KR101810371B1 - 비상전원 자동 절체장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비상전원 자동 절체장치에 관한 것으로서, 상용등을 비롯한 상용전원이 요구되는 곳에 전원을 공급하고 상용전원의 차단을 위한 회로차단기가 연결 구비되는 상용전원선과, 상기 상용전원선을 통해 상용등을 비롯한 필요처로 상용전원을 공급하는 중에 정전이 발생되는 경우 비상전원을 비상부하 측에 즉시 공급하도록 자동 절체하기 위한 비상전원 절체부를 포함하는 비상전원 자동 절체장치에 있어서, 상기 비상전원 절체부는, 비상발전기로부터 인가되는 비상전원이 입력단자에 연결되어 공급 및 출력단자을 통해 비상부하 측과 연결하되 스위치를 사용하지 않고 비상등을 직접 점등시킬 수 있도록 다이렉트 연결선이 연결 구비되고, 비상전원의 차단을 위한 회로차단기가 비상전원선에 연결 구비되는 구성이며; 상용전원의 공급시 상용전원에 대한 공급상태를 검출 및 신호처리를 통해 비상전원으로의 자동 절체를 판단함과 더불어 실행 및 장치의 전반적인 제어기능을 담당하기 위한 마이크로컨트롤유닛; 비상전원으로 수동 절체하기 위한 기능스위치와 상용전원과 비상전원의 전등 테스를 위한 테스트스위치 및 상용전원으로 수동 절체하기 위한 기능스위치를 포함하는 기능스위치부;를 포함하며, 상용전원선을 통해 공급되는 상용전원의 공급상태를 체크하기 위한 것으로서, 상용전원선 각각에 제1저항과 제2저항을 접속하여 그 양단에 흐르는 전압을 바이어스분으로 사용하고 이들 각각에 제1무접점제어소자와 제2무접점제어소자를 직렬 연결하여 마이크로컨트롤유닛 측으로 상용전원의 공급상태에 대한 신호를 보내는 상용전원상태확인부; 마이크로컨트롤유닛으로부터 제어신호를 받도록 연결 구비되고, 정전에 의해 상용전원선을 통해 입력되는 신호가 없을 시 비상전원의 즉시 공급을 위한 절체 기능을 담당하는 제1스위칭부; 마이크로컨트롤유닛으로부터 제어신호를 받도록 연결 구비되고, 외부에서 원격제어신호 입력시 상용등에 대한 일괄 점소등 처리 또는 홈오토메이션시스템의 스위칭제어 기능을 담당하는 제2스위칭부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 정전 등에 의한 비상전원 동작으로의 자동 절체시 그 절체 동작에 대한 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있는 비상전원 자동 절체장치를 제공할 수 있다.

Description

비상전원 자동 절체장치{AUTOMATIC EMERGENCY POWER SWITCHING DEVICE}
본 발명은 상용전원을 사용하다가 정전 등이 발생되는 경우 즉시 비상전원이 부하 측에 공급되도록 자동으로 절체하는데 사용되는 비상전원 자동 절체장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비상전원의 사용을 위한 자동 절체에 따른 동작의 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있도록 한 비상전원 자동 절체장치에 관한 것이다.
일반적으로 세대 분전반은 아파트, 빌라, 단독주택, 공공건물, 오피스텔 등과 같은 집합건물에서 단위세대별로 설치되어 있으며, 외부로부터 공급되는 상용전원을 공급받아 각 전기부하로 전원을 분산 공급하여 누전 또는 과부하 발생 시 전원공급을 차단하여 화재발생이나 전기부하의 파손을 방지하는 역할을 한다.
이와 같은 세대 분전반은 메인 입력단자를 통하여 외부에서 인입되는 상용전원을 각 전기 부하로 공급하기 위해 메인 입력단자에 연결시킨 메인 회로차단기와 상기 메인 회로차단기를 통과한 전원을 각각 전기부하에 분산 연결시킨 보조 회로차단기를 포함하는 구성을 갖는다.
아파트나 타운하우스와 같은 집합건물에서는 상용전원이 차단되는 경우 각 세대로 비상전원을 공급하여 비상등을 점등할 수 있도록 하고 있으며, 특히 오피스텔의 경우에는 소방법에 의해 상용전원이 차단되었을 경우 비상전원을 반드시 공급하여 비상등을 점등하도록 하고 있다.
상기 상용전원은 송전라인을 통해 건물 내로 인입되어 각 세대로 공급되는 교류전원을 나타내고, 비상전원은 상용전원의 공급이 차단된 경우 자가발전설비나 축전지설비 등의 비상전원설비에 의해 공급되는 전원을 나타낸다.
통상 세대 분전반에는 과부하 과전류 보호를 위한 배선용 차단기(MCCB)나 누전 및 과부하 과전류 보호를 위한 누전차단기(ELCB) 등이 전원회로용 차단기로 설치되어 사용되고 있는데, 단상의 경우 2개의 입력단과 출력단을 가지며, 3상 380V의 경우 R, S, T 상의 3 입력단 및 3 출력단을 갖는다. 또한 중성선을 포함하는 경우에는 R, S, T, N 상으로서 4 입력단 및 4 출력단을 갖는다.
이때, 배선용 차단기와 누전차단기는 전기설계기준에 의거하여 세대의 메인 차단기와 분기 차단기로 기능하도록 구성하여 사용하고 있는데, 종래에는 공동주택 또는 오피스텔 등에 설치되는 비상부하에 상용시와 비상용의 겸용으로 전기회로를 구성 및 전원을 공급하는 것이 불가능하여 상용전원은 세대 분전반의 차단기를 통하여 상용부하에만 공급을 하고, 비상전원은 단위세대 비상등에 세대간 병렬식의 별도 비상전원을 공급하여 비상용에만 전원이 공급되도록 사용됨에 따라, 상용전원으로 비상등을 사용하지 못하고 비상전원만을 투입하여 사용하였으며, 상용등을 별도로 구비하여 사용하므로 평상시 비상등의 활용성이 없어지게 된다.
또한, 비상용 공동주택 또는 오피스텔의 비상등(정전등)은 세대간 차단기가 없는 비상전용 2회선 병렬 전원회로 구성되어 공동주택의 전체가 정전이 되고, 한개의 세대에서 화재가 발생할 경우 비상전원이 비상등에 별도 투입되더라도 비상등 또는 비상등 회로에서 화재로 인한 전원 쇼트가 발생할 경우에는 세대간 비상등 병렬접속으로 인하여 회로의 차단없이 전회로의 전원이 쇼트가 되므로 비상전력의 공급이 불가능하게 되는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 국내공개특허공보 제10-2005-0055183호에서는 상용전원이 공급되는 동안에 릴레이를 구동시켜 상용전원을 선택하도록 하고 있고, 상용전원이 차단될 때 릴레이의 구동이 정지되어 비상전원을 선택하도록 하고 있다. 하지만 상기 선행기술은 상용전원이 공급되는 동안에 릴레이가 계속해서 전류를 소모하여 구동하게 되므로 릴레이가 과열되어 파손 또는 오동작하거나 릴레이의 지속적인 구동으로 인해 전류소모가 많아지는 문제가 있다.
또한, 공동주택에서는 외출시 세대 내에 설치된 등기구를 한꺼번에 소등하기 위해 일괄 점멸 스위치가 설치되어 있으며, 이를 위해 세대 분전반에 설치된 하나의 보조 회로차단기를 통해 모든 등기구에 전원이 공급되도록 하고 있는데, 이때 모든 등기구를 하나의 스위치에 의해 점등 및 소등하도록 하고 있으므로 하나의 스위치에 과부하가 걸리게 되어 스위치가 파손되는 문제가 있었다.
또한 최근에는 외출시 외부에서 원격제어에 의해 등기구를 점등하거나 소등 가능하도록 하는 홈오토메이션 시스템이 적용되고 있다.
한편, 국내등록특허 제10-0709005호에서는 상용전원이 공급될 때 상용전원을 절체하기 위한 릴레이에 전류소모가 되지 않도록 하여 릴레이의 파손이나 과열을 방지하기 위한 비상전원 자동 절체장치를 개시하고 있는데, 발전기로부터 단위세대로 공급되는 비상전원을 인입하기 위한 비상전원 입력단자와, 상기 비상전원 입력단자에 연결되어 누전 및 과전류가 흐를 시 비상전원 공급을 차단하는 서키트브레이커와, 단위세대 계량기 및 분전반을 통해 인입되는 상용전원을 인입하기 위한 상용전원 입력단자와, 상기 서키트브레이커의 후단에 연결되어 상기 비상전원 입력단자로부터 공급되는 비상전원을 분압하여 전압을 다운시켜 출력하는 제1 전압조절부와, 상기 상용전원 입력단자로부터 입력되는 상용전원을 검출하는 상용전원 검출부와, 상기 제1 전압조절부로부터 입력되는 비상전원을 전파정류하여 직류전압으로 출력하는 제1 정류부와, 상기 제1 정류부로부터 출력된 직류전압을 다운시켜 출력하는 직류전압조절부와, 세대 내에 설치된 전등을 일괄 점,소등하기 위한 일괄점멸 스위치와, 상기 직류전압 조절부로부터 공급되는 전원을 공급받아 상기 상용전원검출부로부터 상용전원의 차단상태가 감지될 시 비상전원을 공급하기 위한 비상전원 절체를 위한 릴레이 구동신호를 출력하고 상기 일괄점멸 스위치의 온,오프에 따라 일괄 점,소등을 위한 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 비상전원이 공급될 시 상기 제어부의 제어에 의해 비상전원절체를 위한 릴레이 구동신호를 출력하는 제1 릴레이 구동부와, 상기 제1 릴레이 구동부로부터 릴레이 구동신호가 인가되지 않고 전류의 소모없이 상용전원 입력단자로 입력되는 상용전원을 공급하고 있다가 상용전원이 공급되지 않을 시 상기 릴레이 구동부의 릴레이 구동신호에 의해 비상전원을 공급하도록 절체하는 제1 릴레이와, 상기 제어부의 일괄소등을 위한 제어신호를 받아 릴레이 구동신호를 출력하는 제2 릴레이 구동부와, 상기 제2 릴레이 구동부의 릴레이 구동신호에 의해 상기 상용전원의 공급하거나 차단하여 전등을 점,소등하는 제2 릴레이와, 상기 상용전원 입력단자를 통해 입력되는 상용전원을 공급받아 분압하여 소정레벨로 전압강하시키는 제2 전압조절부와, 상기 제2 전압조절부로부터 조절된 상용전원을 전파정류하여 직류전압을 상기 직류전압 조절부로 출력하는 제2 정류부를 포함하는 구성을 제안하고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2005-0055183호 대한민국 등록특허공보 제10-0709005호
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 정전 등에 의한 비상전원 동작으로의 자동 절체시 그 절체 동작에 대한 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있도록 한 비상전원 자동 절체장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 정전 등으로 상용전원 공급이 차단되는 경우 이를 정확하고 신속하게 감지하여 비상등이나 보일러 및 홈오토메이션 등 중요 부하에 자동으로 전원 공급이 이루어질 수 있게 하고, 상용전원 공급 차단의 문제가 해결되면 다시 상용전원을 안정적으로 공급할 수 있도록 한 비상전원 자동 절체장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비상전원 자동 절체장치는, 상용등(3)을 비롯한 상용전원이 요구되는 곳에 전원을 공급하고 상용전원의 차단을 위한 회로차단기(2)가 연결 구비되는 상용전원선(1)과, 상기 상용전원선(1)을 통해 상용등(3)을 비롯한 필요처로 상용전원을 공급하는 중에 정전이 발생되는 경우 비상전원을 비상부하(30) 측에 즉시 공급하도록 자동 절체하기 위한 비상전원 절체부(20)를 포함하는 비상전원 자동 절체장치에 있어서, 상기 비상전원 절체부(20)는, 비상발전기로부터 인가되는 비상전원이 입력단자(I1)(I2)에 연결되어 공급 및 출력단자(O1)(O2)(O3)을 통해 비상부하(30) 측과 연결하되 스위치(S1)를 사용하지 않고 비상등을 직접 점등시킬 수 있도록 다이렉트 연결선(31)이 연결 구비되고, 비상전원의 차단을 위한 회로차단기(21)가 비상전원선에 연결 구비되는 구성이며; 상용전원의 공급시 상용전원에 대한 공급상태를 검출 및 신호처리를 통해 비상전원으로의 자동 절체를 판단함과 더불어 실행 및 장치의 전반적인 제어기능을 담당하기 위한 마이크로컨트롤유닛(22); 외부에서 원격 제어를 통해 상용등(3)의 일괄 점등이나 소등이 가능하도록 지원함은 물론 세대 내 홈오토메이션시스템의 사용을 위한 데이터통신을 가능하게 하는 통신부(23); 비상전원으로 수동 절체하기 위한 기능스위치와 상용전원과 비상전원의 전등 테스를 위한 테스트스위치 및 상용전원으로 수동 절체하기 위한 기능스위치를 포함하는 기능스위치부(24); 장치의 상용전원 또는 비상전원에 대한 사용상태를 표시하는 전원상태표시부(25);를 포함하며, 상용전원선(1)을 통해 공급되는 상용전원의 공급상태를 체크하기 위한 것으로서, 상용전원선(1) 각각에 제1저항(R1)과 제2저항(R2)을 접속하여 그 양단에 흐르는 전압을 체크하고 이들 각각에 제1무접점제어소자(SC1)와 제2무접점제어소자(SC2)를 직렬 연결하여 마이크로컨트롤유닛(22) 측으로 상용전원의 공급상태에 대한 상태변화를 검출하여 출력하는 상용전원상태확인부(42); 마이크로컨트롤유닛(22)으로부터 제어신호를 받도록 연결 구비되고, 정전에 의해 상용전원선(1)을 통해 입력되는 신호가 없을 시 비상전원의 즉시 공급을 위한 절체 기능을 담당하는 제1스위칭부(52); 마이크로컨트롤유닛(22)으로부터 제어신호를 받도록 연결 구비되고, 외부에서 원격제어신호 입력시 상용등(3)에 대한 일괄 점소등 처리 또는 홈오토메이션시스템의 스위칭제어 기능을 담당하는 제2스위칭부(62);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 상용전원상태확인부(42)의 출력단에 콘덴서(C1)와 저항(R3) 및 다이오드(D1)를 순차적으로 직렬 연결하는 구성으로서, 상용전원선(1)을 통해 흐르는 교류 입력전압에 대해 저압으로 다운 처리함과 동시에 교류를 직류로 정류하는 기능을 담당하고, 저압 직류신호로 마이크로컨트롤유닛(22) 측에 입력되게 함으로써 마이크로컨트롤유닛(22)을 보호함은 물론 정확한 신호처리가 이루어지게 하기 위한 신호처리부(44);를 더 포함하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 마이크로컨트롤유닛(22)에서 발생되는 제어명령을 제1스위칭부(52)로 전달하는 기능을 담당하기 위한 구성으로서, 저항과 트랜지스터를 연결한 트랜지스터 발진회로로 구성하거나 또는 2개의 비교기 사이에 저항과 콘덴서를 접속하여 연결한 RC 발진회로로 구성할 수 있으며, 비상전원으로의 절체에 대한 정확한 신호처리 또는 안정된 신호처리를 위한 발진부(54);를 더 포함하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 상용전원상태확인부(42)에 사용되는 제1무접점제어소자(SC1)와 제2무접점제어소자(SC2)는 각각 동작이 빠른 고속 스위치용이면서 노이즈의 영향을 받지 않아 오동작을 방지할 수 있고 사용 수명을 높일 수 있도록 사이리스터(SCR) 또는 포토커플러(Photo coupler)를 사용함이 바람직하다.
여기에서, 상기 제1스위칭부(52)와 제2스위칭부(62)는 각각 동작이 빠른 고속 스위치용이면서 노이즈의 영향을 받지 않아 오동작을 방지할 수 있고 사용 수명을 높일 수 있도록 사이리스터(SCR) 또는 포토커플러(Photo coupler)를 사용함이 바람직하다.
여기에서, 상기 제1무접점제어소자와 제2무접점제어소자는 각각 포토커플러(Photo coupler)를 사용하되, 우수한 감도 및 높은 이득을 얻을 수 있는 다링톤 접속형 포토트랜지스터를 접목한 구성을 통해 상용전원의 공급상태를 보다 정확히 체크 및 검출할 수 있도록 구성함이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 정전 등에 의한 비상전원 동작으로의 자동 절체시 그 절체 동작에 대한 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있는 비상전원 자동 절체장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 정전 등으로 상용전원 공급이 차단되는 경우 이를 정확하고 신속하게 감지하여 비상등이나 보일러 및 홈오토메이션 등 중요 부하에 전원 공급이 이루어지게 할 수 있고, 상용전원의 공급이 복귀되면 다시 상용전원을 안정적으로 공급할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비상전원 자동 절체장치를 설명하기 위해 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 있어 상용전원상태확인부와 신호처리부의 회로 구성을 나타낸 일 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 있어 상용전원상태확인부와 신호처리부의 회로 구성을 나타낸 다른 예시도이다.
본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 비상전원 자동 절체장치는 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 상용등(3)을 비롯한 상용전원이 요구되는 곳에 전원을 공급하고 상용전원의 차단을 위한 상용전원용 회로차단기(2)가 연결 구비되는 상용전원선(1)과, 상기 상용전원선(1)을 통해 상용등(3)을 비롯한 필요처로 상용전원을 공급하는 중에 정전이 발생되는 경우 비상전원을 비상부하(30) 측에 즉시 공급하도록 자동 절체하기 위한 비상전원 절체부(20)를 포함한다.
상기 상용등(3)은 다수가 설치되고 각각 스위치(4)에 의해 스위칭되도록 설치된다.
상기 상용전원선(1)을 통해서는 상기 상용등(3)을 비롯하여 전열, 보일러, 가전제품, 홈오토메이션시스템 등에 상용전원이 공급되도록 연결된다.
상기 비상전원 절체부(20)는 비상발전기와의 연결을 통해 비상전원을 공급받을 수 있도록 구비되며, 정전 등에 의해 상용전원이 차단될 시 비상발전기를 통한 교류 발전 동작을 통해 220V 등의 필요한 비상전원을 공급받도록 구성된다.
상기 상용전원과 비상전원을 공급받기 위해 R,S,T,N 상을 이용한 배선작업이 수행되며, 이들 상의 2개 라인 또는 3개 라인을 사용함으로써 사용처에 필요한 220V 또는 380V의 전원을 공급할 수 있게 된다.
상기 비상전원 절체부(20)의 비상전원선에는 비상전원의 차단을 위한 회로차단기(21)가 연결되어 구비된다.
상기 비상전원 절체부(20)는 비상발전기로부터 인가되는 비상전원이 입력단자(I1)(I2)에 연결되어 공급되도록 구비되고, 출력단자(O1)(O2)(O3)을 통해 비상부하(30) 측과 연결되어 비상전원을 인가하도록 구성된다.
이때, 상기 비상부하(30)는 전열, 비상등, 보일러, 홈오토메이션(HA)을 대표적으로 나타내었으나, 도어록장치나 가전제품, 에어컨 등 기타 사용되고 있는 다수의 전기 기기나 제품을 포함한다 할 것이다.
여기서, 상기 비상부하(30) 측 비상등은 출력단자를 통해 비상부하(30) 측과 연결시 어느 하나의 출력단자(O2)에 연결되는 스위치(S1)를 갖는 구성을 일반적으로 갖게 되는데, 이러한 비상등 연결용 스위치(S1)를 사용하지 않고 비상등을 직접 점등시킬 수 있도록 다른 출력단자(O3)에 다이렉트 연결선(31)을 연결하여 사용하는 구성을 갖도록 한다.
즉, 비상등은 상시 또는 비상시 일반 상용등과 동일하게 스위치(S1)를 통하여 점소등할 수 있는데, 만약 비상부하가 스위치(S1)에 의해 소등된 상태에서 정전이 발생되면 비상등을 점등할 수 없게 되므로 이러한 다이렉트 연결선(31)의 구성을 통해 스위치(S1)에 의한 점소등에 관계없이 직접적으로 비상등의 점소등에 관여할 수 있도록 하기 위함이다.
상기 비상전원 절체부(20)는 상용전원의 공급시 상용전원에 대한 공급상태를 검출 및 신호처리를 통해 비상전원으로의 자동 절체를 판단함과 더불어 실행 및 장치의 전반적인 제어기능을 담당하기 위한 마이크로컨트롤유닛(22)과, 외부에서 원격 제어를 통해 상용등(3)의 일괄 점등이나 소등이 가능하도록 지원함은 물론 세대 내 홈오토메이션시스템의 사용을 위한 데이터통신을 가능하게 하는 통신부(23)와, 비상전원으로 수동 절체하기 위한 기능스위치와 상용전원과 비상전원의 전등 테스를 위한 테스트스위치 및 상용전원으로 수동 절체하기 위한 기능스위치를 포함하는 기능스위치부(24)와, 장치의 상용전원 또는 비상전원에 대한 사용상태를 표시하는 전원상태표시부(25)를 포함하도록 구성할 수 있다.
이때, 상기 비상전원 절체부(20)는 마이크로컨트롤유닛(22) 및 통신부(23) 측에 안정된 전원을 공급할 수 있도록 하기 위하여 AC/DC컨버터와 레귤레이터 등을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 AC/DC컨버터는 상용전원선(1)을 통해 인가되는 교류전원을 직류전원으로 전환하는 장치이며, 상기 레귤레이터는 AC/DC컨버터를 통해 전환된 직류전원을 정전압으로 공급할 수 있도록 한 것으로서, 상기 마이크로컨트롤유닛(22)에 대해 안정된 동작을 수행할 수 있게 한다.
여기서, 상기 마이크로컨트롤유닛(22)은 비상전원으로의 절체에 대한 더욱 안정된 신호처리를 위해 기존에 정전 등의 발생에 의해 검출되었던 데이터값을 저장하고 있다가 이러한 기존 데이터값과 비교하여 신호처리하도록 구성함이 바람직하며, 이를 통해 비상전원으로의 절체에 대한 장치의 신뢰성을 더욱 높일 수 있다 할 것이다.
덧붙여, 본 발명의 실시예에 따른 비상전원 자동 절체장치는 상기 상용전원선(1)을 통해 공급되는 상용전원의 공급상태를 체크하기 위한 것으로서, 상용전원선(1) 각각에 제1저항(R1)과 제2저항(R2)을 접속하여 그 양단에 흐르는 전압을 체크하고 이들 각각에 제1무접점제어소자(SC1)와 제2무접점제어소자(SC2)를 직렬 연결하여 마이크로컨트롤유닛(22) 측으로 상용전원의 공급상태에 대한 상태변화를 검출하여 출력하는 상용전원상태확인부(42)와, 상기 상용전원상태확인부(42)의 출력단에 콘덴서와 저항 및 다이오드를 순차적으로 직렬 연결하는 구성을 이루게 하는 신호처리부(44)를 포함한다.
상기 신호처리부(44)에서는 콘덴서와 저항이 상기 상용전원선(1)을 통해 흐르는 교류 입력전압에 대해 저압으로 다운 처리하는 기능을 하며, 이와 동시에 다이오드가 교류를 직류로 정류하는 기능을 담당하도록 구비된다.
이를 통해, 상기 신호처리부(44)는 저압 직류신호로 마이크로컨트롤유닛(22) 측에 상용전원에 대한 상태신호를 입력되게 하는 것으로서, 상기 마이크로컨트롤유닛(22)을 보호함은 물론 정확한 신호처리가 이루어지게 하므로 장치의 절체 기능을 위한 동작 신뢰성 및 안정성을 높일 수 있다.
상기 상용전원상태확인부(42)에 사용되는 제1무접점제어소자(SC1)와 제2무접점제어소자(SC2)는 각각 동작이 빠른 고속 스위치용이면서 노이즈의 영향을 받지 않아 오동작을 방지할 수 있고 사용 수명을 높일 수 있도록 사이리스터(SCR) 또는 포토커플러(Photo coupler)를 사용함이 바람직하다.
이때, 상기 제1무접점제어소자(SC1)와 제2무접점제어소자(SC2)는 각각 포토커플러(Photo coupler)를 사용하되, 매우 우수한 감도 및 높은 이득을 얻을 수 있는 다링톤 접속형 포토트랜지스터를 접목한 구성을 이용함으로써 상용전원의 공급상태를 보다 정확히 체크 및 검출할 수 있도록 구성함이 더욱 바람직하다.
상기 마이크로컨트롤유닛(22)으로부터 제어신호를 받도록 연결 구비되고 정전에 의해 상용전원선(1)을 통해 입력되는 신호가 없을 시 비상전원의 즉시 공급을 위한 절체 기능을 담당하는 제1스위칭부(52)와, 상기 마이크로컨트롤유닛(22)에서 발생되는 제어명령을 제1스위칭부(52)로 전달하는 기능을 담당하기 위한 구성으로서 비상전원으로의 절체에 대한 정확한 신호처리 또는 안정된 신호처리를 수행하기 위한 발진부(54)를 포함한다.
이때, 상기 제1스위칭부(52)는 동작이 빠른 고속 스위치용이면서 노이즈의 영향을 받지 않아 오동작을 방지할 수 있고 사용 수명을 높일 수 있도록 사이리스터(SCR) 또는 포토커플러(Photo coupler)를 사용함이 바람직하다.
상기 발진부(54)는 저항과 트랜지스터를 연결한 트랜지스터 발진회로로 구성하거나 또는 2개의 비교기 사이에 저항과 콘덴서를 접속하여 연결한 RC 발진회로로 구성할 수 있다.
상기 마이크로컨트롤유닛(22)으로부터 제어신호를 받도록 연결 구비되고 외부에서 원격제어신호 입력시 상용등(3)에 대한 일괄 점소등 처리 또는 홈오토메이션시스템의 스위칭제어 기능을 담당하기 위한 제2스위칭부(62)를 포함한다.
이때, 상기 제2스위칭부(62)는 동작이 빠른 고속 스위치용이면서 노이즈의 영향을 받지 않아 오동작을 방지할 수 있고 사용 수명을 높일 수 있도록 사이리스터(SCR) 또는 포토커플러(Photo coupler)를 사용함이 바람직하다.
이와 같은 상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 비상전원 자동 절체장치는 상용전원의 공급 중 정전 등에 의한 상용전원의 차단시 즉시 비상전원이 비상부하 측으로 공급될 수 있도록 자동 절체하며, 상용전원의 정상적인 동작으로의 복귀시 비상전원의 공급을 차단한다.
구체적으로, 상용전원이 공급시 상용전원상태확인부(42)에서는 상용전원선(1)에 접속 연결하여 구비한 제1저항(R1)과 제2저항(R2)에 흐르는 전압을 실시간으로 체크하고 이를 제1무접점제어소자(SC1)와 제2무접점제어소자(SC2)를 통해 비상전원 절체부(20)의 마이크로컨트롤유닛(22) 측으로 상용전원의 공급상태에 대한 신호를 실시간으로 내보낸다.
이때, 상용전원이 상용전원선(1)을 통해 정상적으로 공급되므로 상용등(3)을 비롯한 전기 기기나 제품의 사용이 가능하게 된다.
이렇게 상용전원이 정상적으로 공급되는 상태에서 정전 등이 발생되는 경우, 상용전원상태확인부(42)에서 상용전원의 차단에 의한 상태변화를 인지 및 이를 검출하여 마이크로컨트로유닛(22)으로 신호를 보내며, 마이크로컨트롤유닛(22)에서 즉시 제1스위칭부(52)로 제어신호를 보내 스위칭시킴으로써 비상발전기로부터 비상전원을 인가받아 출력단자에 연결된 비상부하(3) 측으로 공급한다.
이때, 마이크로컨트롤유닛(22)은 비상전원으로의 절체에 대한 더욱 안정된 신호처리를 위해 기존에 정전 등의 발생에 의해 검출되었던 데이터값을 저장하고 있다가 이러한 기존 데이터값과 비교하여 신호처리한다.
여기서, 마이크로컨트롤유닛(22)에서 제1스위칭부(52)로 보내지는 제어신호는 발진부(54)를 통해 전달되므로 비상전원으로의 절체에 대한 명령을 정확하게 신호처리함은 물론 안정된 신호처리를 수행할 수 있다.
이에, 비상전원으로의 절체를 통하여 비상부하(30)를 사용할 수 있으며, 이러한 도중에 상용전원의 공급이 복귀되면, 마이크로컨트롤유닛(22)에서는 상용전원상태확인부(42) 및 신호처리부(44)를 통해 상용전원의 복귀를 인지하게 되고 제1스위칭부(52)로 제어신호를 보내 비상전원의 차단이 이루어지도록 스위칭시킨다.
한편, 상용전원이 공급되고 있는 상태에서 세대 내 사용자가 외출한 경우, 외부에서 원격제어신호를 보내 상용등(3)에 대해 일괄 점소등을 요구할 수 있는데, 통신부(23)를 통해 마이크로컨트롤유닛(22)으로 원격제어신호가 전달되고 마이크로컨트롤유닛(22)에서 제2스위칭부(62)에 제어명령을 보내 상용등(3)에 대한 일괄 점소등 처리를 수행할 수 있다.
이때, 제2스위칭부(62)와 같은 구성을 이용함으로써 홈오토메이션시스템에 대한 스위칭 제어 또한 원격으로 처리할 수 있다.
이에 따라, 상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 비상전원 자동 절체장치를 통해서는 정전 등에 의한 비상상태 발생시 비상전원 동작으로의 자동 절체를 즉각 실시할 수 있고 비상등이나 보일러 및 홈오토메이션 등 중요 부하 측에 즉각적인 전원 공급이 이루어지게 할 수 있으며 신호처리의 신뢰성을 바탕으로 비상전원으로의 절체 동작에 대한 신뢰성 및 안정성을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 극히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 청구범위 내에서 이 기술분야의 당해업자에 의하여 다양한 수정과 변형 등이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 범위에 속한다 할 것이다.
1: 상용전원선 2: 상용전원용 회로차단기
3: 상용등 20: 비상전원 절체부
21: 비상전원용 회로차단기 22: 마이크로컨트롤유닛
23: 통신부 24: 기능스위치부
25: 동작상태표시부 30: 비상부하
31: 다이렉트연결선 42: 상용전원상태확인부
44: 신호처리부 52: 제1스위칭부
54: 발진부 62: 제2스위칭부

Claims (6)

  1. 상용등(3)을 비롯한 상용전원이 요구되는 곳에 전원을 공급하고 상용전원의 차단을 위한 상용전원용 회로차단기(2)가 연결 구비되는 상용전원선(1)과, 상기 상용전원선(1)을 통해 상용등(3)을 비롯한 필요처로 상용전원을 공급하는 중에 정전이 발생되는 경우 비상전원을 비상부하(30) 측에 즉시 공급하도록 자동 절체하기 위한 비상전원 절체부(20)를 포함하며, 상기 비상전원 절체부(20)는 비상전원의 차단을 위한 비상전원용 회로차단기(21)가 비상전원선에 연결 구비되는 비상전원 자동 절체장치에 있어서,
    상기 비상전원 절체부(20)는,
    비상발전기로부터 인가되는 비상전원이 입력단자(I1)(I2)에 연결되어 공급 및 출력단자(O1)(O2)(O3)을 통해 비상부하(30) 측과 연결하되 비상등은 어느 하나의 출력단자(O2)와 스위치(S1)를 통해 연결함과 더불어 상기 스위치(S1)를 사용하지 않고 비상등을 직접 점등시킬 수 있도록 다른 하나의 출력단자(O3)와 다이렉트 연결선(31)을 통해 연결함으로써 비상부하(30) 측이 상기 스위치(S1)에 의해 소등된 상태에서 정전이 발생되면 비상등을 점등할 수 없게 되므로 상기 다이렉트 연결선(31)을 통해 스위치(S1)에 의한 점소등에 관계없이 직접적으로 비상등의 점소등에 관여할 수 있도록 구비되고;
    상용전원의 공급시 상용전원에 대한 공급상태를 검출 및 신호처리를 통해 비상전원으로의 자동 절체를 판단함과 더불어 실행 및 장치의 전반적인 제어기능을 담당하기 위한 마이크로컨트롤유닛(22); 외부에서 원격 제어를 통해 상용등(3)의 일괄 점등이나 소등이 가능하도록 지원함은 물론 세대 내 홈오토메이션시스템의 사용을 위한 데이터통신을 가능하게 하는 통신부(23); 비상전원으로 수동 절체하기 위한 기능스위치와 상용전원과 비상전원의 전등 테스를 위한 테스트스위치 및 상용전원으로 수동 절체하기 위한 기능스위치를 포함하는 기능스위치부(24); 장치의 상용전원 또는 비상전원에 대한 사용상태를 표시하는 전원상태표시부(25); 를 포함하며,
    상용전원선(1)을 통해 공급되는 상용전원의 공급상태를 체크하기 위한 것으로서, 상용전원선(1) 각각에 제1저항(R1)과 제2저항(R2)을 접속하여 그 양단에 흐르는 전압을 체크하고 이들 각각에 제1무접점제어소자(SC1)와 제2무접점제어소자(SC2)를 직렬 연결하여 마이크로컨트롤유닛(22) 측으로 상용전원의 공급상태에 대한 신호를 보내 상태변화를 검출하여 출력하는 상용전원상태확인부(42);
    상기 상용전원상태확인부(42)의 출력단에 콘덴서(C1)와 저항(R3) 및 다이오드(D1)를 순차적으로 직렬 연결하는 구성으로서, 상용전원선(1)을 통해 흐르는 교류 입력전압에 대해 저압으로 다운 처리함과 동시에 교류를 직류로 정류하는 기능을 담당하고, 저압 직류신호로 마이크로컨트롤유닛(22) 측에 입력되게 함으로써 마이크로컨트롤유닛(22)을 보호함은 물론 정확한 신호처리가 이루어지게 하기 위한 신호처리부(44);
    마이크로컨트롤유닛(22)으로부터 제어신호를 받도록 연결 구비되고, 정전에 의해 상용전원선(1)을 통해 입력되는 신호가 없을 시 마이크로컨트롤유닛(22)의 제어명령을 받아 비상전원의 즉시 공급을 위한 절체 기능을 담당하게 한 제1스위칭부(52);
    상기 마이크로컨트롤유닛(22)에서 발생되는 제어명령을 제1스위칭부(52)로 전달하는 기능을 담당하기 위한 구성으로서, 저항과 트랜지스터를 연결한 트랜지스터 발진회로로 구성하거나 또는 2개의 비교기 사이에 저항과 콘덴서를 접속하여 연결한 RC 발진회로로 구성할 수 있으며, 비상전원으로의 절체에 대한 정확한 신호처리 또는 안정된 신호처리를 위한 발진부(54);
    마이크로컨트롤유닛(22)으로부터 제어신호를 받도록 연결 구비되고, 외부에서 원격제어신호 입력시 마이크로컨트롤유닛(22)의 제어명령을 받아 상용등(3)에 대한 일괄 점소등 처리 또는 홈오토메이션시스템의 스위칭제어 기능을 담당하게 한 제2스위칭부(62); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비상전원 자동 절체장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 상용전원상태확인부(42)에 사용되는 제1무접점제어소자(SC1)와 제2무접점제어소자(SC2)는 각각 동작이 빠른 고속 스위치용이면서 노이즈의 영향을 받지 않아 오동작을 방지할 수 있고 사용 수명을 높일 수 있도록 사이리스터(SCR) 또는 포토커플러(Photo coupler)를 사용하는 것을 특징으로 하는 비상전원 자동 절체장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1스위칭부(52)와 제2스위칭부(62)는 각각 동작이 빠른 고속 스위치용이면서 노이즈의 영향을 받지 않아 오동작을 방지할 수 있고 사용 수명을 높일 수 있도록 사이리스터(SCR) 또는 포토커플러(Photo coupler)를 사용하는 것을 특징으로 하는 비상전원 자동 절체장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제1무접점제어소자(SC1)와 제2무접점제어소자(SC2)는 각각 포토커플러(Photo coupler)를 사용하되, 우수한 감도 및 높은 이득을 얻을 수 있는 다링톤 접속형 포토트랜지스터를 접목한 구성을 통해 상용전원의 공급상태를 보다 정확히 체크 및 검출할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 비상전원 자동 절체장치.
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