KR102378903B1 - 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치 및 이를 포함하는 전자식 전력량계 - Google Patents

전자식 계기를 위한 전력 공급 장치 및 이를 포함하는 전자식 전력량계 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치는, 외부로부터의 교류 전력이 입력되는 교류 입력 접속단자와, 상기 교류 전력을 출력하는 교류 출력 접속단자와, 상기 교류 입력 접속단자로부터의 과전압 또는 이상 전압의 유입을 차단하고, 상기 교류 출력 접속단자에 연결되는 소자들을 보호하는 바리스터와, 외부 조작에 따라 상기 바리스터와 상기 교류 입력 접속단자의 연결을 차단하는 안전 스위치와, 이상 상태에서 상기 바리스터와 상기 교류 입력 접속단자의 연결 경로를 절단하는 퓨즈블 저항을 구비하는 보호 회로 모듈; 및
외부에서 인가되는 교류 전력을 상기 보호 회로 모듈로 바이패스하는 교류 전달 접속단자와, 상기 보호 회로 모듈을 경유한 교류 전력을 인가받는 보호 교류 접속단자와, 상기 보호 교류 접속단자로 인가되는 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 정류 소자와, 정류된 상기 직류 전력을 전력 소비 소자들로 전달하는 직류 전달 회로를 구비하는 직류 회로 모듈을 포함하되,
상기 교류 입력 접속단자와 상기 교류 전달 접속단자가 서로 체결 또는 분리되며, 상기 교류 출력 접속단자와 상기 보호 교류 접속단자가 서로 체결 또는 분리되는 방식으로, 상기 보호 회로 모듈은 상기 직류 회로 모듈에 탈착될 수 있다.

Description

전자식 계기를 위한 전력 공급 장치 및 이를 포함하는 전자식 전력량계{POWER SUPPLY DEVICE FOR ELECTRONIC METER AND WATT-HOUR METER COMRISING IT}
본 발명은 고장시 조치로서 보호 회로 모듈만을 용이하게 교체할 수 있는 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치 및 이를 포함하는 전자식 전력량계에 관한 것이다.
전자식 전력량계 등 현재 사용중인 전자식 계기는 전원공급 장치로 가전제품에도 흔히 사용하는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 방식을 사용하고 있다.
상기 전자식 전력량계 등에 사용되는 SMPS에는 서지 보호용 바리스터가 설치되어 회로를 보호하도록 되어있으며, 바리스터 고장에 대비하여 앞단에 Fusible 저항을 설치하여 이중으로 보호회로를 구성하고 있다.
이러한 보호회로를 구비한 전력량계는 투개방 서지나 뇌서지 등에 의해 Fusible 저항이 동작하거나 바리스터가 소손되는 현상이 빈번하게 발생되며, 특히, 최근에는 분산형 전원의 확대로 고객측 유입 서지로 인한 동작 발생 사례도 지속적으로 증가하고 있다.
보호회로가 동작하거나 소손된 전력량계는 그 계량 성능에 아무런 이상이 없음에도 불구하고 전원공급이 불가하여 교체하여야 하며, 하자기간이 만료되지 않은 기기라도, 성능 상의 결함이 아닌 외부 서지로 인한 손상이므로 제조업체 책임이나, 제조물 하자로 볼 수도 없다.
이는 전력 공급의 어느 한 당사자에게는 불필요하고 불합리한 추가 비용 부담을 발생시키며, 사회 전체적으로도 정상 기기의 폐기라는 자원 낭비 및 폐기물 배출의 문제를 야기한다.
본 발명은 외부 서지로 인한 손상이 잦은 SMPS 보호 회로 모듈을 용이하게 교체할 수 있는 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치 및 이를 포함하는 전자식 전력량계를 제공하는데 있다.
보다 구체적으로, 본 발명은 전자식 계기의 SMPS 보드를 모듈형으로 제작하여 보호회로 동작시 해당 보호회로부만 교체가 가능하도록 하고 계량 성능에 이상이 없는 계기의 사용수명을 연장하며, 계기 교체 회수를 줄일 수 있는 전자식 계기(전력량계)를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치는, 외부로부터의 교류 전력이 입력되는 교류 입력 접속단자와, 상기 교류 전력을 출력하는 교류 출력 접속단자와, 상기 교류 입력 접속단자로부터의 과전압 또는 이상 전압의 유입을 차단하고, 상기 교류 출력 접속단자에 연결되는 소자들을 보호하는 바리스터와, 외부 조작에 따라 상기 바리스터와 상기 교류 입력 접속단자의 연결을 차단하는 안전 스위치와, 이상 상태에서 상기 바리스터와 상기 교류 입력 접속단자의 연결 경로를 절단하는 퓨즈블 저항을 구비하는 보호 회로 모듈; 및
외부에서 인가되는 교류 전력을 상기 보호 회로 모듈로 바이패스하는 교류 전달 접속단자와, 상기 보호 회로 모듈을 경유한 교류 전력을 인가받는 보호 교류 접속단자와, 상기 보호 교류 접속단자로 인가되는 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 정류 소자와, 정류된 상기 직류 전력을 전력 소비 소자들로 전달하는 직류 전달 회로를 구비하는 직류 회로 모듈을 포함하되,
상기 교류 입력 접속단자와 상기 교류 전달 접속단자가 서로 체결 또는 분리되며, 상기 교류 출력 접속단자와 상기 보호 교류 접속단자가 서로 체결 또는 분리되는 방식으로, 상기 보호 회로 모듈은 상기 직류 회로 모듈에 탈착될 수 있다.
여기서, 상기 안전 스위치는, 상기 보호회로 모듈 내의 커패시터 소자 또는 인덕터 소자에 충전된 전력을 제거하는 제거 회로를 동작시킬 수 있다.
여기서, 상기 정류 소자는, SMPS(Switching Mode Power Supply) 방식의 소자일 수 있다.
여기서, 상기 보호 회로 모듈은, 상기 바리스터와 병렬 연결된 교류 입력단 커패시터를 더 구비할 수 있다.
여기서, 상기 보호 회로 모듈은, 상기 바리스터의 양단에 연결되며, 정상 동작시 점등되고 상기 바리스터의 단락시 소등되는 알림 램프를 더 구비할 수 있다.
여기서, 상기 보호 회로 모듈은 단일 기판 형태를 가지며, 상기 교류 입력 접속단자와 상기 교류 출력 접속단자는, 상기 단일 기판의 하나의 동일한 테두리 변에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전자식 전력량계는, 전력 사용량 계량을 위해 외부에서 인가되는 교류 전력 경로의 전압 또는 전류를 센싱하는 센싱부 모듈; 전력 사용량 계량을 위해 각종 정보를 읽어들여 연산하고, 외부로 데이터 통신을 수행하며, 디스플레이할 정보를 출력하는 제어부 모듈; 전력 사용량 또는 내부 상태에 대한 시각적 정보를 출력하는 디스플레이 모듈; 교류 입력 접속단자 및 교류 출력 접속단자와, 상기 교류 입력 접속단자로부터의 과전압 또는 이상 전압의 유입을 차단하고, 상기 교류 출력 접속단자에 연결되는 소자들을 보호하는 바리스터를 구비하는 보호 회로 모듈; 및 외부에서 인가되는 교류 전력을 상기 보호 회로 모듈로 바이패스하는 교류 전달 접속단자와, 상기 보호 회로 모듈을 경유한 교류 전력을 인가받는 보호 교류 접속단자와, 상기 보호 교류 접속단자로 인가되는 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 정류 소자와, 정류된 상기 직류 전력을 상기 센싱부 모듈, 상기 제어부 모듈 및 상기 디스플레이 모듈로 공급하는 직류 전달 회로를 구비하는 직류 회로 모듈를 포함하되,
상기 교류 입력 접속단자와 상기 교류 전달 접속단자가 서로 체결 또는 분리되며, 상기 교류 출력 접속단자와 상기 보호 교류 접속단자가 서로 체결 또는 분리되는 방식으로, 상기 보호 회로 모듈은 상기 직류 회로 모듈에 탈착될 수 있다.
여기서, 상기 보호 회로 모듈은, 외부 사용자의 조작에 따라 상기 바리스터와 상기 교류 입력 접속단자의 연결을 차단하는 안전 스위치를 더 구비할 수 있다.
여기서, 상기 안전 스위치는, 상기 보호회로 모듈 내의 커패시터 소자 또는 인덕터 소자에 충전된 전력을 제거하는 제거 회로를 동작시킬 수 있다.
여기서, 상기 보호 회로 모듈은, 이상 상태에서 상기 바리스터와 상기 교류 입력 접속단자의 연결 경로를 절단하는 퓨즈블 저항을 더 구비할 수 있다.
여기서, 상기 정류 소자는, SMPS(Switching Mode Power Supply) 방식의 소자일 수 있다.
여기서, 상기 보호 회로 모듈은, 상기 바리스터와 병렬 연결된 교류 입력단 커패시터를 더 구비할 수 있다.
여기서, 상기 보호 회로 모듈은, 상기 바리스터의 양단에 연결되며, 정상 동작시 점등되고 상기 바리스터의 단락시 소등되는 알림 램프를 더 구비할 수 있다.
여기서, 상기 보호 회로 모듈은 단일 기판 형태를 가지며, 상기 교류 입력 접속단자와 상기 교류 출력 접속단자는, 상기 단일 기판의 하나의 동일한 테두리 변에 배치될 수 있다.
상술한 구성의 본 발명의 사상에 따른 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치 및/또는 이를 포함하는 전자식 전력량계를 실시하면, 손상이 잦은 SMPS 보호 회로 모듈을 용이하게 교체할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치 및/또는 이를 포함하는 전자식 전력량계는, 보호회로 모듈만 교체가 가능하도록 하고 계량 성능에 이상이 없는 계기의 사용수명을 연장하며, 계기 교체 회수를 줄일 수 있는 이점이 있다. 이는 종래 문제점에서 언급한 전력량계 보호회로 동작 및 소손으로 인한 양품 계기의 교체대신 부품만 무정전으로 교환 하므로써, 정전민원 및 불필요한 비용낭비를 획기적으로 줄일 수 있다.
본 발명의 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치 및/또는 이를 포함하는 전자식 전력량계는, SMPS 보호회로 소손시 바리스터 등이 탈락하지 않아, 내부 상도체에 접촉 및 단락으로 인한 화재 발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 전자식 전력량계의 보호 회로 부분을 나타낸 회로도이다.
도 2는 실제 전자식 전력량계에서 전원 회로 부분을 나타낸 사진이다.
도 3은 일반적인 전자식 전력량계의 전체 구성을 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 3의 구성들 중 DC 전원 및 보호 회로부를 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 사상에 따른 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치의 일 실시예를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 사상에 따른 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치의 일 실시예를 도시한 회로도이다.
도 7은 도 5에 도시한 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치를 구비한 전자식 전력량계의 일 실시예를 도시한 구성도이다.
도 8은 도 7의 전자식 전력량계에서 본 발명의 사상에 따른 보호 회로 모듈을 장착하는 모습을 도시한 개념도이다.
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 3은 일반적인 전자식 전력량계의 전체 구성을 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 3의 구성들 중 DC 전원 및 보호 회로부를 나타낸 평면도이다.
도 4에 도시한 구조는 이른바 전자식 전력량계 내부의 SMPS 보드로서, DC 회로부와 보호 회로부가 하나의 PCB 기판상에 일체로 형성되어 있다.
일시적인 외부 서지가 발생시, 상기 보호 회로부에 의해 도시한 SMPS 보드만이 손상되며, 전자식 전력량계의 다른 구성요소(부품)들은 전혀 손상이 발생되지 않는다. 상기 SMPS 보드에서조차도 보호 회로부를 구성하는 바리스터 및/또는 퓨즈블 저항(즉, 퓨즈)이 손상될 뿐, 비교적 고가인 정류 소자 등은 손상이 되지 않는다.
따라서, 일시적인 외부 서지로 인하여 전자식 전력량계에 고장이 발생된 경우, 상기 SMPS 보드만을 교체하여 수리하는 것은 기술적으로는 가능하다. 그러나, SMPS 보드만을 교체하는 경우에도, 전혀 손상되지 않은 비교적 고가의 정류 소자로 함께 파기되어야 한다.
더욱이, DC 회로부는, 전자식 전력량계의 계량 작업을 수행하는 제어부(CPU)에 대하여 구동 전력을 직접적으로 공급하므로, DC 회로부의 교체는, 전자식 전력량계에 법률적/정책적으로 요구되는 밀봉성의 훼손을 의심받을 수 있다.
도 5는 본 발명의 사상에 따른 전자식 계기(즉, 전력량계)를 위한 전력 공급 장치의 일 실시예를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 사상에 따른 전자식 계기(즉, 전력량계)를 위한 전력 공급 장치의 일 실시예를 도시한 회로도이다.
상술한 문제의 해결방안으로 본 발명에서는 도 4의 SMPS의 구조를 AC 보호 회로 모듈와 직류 회로 모듈로 서로 독립된 보드들로 분리하되, 보호 회로 모듈 보드를 전력량계 외부에서 탈부착이 가능하도록 하고, 보호회로부와 DC보드의 연결은 슬롯 등으로 구성하여, 착탈 용이성 및 상호 연결 간에 흔들림이 없는 견고성을 확보한다.
본 발명에서는 도 4에 도시한 SMPS 보드와 유사한 전력 공급 장치를, 도 5에 도시한 바와 같이 DC 전력을 생성하는 직류 회로 모듈(100)과, 외부 서지에서 내부 회로를 보호하는 보호 회로 모듈(200)로 구분하여 실시하되, 상기 직류 회로 모듈(100)은 일종의 고정부로서 전자식 계기(즉, 전력량계)의 내부에 고정되며, 상기 보호 회로 모듈(200)은 소켓이나 슬롯 등을 이용하여 상기 직류 회로 모듈(100)에 착탈될 수 있는 구성을 제시한다.
도시한 전자식 계기(즉, 전력량계)를 위한 전력 공급 장치를 구성하는 상기 보호 회로 모듈(200)은, 교류 출력 접속단자(224)와, 교류 입력 접속단자(222)와, 상기 교류 입력 접속단자(222)로부터의 과전압 또는 이상 전압의 유입을 차단하고, 상기 교류 출력 접속단자(224)에 연결되는 소자들을 보호하는 바리스터(244)와, 외부 조작에 따라 상기 바리스터(244)와 상기 교류 입력 접속단자(222)의 연결을 차단하는 안전 스위치(270)를 포함할 수 있다.
도시한 전자식 계기(즉, 전력량계)를 위한 전력 공급 장치를 구성하는 상기 직류 회로 모듈(100)은, 외부에서 인가되는 교류 전력을 상기 보호 회로 모듈로 바이패스하는 교류 전달 접속단자(122)와, 상기 보호 회로 모듈(200)을 경유한 교류 전력을 인가받는 보호 교류 접속단자(124)와, 상기 보호 교류 접속단자(124)로 인가되는 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 정류 소자(140)와, 정류된 상기 직류 전력을 전력 소비 소자들로 전달하는 직류 전달 회로를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 교류 입력 접속단자(222)와 상기 교류 전달 접속단자(122)가 서로 체결 또는 분리되며, 상기 교류 출력 접속단자(224)와 상기 보호 교류 접속단자(124)가 서로 체결 또는 분리되는 방식으로, 상기 보호 회로 모듈은 상기 전자식 계기에 고정된 상기 직류 회로 모듈(100)에 탈착식으로 결합될 수 있다.
착탈의 편의성을 높이기 위해, 상기 보호 회로 모듈(200)은 단일 기판 형태를 가지며, 상기 교류 입력 접속단자(222)와 상기 교류 출력 접속단자(224)는, 상기 단일 기판의 하나의 동일한 테두리 변에 배치된 구조를 가질 수 있다.
예컨대, 상기 보호 회로 모듈(200)을 구성하는 보드에는, 상기 직류 회로 모듈(100)을 구성하는 보드로 연결하기 위한 슬롯으로서 교류 출력 접속단자 외에도, 전자식 전력량계를 위해 외부에서 공급되는 AC전원 연결 슬롯으로서 교류 입력 접속단자를 구비하되, 보호 회로 모듈(200) 교체시 외부 교류 전원 연결과, 상기 직류 회로 모듈(100)로의 교류 공급 연결이 한번에 결합되도록, 연결 슬롯인 상기 교류 입력 접속단자와 상기 교류 출력 접속단자를 기판에 나란히 배치할 수 있다.
상기 안전 스위치(270)는, 상기 보호 회로 모듈(200)을 탈/부착시 발생할 수 있는 쇼트에 대비하기 위해 상기 보호 회로 모듈(200)을 구성하는 기판의 측면에는 AC 전원을 ON/OFF할 수 있는 소형 스위치 형태로 구비될 수 있다. 예컨대, 작업자는 상기 안전 스위치(270)를 OFF 후, 보호 회로 모듈(200)을 전력량계의 해당 슬롯에 삽입한 후, 안전 스위치(270)를 ON 시킬 수 있다.
구현에 따라, 상기 안전 스위치는, 단순히 착탈자 안전을 위해, AC 경로 차단 외에도, 상기 보호회로 모듈 내의 커패시터 소자 또는 인덕터 소자에 충전된 전력을 제거하는 제거(리셋) 경로(회로)를 동작시킬 수 있다. 예컨대, 상기 바리스터(244)와 병렬 연결된 교류 입력단 커패시터를 방전시키거나, 및/또는 도 1에서 정류 소자 입력쪽에 연결된 인덕터들의 전류를 소진시킬 수 있다.
본 발명의 사상에 따라, 고장 발생시 교체될 수 있도록, 전자식 계기에서 분리될 수 있는 상기 보호 회로 모듈(200)에 구비될 필요성이 높은 소자(부품)들을 구체적으로 예시하면 다음과 같다.
먼저, 전자식 계기 상도체로부터 공급되는 계통 AC 220V 전원을 ON/OFF 할 수 있는 안전 스위치와, 과전압, 이상전압의 유입을 차단하고 2차 회로를 보호할 수 있는 적정 규격의 바리스터와, 상기 바리스터의 불량 또는 소손시 2차 회로 보호를 위해 물리적으로 전원 공급 경로를 절단하는 퓨저블 저항들(251, 252)을 구비할 수 있다.
또한, 상기 전자식 계기, 보다 구체적으로는 상기 직류 회로 모듈(100)와의 연결을 위해, 상기 교류 입력 접속단자로서 AC 전원 연결선과 보호 회로 모듈(200)를 연결하는 제1 2Pin 슬롯을 구비하며, 상기 교류 출력 접속단자로서 상기 직류 회로 모듈(100)과 상호 연결하는 제2 2Pin 슬롯을 구비할 수 있다.
이때, 보호 회로 모듈(200)의 분리와 연결을 위하여 기존에 보호회로부 쪽으로 연결되어있던 AC전원 케이블은 DC 전원 회로 쪽으로 연결하고, 여기에서 상기 제1 2Pin 슬롯-소켓 연결을 통해, 상기 보호 회로 모듈(200)로 바이패스되도록 한다. 또한, 보호 회로 모듈(200)을 거친 전원은 다시 상기 제2 2Pin 슬롯-소켓 연결을 통해, 정류소자로 공급되며, 상기 직류 회로 모듈(100)에 위치하고 있는 변압기로 12V, 5V 등으로 변환되어, 전자식 계기의 다른 구성요소(부품)들에 구동 전력으로 공급될 수 있다.
여기서, 상기 정류 소자는, 상용 교류 전력 설비를 위한 전자식 계기에 널리 사용되는 상용 교류 전력을 직류로 변환하는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 방식의 소자일 수 있다.
도시한 바와 같이, 상기 보호 회로 모듈(200)은, 상기 바리스터(244)와 병렬 연결된 교류 입력단 커패시터(C5)를 더 포함할 수 있다.
도시한 바와 같이, 상기 보호 회로 모듈(200)은, 상기 바리스터(244)의 양단에 연결되며, 정상 동작시 점등되고 상기 바리스터(244)의 단락시 소등되는 알림 램프(257, 258)를 더 포함할 수 있다.
도 7은 도 5에 도시한 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치를 구비한 전자식 전력량계의 일 실시예를 도시한 구성도이다.
도 8은 도 7의 전자식 전력량계에서 본 발명의 사상에 따른 보호 회로 모듈을 장착하는 모습을 도시한 개념도이다.
도시한 전자식 전력량계는, 전력 사용량 계량을 위해 외부에서 인가되는 교류 전력 경로의 전압 또는 전류를 센싱하는 센싱부 모듈(20); 전력 사용량 계량을 위해 각종 정보를 읽어들여 연산하고, 외부로 데이터 통신을 수행하며, 디스플레이할 정보를 출력하는 제어부 모듈(40); 전력 사용량 또는 내부 상태에 대한 시각적 정보를 출력하는 디스플레이 모듈(60); 교류 입력 접속단자(222) 및 교류 출력 접속단자(224)와, 상기 교류 입력 접속단자(222)로부터의 과전압 또는 이상 전압의 유입을 차단하고, 상기 교류 출력 접속단자(224)에 연결되는 소자들을 보호하는 바리스터(244)를 구비하는 보호 회로 모듈(200); 및 외부에서 인가되는 교류 전력을 상기 보호 회로 모듈(200)로 바이패스하는 교류 전달 접속단자(122)와, 상기 보호 회로 모듈(200)을 경유한 교류 전력을 인가받는 보호 교류 접속단자(124)와, 상기 보호 교류 접속단자(124)로 인가되는 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 정류 소자(140)와, 정류된 상기 직류 전력을 상기 센싱부 모듈(20), 상기 제어부 모듈(40) 및 상기 디스플레이 모듈(60)로 공급하는 직류 전달 회로를 구비하는 직류 회로 모듈(100)을 포함한다.
여기서, 상기 교류 입력 접속단자(222)와 상기 교류 전달 접속단자(122)가 서로 체결 또는 분리되며, 상기 교류 출력 접속단자(224)와 상기 보호 교류 접속단자(124)가 서로 체결 또는 분리되는 방식으로, 상기 보호 회로 모듈(200)은 상기 직류 회로 모듈(100)에 탈착될 수 있다.
상기 전자식 전력량계는, 계기 외부에는 전력량계의 기밀 유지가 가능한 탈착식 뚜껑을 설치하여 뚜껑을 열고 보호 회로 모듈(200) 기판을 교체할 수 있도록 하며, 이는 필요시 봉인을 설치 할 수 있는 구조로 되어 있다. 도 8은 상기 전자식 전력량계의 보호 회로 모듈(200) 기판의 교체 중인 상태를 도시한 것이다.
예컨대, 상기 보호 회로 모듈(200) 보드는 내부에서 흔들림이 없도록 PCB 기판이 전력량계 내부 가이드라인을 따라 고정되게 설치되며, 상기 보호 회로 모듈(200) 보드를 꺼내거나 부착할 수 있도록 상기 전자식 전력량계의 외함(10)에는 점검 커버(19)가 형성된다. 구현에 따라, 전력량계 외부 여닫이 문으로서 상기 점검 커버(19)에는 필요시 봉인을 설치 할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 도시한 점검 커버(19)의 여닫이 방향은 옆으로 열거나 위로 열 수 있도록 두가지 방법을 전력량계 구조에 맞게 활용 할 수 있다.
전자식 전력량계는 특고압용과 저압용이 있으며, 저압용도 상부에 통신 모뎀을 별도로 설치하는 모델(G-TYPE, 구형 전자식 전력량계 등)이 있으므로 모뎀 기판과 서로 간섭되지 않게 교체용 보호회로 보드를 적절히 배치하여 적용할 수 있다.
보호회로 동작 또는 소손 시에도 부품 열화로 인한 소자의 내부탈락이 발생하지 않도록 SMPS 기판의 설치방향은 내부 소자가 위로 향하게 하여 냉납 및 부품 열화로 인한 중력 낙하가 발생하지 않도록 한할 수 있다.
교체용 보호 회로 모듈(200) 내부에는 보호 회로의 정상 동작 여부를 식별할 수 있는 LED로서 알림 램프(257, 258)를 설치하여 정상 동작 시 점등, 바리스터 단락 및 퓨저블 저항 개방 시 소등되게 하여 보호회로의 교체 여부를 판별하게 하는데, 예컨대, 상기 알림 램프(257, 258)의 물리적인 위치는 전력량계 점검 커버(19)를 개방하지 않고도 확인 가능하도록 보호 회로 모듈(200)의 안전 스위치(270) 인근으로 하고, 상기 점검 커버(19)를 구성하는 여닫이 문의 재질을 투명 폴리카보네이트를 적용할 수 있다.
도면에서 상기 안전 스위치는 상기 보호 회로 모듈(200)이 상기 전자식 전력량계에 결합된 상태에서 작업자가 조작할 수 있도록, 상기 점검 커버(19)가 열린 상태에서 외부로 노출됨을 알 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 직류 회로 모듈
122 : 교류 전달 접속단자
124 : 보호 교류 접속단자
140 : 정류 소자
200 : 보호 회로 모듈
222 : 교류 입력 접속단자
224 : 교류 출력 접속단자
244 : 바리스터
270 : 안전 스위치

Claims (14)

  1. 외부로부터의 교류 전력이 입력되는 교류 입력 접속단자와,
    상기 교류 전력을 출력하는 교류 출력 접속단자와,
    상기 교류 입력 접속단자로부터의 과전압 또는 이상 전압의 유입을 차단하고, 상기 교류 출력 접속단자에 연결되는 소자들을 보호하는 바리스터와,
    외부 조작에 따라 상기 바리스터와 상기 교류 입력 접속단자의 연결을 차단하는 안전 스위치와,
    이상 상태에서 상기 바리스터와 상기 교류 입력 접속단자의 연결 경로를 절단하는 퓨즈블 저항
    을 구비하는 보호 회로 모듈; 및
    외부에서 인가되는 교류 전력을 상기 보호 회로 모듈로 바이패스하는 교류 전달 접속단자와,
    상기 보호 회로 모듈을 경유한 교류 전력을 인가받는 보호 교류 접속단자와,
    상기 보호 교류 접속단자로 인가되는 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 정류 소자와,
    정류된 상기 직류 전력을 전력 소비 소자들로 전달하는 직류 전달 회로
    를 구비하는 직류 회로 모듈
    을 포함하되,
    상기 교류 입력 접속단자와 상기 교류 전달 접속단자가 서로 체결 또는 분리되며,
    상기 교류 출력 접속단자와 상기 보호 교류 접속단자가 서로 체결 또는 분리되는 방식으로,
    상기 보호 회로 모듈은 상기 직류 회로 모듈에 탈착되는 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안전 스위치는,
    상기 보호회로 모듈 내의 커패시터 소자 또는 인덕터 소자에 충전된 전력을 제거하는 제거 회로를 동작시키는 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정류 소자는, SMPS(Switching Mode Power Supply) 방식의 소자인 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보호 회로 모듈은,
    상기 바리스터와 병렬 연결된 교류 입력단 커패시터
    를 더 구비하는 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보호 회로 모듈은,
    상기 바리스터의 양단에 연결되며, 정상 동작시 점등되고 상기 바리스터의 단락시 소등되는 알림 램프
    를 더 구비하는 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보호 회로 모듈은 단일 기판 형태를 가지며,
    상기 교류 입력 접속단자와 상기 교류 출력 접속단자는, 상기 단일 기판의 하나의 동일한 테두리 변에 배치된 전자식 계기를 위한 전력 공급 장치.
  7. 전력 사용량 계량을 위해 외부에서 인가되는 교류 전력 경로의 전압 또는 전류를 센싱하는 센싱부 모듈;
    전력 사용량 계량을 위해 각종 정보를 읽어들여 연산하고, 외부로 데이터 통신을 수행하며, 디스플레이할 정보를 출력하는 제어부 모듈;
    전력 사용량 또는 내부 상태에 대한 시각적 정보를 출력하는 디스플레이 모듈;
    교류 입력 접속단자 및 교류 출력 접속단자와, 상기 교류 입력 접속단자로부터의 과전압 또는 이상 전압의 유입을 차단하고, 상기 교류 출력 접속단자에 연결되는 소자들을 보호하는 바리스터를 구비하는 보호 회로 모듈; 및
    외부에서 인가되는 교류 전력을 상기 보호 회로 모듈로 바이패스하는 교류 전달 접속단자와, 상기 보호 회로 모듈을 경유한 교류 전력을 인가받는 보호 교류 접속단자와, 상기 보호 교류 접속단자로 인가되는 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 정류 소자와, 정류된 상기 직류 전력을 상기 센싱부 모듈, 상기 제어부 모듈 및 상기 디스플레이 모듈로 공급하는 직류 전달 회로를 구비하는 직류 회로 모듈
    를 포함하되,
    상기 교류 입력 접속단자와 상기 교류 전달 접속단자가 서로 체결 또는 분리되며, 상기 교류 출력 접속단자와 상기 보호 교류 접속단자가 서로 체결 또는 분리되는 방식으로, 상기 보호 회로 모듈은 상기 직류 회로 모듈에 탈착되는 전자식 전력량계.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보호 회로 모듈은,
    외부 사용자의 조작에 따라 상기 바리스터와 상기 교류 입력 접속단자의 연결을 차단하는 안전 스위치
    를 더 구비하는 전자식 전력량계.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 안전 스위치는,
    상기 보호회로 모듈 내의 커패시터 소자 또는 인덕터 소자에 충전된 전력을 제거하는 제거 회로를 동작시키는 전자식 전력량계.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 보호 회로 모듈은,
    이상 상태에서 상기 바리스터와 상기 교류 입력 접속단자의 연결 경로를 절단하는 퓨즈블 저항
    을 더 구비하는 전자식 전력량계.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 정류 소자는, SMPS(Switching Mode Power Supply) 방식의 소자인 전자식 전력량계.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 보호 회로 모듈은,
    상기 바리스터와 병렬 연결된 교류 입력단 커패시터
    를 더 구비하는 전자식 전력량계.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 보호 회로 모듈은,
    상기 바리스터의 양단에 연결되며, 정상 동작시 점등되고 상기 바리스터의 단락시 소등되는 알림 램프
    를 더 구비하는 전자식 전력량계.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 보호 회로 모듈은 단일 기판 형태를 가지며,
    상기 교류 입력 접속단자와 상기 교류 출력 접속단자는, 상기 단일 기판의 하나의 동일한 테두리 변에 배치된 전자식 전력량계.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0879968A (ja) * 1994-08-31 1996-03-22 Noritz Corp 安全装置
KR101425269B1 (ko) * 2012-08-10 2014-08-14 전주대학교 산학협력단 Ｌｅｄ조명기기용 서지보호기

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101253229B1 (ko) 2012-11-05 2013-04-16 김병학 Tvs/배리스터 단락감지 및 통신용 서지보호장치
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