Fig.
6 is an AC power supply voltage waveform in which a program signal is superimposed.

본 발명의 프로그램할 수 있는 교류 전원 전자 스위치(100)의 구조와 기능을 도1 내지 도6를 참조하여 설명한다.The structure and function of the programmable AC power switch 100 of the present invention will be described with reference to Figs. 1 to 6. Fig.

먼저 프로그램할 수 있는 교류 전원 전자 스위치(100)의 개념을 설명한다. 교류 전원 전자 스위치(100)는 교류 전원(200)과 다수의 부하(300) 사이에 연결되어 부하에 공급되는 전력을 제어하는 장치다. 전력 공급은 전자식 스위치(150)에 의해 이루어지고, 이 스위치는 전자식 제어 장치(140)에 의해 제어된다. 상기 전자식 제어 장치는 시중에서 흔히 구할 수 있는 마이크로콘트롤러를 사용하며, 이 마이크로콘트롤러는 프로그램을 저장하고 실행한다. 이 프로그램은 전력 공급을 제어하는 정보를 포함하며, 상기 전자식 스위치에 제어 신호를 출력하여 부하에 공급되는 전력을 제어한다. 상기 전자식 제어 장치는 상기 제어 신호의 시간을 결정하기 위하여 교류 전원의 주기를 사용할 수 있고, 상기 프로그램을 변경하기 위하여 교류 전원이 연결되는 단자를 사용할 수 있다. 이를 위해 상기 교류 전원 단자의 전압을 감지하는 회로(110,120)가 필요하다. 이 회로는 상기 단자 전압을 정류하고 상기 마이크로콘트롤러에 입력 가능한 전압 범위가 되도록 전압을 충분히 감쇄시킨다. 상기 전압을 입력받은 마이크로콘트롤러는 신호를 처리하여 상기 교류 전원의 주기와 상기 프로그램 정보를 추출한다.First, the concept of an AC power supply switch 100 that can be programmed will be described. The AC power supply electronic switch 100 is connected between the AC power supply 200 and a plurality of loads 300 to control power supplied to the load. The power supply is made by an electronic switch 150, which is controlled by an electronic control device 140. The electronic control unit uses a microcontroller that is commonly available in the market, and the microcontroller stores and executes the program. This program includes information for controlling power supply, and controls the power supplied to the load by outputting a control signal to the electronic switch. The electronic control unit may use a period of the AC power source to determine the time of the control signal, and may use a terminal to which the AC power is connected to change the program. To this end, circuits 110 and 120 for sensing the voltage of the AC power supply terminal are required. This circuit rectifies the terminal voltage and sufficiently attenuates the voltage so as to be a voltage range that can be input to the microcontroller. The microcontroller receiving the voltage processes the signal to extract the period of the AC power and the program information.

상기 전자식 제어 장치를 구동하기 위한 전력을 공급하는 회로(130)가 필요한데, 본 발명에서는 세 가지 구조를 만들어 제어하는 전자식 스위치(150)의 수량에 따라 선택할 수 있도록 하였다.A circuit 130 for supplying electric power for driving the electronic control device is required. In the present invention, the electronic control device 150 can be selected according to the number of the electronic switches 150 that make and control three structures.

첫 번째 구조(110,160)는 낮은 전력을 고효율로 공급할 수 있는 방식이다. 교류 전원(200)의 입력 교류 전압(VAC)으로부터 전력을 공급받는데 있어서, 상기 입력 교류 전압(VAC)을 저전압 구간과 고전압 구간으로 나누고, 저전압 구간에서는 전력을 공급받고, 고전압 구간에서는 전력을 공급받지 않는 방식이다. 고전압 구간에서의 구동 전력은 저전압 구간에서 충전된 전력을 사용한다. 따라서 구동 전력은 제한되며, 사용할 수 있는 전자식 스위치의 수를 제한한다. 그러나 제어 전원부(160)의 구조를 단순화하여 최소의 비용으로 구성될 수 있는 장점이 있다.The first structure (110, 160) is a scheme capable of supplying low power with high efficiency. In receiving power from the input AC voltage VAC of the AC power supply 200, the input AC voltage VAC is divided into a low voltage section and a high voltage section, receives power in a low voltage section, It does not. The driving power in the high voltage section uses the charged power in the low voltage section. Thus, the driving power is limited and limits the number of electronic switches that can be used. However, there is an advantage that the structure of the control power supply unit 160 can be simplified, and the cost can be minimized.

두 번째 구조(110,170)는 구동 전력이 매우 적은 경우에 사용되며, 사용할 수 있는 전자식 스위치의 수는 1 내지 2 개로 제한된다. 교류 전원(200)의 입력 교류 전압(VAC)으로부터 전력을 공급받는데 있어서, 고전압 구간에서의 전압 강하에 의해 전력을 공급받는 방식이다. 저전압 구간에서의 구동 전력은 고전압 구간에서 충전된 전력을 사용한다. 고전압 구간에서의 소비 전력은 발열로 나타나고, 이를 줄이기 위해 충전 전류를 매우 적게 해야 하므로 구동 전력은 매우 제한된다. 그러나 제어 전원부(170)의 부품 수를 최소로 줄일 수 있다.The second structures 110 and 170 are used when the driving power is very small, and the number of electronic switches that can be used is limited to one to two. In receiving power from the input AC voltage VAC of the AC power supply 200, power is supplied by the voltage drop in the high voltage section. The driving power in the low voltage section uses the charged power in the high voltage section. The power consumption in the high voltage section is shown as a heat generation, and the driving current is very limited because the charging current must be very small in order to reduce it. However, the number of components of the control power supply 170 can be reduced to a minimum.

세 번째 구조(180)는 구동 전력이 큰 경우에 사용되며, 사용할 수 있는 전자식 스위치의 수는 10 개 이상으로 할 수 있다. 교류 전원(200)의 입력 교류 전압(VAC)으로부터 전력을 공급받는데 있어서, 시중에서 흔히 구할 수 있는 직류 전원 장치를 사용하여 구동 전력을 공급받는 방식이다. 간판이나 인테리어 조명 등 여러 부하를 동시에 제어하는 경우에 사용할 수 있다.The third structure 180 is used when the driving power is large, and the number of electronic switches that can be used can be 10 or more. In order to receive power from the input AC voltage VAC of the AC power supply 200, a DC power supply, which is commonly available in the market, is used to receive the driving power. It can be used when controlling multiple loads such as signs and interior lighting simultaneously.

이제 프로그램할 수 있는 교류 전원 전자 스위치(100)의 구조와 기능을 상세하게 설명한다.The structure and function of the programmable alternating-current electronic switch 100 will now be described in detail.

상기 교류 전원 전자 스위치(100)는The AC power supply switch (100)

교류 전원(200)의 입력 교류 전압(VAC)을 입력 직류 전압(VDC)으로 변환하는 정류 회로로 구성되는 직류 전원부(110);A DC power supply unit 110 comprising a rectifying circuit for converting an input AC voltage VAC of the AC power supply 200 into an input DC voltage VDC;

상기 입력 직류 전압(VDC)의 값을 감지하여 제어부(140)의 아날로그 입력 신호(AIN)로 변환하는 전압 분배 회로로 구성되는 전원 신호 감지부(120);A power supply signal sensing unit 120 configured to sense a value of the input direct current voltage VDC and convert the sensed value to an analog input signal AIN of the control unit 140;

상기 입력 직류 전압(VDC)을 제어 장치 전압(VCC)으로 변환하는 정전압 회로로 구성되는 제어 전원부(130);A control power supply 130 configured by a constant voltage circuit for converting the input direct current voltage VDC into a control device voltage VCC;

상기 제어 장치 전압(VCC)에 의해 구동되고, 상기 아날로그 입력 신호(AIN)를 입력받아 상기 입력 교류 전압(VAC)의 주기 신호를 검출하여 시간 계산에 사용하고, 상기 교류 전원(200)에 외부 장치가 연결되어 상기 입력 교류 전압(VAC)에 이 장치의 프로그램 신호가 중첩된 경우 이 프로그램 신호를 검출하여 상기 아날로그 입력 신호(AIN)에 포함된 프로그램 정보를 추출하여 저장하고, 저장된 프로그램 정보에 의해 다수의 제어 출력 신호(A1,A2)를 다수의 교류 전원 스위치부(151,152)로 출력하는 제어부(140); 및The AC power supply 200 is driven by the control device voltage VCC and receives the analog input signal AIN and detects the periodic signal of the input AC voltage VAC for use in time calculation. When the program signal of the apparatus is superimposed on the input AC voltage VAC, the program signal is detected to extract and store the program information included in the analog input signal AIN, and a plurality of A control unit 140 for outputting the control output signals A1 and A2 of the AC power source to the plurality of AC power switch units 151 and 152; And

교류 전원(200)과 부하(300) 사이에 연결되고, 상기 제어 출력 신호(A1,A2)에 의해 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 제어되는 스위치 회로로 구성되는 다수의 교류 전원 스위치부(151,152)를 포함하는 것을 특징으로 한다.A plurality of AC power supply switches, which are connected between the AC power source 200 and the load 300 and constituted by switch circuits controlled by the control output signals A1 and A2 in an on state or an off state, (151, 152).

상기 직류 전원부(110)는 브리지 다이오드(B)를 포함하고, 상기 브리지 다이오드(B)의 입력은 입력 교류 전압(VAC)에 의해 구동되고, 상기 브리지 다이오드(B)의 정류 작용에 의해 상기 입력 교류 전압(VAC)은 상기 입력 직류 전압(VDC)으로 변환된다. 상기 브리지 다이오드(B)의 출력인 입력 직류 전압(VDC)은 상기 전원 신호 감지부(120)와 상기 제어 전원부(130)를 구동한다.The DC power supply unit 110 includes a bridge diode B and an input of the bridge diode B is driven by an input AC voltage VAC. The bridge diode B rectifies the input AC voltage VAC, The voltage VAC is converted to the input direct current voltage VDC. The input DC voltage VDC, which is an output of the bridge diode B, drives the power supply signal sensing unit 120 and the control power supply unit 130.

상기 전원 신호 감지부(120)는 전원 신호 감지 제1저항(R1)과 전원 신호 감지 제2저항(R2)을 포함하고, 상기 전원 신호 감지 제2저항(R2)의 양단 전압을 상기 아날로그 입력 신호(AIN)로 하여 상기 제어부(140)에 입력한다. 상기 제어부(140)는 제어 장치 전압(VCC)보다 작은 범위의 아날로그 신호를 처리하는 것이 보통이며, 이에 따라 전압 분배기의 원리를 이용하여 상기 전원 신호 감지 제1저항(R1)과 상기 전원 신호 감지 제2저항(R2)의 저항 값을 정할 수 있다.The power supply signal sensing unit 120 includes a first power supply signal sensing resistor R1 and a second power supply signal sensing resistor R2 and outputs a voltage between both ends of the second power supply signal sensing resistor R2, (AIN) to the control unit 140. The control unit 140 processes analog signals in a range smaller than the control voltage VCC. Accordingly, the control unit 140 controls the power source signal sensing first resistor Rl and the power source signal sensing unit < RTI ID = 0.0 > 2 The resistance value of the resistor R2 can be determined.

상기 제어부(140)는 아날로그 비교기 또는 아날로그-디지털 변환기를 내장하고, 전원(VCC, GND) 단자, 아날로그 입력 신호(AIN) 단자, 다수의 제어 출력 신호(A1,A2) 단자를 포함하는 마이크로컨트롤러(X)를 포함하고, 상기 마이크로컨트롤러(X)는 다수의 교류 전원 스위치부(151,152)를 제어한다.The controller 140 includes an analog comparator or an analog-to-digital converter and includes a microcontroller including a power supply (VCC, GND) terminal, an analog input signal (AIN) terminal, and a plurality of control output signals X, and the microcontroller X controls a plurality of AC power switch units 151, 152.

상기 교류 전원 스위치부(151,152)는 트라이액 드라이버(TD1,TD2), 드라이버 저항(RD1,RD2), 트라이액 저항(RS1,RS2)과 트라이액(S1,S2)을 포함하고, 상기 제어 출력 신호(A1,A2)에 의해 상기 트라이액(S1,S2)이 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 제어된다. 상기 트라이액 드라이버(TD1,TD2)는 입력과 출력 사이에 절연 상태에 있는 포토커플러 형식의 드라이버를 사용할 수 있다. 상기 제어 출력 신호(A1,A2)가 높은 전압인 경우, 드라이버 입력 단자(A,K) 사이에 전류가 흐르고 드라이버 출력 단자(T1,T2) 사이에 온 상태가 되면, 상기 트라이액(S1,S2) 역시 온 상태가 된다. 이어서 상기 교류 전압(200)이 출력 단자(AV1,AV2)와 공통 단자(COM)를 통해 부하(300)에 전력을 공급한다. 상기 제어 출력 신호(A1,A2)가 낮은 전압인 경우, 드라이버 입력 단자(A,K) 사이에 전류가 차단되고 드라이버 출력 단자(T1,T2) 사이에 오프 상태가 되면, 상기 트라이액(S1,S2) 역시 오프 상태가 된다. 따라서 상기 교류 전압(200) 단자와 출력 단자(AV1,AV2)는 절연되어 부하(300)에 전력 공급이 차단된다.The AC power switch sections 151 and 152 include triacs drivers TD1 and TD2, driver resistors RD1 and RD2, triac resistors RS1 and RS2 and triacs S1 and S2, The triacs S1 and S2 are controlled to be turned on or off by the switches A1 and A2. The triac drivers TD1 and TD2 can use a photo coupler type driver in an insulated state between an input and an output. When the control output signals A1 and A2 are at a high voltage and the current flows between the driver input terminals A and K and turns on between the driver output terminals T1 and T2, ) Is also turned on. The AC voltage 200 then supplies power to the load 300 through the output terminals AV1 and AV2 and the common terminal COM. When the control output signals A1 and A2 are at a low voltage and the current is interrupted between the driver input terminals A and K and turned off between the driver output terminals T1 and T2, S2 are also turned off. Accordingly, the AC voltage terminal 200 and the output terminals AV1 and AV2 are isolated from each other and the power supply to the load 300 is cut off.

상기 제어 전원부(130)의 첫 번째 방식은 도2 내지 도3과 같이 실시할 수 있다.The first scheme of the control power supply 130 may be implemented as shown in FIGS.

상기 제어 전원부(160)는The control power supply unit 160

입력 직류 전압(VDC)의 값을 감지하여 스위치 OFF부(163)를 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 만드는 전압 감지부(161);A voltage sensing unit 161 sensing the value of the input DC voltage VDC and turning the switch OFF unit 163 on or off;

상기 전압 감지부(161)의 출력 값에 의해 온 상태 또는 오프 상태로 전환되어 스위치 ON부(162)를 온 상태 또는 오프 상태로 만들고 스위치부(164)를 오프 상태로 만드는 스위치 OFF부(163);A switch-off unit 163 which is turned on or off according to an output value of the voltage sensing unit 161 to turn the switch-on unit 162 on or off and to turn off the switch unit 164, ;

상기 스위치 OFF부(163)의 출력 값에 의해 온 상태 또는 오프 상태로 전환되어 상기 스위치부(164)를 온 상태로 만드는 스위치 ON부(162);A switch-on unit 162 which is turned on or off according to an output value of the switch-off unit 163 and turns the switch unit 164 on;

상기 스위치 OFF부(163)에 의해 오프 상태 또는 상기 스위치 ON부(162)에 의해 온 상태로 전환되어 입력 전원부(165)를 상기 입력 직류 전압(VDC)으로 충전되도록 하는 스위치부(164);A switch unit 164 which is turned off by the switch-off unit 163 or turned on by the switch-on unit 162 to charge the input power supply unit 165 to the input DC voltage VDC;

상기 스위치부(164)에 의해 상기 입력 직류 전압(VDC)으로 충전되어 정전압부(166)를 구동하는 입력 전원부(165); 및An input power source 165 that is charged with the input direct current voltage VDC by the switch unit 164 and drives the constant voltage unit 166; And

상기 입력 전원부(165)의 조정기 입력 전압(VIN)를 정전압으로 변환하여 제어 장치 전압(VCC)으로 출력하는 정전압부(166)를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a constant voltage unit 166 for converting the regulator input voltage VIN of the input power supply unit 165 to a constant voltage and outputting the constant voltage to the control device voltage VCC.

상기 전압 감지부(161)는 풀업 감지 저항(R3)과 풀다운 감지 저항(R4)을 포함하고, 상기 풀다운 감지 저항(R4)의 양단 전압으로 스위치 OFF부(163)의 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)를 제어한다. 상기 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)의 온 상태 또는 오프 상태를 결정하는 입력 직류 전압(VDC)의 경계 값을 온 전압(VON)이라 할 때, 상기 전압 감지부(161)는 상기 입력 직류 전압(VDC)이 온 전압(VON)보다 낮은 저전압 구간에 있는지 아니면 상기 입력 직류 전압(VDC)이 온 전압(VON)보다 높은 고전압 구간에 있는지를 결정한다.The voltage sensing unit 161 includes a pull-up sense resistor R3 and a pull-down sense resistor R4 and controls the pull-down NPN transistor Q1 of the switch-off unit 163 by the voltage across the pull- . The voltage sensing unit 161 senses the input DC voltage VDC when the boundary value of the input DC voltage VDC that determines the ON or OFF state of the pull-down NPN transistor Q1 is a ON voltage VON. Voltage range lower than the on-voltage VON or whether the input DC voltage VDC is in a high-voltage interval higher than the ON-voltage VON.

상기 스위치 OFF부(163)는 풀다운 다이오드(D1)와 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)를 포함하고, 상기 풀다운 감지 저항(R4)의 양단 전압에 의해 상기 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)가 제어되고, 상기 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)의 상태에 따라 상기 스위치 ON부(162)의 풀업 NPN 트랜지스터(Q2)와 상기 스위치부(164)의 NMOSFET 트랜지스터(T)를 제어한다. 상기 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)가 온 상태인 경우, 상기 풀업 NPN 트랜지스터(Q2)는 오프 상태가 되고, 상기 NMOSFET 트랜지스터(T)의 게이트 전압은 상기 풀다운 다이오드(D1)와 상기 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)를 통해 방전된다. 결국 NMOSFET 트랜지스터(T)는 오프 상태가 된다. 상기 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)가 오프 상태인 경우, 상기 풀업 NPN 트랜지스터(Q2)는 온 상태가 된다.The switch-off unit 163 includes a pull-down diode D1 and a pull-down NPN transistor Q1. The pull-down NPN transistor Q1 is controlled by the voltage across the pull-down sense resistor R4, Up NPN transistor Q2 of the switch ON part 162 and the NMOSFET transistor T of the switch part 164 according to the state of the transistor Q1. The pull-up NPN transistor Q1 is turned off when the pull-down NPN transistor Q1 is in the on state and the gate voltage of the pull-down NPN transistor Q1 is lower than the gate voltage of the pull- . As a result, the NMOSFET transistor T is turned off. When the pull-down NPN transistor Q1 is off, the pull-up NPN transistor Q2 is turned on.

상기 스위치 ON부(162)는 풀업 저항(R5)과 풀업 NPN 트랜지스터(Q2)를 포함하고, 상기 스위치 OFF부(163)의 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)의 상태에 의해 상기 풀업 NPN 트랜지스터(Q2)가 제어되고, 상기 풀업 NPN 트랜지스터(Q2)의 상태에 따라 상기 스위치부(164)의 NMOSFET 트랜지스터(T)를 제어한다. 상기 풀업 저항(R5)에 의해 상기 풀업 NPN 트랜지스터(Q2)가 온 상태가 된 경우, 상기 NMOSFET 트랜지스터(T)의 게이트 전압은 상기 입력 직류 전압(VDC)으로 충전되고, 이어서 상기 NMOSFET 트랜지스터(T)는 온 상태가 된다.Up NPN transistor Q2 is turned on by the state of the pull-down NPN transistor Q1 of the switch-off unit 163, and the pull- And controls the NMOSFET transistor T of the switch unit 164 in accordance with the state of the pull-up NPN transistor Q2. When the pull-up NPN transistor Q2 is turned on by the pull-up resistor R5, the gate voltage of the NMOSFET transistor T is charged to the input DC voltage VDC, Is turned on.

상기 스위치부(164)는 역류 방지 다이오드(D2)와 NMOSFET 트랜지스터(T)를 포함하고, 상기 NMOSFET 트랜지스터(T)는 상기 스위치 OFF부(163)의 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)와 상기 스위치 ON부(162)의 풀업 NPN 트랜지스터(Q2)의 상태에 의해 제어되고, 상기 입력 직류 전압(VDC) 단자와 상기 입력 전원부(165) 사이의 회로 연결 상태를 제어한다. 상기 NMOSFET 트랜지스터(T)가 온 상태인 경우, 상기 입력 직류 전압(VDC) 단자와 상기 입력 전원부(165) 사이의 회로는 단락 회로가 되어 상기 입력 전원부(165)는 상기 입력 직류 전압(VDC)으로 충전된다. 상기 NMOSFET 트랜지스터(T)가 오프 상태인 경우, 상기 입력 직류 전압(VDC) 단자와 상기 입력 전원부(165) 사이의 회로는 개방 회로가 되어 상기 입력 전원부(165)는 더 이상 상기 입력 직류 전압(VDC)으로 충전되지 못한다. 상기 역류 방지 다이오드(D2)는 상기 입력 전원부(165)에 충전된 조정기 입력 전압(VIN)이 상기 입력 직류 전압(VDC)보다 큰 경우, 상기 조정기 입력 전압(VIN)이 상기 NMOSFET 트랜지스터(T)의 내부 다이오드를 따라 상기 입력 직류 전압(VDC)과 연결되는 것을 방지한다. 이는 상기 전원 신호 감지부(120)로 하여금 상기 입력 교류 전압(VAC)을 정류한 상기 입력 직류 전압(VDC)만을 감지하도록 만든다.The switch unit 164 includes a reverse current prevention diode D2 and an NMOSFET transistor T. The NMOSFET transistor T is connected between the pull-down NPN transistor Q1 of the switch OFF unit 163 and the switch ON unit Up NPN transistor Q2 of the DC-DC converter 162 to control the circuit connection state between the input DC voltage terminal VDC and the input power supply 165. [ When the NMOSFET transistor T is on, the circuit between the input DC voltage terminal VDD and the input power supply 165 is short-circuited so that the input power supply 165 is turned to the input DC voltage VDC Is charged. When the NMOSFET transistor T is in the OFF state, the circuit between the input DC voltage terminal VDC and the input power source 165 becomes an open circuit so that the input power source 165 no longer receives the input DC voltage VDC ). When the regulator input voltage VIN charged in the input power source 165 is greater than the input DC voltage VDC, the regenerator input voltage VIN is lower than the input DC voltage VDC, To prevent it from being connected to the input DC voltage (VDC) along an internal diode. This allows the power supply signal sensing unit 120 to sense only the input direct current voltage (VDC) from which the input AC voltage VAC is rectified.

상기 입력 전원부(165)는 조정기 입력 커패시터(C)를 포함하고, 상기 조정기 입력 커패시터(C)는 상기 스위치부(164)의 NMOSFET 트랜지스터(T)의 상태에 따라 상기 입력 직류 전압(VDC)으로 충전되고, 상기 정전압부(166)를 구동한다. 상기 NMOSFET 트랜지스터(T)가 온 상태인 경우, 상기 입력 직류 전압(VDC)은 상기 조정기 입력 커패시터(C)를 충전하고 동시에 상기 정전압부(166)를 구동한다. 상기 NMOSFET 트랜지스터(T)가 오프 상태인 경우, 상기 조정기 입력 커패시터(C)는 더 이상 충전되지 못하고, 상기 NMOSFET 트랜지스터(T)가 온 상태에서 충전되었던 조정기 입력 전압(VIN)으로 상기 정전압부(166)를 계속 구동한다.The input power supply 165 includes a regulator input capacitor C and the regulator input capacitor C is charged to the input DC voltage VDC according to the state of the NMOSFET transistor T of the switch unit 164, And drives the constant voltage section 166. When the NMOSFET transistor T is on, the input DC voltage VDC charges the regulator input capacitor C and simultaneously drives the constant voltage unit 166. When the NMOSFET transistor T is in the OFF state, the regulator input capacitor C is no longer charged, and the regulator input voltage VIN, which was charged in the ON state of the NMOSFET transistor T, ).

상기 정전압부(166)는 집적회로로 만들어진 전압조정기(U)를 포함하고, 상기 전압조정기(U)는 상기 입력 전원부(160)의 조정기 입력 전압(VIN)를 정전압으로 변환하여 제어 장치 전압(VCC)으로 출력한다.The voltage regulator U converts the regulator input voltage VIN of the input power supply 160 to a constant voltage to generate a control voltage VCC .

지금까지 상기 제어 전원부(160)의 구조와 구성 요소들의 기능을 설명하였고, 이제 전체 작동을 상기 입력 직류 전압(VDC)의 전압 범위를 저전압 구간과 고전압 구간으로 나누어 설명한다. 구간을 결정하는 온 전압(VON)은 상기 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)의 온 상태 또는 오프 상태를 결정하는 입력 직류 전압(VDC)의 경계 값이다.The structure of the control power supply unit 160 and the functions of the constituent elements have been described. The overall operation will now be described by dividing the voltage range of the input direct current voltage VDC into a low voltage section and a high voltage section. The ON voltage VON for determining the interval is a boundary value of the input DC voltage VDC that determines the ON state or the OFF state of the pull-down NPN transistor Q1.

(1) 상기 입력 직류 전압(VDC)이 온 전압(VON)보다 낮은 저전압 구간에서, 상기 스위치 OFF부(163)의 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)는 오프 상태가 되고, 이는 상기 스위치 ON부(162)의 풀업 NPN 트랜지스터(Q2)를 온 상태로 만들고, 이어서 상기 스위치부(164)의 NMOSFET 트랜지스터(T)를 온 상태로 만든다. 이때 상기 입력 직류 전압(VDC)은 상기 입력 전원부(165)의 조정기 입력 커패시터(C)를 충전하고 동시에 상기 정전압부(166)를 구동한다.(1) When the input DC voltage VDC is lower than the ON voltage VON, the pull-down NPN transistor Q1 of the switch-off unit 163 is turned off, Up NPN transistor Q2 of the switch unit 164 is turned on and then the NMOSFET transistor T of the switch unit 164 is turned on. At this time, the input DC voltage (VDC) charges the regulator input capacitor (C) of the input power supply unit (165) and drives the constant voltage unit (166).

(2) 상기 입력 직류 전압(VDC)이 온 전압(VON)보다 높은 고전압 구간에서, 상기 스위치 OFF부(163)의 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)는 온 상태가 되고, 이는 상기 스위치 ON부(162)의 풀업 NPN 트랜지스터(Q2)를 오프 상태로 만들고, 이어서 상기 스위치부(164)의 NMOSFET 트랜지스터(T)를 오프 상태로 만든다. 이때 저전압 구간에서 충전된 상기 입력 전원부(165)의 조정기 입력 커패시터(C)의 조정기 입력 전압(VIN)으로 상기 정전압부(166)를 구동한다.(2) The pull-down NPN transistor Q1 of the switch-OFF unit 163 is turned on in a high-voltage section in which the input DC voltage VDC is higher than the ON voltage VON, Up NPN transistor Q2 of the switch unit 164 is turned off and then the NMOSFET transistor T of the switch unit 164 is turned off. At this time, the constant voltage unit 166 is driven to the regulator input voltage VIN of the regulator input capacitor C of the input power source 165 charged in the low voltage period.

상기 제어 전원부(130)의 두 번째 방식은 도4와 같이 실시할 수 있다.The second scheme of the control power source 130 can be implemented as shown in FIG.

상기 제어 전원부(170)는 입력 직류 전압(VDC)을 정전압으로 변환하여 제어 장치 전압(VCC)으로 출력하는 제너 다이오드 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.The control power supply 170 includes a zener diode circuit that converts an input DC voltage VDC to a constant voltage and outputs the voltage to a control device voltage VCC.

상기 제너 다이오드 회로는 제너 저항(RZ), 제너 다이오드(Z) 및 제너 전압 커패시터(CZ)를 포함하고, 상기 입력 직류 전압(VDC)이 상기 제너 다이오드(Z)의 제너 전압보다 큰 고전압 구간에서 상기 제너 다이오드(Z)의 전압은 상기 제너 전압으로 고정되고, 상기 제너 전압은 상기 제너 전압 커패시터(CZ)를 충전하고 동시에 상기 제어부(140)를 구동한다. 상기 입력 직류 전압(VDC)이 상기 제너 다이오드(Z)의 제너 전압보다 작은 저전압 구간에서는 고전압 구간에서 충전된 제너 전압 커패시터(CZ)의 전압으로 상기 제어부(140)를 구동한다.The Zener diode circuit includes a Zener resistor RZ, a Zener diode Z and a Zener voltage capacitor CZ. The Zener diode circuit includes a Zener diode Z, a Zener diode Z, The voltage of the Zener diode Z is fixed to the Zener voltage, and the Zener voltage charges the Zener voltage capacitor CZ and drives the controller 140 at the same time. The controller 140 is driven by the voltage of the Zener voltage capacitor CZ charged in the high voltage section in the low voltage interval in which the input DC voltage VDC is lower than the Zener voltage of the Zener diode Z.

상기 제어 전원부(130)의 세 번째 방식은 도5와 같이 실시할 수 있다.The third scheme of the control power source 130 can be implemented as shown in FIG.

상기 제어 전원부(180)는 입력 교류 전압(VAC)을 정전압으로 변환하여 제어 장치 전압(VCC)으로 출력하는 직류 전원 장치(DC)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The control power supply unit 180 includes a DC power supply DC that converts an input AC voltage VAC to a constant voltage and outputs the voltage to a control device voltage VCC.

상기 직류 전원 장치(DC)의 출력 전압의 기준 전압은 상기 전원 신호 감지부(120)와 상기 제어부(140)의 기준 전압과 함께 연결한다.The reference voltage of the output voltage of the DC power supply unit DC is connected to the reference voltage of the power supply signal sensing unit 120 and the control unit 140.

이제 전력 공급을 제어하는 정보를 포함하는 프로그램에 대해 설명한다. 전력 공급 프로그램은 마이크로컨트롤러에 내장된 메모리에 저장되고, 마이크로컨트롤러는 교류 전원 전자 스위치에 삽입되고, 교류 전원 전자 스위치는 케이스에 포장되고, 케이스는 외견상 교류 전원 입력 단자와 부하 출력 단자들이 나와 있는 제품 형태를 갖는다. 이후 마이크로컨트롤러의 전력 공급 프로그램 변경은 특별한 수단 없이는 불가능하게 된다. 이 특별한 수단은 교류 전원을 연결하는 단자에 외부 장치를 연결하고, 외부 장치는 도6과 같은 전력 공급 프로그램 정보를 나타내는 신호를 포함하는 파형을 발생시키고, 마이크로컨트롤러는 내장된 아날로그 비교기 또는 아날로그-디지털 변환기의 기능을 이용하여 파형에 포함된 전력 공급 프로그램 정보를 추출하여 전력 공급 프로그램을 변경한다.Now, a program including information for controlling power supply will be described. The power supply program is stored in a memory built into the microcontroller, the microcontroller is inserted into an AC power electronic switch, the AC power electronic switch is packaged in a case, and the case has an apparent AC power input terminal and a load output terminal Product form. Thereafter, the power supply program change of the microcontroller becomes impossible without special means. This special means connects an external device to a terminal that connects the AC power source and the external device generates a waveform including a signal indicative of the power supply program information as shown in Figure 6. The microcontroller includes an embedded analog comparator or an analog- The function of the converter is used to extract the power supply program information included in the waveform to change the power supply program.

외부 장치가 발생시키는 전력 공급 프로그램 정보를 나타내는 신호를 포함하는 파형에 대하여 도6을 참조하여 설명한다. 외부 장치는 전력 공급 프로그램 정보 신호와 교류 전원 전압을 단순히 중첩하거나 시분할 다중화 처리하여 도6과 같은 파형을 만들 수 있다. 이런 경우 외부 장치는 교류 전원 전자 스위치를 통해 전력 공급을 실시간으로 제어할 수 있다. 반면 외부 장치가 전력 공급 프로그램 정보 신호만으로 만들 경우, 외부 장치는 교류 전원 전자 스위치의 제어 전원부를 구동하면서 동시에 전력 공급 프로그램을 변경한다. 이후 외부 장치를 제거한 후 교류 전원 전자 스위치는 변경된 전력 공급 프로그램으로 부하의 전력 공급을 제어한다. 전력 공급 프로그램 정보 신호는 펄스폭 변조를 사용할 수 있으며, 제어 전원부의 구성 방식에 따라 적절한 파형을 취할 수 있다. 첫 번째 방식의 제어 전원부(160)의 경우, 입력 직류 전압(VDC)이 온 전압(VON)보다 낮은 저전압 구간에서 제어 전원부에 전력이 공급되어야 하므로 신호의 고전압(VH)는 온 전압(VON)보다 낮은 값을 갖도록 설정하는 것이 바람직한다. 두 번째 방식의 제어 전원부(170)의 경우, 입력 직류 전압(VDC)이 높은 전압 구간에서 제어 전원부에 전력이 공급되어야 하므로 신호의 고전압(VH)는 온 전압(VON)보다 충분히 큰 값을 갖도록 설정하는 것이 바람직한다. 세 번째 방식의 제어 전원부(180)의 경우, 직류 전원 장치가 구동될 수 있도록 신호의 고전압(VH)는 온 전압(VON)보다 큰 값을 갖도록 설정하는 것이 바람직한다.
A waveform including a signal indicating power supply program information generated by an external device will be described with reference to Fig. The external device can generate a waveform as shown in FIG. 6 by simply superposing or time-division multiplexing the power supply program information signal and the AC power supply voltage. In this case, the external device can control the power supply in real time through the AC power electronic switch. On the other hand, when the external device is made only of the power supply program information signal, the external device changes the power supply program while driving the control power supply of the AC power electronic switch. After the external device is removed, the AC power electronic switch controls the power supply of the load with the changed power supply program. The power supply program information signal can use pulse width modulation and can take an appropriate waveform according to the configuration of the control power supply. In the case of the control power supply unit 160 of the first type, the high voltage VH of the signal must be higher than the on voltage VON since power is to be supplied to the control power unit in a low voltage interval in which the input DC voltage VDC is lower than the ON voltage VON. It is desirable to set it to have a low value. In the case of the control power supply unit 170 of the second scheme, since the power is supplied to the control power supply unit in the high voltage section of the input DC voltage VDC, the high voltage VH of the signal is set to be sufficiently larger than the ON voltage VON . In the case of the control power supply unit 180 of the third scheme, it is preferable to set the high voltage VH of the signal to be larger than the on voltage VON so that the DC power supply can be driven.

100 : 교류 전원 전자 스위치
110 : 직류 전원부
120 : 전원 신호 감지부
130,160,170,180 : 제어 전원부
140 : 제어부
150,151,152 : 교류 전원 스위치부
161 : 전압 감지부
162 : 스위치 ON부
163 : 스위치 OFF부
164 : 스위치부
165 : 입력 전원부
166 : 정전압부
200 : 교류 전원
300 : 부하
VAC : 입력 교류 전압
VDC : 입력 직류 전압
VCC : 제어 장치 전압
AIN : 아날로그 입력 신호
A1,A2 : 제어 출력 신호
VIN : 조정기 입력 전압
GND : 기준점100: AC power electronic switch
110: DC power source
120: Power supply signal detection unit
130, 160, 170, 180:
140:
150, 151, 152: AC power switch section
161:
162: Switch ON section
163: Switch OFF part
164:
165:
166:
200: AC power source
300: load
VAC: Input AC voltage
VDC: input DC voltage
VCC: Control device voltage
AIN: analog input signal
A1, A2: Control output signal
VIN: Regulator input voltage
GND: Reference point

Claims (4)

교류 전원(200)의 입력 교류 전압(VAC)을 입력 직류 전압(VDC)으로 변환하는 정류 회로로 구성되는 직류 전원부(110);
상기 입력 직류 전압(VDC)의 값을 감지하여 제어부(140)의 아날로그 입력 신호(AIN)로 변환하는 전압 분배 회로로 구성되는 전원 신호 감지부(120);
상기 입력 직류 전압(VDC)을 제어 장치 전압(VCC)으로 변환하는 정전압 회로로 구성되는 제어 전원부(130);
상기 제어 장치 전압(VCC)에 의해 구동되고, 상기 아날로그 입력 신호(AIN)를 입력받아 상기 입력 교류 전압(VAC)의 주기 신호를 검출하여 시간 계산에 사용하고, 상기 교류 전원(200)에 외부 장치가 연결되어 상기 입력 교류 전압(VAC)에 이 장치의 프로그램 신호가 포함된 경우 이 프로그램 신호를 검출하여 상기 아날로그 입력 신호(AIN)에 포함된 프로그램 정보를 추출하여 저장하고, 저장된 프로그램 정보에 의해 다수의 제어 출력 신호(A1,A2)를 다수의 교류 전원 스위치부(151,152)로 출력하는 제어부(140); 및
교류 전원(200)과 부하(300) 사이에 연결되고, 상기 제어 출력 신호(A1,A2)에 의해 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 제어되는 스위치 회로로 구성되는 다수의 교류 전원 스위치부(151,152)를 포함하고,
상기 직류 전원부(110)는 브리지 다이오드(B)를 포함하고, 상기 브리지 다이오드(B)의 입력은 입력 교류 전압(VAC)에 의해 구동되고, 상기 브리지 다이오드(B)의 출력인 입력 직류 전압(VDC)은 상기 전원 신호 감지부(120)와 상기 제어 전원부(130)를 구동하고;
상기 전원 신호 감지부(120)는 전원 신호 감지 제1저항(R1)과 전원 신호 감지 제2저항(R2)을 포함하고, 상기 전원 신호 감지 제2저항(R2)의 양단 전압을 상기 아날로그 입력 신호(AIN)로 하여 상기 제어부(140)에 입력하고;
상기 제어부(140)는 아날로그 비교기 또는 아날로그-디지털 변환기를 내장하고, 전원(VCC, GND) 단자, 아날로그 입력 신호(AIN) 단자, 다수의 제어 출력 신호(A1,A2) 단자를 포함하는 마이크로컨트롤러(X)를 포함하고, 상기 마이크로컨트롤러(X)는 다수의 교류 전원 스위치부(151,152)를 제어하고;
상기 교류 전원 스위치부(151,152)는 트라이액 드라이버(TD1,TD2), 드라이버 저항(RD1,RD2), 트라이액 저항(RS1,RS2)과 트라이액(S1,S2)을 포함하고, 상기 제어 출력 신호(A1,A2)에 의해 상기 트라이액(S1,S2)이 온 상태 또는 오프 상태로 제어되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 교류 전원 전자 스위치(100).A DC power supply unit 110 comprising a rectifying circuit for converting an input AC voltage VAC of the AC power supply 200 into an input DC voltage VDC;
A power supply signal sensing unit 120 configured to sense a value of the input direct current voltage VDC and convert the sensed value to an analog input signal AIN of the control unit 140;
A control power supply 130 configured by a constant voltage circuit for converting the input direct current voltage VDC into a control device voltage VCC;
The AC power supply 200 is driven by the control device voltage VCC and receives the analog input signal AIN and detects the periodic signal of the input AC voltage VAC for use in time calculation. When the program signal of the apparatus is included in the input AC voltage VAC, the program signal is detected to extract and store the program information included in the analog input signal AIN, and a plurality of A control unit 140 for outputting the control output signals A1 and A2 of the AC power source to the plurality of AC power switch units 151 and 152; And
A plurality of AC power supply switches, which are connected between the AC power source 200 and the load 300 and constituted by switch circuits controlled by the control output signals A1 and A2 in an on state or an off state, (151, 152)
The DC power supply unit 110 includes a bridge diode B and the input of the bridge diode B is driven by an input AC voltage VAC and the input DC voltage VDC ) Drives the power supply signal sensing unit 120 and the control power supply unit 130;
The power supply signal sensing unit 120 includes a first power supply signal sensing resistor R1 and a second power supply signal sensing resistor R2 and outputs a voltage between both ends of the second power supply signal sensing resistor R2, (AIN) to the control unit 140;
The controller 140 includes an analog comparator or an analog-to-digital converter and includes a microcontroller including a power supply (VCC, GND) terminal, an analog input signal (AIN) terminal, and a plurality of control output signals X), wherein the microcontroller (X) controls a plurality of ac power switch parts (151, 152);
The AC power switch sections 151 and 152 include triacs drivers TD1 and TD2, driver resistors RD1 and RD2, triac resistors RS1 and RS2 and triacs S1 and S2, Is configured such that the triacs (S1, S2) are controlled to be in the on state or in the off state by the switches (A1, A2). 청구항 1에 있어서,
제어 전원부(160)는
입력 직류 전압(VDC)의 값을 감지하여 스위치 OFF부(163)를 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 만드는 전압 감지부(161);
상기 전압 감지부(161)의 출력 값에 의해 온 상태 또는 오프 상태로 전환되어 스위치 ON부(162)를 온 상태 또는 오프 상태로 만들고 스위치부(164)를 오프 상태로 만드는 스위치 OFF부(163);
상기 스위치 OFF부(163)의 출력 값에 의해 온 상태 또는 오프 상태로 전환되어 상기 스위치부(164)를 온 상태로 만드는 스위치 ON부(162);
상기 스위치 OFF부(163)에 의해 오프 상태 또는 상기 스위치 ON부(162)에 의해 온 상태로 전환되어 입력 전원부(165)를 상기 입력 직류 전압(VDC)으로 충전되도록 하는 스위치부(164);
상기 스위치부(164)에 의해 상기 입력 직류 전압(VDC)으로 충전되어 정전압부(166)를 구동하는 입력 전원부(165); 및
상기 입력 전원부(165)의 조정기 입력 전압(VIN)를 정전압으로 변환하여 제어 장치 전압(VCC)으로 출력하는 정전압부(166)를 포함하고,
상기 전압 감지부(161)는 풀업 감지 저항(R3)과 풀다운 감지 저항(R4)을 포함하고, 상기 풀다운 감지 저항(R4)의 양단 전압으로 스위치 OFF부(163)의 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)를 제어하고;
상기 스위치 OFF부(163)는 풀다운 다이오드(D1)와 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)를 포함하고, 상기 풀다운 NPN 트랜지스터(Q1)의 상태에 따라 스위치 ON부(162)의 풀업 NPN 트랜지스터(Q2)와 스위치부(164)의 NMOSFET 트랜지스터(T)를 제어하고;
상기 스위치 ON부(162)는 풀업 저항(R5)과 풀업 NPN 트랜지스터(Q2)를 포함하고, 상기 풀업 NPN 트랜지스터(Q2)의 상태에 의해 상기 스위치부(164)의 NMOSFET 트랜지스터(T)를 제어하고;
상기 스위치부(164)는 역류 방지 다이오드(D2)와 NMOSFET 트랜지스터(T)를 포함하고, 입력 직류 전압(VDC) 단자와 입력 전원부(165) 사이의 회로 연결 상태를 제어하고;
상기 입력 전원부(165)는 조정기 입력 커패시터(C)를 포함하고, 상기 조정기 입력 커패시터(C)에 충전되는 조정기 입력 전압(VIN)으로 정전압부(166)를 구동하고;
상기 정전압부(166)는 집적회로로 만들어진 전압조정기(U)를 포함하고, 상기 전압조정기(U)는 상기 입력 전원부(160)의 조정기 입력 전압(VIN)를 정전압으로 변환하여 제어 장치 전압(VCC)으로 출력되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 교류 전원 전자 스위치(100).The method according to claim 1,
The control power supply unit 160
A voltage sensing unit 161 sensing the value of the input DC voltage VDC and turning the switch OFF unit 163 on or off;
A switch-off unit 163 which is turned on or off according to an output value of the voltage sensing unit 161 to turn the switch-on unit 162 on or off and to turn off the switch unit 164, ;
A switch-on unit 162 which is turned on or off according to an output value of the switch-off unit 163 and turns the switch unit 164 on;
A switch unit 164 which is turned off by the switch-off unit 163 or turned on by the switch-on unit 162 to charge the input power supply unit 165 to the input DC voltage VDC;
An input power source 165 that is charged with the input direct current voltage VDC by the switch unit 164 and drives the constant voltage unit 166; And
And a constant voltage unit (166) for converting the regulator input voltage (VIN) of the input power supply unit (165) into a constant voltage and outputting it as a control device voltage (VCC)
The voltage sensing unit 161 includes a pull-up sense resistor R3 and a pull-down sense resistor R4 and controls the pull-down NPN transistor Q1 of the switch-off unit 163 by the voltage across the pull- Control;
The switch-off unit 163 includes a pull-down diode D1 and a pull-down NPN transistor Q1. The pull-down NPN transistor Q1 is connected to the pull-up NPN transistor Q2 of the switch- Controls the NMOSFET transistor (T) of the part (164);
The switch ON section 162 includes a pull-up resistor R5 and a pull-up NPN transistor Q2 and controls the NMOSFET transistor T of the switch section 164 by the state of the pull-up NPN transistor Q2 ;
The switch unit 164 includes a reverse current prevention diode D2 and an NMOSFET transistor T and controls a circuit connection state between the input DC voltage terminal VDD and the input power supply unit 165;
The input power supply 165 includes a regulator input capacitor C and drives the constant voltage unit 166 to a regulator input voltage VIN that charges the regulator input capacitor C;
The voltage regulator U converts the regulator input voltage VIN of the input power supply 160 to a constant voltage to generate a control voltage VCC ) Of the AC power supply (100). 청구항 1에 있어서,
제어 전원부(170)는 제너 저항(RZ), 제너 다이오드(Z)와 제너 전압 커패시터(CZ)를 포함하고, 상기 제너 다이오드(Z)의 제너 전압이 제어 장치 전압(VCC)으로 출력되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 교류 전원 전자 스위치(100).The method according to claim 1,
The control power supply 170 includes a Zener resistor RZ, a Zener diode Z and a Zener voltage capacitor CZ and is configured such that the Zener voltage of the Zener diode Z is output to the control device voltage VCC (100). ≪ / RTI > 교류 전원(200)의 입력 교류 전압(VAC)을 입력 직류 전압(VDC)으로 변환하는 정류 회로로 구성되는 직류 전원부(110);
상기 입력 직류 전압(VDC)의 값을 감지하여 제어부(140)의 아날로그 입력 신호(AIN)로 변환하는 전압 분배 회로로 구성되는 전원 신호 감지부(120);
교류 전원(200)의 입력 교류 전압(VAC)을 제어 장치 전압(VCC)으로 변환하는 직류 전원 장치로 구성되는 제어 전원부(180);
상기 제어 장치 전압(VCC)에 의해 구동되고, 상기 아날로그 입력 신호(AIN)를 입력받아 상기 입력 교류 전압(VAC)의 주기 신호를 검출하여 시간 계산에 사용하고, 상기 교류 전원(200)에 외부 장치가 연결되어 상기 입력 교류 전압(VAC)에 이 장치의 프로그램 신호가 포함된 경우 이 프로그램 신호를 검출하여 상기 아날로그 입력 신호(AIN)에 포함된 프로그램 정보를 추출하여 저장하고, 저장된 프로그램 정보에 의해 다수의 제어 출력 신호(A1,A2)를 다수의 교류 전원 스위치부(151,152)로 출력하는 제어부(140); 및
교류 전원(200)과 부하(300) 사이에 연결되고, 상기 제어 출력 신호(A1,A2)에 의해 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 제어되는 스위치 회로로 구성되는 다수의 교류 전원 스위치부(151,152)를 포함하고,
상기 직류 전원부(110)는 브리지 다이오드(B)를 포함하고, 상기 브리지 다이오드(B)의 입력은 입력 교류 전압(VAC)에 의해 구동되고, 상기 브리지 다이오드(B)의 출력인 입력 직류 전압(VDC)은 상기 전원 신호 감지부(120)를 구동하고;
상기 전원 신호 감지부(120)는 전원 신호 감지 제1저항(R1)과 전원 신호 감지 제2저항(R2)을 포함하고, 상기 전원 신호 감지 제2저항(R2)의 양단 전압을 상기 아날로그 입력 신호(AIN)로 하여 상기 제어부(140)에 입력하고;
상기 제어 전원부(180)는 직류 전원 장치(DC)을 포함하고, 상기 직류 전원 장치(DC)의 출력인 제어 장치 전압(VCC)은 상기 제어부(140)를 구동하고;
상기 제어부(140)는 아날로그 비교기 또는 아날로그-디지털 변환기를 내장하고, 전원(VCC, GND) 단자, 아날로그 입력 신호(AIN) 단자, 다수의 제어 출력 신호(A1,A2) 단자를 포함하는 마이크로컨트롤러(X)를 포함하고, 상기 마이크로컨트롤러(X)는 다수의 교류 전원 스위치부(151,152)를 제어하고;
상기 교류 전원 스위치부(151,152)는 트라이액 드라이버(TD1,TD2), 드라이버 저항(RD1,RD2), 트라이액 저항(RS1,RS2)과 트라이액(S1,S2)을 포함하고, 상기 제어 출력 신호(A1,A2)에 의해 상기 트라이액(S1,S2)이 온 상태 또는 오프 상태로 제어되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 교류 전원 전자 스위치(100).A DC power supply unit 110 comprising a rectifying circuit for converting an input AC voltage VAC of the AC power supply 200 into an input DC voltage VDC;
A power supply signal sensing unit 120 configured to sense a value of the input direct current voltage VDC and convert the sensed value to an analog input signal AIN of the control unit 140;
A control power supply unit 180 comprising a DC power supply unit for converting an input AC voltage VAC of the AC power supply 200 to a control device voltage VCC;
The AC power supply 200 is driven by the control device voltage VCC and receives the analog input signal AIN and detects the periodic signal of the input AC voltage VAC for use in time calculation. When the program signal of the apparatus is included in the input AC voltage VAC, the program signal is detected to extract and store the program information included in the analog input signal AIN, and a plurality of A control unit 140 for outputting the control output signals A1 and A2 of the AC power source to the plurality of AC power switch units 151 and 152; And
A plurality of AC power supply switches, which are connected between the AC power source 200 and the load 300 and constituted by switch circuits controlled by the control output signals A1 and A2 in an on state or an off state, (151, 152)
The DC power supply unit 110 includes a bridge diode B and the input of the bridge diode B is driven by an input AC voltage VAC and the input DC voltage VDC ) Drives the power supply signal sensing unit 120;
The power supply signal sensing unit 120 includes a first power supply signal sensing resistor R1 and a second power supply signal sensing resistor R2 and outputs a voltage between both ends of the second power supply signal sensing resistor R2, (AIN) to the control unit 140;
The control power supply unit 180 includes a DC power supply unit DC. The control unit voltage VCC, which is an output of the DC power supply unit DC, drives the control unit 140.
The controller 140 includes an analog comparator or an analog-to-digital converter and includes a microcontroller including a power supply (VCC, GND) terminal, an analog input signal (AIN) terminal, and a plurality of control output signals X), wherein the microcontroller (X) controls a plurality of ac power switch parts (151, 152);
The AC power switch sections 151 and 152 include triacs drivers TD1 and TD2, driver resistors RD1 and RD2, triac resistors RS1 and RS2 and triacs S1 and S2, Is configured such that the triacs (S1, S2) are controlled to be in the on state or in the off state by the switches (A1, A2).
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CN114123104A (en) * 2020-08-28 2022-03-01 宸展光电(厦门)股份有限公司 Voltage input device and power supply method

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JP2003044149A (en) 2001-07-27 2003-02-14 Sadao Nakano Parallel use type electronic timer switch

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