KR20110061047A - 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 내·외부의 고온, 과전류, 누전 또는 과전압 상태에서는 부하 전기기기에 공급되는 전력을 차단하여 전기기기의 고장을 방지할 뿐만 아니라 전기사고 및 전기사고에 의해 발생할 수 있는 화재도 예방하며, 대기전류를 차단하여 전력손실을 절감하고, 멀티콘센트를 통해 흐르는 전류값 및 멀티콘센트의 내·외부 온도를 시각적으로 표시하여 멀티콘센트의 상태를 용이하게 확인할 수 있고, 자체 제어용 전력변환 수단의 전력소모량을 최소화하는 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 상용전원에 연결된 콘센트에 꽂을 수 있도록 마련되며 교류전기를 공급받는 전원플러그(90); 플러그를 꽂을 수 있도록 마련되며, 꽂힌 플러그에 교류전기를 공급하는 복수의 플러그소켓(91); 상기 전원플러그(90)를 통해 입력받는 교류전기를 미리 설정된 전압의 직류전기로 변환하는 전원부(50); 대기전류설정모드를 선택하기 위한 대기전류설정스위치(31)와, 차단모드 상태에 있을 때에 상시모드로 전환시키기 위한 상시모드스위치(32), 를 포함하여 구성되는 스위치부(30); 디스플레이부(41), 램프(42) 및 부저(43)를 구비하는 출력부(40); 각각의 플러그소켓(91)에 하나씩 장착되며, 입력단을 상기 전원플러그(90)에 연결하고 출력단을 플러그소켓(91)에 연결하여서, 상기 전원플러그(90)로부터 입력되는 교류전기를 플러그소켓(91)에 선택적으로 공급하는 개폐부(80); 상기 전원플러그(90)로부 터 입력받는 교류전기의 전압이 미리 정해진 전압을 초과하면 공급받는 교류전기를 흡수하도록 구성되는 과전압보호부(60); 각각의 개폐부(80) 입력단에 설치되어, 개폐부(80)의 입력단에 연결되는 전선의 온도를 감지하는 제1 열감지부(71); 외부 온도를 감지하는 제2 열감지부(74); 각각의 개폐부(80) 입력단에 설치되어, 상기 전원플러그(90)를 통해 입력받는 교류전기의 전류를 감지하고, 멀티콘센트의 정격전류값을 정격전류값으로 하여 설정되는 제1 전류감지부(72); 각각의 개폐부(80) 출력단에 설치되어, 상기 플러그소켓(91)를 통해 흐르는 대기전류를 감지하는 제2 전류감지부(73); 상기 제1,2 열감지부(71, 74) 및 제1,2 전류감지부(73)에서 감지되는 신호에 상기 개폐부(80)의 동작을 제어하는 제어부(10);를 포함하여 구성된다.

멀티콘센트, 콘센트, 전선 온도, 외부 온도, 화재, 과열, 절전, 대기전력, 과전류, 과전압, 누전, 녹색성장, 그린, 에너지절감

Description

화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트{POWER SAVING MULTICONCENT FOR FIRE PREVENTION}

본 발명은 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 내·외부의 고온, 과전류, 누전 또는 과전압 상태에서는 부하 전기기기에 공급되는 전력을 차단하여 전기기기의 고장을 방지할 뿐만 아니라 전기사고 및 전기사고에 의해 발생할 수 있는 화재도 예방하며, 대기전류를 차단하여 전력손실을 절감하고, 멀티콘센트를 통해 흐르는 전류값 및 멀티콘센트의 내·외부 온도를 시각적으로 표시하여 멀티콘센트의 상태를 용이하게 확인할 수 있고, 자체 제어용 전력변환 수단의 전력소모량을 최소화하는 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트에 관한 것이다.

소방 방재청 통계자료에 의하면, 건축물에서 발생되는 화재 중에서 전기화제가 차지하는 비중이 35%에 해당되며, 그 중 전열기구의 과부하 또는 누전으로 인한 전기화재가 70%정도를 차지하므로, 과부하 및 누전의 위험을 사전에 차단할 수 있는 대책이 매우 절실하다.

하지만, 종래 멀티콘센트는 벽면에 매입된 매입콘센트 또는 바닥에 매입된 시스템박스에 연결한 후에 다수의 전기·전자기기를 연결하는 형태로 사용되므로, 멀티콘센트의 정력전류를 초과하는 과전류가 흐를 수 있고, 더욱이, 매입콘센트 또는 시스템박스를 복수개의 플러스소켓으로 분기하게 되어서 매입콘센트 또는 시스템박스에 흐르는 전류도 정격전류를 초과할 우려가 있었다. 이와 같은 과전류는 전선에 열을 발생시키고 발생되는 열에 의해 전선 피복의 절연 내력을 저하시켜서 누전사고가 발생할 수 있으며, 과전류가 지속되면 결국 전선 피복의 열화로 인해 파손되어 합선사고에 의한 전기화재를 유발할 수도 있는 문제점이 있었다.

또한, 종래 멀티콘센트는, 바닥면에 노출된 상태로 사용되므로, 화재가 발생할 경우에 화재에 의한 열로 파손될 우려가 있어서, 파손에 따른 내부 전선의 합선으로 인해 전기사고로 확대될 수 있는 문제점도 있었다.

또한, 종래 멀티콘센트는, 현재 공급되는 전류를 알고 싶으면, 연결된 가전기기의 용량을 일일이 확인하여 계산해야만 하는 어려움이 있었고, 정격전류를 초과하지만 즉시 차단할 필요까지는 없는 상태의 전류가 흐르고 있을 경우에, 즉 통상적으로 정격전류의 100%~120% 범위의 전류가 흐르고 있을 경우에, 그에 대한 대책을 세워야함에도 그러한 상황을 알려주지 못하여 사고로 이어지는 문제점이 있었다.

한편, 일반적으로 리모콘을 사용하는 전기·전자기기는 동작을 멈춘 상태에서도 리모콘의 송신신호를 수신받기 위한 대기 상태로 있게 되므로, 비록 동작을 멈추었더라도 일정한 전력을 소모하며, 또한 리모콘을 사용하는 기기가 아니더라도 내부에 장착된 변압기에서 무부하 전력손실이 발생하고, 재반응을 위한 대기 상태에서도 자체적으로 전력을 소모하여서, 그러한 기기가 연결된 멀티콘센트에는 대기 전력이라는 원하지 않는 전류가 계속 흐르게 된다. 최근에는, 이러한 대기전력을 차단할 수 있는 다양한 멀티콘센트가 개발되었다.

하지만, 대기전력을 차단할 수 있는 멀티콘센트는 대기전력을 차단하는 제어수단에 별도의 전원을 공급하게 되는데, 종래 멀티콘센트는 이러한 전원 공급수단에서도 대기전력이 소모되는 문제점이 있었다. 즉, 대기전력을 차단하기 위한 구성 자체에서도 원하지 않는 전력손실이 발생하였던 것이다.

따라서, 최근 그린(녹색)성장 및 에너지절감의 필요성이 강조되는 시점에서, 상기와 같은 문제점들을 해결할 수 있는 절전형 멀티콘센트의 개발이 시급한 것이다.

따라서 본 발명의 목적은, 멀티콘센트 내부나 멀티콘센트의 외부 온도가 위험 온도에 이루면, 멀티콘센트의 파손 및 2차적 사고확산을 방지하도록 동작하고, 과부하, 누전 및 과열에 대응하여 전기를 차단할 수 있는 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 멀티콘센트의 상태정보를 멀티콘센트 자체로 모니텅시켜 쉽게 확인할 수 있어서, 멀티콘센트의 관리를 용이하게 할 수 있는 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 대기전류를 감지하여 차단하되, 대기전류를 감지하기 위한 구성의 전력소모를 최소화하는 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 상용전원에 연결된 콘센트에 꽂을 수 있도록 마련되며 교류전기를 공급받는 전원플러그(90); 플러그를 꽂을 수 있도록 마련되며, 꽂힌 플러그에 교류전기를 공급하는 복수의 플러그소켓(91); 상기 전원플러그(90)를 통해 입력받는 교류전기를 미리 설정된 전압의 직류전기로 변환하는 전원부(50); 대기전류설정모드를 선택하기 위한 대기전류설정스위치(31)와, 차단모드 상태에 있을 때에 상시모드로 전환시키기 위한 상시모드스위치(32), 를 포함하 여 구성되는 스위치부(30); 디스플레이부(41), 램프(42) 및 부저(43)를 구비하는 출력부(40); 각각의 플러그소켓(91)에 하나씩 장착되며, 입력단을 상기 전원플러그(90)에 연결하고 출력단을 플러그소켓(91)에 연결하여서, 상기 전원플러그(90)로부터 입력되는 교류전기를 플러그소켓(91)에 선택적으로 공급하는 개폐부(80); 상기 전원플러그(90)로부터 입력받는 교류전기의 전압이 미리 정해진 전압을 초과하면 공급받는 교류전기를 흡수하도록 구성되는 과전압보호부(60); 각각의 개폐부(80) 입력단에 설치되어, 개폐부(80)의 입력단에 연결되는 전선의 온도를 감지하는 제1 열감지부(71); 외부 온도를 감지하는 제2 열감지부(74); 각각의 개폐부(80) 입력단에 설치되어, 상기 전원플러그(90)를 통해 입력받는 교류전기의 전류를 감지하고, 멀티콘센트의 정격전류값을 정격전류값으로 하여 설정되는 제1 전류감지부(72); 각각의 개폐부(80) 출력단에 설치되어, 상기 플러그소켓(91)를 통해 흐르는 대기전류를 감지하는 제2 전류감지부(73); 멀티콘센트의 정격전류값, 과전류의 판단기준이 되는 과전류임계값, 대기전류의 판단기준이 되는 대기전류임계값, 누전여부의 판단기준이 되는 누전전류임계값, 전선과열 여부의 판단기준이 되는 전선과열임계값, 외부 온도의 과열 여부의 판단기준이 되는 외부과열임계값, 을 저장하는 메모리(11)와, 경과시간을 획득하는 타이머(12)를 구비하며; 상기 제1 전류감지부(72)로 감지한 전류값과, 상기 제1 열감지부(71) 및 제2 열감지부(74)로 감지한 온도값을 상기 디스플레이부(41)에 출력시키고; 상기 스위치부(30)를 통해 대기전류설정모드를 선택받으면, 상기 제2 전류감지부(73)로 감지한 전류값을 대기전류임계값으로 하여 메모리(11)에 저장하고; 상시모드에서, 상기 제1 전류감지부(72)로 감지한 전류값이 상기 과전류임계값에 도달하는 조건, 상기 제2 전류감지부(73)로 감지한 전류값이 미리 설정된 경과시간 동안 지속적으로 상기 대기전류임계값보다 작거나 같게 되는 조건, 상기 제1 열감지부(71)로 감지한 온도값이 상기 전선과열임계값에 도달하는 조건, 상기 제2 열감지부(74)로 감지한 온도값이 상기 외부과열임계값에 도달하는 조건, 중에서 어느 하나의 조건이라도 이루어지면 해당되는 개폐부(80)를 차단동작(OFF)시켜 차단모드로 전환하며; 차단모드로 전환한 상태에서 상기 상시모드스위치(32)의 누름신호를 입력받으면, 상기 개폐부(80)를 폐로동작(ON)시켜 상시모드로 전환하는 제어부(10);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 제1 전류감지부(72)는, 두 전선에 각각 흐르는 전류를 감지하고, 감지한 전류를 차동증폭하여 누전전류를 획득하도록 구성되며, 상기 제어부(10)는, 상시모드로 동작할 시에, 상기 제1 전류감지부(72)에서 획득한 누전전류가 상기 누전전류임계값보다 크거나 같으면, 상기 개폐부(80)를 차단동작시켜 차단모드로 전환하고, 상시모드로 동작할 시에, 상기 제1 전류감지부(72)로 감지한 전류값이 상기 정격전류값보다 크고 상기 과전류임계값보다 낮으면 미리 설정된 시간동안 상기 부저(43)로 경고음을 출력시킨 후에 상기 개폐부(80)를 차단동작시켜 차단모드로 전환하는 것임을 특징으로 한다.

상기 전원부(50)는, 입력받는 교류전기를 전파정류하여 직류전기로 변환하여서 양(+)의 전위를 갖는 양극라인(V+)와 접지된 접지라인(V0)를 통해 공급하는 정류부(51); 타이머(T1)에 입력할 전압레벨의 전원을 상기 직류전기로부터 획득하고, 타이머(T1)에서 출력할 스위칭 신호의 펄스주기 및 펄스폭을 설정하도록 회로구성 되는 타이머설정부(52); 상기 타이머설정부(52)에 의해 획득한 전압레벨의 전원을 입력받고 설정된 펄스주기 및 펄스폭으로 스위칭 신호를 출력하는 타이머(T1)를 구비하며; 상기 양극라인(V+)의 직류전기에 리액턴스(L1)을 경유하여 PNP타입 트랜지스터 Q4에 의해 단속된 후에 상기 트랜지스터 Q4의 콜렉터를 통해 출력되게 하고, 상기 양극라인(V+)의 직류전기를 베이스에 인가하여 턴온되는 트랜지스터 Q2를 경유하여 상기 양극라인(V+)의 직류전기가 트랜지스터 Q3의 베이스에도 인가되게 하여서 트랜지스터 Q3를 턴온되게 하고, 턴온되는 상기 트랜지스터 Q3를 경유하여 상기 트랜지스터 Q4의 베이스가 접지라인(V0)에 연결되게 하는 회로를 구성하고; 상기 타이머(T1)에서 출력되는 스위칭 신호의 양(+)의 펄스에 의해 턴온되는 트랜지스터 Q1에 의해 상기 트랜지스터 Q2의 베이스가 접지측에 연결되게 하여 상기 트랜지스터 Q2, Q3, Q4를 턴오프할 수 있도록 회로 구성하여; 이루어지는 스위칭부(53); 상기 트랜지스터 Q4의 콜렉터를 통해 출력되는 전기의 전압을 복수개의 저항(R10, R11, VR4)으로 분압하여 트랜지스터 Q6의 베이스에 인가되게 하되, 복수개의 저항(R10, R11, VR4)은 상기 트랜지스터 Q4의 콜렉터의 전압이 미리 정해진 과전압에 도달하면 상기 트랜지스터 Q6가 턴온되게 선정하며, 상기 트랜지스터 Q6의 턴온에 의해 상기 트랜지스터 Q3의 베이스가 접지라인(V0)에 연결되게 회로 구성되는 과전압차단부(54); 상기 트랜지스터 Q4의 콜렉터와 접지라인(V0)의 사이에 연결되는 콘덴서 C3를 포함하여 이루어지는 평활부(56);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 스위칭부(53)의 트랜지스터 Q4에는, 상기 리액턴스(L1)에 병렬로 연결 되어 가변저항 인출단을 통해 분압된 전압신호를 인출하는 가변저항(VR3)과; 상기 가변저항(VR3)의 가변저항 인출단에 베이스를 연결하고 에미터를 양극라인(V+)에 연결하고 콜렉터를 상기 트랜지스터 Q4의 베이스에 연결한 트랜지스터 Q5; 를 포함하여 구성되는 과전류차단부(55);가 연결되는 것임을 특징으로 한다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명은, 제1,2 열감지부(71, 74)로 전선 온도 및 외부 온도를 감지하여 위험 수위에 도달하면 전기 공급을 차단하므로, 과열에 의한 사고와 2차적 전기사고로의 확산도 방지하며, 전류의 크기에 따라 단계적으로 경보 및 차단동작을 수행하여서 대책을 세울 수 있게 할 뿐만 아니라, 플러그를 통해 연결되는 전기기기 및 전선도 보호할 수 있는 효과를 거둔다.

또한, 본 발명은, 상시상태의 전류값, 전선 온도값, 외부 온도값 등을 디스플레이부에 출력시키므로 멀티콘센트의 상태를 확인하기 용이한 장점을 갖는다.

또한, 본 발명은, 대기전류를 감지하는 구성과, 상시전류를 감지하는 구성을 분리하여 구비하므로 감지전류의 크기에 맞게 구성들을 설계하여 더욱 정확한 감지전류값을 획득할 수 있고, 아울러 누전전류도 감지하여서, 전류의 크기에 대응되는 동작을 오차없이 수행할 수 있는 장점도 갖는다.

또한, 본 발명은, 내부 제어구성에 직류전기를 공급하는 전원부가 소비전력을 최소화하도록 구성되어서, 내부 제어구성에 의한 대기전력의 손실도 절감할 수 있고, 특히 전력을 차단한 때, 즉 개폐부(80)를 차단동작시켰을 때의 전력손실을 더욱 최소화하여서 전기기기의 대기전력을 차단함과 아울러 멀티콘센트 자체의 소비전력을 감소시키는 이점도 갖는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트의 블록구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트에 있어서, 과전압보호부(60), 제1 열감지부(71), 제1 전류감지부(72), 제2 전류감지부(73) 및 개폐부(80)의 회로도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트의 상면도이다.

상기 도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명에 따른 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트는, 상용전원에 연결된 콘센트에 꽂을 수 있도록 마련되고, 콘센트에 꽂음에 따라 단자 접촉되어 교류전기를 공급받게 되는 전원단자(90A)를 구비한 전원플러그(90)와; 전자전기기기의 플러그를 꽂을 수 있도록 마련되며, 꽂히는 플러그에 단자 접촉되는 소켓단자(91A)를 구비한 복수개의 플러그소켓(91); 을 구비하여서, 상기 전원플러그(90)를 통해서 교류전기를 공급받아서 상기 플러그소켓(91)을 통해 전자전기기기에 교류전기를 선택적으로 공급한다.

그리고, 본 발명에 따른 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트는, 플러그소켓(91)을 통한 교류전기의 공급을 제어하고 상황정보를 출력하기 위해서, 제어부(10), 통신부(20), 스위치부(30), 출력부(40), 전원부(50), 과전압보호부(60), 각종 신호 감지부(71, 72, 73, 74) 및 개폐부(80) 를 구비한다.

여기서, 상기 개폐부(80)는, 상기 전원플러그(90)에 전기적으로 연결되는 입력단과, 상기 플러그소켓(91)에 전기적으로 연결되는 출력단과, 입력단과 출력단 사이를 접점가동부(80c)에 의해 선택적으로 도통시키는 접점부(80a, 80b)로 구성되어서, 상기 전원플러그(90)로부터 입력받는 교류전기를 상기 플러그소켓(91)에 선택적으로 공급한다.

먼저, 상기 제어부(10)의 동작모드에 대해 설명하면, 상기 제어부(10)는 상시모드, 차단모드 및 대기전류설정모드로 동작할 수 있다.

상기 상시모드는, 상기 개폐부(80)를 폐로동작(ON)시킨 상태에서, 상기 전원플러그(90)를 통해 입력받아 상기 플러그소켓(91)로 공급되는 교류전기의 전압 및 전류를 감시하고, 전선의 온도와 멀티콘센트의 외부 온도를 감시하며, 감시중에 획 득하는 전류값 및 온도값을 출력부(40)에 출력시키는 모드이다. 그리고, 상기 제어부(10)는, 상시모드에서 전류 및 온도 중에서 어느 하나라도 미리 설정된 임계값에서 벗어나면 상기 개폐부(80)를 차단동작(OFF동작, 개로동작)시켜서, 상기 플러그소켓(91)을 통해 전기를 공급하지 못하도록 제한하는 차단모드로 전환된다.

상기 차단모드는, 상기 개폐부(80)를 차단동작(OFF동작, 개로동작)된 상태로 유지하는 모드로서, 상기 전원플러그(90)를 통해 입력받는 전기가 상기 플러그소켓(91)을 통해 공급되지 못하도록 제한한다. 그리고, 상기 제어부(10)는, 차단모드 상태에서, 상기 스위치부(30) 또는 통신부(20)를 통해 상시모드로 전환하라는 제어신호를 입력받거나, 멀티콘센트에 구비되는 리셋스위치(33)의 누름입력을 받아서 초기화되면, 상기 상시모드로 전환된다.

상기 대기전류설정모드는, 대기전류의 파단기준이 되는 대기전류임계값, 즉, 상기 플러그소켓(91)을 통해 외부 전기기기(미도시)로 공급되는 전력이 대기전력에 해당되는 지를 판단하는 기준 전류값, 을 획득하여 저장하는 모드이다.

이하, 상기 제어부(10), 통신부(20), 스위치부(30), 출력부(40), 전원부(50), 과전압보호부(60), 및 각종 신호 감지부(71, 72, 73, 74) 에 대해 상세히 설명한다.

상기 통신부(20)는, 차단모드에서 상시모드로 전환하라는 제어신호, 초기화하라는 제어신호, 대기전류설정모드로 동작하는 제어신호 등을 전달받아서 상기 제어부(10)에 전달한다. 상기 통신부(20)는, 본 발명과 통신할 수 있게 구성되는 전 용 리모콘이나 또는 가전제품의 리모콘으로부터 송신되는 적외선신호를 수신하는 리모콘신호수신부(21), 지그비나 RFID 기술로 구현된 근거리 무선통신 기기로부터 제어신호를 수신하는 근거리무선통신부(22), 외부기기에 유선으로 연결되어 제어신호를 전송받는 유선통신부(23) 중에 어느 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 스위치부(30)는, 대기전류설정모드를 선택하기 위한 대기전류설정스위치(31)와, 차단모드 상태에 있을 때에 상시모드로 전환시키기 위한 상시모드스위치(32), 를 포함하여 구성된다. 상기 대기전류설정스위치(31)는, 예를 들면, '일반' 및 '절전'으로 절환할 수 있는 2단스위치로 구성될 수 있으며, 이때 상기 제어부(10)는, 상기 대기전류설정스위치(31)가 '일반'으로 절환되면 후술하는 바와 같이 제2 전류감지부(73)로 감지되는 전류값을 대기전류임계값으로 메모리(11)에 저장하고, '절전'으로 절환되면 상시모드로 동작하기 시작한다. 상기 상시모드스위치(32)는 버튼 형태로 이루어질 수 있으며, 이때 상기 제어부(10)는 후술하는 바와 같이 차단모드로 동작중에 상기 상시모드스위치(32)가 눌리면 상시모드로 전환한다.

상기 출력부(40)는, 각종 신호 감지부(71, 72, 73, 74)로 감지한 데이터값이나 현재 동작중인 모드 상태 등을 시각적으로 볼 수 있도록 출력하는 디스플레이부(41); 경보중임을 점등으로 알리기 위한 램프(42); 및 경보중임을 경보음으로 알리기 위한 부저(43);를 구비하여, 상기 제어부(10)에 의해 제어된다.

상기 전원부(50)는, 상기 전원플러그(90)에 전기적으로 연결되어 상용전원의 교류전기를 입력받아서 본 발명에서 필요로 하는 미리 설정된 직류전기로 변환하여 공급한다. 바람직하게, 전원부(50)의 출력측에는 리셋스위치(33)를 경유하여 제어부(10)에 연결되므로, 리셋스위치(33)가 눌리게 되면 제어부(10)에 공급되는 전기를 일시적으로 차단한 후에 재공급하므로, 상기 제어부(10)를 초기화하게 된다.

상기 과전압보호부(60)는, 상기 전원플러그(90)로부터 공급받는 교류전기의 전압이 미리 정해진 전압을 초과하면 공급받는 전기를 흡수하여 상기 플러그소켓(91)에 전기가 공급되지 아니하게 한다. 상기 과전압보호부(60)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전원플러그(90)의 두 단자로부터 각각 인출되어 개폐부(80)에 연결되는 두 전선에 각각 설치되는 서지 흡수기(60a, 60b : S.A. : surge absorber)로 구성될 수 있으며, 미리 정해진 전압을 초과하는 전기가 입력되면 상기 서지 흡수기(60a, 60b)를 통해 접지측으로 방전되게 한다.

상기 신호 감지부(71, 72, 73, 74)는 제1 열감지부(71), 제2 열감지부(74), 제1 전류감지부(72) 및 제2 전류감지부(73)를 포함한다.

상기 제1 열감지부(71)는, 상기 개폐부(80)의 입력단에 연결되는 전선의 온도를 감지하여 상기 제어부(10)에 전달한다. 상기 제1 열감지부(71)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 개폐부(80)의 1차측 두 전선 가닥에 각각 설치되는 온도감지회로(71a, 71b)로 구성되어, 각 전선 가닥의 온도를 감지하며, 각 온도감지회로(71a, 71b)에서 감지한 온도신호를 신호안정화부(71c)로 안정화하여 상기 제어부(10)에 전달한다.

제2 열감지부(74)는, 멀티콘센트의 외측 전면의 온도를 감지하여 상기 제어부(10)에 전달한다.

이와 같이 본 발명은, 플러그소켓(91)를 통해 부하 전기기기(미도시)에 전기적으로 연결시키는 전선의 온도를 상기 제1 열감지부(71)로 감지하여서 전선이 과열될 경우에 전기공급을 차단할 수 있도록 구성되므로, 전선의 과열에 의한 전기사고는 물론이고 전기사고로 인한 화재를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은, 멀티콘센트의 외부 온도를 상기 제2 열감지부(74)로 감지하여서, 멀티콘센트의 주변이 고온으로 상승한 것으로 판단되면 전기 공급을 차단하여 멀티콘센트의 파손에 따라 발생할 수 있는 전기사고와 전기사고에 의한 화재를 방지할 수 있다.

상기 제1 전류감지부(72)는, 부하 전기기기가 정상적으로 동작할 때에 공급되는 전류, 즉 상시전류를 감지하기 위한 구성으로서, 상기 전원플러그(90)를 통해 입력받는 교류전기의 전류값에 비례하여 유도되는 전류를 출력하는 전류변환부(72a, 72b)를 상기 개폐부(80)의 전원측 전선에 각각 설치하고, 상기 전류변환부(72a, 72b)에서 출력되는 유도 전류를 신호안정화부(72c)를 이용하여 각각 안정화된 전압신호로 변환하여 상기 제어부(10)에 전달한다. 또한, 상기 신호안정화부(72c)는, 전류변환부(72a, 72b)에서 각각 출력되는 유도 전류를 차동증폭하여 누전전류 신호를 획득하고 상기 제어부(10)에 전달한다. 상기 제1 전류감지부(72)는 멀티콘센트의 정격전류값을 정격전류값으로 하여 설정되는 것이 바람직하다.

상기 제2 전류감지부(73)는, 대기전류를 감지하기 위한 구성으로서, 상기 플러그소켓(91)를 통해 외부기기에 공급되는 교류전기의 전류에 비례하여 유도되는 전류를 출력하는 전류변환부(73a, 73b)를 상기 개폐부(80)의 부하측 전선에 각각 설치하고, 상기 전류변환부(73a, 73b)에서 출력되는 유도 전류를 신호안정화부(73c)를 이용하여 각각 안정화된 전압신호로 변환하여 상기 제어부(10)에 전달한다. 상기 제2 전류감지부(73)는, 대기전류의 파단기준이 되는 대기전류임계값을 정격전류값으로 하여 회로 구성되는 것이 바람직하며, 후술하는 바와 같이 대기전류임계값을 대기전류설정모드에서 입력되는 가변적인 값이므로, 일반적으로 규정되는 대기전류임계값의 범위에서 상기 제2 전류감지부(73)의 정격전류값을 선택할 수 있다.

상기 제1 전류감지부(72) 및 제2 전류감지부(73)에서 각각 감지하려는 전류의 크기는 그 차이가 매우 크므로, 각각 감지하려는 전류의 크기에 맞는 전류변환부를 구비하여 오차를 최소화하는 것이 바람직하며, 감지 전류의 크기에 맞게 신호안정화부의 회로를 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명은, 전기기기(미도시)가 동작(정격운전)중에 있을 때에 플러그소켓(91)를 통해 공급되는 전류를 감지하는 전류감지부와, 전기기기(미도시)가 동작하지 않을 때에 플러그소켓(91)를 통해 공급되는 대기 전류를 감지하는 전류감지부, 를 분리하여 구성되므로, 정격운전 중에 흐르는 전류와 운전을 중단한 상태에서 흐르는 대기 전류와 누전전류를 각각 정확하게 획득할 수 있다. 즉, 감지하려는 전류범위에 맞게 전류변환부를 설치하고 그에 맞게 신호안화부도 구성하여 더욱 정확한 전류값을 획득할 수 있는 것이다.

상기 제어부(10)는, 미리 정해지는 각종 설정값을 저장하고, 각 동작 모드에 맞는 프로그램을 저장하는 메모리(11)와, 시간을 확인하여 경과시간을 획득하는 타이머(12), 를 구비한다.

여기서, 상기 메모리(11)에 저장되는 설정값은, 상기 플러그소켓(91)를 통해 외부 전기기기에 공급할 수 있는 전류인 멀티콘센트의 정격전류값; 외부 전기기기에 공급되는 전류가 과전류에 해당되는 지를 판단할 수 있는 기준이 되는 과전류임계값; 상기 플러그소켓(91)를 통해 외부로 공급되는 전류가 대기전류에 해당되는 지를 판단할 수 있는 기준이 되는 대기전류임계값; 상기 플러그소켓(91)를 통해 전기적으로 연결되는 전선 또는 외부 전기기기에서 누전이 발생하였는 지를 판단할 수 있는 기준이 되는 누전전류임계값; 전선의 허용온도에 따라 정해지는 값으로서 전선이 과열 상태에 있는 지를 판단할 수 있는 기준이 되는 전선과열임계값; 외부 온도가 과열 상태에 있는 지를 판단할 수 있는 과열여부의 판단기준이 되는 외부과열임계값; 을 포함하여 이루어진다. 상기 대기전류임계값은, 후술하는 바와 같이 대기전류설정모드에서 획득하여 저장되는 값으로 하고, 정격전류값, 과전류임계값, 누전전류임계값, 전선과열임계값 및 외부과열임계값은 미리 설정되어 저장되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제어부(10)는, 상시모드, 차단모드 및 대기전류설정모드 로 동작할 수 있도록 구성되며, 상기 스위치부(30) 또는 통신부(20)를 통해 어느 모드로 동작할 것인지를 선택받고, 상기 제1 전류감지부(72)로 감지한 전류값과, 상기 제1 열감지부(71) 및 제2 열감지부(74)로 감지한 온도값을 상기 디스플레이부(41)에 출력시킨다.

먼저, 상기 제어부(10)는 전원을 투입받거나 아니면 리셋스위치(33)에 의해 전원을 재공급받게 되면 초기화 상태로 되며, 이때 자신에게 연결된 각 구성들을 제어하기 시작하고, 상기 개폐부(80)는 폐로(ON) 상태로 된다.

다음으로, 대기전류설정모드를 선택받으면, 상기 제어부(10)는, 상기 제2 전류감지부(73)로 감지한 전류값을 대기전류임계값으로 하여 메모리(11)에 저장하여, 상시모드로 동작할 때에 대기전류를 차단하기 위한 판단 기준값으로 사용한다.

다음으로, 상시모드를 선택받으면, 상기 제어부(10)는, 상기 제1 열감지부(71), 제2 열감지부(74), 제1 전류감지부(72) 및 제2 전류감지부(73)의 감지신호에 따라 상기 개폐부(80)를 차단동작(OFF) 또는 폐로동작(ON)시킬 것인지를 판단하며, 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

즉, 상기 제어부(10)는, 상기 제1 전류감지부(72)로 감지한 전류값이 상기 정격전류값보다 크고 상기 과전류임계값보다 낮으면, 상기 부저(43)로 경고음을 출력시키고 상기 램프(42)를 점등시킨 후에, 상기 타이머(12)로 경과시간을 산출하기 시작하며 산출한 경과시간이 미리 설정된 시간에 도달하면 상기 개폐부(80)를 차단 동작(OFF)시켜서 차단모드로 전환한다. 예를 들면, 멀티콘센트 및 전선의 허용전류에 따라 상기 정격전류값을 10A로 설정하고 상기 과전류임계값을 상기 정격전류값의 1.2배인 12A로 설정하였으면, 감지한 전류값이 10A보다는 크고 12A보다는 작을 때에 상기 부저(43) 및 램프(42)를 가동시키는 것이며, 이러한 상태가 일정 시간동안 지속되면 전기 공급을 차단하는 것이다.

또한, 상기 제어부(10)는, 상기 제1 전류감지부(72)로 감지한 전류값이 상기 과전류임계값에 도달하면 즉시 상기 개폐부(80)를 차단동작시켜 차단모드로 전환한다. 여기서, 과전류가 흐름에 따라 즉시 차단동작시키는 이유는, 플러그소켓(91)에 연결되는 전선, 멀티콘센트 내부의 전선, 및 부하 전기기기가 과전류에 의해 파손되는 것을 방지하기 위함이다.

또한, 상기 제어부(10)는, 상기 제1 전류감지부(72)로 감지한 누전전류값이 상기 누전전류임계값보다 크거나 같으면, 상기 개폐부(80)를 차단동작시켜 차단모드로 전환한다.

또한, 상기 제어부(10)는, 상기 제2 전류감지부(73)로 감지한 전류값이 상기 대기전류임계값보다 작거나 같게 되면, 상기 타이머(12)로 경과시간을 확인하기 시작하며, 상기 대기전류임계값보다 작거나 같은 상태가 미리 설정된 경과시간동안 지속되면 상기 개폐부(80)를 차단동작시켜 차단모드로 전환한다.

또한, 상기 제어부(10)는, 상기 제1 열감지부(71)로 감지한 전선의 온도값이 상기 전선과열임계값에 도달하면, 상기 개폐부(80)를 차단동작시켜 차단모드로 전환한다. 여기서, 상기 전선과열임계값은 일반적으로 멀티콘센트에 연결되는 절연전 선의 피복의 허용온도를 고려하여 미리 설정될 수 있고 이에 따라 80℃ 정도로 설정된다면, 상기 제어부(10)는 전선의 온도값이 상승하여 80℃에 이를 때에 상기 개폐부(80)를 차단동작시켜서, 절연전선의 피복이 열에 의해 파손되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 피복의 파손에 의한 합선사고도 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 제어부(10)는, 상기 제2 열감지부(74)로 감지한 온도값이 상기 외부과열임계값에 도달하면, 상기 개폐부(80)를 차단동작시켜 차단모드로 전환한다. 상기 제2 열감지부(74)는 멀티콘센트의 외부 공기의 온도를 감지하여 화재 등으로 인해 공기의 온도가 상승하였는 지를 감시하기 위한 구성으로서, 본 발명은 화재로 인해 멀티콘센트가 파손되기 전에 전원을 차단하여 전기사고로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 외부과열임계값은, 본 발명이 설치되는 곳의 환경에 따라 설정될 수 있는 값이며, 일반 실내에 설치되는 것이면 평상시 실내온도를 고려하여 45℃로 설정될 수 있고, 보일러실과 같이 평상시에도 일반 실내온도보다 높은 곳에 설치되는 곳이면 45℃보다 크게 설정되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 전류 또는 온도의 상승, 아니면 대기전류 상태에 따라 차단모드로 전환되면, 개폐부(80)는 개로(OFF) 상태로 있게 된다.

다음으로, 상기 제어부(10)는, 상기와 같이 상시모드에서 차단모드로 전환한 상태에서, 상기 상시모드스위치(32)의 누름신호를 입력받으면, 상기 개폐부(80)를 ON동작시켜 상시모드로 전환한다. 또한, 상기 제어부(10)는 리셋스위치(33)의 입력, 또는 통신부(20)를 통해 전달받는 모드변환 제어신호에 따라 상시모드로 전환 할 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 멀티콘센트는, 복수개의 플러그소켓(91)을 구비하므로, 각 플러그소켓(91)을 통한 전기 공급을 플러그소켓(91)별로 제어하는 것이 바람직하다.

이를 위해서, 본 발명에 따른 멀티콘센트는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 열감지부(71), 제1 전류감지부(72), 개폐부(80), 제2 전류감지부(73) 및 플러그소켓(91)을 하나의 소켓어셈블리(C)로 하여서, 복수개의 소켓어셈블리(C)를 구비하는 것이다.

도 4는, 본 발명의 실시예에 따른 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트에 있어서, 복수개의 소켓어셈블리(C)를 연결한 형태를 보여주는 블록구성도이다.

상기 도 4를 참조하면, 과전압보호부(60)의 2차측에 공통접속점(61)이 마련되어서, 상기 공통접속점(61)에서 병렬로 분기되는 복수개의 분기선을 인출하고, 각 소켓어셈블리(C)를 분기선에 하나씩 전기적으로 연결하는 형태로 구성됨을 볼 수 있다. 이때, 상기 과전압보호부(60)의 2차측 공통접속점(61)은 부스바 형태로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 제어부(10)는, 각 소켓어셈블리(C)에 구비되는 제1 열감지부(71), 제1 전류감지부(72) 및 제2 전류감지부(73)의 감지신호따라 그에 대응되는 개폐부(80)의 개폐 동작을 제어하는 것이다.

바람직하게, 상기 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 열감지부(71), 제1 전류감지부(72), 개폐부(80) 및 플러그소켓(92)으로 구성되는 다른 소켓어셈블리(C')도 추가 설치될 수 있다. 이때, 추가 설치되는 소켓어셈블리(C')는 대기전류를 감지하는 제2 전류감지부(73)을 구비하지 아니하여서, 대기전류를 차단할 수 없으므로, 대기전류를 차단할 필요가 없는 전기기기를 꽂아 쓸 수 있는 것이다.

한편, 상기 제어부(10)는, 각 소켓어셈블리(C, C')에서 감지된 전류값의 합이 멀티콘센트의 총 정격전류를 초과하면 각 소켓어셈블리(C, C')의 개폐부(80)를 동시에 차단하거나, 아니면 전류값이 최대인 소켓어셈블리(C, C')의 개폐부(80)만을 선택 차단하는 등의 작용을 할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트에 있어서, 전원부(50)의 회로도이다.

상기 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에서의 전원부(50)는, 전원플러그(90)에 전기적으로 연결되는 입력단(57a, 57b)을 통해 상용전원의 교류전기를 입력받아서 직류전기로 정류하는 정류부(51); 스위칭부(53)에 구비된 타이머(T1)의 전원레벨, 펄스주기 및 펄스폭을 설정하는 타이머설정부(52); 상기 타이머설정부(52)에 의해 설정된 펄스주기 및 펄스폭에 맞게 스위칭 신호를 생성하고, 상기 스위칭 신호에 따라 상기 정류된 직류전기의 공급을 단속하여 출력하는 스위칭부(53); 상기 스위칭부(53)의 출력측에 회로적으로 결합되어 과전압을 검출하며, 과전압이 검출되면 과전압 검출신호를 상기 스위칭부(53)에 피드백하여 직류전기의 공급을 차단시키는 과전압차단부(54); 상기 스위칭부(53)의 출력측에 회로적으로 결합되어 과전류를 검출하며, 과전류가 검출되면 검출된 과전류 신호에 따라 상기 스위칭부(53)의 직류전기 공급을 제한하는 과전류차단부(55); 상기 스위칭부(53)의 출력측에 병렬로 연결되어서, 공급할 직류전기를 평활화하여 직류출력단(58a, 58b)을 통해 출력되게 하는 평활부(56); 를 포함하여 구성된다.

상기 도 5에 도시된 회로를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 정류부(51)는, 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4)로 회로구성된 브릿지 정류회로이며, 입력단(57a, 57b)을 통해 입력받는 상용전원의 교류전기를 전파정류하여 직류전기로 변환한다. 이와 같이 변환되어 얻는 직류전기는 스위칭부(53)의 양극라인(V+)과 접지라인(V0)의 양단에 인가되며, 상기 양극라인(V+)는 전파정류된 직류전기에 의해 양(+)의 전위를 갖고, 상기 접지라인(V0)는 접지되어 있어서 영(-)의 전위를 갖는다.

상기 타이머설정부(52)는, 두개의 저항(R1, R2), 두개의 콘덴터(C1, C2), 하나의 제너다이오드(Z1), 두개의 다이오드(D4, D6), 두개의 가변저항(VR1, VR2)으로 회로구성된다. 저항 R1은 병렬로 연결된 제너다이오드 Z1 및 콘덴서 C1에 직렬로 연결되어서 저항(R1)을 양극라인(V+)에 연결하는 형태로 양극라인(V+)과 접지라인(V0) 사이에 병렬로 연결된다. 그리고, 콘덴서 C1의 양단 전압은 스위칭부(52)의 타이머(T1)에 공급되게 한다. 상기 저항 R1 및 제너다이오드 Z1는 타이머(T1)의 전 압레벨을 설정하면서 과전압이 타이머(T1)에 유입되는 것을 차단하고, 상기 콘덴서 C1는 상기 양극라인(V+)로부터 공급되는 전기를 평활화하여 타이머(T1)에 공급되게 한다.

또한, 저항 R2 및 가변저항 VR1는 직렬로 연결되어서 저항 R2가 양극라인(V+)에 연결되는 형태로 두 라인(V+, V0)에 병렬로 연결되고, 가변저항 VR1의 가변저항 인출단은 다이오드 D5를 경유하여 콘덴서 C2에 연결되고, 타이머(T1)에도 직접 연결되며, 아울러 가변저항 VR2에 의해 분압되어 타이머(T1)에 인가된다.

이와 같이 구성되어서, 저항 R2 및 가변저항 VR1을 경유하여 콘덴서 C2에 정파정류된 전기가 일정시간 공급되어 콘덴서 C2에 일정량 이상의 전하가 충전되면, 가변저항 VR2를 통하여 타이머(T1)에 제어신호가 입력되고, 이때 타이머(T1)는 저항 R3 및 다이오드 D7를 경유하여 트랜지스터 Q1 를 턴온시키는 펄스 신호를 출력한다. 다음으로 타이머(T1)는 콘덴서 C2를 방전시킨 후 재충전되게 하는 과정을 반복시킨다. 상기 저항 R1, 가변저항 VR1 및 콘덴서 C2로 설정되는 RC정수는 타이머(T1)에서 출력되는 스위칭 신호의 펄스주기 및 펄스폭을 결정한다. 한편, 콘덴서 C2는 가변저항 VR1로부터 공급받는 전기의 전압에 따라 충·방전시간 간격이 결정되므로, 상기 가변저항 VR1에 의해 분압되는 전압의 크기를 설정하고자 하는 타이머(T1)의 펄스주기 및 펄스폭에 맞게 조절해야 한다.

상기 스위칭부(53)는 타이머(T1), 4개의 트렌지스터(Q1, Q2, Q3, Q4), 하나의 다이오드(D7), 7개의 저항(R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9), 하나의 인덕턴스(L1) 로 회로구성된다. 상기 타이머설정부(52)에 설정된 RC 정수에 따라 스위칭 신호가 출력되는 타이머(T1)의 출력단은 저항 R3 및 다이오드 D7을 경유하여 NPN타입 트랜지스터 Q1의 베이스에 연결되고, 여기서 상기 트랜지스터 Q1의 에미터는 접지라인에 연결되고 콜렉터는 저항 R4을 경유하여 양극라인(V+)에 연결된다. 아울러, 상기 트랜지스터 Q1의 콜렉터는 저항 R5를 경유하여 NPN타입 트랜지스터 Q2의 베이스에 연결되고, 여기서 상기 트랜지스터 Q2의 콜렉터는 양극라인(V+)에 연결되고 에미터는 저항 R6을 경유하여 NPN타입 트랜지스터 Q3의 베이스에 연결된다. 또한 상기 트랜지스터 Q3는 에이터를 접지라인에 연결하고 콜렉터를 저항 R7을 경유하여 PNP타입 트랜지스터 Q4의 베이스에 연결된다. 그리고, 상기 트랜지스터 Q4의 에미터는 인덕턴스 L1을 경유하여 양극라인(V+)에 연결되고, 콜렉터는 저항 R8 및 R9를 경유하여 접지라인에 연결된다. 또한, 상기 트랜지스터 Q4의 콜렉터는 직류출력단(58a)에 연결된다. 여기서, 상기 인덕턴스 L1은 전파정류된 직류전기의 리플을 제거한다.

이와 같이 구성되는 스위칭부(53)는 타이머(T1)의 스위칭 신호에 의해 단속되는 직류전기를 상기 트랜지스터 Q4의 콜렉터를 통해 출력한다.

상기 스위칭부(53)에 의해 직류출력단(58a)에 전기가 공급되는 경로를 설명하면 다음과 같다.

상기 정류부(51)에 의해서 양극라인(V+)에 인가되는 직류전기는, 저항 R4 및 R5를 경유하여 트랜지스터 Q2의 베이스에 인가되어 트랜지스터 Q2를 턴온시키고, 트랜지스터 Q2의 턴온에 의해서 트랜지스터 Q2의 콜렉터 및 에미터를 경유하고 저 항 R6을 경유하여 트랜지스터 Q3의 베이스에도 인가되므로 트랜지스터 Q3도 턴온시킨다. 이와 같이 트랜지스터 Q3가 턴온됨에 따라, 저항 R7을 경유하여 트랜지스터 Q3의 콜렉터에 연결된 트랜지스터 Q4의 베이스와, 인덕턴스 L1을 경유하여 양극라인(V+)에 연결된 트랜지스터 Q4의 에미터 사이에도 전압이 인가되어 트랜지스터 Q4도 턴온된다. 따라서, 트랜지스터 Q4의 콜렉터의 전압, 즉, 직렬로 연결된 저항 R8 및 R9 의 양단에 걸리는 전압 의 직류전기가 직류출력단(58a, 58b)에 인가된다.

한편, 상기 타이머(T1)로부터 양(+)의 펄스신호인 스위칭 신호가 출력되면, 스위칭 신호는 저항 R3 및 다이오드 D7을 경유하여 트랜지스터 Q1의 베이스에 인가되므로 트랜지스터 Q1이 턴온된다. 이와 같이 트랜지스터 Q1이 턴온되면, 트랜지스터 Q1의 콜렉터와 에미터 사이는 전기적으로 도통되어서 트랜지스터 Q2의 베이스의 전위는 접지라인(V0)의 전위로 되므로, 트랜지스터 Q2가 턴오프되고 아울러 트랜지스터 Q3 및 Q4도 턴오프된다. 따라서, 트랜지스터 Q4의 콜렉터를 통한 전기 공급이 차단된다.

상기 과전압차단부(54)는, 2개의 저항(R10, R11), 1개의 가변저항(VR4), 1개의 NPN타입 트랜지스터(Q6)로 회로구성된다. 가변저항 VR4는, 상기 스위칭부(53)의 출력측 저항들(R8, R9) 중에서 저항 R9의 양극(+) 측에 가변저항 인출단이 연결되는 형태로 배치되고 저항 R11을 경유하여 접지라인(V0)에 연결되어서 상기 저항 R9에 인가되는 전압을 상기 저항 R11의 전압으로 분압한다. 또한 저항 R11에 인가되는 전압은 저항 R10을 경유하여 NPN타입 트랜지스터 Q6의 베이스에 인가되게 연결 되고, 여기서 트랜지스터 Q6의 에미터는 접지라인(V0)에 연결되고 콜렉터는 상기 스위칭부(53)의 트랜지스터 Q3의 베이스에 연결된다. 즉, 상기 과전압차단부(54)는 스위칭부(53)의 출력 전압을 분압하는 저항 R9로부터 과전압을 검출하고 검출한 전압을 가변저항 VR4 및 저항 11로 다시 분압한 후 트랜지스터 Q6를 턴온시키게 구성되며, 여기서 가변저항 VR4는 트랜지스터 Q6를 턴온시키는데 필요한 베이스-에미터간의 전압값을 조절하기 위한 구성이다.

따라서, 스위칭부(53)에서 출력되는 직류전기가 과전압으로 상승하게 되면, 상기 과전압차단부(54)는 트랜지스터 Q6를 턴온시켜서 상기 스위칭부(53)의 트랜지스터 Q3를 턴오프되게 하며, 결국 트랜지스터 Q4도 턴오프되어 직류출력단(58a)으로 직류전기가 공급될 수 없게 된다.

여기서, 스위칭부(53)의 트랜지스터 Q3는 상기 과전압차단부(54)을 결합하기 위한 구성이며, 만약 상기 과전압차단부(54)가 스위칭부(53)에 결합되지 아니하면 트랜지스터 Q2의 콜렉터를 트랜지스터 Q4의 베이스에 연결하여 구성할 수 있다.

또한, 상기 과전압차단부(54)는, 직류출력단(58a, 58b)의 전압을 직렬 연결된 저항 R8 및 R9에서 분압된 저항 R9의 전압으로 입력받도록 구성되었으나, 직류출력단(58a, 58b)의 전압을 직접 입력받도록 구성될 수도 있으며, 이때에는 가변저항 VR4 및 R11의 저항값을 출력단(58a, 58b)의 전압값에 맞는 적절한 값을 갖는 소자로 구성하게 된다.

상기 과전류차단부(55)는, 가변저항 VR3 및 PNP타입 트랜지스터 Q5 로 회로 구성된다. 가변저항 VR3는 상기 스위칭부(53)의 인덕턴스 L1에 병렬로 연결되고 가변저항 인출단이 트랜지스터 Q5의 베이스에 연결되며, 상기 트랜지스터 Q5의 에미터는 양극라인(V+)에 연결되고 콜렉터는 상기 스위칭부(53)의 트랜지스터 Q4의 베이스에 연결된다.

즉, 상기 과전류차단부(55)는, 상기 스위칭부(53)를 통해 출력되는 전류를 인덕턴스 L1에 병렬 연결된 가변저항 VR3로 분기시키고 분기된 전류값을 전압신호로 하여 트랜지스터 Q5를 턴온시키도록 구성된다.

따라서, 상기 스위칭부(53)의 출력 전류가 증가하여 상기 트랜지스터 Q5가 턴온되면, PNP타입 트랜지스터 Q4의 베이스에 양극라인(V+)의 전압이 인가되고, 결국 트랜지스터 Q4는 턴오프되어서 직류출력단(58a)으로 직류전기가 공급될 수 없게 된다.

상기 평활부(56)는, 스위칭부(53)의 직류출력단(58a, 58b) 양단에 병렬로 접속되는 콘덴서 C3로 구성되어서, 트랜지스터 Q4의 콜렉터를 통해 단속되어 출력되는 전기를 평활화하여 상기 직류출력단(58a, 58b)에 공급되게 한다.

여기서, 본 발명에 따르면, 상기 평활부(56)는 트랜지스터 Q4에 직렬로 연결되어 접지라인(V0)에 이어지므로, 출력단(58a, 58b)에 연결되는 부하에서 전력소모가 없으면, 상기 콘덴서 C3은 방전되지 아니하고 충전상태를 유지하므로, 이 상태에서 상기 트랜지스터 Q4가 턴온되더라도 전류는 흐르지 아니하거나, 아니면 미소 전류만 흐르게 되어 전력소모를 경감할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전원부(50)는, 제어부(10)에서 필요로 하는 전압을 갖는 전기를 공급하되, 변압기를 사용하지 아니하고, 대신에 전파정류한 직류전기를 스위칭부(53)로 단속한 후에 평활화하여 원하는 전압의 전기를 제어부(10)에 공급하므로, 변압기의 사용에 따른 전력 낭비를 감소시켜 자체 소모전력을 최소화한다. 특히, 개폐부(80)를 차단동작시킨 상태(즉, 차단모드)에서 필요로 하는 전력은 낮은 값을 갖게 되는 데, 본 발명은, 경부하 또는 무부하시에 소비전력이 큰 변압기를 사용하지 아니하고, 또한 출력단(58a, 58b)에 병렬로 배치되는 평활부(56)를, 스위칭 동작을 하는 트랜지스터 Q4에 직렬로 연결하여 전력소모를 더욱 줄일 수 있다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트의 블록구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트에 있어서, 과전압보호부(60), 제1 열감지부(71), 제1 전류감지부(72), 제2 전류감지부(73) 및 개폐부(80)의 회로도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트의 상면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트에서, 복수개의 소켓어셈블리(C)를 연결한 형태를 보여주는 블록구성도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트에 있어서, 전원부(50)의 회로도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 제어부 11 : 메모리 12 : 타이머

20 : 통신부 21 : 리모콘신호수신부 22 : 근거리무선통신부

23 : 유선통신부 30 : 스위치부 31 : 대기전류설정스위치

32 : 상시모드스위치 33 : 리셋스위치 40 : 출력부

41 : 디스플레이부 42 : 램프 43 : 부저

50 : 전원부 51 : 정류부 52 : 타이머설정부

53 : 스위칭부 54 : 과전압차단부 55 : 과전류차단부

56 : 평활부 57a, 57b : 입력단 58a, 58b : 직류출력단

60 : 과전압보호부 60a, 60b : 서지 흡수기

71 : 제1 열감지부 71a, 71b : 온도감지회로 71c : 신호안정화부

72 : 제1 전류감지부 72a, 72b : 전류변환부 72c : 신호안정화부

73 : 제2 전류감지부 73a, 73b : 전류변환부 73c : 신호안정화부

74 : 제2 열감지부

80 : 개폐부 80a, 80b : 접점부 81 : 접점가동부

90 : 전원플러그 90A : 전원단자

91 : 플러그소켓 91A : 소켓단자

C : 소켓어셈블리

Claims (4)

1. 상용전원에 연결된 콘센트에 꽂을 수 있도록 마련되며 교류전기를 공급받는 전원플러그(90);

   플러그를 꽂을 수 있도록 마련되며, 꽂힌 플러그에 교류전기를 공급하는 복수의 플러그소켓(91);

   상기 전원플러그(90)를 통해 입력받는 교류전기를 미리 설정된 전압의 직류전기로 변환하는 전원부(50);

   대기전류설정모드를 선택하기 위한 대기전류설정스위치(31)와, 차단모드 상태에 있을 때에 상시모드로 전환시키기 위한 상시모드스위치(32), 를 포함하여 구성되는 스위치부(30);

   디스플레이부(41), 램프(42) 및 부저(43)를 구비하는 출력부(40);

   각각의 플러그소켓(91)에 하나씩 장착되며, 입력단을 상기 전원플러그(90)에 연결하고 출력단을 플러그소켓(91)에 연결하여서, 상기 전원플러그(90)로부터 입력되는 교류전기를 플러그소켓(91)에 선택적으로 공급하는 개폐부(80);

   상기 전원플러그(90)로부터 입력받는 교류전기의 전압이 미리 정해진 전압을 초과하면 공급받는 교류전기를 흡수하도록 구성되는 과전압보호부(60);

   각각의 개폐부(80) 입력단에 설치되어, 개폐부(80)의 입력단에 연결되는 전선의 온도를 감지하는 제1 열감지부(71);

   외부 온도를 감지하는 제2 열감지부(74);

   각각의 개폐부(80) 입력단에 설치되어, 상기 전원플러그(90)를 통해 입력받는 교류전기의 전류를 감지하고, 멀티콘센트의 정격전류값을 정격전류값으로 하여 설정되는 제1 전류감지부(72);

   각각의 개폐부(80) 출력단에 설치되어, 상기 플러그소켓(91)를 통해 흐르는 대기전류를 감지하는 제2 전류감지부(73);

   멀티콘센트의 정격전류값, 과전류의 판단기준이 되는 과전류임계값, 대기전류의 판단기준이 되는 대기전류임계값, 누전여부의 판단기준이 되는 누전전류임계값, 전선과열 여부의 판단기준이 되는 전선과열임계값, 외부 온도의 과열 여부의 판단기준이 되는 외부과열임계값, 을 저장하는 메모리(11)와, 경과시간을 획득하는 타이머(12)를 구비하며; 상기 제1 전류감지부(72)로 감지한 전류값과, 상기 제1 열감지부(71) 및 제2 열감지부(74)로 감지한 온도값을 상기 디스플레이부(41)에 출력시키고; 상기 스위치부(30)를 통해 대기전류설정모드를 선택받으면, 상기 제2 전류감지부(73)로 감지한 전류값을 대기전류임계값으로 하여 메모리(11)에 저장하고; 상시모드에서, 상기 제1 전류감지부(72)로 감지한 전류값이 상기 과전류임계값에 도달하는 조건, 상기 제2 전류감지부(73)로 감지한 전류값이 미리 설정된 경과시간 동안 지속적으로 상기 대기전류임계값보다 작거나 같게 되는 조건, 상기 제1 열감지부(71)로 감지한 온도값이 상기 전선과열임계값에 도달하는 조건, 상기 제2 열감지부(74)로 감지한 온도값이 상기 외부과열임계값에 도달하는 조건, 중에서 어느 하나의 조건이라도 이루어지면 해당되는 개폐부(80)를 차단동작(OFF)시켜 차단모드로 전환하며; 차단모드로 전환한 상태에서 상기 상시모드스위치(32)의 누름신호를 입력받으면, 상기 개폐부(80)를 폐로동작(ON)시켜 상시모드로 전환하는 제어부(10);

   를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제1 전류감지부(72)는,

   두 전선에 각각 흐르는 전류를 감지하고, 감지한 전류를 차동증폭하여 누전전류를 획득하도록 구성되며,

   상기 제어부(10)는,

   상시모드로 동작할 시에, 상기 제1 전류감지부(72)에서 획득한 누전전류가 상기 누전전류임계값보다 크거나 같으면, 상기 개폐부(80)를 차단동작시켜 차단모드로 전환하고,

   상시모드로 동작할 시에, 상기 제1 전류감지부(72)로 감지한 전류값이 상기 정격전류값보다 크고 상기 과전류임계값보다 낮으면 미리 설정된 시간동안 상기 부저(43)로 경고음을 출력시킨 후에 상기 개폐부(80)를 차단동작시켜 차단모드로 전환하는 것임을 특징으로 하는 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 전원부(50)는,

   입력받는 교류전기를 전파정류하여 직류전기로 변환하여서 양(+)의 전위를 갖는 양극라인(V+)와 접지된 접지라인(V0)를 통해 공급하는 정류부(51);

   타이머(T1)에 입력할 전압레벨의 전원을 상기 직류전기로부터 획득하고, 타이머(T1)에서 출력할 스위칭 신호의 펄스주기 및 펄스폭을 설정하도록 회로구성되는 타이머설정부(52);

   상기 타이머설정부(52)에 의해 획득한 전압레벨의 전원을 입력받고 설정된 펄스주기 및 펄스폭으로 스위칭 신호를 출력하는 타이머(T1)를 구비하며; 상기 양극라인(V+)의 직류전기에 리액턴스(L1)을 경유하여 PNP타입 트랜지스터 Q4에 의해 단속된 후에 상기 트랜지스터 Q4의 콜렉터를 통해 출력되게 하고, 상기 양극라인(V+)의 직류전기를 베이스에 인가하여 턴온되는 트랜지스터 Q2를 경유하여 상기 양극라인(V+)의 직류전기가 트랜지스터 Q3의 베이스에도 인가되게 하여서 트랜지스터 Q3를 턴온되게 하고, 턴온되는 상기 트랜지스터 Q3를 경유하여 상기 트랜지스터 Q4의 베이스가 접지라인(V0)에 연결되게 하는 회로를 구성하고; 상기 타이머(T1)에서 출력되는 스위칭 신호의 양(+)의 펄스에 의해 턴온되는 트랜지스터 Q1에 의해 상기 트랜지스터 Q2의 베이스가 접지측에 연결되게 하여 상기 트랜지스터 Q2, Q3, Q4를 턴오프할 수 있도록 회로 구성하여; 이루어지는 스위칭부(53);

   상기 트랜지스터 Q4의 콜렉터를 통해 출력되는 전기의 전압을 복수개의 저항(R10, R11, VR4)으로 분압하여 트랜지스터 Q6의 베이스에 인가되게 하되, 복수개 의 저항(R10, R11, VR4)은 상기 트랜지스터 Q4의 콜렉터의 전압이 미리 정해진 과전압에 도달하면 상기 트랜지스터 Q6가 턴온되게 선정하며, 상기 트랜지스터 Q6의 턴온에 의해 상기 트랜지스터 Q3의 베이스가 접지라인(V0)에 연결되게 회로 구성되는 과전압차단부(54);

   상기 트랜지스터 Q4의 콜렉터와 접지라인(V0)의 사이에 연결되는 콘덴서 C3를 포함하여 이루어지는 평활부(56);

   를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 스위칭부(53)의 트랜지스터 Q4에는,

   상기 리액턴스(L1)에 병렬로 연결되어 가변저항 인출단을 통해 분압된 전압신호를 인출하는 가변저항(VR3)과; 상기 가변저항(VR3)의 가변저항 인출단에 베이스를 연결하고 에미터를 양극라인(V+)에 연결하고 콜렉터를 상기 트랜지스터 Q4의 베이스에 연결한 트랜지스터 Q5; 를 포함하여 구성되는 과전류차단부(55);

   가 연결되는 것임을 특징으로 하는 화재 방지용 절전 지능 멀티콘센트.

Images