KR102260921B1

KR102260921B1 - 전력분배장치

Info

Publication number: KR102260921B1
Application number: KR1020200036689A
Authority: KR
Inventors: 차은석
Original assignee: 주식회사 하나전기방식
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2021-06-04

Abstract

전력의 크기를 가변시켜 분배할 수 있는 전력분배장치가 제공된다. 전력분배장치는, 입력단자와 복수 개의 출력단자가 형성된 인쇄회로 기판, 및 입력단자와 복수 개의 출력단자를 각각 연결하여 출력단자 별로 전류를 조절하는 복수 개의 저항조절스트링을 포함하되, 저항조절스트링은, 입력단자와 출력단자를 연결하며 직렬 연결된 n개의 저항모듈을 포함하는 제1연결회로, 입력단자와 분리되고, 출력단자에 연결되어 제1연결회로와 나란히 이격되어 배열된 제2연결회로, 제1연결회로의 저항모듈 입력단 각각에 저항모듈과 동일한 개수로 배치된 n개의 제1핀단자 및 제2연결회로의 제1핀단자와 대응하는 위치에 제1핀단자와 쌍으로 배치된 n개의 제2핀단자를 포함하는 n개의 핀단자모듈, 및 핀단자모듈에 착탈이 가능하게 결합되어 제1핀단자와 제2핀단자의 쌍을 선택적으로 통전시키는 접속블록을 포함한다. (상기 n은 2 이상인 자연수)

Description

전력분배장치{Electric power distribution device}

본 발명은 외부전원의 전력을 장치나 설비로 분배하여 공급해주는 전력분배장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전력의 크기를 가변시켜 분배할 수 있는 전력분배장치에 관한 것이다.

전력을 사용하여 작동하는 많은 장치나 설비들이 있다. 기계적 구조를 갖는 장치들도 동력원에 공급되는 전력을 필요로 하며 전기신호로 기기를 제어하는 제어설비 등에는 안정된 전력공급이 필수적이다. 다수의 구성요소가 복합된 복잡한 장치나 설비의 경우에는 내부 구성요소 각각에 전력을 분배하여 공급해 줄 필요가 생기기도 한다.

전력분배기는 외부전원과 장치 또는 설비 사이에 연결되어 전력을 분배하고 공급하는 역할을 한다. 전력분배기는 입력되는 전력을 분배하여 복수의 장치나 설비로 제공하는 역할을 하며 복잡한 장치나 설비의 경우에는 내부 구성부 각각에 전력을 분배하여 공급하는 역할도 할 수 있다. 전력분배기는 적용되는 장치나 설비의 구조, 크기, 전력량 등 조건에 따라서 버스바가 적용된 분전반과 같은 형태로부터 박스 안에 전기회로가 내장된 컴팩트한 형태까지 다양한 형태가 알려져 있다. 대한민국공개특허 제10-2020-0025870호 등에 일 예가 나타나 있다.

그러나 종래의 경우 전력분배기는 대부분 입력된 전력을 설정대로 단순 분배하는 기능을 가질 뿐이어서 분배된 전력을 장치나 설비가 요구하는 전력과 맞추기 어려운 문제가 생기기도 하였다. 또한, 서로 균등하게 전력을 분배하여 공급해 주어야 하는 상황에서도 공급전력에 차이가 발생하거나, 차이가 생기더라도 원활하게 조정하기 어렵게 되는 등의 여러 가지 문제가 있어 개선이 필요하였다.

대한민국공개특허공보 제10-2020-0025870호, (2020. 03. 10)

본 발명의 기술적 과제는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전력의 크기를 가변시켜 분배할 수 있는 전력분배장치를 제공하는 것이며, 아울러 원하는 크기로 가변이 편리하고 정확하게 이루어지는 전력분배장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 전력분배장치는, 일 측에 외부전원의 입력단자가 형성되고, 타 측에 복수 개의 공급전력의 출력단자가 형성된 인쇄회로 기판; 및 상기 입력단자와 복수 개의 상기 출력단자를 각각 연결하여, 상기 출력단자 별로 각각 전류를 조절하는 복수 개의 저항조절스트링을 포함하되, 상기 저항조절스트링은, 상기 인쇄회로 기판 상에서 상기 입력단자와 상기 출력단자를 연결하며 상기 입력단자와 상기 출력단자 사이에 직렬 연결된 n개의 저항모듈을 포함하는 제1연결회로; 상기 인쇄회로 기판 상에서 상기 입력단자와 분리되고, 상기 출력단자에 연결되어 상기 제1연결회로와 나란히 이격되어 배열된 제2연결회로; 상기 제1연결회로의 상기 저항모듈 입력단 각각에 상기 저항모듈과 동일한 개수로 배치된 n개의 제1핀단자, 및 상기 제2연결회로의 상기 제1핀단자와 대응하는 위치에 상기 제1핀단자와 쌍으로 배치된 n개의 제2핀단자를 포함하여 n개의 상기 제1핀단자와 상기 제2핀단자 쌍으로 형성된 n개의 핀단자모듈; 및 n개의 상기 핀단자모듈 중 적어도 어느 하나에 착탈이 가능하게 결합되어, 서로 대응되는 상기 제1핀단자와 상기 제2핀단자의 쌍을 선택적으로 통전시키는 접속블록을 포함한다. (상기 n은 2 이상인 자연수)

상기 전력분배장치는, 상기 입력단자로부터 상기 출력단자를 향하는 방향으로 상기 접속블록의 결합위치를 변경시켜 출력전류를 감소시킬 수 있다.

상기 전력분배장치는, 상기 입력단자와, 상기 접속블록 사이의 상기 저항모듈의 개수에 따라 출력전류가 불연속적으로 변동될 수 있다.

상기 핀단자모듈은 상기 인쇄회로 기판의 전면으로 돌출 형성되고, 상기 저항모듈은 상기 인쇄회로 기판의 후면으로 돌출 형성될 수 있다.

상기 전력분배장치는, 복수 개의 상기 저항조절스트링마다 연결되어 각각의 상기 출력단자로 출력되는 전류값을 디스플레이하는 디스플레이모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 저항조절스트링의 n개의 상기 저항모듈은 모두 동일한 저항값을 가질 수 있다.

복수 개의 상기 저항조절스트링 중 적어도 하나는 나머지와 다른 저항값을 갖는 상기 저항모듈을 포함할 수 있다.

상기 핀단자모듈은 상기 인쇄회로 기판 상에 부도체로 형성되어 서로 대응되는 상기 제1핀단자와 상기 제2핀단자의 쌍을 둘러싸 결합시키는 고정블록을 포함하고, 상기 접속블록은 상기 고정블록과 대응되는 몸체를 포함하여 상기 몸체 내부로 상기 제1핀단자와 상기 제2핀단자를 수용하여 접속시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 외부에서 입력된 전력을 복수로 분배하여 각 장치로 공급하되 각각의 공급전력을 알맞은 크기로 가변시켜 제공할 수 있다. 따라서 다양한 장치나 설비에 본 발명을 편리하게 적용할 수 있으며 보다 정확한 크기로 조정된 전력을 사용처에 제공하여 원활하게 동작시킬 수 있다. 또한 서로 다른 선로 간 전력 크기도 가변방식으로 간단히 조정하여 일치시키고 균등한 전력으로 분배하여 각각의 사용처로 제공할 수 있다. 또한 이러한 가변방식이 간편하면서도 결과가 정확하여 손쉽게 장치를 조작하고 다양한 상황에서 만족스러운 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전력분배장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 전력분배장치의 평면도이다.
도 3은 도 1의 전력분배장치의 배면도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 전력분배장치의 저항조절스트링의 작동원리를 도시한 회로도이다.
도 6은 도 1의 전력분배장치의 사용상태도이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 의한 전력분배장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전력분배장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 전력분배장치의 평면도이고, 도 3은 도 1의 전력분배장치의 배면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 전력분배장치(1)는 인쇄회로 기판(100) 상에 배치된 복수 개의 저항조절스트링(200)을 포함한다. 저항조절스트링(200)은 외부에서 입력된 전력을 분배하여 출력하는 일종의 분배선로로 기능하되, 순차적으로 나열된 저항을 조합하여 출력전류를 가변시킬 수 있도록 형성된다. 저항조절스트링(200)은 자체 저항값을 불연속적으로 변경시킬 수 있으며 이를 통해 마치 디지털 방식처럼 편리하게 출력전류를 조정할 수 있는 특징을 갖는다. 이로 인해 요구전력이 서로 다른 다양한 사용처에 매우 용이하게 적용이 가능하며, 서로 다른 저항조절스트링(200)을 통해 분배되는 출력전류들도 매우 정확하게 일치시켜 제공할 수 있다. 또한 그 밖에도 다양한 방식으로 출력전류를 가변시켜 분배함으로써 다양한 상황에 다양한 방식으로 대응할 수 있다.

이러한 본 발명의 전력분배장치(1)는 구체적으로 다음과 같이 구성된다. 전력분배장치(1)는, 일 측에 외부전원의 입력단자(110)가 형성되고, 타 측에 복수 개의 공급전력의 출력단자(120)가 형성된 인쇄회로 기판(100), 및 입력단자(110)와 복수 개의 출력단자(120)를 각각 연결하여, 출력단자(120) 별로 각각 전류를 조절하는 복수 개의 저항조절스트링(200)을 포함하되, 저항조절스트링(200)은, 인쇄회로 기판(100) 상에서 입력단자(110)와 출력단자(120)를 연결하며 입력단자(110)와 출력단자(120) 사이에 직렬 연결된 n개의 저항모듈(211)을 포함하는 제1연결회로(210), 인쇄회로 기판(100) 상에서 입력단자(110)와 분리되고, 출력단자(120)에 연결되어 제1연결회로(210)와 나란히 이격되어 배열된 제2연결회로(220), 제1연결회로(210)의 저항모듈(211) 입력단 각각에 저항모듈과 동일한 개수로 배치된 n개의 제1핀단자(231) 및 제2연결회로(220)의 제1핀단자(231)와 대응하는 위치에 제1핀단자(231)와 쌍으로 배치된 n개의 제2핀단자(232)를 포함하여 n개의 제1핀단자(231)와 제2핀단자(232) 쌍으로 형성된 n개의 핀단자모듈(230), 및 n개의 핀단자모듈(230) 중 적어도 어느 하나에 착탈이 가능하게 결합되어, 서로 대응되는 제1핀단자(231)와 제2핀단자(232)의 쌍을 선택적으로 통전시키는 접속블록(240)을 포함한다. (n은 2 이상인 자연수)

도 1 내지 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 구체적인 구현례가 도시되며 이의 작동방식은 도 4 및 도 5의 회로도 등을 통해 나타나 있는바 이하, 이러한 본 발명의 일 실시예에 기초하여 각 도면들을 참조하면서 본 발명의 구성 및 작용효과 등을 좀더 상세히 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 구성요소들을 설명한다. 전력분배장치(1)는 인쇄회로 기판(100)을 기초로 복수 개의 저항조절스트링(200)이 인쇄회로 기판(100)에 배치된 구조를 갖는다. 상기한 것처럼 저항조절스트링(200)은 n개의 저항모듈(211)이 직렬로 연결되어 있는 제1연결회로(210), 제1연결회로(210)와 출력 측에서 만나되 반대측은 분리되어 완전히 독립된 제2연결회로(220), 제1연결회로(210)와 제2연결회로(220)에 쌍을 이루어 배치된 n개의 핀단자들의 집합으로 이루어진 n개의 핀단자모듈(230), 및 핀단자모듈(230) 중 어느 하나에 선택적으로 결합되어 핀단자들을 통전시키는 접속블록(240)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따라서, 전력분배장치(1)는 출력전류의 값을 외부로 표시하는 디스플레이모듈(300)을 포함할 수 있으며 디스플레이모듈(300)은 복수 개의 저항조절스트링(200)마다 연결되어 각각의 출력단자(120)로 출력되는 전류값을 디스플레이할 수 있다. 도 1 내지 도 3은 이러한 인쇄회로 기판(100), 저항조절스트링(200), 디스플레이모듈(300)의 배치상태를 예시하며 이들은 전체적으로 인쇄회로 기판(100)을 베이스로 하여 인쇄회로 기판(100) 전, 후면의 공간과 그 주변을 효과적으로 활용한 형태로 구조화될 수 있다. 도시되지 않았지만, 이러한 구성요소들은 함체나 박스 등에 담겨 보호될 수 있으며 디스플레이모듈(300)은 부분적으로 노출시킴으로써 함체나 박스 외부에서 시인이 가능하게 형성할 수 있다.

인쇄회로 기판(100)은 방형의 판상 구조물로 형성될 수 있다. 인쇄회로 기판(100)의 크기는 다양하게 바뀔 수 있다. 예를 들어, 저항조절스트링(200)의 개수가 많아지는 경우 인쇄회로 기판(100)은 더 넓게 형성될 수 있고 저항조절스트링(200)의 개수가 적어지면 보다 작고 컴팩트하게 형성될 수도 있다. 필요에 따라 적절한 크기의 인쇄회로 기판(100)을 사용하여 전력분배장치(1)를 구성할 수 있다. 인쇄회로 기판(100) 상에는 다양한 형태의 인쇄회로가 배열된다. 인쇄회로는 너비가 같거나 다른 스트랩과 같은 형태로 형성될 수 있으며 다양한 경로를 가질 수 있다. 그 외 필요한 단자나 전기소자들도 인쇄회로 기판(100) 상의 적소에 배치될 수 있다. 이러한 인쇄회로 기판(100)의 일 측에 도시된 바와 같이 외부전원의 입력단자(110)가 형성되고, 타 측에는 복수 개의 공급전력의 출력단자(120)가 형성된다. 이때 공급전력은 외부전원으로부터 입력받은 전력을 서로 다른 저항조절스트링(200)에서 분배하여 출력한 것을 말하며 이는 각각의 출력단자(120)를 통해 사용처로 공급된다.

입력단자(110)는 입력케이블(400) 등과 연결되어 외부전원을 입력 받을 수 있다. 입력단자(110)는 하나 또는 복수 개로 형성될 수 있으며 본 실시예와 같이 출력단자(120)와 동일한 개수로 형성될 수도 있다. 입력단자(110)는 외부전원을 입력 받을 수 있는 다양한 형태로 변형될 수 있다. 본 실시예와 같이 복수의 입력단자(110)가 형성된 경우 입력케이블(400)은 입력단자(110)와 대응되게 분기되어 있을 수 있다. 출력단자(120)는, 인쇄회로 기판(100)의 입력단자(110) 반대편에 배치될 수 있으며 복수 개로 형성될 수 있다. 출력단자(120)는 각각에 독립 연결된 출력케이블(500)을 통해 분배되고 크기가 조정된 전력을 사용처로 공급할 수 있다. 저항조절스트링(200)은 이러한 출력단자(120) 마다 배치되어 각각의 공급전력을 조정하도록 형성된다. 입력단자(110)와 출력단자(120)는 입출력되는 전력의 크기를 감안하여 서로 같거나 또는 다른 형태의 단자를 사용할 수 있으며, 입력케이블(400) 및 출력케이블(500)의 종류에 따라서 형상이 바뀔 수도 있다. 전력의 입출이 용이하고 케이블과 분리결합이 편리한 다양한 형태로 입력단자(110)와 출력단자(120)를 형성할 수 있다.

저항조절스트링(200)은 입력단자(110)와 복수 개의 출력단자(120)를 각각 연결한다. 즉 전술한 바와 같이 출력단자(120)에 대응하는 만큼의 복수 개의 저항조절스트링(200)을 형성할 수 있으며 이러한 복수 개의 저항조절스트링(200)을 입력측과 출력측 사이에 병렬로 배치할 수 있다. 본 실시예에서는 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼 인쇄회로 기판(100)의 길이방향으로 배열된 저항조절스트링(200)이 구현되었으며, 이들을 폭방향으로 분리하여 다섯 개의 저항조절스트링(200)을 병렬로 형성한 구조가 도시되었다. 즉 본 실시예와 같이 인쇄회로 기판(100)의 서로 반대편 말단에 입력단자(110)와 출력단자(120)를 배치하고, 그 사이의 공간에 저항조절스트링(200)을 연결한 구조를 병렬로 다수 형성해 줄 수 있다. 이를 통해 입력단자(110)로 외부전원을 입력받고, 각각의 저항조절스트링(200)으로 전력을 분배하고 크기를 조정하여, 조정된 공급전력을 각 출력단자(120)를 통해 서로 다른 사용처로 공급할 수 있다. 그러나 이러한 배치는 예시적인 것이므로 반드시 이와 같이 한정될 필요는 없으며, 전술한 바와 같이 입력측으로부터, 그에 연결된 복수 개의 저항조절스트링(200)을 거쳐, 각각의 저항조절스트링(200)에 대응하는 복수 개의 출력측으로 분배된 전력을 공급할 수 있는 한도 내에서 배치구조는 적절히 바뀔 수도 있다. 이하, 전력분배장치(1)의 저항조절스트링(200)의 구조를 좀더 상세히 설명한다.

저항조절스트링(200)은 구체적으로 제1연결회로(210)와, 제2연결회로(220)와, n개의 핀단자모듈(230)(n은 2이상인 자연수), 및 접속블록(240)으로 구성된다. 제1연결회로(210)에는 직렬로 연결된 n개의 저항모듈(211)(n은 2이상인 자연수)이 배치된다. 도 1 내지 도 3에서 확인되는 것처럼, 핀단자모듈(230)은 인쇄회로 기판(100)의 전면으로 돌출 형성되고, 저항모듈(211)은 인쇄회로 기판(100)의 후면으로 돌출 형성될 수 있다. 도 1 및 도 2에 점선으로 도시된 저항위치(R)는 도 3의 후면으로 돌출된 저항모듈(211)의 대응하는 위치를 인쇄회로 기판(100)의 전면에 표시한 것으로서, 상기 저항위치(R)를 통해서도 저항모듈(211)의 배치상태를 용이하게 파악할 수 있다. 저항모듈(211)은 재질이나 성능 저항값 등에 따라 규격이 달라질 수 있고 그에 따라 다수 배열 시 많은 공간을 점유할 수 있는바 인쇄회로 기판(100)의 후면으로 돌출시켜 공간을 효율적으로 활용하고 장치를 소형화할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 핀단자모듈(230)을 인쇄회로 기판(100) 전면으로 돌출시켜 저항모듈(211)의 반대편에 배치함으로써 저항모듈(211)에 의해 간섭되는 등의 문제없이 접속블록(240)을 원할하게 탈착하며 출력전류를 조정할 수 있다. 또한 열원인 저항을 전면의 다른 소자들과 분리하여 후면 측으로 배치함으로써 발열에 의한 오동작 등의 문제도 함께 해결할 수 있다.

제1연결회로(210)는 인쇄회로 기판 상에서 입력단자(110)와 출력단자(120)를 연결하며 입력단자(110)와 출력단자(120) 사이에 직렬 연결된 n개의 저항모듈(211)을 포함한다. 도 1 내지도 3에 도시된 것처럼, 제1연결회로(210)는 인쇄회로 기판(100)에 인쇄된 복수의 스트립 형상의 인쇄회로 사이에 n개의 저항모듈(211)들을 연결하여 형성할 수 있으며 이를 통해 입력단자(110)와 출력단자(120)의 사이에 n개의 저항모듈(211)이 직렬로 순차 연결된 저항회로를 구성할 수 있다(도 3의 저항모듈(211)과 도 1, 도 2의 저항위치(R) 등 참조). 저항모듈(211)의 개수는 복수이며 전체 숫자는 필요에 따라 증감될 수 있다.

제2연결회로(220)는 인쇄회로 기판(100) 상에서 입력단자(110)와 분리된다. 제2연결회로(220)는 출력단자(120)에 연결되며 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제1연결회로(210)와 나란히 이격되어 배열된다. 제2연결회로(220)는 상대적으로 폭이 작은 스트립 형상의 인쇄회로를 포함하여 형성될 수 있으며 각 도면에 도시된 바와 같이 제1연결회로(210)와는 떨어져 평행하게 배열될 수 있다. 제2연결회로(220)는 입력단자(110)와는 분리된 회로이며, 제1연결회로(210)는 입력단자(110)와 연결된 회로로 구성된다. 다만, 이들은 모두 출력측에서 만나게 되며 예를 들어, 공통적으로 출력단자(120)의 입력단에 연결된 기준저항모듈(201)을 경유하여 출력단자(120)에 연결될 수 있다. 이와 같이 제1연결회로(210)와 제2연결회로(220)를 형성할 수 있다.

핀단자모듈(230)은 제1연결회로(210)의 저항모듈(211) 개수와 동일한 n개로 형성된다. n개의 핀단자모듈(230) 각각은 제1연결회로(210)에 배치된 제1핀단자(도 1의 231참조)와 제2연결회로(220)에 배치된 제2핀단자(도 1의 232참조)의 쌍으로 형성된다. 즉, 제1연결회로(210)의 저항모듈(211) 입력단 각각에 저항모듈(211)과 동일한 개수로 배치된 n개의 제1핀단자(231)(n은 2이상인 자연수), 및 제2연결회로(220)의 제1핀단자(231)와 대응하는 위치에 제1핀단자(231)와 쌍으로 배치된 제2핀단자(232)(n은 2이상인 자연수)를 포함하여 전체적으로 n개의 제1핀단자(231)와 제2핀단자(232) 쌍으로 n개의 핀단자모듈(230)이 형성된다. 각각의 핀단자모듈(230)은 각각의 제1핀단자(231)가 배치된 각 저항모듈(211)의 입력단에 위치할 수 있다. 이때 입력단이라 함은 회로나 소자로 전류가 입력되는 측을 의미하며 도 2를 기준으로 하면 각 소자의 좌측접점에 해당하는 지점일 수 있다. 스트랩 형태의 인쇄회로에서 서로 떨어진 것처럼 보이는 부분도 전기적으로는 하나의 노드로 해석될 수 있다. 이에 따른 구체적인 회로구성과 저항조절스트링(200)의 동작 등은 후술하여 좀더 상세히 설명한다.

접속블록(240)은 이러한 핀단자모듈(230)에 위치를 바꾸어 가며 선택적으로 결합될 수 있다. 접속블록(240)은 n개의 핀단자모듈(230) 중 적어도 어느 하나에 착탈이 가능하게 결합되어, 서로 대응되는 제1핀단자(231)와 제2핀단자(232)의 쌍을 선택적으로 통전시킬 수 있다. 따라서 접속블록(240)의 결합위치를 바꾸어 서로 다른 지점의 제1핀단자(231)와 제2핀단자(232) 쌍을 선택적으로 접속시킬 수 있고, 이를 통해 어느 지점에서 제1연결회로(210)로부터 제2연결회로(220)로 전류를 우회시킬지를 결정할 수 있다. 이를 통해 저항조절스트링(200)의 전체저항을 단계적으로 변동시키며 출력전류의 크기를 원하는 대로 조정할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 핀단자모듈(230)은 인쇄회로 기판(100) 상에 부도체로 형성되어 서로 대응되는 제1핀단자(231)와 제2핀단자(232)의 쌍을 둘러싸 결합시키는 고정블록(230a)을 포함하고, 접속블록(240)은 고정블록(230a)과 대응되는 몸체(240a)를 포함하여 몸체(240a) 내부로 제1핀단자(231)와 제2핀단자(232)를 수용하여 접속시킬 수 있다. 즉, 각각의 제1핀단자(231)와 제2핀단자(232) 쌍은 전기적으로는 서로 분리되어 있지만, 구조적으로는 인쇄회로 기판(100) 상의 한 지점에 고정블록(230a)으로 묶여있어 사용자가 눈으로 확인하며 전류의 우회지점을 편리하게 선택할 수 있다. 접속블록(240)은 고정블록(230a)과 대응되는 단일한 몸체(240a)로 형성되고 내부에 제1핀단자(231)와 제2핀단자(232)를 전기적으로 접속시키는 연결소켓(241)이 삽입되어 있어 고정블록(230a)에 맞추어 결합하면 편리하게 회로를 변경시킬 수 있게 형성된다. 이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 저항조절스트링(200)의 구체적인 회로구성 및 동작과정을 좀더 상세히 설명한다.

도 4 및 도 5는 도 1의 전력분배장치의 저항조절스트링의 작동원리를 도시한 회로도이다.

전술한 제1연결회로(210), 제2연결회로(220), 및 각 핀단자의 쌍으로 이루어진 핀단자모듈(230)의 배치구조는 도 4의 저항회로와 전기적으로 동등한 회로를 구성한다. 즉, 전술한 바와 같이 입력단자(110)와 출력단자(120)의 사이에 n개의 저항모듈(211)이 직렬로 연결된 제1연결회로(210)가 형성되고, 입력단자(110)와 분리되고 출력단자(120)에 연결되며 제1연결회로(210)와 떨어져 나란히 배열된 제2연결회로(220)가 형성된다. 전술한 것처럼 제1연결회로(210)와 제2연결회로(220)는 기준저항모듈(201)을 경유하여 출력단자(120)까지 연결된다. 도 4 및 도 5에서 기준저항모듈(201)은 기호R0로 표시하였고, 직렬 연결된 n개의 저항모듈(211)은 순차적으로 R1~R10으로 표시하였다. 제1핀단자(231)는 전술한 바와 같이 각 저항모듈(211)의 입력단에 배치되며, 이와 쌍을 이루는 제2핀단자(232)는 제2연결회로(220) 상에 배치된다. 이들은 전기적으로 단절된 상태이며 따라서 대응되는 핀단자모듈(230)은 통전되지 않는 상태를 단순히 점선으로 도시하였다. 이와 같이 저항조절스트링(200)의 회로가 구성된다.

도 4와 같은 경우, 아직 접속블록(도 1 및 도 2의 240참조)이 결합되지 않았으므로 입력단자(110)로 입력된 전류는 제1연결회로(210)를 따라 흐르게 되며 R1 내지 R10의 저항모듈(211) 전체를 통과한 후에 기준저항모듈(201)과 출력단자(120)를 거쳐 빠져나가게 된다. 즉, 전류 유동경로를 따라서 저항조절스트링(200)은 직렬 연결된 n개의 저항모듈(211)과 기준저항모듈(201)의 저항을 합산한 R0~R10 전체를 전체저항으로 갖게 되며 그에 대응하여 대폭 감소된 출력전류를 출력단자(120)로 출력하게 된다. 반면, 어느 하나의 핀단자모듈(230)에 접속블록(240)이 결합되어 도 5와 같이 제1핀단자(231)와 제2핀단자(232)의 쌍이 통전되면, 해당 지점에서 전류가 우회되므로 저항조절스트링(200)의 전체저항은 전류 유동경로를 따라 직렬 연결된 R0~R5를 합산한 값으로 줄어들게 된다. 따라서 출력전류는 증가되며 증가된 전류를 출력단자(120)를 통해 사용처로 공급할 수 있다.

즉, 접속블록(240)을 결합하는 위치에 따라서 n개의 저항모듈(211) 중 일부를 단계적으로 배제시킬 수 있고 이를 통해 출력전류의 크기를 용이하게 변경할 수 있다. 특히 입력단자(110)로부터 출력단자(120)를 향해 저항모듈(211)을 직렬 배열하고 그와 평행한 우회로(제2연결회로(120))를 형성한 토폴로지를 이용하여 입력단자(110)로부터 출력단자(120)를 향하는 방향으로 접속블록(240)의 결합위치를 변경시키며 출력전류를 단계적으로 감소시킬 수 있다. 이때 입력단자(110)와, 접속블록(240) 사이의 저항모듈(211)의 개수에 따라 출력전류는 불연속적으로 변동되며 이를 이용하여 맞춤형식으로 전류를 정확하게 조절하는 것이 가능하다. 예를 들면, 자주 사용되는 전류값의 목록이 있는 경우, 접속블록(240)의 결합위치에 대응하여 출력전류가 목록과 일치하는 전류값으로 단계적으로 변동되도록 구성할 수 있다. 이러한 방식으로 하나의 저항조절스트링(200)에서 출력되는 전류의 크기를 다양하게 조절할 수 있다. 이를 복수 개의 저항조절스트링(200)으로 확장하면, 각 저항조절스트링(200)의 동등한 위치에 접속블록(240)을 결합해 줌으로써 각각의 저항조절스트링(200)에서 분배되어 출력되는 각 출력전류의 크기도 동일하게 맞출 수 있다.

그러나 이로써 한정될 필요는 없으며, 상기한 전류의 분배 및 조정방식을 이용하여 보다 다양한 상황에 대응할 수도 있다. 각 저항조절스트링(200)에서 출력되는 전류의 크기는 접속블록(240)의 결합위치에 따라 손쉽게 바꿀 수 있으므로 필요에 따라 각각의 저항조절스트링(200)의 전체저항을 변경하고 서로 다른 저항조절스트링(200)으로부터 서로 다른 크기의 전류가 출력되도록 하는 것도 가능하다. 또한 접속블록(240)의 결합위치 변동에 대응하여 바뀌는 출력전류의 폭도 바꾸어 줄 수 있으며 이를 통해 보다 다양한 크기의 출력전류를 복수 개의 저항조절스트링(200)을 통해 출력할 수도 있다. 예를 들며, 저항조절스트링(200)의 n개의 저항모듈(211)은 모두 동일한 저항값을 가질 수 있으며 이러한 복수 개의 저항조절스트링(200) 중 적어도 하나는 나머지와 다른 저항값을 갖는 저항모듈(211)을 포함할 수도 있다. 즉 도 1 내지 도 3에 예시된 다섯 개의 저항조절스트링(200)들 전체를 모두 동일한 저항모듈(211)을 이용하여 구성할 수도 있으나, 그 중 적어도 하나의 저항조절스트링(200)을 다른 저항값을 갖는 저항모듈(211)로 구성할 수도 있다. 또한, 하나의 저항조절스트링(200) 안에서 순서에 따라 저항모듈(211)의 저항값이 달라지도록 배열하는 것도 가능하며 이를 통해 또 다른 전류조절효과를 얻을 수도 있다. 이처럼 본 발명을 통해 매우 다양하고 편리하게 원하는 크기로 전력을 조정하여 사용처로 공급해 줄 수 있다.

도 6은 도 1의 전력분배장치의 사용상태도이다.

도 6을 참조하여 실제적인 사용예를 설명하면 다음과 같다. 전력분배장치(1)의 입력단자(110)에 입력케이블(400)을 연결하고, 출력단자(120)에 출력케이블(500)을 연결하면 외부전원이 입력케이블(400)을 통해 입력단자(110)에 입력되고 복수 개의 저항조절스트링(200)을 거쳐 전류가 분배되고 크기가 조절되어 출력된다. 이와 같이 크기가 조절된 출력전류는 복수 개의 출력단자(120) 각각을 통해 각각의 사용처로 공급된다. 전술한 바와 같이 디스플레이모듈(300)은 저항조절스트링(200)마다 연결되어 있을 수 있으며 이를 통해 각각의 출력단자(120)로 출력되는 전류값을 디스플레이화면(301) 등을 통해 표시할 수 있다. 도시되지 않았지만, 예를 들어 인쇄회로 기판(100) 상에 저항조절스트링(200)으로부터 디스플레이모듈(300)의 연결단자까지 연장된 복수 개의 신호 전달용 인쇄회로를 형성하는 등의 방식으로 디스플레이모듈(300)과 각각의 저항조절스트링(200)을 연결할 수 있다. 인쇄회로 기판(100)의 디스플레이모듈(300)의 연결단자 주변에는 별도로 구동전원이 입력되는 단자와 전력을 조절하는 컨버터 등의 소자가 배치되어 디스플레이모듈(300)을 구동하는 데 사용하도록 할 수 있다. 디스플레이모듈(300)에는 디스플레이화면(301) 등을 조작할 수 있는 조작버튼(302)이 형성될 수 있으며 이를 이용하여 화면 등을 조작하도록 형성할 수 있다.

이러한 전력분배장치(1)는 전술한 것처럼 출력전류가 복수 개의 저항조절스트링(200) 별로 각각 조정될 수 있다. 조정과정은 접속블록(240)이 핀단자모듈(230)과 결합하는 위치를 바꾸어 제1연결회로(210)에서 제2연결회로(220)로 전류가 우회하는 지점을 변경하는 방식으로, 매우 직관적으로 이루어진다. 예를 들어, 도 6에 도시된 것처럼 각각의 저항조절스트링(200)에 대해 동등한 위치에 접속블록(240)을 각각 결합함으로써 복수 개의 저항조절스트링(200)으로부터 서로 동일한 크기의 전류가 출력되도록 할 수 있다. 출력전류의 크기를 바꾸고자 하는 경우에는 도시된 것처럼 접속블록(240)의 위치를 입력단자(110) 또는 출력단자(120)의 방향으로 변경하기만 하면 되며 필요한 경우 접속블록(240)을 결합하지 않음으로써 최소한의 전력만 출력되도록 할 수도 있다. 아울러 앞서 설명한 것처럼, 저항조절스트링(200)을 구성하는 n개의 저항모듈(211)의 저항값을 서로 동일하게 하거나, 또는 일부를 다르게 할 수도 있으며 복수 개의 저항조절스트링(200)에 대해서도 서로 동일한 저항값을 갖는 저항모듈(211)로 구성하거나 적어도 하나의 저항조절스트링(200)이 나머지와 다른 저항값을 갖는 저항모듈(211)을 포함하게 하는 등 다양한 방식으로 저항조절스트링(200)을 구성하여 출력전류를 다양하게 조정할 수 있다. 이와 같은 방식으로 사용자의 의도에 부합하는 적절한 크기로 분배된 전력을 생성할 수 있으며 이와 같이 분배된 전력을 사용처로 공급하여 각종 장치나 설비 등을 원활하게 동작시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 전력분배장치 100: 인쇄회로 기판
110: 입력단자 120: 출력단자
200: 저항조절스트링 201: 기준저항모듈
210: 제1연결회로 211: 저항모듈
220: 제2연결회로 230: 핀단자모듈
230a: 고정블록 231: 제1핀단자
232: 제2핀단자 240: 접속블록
240a: 몸체 241: 연결소켓
300: 디스플레이모듈 301: 디스플레이화면
302: 조작버튼 400: 입력케이블
500: 출력케이블 R: 저항위치

Claims

일 측에 외부전원의 입력단자가 형성되고, 타 측에 복수 개의 공급전력의 출력단자가 형성된 인쇄회로 기판; 및
상기 입력단자와 복수 개의 상기 출력단자를 각각 연결하여, 상기 출력단자 별로 각각 전류를 조절하는 복수 개의 저항조절스트링을 포함하되,
상기 저항조절스트링은,
상기 인쇄회로 기판 상에서 상기 입력단자와 상기 출력단자를 연결하며 상기 입력단자와 상기 출력단자 사이에 직렬 연결된 n개의 저항모듈을 포함하는 제1연결회로;
상기 인쇄회로 기판 상에서 상기 입력단자와 분리되고, 상기 출력단자에 연결되어 상기 제1연결회로와 나란히 이격되어 배열된 제2연결회로;
상기 제1연결회로의 상기 저항모듈 입력단 각각에 상기 저항모듈과 동일한 개수로 배치된 n개의 제1핀단자, 및 상기 제2연결회로의 상기 제1핀단자와 대응하는 위치에 상기 제1핀단자와 쌍으로 배치된 n개의 제2핀단자를 포함하여 n개의 상기 제1핀단자와 상기 제2핀단자 쌍으로 형성된 n개의 핀단자모듈; 및
n개의 상기 핀단자모듈 중 적어도 어느 하나에 착탈이 가능하게 결합되어, 서로 대응되는 상기 제1핀단자와 상기 제2핀단자의 쌍을 선택적으로 통전시키는 접속블록을 포함하는 전력분배장치. (상기 n은 2 이상인 자연수)
제1항에 있어서,
상기 입력단자로부터 상기 출력단자를 향하는 방향으로 상기 접속블록의 결합위치를 변경시켜 출력전류를 감소시키는 전력분배장치.
제2항에 있어서,
상기 입력단자와, 상기 접속블록 사이의 상기 저항모듈의 개수에 따라 출력전류가 불연속적으로 변동되는 전력분배장치.
제1항에 있어서,
상기 핀단자모듈은 상기 인쇄회로 기판의 전면으로 돌출 형성되고, 상기 저항모듈은 상기 인쇄회로 기판의 후면으로 돌출 형성되는 전력분배장치.
제1항에 있어서,
복수 개의 상기 저항조절스트링마다 연결되어 각각의 상기 출력단자로 출력되는 전류값을 디스플레이하는 디스플레이모듈을 더 포함하는 전력분배장치.
제1항에 있어서,
상기 저항조절스트링의 n개의 상기 저항모듈은 모두 동일한 저항값을 갖는 전력분배장치.
제6항에 있어서,
복수 개의 상기 저항조절스트링 중 적어도 하나는 나머지와 다른 저항값을 갖는 상기 저항모듈을 포함하는 전력분배장치.
제1항에 있어서,
상기 핀단자모듈은 상기 인쇄회로 기판 상에 부도체로 형성되어 서로 대응되는 상기 제1핀단자와 상기 제2핀단자의 쌍을 둘러싸 결합시키는 고정블록을 포함하고, 상기 접속블록은 상기 고정블록과 대응되는 몸체를 포함하여 상기 몸체 내부로 상기 제1핀단자와 상기 제2핀단자를 수용하여 접속시키는 전력분배장치.