KR200363480Y1

KR200363480Y1 - 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트

Info

Publication number: KR200363480Y1
Application number: KR20-2004-0018853U
Authority: KR
Inventors: 이상용; 김홍관
Original assignee: 주식회사 이륜; 주식회사 프로엘리콤
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2004-07-02
Publication date: 2004-10-13

Abstract

본 고안은 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트에 관한 것으로, 특히 메인콘센트에 연결된 주 전기전자기기의 사용여부를 검출하여 서브콘센트에 연결되어 상기 주 전기전자기기에 종속적으로 구동되는 주변 전기전자기기의 대기전원을 온/오프 함으로써 절전이 이루어지도록 한 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 주 전기전자기기의 사용여부를 인지할 수 있는 수단으로 전류전압변환기를 사용하고, 주변 전기전자기기에 공급되는 전원을 무접점 스위칭 소자로 단속함으로써 정밀한 응답속도와 반영구적이며 무소음의 특징을 갖는 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트에 관한 것이다.

Description

부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트{POWER SAVING TYPE MULTI-TAPCONCENT BY SENSING A LOAD CURRENT}

통상 일반 가정이나 사무실 등에서 다수의 가전기기이나 사무기기를 동시에 사용할 수 있는 멀티탭콘센트가 많이 사용되고 있다.

이러한 종래의 멀티탭콘센트는 여러개의 전기전자기기를 하나의 콘센트에 꽂아 사용할 수 있는 편리성을 제공하는 반면, 사용하지 않은 경우에도 항상 다수개의 전기전자기기의 전원코드가 꽂아져 있기 때문에 대기전력이 손실되는 문제점이 있었다.

따라서, 멀티탭콘센트에 전기전자기기의 코드를 일일이 꽂고 분리하는 불편을 줄이기 위해 다수개의 멀티탭이 구비된 콘센트에 전원공급을 제어할 수 있는 전원차단스위치가 상면에 돌출 형성되어 이 스위치의 조작으로 전기전자기기에 공급되는 전원을 차단하여 대기전력의 손실을 방지할 수 있도록 하는 기기가 실제 사용되고 있으나, 이 또한 그 이용률이 매우 저조하여 종래의 단점을 그대로 가지고 있기는 마찬가지였다.

즉, 도 1에 도시된 종래의 멀티탭콘센트 본체(1)에 대기전력손실을 방지하기 위한 전원차단스위치(5)가 구비되어 있다 하더라도, 전기전자기기의 전원코드가 연결된 멀티탭콘센트 본체(1)는 통상 사용되어지는 전기전자기기의 후방에 위치하거나 미관상 외부에서 보이지 않는 곳에 놓고 사용되기 때문에 전기전자기기를 사용할 때마다 각 기기의 파워스위치의 온/오프와 멀티탭콘센트의 전원공급을 온/오프 시키는 이중조작을 하는 것이 불편하여 사용자는 단지 각 기기에 구비된 파워스위치만 온/오프 시켜 사용하는 추세였으며, 비록 각 기기의 파워스위치를 오프시켰을지라도 각 기기에는 대기전력이 소모되는 문제점이 있었기 때문에 종래의 멀티탭콘센트로는 전기전자기기에 공급되는 대기전력의 손실을 초래하게 되어 사용자는 전기전자기기를 사용하지 않은 상태에서도 최소한의 전기료를 지불해야 하는 비용손실이 불가피 하였다.

특히, 멀티탭콘센트 본체(1)에 연결된 전기전자기기의 파워스위치가 오프되어 있다고 하더라도 멀티탭콘센트에는 전원이 계속 공급된 상태가 유지되고 있기 때문에 전기전자기기를 사용하고 있지 않은 상태에서도 낙뢰나 기타 전기장애 발생시 고가의 전기전자기기이 손상되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상술한 종래의 멀티탭콘센트가 갖는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 고안에 따른 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트는 컴퓨터기기나 오디오와 같이 다수개의 주변장치가 함께 구비되는 전기전자기기를 멀티콘센트에 연결하는 경우 주 기기의 사용이 이루어지지 않은 경우, 주 기기는 물론 주 기기에 따른 주변장치들에도 전원공급이 차단되어 대기전력 손실이 일어나는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 주 전기전자기기의 사용여부를 인지할 수 있는 수단으로 전류전압변환기를 사용하고, 주변 전기전자기기에 공급되는 전원을 포토커플러 및 트라이악 등 무접점 스위칭 소자로 단속함으로써 정밀한 응답속도와 반영구적이며 무소음의 특징을 갖는 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트를 제공하는데 또다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은,

외부 전원이 공급되는 전원공급부에 연결되어 전원을 공급시키는 전원입력단과 전기전자기기 코드가 접속되는 한개 또는 다수개의 콘센트가 일체로 구성되고, 상기 콘센트는 주 전기전자기기가 접속되는 메인콘센트와 상기 주 전기전자기기의 동작에 따라 구동되는 주변 전기전자기기가 접속되는 나머지 서브콘센트로 구별되며, 상기 전원입력단에 접속상태가 유지되도록 구성되는 멀티탭콘센트에 있어서,

상기 멀티탭콘센트의 일단에는 상기 전원입력단에서 입력된 교류전원을 낮추는 전압감쇄부와, 상기 교류전원을 전파정류하는 전파정류부와, 상기 전파정류된전압의 과전류를 감지하여 전원을 차단하는 과전압제어부와, 상기 전파정류된 전압을 평활하고 강압하는 정전압부와, 메인콘센트에 연결된 주기기의 부하전류를 검출하기 위한 전류전압변환기와, 상기 전류전압변환기에서 출력된 전압과 상기 정전압부에서 출력된 전압을 비교하여 메인콘센트에 접속된 기기의 동작유무를 판별하는 부하전류비교부와, 상기 부하전류비교부의 출력단에 연결되어 멀티탭콘센트의 전원을 제어하는 전원제어부로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기에서, 과전압제어부는,

상기 전파정류부의 출력단에 애노드단이 연결된 사이리스터와 캐소드단이 연결된 제너다이오드로 구성되며, 상기 사이리스터의 게이트단이 상기 제너다이오드의 애노드단에 연결되어 과전류를 차단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 부하전류비교부는 상기 정전압부에서 출력된 전압을 기준전압으로 하여 반전단자로 입력되고, 상기 전류전압변환기에서 출력된 전압이 비반전단자로 입력되는 연산증폭기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 전원제어부는 포토커플러와 트라이악으로 구성되고, 상기 부하전류비교부의 출력단에 상기 포토커플러가 연결되어 상기 출력단의 전압에 따라 포토커플러가 온/오프되며, 상기 포토커플러의 동작에 따라 트라이악이 제어되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 사용중인 멀티탭콘센트의 외관사시도,

도 2는 본 고안에 따른 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트의 기능블록도,

도 3은 본 고안에 따른 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트의 상세회로도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 전원감쇄부 20 : 전파정류부

30 : 과전압제어부 40 : 정전압부

50: 부하전류비교부 60 : 전원제어부

ZNR : 사이리스터 CT : 전류전압변환기

OP1, OP2 : 연산증폭기 PC : 포토커플러

SCR : 사이리스터 TRIAC : 트라이악

D1~D10 : 다이오드 C1~C6 : 캐패시터

ZD1,ZD2 : 제너다이오드

이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트의 기능블럭도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트는, 외부 전원이 공급되는 전원공급부에 연결되어 전원을 공급시키는 전원입력단과 전기전자기기 코드가 접속되는 한개 또는 다수개의 콘센트가 일체로 구성되고, 상기 콘센트는 주 전기전자기기가 접속된 메인콘센트와 상기 주 전기전자기기의 동작에 따라 구동되는 주변 전기전자기기가 접속된 나머지 서브콘센트로 구별되며, 상기 전원입력단에 접속상태가 유지되도록 구성되는 멀티탭콘센트에 있어서,

전원입력단에서 입력된 교류전원을 낮추는 전압감쇄부(10)와, 상기 교류전원을 전파정류하는 전파정류부(20)와, 상기 전파정류된 전압의 과전압을 감지하여 전원을 차단하는 과전압제어부(30)와, 상기 전파정류된 전압을 평활하고 감압하는 정전압부(40)와, 상기 메인콘센트에 연결된 주 기기의 부하전류를 검출하기 위한 전류전압변환기(CT)와, 상기 변류기(CT)에서 출력된 전압과 상기 정전회로부에서 출력된 전압을 비교하여 메인콘센트에 꽂혀진 주 기기의 동작유무를 판별하는 부하전류비교부(50)와, 상기 부하전류비교부(50)의 출력단에 연결되어 멀티탭콘센트의 전원을 제어하는 전원제어부(60)로 구성된다.

먼저, 전압감쇄부(10)는 전원입력단에서 입력된 교류전압을 제어가능한 소정의 전압으로 낮추는 기능을 수행한다.

또한, 전파정류부(20)는 상기 전압감쇄부(10)에서 감압된 교류전원을 전파정류하며, 과전압제어부(30)는 상기 전파정류된 전압의 과전류를 감지하여 전원을 차단하는 역할을 수행한다. 상기 정전압부(40)는 상기 전파정류된 전압을 평활하고 감압(Down Voltage)하여 5V의 기준전압을 생성한다. 상기 전류전압변환기(CT)는 메인콘센트에 연결된 주 전기전자기기의 부하전류를 감지하는데 사용된다. 본 실시예에서는 고안의 용이성을 위하여 전류전압변환기로 변류기(Current Transformer: 이하CT)로 사용하나 본분야에서 전류를 전압으로 변환하는 소자인 홀(Hall)소자 등이 이용될 수 있으며 이러한 전류전압변환소자는 본분야의 관용기술에 해당함으로 구체적인 설시는 생략한다.

상기 부하전류비교부(50)는 변류기(CT)의 출력단의 전압과 정전압부(40)에서 출력된 기준전압을 비교하여 주 전기전자기기의 동작유무를 판별하여 전원제어부(60)에 제어신호를 보낸다.

한편, 상기 전원제어부(60)는 부하전류비교부(50)로부터 입력받은 신호를 인식하여 메인콘센트 및 서브콘센트에 연결되어 있는 전기전자기기에 흐르는 전원을 물리적으로 공급/차단하게 된다.

도 3은 도 2의 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트 각부의 상세 회로도로서, 이에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 전원입력단으로부터 220V의 교류전원이 인가되면, 서지보호소자(ZNR)를 통해 비정상적인 서지전류를 차단하고, 전압감쇄부(10)는 교류전원의 일측에 연결된 저항(R1, R2)및 캐패시터(C1)로 이루어져 제어가능한 소정의 전압으로 감쇄가 이루어진다. 다음으로 전파정류부(20)에서는 전파브릿지다이오드(D1~D4)에 의해 상기 교류전원이 전파정류되며, 과전압제어부(30)는 제너다이오드(ZD1)와 사이리스터(SCR)로 구성되고, 상기 사이리스터(SCR)의 애노드단에 제너다이오드(ZD1)의 캐소드단이 연결되고 사이리스터(SCR)의 게이트단이 상기 제너다이오드(ZD1)의 애노드단에 연결되어 상기 제너다이오드(ZD1)의 양단에 일정전압 이상의 전압이 걸리면 사이리스터(SCR)에서 과전압을 차단하게 된다.

또한, 정전압부(40)에서는 캐패시터(C3)에 의해 상기 전파정류된 전류의 평활이 이루어지며, 캐패시터(C4) 및 제너다이오드(ZD2)에 의해 감압(Down Voltage)이 이루어져 5V의 기준전압이 출력된다. 상기 변류기(CT)는 메인콘센트에 연결된 주 전기전자기기의 대기전력을 검출하며 변류기(CT)의 출력전류를 정류하는 다이오드(D8) 및 정류된 전류를 평활시키는 콘덴서(C2)를 통해 안정화 되어 부하전류비교부(60)의 연산증폭기(OP1)의 비반전 단자(+)로 입력된다. 한편, 정전압부(40)에서 출력되는 상기 기준전압은 부하전류비교부(50)의 연산증폭기(OP1)의 반전단자(-)로 입력된다.

상기와 같이, 부하전류비교부(60)의 연산증폭기(OP1)에서는 정전압부(40)와 상기 변류기(CT)의 출력단으로부터 입력되는 전압을 비교해서 전원제어부(60)에 제어전압을 인가하게 된다. 메인콘센트의 부하전류가 감지된 경우에는 연산증폭기(OP1)의 비반전단자(+)의 입력전압이 반전단자(-)의 입력전압보다 높아 그 출력되는 상기 제어전압은 하이상태가 되고, 포토커플러(PC)와 트라이악(TRIAC)으로 구성된 전원제어부(60)에서는 상기 포토커플러(PC)에서 하이상태의 제어전압을 인가 받아 트라이악(TRIAC)을 도통시키며, 이를 통해 주변 전기전자기기에 전원을 공급해주는 서브콘센트(SUB1~SUBN)에 교류전원이 공급되어 주변 전기전자기기에 구동용 전압이 공급된다.

한편, 메인콘센트의 전원이 차단된 상태이면 부하전류가 흐르지 않게 되고, 이에 따라 변류기(CT)의 출력전압도 일정크기 이하(예를들어, 160W, 0.2V이하)의 상태가 되어 연산증폭기(OP1)의 비반전단자(+)에 입력된다. 이때 연산증폭기(OP1)의 비반전단자(+)의 입력전압이 반전단자(-)의 입력전압보다 높아 그 출력은 로우상태가 된다. 상기 출력되는 로우신호에 의해 전원제어부(60)의 포토커플러(PC)는 오프상태가 되고, 상기 포토커플러(PC)의 오프상태에 따라 트라이악(TRIAC)으로 전류가 도통하지 않게 되며 주변 전기전자기기에 전원을 공급해주는 서브콘센트(SUB1~SUBN)에도 교류전원의 공급이 차단되게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 고안에 따른 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트는 메인콘센트에 연결된 주 전기전자기기의 전원 오프시 서브콘센트에 연결된 주변 전기전자기기의 전원도 자동으로 오프시켜 대기전력의 낭비를 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 서브콘센트의 전원공급을 단속하는 전원제어부를 무접점스위칭 소자인 포토커플러와 트라이악을 사용하여 구성함으로써 고속의 응답속도와 반영구적 수명 및 무소음의 이점을 갖는 멀티탭콘센트의 제조가 가능하다.

Claims

외부 전원이 공급되는 전원공급부에 연결되어 전원을 공급시키는 전원입력단과 전기전자기기 코드가 접속되는 한개 또는 다수개의 콘센트가 일체로 구성되고, 상기 콘센트는 주 전기전자기기가 접속되는 메인콘센트와 상기 주 전기전자기기의 동작에 따라 구동되는 주변 전기전자기기가 접속되는 나머지 서브콘센트로 구별되며, 상기 전원입력단에 접속상태가 유지되도록 구성되는 멀티탭콘센트에 있어서,

상기 멀티탭콘센트의 일단에는 상기 전원입력단에서 입력된 교류전원을 낮추는 전압감쇄부(10)와, 상기 교류전원을 전파정류하는 전파정류부(20)와, 상기 전파정류된 전압의 과전류를 감지하여 전원을 차단하는 과전압제어부(30)와, 상기 전파정류된 전압을 평활하고 강압하는 정전압부(40)와, 메인콘센트에 연결된 주기기의 부하전류를 검출하기 위한 전류전압변환기와, 상기 전류전압변환기에서 출력된 전압과 상기 정전압부에서 출력된 전압을 비교하여 메인콘센트에 접속된 기기의 동작유무를 판별하는 부하전류비교부(50) 및, 상기 부하전류비교부의 출력단에 연결되어 멀티탭콘센트의 전원을 제어하는 전원제어부(60)

로 이루어진 것을 특징으로 하는 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트.
제 1항에 있어서,

상기 과전압제어부(30)는 상기 전파정류부(20)의 출력단에 애노드단이 연결된 사이리스터(SCR)와 캐소드단이 연결된 제너다이오드(ZD1)으로 구성되고, 상기 사이리스터(SCR)의 게이트단이 상기 제너다이오드(ZD1)의 애노드단에 연결되어 과전압를 차단하는 것을 특징으로 하는 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트.
제 1항에 있어서,

상기 부하전류비교부(50)는 상기 정전압부(40)에서 출력된 전압을 기준전압으로 하여 반전단자로 입력되고, 상기 전류전압변환기에서 출력된 전압이 비반전단자로 입력되는 연산증폭기로 구성되는 것을 특징으로 하는 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트.
제 1항에 있어서,

상기 전원제어부(60)는 포토커플러(PC)와 트라이악(TRIAC)으로 구성되고, 상기 대기전류비교부(50)의 출력단에 상기 포토커플러(PC)가 연결되어 상기 출력단의 제어전압에 따라 포토커플러(PC)가 온/오프되며, 상기 포토커플러(PC)의 동작에 따라 트라이악(TRIAC)이 제어되는 것을 특징으로 하는 부하전류 감지를 이용한 절전형 멀티탭콘센트.