KR19990078513A

KR19990078513A - 자동 전원 개폐 장치

Info

Publication number: KR19990078513A
Application number: KR1019980055394A
Authority: KR
Inventors: 김형광
Original assignee: 김형광
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1998-12-16
Publication date: 1999-11-05
Also published as: US6509658B1; JP2000188830A; JP3430401B2; FR2787629A1; GB2345809A; DE19960543A1; GB9928870D0; CN1267074A

Abstract

본 발명은 사용 대기 상태인 모든 전기 및 전자 제품의 전원을 자동으로 개폐할 수 있는 자동 전원 개폐 장치에 관한 것이다.

본 발명은 이를 구현하기 위해 상용 교류의 공급 라인인 제1라인 및 제2라인과, 제1라인의 접점을 개폐하는 제1릴레이(relay)와, 제2라인의 접점을 개폐하는 제2릴레이와, 빛의 유무를 감지하고 감지된 빛의 유/무에 따라 제1릴레이와 제2릴레이의 접점 상태를 순차 절환시켜 제1라 및 제2라인을 통해 흐르는 상용 교류를 개폐시키는 전원 개폐 제어 장치로 구성된 전원 개폐 장치를 제공한다.

Description

자동 전원 개폐 장치

본 발명은 자동 전원 개폐 장치에 관한 것으로, 특히 사용 대기 상태인 모든 전기 및 전자 제품의 전원을 자동으로 개폐할 수 있는 자동 전원 개폐 장치에 관한 것이다.

상용 교류는 플러그(plug)를 통해 각 전기 및 전자 제품으로 공급된다. 전기 및 전자 제품은 플러그를 통해 공급되는 상용 교류를 전원으로 사용하며, 사용 대기시 전원 스위치(switch)를 사용하여 상용 교류를 차단하도록 되어 있다. 전원 스위치를 사용해 상용 교류를 차단하는 경우 플러그를 통해 공급되는 상용 교류는 각 전기 및 전자 제품으로 흐르게 되어 전력 손실이 발생된다. 이러한 전력 손실을 방지하기 위해 최근 사용하지 않는 전기 및 전자 제품은 플러그를 완전히 분리시켜 차단하는 운동이 전개되고 있다.

종래에는 상용 교류 라인에서 전기 및 전자 제품을 완전히 분리시키기 위해 상용 교류 라인에 접속된 플러그를 직접 사람이 분리시키도록 되어 있다. 이로 인해 다양한 종류의 전기 및 전자 제품을 사용하고 있는 요즈음 모든 전기 및 전자 제품의 플러그를 찾아 사람이 일일이 분리시켜야 하는 불편한 문제점이 있다.

본 발명은 빛의 유/무에 따라 낮과 밤을 설정하여 자동으로 낮에는 전기 및 전자 제품으로 교류가 공급되도록 하고 사용 대기 시간대인 밤에는 교류의 공급을 차단하는 자동 전원 개폐 장치를 제공함을 목적으로 한다.

이러한 목적을 구현하기 위한 본 발명은 상용 교류의 공급 라인인 제1라인 및 제2라인과, 제1라인의 접점을 개폐하는 제1릴레이(relay)와, 제2라인의 접점을 개폐하는 제2릴레이와, 빛의 유무를 감지하고 감지된 빛의 유/무에 따라 제1릴레이와 제2릴레이의 접점 상태를 순차 절환시켜 제1라 및 제2라인을 통해 흐르는 상용 교류를 개폐시키는 전원 개폐 제어 장치로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 자동 전원 개폐 장치의 구성을 나타낸 회로도,

도 2는 도 1에 도시된 전원 개폐 제어 장치의 구성을 나타낸 회로도이다.

본 발명을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 자동 전원 개폐 장치의 구성을 나타낸 회로도이다. 도시된 바와 같이, 상용 교류(AC)의 공급 라인인 제1라인(Line) 및 제2라인(N: neutral line)과, 제1라인(Line)의 접점을 개폐하는 제1릴레이(relay)(20)와, 제2라인(N)의 접점을 개폐하는 제2릴레이(30)와, 빛의 유무를 감지하고 감지된 빛의 유/무에 따라 제1릴레이(20)와 제2릴레이(30)의 접점 상태를 순차 절환시켜 제1라인(Line) 및 제2라인(N)을 통해 흐르는 상용 교류(AC)를 개폐시키는 전원 개폐 제어 장치(40)로 구성된다.

본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 상용 교류(AC)의 전송선인 라인(Line)을 제1라인(Line)이라 하고, 뉴트럴 라인(neutral line: N)을 제2라인(N)으로 설정하겠다. 제1라인(Line)과 제2라인(N)에는 와이드 레인지(wide range) 전원 공급부(10), 제1릴레이(20) 및 제2릴레이(30)로 구성된다. 와이드 레인지 전원 공급부(10)는 제1릴레이(20) 및 제2릴레이(30)의 접점 상태에 관계없이 항시 상용 교류(AC)가 공급되도록 부가되어 구성된다.

상용 교류(AC; 이하 교류로 칭함)를 공급받는 와이드 레인지 전원 공급부(10)는 전원 개폐 제어 장치(40)로 저전압 레벨(level)의 구동전원을 공급하며, 와이드 레인지 전원 공급부(10) 대용으로 축전지(도시 않음)가 사용될 수 있다. 이는 전원 개폐 제어 장치(40)에 의해 제1라인(Line) 및 제2라인(N)을 통해 흐르는 교류(AC)가 차단된 경우에 이를 반전시키기 위한 전원 개폐 제어 장치(40)로 구동전원을 공급하기 위해 설치된다.

전원 개폐 제어 장치(40)는 저 레벨의 직류전압으로 구동되며, 이를 공급하는 와이드 레인지 전원 공급부(10)는 복수의 캐패시터(C1)(C2), 정류기(11) 및 제너 다이오드(ZD)로 구성된다. 복수의 캐패시터(C1)(C2)는 제1라인(Line)과 제2라인(N)에 각각 직렬로 연결되며 교류 전압의 레벨에 관계없이 일정한 전압이 유기되도록 정전 용량을 갖는다.

복수의 캐패시터(C1)(C2)에 유기된 교류 전압은 정류기(11)에 의해 정류되며 출력단에 병렬로 제어 다이오드(ZD)를 연결시켜 정류된 직류 전압을 저 레벨(level)의 직류전압으로 유지되도록 한다. 또한 캐패시터(C3)(C10)는 리플(ripple) 성분을 제거하기 위해 사용된다. 제어 다이오드(ZD)의 기준 전위 레벨에 의해 저전압으로 유지되는 직류전압을 전원 개폐 제어 장치(40)에서 구동전원으로 사용한다. 와이드 레인지 전원 공급부(10)에서 발생된 구동전원에 의해 구동되는 전원 개폐 제어 장치(40)는 빛의 유/무에 따라 제1릴레이(20)와 제2릴레이(30)의 접점 상태를 절환시킨다. 예를 들어, 주의의 빛이 있는 경우에는 전원 개폐 제어 장치(40)는 제1릴레이(20) 및 제2릴레이(30)의 각각의 접점 상태를 CT단자(contact terminal)와 NC단자(normal close terminal)가 연결시켜 제1라인(Line) 및 제2라인(N)을 통해 각각 라인 교류(Line AC)와 뉴트럴 라인 교류(N AC)가 출력되도록 한다. 출력되는 라인 교류(Line AC)와 뉴트럴 라인 교류(N AC)사이에 병렬된 연결된 캐패시터(C11)(C12) 사이에 풀 그라운드(full ground)(FG)시켜 입력되는 교류(AC)에 혼입된 노이즈(noside)를 제거하며, 입력단 또는 출력단으로부터 유입되는 노이즈(noise)를 흡수 제거하기 위해 TNR을 병렬 연결시킨다.

이와 반대로 전원 개폐 제어 장치(40)에서 빛이 감지되지 않은 경우에는 제1릴레이(20) 및 제2릴레이(30)의 접점을 CT단자와 NO단자(normal open terminal)가 연결되도록 하여 제1라인(Line) 및 제2라인(N)을 통해 출력되는 라인 교류(Line AC)와 뉴트럴 라인 교류(N AC)의 출력을 차단시키도록 동작한다.

빛의 감지 유/무에 따라 제1릴레이(20) 및 제2릴레이(30)를 구동시켜 제1라인(Line) 및 제2라인(N)을 개폐시키는 전원 개폐 제어 장치(40)의 구성을 첨부된 도면을 이용하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 도 1에 도시된 전원 개폐 제어 장치의 구성을 나타낸 회로도이다. 도시된 바와 같이, 먼저 빛의 유/무는 센서(sensor)부(10)에서 감지한다. 빛의 유/무를 감지하는 센서부(41)는 광도전셀(photoconductive cell) 소자인 CdS 소자(41a)가 사용되며, CdS 소자(41a) 대신 CdSe나 포토 다이오드(photo diode)를 사용할 수 있다. 빛을 감지하는 소자로 CdS 소자(41a)가 사용되면 CdS 소자(41a)와 직렬로 가변저항(VR)이 연결되며, 가변저항(VR)을 조정하여 CdS 소자(41a)의 감도를 조절하게 된다. 가변저항(VR)에 의해 감도를 조절할 수 있는 CdS 소자(41a)는 주의에 빛이 있는 경우에 이를 감지하여 빛의 광량에 비례하는 전류를 발생한다.

즉, 주의에 빛이 없이 어두운 상태인 경우에 전류가 발생되지 않으며 주의에 빛이 있는 경우 이 빛의 광량에 비례하는 전류를 발생하여 감지신호를 출력하게 된다. CdS 소자(41a)로부터 출력되는 감지신호의 여부에 따라 전원 개폐 제어 장치(40)는 제1릴레이(20) 및 제2릴레이(30)의 접점 상태를 전환시킨다. 먼저 낮에서 밤으로 이동하여 전기 및 전자 제품의 사용 대기시간이 되는 경우의 제1릴레이(20) 및 제2릴레이(30)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

제1릴레이(20) 및 제2릴레이(30)의 접점이 CT단자와 NC단자가 연결된 상태에서 주의에 빛이 없는 경우 CdS 소자(41a)의 비활성화에 의해 노드(node)(a)에 전류가 흐르지 않게 된다. 이로 인해 제1릴레이 드라이버(42)의 트랜지스터(Q1)는 비활성화된다. 트랜지스터(Q1)의 비활성화에 의해 제1릴레이(20)의 코일(L1)에 흐르는 전류가 소자되고 이로 인해 접점은 CT단자에서 NC단자로 절환되어 제1라인(Line)을 오픈(open)시킨다. 접점을 절환시키는 코일(L1)에 병렬로 연결된 다이오드(D1)는 트랜지스터(Q1)를 보호하기 위한 환류 다이오드로 사용되며 저항(R1)은 에미터(emitter) 저항으로 사용된다.

트랜지스터(Q1)가 비활성화되면 노드(b)에 전류가 흐르지 않게 되고 이로 인해 딜레이부(43)의 트랜지스터(Q2)가 비활성화된다. 트랜지스터(Q2)를 비활성화시키는 이 전압은 저항(R2)에 유기된 후 저항(R3) 및 캐패시터(C4)를 통해 트랜지스터(Q2)로 인가된다. 트랜지스터(Q2)가 비활성화됨으로 인해 노드(c)에는 로루 레벨 전압이 유기된다. 이 전압은 저항(R5) 및 캐패시터(C5)(C6)를 통해 멀티바이브레이터(multivibrator)(43a)의 단자(4)로 인가되어 트리거(trigger) 펄스로 사용된다.

멀티바이브레이터(43a)는 단안정 멀티바이브레이터가 사용되며, 와이드 레인지 전원 공급부(10)로부터 공급되는 구동전원을 캐패시터(C7)를 통해 잡음을 제거한 후 전원단자(1)로 공급받는다. 멀티바이브레이터(43a)의 단자(2)에는 저항(R6)과 타이밍(timing) 캐패시터(C9)가 연결되어 RC 시정수에 의해 출력단자(5)로 출력되는 저전위 레벨의 구동펄스 폭을 설정하여 출력하게 된다. 즉, 단자(4)로 입력되는 트리거 펄스에 따라 단자(5)를 통해 출력되는 구동펄스 폭을 단자(2)에 연결된 저항(R6) 및 캐패시터(C9)의 시정수에 따라 조정하여 출력하게 된다.

멀티바이브레이터(43a)로부터 출력되는 구동펄스는 트랜지스터(Q2)와 멀티바이브레이터(43a)를 통해 출력되는 과정에서 트랜지스터(Q1)의 비활성화 후 소정 시간 지연되어 출력된다. 소정 시간 지연된 구동펄스는 고전위 레벨을 갖게 되며 이로 인해 제2릴레이 드라이버(44)는 제2릴레이(30)의 접점을 절환시킨다. 즉, 제2릴레이 드라이버(44)는 제2릴레이(30)의 접점을 CT단자와 NC단자가 연결된 상태에서 CT단자와 NO단자가 연결되도록 전환시켜 제2라인(N)을 오픈시킨다.

제2릴레이(30)의 접점을 절환시켜 제2라인(N)을 오픈시키는 제2릴레이 드라이버(44)는 트랜지스터(Q3)로 구성된다. 트랜지스터(Q3)는 하이 레벨(high level)을 갖는 구동펄스를 저항(R8) 수신받아 비활성화되고, 트랜지스터(Q3)의 비활성화에 의해 제2릴레이(30)의 코일(L2)에 흐르는 전류를 소자시킨다. 여기서 저항(R9)는 컬렉터 궤환 바이어스(collector feedback bias)로 사용된다. 코일(L2)에 흐르는 전류를 소자시킴으로써 제2릴레이(30)의 접점은 CT단자와 NO단자가 연결되도록 전환되어 제2라인(N)을 통해 흐르는 교류를 차단하게 된다.

트랜지스터(Q3)로 구동펄스를 공급하는 멀티바이브레이터(43a)는 하나의 구동펄스를 출력한 후 다시 원 상태로 리셋(reset)된다. 이 상태를 방지하기 위해 멀티바이브레이터(43a)의 리셋 출력단자인 단자(3)에는 구동전원을 유기하는 저항(R7)이 연결되며, 이 저항(R7)으로 유기되는 구동전원을 궤환시키기 위해 저항(R7)과 트랜지스터(Q2)의 노드(c) 사이에 자동 리셋 회로(45)가 부가되어 접속된다.

자동 리셋 회로(45)는 저항(R7) 및 저항(R10)을 통해 구동전원을 분배하여 저전압으로 만든 후 다이오드(D2)를 통해 평활시켜 노드(c)로 공급한다. 이 때 캐패시터(C8)는 잡음 제거용으로 사용된다. 노드(c)로 유기된 저전압은 멀티바이브레이터(43a)의 단자(4)로 인가되여 연속적으로 구동펄스를 발생하도록 하여 제2릴레이(30)의 접점 상태를 유지시키게 된다. 예를 들어, CdS 소자(41a)에서 빛이 감지되지 않는 경우에 전원 개폐 제어 장치(40)는 제1라인(Line) 및 제2라인(N)을 오픈시켜 교류(AC)가 출력되지 않도록 한다. 반대로 CdS 소자(41a)에서 빛을 감지하는 경우에 전원 개폐 제어 장치(40)는 제1릴레이(20) 및 제2릴레이(30)의 접점 상태를 절환시켜 제1라인(Line)과 제2라인(N)을 통해 교류(AC)가 출력되도록 한다.

제1릴레이(20) 및 제2릴레이(30)를 반전시키기 위해 CdS 소자(41a)에서 빛이 감지되면 감지신호를 발생한다. 감지신호의 발생으로 노드(a)에 하이 레벨의 전류가 흐르게 되고 이 전류에 의해 트랜지스터(Q1)가 활성화되어 코일(L1)에 전류가 흐르는 여자 상태를 만들게 된다. 코일(L1)의 여자 상태에 의해 제1릴레이(20)의 접점 상태는 CT단자에서 NC단자로 절환되어 제1라인(Line)을 통해 교류(AC)가 출력되도록 한다.

제1릴레이(20)의 접점을 절환시키는 트랜지스터(Q1)의 활성화에 의해 노드(b)에는 전류가 흐르게 되어 트랜지스터(Q2)를 활성화시킨다. 트랜지스터(Q2)의 활성화에 의해 노드(c)에 저전압이 유기되며, 이 저전압을 트리거 펄스로 수신받은 멀티바이브레이터(43a)는 저전위 구동펄스를 트랜지스터(Q3)로 인가하여 트랜지스터(Q3)를 활성화시킨다. 트랜지스터(Q3)의 활성화에 의해 제2릴레이(30)의 코일(L2)이 여자 상태가 되고, 이로 인해 제2릴레이(30)의 접점이 CT단자와 NC단자가 연결된다. 트랜지스터(Q3)의 활성화에 의해 코일(L2)이 여자 상태가 되고, 이 여자 상태로 CT단자와 NC단자가 연결됨으로 인해 제2라인(N)을 통해 교류(AC)가 출력된다.

이와 같이 CdS 소자(41a)에 의해 빛의 감지 여부에 따라 전원 개폐 제어 장치(40)는 제1라인(Line) 및 제2라인(N)을 순차 개폐시켜 교류 전송로인 제1라인(Line) 및 제2라인(N)을 동시 개폐로 인한 위험을 방지하고, 이 두라(Line)(N)을 통해 출력되는 교류(AC)의 출력을 제한하게 된다. 즉, CdS 소자(41a)는 빛이 감지되는 낮인 경우에 감지신호를 발생하여 전원 개폐 제어 장치(40)를 통해 제1라인(Line) 및 제2라인(N)을 통해 교류(AC)가 출력되도록 하고, 반대로 빛이 감지되는 않는 밤인 경우에 제1라인(Line) 및 제2라인(N)을 통해 교류(AC)가 출력되지 않도록 한다.

빛의 유/무에 따라 CdS 소자(41a)는 낮과 밤을 구별하고, CdS 소자(41a)에 의해 낮과 밤이 구별되면 전원 개폐 제어 장치(40)는 낮과 밤에 따라 전기 및 전자 제품으로 흐르는 교류(AC)를 개폐하게 된다. 즉, 전원 개폐 제어 장치(40)는 낮에는 제1라인(Line) 및 제2라인(N)을 통해 교류(AC)가 출력되도록 하며, 밤에는 제1라인(Line) 및 제2라인(N)을 통해 교류(AC)가 출력되지 않도록 자동으로 개폐하여 전기 및 전자 제품으로 흐르는 교류를 차단시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 전원 개폐 장치는 CdS 소자를 사용하여 낮과 밤에 따라 전기 및 전자 제품으로 공급되는 교류를 자동으로 공급 및 차단시킴으로서 전기 및 전자 제품의 전원을 손쉽게 차단시키는 효과를 제공한다.

Claims

제1라인 및 제2라인으로 구성된 상용 교류 라인을 개폐하는 장치에 있어서,

상기 제1라인의 접점을 개폐하는 제1릴레이(relay);

상기 제2라인의 접점을 개폐하는 제2릴레이; 및

빛의 유무를 감지하고 감지된 빛의 유/무에 따라 상기 제1릴레이와 상기 제2릴레이의 접점 상태를 순차 절환시켜 상기 제1라인 및 제2라인을 통해 흐르는 상용 교류를 개폐시키는 전원 개폐 제어 장치로 구성됨을 특징으로 하는 자동 전원 개폐 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전원 개폐 제어 장치는 빛의 유/무를 감지하고 빛이 있는 경우 감지신호를 발생하여 출력하는 센서(sensor)부;

상기 감지신호가 수신되지 않은 경우 활성화되어 상기 제1라인을 통해 상용 교류가 출력되지 않도록 상기 제1릴레이의 접점 상태를 절환시키는 제1릴레이 드라이버(driver);

상기 제1릴레이 드라이버의 활성화 후 소정 시간 지연된 구동 펄스를 발생하여 출력하는 딜레이(delay)부; 및

상기 구동 펄스를 수신받아 활성화되어 상기 제2라인을 통해 상용 교류가 출력되지 않도록 상기 제2릴레이의 접점 상태를 절환시키는 제2릴레이 드라이버로 구성됨을 특징으로 하는 자동 전원 개폐 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 센서부는 빛의 유/무를 감지하여 감지신호를 발생하여 출력하는 CdS 소자나 포토 다이오드가 사용되며 상기 CdS나 포토 다이오드의 감도를 조절하기 위해 직렬로 가변저항이 연결되어 구성됨을 특징으로 하는 자동 전원 개폐 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 딜레이부는 상기 제1릴레이 드라이버의 활성화 상태를 소정 시간 지연시켜 출력하기 위한 트랜지스터; 및

상기 트랜지스터의 활성화에 의해 트리거되어 구동펄스를 출력하는 멀티바이브레이터(multivibrator)로 구성됨을 특징으로 하는 자동 전원 개폐 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 딜레이부는 구동펄스의 출력 상태를 연속적으로 유지시키기 위해 자동 리셋(reset)부가 부가되어 구성됨을 특징으로 하는 자동 전원 개폐 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전원 개폐 제어 장치는 소정 레벨의 구동전원을 공급받기 위해 와이드 레인지(wide range) 전원 공급부가 부가되어 구성됨을 특징으로 하는 자동 전원 개폐 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 전원 개폐 제어 장치로 소정 레벨의 구동전원을 공급하기 위한 상기 와이드 레인지 전원 공급부는 상기 제1라인과 상기 제2라인에 각각 직렬로 연결된 복수의 캐패시터;

상기 복수의 캐패시터로부터 방전되는 전압을 정류하는 정류기; 및

상기 정류기로부터 출력되는 정류된 전압을 소정 레벨로 유지시키기 위해 상기 정류기와 병렬로 연결된 제너 다이오드로 구성됨을 특징으로 하는 자동 전원 개폐 장치.