KR20070095694A - 유비쿼터스 환경을 지원하는 반도체 분전반 - Google Patents

유비쿼터스 환경을 지원하는 반도체 분전반 Download PDF

Info

Publication number
KR20070095694A
KR20070095694A KR1020060026206A KR20060026206A KR20070095694A KR 20070095694 A KR20070095694 A KR 20070095694A KR 1020060026206 A KR1020060026206 A KR 1020060026206A KR 20060026206 A KR20060026206 A KR 20060026206A KR 20070095694 A KR20070095694 A KR 20070095694A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
current
communication
module
semiconductor
Prior art date
Application number
KR1020060026206A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101084790B1 (ko
Inventor
김영일
Original Assignee
주식회사 아이파워
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아이파워 filed Critical 주식회사 아이파워
Priority to KR1020060026206A priority Critical patent/KR101084790B1/ko
Publication of KR20070095694A publication Critical patent/KR20070095694A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101084790B1 publication Critical patent/KR101084790B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/025—Safety arrangements, e.g. in case of excessive pressure or fire due to electrical defect
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/015—Boards, panels, desks; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/04—Mounting thereon of switches or of other devices in general, the switch or device having, or being without, casing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/24—Circuit arrangements for boards or switchyards
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/22—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/12—The local stationary network supplying a household or a building
    • H02J2310/14—The load or loads being home appliances
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/242—Home appliances

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Distribution Board (AREA)

Abstract

본 발명의 반도체 분전반은 주 배선용 차단기와 상기 주 배선용 차단기의 하위 분기회로에 다수의 교류용 반도체 차단기와 다수의 직류용 반도체 차단기가 설치되어 이루어지며, 상기 다수의 교류용 또는 직류용 반도체 차단기 가운데 적어도 하나는 통신/전력 계측 모듈과 연결되어 동작하며 유비쿼터스 환경도 지원한다.
본 발명의 교류용 반도체 차단기는 반도체 분전반 내부에 설치되어 특정 회선의 전원을 차단하며 상기 특정 회선의 부하선로에 흐르는 영상전류의 크기를 감지하여 사고전류를 검출하여 상기 통신/전력 계측 모듈에 검출결과를 통지하는 영상전류감지기; 상기 특정 회선의 부하선로에 흐르는 부하전류를 감시하고 있여 선로에 이상전류가 흐르는 것을 감지한 경우 감지결과를 상기 통신/전력 계측 모듈에 통지하며 상기 영상전류감지기의 전단에 설치되는 전류감지기; 상기 영상전류감지기 또는 전류감지기로부터 부하선로에 사고전류 또는 이상전류가 발생하였다고 판단한 상기 통신/전력 계측 모듈의 제어신호에 의해 내부의 JFET 게이트 전원이 조절되어 1차적으로 상기 부하선로에 흐르는 전원을 차단하는 IC부; 상기 부하선로에 사고전류 또는 이상전류가 발생한 경우 상기 통신/전력 계측 모듈의 제어신호에 의해 2차적으로 상기 부하선로의 차단스위치를 차단시키는 트립제어기; 유비쿼터스 환경을 지원하기 위한 자율센서 인터페이스부; RF인식부 및 광대역통신부를 구비하여 이루어진다.
그리고 직류용 반도체 차단기는 반도체 분전반 내부에 설치되어 특정 회선의 전원을 차단하며 상기 차단스위치의 후단에 설치되어 상기 특정 회선의 부하선로에 이상전류가 흐르는 것을 감지하여 상기 통신/전력 계측 모듈에 통지하여 상기 통신/전력 계측 모듈의 제어에 의해 상기 차단스위치를 차단하도록 하는 감지부; 상기 감지부 후단에 설치되어 교류전원을 직류로 정류하여 직류부하에 공급하는 DC정류모듈; 상기 DC정류모듈에 의해 정류된 직류전원을 다시 특정 주파수의 교류전원으로 변환시키기 위한 인버터 파워모듈; 및 상기 인버터 파워모듈로부터 출력되는 특정 주파수의 교류전원의 특정 주파수를 필터링하여 상기 통신/전력 계측 모듈의 필터변환모듈로 전송하기 위한 필터모듈을 구비하여 이루어진다.
상기한 본 발명의 반도체 분전반은 통신/전력 계측 모듈을 구비하고 있어서 휴대전화나 컴퓨터에 의한 가전제품의 운전, 정지 및 운전상황 확인이 가능하다.
반도체 분전반, 반도체 차단기, 통신/전력 계측 모듈, 유비쿼터스.

Description

유비쿼터스 환경을 지원하는 반도체 분전반{A smart cabinet panel using solid state switches supporting ubiquitous environments}
도 1은 본 발명에 따른 반도체 분전반의 구성도.
도 2는 도 1의 분전반에 사용되는 교류용 하이브리드 반도체누전차단기와 통신/전력 계측 모듈이 결합된 구성도.
도 3은 도 1의 분전반에 사용되는 직류용 하이브리드 반도체누전차단기와 통신/전력 계측 모듈이 결합된 구성도.
< 도면 주요 구성요소의 부호 설명 >
100: 반도체 차단기(Hybrid solid-state earth leakage breaker) - 교류용
100': HSLB - 직류용 110: 트립제어기
115: 차단스위치 120: 전류감지기
125: IC부 130: 영상전류감지기
140: 입력측 단자 145: 출력측 단자
150: 감지부 160: DC정류모듈
170: 인버터 파워 모듈 180: 필터 모듈
200: 통신/전력 계측 모듈 210: 전원공급부
220: 제어부 230: A/D 변환부
240: MPU 250: 동기필터변환모듈
260: PLC/XML부 270: LCD 디스플레이
280: 입력부 290: 적외선 모듈
292: 자율 센서 인터페이스부 294: RF 인식부
296: 광대역통신부 300: 주차단기
1000: 스마트 캐비넷 분전반
이 분야의 종래기술로는 본 발명 출원인에 의해 출원된 한국특허 "반도체 스위치를 이용한 스마트 캐비넷 판넬" (특허출원번호 제10-2005-75948호, 2005. 8. 18 출원)이 있다.
본 발명은 반도체 스위치를 이용한 스마트 캐비넷 분전반에 대한 것이다. 특히 본 발명은 유비쿼터스 환경을 지원하는 통신/전력용 계측모듈을 내부에 탑재한 분전반에 관한 것이다.
종래의 분전반들은 단순히 옥내 배선용 차단기들의 집합체로서 옥내배선의 회로들을 차단하는 것이 주 목적이었다. 그리고 각 회로별로 누전전류나 과전류를 차단하는 이외의 별다른 기능성 분전반이 없었던 것이 사실이다.
본 발명 출원인에 의해 출원된 한국특허 10-2005-75948는 이러한 점을 탈피하기 위해 창안된 것으로 반도체 스위치를 이용하고 있는 점에서 종래의 분전반보다 훨씬 진보된 것이었다. 이런 형태의 분전반은 교류뿐만 아니라 직류도 공급할 수 있으며, 주파수가 다른 교류도 공급할 수 있는 등 매우 우수한 기술이다. 그러나 원격제어 모듈 및 통신 모듈을 융합하는 기능이 매우 취약하였다.
시대적으로 분전반과 전력, 가스 등의 원격제어를 위한 서버 기능이 동시에 구비될 필요성이 대두됨에 따라서 원격제어 모듈 및 통신 모듈을 보다 강력하게 융합할 수 있는 기술에 대한 필요성이 점증하고 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서 분전반과 전력, 가스 등의 원격제어를 위한 서버 기능이 동시에 구비될 수 있도록 하기 위해 보다 향상된 원격제어 모듈 및 통신 모듈을 내부에 탑재한 반도체 분전반에 대한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적과 장점은 하기된 발명의 상세한 설명을 읽고 첨부된 도면을 참조하면 보다 명백해질 것이다.
< 바람직한 실시예 >
본 발명의 반도체 분전반은 주 배선용 차단기와 상기 주 배선용 차단기의 하위 분기회로에 다수의 교류용 반도체 차단기와 다수의 직류용 반도체 차단기가 설치되어 이루어지며, 상기 다수의 교류용 또는 직류용 반도체 차단기 가운데 적어도 하나는 통신/전력 계측 모듈과 연결되어 동작한다.
교류용 반도체 차단기는 반도체 분전반 내부에 설치되어 특정 회선의 전원을 차단하며 상기 특정 회선의 부하선로에 흐르는 영상전류의 크기를 감지하여 사고전류를 검출하여 상기 통신/전력 계측 모듈에 검출결과를 통지하는 영상전류감지기; 상기 특정 회선의 부하선로에 흐르는 부하전류를 감시하고 있여 선로에 이상전류가 흐르는 것을 감지한 경우 감지결과를 상기 통신/전력 계측 모듈에 통지하며 상기 영상전류감지기의 전단에 설치되는 전류감지기; 상기 영상전류감지기 또는 전류감지기로부터 부하선로에 사고전류 또는 이상전류가 발생하였다고 판단한 상기 통신/전력 계측 모듈의 제어신호에 의해 내부의 JFET 게이트 전원이 조절되어 1차적으로 상기 부하선로에 흐르는 전원을 차단하는 IC부; 상기 부하선로에 사고전류 또는 이상전류가 발생한 경우 상기 통신/전력 계측 모듈의 제어신호에 의해 2차적으로 상기 부하선로의 차단스위치를 차단시키는 트립제어기; 유비쿼터스 환경을 지원하기 위한 자율 센서 인터페이스부; 유비쿼터스 환경을 지원하기 위한 RF 인식부; 및 유비쿼터스 환경을 지원하기 위한 광대역통신부를 구비하여 이루어진다.
그리고 직류용 반도체 차단기는 반도체 분전반 내부에 설치되어 특정 회선의 전원을 차단하며 상기 차단스위치의 후단에 설치되어 상기 특정 회선의 부하선로에 이상전류가 흐르는 것을 감지하여 상기 통신/전력 계측 모듈에 통지하여 상기 통신/전력 계측 모듈의 제어에 의해 상기 차단스위치를 차단하도록 하는 감지부; 상기 감지부 후단에 설치되어 교류전원을 직류로 정류하여 직류부하에 공급하는 DC정류모듈; 상기 DC정류모듈에 의해 정류된 직류전원을 다시 특정 주파수의 교류전원으로 변환시키기 위한 인버터 파워모듈; 및 상기 인버터 파워모듈로부터 출력되는 특정 주파수의 교류전원의 특정 주파수를 필터링하여 상기 통신/전력 계측 모듈의 필터변환모듈로 전송하기 위한 필터모듈을 구비하여 이루어진다.
본 발명의 교류용 반도체 차단기에서 상기 IC부는 상기 차단스위치의 후단에 설치되며 다이오드와 상기 JFET가 병렬로 연결되어 있으며 IC부 후단에는 상기 전류감지기가 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 교류용 반도체 차단기에서, 상기 IC부에 인가되는 교류전원이 양의 값을 가질 때는 JFET의 드레인에서 소스쪽으로 전원이 공급되고, 교류전원이 음의 값을 가질 때는 JFET의 드레인에 역방향 드레인전압이 인가되어 JFET에서 드레인에서 소스쪽으로 전류가 흐르지 못하고 다이오드를 통해 전류가 바이패스 되어 선로에 전류가 정상적으로 도통하게 되는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명의 직류용 반도체 차단기에서 상기 감지부, DC정류모듈 및 인버터 파워모듈은 상기 통신/전력 계측 모듈의 제어부에 의해 제어를 받는 것이 바람직하다.
< 동작 설명 >
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작원리에 대하여 보다 자세히 설명한다. 먼저 본 발명에 따른 반도체 분전반의 구성도를 예시하면 도 1에 도시한 바와 같다. 분전반(1000)의 주차단기(300)로는 일반 배선용 차단기를 사용하고, 기타 분기 회로용 차단기(100)(100')로는 "반도체 차단기"(HSLB: Hybrid solid-state earth leakage breaker)를 사용하는 것이 바람직하다. 이때 반도체 차단기는 교류용으로 사용되는 것(100)도 있고, 직류용으로 사용되는 것(100')도 있다.
그리고 상기 반도체 누전차단기의 하나에 통신/전력 계측 모듈(200)이 연결되어 있어서, 본 발명의 반도체 분전반(1000)은 휴대전화나 컴퓨터에 의한 가전제품의 운전, 정지 및 운전상황 확인이 가능하다. 즉 통신/전력 계측 모듈(200)의 도입으로 인해 홈 네트워크 제어가 가능하다. 이를 통해서 보다 더 편리하고 쾌적하게 전기를 사용할 수 있고, 특히 유비쿼터스 주택의 편리성을 대폭 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에서는 반도체 분전반에 내장된 전류 센서가 전기 용량이 넘는 것을 자동으로 감지하여 음성으로 사용자에게 알려줌과 동시에, 전기 계약 용량을 넘어 전기를 사용하는 경우에는 가전제품(에어컨이나 전기히터 등 우선 지정이 가능함)을 자동적으로 정지시키고, 전기 사용량이 감소하면 자동으로 운전을 재개하는 수요제어 기능을 구비하고 있다.
본 발명의 반도체 분전반은 컴퓨터에서 설정한 스케쥴(월 단위)에 근거하여 가전제품의 운전 및 정지를 제어하는 타이머 제어기능과 컴퓨터에 1일 시간대마다 전기 사용 사용상황을 표시하는 에너지 표시 기능도 구비하고 있다.
한편 도 2는 도 1의 분전반에 사용되는 교류용 반도체 차단기(100)와 통신/전력 계측 모듈(200)이 결합된 구성을 나타내고 있다. 반도체 차단기(100)는 트립제어기(110), 차단스위치(115), 전류감지기(120), IC부(125), 영상전류감지기(130), 입력측단자(40) 및 출력측단자(145)를 구비하고 있다. IC부(125)는 다이오드와 JFET(Junction Field-effect Transistor)의 드레인 소스 단자가 병렬연결된 것이 각 전원선 마다 설치되어 이루어진다. 여기서 JFET의 드레인과 다이오드의 n형 반도체가 접속되도록 하며 이로 인해 교류전원이 양의 값을 가질 때는 JFET의 드레인에서 소스쪽으로 전원이 공급되고, 교류전원이 음의 값을 가질 때는 JFET의 드레인에 역방향 드레인전압이 인가되므로 JFET에서 드레인에서 소스쪽으로 전류가 흐르지 못하게 된다. 대신 다이오드를 통해 전류가 바이패스 되므로 선로에 전류가 정상적으로 도통하게 된다. 이때 선로에 흐르는 전류를 감시하고 있던 전류감지기(120)가 선로에 이상전류가 흐르는 것을 감지한 경우 이를 경보기와 LCD 디스플레이 등을 통해 사용자에게 통지하면 사용자는 외부에서 원격으로 게이트 전원을 조절하여 1차적으로 상기 선로에 흐르는 전원을 차단한다. 그리고 2차적으로 트립제어기(110)를 동작시켜 선로의 차단스위치(115)를 차단시킨다.
또한 선로에 설치된 영상전류감지기(120)가 영상전류의 이상여부를 감지하여 사용자에게 통지하면 이것에 의해서도 역시 상기 IC부(125)와 차단스위치(115)를 차단하여 사고를 방지할 수 있다.
한편 통신/전력 계측 모듈(200)은 전원공급부(210), 제어부(220), A/D변환부(230), MPU(240), 동기필터변환모듈(250), PLC/XML부(260), LCD 디스플레이(270), 입력부(280), 적외선모듈(290), 자율 센서 인터페이스부(292), RF 인식부, 및 광대역통신부를 포함하여 이루어진다. 적외선모듈(290)의 아래편에 추후 MEMS(Micro-Elctro-Mechanical Systems)(미도시)를 추가할 수 있다. (292) ~ (296)은 유비쿼터스 환경을 지원하기 위한 장치들이다. 따라서 유비쿼터스 환경을 지원할 필요가 없을 경우에는 이들 장치를 제거하여도 된다.
전원공급부(210)는 차단스위치(135)의 1차측에서 전원을 공급받아 A/D변환부(230)를 이용해 반도체 차단기(100)(100') 및 통신/전력 계측 모듈(200)이 필요로 하는 DC전원을 만들어 공급한다.
MPU(240)는 통신/전력 계측 모듈(200)을 전체적으로 제어하는 핵심 요소이며, 전류감지기(120)와 영상전류감지기(130)로부터 감지신호를 입력받아 소정의 알고리즘에 의해 제어판단을 한 뒤 제어부(220)를 통해 트립제어기(110)와 IC부(125)를 제어하여 전원을 차단한다.
이때 전류감지기(120)와 영상전류감지기(130)로부터의 감지신호는 동기필터 변환모듈(250)를 통해 MPU(240)로 전달된다.
PLC/XML부(260)는 XML(Extensible Markup Language)에 기반을 둔 전력선을 사용하여 통신을 수행한다. PLC는 Power Line Communication의 약자로서 전력선을 이용하여 통신을 수행하는 장치로서 기존의 전력 송배전 선로를 이용해 유선 통신을 하는 장치를 가리킨다. 이 방식에서는 통상 50~60 Hz의 교류 선로 상에 아날로그 신호를 포개 놓음으로써 음성과 데이터를 전달할 수 있고 광대역에서도 통신이 가능한 것이 특징이다. 본 발명의 PLC/XML부(260)는 전력선을 이용하여 광대역에서 통신을 함으로써 외부에서 원격으로 전력을 차단하는 기능을 수행할 수 있다. PLC는 광대역 전력선(BPL:Broadband over power line)이라고도 하며 현재 국제적인 표준화가 진행되고 있다.
입력부(280)는 사용자가 특정 명령을 입력하는 경우에 사용하고, LCD 디스플레이(270)는 각종 현황값을 표시하여 출력한다. 그리고 적외선 모듈(290)은 적외선을 이용하여 외부장치와 통신하는 경우에 사용된다.
한편 도 3은 도 1의 분전반에 사용되는 직류용 하이브리드 반도체누전차단기(100')와 통신/전력 계측 모듈(200)이 결합된 구성도를 나타낸다. 통신/전력 계측 모듈(200)은 LCD 디스플레이(270)가 없는 것 외에는 도 2와 구성이 같다. 하지만 LED 디스플레이(270)는 필요에 따라 추가할 수 있음은 물론이다. 그리고 구성상 배치가 조금 바뀌었을 뿐이다.
반도체 차단기(100')의 구성은 도 2와 다르다. 즉 이 실시예에서는 반도체 차단기(100')는 차단스위치(115), 감지부(150), DC정류모듈(160), 인버터 파워모듈(170) 및 필터모듈(180)을 구비하고 있다.
감지부(150)는 1실시예의 전류감지기(120)와 영상전류감지기(130)에 해당한다. 그리고 DC정류모듈(160)은 전력선으로부터 교류를 인입하여 원하는 직류값으로 정류하여 인버터 파워 모듈(170)과 필터모듈(180)을 차례로 거친 뒤 최종적으로 사용자가 원하는 부하로 직류전원을 공급하게 된다.
이때 필터모듈(180)은 통신/전력 계측 모듈(200)의 제어부(220)의 제어를 받고, 동기필터변환모듈(250)로 필터링된 신호값을 보낸다.
그리고 적외선 모듈(290)은 적외선을 이용하여 외부장치와 통신하는 경우에 사용된다.
한편 본 발명의 반도체 분전반은 유비쿼터스 환경을 지원한다. 일반적으로 유비쿼터스 환경이란 사용자가 네트워크나 컴퓨터를 의식하지 않고 장소에 상관없이 자유롭게 네트워크에 접속할 수 있는 정보통신 환경을 일컬으며, IT환경이 유선,.무선, 유무선통합, 근거리무선통신, 서버, PC, PostPC, 센서., MEMS, 초소형 컴퓨팅 객체로 전개됨에 따라 전자공간과 실세계는 사실상 서로 통합 혹은 융합이 되고 있다. 모든 객체가 하나 되는 글로벌화(표준화, 인터넷화)가 진행되는 동시에 모든 객체가 특화되는 개인화(다양화, 전자적 사물화)라는 서로 상반된 두 가지 기술 진화의 방향이 실세계와 전자공간에서 조화된 세 차례의 파동을 일으키면서 하나가 되고 있다. 즉, 서버기술과 유선통신기술 영역은 이음매없는 망통합(첫째 파장)으로 진화되고 있으며, 클라이언트와 포스트PC기술과 무선 및 유무선통합망기술은 초고속, 대용량의 멀티미디어 데이터에 대한 브로드밴드접속 서비스(둘째 파장)를 제공하고 있으며, 내장 초소형 컴퓨팅 객체와 MEMS, 센서기술 및 근거리 무선 통신기술은 자율형 컴퓨팅 환경(셋째 파장)을 제공하는 방향으로 진화하고 있다. 셋째 파장의 특성은 내장 초소형 컴퓨팅 객체와 MEMS, 센서기술 및 근거리 무선 통신기술에서 찾을 수 있는 동시에 세계 각국의 주요 유비쿼터스 컴퓨팅 프로젝트의 특성을 통하여서도 확인할 수 있다. 이러한 IT 기술 진화 파장의 성숙에 따라, 성숙된 IT 인프라를 기반으로 하는 IT 서비스의 융합, IT와 NT의 융합, IT와 BT의 융합 등으로 기술진화 성장동인이 이동하고 있다.
한편 본 발명은 자율센싱과 통신플랫폼 즉 MEMS(Micro-Electro-Michanical Systems)기술의 융합을 지원한다. 좀 더 구체적으로 설명하면 본 발명의 반도체 분전반은 유비쿼터스 환경에서 유용하게 사용될 수 있도록 자율적인 센싱을 위한 센서인터페이스부(292), RFID 인식부(294) 및 광대역통신부(296)를 구비하고 있다. 그리고 본 발명에서는 차후 MEMS(도시하지 않음)를 채용할 수 있도록 구성되어 있으며, MEMS는 도 2의 적외선모듈(290) 아랫부분에 탑재된다. 상기 MEMS는 기계적 부품, 센서, 액튜에이터 및 전자회로를 하나의 공통으로 사용하는 실리콘 기판 위에 집적한 것이다.
따라서 본 발명의 반도체 분전반이 설치된 곳에 있는 사용자는 장소에 상관없이 자유롭게 인터넷을 포함한 네트워크들에 접속할 수 있다. 유비쿼터스 관련 기술은 크게 유비쿼터스 통신과 유비쿼터스 네트워크 기술로 양분할 수 있으며, 본 발명의 반도체 분전반은 유비쿼터스 통신과 관련된 기술을 채용하고 있다. 즉 반도체 분전반이 설치된 곳에 있는 사용자가 네트워크를 통해 다른 위치의 사용자와 통신을 할 수 있게 해주는 인터페이스 기술과 RFID 인식 기술을 채용하고 있다. 이것을 위해 본 발명의 반도체 분전반은 기본적으로 컴퓨터 기능을 포함하고 있다.
이처럼 본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상기 발명의 상세한 설명에서 언급된 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 반도체 분전반은 휴대전화나 컴퓨터에 의한 가전제품의 운전, 정지 조작이 가능하다. 또한 본 발명의 반도체 분전반은, 반도체 분전반에 내장된 전류 센서가 전기 용량이 넘는 것을 자동으로 감지하여 음성으로 사용자에게 알려줌과 동시에, 전기 계약 용량을 넘어 전기를 사용하는 경우에는 홈 네트워크에 연결된 가전제품을 자동적으로 정지시키고, 전기 사용량이 감소하면 자동으로 운전을 재개하는 전기의 수요제어 기능을 구비하고 있다.
또한 상기 반도체 분전반은 컴퓨터에서 설정한 스케쥴에 근거하여 홈 네트워크에 연결된 가전제품의 운전 및 정지를 제어하는 타이머 제어기능과 컴퓨터에 하루의 매 시간대마다 전기 사용 사용상황을 표시하는 에너지 표시 기능도 구비하고 있다.

Claims (12)

  1. 반도체 분전반 내부에 설치되어 특정 회선의 전원을 차단하며 통신/전력 계측 모듈과 연결되어 있는 교류용 반도체 차단기에 있어서,
    상기 특정 회선의 부하선로에 흐르는 영상전류의 크기를 감지하여 사고전류를 검출하여 상기 통신/전력 계측 모듈에 검출결과를 통지하는 영상전류감지기;
    상기 특정 회선의 부하선로에 흐르는 부하전류를 감시하고 있여 선로에 이상전류가 흐르는 것을 감지한 경우 감지결과를 상기 통신/전력 계측 모듈에 통지하며 상기 영상전류감지기의 전단에 설치되는 전류감지기;
    상기 영상전류감지기 또는 전류감지기로부터 부하선로에 사고전류 또는 이상전류가 발생하였다고 판단한 상기 통신/전력 계측 모듈의 제어신호에 의해 내부의 JFET 게이트 전원이 조절되어 1차적으로 상기 부하선로에 흐르는 전원을 차단하는 IC부; 및
    상기 부하선로에 사고전류 또는 이상전류가 발생한 경우 상기 통신/전력 계측 모듈의 제어신호에 의해 2차적으로 상기 부하선로의 차단스위치를 차단시키는 트립제어기를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 교류용 반도체 차단기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 IC부는 상기 차단스위치의 후단에 설치되며 다이오드와 상기 JFET가 병렬로 연결되어 있으며 IC부 후단에는 상기 전류감지기가 설치되는 것을 특징으로 하는, 교류용 반도체 차단기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 IC부에 인가되는 교류전원이 양의 값을 가질 때는 JFET의 드레인에서 소스쪽으로 전원이 공급되고, 교류전원이 음의 값을 가질 때는 JFET의 드레인에 역방향 드레인전압이 인가되어 JFET에서 드레인에서 소스쪽으로 전류가 흐르지 못하고 다이오드를 통해 전류가 바이패스 되어 선로에 전류가 정상적으로 도통하게 되는 것이 특징인, 교류용 반도체 차단기.
  4. 반도체 분전반 내부에 설치되어 특정 회선의 전원을 차단하며 통신/전력 계측 모듈과 연결되어 직류전원을 공급하는 직류용 반도체 차단기에 있어서,
    전원을 차단하기 위한 차단스위치;
    상기 차단스위치의 후단에 설치되어 상기 특정 회선의 부하선로에 이상전류가 흐르는 것을 감지하여 상기 통신/전력 계측 모듈에 통지하여 상기 통신/전력 계측 모듈의 제어에 의해 상기 차단스위치를 차단하도록 하는 감지부;
    상기 감지부 후단에 설치되어 교류전원을 직류로 정류하여 직류부하에 공급하는 DC정류모듈;
    상기 DC정류모듈에 의해 정류된 직류전원을 다시 특정 주파수의 교류전원으로 변환시키기 위한 인버터 파워모듈; 및
    상기 인버터 파워모듈로부터 출력되는 특정 주파수의 교류전원의 특정 주파수를 필터링하여 상기 통신/전력 계측 모듈의 필터변환모듈로 전송하기 위한 필터모듈을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 직류용 반도체 차단기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 감지부, DC정류모듈 및 인버터 파워모듈은 상기 통신/전력 계측 모듈의 제어부에 의해 제어를 받는 것을 특징으로 하는, 직류용 반도체 차단기.
  6. 반도체 분전반 내부에 설치되고 청구항 1, 2, 3, 4, 5의 교류용 또는 직류용 반도체 차단기와 연결되어 상기 차단기들을 제어하기 위한 통신/전력 계측 모듈에 있어서,
    상기 차단기들의 차단스위치의 1차측에서 교류전원을 공급받아 A/D변환부를 이용해 상기 통신/전력 계측 모듈이 필요로 하는 직류전원을 만들어 공급하는 전원공급부;
    상기 통신/전력 계측 모듈을 전체적으로 제어하고, 상기 차단기 내부의 전류감지기와 영상전류감지기를 포함하는 이상전류 감지부로부터 감지신호를 입력받아 내부적으로 판단하여 이상전류라고 판단한 경우 제어부를 통해 상기 차단기의 트립제어기 및/또는 IC부를 제어하여 전원을 차단하도록 하는 MPU;
    상기 차단기 내부의 전류감지기, 영상전류감지기 또는 필터모듈로부터 출력되는 신호를 입력하여 특정 필터로 변환하여 상기 MPU로 전달하는 동기필터변환모듈;
    전력선을 이용하여 광대역에서 통신을 함으로써 외부에서 원격으로 전력을 차단하도록 하는 XML 기반의 PLC/XML부;
    각종 현황값을 표시하여 출력하기 위한 LCD 디스플레이;
    사용자가 특정 명령을 입력하는 경우에 사용하는 입력부; 및
    적외선을 이용하여 외부장치와 통신하기 위한 적외선모듈을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 통신/전력 계측 모듈.
  7. 주 배선용 차단기와 상기 주 배선용 차단기의 하위 분기회로에 다수의 교류용 반도체 차단기와 다수의 직류용 반도체 차단기가 설치되어 이루어지는 반도체 분전반에 있어서,
    상기 다수의 교류용 반도체 차단기는 청구항 1 내지 청구항 3의 교류용 반도체 차단기 가운데 하나이며, 상기 다수의 직류용 반도체 차단기는 청구항 4 또는 청구항 5의 직류용 반도체 차단기이며, 상기 다수의 교류용 또는 직류용 반도체 차단기 가운데 적어도 하나는 청구항 6의 통신/전력 계측 모듈과 연결되어 동작되는 것을 특징으로 하는, 반도체 분전반.
  8. 제 7 항에 있어서, 휴대전화나 컴퓨터로 상기 통신/전력 계측 모듈을 제어하여 상기 모듈과 연결되어 있는 홈 네트워크 상의 가전제품들의 운전 및 정지 조작이 가능한 것이 특징인, 반도체 분전반.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 반도체 분전반에 내장된 전류 센서가 전기 용량이 넘는 것을 자동으로 감지하여 음성으로 사용자에게 알려줌과 동시에, 전기 계약 용 량을 넘어 전기를 사용하는 경우에는 홈 네트워크에 연결된 가전제품을 자동적으로 정지시키고, 전기 사용량이 감소하면 자동으로 운전을 재개하는 전기의 수요제어 기능을 구비하고 있는 것이 특징인, 반도체 분전반.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 반도체 분전반은 컴퓨터에서 설정한 스케쥴에 근거하여 홈 네트워크에 연결된 가전제품의 운전 및 정지를 제어하는 타이머 제어기능과 컴퓨터에 하루의 매 시간대마다 전기 사용 사용상황을 표시하는 에너지 표시 기능도 구비하고 있는 것이 특징인, 반도체 분전반.
  11. 제 1 항에 있어서, 유비쿼터스 환경을 지원하기 위해 자율센서 인터페이스부, RF 인식부 및 광대역통신부를 더 포함하는 것이 특징인, 반도체 분전반.
  12. 제 1 항에 있어서, MEMS(Micro-Electronics-Mechanical Systems)를수납하기 위한 공간을 확보하고 있는 것이 특징인, 반도체 분전반.
KR1020060026206A 2006-03-22 2006-03-22 유비쿼터스 환경을 지원하는 반도체 분전반 KR101084790B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060026206A KR101084790B1 (ko) 2006-03-22 2006-03-22 유비쿼터스 환경을 지원하는 반도체 분전반

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060026206A KR101084790B1 (ko) 2006-03-22 2006-03-22 유비쿼터스 환경을 지원하는 반도체 분전반

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070095694A true KR20070095694A (ko) 2007-10-01
KR101084790B1 KR101084790B1 (ko) 2011-11-21

Family

ID=38802871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060026206A KR101084790B1 (ko) 2006-03-22 2006-03-22 유비쿼터스 환경을 지원하는 반도체 분전반

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101084790B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200478979Y1 (ko) * 2015-08-18 2015-12-29 (주) 선엔지니어링종합건축사사무소 분전반 전원상태 표시장치
CN108829000A (zh) * 2018-06-25 2018-11-16 烽火通信科技股份有限公司 一种室外机柜环境监控装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102485881B1 (ko) * 2020-05-04 2023-01-06 엘에스일렉트릭(주) 반도체 차단기

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100685709B1 (ko) 2005-08-18 2007-02-26 주식회사 케이디파워 반도체 스위치를 이용한 스마트 캐비넷 판넬
KR100722258B1 (ko) 2005-08-18 2007-05-29 주식회사 케이디파워 반도체 누전차단기

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200478979Y1 (ko) * 2015-08-18 2015-12-29 (주) 선엔지니어링종합건축사사무소 분전반 전원상태 표시장치
CN108829000A (zh) * 2018-06-25 2018-11-16 烽火通信科技股份有限公司 一种室外机柜环境监控装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101084790B1 (ko) 2011-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9106099B2 (en) Power monitoring system
US20110032070A1 (en) Wireless switching and energy management
US8415826B2 (en) Power outlet apparatus with multiple sockets detection, and detection method thereof
JP5769927B2 (ja) 電力モニターシステム
KR101220773B1 (ko) 스마트 그리드 환경에서 에너지 관리기능을 갖는 지능형 분전반
WO2009099082A1 (ja) 電力計測システムおよび計測装置および負荷端末および機器制御システム
WO2014052193A4 (en) Automatic local electric management system
US20120197563A1 (en) Electric power meter
EP2717411A1 (en) Power supply system
KR101084790B1 (ko) 유비쿼터스 환경을 지원하는 반도체 분전반
CN101420114A (zh) 多功能三相电源保护器
JP2005312112A (ja) 電力線搬送制御システム
KR20080092718A (ko) 전원분배장치 전용 분전함
KR20170118393A (ko) Mppt를 활용한 태양광 발전 모니터링 시스템
KR101183884B1 (ko) 무선 전력 모니터링 콘센트 및 그의 전력 제어 방법
JP2011101536A (ja) コンセント及び配電システム
WO2011036530A1 (en) Power supply system
JP2002233082A (ja) 電力線搬送制御システム及び制御機器
JP2016001909A (ja) エネルギー管理システム
WO2005064562A1 (en) Multi-function electric power supply automation system that use plc modem
KR20120005154A (ko) 바닥 배선을 통한 전력선통신 제어시스템
JP6202439B2 (ja) 分電盤
KR101830642B1 (ko) 조명분전반 및 이를 포함하는 조명시스템
JP4830940B2 (ja) 電力線搬送通信システム
JP6127349B2 (ja) 分電盤

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee