KR101952719B1 - 음향 시스템용 절전형 전원 분배기 - Google Patents
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Abstract
음향 시스템용 절전형 전원 분배기가 개시된다. 음향 시스템용 절전형 전원 분배기는 음향 시스템에 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기를 구비하여 전력량을 실시간으로 감시하고 각 스피커의 출력(전류와 전압) 및 음원 상태를 감시하며, 사용하지 않을 시 자동으로 "사용 모드"로부터 "대기전력 모드"로 전환하여 절전 기능을 동작시켜 전기 에너지를 절감하는 효과가 있다. 절전형 전원 분배기는 음향 시스템과 조명 시스템에 사용될 수 있다. 1W 이하의 대기 전력을 이용하여 외부에서 감지된 신호로 자동 절전이 이루어지는 절전형 전원 분배기는 대기전력 자동차단장치, 음향 시스템용 전원 분배기, 전원 충전기, 오디오 신호 감지기, 방송 시스템의 전원 분배기, 조명 시스템의 전원 분배기에 사용된다.
Description
본 발명은 음향 시스템용 절전형 전원 분배기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적어도 하나 이상의 앰프와 스피커를 구비하는 음향 시스템에 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기를 구비하며, 각 스피커의 사용 전류량, 전압, 전력량을 실시간으로 감지하고, 사용 음원의 음원 상태(Play, Pause/Stop)와 스피커의 출력 전류와 전압을 검출하며, 절전형 전원 분배기의 제어 프로세서의 시스템 전원 공급 제어에 따라 일정 시간 동안 음원을 사용하지 않거나 또는 실시간으로 사용 전류량이 일정 수준 이하가 되면, 자동으로 "사용 모드"로부터 "대기전력 모드"로 전환하여 전원 절전 기능을 제공하여 전기 에너지 소비를 최소화하고, 시스템 전원 공급을 제어하는, 음향 시스템용 절전형 전원 분배기에 관한 것이다.
컴퓨터, 모니터, 프린터, 팩시밀리, 세탁기, 텔레비전, 전자레인지, 휴대전화충전기는 대기전력 소비가 많다. 대기 전력(standby power)은 전원을 끈 상태에서도 전기제품에서 소비되는 전력이다. 대기전력 문제는 사용하지 않는 전기제품의 플러그를 뽑거나 멀티탭(multitap)의 스위치를 끄면 플러그를 뽑는 것과 같은 효과를 얻는다.
이와 관련된 선행기술로써, 특허 등록번호 10-1416794에서는 "휴대기기 충전을 위한 절전형 전원 안정화 및 자동 차단용 전원 공급 장치"가 공개되어 있다.
도 1은 종래의 휴대기기 충전을 위한 절전형 전원 안정화 및 자동 차단용 전원 공급 장치를 나타낸 도면이다.
휴대기기 충전을 위한 절전형 전원 안정화 및 자동 차단용 전원 공급 장치는 EMI 필터부(102), AC-DC 정류부(PFC)(104), 충전전압 및 전류제어부(106), 비상에너지 충전부(108), 비상에너지 방전연결부(110), 보조전원 공급부(112), 전류감지부(114), 제어용 마이크로콘트롤러부(116), 감지센서연동 전원온 스위치(118) 및 2채널의 전원차단용스위치(120), 변환 전력 외부 출력 제어기(121) 및 전력변환부(122)로 구성된다. PFC는 역률보상장치(Power Factor Correction)를 말하고, EMI(Electro Magnetic Interference, 전자파 장해)는 전기·전자기기로부터 직접방사, 또는 전도되는 전자파가 다른 기기의 전자기 수신 기능에 장해를 주는 것을 말한다.
상기 변환 전력 외부 출력 제어기(121)는 상기 AC-DC 정류부(PFC)(104)에서 공급되는 DC 전원을 외부 기기(모니터, 모뎀, 프린터)가 활용할 수 있도록 장치에 설치된 콘센트를 통해 출력하고, 이를 제한하게 된다.
그리고, 상기 전력변환부(SMPS)(122)는 상기 AC-DC 정류부(104)에서 전원을 공급받아 사용기기에 필요한 전압으로 변경해주는 장치로서, DC-DC 컨버터가 사용된다. 따라서, 컴퓨터에서 SMPS 방식의 전원 공급기는 스탠바이 상태일 경우 컴퓨터의 일부 기능을 사용하기 위해서 메인 전력제어기를 오프시키고, 보조전원 공급부(112)만을 정상적으로 구동하여 소비전력을 최소화시키고, 컴퓨터 내부의 일부 기능을 정상적으로 구동시킨다. 이때, SMPS(Switching Mode Power Supply)는 컴퓨터 시스템에 전원을 공급하는 전원장치의 한 방식으로 스위칭 회로(Switching Circuit)를 이용한 전원공급장치이다.
상기 휴대기기 충전을 위한 절전형 전원 안정화 및 자동 차단용 전원 공급 장치는, 입력단자로 입력된 교류 전압 내 고주파 노이즈 성분을 제거하고, 내부에서 발생한 고주파 성분의 노이즈가 외부로 출력되는 것을 방지하는 EMI(Electro Magnetic Interference) 필터부; 상기 EMI 필터부의 출력단에 연결되며, 상기 EMI 필터부를 통해 입력된 AC 전원을 DC 전압으로 변경하고, 전압과 전류의 위상 차이를 줄여 불필요한 고조파 생성을 억제하여 무효전력을 최소화하고 피상전력을 저감시키는 AC-DC 정류부; 상기 AC-DC 정류부로부터 전원을 인가받아 장비 내 제어용 소자 및 AC-DC 정류부의 제어소자에 전원을 공급하는 보조 전원 공급부; 제어용 마이크로콘트롤러부에 의해 제어되는 출력전압을 릴레이를 사용하여 온 또는 오프(On/Off)하고, 상기 릴레이의 수명 연장을 위해 접점과 병렬로 콘덴서를 이용하여 스파크를 흡수하는 2채널의 전원차단용스위치; 상기 AC-DC 정류부에서 전원을 공급받아 사용기기에 필요로 하는 전압으로 변경해주는 전력변환부; 휴대기기가 연결되고, 연결된 휴대기기에 상기 전력변환부에서 변환된 전원을 공급하는 USB포트부; 상기 보조 전원 공급부로부터 공급되는 전원으로 동작하며, 상기 USB포트부에 휴대기기가 연결됨을 실시간 감지하여 감지된 USB연결감지신호를 제어용 마이크로콘트롤러부로 전송하는 USB연결감지부; 상기 AC-DC 정류부, 보조 전원 공급부, 전원차단용스위치 및 전력변환부를 제어하되, 상기 입력단자로 교류 전압이 입력되지 않으면 상기 보조 전원 공급부에 충전된 전원을 공급받아 대기상태를 유지하고, 상기 USB연결감지부로부터 USB연결감지신호를 전송받으면 상기 보조 전원 공급부에 충전된 전원이 AC-DC 정류부에 공급되도록 보조 전원 공급부를 제어하는 제어용 마이크로콘트롤러부;를 포함한다.
그러나, 기존의 전원분배기는 대기전력 모드가 없이 사용을 하기에 사용 전원을 차단할 수가 없고 외부 신호를 감지하여 전원을 절체하는 기능이 없어 에너지 절감 시스템으로 운용하기가 힘든 단점이 있다.
기존 전관방송 및 전력으로 운용하는 음향 시스템, 조명기기 전력 시스템 등 전원을 분배하여 주는 기기의 대기 전력의 에너지 손실이 크게 발생한다.
현재 대기 전력에 의한 손실이 음향기기 및 조명기기에 발생되는 량이 크기에 전력 사용에 대한 스마트한 자동 절제 시스템이 요구된다.
에너지 이용 합리화법 제18조(대기전력저감대상제품의 규정) 및 제19조(대기전력경고표지대상제품의 규정)에 따라 "대기전력저감 프로그램 운용규정"[산업통상자원부고시 2015-159('15.07.31일)] 위 고시와 같이 대상 제품이 요구되는 시점에 본 특허의 필요성의 제품이 요구된다.
기존 상시 전원을 사용하여 방송을 송출하는 시스템의 전원 관리 시스템은 대기전력 모드 제어가 불가능하다.
또한, 기존에 출시된 상시 전원을 사용하는 조명 시스템의 전원 관리 시스템은 대기전력 모드 제어가 불가능한 시스템이다
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 적어도 하나 이상의 앰프와 스피커를 구비하는 음향 시스템에 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기를 구비하며, 각 스피커의 사용 전류량, 전압, 전력량을 실시간으로 감지하고, 사용 음원의 음원 상태(Play, Pause/Stop)와 스피커의 출력 전류와 전압을 검출하며, 절전형 전원 분배기의 제어 프로세서의 시스템 전원 공급 제어에 따라 일정 시간 동안 음원을 사용하지 않거나 또는 실시간으로 사용 전류량이 일정 수준 이하가 되면, 자동으로 "사용 모드"로부터 "대기전력 모드"로 전환하여 전원 절전 기능을 제공하여 전기 에너지 소비를 최소화하고, 시스템 전원 공급을 제어하는, 음향 시스템용 절전형 전원 분배기를 제공한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 음향 시스템용 절전형 전원 분배기는 3상 4선식[380VAC], 3상 3선식[220VAC], 단상[220VAC]의 입력 전원을 모두 입력받을 수 있는 터미널로 구성되며, 음원 상태 검출부에 의해 음원의 오디오 신호의 유무상태 모니터링, 실시간으로 사용 음원의 Play 또는 Pause의 음원 상태 모니터링, 전류 감지 센서에 의해 상기 음원 상태에 따라 달라지는 각 스피커의 전류량 감지, 장치 ID로 식별되는 스피커의 채널(CH) 별로 각각의 스피커의 출력 감지 회로에 의해 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 감지하고, 전력을 계산하여 제어 프로세서의 지시에 따라 일정 시간이 지나도 사용 음원이 없거나 실시간으로 사용 전류량이 일정 수준 이하로 소정 시간이 경과하면 자동으로 대기전력 모드로 전환되어 전원 절전 기능을 제공하는 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기; 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 각각의 앰프와 각각 연결된 적어도 하나의 스피커를 구비하는 음향 시스템; 및 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 스피커 채널별로 상기 출력 감지 회로에 의해 각 스피커의 출력 전류와 전압을 감지하여 원격 스피커 장애/고장 진단 기능을 제공하는 스피커 관리 시스템을 포함하며,
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 통신부와 Wi-Fi 또는 블루투스 통신을 통해 연결되거나 또는 상기 스피커 관리 시스템과 연동되며, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기로 MP3 또는 MPEG-4 AAC 코덱을 사용하여 음원을 압축하여 음원 원격 송출 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기와 연결된 장치 ID로 식별되는 스피커 자동 방송 제어 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 음원 상태(Play/Pause)와 전류량과 스피커의 전류와 전압 및 전력량 표시 기능, 사용 모드와 대기전력 모드 표시 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 스피커 채널별로 상기 출력 감지 회로에 의해 해당 스피커의 출력 전류와 전압을 감지하여 원격 스피커 장애/고장 진단 기능을 제공하는 앱(App)이 설치된 스마트폰을 더 포함한다.
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 통신부와 Wi-Fi 또는 블루투스 통신을 통해 연결되거나 또는 상기 스피커 관리 시스템과 연동되며, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기로 MP3 또는 MPEG-4 AAC 코덱을 사용하여 음원을 압축하여 음원 원격 송출 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기와 연결된 장치 ID로 식별되는 스피커 자동 방송 제어 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 음원 상태(Play/Pause)와 전류량과 스피커의 전류와 전압 및 전력량 표시 기능, 사용 모드와 대기전력 모드 표시 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 스피커 채널별로 상기 출력 감지 회로에 의해 해당 스피커의 출력 전류와 전압을 감지하여 원격 스피커 장애/고장 진단 기능을 제공하는 앱(App)이 설치된 스마트폰을 더 포함한다.
또한, 상기 스피커 관리 시스템은 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기와 UTP(CAT5) 케이블을 이용한 이더넷(Ethernet)으로 연결되며, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기로 오디오 코덱을 사용하여 음원을 압축하여 음원 원격 송출 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기와 연결된 장치 ID로 식별되는 스피커 자동 방송 제어 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 음원 상태(Play/Pause)와 각 스피커의 전류량과 전압 및 전력량 표시 기능을 제공한다.
또한, 음향 시스템용 절전형 전원 분배기는, 아날로그 오디오 신호를 입력받는 오디오 입력부; 상기 아날로그 오디오 신호를 A/D 변환하여 디지털 오디오 신호를 제공하는 오디오 ADC; 실시간으로 Play 또는 Pause의 음원 상태, 전류 감지 센서에 의한 전류량 감지, 장치 ID로 식별되는 스피커의 채널(CH) 별로 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 출력 감지 회로에 의해 감지하고 전력을 계산하여 제어 프로세서(CPU)의 시스템 전원 공급 제어에 따라 사용 음원이 일정 시간이 지나도 음원이 없거나 실시간으로 사용 전류량이 일정 수준 이하로 소정 시간이 경과하면 "사용 모드"로부터 자동으로 "대기전력 모드"로 전환되어 대기전력 제어부와 전원 절전 시스템을 구동하여 각 스피커의 채널(CH) 별로 앰프(Amp)와 스피커로 전원 공급을 차단하여 전원 절전 기능을 제공하도록 각 기능을 제어하는 제어 프로세서(CPU); 사용 음원의 Play 또는 Pause의 음원 상태를 검출하는 음원 상태 검출부; 전선을 감싼 구조에서 사용 전류량을 감지하는 전류 감지 센서; 선택된 음원을 D/A변환하는 오디오 DAC; 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 검출하는 각각의 출력 감지 회로; 전류 감지 센서에 의한 전류량 감지, 장치 ID로 식별되는 스피커의 채널(CH) 별로 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 상기 출력 감지 회로에 의해 감지되고 전력을 계산 후, 상기 제어 프로세서(CPU)의 시스템 전원 공급 제어에 따라 사용 음원이 일정 시간이 지나도 음원이 없거나 실시간으로 사용 전류량이 일정 수준 이하로 소정 시간이 경과하면 사용 모드로부터 자동으로 대기전력 모드로 전환되고, 대기전력 제어부와 전원 절전 시스템을 구동하여 각 스피커의 채널(CH) 별로 앰프(Amp)와 스피커로 전원 공급을 차단하여 전원 절전 기능을 제공하는 대기전력 제어부와 전원 절전 시스템; 전원 공급부; 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 충전되는 배터리가 장착되는 배터리 충전회로를 구비하는 배터리 충전부; 상기 제어 프로세서와 연결되며, 이동통신 단말기와 스마트폰과 Wi-Fi 또는 블루투스를 통해 통신되며, 일정 시간 간격으로 음원 사용 여부, 음원 상태(Play, Pause, Stop), 전류량, 각 스피커의 전류와 전압, 전력을 포함하는 상태 정보를 스피커 관리 시스템으로 전송하는 통신부; 및 상기 제어 프로세서와 연결되며, 관제 센터의 스피커 관리 시스템과 UTP(CAT 5) 케이블을 이용한 이더넷(Ethernet)을 연결하는 이더넷 연결부를 포함하는 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기;
상기 오디오 DAC와 연결되며, D/A 변환된 아날로그 오디오 신호를 증폭하여 해당 스피커로 출력하는 적어도 하나의 앰프(AMP); 상기 앰프(AMP)와 직접 연결되거나, 또는 상기 앰프(AMP)와 스피커 셀렉터를 통해 연결되는 적어도 하나의 스피커를 포함하는 음향 시스템을 구비하고,
각각의 앰프(AMP)는 적어도 하나의 스피커와 연결되며, 각각의 스피커의 출력은 절전형 전원 분배기의 출력 감지 회로와 연결된다.
또한, 음향 시스템용 절전형 전원 분배기는, 아날로그 오디오 신호를 입력받는 오디오 입력부; 상기 아날로그 오디오 신호를 A/D 변환하여 디지털 오디오 신호를 제공하는 오디오 ADC; 실시간으로 Play 또는 Pause의 음원 상태, 전류 감지 센서에 의한 전류량 감지, 장치 ID로 식별되는 스피커의 채널(CH) 별로 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 출력 감지 회로에 의해 감지하고 전력을 계산하여 제어 프로세서(CPU)의 시스템 전원 공급 제어에 따라 사용 음원이 일정 시간이 지나도 음원이 없거나 실시간으로 사용 전류량이 일정 수준 이하로 소정 시간이 경과하면 "사용 모드"로부터 자동으로 "대기전력 모드"로 전환되어 대기전력 제어부와 전원 절전 시스템을 구동하여 각 스피커의 채널(CH) 별로 앰프(Amp)와 스피커로 전원 공급을 차단하여 전원 절전 기능을 제공하도록 각 기능을 제어하는 제어 프로세서(CPU); 사용 음원의 Play 또는 Pause의 음원 상태를 검출하는 음원 상태 검출부; 전선을 감싼 구조에서 사용 전류량을 감지하는 전류 감지 센서; 선택된 음원을 D/A변환하는 오디오 DAC; 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 검출하는 각각의 출력 감지 회로; 전류 감지 센서에 의한 전류량 감지, 장치 ID로 식별되는 스피커의 채널(CH) 별로 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 상기 출력 감지 회로에 의해 감지되고 전력을 계산 후, 상기 제어 프로세서(CPU)의 시스템 전원 공급 제어에 따라 사용 음원이 일정 시간이 지나도 음원이 없거나 실시간으로 사용 전류량이 일정 수준 이하로 소정 시간이 경과하면 사용 모드로부터 자동으로 대기전력 모드로 전환되고, 대기전력 제어부와 전원 절전 시스템을 구동하여 각 스피커의 채널(CH) 별로 앰프(Amp)와 스피커로 전원 공급을 차단하여 전원 절전 기능을 제공하는 대기전력 제어부와 전원 절전 시스템; 전원 공급부; 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 충전되는 배터리가 장착되는 배터리 충전회로를 구비하는 배터리 충전부; 상기 제어 프로세서와 연결되며, 이동통신 단말기와 스마트폰과 Wi-Fi 또는 블루투스를 통해 통신되며, 일정 시간 간격으로 음원 사용 여부, 음원 상태(Play, Pause, Stop), 전류량, 각 스피커의 전류와 전압, 전력을 포함하는 상태 정보를 스피커 관리 시스템으로 전송하는 통신부; 및 상기 제어 프로세서와 연결되며, 관제 센터의 스피커 관리 시스템과 UTP(CAT 5) 케이블을 이용한 이더넷(Ethernet)을 연결하는 이더넷 연결부를 포함하는 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기;
상기 오디오 DAC와 연결되며, D/A 변환된 아날로그 오디오 신호를 증폭하여 해당 스피커로 출력하는 적어도 하나의 앰프(AMP); 상기 앰프(AMP)와 직접 연결되거나, 또는 상기 앰프(AMP)와 스피커 셀렉터를 통해 연결되는 적어도 하나의 스피커를 포함하는 음향 시스템을 구비하고,
각각의 앰프(AMP)는 적어도 하나의 스피커와 연결되며, 각각의 스피커의 출력은 절전형 전원 분배기의 출력 감지 회로와 연결된다.
본 발명에 따른 음향 시스템용 절전형 전원 분배기는 적어도 하나 이상의 앰프와 스피커를 구비하는 음향 시스템에 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기를 구비하며, 사용 전류량, 전압, 전력량을 실시간으로 감지하고, 사용 음원의 음원 상태(Play, Pause/Stop)와 스피커의 출력 전류와 전압을 검출하며, 제어 프로세서의 시스템 전원 공급 제어에 따라 일정 시간 동안 음원을 사용하지 않거나 또는 실시간으로 사용 전류량이 일정 수준 이하가 되면, 자동으로 "사용 모드"로부터 "대기전력 모드"로 전환하여 전원 절전 기능을 제공하여 전기 에너지 소비를 최소화하여 에너지 소비를 줄이는 효과가 있다.
절전형 전원 분배기는 파워 앰프와 스피커를 구비하는 음향 시스템에 사용하거나 또는 파워 앰프(Power Amp)와 스피커 셀렉터(Speaker Selector) 및 다수의 스피커들(loud speaker)을 구비하는 음향 시스템, 또는 조명 시스템에 사용될 수 있다.
음향 시스템과 전관 방송 시스템의 절전형 전원 분배기는 전원 장치의 일부로써 전원의 효율적 사용으로 에너지의 소비를 최소화할 수 있으며, 원격으로 스피커 장애/고장 진단이 가능하며, 스피커들에 대한 고장 유무를 자동으로 판단하므로 유지보수 비용을 절감한다.
스피커 장치와의 음성 입력, 전류 사용량, 스피커의 출력(전류, 전압)을 감지하여 표시부에 표시하며, 실제 사용 시 입력전원의 전압 및 전류 확인이 용이하고, 각 스피커의 출력 및 전력 사용량의 실시간 확인이 가능하다.
1 W 이하의 대기 전력을 이용하여 외부에서 감지된 신호로 자동 절전이 이루어지는 절전형 전원 분배기는 대기전력 자동차단장치, 음향 시스템용 전원 분배기, 전원 충전기, 오디오 신호 감지기, 방송 시스템의 전원 분배기, 조명 시스템의 전원 분배기에 사용된다.
도 1은 종래의 휴대기기 충전을 위한 절전형 전원 안정화 및 자동 차단용 전원 공급 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 음향 시스템용 절전형 전원 분배기의 구성도이다.
도 3은 앰프, 스피커 셀렉터, 복수의 스피커를 구비하는 음향 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 음향 시스템용 절전형 전원 분배기의 구성도이다.
도 3은 앰프, 스피커 셀렉터, 복수의 스피커를 구비하는 음향 시스템 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.
본 발명의 음향 시스템용 절전형 전원 분배기는 적어도 하나 이상의 앰프와 스피커를 구비하는 음향 시스템에 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기를 구비하며, 각 스피커의 사용 전류량, 전압, 전력량을 실시간으로 감지하고, 사용 음원의 음원 상태(Play, Pause/Stop)와 스피커의 출력 전류와 전압을 검출하며, 절전형 전원 분배기의 제어 프로세서의 시스템 전원 공급 제어에 따라 일정 시간 동안 음원을 사용하지 않거나 또는 실시간으로 사용 전류량이 일정 수준 이하가 되면, 자동으로 "사용 모드"로부터 "대기전력 모드"로 전환하여 전원 절전 기능을 동작시켜 전기 에너지 소비를 최소화하여 에너지 소비를 줄이기 위한 것이다.
IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기는 조명 시스템 또는 음향 시스템에 사용될 수 있다.
실시예에서는, 음향 시스템을 예를 들어 설명한다.
IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기는 4.4KW 음향 시스템용 절전형 전원 분배기로써, 3상 3선식[220VAC], 3상 4선식[380VAC], 단상[220VAC“의 전원 입력을 모두 받을 수가 있으며, 이 전원을 5~10개의 채널로 220V 20A로 공급하는 전원 분배기이다.
채널을 보낼 때 각 전류, 출력 감지 회로에 의해 전압을 센싱(SENSING)하고, 디스플레이 하다가 20A를 초과하면 OVER CURRENT PROTECTION[OCP]회로를 내장하고 있어 검정식 부분의 전원 절전 시스템의 릴레이(Relay)를 구동하여 전원을 차단한다.
입력 전원의 파형이 일그러지거나 노이즈가 입력이 되어도 출력되는 모든 전원을 전원교정 노이즈 필터 및 60Hz 주파수 파형 교정(THD)을 사용하여 출력한다.
주파수 스펙트럼을 사용하여 분석된 주파수 성분은 기본파와 고조파(Hamonics) 성분으로 구분되며, 상대적으로 고조파가 기본파에 비해 클수록 순수한 정현파의 파형에서 멀어지게 되며, 고조파에 인한 파형의 왜곡 정도를 나타내는 지표로 THD(Total Harmonic Distortion, 전고조파 왜율)를 사용한다.
THD는 오디오 신호 출력 시, 입력된 신호 외에 불필요한 주파수 성분들이 포함되는 비율을 말한다. 일반적으로 THD가 낮을수록 원음 그대로 재생된다. 고조파 성분이 많을수록 THD 값이 높아지게 되며 파형이 정현파로부터 왜곡이 심하다는 것을 의미한다.
코일 부분에 있는 전원교정 노이즈 필터는 각 채널(스위칭 가능한 9개 채널과 UNSWITCHED 1CH(AUX))마다 있기에 총 10개로 구성되어 있다.
전원을 차단하는 방식은 자동 감지 회로(자동 센싱 회로)를 사용하여 전원 절전 시스템의 릴레이(Relay)를 사용할 수 있고, 전류 감지 차단기 등을 사용할 수 있다.
전원의 사용은 메인 전원은 스위칭 가능한 9개 채널과 UNSWITCHED 1CH(AUX)로 출력될 수 있고, 내부 SMPS(Switching Mode Power Supply)의 보조 전원을 사용하여 전류 감지 및 마이컴을 사용하는 시스템으로 대기 전력 기준에 맞게 설계가 된다.
위와 같은 기능으로 입력전원이 대전력 220V*20A*10CH + 알파가 입력되어도 대기전력(STAND-BY) 모드가 되면 대 전력을 제어하여 대기 전력으로 전력을 절감하며, 사용 전원을 원격 및 전원 분배기의 본체에서 디스플레이하면서 사용자에게 상태 정보를 전달할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 음향 시스템용 절전형 전원 분배기의 구성도이다.
본 발명의 음향 시스템용 절전형 전원 분배기는
3상 4선식[380VAC], 3상 3선식[220VAC], 단상[220VAC]의 입력 전원을 모두 입력 받을 수 있는 터미널로 구성되며, 전원 공급부(711)의 ON/OFF를 제공하는 전원 버튼과 LED 표시부(717)와 배터리 충전부(712)를 구비하며,
음원 상태 검출부에 의해 음원의 오디오 신호의 유무상태 모니터링, 실시간으로 사용 음원의 Play 또는 Pause의 음원 상태 모니터링, 전류 감지 센서에 의해 상기 음원 상태에 따라 달라지는 각각의 스피커의 전류량 감지, 장치 ID로 식별되는 스피커의 채널(CH) 별로 각각의 스피커의 출력(전류, 전압)의 유/무, 전력(P=VI, 전류x전압)을 감지하는 출력 감지 회로(707)에 의해 스피커의 전류와 전압을 감지하고, 전력을 계산하여 제어 프로세서(CPU)(703)의 시스템 전원 공급 제어에 따라 사용 음원이 일정 시간이 지나도 음원이 없거나 실시간으로 각 스피커의 사용 전류량이 일정 수준 이하로 소정 시간이 경과하면 자동으로 사용 모드로부터 대기전력 모드로 전환되어 대기전력 제어부(709)와 전원 절전 시스템(710)을 구동하여 각 스피커의 채널(CH) 별로 앰프(Amp)와 스피커로 전원 공급을 차단하여 전원 절전 기능을 제공하는 전원 분배기 또는 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700);
음원 상태 검출부에 의해 음원의 오디오 신호의 유무상태 모니터링, 실시간으로 사용 음원의 Play 또는 Pause의 음원 상태 모니터링, 전류 감지 센서에 의해 상기 음원 상태에 따라 달라지는 각각의 스피커의 전류량 감지, 장치 ID로 식별되는 스피커의 채널(CH) 별로 각각의 스피커의 출력(전류, 전압)의 유/무, 전력(P=VI, 전류x전압)을 감지하는 출력 감지 회로(707)에 의해 스피커의 전류와 전압을 감지하고, 전력을 계산하여 제어 프로세서(CPU)(703)의 시스템 전원 공급 제어에 따라 사용 음원이 일정 시간이 지나도 음원이 없거나 실시간으로 각 스피커의 사용 전류량이 일정 수준 이하로 소정 시간이 경과하면 자동으로 사용 모드로부터 대기전력 모드로 전환되어 대기전력 제어부(709)와 전원 절전 시스템(710)을 구동하여 각 스피커의 채널(CH) 별로 앰프(Amp)와 스피커로 전원 공급을 차단하여 전원 절전 기능을 제공하는 전원 분배기 또는 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700);
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)의 각각의 앰프(AMP)와 각각 연결된 적어도 하나의 스피커(801-809); 및
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)와 UTP(CAT5) 케이블을 이용한 이더넷(Ethernet)으로 연결되며, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)로 오디오 코덱(MP3 또는 MPEG-4 AAC 코덱 등)을 사용하여 음원을 압축하여 음원 원격 송출 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)와 연결된 장치 ID로 식별되는 스피커 자동 방송 제어 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 제어 프로세서(CPU)(703)에 의해 음원 상태 검출부(704)의 음원 상태(Play, Pause/Stop)와 전류량과 전압 및 전력량 표시 기능, 사용 모드와 대기전력 모드 표시 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)의 스피커 채널(CH)별로 출력 감지 회로(707)에 의해 해당 스피커의 출력 전류와 전압을 감지하여 원격 스피커 장애/고장 진단 기능을 제공하는 스피커 관리 시스템(PC)(900)을 포함한다.
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)의 오디오 코덱은 MP3 또는 MPEG-4 AAC 오디오 코덱을 사용하며, 전원 공급부는 전원 교정 노이즈 필터를 더 구비한다.
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)의 오디오 코덱은 MP3 또는 MPEG-4 AAC 오디오 코덱을 사용하며, 전원 공급부는 전원 교정 노이즈 필터를 더 구비한다.
또한, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)의 통신부(714)와 Wi-Fi 또는 블루투스 통신을 통해 연결되거나 또는 상기 스피커 관리 시스템(900)과 연동되며, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)로 MP3 또는 MPEG-4 AAC 코덱을 사용하여 음원을 압축하여 음원 원격 송출 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)와 연결된 장치 ID로 식별되는 스피커 자동 방송 제어 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)의 음원 상태(Play, Pause/Stop)와 각 스피커의 전류량과 전압 및 전력량 표시 기능, 사용 모드와 대기전력 모드 표시 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)의 스피커 채널별로 출력 감지 회로(707)에 의해 해당 스피커의 출력 전류와 전압을 감지하여 원격 스피커 장애/고장 진단 기능을 제공하는 앱(App)이 설치된 스마트폰(910)을 더 포함한다.
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)는 음원 상태 검출부(704)에 의해 검출된 음원 상태(Play, Pause/stop)를 감지하여 상기 제어 프로세서(CPU)(703)의 제어에 따라 일정 시간이 지나도 사용 음원이 없으면 자동으로 "사용 모드"로부터 "대기전력 모드"로 전환되어 대기전력 제어부(709)와 전원 절전 시스템(710)을 구동하여 각 스피커의 채널별로 앰프(AMP)(810)와 스피커(801)로 전원 공급을 차단하여 전원 절전(Power Saving) 기능을 제공하며, 그리고 대기전력 모드 진입 후, 실시간으로 사용 음원 입력이 확인되면, 소정 시간(3초) 내에 상기 대기전력 모드로부터 사용 모드로 전환하여 다시 각 스피커의 채널별로 앰프(AMP)(810)와 스피커(801)로 전원을 공급한다.
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)는 전류 감지 센서(705)에 의해 전류량을 감지하고, 장치 ID로 식별되는 스피커의 채널(CH) 별로 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 출력 감지 회로(707)에 의해 감지하고, 전력을 계산하여, 즉 전류량, 전압, 전력량을 감지하여 상태 정보(전원을 공급하는 사용 모드 상태, 대기전력 모드 상태)를 디스플레이되도록 제어 프로세서(CPU)(703)의 시스템 전원 공급 제어에 따라 실시간으로 각 스피커의 사용 전류량이 일정 수준 이하로 소정 시간이 경과하면 자동으로 "사용 모드"로부터 "대기전력 모드"로 전환되어 대기전력 제어부(709)와 전원 절전 시스템(710)을 구동하여 각 스피커의 채널별로 앰프(AMP)(810)와 스피커(801)로 전원 공급을 차단하여 전원 절전 기능을 제공하며,
사용 전류량이 상기 일정 수준을 초과하면 다시 상기 "대기전력 모드"로부터 "사용 모드"로 전환하여 각 스피커의 채널별로 앰프(AMP)(810)와 스피커(801)로 전원을 공급한다.
IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)는 아날로그 오디오 신호를 입력받는 오디오 입력부(701); 아날로그 오디오 신호를 A/D 변환하여 디지털 오디오 신호를 제공하는 오디오 ADC(702); 실시간으로 사용 음원의 Play 또는 Pause의 음원 상태, 전류 감지 센서에 의한 전류량 감지, 장치 ID로 식별되는 스피커의 채널(CH) 별로 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 출력 감지 회로(707)에 의해 전압을 감지하고 전력량을 계산하여 제어 프로세서(CPU)(703)의 시스템 전원 공급 제어에 따라 사용 음원이 일정 시간이 지나도 음원이 없거나 실시간으로 각 스피커의 사용 전류량이 일정 수준 이하로 소정 시간이 경과하면 "사용 모드"로부터 자동으로 "대기전력 모드"로 전환되어 대기전력 제어부(709)와 전원 절전 시스템(710)을 구동하여 각 스피커의 채널(CH) 별로 앰프(Amp)와 스피커로 전원 공급을 차단하여 전원 절전 기능을 제공하도록 각 기능을 제어하는 제어 프로세서(CPU)(703); 음원의 오디오 신호의 유무상태 모니터링, 실시간으로 사용 음원의 Play 또는 Pause/Stop의 음원 상태를 검출하는 음원 상태 검출부(704); 사용 전류량을 감지하는 전류 감지 센서(705); 선택된 음원을 D/A변환하는 오디오 DAC(706); 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 검출하는 각각의 출력 감지 회로(707); 전류 감지 센서에 의한 전류량 감지, 장치 ID로 식별되는 스피커의 채널(CH) 별로 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 출력 감지 회로(708)에 의해 감지하고 전력을 계산하여 제어 프로세서(CPU)(703)의 시스템 전원 공급 제어에 따라 사용 음원이 일정 시간이 지나도 음원이 없거나 실시간으로 사용 전류량이 일정 수준 이하로 소정 시간이 경과하면 "사용 모드"로부터 자동으로 "대기전력 모드"로 전환되고, 대기전력 제어부(709)와 전원 절전 시스템(710)을 구동하여 각 스피커의 채널(CH) 별로 앰프(Amp)와 스피커로 전원 공급을 차단하여 전원 절전 기능을 제공하는 대기전력 제어부(709)와 전원 절전 시스템(710); 전원을 공급하는 전원 공급부(711); 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 충전되는 배터리가 장착되는 배터리 충전회로를 구비하는 배터리 충전부(712); 상기 제어 프로세서(703)와 연결되며, 관제 센터의 스피커 관리 시스템과 UTP(CAT 5) 케이블을 이용한 이더넷(Ethernet)을 연결하는 이더넷 연결부(713)를 포함하며,
상기 오디오 DAC(706)와 연결되며, D/A 변환된 아날로그 오디오 신호를 증폭하여 해당 스피커로 출력하는 적어도 하나의 앰프(AMP)(810); 상기 앰프(AMP)(810)와 직접 연결되거나 또는 상기 앰프(AMP)(810)와 스피커 셀렉터(speaker selector)를 통해 연결되는 적어도 하나의 스피커(801)를 포함하는 음향 시스템을 구비한다.
각각의 앰프(AMP)(810,..)는 적어도 하나 이상의 스피커(801-809)와 연결되며, 각각의 스피커의 출력은 절전형 전원 분배기의 출력 감지 회로(707)와 연결된다.
또한, 상기 제어 프로세서(703)와 연결되며, 이동통신 단말기와 스마트폰과 Wi-Fi 또는 블루투스를 통해 통신되며, 일정 시간 간격으로 음원 상태(음원 사용 여부:Play, Pause/Stop), 전류량, 각 스피커의 전류와 전압, 전력량을 포함하는 상태 정보를 스피커 관리 시스템(900)으로 전송하는 통신부(714)를 더 포함할 수 있다.
음향 시스템용 절전형 전원 분배기는
상기 절전형 전원 분배기는 4.4KW 음향 시스템용 절전형 전원 분배기로써, 3상 3선식[220VAC], 3상 4선식[380VAC], 단상[220VAC] 전원 입력을 모두 받을 수가 있으며, 이 전원을 5~10개의 채널로 220V 20A로 보내는 전원 분배기이며,
채널을 보낼 때 각 전류, 전압 감지회로에 의해 전류와 전압을 센싱(SENSING)하고, 디스플레이 하다가 20A를 초과하면 OVER CURRENT PROTECTION[OCP]회로를 내장하고 있어 전원 절전 시스템의 릴레이(Relay)를 구동하여 전원을 차단하며,
입력 전원이 파형이 일그러지거나 노이즈 입력이 되어도 출력되는 모든 전원을 전원교정 노이즈 필터 및 60Hz 주파수 파형 교정(THD)을 사용하여 출력하며,
상기 제어 프로세서(703)와 연결되며, 전원 분배 상태 정보를 표시하는 디스플레이부; 및 상기 제어 프로세서(703)에 연결되는 전원을 수동 또는 자동으로 동작되도록 하는 수동/자동 차단기를 더 포함한다.
전원 공급부는 SMPS를 사용할 수 있다.
제어 프로세서(703)는 주 전원 입력량 및 출력을 체크하고 EM 등의 비상 상황을 체크한다.
전류 감지는 전선에 감긴 부분에서 전류를 센싱한다.
상기 절전형 전원 분배기와 연결되며, 원격으로 전원 분배를 제어하며, 타이머를 구비하여 시간에 따라 전원을 ON/OFF하는 장치로써 일정 시간 동안 전원을 OFF 하고 일정 시간 후 자동으로 ON시키는 별도의 원격 제어 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)와 UTP(CAT5) 케이블을 이용한 이더넷(Ethernet)으로 연결되며, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기로 오디오 코덱을 사용하여 음원을 압축하여 음원 원격 송출 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기와 연결된 장치 ID로 식별되는 스피커 자동 방송 제어 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기(700)의 음원 상태(Play/Pause)와 전류량과 스피커의 전류와 전압 및 전력 표시 기능, 사용 모드와 대기전력 모드 표시 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 스피커 채널별로 출력 감지 회로에 의해 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 감지하여 원격 스피커 장애/고장 진단 기능을 제공하는 스피커 관리 시스템(900)을 더 포함할 수 있다.
스피커 관리 시스템(900)은 절전형 전원 분배기(700)와 이더넷(Ethernet)으로 연결되며, 원격으로 스피커 장애/고장 진단 기능을 제공한다. 스피커에 대한 고장 유무를 자동으로 판단하므로 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
상기 음향 시스템(앰프와 스피커 셀렉터/스피커를 포함)의 음향 기기는 스피커의 정상 동작 여부를 판단하기 위해, 스피커의 출력 전류와 전압을 검출하거나 또는 음원을 검출할 수 있도록 전류 감지기와 출력 감지 회로를 포함하는 신호 감지 시스템을 적용하여 일정 레벨을 기준으로 각 스피커의 전류와 전압을 측정하여 스피커 관리 시스템(900)으로 관련 음원 상태 정보[출력 음원, 상태 정보(Play/Pause)]를 제공한다.
상기 음향 시스템의 복수의 스피커가 설치된 현장 상황을 모니터링하며, 스피커 관리 시스템, 또는 원격 제어 장치 또는 스마트폰으로부터 절전형 전원 분배기를 통해 MP3, MPEG-4 AAC의 오디오 코덱으로 RTP 또는 SRTP, 또는 UDP를 이용하여 역방향으로 유무선 인터넷을 통해 음원 전송과 전원 공급/차단 제어 신호를 전송할 수 있다.
스피커 관리 시스템과 절전형 전원 분배기는 스피커 등의 음향 기기와의 음성 입력, 전류 사용량을 감지하여 LED 표시부에 display하여 실제 사용 전원 시의 전류 확인이 용이하여 각 스피커 출력 전압과 전력의 사용시에도 실시간 확인이 가능하다.
- 실시간으로 사용 음원이 일정 시간이 지나도 음원이 없으면, 사용하지 않는다 판단하여 자동으로 대기전력 모드로 전환된다.
- 절전형 전원 분배기의 전선을 둘러싼 전류 감지기에 의해 실시간으로 사용 전류량의 사용량이 일정 수준 이하로 일정 시간이 흐르면 대기전력 모드로 전환된다.
- 대기전력 모드 진입 후에도 실시간으로 사용 음원의 입력을 확인하여 입력이 확인되면 전체 시스템을 "대기전력 모드"에서 "사용 모드"로 전환을 5초 이내에 한다.
- 스피커의 정상 동작 여부를 판단하기 위해 스피커 출력을 검출할 수 있도록 마이크와 같은 오디오 입력 수단을 확인하고, 스피커 출력을 측정하여 스피커 관리 시스템으로 관련 상태 정보(출력 볼륨, 원음과의 상관관계)를 디스플레이부에 표시하고 스피커 관리 시스템 및/또는 스마트폰으로 전송하여 이를 제공할 수 있다
- 음향 기기 외에 조명 시스템 등 어떠한 시스템을 사용해도 전력 공급에 대한 부분의 전압, 전류, 전력량을 실시간으로 확인 가능하도록 제공할 수 있다.
- 전류 감지기, 출력 감지 회로 등의 검출 센서를 이용하여 전류량 음원 상태를 검출한 후, 전원을 시스템에 공급 가능하다.
- 복수의 스피커가 설치된 현장 상황을 모니터링하며, 스피커 관리 시스템, 또는 원격 제어 장치 또는 스마트 기기(스마트폰, 태블릿PC, 산업용 패드)로부터 MP3, MPEG-4 AAC 등의 코덱으로 RTP(Real-time Transport Protocol) 또는 SRTP(Secure Real-time Transport Protocol) 또는 UDP 등을 이용하여 역방향으로 인터넷을 이용 전송하는 방법을 제공한다.
- 방송용/조명 장치용 전원 제어 장치로써 전기 에너지 절감을 위하여 대기전력 모드를 제공하며, 대기전력 모드에서 검출 센서에 의해 자동으로 사용 전원 상태로 전환될 수 있는 절전 시스템으로 사용된다.
[제안 기술]
* 대기전력 모드 시 1 W 이하의 규격 내 시스템
- 음향 기기는 스피커의 정상 동작 여부를 판단하기 위해, 스피커 출력을 검출하거나 또는 음원을 검출할 수 있도록 전류 감지기와 출력 감지 회로를 포함하는 신호 감지 시스템을 적용하여 음원의 재생 유무와 일정 레벨을 기준으로 각 스피커의 전류와 전압을 측정하여 스피커 관리 시스템으로 관련 정보(출력 음원, 상태 정보(Play/Pause), 원음과의 상관관계)를 제공
- 조명 기기는 조명기기의 전류량을 감지하여 정상 동작 여부를 확인
- 비상사태 발생시[외부센서 신호입력 시] 가용조명 전체 점등
- 입출력 신호를 이용하여 스피커의 정상동작 여부를 확인
- 감지된 전류와 전압 신호가 일정 시간이 경과하여도 감지되지 않을 시에 대기전력 모드로 전환
- 자동 제어 장치에 감지된 전류와 전압 신호가 있으면, 감지 센서(전류 감지기와 출력 감지 회로)를 이용하여 대기전력 모드에서 정상 동작
* 내장된 전류, 출력 감지 회로 구성
- 내장된 전류 감지기와 출력 감지 회로(전류와 전압 감지 센서)를 이용하여 전체 시스템의 상태 정보(전원 공급 사용 모드 상태, 대기전력 모드 상태)를 디스플레이
- 스피커에 흐르는 음원을 감지하여 채널(CH)별로 선택적 전원절전시스템 가동
- 감지 센서(전류 감지기와 출력 감지 회로)는 네트워크, 접점을 이용하여도 선택적 절전시스템 가동
- RTP 또는 SRTP 기반의 오디오 패킷을 절전형 전원 분배기로 수신하여 실시간으로 전류 감지기와 출력 감지 회로를 동작
* 재난 발생시 관리센터와의 통신 방법
화재 등과 같은 재난발생시 관제센터/중앙센터/스피커 관리시스템/스마트폰 네트웍을 이용하여 원격 모니터링되며, 미사용시에 절전 시스템을 운용
* 기타 기능
- UTP(CAT5) 케이블을 이용한 Ethernet 연결
- 할당된 IP 주소를 이용한 개별/그룹별 자동방송 제어 방식
(재난방송 등이 가능)
- 음원 압축 방식 : MP3
- 전원 공급(배터리 전원 비상시 사용, 배터리 자동 충전 기능)
- 전원 노이즈 필터 내장
- 시스템 전원 공급 및 제어
* 주변 장치
- REMOTE CONTROL 장비 : 원격으로 전원 분배를 제어하는 장비
- EM 등 전원을 강제로 ON 하는 SENSOR : 비상 상황 등을 감지하는 장치가 있어 이를 내부에 전달하는 장치
- TIMER : 시간에 따라 전원을 ON/OFF 하는 장치로 일정 시간에 전원을 OFF 하고 일정 시간에 자동으로 ON하는 장치
- 스피커 출력에 대한 상태 전달 장치: 앰프(Amp)의 음원의 오디오 신호 입력이 일정 시간이 없어 대기전력(STAND-BY) 모드로 전환하는 장치. 음원의 오디오 신호 입력이 확인된 후에는 다시 전원 ON하여 평소 사용 상태 유지
* 특징
- 대기 전력을 1 W 이하로 설계하여 대기전력 모드 시에 최소의 전력 운영
- 전류 감지기와 출력 감지 회로에 의해 감지된 전류와 전압 신호를 사용하여 일정 시간 동안 사용되지 않을 시에, 대기전력 모드로 전환하여 에너지 절감 시스템으로 사용
- 전류, 전압 등의 사용 전원의 사용 내역을 디스플레이
- 감지하는 신호는 주 사용원(오디오 기기/음향 기기: 오디오 신호, 조명기기: 전류 감지, 화재, 기기의 진동 상태(지진등의 상황))을 이용하여 감지
음향 시스템은 앰프와 스피커로 구성되거나, 또는 도 3에 도시된 바와 같이 앰프, 스피커 셀렉터, 복수의 스피커를 구비할 수 있다.
스피커의 출력(전류, 전압)은 절전형 전원 분배기의 출력 감지 회로와 연결된다.
도 3은 앰프, 스피커 셀렉터, 복수의 스피커를 구비하는 음향 시스템 구성도이다. 음향 시스템이 앰프, 스피커 셀렉터, 복수의 스피커를 구성되는 경우, 마찬가지로 스피커의 출력(전류, 전압)은 절전형 전원 분배기의 출력 감지 회로와 연결된다.
본 발명의 음향 시스템용 절전형 전원 분배기는 적어도 하나 이상의 앰프와 스피커를 구비하는 음향 시스템에 절전형 전원 분배기를 구비하며, 사용 전류량, 전압, 전력량을 실시간으로 감지하고, 사용 음원의 음원 상태(Play, Pause/Stop)와 스피커의 출력 전류와 전압을 검출하며, 제어 프로세서의 시스템 전원 공급 제어에 따라 일정 시간 동안 음원을 사용하지 않거나 또는 실시간으로 각 스피커의 사용 전류량이 일정 수준 이하가 되면, 자동으로 "사용 모드"로부터 "대기전력 모드"로 전환하여 전원 절전 기능을 제공하여 전기 에너지 소비를 최소화하여 에너지 소비를 줄이게 되었다.
절전형 전원 분배기는 파워 앰프와 스피커를 구비하는 음향 시스템에 사용하거나, 또는 파워 앰프(Power Amp)와 스피커 셀렉터(Speaker Selector) 및 다수의 스피커들(loud speaker)을 구비하는 음향 시스템, 또는 조명 시스템에 사용될 수 있다.
음향 시스템과 전관 방송 시스템의 절전형 전원 분배기는 전원 장치의 일부로써 전원의 효율적 사용으로 에너지의 소비를 최소화할 수 있으며, 원격으로 스피커 장애/고장 진단이 가능하며, 스피커들에 대한 고장 유무를 자동으로 판단하므로 유지보수 비용을 절감한다.
스피커 장치와의 음성 입력, 전류 사용량, 스피커의 사용 전류와 전압을 감지하여 표시하며, 실제 사용 전원 시의 전류 확인이 용이하고, 각 스피커의 출력 전류와 전압 검출, 전력 사용량을 실시간 확인이 가능하다.
1 W 이하의 대기 전력을 이용하여 외부에서 감지된 신호로 자동 절전이 이루어지는 절전형 전원 분배기는 대기전력 자동차단장치, 음향 시스템용 전원 분배기, 전원 충전기, 오디오 신호 감지기, 방송 시스템의 전원 분배기, 조명 시스템의 전원 분배기에 사용된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
700: 절전형 전원 분배기
701: 오디오 입력부 702: 오디오 ADC
703: 제어 프로세서(CPU) 704: 음원 상태 검출부
705: 전류 감지 센서 706: 오디오 DAC
708: 출력 감지 회로 709: 대기전력 제어부
710: 전원 절전 시스템 711: 전원 공급부
712: 배터리 충전부 713: 이더넷 연결부
714: 통신부 717: LED 표시부
810-810: 앰프(AMP) 801-809: 스피커
900: PC(스피커 관리 시스템) 910: 스마트폰
701: 오디오 입력부 702: 오디오 ADC
703: 제어 프로세서(CPU) 704: 음원 상태 검출부
705: 전류 감지 센서 706: 오디오 DAC
708: 출력 감지 회로 709: 대기전력 제어부
710: 전원 절전 시스템 711: 전원 공급부
712: 배터리 충전부 713: 이더넷 연결부
714: 통신부 717: LED 표시부
810-810: 앰프(AMP) 801-809: 스피커
900: PC(스피커 관리 시스템) 910: 스마트폰
Claims (12)
- 3상 4선식[380VAC], 3상 3선식[220VAC], 단상[220VAC] 전원을 모두 입력받을 수 있는 터미널로 구성되며, 음원 상태 검출부에 의해 음원의 오디오 신호의 유무상태 모니터링, 실시간으로 사용 음원의 Play 또는 Pause의 음원 상태 모니터링, 전류 감지 센서에 의해 상기 음원 상태에 따라 달라지는 각 스피커의 전류량 감지, 장치 ID로 식별되는 스피커의 채널(CH) 별로 각각의 스피커의 출력 감지 회로에 의해 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 감지하고, 전력을 계산하여 제어 프로세서의 제어에 따라 일정 시간이 지나도 사용 음원이 없거나 실시간으로 사용 전류량이 일정 수준 이하로 소정 시간이 경과하면 자동으로 대기전력 모드로 전환되어 전원 절전 기능을 제공하는 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기;
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 각각의 앰프와 각각 연결된 적어도 하나 이상의 스피커를 구비하는 음향 시스템; 및
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 스피커 채널별로 상기 출력 감지 회로에 의해 각 스피커의 출력 전류와 전압을 감지하여 원격 스피커 장애/고장 진단 기능을 제공하는 스피커 관리 시스템을 포함하며,
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 통신부와 Wi-Fi 또는 블루투스 통신을 통해 연결되거나 또는 스피커 관리 시스템과 연동되며, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기로 MP3 또는 MPEG-4 AAC 코덱을 사용하여 음원을 압축하여 음원 원격 송출 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기와 연결된 장치 ID로 식별되는 스피커 자동 방송 제어 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 음원 상태(Play/Pause)와 전류량과 스피커의 전류와 전압 및 전력량 표시 기능, 사용 모드와 대기전력 모드 표시 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 스피커 채널별로 상기 출력 감지 회로에 의해 해당 스피커의 출력 전류와 전압을 감지하여 원격 스피커 장애/고장 진단 기능을 제공하는 앱(App)이 설치된 스마트폰을 더 포함하는 음향 시스템용 절전형 전원 분배기. - 제1항에 있어서,
상기 스피커 관리 시스템은
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기와 UTP(CAT5) 케이블을 이용한 이더넷(Ethernet)으로 연결되며, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기로 오디오 코덱을 사용하여 음원을 압축하여 음원 원격 송출 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기와 연결된 장치 ID로 식별되는 스피커 자동 방송 제어 기능, 상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 음원 상태(Play/Pause)와 전류량과 각 스피커의 전류와 전압 및 전력량 표시 기능, 사용 모드와 대기전력 모드 표시 기능을 제공하는 음향 시스템용 절전형 전원 분배기. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기는
음원 상태 검출부에 의해 검출된 음원 상태를 감지하여 상기 제어 프로세서의 제어에 따라 일정 시간이 지나도 사용 음원이 없으면 자동으로 대기전력 모드로 전환되어 대기전력 제어부와 전원 절전 시스템을 구동하여 각 스피커의 채널별로 앰프와 스피커로 전원 공급을 차단하여 전원 절전(Power Saving) 기능을 제공하며, 그리고 대기전력 모드 진입 후, 실시간으로 사용 음원 입력이 확인되면, 소정 시간 3초 내에 상기 대기전력 모드로부터 사용 모드로 전환하여 다시 각 스피커의 채널별로 앰프와 스피커로 전원을 공급하는, 음향 시스템용 절전형 전원 분배기. - 제1항에 있어서,
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기는
전류 감지 센서에 의한 전류량을 감지하고, 장치 ID로 식별되는 스피커의 채널(CH) 별로 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 출력 감지 회로에 의해 감지하고, 전력을 계산하여, 상태 정보(전원 공급 사용 모드 상태, 대기전력 모드 상태)를 디스플레이되도록 제어 프로세서의 제어에 따라 실시간으로 각 스피커의 사용 전류량이 일정 수준 이하로 소정 시간이 경과하면 자동으로 사용 모드로부터 대기전력 모드로 전환되어 대기전력 제어부와 전원 절전 시스템을 구동하여 각 스피커의 채널별로 앰프와 스피커로 전원 공급을 차단하여 전원 절전 기능을 제공하며, 사용 전류량이 상기 일정 수준을 초과하면 다시 상기 대기전력 모드로부터 사용 모드로 전환하여 각 스피커의 채널별로 앰프와 스피커로 전원을 공급하는, 음향 시스템용 절전형 전원 분배기. - 제1항에 있어서,
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기의 오디오 코덱은 MP3 또는 MPEG-4 AAC 오디오 코덱을 사용하며, 전원 공급부는 전원 교정 노이즈 필터를 더 구비하는 음향 시스템용 절전형 전원 분배기. - 아날로그 오디오 신호를 입력받는 오디오 입력부;
상기 아날로그 오디오 신호를 A/D 변환하여 디지털 오디오 신호를 제공하는 오디오 ADC;
실시간으로 Play 또는 Pause의 음원 상태, 전류 감지 센서에 의한 전류량 감지, 장치 ID로 식별되는 스피커의 채널(CH) 별로 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 출력 감지 회로에 의해 감지하고 전력을 계산하여 제어 프로세서(CPU)의 시스템 전원 공급 제어에 따라 사용 음원이 일정 시간이 지나도 음원이 없거나 실시간으로 사용 전류량이 일정 수준 이하로 소정 시간이 경과하면 "사용 모드"로부터 자동으로 "대기전력 모드"로 전환되어 대기전력 제어부와 전원 절전 시스템을 구동하여 각 스피커의 채널(CH) 별로 앰프(Amp)와 스피커로 전원 공급을 차단하여 전원 절전 기능을 제공하도록 각 기능을 제어하는 제어 프로세서(CPU);
음원의 오디오 신호의 유무상태 모니터링, 실시간으로 사용 음원의 Play 또는 Pause의 음원 상태를 검출하는 음원 상태 검출부;
전선을 감싼 구조에서 사용 전류량을 감지하는 전류 감지 센서;
선택된 음원을 D/A변환하는 오디오 DAC;
각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 검출하는 각각의 출력 감지 회로;
전류 감지 센서에 의한 전류량 감지, 장치 ID로 식별되는 스피커의 채널(CH) 별로 각각의 스피커의 출력 전류와 전압을 상기 출력 감지 회로에 의해 감지되고 전력을 계산 후, 상기 제어 프로세서(CPU)의 시스템 전원 공급 제어에 따라 사용 음원이 일정 시간이 지나도 음원이 없거나 실시간으로 사용 전류량이 일정 수준 이하로 소정 시간이 경과하면 사용 모드로부터 자동으로 대기전력 모드로 전환되고, 대기전력 제어부와 전원 절전 시스템을 구동하여 각 스피커의 채널(CH) 별로 앰프(Amp)와 스피커로 전원 공급을 차단하여 전원 절전 기능을 제공하는 대기전력 제어부와 전원 절전 시스템;
전원 공급부;
상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 충전되는 배터리가 장착되는 배터리 충전회로를 구비하는 배터리 충전부;
상기 제어 프로세서와 연결되며, 이동통신 단말기와 스마트폰과 Wi-Fi 또는 블루투스를 통해 통신되며, 일정 시간 간격으로 음원 사용 여부, 음원 상태(Play, Pause, Stop), 전류량, 각 스피커의 전류와 전압, 전력을 포함하는 상태 정보를 스피커 관리 시스템으로 전송하는 통신부; 및
상기 제어 프로세서와 연결되며, 관제 센터의 스피커 관리 시스템과 UTP(CAT 5) 케이블을 이용한 이더넷(Ethernet)을 연결하는 이더넷 연결부를 포함하는 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기;
상기 오디오 DAC와 연결되며, D/A 변환된 아날로그 오디오 신호를 증폭하여 해당 스피커로 출력하는 적어도 하나의 앰프(AMP); 상기 앰프(AMP)와 직접 연결되거나, 또는 상기 앰프(AMP)와 스피커 셀렉터를 통해 연결되는 적어도 하나의 스피커를 포함하는 음향 시스템을 구비하고,
각각의 앰프(AMP)는 적어도 하나의 스피커와 연결되며, 각각의 스피커의 출력은 절전형 전원 분배기의 출력 감지 회로와 연결되는, 음향 시스템용 절전형 전원 분배기. - 삭제
- 제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 IP 주소가 할당된 절전형 전원 분배기는 4.4KW 음향 시스템용 절전형 전원 분배기로써, 3상 3선식[220VAC] 전원 입력과 3상 4선식[380VAC] 전원 입력, 단상[220VAC] 전원 입력을 모두 받을 수가 있으며, 이 전원을 5~10개의 채널로 220V 20A로 공급하는 전원 분배기이며,
채널을 보낼 때 각 전류, 출력 감지회로에 의해 전압을 센싱하고, 디스플레이 하다가 20A를 초과하면 전원 절전 시스템의 릴레이를 구동하여 전원을 차단하며,
입력 전원이 파형이 일그러지거나 노이즈 입력이 되어도 출력되는 모든 전원을 전원교정 노이즈 필터 및 60Hz 주파수 파형 교정(THD)을 사용하여 출력하며,
제어 프로세서와 연결되며, 전원 분배 상태 정보를 표시하는 디스플레이부; 및
제어 프로세서에 연결되는 전원을 수동 또는 자동으로 동작되도록 하는 수동/자동 차단기를 더 포함하는, 음향 시스템용 절전형 전원 분배기. - 제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 절전형 전원 분배기와 연결되며, 원격으로 전원 분배를 제어하며, 타이머를 구비하여 시간에 따라 전원을 ON/OFF하는 장치로써 일정 시간 동안 전원을 OFF 하고 일정 시간 후 자동으로 ON시키는 원격 제어 장치를 더 포함하는 음향 시스템용 절전형 전원 분배기. - 제1항에 있어서,
상기 음향 시스템의 음향 기기는 스피커의 정상 동작 여부를 판단하기 위해, 스피커 출력을 검출하거나 또는 음원을 검출할 수 있도록 전류 감지 센서와 출력 감지 회로를 포함하는 신호 감지 시스템을 사용하여 일정 레벨을 기준으로 각 스피커의 전류와 전압을 측정하여 스피커 관리 시스템으로 관련 음원 상태 정보[출력 음원, 상태 정보(Play, Pause/Stop)]를 제공하는, 음향 시스템용 절전형 전원 분배기. - 제1항에 있어서,
상기 음향 시스템의 복수의 스피커가 설치된 현장 상황을 모니터링하며, 스피커 관리 시스템, 또는 원격 제어 장치 또는 스마트폰으로부터 절전형 전원 분배기를 통해 MP3, MPEG-4 AAC의 오디오 코덱으로 RTP 또는 SRTP, 또는 UDP를 이용하여 역방향으로 유무선 인터넷을 통해 음원 전송과 전원 공급/차단 제어 신호를 전송하는, 음향 시스템용 절전형 전원 분배기.
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|---|---|---|---|
| KR1020180004684A KR101952719B1 (ko) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | 음향 시스템용 절전형 전원 분배기 |
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| KR1020180004684A KR101952719B1 (ko) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | 음향 시스템용 절전형 전원 분배기 |
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| KR1020180004684A KR101952719B1 (ko) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | 음향 시스템용 절전형 전원 분배기 |
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