KR102401318B1 - Appratus for power supply for smart switch - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스마트 스위치의 동작에 필요한 상시 전원을 안정적으로 공급하는 스마트 스위치용 전원 공급 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a power supply device for a smart switch that stably supplies constant power required for the operation of the smart switch.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 일 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information on an embodiment of the present invention and does not constitute the prior art.
도 1은 종래 기술의 기계식 조명 스위치의 조명 점등을 위한 배선도이다.1 is a wiring diagram for lighting lighting of a prior art mechanical light switch.
도 1에 도시된 바와 같이, 기계식 조명 스위치(100)는 단상 교류전원(AC 전원)의 두 선(N, L)중 N선이 등기구에 직접 연결하고, L선이 스위치(11)를 통해 등기구에 연결되어 있다. 이때, AC 전원은 L(Live)과 N(Neutral) 방향을 가지고 있고, N은 접지에 연결되는 선으로 전압이 걸리지 않아 손으로 만져도 안전하며, L에 전압이 걸린다.As shown in Figure 1, the
따라서, 기계식 조명 스위치(100)는 벽면 등에 매립식으로 설치된 스위치(11)를 사용자가 수동으로 온/오프하여 등기구를 점등하거나 소등하게 된다. Accordingly, the
사무용 건물과 주거용 건물을 모두 포함한 건물, 예를 들어 아파트, 가정용 집, 사무실, 상가 등에는 각 방(Room)마다 조명 등기구가 설치되고 있다. 이렇게 건물의 방마다 설치되는 조명 등기구에 대응하여 조명 스위치가 방의 벽면에 설치된다. In buildings including both office buildings and residential buildings, for example, apartments, home houses, offices, shopping malls, etc., lighting fixtures are installed in each room. In this way, the lighting switch is installed on the wall of the room in response to the lighting fixtures installed in each room of the building.
최근에는 사용자 편의를 위해 리모트컨트롤러(remote c온(ON)troller)를 이용하여 조명의 점등을 조작하는 방법이 사용되고 있다. 이 경우, 리모트컨트롤러를 이용하여 건물의 벽면에 설치된 스위치에 무선신호를 송신하면 송신된 무선 신호에 따른 동작을 스위치 모듈이 수행하여 조명의 점등을 제어한다.Recently, for user convenience, a method of controlling the lighting of a light using a remote controller (ON) has been used. In this case, when a wireless signal is transmitted to the switch installed on the wall of the building using the remote controller, the switch module performs an operation according to the transmitted wireless signal to control the lighting of the light.
이와 같이 무선신호를 이용하여 조명의 점등을 제어하는 경우, 조명의 점등 여부에 관계없이 건물의 벽면에 설치된 스위치는 항상 무선신호를 수신할 수 있는 대기 상태에 있어야 한다. 즉, 무선신호를 수신하고, 수신된 신호에 해당하는 제어신호 생성 및 스위치 제어 등을 수행할 수 있도록 스위치가 대기 상태에 있기 위해서는 대기전력이 항시 필요하게 된다.In this way, when the lighting of the lighting is controlled using the wireless signal, the switch installed on the wall of the building should always be in a standby state to receive the wireless signal regardless of whether the lighting is turned on or not. That is, standby power is always required in order for the switch to be in the standby state so as to receive a radio signal, generate a control signal corresponding to the received signal, and perform switch control.
특히, 무선 신호 송수신 및 이에 대한 제어 신호를 생성하는 전자 소자 등은 직류 전력에 의하여 구동되므로 대기전력은 교류가 아닌 직류전력의 형태를 사용하는 것이 일반적이므로 직류전력을 안정적으로 공급할 수 있는 대기 전력이 필요하다.In particular, since electronic devices that transmit and receive wireless signals and generate control signals for them are driven by DC power, it is common to use DC power instead of AC for standby power. need.
이와 같은 대기전력을 얻기 위해서 대개 일차 건전지를 사용하는 방법이 주를 이루고 있으나, 수명이 제한된 건전지를 매번 사용자가 교체해 주어야 하는 번거로움 및 자원 낭비를 초래하는 문제점이 있으며, 특히 RF신호 형태의 무선신호를 사용하는 경우 소비전력이 증가하므로 건전지의 교체 수명이 짧아지는 문제점이 있다. 또한, 매립식 스위치가 설치되는 벽면의 공간은 물리적 제약을 가지고 있으므로 무한정 용량이 큰 건전지를 사용하려면 그만큼 공간을 많이 차지하므로, 공간활용도와 벽면의 미관에도 바람직하지 않다.In order to obtain such standby power, the main method is to use a primary battery, but there is a problem in that the user has to replace the battery with a limited lifespan every time and causes a waste of resources, especially the radio signal in the form of an RF signal. There is a problem in that the replacement life of the battery is shortened because power consumption increases when using the battery. In addition, since the space on the wall where the buried switch is installed has physical limitations, it takes up a lot of space to use a battery with a large indefinite capacity, which is undesirable in terms of space utilization and aesthetics of the wall.
한편, 홈 오토메이션(HA, Home Automati온(ON))에 대한 관심이 증대됨에 따라 가정에 구비된 다양한 가전 설비 등을 원격지에서 제어하는 IoT 스마트홈 구현 기술이 근래 주목되고 있고, 그에 따라 건물의 공간이나 방마다 거의 필수적으로 구비되어 있는 스위치를 무선신호에 의해 동작되는 개선된 스마트 스위치 형태로 이용하는 방법이 늘어가고 있다.On the other hand, as interest in home automation (HA, Home Automation (ON)) increases, IoT smart home implementation technology for remotely controlling various home appliances provided in the home has recently been attracting attention, and accordingly, There is an increasing number of ways to use the switch, which is almost essential in every room, in the form of an improved smart switch operated by a wireless signal.
그러나 스마트 스위치는 전력 공급에 대한 방식 등의 규격화에 의하여 배선 또는 단자 구조 등이 이미 결정된 형태로만 이용되고 있어 건물을 신축하는 경우에만 극히 제한적으로 적용될 수 있을 뿐, 기존 건물의 기계식 스위치 구조에는 구조 변경을 위한 추가 작업을 수행하지 않고는 설치할 수 없어 상당히 제한적인 적응성을 가지는 문제점이 있다.However, the smart switch is only used in a form in which the wiring or terminal structure has already been determined due to the standardization of the power supply method, etc. There is a problem with very limited adaptability because it cannot be installed without performing additional work for
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 원격 제어 및 터치의 구동에 필요한 상시 전원을 안정적으로 공급할 수 있는 스마트 스위치용 전원 공급 장치를 제공하는 것에 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a power supply device for a smart switch capable of stably supplying constant power required for remote control and driving of touch according to an embodiment of the present invention in order to solve the above problems.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical task to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical task as described above, and other technical tasks may exist.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 점등을 원격 제어하는 스마트 스위치용 전원 공급장치는, 적어도 하나 이상의 조명 기기를 제어하기 위한 제어 신호를 제공하는 제어 모듈; 상기 제어 신호에 따라 상용 전원과 조명 기기가 직렬 연결되는 제1 접속 단자를 통해 교류 전원의 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 모듈; 상용 전원에 연결되어, 상기 스위칭 모듈이 오프(OFF) 동작시 원격 제어 또는 터치식 구동 필요한 제1 직류 전원(V1)을 제공하고, 상기 스위칭 모듈이 온(ON) 동작시 전체 장치의 동작에 필요한 제2 직류 전원(V2, V2>V1)을 제공하는 전원 공급 모듈; 및 상용 전원과 상기 전원 공급 모듈 사이에 연결되어, 상기 전원 공급 모듈에 공급되는 교류 전원의 온오프 시점을 제어하기 위한 위상 제어 펄스 신호를 발생시켜 상기 전원 공급 모듈에 제공하는 펄스 발생 모듈을 포함하는 것이다.As a technical means for achieving the above technical problem, a power supply for a smart switch for remotely controlling lighting lighting according to an embodiment of the present invention includes: a control module providing a control signal for controlling at least one lighting device; a switching module for performing a switching operation of AC power through a first connection terminal to which commercial power and a lighting device are connected in series according to the control signal; It is connected to a commercial power supply and provides the first DC power V1 necessary for remote control or touch-type driving when the switching module is in an OFF operation, and is necessary for the operation of the entire device when the switching module is in an ON operation a power supply module providing a second DC power source (V2, V2>V1); and a pulse generating module connected between commercial power and the power supply module to generate a phase control pulse signal for controlling an on-off time of the AC power supplied to the power supply module and provide it to the power supply module will be.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 스위치용 전원 공급 장치는, 로라(LoRa), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 적외선(IR), NFC(Near Field Communicati온(ON)) 또는 이들의 조합을 포함한 무선 통신 방식을 진원하는 무선 통신 모듈을 더 포함하는 것이다. Power supply for a smart switch according to an embodiment of the present invention, LoRa, Bluetooth (Bluetooth), Zigbee (Zigbee), infrared (IR), NFC (Near Field Communication (ON)) or a combination thereof It will further include a wireless communication module for supporting a wireless communication method including a.
상기 제어 모듈은, 외부로부터 상기 조명 기기의 점등 제어 신호가 입력되면 상기 스위칭 모듈을 온 동작시키고, 소등 제어 신호가 입력되면 상기 스위칭 모듈을 오프 동작시키는 것이다. The control module turns on the switching module when a lighting control signal of the lighting device is input from the outside, and turns off the switching module when a turn off control signal is input.
상기 스위칭 모듈은 적어도 하나 이상의 조명 기기조명 기기일로 연결되는 적어도 하나 이상의 래칭 릴레이(Latching Relay)로 구성되는 것이다. The switching module is composed of at least one or more latching relays connected to at least one or more lighting devices and lighting devices.
상기 펄스 발생 모듈은, 상기 스위칭 모듈의 온 동작시 제1 접속 단자(P1)와 제2 접속단자(N1) 간에 폐회로가 구성되고, 트라이액을 포함한 펄스 발생 회로를 이용한 위상 제어 스위칭을 통해 P1 과 N1간에 기 설정된 전압의 전위차를 형성하여 상기 전원 공급 모듈을 구동시켜 상기 제2 직류전원(V2)이 공급되도록 하고, 상기 스위칭 모듈의 오프 동작시, P1과 N1 간에 개방 회로를 구성하여 상기 전원 공급 모듈이 구동되어 상기 제1 직류 전원(V1)이 공급되도록 하는 것이다. In the pulse generating module, a closed circuit is formed between the first connection terminal (P1) and the second connection terminal (N1) during the ON operation of the switching module, and through phase control switching using a pulse generating circuit including a triac, P1 and A potential difference of a preset voltage is formed between N1 to drive the power supply module so that the second DC power V2 is supplied, and when the switching module is turned off, an open circuit is formed between P1 and N1 to supply the power The module is driven so that the first DC power V1 is supplied.
상기 펄스 발생 회로는, 상기 상용 전원 N 라인에 직렬 연결되는 제2 접속 단자에 연결된 전해 콘덴서(C10); 상기 제1 접속 단자에 연결된 정류 다이오드(D6); 상기 전해 콘덴서(C10)와 병렬 연결된 전류 제한용 저항(R11); 상기 저항(R11)과 병렬 연결되어 직류 정전압을 형성하는 제너 다이오드(D8); 상기 정류 다이오드(D6)와 동일 지점에 연결된 정류 다이오드(D2); 상기 정류 다이오드(D2)를 통해 정류된 반파 전압에 대해 전류를 제한하는 전류 제한용 저항(R9); 상기 전류 제한용 저항(R9)을 거쳐 반파 정류된 전압을 기 설정된 기준전압에 기초하여 구형파를 형성하는 제너 다이오드(D4); 상기 제너 다이오드(D8)의 캐소드 단자에 연결된 다이오드(D7); 상기 제너 다이오드(D4)의 캐소드 단자에 연결된 다이오드(D5); 상기 다이오드(D7)를 통해 제1 전압과 상기 다이오드(D5)를 통해 제2 전압이 만나는 지점에 입력 단자가 연결되고, 상기 입력 단자에서 입력된 전압이 기 설정된 기준전압 이상인 경우에 출력 단자와 접지간을 개방하고, 상기 기준 전압 미만인 경우에 쇼트시키는 전압 검출기; 상기 전압 검출기의 출력단자에 연결되어, 상기 제1 전압 이하로 동작하는 제너 다이오드(D9); 상기 제너 다이오드(D9)의 캐소드 단자에 베이스 단자가 연결되어, 상기 제1 전압 이상이 입력되면 온 동작되는 트랜지스터(Q2); 상기 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 단자에 베이스 단자가 연결되어, 상기 트랜지스터(Q2)가 온 동작시 오프 동작되는 트랜지스터(Q3); 상기 트랜지스터(Q3)의 이미터 단자와 베이스 단자 사이에 연결되어, 상기 트랜지스터(Q2)가 오프 동작시 트랜지스터(Q3)의 베이스 전압에 의해 충전되는 캐패시터(C9); 상기 트랜지스터(Q3)의 이미터 단자와 콜렉터 단자 사이에 연결된 제너 다이오드(D13); 상기 제너 다이오드(D13)의 캐소드 단자에 게이트 단자가 연결되어, 상기 트랜지스터(Q3)가 오프 동작시 온 동작되고, 상기 캐패시터(C9)가 충전되면 상기 트랜지스터(Q3)가 온 동작되면서 오프 동작되는 트랜지스터(Q1); 및 상기 트랜지스터(Q1)의 드레인 단자와 상기 스위칭 모듈 사이에 연결되어, 상기 트랜지스터(Q1)의 온 동작시 오프 동작되고, 상기 트랜지스터(Q1)의 오프 동작시 온 동작되어 위상 제어 펄스 신호를 발생시키는 트라이액을 포함하는 것이다.The pulse generating circuit may include: an electrolytic capacitor (C10) connected to a second connection terminal connected in series to the commercial power supply N line; a rectifier diode (D6) connected to the first connection terminal; a current limiting resistor (R11) connected in parallel with the electrolytic capacitor (C10); a Zener diode (D8) connected in parallel with the resistor (R11) to form a DC constant voltage; a rectifying diode (D2) connected to the same point as the rectifying diode (D6); a current limiting resistor (R9) for limiting a current with respect to the half-wave voltage rectified through the rectifying diode (D2); a Zener diode (D4) for forming a square wave based on a preset reference voltage for the half-wave rectified voltage through the current limiting resistor (R9); a diode (D7) connected to the cathode terminal of the zener diode (D8); a diode (D5) connected to the cathode terminal of the zener diode (D4); The input terminal is connected to a point where the first voltage through the diode D7 and the second voltage meet through the diode D5, and when the voltage input from the input terminal is equal to or greater than a preset reference voltage, the output terminal and ground a voltage detector that opens the liver and short-circuits when it is less than the reference voltage; a Zener diode (D9) connected to the output terminal of the voltage detector and operating below the first voltage; a transistor Q2 having a base terminal connected to a cathode terminal of the Zener diode D9 and turned on when the first voltage or more is input; a transistor Q3 having a base terminal connected to the collector terminal of the transistor Q2, the transistor Q2 being turned off when the transistor Q2 is turned on; a capacitor C9 connected between the emitter terminal and the base terminal of the transistor Q3 and charged with the base voltage of the transistor Q3 when the transistor Q2 is turned off; a Zener diode (D13) connected between the emitter terminal and the collector terminal of the transistor (Q3); A transistor in which a gate terminal is connected to the cathode terminal of the Zener diode D13, the transistor Q3 is turned on when the transistor Q3 is turned off, and the transistor Q3 is turned on and turned off when the capacitor C9 is charged. (Q1); and connected between the drain terminal of the transistor Q1 and the switching module, and is turned off when the transistor Q1 is turned on, and turned on when the transistor Q1 is turned on to generate a phase control pulse signal. It contains triacs.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 본 발명은 수 있고, 기존의 기계식 조명 스위치의 회로 개폐용 스위치 선만을 이용하여 전원공급장치를 일대일로 교체할 수 있어 배선이나 점퍼선 추가가 필요없고, 조명 기기가 소등된 상태에서도 스마트 스위치에 원격 제어 및 터치식 구동에 필요한 상시 전원을 안정적으로 공급할 수 있는 효과가 있다. According to the above-described means for solving the problems of the present invention, the present invention can, and the power supply can be replaced one-to-one using only the switch wire for opening and closing the circuit of the existing mechanical lighting switch, so there is no need to add wiring or jumper wires, Even when the lighting device is turned off, it is possible to stably supply the constant power required for remote control and touch-type operation to the smart switch.
따라서, 본 발명은 직류 전압 형태의 상시 전원을 스마트 스위치에 지속적으로 공급할 수 있어, 기존의 건전지를 이용하는 스마트 스위치에 비해 건전지를 교체할 필요가 없어 편리성이 증대될 수 있고, 장시간 조명이 소등된는 환경에서 발생할 수 있는 스위치의 동작 불능 상태를 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다. Therefore, the present invention can continuously supply constant power in the form of DC voltage to the smart switch, so there is no need to replace the battery compared to the smart switch using the existing battery, so convenience can be increased, and the light is turned off for a long time. There is an effect that can prevent in advance the inoperative state of the switch that may occur in the environment.
도 1은 종래 기술의 기계식 조명 스위치의 조명 점등을 위한 배선도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 스위치용 전원 공급 장치의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 스위치용 전원 공급치의 구성을 설명하는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 모듈의 오프 동작시 전류 흐름을 설명하는 도면이다.
도 5 내지 도 8은 도 4의 각 측정 지점에서 측정된 전압 파형을 설명하는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 모듈의 온 동작시 전류 흐름을 설명하는 도면이다.
도 10 내지 도 13은 도 9의 각 측정 지점에서 측정된 전압 파형을 설명하는 그래프이다.
도 14는 도 9의 스위칭 모듈의 온 동작시 래칭 릴레이의 타임차트를 설명하는 그래프이다. 1 is a wiring diagram for lighting lighting of a prior art mechanical light switch.
2 is a block diagram illustrating the configuration of a power supply device for a smart switch according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram illustrating the configuration of a power supply for a smart switch according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a current flow during an OFF operation of a switching module according to an embodiment of the present invention.
5 to 8 are graphs illustrating voltage waveforms measured at each measurement point of FIG. 4 .
9 is a view for explaining a current flow during an ON operation of a switching module according to an embodiment of the present invention.
10 to 13 are graphs illustrating voltage waveforms measured at each measurement point of FIG. 9 .
14 is a graph illustrating a time chart of a latching relay during an ON operation of the switching module of FIG. 9 .
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS 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 can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part is "connected" with another part, this includes not only the case of being "directly connected" but also the case of being "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated, and one or more other features However, it is to be understood that the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded in advance.
이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아니다. 따라서 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 동일 범위의 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.The following examples are detailed descriptions to help the understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention. Accordingly, an invention of the same scope performing the same function as the present invention will also fall within the scope of the present invention.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.In addition, each configuration, process, process or method included in each embodiment of the present invention may be shared within a range that does not technically contradict each other.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 스위치용 전원 공급 장치의 구성을 설명하는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 스위치용 전원 공급치의 구성을 설명하는 회로도이다.2 is a block diagram illustrating the configuration of a power supply for a smart switch according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram illustrating the configuration of a power supply for a smart switch according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하면, 조명 점등을 원격 제어하는 스마트 스위치용 전원 공급장치(100)는, 제어 모듈(110), 스위칭 모듈(120), 전원 공급 모듈(130), 펄스 발생 모듈(140) 및 무선 통신 모듈(150)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. Referring to FIGS. 2 and 3 , the
제어 모듈(110)은 적어도 하나 이상의 조명 기기를 제어하기 위한 제어 신호를 제공한다. 이때, 조명 기기는 LED 등기구, 형광등 등기구, 백열등 등기구, 고압방전 등기구 등을 포함할 수 있다. The
이러한 제어 모듈(110)은 외부(리모컨, 스마트폰 등)로부터 조명 기기의 점등 제어 신호가 입력되면 스위칭 모듈(120)을 온 동작시키고, 소등 제어 신호가 입력되면 스위칭 모듈(120)을 오프 동작시킨다. The
스위칭 모듈(120)은 제어 신호에 따라 상용 전원과 조명 기기가 직렬 연결되는 제1 접속 단자(P1)를 통해 교류 전원의 스위칭 동작을 수행한다. 이러한 스위칭 모듈(120)은 적어도 하나 이상의 조명 기기(등기구 1, 등기구 2, … 등기구 n)와 일대일로 연결되는 적어도 하나 이상의 래칭 릴레이(Latching Relay)(RLY1-B, RLY2-B, RLY3-B)로 구성된다. The
전원 공급 모듈은 상용 전원에 연결되어, 스위칭 모듈(120)이 오프(OFF) 동작시 통신 모듈(150)이나 터치식 스위치 구동에 필요한 제1 직류 전원(V1)즉, 상시 전원을 제공하고, 스위칭 모듈(120)이 온(ON) 동작시 전체 장치의 동작의 구동에 필요한 제2 직류 전원(V2, V2>V1)을 제공한다. The power supply module is connected to the commercial power supply, and when the
전원 공급 모듈(130)은 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 사용하여, 외부에서 공급되는 사용 전원(AC)을 직류 전원(DC)으로 전환(Switching)시킨 후, 각종 조건에 맞는 전압으로 변환시켜 공급한다.The
펄스 발생 모듈(140)은 상용 전원과 전원 공급 모듈(130) 사이에 연결되어, 교류 전원의 온오프 시점을 제어하는 위상 제어 펄스 신호를 발생시켜 전원 공급 모듈(130)에 제공한다. 즉, 펄스 발생 모듈(140)은 전원 공급 모듈(130)로 교류 전원이 공급되면, 주기적인 교류 파형에 대하여 트라이액, 다이오드를 포함한 펄스 발생 회로를 이용하여 적절한 주기만큼 위상 제어하여 일정한 전류를 공급하도록 한다. The
펄스 발생 모듈(140)은 상용 전원 N 라인에 직렬 연결되는 제2 접속 단자(N1)에 연결된 전해 콘덴서(C10), 제1 접속 단자(P1)에 연결된 정류 다이오드(D6), 전해 콘덴서(C10)와 병렬 연결된 전류 제한용 저항(R11), 저항(R11)과 병렬 연결되어 직류 정전압을 형성하는 제너 다이오드(D8), 정류 다이오드(D6)와 동일 지점에 연결된 정류 다이오드(D2), 정류 다이오드(D2)를 통해 정류된 반파 전압에 대해 전류를 제한하는 전류 제한용 저항(R9)를 포함한다.The
또한, 펄스 발생 모듈(140)은 전류 제한용 저항(R9)을 거쳐 반파 정류된 전압을 기 설정된 기준전압(9.1V)에 기초하여 구형파를 형성하는 제너 다이오드(D4), 제너 다이오드(D8)의 캐소드 단자에 연결된 다이오드(D7), 제너 다이오드(D4)의 캐소드 단자에 연결된 다이오드(D5)를 포함한다.In addition, the
또한, 펄스 발생 모듈(140)은 다이오드(D7)를 통해 제1 전압(5.1V)과 다이오드(D5)를 통해 제2 전압(9.1V)이 만나는 지점에 입력 단자(Vin)가 연결되고, 입력 단자에서 입력된 전압이 기 설정된 기준전압(6V) 이상인 경우에 출력 단자(Vout)와 접지(Vss)간을 개방하고, 기준 전압 미만인 경우에 쇼트시키는 전압 검출기(U3)를 포함한다. In addition, the
펄스 발생 모듈(140)은 전압 검출기(U3)의 출력단자에 연결되어 제1 전압(5.1V) 이하로 동작하는 제너 다이오드(D9), 제너 다이오드(D9)의 캐소드 단자에 베이스 단자가 연결되어 제1 전압(5.1V) 이상이 입력되면 온 동작되는 트랜지스터(Q2), 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 단자에 베이스 단자가 연결되어 트랜지스터(Q2)가 온 동작시 오프 동작되는 트랜지스터(Q3), 트랜지스터(Q3)의 이미터 단자와 베이스 단자 사이에 연결되어 트랜지스터(Q2)가 오프 동작시 트랜지스터(Q3)의 베이스 전압에 의해 충전되는 캐패시터(C9)를 포함한다.The
또한, 펄스 발생 모듈(140)은 트랜지스터(Q3)의 이미터 단자와 콜렉터 단자 사이에 연결된 제너 다이오드(D13), 제너 다이오드(D13)의 캐소드 단자에 게이트 단자가 연결되어, 트랜지스터(Q3)가 오프 동작시 온 동작되고, 캐패시터(C9)가 충전되면 상기 트랜지스터(Q3)가 온 동작되면서 오프 동작되는 트랜지스터(Q1), 트랜지스터(Q1)의 드레인 단자와 스위칭 모듈(120) 사이에 연결되어, 트랜지스터(Q1)의 온 동작시 오프 동작되고, 트랜지스터(Q1)의 오프 동작시 온 동작되어 위상 제어 펄스 신호를 발생시키는 트라이액을 포함한다. 이때, 트라이액은 양방향 스위칭 소자로서 AC 전압과 전류를 제어하는데 사용된다. In addition, the
펄스 발생 모듈(140)은 상기한 회로 소자들 외에도 최소 위상 제어 스위칭에 필요한 회로 소자들을 더 포함할 수 있다. The
이러한 펄스 발생 모듈(140)은 조명 점등시, P1과 N1 간의 폐회로 구성으로 인해 OV 전위가 되면 스마스 스위치의 제어 모듈(110)로 전원을 공급할 수 없기 때문에, 이를 해결하기 위해 트라이액을 이용한 최소한의 위상 제어 스위칭을 통해 P1 과 N1간에 전위차를 형성하여 전원 공급 모듈(130)을 구동시켜 제어 모듈(110)에 제2 직류전원(V2)이 공급되도록 한다.When the light is turned on, the
펄스 발생 모듈(140)은 조명 소등시, P1과 N1 간에 개방 회로를 구성하여 전원 공급 모듈(130)이 구동되어 제어 모듈(110)에 제1 직류 전원(V1)이 공급되도록 한다. When the light is turned off, the
무선 통신 모듈(150)은 로라(LoRa), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 적외선(IR), NFC(Near Field Communicati온(ON)) 또는 이들의 조합을 포함한 무선 통신 방식을 지원한다. The
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 모듈의 오프 동작시 전류 흐름을 설명하는 도면이고, 도 5 내지 도 8은 도 4의 각 측정 지점에서 측정된 전압 파형을 설명하는 그래프이다. 4 is a diagram for explaining a current flow during an OFF operation of a switching module according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 to 8 are graphs for explaining a voltage waveform measured at each measurement point of FIG. 4 .
도 4 내지 도 8을 참조하면, 스위칭 모듈(120)이 오프 동작시, 즉 래칭릴레이 접점(RLY1-B)이 오프(OFF)일 때 조명기기가 소등되며, 도 4의 화살표 방향과 같은 전류의 흐름이 형성된다. 즉, 제1 접속 단자(P1)와 제2 접속 단자(N1) 간에 개방 회로가 구성되어, 전력 공급 모듈(140)은 최소 구동 전력(예를 들어, 0.5W 미만)으로 동작되므로 인해 조명 기기는 소등 상태를 유지한다.4 to 8 , when the
또한, 전원 공급 모듈(130)은 스마트 스위치용으로만 동작되어 로라, 블루투스, 지그비 등의 통신 기능을 유지하도록 무선 통신 모듈(150)과 터치식 스위치 구동에 필요한 제1 직류 전원(V1)을 공급한다.In addition, the
이때, 펄스 발생 모듈(140)는 P1 라인의 60Hz 교류전압라인에 정류다이오드(D6)과 N1 라인에 전해콘덴서(C10)의 마이너스(-)를 연결하고, 정류다이오드(D6)를 통해 정류된 반파전압이 평활용 전해콘덴서(C10)의 플러스(+)에 연결되어, 도 5에 도시된 바와 같이 직류전압(250V)을 형성한다. At this time, the
펄스 발생 모듈(140)은 저항(R11)을 통해 전류를 제한하고, 5.1V 제너다이오드(D8)를 통해 직류정전압(a)을 형성하며, 정류다이오드(D6)와 같은 지점에서 정류다이오드(D2)를 통해 정류된 반파전압은 평활용 전해콘덴서 없이 저항(R9)을 통해 전류를 제한하고, 9.1V 제너다이오드(D4)를 통해 반파 정류된 전압이 9.1V 지점에서 깍여 사다리꼴의 구형파(b)를 형성한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 다이오드(D7)을 통해 5.1V와 다이오드(D5)를 통해 사다리꼴의 구형파 9.1V가 만나는 지점에서의 파형(c)이 형성된다. The
파형(c)는 5.1V에서 9.1V를 오르내리며 6V 검출용 전압 검출기(Voltage Detector)(U3)의 입력 단자(Vin)에 연결하여 6 V이상에서 출력 단자(Vout)과 접지(Vss)간을 개방하고, 6 V미만에서 쇼트시키는 동작을 하여 제너다이오드(D9)의 전압이 5.1V와 0V의 구형파(d)로 동작하고, 도 7에 도시된 바와 같이 연결된 트랜지스터(Q2)의 베이스단자에 5.1V가 입력되면 온 동작, 0V 입력되면 오프 동작된다. Waveform (c) goes up and down from 5.1V to 9.1V and is connected to the input terminal (Vin) of the Voltage Detector (U3) for 6V detection to connect the output terminal (Vout) and the ground (Vss) at 6 V or higher. The voltage of the Zener diode D9 operates as a square wave d of 5.1V and 0V by an operation of opening and shorting at less than 6V, and 5.1 to the base terminal of the connected transistor Q2 as shown in FIG. When V is input, it operates on, and when 0V is input, it operates off.
트랜지스터(Q2)가 온 동작일 경우, 트랜지스터(Q3)의 베이스 전압(e)이 0V가 되어 오프 동작이 되면 9.1V 제너다이오드(D13)으로 인해 (f)지점, 즉 FET(Q1)의 게이트전압이 9.1V가 되어 온(ON)되고, 트랜지스터(Q2)가 오프(OFF)일 때 트랜지스터(Q3)의 베이스전압(e)이 캐패시터(C9)를 서서히 충전하여 약 0.6V를 넘으면 트랜지스터(Q3)가 온(ON)되면서 FET(Q1)의 게이트전압이 0V가 되어 오프(OFF)된다.When the transistor Q2 is in the on operation, the base voltage e of the transistor Q3 becomes 0 V and in the off operation, the gate voltage of the FET Q1 is the gate voltage at the point (f) due to the 9.1 V Zener diode D13. When the transistor Q2 is turned off, the base voltage e of the transistor Q3 gradually charges the capacitor C9 and exceeds about 0.6V, the transistor Q3 As it turns on, the gate voltage of the FET Q1 becomes 0V and turns off.
FET(Q1)이 온(ON)일 때 트라이액(TRIAC)이 오프(OFF)되고, FET(Q1)이 오프(OFF)일 때 트라이액(TRIAC)이 온(ON)된다.When the FET Q1 is ON, the TRIAC is OFF, and when the FET Q1 is OFF, the TRIAC is ON.
이와 같이, 래칭 릴레이(RLY1-B)가 오프(OFF)일 경우에는 트라이액(TRIAC)이 온(ON) 동작되더라도, 도 8에 도시된 파형(g)처럼 0V를 나타내고 있음을 알 수 있으며, 이로 인해 조명 기기는 소등 상태를 계속 유지하게 된다.As such, when the latching relay RLY1-B is OFF, even if the TRIAC is ON, it can be seen that 0V is displayed as in the waveform g shown in FIG. As a result, the lighting device continues to remain turned off.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 모듈의 온 동작시 전류 흐름을 설명하는 도면이고, 도 10 내지 도 13은 도 9의 각 측정 지점에서 측정된 전압 파형을 설명하는 그래프이다. 도 14는 도 9의 스위칭 모듈의 온 동작시 래칭 릴레이의 타임차트를 설명하는 그래프이다. 9 is a diagram for explaining a current flow during an ON operation of a switching module according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 10 to 13 are graphs for explaining a voltage waveform measured at each measurement point of FIG. 9 . 14 is a graph illustrating a time chart of a latching relay during an ON operation of the switching module of FIG. 9 .
도 9 내지 도 14를 참조하면, 스위칭 모듈(120), 즉 래칭릴레이접점(RLY1-B)이 온(ON)일 경우에 조명 기기가 점등되며, 도 9에 도시된 화살표 방향과 같은 전류의 흐름이 형성된다. 9 to 14, when the
이때, 제1 접속 단자(P1)와 제2 접속 단자(N1)간에는 폐회로가 구성되어 0V 전위가 되며, 펄스 발생 모듈(140)은 트라이액(TRIAC)의 동작펄스를 발생시켜 최소한의 위상제어 스위칭을 통해 P1과 N1간의 전위차를 형성하여, 전원 공급 모듈(130)을 구동시켜 장치의 전체 동작에 필요한 제2 직류 전원(V2)을 공급하도록 한다. At this time, a closed circuit is formed between the first connection terminal (P1) and the second connection terminal (N1) so that the potential is 0V, and the
펄스 발생 모듈(140)은 P1 라인의 60Hz 교류전압라인에 정류다이오드(D6)과 N1 라인에 전해콘덴서(C10)의 마이너스(-)를 연결하고, 정류다이오드(D6)를 통해 정류된 반파전압이 평활용 전해콘덴서(C10)의 플러스(+)에 연결하여, 도 10에 도시된 바와 같이 제2 직류전압(80V)을 형성한다. The
펄스 발생 모듈(140)은 저항(R11)을 통해 전류를 제한하고, 5.1V 제너다이오드(D8)를 통해 직류정전압(a)을 형성하고, 정류다이오드(D6)와 같은 지점에서 정류다이오드(D2)를 통해 정류된 반파전압은 평활용 전해콘덴서 없이 저항(R9)을 통해 전류를 제한한다. The
9.1V 제너다이오드(D4)를 통해 반파 정류된 전압이 9.1V지점에서 깍여 사다리꼴의 구형파를 형성하기 전에, 연결된 6V검출용 전압 검출기(U3)의 입력 단자(Vin)에서 6V 이상의 전압을 검출하여 출력(Vout)과 접지(Vss)간을 개방하고, 6V미만에서 쇼트시키는 동작을 하며 파형은 도 11에 도시된 (b) 및 (c)와 같이 나타난다. Before the half-wave rectified voltage through the 9.1V Zener diode (D4) is cut off at the 9.1V point to form a trapezoidal square wave, a voltage of 6V or more is detected at the input terminal (Vin) of the connected 6V detection voltage detector (U3) and output It opens between (Vout) and ground (Vss), and operates to short circuit at less than 6V, and the waveform is shown as (b) and (c) shown in FIG. 11 .
이와 같이, 본 발명은 래칭릴레이(RLY1-B)가 오프(OFF)일 때는 트라이액(TRIAC)의 스위칭이 필요 없이 직류전압(250V)을 형성 할 수 있고, 래칭릴레이접점(RLY1-B)이 온(ON)일 때는 트라이액(TRIAC)을 최소 위상제어 스위칭을 통해 폐회로에서 직류전압(80V)을 형성하도록 펄스 발생 모듈(140)을 구동하며, 최소 위상제어 스위칭을 구현하기 위해 6V 검출용 N채널 오픈 드레인 출력 전압 검출기(Open Drain Output Voltage Detector)(U3)를 적용하여 5.1V(a)에서 6V(c)까지를 위상제어 구간으로 설정한다. As described above, in the present invention, when the latching relay RLY1-B is OFF, a DC voltage 250V can be formed without the need for switching the TRIAC, and the latching relay contact RLY1-B When it is ON, the
래칭릴레이(RLY1-B)이 오프(OFF)일 때 도 4에 도시된 측정 지점 (b)와 (c)에서의 전압 파형(도 6 참조)이 되고, 래칭릴레이(RLY1-B)이 온(ON)일 때, 도 9에 도시된 측정 지점 (b)와 (c)에서의 전압 파형(도 11 참조)이 된다. 구체적으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 전압 검출기(U3)가 6V이상에서 출력(Vout)과 접지(Vss)간을 개방하여 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자에 5.1V 전압(d)이 입력되면 온(ON) 동작을 하고, 트랜지스터(Q3)의 베이스 전압(e)이 0V가 되어 오프(OFF)가 되면 9.1V 제너 다이오드(D13)로 인해 (f)지점, 즉 FET(Q1)의 게이트 전압이 9.1V가 되어 온(ON) 동작되며, 트랜지스터(Q2)가 오프(OFF)일 때 트랜지스터(Q3)의 베이스전압(e)이 캐패시터(C9)를 서서히 충전하여 약 0.6V를 넘으면 트랜지스터(Q3)가 온(ON)되면서 FET(Q1)의 게이트전압이 0V가 되어 오프(OFF)된다.When the latching relay RLY1-B is OFF, the voltage waveform (see FIG. 6) at the measurement points (b) and (c) shown in FIG. 4 becomes, and the latching relay RLY1-B is on ( ON), the voltage waveforms (see FIG. 11 ) at the measurement points (b) and (c) shown in FIG. 9 are obtained. Specifically, as shown in FIG. 14, when the voltage detector U3 opens between the output Vout and the ground Vss at 6V or higher, and a 5.1V voltage d is input to the base terminal of the transistor Q2, During the ON operation, when the base voltage (e) of the transistor Q3 becomes 0V and turns OFF, the gate voltage at the point (f), that is, the FET Q1, due to the 9.1V Zener diode D13 When the transistor Q2 is off, the base voltage e of the transistor Q3 gradually charges the capacitor C9 and exceeds about 0.6V, the transistor Q3 ) is turned on, the gate voltage of the FET Q1 becomes 0V, and is turned off.
FET(Q1)이 온(ON)일 때 트라이액(TRIAC)이 오프(OFF)되고, FET(Q1)이 오프(OFF)일 때 트라이액(TRIAC)이 온(ON)된다.When the FET Q1 is ON, the TRIAC is OFF, and when the FET Q1 is OFF, the TRIAC is ON.
이와 같이, 래칭릴레이(RLY1-B)가 온(ON)일 경우에 트라이액(TRIAC)이 온(ON)되면, 도 13에 도시된 파형(g)와 같이 피크 전압이 약 80V를 나타내고 있음을 알 수 있으며, 조명 기기는 점등상태를 계속 유지하게 된다.As such, when the TRIAC is turned on when the latching relay RLY1-B is on, the peak voltage is about 80V as shown in the waveform g shown in FIG. It can be known, the lighting equipment continues to maintain the lighting state.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.
100 : 스마트 스위치용 전원 공급 장치
110 : 제어 모듈
120 : 스위칭 모듈
130 : 전원 공급 모듈
140 : 펄스 발생 모듈
150 : 무선 통신 모듈100: power supply for smart switch
110: control module
120: switching module
130: power supply module
140: pulse generating module
150: wireless communication module
Claims (6)
적어도 하나 이상의 조명 기기를 제어하기 위한 제어 신호를 제공하는 제어 모듈;
상기 제어 신호에 따라 상용 전원과 조명 기기가 직렬 연결되는 제1 접속 단자를 통해 교류 전원의 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 모듈;
상용 전원에 연결되어, 상기 스위칭 모듈이 오프(OFF) 동작시 원격 제어 또는 터치식 구동에 필요한 제1 직류 전원(V1)을 제공하고, 상기 스위칭 모듈이 온(ON) 동작시 전체 장치의 동작에 필요한 제2 직류 전원(V2)을 제공하는 전원 공급 모듈;
로라(LoRa), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 적외선(IR), NFC(Near Field Communicati) 중 하나 또는 이들의 조합을 포함한 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 모듈; 및
상용 전원과 상기 전원 공급 모듈 사이에 연결되어, 상기 전원 공급 모듈에 공급되는 교류 전원의 온오프 시점을 제어하기 위한 위상 제어 펄스 신호를 발생시켜 상기 전원 공급 모듈에 제공하는 펄스 발생 모듈을 포함하고,
상기 펄스 발생 모듈은, 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)이 만나는 지점에 입력 단자(Vin)가 연결되고, 상기 입력 단자(Vin)에서 입력된 전압이 기 설정된 기준전압(6V) 이상인 경우에 출력 단자(Vout)와 접지(Vss)간을 개방하고, 기준 전압 미만인 경우에 쇼트시키는 전압 검출기(U3)를 구성하여, 상기 스위칭 모듈의 온 동작시 트라이액이 포함된 펄스 발생 회로를 이용한 위상 제어 스위칭을 통해 제1 접속 단자(P1)와 제2 접속단자(N1) 간에 폐회로가 형성되어도 기 설정된 전압의 전위차가 형성되게 하여 상기 전원 공급 모듈을 구동시켜 상기 제2 직류전원(V2)이 제어 모듈(110)에 공급되도록 하고,
상기 스위칭 모듈의 오프 동작시, P1과 N1 간에 개방 회로가 형성됨에 따라 발생되는 전위차가 상기 전원 공급 모듈을 구동시켜 상기 제1 직류 전원(V1)이 공급되도록 하되, 상기 제2 직류전원(V2)은 상기 전압 검출기(U3)의 기준전압보다 높고, 상기 제1 직류전원(V1)은 상기 전압 검출기(U3)의 기준전압보다 낮게 설정한 것을 특징으로 하는, 스마트 스위치용 전원 공급 장치.In the power supply device for a smart switch for remote control of lighting,
a control module that provides a control signal for controlling at least one lighting device;
a switching module for performing a switching operation of AC power through a first connection terminal to which commercial power and lighting equipment are connected in series according to the control signal;
It is connected to commercial power and provides the first DC power V1 necessary for remote control or touch-type driving when the switching module is in an OFF operation, and controls the operation of the entire device when the switching module is in an ON operation. a power supply module providing a necessary second DC power (V2);
LoRa (LoRa), Bluetooth (Bluetooth), Zigbee (Zigbee), infrared (IR), a wireless communication module supporting a wireless communication method including one or a combination of NFC (Near Field Communicati); and
A pulse generating module connected between commercial power and the power supply module to generate a phase control pulse signal for controlling an on-off time of the AC power supplied to the power supply module and provide it to the power supply module,
In the pulse generating module, the input terminal Vin is connected to a point where the first voltage V1 and the second voltage V2 meet, and the voltage input from the input terminal Vin is a preset reference voltage (6V) In the case of abnormality, a voltage detector U3 that opens between the output terminal Vout and the ground Vss and short-circuits when it is less than the reference voltage is configured, so that a pulse generating circuit containing a triac during the ON operation of the switching module Even when a closed circuit is formed between the first connection terminal P1 and the second connection terminal N1 through phase control switching using the phase control switching, a potential difference of a preset voltage is formed to drive the power supply module to drive the second DC power supply (V2) to be supplied to the control module 110,
During the off operation of the switching module, a potential difference generated as an open circuit is formed between P1 and N1 drives the power supply module to supply the first DC power V1, and the second DC power V2 is higher than the reference voltage of the voltage detector (U3), the first DC power supply (V1) is characterized in that set lower than the reference voltage of the voltage detector (U3), a power supply for a smart switch.
상기 제어 모듈은,
외부로부터 상기 조명 기기의 점등 제어 신호가 입력되면 상기 스위칭 모듈을 온 동작시키고, 소등 제어 신호가 입력되면 상기 스위칭 모듈을 오프 동작시키는 것인, 스마트 스위치용 전원 공급 장치.According to claim 1,
The control module is
When a lighting control signal of the lighting device is input from the outside, the switching module is turned on, and when a light-off control signal is input, the switching module is turned off, a power supply for a smart switch.
상기 스위칭 모듈은 적어도 하나 이상의 조명 기기조명 기기일로 연결되는 적어도 하나 이상의 래칭 릴레이(Latching Relay)로 구성되는 것인, 스마트 스위치용 전원 공급 장치.According to claim 1,
The switching module is configured of at least one or more latching relays connected to at least one lighting device and one or more lighting devices, a power supply for a smart switch.
상기 펄스 발생 회로는,
상기 상용 전원 N 라인에 직렬 연결되는 제2 접속 단자에 연결된 전해 콘덴서(C10);
상기 제1 접속 단자에 연결된 정류 다이오드(D6);
상기 전해 콘덴서(C10)와 병렬 연결된 전류 제한용 저항(R11);
상기 저항(R11)과 병렬 연결되어 직류 정전압을 형성하는 제너 다이오드(D8);
상기 정류 다이오드(D6)와 동일 지점에 연결된 정류 다이오드(D2);
상기 정류 다이오드(D2)를 통해 정류된 반파 전압에 대해 전류를 제한하는 전류 제한용 저항(R9);
상기 전류 제한용 저항(R9)을 거쳐 반파 정류된 전압을 기 설정된 기준전압에 기초하여 구형파를 형성하는 제너 다이오드(D4);
상기 제너 다이오드(D8)의 캐소드 단자에 연결된 다이오드(D7);
상기 제너 다이오드(D4)의 캐소드 단자에 연결된 다이오드(D5);
상기 다이오드(D7)를 통해 제1 전압과 상기 다이오드(D5)를 통해 제2 전압이 만나는 지점에 입력 단자가 연결되고, 상기 입력 단자에서 입력된 전압이 기 설정된 기준전압 이상인 경우에 출력 단자와 접지간을 개방하고, 상기 기준 전압 미만인 경우에 쇼트시키는 전압 검출기;
상기 전압 검출기의 출력단자에 연결되어, 상기 제1 전압 이하로 동작하는 제너 다이오드(D9);
상기 제너 다이오드(D9)의 캐소드 단자에 베이스 단자가 연결되어, 상기 제1 전압 이상이 입력되면 온 동작되는 트랜지스터(Q2);
상기 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 단자에 베이스 단자가 연결되어, 상기 트랜지스터(Q2)가 온 동작시 오프 동작되는 트랜지스터(Q3);
상기 트랜지스터(Q3)의 이미터 단자와 베이스 단자 사이에 연결되어, 상기 트랜지스터(Q2)가 오프 동작시 트랜지스터(Q3)의 베이스 전압에 의해 충전되는 캐패시터(C9);
상기 트랜지스터(Q3)의 이미터 단자와 콜렉터 단자 사이에 연결된 제너 다이오드(D13);
상기 제너 다이오드(D13)의 캐소드 단자에 게이트 단자가 연결되어, 상기 트랜지스터(Q3)가 오프 동작시 온 동작되고, 상기 캐패시터(C9)가 충전되면 상기 트랜지스터(Q3)가 온 동작되면서 오프 동작되는 트랜지스터(Q1); 및
상기 트랜지스터(Q1)의 드레인 단자와 상기 스위칭 모듈 사이에 연결되어, 상기 트랜지스터(Q1)의 온 동작시 오프 동작되고, 상기 트랜지스터(Q1)의 오프 동작시 온 동작되어 위상 제어 펄스 신호를 발생시키는 트라이액을 포함하는 것인, 스마트 스위치용 전원 공급 장치.
According to claim 1,
The pulse generating circuit is
an electrolytic capacitor (C10) connected to a second connection terminal connected in series to the commercial power supply N line;
a rectifier diode (D6) connected to the first connection terminal;
a current limiting resistor (R11) connected in parallel with the electrolytic capacitor (C10);
a Zener diode (D8) connected in parallel with the resistor (R11) to form a DC constant voltage;
a rectifying diode (D2) connected to the same point as the rectifying diode (D6);
a current limiting resistor (R9) for limiting a current with respect to the half-wave voltage rectified through the rectifying diode (D2);
a Zener diode (D4) for forming a square wave based on a preset reference voltage for the half-wave rectified voltage through the current limiting resistor (R9);
a diode (D7) connected to the cathode terminal of the zener diode (D8);
a diode (D5) connected to the cathode terminal of the zener diode (D4);
The input terminal is connected to a point where the first voltage through the diode D7 and the second voltage meet through the diode D5, and when the voltage input from the input terminal is equal to or greater than a preset reference voltage, the output terminal and ground a voltage detector that opens the liver and short-circuits when it is less than the reference voltage;
a Zener diode (D9) connected to the output terminal of the voltage detector and operating below the first voltage;
a transistor Q2 having a base terminal connected to the cathode terminal of the Zener diode D9 and turned on when the first voltage or more is input;
a transistor (Q3) having a base terminal connected to a collector terminal of the transistor (Q2) to be turned off when the transistor (Q2) is turned on;
a capacitor C9 connected between the emitter terminal and the base terminal of the transistor Q3 and charged with the base voltage of the transistor Q3 when the transistor Q2 is turned off;
a Zener diode (D13) connected between the emitter terminal and the collector terminal of the transistor (Q3);
A transistor in which a gate terminal is connected to the cathode terminal of the Zener diode D13 so that the transistor Q3 is turned on when the transistor Q3 is turned off. When the capacitor C9 is charged, the transistor Q3 is turned on and turned off. (Q1); and
It is connected between the drain terminal of the transistor Q1 and the switching module, and is turned off when the transistor Q1 is turned on, and is turned on when the transistor Q1 is turned on to generate a phase control pulse signal. A power supply for a smart switch that contains a liquid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210164121A KR102401318B1 (en) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | Appratus for power supply for smart switch |
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| KR102401318B1 true KR102401318B1 (en) | 2022-05-25 |
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ID=81800595
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| KR1020210164121A KR102401318B1 (en) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | Appratus for power supply for smart switch |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR102401318B1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100110988A (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | 조영창 | Method for power supply with load in power switch circuit and system for performing the same |
| KR101015649B1 (en) | 2010-06-11 | 2011-02-22 | 임태환 | Power supply apparatus for rf switch controller of lamp |
| KR20110038761A (en) * | 2009-10-09 | 2011-04-15 | 최병관 | Rf and touch type lamp switch device |
| KR101091590B1 (en) * | 2011-08-16 | 2011-12-13 | 주식회사 신아시스템 | Apparatus for getting a source of electric power in smart lamp switch |
| KR20140084732A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | 임행삼 | Power supplies for LED modules |
| KR101717013B1 (en) | 2016-02-12 | 2017-03-15 | (주)이젝스 | Dc power supply |
-
2021
- 2021-11-25 KR KR1020210164121A patent/KR102401318B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100110988A (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | 조영창 | Method for power supply with load in power switch circuit and system for performing the same |
| KR20110038761A (en) * | 2009-10-09 | 2011-04-15 | 최병관 | Rf and touch type lamp switch device |
| KR101015649B1 (en) | 2010-06-11 | 2011-02-22 | 임태환 | Power supply apparatus for rf switch controller of lamp |
| KR101091590B1 (en) * | 2011-08-16 | 2011-12-13 | 주식회사 신아시스템 | Apparatus for getting a source of electric power in smart lamp switch |
| KR20140084732A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | 임행삼 | Power supplies for LED modules |
| KR101717013B1 (en) | 2016-02-12 | 2017-03-15 | (주)이젝스 | Dc power supply |
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