KR102204239B1 - Intrinsic safety wireless communication device for use in explosive atmospheres - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 본질안전 방폭을 위한 무선통신 장치에 관한 것이다. 이러한 본 명세서는 무선 송수신을 수행하는 무선 통신부, 외부전원과 상기 무선 통신부 사이에 연결되고, 상기 외부전원으로부터 전원을 입력받아 전하를 충전하고 상기 무선 통신부로 무선 송수신에 필요한 전압을 출력하는 슈퍼 커패시터 및 상기 슈퍼 커패시터의 전압을 측정하여 상기 측정 전압이 미리 설정된 기준 범위 내에 있는 경우 일정 시간동안 상기 슈퍼 커패시터의 출력 전압을 상기 무선 통신부에 인가하도록 제어하는 전압 측정부를 포함하는 무선통신 장치를 제공한다.The present specification relates to a wireless communication device for intrinsically safe explosion protection. This specification relates to a wireless communication unit for performing wireless transmission/reception, a super capacitor connected between an external power source and the wireless communication unit, receiving power from the external power source, charging electric charges, and outputting a voltage required for wireless transmission and reception to the wireless communication unit, and It provides a wireless communication device including a voltage measuring unit that measures the voltage of the super capacitor and controls to apply the output voltage of the super capacitor to the wireless communication unit for a predetermined time when the measured voltage is within a preset reference range.

Figure R1020180160895
Figure R1020180160895

Description

폭발위험장소에 사용되는 본질안전 방폭 무선통신 장치{INTRINSIC SAFETY WIRELESS COMMUNICATION DEVICE FOR USE IN EXPLOSIVE ATMOSPHERES}Intrinsically safe explosion-proof wireless communication devices used in explosive places {INTRINSIC SAFETY WIRELESS COMMUNICATION DEVICE FOR USE IN EXPLOSIVE ATMOSPHERES}

본 발명은 무선통신 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본질안전 방폭을 위한 무선통신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication device, and more particularly, to a wireless communication device for intrinsically safe explosion protection.

오늘날의 무선통신(CDMA, WCDMA, LTE 등) 모뎀 시스템은 우리 주변 사물에 센서(sensor)와 통신 기능을 부여해 마치 살아 있는 유기체처럼 정보를 수집하고 공유하면서 상호작용하도록 하는 지능형 네트워킹 기술(예, M2M(machine to machine), IOT(internet of things))의 핵심요소 중에 하나로 여겨지고 있다.Today's wireless communication (CDMA, WCDMA, LTE, etc.)modem systems provide sensors and communication functions to objects around us to collect and share information like living organisms, allowing them to interact with intelligent networking technologies (e.g., M2M). (machine to machine), IOT (internet of things)) is considered one of the key elements.

따라서, 방제, 스마트 그리드(smart grid), 방법 등에 필요한 장비에 무선통신부인 모뎀(modem)을 장착하여 네트워크에 연결하고 있다.Accordingly, a modem, which is a wireless communication unit, is attached to equipment required for control, smart grid, method, etc. and connected to the network.

일반적으로, 산업현장이나 연구실 등 가연성 물질에 의해 폭발 위험이 상존하는 곳에서는 무선통신 모뎀 시스템과 같은 전기전자 장비가 점화원이 되지 않도록 방폭 관련 규정을 만족해야 한다.In general, in places where there is a risk of explosion due to combustible materials such as industrial sites or laboratories, explosion-proof regulations must be satisfied so that electrical and electronic equipment such as wireless communication modem systems do not become ignition sources.

일반적으로 본질안전 방폭 기능을 구현하는 방법 중 하나는 무선 통신부로 공급되는 에너지의 총량을 제한하는 방법이고, 이 때, 구동 전압이 고정된 회로에서 에너지의 총량을 제한하는 방법은 소비 전류를 제한하는 것이다.In general, one of the methods of implementing the intrinsically safe explosion-proof function is to limit the total amount of energy supplied to the wireless communication unit. In this case, the method of limiting the total amount of energy in a circuit with a fixed driving voltage is to limit the current consumption. will be.

공개특허 10-2015-0110248호는 무선통신 모뎀 시스템에 관한 것으로서, 전원 공급부에서 출력되는 전압을 강하하여 커패시터에 인가하고, 커패시터는 소비 전류의 크기를 설정 전류 한계치 이하로 감소시킴으로써 본질안전 방폭 기능을 구현하도록 하였다. 하지만, 무선 통신부, 즉, RF칩 또는 RF 모듈을 구동하기 위한 전류값이 본질안전 방폭전류 한계치보다 높은 값을 갖는 경우에는 무선 송수신이 정상적으로 동작하지 않는다는 한계가 있다. Patent Publication No. 10-2015-0110248 relates to a wireless communication modem system, in which a voltage output from a power supply is lowered and applied to a capacitor, and the capacitor reduces the amount of current consumption below a set current limit, thereby providing an intrinsically safe explosion-proof function. I tried to implement it. However, if the current value for driving the wireless communication unit, that is, the RF chip or the RF module, has a value higher than the intrinsically safe explosion-proof current limit, there is a limit that wireless transmission/reception does not operate normally.

따라서, 본 기술분야에서는 RF칩 또는 RF 모듈을 구동하기 위한 전류값이 본질안전 방폭전류 한계치보다 높은 경우에도 모뎀을 안정적으로 구동 가능한 통신 시스템이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, in the present technical field, a communication system capable of stably driving a modem is required even when the current value for driving the RF chip or RF module is higher than the intrinsically safe explosion-proof current limit.

특허문헌 1: 한국공개특허 제10-2015-0110248호Patent Document 1: Korean Patent Application Publication No. 10-2015-0110248

본 발명의 기술적 과제는 본질안전 방폭 관련 규정을 만족하는 무선통신 회로를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a wireless communication circuit that satisfies intrinsically safe explosion-proof regulations.

본 발명의 다른 기술적 과제는 무선통신 회로에 본질안전 방폭 기능을 부여하여 무선통신 회로의 사용 지역을 확대하여 사용자와 제조사의 만족도를 향상시키기 위함에 있다.Another technical problem of the present invention is to improve the satisfaction of users and manufacturers by providing an intrinsically safe explosion-proof function to the wireless communication circuit to expand the area of use of the wireless communication circuit.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 RF칩 또는 RF 모듈을 안정적으로 구동하기 위한 전류값이 본질안전 방폭을 구현하기 위한 한계 전류 기준치보다 높은 경우에도 안정적으로 무선 송수신을 수행 가능한 무선통신 회로를 제공함에 있다.Another technical object of the present invention is to provide a wireless communication circuit capable of stably transmitting and receiving wirelessly even when the current value for stably driving the RF chip or RF module is higher than the limit current reference value for implementing intrinsically safe explosion protection. .

본 발명의 일 양태에 따르면, 본질안전 방폭을 위한 무선통신 시스템이 제공된다. 상기 무선통신 장치는 무선 송수신을 수행하는 무선 통신부, 일정 전압에 도달할때까지 전력을 충전하고 상기 무선 통신부에 무선 송수신에 필요한 전력을 공급하는 슈퍼 커패시터 및 일정한 주기로 상기 슈퍼 커패시터의 전압을 측정하여 상기 측정 전압이 미리 설정된 기준 범위 내에 있는 경우 일정 시간동안 상기 슈퍼 커패시터의 출력 전압을 상기 무선 통신부에 인가하도록 제어하는 전압 측정부를 포함하여 구현된다.According to an aspect of the present invention, a wireless communication system for intrinsically safe explosion protection is provided. The wireless communication device includes a wireless communication unit that performs wireless transmission and reception, a super capacitor that charges power until a predetermined voltage is reached, and supplies power required for wireless transmission and reception to the wireless communication unit, and a voltage of the super capacitor is measured at a predetermined period. When the measured voltage is within a preset reference range, it is implemented including a voltage measuring unit that controls to apply the output voltage of the super capacitor to the wireless communication unit for a predetermined time.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 무선통신 시스템은, 특정 주파수 대역에 따른 고주파 신호를 선택적으로 수신하여 상기 무선 통신부로 전송하거나, 상기 무선 통신부로부터 전송된 신호를 수신하여 특정 주파수 대역에 따른 고주파 신호로 공중으로 방사하는 안테나부 및 상기 무선 통신부와 상기 안테나부 사이에 직렬로 연결된 적어도 하나의 커패시터로 이루어진 차단 커패시터부를 더 포함하여 구현된다.According to another aspect of the present invention, the wireless communication system selectively receives a high-frequency signal according to a specific frequency band and transmits it to the wireless communication unit, or receives a signal transmitted from the wireless communication unit to provide a high-frequency signal according to a specific frequency band. It is implemented by further comprising an antenna unit radiating into the air and a blocking capacitor unit including at least one capacitor connected in series between the wireless communication unit and the antenna unit.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 적어도 하나의 커패시터는 고장이 없는 정격 및 이격거리를 갖도록 구성된다.According to another aspect of the invention, the at least one capacitor is configured to have a fault-free rating and a spacing distance.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 무선통신 장치는, 상기 무선 통신부와 외부 장치가 서로 신호를 송수신하도록 유선으로 연결될 수 있는 단자를 제공하는 커넥터 및 상기 무선 통신부와 상기 커넥터 사이에 구비되고, 상기 커넥터를 통해 연결되는 외부 장치로 인가되는 전류의 크기를 미리 설정된 전류 한계치 이하로 감소시키는 전류제한 저항을 더 포함하여 구현된다.According to another aspect of the present invention, the wireless communication device is provided between the wireless communication unit and the connector, and a connector providing a terminal that can be connected by wire so that the wireless communication unit and the external device transmit and receive signals to each other. It is implemented by further including a current limiting resistor that reduces the amount of current applied to an external device connected through the connector to be less than a preset current limit.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 무선통신 장치는, 상기 슈퍼 커패시터로 전원을 공급하는 전원 공급부 및 상기 전원 공급부 및 상기 슈퍼 커패시터 사이에 직병렬로 연결된 적어도 하나의 다이오드로 구성된 역전류 방지부를 더 포함하여 구현된다.According to another aspect of the present invention, the wireless communication device further comprises a power supply unit for supplying power to the super capacitor, and a reverse current prevention unit composed of at least one diode connected in series and parallel between the power supply unit and the super capacitor. Included and implemented.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 적어도 하나의 다이오드는 고장이 없는 정격 및 이격거리를 갖도록 구성된다.According to another aspect of the invention, the at least one diode is configured to have a fault-free rating and a spacing distance.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 무선통신 장치는 IC 형태의 E심(E-SIM) 칩이 상기 무선통신 회로의 기판 상에 납?さ퓸? 상기 기판과 함께 몰딩되어 구현된다.According to another aspect of the present invention, the wireless communication device includes an IC-type E-SIM chip on the substrate of the wireless communication circuit. It is implemented by molding together with the substrate.

본 발명에 따른 무선통신 장치는 본질안전 방폭 규정을 만족할 수 있다. 또한, RF칩 또는 RF 모듈을 안정적으로 구동하기 위한 전류값이 본질안전 방폭전류 기준치보다 높은 경우에도 안정적으로 무선 송수신을 수행 가능한 무선 통신 장치가 제공될 수 있다.The wireless communication device according to the present invention may satisfy intrinsically safe explosion-proof regulations. In addition, a wireless communication device capable of stably performing wireless transmission/reception may be provided even when a current value for stably driving an RF chip or an RF module is higher than an intrinsically safe explosion-proof current reference value.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신 장치의 개략적인 구조를 도시한다.
도 2는 본 발명의 무선 통신부를 구동시키기 위해 소비될 수 있는 전류값의 일례를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 슈퍼 커패시터, 전압 측정부, 스위치부가 적용되지 않았을 때 나타날 수 있는 소비 전류의 특성을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 무선통신 장치에서 슈퍼 커패시터에서 측정될 수 있는 전압의 시간에 따른 변화를 나타낸다.
도 5 및 도 6은 종래 기술에 따른 무선통신 모뎀의 기판과 유심의 배치 관계를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 무선통신 모뎀의 기판과 e심의 배치 관계를 도시한다.
1 shows a schematic structure of a wireless communication device according to an embodiment of the present invention.
2 shows an example of current values that can be consumed to drive the wireless communication unit of the present invention.
3 shows characteristics of current consumption that may appear when a super capacitor, a voltage measuring unit, and a switch unit according to the present invention are not applied.
4 shows a change over time of a voltage that can be measured at a super capacitor in a wireless communication device according to the present invention.
5 and 6 show an arrangement relationship between a substrate and a core of a wireless communication modem according to the prior art.
7 shows an arrangement relationship between a substrate and an e-core of a wireless communication modem according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments disclosed below. In addition, parts irrelevant to the present invention are omitted in the drawings in order to clearly disclose the present invention, and the same or similar reference numerals denote the same or similar components.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의하여 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.Objects and effects of the present invention may be naturally understood or more apparent by the following description, and the objects and effects of the present invention are not limited only by the following description.

본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Objects, features and advantages of the present invention will become more apparent through the following detailed description. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신 장치의 개략적인 구조를 도시한다.1 shows a schematic structure of a wireless communication device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 무선통신 시스템(100)은 전원 공급부(110), 커넥터(150) 및 안테나부(130)를 구비한 무선통신 장치(170)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a wireless communication system 100 according to the present invention includes a wireless communication device 170 having a power supply unit 110, a connector 150, and an antenna unit 130.

전원 공급부(110)는 약 5 내지 12V의 직류 전압을 생성하여 무선통신 장치(170)로 공급하고, 무선통신 장치(170)의 구동에 필요한 전압을 제공한다. 이러한 전원 공급부(110)는 무선통신 장치(170)의 외부에 위치할 수 있으며, 경우에 따라 무선통신 장치(170)의 내부에 위치할 수도 있다. 또한, 전원 공급부(110)는 본질안전 방폭 규격을 만족하는 직류 전압을 생성하여 제공한다. 전원 공급부(110)는 상시 전원일 수도 있고, 배터리일 수도 있으며, 무선통신 장치(170)와 연결된 가스 관련 기기일 수 있다. The power supply unit 110 generates a DC voltage of about 5 to 12V and supplies it to the wireless communication device 170, and provides a voltage required for driving the wireless communication device 170. The power supply unit 110 may be located outside the wireless communication device 170 and may be located inside the wireless communication device 170 in some cases. In addition, the power supply unit 110 generates and provides a DC voltage that satisfies the intrinsically safe explosion-proof standard. The power supply unit 110 may be a constant power source, a battery, or a gas-related device connected to the wireless communication device 170.

안테나부(130)는 차단 커패시터부(179)에 연결되어, 상기 차단 커패시터부(179)의 타단에서 입력되는 상기 특정 주파수 대역의 신호를 외부로 방사하거나 외부에서 수신된 무선 신호를 상기 차단 커패시터부(179)로 출력한다. 이 때, 안테나부(130)는 무선통신 장치(170) 기판 상에 실장되는 소위 “안테나(antenna)”로 구현될 수 있다. 또는, 안테나부(110)는 외장형 안테나로 구현될 수도 있다.The antenna unit 130 is connected to the blocking capacitor unit 179, and radiates the signal of the specific frequency band input from the other end of the blocking capacitor unit 179 to the outside or transmits a radio signal received from the outside to the blocking capacitor unit. Output as (179). In this case, the antenna unit 130 may be implemented as a so-called “antenna” mounted on the substrate of the wireless communication device 170. Alternatively, the antenna unit 110 may be implemented as an external antenna.

커넥터(150)는 그 일단이 무선통신 장치(170)의 전류제한 저항(180)과 연결되며, 타단은 외부 장치를 연결하기 위한 단자를 제공하여, 상기 전류제한 저항(180)으로부터 수신된 신호를 외부 장치로 전송하거나, 외부 장치로부터 수신된 신호를 상기 전류제한 저항에 전송한다.The connector 150 has one end connected to the current limiting resistor 180 of the wireless communication device 170, and the other end providing a terminal for connecting an external device to receive a signal received from the current limiting resistor 180. It transmits to an external device or a signal received from an external device to the current limiting resistor.

무선통신 장치(170)는 전원 공급부(110), 커넥터(150)와 연결되어 있으며, 회로 입력전압 제한부(171), 레귤레이터(172), 역전류 방지부(173), 슈퍼 커패시터(174), 전압 측정부(175), 스위치부(176), 무선 통신부(177), E심(178), 차단 커패시터부(179), 전류제한 저항(180)을 포함할 수 있다.The wireless communication device 170 is connected to the power supply unit 110 and the connector 150, and the circuit input voltage limiting unit 171, the regulator 172, the reverse current prevention unit 173, the super capacitor 174, A voltage measurement unit 175, a switch unit 176, a wireless communication unit 177, an E core 178, a blocking capacitor unit 179, and a current limiting resistor 180 may be included.

입력전압 제한부(171)는 입력 전원이 본질안전 요구전압을 초과할 우려가 있을 경우, 전원 공급부(110)와 레귤레이터(172) 사이에 병렬로 연결된 적어도 하나의 제너 다이오드(D1, D2)를 포함할 수 있다. 상기 입력전압 제한부(171)는 관련 규정에 따라 고장이 없는 정격, 이격거리 및 구조를 갖도록 구성된다..The input voltage limiting unit 171 includes at least one Zener diode D1 and D2 connected in parallel between the power supply unit 110 and the regulator 172 when there is a concern that the input power exceeds the intrinsically safe voltage required. can do. The input voltage limiting unit 171 is configured to have a failure-free rating, a separation distance, and a structure according to related regulations.

레귤레이터(172)는 입력전압 제한부(171)를 거쳐 인가되는 전원 공급부(110)의 전압(예, 5V 내지 12V)을 정해진 일정한 크기(예, 3.3V)로 변환하여 출력한다.The regulator 172 converts the voltage (eg, 5V to 12V) of the power supply unit 110 applied through the input voltage limiting unit 171 into a predetermined size (eg, 3.3V) and outputs it.

역전류 방지부(173)는 레귤레이터(172)와 슈퍼 커패시터(174)의 사이에 직병렬로 연결된 적어도 하나의 다이오드(D3, D4, D5, D6, D7, D8)를 포함한다. 상기 적어도 하나의 다이오드(D3, D4, D5, D6, D7, D8)는 고장이 없는 정격 및 이격거리를 갖도록 구성된다.The reverse current prevention unit 173 includes at least one diode D3, D4, D5, D6, D7, and D8 connected in series and parallel between the regulator 172 and the super capacitor 174. The at least one diode D3, D4, D5, D6, D7, D8 is configured to have a fault-free rating and a separation distance.

상기 역전류 방지부(173)는 슈퍼 커패시터(174)에 전하가 축적됨에 따라 슈퍼 커패시터(174)의 전압이 높아져서 출력 전류가 역방향, 즉, 레귤레이터(172)의 방향으로 흐르는 것을 방지한다. The reverse current prevention unit 173 prevents the output current from flowing in the reverse direction, that is, the direction of the regulator 172 by increasing the voltage of the super capacitor 174 as charges are accumulated in the super capacitor 174.

한편, 상기 역전류 방지부(173)는 상기 적어도 하나의 다이오드(D3, D4, D5, D6, D7, D8)가 직렬로만 연결된 구조로 이루어지는 경우, 저항 성분으로 인해 후단 전압 강하가 발생하여 무선 통신부의 동작전압을 만족 시키기 위해서는 입력전압에 드롭전압 만큼을 보상하여 인가하여야 하는 문제가 있다. 이는 무선통신 모뎀을 적용하는 호스트 측의 방폭설계에 높은 에너지를 요구하므로 설계에 제한을 받게 된다.On the other hand, when the reverse current prevention unit 173 has a structure in which the at least one diode (D3, D4, D5, D6, D7, D8) is connected only in series, a voltage drop at the rear end occurs due to a resistance component, and the wireless communication unit In order to satisfy the operating voltage of, there is a problem that the input voltage must be compensated for and applied as much as the drop voltage. This requires high energy in the explosion-proof design of the host side to which the wireless communication modem is applied, so the design is limited.

하지만, 상기 역전류 방지부(173)의 상기 적어도 하나의 다이어드(D3, D4, D5, D6, D7, D8)가 직병렬로 연결됨으로써 전압드롭이 줄어들게 되어 상기와 같은 문제가 해결된다.However, since the at least one diamond (D3, D4, D5, D6, D7, D8) of the reverse current preventing unit 173 is connected in series and parallel, the voltage drop is reduced, thereby solving the above problem.

슈퍼 커패시터(174)는 역전류 방지부(173)와 접지 사이에 병렬로 연결되어 있는 적어도 하나의 커패시터(C1, C2)를 포함한다.The super capacitor 174 includes at least one capacitor C1 and C2 connected in parallel between the reverse current prevention unit 173 and the ground.

상기 슈퍼 커패시터(174)는 무선 통신부(177)를 안정적으로 동작시키기 위해 전원을 입력받아 전하를 충전하고, 상기 무선 통신부(177)로 무선 송수신에 필요한 전압을 출력한다. 즉, 슈퍼 커패시터(174)는 전원 공급부(110)에서부터 전원 레귤레이터(172)를 거쳐 제공되는 전원을 입력받아 무선 통신부(177)를 구동하기 위한 일정 전압에 도달할 때까지 전하를 충전하고, 상기 일정 전압에 도달하는 경우 무선 통신부(177)에 전류를 공급한다. 슈퍼 커패시터(174)가 무선 통신부(177)를 구동하기 위한 일정 전압에 도달하였는지 여부에 대한 판단은 아래에서 설명되는 전압 측정부(175)에 의해 수행된다. The super capacitor 174 receives power to stably operate the wireless communication unit 177, charges electric charges, and outputs a voltage required for wireless transmission/reception to the wireless communication unit 177. That is, the super capacitor 174 receives power provided from the power supply unit 110 through the power regulator 172 and charges the electric charge until it reaches a predetermined voltage for driving the wireless communication unit 177, and the constant When the voltage is reached, current is supplied to the wireless communication unit 177. A determination as to whether the super capacitor 174 has reached a certain voltage for driving the wireless communication unit 177 is performed by the voltage measurement unit 175 described below.

무선통신 장치(170)로 입력되는 전압 및/또는 전류는 본질안전 방폭 관련 규정에서 요구되는 전압 및/또는 전류 한계치 이하로 제한될 수 있다. 이로 인해 무선 통신부(177)의 구동에 필요한 최소 전압 및/또는 전류가 공급되지 않는 경우, 무선 통신부(177)가 정상적으로 작동하지 않을 수 있다. 따라서, 상기 본질안전 방폭을 위해 허용되는 기준치를 초과하지 않는 범위 내에서 무선통신 장치(170)로 전압 및/또는 전류가 입력되더라도 무선 통신부(177)를 정상적으로 동작시킬 수 있는 슈퍼 커패시터(174)가 구비된다. 슈퍼 커패시터(174)는 본질안전 방폭 기준 전압 및/또는 전류를 구현하기 위한 한계치 이하의 전압 및/또는 전류를 일정 시간 동안 공급받아 전하를 축적한 후, 무선 통신부(177)의 구동에 필요한 전압 및/또는 전류를 공급한다. The voltage and/or current input to the wireless communication device 170 may be limited to less than or equal to the voltage and/or current limit required by regulations related to intrinsically safe explosion protection. For this reason, when the minimum voltage and/or current required for driving the wireless communication unit 177 is not supplied, the wireless communication unit 177 may not operate normally. Therefore, the super capacitor 174 capable of operating the wireless communication unit 177 normally even when voltage and/or current is input to the wireless communication device 170 within a range not exceeding the allowable reference value for the intrinsically safe explosion protection. It is equipped. The super capacitor 174 accumulates charge by receiving a voltage and/or current below the threshold for implementing the intrinsically safe explosion-proof reference voltage and/or current for a certain period of time, and then accumulating the voltage and the voltage required for driving the wireless communication unit 177 /Or supply current.

이러한 슈퍼 커패시터(174)에 의해 전압 및/또는 전류가 안정적으로 무선 통신부(177)로 공급될 수 있다. 또한, 전압 레귤레이터(172)의 출력 전압 및/또는 전류가 낮더라도 무선 통신부(177)에 인가되는 전압 및/또는 전류가 무선 통신부(177)의 동작에 필요한 최소 동작 전압 및/또는 전류 이하로 감소하는 것을 방지하므로 안정적인 무선 통신부(177)의 동작이 보장된다.Voltage and/or current may be stably supplied to the wireless communication unit 177 by the super capacitor 174. In addition, even if the output voltage and/or current of the voltage regulator 172 is low, the voltage and/or current applied to the wireless communication unit 177 is reduced below the minimum operating voltage and/or current required for the operation of the wireless communication unit 177 Because it prevents the stable operation of the wireless communication unit 177 is guaranteed.

전압 측정부(175)는 일정 주기로 슈퍼 커패시터(174)에서 출력되는 전압을 측정하고 미리 설정된 기준 전압(즉, 무선 통신부(177)의 정격 구동 전압)과 비교하여, 출력 전압이 기준 범위 내에 있는 경우 스위치부(176)를 동작시키기 위한 제어 신호(예를 들어, 고레벨 신호(H))를 일정 시간동안 스위치부(176)로 출력하고, 상기 일정 시간이 경과한 경우 스위치부(176)의 동작을 중지시키는 신호(예를 들어, 저레벨 신호(L))를 스위치부(176)로 출력한다.The voltage measurement unit 175 measures the voltage output from the super capacitor 174 at a certain period and compares it with a preset reference voltage (that is, the rated driving voltage of the wireless communication unit 177), when the output voltage is within the reference range. A control signal (for example, a high level signal H) for operating the switch unit 176 is output to the switch unit 176 for a certain period of time, and the operation of the switch unit 176 is stopped when the certain time has elapsed. A signal to be stopped (for example, a low level signal L) is output to the switch unit 176.

이러한 전압 측정부(175)는 두 입력단자 중 하나(예를 들어, 비반전 입력 단자)로 슈퍼 커패시터(174)의 출력전압이 인가되고 나머지 입력 단자(예를 들어, 반전 입력 단자)로 기준 전압이 인가되는 비교기일 수 있다.In this voltage measurement unit 175, the output voltage of the super capacitor 174 is applied to one of the two input terminals (for example, a non-inverting input terminal), and a reference voltage is applied to the other input terminal (for example, an inverting input terminal). May be an applied comparator.

스위치부(176)는 전압 측정부(175)에서 출력되는 제어 신호의 상태에 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off)되는 스위칭 소자로서, 일례로, 금속 산화 반도체 전계효과 트랜지스터(MOSFET, metal oxide semiconductor field effect transistor)일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The switch unit 176 is a switching element that is turned on or off in a state of a control signal output from the voltage measuring unit 175, for example, a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET, metal). oxide semiconductor field effect transistor), but is not limited thereto.

스위치부(176)는 전압 측정부(175)의 출력 단자에 제어 단자(예를 들어, 게이트 단자)가 연결되고, 슈퍼 커패시터(174)의 출력 단자에 입력 단자(예를 들어, 소스 단자)가 연결되며, 무선 통신부(177)의 입력 단자에 출력 단자(예를 들어, 드레인 단자)가 연결된다.The switch unit 176 has a control terminal (eg, a gate terminal) connected to the output terminal of the voltage measuring unit 175 and an input terminal (eg, a source terminal) connected to the output terminal of the super capacitor 174 Is connected, and an output terminal (eg, a drain terminal) is connected to an input terminal of the wireless communication unit 177.

스위치부(176)는 전압 측정부(175)로부터 고레벨 상태의 제어 신호가 제어 단자로 입력되면 턴온되어 슈퍼 커패시터(174)의 출력 전압을 무선 통신부(177)로 전달하고, 반대로 전압 측정부(175)로부터 저레벨 상태의 제어 신호가 제어 단자로 입력되면 턴오프되어 무선 통신부(177)로 전달되는 슈퍼 커패시터(174)의 출력 전압을 차단한다.The switch unit 176 is turned on when a control signal in a high level state is input from the voltage measurement unit 175 to the control terminal, and transmits the output voltage of the super capacitor 174 to the wireless communication unit 177, and conversely, the voltage measurement unit 175 When the control signal in the low level state is input from) to the control terminal, it is turned off and the output voltage of the super capacitor 174 transmitted to the wireless communication unit 177 is cut off.

이러한 스위치부(176)의 동작에 의해, 슈퍼 커패시터(174)로부터의 출력 전압이 안전 상태, 즉 기준 전압보다 클 경우에만 무선 통신부(177)로 공급되므로, 안정적인 전압 공급에 의해 무선 통신부(177)의 동작 역시 안정적으로 이루어진다.By the operation of the switch unit 176, since the output voltage from the super capacitor 174 is supplied to the wireless communication unit 177 only in a safe state, that is, greater than the reference voltage, the wireless communication unit 177 is supplied with a stable voltage. Operation is also performed stably.

한편, 전압 측정부(175)가 전압을 측정하여 스위치부(176)를 턴온시키는 타이밍 또는 주기는 무선 통신부(177)가 신호의 송수신을 수행하는 타이밍 또는 주기를 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 스위치부(176)를 턴온하여 슈퍼 커패시터(174)에 축적된 에너지가 공급되는 주기는, 무선 통신부(177)가 신호의 송수신을 수행하는 주기와 일치하도록 설정될 수 있다. 따라서, 슈퍼 커패시터(174)는 낮은 전류로 지속적으로 축적된 에너지(또는 전력)를 상기 타이밍에 상기 무선 통신부(177)로 제공해줄 수 있으며, 이로서 무선 통신부(177)는 무선 송수신에 필요한 전력을 소비할 수 있다. 그러나, 상기 타이밍이 지나면 슈퍼 커패시터(174)에 축적된 에너지가 일시적으로 방전되기 때문에 무선 통신부(177)의 구동에 필요한 전력을 공급할 수 있게 될 때까지 슈퍼 커패시터(174)는 다시 전하를 축적해야 한다. Meanwhile, a timing or period in which the voltage measurement unit 175 measures a voltage and turns on the switch unit 176 may be set in consideration of a timing or period at which the wireless communication unit 177 transmits and receives a signal. For example, a period in which the energy stored in the super capacitor 174 is supplied by turning on the switch unit 176 may be set to coincide with a period in which the wireless communication unit 177 performs signal transmission/reception. Accordingly, the super capacitor 174 can provide energy (or power) continuously accumulated at a low current to the wireless communication unit 177 at the timing, whereby the wireless communication unit 177 consumes power required for wireless transmission/reception. can do. However, since the energy stored in the supercapacitor 174 is temporarily discharged after the above timing, the supercapacitor 174 needs to accumulate charge again until it can supply power required for driving the wireless communication unit 177. .

만약 슈퍼 커패시터(174)에 에너지가 충분히 저장되지 않은 상태에서 무선 통신부(177)가 신호를 전송할 경우, 정상적인 기준보다 낮은 전력으로 신호가 전송될 수 있고, 결국 통신이 실패할 수 있다. 이 경우 무선 통신부(177)는 무선통신 규격에 따른 재전송 알고리즘에 의해 신호의 재전송을 시도하게 되는데, 이때 무선 통신부(177)는 슈퍼 커패시터(174)의 잔여 에너지를 다시 사용하기 때문에 결국 슈퍼 커패시터(174)는 무선 통신부(177)의 통신에 필요한 전력을 계속하여 공급할 수 없게 되고, 무선 통신부(177)는 계속하여 통신에 실패하는 악순환이 반복되는, 회복 불능 상태게 빠지게 된다.If the wireless communication unit 177 transmits a signal in a state in which energy is not sufficiently stored in the super capacitor 174, the signal may be transmitted with a power lower than the normal standard, and eventually communication may fail. In this case, the wireless communication unit 177 attempts to retransmit the signal by a retransmission algorithm according to the wireless communication standard. At this time, the wireless communication unit 177 uses the residual energy of the super capacitor 174 again, so in the end, the super capacitor 174 ) Is unable to continuously supply power required for communication of the wireless communication unit 177, and the wireless communication unit 177 continues to fall into an irrecoverable state in which the vicious cycle of failure of communication is repeated.

따라서, 무선 통신부(177)가 다음 신호의 송수신을 수행하는 타이밍에서, 전압 측정부(175)의 측정 결과 슈퍼 커패시터(174)가 기준 전압 미만으로 측정된다면 스위치부(176)는 턴오프되어 슈퍼 커패시터(174)의 전압 및/또는 전류의 출력은 차단되고, 무선 통신부(177)는 송수신을 수행하지 않고 다음 전압 측정 주기에 슈퍼 커패시터(174)가 기준 전압 이상에 도달하기까지 대기한다. 이로써 슈퍼 커패시터(174)와 무선 통신부(177)가 회복 불능 상태에 빠지는 문제를 방지할 수 있다. Therefore, at the timing at which the wireless communication unit 177 transmits and receives the next signal, if the supercapacitor 174 is measured to be less than the reference voltage as a result of the measurement by the voltage measurement unit 175, the switch unit 176 is turned off and the supercapacitor The output of the voltage and/or current of 174 is cut off, and the wireless communication unit 177 waits until the super capacitor 174 reaches the reference voltage or higher in the next voltage measurement period without performing transmission and reception. Accordingly, a problem in which the super capacitor 174 and the wireless communication unit 177 fall into an irrecoverable state can be prevented.

도 2 내지 도 4는 전원 공급부의 후단에서 소비되는 소비 전류의 특성을 도시한 그래프로서, 도 2는 본 발명의 무선 통신부(177)를 구동시키기 위해 소비될 수 있는 전류값의 일례를 도시하고, 도 3은 본 발명에 따른 슈퍼 커패시터(174), 전압 측정부(175), 스위치부(176)가 적용되지 않았을 때 나타날 수 있는 소비 전류의 특성을 도시한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 본질안전 방폭 기준을 충족하기 위하여 레귤레이터(172)로부터 낮은 수준의 전류가 공급되지만, 상기 도 2의 피크 전류 수준의 무선 통신부(177)를 안정적으로 구동시키기 위한 전류값이 충족되지 않음으로써 무선 통신부(177)의 무선 송수신 동작이 정상적으로 이루어지지 않을 수 있다.2 to 4 are graphs showing characteristics of current consumption consumed at the rear end of the power supply unit, and FIG. 2 illustrates an example of current values that can be consumed to drive the wireless communication unit 177 of the present invention, 3 shows characteristics of current consumption that may appear when the super capacitor 174, the voltage measurement unit 175, and the switch unit 176 according to the present invention are not applied. 2 and 3, a low level of current is supplied from the regulator 172 in order to meet the intrinsically safe explosion-proof standards, but current for stably driving the wireless communication unit 177 of the peak current level of FIG. Since the value is not satisfied, the wireless transmission/reception operation of the wireless communication unit 177 may not be normally performed.

도 4는 본 발명에 따른 무선통신 장치에서 슈퍼 커패시터(174)에서 측정될 수 있는 전압의 시간에 따른 변화를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 레귤레이터(172)로부터 공급된 전류에 의하여 슈퍼 커패시터(174)가 충전되고, 일정 시간이 지나 전압 측정부(175)에서 설정된 임의의 전압 이상으로 슈퍼 커패시터가 충전된다. 이에 따라, 스위치가 턴온되어 슈퍼 커패시터(174)의 출력 전압이 무선 통신부(177)로 전달되고, 무선 통신부(177)는 안정적으로 통신을 수행한다. 4 shows a change over time of a voltage that can be measured by a super capacitor 174 in a wireless communication device according to the present invention. Referring to FIG. 4, the super capacitor 174 is charged by the current supplied from the regulator 172, and after a certain period of time, the super capacitor is charged above a predetermined voltage set by the voltage measuring unit 175. Accordingly, the switch is turned on so that the output voltage of the super capacitor 174 is transmitted to the wireless communication unit 177, and the wireless communication unit 177 stably performs communication.

다시 도 1을 참조하면, 무선 통신부(177)는 RF칩 또는 RF 모듈로 이루어지며, 슈퍼 커패시터(174)로부터 인가되는 전원을 사용하여 무선 송수신을 수행한다. 무선 통신부(177)는 CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution) 또는 LoRa(Long Range), NB-IoT(Narrowband-IoT)와 같은 사물 인터넷(IoT) 무선 통신 방식으로 무선 송수신을 수행할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the wireless communication unit 177 is composed of an RF chip or an RF module, and performs wireless transmission/reception using power applied from the super capacitor 174. The wireless communication unit 177 includes Internet of Things (IoT) such as Code Division Multiple Access (CDMA), Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA), Long Term Evolution (LTE) or Long Range (LoRa), NB-IoT (Narrowband-IoT). ) Wireless transmission and reception can be performed in a wireless communication method.

E심(178)은 IC 형태의 e심(eSIM) 칩이 무선통신 장치(170)의 기판 상에 납땜되어 기판과 함께 몰딩된다. In the E-core 178, an e-core (eSIM) chip in the form of an IC is soldered onto the substrate of the wireless communication device 170 and molded together with the substrate.

도 5 및 도 6은 종래 기술에 따른 무선통신 모뎀의 기판과 유심의 배치 관계를 도시하고, 도 7은 본 발명에 따른 무선통신 모뎀의 기판과 e심의 배치 관계를 도시한다.5 and 6 show an arrangement relationship between the substrate and the core of the wireless communication modem according to the prior art, and FIG. 7 shows the arrangement relationship between the substrate and the e-core of the wireless communication modem according to the present invention.

도 5를 참조하면, 종래의 무선통신 모뎀 시스템은 유심(USIM) 소켓을 몰딩하지 않기 위하여 외부로 이격하여 모뎀의 PCB와 유심 소켓 사이를 몰딩한다. 하지만, 이 경우 본질안전 방폭 관련 규정을 만족하기 위해서는 몰딩 외부로 노출된 유심회로의 고장에 의한 폭발위험성을 제한하기 위한 추가적인 보호회로가 요구된다.Referring to FIG. 5, in the conventional wireless communication modem system, in order not to mold a USIM socket, the conventional wireless communication modem system molds between the PCB of the modem and the SIM socket by spaced apart from the outside. However, in this case, in order to satisfy the intrinsically safe explosion-proof regulations, an additional protection circuit is required to limit the risk of explosion due to failure of the SIM circuit exposed outside the molding.

한편, 도 6을 참조하면 다른 종래기술에 의하면 추가적인 보호회로 없이 본질안전 방폭 관련 규정을 충족시키기 위하여 유심 소켓을 모뎀 PCB에 접촉시켜 함께 몰딩한다. 하지만, 이러한 경우 유심 소켓과 유심칩 접촉면에 몰딩액이 침투하여 접점이 불안정하게 접촉되어 유심을 인식하지 못하는 불량이 자주 발생한다. 따라서, 이를 방지하기 위해서는 침투력이 낮은 코팅액으로 유심 소켓을 1차로 코팅 후 몰딩을 해야 하는 문제점이 있다.Meanwhile, referring to FIG. 6, according to another prior art, in order to meet the intrinsically safe explosion-proof regulations without an additional protection circuit, the SIM socket is brought into contact with the modem PCB and molded together. However, in this case, the molding liquid penetrates into the contact surface of the SIM socket and the SIM chip, causing unstable contact of the contact point, causing a defect in which the SIM is not recognized. Therefore, in order to prevent this, there is a problem in that the SIM socket must be first coated with a coating solution having low penetration and then molded.

이러한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명에서는 도 7을 참조하면, 유심 소켓과 유심칩을 대신하여 IC 형태의 eSIM 칩을 기판에 납땜하여 몰딩할 경우 상기 설명한 문제점들을 해결할 수 있어, 제조공정이 간단해지고 고장의 요인이 감소한다.In the present invention for solving these problems, referring to FIG. 7, when an IC-type eSIM chip is soldered to a board and molded instead of a SIM socket and a SIM chip, the above-described problems can be solved. The factor of decreases.

다시 도 1을 참조하면, 차단 커패시터부(179)는 일단이 무선 통신부(177)에 연결되고, 상기 무선 통신부로부터 입력되는 신호를 필터링하여 특정 주파수 대역의 신호를 타단에 연결된 안테나부(130)로 출력한다. 상기 차단 커패시터부(179)는 관련 규정에 따라 고장이 없는 구조로 정격 및 이격거리를 갖는 직렬로 연결된 적어도 하나의 커패시터(C3, C4)로 이루어진다.차단 커패시터부(179)는 전해 커패시터나 탄탈륨 커패시터가 아닌 높은 신뢰성을 갖는 고체 유전자로 이루어지는 것이 바람직하다. 종래의 차단 커패시터부(179)를 통하지 않고 무선 통신부(177)와 직접 연결되는 구조의 안테나는 본질안전 방폭 기준을 충족시키기 위해서는 열이나 스파크가 외부로 발산되지 않도록 안테나를 통신 모뎀 회로와 함께 몰딩을 하여야만 한다. 따라서, 비방폭형 외장 안테나 사용이 불가능하고, 몰딩구조를 위해 크기에 제한이 있으며, 몰딩재질이 전파방해 요소가 되어 성능이 저하되는 등 안테나 설계에 있어서 많은 제한 사항이 존재하였다. 하지만, 본 발명에서는 상기와 같이 안테나부(130)와 무선 통신부(177) 사이에 차단 커패서터(179)가 구비됨으로써, 안테나부(130)의 안테나를 몰딩하지 않아도 되기 때문에 제품 생산 프로세스가 효율적이고 간편해진다. 또한, 안테나 설계의 제한이 없기 때문에 하우징 설계가 용이하고, 외장 안테나를 사용할 수 있어 높은 이득의 안테나를 사용할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 안테나를 통신 모뎀 회로와 함께 몰딩하지 않아도 되기 때문에 몰딩재질에 의한 RF 성능의 저하가 없다. Referring back to FIG. 1, the blocking capacitor unit 179 has one end connected to the wireless communication unit 177 and filters a signal input from the wireless communication unit to transmit a signal of a specific frequency band to the antenna unit 130 connected to the other end. Print. The blocking capacitor unit 179 includes at least one capacitor C3 and C4 connected in series having a rated and spaced distance in a structure without failure according to related regulations. The blocking capacitor unit 179 is an electrolytic capacitor or a tantalum capacitor. It is preferably made of a solid gene having high reliability, not. An antenna having a structure that is directly connected to the wireless communication unit 177 without passing through the conventional blocking capacitor unit 179 is molded together with the communication modem circuit so that heat or spark is not radiated to the outside in order to meet the intrinsically safe explosion-proof standards. Must do. Therefore, there are many limitations in the antenna design, such as it is impossible to use a non-explosion-proof external antenna, there is a size limit for the molding structure, and the molding material becomes a radio wave interference element and performance is degraded. However, in the present invention, since the blocking capacitor 179 is provided between the antenna unit 130 and the wireless communication unit 177 as described above, since the antenna of the antenna unit 130 does not need to be molded, the product production process is efficient. And it becomes simpler. In addition, since there is no restriction on the antenna design, the housing design is easy, and an external antenna can be used, so that an antenna with high gain can be used. In addition, since the antenna does not need to be molded together with the communication modem circuit, there is no deterioration in RF performance due to the molding material.

전류제한 저항(180)은 일단이 무선 통신부(177)와 연결되고, 타단은 커넥터(150)와 연결되어 있어, 무선 통신부(177)로부터 입력되는 전류의 크기를 미리 설정된 전류 한계치 이하로 제한하여 커넥터(150)로 출력하거나, 상기 커넥터(150)로부터 입력되는 전류의 크기를 미리 설정된 전류 한계치 이하로 제한하여 상기 무선 통신부(177)로 전송한다. 상기 전류제한 저항(180)은 관련 규정에 따라 고장이 없는 구조로 정격 및 이격거리를 갖도록 한다.IoT 통신 모뎀 시스템은 커넥터를 통하여 외부 장치와 연결된다. 이 때, 전류제한 저항(180)은 외부 장치로 인가되는 전류의 크기를 설정 전류 한계치 이하로 감소시켜 본질안전 방폭에서 요구하는 에너지 총량을 만족하기 위해서 구비된다.The current limiting resistor 180 has one end connected to the wireless communication unit 177 and the other end connected to the connector 150, so that the amount of current input from the wireless communication unit 177 is limited to a preset current limit value or less, The amount of the current output to 150 or input from the connector 150 is limited to less than or equal to a preset current limit and transmitted to the wireless communication unit 177. The current limiting resistor 180 has a rating and a separation distance in a structure that does not have a fault according to related regulations. The IoT communication modem system is connected to an external device through a connector. At this time, the current limiting resistor 180 is provided in order to reduce the amount of current applied to the external device below a set current limit value to satisfy the total amount of energy required for intrinsically safe explosion protection.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 서로 별개로 또는 조합되어 구현되는 것도 가능하다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments of the present invention described above may be implemented separately or in combination with each other.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (8)

본질안전 방폭을 위한 무선통신 장치에 있어서,
무선 송수신을 수행하는 무선 통신부;
외부전원과 상기 무선 통신부 사이에 연결되고, 상기 외부전원으로부터 전원을 입력받아 전하를 충전하고 상기 무선 통신부로 무선 송수신에 필요한 전압을 출력하는 슈퍼 커패시터;
상기 슈퍼 커패시터의 전압을 측정하여 상기 측정 전압이 미리 설정된 기준 범위 내에 있는 경우 일정 시간동안 상기 슈퍼 커패시터의 출력 전압을 상기 무선 통신부에 인가하도록 제어하는 전압 측정부;
상기 슈퍼 커패시터로 전원을 공급하는 전원 공급부; 및
상기 전원 공급부 및 상기 슈퍼 커패시터 사이에서 서로 직병렬로 연결된 복수의 다이오드들로 구성되며, 상기 슈퍼 커패시터로부터 상기 전원 공급부로 전류가 이동하는 것을 차단하는 역전류 방지부
를 포함하는 무선통신 장치.
In the wireless communication device for intrinsically safe explosion protection,
A wireless communication unit that performs wireless transmission and reception;
A super capacitor connected between an external power source and the wireless communication unit, receiving power from the external power source, charging electric charges, and outputting a voltage required for wireless transmission and reception to the wireless communication unit;
A voltage measuring unit that measures the voltage of the super capacitor and controls to apply the output voltage of the super capacitor to the wireless communication unit for a predetermined time when the measured voltage is within a preset reference range;
A power supply unit supplying power to the super capacitor; And
A reverse current prevention unit comprising a plurality of diodes connected in series and parallel to each other between the power supply unit and the super capacitor, and blocks current from moving from the super capacitor to the power supply unit
Wireless communication device comprising a.
제1항에 있어서, 상기 무선통신 장치는,
일단이 상기 무선 통신부에 연결되고, 상기 무선 통신부로부터 입력되는 신호를 필터링하여 특정 주파수 대역의 신호를 타단으로 출력하는 적어도 하나의 차단 커패시터부; 및
상기 차단 커패시터부의 타단에 연결되어, 상기 차단 커패시터부의 타단에서 입력되는 상기 특정 주파수 대역의 신호를 외부로 방사하거나 외부에서 수신된 무선 신호를 상기 차단 커패시터부의 타단으로 출력하는 안테나부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 장치.
The method of claim 1, wherein the wireless communication device,
At least one blocking capacitor unit having one end connected to the wireless communication unit and filtering a signal input from the wireless communication unit to output a signal of a specific frequency band to the other end; And
An antenna unit connected to the other end of the blocking capacitor unit and radiating a signal of the specific frequency band input from the other end of the blocking capacitor unit to the outside or outputting a radio signal received from the outside to the other end of the blocking capacitor unit
A wireless communication device, characterized in that it further comprises.
제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 커패시터는 고장이 없는 구조로 정격 및 이격거리를 갖는 것을 특징으로 하는 무선통신 장치.
The wireless communication device of claim 2, wherein the at least one capacitor has a rating and a separation distance in a structure without failure.
제1항에 있어서, 상기 무선통신 장치는,
일단이 상기 무선 통신부에 연결되어 있어, 상기 무선 통신부로부터 입력되는 전류의 크기를 미리 설정된 전류 한계치 이하로 제한하여 타단으로 출력하거나, 상기 타단으로부터 입력되는 전류의 크기를 미리 설정된 전류 한계치 이하로 제한하여 상기 무선 통신부로 전송하는 전류제한 저항; 및
일단은 상기 전류제한 저항과 연결되며, 타단에는 외부 장치를 연결하기 위한 단자를 제공하여, 상기 전류제한 저항으로부터 수신된 신호를 상기 외부 장치로 전송하거나, 상기 외부 장치로부터 수신된 신호를 상기 전류제한 저항에 전송하는 커넥터
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 장치.
The method of claim 1, wherein the wireless communication device,
Since one end is connected to the wireless communication unit, the size of the current input from the wireless communication unit is limited to less than a preset current limit and output to the other end, or by limiting the amount of current input from the other end to less than a preset current limit. A current limiting resistor transmitted to the wireless communication unit; And
One end is connected to the current limiting resistor, and the other end is provided with a terminal for connecting an external device to transmit a signal received from the current limiting resistor to the external device, or to limit the current to a signal received from the external device. Connector to transfer to resistor
A wireless communication device, characterized in that it further comprises.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다이오드는 고장이 없는 정격 및 이격거리를 갖는 것을 특징으로 하는 무선통신 장치.
The wireless communication device according to claim 1, wherein the at least one diode has a fault-free rating and a separation distance.
제1항에 있어서, 상기 무선통신 장치는 IC 형태의 E심(E-SIM) 칩이 회로기판 상에 납땜되어 상기 회로기판과 함께 몰딩된 것을 특징으로 하는 무선통신 장치.
The wireless communication device according to claim 1, wherein the wireless communication device is molded together with the circuit board by soldering an E-SIM chip in the form of an IC on a circuit board.
제1항에 있어서, 상기 무선통신 장치는,
상기 슈퍼 커패시터에 입력 단자가 연결되고, 상기 무선 통신부에 출력 단자가 연결되며, 상기 전압 측정부에 제어 단자가 연결되어, 상기 전압 측정부의 측정 전압이 상기 미리 설정된 기준 범위 내에 있는 경우, 상기 전압 측정부의 제어에 의해 상기 슈퍼 커패시터로부터 입력된 전압을 상기 무선 통신부에 인가하는 스위치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 장치.
The method of claim 1, wherein the wireless communication device,
When an input terminal is connected to the super capacitor, an output terminal is connected to the wireless communication unit, a control terminal is connected to the voltage measurement unit, and the measured voltage of the voltage measurement unit is within the preset reference range, the voltage measurement And a switch unit for applying a voltage input from the super capacitor to the wireless communication unit under negative control.
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