KR20030010775A

KR20030010775A - 전원공급장치

Info

Publication number: KR20030010775A
Application number: KR1020030001372A
Authority: KR
Inventors: 양희식; 오준택; 최용준
Original assignee: (주)스페이스링크
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2003-02-05

Abstract

본 발명은 전기제품의 위치가 초기 설치위치로부터 변경되거나 또는 수분이 감지되는 때에는 자동으로 전원공급이 차단되도록 함으로써 감전으로 인한 안전사고를 방지할 수 있도록 된 전원공급장치에 관한 것이다.

또한 본 발명에 따른 전원제공장치는 전기제품에 설치되어 플러그를 통해 제공되는 220V 전원전압을 전기제품의 구동전원으로 공급/차단하는 전원공급장치에 있어서, 전기제품의 외부 접속면에 풋스위치를 설치함과 더불어 수분감지센서를 설치하여, 전기제품의 위치변경으로 풋스위치의 상태가 전환되거나 수분감지센서를 통해 수분이 감지되면 전기제품으로의 전원공급을 자동으로 차단하도록 구성된다. 이때, 220V 전원전압을 공급/차단하는 릴레이부분은 소정 케이스내에 설치하고 그 케이스 외부를 몰딩처리하여 220V 전원전압에 대해 발생되는 전기 스파크의 외부 유출을 방지함으로써, 이로 인한 안전사고를 방지할 수 있도록 구성된다.

Description

전원공급장치{Power supply}

본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 전기제품의 위치가 초기 설치위치로부터 변경되거나 또는 수분이 감지되는 때에는 자동으로 전원공급이 차단되도록 함으로써 감전으로 인한 안전사고를 방지할 수 있도록 된 전원공급장치에 관한 것이다.

대부분의 전기제품은 대규모 발전소에서 만들어진 전기를 송배전소를 거쳐 가정까지 공급되는 상용전기를 이용하여 직접 구동되거나 또는 각 가정이나 공장 등 현지에 마련된 소규모의 자가발전설비(自家發電設備)를 이용하여 만들어진 전기를 이용하여 구동된다. 그리고, 이러한 전기를 이용하기 위해서는 건물의 벽면에 장착된 콘센트에 사용하고자 하는 전기제품의 플러그를 연결하여 사용하게 된다.

즉, 일반적으로 도1에 도시된 바와 같이 플러그(P)를 통해 인가되는 약 220V의 전원전압이 전기제품(1)으로 제공되어 전기제품(1)을 구동시키게 된다. 이때, 전기제품(1)의 내부에는 플러그(P)로부터 인가되는 220V 전원전압을 전기제품(1)으로 공급하거나 또는 차단하기 위한 전원공급장치(2)가 구비되어 구성된다. 전원공급장치(2)는 이용자에 의한 전기제품(1)에 구비된 전원 스위치(도시되지 않음)의 조작을 근거로 전기제품(1)으로 전원을 공급하거나 또는 차단하게 된다.

그런데, 상기 전기제품(1)의 구동전원은 220V 전원전압으로 전기제품(1)이 특정 위치에서 떨어지거나 넘어지는 등 그 위치가 처음 위치로부터 변경되는 경우 220V 전원전압을 스위칭하는 전기공급장치로부터 감전의 위험이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 전기제품의 위치가 설치위치로부터 변경되는 경우 또는 물이 감지되는 경우 자동으로 전원공급을 차단하도록 함으로써 감전으로 안전사고를 방지할 수 있도록 된 전원공급장치를 제공함에 그 기술적 목적이 있다.

도1은 전기제품의 개략적인 구성을 도시한 도면.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원공급장치의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.

도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원공급장치의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.

도4는 도3에 도시된 전원공급장치의 회로구성을 예시한 도면.

******* 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명 *******

11 : 릴레이, 12 : 전압발생부,

13 : 풋스위치, 14,22 : 제어부,

21 : 수분감지센서,

C : 케이스.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원공급장치는 전기제품에 설치되어 플러그를 통해 제공되는 제1 레벨의 전압을 전기제품의 구동전원으로 공급/차단하는 전원공급장치에 있어서, 상기 플러그로부터 인가되는 제1 레벨 전압을 상기 전기제품으로 공급/차단하는 릴레이와, 상기 플러그로부터 인가되는 제1 레벨 전압 입력에 대해 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 전압을 발생하는 전압발생수단, 상기 전기제품의 외부 접속면에 설치되는 풋스위치, 상기 전압발생수단으로부터 인가되는 제2 레벨 전압을 풋스위치로 제공함과 더불어 풋스위치의 온/오프상태를 근거로 상기 릴레이를 온/오프 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되고, 상기 릴레이와 전압발생수단 및 제어수단은 소정 케이스내에 설치되고 케이스의 외부는 몰딩처리되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원공급장치는 전기제품에 설치되어 플러그를 통해 제공되는 제1 레벨의 전압을 전기제품의 구동전원으로 공급/차단하는 전원공급장치에 있어서, 상기 플러그로부터 인가되는 제1 레벨 전압을 전기제품으로 공급/차단하는 릴레이와, 상기 플러그로부터 인가되는 제1 레벨 전압 입력에 대해 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 전압을 발생하는 전압발생수단, 상기 전기제품의 외부 접속면에 설치되는 풋스위치, 상기 전기제품의 외부에 설치되는 수분감지수단, 상기 전압발생수단으로부터 인가되는 제2 레벨 전압을 풋스위치와 수분감지수단으로 제공함과 더불어 풋스위치의 온/오프상태 및 수분감지수단의 수분감지상태를 근거로 상기 릴레이를 온/오프 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되고, 상기 릴레이와 전압발생수단 및 제어수단은 소정 케이스내에 설치되고 케이스의 외부는 몰딩처리되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기한 바에 의하면 전기제품의 위치변경이나 수분검출을 근거로 몰딩처리된 케이스 내부에서 220V 전원전압의 공급/차단을 위한 스위칭처리를 자동으로 행하도록 함으로써, 전기 감전등의 안전사고를 방지할 수 있게 된다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원공급장치의 개략적인 구성을 도시한 것이다.

도2에 도시된 바와 같이 전원공급장치(10)는 플러그(P)로부터 인가되는 220V AC 전원을 전기제품(1)의 동작전원으로 제공하도록 된 것으로, 플러그(P)로부터 인가되는 220V 전원전압을 전기제품(1)으로 공급/차단하기 위한 릴레이(11)와, 소정 전압, 예컨대 12V 전압을 발생하기 위한 전압발생부(12), 전기제품(1)의 위치 변경에 따라 기계적으로 온/오프되는 풋스위치(13) 및, 상기 전압발생부(12)로부터 인가되는 12V전압을 풋스위치(13)로 제공함과 더불어 풋스위치(13)가 처음상태로부터 변화되는 경우 상기 릴레이(11)를 온시켜 전기제품(1)으로의 전원공급을 차단하도록 제어하는 제어부(14)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 릴레이(11)와 전압발생부(12) 및 제어부(13)는 소정 케이스(C)내에 설치되며, 이 케이스(C)의 외부는 몰딩처리되어 방수되도록 구성된다. 이때 케이스(C)의 외부로 유출되는 케이블, 즉 플러그(P)와 결합되는 케이블과전기제품(1)과 연결되는 케이블 및, 풋스위치(13)와 결합되는 케이블도 그 외부를고무재질과 같은 방수물질로 몰딩처리하여 구성한다. 즉, 220V 전원전압을 스위칭하는 릴레이를 몰딩처리하여 전기 감전을 방지하도록 구성된다.

그리고, 상기 풋스위치(13)는 본 전원공급장치(10)가 설치되는 전기제품(1)의 외부에 설치되어, 전기제품(1)의 위치상태에 따라 기계적으로 온/오프되도록 구성된다. 이때, 풋스위치(13)는 전기제품(1)이 위치하는 접속면, 예컨대 바닥에 설치되는 경우 전기제품(1)의 바닥면이나 벽에 설치되는 경우 전기제품(1)의 후면에 설치된다. 또한 풋스위치(13)는 평상시에는 풋스위치(13)가 접속면에 눌려져 온상태로 되어 있다가, 전기제품(1)이 바닥에서 넘어지거나 또는 벽면으로부터 떨어지는 경우 풋스위치(13)가 튀어나와 오프상태로 되게 된다.

즉, 전원공급장치(10)는 정상상태에서 전압발생부(12)로부터 제공되는 12V 전압을 풋스위치(13)로 제공함과 더불어 릴레이(11)를 오프시켜 플러그(P)로부터 인가되는 220V AC전원전압을 전기제품(1)으로 제공한다. 그리고 이 상태에서 전기제품(1)의 위치가 변경되어 풋스위치(13)가 오프상태로 되게 되면, 제어부(14)는 릴레이(11)를 온시켜 전기제품(1)으로의 전원공급을 차단하게 된다.

한편, 상기 실시예에 있어서는 전기제품(1)의 위치가 변경되는 경우에 한하여 전원공급을 차단하도록 된 전원공급장치를 도시하였으나, 전원공급장치에서 발생하게 되는 220V 전원전압에 대해 물에 의한 감전현상이 발생할 수 있는 바, 전원공급장치는 물에 대한 안전기능도 필요하게 된다.

도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원공급장치(20)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도로서, 도2에 도시된 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.

도3에 도시된 바와 같이 전원공급장치(20)는 수분을 감지하기 위한 수분감지센서(21)를 포함하여 구성된다. 이때, 수분감지센서(21)는 케이스(C)의 외부, 예컨대 전기제품(1)의 외측면에 설치되며, 이 수분감지센서(21)와 케이스(C)가 결합되는 케이블은 고무재질과 같은 방수물질로 몰딩처리하여 구성한다. 그리고, 전원공급장치(20)의 제어부(22)는 전압발생부(12)로부터 인가되는 12V 전압을 풋스위치(13) 및 수분감지센서(21)로 제공함과 더불어 풋스위치(13)가 오프상태로 되거나 또는 수분감지센서(21)로부터 수분이 감지하는 경우 릴레이(11)를 온시켜 전기제품(1)으로의 전원공급을 차단하도록 제어하게 된다.

도4는 도3에 도시된 전원공급장치(20)의 회로구성을 예시한 것이다.

도4에 도시된 바와 같이 릴레이(11)는 일단이 플러그(P)와 결합되면서 그 타단은 전기제품(1)과 결합된다.

또한, 전압발생부(12)는 플러그(P)로부터 인가되는 220V 전원전압이 트랜스포머(T)를 통해 정류회로인 브릿지회로(B)로 인가된다. 브릿지회로(B)를 통해 정류된 전압은 브릿지회로(B)의 출력단간에 병렬 결합된 캐패시터(C1)와 캐패시터(C2)에 의해 리플성분이 제거된 후 전압발생기(121)로 인가된다. 전압발생기(121)는 입력단(VS)로 소정 전압이 인가되면 그 출력단(VOUT)으로 예컨대 12V DC전압을 출력하게 된다. 전압발생기(121)로부터 출력되는 12V 전압은 접지에 대해 병렬 결합된 캐패시터(C3)와 캐패시터(C4)를 통해 제어부(14)로 인가된다.

한편, 제어부(22)는 도4에 도시된 바와 같이 풋스위치감지블록(221)과 수분감지블록(222) 및 릴레이구동블록(223)으로 구성되며, 릴레이구동블록(223)은 저항(R1)을 통해 풋스위치감지블록(221) 및 수분감지블록(222)과 결합된다.

풋스위치감지블록(221)은 전압발생부(12)로부터 인가되는 12V전압이 직렬결합되는 저항(R2, R3)를 통해 트랜지스터(TR1)의 베이스단으로 인가되도록 구성된다. 그리고, 저항(R2)과 저항(R3)간의 접속노드와 접지간에는 풋스위치(13)가 결합된다. 또한 트랜지스터(TR1)는 NPN트랜지스터로 그 콜렉터단은 접지되며 그 에미터단은 저항(R1)을 통해 릴레이구동블록(223)과 결합된다.

수분감지블록(222)은 전압발생부(12)로부터 인가되는 12V 전압이 달링톤회로를 구성하는 트랜지스터(TR2)의 에미터단으로 인가됨과 더불어 병렬 접속되는 캐패시터(C5)와 저항(R4) 및 저항(R5)를 통해 트랜지스터(TR3)의 베이스단으로 인가되도록 구성된다. 그리고, 저항(R4)과 저항(R5)간의 접속노드와 접지간에는 수분감지센서(21)가 결합되어 구성된다. 이때, 수분감지센서(21)는 저항(R4)과 저항(R5)간의 접속노드에 결합되는 제1 수분검지판과, 접지와 결합되는 제2 수분검지판이 이격되어 구성되며, 수분이 감지되는 경우 제1 수분검지판과 제2 수분검지판 사이에 전류가 흐르도록 구성된다. 한편, 트랜지스터(TR2)의 콜렉터단과 트랜지스터(TR3)의 콜렉터단은 직렬 접속되며, 그 접속노드와 접지간에는 저항(R6)과 저항(R7)이 직렬로 결합된다. 그리고, 이 저항(R6)과 저항(R7)의 접속노드는 트랜지스터(TR4)의 베이스단과 결합된다. 또한 트랜지스터(TR4)는 NPN트랜지스터로 그 에미터단은 접지되며 그 콜렉터단은 저항(R3)을 통해 릴레이구동블록(223)에 결합된다.

릴레이구동블록(223)은 PNP 트랜지스터(TR5)의 베이스단이 저항(R3)을 통해 풋스위치검지블록(221) 및 수분감지블록(222)과 결합되어 구성되고, 그 에미터단은 전압발생부(12)로부터 12V 전압이 인가되며, 그 콜렉터단은 접지에 대해 코일(CO)과 다이오드(D)가 병렬로 결합되어 구성된다.

이어, 상기한 구성으로 된 전원공급장치의 동작을 설명한다.

먼저, 전기제품(1)에 본 발명에 따른 전원공급장치(20)가 설치되고, 사용자가 플러그(P)를 콘센트에 접속하게 되면, 220V AC전원전압이 릴레이(11) 및 전원공급장치(20)로 인가된다. 이때, 릴레이(11)는 초기상태가 오프상태로 설정되어 220V 전원전압을 전기제품(1)으로 제공하도록 구성된다.

그리고, 플러그(P)로부터 전압발생부(12)로 인가되는 220V 전원전압은 트랜스포머(T)를 통해 브릿지회로(B)로 인가되어 정류된 후 평활회로(C1,C2)를 거쳐 전압발생기(121)로 인가된다. 전압발생기(121)는 소정 전압 입력에 대해 12V의 전압을 발생하며, 이 12V 출력전압은 제어부(22)로 인가된다. 이후 제어부(22)는 전압발생부(12)로부터 인가되는 12V 전압을 풋스위치(13)와 수분감지센서(21)로 제공하여 이를 근거로 릴레이(11)를 온/오프 제어하게 된다.

1. 풋스위치상태에 따른 동작

정상상태 즉, 전기제품(1)이 제자리에 놓여있는 상태에서 풋스위치(13)는 온상태가 되며, 풋스위치검지블록(221)은 풋스위치(13)가 정상상태인 경우 전압발생부(12)로부터 인가되는 12V 전압이 풋스위치(13)로 인가되어 트랜지스터(TR1)의 베이스단이 로우레벨로 설정된다. 트랜지스터(TR1)는 오프상태가 된다. 그리고, 이트랜지스터(TR1)의 콜렉터단과 저항(R1)을 통해 결합되는 릴레이구동블록(223)의 트랜지스터(TR5) 베이스단이 단락되어 오프상태가 됨으로써, 릴레이(11)는 온상태를 유지하게 된다. 한편, 전기제품(1)이 넘어지거나 또는 접속면으로부터 떨어져 풋스위치(13)가 오프되게 되면, 풋스위치검지블록(221)은 전압발생부(12)로부터 인가되는 12V전압이 저항(R2,R3)를 통해 트랜지스터(TR1)의 베이스단으로 인가되어 트랜지스터(TR1)가 온상태로 된다. 이에 따라 저항(R1)을 통해 트랜지스터(TR1)의 에미터와 결합되는 트랜지스터(TR5)의 베이스단은 로우레벨이 되어 온상태로 전환됨으로써 릴레이(11)를 구동하는 코일(CO)에 소정 전류가 인가되어 릴레이(11)가 온상태로 전환되게 된다. 즉, 풋스위치(13)가 오프상태가 되는 경우 릴레이(11)는 온상태가 되어 플러그(P)로부터 제공되는 220V 전원전압은 전기제품(1)으로 인가되지 않게 된다.

2. 수분감지에 따른 동작

전기제품(1)에 설치된 수분감지센서(21)에 물이 묻지 않은 상태에서 수분감지센서(21)는 오프상태가 되며, 수분감지블록(222)은 수분감지센서(21)가 오프상태인 경우 전압발생부(12)로부터 인가되는 12V 전압이 트랜지스터(TR2)의 에미터단으로 인가됨과 더불어 저항(R4,R5) 및 캐패시터(C5)를 통해 트랜지스터(TR3)의 베이스단으로 인가되어 트랜지스터(TR4,TR5)를 오프상태로 설정한다. 이에 따라 트랜지스터(TR4)의 베이스단이 로우레벨이 되어 오프상태가 되므로 저항(R1)을 통해 트랜지스터(TR3)의 콜렉터단과 결합된 트랜지스터(TR5)의 베이스단이 단락되어 오프상태가 된다. 즉, 수분이 검지되지 않는 경우 릴레이(11)는 플러그(P)로부터 인가되는 220V 전원전압을 전기제품(1)으로 제공하게 된다. 한편, 수분감지센서(21)에 물이 묻게 되면, 제1 및 제2 수분검지판이 도통되고, 전압발생부(12)로부터 인가되는 12V전압은 수분감지센서(21)로 인가된다. 따라서, 트랜지스터(TR3)의 베이스단이 로우레벨로 변환되면서 트랜지스터(TR4,TR5)는 온상태가 된다. 이에 따라 트랜지스터(TR4,TR5)의 콜렉터단 접속노드와 접지간에 결합된 트랜지스터(TR4)의 베이스단은 하이레벨이 되어 온상태로 전환되고, 저항(R1)을 통해 트랜지스터(TR4)의 콜렉터단과 결합되는 릴레이구동블록(221)의 트랜지스터(TR5) 베이스단이 로우상태가 되어 온상태로 됨으로써, 코일(CO)에 소정 전류가 인가되어 릴레이(11)가 온상태로 전환되게 된다. 즉, 전기제품(1)으로의 220V 전원공급이 차단되게 된다.

한편, 도2에 도시된 전원공급장치의 내부회로는 도4에서 수분감지블럭(222)를 삭제한 형태로 구현할 수 있는 것으로 그 상세 설명은 생략한다.

따라서, 상기 실시예에 의하면 전기제품의 위치변경이나 수분검출을 근거로 몰딩처리된 케이스 내부에서 220V 전원전압의 공급/차단을 위한 스위칭처리를 자동으로 행하도록 함으로써, 전기 감전등의 안전사고를 방지할 수 있게 된다.

예컨대, 220V의 전압을 이용하는 전기제품이 갑자기 땅에 떨어지거나 또는 전기제품에 물이 묻어 발생할 수 있는 감전현상을 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형 실시하는 것이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 전기제품의 위치변경이나 수분검출을 근거로 몰딩처리된 케이스 내부에서 220V 전원전압의 공급/차단을 위한 스위칭처리를 자동으로 행하도록 함으로써, 전기 감전등의 안전사고를 방지할 수 있게 된다.

Claims

전기제품에 설치되어 플러그를 통해 제공되는 제1 레벨의 전압을 전기제품의 구동전원으로 공급/차단하는 전원공급장치에 있어서,

상기 플러그로부터 인가되는 제1 레벨 전압을 상기 전기제품으로 공급/차단하는 릴레이와,

상기 플러그로부터 인가되는 제1 레벨 전압 입력에 대해 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 전압을 발생하는 전압발생수단,

상기 전기제품의 외부 접속면에 설치되는 풋스위치,

상기 전압발생수단으로부터 인가되는 제2 레벨 전압을 풋스위치로 제공함과 더불어 풋스위치의 온/오프상태를 근거로 상기 릴레이를 온/오프 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되고,

상기 릴레이와 전압발생수단 및 제어수단은 소정 케이스내에 설치되고 케이스의 외부는 몰딩처리되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전압공급장치.
제2항에 있어서,

상기 릴레이는 초기상태가 오프상태로 설정되어 전기제품으로 제1 레벨 전압을 제공하도록 구성되고,

상기 풋스위치는 초기상태가 온상태로 설정되며,

상기 제어수단은 풋스위치가 온상태인 경우에는 릴레이를 오프상태로 유지시키고, 상기 풋스위치가 오프상태로 전환되는 경우 상기 릴레이를 온상태로 전환하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전압공급장치.
전기제품에 설치되어 플러그를 통해 제공되는 제1 레벨의 전압을 전기제품의 구동전원으로 공급/차단하는 전원공급장치에 있어서,

상기 플러그로부터 인가되는 제1 레벨 전압을 전기제품으로 공급/차단하는 릴레이와,

상기 플러그로부터 인가되는 제1 레벨 전압 입력에 대해 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 전압을 발생하는 전압발생수단,

상기 전기제품의 외부 접속면에 설치되는 풋스위치,

상기 전기제품의 외부에 설치되는 수분감지수단,

상기 전압발생수단으로부터 인가되는 제2 레벨 전압을 풋스위치와 수분감지수단으로 제공함과 더불어 풋스위치의 온/오프상태 및 수분감지수단의 수분감지상태를 근거로 상기 릴레이를 온/오프 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되고,

상기 릴레이와 전압발생수단 및 제어수단은 소정 케이스내에 설치되고 케이스의 외부는 몰딩처리되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전압공급장치.
제3항에 있어서,

상기 릴레이는 초기상태가 오프상태로 설정되어 전기제품으로 제1 레벨 전압을 제공하도록 구성되고,

상기 풋스위치는 초기상태가 온상태로 설정되며,

상기 수분감지수단은 초기상태가 오프상태로 설정되고,

상기 제어수단은 풋스위치가 온상태이거나 수분감지수단이 오프상태인 경우에는 릴레이를 오프상태로 유지시키고, 상기 풋스위치가 오프상태로 전환되거나 수분감지수단이 온상태로 되는 경우 상기 릴레이를 온상태로 전환하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전압공급장치.