KR200444129Y1 - 전자제품의 유해전자파 차단장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전자제품의 유해전자파 차단장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 AC 전원선에서 뉴트럴 라인 또는 접지선을 자동으로 찾아 차폐판과 연결함으로써, 전자파 차단을 위해 전원 플러그를 바꾸어 끼울 필요가 없는 전자제품의 유해전자파 차단장치을 제공하기 위한 것이다.

그 기술적 구성은 전원의 공급으로 전자기 유도전압이 걸리는 차폐판이 마련된 전자제품의 유해전자파 차단장치에 있어서, 제1 전원선 및 제2 전원선을 통하여 교류 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 차폐판에 전자기 유도되는 전압을 기준으로, 상기 제1 전원선 및 제2 전원선을 핫 라인 및 뉴트럴 라인으로 구분하고, 발광부 및 수광부를 포함하는 포토 커플러를 온/오프(ON/OFF) 제어하여 상기 전원 공급부의 뉴트럴 라인 또는 접지선과 상기 차폐판을 연결시키는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

차폐판, 정전기, 전자파, 차폐장치, 매트, 자동접지, 핫 라인, 뉴트럴 라인

Description

전자제품의 유해전자파 차단장치{ELECTRO MAGNETIC WAVES INTERCEPTION APPARATUS FOR ELECTRONICS}

본 고안은 전자제품의 유해전자파 차단장치에 관한 것으로, 전원 플러그의 방향을 전환할 필요없이 뉴트럴 라인 또는 접지선에 차폐판(Shield Board)을 자동으로 연결시켜 유해전자파를 차단할 수 있는 전자제품의 유해전자파 차단장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전력계통(電力系統, Electric Power System)은 발전소, 변전소, 송전선을 포함하여 넓은 지역에 걸쳐있는 전기적인 연계(連繫)로서, 발전소에서 발전된 전력은 송, 배전 선로를 통하여 가정용 옥내 배선으로 공급된다.

상기 송전 선로는 발전소로부터 가정까지 전력을 수송하기 위하여, 각각 위상이 다른 3 상 교류를 이용하고 있으며, 주상 변압기에서 고압을 저압으로 강압하여 공급하는데, 저압 배선 선로로는 단상 2 선식 220V 가 있다.

도 1은 일반적인 주상 변압기에서 단상 2 선식 가정용 교류 전원으로 공급되는 것을 개략적으로 도시한 도이다. 도면에서 도시한 바와 같이, 주상 변압기에서 강압하고, 이를 U, V 단자를 통하여 출력한다.

이때, 상기 U, V 단자 중에서, 대지에 접지되어 있는 G 단자에서 꺼내진 선을 뉴트럴 라인(NEUTRAL LINE)이라 하며 다른 한 선을 핫 라인이라 한다. 상기와 같은 단상 2 선식 교류 전원을 자체 전력으로 이용하는 가정에서는 콘센트(Receptacle) 및 플러그(Plug)에 별도의 접지선(GND)을 가지는 경우가 대부분이나 시공하기에 따라 접지선 없이 상기한 U, V 라인만 있는 경우도 있다.

여기서, 전원 콘센트 및 플러그를 통하여 접지선이 연결되지 않는 경우, 즉 접지 공사가 되어있지 않거나 또는 플러그에 접지 연결 단자가 제공되지 않는 경우를 대비하여, 지면과 접지되는 뉴트럴 라인과 차폐 회로가 연결되도록 하여 전자파를 차단시키고 있다.

그러나, 전원 콘센트 및 플러그는 뉴트럴 라인이 명확히 구분되지 않을 뿐 아니라, 설령 구분이 된다고 할지라도 사용자가 플러그를 콘센트에 꼽을 때마다 또는 장소에 따라 변경된 콘센트가 존재할 때마다 뉴트럴 라인과 핫 라인이 바뀌어 배선되는 경우가 발생할 수 있다.

특히, 전기 에너지를 이용하는 전기, 전자제품들은 전기 에너지에 의해, 전계(電界) 및 자계(磁界)가 발생되고, 이에 의해 크기의 차이는 있지만 유해전자파가 각각 방출되면서 주변의 사물이나 생명체에 좋지 않은 영향을 주게 된다.

더욱이, 전기 에너지의 열원을 이용하여 난방하는 기구의 경우, 사용자가 그 위에 눕거나 앉아서 또는 난방 기구를 곁에 두고 사용하게 되며, 전열판과 인체가 근접하게 되는데, 다량의 전계 및 유해전자파가 인체로 직접 유도되어 피해를 주게 된다.

상술한 난방 기구에 이용되는 온도 조절기에는 손가락으로 터치할 수 있는 탐촉 단자를 설치하여, 인체가 접촉되면 정전 용량의 변화로 뉴트럴 라인과 차폐판 또는 핫 라인과 차폐판 간의 연결 상태를 비교 판단하고, 뉴트럴 라인과 차폐판이 바로 연결되어 있으면 램프가 점등되게 하여 전자파를 확인한다.

그러나, 이는 사용자가 전원 플러그를 전원 콘센트에 끼울 때마다, 사용자가 탐촉 단자를 터치하여 램프의 전등 상태를 확인하고, 점등되지 않는 경우 플러그를 반대 방향으로 다시 꽂은 다음, 신체의 일부분을 탐촉 단자에 접촉시키는 과정에서 신체를 접지(GND)로 활용하므로 전류가 체내로 흐르는 등의 문제점이 있었다.

이를 방지하기 위하여, 실용신안 공개 제2001-0070738호에 게재된 전기매트의 유해전자파 자동 차폐장치에서는 2 진 카운터의 클럭 단자로 AC 60Hz의 클럭 신호를 공급하고, 2 진 카운터의 출력 신호를 증폭시켜 출력 상태에 따라 AC1 전원이나 AC2 전원 또는 접지선 또는 가상 접지 중 하나의 접지원을 찾아 차폐판과 연결한다.

상술한 자동 차폐장치에서는 배전 방식에 구애됨이 없이 하나의 접지원을 찾아 차폐판과 자동으로 연결시켜 주지만, 카운터 및 리셋 회로 등 회로의 구성이 복잡하고, 부가 구성 소자에 따른 비용 및 조립 공정수가 증가하며, 온도 조절 장치의 전자파까지는 제거하지 못하기 때문에, 사용자가 온도 조절 장치를 이용하는 도중 방출되는 전자파를 받는 등의 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 전원 플러그의 삽입 방향에 관계없이 뉴트럴 라인 또는 접지선을 자동으로 찾아 차폐판(Shield Board)과 연결시켜 유해전자파를 차단할 수 있도록 이루어진 전자제품의 유해전자파 차단장치을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 다른 목적은 차폐판에 유도되는 전압을 이용하여 뉴트럴 라인을 간단한 구성으로 찾을 수 있고, 이를 차폐판과 자동으로 연결시켜 완벽한 접지를 통하여 정전기 및 전자파를 제거할 수 있도록 이루어지는 전자제품의 유해전자파 차단장치을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안은 또 다른 목적은 1 선 접지 지역이나 가상 접지를 가지는 중성 접지 지역 등 여타의 배전 방식에 구애됨이 없이 차폐판이 자동으로 접지되므로 전원 플러그를 바꾸어 끼울 필요가 없도록 하는 전자제품의 유해전자파 차단장치을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 전원의 공급으로 전자기 유도전압이 걸리는 차폐판이 마련된 전자제품의 유해전자파 차단장치에 있어서, 제1 전원선 및 제2 전원선을 통하여 교류 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 차폐판에 전자기 유도되는 전압을 기준으로, 상기 제1 전원선 및 제2 전원선을 핫 라인 및 뉴트럴 라인으로 구분하고, 발광부 및 수광부를 포함하는 포토 커플러를 온/오프(ON/OFF) 제어하여 상기 전원 공급부의 뉴트럴 라인 또는 접지선과 상기 차폐판을 연결시키는 제어부; 를 포함한다.

본 고안은 전원의 공급으로 전자기 유도전압이 걸리는 차폐판이 마련된 전자제품의 유해전자파 차단방법에 있어서, 전원 플러그를 임의로 삽입하여 차폐판에 유도되는 전압(A)을 저장 및 표시하고, 전원 플러그의 방향을 전환하여 차폐판에 유도되는 전압(B)을 저장 및 표시하며, A, B 중 작은 전압을 저장 수단에 저장하는 제1 단계; 상기 저장 수단에 저장된 전압을 로딩하여 기준 전압으로 설정하고, 상기 차폐판에 유도되는 전압을 측정하여 상기 기준 전압과 비교하는 제2 단계; 상기 제2 단계에서 측정 전압이 기준 전압 미만인 경우 또는 측정 전압이 기준 전압 초과인 경우에 따라 뉴트럴 라인을 파악하고, 상기 뉴트럴 라인에 차폐판을 연결하는 제3 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 고안은 종래 기술과 같이, 전자파 차단을 위해 접지원을 수동으로 전환시키는 과정 및 구성 요소를 삭제할 수 있어 번거로움을 줄일 수 있으며, 전자적으로 포토 커플러의 온/오프 제어로 접지원을 자동으로 찾아 차폐판과 연결시켜주므로 사용이 간편하며, 어떠한 지역에서도 사용할 수 있고, 응답 속도가 빠르며 신뢰성이 높아 안전성이 우수하다는 효과를 거둘 수 있다.

본 고안은 전열선 주위의 분포된 정전 용량에 의해 전하가 유도되고, 유도 전압이 유기되어 인체에 감전을 일으킬 수 있는 전자파를 제거한다. 이를 위해, 교류에 의한 전기 자기장이 유해 전자파로 작용하지 못하도록, 전열선 외부를 금속판(차폐판)으로 감싼다. 그리고, 그 금속판이 AC 전원의 접지선 또는 뉴트럴 라인과 자동으로 연결될 수 있도록, 금속판에 유도된 전압을 기준으로, 포토 커플러의 릴레이 수단을 이용하여 금속판을 자동으로 접지시킬 수 있도록 이루어진다.

이하, 본 고안에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 전자제품의 유해전자파 차단장치를 개략적으로 도시한 블록구성도이다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 전원 공급부(10), 제어부(30), 피제어부(50)를 포함하며, 전자제품의 유해전자파 차단장치(1)는 접지(GND)를 자동으로 찾아 차폐판(Shield Board, 51)과 연결되도록 제어한다.

여기서, 전원 공급부(10)는 다양한 배전 방식에 구애됨이 없이, 제1 전원선과 제2 전원선 사이에 걸리는 교류 전압을 전자제품에 공급하며, 옥내에 접지선 공사가 실시된 경우에는 접지선도 포함한다.

그리고, 제어부(30)는 중앙처리장치(31)와, 중앙처리장치(31)로부터 출력되 는 표시 명령들에 의한 데이터 정보를 표시하는 표시장치(39)를 포함하며, 상술한 중앙처리장치(31)는 유해전자파를 제거하기 위한 접지제어수단(33), 전자제품의 온도를 조절하기 위한 온도제어수단(35), 데이터를 임시 또는 영구적으로 저장하기 위한 저장 수단(37)을 포함한다.

또한, 피 제어부(50)는 상기 접지제어수단(33)에 의해 접지(GND)와 연결되어 유해전자파를 제거하기 위한 차폐판(51), 상기 차폐판(51)에 전자기 유도를 발생시킬 수 있는 히터 코일(53), 상기 히터 코일(53)의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(55)를 포함한다.

본 고안에 따른 유해전자파 차단장치(1)는 금속 재질의 차폐판(51)에 전자기 유도로 일정 전압이 걸리도록 이루어진 코일(Coil)을 포함한 제품에는 모두 적용가능하도록 이루어지며, 본 구성에서 히터 코일(53)은 코일(Coil)로 대체가능하고, 온도 센서(55) 및 온도제어수단(35)은 난방 기구가 아닌 전자제품의 경우에는 삭제되는 것도 가능하다.

그 이유는, 유해전자파 차단장치(1)는 전자제품의 전원 플러그가 핫 라인(H)과 뉴트럴 라인(N)에 맞게 연결되었을 경우, 차폐판(51)에 정전 유도되는 전압을 측정하고, 사용자가 전원 플러그를 방향에 관계없이 전원 콘센트에 삽입했을지라도, 측정된 전압을 기준으로 걸리는 전압을 비교하여 뉴트럴 라인을 찾고, 뉴트럴 라인에 차폐판을 자동으로 연결되기 때문이다.

따라서, 본 고안에 따른 유해전자파 차단장치(1)는 차폐판(51)에 전자기 유도로 일정 전압이 걸리고, 제1 전원선 또는 제2 전원선의 연결에 따라 각각 다른 전압이 유도되는 제품이라면 어떤 제품에도 적용가능하고, 이와 같은 개념에 따른 구성이라면 상기와 같은 삭제도 가능하다.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 전자제품의 유해전자파 차단장치를 개략적으로 도시한 블록구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 옥내에 접지 공사가 되어 있지 않아, 접지선을 제외한 핫 라인(H)과 뉴트럴 라인(N)만이 공급되는 경우를 설명한다.

여기서, 핫 라인(H)은 전원 플러그의 삽입 방향에 따라 제1 전원선 또는 제2 전원선이 될 수 있고, 뉴트럴 라인(N)은 전원 플러그의 삽입 방향에 따라 제1 전원선 또는 제2 전원선이 될 수 있다.

전원 공급부(10)는 접지선을 제외한 제1 전원선과 제2 전원선을 포함하며, 이는 접지제어 릴레이(33a)를 통하여 차폐판(51)과 연결될 수 있도록 이루어지며, 접지제어 릴레이(33a)는 본 고안에서 포토 커플러(PC: Photo Coupler)를 이용하여 회로를 개방 또는 단락되도록 스위칭시킨다.

여기서, 포토 커플러(PC)는 전기 신호를 빛으로 결합시키는 장치로서, 발광부와 수광부가 서로 전기적으로 절연되며, 장치 간 결합 용량이 작기 때문에 출력쪽의 신호가 입력쪽으로 되돌아 오는 경우를 제거할 수 있다.

중앙처리장치(31)는 상기 접지제어 릴레이(33a)의 온/오프(ON/OFF)를 제어하는 접지제어수단(33)을 포함하며, 차폐판(51)에 걸리는 기준 전압을 세팅하기 위하여 저장 수단(37)을 포함하고, 기준 전압을 영구 저장하기 위하여 전압의 온/오프 에 관계없이 데이터가 저장될 수 있는 비휘발성 메모리를 이용하는 것이 바람직하다.

상술한 중앙처리장치(31)는 차폐판(51)에 걸리는 전압, 온도, 정전기 유무 등을 사용자에게 알려주기 위한 표시 장치(39)를 포함하며, 상기 전압, 온도, 정전기 유무 등의 데이터를 이용하여 세팅 단계에서 표시 장치(39)에 도시되는 전압을 기준으로 측정 전압을 비교하고, 비교 결과를 저장 수단(37)에 데이터를 저장할 수 있다.

또한, 히터 코일(53)에 흐르는 전류로 유도된 전압이 차폐판(51)에 걸리면, 이를 중앙처리장치(31)로 보내야 하는데, 차폐판(51)과 연결되어 전압을 증폭시키는 증폭기(51a)와, 증폭 과정에서 발생할 수 있는 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 제거부(51b)가 구비된다.

상술한 노이즈 제거부(51b)에는 정류를 위한 다이오드와, 리플 제거 및 노이즈 제거를 위한 저항 및 콘덴서가 구비되며, 상기 다이오드는 저항 및 콘덴서와 병렬로 연결되는 것이 바람직하고, 상기 다이오드는 상기 증폭기(51a)의 출력단에 직렬로 연결되는 것이 바람직하나, 노이즈 제거부(51b)의 구성 요소 연결은 제품 및 구성에 따라 변경될 수 있다.

도 4는 도 3의 초기 세팅 과정을 개략적으로 도시한 흐름도이고, 도 5는 도 3의 동작 과정을 개략적으로 도시한 흐름도이며, 도 3을 참조하여 설명한다.

도 4의 초기 세팅 과정은 전원 공급부(10)에서 공급되는 핫 라인(H)과 뉴트 럴 라인(N)을 구분하는 작업을 실시한다.

우선, 제1 전원선과 제2 전원선 중 어느 선(LINE)이 핫 라인(H) 인지 뉴트럴 라인(N) 인지의 여부를 알 수 없기 때문에, 제1 전원선과 제2 전원선을 구분하기 위하여, 임의의 방향으로 전원 플러그를 삽입하고(S11), 중앙처리장치(31)는 제1 포토 커플러(PC1)와 제2 포토 커플러(PC2)를 모두 오프(OFF)시켜 회로를 개방시킨다(S12).

상술한 제1 포토 커플러(PC1)와 제2 포토 커플러(PC2)를 모두 오프(OFF) 시킨 상태에서 제1 전원선 또는 제2 전원선에 연결된 자체 전원(Vcc)만을 히터 코일(53)에 공급하며, 중앙처리장치(31)는 히터 코일(53)에 흐르는 전류로 차폐판(51)에 걸리는 전압(A)을 측정하고, 저장수단(37)과 표시장치(39)에 출력한다(S13).

그리고 나서, 상기 단계(S11)와는 반대 방향으로 전원 플러그를 삽입하고(S14), 중앙처리장치(31)에서는 제1 포토 커플러(PC1)와 제2 포토 커플러(PC2)가 모두 오프(OFF)된 상태에서, 차폐판(51)에 유도되는 전압(B)을 측정한다(S15).

상술한 전압 (A) 와 (B) 는 모두 전자기유도(電磁氣誘導, Electromagnetic Induction)에 의해 차폐판(51) 표면에 전하가 유도되어 생성되는 전압이며, 이를 위해서 차폐판(51)은 금속과 같은 도체를 이용하는 것이 바람직하고, 본 고안의 실시예에서는 구리(Cu)를 이용한다.

또한, 전압 (A) 와 (B) 중에서 작은 전압을 저장 수단(37)에 영구 저장시키면, 공장에서의 초기 세팅이 완료되어 출고된다(S16 - S18).

상기 단계(S16)에서 마지막 측정된 전압인 B 가 A 보다 큰 경우에는 제1 전원선이 뉴트럴 라인, 제2 전원선이 핫 라인인 경우이므로, 반대로 전원 플러그가 삽입된 경우이고, 이에 따라 상기 단계(S14)에서 방향이 변경된 전원 플러그를 상기 단계(S11)의 플러그 방향으로 바꾸어 삽입하여 재측정하고, 마지막 측정된 값만을 저장하는 것도 바람직하다.

도 5의 동작 과정은 사용자가 본 고안에 따른 유해전자파 차단장치(1)의 전원 플러그를 삽입하면서 시작된다(S21).

그리고 나서, 저장수단(37)으로부터 상기 단계(S17 또는 S18)에서 저장한 전압값을 표시 장치(39)에 디스플레이하고(S23), 중앙처리장치(31)로 로딩시켜 어느 지역에서나 통용될 수 있는 기준 전압값을 생성하기 위하여, 상기 단계(S17 또는 S18)의 전압에 허용 범위를 더해준다(S25).

여기서, ± 허용 범위가 아닌 + 허용 범위를 적용하는 이유는 로딩된 값은 접지에 근접한 값이므로 - 를 하는 것은 의미가 없기 때문이다.

따라서, 제1 포토 커플러(PC1)와 제2 포토 커플러(PC2)를 모두 오프(OFF)시켜 상기 제1 전원선 및 제2 전원선이 상기 차폐판(51)으로 연결되지 않도록 한 후(S27), 차폐판(51)에 유도되는 전압을 측정한다(S29).

상기와 같은 단계(S29)를 수행하는 이유는 공장에서 세팅된 값을 기준으로, 사용자가 임의로 전원 플러그를 삽입하였을 때의 측정값을 비교하고, 이를 판단하여 제1 전원선이 핫 라인인지 또는 뉴트럴 라인인지, 제2 전원선이 뉴트럴 라인인지 또는 핫 라인인지의 여부를 파악하기 위함이다.

이에 따라, 측정 전압이 기준 전압보다 작은 경우에는 제1 전원선이 핫 라인이고, 제2 전원선이 뉴트럴 라인인 경우이므로(S32), 사용자가 전원 플러그를 바르게 삽입한 경우이고, 이에 따라 제2 전원선에 연결된 제2 포토 커플러(PC2)를 온(ON)시켜(S33) 자동으로 차폐판(51)과 뉴트럴 라인을 연결시키고(S36), 이에 따라 유해전자파를 제거할 수 있도록 한다(S37).

반대로, 측정 전압이 기준 전압보다 큰 경우에는 제1 전원선이 뉴트럴 라인이고, 제2 전원선이 핫 라인인 경우이므로(S34), 사용자가 전원 플러그를 반대로 삽입한 경우이고, 이에 따라 제1 전원선에 연결된 제1 포토 커플러(PC1)를 온(ON)시켜(S35) 자동으로 차폐판(51)과 뉴트럴 라인을 연결시키며(S36), 이에 따라 유해전자파를 제거할 수 있도록 한다(S37).

도 6는 본 고안의 일 실시예에 따른 전자제품의 유해전자파 차단장치를 개략적으로 도시한 블록구성도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 옥내에 접지 공사가 이루어져, 접지선을 포함한 핫 라인(H)과 뉴트럴 라인(N)이 공급되는 경우를 설명한다.

우선, 전원 공급부(10)는 제1 전원선과 제2 전원선과 접지선을 포함하며, 이는 접지제어 릴레이(33a)를 통하여 차폐판(51)과 연결될 수 있도록 이루어지고, 접지제어 릴레이(33a)는 본 고안에서 포토 커플러(PC: Photo Coupler)를 이용하여 회로를 개방 또는 단락되도록 스위칭시킨다.

그리고, 중앙처리장치(31)는 상기 접지제어 릴레이(33a)의 온/오프(ON/OFF) 를 제어하는 접지제어수단(33)을 포함하며, 차폐판(51)에 걸리는 기준 전압을 세팅하기 위하여 저장 수단(37)을 포함하고, 상기 저장 수단(37)으로서는 기준 전압을 영구 저장하기 위하여 전압의 온/오프에 관계없이 데이터가 저장될 수 있는 비휘발성 메모리를 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 중앙처리장치(31)는 차폐판(51)에 걸리는 전압, 온도, 정전기 유무 등을 사용자에게 알려주기 위한 표시 장치(39)를 포함하며, 상기 전압, 온도, 정전기 유무 등에 대한 데이터를 이용하여 세팅 단계에서 표시 장치(39)에 도시되는 전압을 기준으로 측정 전압을 비교하여 데이터를 저장할 수 있다.

또한, 히터 코일(53)에 흐르는 전류로 유도된 전압이 차폐판(51)에 걸리면, 이를 중앙처리장치(31)로 보내야 하는데, 전압을 증폭시키는 증폭기(51a)와, 증폭 과정에서 발생할 수 있는 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 제거부(51b)가 구비된다.

상술한 노이즈 제거부(51b)에는 정류를 위한 다이오드와, 리플 제거 및 노이즈 제거를 위한 저항 및 콘덴서가 구비되며, 상기 다이오드는 저항 및 콘덴서와 병렬로 연결되는 것이 바람직하고, 상기 다이오드는 상기 증폭기(51a)의 출력단에 직렬로 연결되는 것이 바람직하나, 노이즈 제거부(51b)의 구성 요소 연결은 제품 및 구성에 따라 변경될 수 있다.

도 7은 도 6의 초기 세팅 과정을 개략적으로 도시한 흐름도이고, 도 8은 도 6의 동작 과정을 개략적으로 도시한 흐름도이며, 도 6을 참조하여 설명한다.

도 7의 초기 세팅 과정은 전원 공급부(10)에서 공급되는 핫 라인(H)과 뉴트 럴 라인(N)을 구분하는 작업을 실시한다.

우선, 제1 전원선과 제2 전원선 중 어느 선(LINE)이 핫 라인(H) 인지 뉴트럴 라인(N) 인지의 여부를 알 수 없기 때문에, 제1 전원선과 제2 전원선을 구분하기 위하여, 임의의 방향으로 전원 플러그를 삽입하고(S41), 중앙처리장치(31)는 제1 포토 커플러(PC1)와 제2 포토 커플러(PC2)와 제3 포토 커플러(PC3)를 모두 오프(OFF)시켜 회로를 개방시킨다(S42).

상술한 제1 포토 커플러(PC1)와 제2 포토 커플러(PC2)를 모두 오프(OFF) 시킨 상태에서 제1 전원선 또는 제2 전원선에 연결된 자체 전원(Vcc)만을 히터 코일(53)에 공급하며, 상기 중앙처리장치(31)는 히터 코일(53)에 흐르는 전류로 차폐판(51)에 걸리는 전압(A)을 측정하고, 저장수단(37)과 표시장치(39)에 출력한다(S43).

그리고 나서, 상기 단계(S41)와는 반대 방향으로 전원 플러그를 삽입하고(S44), 중앙처리장치(31)에서는 제1 포토 커플러(PC1)와 제2 포토 커플러(PC2)와 제3 포토 커플러(PC3)가 모두 오프(OFF)된 상태에서, 차폐판(51)에 유도되는 전압(B)을 측정한다(S45).

상술한 전압 (A) 와 (B) 는 모두 전자기 유도(靜電誘導, Electro-Magnetic Induction)에 의해 차폐판(51) 표면에 전하가 유도되어 생성되는 전압이며, 이를 위해서 차폐판(51)은 금속과 같은 도체를 이용하는 것이 바람직하고, 본 고안의 실시예에서는 구리(Cu)를 이용한다.

또한, 전압 (A) 와 (B) 중에서 작은 전압을 저장 수단(37)에 영구 저장시키 면, 공장에서의 초기 세팅이 완료되어 출고된다(S46 - S48).

상기 단계(S46)에서 마지막 측정된 전압인 B 가 A 보다 큰 경우에는 제1 전원선이 뉴트럴 라인, 제2 전원선이 핫 라인인 경우이므로, 반대로 전원 플러그가 삽입된 경우이고, 이에 따라 상기 단계(S44)에서 방향이 변경된 전원 플러그를 상기 단계(S41)의 플러그 방향으로 바꾸어 삽입하여 재측정하고, 마지막 측정된 값만을 저장하는 것도 바람직하다.

도 8의 동작 과정은 사용자가 본 고안에 따른 유해전자파 차단장치(1)의 전원 플러그를 삽입하면서 시작된다(S51).

그리고 나서, 저장수단(37)으로부터 상기 단계(S47 또는 S48)에서 저장한 전압값을 표시 장치(39)에 디스플레이하고(S53), 중앙처리장치(31)로 로딩시켜 어느 지역에서나 통용될 수 있는 기준 전압값을 생성하기 위하여, 허용 범위를 더해준다(S55).

여기서, ± 허용 범위가 아닌 + 허용 범위를 적용하는 이유는 로딩된 값은 접지에 근접한 값이므로 - 를 하는 것은 의미가 없기 때문이다.

따라서, 제1 포토 커플러(PC1)와 제2 포토 커플러(PC2)와 제3 포토 커플러(PC3)를 모두 오프(OFF)시켜 상기 제1 전원선 및 제2 전원선이 상기 차폐판(51)으로 연결되지 않도록 한 후(S57), 차폐판(51)에 유도되는 전압을 측정한다(S59).

상기와 같은 단계(S59)를 수행하는 이유는 공장에서 세팅된 값을 기준으로, 사용자가 임의로 전원 플러그를 삽입하였을 때의 측정값을 비교하고(S60), 이를 판단하여 제1 전원선이 핫 라인인지 또는 뉴트럴 라인인지, 제2 전원선이 뉴트럴 라 인인지 또는 핫 라인인지의 여부를 파악하기 위함이다.

이에 따라, 측정 전압이 기준 전압보다 작은 경우에는 제1 전원선이 핫 라인이고, 제2 전원선이 뉴트럴 라인인 경우이므로(S61), 사용자가 전원 플러그를 바르게 삽입한 경우이고, 이에 따라 제2 전원선에 연결된 제2 포토 커플러(PC2)를 온(ON)시켜(S62) 자동으로 차폐판(51)과 뉴트럴 라인을 연결시키고(S65), 이에 따라 유해전자파를 제거할 수 있도록 한다(S65).

반대로, 측정 전압이 기준 전압보다 큰 경우에는 제1 전원선이 뉴트럴 라인이고, 제2 전원선이 핫 라인인 경우이므로(S63), 사용자가 전원 플러그를 반대로 삽입한 경우이고, 이에 따라 제1 전원선에 연결된 제1 포토 커플러(PC1)를 온(ON)시켜(S64) 자동으로 차폐판(51)과 뉴트럴 라인을 연결시키며(S65), 이에 따라 유해전자파를 제거할 수 있도록 한다(S65).

또한, 제3 포토 커플러(66)를 온(ON)시켜(S66) 접지선과 차폐판이 연결되도록 하며(S67), 이에 따라 완벽한 전자파 차단이 이루어질 수 있도록 이루어지는데, 여기서 접지선과 뉴트럴 라인이 연결되는 사이에 저항을 병렬로 연결하여 단락을 방지할 수 있도록 이루어진다.

덧붙여서, 상기 제1 전원선과 제2 전원선에 누전을 방지하기 위하여 콘덴서와 저항을 병렬로 연결하는 구성을 더 포함하기 때문에, 뉴트럴 라인과 접지선의 누전 등을 완벽하게 방지할 수 있도록 이루어진다.

도 9는 본 고안에 따른 전자제품의 유해전자파 차단장치가 온열매트에 적용 된 실시예에 따른 회로도이고, 도 10은 도 9의 상세 회로도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 온열 매트에 열선인 히터 코어가 배선 및 배치되고, 상기 온열 매트의 한 면만을 제외한 나머지 면에 모두 구리로 형성된 차폐판이 구비된다.

그리고, 히터 코어의 온도를 측정하기 위한 온도 센서가 구비되며, 히터 코어의 온도를 조절하기 위한 온도 조절용 TRIAC이 병렬로 연결되며, 상기 히터 코어 및 온도 조절용 TRIAC에는 직류 전원 장치가 각각 연결되어 전원을 공급할 수 있도록 이루어진다.

상술한 차폐판의 유도 전압을 측정하기 위하여, 상기 차폐판과 콘덴서가 직렬연결되고, 상기 콘덴서와 저항이 병렬연결되며, 상기 저항과 병렬로 증폭기의 + 단자가 연결되고, - 단자는 접지에 연결된다.

또한, 상기 증폭기 자체의 구동을 위한 전원(Vcc)은 직류 전원 장치로 공급받고 있으며, Vcc가 도시된 모든 구성 요소들은 자체 구동을 위한 전원을 공급받고 있는 상태이다.

상기 증폭기의 출력단에서는 증폭된 신호의 정류를 위한 다이오드가 직렬로 연결되고, 상기 다이오드와 콘덴서 및 저항이 병렬로 연결되어 노이즈 및 리플을 제거하며, 이는 다시 중앙처리장치의 A/D 변환 입력단으로 입력되어 전압이 전류로 변환되고, 전류로 변환된 아날로그 데이터는 디지털 데이터로 변환되어 중앙처리장치에서 읽을 수 있는 데이터로 변형된다.

그리고 나서, 중앙처리장치에서는 차폐판에 걸리는 전압을 기준으로 차폐판이 뉴트럴 라인에 자동으로 연결되도록, 제1 전원선 및 제2 전원선 중 어느 선이 핫 라인인지 또는 뉴트럴 라인인지를 판단한다.

이를 위하여, 중앙처리장치는 두 개의 포토 커플러(PC1, PC2)와 연결되는데, 포토 커플러의 발광부는 Vcc와 연결되고, 수광부는 제1 전원선 또는 제2 전원선과 각각 연결되며, 제1 포토 커플러(PC1) 및 제2 포토 커플러(PC2)의 스위칭 동작에 따라 제1 전원선 또는 제2 전원선에 상기 차폐판이 연결될 수 있도록 도선이 배치된다.

본 고안의 실시예에서 중앙처리장치는 PIC16F946가 이용되었으며, 이는 표시 장치인 LCD와 연결되어 사용자에게 각종 데이터를 디스플레이할 수 있도록 이루어지는 것도 바람직하다.

또한, 접지선과 뉴트럴 라인 간에는 저항(미도시)이 구비되어 단락을 방지하도록 되어 있으며, 제1 포토 커플러(PC1)와 제2 전원선 간, 제2 포토 커플러(PC2)와 제1 전원선 간에 각각 콘덴서 및 저항이 직렬로 연결되어 누전을 확실히 방지할 수 있도록 구비된다.

그리고, 사용자에게 결과를 출력하거나 검전 및 초기 세팅 확인용으로 LCD 패널을 구비하여 중앙처리장치에 연결시킨다.

여기서, 상기 제1 포토 커플러(PC1) 및 제2 포토 커플러(PC2)와 중앙처리장치 간의 전위차가 발생해야 발광부인 LED 가 구동되므로, 전류가 흐르기 위한 저항을 각각 직렬로 구비한다.

이와 같은 회로를 가지는 온열 매트 및 유해전자파 차단장치는 온열 매트에 걸리는 정전기를 제거할 수 있도록 이루어지며, 유해전자파 차단장치에서 자동으로 접지선 또는 뉴트럴 라인과 차폐판을 연결시켜 전원 플러그를 바꾸어 삽입하지 않아도 유해전자파를 제거할 수 있도록 이루어진다.

도 11은 본 고안에 따른 전자제품의 유해전자파 차단장치의 제어부를 실제 제작한 PCB 및 LCD를 나타낸 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, PCB 상에 LCD 가 구비되어 공장에서 초기 세팅을 할 경우, 별도의 측정기가 없어도 상기 LCD 상에 나타난 전압을 보고 세팅을 할 수 있도록 이루어진다.

우선, AC 전원 플러그를 임의의 방향으로 삽입하고 전원을 인가시켜 LCD, 중앙처리장치(CPU) 및 PCB에 전원이 공급될 수 있도록 하며, 이때 측정된 전압은 (가)에서 도시된 바와 같이, LCD 패널 상에 도시되며, 72 정도이다.

그리고, AC 전원 플러그를 반대로 삽입하고 전원을 인가시켜 LCD, 중앙처리장치(CPU) 및 PCB에 전원이 공급될 수 있도록 하며, 이때 측정된 전압은 (나)에 도시된 바와 같이, LCD 패널 상에 도시되며 98 정도이다.

이때, 측정된 전압은 절대적인 값이 아니기 때문에 단위는 없지만, 72 와 98 중 작은 값을 기준으로 세팅이 이루어지기 때문에 절대적인 값 또는 단위를 도시할 필요는 없다.

그 이유는, 차폐판에 걸리는 전압을 측정할 때, 전압을 전류로 바꾸는 A/D 변환 과정에서 중앙처리장치가 읽을 수 있는 이진 데이터로 표시하고, 이를 바로 출력하기 때문이다.

따라서, 초기 세팅 과정에서는 72 와 98 중 작은 값을 저장해야 하기 때문 에, 98 이 나중에 측정된 경우 다시 반대로 AC 전원 플러그를 삽입하고 72 가 LCD 패널 상에 표시되면 이를 스위치를 조작하여 저장할 수도 있고, 또는 프로그램 상에 두 번 측정한 값 중 작은 값을 스위치 조작시 저장하도록 프로그램하여 저장할 수도 있다.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 고안의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 고안의 실용신안 청구 범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

도 1은 일반적인 주상 변압기에서 단상 2 선식 가정용 교류 전원으로 공급되는 것을 개략적으로 도시한 도.

도 2는 본 고안에 따른 전자제품의 유해전자파 차단장치를 개략적으로 도시한 블록구성도.

도 3은 도 2에 도시된 전자제품의 유해전자파 차단장치의 실시예를 구체적으로 도시한 블록구성도.

도 4는 도 3의 초기 세팅 과정을 개략적으로 도시한 흐름도.

도 5는 도 3의 동작 과정을 개략적으로 도시한 흐름도.

도 6는 도 2에 도시된 전자제품의 유해전자파 차단장치의 다른 실시예를 구체적으로 도시한 블록구성도.

도 7은 도 6의 초기 세팅 과정을 개략적으로 도시한 흐름도.

도 8은 도 6의 동작 과정을 개략적으로 도시한 흐름도.

도 9는 본 고안에 따른 전자제품의 유해전자파 차단장치가 온열매트에 적용된 실시예에 따른 회로도.

도 10은 도 9의 상세 회로도.

도 11은 본 고안에 따른 전자제품의 유해전자파 차단장치의 제어부를 실제 제작한 PCB 및 LCD를 나타낸 도.

<도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 간단한 설명>

1: 전자제품의 유해전자파 차단장치

10: 전원 공급부 30: 제어부

31: 중앙처리장치 33: 접지제어수단

33a: 접지제어 릴레이 35: 온도제어수단

37: 저장수단 39: 표시장치

50: 피 제어부 51: 차폐판

51a: 증폭기 51b: 노이즈 제거부

53: 히터 코일 55: 온도 센서

Claims (1)

1. 전원의 공급으로 전자기 유도전압이 걸리는 차폐판이 마련된 전자제품의 유해전자파 차단장치에 있어서,

   제1 전원선 및 제2 전원선을 통하여 교류 전원을 공급하는 전원 공급부;

   상기 차폐판에 전자기 유도되는 전압을 기준으로, 상기 제1 전원선 및 제2 전원선을 핫 라인 또는 뉴트럴 라인으로 구분하고, 발광부 및 수광부를 포함하는 포토 커플러를 온/오프(ON/OFF) 제어하여 상기 전원 공급부의 뉴트럴 라인 또는 접지선과 상기 차폐판을 연결시키는 제어부;

   상기 차폐판과 직렬로 연결되어 상기 차폐판에 걸리는 전압을 증폭시키는 증폭기;

   상기 증폭기에 직, 병렬로 연결되어 증폭된 신호를 정류하고, 노이즈 및 리플을 제거하는 노이즈 제거부

   를 포함하고,

   상기 제어부는

   상기 포토 커플러의 온/오프를 접지제어수단,

   전원 플러그를 임의로 삽입하여 상기 차폐판에 유도되는 전압(A)과 전원 플러그의 방향을 전환하여 상기 차폐판에 유도되는 전압(B) 중 작은 전압을 기준으로 저장하는 저장 수단,

   상기 접지제어수단으로 온/오프되어 상기 차폐판과 상기 뉴트럴 라인 또는 접지선을 연결시키는 제1 포토 커플러 또는 제2 포토 커플러 및

   상기 차폐판과 상기 제1 포토 커플러 또는 제2 포토 커플러가 연결되고, 접지선이 상기 전원 공급부에 구비된 경우, 상기 접지선과 상기 차폐판을 연결하기 위한 제3 포토 커플러

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제품의 유해전자파 차단장치.

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