KR101814519B1 - 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서 - Google Patents

Abstract

소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서가 개시된다. 외부로 연장되는 (+)/(-) 단자 K/L을 구비하는 하우징(housing); 상용 전원으로부터 장비로 입력되는 교류전류를 소정 비율로 감소시키는 변류기(current transforment) CT; 상기 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비되며, 상기 변류기 CT에 의해 감소된 교류전류를 전파 정류하는 브릿지 다이오드(bridge diode) BD; 상기 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비되는 저항 R; 상기 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비되는 전원 E; 상기 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비되어 상기 (+)/(-) 단자 K/L 간의 정전압을 유지하는 제너 다이오드(Zener diode) ZD를 구성한다. 상술한 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서에 의하면, 수많은 장비가 사용되는 회사나 연구소 등에서 각 장비의 소비전력을 실시간으로 측정하여 출력하도록 구성되며, 특히, 고가의 부품이나 통신 모듈을 구비하지 않고서도 쉽게 전력을 측정할 수 있는 효과가 있다. 특히, 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서 내의 전압을 정전압으로 유지한 채 소비전류를 실시간 측정하도록 구성됨으로써, 최소의 부품과 낮은 단가로 매우 쉽고 정확하게 전력을 측정할 수 있는 효과가 있다.

Description

소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서{POWER MONITORING SENSOR FOR SAVING AND MEASURING POWER CONSUMPTION}

본 발명은 전력 모니터링 센서(power monitoring sensor)에 관한 것으로서, 구체적으로는 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서에 관한 것이다.

회사나 연구소, 공장 등에는 여러가지 장비들이 운용되고 있다. 회사의 팩스(fax), 프린터(printer), 에어컨디셔너(airconditioner)와 같은 기기는 물론 연구소의 각종 연구 장비, 공장의 생산 장비 등에서는 상당량의 소비전력이 지속적으로 소비되고 있다.

회사, 연구소, 공장 등에서 운용되는 장비의 수는 적지 않은데, 이들 각 장비의 소비전력에 대해서는 정확하게 파악을 하기가 쉽지 않다.

이에 따라 각 장비들의 사용실태는 운영자가 수기로 기록하는 것에 의존하게 되고, 이에 따라 기록된 수기의 사용실태를 근거로 장비의 사용 효율을 적용하여 필요없는 장비를 추가로 구입하는 등 문제점이 대두되고 있다.

특히, 여름철에 과부하 상태가 발생하거나 배전반 공급체계가 제대로 구비되지 않은 경우, 전력 공급에 상당한 차질이 발생하며 연구, 생산은 물론 일반 업무에도 상당한 차질이 발생한다.

공개특허공보 10-2010-0120738은 소비 전력을 측정하기 위한 센서를 개시하고 있다. 이러한 센서는 연구소의 연구 장비나 공장의 생산 장비마다 각각 부착하여 전력을 측정하여야 한다.

그러나, 기존의 센서는 공개특허공보 10-2010-0120738과 같이 고가의 마이크로프로세서(microprocessor)를 구비하거나 또는 별도의 통신 모듈을 구비하여 전력 측정값을 송신하도록 구성되어 있다.

이러한 소비전력의 측정은 개별 장비별로 측정하는 것도 중요하지만, 하나의 연구소나 공장 또는 회사나 가정 내에서 사용되는 모든 장비의 전력을 측정하여 배전반 공급체계의 용량을 넘지 않도록 하는 것이 중요하다.

전체적인 소비전력을 제대로 파악하는 것이 어려우므로, 적정한 배전반 공급체계를 구축하는 것이 쉽지 않다. 때로는 불필요하게 너무 많은 배전반 공급체계를 구축하기도 하게 되는 문제점이 있다. 연구소나 공장과 같이 많은 전력을 소비하는 장비들이 많을수록 그러한 배전반 공급체계가 얼마나 필요한지 가늠하기 힘들다.

이에, 보다 쉽고 정확하게 장비들의 소비전력을 측정하고 취합하는 방안이 요구된다.

10-2010-0120738

본 발명의 목적은 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서를 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 목적에 따른 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서는, 외부로 연장되는 (+)/(-) 단자 K/L을 구비하는 하우징(housing); 상용 전원으로부터 장비로 입력되는 교류전류를 소정 비율로 감소시키는 변류기(current transforment) CT; 상기 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비되며, 상기 변류기 CT에 의해 감소된 교류전류를 전파 정류하는 브릿지 다이오드(bridge diode) BD; 상기 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비되는 저항 R; 상기 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비되는 전원 E; 상기 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비되어 상기 (+)/(-) 단자 K/L 간의 정전압을 유지하는 제너 다이오드(Zener diode) ZD를 포함하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 전원 E는, 상기 (+)/(-) 단자 K/L 간에 정전압을 인가하는 직류 전압원으로 구성될 수 있다.

그리고 상기 하우징은, 상기 변류기 CT, 저항 R, 전원 E 및 제너 다이오드 ZD를 포함하는 몸체부; 힌지(hinge) 동작에 의해 상기 몸체부의 윗면을 개폐시키도록 구성되는 뚜껑부; 상기 몸체부에 구비되는 걸림부; 상기 뚜껑부에 구비되며 상기 걸림부와의 결합에 의해 상기 뚜껑부를 개폐시키도록 구성되는 걸림고리부를 포함하도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서는, 연구 장비, 생산 장비 또는 사무용 기기의 소비 전력을 측정하기 위해 상용 전원과 해당 장비 간에 장착되도록 구성될 수 있다.

상술한 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서에 의하면, 수많은 장비가 사용되는 회사나 연구소 등에서 각 장비의 소비전력을 실시간으로 측정하여 출력하도록 구성되며, 특히, 고가의 부품이나 통신 모듈을 구비하지 않고서도 쉽게 전력을 측정할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 각 장비들의 정확한 시간대별 소비전력이 체크됨에 따라 그 장비의 사용실태가 정확하게 분석되고, 이로 인해 이 장비의 사용 효율을 체크할 수 있어 수기에 의한 사용실적으로 필요없는 추가 장비의 구입을 없애고, 근무자의 근태를 정확하게 파악할 수 있는 장점이 있다.

특히, 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서 내의 전압을 정전압으로 유지한 채 소비전류를 실시간 측정하도록 구성됨으로써, 최소의 부품과 낮은 단가로 매우 쉽고 정확하게 전력을 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서의 측면도, 정면도 및 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서의 사용 예시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

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

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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서의 회로도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서의 측면도, 정면도 및 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서의 사용 예시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서(100)는 하우징(housing)과 하우징 내에 장착되는 PCB(printed circuit board)로 구비될 수 있다.

여기서, 하우징은 몸체부(110)와 뚜껑부(120)로 구성되며, PCB는 뚜껑부(120)를 개방하여 몸체부(110) 내에 장착하도록 구성될 수 있다.

그리고 PCB는 (+)/(-) 단자 K/L, 변류기(current transformer) CT, 브릿지 다이오드(bridge diode) BD, 저항 R, 전원 E, 제너 다이오드(Zener diode) ZD를 포함하도록 구성될 수 있다.

소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서(100)는 내부의 정전압을 유지한 채 상용 전원과 부하(load) 간의 소비전류만을 측정하여 쉽고 편리하게 소비전력을 지속적으로 측정하도록 구성될 수 있다.

소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서(100)는 통신 모듈이라든가 마이크로프로세서(microprocessor) 등의 고가의 부품없이도 매우 간단하게 소비전력의 측정이 가능해진다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

먼저 도 2에서 하우징은 몸체부(110)와 뚜껑부(120)로 구성되며, 뚜껑부(120)는 힌지(hinge) 동작에 의해 몸체부(110)를 개폐하도록 구성될 수 있다.

몸체부(110)와 뚜껑부(120)에는 각각 걸림부(111)와 걸림고리부(121)가 각각 대응되도록 구성될 수 있다.

걸림부(111)와 걸림고리부(121)는 서로 대응하여 결합 가능하도록 구성될 수 있다.

하우징의 몸체부(110)에는 PCB에 구비되는 (+)/(-) 단자 K/L이 외부로 연장되도록 구성될 수 있다.

한편, PCB의 구성은 다음과 같다.

변류기 CT는 상용 전원으로부터 장비 또는 부하(load)로 입력되는 상용의 교류전류를 소정 비율로 감소시키도록 구성될 수 있다. 이는 상용의 교류전류는 그 크기가 매우 크므로 변류기 CT를 통해 소정 비율로 줄여 측정하도록 하기 위한 것이다.

여기서, 변류기 CT는 교류전류의 파형을 그대로 유지한 채 그 크기를 소정 비율로 줄이도록 구성될 수 있다.

그리고 장비 내지 부하는 연구 장비, 생산 장비 또는 사무용 기기가 될 수 있다. 도 3에서 보듯이, 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서(100)는 장비의 소비 전력을 측정하기 위해 상용 전원과 해당 장비 간에 장착되도록 구성될 수 있다.

브릿지 다이오드 BD는 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비될 수 있다.

브릿지 다이오드 BD는 변류기 CT의 출력 단자에 연결되도록 구성될 수 있다.

브릿지 다이오드 BD는 교류전류를 전파 정류(rectification)하기 위한 구성이다.

브릿지 다이오드 BD는 변류기 CT에 의해 감소된 교류전류를 전파 정류하도록 구성될 수 있다.

전원 E는 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비될 수 있다.

전원 E는 정전압원이며 (+)/(-) 단자 K/L 간의 전압을 일정하게 유지하도록 하기 위한 구성이다. 전원 E에 의해 전압이 일정하게 유지되면 변류기 CT에 의해 측정되는 전류만 측정하면 소비전력의 측정이 가능해진다.

제너 다이오드 ZD는 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비될 수 있다.

제너 다이오드 ZD는 전원 E에 유지되는 (+)/(-) 단자 K/L 간의 정전압을 일정하게 유지시키기 위한 구성이다.

제너 다이오드 ZD는 장비의 전력 사용 중 갑자기 역전압이 가해지는 경우, 역전압에 의해 전류가 급격히 증가하게 된다. 이러한 원리를 이용하여 전류의 큰 변화에도 불구하고 (+)/(-) 단자 K/L 간의 전압은 일정하게 유지되도록 하는 작용을 한다.

저항 R은 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비될 수 있다.

여기서, 저항 R, 전원 E, 제너 다이오드 ZD 및 브릿지 다이오드 BD는 각각 (+)/(-) 단자 K/L에 병렬로 연결된다.

저항 R은 전류의 흐름을 (+)/(-) 단자 외부로 유도하며 (+)/(-) 단자 K/L 간의 전류의 역류나 전압의 변화를 방지하는 기능을 한다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 몸체부 111: 걸림부
120: 뚜껑부 121: 걸림 고리부

Claims (4)

1. 외부로 연장되는 (+)/(-) 단자 K/L을 구비하는 하우징(housing)과,
   상기 하우징 내에 장착되는 PCB(printed circuit board)로 구비되고,
   상기 하우징은 몸체부(110)와 뚜껑부(120)로 구성되며,
   상기 PCB는 뚜껑부(120)를 개방하여 몸체부(110) 내에 장착하도록 구성되고,
   상기 PCB에는 상용 전원으로부터 장비로 입력되는 교류전류를 소정 비율로 감소시키는 변류기(current transforment) CT;
   상기 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비되며, 상기 변류기 CT에 의해 감소된 교류전류를 전파 정류하는 브릿지 다이오드(bridge diode) BD;
   상기 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비되는 저항 R;
   상기 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비되는 전원 E;
   상기 (+)/(-) 단자 K/L 간에 구비되어 상기 (+)/(-) 단자 K/L 간의 정전압을 유지하는 제너 다이오드(Zener diode) ZD를 포함하며,
   상기 전원 E는, 상기 (+)/(-) 단자 K/L 간에 정전압을 인가하는 직류 전압원으로 구성되고,
   상기 뚜껑부(120)는 힌지(hinge) 동작에 의해 상기 몸체부(110)의 윗면을 개폐시키도록 구성되며,
   상기 몸체부(110)에는 걸림부(111)가 구비되고,
   상기 뚜껑부(120)에는 상기 걸림부(111)와의 결합에 의해 상기 뚜껑부(120)를 개폐시키도록 구성되는 걸림고리부(121)를 포함하며,
   상기 제너 다이오드 ZD는 장비의 전력 사용 중 갑자기 역전압이 가해지는 경우, 역전압에 의해 전류가 급격히 증가하는 전류의 변화에도 불구하고 (+)/(-) 단자 K/L 간의 전압은 일정하게 유지되도록 하고,
   상기 저항 R, 전원 E, 제너 다이오드 ZD 및 브릿지 다이오드 BD는 각각 (+)/(-) 단자 K/L에 병렬로 연결되며,
   상기 저항 R은 전류의 흐름을 (+)/(-) 단자 외부로 유도하며 (+)/(-) 단자 K/L 간의 전류의 역류나 전압의 변화를 방지하는 기능을 하고,
   연구 장비, 생산 장비 또는 사무용 기기의 소비 전력을 측정하기 위해 상용 전원과 해당 장비 간에 장착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 소비전력 절감 측정용 전력 모니터링 센서.
   
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