KR101636645B1 - 프로그램할 수 있는 교류 전원 터치 스위치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교류 전원의 전력 공급을 제어하기 위한 교류 전원 터치 스위치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 마이크로콘트롤러에 의해 전력 공급을 제어할 수 있고, 교류 전원을 연결하는 단자에 외부 장치를 연결하여 전력 공급 프로그램을 변경할 수 있고, 사용자가 터치 단자를 접촉할 때 발생하는 정전용량의 변화를 감지하여 전력 공급을 제어할 수 있는 교류 전원 터치 스위치에 관한 것이다.
본 발명의 교류 전원 터치 스위치는 교류 전원의 입력 교류 전압을 입력 직류 전압으로 변환하는 정류 회로로 구성되는 직류 전원부; 상기 입력 직류 전압의 값을 감지하여 제어부의 아날로그 입력 신호로 변환하는 전압 분배 회로로 구성되는 전원 신호 감지부; 상기 입력 직류 전압을 제어 장치 전압으로 변환하는 정전압 회로로 구성되는 제어 전원부; 상기 제어 장치 전압에 의해 구동되고, 상기 아날로그 입력 신호를 입력받아 상기 입력 교류 전압의 주기 신호를 검출하여 시간 계산에 사용하고, 상기 교류 전원에 외부 장치가 연결되어 상기 입력 교류 전압에 이 장치의 프로그램 신호가 포함된 경우 이 프로그램 신호를 검출하여 상기 아날로그 입력 신호에 포함된 프로그램 정보를 추출하여 저장하고, 사용자가 터치 단자를 터치할 때 발생하는 정전용량의 변화에 따른 터치 입력 신호의 변화를 검출하여 사용자 입력 정보를 추출하고, 상기 프로그램 정보와 상기 사용자 입력 정보에 의해 제어 출력 신호를 교류 전원 스위치부로 출력하는 제어부; 및 교류 전원과 부하 사이에 연결되고, 상기 제어 출력 신호에 의해 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 제어되는 스위치 회로로 구성되는 교류 전원 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

프로그램할 수 있는 교류 전원 터치 스위치 {Programmable touch switches for AC power supply}
본 발명은 교류 전원의 전력 공급을 제어하기 위한 교류 전원 터치 스위치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 마이크로콘트롤러에 의해 전력 공급을 제어할 수 있고, 교류 전원을 연결하는 단자에 외부 장치를 연결하여 전력 공급 프로그램을 변경할 수 있고, 사용자가 터치 단자를 접촉할 때 발생하는 정전용량의 변화를 감지하여 전력 공급을 제어할 수 있는 교류 전원 터치 스위치에 관한 것이다.
교류 전원을 사용하는 전기 제품에 불필요한 전력 소비를 줄이기 위하여 전력 공급을 자동으로 제어하는 스위치가 사용되는데, 가로등의 자동 점멸기, 전열기의 타이머 등이 있다. 또한 사용자가 전력 공급을 수동으로 제어하는 기능을 포함한 스위치를 생각할 수 있다. 이러한 스위치에는 기계식 스위치와 전자식 스위치가 있다. 본 발명은 주로 반도체 소자를 이용하는 전자식 스위치에 관한 것으로, 사용자의 온(on) 또는 오프(off) 동작을 기계식 스위치가 아닌 전자식으로 구현하고, 특히, 터치 단자를 두어 사용자가 터치 단자를 접촉할 때 발생하는 정전용량의 변화를 감지하여 스위치 온 또는 오프 상태를 결정하는 터치 방식의 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.
종래의 교류 전원 전자식 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. 한편 터치 감지를 위하여 별도의 터치 감지 전용 반도체 소자를 사용하는 경우가 많다.
그러나 본 발명에서는 교류 전원 터치 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 터치 스위치에 대한 것이다. 또한 일반적으로 마이크로콘트롤러는 내부에 타이머를 내장하는데, 이를 터치 단자의 정전용량의 변화를 측정하는 수단으로 사용하는 교류 전원 터치 스위치에 대한 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제로 하고 있는 종래 기술의 교류 전원 터치 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. 한편 터치 감지를 위하여 별도의 터치 감지 전용 반도체 소자를 사용하는 경우가 많다는 것이다.
따라서 본 발명에서는 교류 전원 터치 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 터치 스위치를 만든다.
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 터치 스위치를 만든다.
상기 교류 전원 터치 스위치(100)는 교류 전원(300)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(300)에 외부 장치가 연결되어 상기 입력 교류 전압(VAC)에 이 장치의 프로그램 신호가 포함된 경우 이 프로그램 신호를 검출하여 상기 아날로그 입력 신호에 포함된 프로그램 정보를 추출하여 저장하고, 사용자가 터치 단자(200)를 터치할 때 발생하는 정전용량의 변화에 따른 터치 입력 신호(TIN)의 변화를 검출하여 사용자 입력 정보를 추출하고, 상기 프로그램 정보와 상기 사용자 입력 정보에 의해 제어 출력 신호(OUT)를 교류 전원 스위치부(150)로 출력하는 제어부(140); 및 교류 전원(300)과 부하(400) 사이에 연결되고, 상기 제어 출력 신호(OUT)에 의해 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 제어되는 스위치 회로로 구성되는 교류 전원 스위치부(150)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 터치 입력 신호(TIN)는 주변의 여러 잡음에 영향을 받아 변화를 겪게 된다. 이는 사용자가 터치 단자를 터치할 때 발생하는 정전용량의 변화를 감지하는데 오류를 발생시키는 요인이 된다. 따라서 잡음에 의한 변화를 제거할 수 있는 수단이 필요한데, 이를 위한 하나의 예로 실시할 수 있는 터치 신호 전선부(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 교류 전원 터치 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.
도1은 프로그램할 수 있는 교류 전원 터치 스위치의 개념도.
도2는 도1의 터치 신호 전선부를 제거하여 실시한 회로도.
도3는 도1의 터치 신호 전선부를 포함하여 실시한 회로도.
도4는 프로그램 신호가 포함된 교류 전원 전압 파형.
본 발명의 프로그램할 수 있는 교류 전원 터치 스위치(100)의 구조와 기능을 도1 내지 도4를 참조하여 설명한다.
먼저 프로그램할 수 있는 교류 전원 터치 스위치(100)의 개념을 설명한다. 교류 전원 터치 스위치(100)는 교류 전원(300)과 부하(400) 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.
이제 도2와 같은 프로그램할 수 있는 교류 전원 터치 스위치(100)의 실시 예를 상세히 설명한다.
상기 교류 전원 터치 스위치(100)는
교류 전원(300)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(300)에 외부 장치가 연결되어 상기 입력 교류 전압(VAC)에 이 장치의 프로그램 신호가 포함된 경우 이 프로그램 신호를 검출하여 상기 아날로그 입력 신호에 포함된 프로그램 정보를 추출하여 저장하고, 사용자가 터치 단자(200)를 터치할 때 발생하는 정전용량의 변화에 따른 터치 입력 신호(TIN)의 변화를 검출하여 사용자 입력 정보를 추출하고, 상기 프로그램 정보와 상기 사용자 입력 정보에 의해 제어 출력 신호(OUT)를 교류 전원 스위치부(150)로 출력하는 제어부(140); 및
교류 전원(300)과 부하(400) 사이에 연결되고, 상기 제어 출력 신호(OUT)에 의해 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 제어되는 스위치 회로로 구성되는 교류 전원 스위치부(150)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 직류 전원부(110)는 브리지 다이오드(B)를 포함하고, 상기 브리지 다이오드의 입력은 입력 교류 전압(VAC)에 의해 구동되고, 상기 브리지 다이오드의 정류 작용에 의해 상기 입력 교류 전압은 상기 입력 직류 전압(VDC)으로 변환된다. 상기 브리지 다이오드의 출력인 입력 직류 전압은 상기 전원 신호 감지부(120)와 상기 제어 전원부(130)를 구동한다.
상기 전원 신호 감지부(120)는 전원 신호 감지 제1저항(R1)과 전원 신호 감지 제2저항(R2)을 포함하고, 상기 전원 신호 감지 제2저항의 양단 전압은 상기 아날로그 입력 신호(AIN)를 나타내고 상기 제어부(140)에 입력된다. 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 제1저항과 상기 전원 신호 감지 제2저항의 저항 값을 정할 수 있다.
상기 제어 전원부(130)는 제너 저항(RZ), 제너 다이오드(Z) 및 제너 전압 커패시터(CZ)를 포함하고, 상기 입력 직류 전압(VDC)이 상기 제너 다이오드의 제너 전압보다 큰 고전압 구간에서 상기 제너 다이오드의 양단 전압은 상기 제너 전압으로 고정되고, 상기 제너 전압은 상기 제너 전압 커패시터를 충전하고 동시에 상기 제어부(140)를 구동한다. 상기 입력 직류 전압이 상기 제너 다이오드의 제너 전압보다 작은 저전압 구간에서는 큰 고전압 구간에서 충전된 제너 전압 커패시터의 전압으로 상기 제어부(140)를 구동한다.
상기 제어부(140)는 상기 아날로그 입력 신호(AIN)를 측정하는 아날로그 비교기 또는 아날로그-디지털 변환기를 내장하고, 터치 입력 신호(TIN)의 변화 시간을 측정하는 타이머를 내장하고, 전원(VCC, GND) 단자, 상기 아날로그 입력 신호에 사용하는 아날로그 입력 단자, 상기 터치 입력 신호에 사용하는 내부 풀업 저항을 포함하는 디지털 입출력 겸용 단자, 제어 출력 신호(OUT)에 사용하는 디지털 출력 단자를 포함하는 마이크로컨트롤러(X)를 포함하고, 상기 마이크로컨트롤러(X)는 교류 전원 스위치부(150)를 제어한다.
상기 교류 전원 스위치부(150)는 트라이액 드라이버(TD), 드라이버 저항(RD), 트라이액 저항(RS)과 트라이액(S)을 포함하고, 상기 제어 출력 신호(OUT)에 의해 상기 트라이액이 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 제어된다. 상기 트라이액 드라이버는 입력과 출력 사이에 절연 상태에 있는 포토커플러 형식의 드라이버를 사용할 수 있다. 상기 제어 출력 신호(OUT)가 높은 전압인 경우, 드라이버 입력 단자(A,K) 사이에 전류가 흐르고 드라이버 출력 단자(T1,T2) 사이에 온 상태가 되면, 상기 트라이액 역시 온 상태가 된다. 따라서 상기 교류 전원(300)은 교류 출력 단자(VOUT)와 교류 공통 단자(COM)를 통해 부하(400)에 전력을 공급한다. 상기 제어 출력 신호(OUT)가 낮은 전압인 경우, 드라이버 입력 단자(A,K) 사이에 전류가 차단되고 드라이버 출력 단자(T1,T2) 사이에 오프 상태가 되면, 상기 트라이액 역시 오프 상태가 된다. 따라서 상기 교류 전원(300)은 교류 출력 단자(VOUT)와 절연되어 부하(400)에 전력을 공급하지 못한다.
이제 전력 공급을 제어하는 정보를 포함하는 프로그램에 대해 설명한다. 전력 공급 프로그램은 마이크로컨트롤러에 내장된 메모리에 저장되고, 마이크로컨트롤러는 교류 전원 터치 스위치에 삽입되고, 교류 전원 터치 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 도4과 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.
전력 공급 프로그램 정보를 포함한 파형을 발생시키는 외부 장치는 트라이액과 같은 위상 제어 스위칭 소자를 사용할 수 있고, 전력 공급 프로그램 정보가 포함된 파형을 도4와 같이 만들 수 있다. 이런 경우 외부 장치는 교류 전원 터치 스위치의 전력 공급 프로그램을 변경할 수 있고, 전력 공급을 실시간으로 제어할 수 있다.
그리고 사용자의 터치 동작을 처리하는 프로그램에 대해 설명한다. 대부분의 마이크로컨트롤러는 타이머를 내장하고 있으며, 하나의 포트를 프로그램에 의해 디지털 입력 또는 출력으로 사용할 수 있으며, 특히 풀업(pull-up) 입력 포트로 사용하기 위하여 내부 풀업 저항을 내장하고 있다. 현재 마이크로컨트롤러는 대부분 CMOS 반도체 기술로 만들어진다. 따라서 입력 포트의 입력 단자는 커패시터 등가 회로로 해석할 수 있다. 터치 입력 신호 포트에 터치 단자를 연결하는 경우, 터치 단자의 정전용량를 포함한 합성 정전용량 값이 터치 입력 신호 포트의 정전용량으로 정해진다. 또한 사용자가 터치 단자를 접촉하면 인체에 의한 정전용량이 터치 입력 신호 포트의 정전용량에 추가된다. 따라서 터치 입력 신호 포트의 등가 커패시터의 정전용량은 사용자의 터치 동작에 따라 달라진다. 이러한 정전용량의 변화는 커패시터의 충방전 시간으로 계산할 수 있으며, 터치를 감지하는 마이크로컨트롤러의 프로그램은 다음과 같은 알고리즘으로 작성될 수 있다.
1) 포트의 방향을 출력으로 설정하고, 낮은 전압 값을 출력하여 포트의 등가 커패시터의 충전 전압을 모두 방전시킨다.
2) 포트의 방향을 풀업 입력으로 설정하고, 내부 타이머를 작동시킨다.
3) 포트의 등가 커패시터는 내부 풀업 저항을 통해 충전되어지고, 내부 타이머는 계속 작동한다.
4) 포트의 등가 커패시터가 정해진 전압까지 충전되면, 내부 타이머를 중지시키고, 타이머의 값을 충전 시간으로 저장한다.
5) 주기적으로 1)단계부터 4)단계까지를 반복하면서 충전 시간의 변화를 검사한다.
6) 특정한 값 이상으로 충전 시간의 변화를 보이면, 사용자가 터치한 것으로 처리한다.
한편, 터치 입력 신호 포트와 터치 단자를 연결한 전선을 터치 신호 전선(TL)이라 하자. 만약 이 터치 신호 전선(TL)이 길어지면, 이 전선은 주변의 잡음의 영향을 크게 받는다. 경우에 따라 잡음에 의한 충전 시간의 변화가 터치에 의한 충전 시간의 변화보다 클 수 있다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 포트를 하나 더 추가하여 사용하는 수단을 생각할 수 있다. 이제 도3과 같은 프로그램할 수 있는 교류 전원 터치 스위치(100)의 또 다른 실시 예를 설명한다.
상기 교류 전원 터치 스위치(100)는 상기 제어부(140)와 상기 터치 단자(200)를 연결하는 터치 신호 전선부(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 터치 신호 전선부(160)는 터치 신호 전선(TL)과 터치 신호 기준 전선(TLP)을 포함하고, 상기 터치 신호 전선과 상기 터치 신호 기준 전선은 동일한 것으로 만들어 배치하여 상기 터치 입력 신호(TIN)와 상기 터치 입력 기준 신호(TINP)에 동일한 잡음 효과가 나타나도록 한다.
이제 터치 입력 기준 신호 포트를 처리하는 과정을 프로그램에 추가로 포함한다. 상기 알고리즘 1)단계부터 5)단계까지를 터치 입력 신호 포트와 터치 입력 기준 신호 포트에 모두 적용한다. 사용자의 터치 동작이 없는 경우, 두 포트의 충전 시간은 거의 차이가 없고, 사용자의 터치 동작이 있는 경우, 두 포트의 충전 시간은 차이를 나타낸다. 따라서, 터치 입력 신호 포트와 터치 단자를 연결한 전선이 긴 경우에 발생할 수 있는 잡음에 의해 오동작을 방지할 수 있다.
100 : 교류 전원 터치 스위치
110 : 직류 전원부
120 : 전원 신호 감지부
130 : 제어 전원부
140 : 제어부
150 : 교류 전원 스위치부
160 : 터치 신호 전선부
200 : 터치 단자
300 : 교류 전원
400 : 부하
VAC : 입력 교류 전압
VDC : 입력 직류 전압
VCC : 제어 장치 전압
AIN : 아날로그 입력 신호
TIN : 터치 입력 신호
TINP : 터치 입력 기준 신호
OUT : 제어 출력 신호
VOUT : 교류 출력 단자
COM : 교류 공통 단자
GND : 기준점

Claims (2)

  1. 교류 전원(300)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(300)에 외부 장치가 연결되어 상기 입력 교류 전압(VAC)에 프로그램 신호가 포함된 경우 상기 프로그램 신호를 검출하여 상기 아날로그 입력 신호에 포함된 프로그램 정보를 추출하여 저장하고, 사용자가 터치 단자(200)를 터치할 때 발생하는 정전용량의 변화에 따른 터치 입력 신호(TIN)의 변화를 검출하여 사용자 입력 정보를 추출하고, 상기 프로그램 정보와 상기 사용자 입력 정보에 의해 제어 출력 신호(OUT)를 교류 전원 스위치부(150)로 출력하는 제어부(140); 및
    교류 전원(300)과 부하(400) 사이에 연결되고, 상기 제어 출력 신호(OUT)에 의해 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 제어되는 스위치 회로로 구성되는 교류 전원 스위치부(150)를 포함하고,
    상기 직류 전원부(110)는 브리지 다이오드(B)를 포함하고, 상기 브리지 다이오드의 입력은 입력 교류 전압(VAC)에 의해 구동되고, 상기 브리지 다이오드의 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 제2저항의 양단 전압은 상기 아날로그 입력 신호(AIN)를 나타내고 상기 제어부(140)에 입력되고;
    상기 제어 전원부(130)는 제너 저항(RZ), 제너 다이오드(Z) 및 제너 전압 커패시터(CZ)를 포함하고, 상기 제너 전압 커패시터의 양단 전압은 상기 제어 장치 전압(VCC)를 나타내고 상기 제어부(140)를 구동하고;
    상기 제어부(140)는 상기 아날로그 입력 신호(AIN)를 측정하는 아날로그 비교기 또는 아날로그-디지털 변환기를 내장하고, 터치 입력 신호(TIN)의 변화 시간을 측정하는 타이머를 내장하고, 전원(VCC, GND) 단자, 상기 아날로그 입력 신호에 사용하는 아날로그 입력 단자, 상기 터치 입력 신호에 사용하는 내부 풀업 저항을 포함하는 디지털 입출력 겸용 단자, 제어 출력 신호(OUT)에 사용하는 디지털 출력 단자를 포함하는 마이크로컨트롤러(X)를 포함하고, 상기 마이크로컨트롤러(X)는 교류 전원 스위치부(150)를 제어하고;
    상기 교류 전원 스위치부(150)는 트라이액 드라이버(TD), 드라이버 저항(RD), 트라이액 저항(RS)과 트라이액(S)을 포함하고, 상기 제어 출력 신호(OUT)에 의해 상기 트라이액이 온 상태 또는 오프 상태로 제어되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 교류 전원 터치 스위치(100).
  2. 교류 전원(300)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(300)에 외부 장치가 연결되어 상기 입력 교류 전압(VAC)에 프로그램 신호가 포함된 경우 상기 프로그램 신호를 검출하여 상기 아날로그 입력 신호에 포함된 프로그램 정보를 추출하여 저장하고, 사용자가 터치 단자(200)를 터치할 때 발생하는 정전용량의 변화에 따른 터치 입력 신호(TIN)의 변화를 터치 입력 기준 신호(TINP)의 변화와 비교하여 사용자 입력 정보를 추출하고, 상기 프로그램 정보와 상기 사용자 입력 정보에 의해 제어 출력 신호(OUT)를 교류 전원 스위치부(150)로 출력하는 제어부(140);
    교류 전원(300)과 부하(400) 사이에 연결되고, 상기 제어 출력 신호(OUT)에 의해 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 제어되는 스위치 회로로 구성되는 교류 전원 스위치부(150); 및
    상기 제어부(140)와 상기 터치 단자(200)를 연결하는 터치 신호 전선부(160)를 포함하고,
    상기 직류 전원부(110)는 브리지 다이오드(B)를 포함하고, 상기 브리지 다이오드의 입력은 입력 교류 전압(VAC)에 의해 구동되고, 상기 브리지 다이오드의 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 제2저항의 양단 전압은 상기 아날로그 입력 신호(AIN)를 나타내고 상기 제어부(140)에 입력되고;
    상기 제어 전원부(130)는 제너 저항(RZ), 제너 다이오드(Z) 및 제너 전압 커패시터(CZ)를 포함하고, 상기 제너 전압 커패시터의 양단 전압은 상기 제어 장치 전압(VCC)를 나타내고 상기 제어부(140)를 구동하고;
    상기 제어부(140)는 상가 아날로그 입력 신호(AIN)를 측정하는 아날로그 비교기 또는 아날로그-디지털 변환기를 내장하고, 터치 입력 신호(TIN)와 터치 입력 기준 신호(TINP)의 변화 시간을 측정하는 타이머를 내장하고, 전원(VCC, GND) 단자, 상기 아날로그 입력 신호에 사용하는 아날로그 입력 단자, 상기 터치 입력 신호와 상기 터치 입력 기준 신호에 사용하는 내부 풀업 저항을 포함하는 디지털 입출력 겸용 단자, 제어 출력 신호(OUT)에 사용하는 디지털 출력 단자를 포함하는 마이크로컨트롤러(X)를 포함하고, 상기 마이크로컨트롤러(X)는 교류 전원 스위치부(150)를 제어하고;
    상기 교류 전원 스위치부(150)는 트라이액 드라이버(TD), 드라이버 저항(RD), 트라이액 저항(RS)과 트라이액(S)을 포함하고, 상기 제어 출력 신호(OUT)에 의해 상기 트라이액이 온 상태 또는 오프 상태로 제어되고;
    상기 터치 신호 전선부(160)는 터치 신호 전선(TL)과 터치 신호 기준 전선(TLP)을 포함하고, 주변의 잡음에 대하여 상기 터치 입력 신호(TIN)와 상기 터치 입력 기준 신호(TINP)가 동일한 영향을 받도록 상기 터치 신호 전선과 상기 터치 신호 기준 전선이 배치되고 구성되는 것을 특징으로 하는 교류 전원 터치 스위치(100).
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