KR20050000437A - 전원 자동 차단 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수의 전기기기를 연결하여 사용하는 멀티탭을 포함한 배선 시스템에서 메인 기기가 연결된 메인 접속구에 흐르는 전류를 감지하여 메인 기기의 사용 여부를 인지하고, 상기 메인 기기의 사용 여부에 따라 그 외의 서브 접속구에 연결된 전기기기에 공급되는 전원을 자동으로 차단하는 전원 자동 차단 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 메인 기기의 사용 여부를 인지하기 위해 션트 저항을 사용함으로써, 회로 구성이 용이하면서도 신뢰성을 제공하고, 회로 구성 비용을 저감할 수 있으며, 또한 메인 기기의 전류를 검출한 신호와 일정한 기준값을 비교하여 그에 따른 제어신호를 출력하는 신호 비교부로서 슈미트트리거 회로를 사용함으로써, 일정 임계값 이하에서 스위칭부를 오프시키도록 하여 스위칭부가 진동하는 것을 방지할 수 있다.

Description

전원 자동 차단 장치{APPARUTUS OF AUTOMATICALLY BREAKING POWER}
본 발명은 전원 자동 차단 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 다수의 전기기기를 연결하여 사용하는 멀티탭을 포함한 배선 시스템에서, 메인 기기가 연결된 메인 접속구에 흐르는 전류를 감지하여 사용 여부를 인지하고 상기 메인 기기의 사용 여부에 따라 그 외의 서브 기기에 공급되는 전원을 자동으로 차단하는 전원 자동 차단 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 다수의 전기기기, 특히 컴퓨터 본체에 모니터, 프린터, 스캐너, 스피커 등을 비롯하여 각종 주변기기들이 컴퓨터 시스템에 연결되어 동작하고 있다. 이와 같이, 컴퓨터 본체와 다수의 주변기기들을 동작시키기 위해서는 도 1에 나타낸 바와 같이, 컴퓨터 본체와 다수의 주변기기들은 전원 플러그를 삽입할 수 있는 다수의 접속구가 구비된 멀티탭을 사용하여 교류 전원이 공급되고 있다.
이와 같이, 컴퓨터 본체와 다수의 주변기기들, 특히 컴퓨터 본체의 사용을 완료하여 컴퓨터 본체의 전원을 오프시킨 경우, 사용자는 컴퓨터 본체와 주변기기들에 공급되는 전원을 모두 차단해야 하지만, 전원을 차단하기 위해서는 도 1의 스위치(15)를 이용하여 전원을 차단해야 한다.
그러나, 이와 같은 멀티탭(10)은 미관을 생각하여 대부분 컴퓨터 시스템이 설치된 책상 아래에 놓이거나, 보이지 않는 곳에 놓이는 경우가 많아, 사용자가 멀티탭(10)의 스위치(15)를 이용하여 전원을 차단하는데는 다소 번거로움이 있을 뿐만 아니라, 컴퓨터 본체(51)의 전원을 오프시킨 후에 주변기기들의 전원을 오프시키는 것을 잊어버리는 경우가 빈번하게 발생되고, 이로 인하여 불필요한 전력이 소모될 뿐만 아니라, 낙뢰 등에 의해 발생되는 과도한 서지 전압에 의해 주변기기들이 파손되는 경우가 발생되어 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 멀티탭(10)에 컴퓨터 본체(51) 및 다수 주변기기들을 연결하여 사용하는 경우, 컴퓨터 본체(51)의 전원을 오프시킬 때 그 컴퓨터 본체에 연결되어 동작하는 다수의 주변기기들에 공급되는 전원을 자동으로 차단시키도록 하는 멀티탭의 제어회로가 제안되었다.
즉, 도 2는 일반적인 멀티탭 제어회로의 개념도로서, 컴퓨터 본체(51)의 전원 플러그가 접속되는 메인 접속구(11)와, 모니터(52), 프린트(53), 스캐너(54) 등의 각종 주변기기의 전원 플러그가 접속되는 서브 접속구(12 내지 14)가 형성된 멀티탭(10)이 구비되고, 이 멀티탭(10)의 메인 접속구(11)에는 교류 전원(AC 220V)이 직접 인가되고, 나머지 서브 접속구(12 내지 14)에는 스위치(26)를 통해 교류 전원이 인가된다.
이와 같이, 멀티탭 제어회로(20)는 멀티탭(10)의 메인 접속구(11)에 인가되는 교류 전원 라인에 연결되어 컴퓨터 본체(50)의 사용 여부에 따라 변화되는 전류를 검출하는 전류 검출부(21); 전류 검출부(21)의 출력 전류를 일정 레벨로 증폭하여 출력하는 증폭부(22); 증폭부(22)의 출력 신호에 의해 컴퓨터 본체(50)의 사용 여부를 인지하여 그에 비례한 제어 신호를 출력하는 신호 비교부(23); 신호 비교부(23)의 제어 신호에 따라 서브 접속구(12 내지 14)에 인가되는 교류 전원(AC 220V)을 차단하기 위한 스위치(6)를 온/오프시키는 스위칭부(24); 및 증폭부(22),신호 비교부(23), 스위칭부(24)에 구동 전원을 인가하는 전원부(25)로 이루어진다.
이와 같이 구성된 통상의 멀티탭 제어회로(20)는 멀티탭(10)의 메인 접속구(11)에 컴퓨터 본체(51)를, 그리고 서브 접속구(12 내지 14)에 모니터(52), 프린터(53), 스캐너(54)와 같은 주변기기의 플러그를 각각 연결하게 되면, 전류 검출부(21)에서 컴퓨터 본체(51)의 사용 여부를 검출하게 된다.
즉, 컴퓨터 본체(51)가 사용중일 경우 상기 컴퓨터 본체(51)의 소비 전류에 의해 전류 검출부(21)에서 전류가 검출되지만 컴퓨터 본체(51)가 사용중이 아닐 경우에는 전류의 소비가 없어 전류가 검출되지 않게 된다.
따라서, 상기 전류 검출부(21)에서는 메인 접속구(11)의 전류가 검출될 경우 전류 검출 신호를 출력하게 되며, 이 신호는 증폭부(22)를 경유함으로서 일정 레벨로 증폭되어 신호 비교부(23)로 인가되나, 전류 검출부(21)는 메인 접속구(11)의 전류가 검출되지 않을 경우 전류 검출 신호를 신호 비교부(23)로 인가되지 않게 된다.
이 때, 신호 비교부(23)는 전류 검출부(21)로부터 전류검출신호가 인가되면 컴퓨터 본체(51)가 현재 사용중임을 인지하여 스위칭부(24)를 구동시킴에 따라 스위치(26)를 온 상태로 유지시킴으로서 서브 접속구(12 내지 14)에 교류 전원(AC 220V)을 지속적으로 공급하게 된다.
그러나, 신호 비교부(23)는 전류 검출부(21)로부터 전류 검출 신호가 인가되지 않으면 컴퓨터 본체(51)가 동작중이 아님을 인지하여 스위칭부(24)를 오프시킴에 따라 스위치(6)를 오프 상태로 변환시킴으로써, 서브 접속구(12 내지 14)에 공급되는 교류 전원을 차단하게 된다.
이와 같이, 멀티탭(10)의 메인 접속구(11)와 서브 접속구(12 내지 14)에 컴퓨터 본체(51) 및 주변기기의 전원 플러그를 연결하여 사용할 때, 메인 접속구(11)에 연결된 컴퓨터 본체(51)의 전원이 오프된 경우, 서브 접속구(12 내지 14)에 연결된 주변기기의 전원 모두가 차단됨으로써, 불필요한 전력소모는 물론, 낙뢰 등에 의해 발생되는 과도한 서지전압에 의해 주변기기가 파손되는 현상을 방지하도록 되어 있다.
도 3은 종래 대한민국 특허공개번호 제 2003-31554호의 멀티탭 제어회로의 회로도로서, 전류 검출부(21)는 상기 전원부(25)의 출력단에 연결되어 전류의 크기를 변환시키는 변류기(CT)와, 상기 변류기(CT)의 출력전류를 정류하는 다이오드 (D3)(D4) 및 정류된 전류를 평활시키는 콘덴서(C3)로 이루어진 안정화회로(34)로 구성되고, 상기 변류기(CT)와 안정화회로(34)에 의해 검출된 전류를 증폭부(22)를 통해 신호 비교부(23)로 인가하도록 되어 있다.
그러나, 종래의 멀티탭 제어회로(20)의 전류 검출부(21)에서는 메인 접속구(11)의 전류를 검출하기 위해 고가이고 다소 부피가 큰 변류기(CT)를 사용하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 멀티탭 제어회로(20)의 스위칭부(24)에서는 일정 임계값이 입력될 경우 스위칭부(24)의 출력값이 진동하게 되는 문제점도 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 행해진 것으로, 다수의전기기기가 연결되는 멀티탭을 포함한 배선 시스템에서 메인 기기가 연결된 메인 접속구에 연결된 메인 기기의 사용 여부를 인지하기 위해 션트 저항을 사용하여 회로 구성이 용이하면서도 신뢰성을 제공하고, 회로 구성 비용을 저감할 수 있는 전원 자동 차단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 다수의 전기기기가 연결되는 멀티탭을 포함한 배선 시스템에서 메인 기기의 전류를 검출한 신호와 일정한 기준값을 비교하여 그에 따른 제어신호를 출력하는 신호 비교부로서 슈미트트리거 회로를 사용하여, 스위칭부에 일정 임계값이 인가됨에 따른 스위칭부의 온/오프 진동이 발생되는 것을 방지할 수 있는 전원 자동 차단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 컴퓨터 본체 및 주변기기를 멀티탭에 접속한 상태의 예시도.
도 2는 일반적인 멀티탭 제어회로의 개념도.
도 3는 종래의 멀티탭 제어회로의 회로도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전원 자동 차단 장치의 회로도.
도 5는 도 4에서의 도면부호 270의 확대도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 멀티탭 11 : 메인 접속구
12 내지 14 : 서브 접속구 15 : 전원 스위치
200 : 전원 자동 차단 장치 210 : 노이즈 필터부
220 : 전류 검출부 230 : 신호 증폭부
240 : 신호 비교부 241 : 비교 수단(OP 앰프)
250 : 스위칭부 251 : 스위칭 소자
260 : 전원 공급부 51 : 컴퓨터
52 : 모니터 53 : 프린터
54 : 스캐너 F : 퓨즈
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다수의 전기기기가 연결되는 멀티탭을 포함한 배선 시스템에서 메인 접속구에 인가되는 전원라인에 연결되어 메인 접속구에 접속된 메인기기의 사용 여부에 따라 변화되는 전류를 검출하는 전류 검출부; 상기 전류 검출부의 출력 전류를 일정 레벨로 증폭하여 출력하는 신호 증폭부; 상기 신호 증폭부에서 증폭된 신호와 일정한 값의 기준값을 비교하여 상기 메인기기의 사용 여부를 인지하여 그에 따른 제어신호를 출력하는 신호 비교부; 상기 신호 비교부의 제어신호에 따라 서브 접속구들에 인가되는 전원을 스위칭 소자에 의해 차단하는 스위칭부; 및 상기 신호 증폭부, 상기 신호 비교부, 및 상기 스위칭부에 저전압을 인가하는 전원 공급부를 포함하는 전원 자동 차동 장치에 있어서, 상기 전류 검출부는 상기 메인 접속구에서 사용되는 전류의 미세 전류를 검출하는션트 저항을 포함하고, 상기 신호 비교부는 일정 임계값 이하의 전압이 상기 스위칭 소자에 인가되도록 하는 슈미트트리거 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 전원 자동 차단 장치에 있어서, 상기 슈미트트리거 회로는 상기 신호 증폭부에서 증폭된 신호와 일정한 값의 기준값을 비교하는 비교 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 전원 자동 차단 장치에 있어서, 상기 전류 검출부는 상기 메인 접속구에 직렬로 연결되고, 상기 메인 접속구와 상기 서브 접속구들 사이의 상기 전류 검출부가 연결된 상기 전원라인은 분리된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 전원 자동 차단 장치에 있어서, 상기 스위칭 소자는 계전기, 반도체 계전기(SSR), 트라이액 및 사이리스터로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
더욱이, 본 발명의 전원 자동 차단 장치는 외부로부터 상기 전원 자동 차단 장치로 인입되는 불요 전파를 차단하고, 상기 전원 자동 차단 장치로부터 발생되는 불요 전파를 외부로 누출되는 것을 방지하는 노이즈 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전원 자동 차단 장치이고, 도 5는 도 4에서의 도면부호(270)의 확대도이다.
도 4에 있어서, 전원 자동 차단 장치(200)는 노이즈 필터부(210), 전류 검출부(220), 신호 증폭부(230), 신호 비교부(240), 스위칭부(250) 및 전원공급부(260)를 포함한다.
우선, 전원 공급부(260)는 신호 증폭부(230), 신호 비교부(240), 및 스위칭부(250)에 저전압을 인가한다.
노이즈 필터부(210)는 멀티탭(10)으로 인입되는 불요 전파를 차단하고, 예를 들어 외부로부터 인입되는 낙뢰 등을 차단하며, 멀티탭(10)에서 발생되는 불요 전파가 외부로 누출되는 것을 방지하는 것이다.
전류 검출부(220)는 메인 접속구(11)에서 사용되는 전류를 감지하는 것으로, 본 실시예에서는 미세 전류를 검출할 수 있는 션트 저항(shunt resistance; SR)이 이용된다. 또한, 이 전류 검출부(220)는 메인 접속구(11)와 직렬로 연결된다.
신호 증폭부(230)는 전류 검출부(220)로부터 출력된 미세 신호를 증폭한다.
신호 비교부(240)는 신호 증폭부(230)로부터 증폭된 신호와 일정한 값의 기준값을 비교하여 메인 기기, 즉 컴퓨터 본체(51)의 사용 여부를 인지하고, 그에 따른 제어신호를 출력하는 것으로, 이 신호 비교부(240)는 상기 증폭된 신호와 기준값을 비교하여 그에 따른 제어 신호를 출력하는 비교 수단(OP 앰프; 241)을 포함하는 슈미트트리거 회로를 사용한다.
이와 같이, 신호 비교부(240)는 슈미트트리거 회로로서 기능하여, 일정 임계값 이하의 전압이 스위칭부(250)에 인가되도록 하여 스위칭 소자(251)가 진동하는 의 진동을 제거할 수 있다.
즉, 3V에서 온 되는 스위칭 소자(251)가 전압이 낮은 경우, 예를 들어 2.8V 내지 2.9V에서 오프되는 경우가 발생되어, 스위칭 소자(251)의 온/오프에 의한 진동이 발생되게 된다. 따라서, 신호 비교부(240)는 2.5V 이하에서 스위칭 소자(251)를 오프시키기 위해 슈미트트리거 회로를 사용함으로써, 스위칭 소자(251)의 진동을 방지하게 된다.
스위칭부(250)는 상기 신호 비교부(240)로부터 출력되는 제어신호의 여부에 따라 동작되는 트랜지스터(TR); 및 트랜지스터(TR)의 출력단에 연결되어, 트랜지스터(TR)의 출력 신호에 의해 서브 접속구(12 내지 14)에 전원을 차단하는 스위칭 소자(251)를 포함한다.
여기서, 스위칭 소자(251)는 계전기(Relay), 반도체 계전기(Solid State Relay(SSR)), 트라이액(Triac), 사이리스터(thyristor) 등이 포함된다.
또한, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 전류 검출부(220)와 메인 접속구(11)는 직렬로 연결되고, 더욱이 교류 전원이 인가되는 전원라인은 메인 접속구(11)와 서브 접속구(12) 사이에서 분리되는 구성으로 함으로써, 전류 검출부(220)는 메인 접속구(11)에 연결된 메인 기기의 전류만을 검출하게 된다.
이와 같이 구성함으로써, 신호 비교부(240)에서는 신호 증폭부(230)를 경유한 전류 검출부(220)의 출력 레벨이 설정된 기준값 이상일 경우, 멀티탭(10)의 메인 접속구(11)에 연결된 메인 기기, 즉 컴퓨터 본체(51)의 전원이 온 상태임을 인지하여 스위칭부(250)의 트랜지스터(TR)로 '하이'신호를 출력하게 되고, 이 신호에 의해 트랜지스터(TR)는 턴온 상태로 되어, 전원 공급부(260)의 출력이 스위칭부(250)의 트랜지스터(TR)를 통하게 됨으로써, 스위칭 소자(251)가 동작하여 멀티탭(10)의 서브 접속구(12 내지 14)에 전원이 공급된다.
한편, 신호 비교부(240)에서는 신호 증폭부(230)를 경유한 전류 검출부(220)의 출력 레벨이 설정된 기준값 이하일 경우, 멀티 탭(10)의 메인 접속구(11)에 연결된 메인 기기, 즉 컴퓨터 본체(51)의 전원이 오프 상태임을 인지하여 스위칭부(250)의 트랜지스터(TR)로 '로우'신호를 출력하게 되고, 이 신호에 의해 트랜지스터(TR)는 턴오프 상태로 되어 전원 공급부(260)의 출력이 트랜지스터(TR)를 통하지 않게 됨으로써, 멀티탭(10)의 서브 접속구(12 내지 14)에 전원이 공급되지 않게 된다.
본 실시예에서는 멀티탭을 이용하여 본 발명의 전원 자동 차단 장치를 설명하였지만, 그것만으로 한정되지 않고, 예를 들어 가정, 상점, 공장 등의 멀티탭을 포함한 배선 시스템에도 본 발명을 적용할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다수의 전기기기를 연결하여 사용하는 멀티탭을 포함한 배선 시스템에서 메인 기기의 사용 여부를 인지하기 위해 션트 저항을 사용함으로써, 회로 구성이 용이하면서도 신뢰성을 제공하고, 회로 구성 비용을 저감할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면 메인 기기의 전류를 검출한 신호와 일정한 기준값을 비교하여 그에 따른 제어신호를 출력하는 신호 비교부로서 슈미트트리거 회로를 사용함으로써, 일정 임계값 이하에서 스위칭부를 오프시키도록 하여 스위칭부가 진동하는 것을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 나타내고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 다수의 전기기기가 연결되는 멀티탭을 포함한 배선 시스템에서 메인 접속구에 인가되는 전원라인에 연결되어 메인 접속구에 접속된 메인기기의 사용 여부에 따라 변화되는 전류를 검출하는 전류 검출부; 상기 전류 검출부의 출력 전류를 일정 레벨로 증폭하여 출력하는 신호 증폭부; 상기 신호 증폭부에서 증폭된 신호와 일정한 값의 기준값을 비교하여 상기 메인기기의 사용 여부를 인지하여 그에 따른 제어신호를 출력하는 신호 비교부; 상기 신호 비교부의 제어신호에 따라 서브 접속구들에 인가되는 전원을 스위칭 소자에 의해 차단하는 스위칭부; 및 상기 신호 증폭부, 상기 신호 비교부, 및 상기 스위칭부에 저전압을 인가하는 전원 공급부를 포함하는 전원 자동 차동 장치에 있어서,
    상기 전류 검출부는 상기 메인 접속구에서 사용되는 전류의 미세 전류를 검출하는 션트 저항을 포함하고,
    상기 신호 비교부는 일정 임계값 이하의 전압이 상기 스위칭 소자에 인가되도록 하는 슈미트트리거 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 자동 차단 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 슈미트트리거 회로는 상기 신호 증폭부에서 증폭된 신호와 일정한 값의 기준값을 비교하는 비교 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 자동 차단 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 전류 검출부는 상기 메인 접속구에 직렬로 연결되고, 상기 메인 접속구와 상기 서브 접속구들 사이의 상기 전류 검출부가 연결된 상기 전원라인은 분리된 것을 특징으로 하는 전원 자동 차단 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 계전기, 반도체 계전기(SSR), 트라이액 및 사이리스터로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전원 자동 차단 장치.
  5. 제 1 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 자동 차단 장치는 외부로부터 상기 멀티탭으로 인입되는 불요 전파를 차단하고, 상기 멀티탭으로부터 발생되는 불요 전파를 외부로 누출되는 것을 방지하는 노이즈 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 자동 차단 장치.
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