KR102069392B1 - 대기 모드를 갖는 가전 제품 및 상기 가전 제품의 작동 방법 - Google Patents

대기 모드를 갖는 가전 제품 및 상기 가전 제품의 작동 방법 Download PDF

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힐 세르히오 요렌테
힐 오스카르 루시아
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토마스 다니엘 팔라시오스
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Abstract

본 발명은 대기 모드와 작동 모드 사이에서 전환될 수 있는 가전 제품에 관한 것으로서, 상기 가전 제품은 전원 전압(UN)이 인가될 수 있는 전원 단자(21)와, 전원 전압(UN)으로부터, 즉 출력부에서 작동 전압(UB)을 공급하도록 형성된 주 공급 유닛(23)과, 작동 전압(UB)을 공급받는 전기 부하(29a 내지 29f)를 포함한다. 전기 스위치(25)를 이용하여, 대기 모드에서는 적어도 출력부(32)가 전원 단자(21)로부터 분리된다. 전원 단자(21)와 연결된 전압 공급 수단(41)은 대기 모드에서 전원 전압(UN)을 탭핑하여 전원 전압(UN)으로부터 공급 전압(UV)을 발생시키고, 이러한 공급 전압에 의해 스위치(25)가 닫힘으로써 가전 제품이 대기 모드로부터 작동 모드로 전환된다. 또한, 본 발명은 가전 제품의 작동 방법에 관한 것이다.

Description

대기 모드를 갖는 가전 제품 및 상기 가전 제품의 작동 방법{DOMESTIC APPLIANCE HAVING A STAND-BY MODE AND METHOD FOR OPERATING SUCH A DOMESTIC APPLIANCE}
본 발명은 대기 모드(스탠바이)와 작동 모드(활성 모드) 사이에서 전환될 수 있는, 특히 음식 준비를 위한 가전 제품에 관한 것이다. 가전 제품은 기준 전위와 관련하여 전원 전압이 인가될 수 있는 전원 단자를 갖는다. 가전 제품은 주 공급 유닛의 출력부에서 전원 전압으로부터 작동 전압을 공급하는 주 공급 유닛(예를 들어 전원 공급 장치)도 포함한다. 전기 부하(예를 들어 가전 제품의 주 제어 유닛 및/또는 센서)는 작동 전압을 공급받는다. 또한, 본 발명은 이와 같은 가전 제품의 작동 방법에 관한 것이다.
가전 제품 내 전원 공급 장치를 이용하는 것은 종래 기술에 공지되어 있다. 이런 전원 공급 장치는 교류 전압인 전원 전압을 가전 제품의 전기 부하(예를 들어 제어 유닛)에 맞는 작동 전압으로 변환해야 하는 임무가 있다. 작동 전압은 일반적으로 직류 전압이다. 본원에서는 "스탠바이(standby)"라고도 알려져 있는 대기 모드를 갖는 가전 제품에 주목하고 있다. 이런 대기 모드는 작동 모드에 비해 에너지 효율적이며, 상기 대기 모드에서는 가전 제품이 작동 모드에서보다 에너지를 덜 소비한다. 한편으로 대기 모드는, 저장된 데이터가 소실되지 않는 상태에서 조작자가 가전 제품을 신속하게 활성화할 수 있으면서도 프로그램 코드의 리셋 및 장치의 "재시작"이 불필요한 점을 보장해야 한다. 다른 한편으로 대기 모드에서는 에너지 소비가 최소로 감소해야 한다.
대기 모드에서 에너지 소비를 가능한 한 최소로 유지하기 위해, 종래 기술에서는 고유의 대기 모드로 전환될 수 있는 집적 회로들(integrated circuit, IC)이 이용된다. 예를 들어 이 경우 대기 기능이 구비된 전압 조절기가 이용된다. 전압 조절기가 대기 모드로 전환되면, 연결되어 있는 부하들도 전압으로부터 분리된다. 종래의 가전 제품용 회로(1)의 일 블록선도가 도 1에 도시되어 있다. 이 회로는 기준 전위(3)와 관련하여 전원 전압(UN)이 공급되는 전원 단자(2)를 포함하고 있다. 주 공급 유닛(4)이 이 전원 단자(2)와 직접 연결된다. 주 공급 유닛은 - 경우에 따라서는 평활 커패시터(홀드 업)도 포함하며 - 브리지 정류기(5) 뿐만 아니라 전원 공급 장치 또는 전압 변환기(6)도 포함한다. 주 공급 유닛(4)의 출력부(7)에는 전원 전압(UN)으로부터 발생하는 작동 전압(UB)이 인가된다. 그리하여 주 공급 유닛(4)이 작동 전압(UB)을 공급한다. 그러면 작동 전압(UB)은 다수의 전기 부하들(8a 내지 8e)에 공급되며, 상기 전기 부하의 수는 원칙적으로 임의적일 수 있다. 부하들(8a 내지 8e)은 가전 제품의 주 제어 유닛 및 각종 센서들 등도 포함할 수 있다. 작동 전압(UB)은 출력부(7)에서 전압 조절기(9)에 의해 탭핑되고 안정화되거나, 조절된다. 전압 조절기(9)에 추가 전압 조절기(10)도 연결된다. 부하들(8a 및 8b)은 전압 조절기(10)를 통해 급전되는 반면, 전압 조절기(9)는 부하(8c)에 급전한다. 그에 반해 부하들(8d 및 8e)은 전력 분배기(11)에 의해 주 공급 유닛(4)의 출력부(7)와 연결된다. 전압 조절기(9, 10)와 전력 분배기(11)는 모두 집적 회로로서 제공되며, 이러한 집적 회로는 내부 대기 모드로 전환되어 준 스위치-오프될 수 있다. 가전 제품이 대기 모드로 전환되면, 대응 제어 신호들이 상기 집적 회로들에 송출되어 이들 회로가 스위치-오프된다. 그럼으로써 부하들(8a 및 8e)도 작동 전압(UB)으로부터 분리된다.
대기 모드에서 전체 가전 제품의 에너지 소비를 최소로 줄이기 위해, 대기 모드에서의 회로들의 에너지 소비 역시 그에 상응하게 적어야 한다. 다시 말해, 대기 모드에서의 전체 가전 제품의 에너지 소비는 회로들의 에너지 소비의 영향을 직접적으로 받는다. 그러므로 한편으로 가전 제품 내 회로의 개수가 제한될 수밖에 없고, 다른 한편으로 대기 모드에서 에너지 소비가 매우 적은 회로들이 선택되고 이용될 수밖에 없다. 이는 또한 회로들의 선택 시 상대적으로 큰 복잡성과 관련될 뿐만 아니라, 회로들에 대한 비용 증가와도 관련된다. 또한, 대기 모드에서는 주 공급 유닛(4) 역시 상대적으로 많은 에너지를 소비한다. 대기 모드에서 전체 가전 제품의 에너지 소비가 증가하지 않으면서도, 회로 선택 시의 복잡성 및 회로 비용이 최소로 감소할 수 있는 해법을 찾는 것은 특별한 도전이다.
본 발명의 과제는, 도입부에 언급한 유형의 가전 제품에서 한편으로는 전자 부품들(예를 들어 위에서 언급한 회로들)의 선택 시 소정의 자유도를 가능하게 하고, 다른 한편으로는 대기 모드에서의 가전 제품의 에너지 소비도 최소로 감소할 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라, 제1항에 따른 특징들을 포함하는 가전 제품 및 제11항의 특징들을 갖는 방법에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들, 상세한 설명 및 도면들의 대상이다.
본 발명에 따른 가전 제품은 대기 모드와 작동 모드 사이에서 전환될 수 있다. 상기 가전 제품은, 기준 전위(접지)와 관련하여 전원 전압이 공급될 수 있는 전원 단자를 갖는다. 주 공급 유닛은 주 공급 유닛의 출력부에서 전원 전압으로부터 작동 전압을 공급하도록 형성된다. 이러한 작동 전압은 하나 이상의 전기 부하에 공급될 수 있다. 대기 모드에서 적어도 주 공급 유닛의 출력부를 전원 단자로부터 전기적으로 분리하는 전기 스위치가 제공된다. 따라서 상기 스위치에 의해 적어도 주 공급 유닛의 출력부가 (그리고 특히 전체 주 공급 유닛이) 전원 단자와 연결될 수 있으며, 대기 모드에서 상기 스위치는 전기적으로 차단된 스위칭 상태에 놓인다. 그외에도 가전 제품은, 전원 단자와 연결되고 - 특히 직접 연결되고 - 주 공급 유닛과 분리된 다른 전압 공급 수단들을 포함하며, 이 전압 공급 수단들은 대기 모드에서 전원 단자에서 전원 전압을 탭핑하여 이 전원 전압으로부터 공급 전압을 - 특히 직류 전압을 - 공급하고, 이 공급 전압에 의해 전기 스위치가 전도성 스위칭 상태로 전환되어 가전 제품이 대기 모드로부터 작동 모드로 전환될 수 있다.
즉, 대기 모드에서는 적어도 주 공급 유닛의 출력부 및 특히 전체 주 공급 유닛이 전원 단자 및 전원 전압으로부터 분리된다. 그러므로 대기 모드에서는 주 공급 유닛의 출력부에 작동 전압이 전혀 인가되지 않으며, 주 공급 유닛에 연결된 모든 부품들, 예를 들어 전압 조절기, 전력 분배기 등은 주 공급 유닛 및 전원 단자로부터 완전히 분리됨으로써 에너지를 소비하지 않는다. 종래 기술에서와 달리 가전 제품이 대기 모드로 전환되는 데 필요한 전압은 별도의 전압 공급 수단에 의해 발생하며, 전압 공급 수단은 주 공급 유닛에 거의 병렬로 접속되고 주 공급 유닛보다 더 작게, 그럼으로써 더 에너지 효율적으로 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 가전 제품은 복수의 장점들을 갖는다. 한편으로 주 공급 수단과 사실상 임의의 전자 부품들, 예를 들어 집적 회로들이 연결될 수 있다. 이들 부품들은 통합되어 있는 대기 기능을 이용할 필요가 없는데, 그 이유는 대기 모드에서는 어떠한 경우든 주 공급 유닛의 출력부가 전원 단자로부터 분리되기 때문이다. 그러므로 전자 부품들을 선택할 때 소정의 자유도가 가능해진다. 다른 한편으로 대기 모드에서의 가전 제품의 에너지 소비가 최소이다. 다시 말해, 대기 모드에서는 전압 공급 수단들(예컨대 소형 전원 공급 장치)만 전원 단자와 연결되고, 주 공급 유닛은 전원 단자로부터 완전히 분리될 수 있다.
그외에도 본 발명은, 대기 모드를 갖지 않는 기존의 가전 제품들이 적절하게 개조될 수 있음으로써 상기 기존 가전 제품들도 대기 모드를 이용할 수 있는 장점이 있다. 단지 기존의 전원 공급 장치용 전기 스위치와, 대기 모드에서 전원 전압을 탭핑하고 상기 전기 스위치를 닫기 위한 공급 전압을 제공하는 전압 공급 수단들만 구비되면 된다.
여기서 가전 제품이란 특히 가사에 이용되는 가정용 기기를 의미한다. 여기에는 예를 들어 오븐 및/또는 호브와 같이 음식의 준비를 위한 가정용 기기, 또는 세탁기, 세탁 건조기 또는 세탁물 건조기와 같이 세탁물의 관리를 위한 기기가 포함될 수 있다.
그러므로 상기 주 공급 유닛은, 전원 전압을 바람직하게는 직류 전압인 작동 전압으로 변환하는 데 이용된다. 이런 목적을 위해 주 공급 유닛은 전원 공급 장치, 특히 스위치 모드 전원 장치 및/또는 전압 변환기를 포함할 수 있다. 주 공급 유닛은 경우에 따라 평활 커패시터를 갖는 정류기를 포함할 수도 있다.
상기 전압 공급 수단들 역시 전원 전압을 공급 전압으로 변환하는 전원 공급 장치를 포함할 수 있다. 전압 공급 수단들은 마이크로컨트롤러를 포함할 수도 있으며, 마이크로컨트롤러는 전기 스위치를 닫아 스위치에 대응 제어 신호들을 송출하여 가전 제품을 작동 모드로 전환할 수 있다. 경우에 따라서는 전원 공급 장치가 마이크로컨트롤러의 기능을 담당할 수도 있다.
바람직하게는 전압 공급 수단들이 주 공급 유닛에 비해 더 적은 전력을 공급하도록 형성된다. 이 전력은, 오직 전기 스위치를 닫고 특히 대기 모드에서 조작 장치에 급전하기에도 충분한 정도의 크기로 설계될 수 있다. 이 경우, 대기 모드에서의 가전 제품의 에너지 소비가 최소가 된다.
가전 제품은 조작자에 의해 작동될 수 있는 조작 장치를 가질 수 있다. 이러한 조작 장치는 조작자에 의한 조작에 근거하여 활성화 신호를 발생시킬 수 있으며, 이런 활성화 신호에 근거하여 전기 스위치가 전도성 스위칭 상태로 전환되고 가전 제품이 작동 모드로 전환된다. 그러므로 조작 장치를 이용하여 조작자는 가전 제품을 대기 모드로부터 작동 모드로 전환(즉, 활성화)할 수 있다. 조작 장치는 능동형 조작 장치일 수 있다. 능동형 조작 장치는 대기 모드에서 공급 전압을 공급받을 수 있다. 오직 조작 장치만이 대기 모드에서 전기 부하로서 작동할 수 있으므로, 대기 모드에서의 에너지 소비는 최소로 감소한다.
조작 장치는 예를 들어 조작자에 의한 접촉 시 정전 용량이 변하는 정전 용량 스위치를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 정전 용량의 변동으로 인해 활성화 신호가 발생할 수 있고 가전 제품이 작동 모드로 전환될 수 있다.
대기 모드에서 전압 공급 수단들만 전원 단자와 연결되고, 이 전원 단자에서 전원 전압을 탭핑하면, 대기 모드에서 가전 제품의 에너지 소비는 최소가 된다. 이는 대기 모드에서 추가의, 경우에 따라서는 기존의 전원 공급 장치들이 전원 단자로부터 분리되어 있어 에너지를 소비하지 않음을 의미한다. 이런 추가 전원 공급 장치들은 작동 모드에서만 전원 단자와 연결될 수 있다.
바람직하게는 전기 스위치는 기계식 스위치, 특히 릴레이이다. 이 경우, 대기 모드에서 스위치를 통해 누설 전류가 흐르지 않아 전기적 손실이 발생하지 않는다.
이미 설명한 것처럼, 대기 모드에서 적어도 주 공급 유닛의 출력부가 전원 단자로부터 전기적으로 분리되므로, 출력부과 연결된 모든 부품도 전원 단자로부터 분리된다. 그러나 대기 모드에서 - 예를 들어 커패시터들에 의한 누설 전류로 인한 - 전기적 손실은 주 공급 유닛에서 발생할 수 있기 때문에, 전기 스위치가 전원 단자와 주 공급 유닛 사이에 있는 것이 특히 유리한 것으로 밝혀졌다. 즉, 대기 모드에서는 스위치가 전체 주 공급 유닛을 전원 단자로부터 분리할 수 있으므로, 주 공급 유닛에 의한 손실이 발생할 수 없다.
네트워크 필터(전자기 호환성 필터 또는 EMC 필터)가 주 공급 유닛과 연결되는 경우, 전기 스위치는 바람직하게 네트워크 필터와 전원 단자 사이에 배치된다. 이 경우, 네트워크 필터로 인한 전기적 손실 역시 방지된다.
가전 제품은 전력 전자 장치(power electronics)를 포함할 수 있다. 이런 전력 전자 장치는, 상대적으로 큰 전력을 소비하고 큰 진폭의 전압, 예를 들어 정류된 전원 전압을 공급받을 수 있는 전기 부하를 포함할 수 있다. 전력 전자 장치는 추가 전기 스위치, 특히 기계식 스위치, 바람직하게는 릴레이에 의해 전원 단자와 연결될 수 있다. 가전 제품이 대기 모드로부터 작동 모드로 전환될 때, 바람직하게는 먼저 (주 공급 유닛을 위한) 제1 스위치가 닫히고 이어서 (전력 전자 장치를 위한) 추가 스위치가 닫힌다. 이는 작동 전압을 공급받는 가전 제품의 제어 유닛이 추가 스위치의 폐쇄 시점을 제어하고, 그럼으로써 전력 전자 장치를 통해 흐르는 돌입 전류의 크기를 조절할 수 있는 장점을 갖는다.
즉, 추가 스위치는 전원 전압의 거동을 고려하여 닫힐 수 있다. 이는 예를 들어 추가 스위치의 폐쇄 시점이 전원 전압의 제로 크로싱과 일치하는 것으로 간주될 수 있다. 이 경우, 돌입 전류의 전류 세기가 최소가 됨으로써 돌입 전류 제한기(예를 들어 퓨즈)가 보호된다.
전압 공급 수단들이 상기 돌입 전류 제한기의 온도를 검출하도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 전압 공급 수단들은 온도를 고려하여 (전력 전자 장치를 위한) 추가 스위치도 닫을 수 있다. 이는 일반적으로 그 저항값이 온도에 좌우되는 NTC(negative temperature coefficient) 소자들이 돌입 전류 제한기로서 사용된다는 사실에 기초한다. 이와 같은 돌입 전류 제한기의 온도가 상대적으로 높으면, 돌입 전류 제한기의 옴저항도 그에 상응하게 작다. 즉, 추가 스위치는, 검출된 온도가 55℃ 내지 75℃의 값 범위 내에 놓이는(예를 들어 65℃일 수 있는) 사전설정된 한계값을 하회한다는 전제 하에서만 닫힐 수 있다. 이 경우, 돌입 전류 제한기의 저항값이 너무 작을 때 추가 스위치가 닫히는 점이 방지된다. 이로써 돌입 전류의 전류 세기가 제한된다.
상기 전압 공급 수단들은 또 다른 기능도 가질 수 있다. 전압 공급 수단들은 대기 모드에서 탭핑된 전원 전압에 기초하여 극성 반전에 대해 전원 단자를 검사할 수 있다. 이 경우, 삼상 전원 전압(380V)의 극성 반전 시 전기 스위치의 폐쇄 및 그에 따른 가전 제품의 활성화가 억제될 수 있다. 이러한 방법으로, 주 공급 유닛의 복잡도 및 경우에 따라서는 가전 제품의 추가 전원 공급 장치들의 복잡도도 성공적으로 줄일 수 있는데, 그 이유는 주 공급 유닛을 더 이상 전원 단자의 극성 반전을 견디도록 설계할 필요가 없기 때문이다. 즉, 극성 반전 시 주 공급 유닛은 스위치에 의해 전원 단자로부터 계속 분리되어 있다.
또한, 본 발명은 대기 모드와 작동 모드 사이에서 전환되는 가전 제품의 작동 방법에 관한 것이다. 기준 전위와 관련하여 전원 전압이 전원 단자에 인가되고, 주 공급 유닛은 그의 출력부에서 전원 전압으로부터 작동 전압을 공급한다. 하나 이상의 전기 부하에 작동 전압이 공급된다. 대기 모드에서는 적어도 주 공급 유닛의 출력부가 전기 스위치에 의해 전원 단자로부터 분리된다. 전원 단자와 연결된 전압 공급 수단들은 대기 모드에서 전원 단자에서 전원 전압을 탭핑하고, 상기 전원 전압으로부터 공급 전압을 공급한다. 상기 공급 전압에 의해 전기 스위치가 전도성 스위칭 상태로 전환되어 가전 제품이 대기 모드로부터 작동 모드로 전환된다.
따라서 본 발명에 따른 가전 제품을 참고로 소개된 바람직한 실시예들 및 이의 장점들은 본 발명에 따른 방법에도 적용된다.
본 발명의 또 다른 특징들은 청구항들, 도면들 및 도면 설명을 참조한다. 앞서 설명에서 언급한 모든 특징들과 특징 조합들 및 하기에 도면 설명에서 언급된 그리/또는 도면들에만 도시된 특징들과 특징 조합들은 각각의 경우에 제공된 조합 형태로뿐만 아니라 다른 조합 형태로도 또는 단독으로도 이용될 수 있다.
이제, 바람직한 개별 실시예들 및 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명을 상술한다.
도 1은 종래 기술에 따른 가전 제품을 위한 회로의 블록선도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가전 제품을 위한 회로의 블록선도이다.
도 3은 도 2에 따른 회로의 회로 유닛의 블록선도로서, 주 공급 유닛과 관련하여 전기 스위치의 가능한 배치들을 상술한다.
도 4는 본 발명의 가능한 일 실시예에 따른 가전 제품을 위한 회로의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 그외 실시예에 따른 가전 제품을 위한 회로의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가전 제품을 위한 회로의 개략도이다.
도 2에 도시된 회로(20)는 가전 제품, 예를 들어 음식의 준비를 위한 가전 제품, 예를 들어 오븐 및/또는 호브의 작동에 이용된다. 그러므로 상기 가전 제품은 일반적으로 조리 기기일 수 있다. 이 경우 가전 제품은 대기 모드(스탠바이)와 작동 모드(활성 모드) 사이에서 전환될 수 있다. 대기 모드에서 가전 제품의 에너지 소비, 즉 회로(20)의 에너지 소비를 최소로 줄이려는 노력이 이루어지고 있다.
회로(20)는 전원 단자(21)를 포함하며, 회로(20)가 전력망에 연결되어 있으면, 기준 전위(접지)와 관련하여 전원 전압(UN)이 전원 단자에 인가된다. 회로(20)는 복수의 회로 유닛(22a, 22b 내지 22n)도 포함하며, 상기 회로 유닛의 개수는 원칙적으로 임의적일 수 있다. 이 회로 유닛들(22a, 22b 내지 22n)은 등위 회로 유닛들이거나, 상위 또는 하위 회로 유닛들일 수도 있다. 예를 들어 여기서 회로 유닛(22a)은 다른 회로 유닛들에 비해 상위 회로 유닛일 수 있으며, 이런 상위 회로 유닛들은 다른 회로 유닛들을 제어하는 데 이용되는 가전 제품의 주 제어 유닛을 포함한다.
회로 유닛들(22a, 22b 내지 22n)은 원칙적으로 동일하게 구성될 수 있다.
회로 유닛(22a)은 하기의 요소들, 즉 주 공급 유닛(23), 네트워크 필터 또는 EMC 필터(24), 전기 스위치(25), 2개의 전압 조절기(26, 27), 전력 분배기(28)(2차 전력선) 및 복수의 전기 부하들(29a 내지 29f)을 포함하며, 전기 부하들의 수는 임의적일 수 있다. 주 공급 유닛(23)에는 -경우에 따라 평활 커패시터를 포함하는- 브리지 정류기(30) 및 전원 공급 장치(31), 예를 들어 스위치 모드 전원 장치가 속한다. 주 공급 유닛(23)은 전원 공급 장치(24) 및 전기 스위치(25)에 의해 전원 단자(21)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전원 전압(UN)으로부터 주 공급 유닛(23)이 작동 전압(UB)을, 즉 출력부(32)에서 발생시킬 수 있다. 이 경우 작동 전압(UB)은 예를 들어 3V 또는 5V 또는 7V 또는 9V 또는 12V 또는 15V 또는 17V 또는 19V 또는 24V의 진폭을 갖는 직류 전압이다. 이런 진폭은 더 일반적으로는 3V 내지 24V의 값 범위 내에 놓일 수 있다.
작동 전압(UB)은 전압 조절기(26)에 의해 안정화되고, 상기 전압 조절기에 의해 전기 부하(29c 및 29d)에 급전이 이루어진다. 전압 조절기(26)에는, 전기 부하들(29a 및 29b)에 급전하는 추가 전압 조절기(27)도 연결된다. 작동 전압(UB)은 전기 부하(29e 및 29f)에 급전하는 전력 분배기(28)에 의해서도 탭핑된다.
전기 부하들(29a 내지 29f)은 임의의 전기 부하를 의미할 수 있다. 단지 여기서는 가전 제품의 주 제어 유닛(마이크로컨트롤러) 및 온도 센서들 등을 예로 들 수 있다.
회로 유닛(22a)과 유사하게, 또 다른 회로 유닛들(22b 내지 22n)도 - 여기서는 회로 유닛(22n)을 참고하면 - 전기 스위치(33), 전원 공급 필터(34), 브리지 정류기(35), 전원 공급 장치(36), 2개의 전압 조절기(37, 38), 전력 분배기(39) 및 복수의 전기 부하들(40a 내지 40f)을 포함할 수 있다.
그외에도, 전원 단자(21)에는 전압 공급 수단들(41)이 직접 연결된다. 전압 공급 수단들(41)은 예를 들어 소형 전원 공급 장치를 포함할 수 있으며, 이 전원 공급 장치는 전원 전압(UN)으로부터 공급 전압(UV)을 공급할 수 있다. 공급 전압(UV)은 직류 전압이다. 가전 제품이 대기 모드로부터 작동 모드로 전환되도록 하기 위해, 공급 전압(UV)에 의해 전기 스위치(25, 33)가 닫힐 수 있다. 공급 전압(UV)은 능동형 조작 장치일 수 있는 가전 제품의 조작 장치(42)에도 급전될 수 있다.
전원 단자(21)에는 추가 전기 스위치(44)를 통해 전력 전자 장치(43)도 연결될 수 있다. 전력 전자 장치(43)는, 전원 전압(UN) 또는 이로부터 얻은 정류된 전원 전압을 공급받는 전기 부하들(예를 들어 가열 소자들)을 포함한다. 그러므로 전력 전자 장치(43)는 큰 진폭의 전압 또는 상대적으로 큰 전력을 공급받는 전기 부하들을 포함한다. 전력 전자 장치(43)는 고전류용으로 설계된 복수의 파워 스위치를 포함할 수도 있다.
전기 스위치들(25, 33, 44)은 바람직하게 기계식 스위치, 즉 특히 릴레이이다.
하기에서는 도 2에 따른 회로(20)의 기능을 상술한다.
먼저, 가전 제품은 대기 모드에 있으므로 스위치-오프되어 있다. 전기 스위치들(25, 33, 44)이 개방되어 있으므로, 주 공급 유닛(23)뿐만 아니라 전원 공급 장치(36)와 전력 전자 장치(43)도 전원 단자(21)로부터 전기적으로 분리되어 있다. 작동 전압(UB)은 발생하지 않는다. 전압 공급 수단들(41)만 -특히 전원 공급 장치만- 대기 모드에서 전원 전압(UN)을 탭핑하고 이를 공급 전압(UV)으로 변환한다. 조작 장치(42)가 능동형 장치라면, 조작 장치에 공급 전압(UV)이 공급된다. 조작자는 가전 제품을 활성화하거나 작동 모드로 전환하기 위해 조작 장치를 작동시킬 수 있다. 즉, 조작자가 조작 장치(42)를 작동시킨다. 조작 장치(42)는 이러한 조작에 근거하여 활성화 신호(SA)를 발생시키고, 이 활성화 신호(SA)를 전압 공급 수단(41)에 송출한다. 상기 활성화 신호(SA)에 따라 전압 공급 수단(41)은 전기 스위치(25)를, 경우에 따라서는 스위치(33)도 닫는다. 주 공급 유닛(23)은 출력부(32)에서 작동 전압(UB)을 발생시킨다. 이제 가전 제품의 [부하들(29a 내지 29f) 중 어느 하나의] 주 제어 유닛이 활성화되어 작동 전압(UB)을 공급받는다. 상기 주 제어 유닛은 이제 추가 스위치(44)를 닫을 수 있고, 가전 제품은 완전히 활성화된다.
우선 스위치(25)만 닫힌 다음, 추후 주 제어 유닛이 스위치(33)를 닫고, 경우에 따라 추가 전기 스위치도 닫는 경우도 가능하다.
스위치(44)의 폐쇄 시 전원 전압(UN)의 거동뿐만 아니라 스위치(44)와 연결된 돌입 전류 제한기의 온도도 고려될 수 있다. 이는, 전력 전자 장치(43)가 일반적으로 대형 커패시터(예를 들어 중간 회로 커패시터)를 포함하고, 스위치(44)가 닫힐 때 돌입 전류가 상대적으로 높다는 사실에 근거한다. 전원 전압(UN)의 제로 크로싱에서 스위치(44)가 닫히면, 돌입 전류의 전류 세기가 제한될 수 있다. 또, 돌입 전류 제한기(NTC)의 저항값이 너무 작을 때 추가 스위치(44)의 폐쇄가 억제될 수 있도록 하기 위해 온도가 고려된다.
전압 공급 수단(41)은, 전원 단자(21)의 극성 반전[삼상 전원 전압(UN)의 극성 반전]을 견딜 수 있도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 전압 공급 수단들(41)은 극성 반전에 대하여 전원 단자(21)를 검사할 수 있다. 극성 반전이 검출되면, 전기 스위치들(25, 33, 44)의 폐쇄가 억제된다. 그러므로 전원 공급 장치들(31, 36)은 덜 복잡하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 전원 공급 장치들(31, 36)은 전압 공급 수단들(41)과 반대로, 극성 반전을 견딜 수 있게 형성될 필요가 없다.
스위치(25)를 이용하면, 주 공급 유닛(23)이 가전 제품의 대기 모드에서 전기 에너지를 소비할 수 없고 손실이 발생할 수 없다. 그러므로 전기 스위치(25)가 - 도 2에 도시된 것처럼 - 네트워크 필터(24)와 전원 단자(21) 사이에 있으면 특히 바람직한 것으로 밝혀졌다. 그러나 스위치(25)는 [이는 스위치(33)의 경우에도 적용됨] 회로 유닛(22a)의 내에 다른 자리에도 배치될 수 있다. 스위치(25)의 가능한 배치들은 도 3에 도시되어 있다. 여기서 전기 스위치(25)의 가능한 위치들은 도면 부호(25a 내지 25d)로 표시되어 있다. 도 3에서 볼 수 있듯이, 스위치(25)는 전원 단자(21)와 네트워크 필터(24) 사이에, 또는 네트워크 필터(24)와 브리지 정류기(30) 사이에, 또는 브리지 정류기(30)와 전원 공급 장치(31) 사이에, 또는 출력부(32)에 위치할 수 있다. 경우에 따라서는 복수의 스위치(25)가 상이한 위치들(25a 및/또는 25b 및/또는 25c 및/또는 25d)에 설치될 수도 있다. 스위치(25)의 주된 기능은 가전 제품의 대기 모드에서 출력부(32) 및 그와 더불어 전압 조절기(26, 27)와 전력 분배기(28)도 전원 단자(21)로부터 분리하는 것이다.
도 4 내지 도 6에는 도 2에 일반적으로 도시된 회로(20)의 상이한 실시예들이 도시되어 있다.
도 4에 따른 회로(20)는 2개의 회로 유닛(22a, 22n)을 포함하며, 이 회로 유닛들은 각각 전원 공급 장치(31 또는 36)를 갖는다. 전원 공급 장치(31, 36)는 각 스위치(25, 33)에 의해 전원 단자(21)와 연결될 수 있다. 대기 모드에서는 스위치(25, 33)가 열리고, 전압 공급 수단들(41)만 전원 전압(UN)을 전원 단자(21)에서 탭핑한다. 도 4에 따른 회로(20)의 구현 시 전압 공급 수단(41)으로서 소형 마이크로컨트롤러(45)가 사용되며, 상기 마이크로컨트롤러는 전원 전압(UN)을 공급 전압(UV)으로 변환한다. 상기 마이크로컨트롤러(45)는 조작 장치(42)로부터 활성화 신호(SA)를 수신할 수 있고, 이 활성화 신호(SA)에 근거해 양 스위치(25, 33)를 닫음으로써 가전 제품을 작동 모드로 전환한다. 마이크로컨트롤러(45)는 대기 모드에서 100mW이하의 전력만을 소비한다.
도 5에 따른 회로(20) 역시 2개의 회로 유닛, 즉 주 회로 유닛(22a) 및 이차 또는 하위 회로 유닛(22n)을 포함한다. 주 회로 유닛(22a)은 전원 공급 장치(31)를 포함하며, 이 전원 공급 장치는 가전 제품의 주 전원 공급 장치이다. 전원 공급 장치(31)는 스위치(25)에 의해 전원 단자(21)와 연결될 수 있다. 이차 회로 유닛(22n) 역시 전원 공급 장치(36)를 포함하며, 이 전원 공급 장치는 스위치(33)에 의해 전원 단자(21)와 연결될 수 있다. 전압 공급 수단들(41)은 도 5에 따른 실시예에서 전원 공급 장치(46)를 포함하며, 이 전원 공급 장치는 브리지(47)에 의해 - 예를 들어 점퍼에 의해 - 전원 단자(21)와 영구적으로 연결된다. 전압 공급 수단들(41)에는 2개의 대기 마이크로컨트롤러, 즉 제1 대기 마이크로컨트롤러(48) 및 회로 유닛(22a)의 일부인 제2 마이크로컨트롤러(49)도 속한다. 대기 모드에서 양 대기 마이크로컨트롤러(48, 49)는 전원 공급 장치(46)에 의해 대기 모드에서 발생하는 공급 전압(UV)을 공급받는다. 이 공급 전압(UV)은 5V 내지 24V의 값 범위 내에 놓일 수 있다. 공급 전압(UV)은, 여기서 마이크로컨트롤러(50)를 포함하고 있는 조작 장치(42)에도 공급된다. 조작 장치(42)가 조작자에 의해 작동되면, 마이크로컨트롤러(50)는 대기 마이크로컨트롤러(48, 49)에 활성화 신호(SA)를 발생시키고, 대기 마이크로컨트롤러(48, 49)는 이런 활성화 신호들(SA)에 근거하여 각각의 스위치들(25 또는 33)을 닫는다. 마이크로컨트롤러(50)는 예를 들어 통신 버스에 의해, 즉 예를 들어 LIN 버스에 의해 대기 마이크로컨트롤러(48, 49)와 연결될 수 있다. 즉, 활성화 신호들(SA)은 통신 버스에 의해 대기 마이크로컨트롤러(48, 49)에 전달되는 정보들일 수 있다. 대기 모드에서 마이크로컨트롤러(50)는 150mW만을 소비한다. 대기 마이크로컨트롤러(48, 49)는 이 경우 내부 대기 모드로 전환되어 활성화 신호(SA)에 의해 비로소 활성화될 수 있다.
도 6에 따른 회로(20)는, 대기 마이크로컨트롤러(48)가 사용되지 않는다는 차이점을 제외하면 실질적으로 도 5에 따른 회로(20)에 상응한다. 그 대신 스위치(33)는 대기 마이크로컨트롤러(49)를 이용해서도 닫힌다. 조작 장치(42)의 마이크로컨트롤러(50)는 이 경우 더 작게 구현될 수도 있는데, 그 이유는 상기 마이크로컨트롤러가 단 하나의 대기 마이크로컨트롤러(49)에만 활성화 신호(SA)를 송출하면 되기 때문이다. 마이크로컨트롤러(50)는 이 경우 대기 모드에서 20mW 미만의 전력을 소비한다.
1 회로
2 전원 단자
3 기준 전위
4 주 공급 유닛
5 브리지 정류기
6 전압 변환기
7 출력부
8a 내지 8e 전기 부하들
9 전압 조절기
10 전압 조절기
11 전력 분배기
20 회로
21 전원 단자
22a 내지 22n 회로 유닛들
23 주 공급 유닛
24 네트워크 필터
25 전기 스위치
25a 내지 25d 전기 스위치(25)의 가능한 위치들
26, 27 전압 조절기
28 전력 분배기
29a 내지 29f 전기 부하들
30 브리지 정류기
31 전원 공급 장치
32 출력부
33 전기 스위치
34 네트워크 필터
35 브리지 정류기
36 전원 공급 장치
37, 38 전압 조절기
39 전력 분배기
40a 내지 40f 전기 부하들
41 전압 공급 수단
42 조작 장치
43 전력 전자 장치
44 추가 스위치
45 마이크로컨트롤러
46 전원 공급 장치
47 브리지
48 대기 마이크로컨트롤러
49 대기 마이크로컨트롤러
50 마이크로컨트롤러
SA 활성화 신호
UB 작동 전압
UN 전원 전압
UV 공급 전압

Claims (12)

  1. 가전 제품으로서,
    기준 전위와 관련하여 전원 전압(UN)이 인가될 수 있는 전원 단자(21)와,
    주 공급 유닛의 출력부(32)에서 전원 전압(UN)으로부터 작동 전압(UB)을 공급하도록 형성된 주 공급 유닛(23)과, 작동 전압(UB)을 공급받을 수 있는 하나 이상의 전기 부하(29a 내지 29f)와, 전원 단자와 주 공급 유닛을 연결하도록 형성된 전기 스위치로서, 가전 제품의 대기 모드에서 적어도 주 공급 유닛(23)의 출력부(32)를 전원 단자(21)로부터 전기적으로 분리하는 전기 스위치(25, 33)를, 각각의 회로 유닛이 갖는 복수의 회로 유닛(22a, 22b 내지 22n)과,
    전원 단자(21)와는 연결되고 회로 유닛의 주 공급 유닛(23)과는 분리되며, 대기 모드에서 전원 단자(21)에서 전원 전압(UN)을 탭핑하여 전원 전압(UN)으로부터 공급 전압(UV)을 제공하는 전압 공급 수단(41)을 포함하며,
    상기 공급 전압에 의해 전기 스위치(25, 33)가 전도성 스위칭 상태로 전환될 수 있어 가전 제품이 대기 모드로부터 작동 모드로 전환될 수 있으며,
    대기 모드에서는 상기 전압 공급 수단(41)만 전원 단자(21)와 연결되고,
    전압 공급 수단(41)은 주 공급 유닛(23)보다 더 적은 전력을 공급하며,
    추가 스위치(44)에 의해 전원 단자(21)와 전기적으로 연결될 수 있는 전력 전자 장치(43)가 제공되며, 가전 제품이 대기 모드로부터 작동 모드로 전환될 때 먼저 전기 스위치(25)가 그리고 이어서 추가 스위치(44)가 각각 전기 전도성 스위칭 상태로 전환될 수 있는, 가전 제품.
  2. 제1항에 있어서, 조작자에 의한 작동에 근거하여 활성화 신호(SA)를 발생시키고, 이 활성화 신호에 근거하여 전기 스위치(25)가 전도성 스위칭 상태로 전환될 수 있도록 형성된 조작 장치(42)를 더 포함하는, 가전 제품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전기 스위치(25)는 기계식 스위치인, 가전 제품.
  4. 제3항에 있어서, 전기 스위치(25)는 릴레이인, 가전 제품.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스위치(25)는 전기적으로 전원 단자(21)와 주 공급 유닛(23) 사이에 배치되는, 가전 제품.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 주 공급 유닛(23)과 연결된 네트워크 필터(24)가 제공되며, 이때 스위치(25)는 전기적으로 전원 단자(21)와 네트워크 필터(24) 사이에 배치되는, 가전 제품.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 추가 스위치(44)는 기계식 스위치인, 가전 제품.
  9. 제1항에 있어서, 전원 전압(UN)의 거동을 고려하여 추가 스위치(44)가 전기 전도성 스위칭 상태로 전환될 수 있는, 가전 제품.
  10. 제1항에 있어서, 돌입 전류로부터 추가 스위치(44)를 보호하기 위해 추가 스위치(44)와 직렬로 접속된 돌입 전류 제한기가 제공되며, 이때 돌입 전류 제한기의 온도가 검출될 수 있고, 추가 스위치(44)는 상기 온도를 고려하여 스위칭될 수 있는, 가전 제품.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전압 공급 수단(41)은, 대기 모드에서 탭핑된 전원 전압(UN)에 기초하여 전원 단자(21)를 극성 반전에 대해 검사하도록 형성되는, 가전 제품.
  12. 가전 제품의 작동 방법으로서, 기준 전위와 관련하여 전원 전압(UN)은 전원 단자(21)에 인가되고, 각각의 회로 유닛이 주 공급 유닛을 갖는 복수의 회로 유닛(22a, 22b 내지 22n)의 주 공급 유닛(23)이 그의 출력부(32)에서 전원 전압(UN)으로부터 작동 전압(UB)을 공급하며, 하나 이상의 전기 부하(29a 내지 29f)가 상기 작동 전압(UB)을 공급받는, 가전 제품의 작동 방법에 있어서,
    대기 모드에서는 적어도 각각의 회로 유닛의 주 공급 유닛(23)이 전원 단자와 주 공급 유닛을 연결하도록 형성된 회로 유닛의 전기 스위치에 의해 전원 단자(21)로부터 전기적으로 분리되고, 전압 공급 수단(41)이 상기 전원 단자(21)에 연결되며, 대기 모드에서 전원 단자(21)에서 전원 전압(UN)이 탭핑되고, 상기 전원 전압(UN)으로부터 공급 전압(UV)을 공급하며, 이 공급 전압에 의해 전기 스위치(25)가 전도성 스위칭 상태로 전환되어 가전 제품이 대기 모드로부터 작동 모드로 전환되며, 대기 모드에서는 상기 전압 공급 수단(41)만 전원 단자(21)에 의해 공급되고,
    전압 공급 수단(41)은 주 공급 유닛(23)보다 더 적은 전력을 공급하며,
    추가 스위치(44)에 의해 전원 단자(21)와 전기적으로 연결될 수 있는 전력 전자 장치(43)가 제공되며, 가전 제품이 대기 모드로부터 작동 모드로 전환될 때 먼저 전기 스위치(25)가 그리고 이어서 추가 스위치(44)가 각각 전기 전도성 스위칭 상태로 전환될 수 있는, 가전 제품의 작동 방법.
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