KR101713827B1 - 전계 및 자계 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전계 및 자계 제거 장치에 있어서, 특히 부하에 전원을 인가할 때 발생되는 전계와 자계를 모두 감쇄시킬 수 있는 전계 및 자계 제거 장치에 관한 것으로, 전자계 노이즈 및 자계를 제거한 직류전원을 부하에 공급하는 전원공급부와, 상기 전원공급부에서 기준 치를 초과하는 전계가 감지되는 경우에, 상기 전원공급부에서 감지된 전계를 감쇄시키는 전계감쇄부와, 상기 전원공급부를 통한 전원 공급과 상기 전계감쇄부를 통한 전계 감쇄를 제어하는 제어부로 구성되어, 교류전원을 사용하면서 입력전원단 및 부하단에서 발생되는 전계와 자계를 모두 감쇄시킬 수 있는 발명이다.

Description

전계 및 자계 제거 장치{Apparatus for removing electric and magnetic field}

본 발명은 전계 및 자계 제거 장치에 관한 것으로, 특히 부하에 전원을 인가할 때 발생되는 전계와 자계를 모두 감쇄시킬 수 있는 전계 및 자계 제거 장치에 관한 것이다.

교류 전력 방식은 전계와 자계를 모두 방출한다. 즉, 전열기의 열원으로 사용되는 발열선은 사용 중에 저항치가 불안정하게 되어 자장이 크게 증가하며, 그로 인해 인체에 유해한 전자파를 다량으로 발생시킨다.

이를 해결하기 위해 직류전원을 사용하는 제품들이 출시되고 있으나, 직류전원의 특성상 낮은 전압으로 전열기에서 요구하는 출력을 내기 위해서는 낮은 저항 값을 가지는 발열체를 개발해야 하기 때문에 그 또한 구현에 어려움이 따른다.

한편, 교류전원을 사용함에 따라 발생되는 전자파를 차단하기 위해서 차폐용 내피 또는 외피를 사용할 경우에는 제품의 두께가 두꺼워지고 무거워지는 단점이 있다. 또한, 교류전원을 사용할 경우에는 큰 전기용량이 필요하기 때문에 전원장치의 크기나 무게가 증가하여 사용이 불편해지는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 점들을 감안하여 안출한 것으로, 특히 교류전원을 그대로 사용하면서도 부하에 전원을 인가할 때 입력전원단 및 부하단에서 발생되는 전계와 자계를 모두 감쇄시킬 수 있는 전계 및 자계 제거 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 교류전원을 통해 발생하는 전계를 제거하고, 또한 간단한 구조 변경으로 직류를 공급하여 자계까지 제거해줄 수 있는 전계 및 자계 제거 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전계 및 자계 제거 장치의 특징은, 전원을 부하에 공급하는 전원공급부와, 상기 전원공급부에서 기준 치를 초과하는 전계가 감지되는 경우에, 상기 전원공급부에서 감지된 전계를 감쇄시키는 전계감쇄부와, 상기 전원공급부를 통한 전원 공급과 상기 전계감쇄부를 통한 전계 감쇄를 제어하는 제어부로 구성되는 것이다.

바람직하게, 상기 전원공급부는 전자계 노이즈 및 자계를 제거한 직류전원을 상기 부하에 공급할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 전원공급부는 입력전원으로부터 상기 전자계 노이즈를 제거하는 EMI 필터와, 상기 EMI 필터의 출력을 직류전원으로 변환하여 자계가 제거된 직류전원을 상기 부하에 인가하는 직류공급부를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 전계감쇄부는, 상기 전원공급부에서 전계를 감지하는 센서부와, 상기 부하에 연결되어 상기 센서부에 의해 감지된 전계를 포집하는 안테나를 포함할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 제어부는 상기 전원공급부의 부하단에서 기준 치를 초과하는 전계가 감지되는 경우에, 상기 부하와 상기 안테나의 연결을 유지하고, 상기 전원공급부의 부하단에서 기준 치를 초과하지 않는 전계가 감지되는 경우에, 상기 부하와 상기 안테나의 연결을 끊을 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 제어부는 상기 전원공급부의 입력전원단에서 기준 치를 초과하는 전계가 감지되는 경우에, 상기 부하와 상기 안테나의 연결을 끊고, 상기 전원공급부의 입력전원단에서 기준 치를 초과하지 않는 전계가 감지되는 경우에, 상기 부하와 상기 안테나의 연결을 유지할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 전계감쇄부는 상기 안테나에 의해 포집된 전계를 방출하여 제거하는 접지제공부를 더 포함할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 안테나는 전자기 유도를 발생시켜 상기 전계를 포집하는 루프안테나일 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 센서부는 PLC(Programable Logic Controller)나 Micom(Micro computer) 센서를 포함할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 전계감쇄부는 상기 센서부의 측정 결과 또는 감지 결과를 연산한 값이 상기 기준 치를 초과하는 경우에, 상기 센서부에서 발생되는 전기신호로 점등되는 조명소자를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 센서부에서 발생되는 전기신호를 증폭하여 상기 조명소자 또는 상기 제어부로 인가하는 증폭기를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 다음의 효과가 있다.

첫 째, 교류전원을 사용하면서 입력전원단 및 부하단에서 발생되는 전계와 자계를 모두 감쇄시킬 수 있으므로, 인체에 유해한 전자파 발생이 없다.

둘 째, 전자파 발생 우려가 있는 교류전원을 그대로 사용하면서도 입력전원단 및 부하단에서 발생되는 전계와 자계를 모두 제거할 수 있으므로, 전자파를 차단하기 위해 추가적으로 사용되는 차폐용 내피 또는 외피가 요구되지 않는다. 그로 인해 제품의 두께 증가나 무게 증가가 없다는 효과가 있다.

셋 째, 교류전원을 통해 발생하는 전계를 제거할 수 있고, 또한 제품 구성의 최소한 변경으로 직류를 공급하여 자계까지 근원적으로 제거해줄 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전계 및 자계 제거 장치의 전체 구성을 도시한 블록다이어그램이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전계 및 자계 제거 장치에서 전원공급부의 구성을 도시한 블록다이어그램이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전계 및 자계 제거 장치에서 전계감쇄부의 구성을 도시한 블록다이어그램이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전계 및 자계 제거 장치에 대해 상세히 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.

아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전계 및 자계 제거 장치의 전체 구성을 도시한 블록다이어그램이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전계 및 자계 제거 장치에서 전원공급부의 구성을 도시한 블록다이어그램이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전계 및 자계 제거 장치에서 전계감쇄부의 구성을 도시한 블록다이어그램이다.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 장치는 전원공급부(10)와 전계감쇄부(20)와 제어부(30)로 구성된다.

전원공급부(10)는 전원을 부하에 공급한다. 여기서, 부하에 공급되는 전원은 교류전원 또는 직류전원일 수 있다.

일 예로, 전원공급부(10)는 입력전원으로부터 전자계 노이즈 및 자계를 제거한 직류전원을 부하에 공급한다. 여기서, 전자계 노이즈는 CE(Conducted Emission) 또는 CN(Conducted Noise)일 수 있다. 또한, 부하는 금속와이어나 탄소나노와이어를 포함하는 열선 등의 발열체일 수 있으며, 부하를 그들로만 한정하지는 않는다.

따라서, 전원공급부(10)는 입력전원으로부터 전자계 노이즈를 제거하는 EMI 필터(11)와, EMI 필터(11)의 출력을 직류전원으로 변환하여 자계가 제거된 직류전원을 부하에 인가하는 직류공급부(12)를 포함할 수 있다. 여기서, 직류공급부(12)는 SMPS(Switching Mode Power Supply)인 것이 바람직하다.

한편, 전원공급부(10)는 입력전원을 직류전원으로 변환하기 위한 정류회로와, 정류회로의 출력에서 교류성분을 제거하여 직류성분만을 출력하는 평활회로를 더 포함할 수 있다.

전계감쇄부(20)는 전원공급부(10)에서 기준 치를 초과하는 전계가 감지되는 경우에, 전원공급부(10)에서 감지된 전계를 감쇄시킨다.

전계감쇄부(20)는 전원공급부(10)에서 전계를 감지하는 센서부(21)와 부하에 연결되어 센서부(21)에 의해 감지된 전계를 포집하는 안테나(22)를 포함한다.

센서부(21)는 입력전원 또는 부하에서 전도성 노이즈를 측정하거나 전자파를 감지할 수 있는 것으로, PLC(Programable Logic Controller)나 Micom(Micro computer) 센서를 포함할 수 있다.

센서부에(21)에 의해 감지된 전계는 다른 구성요소들의 구동을 위해 사용될 수 있는데, 특히 센서부(21)의 전계 감지 결과를 연산한 값이 기준 치를 초과하여 충분한 전기신호로 사용이 가능한 경우에, 그로 인해 센서부(22)에서 발생되는 전기신호를 추가되는 구성요소에 인가할 수 있다.

일 예로, 센서부(22)에서 발생하는 전기신호로 점등되는 LED 또는 네온 등의 조명소자를 포함할 수 있다.

또한, 센서부(22)에서 발생하는 전기신호를 증폭하여 추가되는 구성요소들에 인가할 수 있는데, 이를 위한 증폭기를 구비할 수 있다. 따라서, 증폭기는 센서부(22)에서 발생하는 전기신호를 증폭하여 조명소자에 인가할 수 있으며, 제어부(30)와 같은 구성요소에도 증폭된 전기신호를 인가할 수 있다.

안테나(22)는 전자기 유도를 발생시켜 전계를 포집하는 루프안테나일 수 있다. 또한, 안테나(22)는 탄소섬유같은 전도성섬유, 금속포일, 금속사, 금속판 등일 수도 있다. 또한, 안테나로서 사용되는 금속 재질로는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 황동(Brass), 스테인레스스틸, 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 백동, 니켈 중에 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.

전원공급부(10)와 전계감쇄부(20)는 입력전원과 부하에 대해 병렬 연결된다.

제어부(30)는 전원공급부(10)를 통한 전원 공급과 전계감쇄부(20)를 통한 전계 감쇄를 제어한다.

특히, 전계감쇄부(20)를 통한 전계 감쇄 제어는 부하와 안테나(22) 간의 연결에 대한 스위칭 제어를 통해 이루어질 수 있다.

제어부(30)에 의한 스위칭 제어의 일 예로, 제어부(30)는 전원공급부(10)의 부하단에서 기준 치를 초과하는 전계가 감지되는 경우에, 부하와 안테나(22)의 연결을 유지하고, 반면에 전원공급부(10)의 부하단에서 기준 치를 초과하지 않는 전계가 감지되는 경우에는 부하와 안테나(22)의 연결을 끊는다.

제어부(30)에 의한 스위칭 제어의 다른 예로, 제어부(30)는 전원공급부(10)의 입력전원단에서 기준 치를 초과하는 전계가 감지되는 경우에, 부하와 안테나(22)의 연결을 끊고, 반면에 전원공급부(10)의 입력전원단에서 기준 치를 초과하지 않는 전계가 감지되는 경우에는 부하와 안테나(22)의 연결을 유지할 수 있다.

추가 예로써, 본 발명의 장치는 안테나(22)에 의해 포집된 전계를 방출하여 제거하는 접지제공부(23)를 더 포함할 수 있다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다.

그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 전원공급부
11: EMI필터
12: 직류공급부
20: 전계감쇄부
21: 센서부
22: 안테나
30: 제어부

Claims (11)

1. 전원을 부하에 공급하는 전원공급부;
   상기 전원공급부에서 기준 치를 초과하는 전계가 감지되는 경우에, 상기 전원공급부에서 감지된 전계를 감쇄시키는 전계감쇄부; 그리고
   상기 전원공급부를 통한 전원 공급과 상기 전계감쇄부를 통한 전계 감쇄를 제어하는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하고,
   상기 전원공급부는,
   교류전원인 입력전원으로부터 전자계 노이즈를 제거하는 EMI 필터와,
   상기 EMI 필터의 출력을 직류전원으로 변환하여 자계가 제거된 직류전원을 상기 부하에 인가하는 직류공급부를 포함하고,
   상기 전계감쇄부는,
   상기 전원공급부에서 전계를 감지하는 센서부와,
   상기 부하에 연결되어 상기 센서부에 의해 감지된 전계를 포집하는 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 전원공급부와 전계감쇄부는 상기 입력전원과 상기 부하에 대해 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 전계 및 자계 제거 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 전원공급부의 부하단에서 기준 치를 초과하는 전계가 감지되는 경우에, 상기 부하와 상기 안테나의 연결을 유지하고,
   상기 전원공급부의 부하단에서 기준 치를 초과하지 않는 전계가 감지되는 경우에, 상기 부하와 상기 안테나의 연결을 끊는 것을 특징으로 하는 전계 및 자계 제거 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 전원공급부의 입력전원단에서 기준 치를 초과하는 전계가 감지되는 경우에, 상기 부하와 상기 안테나의 연결을 끊고,
   상기 전원공급부의 입력전원단에서 기준 치를 초과하지 않는 전계가 감지되는 경우에, 상기 부하와 상기 안테나의 연결을 유지하는 것을 특징으로 하는 전계 및 자계 제거 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 전계감쇄부는,
   상기 안테나에 의해 포집된 전계를 방출하여 제거하는 접지제공부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 및 자계 제거 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 안테나는,
   전자기 유도를 발생시켜 상기 전계를 포집하는 루프안테나인 것을 특징으로 하는 전계 및 자계 제거 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 센서부는 PLC(Programable Logic Controller)나 Micom(Micro computer) 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 및 자계 제거 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 전계감쇄부는,
    상기 센서부의 측정 결과 또는 감지 결과를 연산한 값이 상기 기준 치를 초과하는 경우에, 상기 센서부에서 발생되는 전기신호로 점등되는 조명소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 및 자계 제거 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 센서부에서 발생되는 전기신호를 증폭하여 상기 조명소자 또는 상기 제어부로 인가하는 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 및 자계 제거 장치.

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