KR101572210B1 - 제품의 전원 절전 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제품의 전원 절전장치를 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 제품의 전원공급단은 제 1 전원부와 제 2 전원부로 이원화시키고, 제어단을 메인제어부와 저전력 사용의 절전제어부으로 이원화시켜 구성한 것이며, 이에따라 제품의 사용전 또는 사용후를 포함하여 사용자가 제품을 사용하지 않거나, 전원콘센트에서 전원코드를 임의로 분리 또는 차단하거나, 제품에서 별도의 조작이 없더라도 대기모드로 동작중인 상태에서 제품 자체적으로 사용 유무를 상시 모니터링하고 판단하여 스스로 절전기능을 수행하여 제품의 대기전력 사용량을 국가규격보다 현저하게 절감하면서 제품의 대기모드 동작시 불필요하게 낭비되는 전력소모를 최소화시키는 등 편리하고 친환경적으로 에너지절약 및 효율을 향상시킨 것이다.

Description

제품의 전원 절전 제어장치{Power saving control device of product}

본 발명은 제품(예; 온수세정기, 난방 변좌 등)의 전원 절전 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제품의 사용전 또는 사용후를 포함하여 사용자가 제품을 사용하지 않거나, 전원콘센트에서 전원코드를 임의로 분리 또는 차단하거나, 제품에서 별도의 조작이 없더라도 대기모드로 동작중인 상태에서 낭비되는 제품의 대기전력 사용량을 최소화시킬 수 있도록 하는 제품의 전원 절전 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 난방 변좌 또는 온수세정기와 같은 제품들은 지속적인 동작이 이루어지는 것이 아니라 사용자에 의해 그 사용이 결정되는 것으로, 전원콘센트에서 전원코드를 분리 또는 차단하거나, 제품의 조작부에서 전원버튼 또는 기타 조작수단(예; 리모콘)의 조작을 통해 제품에 대한 사용 유무를 결정함으로써 대기전력량을 줄이도록 하였다.

그러나, 상기와 같은 방식은 대기전력량을 절감하기 위해 사용전 또는 사용후에 반드시 사용자의 임의 조작이 시행되어야 하는 사용상의 불편함이 있다.

이에, 종래에는 인체감지가 없을 경우에는 대기모드로 동작하고, 인체감지가 이루어지는 경우에 한하여 동작전원을 공급함으로써 전력 사용량을 최소화하는 공개특허공보 제 2003-0041895 호(공개일 2003.05.27), 제품의 사용패턴에 따라 공급하는 전력량을 조절하여 소모되는 에너지를 최소화하는 공개특허공보 제 2013-0079098 호(공개일 2013.07.10), 마지막 사용으로부터 소정 시간이 경과한 후에만 절전 모드로 동작하도록 하고, 절전 모드에서는 특정 온도를 유지한 채 절전이 이루어지도록 하는 등록특허공보 제 10-0484521 호(등록일 2005.04.12) 등이 개시되었다.

그러나, 상기와 같은 절전 기술은 전원을 차단하는 것이 아니므로, 국가규격에 따른 최소 대기전력량인 1W 를 초과하지 않도록 한 것으로, 전원콘센트로부터 전원코드를 분리하였을때와 비교하였을 때 다소 많은 대기전력이 소모될 수 밖에 없는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 제품의 전원공급단을 제 1 전원부와 제 2 전원부로 이원화시키고, 제어단을 메인제어부와 저전력 사용의 절전제어부로 이원화시켜 구성함으로써, 제품의 사용전 또는 사용후를 포함하여 사용자가 제품을 사용하지 않거나, 전원콘센트에서 전원코드를 임의로 분리 또는 차단하거나, 제품에서 별도의 조작이 없더라도 대기모드로 동작중인 상태에서 제품 자체적으로 사용 유무를 상시 모니터링하고 판단하여 스스로 절전기능을 수행하여 제품의 대기전력 사용량(예; 0.005W 미만)을 국가규격(예; 1W 미만)보다 현저하게 절감하면서 제품의 대기모드 동작시 불필요하게 낭비되는 전력소모를 최소화시키는 등 편리하고 친환경적으로 에너지절약 및 효율을 향상시키는 제품의 전원 절전 제어장치를 제공함에 목적이 있는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 제품의 전원 절전 제어장치는, 일반전력모드에서 메인급전로의 릴레이가 온 구동시 제 1 전원부를 통해 공급되는 전원에 따라 온수히터 및/또는 변좌히터의 가열을 제어하는 메인제어부; 상기 메인급전로에서 분기되고, 일반전력모드에서 상기 메인급전로를 통해 공급되는 전원에 의해 충전되면서 상기 릴레이에 구동전원을 공급하고, 절전을 위한 제로전력모드시에는 충전된 전원을 방전시키는 제 2 전원부; 및, 상기 제 2 전원부로부터 방전되는 전원을 공급받아 제로전력모드에서 파워다운모드를 유지하도록 구동하고, 외부버튼의 입력신호 또는 인체감지센서의 감지신호가 일정시간 검출되지 않을 때 상기 릴레이의 구동을 오프시켜 제 1 전원부로의 전원공급을 차단시키는 저전력의 절전제어부; 를 포함하여 구성한 것이다.

또한, 상기 제 2 전원부는 SMPS(스위칭모드 파워 공급모듈)로 구성되는 것이다.

또한, 상기 제 2 전원부는, 대기상태에서 일정한 주기(또는 시간)동안 파워다운모드로 동작하고, 상기 파워다운모드로 동작시 교류전원을 공급받는 보조컨트롤러; 상기 보조컨트롤러가 파워다운모드로 동작시, 1차측에서 2차측으로 전원을 유기시켜 상기 릴레이에 구동전원을 공급하는 트랜스; 상기 트랜스의 2차측에 유기되는 전원에 의해 충전이 이루어지는 에너지 충전부; 를 포함하여 구성하고, 상기 보조컨트롤러가 파워다운모드로 동작시 상기 에너지 충전부를 통해 충전된 전원을 다운시킨 구동전원에 의해 절전을 위한 저전력의 제로전력모드에서 동작하는 절전제어부와 외부버튼 및 인체감지센서가 파워다운모드를 유지하도록 구성한 것이다.

또한, 상기 보조컨트롤러는 상기 트랜스로 인가되는 전원의 통전상태를 실시간 모니터링한 후 그 모니터링 정보를 상기 절전제어부에 전달하도록 구성하여둔 것이다.

또한, 상기 절전제어부에는, 입력포트를 가지며, 상기 입력포트를 통해 입력되는 인체감지신호를 기준신호와 비교하는 차등비교기와, 상기 차등비교기에 의해 비교되는 신호 차를 필터링하여 노이즈를 제거하는 필터부와, 상기 필터부에 의해 노이즈가 제거된 신호를 분석 가능한 일정레벨 이상의 신호로 증폭하는 증폭부를 집적 구성한 것이다.

또한, 상기 절전제어부는 일반전력모드시 상기 제 1 전원부로 정상적인 전원을 공급하면서 상기 에너지 충전부의 전원충전이 이루어지도록 상기 제 2 전원부에 포함되는 보조컨트롤러의 웨이크업 포트에 트리거신호를 출력 제어하고, 상기 에너지 충전부의 충전 완료시 상기 에너지 충전부의 충전을 제한하도록 상기 보조컨트롤러의 파워다운단자에 트리거신호를 출력 제어하도록 구성한 것이다.

또한, 상기 트리거 신호는 상기 보조컨트롤러의 구동 가능한 일정시간동안 상기 보조컨트롤러에 하이레벨로 출력되도록 구성한 것이다.

또한, 상기 외부버튼은 일반전력모드와 제로전력모드의 기능설정과, 인체감지센서의 고장시 응급복구를 위해 사용자의 조작이 가능하도록 제품 본체에 구성하여둔 것이다.

또한, 상기 인체감지센서는 절전모드에서 절전제어부에 인체감지신호를 직접 전달하여, 상기 절전제어부가 최소의 구동전원으로 인체감지신호를 분석하도록 제품 본체에 내장 구성하는 것이다.

또한, 상기 인체감지센서는 초기 전원공급시 센서안정화를 위해 안정화시간이 설정되며, 설정된 상기 안정화 시간동안 인체감지신호에 대한 샘플링 취득의 기능이 차단되고, 안정화 시간이 경과된 이후부터 인체감지신호에 대한 샘플링 취득 기능을 개시하도록 구성하여둔 것이다.

또한, 상기 절전제어부는 전력소모를 최소화하도록 인체감지센서가 인체감지신호에 대한 샘플링 취득의 기능을 수행하는 시간동안 저전력모드를 유지하고, 인체감지신호에 대한 샘플링 취득의 기능을 종료한 이후에는 다음 샘플링 취득의 기능을 수행하기 전까지의 시간동안 초저전력모드로 전환 동작하도록 구성한 것이다.

또한, 상기 인체감지센서의 인체감지는 주기적으로 이루어지고, 상기 절전제어부는 인체감지가 입력시 릴레이를 온 구동시켜 제로전력모드를 제품에 대한 사용준비의 일반전력모드로 전환되도록 구성하여둔 것이다.

또한, 상기 메인제어부와 절전제어부는 일반동작모드에서 직렬통신하여 명령신호를 송수신하되, 상기 명령신호의 전달은 상기 절전제어부에 의해 제어되도록 구성한 것이다.

또한, 상기 절전제어부와 외부버튼 및 인체감지센서는 에너지 충전부에 충전된 전원을 공급받아 대기상태에서 파워다운모드를 유지하기 위한 구동전원을 공급받도록 구성한 것이다.

또한, 상기 절전제어부의 파워다운모드 유지는, 외부버튼의 입력신호 또는 일정시간동안 인체감지센서로부터 인체감지가 이루어지지 않을 때 유지되거나 또는 사용자의 조작에 의해 설정된 시간동안 유지되도록 구성한 것이다.

또한, 상기 릴레이와 제 1 전원부의 사이에는 누전 발생시 상기 메인급전로를 차단하는 누전 차단부를 구성한 것이다.

다른 일면에 따라, 본 발명 제품의 전원 절전 제어장치에 의해 구현되는 전원 절전 제어방법은, 메인급전로를 통해 초기 교류전원 공급시 인체감지신호 취득의 샘플링 기능을 설정된 안정화시간동안 차단하고, 안정화시간이 경과되면 인체감지신호 취득의 샘플링 기능을 수행하여 인체감지센서를 안정화시키는 제 1 단계; 상기 제 1 단계로부터 인체감지신호 취득의 샘플링 기능을 수행시, 메인급전로을 통해 제 2 전원부를 충전하면서, 릴레이를 온 구동시켜 제품 사용이 가능하도록 제 1 전원부를 통해 메인제어부로 구동전원을 공급하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계로부터 메인제어부로 구동전원 공급시, 외부버튼의 입력신호 또는 인체감지센서의 감지신호가 절전제어부로 일정시간동안 입력되었는가를 판단하고, 그 판단결과 절전제어부로 인체감지신호 또는 외부버튼의 입력신호가 일정시간동안 입력되지 않으면, 대기상태에서 일반전력모드를 절전을 위한 제로전력모드로 전환시키는 제 3 단계; 상기 제 3 단계로부터 제로전력모드로 전환시, 제 2 전원부와 절전제어부가 파워다운모드를 유지하여 전원충전을 제한하고, 상기 절전제어부가 상기 제 2 전원부에 충전된 전원을 통해 구동하여 릴레이를 오프 구동시켜 메인급전로를 통한 제 1 전원부로의 전원공급을 차단하는 제 4 단계; 및, 상기 제 4 단계로부터 제 1 전원부로의 전원공급이 차단된 상태에서, 인체감지신호 또는 외부버튼의 입력신호가 입력시, 상기 절전제어부는 제로전력모드를 제품 사용이 가능한 일반전력모드로 전환하고, 상기 제 2 전원부에는 전원의 재충전이 이루어지도록 하는 제 5 단계; 를 포함하여 진행하는 것이다.

또한, 상기 제 4 단계에는, 상기 절전제어부는 대기상태에서 외부버튼의 입력신호 또는 일정시간동안 인체감지센서로부터 인체감지가 이루어지지 않을 때 파워다운모드를 유지하거나 또는 사용자의 조작에 의해 설정된 시간동안 파워다운모드를 유지하는 단계를 더 포함하는 것이다.

또한, 상기 제 2 단계에서, 상기 제 2 전원부의 전원충전은 절전제어부에서 출력되는 웨이크업의 트리거신호를 통해 제어되는 것이다.

또한, 상기 제 4 단계에서, 상기 제 2 전원부의 충전 완료시 그 충전 제한은 절전제어부에서 출력되는 파워다운의 트리거신호를 통해 제어되는 것이다.

또한, 상기 제 2 전원부의 충전량과 방전량은 일정시간동안 입력되는 교류전원을 제어하여 일정하게 유지시키면서 그 충전 및 방전을 반복적으로 연속하여 제어하는 것이다.

또한, 상기 제 2 전원부의 충전시간과 방전시간은 릴레이의 온 구동을 안정적으로 동작시키기 위한 범위내에서 결정하는 것이다.

또 다른 일면에 따라, 본 발명 제품의 전원 절전 제어방법에 있어서, 절전제어부의 절전 제어는, 제품을 초기화시킨 상태에서 메인급전로를 통해 초기 교류전원 공급으로 제 2 전원부의 전원 충전시 그 충전된 전원을 통해 구동하여 메인급전로의 릴레이를 온 구동시키는 제 11 단계; 상기 릴레이의 온 구동시 인체감지센서의 안정화를 위한 시간이 경과되었는가를 판단하고, 안정화시간 경과시 외부버튼의 입력신호에 따라 제로전력모드의 설정 또는 해제를 결정하는 제 12 단계; 상기 제 12 단계에서 외부버튼의 입력신호가 없으면, 메인제어부와 통신데이터를 송수신하는 제 13 단계; 상기 제 13 단계로부터 메인제어부와의 데이터 송수신이 정상적으로 종료시, 제 2 전원부로의 전원입력 여부를 실시간 모니터링하고, 상기 메인제어부와의 통신에러가 발생하였는지를 판단한 후, 제로전력모드의 기능 설정이 되어 있는지를 판단하는 제 14 단계; 상기 제 14 단계로부터 제로전력모드의 기능 설정시, 제로전력모드로의 전환요청이 있는가를 판단하고, 전환 요청시 제로전력모드를 설정하면서 절전을 위한 변수를 재설정한 후 메인급전로의 릴레이를 오프 구동시켜 제 1 전원부로의 전원공급을 차단하는 제 15 단계; 상기 제 15 단계로부터 제 1 전원부로의 전원공급 차단과 동시에 제 2 전원부에 충전된 전원을 통해 절전을 위한 저전력의 제로전력모드로 동작 제어하는 제 16 단계; 및, 상기 제 16 단계로부터 저전력의 제로전력모드로 동작중 외부버튼 입력 또는 인체감지센서의 감지신호가 입력시, 일반전력모드로 전환하면서 제 2 전원부를 충전모드로 전환시키는 제 17 단계; 를 포함하여 진행하는 것이다.

또한, 상기 메인급전로에 의한 전원공급이 일정시간동안 중단시, 일반전력모드를 제로전력모드로 전환하고, 절전제어부를 저전력모드 또는 초저전력모드로 전환함으로써 제 2 전원부의 방전시간을 지연시켜, 메인급전로를 통한 전원공급이 재개될까지 절전제어부의 리셋없이 릴레이의 온 구동을 가능하게 하는 단계; 를 더 포함하여 진행하는 것이다.

또한, 제로전력모드로 전환된 이후 제 2 전원부의 충전전원이 절전제어부의 리셋전원 이하가 되기전에 메인급전로의 전원공급이 재개되는 경우, 전원공급상태를 수신하여 제로전력모드를 일반전력모드로 전환하는 단계; 를 더 포함하여 진행하는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 제품의 전원공급단은 제 1 전원부와 제 2 전원부로 이원화시키고, 제어단을 메인제어부와 저전력 사용의 절전제어부로 이원화시켜 구성한 것으로, 이를 통해 제품의 사용전 또는 사용후를 포함하여 사용자가 제품을 사용하지 않거나, 전원콘센트에서 전원코드를 임의로 분리 또는 차단하거나, 제품에서 별도의 조작이 없더라도 대기모드로 동작중인 상태에서 제품 자체적으로 사용 유무를 상시 모니터링하고 판단하여 스스로 절전기능을 수행하여 제품의 대기전력 사용량(예; 0.005W 미만)을 국가규격(예; 1W 미만)보다 현저하게 절감하면서 제품의 대기모드 동작시 불필요하게 낭비되는 전력소모를 최소화시키는 등 편리하고 친환경적으로 에너지절약 및 효율을 향상시키는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예로 제품 전원 절전 제어장치에 대한 개략적인 블럭 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예로 제 2 전원부의 상세 블럭도.
도 3은 본 발명의 실시예로 메인제어부와 절전제어부의 통신상태를 보인 블럭 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예로 절전제어부의 절전 제어흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예로 제품이 일반전력모드로 동작시 절전 제어 흐름을 보인 파형도.
도 6은 본 발명의 실시예로 제품이 제로전력모드로 동작시 절전 제어 흐름을 보인 파형도.
도 7은 본 발명의 실시예로 인체감지에 따른 절전 제어 흐름을 보인 파형도.
도 8은 본 발명의 실시예로 제품에 초기 전원공급시의 제어 흐름을 보인 파형도.
도 9는 본 발명의 실시예로 제품의 일반전력모드에서 메인제어부와 절전제어부의 직렬통신 상태를 보인 파형도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예로 제품 전원 절전 제어장치에 대한 개략적인 블럭 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 제 2 전원부의 상세 블럭도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 메인제어부와 절전제어부의 통신상태를 보인 블럭 구성도를 도시한 것이다.

첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제품의 전원 절전 제어장치는 메인급전로에 연결되는 제 1 전원부(200)와 제 2 전원부(20)로 분할 구성하는 한편, 메인제어부(10)와 절전제어부(30)를 포함하여 구성한 것이며, 본 발명의 실시예에 따른 제품은 온수세정기이지만 및/또는 변좌히터일 수도 있는 것이다.

상기 메인제어부(10)는 일반전력모드에서 메인급전로의 릴레이(100)가 온 구동시 상기 제 1 전원부(200)를 통해 공급되는 전원에 따라 온수히터(11) 및/또는 변좌히터(12)의 가열을 제어하도록 구성하여둔 것이다.

상기 제 2 전원부(20)는 SMPS(스위칭모드 파워 공급모듈)로서, 상기 메인급전로에서 분기되고, 일반전력모드에서 상기 메인급전로를 통해 공급되는 전원에 의해 충전되면서 상기 릴레이(100)에 구동전원을 공급하고, 절전을 위한 제로전력모드시에는 충전된 전원을 방전시키도록 구성하여둔 것이며, 보조컨트롤러(21), 트랜스(22), 에너지 충전부(23), 그리고 전원조정부(LD0)(24)를 포함하여 구성한 것이다.

상기 보조컨트롤러(21)는 대기상태에서 일정한 주기(또는 시간)동안 파워다운(Power Down Mode, 이하 'PD모드' 이라함)로 동작하고, 상기 PD모드로 동작시 교류전원을 공급받도록 구성하여둔 것이다.

이때, 상기 보조컨트롤러(21)는 상기 트랜스(22)로 인가되는 전원의 통전상태를 실시간 모니터링한 후 그 모니터링 정보를 상기 절전제어부(30)에 전달하는 것이다.

상기 트랜스(22)는 상기 보조컨트롤러(21)가 PD모드로 동작시, 1차측에서 2차측으로 전원(예; DC 6V)을 유기시켜 상기 릴레이(100)에 구동전원을 공급하도록 구성하여둔 것이다.

상기 에너지 충전부(23)는 충방전용 커패시터로서, 상기 트랜스(22)의 2차측에 유기되는 전원(DC 6V)에 의해 충전이 이루어지도록 구성하여둔 것이다.

이때, 일반전력모드는 메인급전로를 통해 최초 전원공급 이후 즉시 개시되나 일반적으로 인체감지센서(32)에 의해 인체감지신호가 없거나 제로전력모드 진입후에 다시 인체 감지 또는 외부버튼(31)의 입력신호로 인하여 일반전력모드로 전환되는 경우가 존재하게 되는데, 이 경우에는 첨부된 도 5에서와 같이 상기 제 1 전원부(200)에 포함되는 에너지 충전부(23)에 전원을 충전하여 릴레이(100)를 온 구동시키게 된다.

그러나, 상기 릴레이(100)를 즉시 온 구동시킬 경우, 상기 릴레이(100)의 온 구동을 위한 충분한 전원이 에너지 충전부(23)에 충전되지 못해, 상기 릴레이(100)의 온 구동이 정상적으로 이루어지지 못하는 현상이 발생되기도 한다.

반면, 상기 릴레이(100)의 온 구동을 위한 충전시간을 소정시간 이상 증가시킬 경우, 제 2 전원부(20)에 포함되는 트랜스(22)의 2차측에서 무부하로 인한 PD모드가 동작하여 출력이 중단되면서 상기 릴레이(100)의 온 구동에 문제가 발생될 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 상기 에너지 충전부(23)의 충전시간을 일정시간만큼 지연시키도록 하였다.

상기 전원조정부(24)는 상기 보조컨트롤러(21)가 PD모드로 동작시 상기 에너지 충전부(23)를 통해 충전된 전원(DC 6V)을 다운시킨 구동전원(DC 3.3V)을 상기 절전제어부(30)와 인체감지센서(32)에 공급하도록 구성되며, 이에따라 상기 절전제어부(30)와 인체감지센서(32)는 물론 외부버튼(31)은 상기 구동전원(DC 3.3V)에 의해 절전을 위한 저전력의 제로전력모드에서 PD모드를 유지할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 외부버튼(31)은 일반전력모드와 제로전력모드의 기능설정과, 인체감지센서(32)의 고장시 응급복구를 위해 사용자의 조작이 가능하도록 제품 본체에 구성하여둔 것이다.

그리고, 상기 인체감지센서(32)는 절전을 위한 일반전력모드에서 절전제어부(30)에 인체감지신호를 직접 전달하여, 상기 절전제어부(30)가 최소의 구동전원으로 인체감지신호를 분석하도록 제품 본체에 내장 구성하여둔 것이다.

여기서, 상기 인체감지센서(32)는 초기 전원공급시 첨부된 도 8에서와 같이, 안정화시간(예; 5sec)이 설정되며, 이렇게 설정된 안정화 시간동안 인체감지신호에 대한 샘플링 취득(ADC)의 기능이 차단되고, 안정화 시간이 경과된 이후부터 인체감지신호에 대한 샘플링 취득 기능을 개시하도록 하였으며, 이는 상기 인체감지센서(32)의 안정화를 도모하기 위함인 것이다.

즉, 전원이 인가된 최초의 시점에서는 일반전력상태를 유지하게 되는데, 첨부된 도 8에서와 같이 제 2 전원부(20)의 SMPS 출력이 개시된 이후 상기 인체감지센서(32)는 제 2 전원부(20)에 포함되는 트랜스(22)의 2차측에서 유기되는 전원을 에너지 충전부(23)에서 공급받게 되는데, 이때 ADC 샘플링 취득의 기능을 곧바로 시행하지 않고, 상기 인체감지센서(32)가 안정화되는 동안의 충분한 일정시간(예; 5sec)만큼 유지하고 난 이후 ADC 샘플링 취득의 기능을 수행하게 되는데, 안정화 시간이 부족한 경우 상기 인체감지센서(32)의 감지 오류 등의 문제가 발생될 수 있기 때문이다.

상기 절전제어부(30)는 상기 제 2 전원부(20)로부터 방전되는 전원을 공급받아 제로전력모드에서 PD모드를 유지하도록 구동하고, 외부버튼(31)의 입력신호 또는 인체감지센서(32)의 감지신호가 일정시간 검출되지 않을 때 상기 릴레이(100)의 구동을 오프시켜 제 1 전원부(200)로의 전원공급을 차단시키도록 구성하여둔 것이다.

이때, 상기 절전제어부(30)에는 입력포트를 가지며, 상기 입력포트를 통해 입력되는 인체감지신호를 기준신호와 비교하는 차등비교기와, 상기 차등비교기에 의해 비교되는 신호 차를 필터링하여 노이즈를 제거하는 필터부와, 상기 필터부에 의해 노이즈가 제거된 신호를 분석 가능한 일정레벨 이상의 신호로 증폭하는 증폭부를 집적 구성하여둔 것이다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 대기상태에서 절전을 위해 최소전원을 사용하도록 인체감지센서(32)의 감지신호를 절전제어부(30)로 직접 전달하여 신호분석이 이루어지도록 함으로써 대기상태에서 소모전원을 줄이려는데 그 기술적 특징이 있으며, 이를 위해 인체감지신호(32)의 인체감지신호가 R/C필터를 통해 상기 절전제어부(30)에 내장된 차등비교기 입력포트로 들어오게 하여, 상기 차등비교기가 미약한 신호의 차를 필터링하여 노이즈를 제거하고 이를 내부적으로 신호증폭함으로써 일정레벨 이상으로 도달된 감지신호를 정상적인 신호로 간주할 수 있도록 한 것이며, 따라서 종래기술에서 인체감지센서의 감지신호를 검출하여 제어부로 전달되기까지 필터, 증폭기. 비교기 소자를 갖추어 신호를 제어부가 받아들임으로써 필요 이상의 전력소모가 발생하는 종래의 문제를 개선할 수 있도록 한 것이다.

한편, 첨부된 도 6에서와 같이, 상기 절전제어부(30)는 일반전력모드시 상기 제 1 전원부(200)로 정상적인 전원을 공급하면서 상기 에너지 충전부(23)의 전원충전(SMPS_WU모드)이 이루어지도록 상기 제 2 전원부(20)에 포함되는 보조컨트롤러(21)의 웨이크업(wakeup) 포트에 트리거신호를 출력 제어하게 되며, 이때에는 충전을 중단하지 않아도 되므로 상기 보조컨트롤러(21)의 PD포트로의 트리거신호를 전송할 의무는 없으며, 따라서 상기 보조컨트롤러(21)의 PD포트는 로우(LOW)의 레벨상태를 유지하게 되는 것이다.

반면, 첨부된 도 6에서와 같이, 상기 에너지 충전부(23)의 충전 완료시 상기 에너지 충전부(23)의 충전을 제한(SMPS_PD모드)하도록 상기 보조컨트롤러(21)의 PD단자에 트리거신호를 출력 제어하는 것이며, 상기 트리거 신호는 상기 보조컨트롤러(21)의 구동 가능한 일정시간동안 상기 보조컨트롤러(21)에 하이레벨(HIGH)로 출력이 이루어지도록 한 것이다.

또한, 첨부된 도 7에서와 같이, 상기 절전제어부(30)는 전력소모를 최소화하도록 인체감지센서(32)가 인체감지신호에 대한 샘플링 취득의 기능을 수행하는 시간동안 저전력모드를 유지하고, 인체감지신호에 대한 샘플링 취득의 기능을 종료한 이후에는 다음 샘플링 취득의 기능을 수행하기 전까지의 시간동안 초저전력모드로 전환 동작이 이루어지도록 구성하여둔 것이다.

즉, 상기 제 2 전원부(20)에 포함되는 에너지 저장부(33)가 충방전을 반복하는 모든 주기 동안 상기 절전제어부(30)는 자체 절전을 통해 제로전력모드를 유지하는 동안의 소모전력을 절감할 수 있는데, 이 경우 상기 절전제어부(30)는 첨부된 도 7에서와 같이 절전의 제 1 단계로서 저전력모드로 전환하여 유지하고, 이보다 더 전력소모를 절감하고자 할 경우에는 절전의 제 2 단계로서 인체감지센서(32)가 샘플링 취득의 기능을 수행하는 시간동안 저전력모드로 유지하다가 샘플링 취득의 기능 수행이 종료된 이후 다음 샘플링 취득 기능 이전의 시간동안 초저전력모드로 전환 제어동작을 수행함으로써 전력소모를 최소화시키도록 하였다.

여기서, 상기 인체감지센서(32)의 인체감지는 첨부된 도 7에서와 같이, 주기적으로 이루어지며, 이에따라 상기 절전제어부(30)는 인체감지가 입력시 릴레이(100)를 온 구동시켜 제로전력모드를 제품에 대한 사용준비의 일반전력모드로 전환시킬 수 있는 것이다.

이때, 상기 절전제어부(30)와 외부버튼(31) 및 인체감지센서(32)는 에너지 충전부(23)에 충전된 전원을 공급받아 대기상태에서 PD모드를 유지하기 위한 구동전원을 공급받았으며, 상기 절전제어부(30)의 PD모드 유지는 외부버튼(31)의 입력신호 또는 일정시간동안 인체감지센서(32)로부터 인체감지가 이루어지지 않을 때 유지되거나 또는 사용자의 조작에 의해 설정된 시간동안 유지되도록 한 것이다.

한편, 첨부된 도 3 및 도 9에서와 같이, 상기 메인제어부(10)와 절전제어부(30)는 일반동작모드에서 직렬통신하여 동기화 및 명령신호를 송수신하되, 상기 명령신호의 전달은 상기 절전제어부(30)에 의해 제어되도록 구성하여둔 것이다.

이때, 일반전력모드에 한하여 상기 메인제어부(10)와 절전제어부(30)가 직렬통신을 수행하도록 하였지만, 신호선의 단락 또는 기타 문제로 인하여 직렬통신이 원활하지 못할 경우에는 제로전력모드 설정 및 인체 미감지 등 제로전력모드로의 전환이 이루어질때까지 직렬통신을 보류하여 제한된 범위내에서 사용 가능한 직렬통신 상태로의 유지가 가능하도록 하였다.

또한, 직렬통신이 원활하지 않거나 불가능한 경우 원초적으로 제로전력 기능의 사용이 제한되게 되고, 이로 인하여 제품의 정상적인 구동 자체가 불가능하게 되는데, 이때 사용자가 이를 인지하고 제품 수리를 하고자 하는 경우에 있어서는 제품 수리를 위한 시간 도래 이전까지 전력모드의 전환 기능을 임시 보류하고 강제적으로 일반전력모드(상시 릴레이 구동으로 제1전원부로의 전원공급)로 전환하도록 하여 직렬통신 문제로 인한 제품 사용의 불능 상태를 미연에 방지하고, 전력모드의 전환이나 제로전력모드의 사용은 불가능하지만 제품(예; 비데)의 기본적인 동작들은 정상적으로 사용이 가능하도록 사용자에게 편의를 제공하도록 하였다.

여기서, 상기 릴레이(100)와 제 1 전원부(200)의 사이에는 누전 발생시 상기 메인급전로를 차단하기 위한 누전 차단부(40)를 더 포함하여 구성하도록 하였다.

이하, 첨부된 도 1에서의 미설명된 도면부호 1은 제품을 온/오프시키기 위한 버튼이고, 도면부호 2는 제품에 설치되는 착좌센서이며, 도면부호 3은 리모컨수신부이고, 도면부호 4는 제품 동작에 필요로 하는 프로그램을 저장한 메모리를 도시한 것이다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제품의 전원 절전 제어는 첨부된 도 1 내지 도 9에서와 같이, 우선 메인급전로를 통해 초기 교류전원 공급시 인체감지신호 취득의 샘플링 기능을 설정된 안정화시간동안 차단하고, 안정화시간이 경과되면 인체감지신호 취득의 샘플링 기능을 수행하여 인체감지센서를 안정화시킨다.

다음의 단계로서, 상기 인체감지신호 취득의 샘플링 기능을 수행시, 메인급전로을 통해 제 2 전원부(20)를 충전하면서, 릴레이(100)를 온 구동시켜 제품 사용이 가능하도록 제 1 전원부(200)를 통해 메인제어부(10)로 구동전원을 공급한다.

다음의 단계로서, 상기 메인제어부(10)로 구동전원 공급시, 외부버튼(31)의 입력신호 또는 인체감지센서(32)의 감지신호가 절전제어부(30)로 일정시간동안 입력되었는가를 판단하게 되며, 그 판단결과 절전제어부(30)로 인체감지신호 또는 외부버튼(31)의 입력신호가 일정시간동안 입력되지 않을 경우, 상기 절전제어부(30)는 대기상태에서 일반전력모드를 절전을 위한 제로전력모드로 전환시키게 되는 것이다.

즉, 첨부된 도 4에서와 같이, 상기 절전제어부(30)는 제품을 초기화시킨 상태에서 메인급전로를 통해 초기 교류전원 공급으로 제 2 전원부(20)의 전원 충전시 그 충전된 전원을 통해 구동하여 메인급전로의 릴레이(100)를 온 구동시키고, 상기 릴레이의 온 구동시 인체감지센서(32)의 안정화를 위한 시간이 경과되었는가를 판단하고, 안정화시간 경과시 외부버튼(31)의 입력신호에 따라 제로전력모드의 설정 또는 해제를 결정하게 된다.

여기서, 상기 제 2 전원부(20)의 전원충전(SMPS_WU모드)은 절전제어부(30)에서 출력되는 웨이크업(wakeup)의 트리거신호를 통해 제어되도록 하였다.

이때, 상기 외부버튼(31)의 입력신호가 없으면, 메인제어부(10)와 통신데이터를 송수신하고, 상기 메인제어부(10)와의 데이터 송수신이 정상적으로 종료시, 제 2 전원부(20)로의 전원입력 여부를 실시간 모니터링하면서 상기 메인제어부(10)와의 통신에러가 발생하였는지를 판단한 후, 제로전력모드의 기능 설정이 되어 있는지를 판단하게 되는데, 상기 제로전력모드의 기능 설정시, 제로전력모드로의 전환요청이 있는가를 판단하고, 전환 요청시 제로전력모드를 설정하면서 절전을 위한 변수를 재설정한 후 메인급전로의 릴레이(100)를 오프 구동시켜 제 1 전원부(200)로의 전원공급을 차단함과 동시에, 제 2 전원부(20)에 충전된 전원을 통해 절전을 위한 저전력의 제로전력모드로 동작 제어가 이루어지는 것이다.

다음의 단계로서, 상기 절전제어부(30)가 제로전력모드로 전환시, 제 2 전원부(20)와 절전제어부(30)는 PD모드를 유지하여 전원충전이 제한되며, 상기 절전제어부(30)가 상기 제 2 전원부(20)에 충전된 전원을 통해 구동하여 릴레이(100)를 오프 구동시켜 메인급전로를 통한 제 1 전원부(200)로의 전원공급을 차단시키게 되는 것이다.

즉, 상기 절전제어부(30)는 대기상태에서 외부버튼(31)의 입력신호 또는 일정시간동안 인체감지센서(32)로부터 인체감지가 이루어지지 않을 때 PD모드를 유지하거나 또는 사용자의 조작에 의해 설정된 시간동안 PD모드를 유지하게 되는 것이다.

이때, 상기 제 2 전원부(20)의 충전 완료시 그 충전 제한(SMPS_PD모드)은 절전제어부(30)에서 출력되는 PD의 트리거신호를 통해 제어되도록 하였으며, 상기 제 2 전원부(20)의 충전량과 방전량은 일정시간동안 입력되는 교류전원을 제어하여 일정하게 유지시키면서 그 충전 및 방전을 반복적으로 연속하여 제어되도록 하였고, 특히 상기 제 2 전원부(20)의 충전시간과 방전시간은 릴레이(100)의 온 구동을 안정적으로 동작시키기 위한 범위내에서 결정하게 되는 것이다.

다음의 단계로서, 상기 제 1 전원부(200)로의 전원공급이 차단된 상태에서, 인체감지신호 또는 외부버튼(31)의 입력신호가 입력시, 상기 절전제어부(30)는 제로전력모드를 제품 사용이 가능한 일반전력모드로 전환하고, 상기 제 2 전원부(20)에는 전원의 재충전이 이루어지도록 함으로써 제품에 대한 전원 절전제어가 종료되는 것이다.

여기서, 상기 메인급전로에 의한 전원공급이 일정시간동안 중단시, 일반전력모드를 제로전력모드로 전환하게 되며, 이때 상기 절전제어부(30)는 저전력모드 또는 초저전력모드로 전환이 이루어짐으로써, 제 2 전원부(20)에 포함되는 에너지 충전부(23)의 방전시간을 지연시켜, 메인급전로를 통한 전원공급이 재개될까지 상기 절전제어부(30)의 리셋없이 릴레이(100)의 온 구동을 가능하게 하는 한편, 제로전력모드로 전환된 이후 제 2 전원부(20)의 충전전원이 상기 절전제어부(30)의 리셋전원 이하가 되기전에 메인급전로의 전원공급이 재개되는 경우, 상기 제 2 전원부(20)에 포함되는 보조컨트롤러(21)는 전원공급상태를 수신한 후 이를 상기 절전제어부(30)에 전달함으로써 상기 절전제어부(30)가 제로전력모드를 일반전력모드로 전환시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명 제품의 전원 절전 제어장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10; 메인제어부 20; 제 2 전원부
30; 절전제어부 100; 릴레이
200; 제 1 전원부

Claims (16)

1. 일반전력모드에서 메인급전로의 릴레이가 온 구동시 제 1 전원부를 통해 공급되는 전원에 따라 온수히터 및/또는 변좌히터의 가열을 제어하는 메인제어부; 상기 메인급전로에서 분기되고, 일반전력모드에서 상기 메인급전로를 통해 공급되는 전원에 의해 충전되면서 상기 릴레이에 구동전원을 공급하고, 절전을 위한 제로전력모드시에는 충전된 전원을 방전시키는 제 2 전원부; 및, 상기 제 2 전원부로부터 방전되는 전원을 공급받아 제로전력모드에서 파워다운모드를 유지하도록 구동하고, 외부버튼의 입력신호 또는 인체감지센서의 감지신호가 일정시간 검출되지 않을 때 상기 릴레이의 구동을 오프시켜 제 1 전원부로의 전원공급을 차단시키는 저전력의 절전제어부; 를 포함하여 구성하되,
   상기 제 2 전원부는, 대기상태에서 일정한 주기(또는 시간)동안 파워다운모드로 동작하고, 상기 파워다운모드로 동작시 교류전원을 공급받는 보조컨트롤러; 상기 보조컨트롤러가 파워다운모드로 동작시, 1차측에서 2차측으로 전원을 유기시켜 상기 릴레이에 구동전원을 공급하는 트랜스; 상기 트랜스의 2차측에 유기되는 전원에 의해 충전이 이루어지는 에너지 충전부; 를 포함하여 구성하고,
   상기 보조컨트롤러가 파워다운모드로 동작시 상기 에너지 충전부를 통해 충전된 전원을 다운시킨 구동전원에 의해 절전을 위한 저전력의 제로전력모드에서 동작하는 절전제어부와 외부버튼 및 인체감지센서가 파워다운모드를 유지하도록 구성하며,
   상기 절전제어부는 일반전력모드시 상기 제 1 전원부로 정상적인 전원을 공급하면서 상기 에너지 충전부의 전원충전이 이루어지도록 상기 제 2 전원부에 포함되는 보조컨트롤러의 웨이크업 포트에 트리거신호를 출력 제어하고, 상기 에너지 충전부의 충전 완료시 상기 에너지 충전부의 충전을 제한하도록 상기 보조컨트롤러의 파워다운단자에 트리거신호를 출력 제어하도록 구성하되,
   상기 절전제어부는 전력소모를 최소화하도록 인체감지센서가 인체감지신호에 대한 샘플링 취득의 기능을 수행하는 시간동안 저전력모드를 유지하고, 인체감지신호에 대한 샘플링 취득의 기능을 종료한 이후에는 다음 샘플링 취득의 기능을 수행하기 전까지의 시간동안 초저전력모드로 전환 동작하면서, 상기 저전력모드 또는 상기 초저전력모드시 상기 에너지 충전부의 방전시간을 지연시켜 메인급전로를 통한 전원공급이 재개될까지 리셋없이 상기 릴레이의 온 구동이 가능하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 제품의 전원 절전 제어장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 보조컨트롤러는 상기 트랜스로 인가되는 전원의 통전상태를 실시간 모니터링한 후 그 모니터링 정보를 상기 절전제어부에 전달하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 제품의 전원 절전 제어장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 절전제어부에는 입력포트를 가지며, 상기 입력포트를 통해 입력되는 인체감지신호를 기준신호와 비교하는 차등비교기와, 상기 차등비교기에 의해 비교되는 신호 차를 필터링하여 노이즈를 제거하는 필터부와, 상기 필터부에 의해 노이즈가 제거된 신호를 분석 가능한 일정레벨 이상의 신호로 증폭하는 증폭부를 집적 구성하는 것을 특징으로 하는 제품의 전원 절전 제어장치.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 트리거 신호는 상기 보조컨트롤러의 구동 가능한 일정시간동안 상기 보조컨트롤러에 하이레벨로 출력되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 제품의 전원 절전 제어장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 외부버튼은 일반전력모드와 제로전력모드의 기능설정과, 인체감지센서의 고장시 응급복구를 위해 사용자의 조작이 가능하도록 제품 본체에 구성하는 것을 특징으로 하는 제품의 전원 절전 제어장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 인체감지센서는 절전모드에서 절전제어부에 인체감지신호를 직접 전달하여, 상기 절전제어부가 최소의 구동전원으로 인체감지신호를 분석하도록 제품 본체에 내장 구성하는 것을 특징으로 하는 제품의 전원 절전 제어장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 인체감지센서는 초기 전원공급시 센서안정화를 위해 안정화시간이 설정되며, 설정된 상기 안정화 시간동안 인체감지신호에 대한 샘플링 취득의 기능이 차단되고, 안정화 시간이 경과된 이후부터 인체감지신호에 대한 샘플링 취득 기능을 개시하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 제품의 전원 절전 제어장치.
11. 삭제
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 인체감지센서의 인체감지는 주기적으로 이루어지고, 상기 절전제어부는 인체감지가 입력시 릴레이를 온 구동시켜 제로전력모드를 제품에 대한 사용준비의 일반전력모드로 전환되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 제품의 전원 절전 제어장치.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 메인제어부와 절전제어부는 일반동작모드에서 직렬통신하여 명령신호를 송수신하되, 상기 명령신호의 전달은 상기 절전제어부에 의해 제어되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 제품의 전원 절전 제어장치.
14. 삭제
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 절전제어부의 파워다운모드 유지는, 외부버튼의 입력신호 또는 일정시간동안 인체감지센서로부터 인체감지가 이루어지지 않을 때 유지되거나 또는 사용자의 조작에 의해 설정된 시간동안 유지되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 제품의 전원 절전 제어장치.
16. 제 1 항에 있어서, 상기 릴레이와 제 1 전원부의 사이에는 누전 발생시 상기 메인급전로를 차단하는 누전 차단부를 구성하는 것을 특징으로 하는 제품의 전원 절전 제어장치.

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