KR20000013542A

KR20000013542A - 과부하 경보 및 표시장치

Info

Publication number: KR20000013542A
Application number: KR1019980032445A
Authority: KR
Inventors: 임창언; 장철환; 이용균; 최병연; 권혁조; 김태오
Original assignee: 정몽헌; 재단법인한국전기전자시험연구원
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1998-08-10
Publication date: 2000-03-06

Abstract

본 발명은 멀티 탭, 멀티 콘센트, 주택용 분전반 등에 내장되어 사용자가 전자 제품의 플러그를 꽂을 때에 발생되는 과부하를 자동으로 검출하여 사용자로 하여금 그 플러그를 꽂지 못하도록 하기 위한 과부하 경보 및 표시장치에 관한 것이다. 이는 멀티 탭내 일측 전원 입력단에 연결되어 외부의 교류전원을 정류수단(300)에 의해서 정류한다. 멀티 탭내 타측 전원 입력단에 연결된 과부하 검출수단(400)은 교류전류를 감지하여 그 전류가 규정치 보다 과전류일 때 경보 및 표시 제어신호를 출력한다. 이 출력된 신호를 받은 발진 및 경보/표시 수단(500)은 일정 주기로 발진을 하여 LED와 알람을 동시에 작동시킨다. 이와 같은 각 수단은 멀티 탭, 멀티 콘센트, 주택용 분전반에 미소형으로 내장되고, 상기와 같이 작용함으로써 과부하로 인한 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

과부하 경보 및 표시장치

본 발명은 과부하 경보 및 표시장치에 관한 것으로서, 특히 멀티탭(Multi outlet), 콘센트(consent), 주택용 분전반(Switch board) 등에 내장되어 사용하고자 하는 전자제품이 여러개가 동시에 전기적으로 연결될 때에 자동적으로 과부하 상태를 감지하여 사용자에게 알려줌으로써 안전사고를 미연에 방지하기 위한 과부하 경보 및 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 가정에는 개인용 컴퓨터(PC), 전기 다리미, 전기 밥솥, 에어컨, 선풍기 등과 같은 전자제품들이 널리 보급되어 이를 사용하고 있다. 그런데, 이러한 전자제품들을 가정 또는 사무실에서 동시에 사용하기 위해서 사용자는 멀티 탭이나, 멀티 콘센트 등을 필수적으로 사용하여야 한다.

이와 같은 멀티 탭을 사용할 때에는 사용자는 이전에 그 멀티 탭에 꽂아 있던 전자 제품 연결에 따른 과부하를 정확히 알지 못한 상태에서 무심코 플러그를 꽂게 된다. 이와같이 여러개의 전자 제품이 멀티 탭에 연결됨으로써, 과부하로 인한 안전사고를 일으키는 경우가 있었다. 이는 특히 사용자가 부재중인 상태에서 전자 제품이 동시에 동작시에는 더 큰 안전사고를 초래하게 되는 커다란 문제점이 되었다.

따라서, 사용자가 상기와 같은 멀티 탭이나, 멀티 콘센트, 주택용 분전반에 전자 제품을 동시에 여러개 꽂을 때에도 과부하에 따른 안전사고를 걱정하지 않아도 되는 안전 장치가 필요하게 되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해, 멀티 탭, 멀티 콘센트, 주택용 분전반에 내장되고, 전자 제품의 플러그가 멀티 탭, 멀티 콘센트, 주택용 분전반 등에 여러개 꽂힐 때에 발생되는 과부하를 자동으로 검출하여 사용자에게 현재 과부하의 상태를 발광 또는 경보를 이용해서 알려줌으로써, 과부하로 인한 안전 사고를 미연에 방지하기 위한 과부하 경보 및 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 전체 블록 구성도,

도 2는 도 1의 상세 회로 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

300 : 정류 수단 400 : 과부하 검출수단

410 : 전류감지부 420 : 브릿지 정류부

430 : 직류신호 증폭부 440 : 비교 검출부

500 : 발진 및 경보/표시수단 510 : 발진부

520 : 인버터 530 : 경보 및 표시부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적인 특징은, 입력되는 교류(AC) 전원을 받아 사용자가 꽂는 플러그를 통해 전자 제품에 공급하기 위한 전원 공급용 연결수단인 멀티 탭, 멀티 콘센트, 또는 주택용 분전반에 있어서, 상기 전원 공급용 연결수단내 일 측 전원 입력단에 내장되도록 연결되고, 상기 공급되는 교류전원을 받아서 트랜스 없이(transless) 정류하여 일정 직류전원을 공급하는 정류수단과, 상기 전원 공급용 연결수단내 타 측 전원 입력단에 내장되게 연결되어 사용자가 전원 플러그를 꽂는 순간에 발생되는 과부하의 상태를 검출하는 과부하 검출수단과, 그리고 상기 과부하 검출수단에서 과부하가 검출될 때의 신호를 받아 사용자가 전원 플러그를 꽂지 말도록 일정 주기의 발진신호에 상응하게 경보 및 발광으로 사용자에게 알려주는 발진 및 경보/표시수단이 상기 멀티 탭, 멀티 콘센트, 주택용 분전반에 내장됨으로써, 과부하로 인한 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 특징이 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1은 본 발명의 멀티 탭, 멀티 콘센트, 주택용 분전반에 내장되는 개략적인 블록 구성도로서, 여기서는 멀티 탭의 외부에 설치된 것처럼 보이지만, 이는 실제로 멀티 탭에 내장된 것이다.

도 1을 참조하여 그 구성을 살펴보면, 입력되는 교류(AC) 전원을 사용자가 꽂는 전자 제품의 플러그에 공급하기 위한 전원 공급용 연결수단인 멀티 탭, 멀티 콘센트, 또는 주택용 분전반(200)과, 상기 전원 공급용 연결수단내 일 측 전원 입력단에 내장되도록 연결되고, 상기 공급되는 교류전원을 받아서 트랜스 없이(transless) 정류하여 일정 직류전원을 공급하는 정류수단(300)과, 상기 전원 공급용 연결수단내 타 측 전원 입력단에 내장되게 연결되어 사용자가 전원 플러그를 꽂는 순간에 발생되는 과부하의 상태를 검출하는 과부하 검출수단(400)과, 상기 과부하 검출수단에서 과부하가 검출될 때의 신호를 받아 사용자가 전원 플러그를 꽂지 말도록 일정 주기의 발진신호에 상응하게 경보 및 발광으로 알려주는 발진 및 경보/표시수단(500)으로 구성되어 있다.

상기 도 1에 대한 상세 회로도는 도 2 에 도시하였다. 이 도 2를 참조하여 상세 회로 구성 및 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 외부로부터 교류전원(110V/220V)이 멀티 탭(200; 여기서는 하나만 도시됨)에 인가된다. 상기 멀티 탭(200) 내부의 일 측 전원 입력단에 연결되어 상기 입력되는 교류전원을 정류수단(300)을 통해 정류하여 일정 직류전원(약 12V)을 공급한다.

이때 상기 정류수단(300)은, 저항(R1), 콘덴서(C1), 정류용 다이오드(D1, D2), 제 1 제너 다이오드(RD 1) 및 전해 콘덴서(C2)로 구성되어 있다. 이러한 정류수단은, 트랜스리스(Transless)식의 미소전류(저소비전력형)형으로서, 멀티 탭내에 내장된다.

이와 같은 정류수단(300)의 작용을 살펴보면, 교류 입력전원이 정극성(+)으로 되는 순간 저항(R1), 콘덴서(C1), 정류용 다이오드(D2), 제 1 제너 다이오드(RD1)를 통해서 전류가 흐르게 된다. 이때 콘덴서(C1)는 충전되고, 제너 다이오드(RD1) 양단에는 제너 전압(12V)이 형성된다. 이 제너 전압은 전해 콘덴서(C2)에 충전되어, 정류전원으로 되어 회로 동작용 전원으로 사용된다.

그리고 다음 순간 상기 교류 입력전원이 부극성(-)으로 바뀌면, 다이오드(D1), 콘덴서(C1), 저항(R1)을 통해서 역방향 전류가 흐르게 되고, 이때 콘덴서(C1)는 방전을 하게 된다. 이러한 동작이 반복됨에 따라 직류 12V의 정전압 정류작용이 이루어진다. 이와 같은 정류수단(300)의 정류용량은 1W 정도로 작은 편이지만, 회로의 소비전력을 미소전력형으로 설계한 것이다.

다음으로, 과부하 검출수단(400)은, 멀티 탭내에 설치되되, 탭 내 타측 전원 입력단에 연결되고, 사용자가 전자 제품의 플러그를 동시에 많이 꽂았을 때, 즉 일정 개수의 플러그가 꽂아 있는 상태에서 규격치 이상의 전류가 흐를 경우, 그 과전류를 검출하는 회로이다.

이러한 과부하 검출수단(400)은, 크게 변류기(Current Transformer) 또는 전류 감지 센서를 사용한 전류감지부(410), 브릿지 정류부(420)와, 오피앰프를 사용한 직류신호 증폭부(430)와, 제 2 제너 다이오드(RD 2)와 오피앰프로 구성된 비교검출부(440)로 구성되어 있다.

이와 같은 과부하 검출수단(400)의 작용을 살펴보면, 먼저 멀티 탭/콘센트(200)를 통해서 흐르는 교류전류의 흐름을 전류감지부(410)에서 감지하여 이에 비례하는 교류전압을 출력한다. 이 출력된 교류전압을 받은 브릿지 정류부(420)에서는 정류하여 직류전압으로 변환한다. 이 정류부(420)를 통해서 출력된 직류 전압은 비교전압으로 이용하기에는 좀 부족하므로 직류신호 증폭부(430)에서 증폭한다.

이때, 상기 직류신호 증폭부(430)에서 증폭되는 신호(부하용량에 비례하는 전류)의 크기는 직류신호 증폭부(430)의 입력단(+)에 연결된 가변저항(VR; 10KB)에 의해서 약 5Vdc 정도로 조정된 후 비교 검출부(440)에 출력된다.

그에 따라, 비교 검출부(440)에서는 상기 직류신호 증폭부(430)에서 출력된 신호를 제 2 제너 다이오드(RD 2)의 자체 전압(기준전압)과 비교기(441)를 통해 비교하여, 그 출력된 직류전압이 상기 기준전압보다 클 때 트랜지스터(TR)를 구동하여 경보 및 표시를 위한 제어신호를 출력한다. 이때, 트랜지스터(TR)는 상기 비교기(441)에서 출력되는 신호에 따라 베이스 전류가 흐르고, 콜렉터 전류가 흐르게 되며, 콜렉터 전압은 1(약 12Vdc)에서 0(제로 전압)으로 된다.

상기 비교 검출부(440)에서 출력된 신호에 따라 동작되는 발진 및 경보/표시수단(500)은, 크게 2개의 낸드(NAND) 게이트(511, 512), 저항(R2), 콘덴서(C3)로 구성된 발진부(510)와, 두 개의 낸드 게이트(521, 522)로 구성된 인버터(520)로 구성된다.

상기 비교 검출부(440)의 트랜지스터(TR)에서 출력되는 콜렉터 전압이 1에서 0으로 되면(즉, 과전류가 흐를 때), 발진부(510)는 정지 상태에서 발진 상태가 된다. 이때 발진부(510)의 사이클 타임은 경보와 표시의 효과를 얻기 위해서 약 1초 정도(T=1/2.2 (R2*C3))로 설정한다. 그 사이클 주기는 가변할 수 있다.

그 발진부(510)에서 발진되는 신호는 두 개의 낸드게이트(521, 522)로 구성된 인버터(520)를 통해서 0 상태에서 1로, 1에서 다시 0 상태로 이와 같이 1초 간격으로 반복하여 그 출력신호를 내보내게 된다.

상기 발진부에서 출력되는 주기적인 신호에 따라 동작되는 경보 및 표시부(530)는, 정류수단(300)의 출력측과 인버터(520) 사이에 연결되고, 알람(532)은 인버터의 출력측과 접지 사이에 연결된다. 이러한 경보 및 표시부(530)는 평상시에는 상기 교류전원이 입력되고 있는 상태를 나타내기 위해 발광다이오드(LED; 531)가 점등 상태에 있다가 과부하가 발생되면 상기 발진부(510)의 주기적인 신호에 따라 깜박거리게 되고, 이와 동시에 알람(532)도 삐삐 거리며 소리를 내게 된다.

이상과 같은 본 발명은 멀티 탭, 멀티 콘센트, 주택용 분전반 등에 내장되어, 사용자가 전자 제품의 플러그를 멀티 탭에 꽂을 때에 현재 과부하 상태를 사용자에게 자동으로 미리 알려주어 전기적 연결을 하지 못하도록 함으로써, 과부하로 인한 안전사고를 미연에 방지할 수가 있는 효과가 있다.

Claims

입력되는 교류(AC) 전원을 받아 사용자가 꽂는 플러그를 통해 전자 제품에 공급하기 위한 전원 공급용 연결수단인 멀티 탭, 멀티 콘센트, 또는 주택용 분전반에 있어서,

상기 전원 공급용 연결수단내 일 측 전원 입력단에 내장되도록 연결되고, 상기 공급되는 교류전원을 받아서 트랜스 없이(transless) 정류하여 일정 직류전원을 공급하는 정류수단(300)과;

상기 전원 공급용 연결수단내 타 측 전원 입력단에 내장되게 연결되어 사용자가 전원 플러그를 꽂는 순간에 발생되는 과부하의 상태를 검출하는 과부하 검출수단(400)과; 및

상기 과부하 검출수단에서 과부하가 검출될 때의 신호를 받아 사용자가 전원 플러그를 꽂지 말도록 일정 주기의 발진신호에 상응하게 경보 및 발광으로 사용자에게 알려주는 발진 및 경보/표시수단(500)이 상기 멀티 탭, 멀티 콘센트, 주택용 분전반에 내장되는 것을 특징으로 하는 과부하 경보 및 표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 과부하 검출수단(400)은,

상기 전원 공급용 연결수단내에 타측 전원 입력단을 통해서 흐르는 교류전류를 감지하여 이에 비례하는 교류전압을 출력하는 미소형의 전류감지부(410)와;

상기 출력된 교류전압을 받아 직류전압으로 정류하여 직류전압으로 출력하는 브릿지 정류부(420)와;

상기 정류부(420)를 통해서 출력된 직류 전압을 비교전압으로 출력하기 위해 증폭하는 직류신호 증폭부(430)와; 및

상기 직류신호 증폭부(430)에서 출력된 비교전압과 기준전압을 비교하여 비교전압이 상기 기준전압보다 클 때 경보 및 발광을 위한 제어신호를 출력하는 비교검출부(440)로 구성된 것을 특징으로 하는 과부하 경보 및 표시장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 비교 검출부(440)는,

상기 정류수단(300)에 연결되어 자체 전압을 기준전압으로 갖는 제너 다이오드(RD2)와;

상기 직류신호 증폭부(430)에서 출력된 비교전압이 상기 기준전압을 초과하였는지 비교하는 비교기(441)와; 및

상기 비교기(441)의 비교에 의해 비교전압이 기준전압을 초과할 때에 구동되어 논리신호 '0'을 출력하는 트랜지스터(TR)로 구성된 것을 특징으로 하는 과부하 경보 및 표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 발진 및 경보/표시수단(500)은,

상기 과부하 검출수단(400)에서 출력된 신호에 따라 일정 주기로 발진을 하는 저항(R2), 콘덴서(C3), 두 개의 낸드(NAND) 게이트로 구성된 발진부(510)와;

상기 발진부에서 출력된 신호를 일정 시간 간격으로 변환시켜 출력하기 위해 인버터(520)와; 및

상기 인버터(520)에서 변환되는 신호에 따라 발광다이오드로 점멸함과 동시에 이를 알람을 이용하여 소리로 울려주는 경보 및 표시부(530)로 구성된 것을 특징으로 하는 과부하 경보 및 표시장치.
제 4 항에 있어서,

상기 인버터(520)는, 두 개의 낸드(NAND) 게이트가 직렬 연결된 것을 특징으로 하는 과부하 경보 및 표시장치.