KR200209964Y1 - 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트 - Google Patents
노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트 Download PDFInfo
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Abstract
본 고안은 멀티콘센트의 인입전원에 포함된 고주파 및 저주파 대역의 전자파 노이즈를 제거하고, 스위치 등의 조작시 발생되는 과도전압과 낙뢰 등으로 발생되는 순간적인 서지전압을 제거함으로써 저주파 및 고주파 노이즈와 서지전압에 의한 전자기파 환경 장해성(EMI)과, 전자파내성(EMS) 문제를 해결하여 부하에 안정된 전원을 공급함으로써 각종 전기.전자기기의 오동작을 예방할 수 있도록 하는 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트에 관한 것이다.
본 고안은 플러그의 단자봉에 연결된 인입전선을 통해 전원을 공급받아 부하에 공급하는 다수의 플러그삽입구가 구비되고, 스위칭부의 파워스위치 조작시 전원공급 표시등인 램프를 점등시키는 램프구동부가 구비된 멀티콘센트에 있어서, 상기 단자봉에 연결된 인입전선은 그라운드선과 연결되는 도전판에 일체로 형성된 제 1, 제 2 관통형 콘덴서를 통해 삽입 설치되고, 상기 인입전선 및 그라운드선의 외측에는 튜브형의 페라이트 코어가 설치되어 고주파 대역의 노이즈를 흡수하여 제거하는 고주파 노이즈제거부가 구비되고, 상기 스위칭부와 램프구동부 사이에는 과도전압 및 서지전압을 제거하는 서지전압 제거부가 포함된 것에 특징이 있다.
Description
본 고안은 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 멀티콘센트의 인입전원에 포함된 고주파 및 저주파 대역의 전자파 노이즈를 제거하고, 스위치 등의 조작시 발생되는 과도전압과 낙뢰 등으로 발생되는 순간적인 서지전압을 제거함으로써 저주파 및 고주파 노이즈와 서지전압에 의한 전자기파 환경 장해성(EMI)과, 전자파내성(EMS) 문제를 해결하여 부하에 안정된 전원을 공급함으로써 각종 전기.전자기기의 오동작을 예방할 수 있도록 하는 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트에 관한 것이다.
일상생활 속에서 우리는 작게는 오디오의 잡음에서부터 크게는 인체장해에 이르기까지 많은 종류의 전자파장해 현상을 겪고 있으며, 그 대표적인 전자파장해 사례로서, 열차무선장해 및 항공관제시스템의 장해로 인한 사회문제, 송배전선으로부터의 초저주파 및 핸드폰으로부터의 초고주파 인체장해 논란, 컴퓨터제어방식 선반 및 로봇의 오동작에 따른 산업재해 등을 예로 들 수 있다.
이러한 현상은 우리 인간의 생활환경에 많은 종류의 전기, 전자장치가 보급되고, 이들 장치로부터 의도적 또는 비의도적으로 방출된 전자파가 전자파환경을 악화시킴에 따라 나쁜 환경에 설치된 기기가 원래의 목표대로 동작치않아 시스템이나 사회에 혼란을 일으키거나, 인체장해 등을 일으키는 문제점이 있는 것이다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 두 가지 측면으로 접근할 수 있다. 하나는 불요전자파의 방출을 억제하는 방법이고, 다른 하나는 어느 정도의 전자파환경내에서는 장해를 받지 않고 정상적으로 동작할 수 있도록 내성을 강화시키는 방법이다. 궁극적으로 전자파환경 관련 기술의 목표는 복잡 다양해져가는 전자파환경에 질서를 부여하여 조화를 이루도록 하는 것이며, 전기·전자장치들이 서로 조화를 이루어 공존할 수 있는 능력을 전자파양립성 또는 전자파적합성(Electro magne- tic Compatibility:EMC)이라 하고 전자파환경 관련기술을 통해서 이러한 능력을 갖게 된다.
특히 근래에 이르러 이러한 열악한 전자파환경내에서도 전기·전자장치가 정상 동작해야 함을 요구하게 되는 전자파감응성(Electromagnetic Susceptibility: EMS)이 대두되어 유럽연합을 중심으로 1996년부터 본격적인 규제가 실시되고 있다.
본 고안은 상기와 같은 전자기파 환경장해성(EMI)으로 인한 문제점과 전자파내성(EMS)의 규제에 대처하기 위하여 인입전원에 포함되어 있는 고주파 및 저주파 대역의 전자파 노이즈를 제거하고, 스위치 등의 조작시 발생되는 과도전압과 낙뢰 등으로 발생되는 순간적인 서지전압을 제거할 수 있는 노이즈 및 서지전압 제거장치를 플러그와 멀티콘센트에 내장함으로써 부하에 보다 안정된 전원을 공급하여 각종 전기.전자기기의 오동작을 예방할 수 있도록 한 것을 기술적 과제로 한다.
본 고안의 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트는 플러그의 단자봉에 연결된 인입전선을 통해 전원을 공급받아 부하에 공급하는 다수의 플러그삽입구가 구비되고, 스위칭부의 파워스위치 조작시 전원공급 표시등인 램프를 점등시키는 램프구동부가 구비된 멀티콘센트에 있어서, 상기 단자봉에 연결된 인입전선은 그라운드선과 연결되는 도전판에 일체로 형성된 제 1, 제 2 관통형 콘덴서를 통해 삽입 설치되고, 상기 인입전선 및 그라운드선의 외측에는 튜브형의 페라이트 코어가 설치되어 고주파 대역의 노이즈를 흡수하여 제거하는 고주파 노이즈제거부가 구비되고, 상기 스위칭부와 램프구동부 사이에는 과도전압 및 서지전압을 제거하는 서지전압 제거부가 포함된 것에 특징이 있다.
도 1은 본 고안에 따른 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트의
일부 절개사시도.
도 2는 본 고안에 따른 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트의
블록도.
도 3은 본 고안에 따른 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트의
상세회로도.
도 4는 본 고안에 따른 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트에
있어 고주파 영역에서의 노이즈 측정결과를 나타낸 그래프.
도 5는 본 고안에 따른 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트에
있어 서지전압 측정결과를 나타낸 그래프.
도 6은 본 고안에 따른 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트의
다른 실시예를 도시한 회로도.
도 7은 도 6의 다른 실시예에 있어 저주파 영역에서의 노이즈 측정결과를
나타낸 그래프.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호 설명〉
1 : 전원공급부 2 : 플러그삽입구
3 : 회로내장부 4 : 멀티콘센트
5 : 파워스위치 6 : 램프
7 : 플러그 7a, 7b : 단자봉
8 : 도전판 9a : 제 1 관통형 콘덴서
9b : 제 2 관통형 콘덴서 10 : 고주파 노이즈제거부
11 : 페라이트 코어 20 : 스위칭부
30 : 서지전압 제거부 31~33 : 제 1 내지 제 3 바리스터
40 : 램프구동부 50 : 저주파 노이즈제거부
51 : 필터회로 C, C1~C4 : 콘덴서
L1~L5 : 제 1 내지 제 5 코일
P1 : 활성선 P2 : 중성선 GND : 그라운드선
이하 본 고안의 구성 및 작용을 첨부된 도 1 내지 도 7에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 고안에 따른 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트의 일부 절개사시도로서, 다수의 플러그삽입구(2)가 형성되어 있는 전원공급부(1)의 일측에 회로내장부(3)가 일체로 형성되어 멀티콘센트(4)를 구성하고 있으며, 상기 회로내장부(3)는 플러그(7)에 설치된 단자봉(7a)(7b)과 연결된 활성선(P1)과 중성선(P2)(이하 '인입전선(P1)(P2)'이라함) 및 그라운드선(GND)을 통해 전원을 공급받도록 되어 있고, 상기 회로내장부(3)의 표면에는 멀티콘센트(4)에 전원을 공급하는 파워스위치(5)와, 이 파워스위치(5) 조작시 점등되는 파워램프(6)가 설치된다.
그리고 플러그(7)에 설치되어 있는 단자봉(7a)(7b)에 연결된 활성선(P1)과 중성선(P2)에는 그라운드선(GND)과 연결되는 도전판(8)에 일체로 형성된 제 1, 제 2 관통형 콘덴서(9a)(9b)를 통해 삽입 설치되고, 상기 활성선(P1)과 중성선(P2) 및 그라운드선(GND)의 외측에는 튜브형의 페라이트 코어(11)가 설치되어 20MHz~3GHz 대역의 고주파 노이즈(burst ＆ EFT)를 제거하여 전자파내성(EMS)의 규제에 대처하기 위한 고주파 노이즈제거부(10)를 형성하고 있으며, 상기 고주파 노이즈제거부 (10)를 경유한 전원을 회로내장부(3)에 공급하도록 되어 있다.
도 2는 본 고안에 따른 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트의 블록도로서, 플러그(7)에 설치된 고주파 노이즈제거부(10)의 출력측에는 멀티콘센트(4)를 동작시키는 파워스위치(5) 및 각종 안전장치가 내장된 스위칭부(20)를 통해 스위치 등의 조작시 발생되는 과도전압과 낙뢰 등으로 발생되는 순간적인 서지전압을 제거하는 서지전압제거부(30)가 접속된다.
또한 상기 서지전압제거부(30)의 출력측에는 다수의 부하가 접속되는 플러그삽입구(2)가 연결됨과 동시에 파워스위치(5) 조작시 파워램프(6)를 점등시키는 램프구동부(40)가 접속되어 있다.
이와 같이 이루어지는 본 고안의 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트의 동작개념을 설명하면 다음과 같다.
먼저 파워스위치(5)를 온상태로 접속할 경우 플러그(7)에 고정 설치되어진 단자봉(7a)(7b)과 연결된 활성선(P1)과 중성선(P2)을 통해 전원이 유입되며, 이 전원에 포함되어 있는 20MHz~3GHz 대역의 고주파 노이즈(burst ＆ EFT)는 제 1, 제 2 관통형 콘덴서(9a)(9b)와 페라이트 코어(11)로 이루어진 고주파 노이즈제거부(10)를 경유함으로써 제거되며, 상기 고주파 대역의 노이즈가 제거된 전원은 스위칭부 (20)를 통해 서지전압 제거부(30)를 경유함으로써 스위치 등의 조작시 발생되는 과도전압 또는 낙뢰 등으로 순간적으로 발생되는 서지전압을 제거하여 안정된 전원으로 만들어 출력하게 된다.
따라서 상기 고주파 노이즈제거부(10) 및 서지전압 제거부(30)에 의해 노이즈와 서지전압이 제거된 안정된 전원은 다수의 플러그삽입구(2)로 공급됨과 동시에 램프구동부(40)의 동작에 의해 램프(6)를 점등시켜 전원이 공급중인 상태를 나타낸다.
이하 도 3에 의해 본 고안의 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트의 상세한 구성과 작용관계를 설명하면 다음과 같다.
먼저 플러그(7)에 설치된 고주파 노이즈제거부(10)의 등가회로는 인입전선과 연결되는 한 쌍의 고주파 제거 필터회로로써, 활성선(P1)과 중성선(P2) 및 그라운드선(GND)의 외주연에 설치되어 20MHz~3GHz 대역의 고주파 노이즈(burst ＆ EFT)를 제거하는 페라이트 코어(11)의 자계성분인 제 1 내지 제 3 코일(L1~L3)이 구비되고, 상기 제 1 내지 제 3 코일(L1~L3)의 전단에는 특정 대역의 동상모드 노이즈를 바이패스 시키는 제 1, 제 2 관통형 콘덴서(9a)(9b)가 그라운드선(GND)을 중심으로 병렬 연결되어 구성된다.
그리고 스위칭부(20)는 멀티콘센트(4)에 전원을 공급하기 위한 파워스위치 (5)와, 브레카스위치(21) 및 과전류에 의한 과열을 감지하여 전원공급을 차단하는 써미스터(22)로 이루어진다.
또한, 상기 서지전압 제거부(30)는 활성선(P1)과 중성선(P2)을 통해 유입되는 과도전압 및 서지전압을 그라운드로 흡수시켜 제거하는 제 1, 제 2 바리스터 (31)(32)가 그라운드선(GND)을 중심으로 병렬 접속되어 있으며, 상기 제 1, 제 2 바리스터(31)(32)의 후단에는 미처 제거되지 못한 과도전압 및 서지전압을 2차적으로 제거하는 제 3 바리스터(33)가 연결되어 있다.
그리고 상기 서지전압 제거부(30)의 출력단에는 다수의 부하가 접속되는 플러그삽입구(2)가 연결됨과 동시에 파워스위치(5) 조작시 파워램프(6)를 점등시키는 램프구동부(40)가 접속되어 있으며, 상기 램프구동부(30)는 일반적인 회로로서 자세한 구성의 서술은 생략한다.
이와 같이 이루어진 본 고안은 먼저 멀티콘센트(4)에 설치되며 스위칭부(20)에 있는 파워스위치(5)를 온상태로 접속하게 되면 플러그(7)의 단자봉(7a)(7b)을 통해 활성선(P1)과 중성선(P2)으로 전류가 흐르게되며, 이때 활성선(P1)과 중성선(P2)에 포함된 20MHz~3GHz 대역의 고주파 노이즈(burst ＆ EFT) 중에서 특정 대역의 동상모드 노이즈는 고주파 노이즈제거부(10)인 제 1, 제 2 관통형 콘덴서(9a)(9b)를 통해 그라운드선(GND)으로 바이패스시켜 제거시키게 된다.
이때 상기 제 1, 제 2 관통형 콘덴서(9a)(9b)를 통해 제거되지 않은 고주파 노이즈는 활성선(P1)과 중성선(P2) 및 그라운드선에 연결된 페라이트 코어(11)의 자계성분인 제 1 내지 제 3 코일(L1~L3)에 의해 자계의 방향을 그라운드로 유도하게 된다.
즉, 활성선(P1)에 유도되는 자계의 방향은 제 1 및 제 2 코일(L1)(L2)을 통해 그라운드선(GND)으로 흐르게되며, 중성선(P2)에 유도되는 자계의 방향은 제 3 및 제 2 코일(L3)(L2)을 통해 흐름에 따라 활성선(P1)과 중성선(P2)의 자계를 그라운드로 흡수하게 되는 것이다.
따라서 상기 플러그(7)에 설치된 고주파 노이즈제거부(10)를 경유하여 20MHz ~3GHz 대역의 고주파 노이즈가 제거된 전원은 회로내장부(3)인 스위칭부(20)의 파워스위치(5)와 브레카스위치(21) 및 서미스터(22)를 통하여 서지전압제거부(30)로 입력되어 스위치 등의 조작시 발생되는 과도전압이나, 또는 낙뢰 등으로 인해 순간적으로 발생되는 서지전압은 제 1 내지 제 3 바리스터(31~33)에 의해 제거된다.
즉, 활성선(P1)으로 유입되는 서지전압은 제 1 바리스터(31)를 통해 그라운드선(GND)으로 경로가 형성되며, 중성선(P2)으로 유입되는 서지전압은 제 2 바리스터(32)를 통해 그라운드선(GND)으로 경로가 형성됨에 따라 서지전압을 제거하게 되는고, 상기 제 1, 제 2 바리스터(31)(32)에서 미처 제거되지 못한 서지전압은 제 3 바리스터(33)에서 2차적으로 제거하게 된다.
여기서 상기 제 1 내지 제 3 바리스터(31~33)는 활성선(P1)과 중성선(P2)을 통해 서지전압이 유입되지 않을 경우에는 오프상태를 유지하게 되나, 활성선(P1)과 중성선(P2)을 통해 제 1 내지 제 3 바리스터(31~33)의 문턱전압 보다 높은 서지전압이 유입될 경우 턴온상태로 전환됨으로써 서지전압을 그라운드로 흘러보내게 되는 것이다.
따라서 상기 고주파 노이즈제거부(10) 및 서지전압 제거부(30)에 의해 노이즈와 서지전압이 제거된 안정된 전원은 각종 전기.전자기기가 연결되는 다수의 플러그삽입구(2)로 공급됨과 동시에 램프구동부(40)의 동작에 의해 램프(6)를 점등시켜 전원이 공급중인 상태를 나타내게 되는 것이다.
도 4는 본 고안에 따른 멀티콘센트에서 고주파 영역에서의 노이즈(burst ＆ EFT) 측정결과를 나타낸 그래프로서, 본 장치를 사용하지 않은 측정치(A)에 비하여 본 장치를 사용한 측청치(B)가 20KHz~3GHz 범위의 전대역에서 20~30 데시벨(dB) 감쇠되어 나타나는 것을 알 수 있다.
도 5는 본 고안에 따른 멀티콘센트에 있어 서지전압 측정결과를 나타낸 그래프로서, 측정장비의 서지 입력전압을 3,500V, 입력전류를 1,000A로 흐르게 하였을 경우 본 고안의 제거장치를 경유하였을 경우 출력전압은 424V로 되어 서지전압의 제거 효과가 매우 높은 것으로 나타났다.
도 6은 본 고안에 따른 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트의 다른 실시예를 도시한 회로도로서, 서지전압 제거부(30)와 램프구동부(40) 사이에 상대적으로 낮은 150KHz~30MHz 저주파 대역에 포함된 노이즈를 제거하여 전자기파 환경 장해성(EMI)을 해소할 수 있는 저주파 노이즈제거부(50)를 부가한 것이다.
즉, 상기 저주파 노이즈제거부(50)는 서지전압 제거부(30)를 경유한 활성선(P1)과 중성선(P2) 사이에 150KHz~30MHz 대역의 저주파중에서 특정 대역의 동상모드 노이즈를 바이패스시켜 제거하는 바이패스 콘덴서(C1)(C2)가 그라운드선을 중심으로 병렬 연결되고, 상기 바이패스 콘덴서(C1)(C2) 후단에 콘덴서(C3)(C4)와 제 4 및 제 5 코일(L4)(L5)로서 이루어진 필터회로(51)가 접속되며, 상기 필터회로(51)의 출력단에는 손실보상용 저항(R)이 병렬 연결되어 구성된다.
여기서 제 4 및 제 5 코일(L4)(L5)은 링형 페라이트 코어에 권선된 코일로서 저주파 제거에 효과적인 구조로 이루어진다.
상기와 같이 이루어진 저주파 노이즈제거부(50)는 서지전압 제거부(20)를 경유한 활성선(P1)과 중성선(P2)을 통해 발생되는 150KHz~30MHz 대역의 저주파 노이즈 중에서 특정 대역의 동상모드 노이즈는 저주파 노이즈제거부(50)인 바이패스 콘덴서(C1)(C2)를 통해 그라운드선으로 흐르게하여 제거시키게 되며, 이때 상기 바이패스 콘덴서(C1)(C2)를 통해 제거되지 않은 저주파 노이즈는 활성선(P1)과 중성선 (P2)에 연결된 필터회로(51)의 콘덴서(C3)(C4)와 제 4 및 제 5 코일(L4)(L5)에 의해 제거된다.
즉, 활성선(P1)과 중성선(P2)에 유도되는 자계의 방향은 제 4 및 제 5 코일(L4)(L5)을 통해 반대 방향으로 유도하여 서로 쇄교시켜 상쇄함으로써 제거하게 되는 것이다.
도 7은 도 6의 다른 실시예에 있어 저주파 영역에서의 노이즈 측정결과를 나타낸 그래프로서 측정장비를 통해 3KHz~6GHz의 주파수를 유입하였을 경우 150KHz~ 30MHz 범위의 전대역에서 20~60 데시벨(dB) 감쇠되어 나타나는 것을 알 수 있다.
이상에서와 같이 본 고안은 플러그를 통해 유입되는 전원에 포함된 고주파 및 저주파 대역의 전자파 노이즈를 제거하고, 스위치 조작시 발생되는 과도전압과 낙뢰로 인해 순간적으로 발생되는 서지전압을 제거할 수 있는 장치를 멀티콘센트에 내장함으로써 전자기파 환경장해성(EMI)으로 인한 문제점과 전자파내성(EMS)의 규제에 대처할 수 있을 뿐만 아니라 부하에 보다 안정된 전원을 공급하여 각종 전기.전자기기의 안정적인 동작은 물론, 오동작을 예방할 수 있는 효과가 있는 것이다.
Claims (2)
- 플러그(7)의 단자봉(7a)(7b)에 연결된 인입전선(P1)(P2)을 통해 전원을 공급받아 부하에 공급하는 다수의 플러그삽입구(2)가 구비되고, 스위칭부(20)의 파워스위치(5) 조작시 전원공급 표시등인 램프(6)를 점등시키는 램프구동부(40)가 구비된 멀티콘센트에 있어서,상기 단자봉(7a)(7b)에 연결된 인입전선(P1)(P2)은 그라운드선(GND)과 연결되는 도전판(8)에 일체로 형성된 제 1, 제 2 관통형 콘덴서(9a)(9b)를 통해 삽입 설치되고, 상기 인입전선(P1)(P2) 및 그라운드선(GND)의 외측에는 튜브형의 페라이트 코어(11)가 설치되어 고주파 대역의 노이즈를 흡수하여 제거하는 고주파 노이즈제거부(10)가 구비되고,상기 스위칭부(20)와 램프구동부(40) 사이에는 과도전압 및 서지전압을 제거하는 서지전압 제거부(30)가 포함된 것을 특징으로 하는 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트.
- 제 1항에 있어서, 상기 서지전압 제거부(30)의 출력단과 램프구동부(40) 사이에 인입전선(P1)(P2)을 통해 유입되는 전원에 포함된 저주파 대역의 노이즈를 제거하는 저주파 노이즈제거부(50)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 노이즈 및 서지전압 제거장치가 내장된 멀티콘센트.
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