KR102262691B1 - Power switch with improved performance - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a power switch with increased performance, which reduces a switching loss occurring in an ON/OFF process and removes causes of noise. According to the present invention, the power switch comprises: a solid state relay (SSR) including a photodiode emitting light according to an electrical signal of a DC line and a photocoupler switched-on when the light is dimmed; a thyristor switching-on an AC line in response to energization of the photo coupler; a zero cross circuit (ZCC) delaying switching-on time of the thyristor to time when the AC voltage is zero; a one-way relay outputting a control signal in response to an electrical signal of the DC line; a DC power supply unit outputting power in response to an electrical signal by switching-on of the thyristor; a relay switch electrically connected in parallel to form a closed circuit between the thyristor and a load to be switched on/off; and a relay control unit applying the power of the DC power supply unit to the relay switch according to the control signal.

Description

성능이 향상된 전원스위치{POWER SWITCH WITH IMPROVED PERFORMANCE}Power switch with improved performance {POWER SWITCH WITH IMPROVED PERFORMANCE}

본 발명은 ON/OFF 과정에서 발생하는 스위칭 손실을 줄이고 노이즈의 원인을 제거한 성능이 향상된 전원스위치에 관한 것이다.The present invention relates to a power switch with improved performance by reducing the switching loss occurring in the ON/OFF process and eliminating the cause of noise.

일반적으로 오디오 시스템은 시디 플레이어(CD PLAYER), 카세트 데크(Cassette Deck), MP3 플레이어, 튜너(Tuner) 등을 구비하고, 이들을 통해 생성된 오디오신호를 청취 가능한 주파수신호로 증폭하여 출력시키는 앰플리파이어(Amplifier) 및 스피커를 구성한다. 상기 구성의 오디오 시스템은 구동을 위해서 별도의 전원부에 전기적으로 접속하고, 해당 접속회로에 구성된 스위치 조작에 따라 전원부의 전력이 공급되어 동작한다. In general, an audio system includes a CD player, a cassette deck, an MP3 player, a tuner, and the like, and an amplifier that amplifies and outputs an audio signal generated through them into an audible frequency signal. ) and the speaker. The audio system having the above configuration is electrically connected to a separate power source for driving, and the power of the power source is supplied according to a switch operation configured in the corresponding connection circuit to operate.

종래에는 스위치가 전원부와 연결된 접속회로에 단순히 기계식 구조로 구성되어서 사용자가 직접 스위치를 조작하면 전원부의 전력이 곧바로 스위치를 경유하여 공급되었다. 하지만, 단순 구조의 종래 스위치는 스위칭 ON하는 순간 부하(오디오 시스템의 스피커 등)에 갑작스런 고전압이 인가되어 심각한 노이즈가 발생할 수 있었고, 스위칭 손실 또한 커서 민감한 전자장비인 오디오 시스템에서는 활용될 수 없었다.In the related art, the switch has a simple mechanical structure in the connection circuit connected to the power source, so that when the user directly manipulates the switch, the power of the power source is directly supplied via the switch. However, a conventional switch having a simple structure could generate serious noise due to sudden high voltage applied to a load (such as a speaker of an audio system) at the moment of switching ON, and could not be utilized in an audio system, which is a sensitive electronic device, because of a large switching loss.

이러한 종래 문제를 해소하기 위해서 릴레이 스위칭 기술이 제안되었다.In order to solve this conventional problem, a relay switching technology has been proposed.

주지된 바와 같이 릴레이는 일종의 스위치이며, 흔히 낮은 전압/전류를 이용해서 더 높은 전압/전류를 제어하는데 많이 사용된다.As is well known, a relay is a kind of switch, and is often used to control a higher voltage/current using a lower voltage/current.

릴레이는 구조에 따라 전자기 릴레이와 반도체 릴레이로 크게 분류되는데, 전자기 릴레이는 일반적인 전기 기계식 릴레이로서 반응속도가 느리며 작동 중에 노이즈가 발생한다는 단점이 있다. 따라서 일반적인 전기장치에 주로 사용된다. Relays are broadly classified into electromagnetic relays and semiconductor relays according to their structure. Electromechanical relays are general electromechanical relays, and have disadvantages in that their reaction speed is slow and noise occurs during operation. Therefore, it is mainly used for general electric devices.

이에 반해 반도체 릴레이는 반도체 소자를 이용하여 소형화 및 경량화가 가능하고 전기 기계식 릴레이보다 반응속도가 빠르며 무한으로 깔끔하게 동작시킬 수 있는 한편, 전기적 노이즈가 적다는 장점이 있다. 따라서 정밀 동작이 요구되는 민감한 전자장비에 주로 사용된다.On the other hand, semiconductor relays can be miniaturized and light-weighted by using semiconductor elements, have a faster response speed than electromechanical relays, and can operate infinitely and cleanly, and have advantages in that they have less electrical noise. Therefore, it is mainly used for sensitive electronic equipment that requires precise operation.

대표적으로 반도체 릴레이는 SSR(Solid State Relay)이 예시될 수 있고, 도 1(종래 스피커에 구성된 AC 라인의 스위칭 회로를 도시한 회로도)과 같이 광 다이오드의 발광을 감지한 포토 커플러에 의해 AC 라인에서 AC 전압을 스위칭한다. 공지된 바와 같이 상기 포토 커플러는 무접점식 광 릴레이 방식의 스위칭 트라이액이다. As a representative semiconductor relay, a solid state relay (SSR) may be exemplified, and as shown in FIG. 1 (a circuit diagram showing a switching circuit of an AC line configured in a conventional speaker), the photodiode detects light emission from the AC line by a photocoupler. Switch AC voltage. As is known, the photo coupler is a switching triac of a non-contact type optical relay.

AC 전압을 스위칭하는 SSR 타입의 종래 스위칭 회로를 좀 더 설명하면, SSR의 광 다이오드가 연결된 DC 라인에 DC 전압이 인가되면 광 다이오드는 발광하고 SSR의 포토 커플러는 감광해서 스위칭 ON 되며, 이에 반응해서 사이리스터(TA) 또한 스위칭 ON 되어 부하(오디오 시스템의 스피커 등)에 전류를 인가시킨다.A more detailed description of the SSR-type conventional switching circuit that switches AC voltage. When a DC voltage is applied to the DC line to which the photodiode of the SSR is connected, the photodiode emits light and the photocoupler of the SSR is switched on by dimming the light. The thyristor (TA) is also switched on to apply a current to the load (speaker of the audio system, etc.).

또한, 종래 스위칭 회로는 SSR의 포터 커플러의 스위칭 ON으로 인해 부하에 걸리는 AC 전압의 급격한 변동을 방지하도록, ZCC(Zero Cross Circuit)을 적용해서 사이리스터(TA)의 스위칭 ON 시점을 AC 전압이 '0'인 시점으로 지연시킨다. 결국, AC 전압의 스위칭 과정에서 부하의 급격한 전압 변동이 발생하지 않게 되고, 전기적 노이즈도 저감한다.In addition, the conventional switching circuit applies ZCC (Zero Cross Circuit) to prevent a sudden change in the AC voltage applied to the load due to the switching ON of the SSR's port coupler, so that the switching ON time of the thyristor (TA) is set to '0' ' is delayed to the point in time. As a result, sudden voltage fluctuations of the load do not occur in the process of switching the AC voltage, and electrical noise is also reduced.

그런데 SSR 타입의 종래 스위칭 회로는 포토 커플러가 우선 스위칭 ON 상태가 된 후에 ZCC에 의한 시간차로 사이리스터(TA)이 스위칭 ON 상태가 되므로, AC 라인은 포토 커플러를 통해 우선적으로 전류가 인가되고 후속으로 사이리스터(TA)으로 전이되어 전류가 흐른다. 이 과정에서 적지 않은 임피던스 변화가 발생하여 AC의 전기적 노이즈를 유발했고, 이는 곧 AC 라인의 부하 구동에 영향을 주었다. 물론 AC 라인의 부하가 오디오 시스템의 스피커인 경우에는 상기 노이즈가 곧 음향 노이즈를 일으켜서 안정된 음 출력을 방해했다.However, in the conventional switching circuit of the SSR type, since the thyristor (TA) is switched on with a time difference due to ZCC after the photocoupler is first switched on, the AC line is preferentially applied with current through the photocoupler, and then the (TA), and current flows. In this process, considerable impedance change occurred and caused AC electrical noise, which in turn affected the load driving of AC line. Of course, when the load on the AC line is the speaker of the audio system, the noise immediately causes acoustic noise, which prevents stable sound output.

또한, 상기 노이즈는 스위칭 과정에서 스위칭 손실을 가중하므로, 적지 않은 전력 손실을 감수해야 했다.In addition, since the noise aggravates the switching loss in the switching process, a considerable amount of power loss has to be suffered.

선행기술문헌 1. 실용신안등록번호 제20-0420956호(2006.07.06 공고)Prior Art Document 1. Utility Model Registration No. 20-0420956 (Announcement on July 6, 2006)

이에 본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위한 것으로, AC 라인의 전류가 포토 커플러와 트라이액을 순차로 경유하는 과정에서 발생하는 임피던스 변화 및 불규칙한 전압 변동과 이를 통한 스위칭 손실의 가중을 줄이고 노이즈 발생을 제거하는 성능이 향상된 전원스위치의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the above problem, and it reduces impedance change and irregular voltage fluctuations occurring in the process of sequentially passing the current of the AC line through the photocoupler and the triac, and reduces the weight of the switching loss and noise generation. It is a task to solve the provision of a power switch with improved removal performance.

상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention

DC 라인의 전기신호에 따라 발광하는 광 다이오드와, 상기 발광을 감광하면 스위칭 ON하는 포토 커플러로 구성된 SSR; 상기 포토 커플러의 통전에 대응하여 AC 라인을 스위칭 ON하는 사이리스터; 상기 사이리스터의 스위칭 ON 시점을 AC 전압이 '0'인 시점으로 지연시키는 ZCC;를 포함하는 전원스위치에 있어서,An SSR comprising: a photodiode that emits light according to an electric signal of a DC line; and a photocoupler that switches on when the light is dimmed; a thyristor for switching on the AC line in response to energization of the photo coupler; In the power switch comprising a; ZCC for delaying the switching ON time of the thyristor to the time when the AC voltage is '0',

상기 전원스위치는, 상기 DC 라인의 전기신호에 대응하여 제어신호를 출력하는 단방향 릴레이; 상기 사이리스터의 스위칭 ON에 의한 전기신호에 대응하여 전력을 출력하는 DC전원 공급부; 상기 사이리스터와 부하 사이에서 폐회로를 이루도록 전기적으로 병렬 연결되어서 스위칭 ON/OFF 하는 릴레이 스위치; 상기 제어신호에 따라 DC전원 공급부의 전력을 릴레이 스위치에 인가하는 릴레이 제어부;를 더 포함하는 성능이 향상된 전원스위치이다.The power switch may include: a one-way relay for outputting a control signal in response to the electrical signal of the DC line; a DC power supply for outputting power in response to an electrical signal by switching ON of the thyristor; a relay switch electrically connected in parallel to form a closed circuit between the thyristor and the load to switch ON/OFF; It is a power switch with improved performance further comprising a; relay control unit for applying the power of the DC power supply unit to the relay switch according to the control signal.

상기의 본 발명은, SSR의 스위칭 이후엔 다른 채널을 통해 AC 라인의 AC 전압 인가가 유지되므로, SSR의 스위칭 중에 지속적으로 발생하는 임피던스와 불규칙한 전압 변동이 부하에 영향을 미치지 않게 되고, 이를 통해 스위칭 손실을 줄이고 AC 라인의 부하에 미치는 노이즈를 제거하는 효과가 있다.According to the present invention, since the AC voltage application of the AC line is maintained through another channel after the SSR is switched, the impedance and irregular voltage fluctuations that occur continuously during SSR switching do not affect the load, and through this, the switching loss It has the effect of reducing the noise on the load of the AC line.

도 1은 종래 전원스위치에 구성된 AC 라인의 스위칭 회로를 도시한 회로도이고,
도 2는 본 발명에 따른 전원스위치의 스위칭 회로를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 전원스위치의 스위칭 방법을 순차로 도시한 플로차트이다.1 is a circuit diagram showing a switching circuit of an AC line configured in a conventional power switch,
2 is a diagram schematically showing a switching circuit of a power switch according to the present invention,
3 is a flowchart sequentially illustrating a switching method of a power switch according to the present invention.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The features and effects of the present invention described above will become apparent through the following detailed description in relation to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention. There will be. Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention.

이하, 본 발명을 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 전원스위치의 스위칭 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a diagram schematically illustrating a switching circuit of a power switch according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전원스위치는, DC 라인의 전기신호에 따라 발광하는 광 다이오드(11)와, 상기 발광을 감광하면 스위칭 ON하는 포토 커플러(12)로 구성된 SSR; 포토 커플러(12)의 통전에 대응하여 AC 라인을 스위칭 ON하는 사이리스터(TA); 사이리스터(TA)의 스위칭 ON 시점을 AC 전압이 '0'인 시점으로 지연시키는 ZCC;를 포함하는 전원스위치에 있어서, 상기 전원스위치는, 상기 DC 라인의 전기신호에 대응하여 제어신호를 출력하는 단방향 릴레이(21); 사이리스터(TA)의 스위칭 ON에 의한 통전에 대응하여 전력을 출력하는 DC전원 공급부(23); 사이리스터(TA)와 부하 사이에서 폐회로를 이루도록 전기적으로 병렬 연결되어서 스위칭 ON/OFF되는 릴레이 스위치(24); 상기 제어신호에 따라 DC전원 공급부(23)의 전력을 릴레이 스위치(24)에 인가하는 릴레이 제어부(22);를 더 포함한다.Referring to FIG. 2, the power switch according to the present invention includes: an SSR comprising a photodiode 11 that emits light according to an electric signal of a DC line, and a photocoupler 12 that switches ON when the light is dimmed; A thyristor (TA) for switching on the AC line in response to the energization of the photo coupler 12; In the power switch comprising a; ZCC for delaying the switching ON time of the thyristor (TA) to the point in time when the AC voltage is '0', the power switch is one-way for outputting a control signal in response to the electrical signal of the DC line relay 21; DC power supply unit 23 for outputting power in response to energization by switching ON of the thyristor (TA); A relay switch 24 that is electrically connected in parallel to form a closed circuit between the thyristor TA and the load to be switched ON/OFF; It further includes; a relay control unit 22 for applying the power of the DC power supply unit 23 to the relay switch 24 according to the control signal.

본 발명의 전원스위치에 구성된 SSR과 사이리스터(TA)와 ZCC는 [발명의 배경이 되는 기술]에서 이미 설명한 바 있으므로, 이하에서는 해당 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.Since the SSR, thyristor (TA) and ZCC configured in the power switch of the present invention have already been described in [Technical Background of the Invention], a detailed description of the corresponding configuration will be omitted below.

참고로, 일종의 스위치 버튼 기능을 하는 본 실시의 DC 라인은 3~32V의 넓은 전압 범위에 적용할 수 있도록 한 정전류 회로이며, 따라서 SSR의 광 다이오드(11)는 점멸 없이 안정한 점등 상태를 유지한다.For reference, the DC line of this embodiment, which functions as a kind of switch button, is a constant current circuit that can be applied to a wide voltage range of 3 to 32V, and thus the photodiode 11 of the SSR maintains a stable lighting state without flickering.

단방향 릴레이(21)는 상기 DC 라인의 전기신호를 감지해서 제어신호를 출력한다. 단방향 릴레이(21)는 부하로의 전력 공급이 아닌 제어를 위한 신호이므로, 상기 제어신호는 상대적으로 저전력일 수 있다. 단방향 릴레이(21)는 상기 DC 라인의 전기신호를 감지해서 AC 라인을 스위칭할 수 있다면 종류에 제한하지 않으나, 오디오 시스템의 스위치와 같이 정밀한 전자기기에는 비접촉식 광 릴레이인 것이 바람직한다. 또한, 단방향의 제어신호만을 출력하도록 해서 릴레이 제어부의 구동 교란을 방지한다.The one-way relay 21 detects the electrical signal of the DC line and outputs a control signal. Since the unidirectional relay 21 is a signal for control rather than supply of power to a load, the control signal may have relatively low power. The type of the unidirectional relay 21 is not limited as long as it can switch the AC line by sensing the electrical signal of the DC line, but it is preferably a non-contact type optical relay for precise electronic devices such as switches of an audio system. In addition, by outputting only a one-way control signal, the driving disturbance of the relay control unit is prevented.

본 실시의 단방향 릴레이(21)는 상기 DC 라인에 광 다이오드(21a)가 설치되고, 릴레이 스위치(24)와의 연결라인에 광트랜지스터(21b)가 설치되어서, 광 다이오드(21a)의 발광을 광트랜지스터(21b)가 감광하면 연결라인에 전기를 일으켜서 릴레이 스위치(24)에 전달한다. 여기서 전기는 상기 제어신호의 기능을 한다. 참고로, 광 다이오드(21a)는 DC 라인에서 SSR의 광 다이오드(11)와 전기적으로 직렬 연결되므로, SSR의 광 다이오드(11)에 전류가 인가되면, 단방향 릴레이(21)의 광 다이오드(21a) 역시 전류가 인가되어 발광한다.In the unidirectional relay 21 of this embodiment, a photodiode 21a is installed on the DC line, and a phototransistor 21b is installed on a connection line with the relay switch 24, so that the photodiode 21a emits light. When (21b) is photosensitive, electricity is generated in the connection line and transmitted to the relay switch (24). Here, electricity functions as the control signal. For reference, since the photodiode 21a is electrically connected in series with the photodiode 11 of the SSR in the DC line, when a current is applied to the photodiode 11 of the SSR, the photodiode 21a of the unidirectional relay 21 is Also, current is applied and it emits light.

DC전원 공급부(23)는 사이리스터(TA)의 스위칭 ON에 의한 통전에 대응하여 전력을 출력한다. DC전원 공급부(23)의 전력은 릴레이 스위치(24)의 구동을 위한 것이며, 별도의 AC 전원으로부터 전력을 공급받아 정류하고 릴레이 스위치(24)에 DC 전기를 인가한다. The DC power supply unit 23 outputs power in response to energization by switching ON of the thyristor TA. The power of the DC power supply 23 is for driving the relay switch 24 , receives power from a separate AC power source, rectifies, and applies DC electricity to the relay switch 24 .

릴레이 스위치(24)는 사이리스터(TA)와 부하 사이에서 폐회로를 이루도록 전기적으로 병렬 연결되어서 스위칭 ON/OFF 한다. 릴레이 스위치(24)는 스위칭 ON 이후에는 AC 라인의 AC 전원으로부터 인가된 전류가 사이리스터(TA)와 SSR로 흐르지 않도록 전류의 흐름을 변경하는데, 이를 위해 릴레이 스위치(24)는 AC 라인에서 사이리스터(TA)와 부하 사이의 AC 라인에 전기적으로 병렬 연결된다. 결국, 릴레이 스위치(24)가 스위칭 ON 되면 AC전원과 릴레이 스위치(24)와 부하가 폐회로를 이루어서. AC 전원으로부터 인가된 전류는 사이리스터(TA)와 SSR에 비해 상대적으로 저항이 낮은 릴레이 스위치(24) 채널로 변경해 흐른다. 릴레이 스위치(24)는 다양한 형식의 릴레이가 적용될 수 있으며, 본 실시의 릴레이 스위치(24)는 상대적으로 임피던스 변화가 낮은 전자기 방식을 적용했다.The relay switch 24 is electrically connected in parallel to form a closed circuit between the thyristor TA and the load to switch ON/OFF. The relay switch 24 changes the flow of current so that the current applied from the AC power of the AC line does not flow to the thyristor (TA) and the SSR after switching ON. For this purpose, the relay switch 24 is the thyristor (TA) in the AC line ) and the load are electrically paralleled to the AC line. After all, when the relay switch 24 is switched ON, the AC power and the relay switch 24 and the load form a closed circuit. The current applied from the AC power is changed to the channel of the relay switch 24, which has a relatively low resistance compared to the thyristor (TA) and SSR, and flows. Various types of relays may be applied to the relay switch 24 , and the relay switch 24 of the present embodiment employs an electromagnetic method having a relatively low impedance change.

릴레이 제어부(22)는 단방향 릴레이(21)의 제어신호에 따라 DC전원 공급부(23)의 전력을 릴레이 스위치(24)에 인가한다. 결국, DC전원 공급부(23)는 상기 제어신호를 수신하면 DC전원 공급부(23)와 릴레이 스위치(24) 간의 라인을 스위칭 ON 해서 DC전원 공급부(23)의 DC 전류를 인가한다.The relay control unit 22 applies the power of the DC power supply unit 23 to the relay switch 24 according to the control signal of the one-way relay 21 . As a result, when the DC power supply unit 23 receives the control signal, it switches on the line between the DC power supply unit 23 and the relay switch 24 to apply the DC current of the DC power supply unit 23 .

도 3은 본 발명에 따른 전원스위치의 스위칭 방법을 순차로 도시한 플로차트인 바, 도 2 내지 도 3을 참조하여 설명한다.3 is a flowchart sequentially illustrating a method of switching a power switch according to the present invention, which will be described with reference to FIGS. 2 to 3 .

S10; DC 라인 전류 인가 단계S10; DC line current application phase

전술한 바와 같이 DC 라인과 AC 라인은 일종의 릴레이인 SSR에 의해 연동하므로, 사용자가 스위치 회로에 해당하는 DC 라인에 전류를 인가하면, DC 라인에서 SSR의 일 구성인 광 다이오드(11)가 발광한다. 미 도시하였으나, DC 라인에는 사용자가 직접 물리적으로 조작할 수 있는 일반적인 기계식 스위치가 구성되고, 사용자가 상기 기계식 스위치를 조작하면 DC 라인의 DC 전원이 광 다이오드(11)에 전력을 인가해서 동작시킨다.As described above, the DC line and the AC line are interlocked by the SSR, which is a kind of relay, so when the user applies a current to the DC line corresponding to the switch circuit, the photodiode 11, which is a component of the SSR, emits light from the DC line. . Although not shown, a general mechanical switch that can be physically manipulated by the user is configured in the DC line, and when the user operates the mechanical switch, the DC power of the DC line applies power to the photodiode 11 to operate it.

S20; SSR ON 단계S20; SSR ON phase

SSR의 다른 구성인 포토 커플러(12)는 광 다이오드(11)의 발광을 감광하고 스위칭 ON 한다. 결국, AC 라인은 폐회로를 이루고 이를 통해 AC 라인의 구성 부하에 인가할 전류가 1차 통전된다.The photocoupler 12, which is another component of the SSR, dims the light emission of the photodiode 11 and switches it on. As a result, the AC line forms a closed circuit, through which the current to be applied to the component loads of the AC line is primarily energized.

더 나아가, ZCC는 AC 전압이 '0'인 시점을 확인해서 사이리스터(TA)의 스위칭 ON을 지연시킨다.Furthermore, the ZCC delays the switching ON of the thyristor (TA) by checking when the AC voltage is '0'.

S30; 사이리스터 ON 단계S30; Thyristor ON phase

사이리스터(TA)는 상기 포토 커플러의 통전에 대응하여 AC 라인을 스위칭 ON 한다. AC 라인은 부하 구동을 위해서 상대적으로 고전압의 AC 전기가 인가되는데 반해, SSR은 상기 AC 전기의 통전을 유지할 수 있는 사양이 아니다. 따라서 AC 라인의 고전압 AC 전기가 통전할 수 있는 사이리스터(TA)를 추가 구성해서, 사이리스터(TA)가 스위칭 ON 하면 AC 라인에 인가된 AC 전압의 전류가 사이리스터(TA)를 경유해 흐르도록 한다.The thyristor TA switches ON the AC line in response to the energization of the photo coupler. A relatively high voltage AC electricity is applied to the AC line to drive the load, whereas the SSR is not a specification capable of maintaining the AC electricity supply. Therefore, a thyristor (TA) through which the high voltage AC electricity of the AC line can pass is additionally configured, and when the thyristor (TA) is switched on, the current of the AC voltage applied to the AC line flows through the thyristor (TA).

S40; 전원공급부 ON 단계S40; Power supply ON stage

사이리스터(TA)가 스위칭 ON 되면 사이리스터(TA)에 흐르는 전류가 DC전원 공급부(23)에 인가되고, DC전원 공급부(23)는 별도의 AC 전원으로부터 공급된 AC 전압의 전류와 함께 정류해서 릴레이 스위치(24)에 DC 전류로 인가한다. When the thyristor (TA) is switched on, the current flowing through the thyristor (TA) is applied to the DC power supply unit 23, and the DC power supply unit 23 is rectified together with the current of the AC voltage supplied from a separate AC power source to switch the relay switch (24) is applied with DC current.

S50; 단방향 릴레이 ON 단계S50; One-way relay ON phase

전술한 바와 같이 단방향 릴레이(21)는 DC 라인의 전류를 감지해서 제어신호를 출력한다. 이를 위해 단방향 릴레이(21)는 별도의 전원과 연결되어서 스위칭 ON을 통해 제어신호를 출력할 수 있으나, 본 실시의 단방향 릴레이(21)는 자체 발전을 통해 제어신호를 출력할 수도 있다.As described above, the unidirectional relay 21 senses the current of the DC line and outputs a control signal. To this end, the unidirectional relay 21 may be connected to a separate power source to output a control signal through switching ON, but the unidirectional relay 21 of the present embodiment may output a control signal through self-generation.

본 실시의 단방향 릴레이(21)는 상기 DC 라인에 설치되는 광 다이오드(21a)와, 릴레이 스위치(24)와의 연결라인에 설치되는 광트랜지스터(21b)로 구성된다. 따라서 상기 DC 라인에 DC 전압이 인가되면, SSR의 광 다이오드(11)와 더불어 단방향 릴레이(21)의 광 다이오드(21a)도 발광한다. 광트랜지스터(21b)는 광 다이오드(21a)의 발광을 감광하고 전기를 발전해서 상기 연결라인을 통해 릴레이 스위치(24)에 인가한다. 광트랜지스터(21b)가 발전한 상기 전기는 제어신호의 기능을 수행한다.The unidirectional relay 21 of this embodiment includes a photodiode 21a installed on the DC line and a phototransistor 21b installed on a connection line with the relay switch 24 . Accordingly, when a DC voltage is applied to the DC line, the photodiode 21a of the unidirectional relay 21 emits light together with the photodiode 11 of the SSR. The phototransistor 21b dims the light emission of the photodiode 21a, generates electricity, and applies it to the relay switch 24 through the connection line. The electricity generated by the phototransistor 21b functions as a control signal.

S60; 릴레이 제어부 스위칭 단계S60; Relay Control Switching Stage

릴레이 제어부(22)에 단방향 릴레이(21)의 제어신호가 통전하면, 릴레이 제어부(22)는 스위칭 ON 해서 DC전원 공급부(23)의 전기를 릴레이 스위치(24)에 인가한다. 결국, 릴레이 제어부(22)는 단방향 릴레이(21)의 제어신호와 DC전원 공급부(23)의 전기를 모두 수신한 조건에서만 릴레이 스위치(24)를 구동시킬 수 있다.When the control signal of the one-way relay 21 energizes the relay control unit 22 , the relay control unit 22 switches on and applies electricity from the DC power supply unit 23 to the relay switch 24 . As a result, the relay control unit 22 may drive the relay switch 24 only under the condition that both the control signal of the one-way relay 21 and the electricity of the DC power supply unit 23 are received.

S70; 릴레이 스위칭 단계S70; relay switching stage

릴레이 스위치(24)는 릴레이 제어부(22)로부터 전기가 인가되면 해당 전기의 전력을 활용해서 스위칭 ON 구동을 한다. 전술한 바와 같이 릴레이 스위치(24)는 사이리스터(TA)와 부하 사이에서 폐회로를 이루도록 전기적으로 병렬 연결된 전기라인의 스위칭 ON/OFF 수단이다.When electricity is applied from the relay control unit 22 , the relay switch 24 performs switching-on driving by utilizing the electric power of the corresponding electricity. As described above, the relay switch 24 is a switching ON/OFF means of an electric line electrically connected in parallel to form a closed circuit between the thyristor TA and the load.

결국, 릴레이 스위치(24)는 릴레이 제어부(22)에 의해 DC전원 공급부(23)의 전기가 인가되면 상기 전기라인이 폐회로가 되도록 스위칭 ON 해서, SSR 및 사이리스터(TA)와 전기적으로 병렬 연결된다.As a result, the relay switch 24 switches ON when electricity from the DC power supply unit 23 is applied by the relay control unit 22 so that the electric line becomes a closed circuit, and is electrically connected in parallel with the SSR and the thyristor TA.

S80; AC 채널 변경 단계S80; AC Channel Change Step

릴레이 스위치(24)의 스위칭 ON으로 인해 폐회로가 구성되면, 상기 AC 라인에 구성된 AC 전원은 AC 전압을 상기 폐회로에 인가해서 해당 전류가 상대적으로 저항값이 낮은 상기 폐회로에 집중되도록 한다.When a closed circuit is formed due to the switching ON of the relay switch 24, the AC power configured in the AC line applies an AC voltage to the closed circuit so that the corresponding current is concentrated in the closed circuit having a relatively low resistance value.

따라서 SSR에 의한 최초 통전 이후에는 릴레이 스위치(24)의 폐회로 채널을 통하는 전류가 AC 라인의 부하에 인가되므로, 상기 부하는 안정된 전기 공급이 지속해서 이루어지고 스위칭 손실과 더불어 SSR 및 사이리스터(TA)에 의한 노이즈 발생을 줄일 수 있다.Therefore, since the current through the closed circuit channel of the relay switch 24 is applied to the load of the AC line after the initial energization by the SSR, the load is continuously supplied with stable electricity and the SSR and the thyristor (TA) along with the switching loss. noise generation can be reduced.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above, although it has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those having ordinary knowledge in the art will have the spirit of the present invention described in the claims to be described later. And it will be understood that the present invention can be variously modified and changed without departing from the technical scope.

Claims (4)

DC 라인의 전기신호에 따라 발광하는 광 다이오드와, 상기 발광을 감광하면 스위칭 ON하는 포토 커플러로 구성된 SSR; 상기 포토 커플러의 통전에 대응하여 AC 라인을 스위칭 ON하는 사이리스터; 상기 사이리스터의 스위칭 ON 시점을 AC 전압이 '0'인 시점으로 지연시키는 ZCC;를 포함하는 전원스위치에 있어서,
상기 전원스위치는, 상기 DC 라인의 전기신호에 대응하여 제어신호를 출력하는 단방향 릴레이; 상기 사이리스터의 스위칭 ON에 의한 전기신호에 대응하여 전력을 출력하는 DC전원 공급부; 상기 사이리스터와 부하 사이에서 폐회로를 이루도록 전기적으로 병렬 연결되어서 스위칭 ON/OFF 하는 릴레이 스위치; 상기 제어신호에 따라 DC전원 공급부의 전력을 릴레이 스위치에 인가하는 릴레이 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성능이 향상된 전원스위치.an SSR comprising a photodiode that emits light according to an electric signal of a DC line, and a photocoupler that switches ON when the light is dimmed; a thyristor for switching on the AC line in response to energization of the photo coupler; In the power switch comprising a; ZCC for delaying the switching ON time of the thyristor to the time when the AC voltage is '0',
The power switch may include: a one-way relay for outputting a control signal in response to the electrical signal of the DC line; a DC power supply for outputting power in response to an electrical signal by switching ON of the thyristor; a relay switch electrically connected in parallel to form a closed circuit between the thyristor and the load to switch ON/OFF; The power switch with improved performance further comprising a; relay control unit for applying the power of the DC power supply unit to the relay switch according to the control signal. 제 1 항에 있어서,
상기 단방향 릴레이는 광 릴레이 구조인 것을 특징으로 하는 성능이 향상된 전원스위치.The method of claim 1,
The unidirectional relay is a power switch with improved performance, characterized in that it has an optical relay structure. 제 2 항에 있어서,
상기 단방향 릴레이는, 상기 DC 라인에 설치되는 광 다이오드와, 릴레이 스위치와의 연결라인에 설치되는 광트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 성능이 향상된 전원스위치.3. The method of claim 2,
The unidirectional relay is a power switch with improved performance, characterized in that it consists of a photodiode installed on the DC line and a phototransistor installed on a connection line with the relay switch. 제 1 항에 있어서,
상기 릴레이 스위치는 전자기 방식인 것을 특징으로 하는 성능이 향상된 전원스위치.The method of claim 1,
The relay switch is an improved power switch, characterized in that the electromagnetic type.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20000002556U (en) * 1998-07-08 2000-02-07 윤영로 Power supply control unit
KR200420956Y1 (en) 2006-04-18 2006-07-06 (주)유니온전자통신 Solid state relay

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000002556U (en) * 1998-07-08 2000-02-07 윤영로 Power supply control unit
KR200420956Y1 (en) 2006-04-18 2006-07-06 (주)유니온전자통신 Solid state relay

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