KR20070088559A - 전력 제어 시스템 - Google Patents
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Abstract
집적 전력 제어 시스템에 사용을 위한 전력 제어 어셈블리는 전력 스위치를 수용하도록 설계된 공동을 정의하는 하우징을 구비한다. 상기 제어 어셈블리는 로드로 전력을 선택적으로 제공하기 위하여 상기 전력 스위치를 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키도록 구성된 제어 모듈을 포함한다. 제어 하우징은 제어 모듈을 수용하고 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계되고, 상기 베이스 하우징에 상기 제어 하우징이 결합할 때 상기 하우징 공동 내의 전력 스위치에 발생한 제어 신호를 제공하기 위하여 상기 베이스 하우징 상의 제어 결합기들에 전기적으로 결합하도록 구성된다.
전력 제어, 전력 스위치, 무접점 릴레이, 접촉기, 퓨즈
Description
본 발명은 일반적으로 제어 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 전력 수신 로드로의 전력을 제어하기 위한 제어 시스템에 관한 것이다.
전력 수신 로드에 제공되는 전력을 제어하기 위한 제어 시스템은 전통적으로 개별 구성요소 기판으로 생성되고 배치된다. 개별 구성요소들은 특정 어플리케이션 또는 수신 로드에 대하여 선택되고 결합된다.
도 1은 다양한 개별 구성요소들로 이루어진 전력 제어 배치의 전형적인 예를 도시한다. 이것은 관련 제어 센서(104)를 구비한 제어 시스템(102), 전력원(108)으로부터 전력을 수신하기 위한 입력(106), 전력원(108)으로부터 전력을 수신하기 위한 접촉기(110), 관련 제한 센서(114)를 구비한 제한기(112), 퓨즈(116), 전력 스위치(118)(무접점 릴레이(solid state relay)로 도시됨), 및 전력 로드(120)(가열 소자로 도시됨)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 다양한 개별 구성요소들 각각은 전력 제어 시스템(100)을 구성하는 특정 사용자 프로세스 제어 어플리케이션의 필요를 만족시키기 위하여 조합되고 배선에 의해 접속된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전형적인 열 루프 전력 제어 어플리케이션에 대하여, 단일 전력 루프을 위한 개별 구성요소들의 조합은 16개의 와이어들(122A-122H) 및 24개의 배선 연결-각 16 개의 와이어들(122A-122H)에 대하여 두 개, 예를 들어 두 개의 와이어들(122A)에 대하여 124A 및 124B로 이름붙여진-을 구비한 개별 구성요소들(102, 104, 110, 112, 114, 116 및 118)을 필요로 한다. 그러나, 타이머, 압력 감지 구성요소, 전력 모니터 등(도 1에 도시되지 않은 것들)과 같은 다른 개별 구성요소들이 또한 포함될 수 있다. 이러한 각 구성요소들의 추가는 종종 2개의 와이어들(122) 및 각 와이어의 양 단부를 종결시키는 가능한 4개의 연결들(124)을 필요로 할 것이며, 다양한 구성요소들 사이의 배선을 재구성하기 위하여 이전 와이어들의 재배선을 요구할 수 있다.
도 2는 열 루프 어플리케이션에 대한 전력을 제어하기 위한 전형적인 전력 제어 배치(200)의 다른 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 제어(102)는 사용자 인터페이스(202) 및 제어기(204)를 포함하고 6개의 와이어들(124)에 대한 6개의 연결들(124)을 가질 수 있다. 제한 접촉기(110)는 전력 공급기(108)(도 2에 도시되지 않음)에 결합된 전력 공급 버스(206) 사이에 위치하고 다음으로 고속 블로 퓨즈(fast blow fuse)와 같은 반도체 퓨즈(116)에 배선 접속될 수 있다. 퓨즈(116)는 임의 타입의 전력 스위치일 수 있으나, 예를 들어 종종 무접점 릴레이(SSR), TRIAC 또는 실리콘 제어기 정류기(SCR)과 같은 반도체 기반 스위치인 전력 스위치(118)에 가용성 연결(fusible connection)을 제공한다. 전력 스위치(118)는 사용자 어플리케이션을 가열하기 위한 히터(heater)와 같은 전력 로드(120)에 전력을 제공한다. 프로세스 또는 어플리케이션 센서(104)는 사용자 어플리케이션에서 히터(120)의 온도를 감지하고, 히터와 같은 전력 로드(120)의 전력 제공의 피드백 제어를 위하여 제어기(204)로 피드백을 제공한다. 추가적으로, 상술한 바와 같이, 제한 접촉기(110)는 제한 센서(114)를 포함하는 제한 구성요소(112)로부터 입력을 수신한다. 제한 센서(114)는 또한 히터(120) 근처에 위치한다. 제한 접촉기(110), 제한 구성요소(112) 및 제한 센서(114)로 구성된 제한 시스템은 히터(120)의 가열 소자를 파괴, 고장 또는 손상으로부터 보호하기 위하여 히터(120)의 동작을 감시한다. 제한 구성요소(112)는 장치 퓨즈들의 세트(208)를 통하여 전력 버스(206)로부터 전력을 수신한다. 제한 구성요소(112)는 제한 센서(112)가 히터 상태를 검출할 때를 결정하고, 제한 접촉기(110)의 제한 동작을 초기화하기 위하여 개별 와이어를 통하여 제한 접촉기(110)로 신호를 전송하며, 그에 의하여 전력 스위치(118)로 그리고 히터(120)로 전력이 통과하는 것을 방지한다. 도 2에 또한 도시된 바와 같이, 전력 제어 시스템(200) 내의 각 개별 구성요소들은 분리 배선(122) 및 수많은 연결들(124)을 필요로 한다. 추가적으로, 그러한 배선(122) 및 개별 구성요소 설치는 종종 설치자를 혼란시키고 배선 실수를 가져온다. 설치 동안 일어나는 일반적인 실수는 회로 단락(short) 또는 개방(open)을 가져오는 단말들로의 리드의 잘못된 종결, 단말들에서 잠재적인 고온을 가져오는 리드들로의 터미널들의 불충분한 압축, 다른 구성요소들과의 전자기 인터페이스, 또는 전자기 방출을 포함한다.
도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 다른 일반적인 개별 구성요소는 또한 전류 변환기(302) 또는 센서들 또는 전력 제어 사용자 어플리케이션의 하나 이상의 특징을 측정하기 위한 다른 측정 장치들을 포함한다. 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 전류 변환기(302)는 가열 소자에 공급된 전류를 감지하기 위하여 전력 스위치(118)로부터 히터 전력 로드(120)로의 전력 공급 라인(304) 내에 위치할 수 있다. 각 전류 변환기(302)는 설치, 배선 및 사용자 어플리케이션으로의 설치를 위한 연결들을 요구하는 또 다른 개별 구성요소들인 전류 변환기 제어기(미도시)에 제공된 전력 공급 라인(304)에서의 전류(306)를 측정한다. 몇몇 어플리케이션에서, 배선은 다른 배선 실수 가능성을 가져오는 전류 변환기(302)를 도입하기 위하여 전력 라인(304)의 단선을 필요로 한다.
유사하게, 도 4는 전력 로드(120)와 접촉기(110) 사이에 전기적으로 위치한 릴레이와 같은 제어 스위치(118)를 갖는 다른 개별 구성요소 제어 시스템(400)을 도시한다. 제어 릴레이(118)는 개별적으로 배선된 제어 로드(404)를 통하여 제어기(102)로부터 제어 신호(402)를 수신한다. 제어 릴레이(118)는 접촉기(110)에 전력을 제공하고 따라서 제어 로드(120)에 전력을 제공하기 위하여 제어기(102)로부터 제어 신호(402)에 응답하여 동작한다. 또, 추가적인 개별 구성요소들 및 전용 배선들은 전형적으로 다른 사용자 어플리케이션에 대하여도 요구된다.
일반적으로, 전형적인 전력 제어 설치는 개별 구성요소들의 전용 선택, 각 구성요소들 및 특성들에 대한 맞춤 실장 및 배선, 및 다중 연결들을 필요로 한다. 추가로, 임의의 변경, 추가, 수정 및 대체는 다양한 와이어 리드들의 분리 및 재연결을 요구하고, 또 다시 배선 실수의 가능성을 증가시킨다.
그와 같이, 기존 전력 제어 구현들 및 설치들은 종종 설치하기에 복잡하고 비용이 많이 든다. 그러한 복잡성 및 비용은 어플리케이션이나, 특정 사용자 어플리케이션에 포함된 기능을 제한한다. 예를 들면, 과전압 제한 제어 또는 전력 감시 구성요소는 필요한 추가 복잡성 및/또는 설치 비용 때문에 정류에 의해 요구되지 않을 때 많은 어플리케이션에서 포함되지 않는다.
본 발명은 일반적으로 집적 동작 설계를 포함하는 전력 제어 시스템에 관한 것이다. 이하는 본 발명의 하나 이상의 태양에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위하여 본 발명의 일부 실시예에 때른 전력 제어 시스템의 간단한 설명을 나타낸다. 이 간단한 설명은 넓은 개관이 아니며, 본 발명의 열쇠나 임계 소자들을 식별하거나 본 발명의 범위를 확정하기 위한 것이 아니다. 그보다, 이 간단한 설명의 주 목적은 후에 기재되는 좀 더 상세한 설명에 대한 서론으로서 간단한 형식으로 본 발명의 일부 태양들을 나타내기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예는 복수의 전력 제어 유닛들을 포함하는 전력 제어 유닛을 구비한 전력 제어 시스템이다. 상기 시스템은 전력 제어 유닛에 복수의 구성요소들을 기계적이고 전기적으로 결합하기 위한 유닛 통합 결합 메커니즘을 포함한다. 상기 시스템은 또한 상기 결합 메커니즘을 이용하여 복수의 전기 제어 시스템 구성요소들 사이의 통신을 제공하도록 설계된 통신 링크를 포함한다. 상기 시스템은 상기 유닛 통합 결합 메커니즘에 의한 결합을 위하여 설계된 전력 스위치 구성요소를 더 포함한다. 상기 전력 스위치 구성요소들은 전력 로드로 전기 에너지를 선택적으로 제공한다. 전력 스위치는 전력 공급기로부터 전력을 수신하기 위한 전력 공급 인터페이스, 전력 로드로 상기 수신된 공급 전력의 적어도 일부를 제공하기 위한 전력 로드 인터페이스를 포함한다. 그것은 또한 상기 통신 링크를 통하여 통신하도록 설계된 전력 스위치 통신 인터페이스를 포함한다. 상기 전력 스위치 구성요소는 기계적, 전기적 통신 결합을 위한 결합 메커니즘으로 설계된다. 상기 시스템은 또한 전력 스위치 구성요소를 제어하기 위한 전력 제어기 구성요소를 포함한다. 상기 전력 제어기 구성요소는 상기 통신 링크를 통하여 전력 스위치 구성요소들과 통신하기 위한 제어기 통신 인터페이스를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예는 제어 신호를 제공하기 위한 시스템 제어 구성요소를 포함하는 다수의 구성요소들을 갖는 전력 제어 시스템을 포함한다. 시스템은 또한 상기 복수의 전력 제어 구성요소들 중 두 개 사이의 통신을 제공하도록 구성된 통신 링크를 포함한다. 상기 시스템은 복수의 구성요소들을 포함하는 전력 제어 유닛들 및 전력 제어 유닛의 상기 구성요소들의 기계적 전기적 결합을 위한 유닛 통합 결합 메커니즘을 더 포함한다. 상기 전력 제어 유닛은 전력 공급기로부터 전력을 수신하기 위한 전력 공급 인터페이스 및 상기 수신된 공급 전력의 적어도 일부를 전력 로드에 제공하기 위한 전력 로드 인터페이스를 포함한다. 전력 스위치 구성요소는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 결합 메커니즘에 적용된 전력 로드에 전기 에너지를 선택적으로 제공한다. 상기 전력 스위치 구성요소는 상기 통신 링크로 통신하도록 설정된 전력 스위치 통신 인터페이스 및 상기 전력 스위치 구성요소들로 공급 전력의 전달을 제어하기 위한 제한 구성요소를 포함한다. 상기 제한 구성요소는 제한 동작 특성을 감지하기 위한 제한 센서를 포함한다. 상기 전력 스위치 구성요소로의 상기 공급 전력의 전달은 감지된 제한 동작 특성에 응답하여 이루어진다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 상기 전력 제어 시스템으로 복수의 구성요소들의 기계적, 전기적 통신 결합을 위한 시스템 집적 결합 메커니즘을 포함하는 전력 제어 시스템을 포함한다. 상기 시스템은 복수의 자기 식별 구성요소들 및 복수의 자기 설정 구성요소들을 포함한다. 각 구성요소들의 자기 설정은 상기 복수의 구성요소들 중 다른 것의 수신된 자기 식별에 응답하여 이루어진다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 복수의 제1 구성요소 버전들을 구비한 제1 제어 구성요소 및 복수의 제2 구성요소 버전들을 구비한 제2 구성요소를 포함하는 전력 제어 시스템을 포함한다. 또한 상기 제1 구성요소 및 제2 구성요소의 기계적, 전기적 통신 결합을 위한 시스템 통합 결합 메케니즘이 포함되고, 상기 제1 구성요소 버전들 각각은 상기 시스템 통합 결합 메커니즘과 결합될 때 상기 제2 구성요소 버전들 각각과 동작가능하다.
본 발명의 다른 실시예는 전력 공급기로부터의 전력을 전력 로드에 선택적으로 제공하기 위한 접촉기 전력 스위치를 포함하는 전력 제어 시스템을 포함한다. 상기 시스템은 또한 임계 제한의 함수로 제한 스위칭 함수를 제공하기 위한 임계 제한을 구비한 제한 구성요소를 포함한다. 상기 제한 구성요소 및 상기 접촉기 전력 스위치는 상기 전력 제어 시스템의 집적 스위치 및 제한 구성요소로 구성된다. 상기 시스템은 상기 전력 제어 시스템으로 상기 집적 접촉기 스위치 및 제한 구성요소의 전기적, 기계적 통신 결합을 위한 시스템 통합 결합 메커니즘을 더 포함한다. 상기 시스템은 또한 상기 스위치 및 제한 구성요소의 동작을 제어하기 위하여 상기 스위치 및 제한 구성요소에 제어 신호들을 제공하는 제어 구성요소를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 복수의 전력 제어 구성요소를 갖는 전력 제어 시스템 내의 전력을 제어하는 방법이다. 상기 방법은 전력 제어 시스템 내의 각 구성요소의 자기 식별을 발생시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 자기 식별된 각 구성요소의 아이덴터티(identity)를 기결정된 구성 및 프로파일 중 적어도 하나와 비교하는 단계 및 상기 비교에 응답하여 하나 이상의 구성요소들의 특성을 재구성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 태양에서, 전력 제어 시스템은 제어 유닛을 해제가능하게 수용하도록 구성된 하우징 및 전력 스위치를 수용하기 위한 상기 하우징 내의 공동을 갖는 베이스를 포함한다. 상기 베이스는 입력 전력원으로의 결합을 위한 입력 전력 터미널, 전력 수신 로드로의 결합을 위한 출력 전력 터미널, 및 상기 입력 및 출력 전력 터미널과 상기 수용된 전력 스위치의 제어 터미널들로의 고정된 전기적 결합을 위한 결합 고정 장치를 포함한다. 제어 유닛은 상기 입력 전력 터미널에서 수신된 전력의 적어도 일부를 상기 출력 전력 터미널로 선택적으로 제공하기 위하여 상기 전력 스위치를 제어하도록 구성된다. 상기 제어 유닛은 상기 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계된 하우징을 갖고, 상기 제어 유닛 및 베이스 각각은 상기 제어 유닛의 기능이 상기 베이스에 결합됨에 따라 상기 제어 유닛을 상기 수용된 전력 스위치의 제어 터미널들에 전기적으로 결합시키도록 구성된다.
본 발명의 다른 태양에서, 전력 제어 시스템은 제어 유닛을 해제가능하게 수용하기 위한 하우징(housing)을 포함하고, 전력 스위치를 수용하기 위한 제1 공동, 제한 스위치를 수용하기 위한 제2 공동, 입력 전력 터미널, 수용전 전력 스위치의 출력 터미널로부터 스위치된 전력을 수신하도록 결합된 출력 전력 터미널, 상기 수용된 전력 스위치의 입력 및 출력 제어 터미널로의 결합을 위한 제어 결합기들 및 복수의 전기 연결들을 정의하는 베이스를 포함한다. 제한 스위치는 상기 제2 공동 내에 위치하고, 상기 입력 전력 터미널, 상기 제1 공동 내에 수용된 상기 전력 스위치의 입력 터미널, 및 출력 전력 터미널에 직렬로 상기 전기 연결들의 일부에 의해 결합된다. 제한 유닛은 상기 입력 전력 터미널에서 수신된 전력의 적어도 일부를 상기 출력 전력 터미널로 선택적으로 제공하기 위하여 상기 전력 스위치에 제어 신호들을 제공하고 상기 제한 스위치에 접촉기 제어 신호들을 발생시키도록 구성된다. 상기 제어 유닛은 상기 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계된 하우징을 갖고, 상기 제어 유닛 및 베이스 각각은 상기 제어 유닛의 기능이 상기 베이스에 결합됨에 따라 상기 제어 유닛을 상기 수용된 전력 스위치의 제어 터미널들에 전기적으로 결합시키도록 구성된다. 상기 제어 유닛은 임계 제한 함수를 갖는 제한 구성요소를 포함하고, 상기 접촉기 제어 신호들은 상기 임계 제한 함수의 함수로서 발생한다.
본 발명의 또 다른 태양에서, 집전 전력 제어 시스템에 사용하기 위한 제어 어셈블리는 전력 스위치를 수용하도록 설계된 공도을 정의하는 하우징을 구비한 베이스를 갖는다. 상기 제어 어셈블리는 로드에 전력을 선택적으로 제공하는 전력 스위치를 제어하기 위하여 제어 신호들을 발생시키도록 구성된 제어 모듈을 포함한다. 제어 하우징은 상기 제어 모듈을 수용하고 상기 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계되며,상기 제어 하우징이 상기 베이스 하우징에 결합할 때, 상기 하우징 공동 내의 상기 전력 스위치로 상기 발생한 제어 신호를 제공하기 위한 상기 베이스 하우징 상의 제어 결합기들에 전기적으로 결합하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 태양에서, 전력 제어 유닛 조립 방법은 하우징을 갖는 베이스에 정의된 공동으로 전력 스위치를 삽입하는 단계, 상기 전력 스위치의 입력 터미널에 입력 전력 터미널을 결합시키는 단계, 상기 전력 스위치의 출력 터미널이 출력 전력 터미널을 결합시키는 단계, 상기 전력 스위치의 제1 제어 터미널에 제1 제어 부착 고정 장치를 결합시키는 단계, 상기 전력 스위치의 제2 제어 터미널에 제2 제어 부착 고정 장치를 결합시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 제어 하우징 및 상기 베이스 하우징이 상기 베이스에 삽입된 제어 유닛을 해제가능하게 결합시키도록 각각 구성되는 경우 상기 베이스 하우징 상에 제어 하우징을 갖는 제어 유닛을 삽입하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 제어 부착 고정 장치 및 상기 제2 제어 부착 고정 장치에 상기 제어 유닛을 압축 결합시키는 단계 및 상기 제어 유닛과 상기 전력 스위치의 제어 터미널 각각 사이에 전기적 연결을 완성하는 단계를 포함하는 제어 유닛을 삽입하는 단계를 제공한다.
본 발명의 일 태양에서, 전력 제어 시스템은 제어 유닛을 해제가능하게 수용하도록 구성된 하우징(housing), 호키 퍽 구성을 갖는 무접점 릴레이를 수용하기 위한 상기 하우징 내의 공동(cavity)을 갖는 베이스를 포함한다. 상기 베이스는 입력 전력원으로의 결합을 위한 입력 전력 터미널, 전력 수신 로드로의 결합을 위한 출력 전력 터미널, 및 상기 입력 및 출력 전력 터미널과 상기 수용된 무접점 릴레이의 제어 단말들로의 고정된 전기적 결합을 위한 결합 고정 장치를 포함한다. 제어 유닛은 상기 입력 전력 터미널에서 수신된 전력의 적어도 일부를 상기 출력 전력 터미널로 선택적으로 제공하기 위하여 상기 무접점 릴레이를 제어하도록 구성된다. 상기 제어 유닛은 상기 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계된 하우징을 갖는다. 상기 제어 유닛 및 베이스 각각은 상기 제어 유닛의 기능이 상기 베이스에 결합됨에 따라 상기 제어 유닛을 상기 수용된 무접점 릴레이의 제어 터미널들에 전기적으로 결합시키도록 구성된다.
본 발명의 다른 태양에서, 전력 제어 시스템은 제어 유닛을 해제가능하게 수용하기 위한 하우징을 갖는 베이스를 포함한다. 상기 베이스는 전력 스위치를 수용하기 위한 제1 공동, 제한 스위치를 수용하기 위한 제2 공동, 입력 전력 터미널을 정의한다. 상기 베이스는 상기 젼력 스위치의 출력 터미널로부터 변경된 전력을 수신하기 위하여 결합된 출력 전력 터미널을 포함한다. 상기 베이스는 또한 상기 수용된 전력 스위치의 입력 및 출력 제어 터미널에 결합한 제어 결합기들 및 복수의 전기적 연결들을 갖는다. 제한 스위치는 상기 제2 공동 내에 위치하며, 상기 전기적 연결들의 일부에 의해 상기 입력 전력 터미널, 상기 제1 공동 내에 수용된 전력 스위치의 입력 터미널, 및 상기 출력 전력 터미널에 직렬로 결합된다. 제어 유닛은 상기 제한 스위치에 제어 신호들을 제공하고, 상기 입력 전력 터미널에서 수신된 전력의 적어도 일부를 상기 출력 전력 터미널로 선택적으로 제공하기 위하여 상기 수용된 전력 스위치에 제한 신호들을 제공하도록 구성된다. 상기 제어 유닛은 상기 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계된 하우징을 갖는다. 상기 제어 유닛 및 베이스는 제어 유닛의 기능이 상기 베이스에 해제가능하게 결합됨에 따라 상기 제어 유닛을 상기 수용된 전력 스위치의 제어 터미널들에 전기적으로 결합시키도록 구성된다. 상기 제어 유닛은 상기 제한 스위치 제어 신호들이 상기 임계 제한 함수의 함수일 때 임계 제한 함수를 갖는 제한 구성요소를 포함한다.
본 발명의 또 다른 태양에서, 집적 전력 제어 시스템에 사용하기 위한 제어 어셈블리는 하우징을 포함하는 베이스를 갖고 전력 스위치를 수용하기 위한 하우징 내의 공동을 정의한다. 상기 제어 어셈블리는 전력 로드에 전력을 선택적으로 제공하기 위하여 전력 스위치를 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키도록 구성된 제어 모듈을 포함한다. 제어 하우징은 상기 제어 모듈을 수용하도록 구성되고 상기 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계되며, 상기 베이스 하우징에 상기 제어 하우징을 결합시킬 때 상기 하우징 공동 내의 전력 스위치에 상기 발생한 제어 신호를 제공하기 위하여 상기 베이스 하우징 상의 제어 결합기들에 전기적으로 결합되도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 태양에서, 전력 제어 유닛을 조립하는 방법은 베이스 하우징에 의해 정의된 공동 내에 호키 퍽 구성을 갖는 무접점 릴레이를 삽입하는 단계, 상기 무접점 릴레이의 입력 터미널에 입력 전력 터미널을 결합시키는 단계, 상기 무접점 릴레이의 출력 터미널에 출력 전력 터미널을 결합시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 무접점 릴레이의 제1 전력 터미널에 제1 제어 부착 고정 장치를 결합시키는 단계, 상기 무접점 릴레이의 제2 전력 터미널에 제2 제어 부착 고정 장치를 결합시키는 단계, 및 상기 베이스 하우징 상에 제어 하우징을 갖는 제어 유닛을 삽입하는 단계를 포함한다. 상기 제어 하우징 및 베이스 하우징은 상기 베이스에 상기 삽입된 제어 유닛을 해제가능하게 결합하도록 구성되며, 따라서 상기 제어 유닛을 삽입하는 단계는 상기 제어 유닛을 상기 제1 제어 부착 고정 장치 및 상기 제2 제어 부착 고정 장치에 상기 제어 유닛을 압축적으로 결합시키는 단계 및 상기 제어 유닛과 상기 무접점 릴레이의 각 제어 터미널들 사이에 전기적 연결을 완성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 태양들은 이하에서 부분적으로 나타나고 부분적으로 암시될 것이다. 본 발명의 다양한 태양들은 개별적으로 구현되거나 다른 것과 조합하여 구현될 수 있음이 이해되어야 한다. 또한 이하의 실시예, 도면은 본 발명의 특정 실시예들을 가리키면서 오직 설명을 위한 목적으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 이하의 실시예 및 첨부된 도면으로부터 좀 더 완벽하게 이해될 것이다.
도 1은 열 루프을 위한 하나의 전형적인 개별 구성요소 전력 제어 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 2의 (a)는 전력 스위치를 정류하기 위한 다른 전형적인 개별 구성요소 제어기의 회로도이다.
도 2의 (b)는 전형적인 전력 제어기의 기능 소자들의 블록도이다.
도 3a 및 3b는 히터에 제공된 전력의 전류를 측정하기 위한 전류 변환기를 포함하는 히터에 전력을 제공하기 위한 전력 제어 시스템을 도시하는 회로도이다.
도 4는 전형적인 개별 구성요소 히터 전력 제어 시스템의 배선도이다.
도 5a는 전형적인 전력 제어 시스템의 배선 블록도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 배선 블록도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 전력 제어 어셈블리를 제어하는 신호 제어 모듈을 구비한 전력 제어 시스템의 회로 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다른 전력 제어 시스템의 배선 블록도이다.
도 9는 전력 제어 시스템 내의 제어 구성요소의 집적을 도시하는 열 전력 제어 시스템의 분해도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 구성요소들에서 집적 통신 시스템을 도시하는 전력 제어 시스템의 블록도이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 크기를 조정할 수 있는 복수의 크기 조정 사용자 인터페이스의 그래픽 이미지이다.
도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다양한 사용자 인터페이스 및 크기 조정 제어 시스템들의 블록도를 도시한다.
도 13a 및 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 시스템용 압축 결합 메커니즘을 도시하는 블록도이다.
도 14a 및 14b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 호키 퍽 구성을 갖는 무접점 릴레이에 압축 결합을 위한 통합 및 결합 시스템의 측면 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 호키 퍽 무접점 릴레이 접촉기의 블럭도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단상 또는 DC 전력을 제공하기 위한 전력 버스 및 통신 버스를 구비한 전력 제어 시스템의 블럭 배선도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2상 전력을 제공하기 위한 전력 버스 및 통신 버스를 구비한 전력 제어 시스템의 블럭 배선도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 모듈의 분해 측면 사시도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 베이스 하우징에 결합되도록 구성된 도 18의 전력 제어 어셈블리의 측면 사시도이다.
도 20a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 호키 퍽 구성의 무접점 릴레이를 수용하도록 설계된 베이스 하우징의 분해 측면 사시도이다.
도 20b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 20a의 베이스 하우징의 평면도이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉기 및 호키 퍽 무접점 릴레이를 구비하여 구성된 베이스 하우징에 결합한 도 18의 제어 유닛의 측면 사시도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 18에 도시된 베이스 하우징의 분해도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 제어 통신 설계의 블럭도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 플레이 앤 플러그(plug and play) 능력을 위한 통신 프로세서 흐름을 도시하는 스토리 보드(story bord)이다.
도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 입력/출력 데이터 테이블의 블럭도이다.
대양하는 참조 부호들은 여러 관점의 도면들을 통하여 대응되는 부분을 가리킨다.
이하의 설명은 단지 예시적인 것을 뿐이며, 본 발명, 본 발명의 응용 또는 사용을 제한하고자 하는 것이 아니다.
본 발명의 일 실시예는 복수의 전력 제어 구성요소들을 포함하는 전력 제어 유닛을 구비한 전력 제어 시스템이다. 이 시스템은 전력 제어 유닛에 복수의 구성요소들을 기계적이고 전기적으로 결합시키기 위한 유닛 통합 결합 메커니즘을 포함한다. 본 시스템은 또한 상기 결합 메커니즘을 이용하여 복수의 전기 제어 시스템 구성요소들 사이의 통신을 제공하도록 설계된 통신 링크를 포함한다. 이 시스템은 상기 유닛 통합 결합 메커니즘에 의한 결합을 위하여 설계된 전력 스위치 구성요소를 더 포함한다. 이 전력 스위치 구성요소들은 전력 로드로 전기 에너지를 선택적으로 제공한다. 전력 스위치는 전력 공급기로부터 전력을 수신하기 위한 전력 공급 인터페이스, 전력 로드로 상기 수신된 공급 전력의 적어도 일부를 제공하기 위한 전력 로드 인터페이스를 포함한다. 그것은 또한 상기 통신 링크를 통하여 통신하도록 설계된 전력 스위치 통신 인터페이스를 포함한다. 전력 스위치 구성요소는 기계적, 전기적 통신 결합을 위한 결합 메커니즘으로 설계된다. 이 시스템은 또한 전력 스위치 구성요소를 제어하기 위한 전력 제어기 구성요소를 포함한다. 이 전력 제어기 구성요소는 상기 통신 링크를 통하여 전력 스위치 구성요소들과 통신하기 위한 제어기 통신 인터페이스를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예는 제어 신호를 제공하기 위한 시스템 제어 구성요소들을 포함하는 복수의 구성요소들을 구비한 전력 제어 시스템을 포함한다. 상기 시스템은 또한 복수의 전력 제어 시스템 구성요소들 중 적어도 두 개 사이에서 통신을 제공하기 위하여 설정된 통신 링크를 포함한다. 상기 시스템은 또한 복수의 전력 제어 구성요소들 및 전력 제어 유닛의 구성요소들의 기계적 전기적 결합을 위한 유닛 통합 결합 메커니즘을 포함하는 전력 제어 유닛을 포함한다.상기 전력 제어 유닛은 전력 공급기로부터 전력을 수신하기 위한 전력 공급 인터페이스 및 전력 로드로 수신된 공급 전력의 적어도 일부를 제공하기 위한 전력 로드 인터페이스를 포함한다. 전력 스위치 구성요소들은 상기 제어 신호에 응답하여 상기 결합 메커니즘에 적용된 전력 로드에 전기 에너지를 선택적으로 제공한다. 상기 전력 스위치 구성요소들은 상기 통신 링크로 통신하도록 설정된 전력 스위치 통신 인터페이스 및 상기 전력 스위치 구성요소들로 공급 전력의 전달을 제어하기 위한 제한 구성요소를 포함한다. 상기 제한 구성요소는 제한 동작 특성을 감지하기 위한 제한 센서를 포함한다. 상기 전력 스위치 구성요소로의 상기 공급 전력의 전달은 감지된 제한 동작 특성에 응답하여 이루어진다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 상기 전력 제어 시스템으로 복수의 구성요소들의 기계적, 전기적 통신 결합을 위한 시스템 집적 결합 메커니즘을 포함하는 전력 제어 시스템을 포함한다. 상기 시스템은 복수의 자기 식별 구성요소들 및 복수의 자기 설정 구성요소들을 포함한다. 각 구성요소들의 자기 설정은 상기 복수의 구성요소들 중 다른 것의 수신된 자기 식별에 응답하여 이루어진다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 적어도 제1 및 제2 제어 구성요소, 복수의 제1 구성요소 버전들을 구비한 제1 제어 구성요소 및 복수의 제2 구성요소 버전들을 구비한 제2 구성요소를 포함하는 전력 제어 시스템을 포함한다. 또한 상기 제1 구성요소 및 제2 구성요소의 기계적, 전기적 통신 결합을 위한 시스템 통합 결합 메케니즘이 포함되고, 상기 제1 구성요소 버전들 각각은 상기 시스템 통합 결합 메커니즘과 결합될 때 상기 제2 구성요소 버전들 각각과 동작가능하다.
본 발명의 다른 실시예는 전력 공급기로부터의 전력을 전력 로드에 선택적으로 제공하기 위한 접촉기 전력 스위치를 포함하는 전력 제어 시스템을 포함한다. 상기 시스템은 또한 임계 제한의 함수로 제한 스위칭 함수를 제공하기 위한 임계 제한을 구비한 제한 구성요소를 포함한다. 상기 제한 구성요소 및 상기 접촉기 전력 스위치는 상기 전력 제어 시스템의 집적 스위치 및 제한 구성요소로 구성된다. 상기 시스템은 상기 전력 제어 시스템으로 상기 집적 접촉기 스위치 및 제한 구성요소의 전기적, 기계적 통신 결합을 위한 시스템 통합 결합 메커니즘을 더 포함한다. 상기 시스템은 또한 상기 스위치 및 제한 구성요소의 동작을 제어하기 위하여 상기 스위치 및 제한 구성요소에 제어 신호들을 제공하는 제어 구성요소를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 복수의 전력 제어 구성요소를 갖는 전력 제어 시스템 내의 전력을 제어하는 방법이다. 상기 방법은 전력 제어 시스템 내의 각 구성요소의 자기 식별을 발생시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 자기 식별된 각 구성요소의 아이덴터티(identity)를 기결정된 구성 및 프로파일 중 적어도 하나와 비교하는 단계 및 상기 비교에 응답하여 하나 이상의 구성요소들의 특성을 재구성하는 단계를 포함한다.
도면들을 참조하면, 도 5a 및 5b는 전형적인 전력 제어 시스템과 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 비교를 도시한다. 도 1의 전력 제어 시스템과 유사하게, 도 5a의 전력 제어 시스템(500A)은 전력 공급 입력(106A)을 통하여 전력 공급기(108A)로부터 공급 전력(109A)을 수신하는 제1 개별 전력 제어 어셈블리(501A) 및 전력 공급기(108B)로부터 공급 전력(108B)을 수신하는 제2 개별 전력 제어 어셈블리(501B)를 포함한다. 퓨즈들(116A 및 116B)(또는 예를 들어 회로 단락기와 같은 임의의 유사 퓨즈 링크)은 각각 입력 전력(109A 및 109B)을 수신하고, 수신된 전력을 결합된 전력 스위치들(118A 및 118B)에 제공한다. 전력 스위치들(118A 및 118B)은 PID(proportional integral and derivative) 제어 알고리즘과 같은 제어 구성요소가 설치된 제어기(102)에 개별적으로 결합된다. 제어기(102)는 제어 스위치들(118A 및 118B)의 스위칭 동작을 선택적으로 제어하기 위하여 제어 스위치들(118A 및 118B)에 각각 제어 신호(511A 및 511B)를 제공한다. 제어기(102) 는 센서(104A 및 104B)에 결합되어 제어 신호(511A 및 511B)를 발생시키기 위한 입력으로서 센서(104A 및 104B)로부터 센서 신호(미도시)를 수신한다. 제1 전력 로드(120A) 및 제2 전력 로드(120B)는 관련 전력 스위치(118A 및 118B)로부터 제공된 전력을 선택적으로 수신하기 위하여 관련 전력 스위치(118A 및 118B)에 결합된다. 각 구성요소들이 개별 구성요소들이기 때문에, 각각은 개별적으로 배선되거나 함께 연결되어야 한다. 전력 제어 시스템(500A)은 두 개의 전력 로드(120A 및 120B)로 전력을 제공하기 위한 두 세트의 개별 전력 제어 어셈블리(501A 및 501B)를 구비하며, 각각의 초기 설치 및 계속적인 유지를 요구하는 적어도 28개의 와이어 종결(124)을 필요로 한다.
대조적으로, 도 5b는 제어기(501) 및 전력 로드들(120A 및 120B) 각각에 전력을 제공하기 위한 두 개의 집적 전력 제어 어셈블리(502A 및 502B)를 포함하는 본 발명의 일부 실시예에 따른 전력 제어 시스템(500B)을 도시한다. 각 전력 제어 어셈블리(502A 및 502B)는 집적 전력 제어 어셈블리(502A 및 502B)에 다양한 구성요소들을 기계적 전기적으로 결합시키기 위한 유닛 통합 결합 메커니즘을 포함한다. 그러한 유닛 통합 결합 메커니즘은 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 유닛 통합 결합 메커니즘은 상호잠금 특성을 구비하여 설계된 하나 이상의 하우징들 및 다양한 구성요소들을 기계적으로 결합시키고, 필요한 전기적 도전성을 확립하고 유지하기 위한 결합기들, 및 원한다면 통신 연결들을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 그러한 결합 및 도전성은 스냅 결합기들, 압축 접촉자 등을 통하는 것과 같이, 플러거블(fluggable)하거나 풀 수 있게 결합시킬 수 있도록 설계된다. 다른 실시예에서, 집적 전력 제어 어셈블리(502A 및 502B)용 유닛 통합 결합 메커니즘은 레일 또는 좀 더 구체적으로 DIN 레일 탑재 시스템과 같은 일반 탑재용 상호잠금 및 상호연결을 위하여 설계된 복수의 하우징들일 수 있다. 다양한 실시예에서, 집적 전력 제어 어셈블리는 수직 및/또는 수평으로 집적된 적합한 전기적 연결을 구비한 집적 결합 메커니즘에 결합하며, 감소된 풋프린트(footprint) 내에서 더 적은 외부 또는 요구 배선 연결을 구비한 어셈블리를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 전력 제어 어셈블리들(502A 및 502B)은 제어 링크 또는 통신 버스(507)를 통하여 원격 제어기(501)와의 단일 인터페이스를 구비한다. 각 전력 제어 어셈블리는 통신 버스(507) 및 제어기(501)와 인터페이스하기 위한 제어 버스 인터페이스(505A 및 505B)를 구비한다. 각 전력 제어 어셈블리(502A 및 502B)는 예를 들면, 비례, 적분, 미분(PID) 제어 구성요소로 도시된 집적 전력 스위치 제어기(504A 및 504B)를 포함한다. 전력 스위치 제어기 함수는 PID 제어일 수 있으나, 예를 들어 적응 PID 제어, 비례 제어, 비례/적분 제어, 비례, 적분, 2계 미분(PIDD)(제2 미분은 가속을 위한 것이다) 제어, 피드 포워드(feed forward), 피드백(feedback)를 포함하나 여기에 한정되지 않은 전력 스위치의 동작을 제어하기 위한 임의의 방법 또는 시스템일 수 있다. 각 전력 스위치 제어기(504A 및 504B)는 내부 집적 인터페이스(506A 및 506B)에 의하여 전력 제어 어셈블리(502A 및 502B) 내에 결합된다. 전력 스위치 인터페이스(506)에 대한 내부 집적 제어기는 전력 제어 어셈블리(502) 내에 위치한 전력 스위치(118)로의 전력 스위치 제어기(504)의 기계적 전기적 결합을 제공할 수 있다. 유사하게, 예를 들어 퓨즈 또는 회로 단락 기와 같은 가용성 링크(516A 및 516B)는, 전력 스위치 인터페이스(508A 및 508B)에 대한 가용성 링크가 관련 전력 스위치(118)로의 가용성 링크(516)의 기계적 전기적 결합을 제공할 수 있는 경우에, 전력 제어기 어셈블리(502) 내에 있을 수 있다. 추가로, 전력 제어 어셈블리(502B)는 집적 내부 인터페이스(512)를 통하여 집적 센서(104B)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 센서(104A)가 센서 인터페이스(510)를 통하여 집적 전력 스위치 제어기(504A)에 결합될 수 있다.
일반적으로, 집적 전력 제어 어셈블리(502)는 전력 스위치 제어기(504), 가용성 링크(516), 전력 스위치(118), 센서(104) 및 관련 인터페이스들(506, 508, 512)과 같은 하나 이상의 구성요소들을 가질 수 있으며, 이들 모두는 감소된 풋프린트 및 더 적은 배선 연결들을 제공하도록 전력 제어 어셈블리(502)에 집적된다. 도 5b에 도시되지 않았지만, 하나 이상의 집적 전력 제어 어셈블리들은 또한 제2 전력 스위치(예를 들면, 접촉자 또는 기계적 릴레이, 전력 측정 구성요소, 제한 구성요소, 전력 감지 구성요소 등과 같은 다른 집적 구성요소들을 포함할 수 있다. 이것들은 또한 도시된 전력 스위치 제어기(504), 전력 스위치(118)(무접점 릴레이(SSR)로 도시됨), 및 가용성 링크(516)와 유사한 방식으로 하나 이상의 전력 로드(120)에 전력을 제어하고 제공하기 위한 결합 또는 단일 동작 유닛에 그리고 그 내에 포함될 수 있다.
추가로, 502A 및 502B로 도시된 것과 같이 하나 이상의 전력 제어 어셈블리들(502)은 내부 동작 제어 및 공통 통신 버스(507)를 통한 제어기(501)로 또는 서로 통신을 위한 내부 집적 비례, 적분, 미분(PID) 제어 함수를 포함할 수 있다. 제 어기(501)는 개별 또는 전용 연결, 또는 각 전력 제어 어셈블리(502)의 구성요소들 사이의 와이어 연결을 요구하지 않고, 전력 제어 어셈블리들(502A 및 502B) 모두 또는 그것의 하나 이상의 구성요소와 통신할 수 있다. 그와 같이, 전력 제어 시스템(500B)은 각 제어 어셈블리에 대하여 13개의 배선 종결을 요구하며, 이것은 도 5a의 전력 제어 시스템(500A)에서 요구되는 각 개별 제어 장치들에 대한 28개로부터 바람직하게 감소한 것이다.
논의될 바와 같이, 제어기(501) 및 제어 구성요소(504)는 사용자 인터페이스(UI) 모듈, 입력/출력 모듈, 및 통신 모듈(도 5b에 미도시)을 포함할 수 있다. 추가로, 전력 제어 어셈블리(502) 또는 집적 전력 제어 시스템(500) 내의 하나 이상의 모듈들은 그것의 하나 이상의 동작을 위한 프로세서 또는 프로세싱 모듈(미도시)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 이러한 프로세싱 모듈들은 프로세서, 메모리, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 프로세싱 모듈들은 또한 알고리즘, 신경 네트워크, 실험 데이터, 수치 데이터, 퍼지 로직, 신경 퍼지 회로, 잔여 수명 알고리즘, 인공 지능 모듈, 모델링 모듈, 및 통계 기능을 포함할 수 있다.
각 메모리는 EPROM, EEPROM, 네트워크 상의 가상 저장 위치, 메모리 장치, 컴퓨터 판독가능 매체, 컴퓨터 디스크, 및 정보를 통신하도록 동작가능한 저장 장치를 포함하는 데이터 및/또는 소프트웨어를 저장하기 위한 임의 형식의 메모리일 수 있다.
하나 이상의 구성요소들은 메모리를 포함하는 프로세싱 모듈로 설계되기 때 문에, 이하에서 좀 더 논의될 바와 같이 그리고 여기에 설명된 바와 같이 본 발명을 이해한 후 본 발명에서 통상의 지식을 가진 자에게 가능한 바와 같이, 다른 동작 또는 제어 시스템으로, 이 구성요소들은 전력 제어 시스템의 각 구성요소 내 및 구성요소들 사이에 새롭고 향상된 기능을 제공한다. 예를 들면, 각 구성요소 메모리는 구성요소 설정, 시스템 프로파일 또는 설정, 진단 데이터, 진단 동작 또는 다른 동작 데이터를 저장할 수 있다. 추가로, 구성요소, 모듈 또는 전력 제어 시스템의 다른 구성요소들의 하나 이상의 동작들과 관련된 예를 들어 동작 특성, 이벤트, 동작 상태(status), 고장, 모드, 상태(state)가 저장될 수 있다. 일 실시예로, 복수의 저장된 설정들이 구성요소를 전력 제어 시스템 내의 새롭거나 변경된 구성요소들에 적용하기 위하여 재설정할 수 있다. 일 실시예에서, 구성요소는 다른 구성요소에 의해 이전에 지원되지 않거나 어셈블리 내의, 현재 전력 동작 시스템의 변경에 의해 사용가능하지 않는 특징들을 초기화하거나 활성화시킬 수 있다. 그러한 변경은 소프트웨어 업데이터 또는 구성요소의 대체 또는 추가를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 전력 제어 시스템(600)은 많은 동일한 구성요소들, 전력 제어 어셈블리 특징 및 기능들을 포함하며, 이들은 여기서 반복되지 않는다. 그러나, 전력 제어 시스템(600)은 통신 버스(507)와 연결되고 그에 의하여 전력 제어 어셈블리들(502A 및 502B)에 결합된 제어기(501)가 사용자로의 입력과 사용자로부터의 출력, 정보를 수신 또는 제공하기 위한 사용자 인터페이스(602)를 더 포함하는 경우의 본 발명의 실시예들을 더 도시한다. 이것은 키보드, 마우스, 제어 패널, 하나 이상의 버튼, 터치 스크린, 및 음성 입력을 포함하나 이에 제한되지 않는 임 의 형식을 사용자 인터페이스일 수 있다. 통신 모듈(604)은 제어 보고, 입력을 위한 원격 네트워크를 통한 상호연결성 및 상호동작성, 및 하나 이상의 프로세서들 또는 동작들의 통합 제어를 위한 상호동작성을 제공한다. 입력/출력 모듈(610)은 또한 특정 사용자 어플리케이션에 바람직하거나 요구될 수 있는 직접 연결 입력 또는 출력을 제공할 수 있다. 이것은 여기에 설명된 바와 같이 통신 버스(507)와 호환가능하거나 결합되지 않는 전력 스위치, 또는 하나 이상의 센서들를 제어하기 위한 인터페이스를 제공한다.
확장 버스 모듈(608)은 하나 이상의 집적 전력 제어 어셈블리(502) 및 예를 들면, 통신 버스(507)와 결합될 수 있는 센서들과 같은 가능한 다른 구성요소들과의 결합 및 통신을 위하여 통신 버스(507)와의 상호연결성을 제공한다. 확장 버스 구성요소(608)의 통신 프로토콜은 전력 제어 시스템(600) 내의 임의 형식의 통신 버스(507), 또는 내부의 통신 제어 어셈블리(502) 내의 모듈들과 호환가능하게 설계될 수 있다. 상술한 바와 같이, 통신 버스(507) 또는 링크는 두 개 이상의 전력 제어 어셈블리들(502) 사이, 또는 전력 제어 어셈블리(502A) 및 전력 제어 어셈블리(502B), 또는 그것의 구성요소들과 모듈들 사이의 통신을 제공할 수 있다. 통신 링크 및 인터페이스는 배선 연결, 광학 또는 무선 설비를 포함하는 임의의 통신 시스템일 수 있다. 통신 링크 및 구성요소 통신 인터페이스는 WatBusTM, 달라스 반도체 원-와이어 프로토콜(Dallas Semiconductor one-wire portocol), Seriplex, sensorbus, DeviceNet 버스, FMS, Lon Works, Control Area Network(CAN), Interbus S, SDLC, AS-Interface(AS-i), Local Interconnect 버스(LIN-bus), IEEE-1888 버스, Profibus, Modbus RTU, 예를 들면, Ethernet TCP/IP, Internet, 토큰 링 LAN, Ethernet LAN, PDDI 네트워크, 개인 데이터 네트워크, IDSN, VPN과 같은 기업 통신 버스를 포함하는 기업 통신 버스와 호환가능할 수 있다.
통신 버스(507)는 증가한 통합 및 집중 제어 및 전력 제어 시스템 내 구성요소의 구성을 제공하는 쌍방향 통신 설비일 수 있다. 그 통신은, 전력 제어 시스템의 하나 이상의 구성요소들 또는 모듈들의 동작, 제어, 감지, 또는 진단 기능들과 관련된 상태, 명령들, 경고들, 지시어들, 메시지들, 소프트웨어, 시스템 프로파일들, 설정들, 파라미터들 및 특징들을 포함할 수 있다. 예를 드는 방식으로 그리고 이하에서 논의될 바와 같이, 통신 버스(507)는 소프트웨어 다운로드, 저장, 변경, 저장된 프로파일 또는 구성요소 설정의 재호출을 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 통신 버스(507)는 전력 제어 루프 특성들, 파라미터들, 데이터 및 변수들의 동작 통합 및 제어를 위한 전력 제어 어셈블리(502)의 하나 이상의 구성요소들 내에 포함된 프로세싱 시스템과 인터페이스하고, 전력 루프로부터 제어기 및 원격 행정 및 관리 시스템으로의 향상된 관리 및 동작 데이터를 가능하게 한다. 추가로, 전력 통합 결합 메커니즘 및 집적 통신 버스(507)를 구비한 제어 어셈블리(502)는 어플리케이션 특정 제어 기술들, 방법들, 프로파일들, 설정들 및 동작들을 제공하고 따라서 전력 제어 시스템(600)은 하나 이상의 사용자 어플리케이션에 맞춤 설계될 수 있다.
이하에서 논의될 바와 같이, 집적 전력 제어 어셈블리(502)는 복수의 전력 제어 시스템 구성요소들을 포함하는 공통 집적 구성 또는 어셈블리이다. 많은 실시예에서, 하나 이상의 전력 제어 구성요소들은 사용자 어플리케이션 내 또는 근처에 있는 전력 제어 어셈블리(502) 내에 통합되지 않고, 사용자에 의해 쉽게 접근될 수 있도록 원격에 위치한다. 그러나, 많은 실시예에서, 대부분의 전력 제어 시스템 구성요소들은 전력 제어 시스템(600) 또는 전력 제어 어셈블리들(502) 중 하나 내에 포함되거나 이들과 관련된다.
상술한 바와 같이, 전력 제어 어셈블리(502)는 다양한 사용자 어플리케이션들 내의 전력 로드에 전력을 제공하는 것과 관련된 임의의 구성요소를 포함할 수 있다. 히터 어플리케이션에 전력을 제공하기 위한 전력 제어 어셈블리(502) 또는 시스템(600)의 일 예와 같이, 전력 제어 어셈블리들(502)은 열 제어 루프 내에 복수의 구성요소들을 포함할 수 있다. 이것은 프로세스 센서, 온도/과온도 제어기, 전류 센서 또는 변환기, 스위치/릴레이/접촉기, 퓨즈, 제한기, 제한 센서, 및 전력 로드를 포함할 수 있다. 도 6에서 예로 도시된 바와 같이, 전력 제어 어셈블리(502A)는 무접점 릴레이, 실리콘 제어 정류기, 기계적 릴레이, 또는 접촉자(예를 들면, 타워형 집적 전력 제어 어셈블리(502A 및/또는 502B) 내의 제한 구성요소(614))일 수 있는 전력 스위치(612)(상술한 118과 유사하다)를 포함한다. 도 6의 전력 제어 어셈블리(502A)는 통신 버스(507)와 인터페이스하기 위한 인터페이스(505A) 및 전력 공급기(108A)와 인터페이스하기 위한 제한 구성요소(614)로의 전력 수신 인터페이스(106A)를 포함한다. 대안으로 또는 추가로, 전력 제어 어셈블리(502A)를 구비한 것처럼, 가용성 링크(516)가 포함될 수 있다. 퓨즈 링크(516)는 예를 들면 전력 제어 스위치(612B)를 보호하기 위한 고속 블로 퓨즈 또는 회로 단락기일 수 있다. 전력 제어 어셈블리(502A)는 또한 집적 PID 제어 기능을 포함하는 것으로 도시된 전력 스위치(612A)를 포함할 수 있다. 대안으로, 개별 제어 구성요소(504) 및 전력 스위치(612)가 포함될 수 있거나, 하우징과 같은 통합 결합 메커니즘을 통하여 결합될 수 있다. 전력 스위치 제어 어셈블리(502A)에서, 전력 스위치 제어 기능은 전력 스위치(612A)를 제어하고 그에 의하여 전력 로드(120A)(저항성 히터로 도시됨)로 전력을 제공하기 위한 PID 제어로 도시된다. 전력 스위치(612A)는 또한 이 실시예에서 센서(104)(온도 센서로 도시됨)와 인터페이스하기 위한 프로세스 센서 인터페이스(510A)를 포함할 수 있다. 유사한 특성, 인터페이스들 및 결합이 또한 제2 전력 제어 어셈블리(502A)에 적용될 수 있다. 추가 전력 제어 어셈블리들(502A)은 통신 버스(502)에 결합되어 제어기(501)에 의해 조정될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 제어기(501)는 통신 버스(507)를 통하여 하나 이상의 집적 전력 제어 어셈블리들(701A, 701B 및 701C)에 통신가능하게 결합될 수 있다. 도시된 바와 같이, 집적 전력 제어 어셈블리(701A)는 집적 전력 스위치 제어 구성요소를 포함하지 않으나, 전력 스위치 제어 터미널들(119A 및 119B)를 구비한 전력 스위치(118A)를 포함한다. 제어기(501)의 입력/출력 모듈(610)은 전력 스위치(118A)를 제어하기 위한 전력 스위치 제어 신호(706)를 제공한다. 입력/출력 모듈(610)은 또한 히터 또는 전력 로드(120A)와 관련된 센서(104A)로부터 센서 신호(708)를 수신하기 위한 인터페이스를 포함한다. 전력 제 어 어셈블리(701A)는 또한 전력 제어 어셈블리(502)로/로부터 제공된 전력을 측정하기 위한 전력 측정 구성요소(702A)를 포함한다. 전력 측정 구성요소(702A)는 전력 제어 어셈블리(701A)의 내부 전력 버스와 연관된 하나 이상의 센서들 또는 변환기들(704A)을 포함할 수 있고, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 바와 같이 전력 측정을 결정하기 위하여 다양한 전기적 특성들을 측정할 수 있다. 제한 스위치 또는 제한 구성요소 조합(614A)이 또한 포함되어 전력 제어 시스템에서 공지된 바와 같이 동작 제한을 제공하기 위하여 제한 센서(114A)에 반응할 수 있다.
도 7의 전력 제어 어셈블리(701B 및 701C)에서, 집적 전력 스위치 제어 구성요소 또는 모듈(710B 및 710C)은 관련 전력 스위치를 제어하기 위하여 각각 전력 스위치(118B 및 118C)에 연결되어 있다. 전력 제어 어셈블리(710B)는 하나 이상의 전력 측정 변환기(704B)를 구비한 전력 측정 구성요소(702B)를 포함한다. 추가로, 전력 제어 구성요소(710B)는 전력 스위치(118B)를 제어하기 위하여 센서(104B)로부터의 입력을 수신하기 위한 인터페이스(510)를 포함한다. 전력 제어 어셈블리(701C)는 가용성 링크(516C)를 포함하나 전력 측정 구성요소(702) 또는 제한 구성요소(614)를 포함하지 않는다는 점에서 다르다. 그러나, 전력 제어 구성요소(710C)는 전력 스위치(118C)의 출력에서의 전력의 하나 이상의 전기적 특성을 측정하는 것에 의하여 전력 로드(120C)의 온도를 결정하도록 구성될 수 있는 집적 온도 측정 구성요소(712)를 포함하도록 구성된다.
세 개의 예시적인 전력 스위치 어셈블리들(701A, 701B 및 701C)을 구비한 전 력 제어 시스템(700)에서 도시된 바와 같이, 각각은 다양한 구성요소들을 포함할 수 있지만, 적어도 일부 방식으로, 유선 연결(124)(라인에서 작은 원으로 도시된 바와 같이)과 같이 최소 사용자 작용을 구비한 상호연결성 및 상호동작성을 제공하는 집적 어셈블리를 포함한다. 각 전력 제어 어셈블리(701)의 각 구성요소들은 이하에서 좀 더 자세히 논의될 바와 같이 인터페이스를 구비한 전력 제어 어셈블리의 기계적 전기적 결합 메커니즘에 의해 동작가능하게 물리적으로 결합된다. 또한, 통신 버스(507)가 각 전력 제어 어셈블리(701) 및 전력 제어기(501), 통신 버스(507)에 결합된 다른 전력 제어 어셈블리들(701) 및 다른 결합 구성요소들(714) 사이의 통신을 위하여 구성된다.
도 8은 기능 블럭으로 도시된 세 개의 전력 제어 어셈블리들(801A, 801B, 801C)에 결합된 제어기(501)를 구비한 전력 제어 시스템(800)의 다른 실시예를 도시한다. 전력 세어 시스템(800)은 도 5b의 전력 제어 시스템(500B), 도 6의 전력 제어 시스템(600), 및 도 7의 전력 제어 시스템(700)으로 도시된 바와 같이 많은 동일하고 유사하게 표시된 시스템 구성요소들과 유사하고, 따라서, 이러한 구성요소들 각각에 대한 설명은 여기서 반복하지 않는다. 그러나, 전력 제어 시스템(800)은 전력 제어 어셈블리(801A) 내의 전력 스위치로서의 기계적 릴레이(802), 및 전력 제어 어셈블리(801B)의 전력 절약 구성요소로서의 전류 변환기(806B)를 포함하는 추가 실시예들을 도시한다. 이 전류 변환기(806B)는 전력원으로부터 수신된 전력을 감시하기 위하여 제공될 수 있다.
추가로, 내부 제어 버스(804)(804A, 804B 및 804C로 도시됨)가 각 전력 제어 어셈블리들(801A, 801B, 801C) 내에 제공된다. 이러한 장치들에서, 통신 버스(507)는 제어 데이터 및 정보와 같은 통신을 제공하고 수신하기 위하여 통신 인터페이스(505A, 505B 및 505C)를 통하여 각각 제어 모듈들(504A, 504B 및 504C)과 인터페이스한다. 그러나, 도시된 바와 같이 각 전력 제어 어셈블리(801A, 801B, 801C)는 전력 제어 어셈블리(801)의 다양한 구성요소들 내 및 구성요소들 사이의 통신을 위하여 내부 통신 버스(804)를 구비하여 구성된다. 내부 통신 버스(804)는 전력 제어 어셈블리(801)의 어셈블리에 함께 전기적으로 결합된 하우징 내의 커넥터 및 연결을 통하여 또는 접촉기를 통하는 것과 같이 통합 결합 메커니즘에 통합될 수 있다. 예를 들면, 내부 통신 버스(804) 연결성은 전력 제어 어셈블리(801A)의 기계적 릴레이(802) 및 전력 스위치 제어 구성요소(504A)를 포함하는 하우징의 해제가능한 결합 상에 자동으로 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 제어기(501) 사이에 및/또는 각 전력 제어 어셈블리 사이에 제공된 집적 동작 특성들 및 기능이 또한 단일 전력 제어 어셈블리 내의 구성요소들 사이 또는 하나 이상의 전력 제어 어셈블리들(801) 사이의 내부 통신 및 제어 설비로서 집적될 수 있다. 전력 제어 시스템 및 전력 제어 어셈블리의 그러한 실시예들에서, 전력 스위치 제어 모듈(504)에 의해 수신된 임의의 통신은 전력 제어 어셈블리(801) 내에 릴레이되거나 내부적으로 통신될 수 있다.
이것으로부터, 전력 제어 어셈블리(801) 내의 추가 전력 제어 구성요소들이 용이하게 추가되고 제거될 수 있으며, 여전히 연결성 및 상호동작성을 보장할 수 있음을 이해할 수 있다. 적절한 사용자 어플리케이션에 근거하여, 하나 이상의 전 력 스위치 제어 구성요소(502), 전력 스위치들(118), 센서들(104 및 114), 전력 로드(120), 경고들(미도시), 이벤트들(미도시) 및 보조 기능들(미도시)이 집적 전력 제어 어셈블리(801) 내의 개별 구성요소들의 실질적인 재배선 또는 수동적 조작을 요구하지 않고 필요한 바대로 추가될 수 있다.
이제 도 9를 참조하며, 몇몇 실시예에서 제어기(501)는 또한 집적 결합 접촉자(902)에 의해 전력 제어 어셈블리(801)에 집적되거나 적어도 결합될 수 있다. 결합 접촉자(902)는 제어기(501)가 전력 제어 어셈블리(801)에 인접하여 탑재될 때, 연결 및 결합이 수동적인 사용자 연결 동작을 요구하지 않고 달성될 수 있도록 할 수 있다. 도 9에 도시된 실시예에서, DIN 레일 탑재 온도 제어기(501)는 집적 전력 제어 시스템(901)을 형성시키기 위하여 결합 접촉자(902)를 통하여 전력 제어 어셈블리(801)에 동작가능하게 결합될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 결합 접촉자들(902)은 하나 이상의 플러거블 커넥터일 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 집적 통신 시스템을 구비한 전력 제어 시스템(1000)의 블록도이다. 전력 제어 시스템(1000)은 예를 들어, 프로세싱 동작과 같은 전력 제어 동작 중의 전력을 제어하기 위한 시스템을 포함하는 다양한 유사 및 비유사 구성요소들 사이의 통신 연결을 제공하는 하나 이상의 통신 버스들(507)을 포함한다. 이 실시예는 전력 제어 시스템의 구성요소들 또는 모듈들의 특정 외관 또는 배치를 도시하고자 하는 것은 아니다. 도 10에 도시된 바와 같이, 통신 링크 또는 버스(507)는 임의 형태의 통신 설비일 수 있으며, 일 예로 WatBusTM이다. 사용자 인터페이스(UI)(602)가 포함될 수 있고 통신 버스(507)를 통하여 통신할 수 있거나, 필드버스 통신 설비(미도시)를 통하여 통신할 수 있다. 사용자 인터페이스(602A)는 예를 들어 터치 스크린(1002)으로 도시되고 있으나, 사용자 명령 또는 입력을 수신하는 임의 형태의 인터페이스일 수 있다. 다른 예들은 키보드, 마우스, 터치패드, 음성 입력 및 데이터 입력을 포함하며, 예를 들어 사용자 인터페이스(602B)로 도시된다. 하나 이상의 전력 스위치들(118) 또는 스위칭 구성요소들이 또한 도시된 바와 같이 무접점 릴레이(호키 퍽 SSR(118)로 알려진 것과 같이), DIN 레일 탑재 전력 제어 어셈블리(1005), 및 DIN-A-MATETM 접촉자(1006) 또는 DIN 레일(1008)에 결합하도록 구성된 접촉자로 통신 버스(507)에 연결될 수 있다. DIN 제어기(1010)와 같은 제어 구성요소가 또한 통신 버스(507)를 통하여 연결될 수 있다. 디스플레이 모듈은 사용자에게 전력 제어 시스템에 관한 디스플레이 정보를 제공할 수 있다. 하나 이상의 전력 스위치 구성요소(DIN 레일 탑재 제어들) 및 통신 모듈(604)이 또한 통신 버스에 연결될 수 있다. 또한 도시된 바와 같이, DIN 레일 탑재 전력 제어 어셈블리들(1005A-N)은 집적 구성요소들 및 모듈들을 구비한 집적 전력 제어 어셈블리들(701, 801, 901)과 같이 완전한 집적 제어 어셈블리들일 수 있다.
전력 제어 시스템 내의 각 구성요소는 전력 제어 시스템 내에 플러그 앤 플레이(plug-and-play)되도록 구성되거나 설계될 수 있다. 추가로, 구성요소 내의 모듈들 또한 플러그 앤 플레이로 구성될 수 있다. 도 11은 공장에서 프로그램된 유닛 의 경우에 다른 기능을 가지거나 전혀 가지지 않는 사용자 인터페이스를 포함하는 교환가능한 제어 모듈들(501A-N)의 하나의 예시적인 세트를 도시한다. 전력 제어 시스템 계열의 구성요소들 내의 복수의 제어 구성요소들 각각은 다른 모듈들 또는 기능을 포함할 수 있다. 501A-501N의 각 사용자 인터페이스는 시스템의 실시예들에 선택적인 포함을 위하여 적용가능할 수 있다. 논의된 바와 같이 사용자 인터페이스는 간단하게 상태등(status light)일 수 있거나, 사용자 선택 또는 입력을 위한 회전 노브(knob)를 구비한 세븐 세그먼트(seven segment) 디스플레이일 수 있거나, 입력 키들을 포함할 수 있거나, LCD 디스플레이를 포함할 수 있다. 각각의 특정 선택은 이 실시예들 각각이 전력 제어 시스템 내의 다른 모듈들 및 구성요소들 각각과 호환가능하기 때문에 어플리케이션의 필요성에 근거하여 사용자 결정이다. 도시된 바와 같이, 각각은 서로 다른 크기일 수 있으며, 서로 다른 커넥터들의 수를 요구할 수 있으나, 여전히 플러그 앤 플레이(plug and play) 방식으로 전력 제어 시스템 내에서 호환가능하다.
그러나, 제어 구성요소들 각각 또는 모든 것은 전력 제어 시스템 내의 구성요소 패밀리의 각 그리고 모든 다른 구성요소들 및 각 그리고 모든 다른 부품들과 호환가능하다. 그리하여, 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예들은 사용자 환경에 적용될 수 있도록 제어 모듈(501)의 크기조절 가능한 구성을 제공할 수 있다. 추가로, 각각은 다른 것에 의해 대체될 수 있으며, 사용자에 의한 각 변경과 적용을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들의 다른 태양은 크기조정성이다. 예를 들면, 통신 모듈(604)은 복수의 통신 인터페이스들 및 복수의 통신 버스들(507) 또는 루프 구성을 포함할 수 있다. 그리하여, 제어 구성요소(501)는 개별적이거나 다른 제어 구성요소를 요구하지 않고 특정 사용자 어플리케이션의 요구를 만족시키기 위하여 크기를 조정할 수 있다. 특정 통신 인터페이스 카드와 같은 제어 모듈들은 제어 구성요소 또는 모듈(501)의 대체 또는 교환 요구 없이 특정 설계 또는 어플리케이션에 적용될 수 있다.
도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 다양한 배치를 도시한다. 일 실시예에서, 전력 제어 시스템(1202)은 기설정된 구성이나 최고 구성(MC)을 갖는다. 그러한 최소 구성(1202)은 또한 1204에서 전력 스위치 제어기(504)로서 간단한 사용자 인터페이스(602)와 결합하여 사용될 수 있고, 라이트 또는 플래그(미도시)와 같은 경고 지시자를 포함할 수 있다. 도 12c에 도시된 바와 같이, 시스템(1206)은 공통 사용자 인터페이스로 구현된 두 개 이상의 최고 구성(1202)을 갖는다. 도 12d에서, 최소 구성(1202)은 시스템(1208)을 형성시키기 위하여 사용자 인터페이스(602) 및 통시 모듈(604)에 결합된다. 도 12e에서, 복수의 최소 구성들(1202)이 단일 사용자 인터페이스(602) 및 단일 통신 모듈(604)에 결합된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예들은 시스템 구성요소들을 집적 어셈블르로 결합시키는 하우징과 같은 전력 제어 어셈블리 통합 메커니즘을 포함한다. 또한 언급된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 전력 시스템 또는 전력 제어 어셈블리의 구성요소들 또는 모듈들은 스냅-인(snap-in) 또는 플러거블(pluggable) 커넥 터,또는 구성요소를 단일 집적 어셈블리로 기계적 전기적으로 결합시키도록 설계된 하우징에 기계적으로 연결하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 전력 제어 어셈블리 내의 각 구성요소는 분리된 층 또는 층의 일부를 포함할 수 있으며, 따라서 그 일부는 다른 부분들로 구성가능하고, 하나 이상의 부분들의 결합은 실질적으로 복수의 층들 중 하나를 포함할 수 있다. 물론, 층들은 실제로 수직 또는 수평일 수 있으며, 단일 실시예에서 조합될 수도 있다. 이러한 구성요소들을 집적 전력 제어 어셈블리에 동작가능하게 결합시키기 위한 시스템 및 방법이 이제 설명되고 도시될 것이다.
몇몇 실시예에서, 유닛 통합 결합 메커니즘은 전력 제어 어셈블리 내의 각 구성요소의 기계적, 전기적 통신 결합을 제공한다. 유닛 통합 결합 메커니즘은 고정되거나 편중된 배치로 두 개의 유닛들을 결합시키는 두 개 이상의 구성요소들 사이의 기계적 연결을 제공한다. 일 실시예에서, 편중된 결합은 캠 잠금 시스템 또는 수단에 의해 제공될 수 있으며, 그것의 일 실시예가 도 13a 및 13b에 도시된다. 도 13a에 도시된 바와 같이, 네 개의 구성요소 전력 제어 어셈블리(1300)는 세 개의 층들(1302A, 1302B 및 1302C)을 가지며, 제1 층(1302A)은 하나의 구성요소(1304)를 갖고, 제2 층(1302B)은 두 개의 구성요소들(1306 및 1308)을 가지며, 제3 층(1302C)은 단일 구성요소(1310)를 갖는다. 도시된 바와 같이, 두 개의 잠금 메커니즘(1314A 및 1314B)은 모든 세 개의 층들을 결합시키기 위하여 전력 제어 어셈블리 적층의 꼭대기 및 바닥에 위치하고, 바닥 또는 유닛 탑재 플레이트를 통과한다. 두 개의 캠 장치들(1312A 및 1312B)이 두 개의 잠금 메커니즘(1314A 및 1314B)에 꼭대기에서 부착된다. 그러한 배치에서, 네 개의 구성요소들은 캠 장치들(1312A 및 1312B)의 잠금이 해제된 경우에 전력 제어 어셈블리(1300)로부터 제거될 수 있다.
도 13b는 잠금 메커니즘(1314A 및 1314B)의 잠금 위치에서 각각의 캠(1312A 및 1312B)을 도시한다. 이 배치에서, 꼭대기의 두 개의 잠금 캠들(1312A 및 1312B)은 잠금 위치로 회전한다. 두 개의 잠금 메커니즘들(1314A 및 1314B)이 잠금 위치에 있을 때, 네 개의 구성요소들(1304, 1306, 1308 및 1310)이 전력 제어 어셈블리(1300)로서 기계적으로 동작가능하게 결합된다. 이 실시예에서, 잠금 메커니즘(1314A 및 1314B) 및/또는 캠 장치들(1312A 및 1312B)은 고체로 구성된 재료로 이루어지거나 또는 탄성 재료로 이루어질 수 있다. 탄성 재료가 사용되는 경우, 잠근 메커니즘(1314)은 네 개의 구성요소들(1304, 1306, 1308 및 1310)이 함께 압축되도록 바이어스 또는 압력을 제공한다. 압축은 동작 동안 사용자 간섭 또는 조정을 요구하지 않는 연속적인 결합과 감소된 운영자 관리를 제공한다.
다른 형식의 전력 제어 어셈블리 통합 결합 메커니즘은 바이어스된 또는 압축 결합(미도시)을 포함한다. 예를 들면, 실모양 장치들은 실모양 장치의 삽입을 제한하는 어깨부 및 스프링을 갖는다. 동작 중, 하나 이상의 실모양 장치들이 전력 제어 어셈블리의 구성요소들에 연속적인 바이어스 또는 압력을 제공하기 위하여 유닛 통합 결합 메커니즘으로 이용될 수 있다. 각 실모양 장치는 장치가 어깨부에 삽입되고 추가로 삽입될 수 없으며, 그에 의하여 설치 동안 사용자에 의한 과압축을 제한하도록 구성된다. 장치는 장치가 어깨부에 삽입될 때, 스프링이 적어도 부분적으로 압축되도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 스프링은 단지 부분적으로만 압 축된다. 그와 같이, 스프링은 전력 제어 어셈블리 내의 구성요소들을 동작가능하게 결합시키는 압력을 적용한다. 연속적인 압력은 연결 저항 또는 느슨한 연결에 의해 종종 야기되는 터미널 또는 연결 가열을 제거한다.
논의된 바와 같이, 기계적 결합으로 설명되고 있지만, 유닛 통합 결합 메커니즘은 또한 전력 제어 어셈블리의 두 개 이상의 구성요소들 사이의 전기적 결합을 제공한다. 전기적 결합은 기계적 결합 및 유닛 통합 결합 메커니즘에 의해 적용된 바이어스로부터 올 수 있다. 공급 전력, 로드 전력, 통신 링크 및 유닛 동작 전력의 전기적 결합은 각 유닛 구성요소를 구성하는 내부 구성요소 결합기에 의해 제공되어 결합이 활성화될 때 필요한 전기적 연결들이 완성될 수 있다. 추가로, 압축 또는 바이어스 유닛 통합 결합 메커니즘을 이용하는 실시예에서, 연결들은 연결들의 연속적인 연결을 보장하기 위하여 바이어스될 수 있다. 다른 실시예들에서, 전기적 연결들은 개별적으로 이루어지나 기계적 결합에 의해 활성화될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 전력 제어 어셈블리 내의 구성요소들 사이의 전기적 단말 종결 어셈블리 또는 메커니즘은 적용된 커넥터의 가려진 부분 상에 작용하는 스프링 형식을 가진 클립 수용부로 이루어질 수 있는 표면의 압력 접촉일 수 있다. 그러한 배치는 또한 설치 동안 다양한 구성요소의 기계적 자기-배치를 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 특정 실시예에서, 두 개 이상의 하우징들이 전력 제어 어셈블리의 통합 결합의 기계적 결합을 제공하기 위하여 적용될 수 있다. 추가로, 하우징들은 두 개 이상의 하우징들의 기계적 결합시 연결되거나 결합되는 전기적 연결을 포함하도록 구성될 수 있다.
그러한 바이어스된 상호 구성요소 연결의 일 예가 도 14a 및 14b에 도시된다. 이 실시예에서, 전력 제어 어셈블리(1400)는 호키 퍽 구성을 가진 것으로 잘 알려진 바와 같이 무접점 릴레이(SSR)(1402)를 포함하도록 구성된다. 2.3" 제곱을 포함하는 크기를 가진 잘 알려진 호키 퍽 구성(SSR)(1402)이 도 13a에 도시된다. 호키 퍽 SSR(1402)은 나사 또는 와이어 집게 장치(미도시)를 수용하기 위한 네 개의 나사 안착부(1404)를 구비한다. 나사 안착부들(1404) 중 두 개는 SSR(1404)을 스위치로 동작시키기 위한 제어 신호를 수신하는 제어 리드용이고 두 개는 공급 전력을 수신하고 제공하기 위한 것이다. 네 개의 볼 포스트들(ball posts)(1408)이 SSR(1402)의 네 개의 나사 안착부(1404)에 결합되도록 위치된다. 포스트들(1408)은 SSR(1402)의 제한 스위칭 기능을 제공하는 제한 구성요소(1406)에 결합할 수 있다. PID 제어기(1410) 구성요소는 제한 구성요소(1406)에 결합되고 그에 의하여 SSR(1402)의 동작에 제어 기능을 제공한다. 도시된 바와 같이, 도시된 SSR 전력 제어 어셈블리(1400) 내의 PID 제어기(1410) 및 제한 구성요소(1406)는 크기가 비례하고 SSR 구성 또는 설계의 변경 없이 호키 퍽 SSR(1402)에 적층가능하게 결합하도록 구성된다. 추가로, 전력 제어 어셈블리(1400)의 SSR(1402) 및 다른 구성요소들은 상호 결합 매치에 의해 제공된 압력으로 세 개의 구성요소를 함께 결합하는 것에 의해 제공되는 것 외의 연결 또는 배선을 요구하지 않는다.
이것을 달성하기 위하여, 나사 및 와이어 집게가 제거되고(도 14에 도시된 바와 같이) 제한 구성요소(1406)의 볼 끝 포스트(1408)이 나사 안착부(1404)에 결합되도록 바이어스된다. 도시된 바와 같이, 전력 제어 어셈블리(1400)의 제한 구성 요소(1406) 및/또는 스위치 제어 구성요소(1410)에는 유닛 통합 결합 메커니즘의 일부로서 바이어스될 때 SSR(1404)의 나사 안착부(1404)에 압축되고 그에 의하여 SSR(1402)로 전력 또는 전기적 제어 연결을 완성하는 볼 포스트(1408)가 설치된다. 전력 제어 어셈블리(1400)는 표준 SSR 압력 위치 및 배치 및 사양들에 따라 SSR(1402)에 압축 전기 결합을 적용하도록 압력을 제공한다. 이것은 SSR(1402)로의 제어 입력을 조절할 수 있게 하거나 SSR(1402)의 전기적 전력 입력 및 출력 리드일 수 있다.
도 14는 전력 제어 어셈블리(1400)를 도시하며, 여기서 제한 구성요소(1408)는 SSR(1402)와 스위치 제어기(1410) 사이에 동작가능하게 결합되고 위치된다. 이 실시예에서, 제한 구성요소(1406)는 전력원으로부터의 공급 전력을 수신하기 위한 공급 전력 커넥터를 포함한다. 스위치 제어기(1410)는 예를 들면 전력 스위치로서 SSR(1402)를제어하기 위한 PID 알고리즘을 포함한다. 스위치 제어기(1410)는 SSR(1402)의 두 개의 제어 리드들에 동작가능하게 결합하고, 이실시예에서, 연결은 제한 구성요소(1406)를 통하여 이루어진다. 다른 실시예에서, 스위치 제어기(1410) 및 제한 제어기(1406)의 구성은 SSR(1402)의 두 개의 공급 전력 나사 안착부(1404)로 집적 연결된 제한 구성요소(1406)를 제공할 수 있으며 스위치 제어기(1410)는 SSR(1402)의 두 개의 제어 나사 안착부(1404)에 집적 연결될 수 있다.
전형적으로, SSR(1402)와 같은 전력 스위치는 방열판(1412)에 열적으로 결합된다. PID 알고리즘을 구비한 스위치 제어기(1410)는 SSR(1402)에 위치되고 결합되며 따라서 두 개의 제어기 나사 안착부들(1404)은 SSR(1402) 스위치를 제어하기 위 하여 스위치 제어기(1410)에 전기적으로 결합된다. 하나 이상의 인쇄 회로 또는 배선 기판(PCB)이 SSR(1402)의 공급 전력 나사 안착부(1404)에 결합되고, 전력 로드(미도시)에 공급 전력을 제공하기 위하여 플러거블 수용 집게 커넥터에 결합된다. 조합된 제한 및 한정 목적 접촉기(DPC) 구성요소(미도시)가 전력원으로부터의 공급 전력을 수신하고 그 전력을 SSR의 입력 공급 전력 연결에 제공한다. 스위치 제어 구성요소는 스위치 제어기(1410) 및 제한 DPC 구성요소를 상호잠금 매치로 직접 SSR(1402)에 결합시키는 것을 허용하도록 배치된다. 예를 들어 WatBusTM 구성을 구비한 통신 모듈이 스위치 제어기(1410) 및 제한 DPC 구성요소 중 하나 또는 모두에 플러거블하게 배치될 수 있다. 통신 모듈은 스위치 제어기(1410) 및 제한 DPC 구성요소 중 하나 또는 모두에 플러거블하며 통신 버스(507)와의 인터페이스를 포함한다. 추가로, 하나 이상의 센서 인터페이스(미도시)가 도시된 전력 제어 어셈블리(1400)의 구성요소들 중 하나 이상에 포함될 수 있다.
전력 제어 어셈블리(1400)의 이러한 실시예들은 SSR 구성요소가 패널 상에 위치하고 사용자기 본 발명의 일부 실시예에 따른 전력 제어 어셈블리 또는 시스템을 형성하기 위하여 제어 구성요소 및 제한 구성요소를 설치하는 경우 향상된 필드 설치를 제공한다. 그러한 연결 어셈블리들은 또한 SSR이 출하 전에 제어 구성요소 및/또는 제한 구성요소들에 부착되는 경우 공장 조립을 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, 하나 이상의 전기적 연결들이 하나 이상의 구성요소들의 모듈들 사이에 이루어질 수 있거나, 전력 제어 어셈블리의 구성요소들 사이에 이루 어질 수 있다. 공급, 로드 및 구성요소 전력 연결은 핀 및 수용부 또는 바이어스된 연결에 의해 이루어질 수 있으며, 일 예는 앞에서 논의된 바와 같다. 상호 구성요소 연결 또는 상호 모듈 통신은 또한 핀과 수용부 배열과 같이 금속 또는 광한 상호연결을 사용하거나, 바이어스 판과 커넥터 배열을 사용하여 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 전력 제어 어셈블리로부터 외부 구성요소들 또는 장치들로의 연결은 오직 최소의 사용자 간섭 및 입력만을 요구하고 연속적인 포스트 설치 바이어싱을 제공하는 연결들을 포함한다. 산업계에서 일반적으로 전력 공급 및 전력 로드 리드들을 부착하기 위하여 간단한 나사 또는 집게 배열을 사용하는 반면, 이것들은 종종 시간이 지남에 따라 증가된 열, 아킹(arcing) 및 고장을 유발하도록 느슨해진다. 그와 같이, 이러한 연결들은 종종 유지 기간 동안 1/4 또는 1/2 회전과 같이 사용자기 나사를 다시 조이는 것을 필요료 하는 규칙적인 유지에 초점이 있다. 추가로, 전력 제어 어셈블리에 대한 외부 연결들은 또한 자기 바이어스된 또는 압축 연결을 이용할 수 있어, 다양한 크기나 배선 직경으로 연결될 수 있어 연결들이 시간의 경과에 따라 안전한 연결성을 보장하기 위하여 연속적으로 바이어스될 수 있다. 상술한 것과 유사하게, 이러한 외부 연결들은 캠-동작의 기계연결일수 있거나, 바이어스되거나 탄성 메커니즘일 수 있거나, 예를 들면 스프링 바이어스 플런저(plunger)와 같이 스프링 바이어스된, 실모양 장치들을 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 스프링 바이어스 힘이나 탄성 물질 바이어스 힘이 연결되어 있는 동안 연결에 적용되고 그에 의하여 와이어의 노화 및 이동에도 불구하고 연결된 와이어에 연속적인 압력을 제공한다.
도 15는 사용자 어플리케이션(1500) 내의 전력 제어 어셈블리 시스템(1502)의 일 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 산업 표준 구성의 표준 무접점 릴레이(SSR)는 "호키 퍽(hockey puck)"으로 언급된다. 이하에서 몇몇 실시예에 적용되는 전력 제어 시스템을 설명하고 있지만, 이것은 단지 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 다양한 태양들 중 하나의 응용일 뿐임이 이해되어야 한다.
도 15에 도시된 바와 같이, 전력 제어 스위치(SSR)(1402)는 AC 전력 공급 입력(1504) 및 AC 전력 로드(1506)에 직렬로 결합된다. SSR(1402)는 DC 전력의 형태로 로직 제어기 또는 다른 DC 전력원(1510)으로부터 제어 입력을 수신한다. 전력 스위치 제어 모듈(1512)이 SSR(1402)에 결합된다. 전력 스위치 제어 모듈(1512)은 AC 전력 로드(1506)를 위하여 위치되고 구성된 제어 센서(1514)에 대한 연결을 포함한다. 추가로, 전자장 센서(1518)는 SSR(1402)에 의해 발생한 전자기장 출력을 감지한다.
도 16 및 17은 SSR 전력 제어 어셈블리의 추가 실시예들을 도시한다. 도 16은 전력 스위치들 중 하나로서 호키 퍽 구성의 SSR(1402)를 사용하여 단상 AC 전력 제어 어셈블리를 도시한다. 도 17은 2상 AC 전류를 스위칭하기 위하여 SSR(1402)을 사용하여 2상 AC 전력 제어 장치를 도시한다. 도 16에서, 전력 제어 어셈블리는 산업계에서 공지된 바와 같이 방열판(1602)에 열적으로 결합된 SSR 전력 스위치(1402) 구성요소를 포함한다. 그러나, SSR(1402)은 전력 제어 어셈블리(1600)의 하나 이상의 다른 구성요소들에 기계적으로 동작가능하게 결합된다. 도시된 바와 같이, WatBusTM과 같은 통신 버스(507)는 구성요소들 사이의 통신을 제공하며, 따라서 전력 제어 어셈블리(1600) 내의 구성요소들의 동작을 제어한다. 이 실시예에서, 통신 버스(507)는 제한 구성요소(1604), 전력 스위치 제어기(504)(예를 들어 PID로 지시됨) 및 SSR(1402)에 연결된다. 추가로, 통신 버스(507)는 또한 전력 로드(120)로 제공된 전력을 감시하는 전력 측정 구성요소(702)에 연결된다. 온도 센서(미도시)가 전력 로드(120)의 온도를 감지할 수 있으며, 전력 스위치 제어기(504)로 온도 센서 신호(미도시)를 제공할 수 있다. 공급 전력(109)은 제한 접촉기(614)에 단상 AC 전력을 제공한다. 제한 접촉기(614)는 제한 접촉기 제어기(1604)로부터 제어 신호(미도시)를 수신한다. 제한 접촉기(614)는 고속 블로 반도체 가용성 링크 또는 SSR을 보호하기 위한 회로 단락기일 수 있는 가용성 링크(516)에 연결된다. 전력 스위치 제어기(504)에 의해 활성화될 때, SSR(1402)는 공급 전력(109)의 적어도 일부를 전력 로드(120)에 제공한다. 도 16 및 17에 도시된 바와 같이, 전력 제어 어셈블리(1600)의 각 구성요소는 호키 퍽 SSR(1402)에 구축된 "타워"와 같은 공통 집적 어셈블리에 통합된다. 전력 제어 어셈블리(1600)의 다양한 구성요소들은 상술한 바와 같이 각 구성요소에 기계적이고 전기적인 결합 모두를 제공하는 통합 유닛 결합 메커니즘을 사용하여 결합된다.
유사하게, 도 17은 2상 AC 전력원(108)에 의해 제공된 2상 AC 전력을 스위칭하기 위한 전력 제어 어셈블리(1700)를 도시한다. 전력 제어 어셈블리(1700)의 다른 구성요소들은 전력 제어 어셈블리(1600)에 관한 상술한 설명과 유사하므로 간략 화를 위하여 여기서 반복되지 않는다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 집적 전력 제어 시스템에서의 사용을 위한 제어 어셈블리는 하우징을 포함하는 베이스를 가지고 전력 스위치를 수신하기 위하여 하우징 내에 공동(cavity)을 정의한다. 제어 어셈블리는 전력 로드로 전력을 선텍적으로 제공하기 위하여 전력 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 발생시키도록 구성된 제어 모듈을 포함한다. 제어 하우징은 제어 모듈을 수용하도록 구성되고 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계되며, 제어 하우징을 베이스 하우징에 결합하는 경우 하우징 공간 내의 전력 스위치에 발생한 제어 신호들을 제공하기 위하여 베이스 하우징 상의 제어 결합기들에 전기적으로 결합되도록 구성된다.
도 18을 참조하면 제어 모듈은 분해되어 조립되지 않는 상태로 도시된다. 제어 모듈(1800)은 제어 하우징(1802)의 외부에 형성된 하나 이상의 가요성 체결 부재(1804)를 갖는 제어 하우징(1802)을 포함한다. 한 쌍의 가요성 체결 부재들(1804B)이 제어 하우징(1802)의 다른 대응측 상에 있다. 도시된 바와 같이, 제어 하우징(1802)은 베이스 하우징의 수용 또는 결합부 내에 안착하거나 결합하는 키잉(keying) 또는 다른 형태로 설계될 수 있는 하부(1806)를 정의한다.
제어 하우징(1802), 제어 하우징의 하부(1806) 및 가요성 체결 부재들(1804A 및 1804B)의 하나 이상의 세트들이 가요성 체결 부재(1804)와의 상호작용에 의해 전력 제어 어셈블리의 베이스 하우징에 수용되고 해제가능하게 결합되도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 두 쌍의 가요성 체결 부재들(1804)이 도시된다. 그러한 실시예에서, 제어 하우징(1802)은 예를 들면, 가요성 부재(1804A)에 결합되거나 가요 성 부재(1804B)에 결합되는 것과 같이 제어 하우징(1802)을 하나 이상의 방향으로 탑재될 수 있도록 하나 이상의 베이스 하우징에 적합하도록 설계될 수 있다. 다른 실시예에서, 단일 체결 부재(1804)가 베이스 하우징에 결합되도록 설계될 수 있다. 추가로, 하부(1806)는 키잉 구조물(1826)을 선택적으로 수용하도록 설계된 베이스 하우징에 결합하도록 구성된 하나 이상의 키잉 구성 또는 구조물(1826)을 포함할 수 있다.
제어 하우징(1802)은 상술한 바와 같이, 예를 들면 PID 스위치 제어 구성요소 또는 제어 구성요소와 같은 하나 이상의 전기 구성요소들을 포함하는 PCB 기판일 수 있는 하나 이상의 제어 모듈들(1810)을 포함하는 공동(1808)을 포함한다. 제어 모듈(1810)은 공동(1808) 내에 수평(1810A) 또는 수직으로(1810B) 보유될 수 있다. 커버(1814)는 제어 하우징(1802)에 해제가능하게 결합되도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 커버(1813)는 제어 모듈들(1810B)을 외부 와이어들, 센서들, 또는 통신 버스(505)(미도시)에 결합시키기 위한 하나 이상의 전기적 커넥터(1816)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 커버(1814)는 전기적 커넥터(1816)의 적어도 일부를 수용하고 그 전기적 커넥터가 공동(1808) 내에 위치한 PCB 기판들(1810B)의 PCB 기판 커넥터들 또는 핀들(1812)에 연결될 수 있도록 제공된 하나 이상의 커넥터 수용 공동(1818)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이 전기적 커넥터들(1816)은 PCB 기판 커넥터의 수(male) 핀들(1812)을 수용하도록 구성된 암 커넥터들일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 커넥터 수용 공동(1818)은 수 핀들 중 하나를 개별적으로 수신하기 위하여 관통하는 개별 홀들을 포함할 수 있다. 제어 하우징(1802) 및/또는 커버(1814)는 또한 일단 커넥터(1816)가 커넥터 수용 공동(1818)에 삽입되면 커넥터(1816)를 고정적으로 유지하도록 구성된 가요성 커넥터 보유기(1820)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 각 PCB(1810B)는 PCB 기판(1810B) 및 커넥터 핀들(1812)이 양면 PCB 기판을 생성하도록 기판에 개별적으로 탑재될 수 있는 집적 F-종결 세트의 핀들(1812)을 포함한다. 이것은 단일하게 오른쪽 또는 왼쪽 방향으로 구성된 많은 PCB 연결들과 다르다. 이러한 방식으로, 공동(1808) 내에 위치한 하나 이상의 제어 인쇄 회로 기판(PCB)은 커넥터 수용 공동(1818)을 통하여 보편적으로 결합될 수 있다. 추가로, 몇몇 실시예에서, 커넥터 수용 공동(1818)은 대응 구성된 암 커넥터(1816)를 선택적으로 수용하는 키잉을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로 커넥터 수용 공동(1818)은 커넥터 수용 공동(1818) 내의 암 커넥터에, 따라서 양면 PCB(1810B) 및 기판 상의 F-터미널 핀들(1812)에 기설정된 방향을 제공한다. 이러한 특징들의 조합은 내부의 전력 제어 유닛 및 제어 모듈들(1810B)에 증가된 동작 유연성 및 설계 유연성을 제공한다. 제어 하우징(1802) 및/또는 커버(1814)는 필요하다면 열 방출을 가능하게 하는 복수의 방출 구멍들(1822)을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 수평으로 탑재된 제어 모듈(1810A) 또는 유사한 장치는 개구(1823)를 통하여 또는 바닥(도 18에 도시되지 않았으나 화살표 1824에 보여지도록 위치된)과 같은 하부(1806)를 따라 위치한 전기 접촉(1824)으로 전기적 연결을 제공할 수 있다. 그러한 개구들(1823) 또는 전기 접촉들(1824)은 제어 유닛(1800)이 베이스에 결합될 때 베이스 하우징의 대응 부분에 전기적 접촉을 형성하도록 구 성된다. 추가로, 수평으로 탑재된 제어 모듈(1810A)은 제어 유닛(1800)이 위치하는 제어 어셈블리 또는 베이스의 동작과 관련된 특성을 감지하기 위하여 하부(1806)를 따라 위치하고 구성된 하나 이상의 센서들(미도시)을 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 전력 제어 시스템은 제어 유닛을 해제가능하게 수신하도록 구성된 하우징 및 호키 퍽 구성을 갖는 무접점 릴레이를 수신하기 위한 하우징 내의 공동을 갖는 베이스를 포함한다. 베이스는 입력 전력원과 결합한 입력 전력 터미널, 전력 수신 로드와 결합한 출력 전력 단말 및 입력 및 출력 전력 터미널 및 수용된 무접점 릴레이의 제어 단말에 고정되게 전기적으로 결합한 결합 고정 장치를 포함한다. 제어 유닛은 입력 전력 터미널에 수신된 전력의 적어도 일부를 출력 전력 터미널에 선택적으로 공급하기 위하여 무접점 릴레이를 제어하도록 구성된다. 제어 유닛은 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계된 하우징을 갖는다. 제어 유닛 및 베이스는 각각 제어 유닛의 기능들이 베이스에 결합됨에 따라 수용된 무접점 릴레이의 제어 단말이 제어 유닛을 전기적으로 결합시키도록 구성된다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 집전 전력 제어 시스템에 사용하기 위한 제어 어셈블리는 하우징을 포함하고, 전력 스위치를 수용하기 위하여 상기 하우징 내에 공동을 정의하는 베이스를 갖는다. 제어 어셈블리는 전력 로드에 전력을 선택적으로 제공하는 전력 스위치를 제어하기 위하여 제어 신호들을 발생시키도록 구성된 제어 모듈을 포함한다. 제어 하우징은 상기 제어 모듈을 수용하도록 구성되고 상기 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계되고, 상기 제어 하우징은 상기 제 어 하우징이 상기 베이스 하우징에 결합할 때, 상기 하우징 공동 내의 상기 전력 스위치로 상기 발생한 제어 신호를 제공하기 위한 상기 베이스 하우징 상의 제어 결합기들에 전기적으로 결합하도록 구성된다.
도 19를 참조하면, 도 18을 참조하여 설명된 바와 같이, 제어 하우징(1802)에 부착된 커버(1814), 상기 커넥터 수용 공동(미도시) 내에 위치하고 커넥터 보유기(1820)에 의해 보유된 복수의 커넥터들(1816A, 1816B 및 1816C)로 조립된 제어 유닛(1800)이 도시된다. 조립된 제어 유닛(1800)은 하우징(1902)을 갖는 베이스(1801)에 결합되도록 위치된다. 베이스 하우징(1902)은 제어 하우징(1802)의 하부(1806)를 수용하도록 설계된 제어 유닛 공동(1904)을 포함한다. 하나 이상의 베이스 고정 장치들(1908)이 제어 유닛(1800)을 베이스 하우징(1902)에 해제가능하게 결합하기 위하여 가요성 체결 부재들(1804A) 중 하나 이상에 결합하도록 위치되고 설계된다. 상술한 바와 같이, 베이스 하우징(1902) 및 제어 하우징(1802)은 제어 유닛을 베이스 하우징의 다양한 구성요소들에 기계적 전기적으로 결합하도록 설계된다. 그러한 결합 배치는 도 20a 및 20b를 참조하는 것에 의하여 좀 더 이해될 것이다.
도 20a에 도시된 바와 같이, 베이스 하우징(1902)은 SSR(1402)을 수용하기 위한 무접점 릴레이 또는 전력 스위치 공동(2002)을 포함한다. 이 실시예에서, 베이스 하우징(1902) 및 전력 스위치 공동(2002)은 SSR(1402)을 완전히 수용하도록 크기가 정해지고 설계되며, 실질적으로 SSR(1402)와 동일한 풋프린트를 갖는다. 상술한 바와 같이, SSR(1402)은 호키 퍽 구성을 갖는 것이 본 기술분야에서 널리 공 지되어 있다. SSR(1402)은 전력 및 제어 리드들로의 연결을 위한 나사 안착부(1404)를 포함한다. 또한, SSR(1402)은 열 전도성 베이스(2004) 및 방열판(1602)에 SSR(1402) 및 열 전도성 베이스(2004)고정되게 결합시키기 위한 하나 이상의 연결 고정 장치들(2006)을 포함한다. 베이스 하우징(1902)은 방열판(1602)에 부착되었을 때 SSR(1402)을 둘러싸고 포함하도록 구성된다. 베이스 하우징은 각각 전기 터미널로부터 열 전도성 베이스(2004)까지 다른 높이를 갖는 다양한 SSR들(1402)을 수용하는 반면, 방열판(1602)을 구비한 열 전도성 베이스(2004)에 의해 적절한 접촉 및 나사 안착부(1404)로의 필요한 전기적 연결성을 보장하도록 구성된다. 이것은 전력 스위치 공동(2002)에 의해 달성될 수 있으며, 베이스 하우징은 SSR(1402)의 가장 높은 높이의 SSR(1402)에 대하여 전기적 연결을 위한 표준 기준을 갖도록 크기가 결정되는 반면 가장 낮은 높이의 SSR(1402)이 방열판(1602)에 접촉되도록 확장될 수 있게 하는 SSR 공동 깊이를 또한 제공한다.
도 20b를 참조하면, 베이스 하우징(1602)의 평면도는 제어 공동(1904) 및 베이스 하우징(1902)에 의해 제공된 전기적 특성 및 관련 결합의 상세 사항을 도시한다. 한 쌍의 스위치 제어 터미널들(2008)이 전력 스위치 공동(2002)에 수용된 SSR 스위ㅊ(1402)의 제어 나사 안착부(1404)에 결합되도록 위치된다. 이 실시예에서, 한 쌍의 나사들(2009)이 나사 안착부(1404)에 결합된다. 한 쌍의 스위치 제어 터미널들(2008)은 나사 안착부(1404)에 전기적 기계적으로 결합하도록 구성될 뿐 아니라, SSR(1402)에 베이스 하우징(1902)을 고정되거나 결합하도록 구성될 수 있다. 도 20a에 도시된 바와 같이, 각 스위치 제어 터미널(2008)은 제어 유닛 전기 결합 기(2024)에 전기적으로 결합되도록 구성된 가요성 또는 스프링 전기 결합기(2024) 및 스위치 제어 터미널이 나사에 의해 나사 안착부(1404)에 고정될 때 베이스 하우징(1904)의 일부에 결합되도록 구성된 하나 이상의 하우징 결합 고정 장치(2026)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 전력 터미널들(2010A 및 2010B)이 한 쌍의 나사에 의해 SSR 스위치(1402)의 전력 터미널 나사 안착부(14040)에 결합되도록 구성되고 위치된다. 베이스 하우징(1902)은 외부 전력 터미널(2014)에 전력 터미널(2010A)을 결합시키기 위한 버스 바(2012)를 포함한다. 논의될 바와 같이, 버스 바(2012)는 전기적 연결을 제공하도록 구성될 뿐 아니라 SSR(1402)로 베이스 하우징(1902)을 고정되게 결합시키도록 제공된다. 제2 버스 바(2016)는 전력 터미널(2010B)을 제2 외부 전력 터미널(2018)에 결합시킨다. 제2 버스 바(2016)는 또한 베이스 하우징(1902)을 SSR(1402)에 고정되게 결합시키도록 구성될 수 있다. 제2 버스 바(2016)는 또한 전류 감지부(2020)를 포함할 수 있고 제어 하우징(1802)이 제어 공동(1904)에 위치될 때, 제어 유닛(1800)과 관련된 전류 센서에 의해 감지되는 전류를 제공하도록 구성되고 위치된다. 전력 터미널 커버(2022)는 위험한 전력 로드들의 존재시 추가 안정성을 제공하기 위하여 외부 전력 터미널들(2014 및 2018)을 덮도록 제공될 수 있다. 도 20a에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 외부 전력 터미널들(2014 및 2018)은 와이어 또는 전기적 도체에 고정되게 결합되는 결합 고정 장치를 포함할 수 있다. 추가로, 베이스 하우징(1902)은 또한 전력 터미널들(2014 및 2018)에 결합된 와이어 도체들 중 하나를 수용하기 위하여 외부 전력 터미널들(2014 및 2018)에 관하여 구성된 외부 연결 공동(2028)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 태양에서, 전력 제어 시스템들은 제어 유닛을 해제가능하게 수용하기 위한 하우징(housing)을 포함하고, 전력 스위치를 수용하기 위한 제1 공동, 제한 목적 접촉기를 수용하기 위한 제2 공동, 입력 전력 터미널, 수용전 전력 스위치의 출력 터미널로부터 스위치된 전력을 수신하도록 결합된 출력 전력 터미널을 정의하는 베이스를 포함한다. 상기 베이스는 또한 상기 수용된 전력 스위치의 입력 및 출력 제어 터미널로의 결합을 위한 제어 결합기들 및 복수의 전기 연결들을 포함한다. 제한 목적 접촉기가 상기 제2 공동 내에 위치하고, 상기 입력 전력 터미널, 상기 제1 공동 내에 수용된 상기 전력 스위치의 입력 터미널, 및 출력 전력 터미널에 직렬로 연결된 상기 전기 연결들의 일부에 의해 결합된다. 상기 제어 유닛은 상기 입력 전력 터미널에서 수신된 전력의 적어도 일부를 상기 출력 전력 터미널로 선택적으로 제공하기 위하여 상기 수용된 전력 스위치에 제어 신호들을 제공하고 상기 제한 목적 접촉기에 제어 신호들을 제공하도록 구성된다. 상기 제어 유닛은 상기 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계된 하우징을 갖는다. 상기 제어 유닛 및 베이스 각각은 상기 제어 유닛의 기능이 상기 베이스에 결합됨에 따라 상기 제어 유닛을 상기 수용된 전력 스위치의 제어 터미널들에 전기적으로 결합시키도록 구성된다. 상기 제어 유닛은 임계 제한 기능을 갖는 제한 구성요소를 포함하고, 상기 제한 목적 접촉기 제어 신호들은 상기 임계 제한 기능의 기능이다.
도 21 및 22를 참조하면, 도 19 및 20의 전력 제어 어셈블리와 유사한 전력 제어 어셈블리(2100)가 도시된다. 그러나, 전력 제어 어셈블리(2100)는 추가된 전 력 스위칭 기능으로 베이스 하우징 내의 접촉기를 포함한다. 베이스 하우징(2102)은 일반적으로 앞에서 키잉, 커플링, 및 상호동작성을 포함하도록 설명된 바와 같이 제어 공동(2103) 내의 동일한 전력 제어 유닛(1800)에 해제가능하게 결합되도록 구성된다. 그러나, 이 배치에서, 전력 제어 유닛(1800) 및 베이스 하우징(2102)은 전력 제어 유닛(1800)을 베이스 하우징 내의 전력 스위치 공동 및 수용된 SSR(1402)에 대하여 90도 방향을 향하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 제어 하우징(1802)과 베이스 하우징(2102) 사이의 결합은 대응하는 가요성 부재들(1804B)의 서로 다른 세트를 이용한다(도 19에 가용성 부재들(1804)에 비교되는 바와 같이). 추가로, 전력 제어 어셈블리(2100)에서, 집적 방열판(2104) 및 베이스 하우징(2102)은 실질적으로 동일한 풋프린트를 갖도록 구성된다. 추가로, 베이스 하우징 및 방열판(2104)의 폭은 베이스 하우징(2102)의 전력 스위치 공동 내에 수용된 SSR(1402)과 실질적으로 동일한 폭으로 크기가 결정될 수 있다. 추가로, 탑재면(미도시)에 전력 제어 어셈블리(2100)를 나사로 조이는 것과 같이 탑재 판(2106)은 방열판(2104)의 안쪽에 부착될 수 있다. 몇몇 구성에서, 탑재 판(2106)은 DIN 레일에 결합되도록 설계될 수 있다.
도 22는 전력 제어 어셈블리(2100)의 분해 사시도를 제공한다. 접지 커넥터(2202)가 방열판(2104)에 접지를 결합시키기 위하여 제공될 수 있다. 방열판(2104)은 SSR(1404) 전력 스위치에 고정되게 결합되고 SSR(1404)의 열 표면(2004)에 열적으로 결합되도록 제공된다. 이 도면에서, SSR(1404)은 방열판(2104)의 폭을 가로지르도록 방향지어진다. 그와 같이, 베이스 하우징(2102)은 베이스 하우징(2102)의 아래쪽에 전력 스위치 공동(2204)(도 22에 도시되지 않았으나, 전력 스위치 공동은 화살표 2204에 의해 표시된다)을 포함하고 앞서 논의된 바와 같이 SSR(1402)의 제어 및 전력 나사 안착부(1404)가 베이스 하우징(1902) 안착부와 90도 방향이 되도록 베이스 하우징의 폭을 가로지른다. 베이스 하우징(2102)은 SSR(1404) 및 베이스 하우징(2102)에 결합되고 제어 유닛(1800)의 전기 연결(1824)에 전기적으로 결합하기 위한 스프링 또는 가요성 커넥터(2024)를 포함하는 유사한 전력 제어 터미널(2008)을 포함한다.
그러나, 전력 제어 터미널들은 제2 전력 스위치 공동(2210)이 접촉기(2212)와 같은 제2 전력 스위치를 수용하도록 구성되기 때문에 전력 제어 어셈블리(2100)에서 서로 다르다. 제2 전력 스위치 공동(2210)은 접촉기(2212)를 수용하기 위하여 윗면 또는 바닥에서 개방되어 있을 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 전력 스위치 공동(2210)은 윗면이 개방되어 있고 접촉기(2212)의 체결부(2216)에 결합되고 체결되도록 구성된 복수의 가요성 래치 부재들(2214)을 포함한다. 베이스 하우징(2102)은 접촉기(2212)의 전력 입력 터미널들(2220)에 결합하기 위하여 전력 공급기로부터의 배선 연결을 수용하도록 구성되고 배열된 전력 수신부(2218)를 포함한다. 전력 제어 어셈블리(2100)는 출력 터미널(2014)로 전기 연결의 적어도 하나의 다리를 직접 연결시키기 위하여 접촉기(2212)의 출력부 상에 구성된 적어도 하나의 버스 바(2222)를 포함한다. 제2 버스 바(2224)는 SSR(1402)의 입력 전력 터미널로 접촉기를 결합시키기 위하여 접촉기(2212)의 다른 출력 다리에 결합된다. 보조 탭들(2226)이 또한 접촉기(2212)에 의해 스위치되는 전력의 일부를 분기(tapping)하 는 것을 가능하게 하고, 다른 외부 전력 로드 또는 스위치에 분기된 전력을 제공하기 위하여 접촉기(2212)의 출력 상에 제공될 수 있다. 보조 탭들(2226)은 개별 구성요소이거나 도시된 바와 같이 버스 바들(2222 및 2224)에 집적될 수 있다.
접촉기 제어 리드(2228)가 접촉기(2212)를 동작시키기 위하여 제어 터미널(2232)에 결합하는 접촉기 결합 고정 장치(2230)를 포함하도록 제공된다. 가요성 제어 유닛 결합기(2234)가 또한 베이스 하우징(2102)의 제어 공동(2103) 내에 제어 하우징(1802)을 삽입할 때 제어 유닛(1800)의 관련 제어 리드들로 압축적으로 결합하기 위하여 베이스 하우징(2102) 내에 구성되고 위치될 수 있다. 전력 터미널 커버(2022)가 전력 터미널들(2014 및 2018)을 커버하기 위하여 사용될 수 있다. 추가로, 접촉기 커버(2234)가 수용된 접촉기(2212)를 포함하는 제2 스위치 공동(2210)을 덮기 위하여 구성될 수 있다. 추가로, 접촉기 커버(2234)는 입력 전력 터미널들(2220)에 대한 보호를 제공하기 위하여 집적 입력 전력 터미널 커버(2236)를 포함할 수 있다. 게다가, 접촉기 커버(2234)는 접촉기 커버(2234)를 제거하지 않고, 보조 탭들(2226)로의 접근을 허용하도록 구성된 보조 탭 포트(2238)를 포함할 수 있다.
그와 같이, 전력 제어 어셈블리(2100)는 직렬로 연결될 수 있는 SSR(1402)과 접촉기(2212) 모두 위에 완전히 집적된 전력 제어를 제공하도록 구성될 수 있다. 추가로, 전력 제어 유닛(1800)은 전력 터미널들(2008)을 통하여 SSR(1402)을 제어하기 위한 제어 모듈 및 접촉기 제어 결합기(2234)를 통하여 접촉기(2212)를 제어하기 위한 제한 또는 접촉기 제어 모듈(1810)을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 전력 제어 어셈블리(2100)는 SSR(1402) 및 접촉기(2212)를 동작시키는 반면, 필요한 열 방출을 제공하기 위한 최적의 풋프린트를 갖는 플랫폼 내에 완전히 집적된다. 그러나, 전력 제어 어셈블리(2100) 내에서 일단 SSR(1404)이 방열판(2104) 및 베이스 하우징(2102)에 결합되면 수동적인 배선 연결이 요구되지 않는다.
상술한 것과 유사하게, 베이스 하우징(2102) 및 전력 스위치 공동(2204)은 SSR(1404)의 복수의 높이들을 수용하도록 구성된다. 그러나, 이 장치에서, 베이스 하우징(2102)은 또한 베이스 하우징(2102)의 접촉단, 예를 들어 SSR(1404)로부터 멀리 있는 단에서 결합기(2242)에 의한 2차 결합 및 방열판(2104)으로의 결합 동안 베이스 하우징(2102)의 축을 결정할 수 있도록 하는 베이스 하우징 축 결정부(2240)를 포함한다.
도 22에 도시된 바와 같이 일 실시예에서, 전류 센서(1824)는 출력 전력 터미널들(2014 및/또는 2018)에 SSR(1402)에 의해 제공된 전류를 감지할 수 있다. 전력 로드(120)와 관련된 감지된 제한 특성을 수신하는 제한 제어 모듈은 또한 감지된 저류의 함수로 접촉기(2212)를 제어할 수 있다. 이것은 SSR(1402)이 전형적으로 폐쇠되거나 도전 상태에서 고장나기 때문에 전력 제어 어셈블리(2100)에 추가 안정 특성을 제공할 수 있다. SSR(1402)에 제어 신호들을 제공하는 스위치 제어 모듈은 제어 상태가 개방 모드인지를 결정할 수 있으며, 전류가 SSR(1402)에 의해 계속 제공되고 있는지를 결정할 수 있다. 그와 같이, 스위치 제어 모듈은 SSR(1402)이고장나서 경고 또는 에러 신호 또는 메시지를 제공하는지를 결정할 수 있다. 제한 또는 접촉기 제어 모듈은 SSR 고장 신호 또는 메시지를 수신하고, SSR(1402)로 제공되거 나 전력 로드(120)로 제공되는 입력 전류를 중단시키기 위하여 접촉기를 개방한다. 이러한 상호동작성은 집적 전력 제어 어셈블리(2100)에 의해 획득된 특징 및 기능들에 의해 가능한 하나의 특징 및 기능일 뿐이다.
도 18 내지 22를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에서, 본 발명은 호키 퍽 구성을 가진 무접점 릴레이(1402)를 하우징(1902 또는 2102)을 구비한 베이스에 의해 형성된 공동(1904 또는 2103)에 삽입하는 단계, 입력 전력 터미널을 무접점 릴레이(1402)의 입력 터미널에 결합시키는 단계, 및 출력 전력 터미널을 무접점 릴레이(1402)의 출력 터미널에 결합시키는 단계를 포함하는 전력 제어 어셈블리 조립 방법을 포함한다. 상기 방법은 또한 제1 제어 부착 고정 장치(2008A)를 무접점 릴레이(1402)의 제1 제어 터미널(1404)에 결합시키는 단계, 제2 제어 부착 고정 장치(2008B)를 무접점 릴레이(1402)의 제1 제어 터미널(1404)에 결합시키는 단계, 및제어 하우징(1802)을 구비한 제어 유닛(1800)을 베이스 하우징(1902 또는 2102)에 삽입하는 단계를 포함한다. 제어 하우징(1802) 및 베이스 하우징(1902 또는 2102)은 삽입된 제어 유닛(1800)을 베이스에 해제가능하게 결합시키도록 구성될 수 있으며, 제어 유닛(1900)을 삽입하는 것은 제어 유닛(1800)을 제1 제어 부착 고정장치(1008A) 및 제2 제어 부착 고정장치(2008B)에 압축적으로 결합시키는 단계 및 제어 유닛(1800)과 무접점 릴레이(1402)의 각 제어 터미널들(1404) 사이에 전기적 연결을 완성시키는 단계를 포함한다.
전력 제어 어셈블리(1900 및 2100)와 같이 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전력 제어 어셈블리의 유사한 조립 공정 및 단계가 그러한 어셈블리의 기술분야에 서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 바와 같이 도 18 내지 22에 의해 상술되었다.
몇몇 실시예에서, 전력 제어 어셈블리의 구성요소들 및 모듈들은 적어도 부분적으로, 상술한 시스템 통합 및 구송요소 프로세싱 기능들에 의한 다양한 특징들을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 전력 제어 어셈블리는 다수의 센서 입력들을 신호 아날로그/디지털(A/D) 채널에 결합시키기 위한 다수의 채널 스위치를 포함하는 센서 멀티플렉서를 포함한다. 일 실시예에서, 제1 멀티플렉서가 제2 멀티플렉서에 병렬로 결합된다. 이러한 멀티플렉서들은 독립 채널 선택 회로들로부터 제어 신호를 수신한다. 이러한 멀티플렉서들의 입력은 제한 구성요소의 제한 동작들을 결정하는데 사용된다. 두 개의 멀티플렉서가 연결되고 이 실시예에서 제어되는 경우, 제한 구성요소는 채널 선택 회로들이 바르게 수행중인지를 결정한다. 만약 채널 선택 회로들이 바르게 수행중이라면, A/D 채널로의 결과 입력은 OPEN 센서 상태를 생성할 것이다. 이러한 시그널링(signaling)으로부터 제한 제어 구성요소는 제한 기능을 적용할 수 있다.
논의된 바와 같이, 전력 제어 어셈블리 내의 구성요소들 또는 모둘 사이의 집적된 기계적 전기적 연결은 부분적으로 연결 또는 연결 지점들의 수의 감소 때문에 감소된 사용자 간섭에 의하여 그리고 남은 연결들의 신뢰성을 향상시키는 것에 의하여 향상된 연결성을 제공한다. 이러한 상호 구성요소 연결성은 몇몇 실시예에서와 같이 내부 시스템 진단, 구성 관리, 시스템 및 구성요소 관리, 향상된 기능, 기계적 배열, 맞춤 디자인을 가능하게 하는 향상된 통신을 제공한다. 추가로, 구성 요소의 포함 또는 구성요소 내의 모듈 프로세싱 시스템은 유닛 또는 시스템 내의 각 구성요소에 좀 더 높은 레벨의 기능을 제공한다. 이것은 무엇보다 데이터 모델링, 시스템 모델링 시스템 구성 관리를 포함한다.
다른 실시예에서, 센서들과 같은 외부 장치로의 연결을 외한 연결 또는 터미널들은 집단(gang) 연결을 이용할 수 있다. 갱 연결은 최소 공간 내에 최소 사용자 간섭으로 복수의 장치들의 집단화를 제공한다. 그러한 장치로, 센서와 같은 장치들을 공통 터미널들 또는 연결지점들로 집단화하는 것은 연결 지점들 및 고장 가능 지점들의 전체 수를 감소시킨다.
다른 실시예에서, 맞춤 또는 전용 SSR 구성 도는 연결 방법이 전력 제어 어셈블리의 하나 이상의 실시예 내에서 이용되고 구성될 수 있다. SSR 전력 제어 어셈블리의 실시예들에서, 하나 이상의 구성요소들은 전기적 접지를 제공할 수 있거나, 접지가 제공되지 않을 수 있다. 설명된 SSR 실시예에서, 전력 제어 어셈블리는 연속적인 압력 하에서 다중 구성요소 연결을 제공하고, 따라서 은 그들 사이의 연결에 대한 모듈당 또는 구성요소당 사용자 간섭 및 입력은 요구되지 않을 수 있다.
다른 실시예에서, 전력 스위치 및 제한 접촉기의 조합이 제한 스위치 및 전력 스위치가 전력 로드에 병렬 회로로 결합되도록 배열될 수 있다. 그러한 실시예에서, 전력 스위치는 전력 로드로의 전력 공급기의 연결 또는 단락 동안 주로 로드 스위치로 기능할 수 있다.이 실시예는 아크가 발생하지 않는 특성을 갖는다. 이 실시예는 아크가 발생하는 않는 장점 외에, 감소된 배선 및 배선 실수의 동일한 장점들을 포함한다.
전력 제어 어셈블리의 구성요소들 및 모듈들은 장치 전력 공급을 요구하는 회로 또는 프로세싱 시스템과 같은 하나 이상의 장치들을 포함한다. 그러한 경우에, 내부 시스템 동작을 위한 장치 전력 공급은 전력 공급기로부터 수신된 공급전력으로부터 기생적으로 획득될 수 있거나,전용 전력 공급 입력으로부터 수신될 수 있거나, WatBusTM과 같은 통신 링크로부터 전력이 공급될 수 있다. 많은 실시예들에서, 이러한 장치 전력 요구들은 종종 매우 낮거나 매우 낮은 전류를 필요로 한다. 다른 실시예에서, 고전류 접촉기를 구동하기 위하여 전력 스위치 릴레이를 동작시키거나 활성화시키는 동일한 낮은 전류가 장치 전력 공급을 위해 사용될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 하나 이상의 이러한 내부 및 외부 연결들은 전력 제어 어셈블리 또는 시스템, 원격 감시 시스템 또는 어셈블리의 운영자에게 기설정된 표준 또는 토크와 같은 특성에 따라 연결 보존과 관련된 피드백을 제공하기 위한 센서, 감시 또는 피드백 메커니즘을 포함할 수 있다. 하나 이상의 연결 특성들이 식별될 수 있고, 알람 지시와 같은 하나 이상의 동작들이 연결 특성에 응답하여 시작될 수 있다. 다른 실시예에서, 시스템 및 구성요소 진단 동작 또는 프로세서들은 고장 수리, 오류 격리, 구성 관리, 및 유지를 위한 상호 전력 제어 어셈블리 연결 진단을 제공하기 위하여 하나 이상의 특성을 이용한다.
하나 이상의 구성요소들은 전력 제어 어셈블리 및 시스템 내의 다른 구성요소들과 통신하기 위한 동작 또는 통신 인터페이스들을 갖는다. 각 구성요소는 서로 다른 특성, 기능 및 모듈들의 조합을 갖는 복수의 버전들 또는 모델들을 가질 수 있다. 그러나, 전력 제어 어셈블리 내에서 각 구성요소의 각 모델 또는 버전은 임의의 다른 구성요소의 임의 및 모든 모델 및 버전과 연결되거나 동작가능하게 결합될 것이다. 그와 같이, 각 구성요소의 각 버전 또는 모델이 전력 제어 어셈블리 내에서 이용될 수 있으며, 전력 제어 어셈블리용 사용자 어플리케이션의 요구를 어드레스하기 위하여 유용한 방식으로 조합될 수 있다. 추가로, 전력 제어 어셈블리 내의 구성요소들 모두 또는 일부는 내부 구성요소 연결 및 구성요소 자기 식별과 앞뒤로 호환가능할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 여기에 설명된 바와 같이 전력 제어 어셈블리는 사용자가 전력 제어 어셈블리 내의 개별 구성요소들 및 모듈들을 용이하게 식별할 수 있게 한다.
다른 실시예에서, 집적 조합된 전력 제어 어셈블리는 집전 열 전달 관리를 포함한다. 전력 제어 어셈블리의 각 구성요소는 다른 구성요소들과 결합될 때 열을 하나 이상의 방열판들로 전달하는 열 전달 어셈블리를 포함한다. 일 실시예에서, 유닛은 유닛 방열판으로서 전력 스위치 구성요소를 이용할 수 있는데, 이는 전력 스위치 구성요소가 전력 스위치 구성요소의 탑재와 관련하여 집적 방열판 또는 구성을 포함할 수 있기 때문이다. 다른 실시예에서, 유닛의 하나 이상의 구성요소들은 유닛 또는 구성요소 방열판으로 동작할 수 있는 열 방향성 물질을 포함하거나, 열 방향성 물질로 이루어질 수 있다. 그러한 물질은 일 방향으로 열 전달을 차단하고 다른 방향으로 열이 전달되도록 하는 것에 의하여 다이오드의 전기적 동작과 유사하게 열적으로 동작한다. 일 실시예에서, 열 방향성 물질은 깔대기처럼 동작할 수 있고, 유닛 내의 구성요소로부터의 열을 우수한 열 전달 특성을 구비한 더 큰 표면을 가진 구성요소로 전달할 수 있으며, 그에 의하여 열 전달을 향상시키고 유닛 전체 내에 구축된 열을 최소화할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 전력 제어 어셈블리 내의 상호 구성요소 및/또는 상호 모듈 연결은 집적 전자기력(EMF) 전자기 간섭(EMI), 및 전체적으로 각 구성요소 및 전력 제어 어셈블리의 열 차폐를 포함할 수 있다. 하나의 그러한 실시예에서, 전력 제어 어셈블리 하우징 또는 커버가 결합 및 집적시 하우징이 하나 이상의 차폐 기능들을 제공하도록 각 구성요소에 집적될 수 있다. 추가로, 하우징은 또한 배선, 연결, 또는 중요한 구성요소들과의 운영자 간섭 및 접촉을 방지할 수 있다. 일 실시예에서, 유닛 또는 구성요소에 상호연결 와이어를 결합시키기 위한 하우징 또는 수단들은 전력 제어 어셈블리 또는 그것의 구성요소의 커넥터로부터 분리될 와이어 리드의 물리적 움직임을 방지할 수 있다.
예를 들면, 집적 전력 제어 어셈블리의 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 하우징은 다양한 구성요소의 기계적이고 전기적인 연결을 제공한다. 그러한 하우징들은 전력 스위치(SSR 또는 접촉기로 도시됨)의 기하학적 모형들, 제어, 및 제한 구성요소 사이의 관계를 제공하는 예를 들면 플라스틱과 같이 성형되고 틀로 형성된 물질로 이루어질 수 있으며, 대류 공기 흐름에 적절한 공기관(air duct) 모양을 포함한다. 이러한 결합된 하우징들은 조립될 때, 전력 스위치 구성요소의 상면 위를 수직으로 연결하는 공기관을 제공할 수 있다. 이러한 공기 흐름은 전력 스위치 열 발생 지점 아래 수직으로 위치한 유입구로부터 시작된다. 이 공기 흐름은 또한 플라스틱 부품 외형 내에 형성된 공기 흐름 리브(rib) 모양을 통하여 전력 제어 어셈블리를 수직으로 관통하여 흡수된다. 리브 및 대응 유입구 및 유출구 의 방향은 전력 스위치 열 생성 여역 바로(수직으로) 위의 관 영역에서 더큰 부피를 차지하기 때문에 공기 흐름 속도의 증가를 가져온다. 자연 대류는 구성요소의 기하학적 모형에 의해 촉진되고 공기가 전력 스위치의 제한된 영역으로부터 배출 지점으로 계속적으로 증가하는 개구 영역(리브 영역)인 위로 지나가기 때문에 공기 속도의 증가를 가져온다. 플라스틱 실시예들 및 인접하는 전력 스위치 모듈은 이러한 열 관리 메커니즘을 가능하게 하는데 필요한 관 모양을 제공한다. 이 특정 실시예는 종래 어셈블리와 비교하여 향상된 전력 제어 냉각을 가능하게 한다.
이 실시예에서, 전력 스위치 구성요소는 집적 전체 선 전압 및/또는 로드 전류 감지 모듈 및 기능을 갖는 접촉기 모듈일 수 있다. 다른 실시예에서, 전력 스위치 구성요소는 집적 제한 스위치 모듈을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 전력 스위치 또는 접촉기 구성요소는 전력 공급기로부터의 전력을 전력 로드에 선택적으로 제공한다. 제한 모듈을 구비한 접촉기 구성요소는 또한 기정의된 임계 제한의 함수로 제한 스위칭 기능을 제공할 것이다. 그러한 제한 모듈은 온도 감지 기능을 포함할 수 있거나, 전압 또는 전류 센서일 수 있다. 일 예로서, 제한 모듈은 산업계에서 공지된 바와 같이 전류 변환기, 홀 효과 센서 또는 GMS 장치-비회로 단락기 스타일를 포함하는 전류 감시기를 이용할 수 있다.
몇몇 실시예들은 사용자 어플리케이션 또는 동작과 관련된 외부 동작을 감지하는 외부 센서와 통신하기 위한 하나 이상의 센서 인터페이스를 포함한다. 다른 실시예에서, 센서는 전력 제어 어셈블리에 적어도 부분적으로 집적될 수 있다. 몇몇 경우에, 센서가 전력 제어 어셈블리와 인터페이스하는 센서 형태를 제공하거나, 전력 제어 어셈블리가 이를 결정할 수 있다. 그러한 경우에, 전력 제어 어셈블리는 하나 이상의 동작 파라미터들, 프로파일 또는 구성을 센서 형태의 함수로서 조정하거나 재구성할 수 있다. 일 예로서, 전력 제어 어셈블리는 온도 측정 기능 또는 온도 측정 입력과 관련된 전력 제어 기능의 성능을 최적화하기 위하여 센서의 형태를 결정하고 하나 이상의 온도 스케일 또는 범위에 대한 기능 또는 인터페이스를 최적화한다.
전력 제어 어셈블리의 각 구성요소는 상호연결 구성요소들에 모든 상호관련 구성요소와 관계된 구성요소 식별 데이터가 제공되도록 자기 식별용 구성요소 데이터를 구비한 상호연결 구성요소를 제공한다. 그러한 구성요소 데이터는 통신 연결, 접근 스위치 또는 인식 장치, 또는 사용자 입력 인터페이스를 포함하는 다른 인터페이스를 통하여 통신될 수 있다.
구성요소 데이터는 구성요소의 타입, 모델 번호, 제조자, 소프트웨어 버전, 기능들, 일련번호, 프로파일, 구성 데이터, 구성요소 모듈 데이터, 고객 어플리케이션 데이터를 포함할 수 있다. 추가로, 전력 제어 어셈블리의 하나 이상의 구성요소들은 구성요소 데이터 및 자신 및 제3 구성요소에 대한 상호연결 구성요소와 관련된 데이터를 제공할 수 있으며, 그에 의하여 전력 제어 어셈블리의 구성요소들을 통하여 구성요소 데이터의 보급을 제공할 수 있다. 그와 같이, 각 구성요소는 전력 제어 어셈블리 내의 모든 다른 구성요소를 검출하고 식별한다. 그러한 정보는 각 구성요소의 메모리에 저장될 수 있으며, 전력 제어 어셈블리의 프로파일 또는 구성을 업데이트하는데 사용될 수 있다. 추가로, 이전 또는 기결정된 구성요소 데이터, 구성 데이터, 또는 시스템 프로파일들은 또한 비교, 참조, 선택을 위하여 또는 디폴트로 저장될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 전력 제어 어셈블리 및/또는 시스템은 자기 식별 능력 및 집적된 기능을 포함한다. 도 23 및 24에 도시된 바와 같이, CPU(2302)를 갖는 전력 제어 어셈블리(2300)가 전력 제어 어셈블리(2300)를 구성하는 복수의 구성요소들과 관련된 연결 게이트들(2306A-C)을 갖는 입력 출력 모듈들(2304A-C)에 동작가능하게 연결된다. 전력 제어 어셈블리를 켜기 전에, 구성요소의 각 연결 게이트들(2306)이 개방된다. 전원이 들어오면, 전력 제어 어셈블리(2302)는 통신 버스(507)를 통하여 각 I/O 모듈들(2304)에 메시지를 방송한다. 하나의 그러한 메시지는 "다음 모드" 메시지이다. 먼저 물리적으로 연결된 I/O 모듈(2304A)이 메시지를 수신하고 그 메시지로부터 노드 어드레스를 추출한다. 이에 응답하여, I/O 모듈(2304A)은 그것의 관련 게이트(2306A)를 닫고, 그에 의하여 제2 모듈(2304B)이 통신 버스(507) 및 제어(2302)에 시킨다. I/O 모듈(2304A)은 다음 모드 메시지에 응답하여 제어(2303)로 "식별된 메시지"를 전송한다. I/O 모듈(2304A)은 다음으로 미래 방송으로부터 스스로를 닫을 수 있다. 각 동작들은 모든 게이트들(2306)이 닫히고 제어기(2302)에 의해 어떤 응답도 수신되지 않을 때까지 반복되며, 그에 의하여 어떠한 추가 구성요소들(2304)도 통신 버스(507)에 연결되지 않는다.
전력 제어 어셈블리 또는 전력 제어 어셈블리 내의 각 구성요소에 대한 구성 요소 데이터를 갖는 구성요소들은 데이터에 접근하여 그에 대한 응답으로 동작 또는 진단 동작을 결정할 수 있다. 이것은 피드백을 제공하는 것, 명령을 초기화하는 것, 진단을 초기화하는 것, 유지를 초기화하는 것, 실제와 가장 일치하는 알람 또는 메시지, 최적 프로파일, 또는 바람직한 구성 또는 설정을 초기화하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 집적 전력 제어 어셈블리는 전력 제어 어셈블리 초기화 동안 입력/출력 구성 리스트를 발생시킬 수 있다. 입력/출력 헤더가 발생할 수 있으며 I/O 데이터는 테이블 1에서 제1 구성요소에 대하여 테이블 2에서 제2 구성요소에 대하여 획득된다. 도 25는 그러한 입력/출력 데이터 테이블(2500)의 몇몇 실시예들을 도시한다. 도시된 바와 같이, 구성요소 데이터 테이블(2502)은 통신 버스 상에 각 구성요소의 데이터 어드레스를 포함한다. 추가 데이터 아이템들은 예를 들어 입력 및 출력, 입력 속성, 출력 속성을 가진 관련 장치의 수의 식별을 포함한다. 각 출력(2504A-N) 및 각 입력(2506A-N)에 있어서, 속성은 각 입력에 대한 타입, 지지된 타입들의 리스트, 데이터 및 데이터 유닛들을 포함할 수 있다. 이것은 초기값 또는 디폴트 값에 관련되거나 특정 사용자 어플리케이션과 관련될 수 있다.
이러한 방식으로, 상호연결된 구성요소 데이터 수신시, 구성요소는 효과적이고 효율적인 동작을 보장하기 위하여 구성요소의 동작 및 전력 제어 어셈블리의 동작을 분석할 수 있으며, 인터페이스들이 전력 제어 어셈블리를 구성하는 구성요소들의 조합에 의해 제공된다. 추가로, 구성요소는 상호연결 구성요소들 또는 전체로 서 전력 제어 어셈블리의 능력에 따른 특성 및 기능들을 활성화시키거나 비활성화시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 전력 제어 어셈블리는 각 그리고 모든 구성요소의 능력에 근거하여 전력 제어 어셈블리의 기능을 최대화하기 위하여 재구성될 수 있다. 하나 이상의 구성요소들은 파라미터, 동작 또는 인터페이스를 수신된 상호연결 구성요소 데이터의 함수로서 조절할 수 있다.
추가로, 통신 버스(507) 및 인터페이스를 이용하여, 두 개의 상호 연결 구성요소들은 최적화되거나 기설정된 상호연결을 확립하는데 서로 교섭할 수 있다. 그러한 교섭은 알고리즘, 테이블 또는 결정 흐름 또는 결정도의 기능일 수 있다.
모든 구성요소 데이터가 전력 제어 어셈블리 내의 각 그리고 모든 구성요소에 대하여 사용가능할 수 있기 때문에, 각 구성요소 및 전력 제어 어셈블리 또는 전력 제어 시스템은 전체로서 사용가능한 구성요소 데이터의 함수로 자기 구성될 수 있다. 그러한 자기 구성은 추가 또는 대체 구성요소의 설치시, 에러, 리부팅과 같은 이벤트의 발생시 또는 사용자 또는 원격 시스템으로부터 재구성 입력의 수신 함수로서 초기 시스템 설정시 초기화될 수 있다. 예를 들면, 제2 구성요소는 추가 기능을 갖는 다음 버전의 제2 구성요소로 대체될 수 있다. 그와 같이, 대체 제2 구성요소의 삽입시, 전력 제어 어셈블리 내의 다른 구성요소들은 대체 제2 구성요소가 새로운 기능을 갖음을 인식할 수 있으며, 결과적으로 자신의 구성요소 내의 잠재 능력을 활성화시킨다.
추가로, 전력 제어 어셈블리 내의 각 구성요소는 상호연결 구성요소의 인식을 가질 수 있기 때문에, 구성요소는 이러한 상호연결 구성요소와 관련된 동작 데 이터를 포함할 수 있으며, 그것은 실제로 지시 또는 메시지를 수신하지 않고 전체적으로 전력 제어 어셈블리 내에서 또는 상호연결 구성요소 내에서 일어나는 상태 또는 동작을 결정하거나, 추정하거나, 추론할 수 있게 한다. 구성요소 데이터를 이용하는 것에 의하여, 하나 이상의 구성요소들은 고레벨 진단, 분석, 파라미터들 및 특성들을 생성할 수 있고, 그에 의하여 시스템 레벨 진단 및 동작의 향상된 고레벨 제어를 제공할 수 있다.
자기 인식의 일 실시예에서, 전력 제어 어셈블리 또는 시스템 내의 다른 구성요소에 대한 하나의 구성요소의 물리적 접근은 특징 및 기능을 스스로 활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 물리적 접근 스위치는 자기 스위치일 수 있다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소와 관련된 자성을 인식하도록 위치한 자기적으로 동작하는 스위치를 포함할 수 있으며, 따라서 제1 및 제2 구성요소가 전력 제어 어셈블리 내에서 조합될 때, 제1 구성요소 내의 회로가 완성되고, 따라서 제2 구성요소가 결합된 제1 구성요소 내에 접근 지시를 제공할 수 있다. 그러한 접근 지시가 존재하면, 제1 모듈 내의 하나 이상의 특성들이 활성화되거나 비활성화될 수 있다.
그러한 실시예의 일 예로서, 전력 제어 어셈블리 내의 제한 제어기는 제어될 특정 히터 타입에 응답하여 제한을 설정할 수 있다. 따라서, 전력 제어 어셈블리 내의 제어기는 높은 세트포인트(setpoint) 제한을 설정한다. 일 실시예의 다른 예로, PID 제어기가 제한 행동을 생성하거나 가져오는 오버슈트(overshoot)를 최소화하거나 제거하도록 세트포인트와 제한 설정 사이의 변화를 조정한다.
또 다른 실시예에서, 전력 제어 어셈블리, 시스템 또는 구성요소가 스스로 구성할 수 없거나 에러를 가질 때, 구성요소는 재구성을 위하여 저장된 구성요소 데이터를 가진 하나 이상의 구성요소들에 저장된 데이터를 이용할 수 있다. 그러한 경우, 하나 이상의 구성요소들은 현재 구성, 정보 또는 프로파일을 디폴트 또는 이전 프로파일 또는 구성으로 대체하는 것에 의하여 그 구성요소의 복구를 제공하기 위하여 하나 이상의 디폴트 또는 이전 구성, 정보 또는 프로파일들에 접근할 수 있다.
다른 실시예에서, 전력 제어 어셈블리는 히터의 타입 또는 히터의 동작을 식별할 수 있고, 베이크 아웃(bake out)과 같이 다른 동작을 초기화하는 것, 부드러운 시작, 또는 더 느린 램프 비(ramp rate)를 추천하는 것과 같이 운영자 또는 다른 구성요소들, 시스템 또는 전력 제어 어셈블리의 바람직한 또는 적절한 설명 또는 동작 특성을 추천하거나 결정할 수 있다. 다른 예에서, 온도 범위 또는 전력 레벨은 향상된 제어를 제공하기 위하여 센서 타입의 함수로 결정될 수 있다.
다른 실시예에서, 전력 제어 어셈블리는 센서 타입 또는 동작 또는 특정 온도 스케일 또는 센서 또는 센서 타입의 범위에 대한 성능을 최적화하기 위하여 자동으로 재구성될 수 있다. 하나의 그러한 실시에에서, 전력 제어 어셈블리는 그것과 관련된 복수의 센서들을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 센서들은 타입 K 센서 및 타입 E 센서와 같이 다른 센서 타입을 포함할 수 있다. 타입 K 센서 및 타입 E 센서는 병렬로 배열될 수 있다. 전력 제어 어셈블리 또는 그것의 구성요소의 하나 이상의 동작들을 제어하기 위하여, 시스템은 전체 동작 범위 상에서 타입 K 센서로부터의 신호들을 이용할 수 있으나, 향상된 온도 식별 및 해상도를 제공하기 위하여 제어된 범위에서 타입 E 센서로부터의 신호들을 이용할 수 있다.
히터 소자 로드 어플리케이션의 예에서, 열전대가 온도를 제어하기 위하여 이용될 수 있다. 그러나, 전력 제어 어셈블리는 임계 제어점 또는 범위에서 시스템 측정을 향상시키기 위하여 다른 센서 또는 센서 타입을 이용하거나 변할 수 있다. 예를 들면, 전력 제어 어셈블리에 의한 동작 또는 제어의 임계점에서, 시스템은 온도 센서보다 압력 또는 유량 센서를 이용할 수 있다.
다른 예에서, 전력 제어 어셈블리는 복수의 센서들 및 센서 타입들을 포하할 수 있다. 하나의 센서 타입과 다른 센터 타입 사이의 전이는 센서 및 스위치의 혼란을 관리, 감소, 완화 또는 부드럽게 하기 위하여 예를 들면, 비례 할당 방법 또는 알고리즘과 같은 제어 방법을 사용하여 제어될 수 있다. 예를 들면, 센서 A 100퍼센트로부터 센서 B 100퍼센트로의 변경은 갑자기 변경(ramp)될 수 있거나, 다양한 증가량으로 1에서 100퍼센트 범위로 가변적으로 제어될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제어 구성요소는 독립 온도 센서를 감시하도록 구성되고 제한 구성요소는 제2 독립 온도 센서를 감시하도록 구성된다. 제한 구성요소는 자신의 센서의 온도 정보를 제어 구성요소의 센서의 온도 정보와 비교한다. 만약 차이가 기결정된 양보다 많이 변하는 것으로 결정된다면, 제한 구성요소는 보정 또는 통시 행동과 같은 행동을 시작할 것이다. 이 실시예는 열 시스템이 안전 온도 조건 내에 남아 있는 것을 보장하는 여분의 방법을 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, 전력 제어 어셈블리 내의 구성요소는 배선 자동 보정 능력을 포함할 수 있다. 이 구성요소는 사용자에 의한 설치 동안 배선되는 하나 이상의 배선 연결을 가질 수 있다. 그러나, 몇몇 배선 연결들은 특정 배선 순서 또는 극성을 요구할 수 있다. 그러한 경우, 구성요소는 배선 연결을 테스트하거나 감지하고, 하나 이상의 배선 연결들이 정확하지 않음을 식별할 수 있다. 구성요소 또는 시스템은 빛 또는 메시지와 같이 사용자에게 지시를 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 구성요소는 사용자 간섭 없이 잘못된 배선 연결을 교환, 변경, 또는 뒤집는 것과 같이 인터페이스 또는 내부 연결, 로직 경로를 재구성할 수 있다. 일 예로서, 센서는 극성을 가진 리드들을 가질 수 있다. 센서 리드들이 전력 제어 어셈블리 또는 구성요소의 연결 터미널에 연결될 때, 그 구성요소는 잘못된 극성을 감지할 수 있으며, 사용자 간섭 없이 잘못된 배선을 바로잡고 연속적인 동작을 제공하기 위하여 자동으로 리드들을 교환할 수 있다.
논의된 바와 같이, 전력 제어 어셈블리 또는 전력 제어 시스템의 각 구성요소는 프로세서, 메모리 및/또는 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 하나의 구성요소가 자신의 동작 내의 사건을 감시하거나 식별할 수 있을 뿐 아니라, 전력 제어 어셈블리를 이루는 하나 이상의 다른 구성요소들의 현재 또는 과거 사건을 인식할 수 있다. 이것은 동작 상태 변경, 모드 변경, 상태 변경, 오류, 필터 파라미터 변경, 필터 동작 특성 변경, 임계를 가로지르는 필터 파라미터 값, 알람, 경고 및 임계를 가로지르는 필터 동작 특성 값과 같은 진단 파라미터들의 발생을 포함할 수 있다.
그와 같이, 전력 제어 어셈블리의 구성요소는 시스템 또는 구성요소의 동작 또는 상태의 진단을 위한 하나 이상의 시스템 또는 구성요소 진단 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 진단은 계측, 프로파일, 구성, 시스템 관리 및 시스템 동작과 관련된 파라미터를 포함할 수 있다.
진단 모듈은 시스템 또는 구성요소를 진단하기 위하여 예를 들면 알고리즘, 프로그램, 인공 지능 모듈, 모델링 모듈, 맵핑, 그래픽적 분석, 규칙, 비교기 및 룩업 테이블을 포함할 수 있다. 그러한 실시에에서, 진단 모듈은 신경 네트워크, 실험 데이터, 수치 데이터, 퍼지 로직 회로, 신경 퍼지 회로, 다항식 알고리즘, 잔여 수명 알고리즘, 인공 지능 모듈, 모델링 모듈, 및 통계 함수를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전력 제어 어셈블리 또는 구성요소는 유사하게 수리 방법, 오류 검출, 오류 격리, 근본 이유, 세팅, 제한, 임계 계측, 오류 예측, 유지 과정, 유효성, 검증, 추적, 자동 구성, 구조 배열, 지문, 식별, 이론적 모델링, 자기 관리 및 자기 튜닝 규칙을 포함하는 다른 내부 기능들을 제공할 수 있다.
전력 제어 어셈블리 진단의 몇몇 실시예들 중 다른 예로서, 제어 어셈블리는 전력 스위치로부터 관련 방열판으로의 열 전달, 배선 연결의 온도, 또는 인터페이스의 온도를 측정하기 위한 하나 이상의 온도 측정을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전력 제어 어셈블리 또는 그것의 하나 이상의 구성요소들은 테스트 또는 진단 배열에서 모듈들, 구성요소들 또는 전력 제어 어셈블리들을 위치시키기 위하여 임시 기반 상에 인터페이스, 파라미터, 또는 프로세서를 재구성할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 구성요소들이 제거 프로세서를 통하여 문제를 격리시키기 위하여 직렬로 위치될 수 있다. 일 예로서, 전력 제어 어셈블리 실시예에서, 퓨즈, 전력 스위치, 제한 스위치, 및 보호 장치가 구성요소에 오류가 있는지 를 식별하기 위하여 테스트된 각 구성요소들 사이의 상호연결 지점들에 소스 전압과 직렬로 위치할 수 있다.
전력 제어 어셈블리의 일 실시예는 어셈블리가 정확하고 완전하게 조립되었고 모든 요구되는 종결 및 연결들이 이루어지고 동작에 적절하다는 신호 또는 지시를 포함하는 구성요소들의 연결 또는 어셈블리를 제공한다. 이 지시는 전자 신호, 메시지, 비프(beep) 또는 가청 지시, 빛 또는 플래그일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 전력 제어 어셈블리는 예를 들면 가열 소자에 전력이 제공될 때 열 루프의 검증과 같이 초기 및 계속되는 전력 루프 시스템 검증을 포함할 수 있다.
전력 제어 어셈블리의 구성요소들 및/또는 그것의 구성요소들이 조립된 후에, 전력 제어 어셈블리는 자동으로, 또는 사용자 시작시 어플리케이션 전력의 활성화 전 또는 전력 로드에 전력의 제공 전에 구성 결합 또는 적절한 기능을 자기 검증한다. 예를 들면, 전력 제어 어셈블리가 먼저 조립된 때, 각 구성요소는 적절한 내부 동작 및 구성들을 검증하고 다른 구성요소들과의 적절한 연결 및 특성 배열을 검증하여, 구성요소들의 조합이 원하는 시스템 레벨 프로파일 및 특성을 제공하도록 한다. 각 구성요소, 전력 제어 어셈블리 또는 전력 제어 시스템은 또한 전력 공급 및 전력 로드 연결을 포함하는 각 그리고 모든 연결이 안전하고 기정의된 사양 내에 있는지를 검증할 수 있다. 이러한 검증이 완료된 후, 제한 모듈 및/또는 전력 스위치는 전력 제어 어셈블리에 의해 기능하는 전력 로드 또는 전력 제어 어셈블리에 의해 기능하는 로드들에 공급 전력을 제공하기 위하여 전력 공급 모드를 초기화하는 것을 인증하거나 가능하게 한다. 그러한 검증들은 예를 들면 시스템 설치시, 시스템 전력 제공시, 다른 기결정된 이벤트들 또는 시간들, 알람 또는 에러가 발생할 때, 규칙적인 간격으로 또는 연속적으로 일어날 수 있다. 추가로, 몇며 실시예들에서, 전력 제어 어셈블리는 적절한 연결 및 설치를 나타내는 플래그 또는 빛과 같은 지시자 또는 녹색 빛과 같은 신호 및/또는 특정 연결이 요구된다면, 특정 극성이 달성되었음을 가리키는 녹색 빛을 반짝이는 것을 포함할 수 있다.
추가로, 검증이 검증 문제의 식별을 가져올 때, 전력 제어 어셈블리, 그것의 구성요소, 또는 전력 제어 또는 동작 시스템은 자기 초기화 고장 수리를 통하여 소스를 결정하기 위하여 구성요소 레벨 또는 시스템 레벨 진단 및 유지 루틴을 초기화할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 어셈블리는 또한 가능하다면 문제를 제거하거나 격리시키기 위하여 재구성될 수 있다.
일 실시예의 예로서, 전력 제어 어셈블리는 모든 전력 연결들이 적절한 연결을 보장하기에 안전한지를 검증할 수 있다. 제어는 최근 판독과 이전 판독을 비교하고 온도의 증가, 연결을 가로지르는 전압차의 증가, 또는 전력 공급 라인 또는 전력 로드 라인의 반사 및 응력의 증가를 검출하는 것에 의해 가리켜질 수 있는 바와 같이 연결의 열화(degradation)를 확인할 수 있다. 문제가 확인되면, 시스템은 고장 전에 잠재적인 전력 리드 고장을 진단할 수 있고, 예방적인 유지 행동 또는 루틴을 시작하거나 서비스 조건을 벗어나게 하는 고장을 예방하기 위하여 알람, 명령 또는 메시지를 제공할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 전력 제어 어셈블리는 새로운 및 신규 전력 제어 함수 및 기능을 제공하기 위하여 전력 제어 어셈블리의 집적 특성을 이용할 수 있다. 일 예로서, 전력 제어 시스템의 전력 제어 어셈블리는 단지 온도 전력 제한 장치들에 의해 이전에 제공된 것이 아닌 새로운 제한 기능을 제공할 수 있다. 전력 제어 어셈블리 내의 전력 제어 구성요소들의 집적 특성에 영향을 주는 것에 의하여, 온도 외에 전력 제어 동작 특성 또는 동작 이벤트들은 감지되고 확인될 수 있다. 제한 모듈의 제한 기능은 적어도 부분적으로 하나 이상의 전력 제어 동작 특성들 및/또는 동작 이벤트들에 근거할 수 있다.
제한 모듈과 관련된 온도 센서는 열전대, 저항 온도 검출기(RTD), 다이오드, 반도체 센서, 공명 온도 센서, 인프라 구조 센서, 서미스터 및 트랜지스터를 포함하는 온도를 감지하도록 구성된 임의의 센서일 수 있다.
전력 제어 어셈블리는 또한 다른 특성들을 측정하거나 이벤트의 발생을 확인하기 위하여 온도 센서, 유량 센서, 응력 센서, 움직임 센서, 위치 센서, 전압 센서, 전류 센서, 홀 효과 센서, 자기 강도 센서, 가스 센서, 화학적 특성 센서를 포함하는 센서들을 포함할 수 있다.
전력 제어 동작 특성은 저항, 전류, 전압, 홀 효과 전압, 에너지, 질량, 전기 전력을 포함하는 전력, 커패시턴스, 인덕턴스, 자기저항, 위상, 타이밍, 주파수, 시간, 모드, 동작 상태, 고장, 위치, 경고, 알람, 상태, 자기 강도, 데이터 및 파라미터를 포함할 수 있다.
전력 제어 어셈블리 또는 시스템 동작 이벤트는 동작 상태 변경, 모드 변경, 상태 변경, 고장, 필드 파라미터 변경, 필드 동작 특성 변경, 임계를 초과하는 필 드 파라미터 값, 알람, 경고, 임계를 초과하는 필드 동작 특성 값을 포함할 수 있다.
추가로, 전력 제어 어셈블리의 통신 버스(507)를 이용하는 것에 의하여, 제한 함수는 전력 제어 어셈블리 외부의 필드 장치로부터 동작 특성 또는 이벤트 발생 지시를 수신할 수 있으나, 그것은 전력 제어 어셈블리의 사용자 어플리케이션과 관련있을 수 있다. 통신은 엑추에이터, 가속측정기, 밸브 위치 결정기, 압력 측정기를 포함하는 측정기, 솔레노이드, 전력 공급기, 히터, 솔레노이드 밸브를 포함하는 밸브, 계량기, 모터, 펌프, 열 스위치를 포함하는 스위치, 가용성 링크, 메모리 장치로부터 직접 또는 간접적으로 수신될 수 있다. 추가로, 통신은 제조 시스템, 제작 시스템, 조림 시스템, 프로세싱 시스템, 동작 제어 시스템, 소유 관리 시스템, 예방적인 유지 시스템을 포함하는 유지 시스템, 감독 제어 및 데이터 획득(SCADA) 시스템으로부터 수신될 수 있다. 그러한 실시예에서, 제한 기능은 적어도 부분적으로 수신된 통신의 기능일 수 있다.
온도 기반 제한 시스템과 같이, 하나 이상의 이러한 특성들, 파라미터들, 이벤트들은 향상된 효율성 및 안정성을 제공할 뿐만 아니라, 전력 제어 어셈블리의 무결성, 어플리케이션 동작 무결성을 보장하기 위하여 테이블, 알고리즘 또는 다른 결정 내에 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 제한 기능은 상호 모듈 연결 및 통신을 통하여 공급 전력에 동작 제한을 제공할 수 있다. 동작 특성 또는 동작 이벤트 제한 발생, 동작 상태 또는 상태를 가리킬 때, 전력 로드로 전력을 제공하는데 제한이 해제된 상태로 남 아있고, 그에 의하여 전력 로드로 전력을 제공하는 동작이 방지된다. 시스템은 전력 제어 어셈블리를 감시하여 제한 경우가 존재하지 않을 때 제한 기능을 해제하기만 한다. 이것은 모든 전력 제어 어셈블리 구성요소들 및 전력 제어 시스템 유닛들 또는 어셈블리들이 동작하도록 준비될 때, 또는 기결정된 제한 경우가 제거된 때일 수 있다.
전력 제어 어셈블리는 데이터를 감지하고 실제와 예상값의 비교를 위해 피드백을 제공할 수 있다. 그러한 경우, 어셈블리 또는 그 어셈블리와 관련된 제어 구성요소들은 차이를 결정하고 결정된 차이의 함수로서 적절하거나 결정된 행동을 취할 수 있다. 이것은 재료 구축이 제한 센서 또는 제어 센서 상에서 일어나고 있음에 대한 결정을 포함할 수 있으며, 이것은 센서의 능력을 손상시킬 수 있다.
몇몇 실시예에서, 구성요소 또는 구성요소 또는 시스템의 동작은 또한 하나 이상의동작을 향상시키기 위하여 구성요소 상태 데이터 및 정보를 이용할 수 있다. 예를 들면, 만약 제한 행동이 PID와 같은 제어기의 제어 기능 동안 제한 구성요소에서 일어난다면, 제어기 구성요소는 제한 구성요소 내의 제한 행동이 종결될 때까지 통합 최종 상태 또는 다른 동작들을 중지시킬 수 있다. 그러한 방식으로, 전력 제어 어셈블리 내의 일 구성요소의 상태는 다른 구성요소 내의 동작을 향상시킬 수 있으며, 그에 의하여 전체 전력 제어 어셈블리의 전체 성능 및 동작을 향상시킬 수 있다.
이러한 동작들은 예를 들어 발생, 동작 상태, 알람, 동작, 프로세스, 에러, 전류 또는 전압의 함수로서, 하나의 구성요소 또는 서브구성요소 또는 모듈의 동작 을 잠그거나 방지하는 것을 포함한다. 이것의 하나의 응용에서, 제어기는 제어 구성요소가 동작 과정 중에 있는 동안 해제 모드 또는 동작을 잠글 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 사용자 어플리케이션은 전력 제어 어셈블리가 복수의 관련 전력 로드들에 전력을 제공하는 것을 요구할 수 있다. 그러한 경우, 복수의 전력 제어 어셈블리들이 복수의 전력 로드들과의 대응 관계를 갖기 위하여 전력 제어 어셈블리 내에 배열될 수 있다. 전력 제어 어셈블리는 기결정된 방식으로 각 도는 모든 전력 제어 로드들이 동작하는 것을 보장하도록 구성될 수 있다. 전력 제어 시스템은 사용자가 요구들을 만족되는 것을 보장하기 위하여 전력 제어 로드들을 감시하도록 복수의 전력 제어 어셈블리들과 상호작용할 수 있다.
실시예의 일 예로서, 전력 제어 시스템의 복수의 전력 제어 어셈블리들은 사용자 열 어플리케이션에서 가열 소자의 세트 또는 그룹에 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 사용자 어플리케이션은 어플리케이션의 가열이 일관되고 심지어 그에 의하여 어떤 열점(hot spot)도 존재하지 않을 것을 요구할 수 있다. 그러나, 각 가열 소자는 가열 소자의 수명 또는 탑재 배열에 의해 서로 다른 열 전달 특성을 가질 수 있다. 그러나, 각 전력 제어 어셈블리와 관련된 센서는 각 가열 소자에 의해 발생한 열을 감시할 수 있고 전력 제어 시스템에 온도 데이터를 제공할 수 있다. 전력 제어 시스템은 하나 이상의 가열 소자에 대한 전력이 균일하고 일관된 가열 어플리케이션을 보장하기 위하여 높거나 낮게 조절하는 것이 필요할 수 있음을 결정할 수 있다.
다른 실시예에서, 사용자 어플리케이션은 피크 전력을 최소화하기 위하여 계 획된 로딩 및 효율성의 함수 또는 최적화 결정으로서의 로딩을 가질 수 있다. 그러한 실시예에서, 전력 제어 어셈블리는 전력 로드 장치들의 전력 공급을 적절하게 계획하도록 프로그램 또는 알고리즘을 포함할 수 있다.
일 실시에에서, 전력 제어 어셈블리의 두 개의 구성요소들 또는 그것의 모듈들은 시스템의 향상된 특징 및 기능 그리고 신뢰성을 제공하기 위하여 정의된 구성들 또는 상태들에서 자원들을 공유하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 전력 제어 시스템 내의 전력 제어 어셈블리의 일 실시예에서, 유닛은 제한 센서 및 제어 센서를 포함할 수 있다. 시스템은 동작 동안 제어 센서가 고장나거나 적절하게 기능하고 있지 않음을 결정할 수 있다. 그러한 실시예에서, 시스템은 제어 센서의 출력과 연결되지 않거나 무시할 수 있고, 제한 센서를 제어 센서로 이용할 수 있다. 다른 예로, 전력 센서가 제어 센서가 고장났을 때 수동 전력 동안 제어 입력으로 이용될 수 있다. 그러한 실시예에서, 전력 제어 어셈블리 또는 그것의 유닛들 또는 구성요소는 동작을 계속할 수 있고 전력 제어 루프 내의 다른 필수적인 소자들이 고장났을 때조차도 전력 제어 기능을 제공할 수 있다. 시스템은 또한 고장 및 고장 모드 동작을 가리키는 지시어, 알람 또는 메시지를 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, 전력 제어 어셈블리는 복수의 전력 제어 어셈블리들을 포하할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 복수의 전력 제어 어셈블리들은 공통 제어 모듈, 예를 들어 복수의 전력 제어 어셈블리 각각에 제어 기능을 제공하는 하나의 전력 제어 모듈을 가질 수 있다. 그러한 경우, 공통 전력 제어 모듈은 전력 제어 시스템을 구성하는 전력 제어 어셈블리의 상호동작성 및 관리를 제공한다. 이것은 유 닛 대 유닛 통신 및 통신 관리, 프로파일 공유, 구성 공유, 하나 이상의 프로파일들의 저장, 구성들, 특성들, 및/또는 파라미터들을 포함할 수 있다. 이것은 또한 어플리케이션 프로파일 또는 사용자 프로파일을 포함할 수 있다. 제어기는 또한 유닛 대 유닛 구성 관리 시스템 구성 관리를 가능하게 할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 복수의 전력 제어 어셈블리들은 공통 사용자 인터페이스, 예를 들어 복수의 전력 제어 어셈블리들 각각을 제어하기 위한 사용자 입력 및 피드백을 제공하는 하나의 사용자 인터페이스를 가질 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 복수의 전력 제어 어셈블리들 중 하나 이상은 사용자 어플리케이션의 다른 및/또는 관련 부분과 연관될 수 있다. 추가로, 복수의 전력 제어 어셈블리들은 복수의 사용자 어플리케이션과 관련될 수 있으며, 그들 중 일부는 사관련 사용자 어플리케이션일 수 있다.
예를 들어, 제1 전력 제어 어셈블리는 제1 영역에 전력 제어를 제공하고, 제2 전력 제어 어셈블리는 제2 영역에 전력 제어를 제공하며, 제3 전력 제어 어셈블리는 제3 영역에 전력 제어를 제공한다. 상기 영역들 중 하나 이상의 사용자 어플리케이션과 관계되거나 관계를 가질 수 있다.
사용자 어플리케이션 프로파일 또는 구성이 하나 이상의 전력 제어 어셈블리 프로파일 또는 구성을 포함하도록 정의된다. 사용자 어플리케이션 프로파일은 사용자 어플리케이션 프로파일을 정의하나, 전력 제어 어플리케이션 프로파일들 중 하나 이상은 사용자 어플리케이션 프로파일이 연속적으로 만족되는 것을 보장하도록 결정되는 것과 같이 동작 동안 구성될 수 있다. 각 전력 제어 어셈블리들은 그들의 내부 전력 제어 어셈블리 모듈 및 인터페이스들을 감지할 뿐 아니라, 사용자 어플리케이션을 구성하고 사용자 어플리케이션 프로파일 내에 포함된 다른 전력 제어 어셈블리들 중 하나 이상과 관련된 하나 이상의 기능들, 모듈들 또는 인터페이스들을 감시할 수 있다. 사용자 어플리케이션 프로파일과 관련된 정보를 이용하는 것에 의하여, 제1 전력 제어 어셈블리는 지연 또는 다른 문제들을 겪고 있는 제1 프로세서와 관련될 수 있다. 그러한 경우, 제2 및 제2 어셈블리들 중 하나 또는 모두는 제1 전력 제어 어셈블리의 동작에 응답하여 하나 이상의 사용자 어플리케이션의 전체 프로파일 및 구성이 달성되고 영역들 사이의 관계가 어드레스되는 것을 보장하도록 동작, 그들의 프로파일 또는 그들의 구성을 스스로 재구성할 수 있다.
일 실시예에서, 하나의 전력 제어 어셈블리의 동작은 복수의 전력 제어 어셈블리들의 영역들 또는 관련 사용자 어플리케이션들 사이의 관계의 함수로서 조절된다. 관계에 대한 인식은 다른 영역들 또는 전력 제어 어셈블리들 내의 일탈의 검출을 제공하고, 하나의 전력 제어 어셈블리에 대한 조절은 하나 이상의 다른 전력 제어 어셈블리들 또는 다른 전력 제어 어셈블리와 관련된 사용자 어플리케이션들(영역들과 같은)의 일탈에 반응할 수 있다.
그러한 전력 제어 어셈블리의 조절 또는 재구성은 다른 전력 제어 어셈블리의 하나 이상의 파라미터들 또는 특성들의 직접적인 감지 또는 감시 없이 이루어질 수 있다. 이것은 사용자 어플리케이션 내의 고장을 포함하나 반드시 관련 전력 로드 장치 또는 관련 전력 제어 어셈블리는 아니다.
상술한 바와 같이 본 발명의 하나 이상의 태양들 및 특징들은 전력 제어 스 위치의 동작 및 능력에서의 향상을 제공한다. 본 발명의 몇몇 실시예들은 전력 제어 어셈블리의 구성요소들 사이 및 전력 제어 어셈블리의 구성요소들과 외부 어플리케이션 구성요소들 사이의 인터페이스의 열 전달 특성 및 전기적 특성을 감시하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 전력 스위치 모듈 또는 구성요소와 같은 무접점 장치의 접합 온도가 동작 사양 및 성능들 내의 적절한 성능을 보장하기 위하여 측정된다. 다른 실시예에서, 방열판의 온도는 무접점 장치와 방열판 접합의 온도를 가리킬 수 있는 관련 온도를 제공할 수 있다. 무접점 장치의 온도 측정은 예를 들어 내재 데이터, 룩업 테이블, 매칭, 또는 알고리즘에 근거한 방열판의 온도 함수로서 결정될 수 있다. 추가로, 방열판에 무접점 장치의 열 접합이 모델링되고 차이로 결정될 수 있다. 그러한 차이가 기결정된 값보다 크다면, 이것은 열 접합이 고장났음을 가리키고 따라서 고장의 잠재적인 소스를 가리킨다.
다른 실시예에서, 제어 어셈블리는 전력 스위치(SCR 또는 SSR과 같은) 및 그 전력 스위치와 관련된 방열판 사이 접합의 온도를 감시하기 위한 온도 감시 센서를 포함한다. 그러한 실시예에서, 센서는 방열판의 본체 또는 표면 또는 접합(전력 스위치 또는 SSR의 등판과 같은)의 구성요소 또는 방열판 접합의 특성을 직접 측정하기 위하여 위치할 수 있다. 방열판 접합의 특성은 온도일 수 있으나, 그것은 또한 열 전달 특성 함수로 변하는 특성일 수 있다. 이것은 저항, 전압 또는 전류를 포함할 수 있다.
대안 실시예에서, 방열판 접합 센서의 온도는 방열판 접합의 온도를 가리킬 수 있는 구성요소의 특성 또는 온도를 감지하는 것에 의하여 간접적으로 측정될 수 있다. 예를 들면, 센서는 접합 온도의 온도와 관련된 방열판의 온도를 감지할 수 있다. 그러한 경우, 시스템은 모델, 알고리즘, 및 룩업 테이블 또는 다른 것들에 근거하여 SSR과 방열판 사이의 접합 온도를 측정할 수 있다.
방열판 접합 온도를 결정하는 것에 의하여, 전력 제어 어셈블리는 전력 스위치와 방열판 사이의 열 결합 또는 접합에서의 고장에 의한 전력 스위치의 잠재적이거나 진행 중인 고장을 확인할 수 있다. 예를 들면, 관련 방열판에의 SSR의 열 결합에서의 고장의 식별은 온도와 같은 측정된 특성이 기결정된 임계보다 큰 경우에 결정될 수 있다.
다른 실시예에서, 제어 어셈블리는 전력 스위치와 접지 평면 사이의 인터페이스의 전기적 특성을 감시하는 전기적 감시 장치 또는 센서를 포함할 수 있다. 그러한 전기적 감시는 전력 제어 어셈블리의 하나 이상의 구성요소들의 고장 또는 계속적인 고장을 가리키는 특성을 제공할 수 있다. 다른 실시예들에서, 방열판으로의 전기적 연결 및 다른 시스템 구성요소로의 전기적 연결은 디지털 공통, 아날로그 공통 또는 다른 지점을 참조하는 것으로 제공될 수 있다. 모듈 또는 구성요소는 이러한 연결들로부터의 전기적 신호 또는 측정값들을 수신할 할 수 있으며 연결 지점들 사이의 전압을 결정할 수 있다. 다음으로 제어 모듈은 접지로의 누설 전류의 양을 결정하기 위하여 그들을 0일 수 있는 기결정된 값과 비교할 수 있다. 이 결정은 가지 접지로의 누설 전류를 가져오는 고장 구성요소에 의한 자기 확인을 가능하게 한다.
예를 들면, 전력 제어 어셈블리는 하나 이상의 다른 전력 시스템 구성요소들 의 적어도 하나의 전기적 단절을 갖는 고장 지시 모듈을 포함할 수 있다. 단절은 시스템의 두 개의 구성요소들 사이에 압축된 접촉일 수 있거나, 스프링 돌출부를 구비한 제2 구성요소가 제1 구성요소의 도전성 소자에 대하여 압력을 받을 때 제1 구성요소를 향하여 바이어스되는 도전성 스프링 소자를 포함할 수 있다. 전기적 단절을 제공하는 구성요소는 제어기 또는 감시 모듈을 포함하는 전력 제어 어셈블리 내의 임의의 구성요소일 수 있다. 접촉되는 제1 구성요소는 제어 어셈블리의 임의의 구성요소일 수 있으며, 몇몇 실시예에서, 접촉된 구성요소는 방열판일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 접촉 센서는 접지 기준 전압을 감지하도록 전기적 연결을 포함할 수 있다. 접지 기준 전압은 히터 소자 또는 전기 모터와 같은 결점이 있는 전력 로드를 통한 누설 전류를 가리킬 수 있다. 감지된 전기적 특성은 또한 전력 제어 어셈블리의 다른 구성요소의 고장 또는 손상을 가리킬 수 있다. 예를 들어 이것은 열전대와 같은 접지된 센서의 지시를 포함할 수 있다.
논의된 바와 같이, 전력 제어 어셈블리의 하나 이상의 구성요소는 적어도 하나의 마이크로프로세서 및 메모리를 포함하는 프로세싱 시스템을 포함할 수 있는 동작 환경을 포함할 수 있다. 이 소자들은 전형적으로 적어도 하나의 버스 구조에 의해 연결된다. 프로세서는 익숙한 설계일 수 있으며, 계산을 수행하기 위한 ALU(arithmetic logic unit), 데이터 및 명령어들의 일시적인 저장을 위한 레지스터 집합, 및 시스템의 동작을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함할 수 있다. Digital Equipment, Sun, MIPS, Analog Devices, Silicon Laborations, NEC, Intel, Texas Instruments, Cyrix, AMD, HP, 및 Nexgen과 같은 임의의 다양한 프로세서들이 프로 세서로서 동일하게 바람직하다. 본 발명의 실시예들은 임의의 이 프로세싱 플랫폼으로 이동할 수 있도록 설계된 동작 시스템 상에서 동작할 수 있으며 하나 이상의 프로세서 플랫폼들에 소유될 수 있다.
메모리는 일반적으로 RAM(Random Access Memory) 및 ROM(Read Only Memory) 반도체 장치들과 같은 매체 형태의 고속 메인 메모리를 포함할 수 있다. 다른 메모리 또는 데이터 저장 장치가 또한 플로피 디스크, 하드 디스크, 테이프, CD-ROM, 플래시 메모리 또는 전기, 자기, 광학 또는 다른 기록 매체들을 사용하여 데이터를 저장하는 다른 장치들과 같은 장기 저장 매체의 형태의 2차 저장 장치를 포함하는 몇몇 구성요소들 내에 포함될 수 있다. 사용자 인터페이스의 매모리는 또한 디스플레이 장치 또는 인터페이스를 통하여 이미지를 디스플레이하기 위한 디스플레이 메모리를 포함할 수 있다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 메모리가 다양한 저장 능력을 가진 다양한 대안 구성요소들을 포함할 수 있음을 인식할 수 있을 것이다.
사용자 인터페이스 구성요소는 예를 들면, 키보드, 버튼, 스위치, thumwheel, 터치 패드, 마우스, 물리적 변환기(예를 들어 마이크로 폰), 생체 인식 측정 장치들, 바코드 스캐너 또는 사용자 입력 장치들 중 임의의 것과 관련된 인터페이스를 포함할 수 있다. 추가로, 사용자 인터페이스 장치는 또한 유선 연결 또는 무선 연결을 사용하는 통신 네트워크 인터페이스와 같은 데이터를 수신하기 위한 인터페이스를 포함할 수 있다.
본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 바와 같이, 구성요소 프 로세싱 시스템들 중 하나는 동작 시스템 및 적어도 하나의 어플리케이션 프로그램을 더 포함할 수 있다. 어플리케이션 프로그램은 상술한 감시, 결정 또는 제어 기능들 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 동작 시스템은 프로세싱 시스템 동작 및 자원 할당을 제어하는 소프트웨어의 세트이다. 어플리케이션 프로그램은 동작 시스템을 통하여 사용가능해진 프로세싱 시스템 자원을 사용하는 것에 의하여 위에서 설명되고 가능해진 하나 이상의 작업 또는 특징들을 수행하는 소프트웨어의 세트이다. 둘 다 전형적으로 상술한 메모리 내에 존재한다.
컴퓨터 프로그램 분야의 통상의 지식을 가진 자의 실시에 따라, 동작의 기호적 표현들을 참조하여 상술한 전력 제어 어셈블리 또는 그것의 구성요소의 실시예들은 프로세싱 시스템에 의해 수행될 수 있다. 그러한 동작들은 종종 컴퓨터 수행 또는 컴퓨터 수행가능한 명령들로 언급된다. 기호적으로 표현된 동작들이 신호의 다른 프로세싱뿐 아니라, 데이터 비트를 나타내는 전기적 신호의 프로세싱 시스템에 의한 조작 및 메모리 시스템 내의 메모리 위치에 데이터 비트의 유지를 포함함은 자명할 것이다. 데이터 비트가 유지되는 메모리 위치는 데이터 비트들에 대응하는 특정 전기적, 자기적, 또는 광학적 특성을 갖는 물리적 위치들이다.본 발명의 실시예들은 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 일련의 명령어들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 메모리 시스템과 관련하여 상술한 임의의 장치들 또는 그 장치들의 조합일 수 있다.
다수의 전력 제어 어셈블리들 및 구성요소들 그리고 동작 방법들은 호키 퍽 구성의 무접점 릴레이(SSR)와 같이 특정 실시예로 설명되었지만, 그러한 설명은 단 지 예를 드는 것에 불과하며, 그러한 실시예들에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 다양한 태양들 및 실시예들과 일치하는 다른 시스템들 및 방법들이 또한 본 발명의 내용 및 태양들 내에서 완성된다.
여기에 설명된 전력 제어 어셈블리의 하나 이상의 실시예들은 와이어 연결의 수를 감소시키고, 잠재적인 와이어 에러들을 감소시키며, 잠재적인 고장 지점들의 수를 감소시키고, 전력 제어 시스템 및 그것의 구성요소의 설치 및 유지에 필요한 노력을 감소시키는 감소된 수의 와이어 종단들을 제공한다.
추가로, 몇몇 실시예들의 집적 특성은 또한 하나 이상의 전력 제어 어플리케이션에 필요한 구성요소들의 수의 감소를 제공한다.
몇몇 실시예에서, 이러한 감소는 향상된 신뢰성, 향상된 설치 용이성, 감소된 설치 비용, 감소된 유지 요구 및 비용, 향상된 구성요소 또는 시스템 대체 및 업그레이드의 용이성을 제공할 수 있다.
추가로, 전력 제어 어셈블리의 몇몇 실시예들은 전력 제어 시스템 설치의 향상된 입자성 및 크기 조정성을 제공한다. 그러한 향상된 입자성 및 크기 조정성은 사용자들에게 전력 제어 어플리케이션에 대한 감소된 비용을 제공할 것이다.
본 발명의 태양들 및 그것의 실시예들을 설명할 때, "하나", "이", "그" 및 "상기"라는 항복은 하나 이상의 소자들이 있음을 의미하고자 하는 것이다. 용어들 "포함하는", "구비하는", 및 "갖는"은 포함적인 것이며 나열된 소자들 외에 추가 소자들이 있을 수 있음을 의미하고자 하는 것이다.
상기 관점에서, 여러 장점들이 달성될 수 있으며, 다른 바람직한 결과들이 획득됨을 알 수 있다. 다양한 병경들이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 상술한 예시적인 구성들 및 방법들 내에서 이루어질 수 있기 때문에 상기 설명에 포함되거나 첨부된 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 해석되어야 하며, 제한적으로 해석되어서는 안 된다.
여기에 설명된 프로세스들 또는 방법 단계들은, 다른 논의가 없다면, 반드시 논의되거나 설명된 특성 순서로의 수행을 요구하는 것으로 구성되어야 하는 것은 아니라는 점이 또한 이해되어야 한다. 추가 또는 대안 프로세스 또는 방법 단계들이 채용될 수 있으며, 또한 본 발명의 범위 내에 있을 것이라는 점이 또한 이해되어야 한다.
본 명세서 내에 포함되어 있음
Claims (154)
- 전력 제어 유닛에 복수의 구성요소들의 기계적 전기적 결합을 위한 유닛 통합 결합 메커니즘;상기 결합 메커니즘을 이용하여 복수의 전력 제어 시스템 구성요소들 사이의 통신을 제공하도록 구성된 통신 링크;상기 유닛 통합 결합 메커니즘에 의해 결합되도록 설계된 전력 스위치 구성요소; 및상기 전력 스위치 구성요소를 제어하기 위한 전력 제어기 구성요소를 포함하며,상기 전력 스위치 구성요소는 로드에 전기적 에너지를 선택적으로 제공하며, 상기 전력 스위치는 전력 공급기로부터 전력을 수신하기 위한 전력 공급 인터페이스, 상기 전력 로드에 상기 수신된 공급 전력의 적어도 일부를 제공하기 위한 전력 로드 인터페이스, 및 상기 통신 링크를 통하여 통신하도록 구성된 전력 스위치 통신 인터페이스를 포함하고,상기 전력 스위치 구성요소들은 기계적, 전기적 통신 결합을 위하여 상기 결합 메커니즘이 적용되고,상기 통신 제어기 구성요소는 상기 통신 링크를 통하여 상기 전력 스위치 구성요소와 통신하기 위한 제어기 통신 인터페이스를 갖는 것을 특징으로 하는 복수의 전력 제어 유닛들을 포함하는 전력 제어 유닛을 구비한 전력 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 전력 제어기 구성요소는 상기 전력 스위치 구성요소 내에 집적 어셈블리로 구성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 전력 제어 구성요소는 상기 전력 스위치 구성요소로부터 분리된 유닛으로 위치하고, 전용 제어 설비 및 상기 통신 링크 중 적어도 하나를 통하여 상기 전력 스위치 구성요소와 통신하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 전력 제어 구성요소는 비례, 적분, 미분(PID) 함수; 적응 PID 함수; 비례 함수; 비례/적분 함수; 비례, 적분 및 2계 미분 제어(PIDD) 함수; 피드 포워드(feed forward) 함수; 및 피드백(feedback) 함수로 이루어진 그룹으로부터 선택된 제어 함수를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 공급 전력과 상기 전력 제어 유닛의 하나 이상의 구성요소들 사이의 가용성 링크를 제공하는 퓨즈 구성요소를 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 전력 스위치 및 상기 전력 로드 중 적어도 하나의 제어기 제한을 감지하도록 구성된 제한 제어기를 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,상/하부 제한, 미분 제한 및 고정 프로세스 값 제한으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 제한 구성요소를 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 전력 제어 시스템과 관련된 필드 장치를 더 포함하고,상기 필드 장치는 엑추에이터(actuator), 가속도계(accelerometer), 밸브 위치 결정기(valve positioner), 압력 계측기를 포함하는 계측기, 솔레노이드, 전력 공급기, 히터, 솔레노이드 밸브를 포함하는 밸브, 계량기, 모터, 펌프, 열 스위치를 포함하는 스위치, 가용성 링크 및 메모리 장치로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 전력 제어 유닛의 하나 이상의 구성요소들은 특성, 진단 파라미터, 프로파일 및 구성 중 적어도 하나를 저장하는 구성요소 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제9항에 있어서,상기 메모리는 EPROM, EEPROM, RFID 태그, 네트워크 상의 가상 저장 위치, 메모리 장치, 컴퓨터 판독가능 매체, 컴퓨터 디스크 및 정보를 통신하도록 동작하는 저장 장치로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 전력 제어 유닛의 하나 이상의 구성요소들은 특성, 진단, 프로파일 및 구성을 결정하기 위한 프로세싱 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 전력 제어 유닛의 하나 이상의 구성요소들은 진단, 수리 방법, 오류 검출, 오류 격리, 근본 원인, 세팅, 제한, 임계, 계측, 고장 예측, 유지 과정, 유효성, 검증, 추적, 자동 구성, 구조 배열, 지문, 식별, 이론적 모델링, 자기 관리 및 자기 튜닝 규칙으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 시스템 또는 유닛 동작 프로세스를 수행하기 위한 프로세싱 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 통신 링크는 유선, 광학, 무선 통신 링크로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 통신 링크는 WatBusTM, 달라스 반도체 원-와이어 프로토콜(Dallas Semiconductor one-wire portocol), Seriplex, 센서버스, DeviceNet 버스, FMS, Lon Works, Control Area Network(CAN), Interbus S, SDLC, AS-Interface(AS-i), Local Interconnect 버스(LIN-bus), IEEE-1118 버스, Profibus, Ethernet TCP/IP를 포함하는 기업 통신 버스, Internet, 토큰 링 LAN, Ethernet LAN, PDDI 네트워크, 개인 데이터 네트워크, IDSN, VPN으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 스위치 제어 신호를 발생시키는 시스템 제어 구성요소;감지된 제한 동작 특성을 수신하고 상기 감지된 제한 동작 특성의 함수로 제한 제어 신호를 발생시키는 제한 제어 구성요소;복수의 전력 제어 시스템 구성요소들 중 두 개 사이의 통신을 제공하도록 구성된 통신 링크; 및전력 제어 유닛의 구성요소들의 기계적 전기적 결합을 위한 복수의 전력 제 어 구성요소 및 유닛 통합 결합 메커니즘을 포함하는 전력 제어 유닛을 포함하고,상기 전력 제한 유닛은전력 공급기로부터의 전력을 수신하는 전력 공급 인터페이스,상기 수신된 공급 전력의 적어도 일부를 전력 로드에 제공하는 전력 로드 인터페이스,상기 스위치 제어 신호에 응답하여 로드로 전기 에너지를 선택적으로 제공하는 전력 스위치 구성요소, 및상기 제한 제어 신호에 응답하여 상기 결합 메커니즘에 적용된 상기 전력 스위치 구성요소로 상기 공급 전력의 전달을 제어하는 제한 구성요소를 포함하며,상기 전력 스위치 구성요소는 상기 통신 링크와 통신하도록 구성된 전력 스위치 통신 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 구성요소를 구비한 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 시스템 제어 구성요소는 특성, 진단 파라미터, 프로파일 또는 구성을 저장하기 위한 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 제한 구성요소는 상기 전력 스위치 구성요소와 공통 어셈블리로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 전력 제어 유닛의 구성요소에 전력을 공급하는 유닛 전력 공급(powering)은 상기 공급 전력 또는 상기 통신 링크로부터 기생적으로 수신되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 전력 제어 유닛 내의 상기 복수의 전력 제어 구성요소들은 하나 이상의 전력 제어 동작 특성을 발생시키는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제19항에 있어서,상기 전력 제어 동작 특성은 저항, 전류, 전압, 홀 효과 전압(Hall effect voltage), 에너지, 질량, 전기 전력을 포함하는 전력, 커패시턴스, 인덕턴스, 자기저항, 위상, 타이밍, 주파수, 시간, 모드, 동작 상태, 고장, 위치, 경고, 알람, 상태, 자기 세기, 데이터 및 파라미터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 전력 제어 유닛 내의 복수의 전력 제어 구성요소들은 통신 링크를 통하여 자기 식별 메시지를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,내부 구성요소 진단 모듈을 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 전력 제어 시스템의 동작 이벤트를 진단하기 위한 상호 구성요소 진단 모듈을 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,진단, 계측, 프로파일, 구성, 시스템 관리, 시스템 동작, 동작 특성, 이벤트, 동작 상태, 고장, 모드, 상태로 이루어진 그룹으로부터 선택된 시스템 진단 파라미터를 포함하는 시스템 진단 모듈을 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,알고리즘, 프로그램, 인공 지능 모듈, 모델링 모듈, 맵핑(mapping) 모듈, 지리적 분석, 규칙, 비교기 및 룩업(look-up) 테이블로 이루어진 그룹으로부터 선택된 진단 기능을 포함하는 시스템 진단 모듈을 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,신경 네트워크, 실험적 데이터, 수치 데이터, 퍼지 로직 회로, 신경 퍼지 회 로, 다항식 알고리즘, 잔여 수명 알고리즘, 인공 지능 모듈, 모델링 모듈, 및 통계 기능로 이루어진 그룹으로부터 선택된 진단 기능을 포함하는 시스템 진단 모듈을 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상태 변화, 모드 변화, 동작 상태 변화, 오류, 필드 파라미터 변화, 필드 동작 특성 변화, 임계값을 초과하는 필드 파라미터 값, 알람, 경고, 및 임계값을 초과하는 필드 동작 특성 값으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 동작 이벤트와 관련된 사건을 감시하는 동작 감시 시스템을 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 전력 스위치 구성요소, 통신 링크 및 시스템 제어 구성요소는 단일 집적 어셈블리에 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 시스템 제어 구성요소는 사용자 입력을 수신하도록 구성된 사용자 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제29항에 있어서,상기 사용자 입력은 LED, LED 세그먼트, LCD, 진공 형광, 점 메트릭스 및 엔트리 어셈블리로 이루어진 그룹으로부터 선택된 디스플레이 또는 키, 버튼, 생체 인식, 터치 스크린 및 바코드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 제한 구성요소는 열 제한, 프로세스 제한, 사용자 정의 제한 또는 기설정된 제한으로 구성된 그룹으로부터 선택된 제한 특성을 포함하며, 상기 제한 특성들 중 하나 이상은 안정 또는 규제 요구 또는 사양과 연관될 수 있는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 센서는 온도 센서, 압력 센서, 유량 센서, 응력 센서, 동작 센서, 위치 센서, 전압 센서, 전류 센서, 홀 효과 센서, 자기 강도 센서, 가스 센서, 및 화학적 특성 센서로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 센서는 상기 제어 제한이 온도 제한일 때 상기 전력 로드의 온도를 감지하기 위한 온도 센서인 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제33항에 있어서,상기 온도 센서는 열전대(thermocouple), 저항 온도 검출기(RTD), 다이오드, 반도체 센서, 공명 온도 센서, 인프라 센서, 서미스터(thermistor), 및 트랜지스터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 제한은 압력, 습도, 유량으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 전력 제어 유닛의 하나 이상의 구성요소들에 전기 보호를 제공하기 위하여 상기 전력 공급기에 결합되도록 구성된 퓨즈 구성요소를 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제36항에 있어서,상기 퓨즈 구성요소는 고속 동작 가용성 링크 또는 저속 블로 가용성 링크 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 전력 제어 유닛은 상기 전력 로드의 동작 특성을 감지하기 위한 로드 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 전력 제어 유닛은 전력 측정 구성요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제39항에 있어서,상기 전력 측정 구성요소는 전압, 전류 및 위상각 중 적어도 하나를 감지하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 전력 스위치 구성요소는 접촉기, 릴레이, 무접점 장치, 나이프 스위치(knife switch), 수은 스위치 및 캠(cam) 스위치로 이루어진 그룹으로부터 선택된 스위치 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 시스템은 복수의 전력 제어 유닛들을 포함하고, 상기 전력 제어 유닛들 각각은 상기 통신 링크를 통하여 상기 시스템 제어 구성요소 및 서로 사이에서 통신하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,복수의 전력 제어 시스템들 사이의 통신 및 전력 제어 관리 또는 행정 시스템과의 통신을 위한 통신 인터페이스를 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,전력 제어 관리 시스템, 제조 시스템, 생산 시스템, 어셈블리 시스템, 프로세싱 시스템, 동작 제어 시스템, 자산 관리 시스템, 예보 유지 시스템을 포함하는 유지 시스템, 감독 제어 및 데이터 획득(SCADA) 시스템으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 외부 시스템과 통신하기 위한 통신 인터페이스를 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 통신 링크는 외부 통신 시스템과 통신하기 위한 외부 통신 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제45항에 있어서,상기 외부 통신 인터페이스는 필드 버스와 호환가능한 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 집적 결합 메커니즘은 상기 전력 제어 유닛의 복수의 구성요소들의 물리적 전기적 결합을 제공하기 위한 기계적 압축 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제47항에 있어서,상기 기계적 압축 어셈블리는 상기 전력 제어 유닛의 복수의 구성요소들에 연속적인 압축 압력을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제48항에 있어서,상기 기계적 압축 어셈블리는 실모양 장치 및 스프링을 포함하고, 상기 실모양 장치는 수용 장치로 상기 실모양 장치의 삽입을 제한하기 위한 어깨부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제47항에 있어서,상기 집적 결합 메커니즘은 집적 열 방출 구멍을 구비한 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제47항에 있어서,상기 집적 결합 메커니즘은 상기 상호 구성요소 연결 및 상호 구성요소 배열 중 적어도 하나를 제공하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 전력 제어 유닛의 하나 이상의 구성요소들은, 특성, 진단 파라미터, 프로파일 및 구성 중 적어도 하나를 저장하기 위한 구성요소 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 전력 제어 유닛의 하나 이상의 구성요소들은 특성, 진단, 프로파일 및 구성을 결정하기 위한 프로세싱 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 전력 제어 유닛의 하나 이상의 구성요소들은 진단, 고장수리 방법, 오류 검출, 오류 격리, 근본 이유, 세팅, 제한, 임계, 계측기, 고장 예측, 유지 과정, 유효성, 검증, 추적, 자동 구성, 구조 배열, 지문, 식별, 이론적 모델링, 자기 관리 및 자기 튜닝 규칙으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 시스템 또는 유닛 동작 프로세스를 수행하기 위한 프로세싱 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 전력 스위치 모듈은 "호키 퍽(hockey puck)" 구성을 구비한 무접점 릴레이 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제15항에 있어서,상기 시스템은 열 보호, 상태 지시 및 제로 교차 검출로 구성된 그룹으로부터 선택된 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 전력 제어 시스템에 복수의 구성요소들의 기계적 전기적 통신 연결을 위한 시스템 통합 결합 메커니즘;복수의 자기 식별 구성요소; 및복수의 자기 구성 구성요소를 포함하며,상기 자기 구성은 상기 복수의 구성요소들 중 다른 것의 수신된 자기 식별에 응답하는 것을 특징으로 하는 복수의 제어 시스템 구성요소들을 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제57항에 있어서,상기 복수의 구성요소들 중 두 개 이상은 제1 구성 및 제2 구성을 저장하기 위한 메모리를 포함하며, 상기 제1 구성은 제1 구성요소와 관련되고 상기 제2 구성은 제2 구성요소와 관련된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제57항에 있어서,제2 구성요소는 상기 전력 제어 시스템 내의 제2 구성요소의 설치에 응답하여 제1 구성요소로부터의 제2 구성요소 구성을 수신하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제57항에 있어서,상기 제1 구성요소는 제3 구성을 포함하며, 상기 제3 구성은 종래 구성, 기설정된 구성 또는 고정 구성 중 적어도 하나를 나타내는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 복수의 제1 구성요소 버전들을 갖는 제1 제어 구성요소;복수의 제2 구성요소 버전들을 갖는 제2 제어 구성요소; 및상기 제1 구성요소 및 제2 구성요소의 기계적, 전기적 통신 결합을 위한 시스템 통합 결합 메커니즘을 포함하며,상기 제1 구성요소 버전들 각각은 상기 시스템 통합 결합 메커니즘과 결합될 때 상기 제2 구성요소 버전들 각각과 동작가능한 것을 특징으로 하는 복수의 구성요소들을 갖는 전력 제어 시스템.
- 제61항에 있어서,상기 제1 구성요소 및 제2 구성요소들은 각각 접근 인식 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제61항에 있어서,상기 제1 구성요소는 자기 식별을 발생시키고 상기 제2 구성요소는 상기 제1 자기 식별 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제63항에 있어서,상기 제2 구성요소는 구성 관리 모듈을 포함하고 상기 제2 구성요소는 상기 수신된 제1 자기 식별 메시지에 응답하여 자기 구성 모드를 시작하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제63항에 있어서,상기 제2 구성요소는 시스템 프로파일을 포함하며, 수신된 제1 자기 식별 메시지를 상기 시스템 프로파일과 비교하고, 상기 제2 구성요소는 상기 비교에 응답하여 동작을 시작하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제61항에 있어서,상기 제1 구성요소 및 상기 제2 구성요소 각각은 프로세싱 모듈 및 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제61항에 있어서,상기 시스템 통합 결합 메커니즘은 상기 제1 구성요소 및 상기 제2 구성요소의 기계적 배열을 제공하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 전력 공급기로부터 전력 로드로 전력을 선택적으로 제공하기 위한 접촉기 전력 스위치;제한 스위칭 함수를 임계 제한의 함수로 제공하기 위한 임계 제한을 포함하는 제한 구성요소;전력 제어 시스템으로 집적 접촉기 스위치 및 제한 구성요소의 기계적 전기적 통신 결합을 위한 시스템 통합 결합 메커니즘; 및상기 스위치 및 제한 구성요소의 동작을 제어하기 위하여 상기 스위치 및 제한 구성요소로 제어 신호를 제공하기 위한 제어 구성요소를 포함하며,상기 제한 구성요소 및 상기 접촉기 전력 스위치는 상기 전력 제어 시스템의 집적 스위치 및 제한 구성요소로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제68항에 있어서,상기 집적 스위치 및 제한 구성요소는 상기 제어 구성요소와 독립된 제한 동작을 제공하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 전력 제어 시스템 내의 각 구성요소의 자기 식별을 발생시키는 단계;상기 작기 식별로서 각 구성요소의 식별을 기설정된 구성 및 프로파일 중 적어도 하나와 비교하는 단계; 및상기 비교에 응답하여 하나 이상의 구성요소들의 특성을 재구성하는 단계를 포함하는 복수의 전력 제어 구성요소를 갖는 전력 제어 시스템에서의 전력 제어 방법.
- 제어 유닛을 해제가능하게 수용하도록 구성된 하우징(housing), 전력 스위치를 수용하기 위한 상기 하우징 내의 공동(cavity), 입력 전력원으로의 결합을 위한 입력 전력 터미널, 전력 수신 로드로의 결합을 위한 출력 전력 터미널, 및 상기 입력 및 출력 전력 터미널과 상기 수용된 전력 스위치의 제어 단말들로의 고정된 전기적 결합을 위한 결합 고정 장치를 포함하는 베이스; 및상기 입력 전력 터미널에서 수신된 전력의 적어도 일부를 상기 출력 전력 터미널로 선택적으로 제공하기 위하여 상기 전력 스위치를 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함하며,상기 제어 유닛은 상기 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계된 하우징을 갖고, 상기 제어 유닛 및 베이스 각각은 상기 제어 유닛의 기능이 상기 베이스에 결합됨에 따라 상기 제어 유닛을 상기 수용된 전력 스위치의 제어 터미널들에 전기적으로 결합시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제어 유닛을 해제가능하게 수용하기 위한 하우징(housing)을 포함하고, 전력 스위치를 수용하기 위한 제1 공동, 제한 스위치를 수용하기 위한 제2 공동, 입력 전력 터미널, 수용된 전력 스위치의 출력 터미널로부터 스위치된 전력을 수신하도록 결합된 출력 전력 터미널, 상기 수용된 전력 스위치의 입력 및 출력 제어 터미널로의 결합을 위한 제어 결합기들 및 복수의 전기 연결들을 정의하는 베이스;상기 입력 전력 터미널, 상기 제1 공동 내에 수용된 상기 전력 스위치의 입력 터미널, 및 출력 전력 터미널에 직렬로 연결된 상기 전기 연결들의 일부에 의해 결합된 상기 제2 공동 내의 제한 스위치; 및상기 입력 전력 터미널에서 수신된 전력의 적어도 일부를 상기 출력 전력 터미널로 선택적으로 제공하기 위하여 상기 수용된 전력 스위치에 제어 신호들을 제공하고 상기 제한 스위치에 제어 신호들을 제공하기 위한 제어 유닛을 포함하며,상기 제어 유닛은 상기 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계된 하우징을 갖고, 상기 제어 유닛 및 베이스 각각은 상기 제어 유닛의 기능이 상기 베이스에 결합됨에 따라 상기 제어 유닛을 상기 수용된 전력 스위치의 제어 터미널들에 전기적으로 결합시키도록 구성되며, 상기 제어 유닛은 임계 제한 기능을 갖는 제한 구성요소를 포함하고, 상기 제한 스위치 제어 신호들은 상기 임계 제한 기능의 기능인 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 하우징을 포함하고, 전력 스위치를 수용하기 위하여 상기 하우징 내에 공동을 형성한 베이스를 갖는 집전 전력 제어 시스템에 사용하기 위한 제어 어셈블리에 있어서,로드에 전력을 선택적으로 제공하는 전력 스위치를 제어하기 위하여 제어 신호들을 발생시키도록 구성된 제어 모듈; 및상기 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계되고 상기 제어 모듈을 수용하기 위한 제어 하우징을 포함하며,상기 제어 하우징은 상기 제어 하우징이 상기 베이스 하우징에 결합할 때, 상기 하우징 공동 내의 상기 전력 스위치로 상기 발생한 제어 신호를 제공하기 위한 상기 베이스 하우징 상의 제어 결합기들에 전기적으로 결합하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 하우징을 갖는 베이스에 정의된 공동으로 전력 스위치를 삽입하는 단계;상기 전력 스위치의 입력 터미널에 입력 전력 터미널을 결합시키는 단계;상기 전력 스위치의 출력 터미널이 출력 전력 터미널을 결합시키는 단계;상기 전력 스위치의 제1 제어 터미널에 제1 제어 부착 고정 장치를 결합시키는 단계;상기 전력 스위치의 제2 제어 터미널에 제2 제어 부착 고정 장치를 결합시키는 단계; 및상기 베이스 하우징에 제어 하우징을 갖는 제어 유닛을 삽입하는 단계를 포함하며,상기 제어 하우징 및 베이스 하우징은 상기 베이스에 삽입된 제어 유닛을 해 제가능하게 결합시키도록 구성되고, 상기 제어 유닛을 삽입하는 단계는 상기 제1 제어 부착 고정 장치 및 상기 제2 제어 부착 고정 장치에 상기 제어 유닛을 압축 결합시키는 단계 및 상기 제어 유닛과 상기 전력 스위치의 제어 터미널 각각 사이에 전기적 연결을 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 유닛 조립 방법.
- 제어 유닛을 해제가능하게 수용하도록 구성된 하우징(housing), 호키 퍽 구성을 갖는 무접점 릴레이를 수용하기 위한 상기 하우징 내의 공동(cavity), 입력 전력원으로의 결합을 위한 입력 전력 터미널, 전력 수신 로드로의 결합을 위한 출력 전력 터미널, 및 상기 입력 및 출력 전력 터미널과 상기 수용된 무접점 릴레이의 제어 단말들로의 고정된 전기적 결합을 위한 결합 고정 장치를 포함하는 베이스; 및상기 입력 전력 터미널에서 수신된 전력의 적어도 일부를 상기 출력 전력 터미널로 선택적으로 제공하기 위하여 상기 무접점 릴레이를 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함하며,상기 제어 유닛은 상기 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계된 하우징을 갖고, 상기 제어 유닛 및 베이스 각각은 상기 제어 유닛의 기능이 상기 베이스에 결합됨에 따라 상기 제어 유닛을 상기 수용된 무접점 릴레이의 제어 터미널들에 전기적으로 결합시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,제1 결합 고정 장치는 상기 수용된 무접점 릴레이의 입력 터미널에 상기 입력 전력 터미널을 전기적으로 결합시키고, 제2 결합 고정 장치는 상기 수용된 무접점 릴레이의 출력 저녁 터미널에 상기 출력 전력 터미널을 전기적으로 결합시키며, 상기 엽력 전력 결합기 및 출력 전력 결합기, 및 베이스 하우징은 상기 수용된 무접점 릴레이로 상기 베이스를 고정되게 결합시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제76항에 있어서,상기 입력 전력 결합기는 제1 버스 바(bus bar)를 포함하고, 상기 출력 전력 결합기는 제2 버스 바를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제77항에 있어서,상기 제1 버스 바 및 제2 버스 바 중 적어도 하나는 전류 감지부를 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제76항에 있어서,상기 제1 버스 바 및 제2 버스 바 각각은 상기 무접점 릴레이로 상기 베이스 하우징을 기계적으로 결합시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 무접점 릴레이 제어 터미널들에 고정되게 전기적으로 결합하는 상기 결합 고정 장치는 상기 베이스에 상기 제어기가 해제가능하게 결합될 때 상기 제어 유닛의 제어 표면에 압축적으로 접촉하고 전기적으로 접촉하도록 구성된 스프링 접촉을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 무접점 릴레이의 제어 터미널 및 상기 베이스 하우징에 고정되게 전기적으로 결합하는 결합 고정 장치는 상기 무접점 릴레이에 상기 베이스를 고정 결합시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 제어 하우징은 꼭대기 단, 바닥 단, 및 두 세트의 대향 측면들을 포함하며, 대향 측면들의 각 세트는 두 개의 서로 다른 베이스 하우징들의 다른 탑재 방향에 해제가능하게 결합하도록 구성된 가요성 래치(latch)들의 세트가 형성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 베이스 하우징의 꼭대기 단 및 상기 제어 하우징의 하부에는 상기 베이스 하우징으로의 상기 제어 하우징의 선택적 결합을 위한 상호동작가능한 키 잉(keying) 및 잠금 고정 장치가 형성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 베이스 하우징의 공동은 수용된 무접점 릴레이의 열 전도성 표면이 베이스 하우징의 하단 아래로 확장되어 수용된 무접점 릴레이가 탑재된 표면에 접촉할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 베이스 하우징은 복수의 호키 퍽 무접점 릴레이들 중 하나를 수신하도록 구성되고, 각 무접점 릴레이는 상기 무접점 릴레이의 하부 열 전도성 표면에 의해 정의된 하부 기준면으로부터 다른 터미널 높이를 갖고, 상기 베이스 공동 및 하우징은 상기 베이스를 수신하고 상기 베이스를 그들의 터미널 높이와 독립적인 상기 복수의 호키 퍽 무접점 릴레이 각각에 물리적이고 전기적으로 결합시키기 위한 연결 기준면을 제공하도록 구성되며, 수신된 무접점 릴레이의 하부 열 전도성 표면을 상기 수신된 무접점 릴레이가 탑재되는 표면에 실질적으로 접촉시키기 위하여 상기 베이스 하우징의 하부단 너머로 상기 복수의 호키 퍽 무접점 릴레이 각각에 대한 하부 열 전도성 표면들 각각까지 확장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 제어 유닛은 비례, 적분, 미분(PID) 함수; 적응 PID 함수; 비례 함수; 비례/적분 함수; 비례, 적분 및 2계 미분 제어(PIDD) 함수; 피드 포워드(feed forward) 함수; 및 피드백(feedback) 함수로 이루어진 그룹으로부터 선택된 제어 함수를 갖는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 제어 하우징은 상기 제어 유닛 하우징의 외부로부터 커넥터를 수용하도록 설계된 커넥터 수용 공동을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제87항에 있어서,상기 제어 하우징은 상기 제어 유닛 내에 포함된 PCD 기판으로부터의 핀들을 수용하기 위하여 상기 수용 공동 내에 홀들을 정의하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제87항에 있어서,상기 제어 하우징은 외부 시스템에 결합하기 위한 복수의 커넥터들을 수용하도록 설계되고, 상기 베이스 하우징 및 상기 제어 유닛 하우징은 상기 무접점 릴레이의 풋프린트보다 실질적으로 크지 않는 풋프린트를 갖도록 크기가 결정되며, 상기 베이스 하우징 및 상기 제어 유닛 하우징은 상기 수용된 무접점 릴레이의 풋프린트 주변에 실질적으로 위치하도록 설계된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제87항에 있어서,상기 제어 유닛은 상기 제어 하우징의 내부에 하나 이상의 제어 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하고, 적어도 하나의 제어 PCB는 상기 커넥터 수용 공동 내에 수용된 암 커넥터에 상기 적어도 하나의 제어 PCB를 양면으로 결합시키기 위한 F-터미널을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 제어 유닛은 출력 전력 터미널에 제공된 전류를 감지하기 위한 상기 제어 하우징 내의 전류 센서를 포함하며, 상기 전류 센서는 상기 출력 전력 터미널에 상기 무접점 릴레이에 의해 선택적으로 제공된 전류를 감지하기 위하여 상기 제어 유닛 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제91항에 있어서,상기 제어 유닛은 감지된 제한 특성 및 상기 감지된 전류 중 적어도 하나의 함수로 접촉기를 제어하기 위한 제한 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제91항에 있어서,상기 베이스는 전류 감지부를 갖는 버스 바를 포함하고, 상기 제어 하우징, 상기 베이스 하우징 및 상기 버스 바는 상기 베이스에 상기 제어 유닛을 해제가능하게 결합시킬 때 상기 센서를 상기 버스 바의 전류 감지부와 일렬로 배열시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 무접점 릴레이는 제1 전력 스위치이고, 상기 제어 유닛은 제한 센서로부터 수신된 감지된 제한 동작 특성의 함수로 제2 전력 스위치로 공급 전력의 전달을 제어하기 위한 제한 모듈을 포함하며, 상기 제한 모듈은 상기 제한 센서로의 연결 및 상기 감지된 제한 동작 특성을 수신하기 위한 제한 센서 인터페이스 및 상기 제2 전력 스위치로 제어 신호를 제공하기 위한 전력 스위치 제어 인터페이스를 갖는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 제어 유닛은 제2 제어 시스템 및 원격 동작 시스템 중 적어도 하나와의 통신을 제공하도록 구성된 통신 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제95항에 있어서,상기 통신 인터페이스는 WatBusTM, 달라스 반도체 원-와이어 프로토 콜(Dallas Semiconductor one-wire portocol), Seriplex, 센서버스, DeviceNet 버스, FMS, Lon Works, Control Area Network(CAN), Interbus S, SDLC, AS-Interface(AS-i), Local Interconnect 버스(LIN-bus), IEEE-1118 버스, Profibus, Ethernet TCP/IP를 포함하는 기업 통신 버스, Internet, 토큰 링 LAN, Ethernet LAN, PDDI 네트워크, 개인 데이터 네트워크, IDSN, VPN으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 통신과 호환가능하도록 설계된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 제어 유닛은 특성, 진단 파라미터, 프로파일 및 구성 중 적어도 하나를 저장하기 위한 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 제어 유닛은 전력 제어 시스템의 특성, 진단, 프로파일 및 구성을 결정하기 위한 프로세싱 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 무접점 릴레이의 입력 터미널 또는 출력 터미널 중 적어도 하나와 직렬로 결합된 제한 스위치를 더 포함하며,상기 베이스 하우징은 상기 제한 스위치를 수용하고 고정되게 보유하도록 구성된 접촉기 공동을 더 정의하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제99항에 있어서,상기 제어 유닛 하우징은 상기 접촉기 공동을 정의하는 베이스 하우징 및 상기 접촉기 공동을 정의하지 않는 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제99항에 있어서,상기 무접점 릴레이의 입력 터미널 전에 상기 접촉기의 출력에서 선택적으로 제공된 전력의 적어도 일부를 분기시키기 위한 중간 전력 탭을 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제101항에 있어서,상기 베이스 하우징은 접촉기 코브(cove)를 제거하지 않고 상기 중간 전력 탭으로의 연결을 가능하게 하기 위한 중간 탭 포트를 구비한 접촉기 코브를 포함하며, 상기 중간 탭 포트를 통하여 상기 중간 전력 탭에 전기적으로 결합된 2차 전력 스위칭 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제99항에 있어서,상기 베이스 하우징은 상기 베이스 하우징에 상기 제어 유닛의 결합시 압축에 의한 접촉을 위하여 위치한 접촉기 제어 인터페이스를 포함하며, 상기 접촉기 제어 인터페이스는 상기 접촉기의 제어 리드들에 전기적으로 결합되고, 상기 접촉기 제어 인터페이스는 상기 접촉기의 상기 제어 리드들에 상기 제어 유닛을 전기적으로 결합시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제99항에 있어서,상기 제어 유닛은 상기 무접점 릴레이의 출력 터미널에 의해 제공된 전류를 감지하기 위한 전류 센서 및 감지된 제한 특성과 상기 감지된 전류의 함수로 상기 접촉기를 제어하기 위한 제한 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제99항에 있어서,상기 베이스 하우징은 하단 상에 상기 무접점 릴레이 공동으로부터 상기 하단의 대향 부분에 위치한 지지 구조물을 포함하고, 상기 지지 구조물은 상기 베이스 하우징이 탑재면에 결합할 때 상기 베이스 하우징의 지지를 가능하게 하기 위하여 상기 하단으로부터 아래로 확장된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 무접점 릴레이 및 상기 베이스 하우징의 부착을 위하여 구성된 방열판을 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제106항에 있어서,상기 방열판은 상기 베이스 하우징의 풋프린트보다 실질적으로 크지 않는 풋프린트를 갖도록 크기가 결정되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 베이스 하우징은 상기 공동 내에 수용된 무접점 릴레이의 풋프린트보다 실질적으로 크지 않는 풋프린트를 갖도록 크기가 결정되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 제어 유닛은 전력 측정 구성요소를 포함하고, 상기 제어 시스템은 상기 출력 전력 터미널에 제공된 전류와 관련된 전압을 측정하도록 구성된 전력 측정 센서를 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 입력 전력 터미널에서 수신된 전력을 수신하도록 구성된 가용성 링크를 더 포함하고, 상기 베이스 하우징은 상기 가용성 링크의 적어도 일부를 고정되게 결합하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제75항에 있어서,상기 베이스 및 상기 제어 유닛은 단상 전력, 2상 전력 및 3상 전력 중 적어도 하나를 전력 로드에 제공하는 것을 선택적으로 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제어 유닛을 해제가능하게 수용하도록 구성된 하우징(housing)을 포함하고, 전력 스위치를 수용하기 위한 제1 공동, 제한 스위치를 수용하기 위한 제2 공동, 입력 전력 터미널, 상기 수용된 전력 스위치의 출력 터미널로부터 변경된 전력을 수신하기 위하여 결합된 출력 전력 터미널, 상기 수용된 전력 스위치의 입력 및 출력 제어 터미널에 결합한 제어 결합기들, 복수의 전기적 연결들을 정의하는 베이스; 및상기 제2 공동 내에 상기 전기적 연결들의 일부에 의해 상기 입력 전력 터미널, 상기 제1 공동 내에 수용된 전력 스위치의 입력 터미널, 및 상기 출력 전력 터미널에 직렬로 결합된 제한 스위치; 및상기 제한 스위치에 제어 신호들을 제공하고, 상기 입력 전력 터미널에서 수신된 전력의 적어도 일부를 상기 출력 전력 터미널로 선택적으로 제공하기 위하여 상기 수용된 전력 스위치에 제한 신호들을 제공하기 위한 제어 유닛을 포함하며,상기 제어 유닛은 상기 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계된 하우징을 갖고, 상기 제어 유닛 및 베이스는 제어 유닛의 기능이 상기 베이스에 해제가능하게 결합됨에 따라 상기 제어 유닛을 상기 수용된 전력 스위치의 제어 터미널들에 전기적으로 결합시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제112항에 있어서,상기 전력 스위치는 호키 퍽 구성을 가진 무접점 릴레이인 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제112항에 있어서,상기 베이스는 상기 제어 유닛, 상기 전력 스위치, 상기 제한 스위치 및 상기 제한 구성요소들을 집적 전력 제어 시스템으로 기계적 전기적으로 결합시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제112항에 있어서,상기 제1 공동 내에 위치하고 상기 베이스 하우징에 결합된 전력 스위치를 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제112항에 있어서,상기 베이스 하우징의 바닥 단에 결합된 방열판을 더 포함하며,상기 방열판 및 베이스 하우징은 실질적으로 유사한 풋프린트를 갖도록 크기가 결정되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제112항에 있어서,상기 제1 공동 내에 위치되고 상기 베이스 하우징 및 상기 방열판에 결합된 호키 폭 구성을 가진 무접점 릴레이를 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제112항에 있어서,상기 전력 스위치의 입력 터미널 전에 상기 제한 스위치의 출력에서 선택적으로 제공된 전력의 적어도 일부를 분기시키기 위한 중간 전력 탭을 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제112항에 있어서,상기 베이스 하우징은 상기 제어 유닛을 상기 베이스 하우징에 결합하는 동안 압축에 의한 접촉을 위하여 위치한 제한 스위치 제어 인터페이스를 포함하고, 상기 제한 스위치 제어 인터페이스는 상기 제한 스위치의 제어 리드들에 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제112항에 있어서,상기 제어 유닛은 상기 출력 전력 터미널에 제공된 전류를 감지하기 위한 전류 센서 및 감지된 제한 특성 및 상기 감지된 전류의 함수로 상기 제한 스위치를 제어하기 위한 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제112항에 있어서,상기 제어 유닛은 전력 특정 구성요소를 포함하고, 상기 출력 전력 터미널에 제공된 전류와 관련된 전압을 측정하도록 구성된 전력 측정 센서를 더 포함하는 전력 제어 시스템.
- 제112항에 있어서,상기 입력 전력 터미널에 수신된 전력을 수신하도록 구성된 가용성 링크를 더 포함하고, 상기 베이스 하우징은 상기 가용성 링크의 적어도 일부를 고정되게 결합시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 제112항에 있어서,상기 베이스 및 제어 유닛은 단상 전력, 2상 전력, 3상 전력 중 적어도 하나를 전력 로드에 선택적으로 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.
- 전력 로드에 전력을 선택적으로 제공하기 위하여 전력 스위치를 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키도록 구성된 제어 모듈; 및상기 제어 모듈을 수용하고 베이스 하우징에 해제가능하게 결합되도록 설계된 제어 하우징을 포함하며,상기 제어 하우징은 상기 베이스 하우징에 상기 제어 하우징을 결합시킬 때 상기 하우징 공동 내의 전력 스위치에 상기 발생한 제어 신호를 제공하기 위하여 상기 베이스 하우징 상의 제어 결합기들에 전기적으로 결합되도록 구성된 것을 특징으로 하는, 하우징을 포함하고 전력 스위치를 수용하기 위하여 하우징 내에 공동을 정의하는 베이스를 갖는 집적 전력 제어 시스템에서의 사용을 위한 제어 어셈블리.
- 제124항에 있어서,상기 전력 스위치는 호키 퍽 구성을 갖는 무접점 릴레이며, 상기 베이스 하우징은 상기 무접점 릴레이를 수용하기 위한 하우징을 정의하는 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제124항에 있어서,상기 제어 하우징은 오직 전력 스위칭 장치로서 호키 퍽 구성을 갖는 무접점 릴레이를 수용하기 위한 공동을 갖는 제1 베이스 하우징을 갖는 제1 베이스 및 호키 퍽 구성을 갖는 무접점 릴레이를 수용하기 위한 제1 공동 및 상기 무접점 릴레이와 직렬로 연결된 제한 스위치를 수용하기 위한 제2 공동을 구비한 제2 베이스 하우징을 갖는 제2 베이스에 삽입되도록 설계된 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제126항에 있어서,상기 제어 하우징은 상단, 하단, 및 두 세트의 대향 측면을 포함하며, 대향 측면들의 각 세트는 제1 베이스 하우징 및 제2 베이스 하우징을 위하여 다른 탑재 방향에 해제가능하게 결합하도록 구성된 가요성 래치들의 세트를 정의하는 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제124항에 있어서,상기 제어 어셈블리는 비례, 적분, 미분(PID) 함수; 적응 PID 함수; 비례 함수; 비례/적분 함수; 비례, 적분 및 2계 미분 제어(PIDD) 함수; 피드 포워드(feed forward) 함수; 및 피드백(feedback) 함수로 이루어진 그룹으로부터 선택된 제어 함수를 갖는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제124항에 있어서,상기 제어 하우징은 상기 제어 하우징의 외부로부터 커넥터를 수용하도록 설계된 커넥터 수용 공동을 정의하는 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제129항에 있어서,상기 커넥터 하우징은 상기 제어 하우징 내에 포함된 PCB로부터의 핀들을 수용하기 위하여 커넥터 수용 공동 내에 홀들을 정의하는 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제130항에 있어서,상기 하우징의 내부에 하나 이상의 제어 인쇄 회로 기판(PCB)을 더 포함하고, 적어도 하나의 제어 PCB는 상기 제어 어셈블리의 커넥터 수용 공동 내에 정으된 홀을 통하여 수용된 암 커넥터에 상기 적어도 하나의 제어 PCB를 양면으로 결합시키기 위한 F-터미널을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제131항에 있어서,상기 수 F-터미널의 각 핀들은 상기 인쇄 회로 기판에 개별적으로 결합된 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제131항에 있어서,상기 제어 하우징의 일부를 덮고 상기 커넥터 수용 공동을 정의하도록 설계된 제어 커버를 더 포함하고, 상기 커버는 상기 커넥터 수용 공동과 관련된 커낵터 보유 장치를 가지며, 상기 커넥터 보유 장치는 삽입 후 상기 커넥터 수용 공통 내에 암 커넥터를 보유하도록 구성된 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제124항에 있어서,상기 커넥터 수용 공동은 상기 커넥터 수용 공동 내의 암 커넥터의 기결정된 방향을 제공하기 위하여 대응적으로 구성된 수 커넥터를 선택적으로 수용하기 위한 키잉(keying)을 갖는 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제124항에 있어서,상기 제어 어셈블리는 상기 출력 전력 터미널에 선택적으로 제공되는 전력과관련된 전류를 감지하기 위하여 상기 제어 하우징 내에 전류 센서를 포함하고, 상기 전류 센서는 상기 베이스 하우징에 상기 제어 하우징이 해제가능하게 결합할 때 상기 베이스 하우징의 전류 감지부와 일렬로 배열되도록 상기 제어 하우징 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제124항에 있어서,상기 전력 스위치는 제1 전력 스위치이고, 제한 센서로부터 수신된 감지된 제한 동작 특성의 함수로 제2 전력 스위치를 제어하기 위한 전력 모듈을 더 포함하며, 상기 전력 모듈은 상기 제한 센서로의 연결 및 상기 감지된 제한 동작 특성을 수신하기 위한 제한 센서 인터페이스 및 상기 제2 전력 스위치로 제어 신호를 제공하기 위한 전력 스위치 제어 인터페이스를 갖는 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제124항에 있어서,제2 제어 어셈블리 및 원격 동작 시스템 중 적어도 하나와의 통신을 제공하도록 구성된 통신 인터페이스를 더 포함하는 제어 어셈블리.
- 제137항에 있어서,상기 통신 인터페이스는 유선, 광학, 및 무선 통신 링크로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 통신 설비용으로 설계된 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제137항에 있어서,상기 통신 인터페이스는 WatBusTM, 달라스 반도체 원-와이어 프로토콜(Dallas Semiconductor one-wire portocol), Seriplex, 센서버스, DeviceNet 버스, FMS, Lon Works, Control Area Network(CAN), Interbus S, SDLC, AS-Interface(AS-i), Local Interconnect 버스(LIN-bus), IEEE-1118 버스, Profibus, Ethernet TCP/IP를 포함하는 기업 통신 버스, Internet, 토큰 링 LAN, Ethernet LAN, PDDI 네트워크, 개인 데이터 네트워크, IDSN, VPN으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 통신과 호환가능하도록 설계된 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제124항에 있어서,상기 제어 모듈은 특성, 진단 파라미터, 프로파일 및 구성 중 적어도 하나를 저장하기 위한 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제140항에 있어서,상기 메모리는 EPROM, EEPROM, RFID 태그, 플래시 메모리, 네트워크 상의 가상 저장 위치, 메모리 장치, 컴퓨터 판독가능 매체, 컴퓨터 디스크 및 정보를 통신 하도록 동작하는 저장 장치로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제124항에 있어서,상기 제어 모듈은 상기 전력 제어 시스템의 특성, 진단, 프로파일 및 구성을 결정하기 위한 프로세싱 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 제124항에 있어서,상기 제어 모듈은 진단, 수리 방법, 오류 검출, 오류 격리, 근본 원인, 세팅, 제한, 임계, 계측, 고장 예측, 유지 과정, 유효성, 검증, 추적, 자동 구성, 구조 배열, 지문, 식별, 이론적 모델링, 자기 관리 및 자기 튜닝 규칙으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어셈블리 동작 프로세스를 수행하기 위한 프로세싱 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 어셈블리.
- 하우징을 갖는 베이스에 의해 정의된 공동 내에 호키 퍽 구성을 갖는 무접점 릴레이를 삽입하는 단계;상기 무접점 릴레이의 입력 터미널에 입력 전력 터미널을 결합시키는 단계;상기 무접점 릴레이의 출력 터미널에 출력 전력 터미널을 결합시키는 단계;상기 무접점 릴레이의 제1 전력 터미널에 제1 제어 부착 고정 장치를 결합시키는 단계;상기 무접점 릴레이의 제2 전력 터미널에 제2 제어 부착 고정 장치를 결합시키는 단계; 및상기 베이스 하우징 상에 제어 하우징을 갖는 제어 유닛을 삽입하는 단계를 포함하며,상기 제어 하우징 및 베이스 하우징은 상기 베이스에 상기 삽입된 제어 유닛을 해제가능하게 결합하도록 구성되며,상기 제어 유닛을 삽입하는 단계는 상기 제어 유닛을 상기 제1 제어 부착 고정 장치 및 상기 제2 제어 부착 고정 장치에 상기 제어 유닛을 압축적으로 결합시키는 단계 및 상기 제어 유닛과 상기 무접점 릴레이의 각 제어 터미널들 사이에 전기적 연결을 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 유닛 조립 방법.
- 제144항에 있어서,탑재면에 상기 무접점 릴레이를 부착시키는 단계를 더 포함하는 전력 제어 유닛 조립 방법.
- 제144항에 있어서,상기 입력 전력 터미널을 실질적으로 덮기 위하여 상기 베이스 하우징에 제1 커넥터 후드 및 상기 출력 전력 터미널을 실질적으로 덮기 위하여 상기 베이스 하우징에 제2 커넥터 후드 중 적어도 하나를 해제가능하게 결합시키는 단계를 더 포 함하는 전력 제어 유닛 조립 방법.
- 제144항에 있어서,상기 무접점 릴레이에 버스 바를 부착시키는 단계를 더 포함하며,상기 버스 바를 부착시키는 단계는 상기 버스 바를 구비한 무접점 릴레이에 상기 베이스 하우징을 고정되게 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 유닛 조립 방법.
- 제147항에 있어서,상기 버스 바는 전류 감지부 및 상기 제어 하우징 내에 전류 센서를 포함하는 제어 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛을 상기 베이스 하우징에 삽입하는 단계는 상기 버스 바의 전류 감지부 주변에 상기 전류 센서를 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 유닛 조립 방법.
- 제144항에 있어서,상기 제어 하우징 내에 양면 PCB 기판을 설치하는 단계를 더 포함하며,상기 PCB 기판을 설치하는 단계는 상기 제어 하우징의 커버에 의해 정의된 홀들을 통하여 PCB 기판에 연결된 복수의 F-커넥터 핀들을 상기 커버 홀들의 외부 상의 암 커넥터로 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 유닛 조립 방법.
- 제144항에 있어서,상기 제어 하우징에 의하여 정의된 커넥터 수용 공동에 커넥터를 삽입하는 단계를 더 포함하며,상기 커넥터를 삽입하는 단계는 상기 제어 하우징에 상기 커넥터를 해제가능하게 결합시키는 단계 및 상기 커넥터에 커넥터 보유 고정 장치를 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 유닛 조립 방법.
- 제144항에 있어서,상기 베이스 하우징의 커넥터 공동에 제한 스위치를 삽입하는 단계; 및상기 입력 전력 터미널, 상기 무접점 릴레이의 입력 터미널, 및 상기 출력 전력 터미널에 직렬로 상기 제한 스위치를 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함하는 전력 제어 유닛 조립 방법.
- 제151항에 있어서,상기 제어 유닛의 커넥터 제어 구성요소를 압축 접촉하는 위치에 상기 베이스 하우징 상에 접촉기 제어 커넥터를 삽입하는 단계를 더 포함하며,상기 베이스 상에 상기 제어 유닛을 삽입하는 단계는 상기 제어 유닛 및 상기 접촉기의 제어부 사이에 전기적 연결을 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 유닛 조립 방법.
- 제144항에 있어서,상기 입력 전력 터미널 및 상기 출력 전력 터미널에 직렬로 가용성 링크를 연결시키는 단계를 더 포함하며,상기 베이스 하우징은 상기 가용성 링크의 적어도 일부를 고정되게 보유하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 유닛 조립 방법.
- 제144항에 있어서,상기 제어 유닛 내에 전력 측정 모듈을 삽입하는 단계 및 상기 제어 유닛에 전력 측정 센서를 연결시키는 단계를 더 포함하는 전력 제어 유닛 조립 방법.
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