KR102014717B1 - 교류 전원 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교류 전원 장치를 개시한다. 교류 전원 장치는 연결 식별부 및 스위치부를 포함한다. 연결 식별부는 제1 입력단 및 제2 입력단 중 활성라인과 연결된 입력단을 식별한다. 스위치부는 연결 식별부의 식별신호에 기초하여 제1 입력단 및 제2 입력단의 접속 방향과 상관 없이 제1 입력단 및 제2 입력단 중 활성라인에 연결된 입력단과 제1 출력단을 서로 연결시킨다.

Description

교류 전원 장치{ALTERNATING CURRENT POWER DEVICE}
본 발명은 교류 전원 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 감전 위험이 감소되고 안정적인 전원 공급이 가능한 교류 전원 장치에 관한 것이다.
교류 전원은 전압의 크기를 용이하게 변화시킬 수 있고, 먼 거리로 전송이 용이한 이점이 있으므로, 가정 및 산업에서 널리 사용되고 있다.
교류의 전원 방식은 삼상 4선식, 삼상 3선식, 단상 3선식, 단상 2선식 등이 있으나, 우리나라를 비롯한 대부분의 국가는 단상 3선식 또는 단상 2선식을 주로 사용하고 있다.
단상 3선식 교류 전원은 전류가 실질적으로 흐르는 활성라인(hot line), 전류가 흐르지 않는 중성라인(neutral line) 및 접지(ground)로 구성되며, 단상 2선식 교류 전원은 활성라인과 중성라인으로 구성된다.
한편, 가정 및 산업에서는 건물에 설치된 콘센트의 개수가 한정되어 있으므로, 콘센트를 통해 공급된 교류 전원을 여러 전자 장치에 분배하기 위한 교류 전원 분배 장치가 널리 사용된다.
도 1a는 일반적인 교류 전원 분배 장치를 도시한 도면이다.
도 1a를 참조하면, 교류 전원 분배 장치(20)는 입력 플러그(21), 출력 콘센트(23) 및 스위치(22)를 포함한다.
입력 플러그(21)는 콘센트(10)에 접속되며, 두개의 입력단들을 포함한다. 두개의 입력단들 중 하나의 입력단은 활성라인과 연결되어 전류를 전달하며, 다른 하나의 입력단은 중성라인과 연결된다.
출력 콘센트(23)는 입력 플러그(21)로부터 전달된 전원을 출력 콘센트(23)에 접속된 전자 장치로 전달한다. 출력 콘센트(23)는 입력 플러그(21)의 두개의 입력단들과 각각 연결된 두개의 출력단들을 포함한다.
스위치(22)는 출력 콘센트(23)로 전달되는 전원을 제어하며, 출력 콘센트(23)에서 발생될 수 있는 감전 사고를 방지한다. 이에 대한 세부적인 설명을 위해 도 1b를 함께 참조한다.
도 1b는 일반적인 교류 전원 분배 장치의 등가 회로도이다.
도 1b를 참조하면, 스위치(22)는 입력 플러그(21)의 제1 입력단(21a)과 연결되며, 출력 콘센트(23)의 제1 출력단(23L)은 스위치(22)를 통해 제1 입력단(21a)과 연결된다. 또한, 제2 입력단(21b)은 제2 출력단(23N)과 직접 연결된다.
출력 콘센트(23)에 전자 장치(30)가 연결되고, 스위치(22)가 턴-온된 경우, 전자 장치(30)는 제1 출력단(23L) 및 제2 출력단(23N)을 통해 교류 전원을 공급받는다. 반면, 스위치(22)가 턴-오프된 경우, 제1 입력단(21a)과 제1 출력단(23L)은 서로 전기적으로 분리되므로, 전자 장치(30)에는 전원이 공급되지 않는다.
한편, 스위치(22)가 턴-오프되는 경우, 제1 라인(L1) 상에는 전류가 제공되지 않으므로, 제1 라인(L1)에 사람의 신체가 접촉되더라도 감전 사고는 발생되지 않을 수 있다.
그러나, 입력 플러그(21)의 제1 입력단(21a)과 제2 입력단(21b)은 극성이 구분되어 있지 않으므로, 입력 플러그(21)의 접속 방향에 따라 제1 입력단(21a)이 활성라인에 연결되거나 또는 제2 입력단(21b)이 활성라인에 연결될 수 있고, 제2 입력단(21b)이 활성라인에 연결되는 경우, 스위치(22)가 오프되더라도 감전 사고가 발생될 수 있다.
구체적으로, 입력 플러그(21)가 반대로 접속되어 제1 입력단(21a)이 중성라인에 연결되고, 제2 입력단(21b)이 활성라인과 연결된 경우, 제1 라인(L1)에는 전류가 흐르지 않으나, 제2 라인(L2)에는 전류가 흐를 수 있다.
즉, 스위치(22)는 제1 라인(L1) 상에 연결되어 있으므로, 스위치(22)가 턴-오프된 경우에도 활성라인의 전류는 제2 입력단(21b)을 통해 제2 라인(L2)으로 유입될 수 있다. 이 경우, 사람의 신체가 제2 라인(L2)과 접촉되는 경우, 사람의 신체로 전류가 누설됨에 따라 감전 사고가 발생될 위험이 있다. 특히, 이러한 감전 사고는 제2 라인(L2)의 일부가 외부로 노출되거나 전자 장치(30)의 플러그를 교류 전원 분배 장치(20)의 콘센트(23)에 접속시키는 과정에서 빈번하게 발생될 수 있다.
따라서 입력 플러그(21)의 접속 방향과 상관 없이 감전에 안전하고 안정적인 교류 전원을 공급할 수 있는 교류 전원 장치가 필요하게 되었다.
한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
전원라인 체크 겸용 전원공급 연결장치 (한국공개특허 10-2012-0044000)
본 발명의 일실시예는 감전 위험성을 감소시키고, 안정적인 전원 공급이 가능한 교류 전원 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
또한, 본 발명의 일실시예는 교류 전원 장치의 입력 플러그 접속에 따른 전기적 사고 위험성을 최소화할 수 있는 교류 전원 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따르면, 교류 전원 장치는 연결 식별부 및 스위치부를 포함한다. 연결 식별부는 제1 입력단 및 제2 입력단 중 활성라인과 연결된 입력단을 식별한다. 스위치부는 연결 식별부의 식별신호에 기초하여 제1 입력단 및 제2 입력단의 접속 방향과 상관 없이 제1 입력단 및 제2 입력단 중 활성라인에 연결된 입력단과 제1 출력단을 서로 연결시킨다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 연결 식별부는 제1 입력단과 연결된 제1 다이오드, 제1 다이오드와 접지 사이에 연결된 제1 직류 전압원, 제2 입력단과 연결된 제2 다이오드, 제2 다이오드와 접지 사이에 연결된 제2 직류 전압원, 및 제1 다이오드의 출력 신호 또는 제2 다이오드의 출력 신호에 기초하여 식별신호를 출력하는 식별신호 출력부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 연결 식별부는 제1 다이오드와 연결되고, 제1 입력단이 활성라인에 연결되는 경우, 제1 알람을 출력하는 제1 알람 출력부, 및 제2 다이오드와 연결되고, 제2 입력단이 활성라인에 연결되는 경우, 제2 알람을 출력하는 제2 알람 출력부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 연결 식별부는 제1 연결단 및 제2 연결단 중 활성라인에 연결된 입력단에 대한 정보 및 제1 입력단 및 제2 입력단의 접속 상태에 대한 정보를 포함하는 식별 데이터를 출력하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 연결 식별부는 통신망에 접속 가능하고, 식별 데이터를 사용자 단말로 송신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 스위치부는 식별신호가 하이 신호인 경우, 제1 입력단과 제1 출력단을 연결시키고, 식별신호가 로우 신호인 경우, 제2 입력단과 제1 출력단을 연결시키는 제1 스위치, 및 식별신호가 하이 신호인 경우, 제2 입력단과 제2 출력단을 연결시키고, 식별신호가 로우 신호인 경우, 제1 입력단과 제2 출력단을 연결시키는 제2 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 스위치부는 제1출력단과 연결되고, 제1 출력단에 제공되는 전원을 제어하는 출력 스위치를 더 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일실시예는 감전 위험이 감소된 교류 전원 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 교류 전원 장치의 입력 플러그의 접속 불량을 신속하게 판단하여 사용자에게 통보함으로써 전기적 사고를 예방할 수 있는 교류 전원 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 일반적인 교류 전원 분배 장치의 도면이다.
도 1b는 일반적인 교류 전원 분배 장치의 등가 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 장치의 개략적인 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 장치의 연결 식별부의 개략적인 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 장치의 스위치부의 개략적인 회로도이다.
도 5a 및 도 5b는 입력 플러그의 접속방향에 따른 도 4의 스위치부의 회로도 들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 교류 전원 장치의 연결 식별부의 개략적인 회로도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교류 전원 장치의 개략적인 회로도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교류 전원 장치의 연결 식별부의 개략적인 회로도이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교류 전원 장치의 각 구성들의 동작을 설명하기 위한 흐름도들이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 장치의 개략적인 회로도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 장치(200)는 입력 플러그, 연결 식별부(240), 스위치부(250) 및 출력 콘센트를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 장치(200)는 콘센트(100) 또는 배전과 연결되어 교류 전원을 전자 장치(300)에 전달하는 장치이며, 예를 들어, 교류 전원 장치(200)는 멀티탭과 같이 교류 전원을 분배 공급하는 장치일 수 있다.
입력 플러그는 콘센트(100) 또는 배전에 접속되며, 복수의 입력단들을 포함한다. 도 2에는 두개의 입력단들이 도시되어 있다. 입력단들은 입력 플러그에 구비되어 콘센트(100)에 접속된다.
입력 플러그의 제1 입력단(210a) 및 제2 입력단(210b)은 콘센트(100)의 활성라인 및 중성라인에 접속되며, 출력 콘센트의 제1 출력단(230L) 및 제2 출력단(230N)에 교류 전원을 전달한다.
입력 플러그의 접속 방향에 따라 제1 입력단(210a)은 활성라인에 연결되거나 중성라인에 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 입력단(210a)이 콘센트(100)의 단자 중 활성라인과 연결된 단자에 접속되는 경우, 제1 입력단(210a)은 활성라인에 연결되고, 제2 입력단(210b)은 중성라인에 연결된다. 한편, 제1 입력단(210a)이 콘센트(100)의 단자 중 중성라인과 연결된 단자에 접속되는 경우, 제1 입력단(210a)은 중성라인에 연결되고, 제2 입력단(210b)은 활성라인에 연결된다.
출력 콘센트는 교류 전원을 출력하며, 복수의 출력단들을 포함한다. 예를 들어, 출력 콘센트는 제1 출력단(230L) 및 제2 출력단(230N)을 포함한다. 전자 장치(300)의 플러그를 출력 콘센트에 접속시킴으로써 전자 장치(300)에는 교류 전원이 공급될 수 있다.
출력 콘센트는 입력 플러그의 접속 방향에 상관 없이 일정한 교류 전원을 공급한다. 구체적으로, 교류 전류는 제1 출력단(230L)을 통해 제공된다. 즉, 입력 플러그의 접속 방향에 상관 없이 제1 출력단(230L)은 활성라인과 연결되며, 제2 출력단(230N)은 중성라인과 연결된다.
연결 식별부(240)는 입력 플러그의 접속 상태를 식별한다. 예를 들어, 연결 식별부(240)는 입력 플러그의 제1 입력단(210a)과 제2 입력단(210b)이 각각 어느 라인에 연결되었는지 식별한다. 연결 식별부(240)에 대한 세부적인 설명을 위해 도 3을 함께 참조한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 장치의 연결 식별부의 개략적인 회로도이다. 도 3을 참조하면, 연결 식별부(240)는 식별 회로(241) 및 식별신호 출력부(242)를 포함한다.
식별 회로(241)는 저항, 다이오드 및 직류 전압원을 포함한다. 구체적으로, 제1 저항(R1)은 제1 입력단(210a)에 연결되며, 제1 다이오드(D1)의 양극(anode)은 제1 저항(R1)과 연결된다. 제1 저항(R1)과 제1 다이오드(D1)는 서로 직렬로 연결되며, 제1 다이오드(D1)는 제1 저항(R1)을 통해 제1 입력단(210a)에 연결된다.
제2 저항(R2)은 제2 입력단(210b)에 연결되며, 제2 다이오드(D2)의 양극은 제2 저항(R2)과 연결된다. 제2 저항(R2)과 제2 다이오드(D2)는 서로 직렬로 연결되며, 제2 다이오드(D2)는 제2 저항(R2)을 통해 제2 입력단(210b)에 연결된다.
제1 직류 전압원(V1)은 접지와 제1 다이오드(D1)의 음극(cathode) 사이에 연결되고, 제2 직류 전압원(V2)은 접지와 제2 다이오드(D2)의 음극 사이에 연결된다. 제1 직류 전압원(V1) 및 제2 직류 전압원(V2)은 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)를 통해 출력되는 신호의 전압을 일정하게 유지시켜준다.
식별 회로(241)는 교류를 정류하여 식별 신호를 생성한다. 예를 들어, 제2 입력단(210b)이 활성라인과 연결되는 경우, 제1 입력단(210a)은 중성라인과 연결되므로, 제1 입력단(210a) 과 연결된 제1 저항(R1) 및 제1 다이오드(D1)에는 전류가 흐르지 않는다. 반면, 제2 입력단(210b)을 통해 유입된 교류는 제2 저항(R2)을 통해 제2 다이오드(D2)의 양극으로 유입되고, 제2 다이오드(D2)를 통해 정류된다. 한편, 제2 다이오드(D2)의 음극과 연결된 제2 직류 전압원(V2)은 제2 다이오드(D2)를 통해 정류된 신호의 전압을 일정하게 유지시켜주고, 제2 다이오드(D2)의 출력 신호는 식별신호 출력부(242)를 통해 식별신호로 출력된다.
한편, 제1 입력단(210a)이 활성라인과 연결되는 경우, 제1 입력단(210a)의 교류는 제1 저항(R1)을 통해 제1 다이오드(D1)로 전달된다. 제1 다이오드(D1)는 교류를 정류하고, 제1 직류 전압원(V1)은 제1 다이오드(D1)의 음극에서 출력되는 신호의 전압을 일정하게 유지시켜준다. 반면, 제2 입력단(210b)은 중성라인과 연결되므로, 제2 다이오드(D2)의 양극에는 전류가 유입되지 않는다. 한편, 제1 다이오드(D1)는 식별신호 출력부(242)와 연결되어 있지 않으므로, 식별신호 출력부(242)는 식별신호를 출력하지 않는다.
결과적으로, 연결 식별부(240)는 제1 연결단(210a)이 활성라인과 연결된 경우, 식별신호를 출력하지 않으며, 제2 연결단(210b)이 활성라인과 연결된 경우, 식별신호를 출력한다.
스위치부(250)는 연결 식별부(240)의 식별신호에 기초하여 제1 입력단(210a), 제2 입력단(210b), 제1 출력단(230L) 및 제2 출력단(230N)의 연결을 스위치한다.
구체적으로, 스위치부(250)는 제1 입력단(210a) 및 제2 입력단(210b) 중 활성라인과 연결된 입력단을 제1 출력단(230L)과 연결시킨다. 스위치부(250)의 구성 및 동작에 대해 상세히 설명하기 위해 도 4를 함께 참조한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 장치의 스위치부의 개략적인 회로도이다.
도 4를 참조하면, 스위치부(250)는 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2) 및 출력 스위치(220)를 포함한다.
제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)는 특정 신호에 의해 턴-온, 턴-오프되는 다양한 스위치로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)는 전류 신호에 기초하여 턴-온 또는 턴-오프되는 릴레이 스위치로 구성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)는 전압 신호, 광 신호 등 다양한 신호에 기초하여 턴-온 또는 턴-오프되는 다양한 종류의 스위치로 구성될 수 있다.
제1 스위치(SW1)는 출력 스위치(220)의 일단과 연결되고, 식별신호가 하이 신호일 경우, a 단자와 접촉하며, 식별신호가 로우 신호일 경우 b 단자와 접촉한다. 제2 스위치(SW2)는 제2 출력단(230N)과 연결되고, 식별신호가 하이 신호일 경우, c 단자와 접촉하며, 식별신호가 로우 신호일 경우, d 단자와 접촉한다.
출력 스위치(220)는 제1 출력단(230L)과 연결되며, 사용자의 입력 신호에 기초하여 턴-온 또는 턴-오프되는 물리적 스위치로 구성될 수 있다.
스위치부(250)의 세부적인 동작을 설명하기 위해 도 5a 및 도 5b를 함께 참조한다.
도 5a 및 도 5b는 입력 플러그의 접속방향에 따른 도 4의 스위치부의 회로도 들이다. 도 5a의 회로도는 제1 입력단(210a)이 활성라인(L)에 연결된 경우의 회로도이고, 도 5b의 회로도는 제2 입력단(210b)이 활성라인(L)에 연결된 경우의 회로도이다.
도 5a를 참조하면, 입력 플러그의 접속 방향에 따라 제1 입력단(210a)이 활성라인(L)에 연결될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 입력단(210a)이 활성라인과 연결된 경우, 연결 식별부(240)의 제2 다이오드에는 전류가 흐르지 않으므로, 제2 다이오드와 연결된 식별신호 출력부에는 식별신호가 출력되지 않을 수 있다. 따라서, 연결 식별부(240)는 로우 신호의 식별신호를 출력한다.
로우 신호의 식별신호가 출력됨에 따라 제1 스위치(SW1)는 a 단자에 접속되며, 제2 스위치(SW2)는 c 단자에 접속된다. 제1 스위치(SW1)의 a 단자는 제1 입력단(210a)에 연결되고, 제2 스위치(SW2)의 b 단자는 제2 입력단(210b)에 연결된다. 한편, 제1 스위치(SW1)는 출력 스위치(220)와 연결되므로, 출력 스위치(220)가 턴-온되는 경우 제1 스위치(SW1)의 a 단자는 제1 출력단(230L)과 연결된다.
결과적으로, 제1 입력단(210a)은 제1 스위치(SW1) 및 출력 스위치(220)를 통해 제1 출력단(230L)과 연결되며, 제2 입력단(210b)은 제2 스위치(SW1)를 통해 제2 출력단(230N)과 연결된다. 이에, 활성라인(L)의 교류는 제1 입력단(210a), 제1 스위치(SW1) 및 출력 스위치(220)를 통해 제1 출력단(230L)으로 전달된다.
도 5b를 참조하면, 입력 플러그의 접속 방향에 따라 제2입력단(210b)이 활성라인(L)에 연결될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제2 입력단(210b)이 활성라인과 연결된 경우, 연결 식별부(240)의 제2 다이오드에는 전류가 흐르게되며, 제2 다이오드에 의해 정류된 식별신호가 식별신호 출력부를 통해 출력된다. 따라서, 연결 식별부(240)는 하이 신호의 식별신호를 출력한다.
하이 신호의 식별신호가 출력됨에 따라 제1 스위치(SW1)는 b 단자에 접속되며, 제2 스위치(SW2)는 d 단자에 접속된다. 제1 스위치(SW1)의 b 단자는 제2 입력단(210b)에 연결되고, 제2 스위치(SW2)의 d 단자는 제1 입력단(210a)에 연결된다. 한편, 제1 스위치(SW1)는 출력 스위치(220)와 연결되므로, 출력 스위치(220)가 턴-온되는 경우 제1 스위치(SW1)의 b 단자는 제1 출력단(230L)과 연결된다.
결과적으로, 제1 입력단(210a)은 제2 스위치(SW2)를 통해 제2 출력단(230N)과 연결되며, 제2 입력단(210b)은 제1 스위치(SW1) 및 출력 스위치(220)를 통해 제1 출력단(230L)과 연결된다. 이에, 활성라인(L)의 교류는 제2 입력단(210b) 및 제2 스위치(SW2)를 통해 제1 출력단(230L)으로 전달된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 장치는 제1 입력단(210a) 및 제2 입력단(210b) 중에서 활성라인(L)과 연결된 입력단을 식별하여 이를 제1 출력단(230L)으로 스위칭할 수 있다. 이에, 활성라인(L)의 교류는 항상 제1 출력단(230L)으로 출력될 수 있고, 교류 전원 장치에서 발생될 수 있는 감전 위험은 낮아질 수 있다.
만약, 교류 전원 장치가 연결 식별부(240) 및 스위치부(250)를 구비하지 않는 경우, 입력 플러그의 접속 방향에 따라 교류는 제1 출력단(230L) 또는 제2 출력단(230N)에서 출력될 수 있다. 이 경우, 활성라인(L)과 연결된 출력단에는 교류가 흐르게되므로, 전자 장치의 플러그를 출력 콘센트에 접속시키는 과정에서 감전 사고가 발생될 수 있다.
이에 반해, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 장치는 연결 식별부(240)를 통해 제1 입력단(210a)과 제2 입력단(210b) 중 활성라인(L)과 연결된 입력단을 식별하고, 스위치부(250)를 통해 활성라인(L)과 연결된 입력단을 제1 출력단(230L)과 연결시킬 수 있으므로, 항상 고정된 출력단을 통해 교류가 제공된다. 이 경우, 제2 출력단(230N)에는 항상 교류가 제공되지 않으므로, 제2 출력단(230N)을 통한 감전위험은 최소화될 수 있다.
또한, 출력 스위치(220)를 제1 출력단(230L)에 연결시키는 경우, 출력 스위치(220)를 통해 제1 출력단(230L)에 교류가 전달되는 것을 제어할 수 있으므로, 제1 출력단(230L)을 통한 감전위험도 감소될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 교류 전원 장치의 연결 식별부의 개략적인 회로도이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 교류 전원 장치는 연결 식별부(240)가 알람 출력부(243)를 더 포함하는 것을 제외하고는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 장치와 동일하므로, 이에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 연결 식별부(240)의 알람 출력부(243)는 제1 알람 출력부(LED1), 제2 알람 출력부(LED2) 및 청각 알람 출력부(ARM)를 포함한다.
제1 알람 출력부(LED1)는 제1 다이오드(D1)의 음극과 연결되며, 제1 다이오드(D1)에서 정류된 신호가 출력되는 경우, 제1 알람을 출력한다.
제2 알람 출력부(LED2)는 제2 다이오드(D2)의 음극과 연결되며, 제2 다이오드(D2)에서 정류된 신호가 출력되는 경우, 제2 알람을 출력한다.
청각 알람 출력부(ARM)는 제2 다이오드(D2)의 음극과 연결되며, 제2 다이오드(D2)에서 정류된 신호가 출력되는 경우, 청각 알람을 출력한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 교류 전원 장치는 연결 식별부(240)가 제1 알람 출력부(LED1) 및 제2 알람 출력부(LED2)를 구비하므로, 사용자는 알람 출력부(243)를 통해 입력 플러그의 접속 방향을 직접 확인할 수 있다.
구체적으로, 제1 입력단(210a)이 활성라인에 연결되는 경우, 제1 입력단(210a)의 교류는 제1 다이오드(D1)를 통해 정류되며, 정류된 신호는 제1 알람 출력부(LED1)로 유입된다. 이 경우, 제1 알람 출력부(LED1)는 제1 알람을 출력하므로, 제1 알람 출력부(LED1)의 제1 알람을 통해 제1 입력단(210a)이 활성라인과 연결되었음을 알 수 있다.
반면, 제2 입력단(210b)이 활성라인에 연결되는 경우, 제2 입력단(210b)의 교류는 제2 다이오드(D2)를 통해 정류되며, 정류된 신호는 제2 알람 출력부(LED2)로 유입된다. 이 경우, 제2 알람 출력부(LED2)는 제2 알람을 출력하므로, 제2 알람 출력부(LED2)의 제2 알람을 통해 제2 입력단(210b)이 활성라인과 연결되었음을 알 수 있다.
한편, 제2 다이오드(D2)에서 정류된 신호는 청각 알람 출력부(ARM)에도 유입되므로, 청각 알람 출력부(ARM)는 청각 알람을 출력할 수 있으며, 사용자는 청각 알람 출력부(ARM)에서 출력되는 청각 알람을 통해 제2 입력단(210b)이 활성라인과 연결되었음을 알 수 있다.
몇몇 실시예에서, 교류 전원 장치는 스위치부를 구비하지 않을 수 있다. 즉, 제2 입력단(210b)이 활성라인과 연결되는 경우, 제2 알람 출력부(LED2) 및 청각 알람 출력부(ARM)를 통해 알람을 출력함으로써, 입력 플러그의 접속 방향이 잘못되었음을 알려주고, 사용자로 하여금 입력 플러그의 접속을 수정하도록 요청할 수 있다.
한편, 제1 알람 출력부(LED1) 및 제2 알람 출력부(LED2)의 각 음극은 접지와 연결되며, 제1 알람 출력부(LED1) 및 제2 알람 출력부(LED2)를 통해 입력 플러그의 접지 접속 상태를 확인할 수 있다.
구체적으로, 중성라인과 연결된 입력단에는 전류가 흐르지 않아야 하지만, 입력 플러그가 접지에 제대로 접속되지 않은 경우, 중성라인과 연결된 입력단에도 미세한 전류가 유입될 수 있다. 만약, 제2 입력단(210b)이 중성라인과 접속되고, 입력 플러그가 접지에 제대로 접속되지 않은 경우, 제2 입력단(210b)에는 미세한 전류가 유입될 수 있다. 유입된 전류는 제2 다이오드(D2)를 통해 제2 알람 출력부(LED2) 및 청각 알람 출력부(ARM)로 유입되고, 제2 알람 출력부(LED2) 및 청각 알람 출력부(ARM)는 미세한 전류를 감지하여 각각 알람을 표시한다.
한편, 활성라인과 연결된 제1 입력단(210a)에는 정상적인 교류가 유입되며, 제1 다이오드(D1)를 통해 정류된 신호는 제1 알람 출력부(LED1)로 유입된다. 이 경우, 제1 알람 출력부(LED1)는 정류된 신호에 기초하여 제1 알람을 출력한다.
결과적으로, 입력 플러그의 접지가 불량인 경우, 제1 알람 출력부(LED1), 제2 알람 출력부(LED2) 및 청각 알람 출력부(ARM)에서 모두 알람 신호가 출력되며, 사용자는 이를 통해 입력 플러그의 접지 연결 상태를 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교류 전원 장치의 개략적인 회로도이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교류 전원 장치(200)는 디지털 형태의 식별 데이터를 생성하는 연결 식별부(260)를 포함하고, 교류 전원 장치(200)는 사용자 단말(400)과 통신망을 통해 통신이 가능하도록 구성된 것을 제외하고는, 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 장치의 연결 식별부와 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 연결 식별부(260)는 제1 입력단(210a) 및 제2 입력단(210b) 중 활성라인에 연결된 입력단을 식별하고, 제1 입력단(210a) 및 제2 입력단(210b)의 접속 상태를 확인하여 입력 플러그의 접속 상태에 대한 식별 데이터를 출력한다.
예를 들어, 제1 입력단(210a)이 활성라인에 연결되고, 제2 입력단(210b)이 중성라인에 연결되는 경우, 입력 플러그의 접속 방향은 정방향이므로, 연결 식별부(260)는 정방향 식별 데이터를 출력한다. 또한, 제1 입력단(210a)이 중성라인에 연결되고, 제2 입력단(210b)이 활성라인에 연결되는 경우, 입력 플러그의 접속 방향은 역방향이므로, 연결 식별부(260)는 역방향 식별 데이터를 출력한다. 한편, 제1 입력단(210a) 및 제2 입력단(210b)의 접속이 제대로 이루어지지 않아 접지 불량이 발생된 경우, 연결 식별부(260)는 접지 불량 식별 데이터를 출력한다. 이하에서는 연결 식별부(260)의 세부적인 설명을 위해 도 8을 함께 참조한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교류 전원 장치의 연결 식별부의 개략적인 회로도이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교류 전원 장치의 연결 식별부는 디지털 형태의 식별 데이터를 출력하고, 통신망을 통해 식별 데이터를 송신하는 처리부(262)를 포함하는 것을 제외하고는 도 3에 도시된 연결 식별부와 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.
처리부(262)는 제1 다이오드(D1)의 음극 및 제2 다이오드(D2)의 음극과 연결되며, 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)의 출력 신호에 기초하여 식별 데이터를 생성한다.
구체적으로, 제1 입력단(210a)이 활성라인과 연결된 경우, 제1 입력단(210a)을 통해 유입된 교류는 제1 다이오드(D1)를 통해 정류되어 출력되지만, 제2 다이오드(D2)에는 전류 신호가 출력되지 않는다. 처리부(262)는 제1 다이오드(D1)에 전류 신호가 출력되는 경우, 정방향 식별 데이터를 생성한다.
또한, 제2 입력단(210b)이 활성라인과 연결된 경우, 제2 입력단(210b)을 통해 유입된 교류는 제2 다이오드(D2)를 통해 정류되어 출력되지만, 제1 다이오드(D1)에는 전류 신호가 출력되지 않는다. 처리부(262)는 제2 다이오드(D2)에 전류 신호가 출력되는 경우, 역방향 식별 데이터를 생성한다.
한편, 제1 입력단(210a) 및 제2 입력단(210b)의 접속이 제대로 이루어지지 않아 접지 불량이 발생된 경우, 제1 입력단(210a) 및 제2 입력단(210b)에는 모두 전류가 유입될 수 있다. 이 경우, 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)에 모두 전류 신호가 출력될 수 있으며, 처리부(262)는 접지 불량 식별 데이터를 생성한다.
처리부(262)는 제1 다이오드(D1) 및/또는 제2 다이오드(D2)에서 출력되는 아날로그 전류 신호를 디지털 데이터로 변환 출력한다. 이를 위해, 처리부(262)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)를 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 처리부(262)는 아날로그 신호를 처리하여 디지털 데이터를 생성할 수 있는 PIO(Programmed Input/Output) 등을 포함할 수 있다.
또한, 처리부(262)는 생성된 식별 데이터를 통신망을 통해 송신할 수 있는 통신부(CU)를 더 포함한다.
통신부(CU)는 무선으로 통신망에 접속이 가능한 무선 통신 장치로 구성될 수 있다. 예를 들어, 통신부(CU)는 CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), Wibro, WiFi 등의 모바일 무선 통신망, 또는, 이들이 복합적으로 구성된 무선 통신망에 접속 가능한 무선 통신 장치로 구성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 통신부(CU)는 NFC(Near Field Communication), 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 근거리 통신망으로 데이터를 송수신할 수 있는 근거리 통신 장치로 구성될 수 있다.
통신부(CU)는 디지털 형태의 식별 데이터를 사용자 단말(400)로 송신한다.
사용자는 무선 네트워크 또는 근거리 네트워크에 접속 가능한 단말(400)을 통해 교류 전원 장치의 연결 상태 및 이상 여부 등을 실시간으로 확인할 수 있다.
한편, 연결 식별부(260)에서 출력되는 식별 데이터에는 교류 전원 장치(200)의 고유 번호에 대한 정보가 삽입될 수 있다. 사용자는 식별 데이터에 포함된 고유 번호를 통해 가정에 설치된 복수의 교류 전원 장치들 중 어느 교류 전원 장치에 접속 불량이 발생되었는지 용이하게 확인할 수 있다.
한편, 통신부(CU)는 사용자 단말(400)로부터 제어명령을 수신하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 통신부(CU)는 사용자 단말(400)로부터 교류 전원 장치(200)의 스위치부(250)에 대한 제어명령을 수신할 수 있다. 이 경우, 스위치부(250)의 스위치들은 제어명령에 기초하여 제어될 수 있다. 이에 대한 세부적인 설명을 위해 도 9a 및 9b를 함께 참조한다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 입력 플러그의 접속방향에 따른 교류 전원 장치의 각 구성들의 동작을 설명하기 위한 흐름도들이다. 구체적으로, 도 9a는 입력 플러그가 정방향으로 접속된 경우, 교류 전원 장치의 각 구성들의 동작을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 9b는 입력 플러그가 역방향으로 접속된 경우, 교류 전원 장치의 구성들의 동작을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 9c는 입력 플러그에 접지 불량이 있는 경우, 교류 전원 장치의 각 구성들의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9a를 참조하면, 교류 전원 장치(200)의 전체 전원이 켜진 경우, 연결 식별부(260)의 처리부(262)는 입력 플러그의 연결 상태를 확인한다.
만약, 제1 입력단(210a)이 활성라인과 연결되고, 제2 입력단(210b)이 중성라인과 연결된 경우, 입력 플러그는 정방향으로 접속된 것이며, 제1 입력단(210a)에서 교류가 전송된다. 이 경우, 식별 회로(241)의 제1 다이오드(D1)에서 전류 신호가 출력된다. 처리부(262)는 제1 다이오드(D1)의 전류 신호에 기초하여 입력단의 접속 방향을 확인하고, 정방향 식별 데이터를 생성한다. 정방향 식별 데이터는 처리부(262)의 통신부(CU)를 통해 사용자 단말(400)로 송신된다.
한편, 사용자는 사용자 단말(400)을 통해 입력 플러그의 접속 방향을 확인할 수 있고, 스위치 제어 명령을 송신할 수 있다. 처리부(262)는 사용자 단말(400)로부터 스위치 제어 명령을 수신한 후, 스위치 제어 신호를 생성하며, 스위치부(250)는 각 스위치를 제어하여 제1 출력단(230L) 및 제2 출력단(230N)의 출력을 턴-온 또는 턴-오프할 수 있다.
또한, 사용자는 사용자 단말(400)을 사용하지 않고, 교류 전원 장치(200)를 조작하여 스위치 제어 명령을 송신할 수 있다. 예를 들어, 교류 전원 장치(200)는 별도의 제어 버튼을 구비할 수 있으며, 사용자는 제어 버튼을 직접 조작함으로써, 스위치부(250)의 스위치를 제어할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 제1 입력단(210a)이 중성라인에 연결되고, 제2 입력단(210b)이 활성라인에 연결된 경우, 입력 플러그의 접속 방향은 역방향이다.
이 경우, 제2 입력단(210b)에서 교류가 전송되며, 식별 회로(241)의 제2 다이오드(D2)에서 전류 신호가 출력된다. 처리부(262)는 제2 다이오드(D2)에서 출력되는 전류 신호에 기초하여 역방향 식별 데이터를 생성한다. 처리부(262)는 통신부(CU)를 통해 역방향 식별 데이터를 사용자 단말(400)로 송신하고, 사용자는 사용자 단말(400)을 통해 교류 전원 장치(200)의 입력 플러그가 역방향으로 접속되어 있음을 알 수 있다.
몇몇 실시예에서, 교류 전원 장치(200)는 식별 회로(241)에 연결된 알람 출력부를 통해 입력 플러그의 접속 방향이 역방향임을 시각 또는 청각 신호로 출력할 수 있다.
한편, 처리부(262)는 입력 플러그의 접속이 정방향으로 수정될 때까지, 입력부와 출력부의 연결을 차단하고, 스위치 제어를 차단할 수 있다. 구체적으로, 처리부(262)는 사용자 단말(400)로부터 스위치 제어 명령이 수신되더라도 스위치 제어를 차단할 수 있다. 또한, 사용자가 교류 전원 장치(200)의 외부에 구비된 제어 버튼을 직접 조작하더라도 처리부(262)는 스위치 제어를 차단할 수 있다.
도 9c를 참조하면, 입력 플러그의 접속이 제대로 이루어지지 않아 접지 불량이 발생된 경우, 제1 입력단(210a) 및 제2 입력단(210b)에는 모두 전류가 유입될 수 있다. 이 경우, 식별 회로(241)의 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)에는 모두 전류 신호가 출력될 수 있으며, 처리부(262)는 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)에서 출력되는 전류 신호에 기초하여 접지 불량 식별 데이터를 생성한다. 생성된 접지 불량 식별 데이터는 처리부(262)의 통신부(CU)를 통해 사용자 단말(400)로 송신되며, 사용자는 사용자 단말(400)을 통해 교류 전원 장치(200)에 접지 불량이 발생된 것을 알 수 있다.
이 경우, 처리부(262)는 사용자의 스위치 제어 명령에도 불구하고 스위치 제어를 차단할 수 있다. 즉, 사용자가 사용자 단말(400)을 통해 스위치 제어 명령을 송신하거나, 교류 전원 장치(200)에 구비된 별도의 제어 버튼을 조작함으로써 스위치 제어 명령을 송신하더라도 스위치 제어를 차단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 교류 전원 장치(200)는 입력 플러그의 접속 상태 및 접속 방향을 식별하여 식별 데이터를 생성하고, 이를 사용자 단말(400)로 송신하는 연결 식별부(260)를 포함하므로, 입력 플러그의 접속 방향이 신속하게 통보될 수 있다. 이에, 입력 플러그의 접속이 역방향으로 이루어지거나 입력 플러그에 접지 불량이 발생된 경우, 전기적 위험에 대한 경보가 즉각적으로 사용자에게 전달될 수 있다.
또한, 입력 플러그의 접속이 잘못된 경우, 연결 식별부(260)의 처리부(262)는 사용자의 조작에 따른 스위치 제어를 전부 차단하므로, 전기적 사고의 발생 가능성이 현저하게 낮아질 수 있다. 즉, 입력 플러그의 접속 방향이 역방향이거나 접지 불량이 발생된 경우, 출력 콘센트에 교류가 출력되어 전기적 사고가 발생될 위험이 있다. 그러나, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교류 전원 장치(100)는 입력 플러그의 방향이 정방향으로 수정될 때까지 스위치부(250)는 입력단과 출력단의 연결을 차단하고 처리부(262)는 사용자의 모든 스위치 제어 동작을 차단함으로써, 입력 플러그의 접속이 정상이 될 때까지의 전기적 사고 발생 가능성을 최소화할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10, 110: 콘센트 20: 교류 전원 분배 장치
21: 입력 플러그 21a, 210a: 제1 입력단
21b, 210b: 제2 입력단 22: 스위치
23: 출력 콘센트 23L, 230L: 제1 출력단
23N, 230N: 제2 출력단 200: 교류 전원 장치
220: 출력 스위치 240, 260: 연결 식별부
241: 식별 회로 242: 식별신호 출력부
243: 알람 출력부 250: 스위치부
262: 처리부 L1: 제1 라인
L2: 제2 라인 D1: 제1 다이오드
D2: 제2 다이오드 R1: 제1 저항
R2: 제2 저항 V1: 제1 직류 전압원
V2: 제2 직류 전압원 LED1: 제1 알람 출력부
LED2: 제2 알람 출력부 ARM: 청각 알람 출력부
SW1: 제1 스위치 SW2: 제2 스위치
ADC: 아날로그 디지털 컨버터 CU: 통신부

Claims (7)

  1. 제1 입력단 및 제2 입력단 중 활성라인과 연결된 입력단을 식별하는 연결 식별부; 및
    상기 연결 식별부의 식별신호에 기초하여 상기 제1 입력단 및 상기 제2 입력단의 접속 방향과 상관 없이 상기 제1 입력단 및 상기 제2 입력단 중 상기 활성라인에 연결된 입력단과 제1 출력단을 서로 연결시키는 스위치부를 포함하고,
    상기 연결 식별부는,
    상기 제1 입력단과 연결된 제1 다이오드;
    상기 제1 다이오드와 접지 사이에 연결된 제1 직류 전압원;
    상기 제2 입력단과 연결된 제2 다이오드;
    상기 제2 다이오드와 상기 접지 사이에 연결된 제2 직류 전압원; 및
    상기 제1 다이오드의 출력 신호 또는 상기 제2 다이오드의 출력 신호에 기초하여 상기 식별신호를 출력하는 식별신호 출력부를 포함하는, 교류 전원 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결 식별부는,
    상기 제1 다이오드와 연결되고, 상기 제1 입력단이 상기 활성라인에 연결되는 경우, 제1 알람을 출력하는 제1 알람 출력부; 및
    상기 제2 다이오드와 연결되고, 상기 제2 입력단이 상기 활성라인에 연결되는 경우, 제2 알람을 출력하는 제2 알람 출력부를 더 포함하는, 교류 전원 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결 식별부는 상기 제1 입력단 및 상기 제2 입력단 중 상기 활성라인에 연결된 입력단에 대한 정보 및 상기 제1 입력단 및 상기 제2 입력단의 접속 상태에 대한 정보를 포함하는 식별 데이터를 출력하도록 구성된, 교류 전원 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연결 식별부는 통신망에 접속 가능하고, 상기 식별 데이터를 사용자 단말로 송신하는 통신부를 더 포함하는, 교류 전원 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스위치부는,
    상기 식별신호가 하이 신호인 경우, 상기 제1 입력단과 상기 제1 출력단을 연결시키고, 상기 식별신호가 로우 신호인 경우, 상기 제2 입력단과 상기 제1 출력단을 연결시키는 제1 스위치; 및
    상기 식별신호가 하이 신호인 경우, 상기 제2 입력단과 제2 출력단을 연결시키고, 상기 식별신호가 로우 신호인 경우, 상기 제1 입력단과 상기 제2 출력단을 연결시키는 제2 스위치를 포함하는, 교류 전원 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 스위치부는 상기 제1출력단과 연결되고, 상기 제1 출력단에 제공되는 전원을 제어하는 출력 스위치를 더 포함하는, 교류 전원 장치.
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