KR101963262B1 - 전력량계 및 그 운영 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력량계 및 그 운영 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 전력량계는, 외부로부터 입력되는 외부 전원을 확인하여 정전 상태를 감지하는 전원 관리부 및 감지된 상기 정전 상태를 반영하여 전력량계의 운영 모드를 결정하는 운영 모드 관리부를 포함한다. 여기에서, 상기 운영 모드는 상기 전력량계를 구성하는 복수의 구성 요소 중에서 슬립 상태로 설정되는 적어도 일부의 구성 요소에 따라 차등적으로 설정된다.

Description

전력량계 및 그 운영 방법 {WATT-HOUR METER AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 전력량계 및 그 운영 방법에 관한 것이다.
전력 사용량의 증가 추세에 따라, 전력량의 정확한 측정은 전력 관리의 주요한 요소가 되고 있다. 특히, 전력 사용량 폭증 등에 의하여 발생하는 정전 시에도 안정적으로 전력 관리를 수행하는 것이 요구되고 있으며, 이에 따라 정전 시의 전력량계 운영에 관한 기술이 대두되고 있다.
종래의 전력량계는 정전이 발생하면, 내장한 배터리를 이용하여 전력 계측만을 수행하는 방식을 사용하였다. 이러한 종래 기술의 경우, 전력 계측 외에 검침이나 외부 입출력 등의 기타 동작이 불가능한 문제점이 있다.
따라서, 정전 상태 시에 전력량계의 기능이 매우 제한되는 문제가 있었으며, 특히 최근에 도입된 전자식 전력량계의 경우 이러한 제한에 의하여 전력 관리 상의 문제점이 파생되는 한계가 있었다.
하기의 특허문헌 1은 전자식 전력량계의 정전보상장치 및 방법에 관한 것이나, 상술한 종래 기술의 문제점에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있다.
한국 공개특허공보 제1997-0062702호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 정전 시 구성 요소를 차등적으로 슬립시킴으로써 정전 시에 복수의 운영 모드를 적용함으로써, 정전 시의 전력 관리의 효율성을 높이면서 전력량계의 기능을 최대한 확보할 수 있는 전력량계 및 그 운영 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 기술적인 측면은 전력량계를 제안한다. 상기 전력량계는, 외부로부터 입력되는 외부 전원을 확인하여 정전 상태를 감지하는 전원 관리부 및 감지된 상기 정전 상태를 반영하여 전력량계의 운영 모드를 결정하는 운영 모드 관리부를 포함한다. 여기에서, 상기 운영 모드는 상기 전력량계를 구성하는 복수의 구성 요소 중에서 슬립 상태로 설정되는 적어도 일부의 구성 요소에 따라 차등적으로 설정된다.
일 실시예에서, 상기 전력량계는, 상기 정전 상태가 감지되면 현재의 계량 데이터를 비 휘발성 메모리에 저장하도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전원 관리부는 상기 외부 전원의 전압이 기 설정된 전압보다 낮아지면 이를 검출하는 저전압 검출기를 포함하고, 상기 전력량계는 상기 저전압 검출기에 의하여 저전압이 검출되면, 현재의 계량 데이터를 비 휘발성 메모리에 저장하도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 운영 모드는, 상기 복수의 구성 요소를 모두 구동하는 노말 모드, 상기 복수의 구성 요소 중 웨이크업에 사용되는 소정의 구성 요소를 제외한 나머지 구성 요소를 슬립 상태로 설정하는 슬립 모드 및 특정 요구에 따라 선별적으로 결정된 선택 구성 요소 구동하는 서브 노말 모드중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 운영 모드 관리부는, 외부로부터 입력된 상기 특정 요구를 확인하고, 확인된 상기 특정 요구를 수행하기 위하여 구동이 요구되는 선택 구성 요소를 결정하여 상기 서브 노말 모드를 설정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 운영 모드 관리부는 상기 전력량계의 배터리의 잔여 전력을 반영하여 상기 서브 노말 모드로의 진입 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 제2 기술적인 측면은 전력량계 운영 방법을 제안한다. 상기 전력량계 운영 방법은 전력량계에서 수행된다. 상기 전력량계 운영 방법은, 외부로부터 입력되는 외부 전원을 확인하여 정전 상태를 감지하는 단계 및 감지된 상기 정전 상태를 반영하여 전력량계의 운영 모드를 결정하는 단계를 포함한다. 여기에서, 상기 운영 모드는 상기 전력량계를 구성하는 복수의 구성 요소 중에서 슬립 모드로 설정되는 적어도 일부의 구성 요소에 따라 차등적으로 설정된다.
일 실시예에서, 상기 전력량계 운영 방법은, 상기 정전 상태가 감지되면, 현재의 계량 데이터를 비 휘발성 메모리에 저장하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 운영 모드는, 상기 복수의 구성 요소를 모두 구동하는 노말 모드, 상기 복수의 구성 요소 중 정전 발생시 배터리의 소모 전력을 최소화하기 위한 슬립 모드 및 특정 요구에 따라 선별적으로 결정된 선택 구성 요소 및 정전 상황에서도 소정의 구성 요소를 구동하는 서브 노말 모드를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 운영 모드를 설정하는 단계는 상기 정전 상태가 감지되면, 상기 전력량계를 상기 슬립 모드로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 운영 모드를 설정하는 단계는, 외부로부터 상기 특정 요구가 입력되는지 확인하는 단계, 만일 입력되었으면, 상기 확인된 특정 요구를 수행하기 위하여 구동이 요구되는 선택 구성 요소를 결정하는 단계 및 상기 선택 구성 요소를 슬립 상태에서 해제하여 상기 서브 노말 모드로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 운영 모드를 설정하는 단계는, 외부로부터 상기 특정 요구가 입력되면, 상기 슬립 모드를 상기 서브 노말 모드로 전환하는 단계 및 상기 서브 노말 모드로 전환된 후 소정 시간이 경과하면, 상기 슬립 모드로 재 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 정전 시 구성 요소를 차등적으로 슬립시킴으로써 정전 시에 복수의 운영 모드를 적용함으로써, 정전 시의 전력 관리의 효율성을 높이면서 전력량계의 기능을 최대한 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전력량계의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전력량계의 일 실시예를 설명하기 위한 세부 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전력량계 운영 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전력량계 운영 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 세부 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전력량계의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 전력량계(100)는 전원 관리부(110), 운영 모드 관리부(120), 제어부(130) 및 배터리(140)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 전력량계(100)는 클럭부(150) 및 외부 인터페이스부(160) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
전원 관리부(110)는 외부로부터 입력되는 외부 전원을 확인하여 정전 상태를 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 전원 관리부(110)는 저전압 검출기를 이용하여 정전 상태를 감지할 수 있다. 즉, 저전압 검출기는 외부 전원의 전압과 기 설정된 전압을 비교하여, 외부 전원의 전압이 기 설정된 전압보다 낮아지면 이를 검출할 수 있다. 전원 관리부(110)는 저전압 검출기에서 외부 전원의 전압이 낮아진 것이 검출되면 정전 상태로 감지할 수 있다. 이는 내부 콘덴서(미도시)에 의해 일정시간 동안 전하가 충전되고 있으므로, 정전이 되더라도 갑작스럽게 외부 전원이 0V로 변경되는 것이 아니라 선형적으로 전압의 레벨이 낮아지는 것을 이용하는 것이다. 즉, 저전압 검출기를 이용해 비정상적인 수준의 전압 레벨이 감지되면, 이후 정전이 발생할 것으로 판단하고 현재를 정전 상태로서 판단할 수 있다.
전원 관리부(110)는 정전 상태가 감지되면, 배터리(140)를 이용하여 전력량계(100)의 전력을 수급할 수 있다.
운영 모드 관리부(120)는 감지된 정전 상태를 반영하여 전력량계의 운영 모드를 결정할 수 있다.
여기에서, 운영 모드는 전력량계(100)를 구성하는 복수의 구성 요소 중에서 슬립 상태로 설정되는 적어도 일부의 구성 요소에 따라 차등적으로 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 운영 모드는 노말 모드, 슬립 모드 및 서브 노말 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
노말 모드는 전력량계(100)를 구성하는 복수의 구성 요소 모두가 정상적으로 구동되는 운영 모드이다. 즉, 정전 상태가 아닌 일반적인 운영 모드이다.
슬립 모드는 정전 발생시 배터리의 소모 전력을 최소화하기 위한 운영 모드로서, 정전 상태에서 소비 전력을 최소화하면서 외부 입력이나 복전 상태를 확인하는 운영 모드이다.
서브 노말 모드는 특정 요구에 따라 선별적으로 결정된 선택 구성를 구동하는 운영 모드이다. 여기에서, 특정 요구란 외부에서 입력될 수도 있고(예컨대, 외부 인터페이스부를 통한 사용자의 전력량 디스플레이 요구), 또는 내부적인 인터럽트에 의하여 발생할 수도 있다.
외부에서 특정 요구가 입력되는 일 실시예에서, 운영 모드 관리부(120)는 외부로부터 입력된 특정 요구를 확인하고 확인된 상기 특정 요구를 수행하기 위하여 구동이 요구되는 선택 구성 요소를 결정하여 서브 노말 모드를 설정할 수 있다.
일 실시예에서, 운영 모드 관리부(120)는 배터리(140)의 잔여 전력을 반영하여 서브 노말 모드로의 진입 여부를 판단할 수 있다. 즉, 슬립 모드에서 서브 노말 모드로 전환하는 경우, 현재 슬립 상태인 소정의 구성 요소를 구동하도록 설정하는 것이 요구되며, 이로 인하여 전력 소모량은 증가되게 된다. 따라서, 운영 모드 관리부(120)는 배터리(140)의 잔여 전력을 확인하고, 확인된 잔여 전력이 기 설정된 값 이하인지 여부에 따라 서브 노말 모드로 전환할 것인지를 판단할 수 있다.
제어부(130)는 운영 모드 관리부(120)에서 제공되는 운영 모드에 따라 전력량계(100)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 슬립 모드인 경우 웨이크업을 위한 RTC 클럭을 제외한 나머지 구성 요소들을 슬립 상태로 설정할 수 있다. 마찬가지로 운영 모드가 변경되는 경우, 그러한 변경에 따라 소정의 구성 요소들을 슬립 상태로 설정하거나 일반 상태로 전환시킬 수 있다.
일 실시예예서, 제어부(130)는 정전 상태가 감지되면 현재의 계량 데이터를 비 휘발성 메모리(미도시)에 저장하도록 제어할 수 있다. 즉, 전원 관리부(110)의 저전압 검출기에 의하여 저전압이 검출되면, 현재의 계량 데이터를 비 휘발성 메모리에 저장하도록 제어할 수 있다. 저전압 검출기를 사용하는 경우, 실제적 정전이 발생하기 전에 정전을 감지할 수 있으므로, 현재의 계량 데이터를 안전하게 저장할 수 있다.
배터리(140)는 소정의 전력을 저장하는 수단이다. 배터리(140)는 전원 관리부(110)와 연동하여 잔여 전력을 확인할 수 있다.
클럭부(150)는 전력 계층에 사용되는 소정의 클럭을 제공하는 수단이고, 외부 인터페이스부(160)는 전력량계(100)의 외부와의 인터페이스를 제공하는 수단이다.
도 2는 본 발명에 따른 전력량계의 일 실시예를 설명하기 위한 세부 구성도이다.
도 2를 참조하면, 제어부(130)는 슬립 상태 관리모듈(131) 및 인터럽트 관리 모듈(132)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 클럭부(150)는 RTC 클럭(151) 또는 시스템 클럭(152)을 포함할 수 있고, 외부 인터페이스부(160)는 LCD(161) 또는 키패드(162)를 포함할 수 있다.
슬립 상태 관리모듈(131)은 운영 모드 관리부(120)에서 제공된 운영 모드를 확인하여, 전력량계(100)를 구성하는 구성 요소들 중 적어도 하나를 슬립 상태로 설정하거나, 슬립 상태의 구성 요소를 노말 상태로 웨이크업 시킬 수 있다.
예를 들어, 슬립 모드는 시스템 클럭(152)은 동작하지 않고 RTC(Real Time Counter) 클럭(151)만 동작할 수 있다. 여기에서, 시스템 클럭(152)은 RTC 클럭를 제외한 모든 내부 구성 요소를 구동하는데 사용되는 클럭을 제공하고, RTC 클럭(151)은 웨이크업을 위한 RTC 클럭을 제공한다.
또한, 서브 노말 모드에서는 시스템 클럭(152) 및 RTC(Real Time Counter) 클럭(151)은 동작하나, 내부 구성 요수 중 일부의 구성 요소만이 동작한다. 예를 들어, LCD(161)는 동작하지 않으나 키패드(162)는 동작하는 경우 등이 그러하다.
일 실시예에서, 인터럽트 관리모듈(132)은 내부 또는 외부의 인터럽트 발생시, 발생한 인터럽트를 식별할 수 있다. 일 실시예예서, 인터럽트 관리모듈(132)은 정전 또는 복전시 발생한 외부 인터럽트를 이용해 정전 및 복전 상황을 감지할 수 있다. 즉, 정전 상태로 확인되면 전원 관리부(110)는 배터리(140)를 이용하여 전력을 수급하게 된다. 이와 동시에 외부 전원에 연결되어 있던 외부 인터럽트핀은 하이 레벨에서 로우 레벨로 전환되게 되며, 이러한 전환 시 폴링 에지(Falling Edge) 인터럽트가 발생하게 된다. 인터럽트 관리모듈(132)은 발생한 인터럽트를 확인하여 전원 관리부(110)에 해당 인터럽트를 제공하고, 전원 관리부(110)는 폴링 에지(Falling Edge) 인터럽트가 수신되면 정전상태로 간주하고 현재의 운영 모드를 슬립 모드로서 결정할 수 있다. 반대로 정전 상황에서 외부 전원이 인가되면 전원 관리부(110)에 의해 배터리(140)가 아닌 외부 전원을 사용하게 된다. 이 때 마찬가지로 외부 인터럽트핀은 로우 레벨에서 하이 레벨로 전환되며 라이징 에지(Rising Edge) 인터럽트가 발생하게 되고, 인터럽트 관리모듈(132)은 라이징 에지 인터럽트를 확인하여 전원 관리부(110)에 제공할 수 있다 . 전원 관리부(110) 는 라이징 에지 인터럽트를 복전상태로 간주하고 현재 상태를 노말 모드로 재설정할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 전력량계 운영 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전력량계 운영 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 세부 흐름도이다.
이하에서 설명할 전력량계 운영 방법은, 도 1 내지 도 2를 참조하여 상술한 전력량계(100)에서 수행되므로, 상술한 설명과 동일하거나 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복하여 설명하지 아니한다.
먼저 도 3을 참조하면, 전력량계(100)는 외부로부터 입력되는 외부 전원을 확인하여 정전 상태를 감지하고(S310), 감지된 정전 상태를 반영하여 전력량계의 운영 모드를 결정할 수 있다(S320).
여기에서, 운영 모드는 전력량계를 구성하는 복수의 구성 요소 중에서 슬립 모드로 설정되는 적어도 일부의 구성 요소에 따라 차등적으로 설정된다.
일 실시예에서, 운영 모드는 노말 모드, 서브 노말 모드 및 슬립 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 노말 모드는 전력량계에 포함된 복수의 구성 요소를 모두 구동한다. 슬립 모드는 정전 발생시 배터리의 소모 전력을 최소화하기 위한 운영 모드로서, 정전 상태에서 소비 전력을 최소화하면서 외부 입력이나 복전상태를 확인하는 운영 모드이다.
서브 노말 모드는 특정 요구에 따라 선별적으로 결정된 선택 구성를 구동하는 운영 모드이다.
일 실시예에서, 전력량계(100)는 정전 상태가 감지되면, 현재의 계량 데이터를 비 휘발성 메모리에 저장하도록 제어할 수 있다(S330).
이하에서는 도4를 참조하여, 운영 모드를 설정하는 단계의 일 실시 형태에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 4를 참조하면, 전력량계(100)는 정전 상태가 감지되면(S321), 전력량계를 슬립 모드로 설정할 수 있다(S322).
외부로부터 특정 요구가 입력되면(S323), 전력량계(100)는 확인된 특정 요구를 수행하기 위하여 구동이 요구되는 구성 요소(이하, 선택 구성 요소라 함)를 결정고(S324), 선택 구성 요소를 슬립 상태에서 해제하여 서브 노말 모드로 설정할 수 있다(S325).
일 실시예에서, 전력량계(100)는 서브 노말 모드로 전환된 후 소정 시간이 경과하면, 서브 노말 모드를 슬립 모드로 재 설정할 수 있다(S326).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100 : 전력량계
110 : 전원 관리부
120 : 운영 모드 관리부
130 : 제어부
131 : 슬립상태 관리모듈
132 : 인터럽트 관리모듈
140 : 배터리
150 : 클럭부
151 : RTC 클럭
152 : 시스템 클럭
160 : 외부 인터페이스부
161 : LCD
162 : 키패드

Claims (12)

  1. 외부로부터 입력되는 외부 전원을 확인하여 정전 상태를 감지하는 전원 관리부; 및
    감지된 상기 정전 상태를 반영하여 전력량계의 운영 모드를 결정하는 운영 모드 관리부; 를 포함하고,
    상기 운영 모드 관리부는 상기 정전 상태가 감지되면 전력량계를 슬립 모드로 설정하고, 외부로부터 특정 요구가 입력되면 상기 전력량계의 배터리의 잔여 전력을 고려하여 상기 슬립모드를 서브 노말 모드로 전환하는 전력량계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전력량계는
    상기 정전 상태가 감지되면, 현재의 계량 데이터를 비 휘발성 메모리에 저장하도록 제어하는 제어부; 를 더 포함하는 전력량계.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전원 관리부는
    상기 외부 전원의 전압이 기 설정된 전압보다 낮아지면 이를 검출하는 저전압 검출기; 를 포함하고,
    상기 전력량계는
    상기 저전압 검출기에 의하여 저전압이 검출되면, 현재의 계량 데이터를 비 휘발성 메모리에 저장하도록 제어하는 제어부; 를 더 포함하는 전력량계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 슬립 모드는 상기 복수의 구성 요소 중 웨이크업에 사용되는 소정의 구성 요소를 제외한 나머지 구성 요소를 슬립 상태로 설정하는 모드이고,
    상기 서브 노말 모드는 특정 요구에 따라 선별적으로 결정된 선택 구성 요소 구동하는 모드인 전력량계.
  5. 제4항에 있어서, 상기 운영 모드 관리부는
    외부로부터 입력된 상기 특정 요구를 확인하고, 확인된 상기 특정 요구를 수행하기 위하여 구동이 요구되는 선택 구성 요소를 결정하여 상기 서브 노말 모드를 설정하는 전력량계.
  6. 삭제
  7. 전력량계에서 수행되는 전력량계 운영 방법에 있어서,
    외부로부터 입력되는 외부 전원을 확인하여 정전 상태를 감지하는 단계;
    상기 정전 상태가 감지되면 상기 전력량계를 슬립 모드로 설정하는 단계; 및
    외부로부터 특정 요구가 입력되면, 상기 전력량계의 배터리의 잔여 전력을 고려하여 상기 슬립 모드를 서브 노말 모드로 전환하는 단계를 포함하는 전력량계 운영 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전력량계 운영 방법은
    상기 정전 상태가 감지되면, 현재의 계량 데이터를 비 휘발성 메모리에 저장하도록 제어하는 단계; 를 더 포함하는 전력량계 운영 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 슬립 모드는 상기 복수의 구성 요소 중 웨이크업에 사용되는 소정의 구성 요소를 제외한 나머지 구성 요소를 슬립 상태로 설정하는 모드이고,
    상기 서브 노말 모드는 특정 요구에 따라 선별적으로 결정된 선택 구성 요소 구동하는 모드인 전력량계 운영 방법.
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서, 상기 서브 노말 모드로 전환하는 단계는
    외부로부터 상기 특정 요구가 입력되는지 확인하는 단계;
    만일 입력되었으면, 상기 확인된 특정 요구를 수행하기 위하여 구동이 요구되는 선택 구성 요소를 결정하는 단계; 및
    상기 선택 구성 요소를 슬립 상태에서 해제하여 상기 서브 노말 모드로 설정하는 단계; 를 포함하는 전력량계 운영 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 전력량계 운영 방법은
    상기 서브 노말 모드로 전환된 후 소정 시간이 경과하면, 상기 슬립 모드로 재 설정하는 단계; 를 더 포함하는 전력량계 운영 방법.
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