KR101681760B1 - 사물인터넷의 기능성 3로 스위치 - Google Patents

Abstract

전등부 및 2차측 3로 스위치(300)와 연결되고, 1차측에 위치하는 3로 스위치(200)가 개시된다. 3로 스위치(200)는, 상기 전등부로부터 누설되는 교류전원을 공급받아 직류전원(Vcc)으로 변환하여 각 부의 구동전원을 공급하는 직류 전원부(201); 2차측 3로 스위치(300)의 접점 양단(La,Lb)에 접속하여 접점 상태를 확인하여 통보하여 주는 AC감시부(202); 상기 전등부(DS1)를 제어하기 위하여 상기 2차측 3로 스우치(300)를 온/오프하기 위한 전등 스위칭부(204); 외부 제어에 의해 작동하며 상기 AC감지부의 신호에 따라 상기 전등 스위치부(204)를 제어하여 3로스위치의 기능을 유지하여 주는 제어부(203); 상기 전등부를 수동으로 제어할 수 있고 터치제어신호를 상기 제어부에 전달하는 터치 스위치부(205); 스마트기기의 무선 제어신호나 485통신과 같은 유선신호를 수신받아 제어부(203)에 전달하고, 제어 결과인 에크신호를 안테나 혹은 유선으로 송신하는 유무선 통신부(206)를 포함하며, 원거리에서 사물인터넷을 이용한 전등 제어를 거리 제한 없이 무선으로 제어할 수 있도록 한다.

Description

사물인터넷의 기능성 3로 스위치 {Functional 3way switch of the internet of things}

본 발명은 3로 스위치에 관한 것으로 특히, 기존 건축물에 설치되어 가정이나 사무실 등에서 사용중인 접점형 3로 스위치를 사물 인터넷의 제어가 가능하도록 하는 사물인터넷의 기능성 3로 스위치에 관한 것이다.

일반적으로 건축물 허가를 받기 위해서는 에너지 효율등급 인증제도에 의하여 건축 설계시부터 적용 되는 일정면적 이상의 건축물일 경우 반드시 에너지 절약하는 방안을 계획하여 관공소에 문서로 제출 해야 한다.

이를 실행 하는데 있어 건축 허가 신청시, 또 그 외에도 건축물의 용도변경 또는 건축물 대장 기재내용 변경 시에도 반드시 작성하여야 한다.

이러한 연유로 기존에는 3로 스위치가 건축물에 적용되었으며, 3로 스위치의 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1a는 종래 기술의 접점형 3로 스위치 구성으로서, 두 곳의 스위치에서 전등 제어가 가능하게 구성한 것이다.

도 1a를 참조하면, 1차측 3로 스위치 SW4의 a-b 가 접점 상태이고 2차측 3로 스위치 SW5는 b-a 가 접점 되어 스위치가 턴 온되어 램프가 켜진 상태를 도시한 것이다.

도 1b는 종래의 접점형 3로 스위치와 4로 스위치로 구성된 세곳에서 제어가 가능하게 구성한 것이다.

도 1b를 참조하면, 1차측 3로 스위치 SW3의 a-b 로 접점 되어있고, 2차측 4로 스위치 SW2는 a-f-e로 접점되어 있고, 3차측 3로 스위치 SW1은 b 단자로 연결되어 오프 상태로 접점되어 전등이 꺼져있는 상태이다.

도 1c는, 도 1a를 병열로 결선하여 두곳의 장소를 3로 스위치의 구성으로 제어가 가능하게 하는 회로를 도시한 것이다.

이와 같이 종래에는 다양한 구조로 3로 스위치가 건물이나 사무실 또는 가정에 적용된다. 즉, 상기와 같은 조치로 인하여 가정이나 사무실 등 대다수의 건축물에서 3로스위치 제어 시스템을 설치하여 사용중이다.

그리고 이러한 3로 스위치를 이용하여 입실이나 퇴실시 내부의 전등을 제어할 수 있으며, 기설치되어 있는 스위치는 아날로그 방식인 일반 접점 3로 스위치로 되어 있다.

이러한 종래의 3로 스위치는 원래의 목적인 에너지 효율에만 맞추워져 있어 On/Off 기능 외에는 사용할 수 없다.

그러데, 최근 기술의 발달로 많은 기능을 내장한 기능성 스위치가 출시되고 있으나, 이러한 3로 스위치로 인해 기능성 스위치를 적용하기가 어려운 문제가 있다.

보다 상세하게는 사물인터넷의 홈네트워크 제어에 있어, 스마트기기의 앱(App)과 연동하여 가정이나 사무실내의 공간에 설치되는 기능성 스위치를 사물인터넷으로 제어 하는데 있어, 기 설치되어 에너지 효율 목적으로 운용되고 있는 일반 접점형 3로스위치로 인하여 기능성 전등 스위치를 사용할 수 없게 되어 사물인터넷의 스마트 무선 통합제어에서 누락될 수밖에 없다.

이와 같이 종래에 에너지 효율정책에 의하여 가정이나 사무실 등 다양한 공간에 기 설치되어 운영 되고 있는 3로와 4사로 전등 제어 스위치는 전원공급 라인을 선택하여 두 개 이상의 장소에서 하나의 전등을 제어를 할 수 있게 해주고 있으며, 별도로 전등 전용 개폐기를 이용한 통합제어 스위치를 채택하여 전체 전등을 일괄 제어하는 경우도 있고, 이와같은 형태는 건축설계시부터 도입하여 사용되고 있다.

상기와 같은 스위칭 방법은 접점 방식인 아날로그 방식 이여서 전등 오프(Off)시 회로를 연결하는 전원선이 차단되어 기능성을 갖는 누설전류형 스위치는 전원공급이 안 되어 사물인터넷과 같은 무선제어나 원거리 제어에 한계점으로 작용하고 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 기축 건물에 설치되어 있는 전등제어 배선을 다시 시공 하여야 하고 반듯이 전문 인력의 도움을 받아야만 하는 문제가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 원거리에서 사물인터넷을 이용한 전등 제어를 거리 제한 없이 무선으로 제어할 수 있도록 하는 사물인터넷용 3로 스위치형 통합제어가 가능한 사물인터넷의 기능성 3로 스위치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 기존에 건축물에 설치되어 가정이나 사무실 등에서 사용중인 접점형 3로 스위치를 사물인터넷의 제어가 가능하게 기능성 3로 스위치로 대치하여 전등제어가 스마트 무선 통합제어에 포함되게 하는 사물인터넷의 기능성 3로 스위치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 접점형 3로 스위치 형태를 유지시켜 기존의 스위치와 연동이 되게 하여 기축된 건축물에 설치된 점점형 3로 스위치를 시공하지 않고 교체설치 만으로도 사물인터넷의 외부 제어가 가능하게 하는 사물인터넷의 기능성 3로 스위치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 에너지 효율 계획에 의해 3로스위치로 구성되어 제어되는 전등 3로 스위치를 별도의 시공없이 간단하게 교체하여 설치하고, 3로스위치에 의하여 전등 제어가 Off되었을 경우 누설전류형 기능성 스위치는 교류 라인이 3로스위치의 Off로 인하여 전원공급 회로가 차단되게 되어 전원을 공급받지 못하더라도 누설전류를 유기하여 전원을 공급하도록 하는 사물인터넷의 기능성 3로 스위치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 기능성 스위치를 사용할 수 있도록 필요한 전원을 원활하게 공급하고, 스마트기기의 앱과 연동하여 가정이나 사무실내의 다양한 공간에 설치되는 원거리 전등제어를 가능하게 하고, 앞뒤 양단의 3로 스위치에 누설전류로 전원의 공급을 가능하게 하여 제어 기능이 다양한 통합 스위치의 기능 까지 탑제하여 퇴실시 내부의 전등 이나 피제어장치 들를 한곳에서 한번에 제어가 가능하게 하며, 사물인터넷과 연동하여 거리에 제한 없이 제어를 하게하여 삶의 질과 편의를 제공하는 사물인터넷의 기능성 3로 스위치를 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 기능성 3로 스위치(200)는,

전등부 및 2차측 3로 스위치(300)와 연결되고, 1차측에 위치하는 3로 스위치(200)로서,ㅣ

상기 전등부로부터 누설되는 교류전원을 공급받아 직류전원(Vcc)으로 변환하여 각 부의 구동전원을 공급하는 직류 전원부(201);

2차측 3로 스위치(300)의 접점 양단(La,Lb)에 접속하여 접점 상태를 확인하여 통보하여 주는 AC감시부(202);

상기 전등부(DS1)를 제어하기 위하여 상기 2차측 3로 스우치(300)를 온/오프하기 위한 전등 스위칭부(204);

외부 제어에 의해 작동하며 상기 AC감지부의 신호에 따라 상기 전등 스위치부(204)를 제어하여 3로스위치의 기능을 유지하여 주는 제어부(203);

상기 전등부를 수동으로 제어할 수 있고 터치제어신호를 상기 제어부에 전달하는 터치 스위치부(205);

스마트기기의 무선 제어신호나 485통신과 같은 유선신호를 수신받아 제어부(203)에 전달하고, 제어 결과인 에크신호를 안테나 혹은 유선으로 송신하는 유무선 통신부(206)를 포함한다.

상기 제어부(203)는 필요에 따라 유무선 통신부(206)에 포함되어 구성될 수 있다.

메인접점 L은 교류라인과 접속되고, 상기 제어부(203)는 출력 포인트 La과 Lb 두접점을 교번하여 스위칭하는 것을 특징으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 기능성 3로 스위치(300)는,

전등 및 1차측 3로 스위치와 연결되는 2차측 기능성 3로스위치(300)로서,

상기 전등으로 부터 누설되는 낮은 교류전원을 공급받아 직류전원(Vcc)으로 변환하여 각 부에 구동전원을 공급하는 직류 전원부(301);

상기 1차측 3로스위치의 접점 양단(La,Lb)에 접속하여 접점 상태를 확인하여 출력하는 AC감시부(302);

외부 제어에 의해 작동하며 상기 AC감지부의 신호에 따라 상기 전등 스위치부(304)를 제어하여 3로스위치의 기능을 유지하여 주고, 전등의 오프 제어시 상기 1차측 기능성 3로스위치(200)에 누설전류 공급을 선택제어하는 제어부(303);

상기 제어부(303)의 제어신호에 의하여 제어되는 전등 스위칭부(304);

상기 제어부(303)에 의해 제어되며 전등의 오프 제어시 트랜지스터(Q4)와 트랜지스터(Q5)를 선택제어하여 상기 1차측 기능성 3로스위치(200)에 누설전류를 공급하는 AC스위칭부1(305);

상기 전등부(301)를 수동으로 제어할 수 있고, 제어신호를 제어부에 전달하고, 기능들의 선택실행을 하는 메뉴기능을 포함한 터치 스위치부(306);

스마트기기의 무선 제어신호나 485통신과 같은 유선신호를 수신받아 상기 제어부(303)에 전달하여 상기 전등 스위칭부(304)를 제어하고, 제어 결과인 에크신호를 안테나 혹은 유선으로 외부의 스마트기기로 송신하는 유무선 통신부(307);

상기 AC감지부(302)의 교류전원의 변화에 따라 상기 제어부(303)에 의해 제어되며, 상기 La과 Lb 라인과 접속된 트랜지스터(Q1)과 트랜지스터(Q2)를 교번하여 스위칭하여 3로스위치의 기능을 수행하며, 상기 트랜지스터(Q1)과 트랜지스터(Q2)중 어느 하나는 턴 온(On)유지 하여 3로 스위치의 기능을 유지하여 주는 AC스위칭부2(308)를 포함한다.

상기 제어부(303)는 La과 Lb 라인과 접속된 트랜지스터(Q1)과 트랜지스터(Q2)를 교번하여 스위칭하여 3로스위치의 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부(303)는 필요에 따라 유무선 통신부(306)에 포함되어 구성될 수 있다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 기능성 3로 스위치(400)는,

교류의 양선이 직접공급되는 직류전원을 발생시켜 각 부에 작동전원을 공급하는 직류 전원부(401);

접점 양단(La,Lb)에 접속하고 접점 상태를 확인하여 전달하는 AC전원 감지부(402);

전등부를 온/오프 하는 전등 스위칭부(404);

외부 제어에 의해 작동하며 상기 AC전원 감지부(402)의 신호에 따라 상기 전등 스위치부(404)를 제어하여 3로스위치의 기능을 유지하여 주는 제어부(403);

기능설정 및 상기 전등부를 수동으로 제어할 수 있고, 터치에 의한 제어신호를 상기 제어부에 전달하는 터치 스위치부(405);

스마트기기의 무선 제어신호나 485통신과 같은 유선신호를 수신하여 상기 제어부(403)에 전달하여 상기 전등 스위칭부(404)를 제어하고, 제어 결과인 에크신호를 안테나 혹은 유선으로 송신하는 유무선 통신부(406)를 포함한다.

본 발명의 실시예에서는 번거러운 전문인력의 재시공과 이로 인한 불필요한 비용발생을 줄이고, 비전문가나 소비자가 별도의 재시공 없이 기능성 스위치만 교채하여 쉽고 편리하게 원거리 제어나 사물인터넷을 이용한 제어를 가능케 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 누설전류형 기능성 3로 스위치를 제공하고 교차로 하여 차단되는 교류선의 온(On)/오프(Off) 라인을 이용하여 별도로 전원공급을 위한 스위칭 회로를 구성하고 기능성 스의치의 구동전원 공급을 가능하게 하고 기능성 전등스위치의 다양한 기능들을 활용 가능하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 전원공급의 문제로 실시되지 못햇던 3로 스위에 있어 기능성 스위치의 실현이 가능하게 되고 이로 인한 통합 스위치의 구현도 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 3로 스위치용 기능성 스위치를 통합 스위치로 구현하여 전등제어 이외에 온도, 가스, 커튼, 전자/전기제품, 엘리베이터 호출 등을 한꺼번에 제어 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 앞단(1차측)로부터 La, Lb 두 개의 교류라인이 뒷단(2차측)의 3로 스위치 까지 공급되는데 1차측 3로 스위치의 선택에 따라 전원의 공급 라인이 변경되게 되고 고정되어 있지 않아 상시전원공급이 어럽게 되는 문제를 해결함으로써 상시전원을 공급하기 위하여 La, Lb 라인에 교류 인가라인을 감지하는 감지기를 설치하고 스위칭부를 두어 교류전원이 인가된 쪽을 활성화 시켜 턴 온(On)으로 하여 누설전류의 공급이 원활하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 기 주택이나 건축물들에 설치되어 사용되고 있는 접점식 3로 스위치를 별도의 시공이나 공사 없이 기능성 3로 스위치로 대치하여 기술의 발전 상황에 맞게 교체 하므로서 사물 인터넷과 같은 원거리 제어가 가능하도록 하는 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 접점형 3로 스위치에서 구현이 불가능한 홈네트워크의 통합제어 기능을 첨가하여 기능성 3로 스위치의 터치부를 이용하여 모든 홈네트워크로 구성된 피제어장치를 무선통신부를 통해 제어할 수 있게 하여 퇴실시나 입실시 한곳에서 원하는 피제어장치의 제어를 할 수 있게 편의를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 배경이 되는 종래의 접점형 3로 스위치와 4로 스위치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 1차측 누설전류형 사물인터넷의 기능성 3로 스위치의 구성도 이다.
도 3는 본 발명의 제2 실시예에 따른 2차측 누설전류형 사물인터넷의 기능성 3로 스위치의 구성도 이다.
도 4은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원공급 직구형 통합제어용 1차측 기능성 3로 스위치의 구성도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 1차측 누설전류형 사물인터넷의 기능성 3로 스위치의 구성도 이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 누설전류 구동형 기능성 3로 1차측 스위치(200)는, 도 1의 접점형 3로 스위치의 기본 스위칭 형태를 유지하고 기축건물에 설치되여 있는 접점형 3로 스위치를 전선의 재시공 없이 누설전류형 기능성 3로 스위치의 교체 만으로 기능성을 갖는 스위치로 전환하여 홈네트워크로 구성이 원활하게 하고 홈네트워크 시스탬에 구성된 피제어장치 들을 통합하여 제어할 수 있는 기능을 가능하게 하며, 메인접점 L은 교류라인과 접속되고 출력 포인트는 La과 Lb 두접점을 교번하여 스위칭되며 3로스위치의 기능을 수행한다.

도 2를 참조하면, 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 누설전류 구동형 기능성 3로 1차측 스위치(200)는,

전등부 및 2차측 3로 스위치(300)와 연결되는 3로 1차측 스위치(200)로서,ㅣ

상기 전등부로부터 누설되는 교류전원을 공급받아 직류전원(Vcc)으로 변환하여 각 부의 구동전원을 공급하는 직류 전원부(201);

2차측 3로 스위치(300)의 접점 양단(La,Lb)에 접속하여 접점 상태를 확인하여 통보하여 주는 AC감시부(202);

상기 전등부(DS1)를 제어하기 위하여 상기 2차측 3로 스우치(300)를 온/오프하기 위한 전등 스위칭부(204);

외부 제어에 의해 작동하며 상기 AC감지부의 신호에 따라 상기 전등 스위치부(204)를 제어하여 3로스위치의 기능을 유지하여 주는 제어부(203);

상기 전등부를 수동으로 제어할 수 있고 터치제어신호를 상기 제어부(203)에 전달하는 터치 스위치부(205);

스마트기기의 무선 제어신호나 485통신과 같은 유선신호를 수신받아 제어부(203)에 전달하고, 제어 결과인 에크신호를 안테나 혹은 유선으로 송신하는 유무선 통신부(206)으로 구성된다.

상기 제어부(203)는 필요에 따라 유무선 통신부(206)에 포함되어 구성될 수 있다.

필요에 따라 정보를 표시하는 표시부(501)를 더 구비하고, 상기 제어부(203)는 필요에 따라 통합제어나 예약제어 전등의 제어 상태 등을 표시부(501)에 표시할 수 있다. 이러한 표시부(501)는 하기 실시예의 표시부(502, 503)와 동일한 동작을 수행한다.

이러한 구성을 가진 본 발명의 제1 실시예에 따른 누설전류 구동형 기능성 3로 스위치의 동작은 다음과 같다.

먼저, 상기 1차측 기능성 3로 스위치(200)의 제어부(203)는 전등부의 SW5의 스위칭이 a-b 상태인 경우, AC감시부(202)로부터 해당 상태를 전달받는다.

다음 제어부(203)는 A1에 신호를 인가하여 전등 스위칭부(204)의 트랜지스터(Q3)을 턴 온시킨다.

그러면 전등부의 램프인 DS1이 켜져 온(On)상태가 된다.

한편, 터치스위치부(205)의 제어가 오프가 선택되거나 혹은 원거리에 위치한 스마트기기의 제어가 전등 오프(Off)로 유무선통신부(206)를 통해 입력되면, 제어부(203)는 A1 신호를 차단한다.

그러면, 전등 스위칭부(204)의 트랜지스터(Q3)이 턴 오프 된다.

이때, 제어부(203)는 A2로 제어신호를 인가하여 전등스위칭부(204)의 트랜지스터(Q4)를 턴 온시킨다.

그러면, 전등부의 램프인 DS1이 오프된다.

이때, 제어부(203)는 전등스위칭부(204)의 트랜지스터(Q3) 혹은 트랜지스터(Q4)는 어느 한쪽이 항상 턴온상태를 유지하도록 하며, 이는 3로 스위치의 역할인 선택한 접점에 따라 1차, 2차 양쪽방향에서 제어가 가능해지기 때문이다.

또한, 전등부의 램프(DS1)의 오프 때에는 전등부의 램프에서 누설전류가 SW5의 a-b를 거쳐 Lb 라인에 인가되어 있으며, 직류 전원부(201)의 다이오드(D5)를 거쳐 SMPS에 전원이 공급되어 Vcc를 생성하게 된다.

그리고, 램프(DS1)의 온 때에는 전등 스위치부(204)의 트랜지스터(Q3)가 턴 온상태가 되고, 직류전원부(201)의 트랜지스터(Q8)도 같이 턴 온되며, 이에 따라 비교기에서는 전위차가 발생하게 되고 D10을 거쳐 Vcc를 생성 시키게 된다. 이때 SMPS는 전위차가 상실되고, 자동으로 작동이 중지되어 전등의 온 상태나 오프상태 모두 원활한 전원공급을 생성할 수 있게 된다.

상기 유무선통신부(206)는 유무선 제어가 가능하고 제어부(203)내에 메모리가 내장되어 있으며 메모리에 홈 네트워크 시스템의 제어코드를 저장하고 터치스위치부(205)의 제어에 위해 유무선 통신부(204)의위 안테나 혹은 유선으로 홈 네트워크 제어에 약정된 제어 코드를 출력하여 통합 제어가 가능하게 구성되며 예약제어 모드를 두어 퇴실시 약정해 놓은 피제어장치들을 터치스위치부(205)에서 한번에 제어할 수 있게 한다.

이러한 기능성 3로 스위치는 다양한 변형이 가능하며 이러한 변형예에 대하여 설명한다.

도 3는 본 발명의 제2 실시예에 따른 2차측 누설전류형 사물인터넷의 기능성 3로 스위치의 구성도 이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 누설전류 구동형 기능성 3로 2차측 스위치(300)로서, 도 1의 접점형 3로 스위치의 기본 스위칭 형태를 유지하고, 도 2의 1차측 누설전류형 기능성 3로스위치(200)와 연동하여 사용된다.

메인접점은 교류라인과 직접 접속되지 않고 La과 Lb 두 접점은 1차측 누설전류형 기능성 3로스위치(200)의 La과 Lb 라인의 두 접점과 접속하고, 반대 R라인은 전등부(301)에 접속하여 온(On)과 오프(Off)를 제어한다.

또한, La과 Lb 라인과 접속된 트랜지스터(Q1)과 트랜지스터(Q2)를 교번하여 스위칭하여 3로스위치의 기능을 수행하되 특히, 트랜지스터(Q1)과 트랜지스터(Q2)중 어느 하나는 턴 온(On)유지하여 3로 스위치의 기능을 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 2차측 누설전류형 기능성 3로스위치(300)는,

전등 및 1차측 3로 스위치와 연결되는 2차측 기능성 3로스위치(300)로서,

상기 전등으로 부터 누설되는 낮은 교류전원을 공급받아 직류전원(Vcc)으로 변환하여 각 부에 구동전원을 공급하는 직류 전원부(301);

상기 1차측 3로스위치의 접점 양단(La,Lb)에 접속하여 접점 상태를 확인하여 출력하는 AC감시부(302);

외부 제어에 의해 작동하며 상기 AC감지부의 신호에 따라 상기 전등 스위치부(304)를 제어하여 3로스위치의 기능을 유지하여 주고, 전등의 오프 제어시 상기 1차측 기능성 3로스위치(200)에 누설전류 공급을 선택제어하는 제어부(303);

상기 제어부(303)의 제어신호에 의하여 제어되는 전등 스위칭부(304);

상기 제어부(303)에 의해 제어되며 전등의 오프 제어시 트랜지스터(Q4)와 트랜지스터(Q5)를 선택제어하여 상기 1차측 기능성 3로스위치(200)에 누설전류를 공급하는 AC스위칭부1(305);

상기 전등부(301)를 수동으로 제어할 수 있고, 제어신호를 제어부에 전달하고, 기능들의 선택실행을 하는 메뉴기능을 포함한 터치 스위치부(306);

스마트기기의 무선 제어신호나 485통신과 같은 유선신호를 수신받아 상기 제어부(303)에 전달하여 상기 전등 스위칭부(304)를 제어하고, 제어 결과인 에크신호를 안테나 혹은 유선으로 외부의 스마트기기로 송신하는 유무선 통신부(307);

상기 AC감지부(302)의 교류전원의 변화에 따라 상기 제어부(303)에 의해 제어되며, 상기 La과 Lb 라인과 접속된 트랜지스터(Q1)과 트랜지스터(Q2)를 교번하여 스위칭하여 3로스위치의 기능을 수행하며, 상기 트랜지스터(Q1)과 트랜지스터(Q2)중 어느 하나는 턴 온(On)유지 하여 3로 스위치의 기능을 유지하여 주는 AC스위칭부2(308)를 포함한다.

이러한 구성을 가진 2차측 기능성 3로스위치(300)의 동작에 대해 설명한다.

먼저, 상기 1,2차 기능성 3로스위치의 작동을 도 2와 도 3의 도면을 전등의 온(On)제어로하여 설명한다.

1차측 누설전류형 기능성 3로스위치(200)의 교류인가 전원 L라인이 직류전원부(201)의 자동 턴 온상태인 트랜지스터(Q8)과 전등스위치부(204)의 트랜지스터(Q3)를 거쳐 Lb라인에 인가된 교류전원은 도 3의 2차측 기능성 3로스위치(300) Lb라인에 인가되어 전등은 턴 온상태가 된다.

이때, 도 3의 AC감시부(302)는 접속된 Lb라인이 교류인가 신호를 제어부(303)에 전달한다.

그러면 제어부(303)는 전등스위칭부(304)의 트랜지스터(Q3)와 AC스위칭부2(308)의 트랜지스터(Q1)를 턴 온시켜 R라인을 통해 램프를 턴 온시킨다.

그리고, 여기서 각 부의 작동전원은 직류전원부(301)의 트랜지스터(Q8)이 자동으로 턴 온되어 발생하는 전위차에 의해 얻어지게 되고, 이에 따라 각 부에 공급 전원인 Vcc를 인가하게 된다.

또한, 램프의 턴 오프 때에는 터치스위칭부(306)의 턴 오프제어 신호가 제어부(303)에 전달되면, 제어부(303)는 AC 스위칭부2(308)의 트랜지스터(Q1)과 전등스위칭부(304)의 트랜지스터(Q3)에 인가되어던 제어전원을 차단하여 램프를 턴 오프로 제어한다.

그리고 나서, 제어부(303)는 트랜지스터(Q2)에 제어전원을 인가하여 턴 온시켜 놓으므로써 1차측 기능성 3로스위치(200) 측의 제어에 대비하게 되며, 트랜지스터(Q1),트랜지스터(Q2)는 턴 온과 턴 오프를 항상 교번하여 제어되며 어느 한쪽은 턴 온상태를 유지 한다.

또한, AC스위칭부1(305)은 램프의 오프 제어시에만 작동하고 1차측 기능성 3로스위치(200)의 작동전원 공급을 위한 것이다.

AC감시부(302)에서 감지된 1차측 누설전류형 기능성 3로스위치(200)의 오픈된 SW4의 c접점(SW4의 La라인)에 접속한 트랜지스터(Q4)를 제어부(303)가 턴 온시켜 누설전류를 유기하여 주며, 1차측 누설전류형 기능성 3로스위치(200)의 전등스위칭부(204)의 La와 Lb중 턴 오프된 곳만 찾아서 트랜지스터(Q4)와 트랜지스터(Q5)를 교차하며 턴 온시키고, 램프가 켜져 있는 턴 온 대에는 트랜지스터(Q4)와 트랜지스터(Q5) 모두 작동이 중지된 상태로 턴 오프되도록 한다.

도 4은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원공급 직구형 통합제어용 1차측 기능성 3로 스위치의 구성도 이다.

도 4에 도시된 본 발명의 제 3실시예에 따른 전원공급 직구형 통합제어용 1차측 기능성 3로 스위치는 1차측과 2차측 모두 사용이 가능한 교류전원 직구형 3로 스위치이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 1차측과 2차측 모두 사용이 가능한 교류전원 직구형 3로 스위치(400)로서, 도 1의 접점형 3로 스위치의 기본 스위칭 형태를 유지한 본 발명의 표준 블록도 이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 1차측과 2차측 모두 사용이 가능한 교류전원 직구형 3로 스위치(400)는,

교류의 양선이 직접공급되는 직류전원을 발생시켜 각 부에 작동전원을 공급하는 직류 전원부(401);

접점 양단(La,Lb)에 접속하고 접점 상태를 확인하여 제어부(403)에 전달하는 AC전원 감지부(402);

상기 전등부의 온/오프 하는 전등 스위칭부(404);

외부 제어에 의해 작동하며 상기 AC전원 감지부(402)의 신호에 따라 상기 전등 스위치부(404)를 제어하여 3로스위치의 기능을 유지하여 주는 제어부(403);

기능설정 및 상기 전등부를 수동으로 제어할 수 있고, 터치에 의한 제어신호를 제어부에 전달하는 터치 스위치부(405);

스마트기기의 무선 제어신호나 485통신과 같은 유선신호를 수신받아 제어부(403)에 전달하여 상기 전등 스위칭부(404)를 제어하고, 제어 결과인 에크신호를 안테나 혹은 유선으로 송신하는 유무선 통신부(406)로 구성된다.

상기 교류전원 직구형 3로 스위치(400)은 3로 스위치의 1차측과 2차측 모두 같이 사용하는것이 바람직 하나 도 3의 2차측 누설전류형 기능성 3로스위치(300)와 도 2의 1차측 누설전류형 기능성 3로스위치(200) 어느쪽과도 연동하여 사용할 수 있는 것이 특징이다. 그리고 필요에 따라서는 2차측 스위치가 연결 되지 않아도 단독으로 통합 제어기능을 수행 할 수도 있다.

제어부(403)는 상기 유무선 통신부에 내장되어 있으며 내부에 메모리를 포함하고 있다.

상기 유무선통신부(206,307,406)는 유무선 제어가 가능하고 제어부(203,303,403)내에 메모리가 내장되어 있으며, 메모리에 홈 네트워크 시스템의 통합 제어코드를 저장하고 터치스위치부(205,306,405)의 제어에 위해 유무선 통신부(204307,406)의 안테나 혹은 유선으로 홈 네트워크 제어에 약정된 제어 코드를 출력하여 통합 제어가 가능하게 구성된다.

그리고 예약제어 모드를 두어 퇴실시 혹은 입실시에 약정해 놓은 피제어장치 들를 터치스위치부(205,306,406)에서 한번에 제어할 수 있으며, 통합제어에 필요한 홈 네트워크 시스템의 통합 제어코드는 상기 제어부(203,303,403)에 각각 내장되어 있는 메모리에 저장되어 있어 기능형 3로 스위치가 설치된 장소 어디서나 통합제어가 가능하다.

필요에 따라서는 상기 터치스위치부(205,306,405)에 기능선택 버튼을 구비하여 통합제어 장소를 설정할 수도 있다.

Claims (10)

1. 전등부 및 2차측 3로 스위치(300)와 연결되고, 1차측에 위치하는 3로 스위치(200)로서,
   상기 전등부로부터 누설되는 교류전원을 공급받아 직류전원(Vcc)으로 변환하여 각 부의 구동전원을 공급하는 직류 전원부(201);
   2차측 3로 스위치(300)의 접점 양단(La,Lb)에 접속하여 접점 상태를 확인하여 통보하여 주는 AC감지부(202);
   상기 전등부(DS1)를 제어하기 위하여 상기 2차측 3로 스우치(300)를 온/오프하기 위한 전등 스위칭부(204);
   외부 제어에 의해 작동하며 상기 AC감지부의 신호에 따라 상기 전등 스위칭부(204)를 제어하여 3로스위치의 기능을 유지하여 주는 제어부(203);
   상기 전등부를 수동으로 제어할 수 있고 터치제어신호를 상기 제어부에 전달하는 터치 스위치부(205);
   스마트기기의 무선 제어신호나 485통신과 같은 유선신호를 수신받아 제어부(203)에 전달하고, 제어 결과인 에크신호를 안테나 혹은 유선으로 송신하는 유무선 통신부(206)를 포함하고,
   상기 유무선통신부(206)는 유무선 제어가 가능하고, 상기 제어부(203)내에 메모리가 내장되어 있으며, 상기 메모리에 홈 네트워크 시스템의 통합 제어코드를 저장하고, 상기 터치스위치부(205)의 제어에 위해 상기 유무선 통신부(206)의 안테나 혹은 유선으로 홈 네트워크 제어에 약정된 제어 코드를 출력하여 통합 제어를 하는 것을 특징으로 하고,
   상기 제어부(203)는 유무선 통신부(206)에 포함되고,
   메인접점 L은 교류라인과 접속되고, 상기 제어부(203)는 출력 포인트 La과 Lb 두접점을 교번하여 스위칭하는 것을 특징으로 하며,
   상기 제어부(203)는 상기 전등부의 스위치(SW5)의 스위칭이 a-b 상태인 경우, 트랜지스터(Q3)을 턴 온시켜 상기 전등부의 램프를 온(On)시키고,
   상기 터치스위치부(205)가 오프로 선택되거나 혹은 원거리에 위치한 스마트기기의 제어가 전등 오프(Off)로 상기 유무선통신부(206)를 통해 입력되면, 상기 제어부(203)는 트랜지스터(Q3)를 턴 오프시키고, 트랜지스터(Q4)를 턴 온시켜 상기 전등부의 램프를 오프시키며,
   상기 전등부의 램프(DS1)의 오프 때에는 상기 전등부의 램프에서 누설전류가 스위치(SW5)의 a-b를 거쳐 Lb 라인에 인가되어 있으며, 상기 직류 전원부(201)의 다이오드(D5)를 거쳐 SMPS에 전원이 공급되어 전원(Vcc)를 생성하는 것을 특징으로 하고,
   상기 램프(DS1)의 온 때에는 상기 전등 스위칭부(204)의 트랜지스터(Q3)가 턴 온상태가 되고, 상기 직류전원부(201)의 트랜지스터(Q8)도 같이 턴 온되며, 이에 따라 비교기에서는 전위차가 발생하게 되고 다이오드(D10)를 거쳐 전원(Vcc)를 생성 시키는 것을 특징으로 하는
   기능성 3로 스위치.
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5. 전등부 및 1차측 기능성 3로 스위치(200)와 연결되는 2차측 기능성 3로스위치(300)로서,
   상기 전등부로 부터 누설되는 낮은 교류전원을 공급받아 직류전원(Vcc)으로 변환하여 각 부에 구동전원을 공급하는 직류 전원부(301);
   상기 1차측 기능성 3로스위치의 접점 양단(La,Lb)에 접속하여 접점 상태를 확인하여 출력하는 AC감지부(302);
   외부 제어에 의해 작동하며 상기 AC감지부의 신호에 따라 전등 스위칭부(304)를 제어하여 3로스위치의 기능을 유지하여 주고, 전등의 오프 제어시 상기 1차측 기능성 3로스위치(200)에 누설전류 공급을 선택제어하는 제어부(303);
   상기 제어부(303)의 제어신호에 의하여 제어되는 전등 스위칭부(304);
   상기 제어부(303)에 의해 제어되며 전등의 오프 제어시 트랜지스터(Q4)와 트랜지스터(Q5)를 선택제어하여 상기 1차측 기능성 3로스위치(200)에 누설전류를 공급하는 AC스위칭부1(305);
   상기 전등부를 수동으로 제어할 수 있고, 제어신호를 제어부에 전달하고, 기능들의 선택실행을 하는 메뉴기능을 포함한 터치 스위치부(306);
   스마트기기의 무선 제어신호나 485통신과 같은 유선신호를 수신받아 상기 제어부(303)에 전달하여 상기 전등 스위칭부(304)를 제어하고, 제어 결과인 에크신호를 안테나 혹은 유선으로 외부의 스마트기기로 송신하는 유무선 통신부(307);
   상기 AC감지부(302)의 교류전원의 변화에 따라 상기 제어부(303)에 의해 제어되며, 상기 La과 Lb 라인과 접속된 트랜지스터(Q1)과 트랜지스터(Q2)를 교번하여 스위칭하여 3로스위치의 기능을 수행하며, 상기 트랜지스터(Q1)과 트랜지스터(Q2)중 어느 하나는 턴 온(On)유지 하여 3로 스위치의 기능을 유지하여 주는 AC스위칭부2(308)를 포함하고,
   상기 유무선통신부(307)는 유무선 제어가 가능하고, 상기 제어부(303)내에 메모리가 내장되어 있으며, 상기 메모리에 홈 네트워크 시스템의 통합 제어코드를 저장하고, 상기 터치스위치부(306)의 제어에 위해 상기 유무선 통신부(307)의 안테나 혹은 유선으로 홈 네트워크 제어에 약정된 제어 코드를 출력하여 통합 제어를 하는 것을 특징으로 하고,
   상기 제어부(303)는 La과 Lb 라인과 접속된 트랜지스터(Q1)과 트랜지스터(Q2)를 교번하여 스위칭하여 3로스위치의 기능을 수행하는 것을 특징으로 하고,
   
   상기 전등부의 램프 턴 오프 때에는 상기 터치스위치부(306)의 턴 오프제어 신호가 제어부(303)에 전달되면, 상기 제어부(303)는 상기 AC 스위칭부2(308)의 트랜지스터(Q1)과 상기 전등 스위칭부(304)의 트랜지스터(Q3)에 인가되었던 제어전원을 차단하여 상기 전등부의 램프를 턴 오프로 제어하고,
   상기 제어부(303)는 트랜지스터(Q2)에 제어전원을 인가하여 턴 온시켜 놓으므로써 1차측 기능성 3로스위치(200) 측의 제어에 대비하게 되며, 트랜지스터(Q1),트랜지스터(Q2)는 턴 온과 턴 오프를 항상 교번하여 제어되고,
   상기 AC감지부(302)에서 감지된 1차측 누설전류형 기능성 3로스위치(200)의 오픈된 스위치(SW4)의 c접점(SW4의 La라인)에 접속한 트랜지스터(Q4)를 상기 제어부(303)가 턴 온시켜 누설전류를 유기하여 주며, 1차측 누설전류형 기능성 3로스위치(200)의 전등스위칭부(204)의 La와 Lb중 턴 오프된 곳만 찾아서 트랜지스터(Q4)와 트랜지스터(Q5)를 교차하며 턴 온시키고, 램프가 켜져 있는 턴 온 때에는 트랜지스터(Q4)와 트랜지스터(Q5) 모두 작동이 중지된 상태로 턴 오프되도록 하는 것을 특징으로 하는
   기능성 3로 스위치.
   
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