KR102264316B1 - 교류 전원 부하 정전 센서 스위치 안정화 제어 장치 - Google Patents

교류 전원 부하 정전 센서 스위치 안정화 제어 장치 Download PDF

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Abstract

Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 Block 구성은 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700), CLK 발생부 (701), Sensor부 (702) 및 Surge Current Protection부 (712)로 구성된다.
S_OUT 신호 입력 Transistor (706)는 Sensor부 (702)의 S_OUT 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.
S_REF 신호 입력 Sensing Detection Voltage 생성 Transistor (707)는 Sensor부 (702)의 S_REF 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.
상기 S_REF 신호 입력 Sensing Detection Voltage 생성 Transistor (707)는, 상기 S_OUT 신호 입력 Transistor (706)와 다른 정해진 값의 Sensing Detection Voltage 특성을 생성하기 위해, 복수개의 Transistor를 직렬로 연결하여 구성하거나 병렬로 연결하여 전류 구동 능력에서 S_OUT 신호 입력 Transistor (706)와 차이가 나도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

교류 전원 부하 정전 센서 스위치 안정화 제어 장치 {An Alternating Current Capacitive Sensor Switch Load Stabilization Control Circuit}
Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 Block 구성은 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부, CLK 발생부, Sensor부 (702) 및 Surge Current Protection부 (712)로 구성된다.
S_OUT 신호 입력 Transistor는 Sensor부의 S_OUT 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.
S_REF 신호 입력 Sensing Detection Voltage Control Transistor는 Sensor부의 S_REF 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.
상기 S_OUT 신호 입력 Transistor와 다른 정해진 값의 Sensing Detection Voltage 특성을 생성하기 위해 복수개의 Transistor를 직렬로 연결하여 구성하거나 병렬로 연결하여 전류 구동 능력에서 S_OUT 신호 입력 Transistor와 차이가 나도록 하는 것을 특징으로 한다.
전원이 공급되고 있는 동안에 CLK의 일정 주파수 주기에 대응하여 증폭 동작과 Precharge 동작을 주기적으로 반복하는 증폭 회로에 관련된 기술이다.
고 전압의 교류 전원에서 저 전압의 직류 전원으로 변환하는 전압 변환 장치에 있어서 통상 변압 회로(100)는 회로의 구성에 많은 면적과 비용을 유발하는 회로 영역이 된다.
따라서 저 비용의 회로를 구성하는데 있어서 방해 요인으로 작용하게 된다. 한편, 제너 다이오드(Zener diode)(104)회로 영역은 정 전압의 출력 전압 특성을 확보하기 위해 정류 회로(102)의 출력 단자에 병렬로 배치하여 사용하게 된다.
최근에는 통신 분야의 system transients와 lightning-induced transients로부터 시스템을 보호해주는 써지 보호 역할과, 이동 통신 단말기, 노트북 PC, 전자수첩, PDA등의 정전 기에 대하여 회로를 보호해주는 ESD(electrostatic discharge) protection의 역할로서 PN 바리스터(Varistor)가 필요하다.
각종 정보기기, 제어기기 등 전기를 사용하는 제품에 갑작스런 전압의 변화(surge) 가전제품에 대한 기기 손상을 방지하기 위한 써지 흡수소자로서 사용 된다. 또한 발전소, 변전소, 송전소 같은 전력 기기 분야에서 낙뢰로부터 설비를 안전하게 보호하기 위한 전력용 피뢰기의 핵심 소자에 이르기까지 다양한 부분에 사용된다.
이에 따라 이들 장비에 발생하는 전원서지, 낙뇌서지 등으로부터 시스템을 보호하기 위한 필요성이 그 어느 때보다도 강하게 요구되고 있다.
전력 계통에 설치되는 전자기기들을 이러한 과도 외부 서지로부터 파괴, 또는 오동작하지 않도록 서지를 차단하기 위해서는 서지 보호 장치(Surge Protection Device: SPD, Voltage Transient Management System: VTMS, or Transient Voltage Surge Suppressor: TVSS)를 설치한다. 또한, 전력 계통에 설치되는 전자기기들은 이상 전류, 이상 전압 혹은 누설 전류와 같은 각종 고장 사고에 의한 재해를 방지할 수 있는 감지(Sensing) 보호 장치를 설치하여야 한다.
본 발명의 실시예는 다음과 같은 특징을 갖는다.
첫째, 통상 변압 회로(100) 영역의 구성을 제거하여 통상 변압 회로(100) 영역에서 차지하는 면적을 제거하여 저 비용 회로의 구현이 가능하게 하는 특징을 갖는다.
둘째, Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 Block 구성은 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부, CLK 발생부 및 Sensor부로 구성되게 하는 특징을 갖는다.
셋째, 전원이 공급되고 있는 동안에 CLK의 일정 주파수 주기에 대응하여 증폭 동작과 Precharge 동작을 주기적으로 반복되는 특징을 갖는다.
넷째, 교류 전원의 양 혹은 음의 파형 주기에서 부하(Load) 전류가 흐르게 하는 특징을 갖는다.
다섯째, 부하(Load) 전류가 아주 작은 값일 때 안정화(Stabilization) 소자에 의해 스위치 동작을 안정화하는 특징을 갖는다.
고 전압의 교류 및 직류 전원에서 저 전압의 직류 전원으로 변환하는 전압 변환 장치에 있어서, 통상 변압 회로(100)의 구성을 제거하여 통상 변압 회로(100) 구성에서 차지하는 많은 면적을 제거하여 저 비용의 회로를 구성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 Block 구성은 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700), CLK 발생부 (701) 및 Sensor부 (702) 로 구성된다.
S_OUT 신호 입력 Transistor (706)는 Sensor부 (702)의 S_OUT 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.
S_REF 신호 입력 Sensing Detection Voltage 생성 Transistor (707)는 Sensor부 (702)의 S_REF 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.
상기 S_OUT 신호 입력 Transistor (706)와 다른 정해진 값의 Sensing Detection Voltage 특성을 생성하기 위해 복수개의 Transistor를 직렬로 연결하여 구성하거나 병렬로 연결하여 전류 구동 능력에서 S_OUT 신호 입력 Transistor (706)와 차이가 나도록 하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 통상 변압 회로(100) 영역의 구성을 제거하여 통상 변압 회로(100) 영역에서 차지하는 면적을 제거하여 저 비용 회로의 구현이 가능하도록 한다.
둘째, Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 Block 구성은 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부, CLK 발생부, Sensor부 (702) 및 Surge Current Protection부 (712)로 구성됨을 특징으로 하는 효과를 제공한다.
셋째, 전원이 공급되고 있는 동안에 CLK의 일정 주파수 주기에 대응하여 증폭 동작과 Precharge 동작을 주기적으로 반복됨을 특징으로 하는 효과를 제공한다.
넷째, 교류 전원의 양 혹은 음의 파형 주기에서 부하(Load) 전류가 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 효과를 제공한다.
다섯째, 부하(Load) 전류가 아주 작은 값일 때 안정화(Stabilization) 소자에 의해 스위치 동작을 안정화하는 효과를 제공한다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 통상의 전압 변환 회로의 구성도.
도 2는 본 발명의 PCB(Printed Circuit Board) 구조도.
도 3은 본 발명의 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 구성도.
도 4은 본 발명의 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 동작 파형도.
도 5는 본 발명의 교류 전원 부하 제어 회로의 구성도.
도 6은 본 발명의 교류 전원 부하 제어 회로의 동작 설명도.
도 7은 본 발명의 PCB 기판을 포함한 교류 전원 부하 제어 장치의 구성도.
도 8은 본 발명 정전 센서 (Capacitive Sensor) 의 상세 회로도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 통상의 전압 변환 회로의 구성도이다.
교류 입력 전원(100)에서 저 전압의 직류 전원의 전압으로 변환하는 전압 변환 장치에 있어서 통상 변압회로(101), 정류 회로(102), 및 제너 다이오드(Zener diode)(104)의 회로 영역으로 구성된다. 통상 변압 회로(100)는 고 전압의 입력 전원을 저 전압으로 변환하는 회로 영역이다.
정류 회로(102)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 반파 혹은 전파 정류 다이오드로 구성된 회로 영역이다. 통상 변압 회로(100)는 회로의 구성에 많은 면적과 비용을 유발하는 회로 영역이 된다.
따라서 저 비용의 회로를 구성하는데 있어서 방해 요인으로 작용하게 된다.
한편, 제너 다이오드(Zener diode)(104)회로 영역은 정 전압의 출력 전압 특성을 확보하기 위해 정류 회로(102)의 출력 단자(103)에 병렬로 배치하여 사용하게 된다.
정류 회로(102)의 출력 단자(103)는 최종 출력 제1 전력 공급 단자(105)로 사용된다.
도 2는 본 발명의 PCB(Printed Circuit Board) 구조도이다.
본 발명의 PCB 기판의 외형은 직각 4면 구조의 PCB 한쪽 면에 P1, P2 로 분리 구성된 2 Pin, P1, P2, P3, P4 로 분리 구성된 4 Pin 혹은 P1, P2, P3, P4, P5로 분리 구성된 5 Pin의 구조로 형성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 PCB 기판은 각종 전원, 제어 회로, 구동 회로와 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로를 포함하여 구성된다.
PCB 기판은 외부 회로와 Interface 연결을 위해, 2개의 Pin인 P1, P2로 구성된다.
2 Pin PCB 구조에서, Sensor부 (702)의 S_OUT 신호 단자와 S_REF 신호 단자가 PCB 내부에서 연결된다.
2 Pin PCB 구조에서, (1) PCB 기판 앞면은 각종 소자들이 구성되고, (2) PCB 기판 뒷면은 제품 규격인, 예를 들어, 스위치 기호, 전원 규격 (AC 220V), 부하 용량 규격(100W), 동작 방법 (Touch Switch), 혹은 제조사(EFRAM)을 표시하는 문구가 인쇄되는 특징을 포함한다.
또한, P1 및 P2 Pin은 부하(Load), 출력 혹은 전원의 단자에 각각 연결된다.
4 Pin 혹은 5 Pin PCB 구조에서, P1과 P2 Pin은 Sensor부 (702)의 S_OUT 신호 단자와 S_REF 신호 단자가 각각 연결된다.
P3, P4 및 P5 Pin은 부하(Load), 출력 혹은 전원의 단자에 각각 연결된다.
도 3은 본 발명의 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 구성도이다.
Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 Block 구성은 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700), CLK 발생부 (701), Sensor부 (702) 및 Surge Current Protection부 (712)로 구성된다.
상기 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700)는 out- 단자의 precharge transistor (703), out+ 단자의 precharge transistor (704), Latch 증폭부 (705), S_OUT 신호 입력 Transistor (706), S_REF 신호 입력 Sensing Detection Voltage 생성 Transistor (707) 및 활성화 제어 Transistor (708) 로 구성된다.
상기 precharge transistor (703) 와 precharge transistor (704)는 out- 단자와 out+ 단자를 High 전압으로 Precharge 시키는 사용되는 Transistor 이다.
Latch 증폭부 (705)는 out- 단자와 out+ 단자를 증폭시키기 위한 회로이다.
S_OUT 신호 입력 Transistor (706)는 Sensor부 (702)의 S_OUT 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.
S_REF 신호 입력 Sensing Detection Voltage 생성 Transistor (707)는 Sensor부 (702)의 S_REF 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.
또한, 상기 S_REF 신호 입력 Sensing Detection Voltage 생성 Transistor (707)는, 상기 S_OUT 신호 입력 Transistor (706)와 다른 정해진 값의 Sensing Detection Voltage 특성을 생성하기 위해, 복수개의 Transistor를 직렬로 연결하여 구성하거나 병렬로 연결하여 전류 구동 능력에서 S_OUT 신호 입력 Transistor (706)와 차이가 나도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 활성화 제어 Transistor (708)는 CLK 신호가 High 일 때는 동작을 활성화 시키고, CLK 신호가 Low 일 때는 Precharge 시키는 동작을 수행한다.
상기 CLK 발생부 (701)는 전원을 인가하면 자체적으로 일정 주기의 clock 신호인 CLK 을 발생함을 특징으로 하는 회로 Block이다.
상기 Sensor부 (702)는 온도 Sensor, 자기 Sensor, 가스 Sensor 등 각종 Sensor 신호를 발생하는 Sensor 회로 Block이다.
상기 Sensor부 (702)는 정전 센서 (Capacitive Sensor)를 포함한다.
상기 Sensor부 (702)는 외부의 Sensing 신호 입력 조건에 따라 아주 큰 Level의 Sensing 신호가 유입되어 Surge Current 가 상기 S_OUT 과 S_REF 에 생성되는 경우가 발생하게 된다.
이러한 Surge Current를 방전시키지 못하면 상기 S_OUT 과 S_REF 에 연결된 Transistor를 파괴하는 경우가 발생한다.
따라서 이러한 Surge Current를 방전할 수 있는 보호 장치가 필요하게 된다.
상기 Surge Current Protection부 (712)는 상기 Sensor부 (702)부에 유기되는 고 전류 Level의 Surge Current를 Discharge 시켜서 상기 S_OUT 신호 입력 Transistor (706)와 상기 S_REF 신호 입력 Sensing Detection Voltage 생성 Transistor (707)를 보호하는 동작을 수행한다.
상기 Surge Current Protection부 (712)는 Varistor, PN Diode, MOS Transistor Diode 와 동등한 동작을 수행하는 소자로 구성된다.
도 4는 본 발명의 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 동작 파형도이다.
상기 CLK 발생부 (701)의 CLK 신호가 Low인 구간에서는 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700)가 비활성화 되어 Precharge 동작을 수행한다.
한편, 상기 CLK 발생부 (701)의 CLK 신호가 High인 구간에서는 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700)가 활성화 되어 정상 증폭 동작을 수행한다.
본 발명의 회로는 전원이 공급되고 있는 동안에 CLK의 일정 주파수 주기에 대응하여 증폭 동작과 Precharge 동작을 주기적으로 반복됨을 특징으로 한다.
도 5는 본 발명의 교류 전원 부하 제어 회로의 구성도이다.
교류 전원 (500)의 제1 단자인 T1은 부하(Load)의 제1 단자와 연결되고,
부하(Load)의 제2 단자는 노드 N503 에 연결된다.
또한, 교류 전원 (500)의 제1 단자인 T1은 안정화(Stabilization) 소자의 제1 단자와 공통으로 연결되고,
안정화(Stabilization) 소자의 제2 단자는 노드 N503 에 공통으로 연결된다.
부하(Load) 전류가 임계 값 이하의 수준으로 작은 값일 때 안정화(Stabilization) 소자에 의해 스위치 동작을 안정화하는 특징을 포함한다.
안정화(Stabilization) 소자의 종류는 저항 소자 혹은 Capacitor 소자 등과 같은 수동 소자와 트랜지스터 소자와 같은 능동 소자를 포함한다.
부하(Load)의 종류는 각종 전등 소자를 포함한다.
전파 정류 회로는 4개의 Diode인 D1, D2, D3, D4 소자로 구성된다.
D1과 D2의 Anode 전극은 공통의 접지 단자(GND)에 연결된다.
D1의 Cathode와 D3의 Anode 단자는 서로 연결되어 노드 N503 에 연결된다.
D2의 Cathode와 D4의 Anode 단자는 서로 연결되어 교류 전원 (500)의 제2 단자인 T2에 연결된다.
D3과 D4의 Cathode 전극은 서로 연결되어 노드 N502 에 연결된다.
전류 제한 저항 소자 R504 의 제1 단자는 노드 N502에 연결되고, 제2 단자는 노드 N505(VDD)에 연결된다.
제너 다이오드(Zener diode) ZD506의 Cathode 단자는 노드 N505(VDD)에 연결되고, Anode 단자는 공통의 접지 단자(GND)에 연결된다.
제너 다이오드(Zener diode)는 반도체 다이오드의 일종이다. 정전압 다이오드라고도 한다.
일반적인 다이오드와 유사한 PN 접합 구조이나 다른 점은 매우 낮고 일정한 항복 전압 특성을 갖고 있어, 역방향으로 어느 일정값 이상의 항복 전압이 가해졌을 때 전류가 흐른다. 제너 항복(Zener Breakdown)과 전자사태 항복 또는 어밸런치 항복(Avalanche Breakdown) 현상을 이용하며 5.6V 이하에서는 제너 항복이 그 이상에서는 전자사태 항복 현상이 주 특성이 된다.
넓은 전류범위에서 안정된 전압특성을 보여 간단히 정전압을 만들거나 과전압으로부터 회로소자를 보호하는 용도로 사용된다.
노드 N505(VDD) 단자의 VDD 전원은 감지 증폭부 (508) 및 구동 제어부 (509)의 전원 공급 단자인 VDD 단자에 저 전압 전원으로 공급된다.
또한, 감지 증폭부 (508) 및 구동 제어부 (509)의 공통의 Source 단자는 공통의 접지 단자(GND)에 연결된다.
감지 증폭부 (508)는 도 3의 본 발명의 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 구성도를 포함한다.
감지 증폭부 (508)는 정전 센서 (Capacitive Sensor)를 포함한다.
정전 센서 (Capacitive Sensor)는 인체, 액체 혹은 다른 물체의 접근 동작에 대해 정전 용량의 변동 신호를 감지하기 위한 회로 구성이다.
감지 증폭부 (508)의 출력 단자인 out+ 혹은 out- 단자는 구동 제어부(509)의 입력 단자에 연결된다.
구동 제어부(509)는 각종 위상 제어를 포함하고 출력 단자인 노드 N510은 구동소자(511)의 Gate 단자에 연결된다.
구동소자(511)의 Anode 단자는 노드 N503에 연결되고, Cathode 단자는 공통의 접지 단자(GND)에 연결된다.
구동소자(511)의 종류는 사이리스터(Thyristor) 소자를 포함한다.
사이리스터(Thyristor)란, 제어단자(G)로부터 음극(K)에 전류를 흘리는 것으로, 양극(A)과 음극(K) 사이를 도통시킬 수 있는 3단자의 반도체 소자이다. 실리콘제어정류기(Silicon Controlled Rectifier,SCR)라고도 불린다. PNPN의 4중 구조를 하고 있다. P형 반도체로부터 게이트 단자를 꺼내고 있는 것을 P게이트, N형 반도체로부터 게이트 단자를 꺼내고 있는 것을 N게이트라고 부른다. 원리는 그림과 같이 PNP 트랜지스터와 NPN 트랜지스터를 조합한 복합 회로와 등가이다.
게이트에 일정한 전류를 통과시키면 양극과 음극간이 도통(turn on)한다. 도통을 정지(turn off)하기 위해서는, 양극과 음극간의 전류를 일정치 이하로 할 필요가 있다.
이 특징을 살려 한 번 도통시키면 통과전류가 0이 될 때까지 도통 상태를 유지해야 하는 곳에 사용된다.
도 6은 본 발명의 교류 전원 부하 제어 회로의 동작 설명도이다.
구동소자(511)의 Anode 단자 전압이 양의 극성이고 Cathode 단자의 전압이 음의 극성일 때, Gate 단자에 임계 값 이상의 Trigger 전류가 흐르면, 구동소자(511)는 On 상태가 되어 부하(Load) 에 전류가 흐르게 된다.
반대로, 구동소자(511)의 Anode 단자 전압이 음의 극성이고 Cathode 단자의 전압이 양의 극성일 때, Gate 단자에 역방향 전압이 인가되어 Trigger 전류가 흐르지 못하면, 구동소자(511)는 Off 상태가 되어 부하(Load) 에 전류가 흐르지 못하게 된다.
따라서, 본 발명의 교류 전원 부하 제어 회로는 교류 전원의 파형 중에서 양의 반주기 파형 위상 동안만 부하(Load) 전류가 흐르는 것을 특징으로 한다.
도 7은 본 발명의 PCB 기판을 포함한 교류 전원 부하 제어 장치의 구성도이다.
본 발명의 PCB 기판은 전파 정류 회로, 정전 센서 (Capacitive Sensor), 전류 제한 저항 소자 R504, 제너 다이오드(Zener diode) ZD506, 감지 증폭부 (508), 구동 제어부 (509), 혹은 구동소자(511)를 포함하여 구성된다.
교류전원(500)의 T1 단자는 부하(Load)와 노드 N503 단자를 통해서 P2에 연결된다.
교류전원(500)의 T2 단자는 P1에 직접 연결된다.
또한, 교류 전원 (500)의 제1 단자인 T1은 안정화(Stabilization) 소자의 제1 단자와 공통으로 연결되고,
안정화(Stabilization) 소자의 제2 단자는 노드 N503 에 공통으로 연결된다.
부하(Load) 전류가 임계 값 이하의 수준으로 작은 값일 때 안정화(Stabilization) 소자에 의해 스위치 동작을 안정화하는 특징을 갖는다.
정전 센서 (Capacitive Sensor)의 신호 발생시에 구동 제어부 (509)에 의해 구동소자(511)가 활성화 되어 부하(Load)인 각종 전등 등에 구동 전류를 흘려 보내서 선로 전원 공급 회로를 구동하는 동작을 수행한다.
도 8은 본 발명 정전 센서 (Capacitive Sensor) 의 상세 회로도이다.
정전 센서 (Capacitive Sensor)는 인체, 액체 혹은 다른 물체의 접근 동작에 대해 정전 용량의 변동 신호를 감지하기 위한 회로 구성이다.
정전 용량 감지 소자와 감도 설정 값 제어 저항 RS (504) 소자로 구성된다.
정전 용량 감지 소자는 박막 혹은 후막의 유전성 절연막(500)과 단일 Pad 전극 (502)으로 구성된다.
감도 설정 값 제어 저항 RS (504) 소자는 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700)의 S_1 신호와 S_2 신호 단자에 연결된다.
박막 혹은 후막의 유전성 절연막(500)은 단일 Pad 전극 (502) 표면에 형성 된다. 단일 Pad 전극 (502) 단자는 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700)의 S_1 신호 혹은 S_2 신호 단자 중에서 선택적으로 한 개의 단자에 연결하여 구성된다.
절연막(500)은 진공 및 공기를 포함하고 SiO2, 플라스틱 재료 등 각종 박막 혹은 후막 형태의 전기적 부도체 절연 재료를 포함한다.
Pad 전극 (502) 재료는 Al, Cu, Au 등 모든 도전성 재료를 포함한다.
감도 설정 값 제어 저항 RS (504) 소자는 인체, 동물 혹은 다른 물체의 접근 동작시에 감지 거리 값을 설정하기 위한 소자이다.
100 입력 전원
101 변압 회로
102 정류 회로
104 제너 다이노드(Zener diode)
105 제1 전력 공급 단자
200 입력 전원

Claims (1)

  1. 교류 전원 부하 정전 센서 스위치 안정화 제어 장치에서,
    교류 전원 (500)의 제1 단자인 T1은 부하(Load)의 제1 단자와 연결되고,
    상기 부하(Load)의 제2 단자는 노드 N503 에 연결되고,
    또한, 상기 교류 전원 (500)의 제1 단자인 T1은 안정화(Stabilization) 소자의 제1 단자와 공통으로 연결되고,
    상기 안정화(Stabilization) 소자의 제2 단자는 상기 노드 N503 에 공통으로 연결되고,
    상기 부하(Load) 전류가 임계 값 이하의 수준으로 작은 값일 때 상기 안정화(Stabilization) 소자에 의해 상기 제어 장치의 스위치 동작을 안정화하는 특징을 포함하고,
    전파 정류 회로는 4개의 Diode인 D1, D2, D3, D4 소자로 구성되고,
    상기 D1과 D2의 Anode 전극은 공통의 접지 단자(GND)에 연결되고,
    상기 D1의 Cathode와 상기 D3의 Anode 단자는 서로 연결되어 상기 노드 N503 에 연결되고,
    상기 D2의 Cathode와 상기 D4의 Anode 단자는 서로 연결되어 상기 교류 전원 (500)의 제2 단자인 T2에 연결되고,
    상기 D3과 D4의 Cathode 전극은 서로 연결되어 노드 N502 에 연결되고,
    전류 제한 저항 소자 R504 의 제1 단자는 상기 노드 N502에 연결되고,
    상기 전류 제한 저항 소자 R504 의 제2 단자는 노드 N505(VDD)에 연결되고,
    제너 다이오드(Zener diode) ZD506의 Cathode 단자는 상기 노드 N505(VDD)에 연결되고,
    상기 제너 다이오드(Zener diode) ZD506의 Anode 단자는 상기 공통의 접지 단자(GND)에 연결되고,
    상기 노드 N505(VDD) 단자의 VDD 전원은 감지 증폭부 (508) 및 구동 제어부 (509)의 전원 공급 단자인 VDD 단자에 저 전압 전원으로 공급되고,
    상기 감지 증폭부 (508) 및 상기 구동 제어부 (509)의 공통의 Source 단자는 상기 공통의 접지 단자(GND)에 연결되고,
    상기 감지 증폭부 (508)는 정전 센서 (Capacitive Sensor)를 포함하고,
    상기 정전 센서 (Capacitive Sensor)는 인체, 액체 혹은 다른 물체의 접근 동작에 대해 정전 용량의 변동 신호를 감지하기 위한 회로 구성이고,
    상기 감지 증폭부 (508)의 출력 단자인 out+ 혹은 out- 단자는 구동 제어부(509)의 입력 단자에 연결되고,
    상기 구동 제어부(509)는 구동소자(511)의 Gate 단자의 위상 제어를 포함하고,
    상기 구동 제어부(509)의 출력 단자인 노드 N510은 상기 구동소자(511)의 Gate 단자에 연결되고,
    상기 구동소자(511)의 Anode 단자는 상기 노드 N503에 연결되고,
    상기 구동소자(511)의 Cathode 단자는 상기 공통의 접지 단자(GND)에 연결되고,
    상기 구동소자(511)의 종류는 사이리스터(Thyristor) 소자를 포함하고,
    상기 구동소자(511)의 Anode 단자 전압이 양의 극성이고 상기 구동소자(511)의 Cathode 단자의 전압이 음의 극성일 때, 상기 구동소자(511)의 Gate 단자에 임계 값 이상의 Trigger 전류가 흐르면, 상기 구동소자(511)는 On 상태가 되어 상기 부하(Load) 에 전류가 흐르고,
    PCB 기판은 외부 회로와 Interface 연결을 위해, 2개의 Pin인 P1, P2 로 구성된 2 Pin 구조를 포함하고,
    상기 PCB 기판 뒷면은 제품 규격인, 스위치 기호, 전원 규격 (AC 220V), 부하 용량 규격(100W), 동작 방법 (Touch Switch), 혹은 제조사(EFRAM)을 표시하는 문구가 인쇄되는 특징을 포함하고,
    상기 PCB 기판은 상기 전파 정류 회로, 상기 전류 제한 저항 소자 R504, 상기 제너 다이오드(Zener diode) ZD506, 상기 감지 증폭부 (508), 상기 구동 제어부 (509), 혹은 상기 구동소자(511)를 포함하고,
    상기 교류전원(500)의 T1 단자는 상기 부하(Load)와 상기 노드 N503 단자를 통해서 상기 P2에 연결되고,
    상기 교류전원(500)의 T2 단자는 상기 P1에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 교류 전원 부하 정전 센서 스위치 안정화 제어 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160143461A (ko) * 2015-06-06 2016-12-14 강희복 Pn 바리스터 내장5-단자 엔모스 트랜지스터 소자를 이용한 led 장치
KR20160147222A (ko) * 2015-06-14 2016-12-22 강희복 Power LDMOS트립 구동부 내장 5-단자 엔모스 트랜지스터 소자를 이용한 누전 차단 장치
KR20190091942A (ko) * 2018-01-30 2019-08-07 강희복 전파 정류 전원strong-ARM증폭 회로 장치의 4-Pin 배치 PCB 구조

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160143461A (ko) * 2015-06-06 2016-12-14 강희복 Pn 바리스터 내장5-단자 엔모스 트랜지스터 소자를 이용한 led 장치
KR20160147222A (ko) * 2015-06-14 2016-12-22 강희복 Power LDMOS트립 구동부 내장 5-단자 엔모스 트랜지스터 소자를 이용한 누전 차단 장치
KR20190091942A (ko) * 2018-01-30 2019-08-07 강희복 전파 정류 전원strong-ARM증폭 회로 장치의 4-Pin 배치 PCB 구조

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