KR20110127749A

KR20110127749A - 스위치 회로에 공급하기 위한 공급 회로

Info

Publication number: KR20110127749A
Application number: KR1020117023952A
Authority: KR
Inventors: 카르스텐 디페; 마티아스 웬츠
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2011-11-25
Also published as: US20120074791A1; EP2406876B1; EP2406876A2; RU2537787C2; JP2012520598A; JP5480307B2; US9099879B2; CN102349226A; WO2010103458A2; RU2011141453A; WO2010103458A3; CN102349226B

Abstract

에너지 효율성을 향상시키기 위해서, 스위치 회로(2)에 공급하기 위한 공급 회로(1)는 소스(7)로부터 제1 입력 전력량을 수신하여 상기 스위치 회로(2)의 제어부(3)를 포함하는 출력 회로(5)에 제1 출력 전력량을 제공하는 제1 공급 모드를 갖고, 제2 입력 전력량을 수신하여 제2 출력 전력량을 제공하는 제2 공급 모드를 갖는다. 제1 출력 전력량은 제2 출력 전력량보다 크다. 제2 입력 전력량은 0보다 크고 스위치 회로(2)를 동작하는 데 필요한 스위치 전력량보다 작다. 스위치 회로(2)는 부하(8)를 스위칭하기 위한 릴레이를 포함할 수 있다. 제1 입력 전력량은 릴레이의 메인 콘택트를 통해 도달할 수 있다. 스위치(47)는 출력 신호 레벨들을 스위칭할 수 있다. 릴레이는 쌍안정 릴레이일 수 있다.

Description

스위치 회로에 공급하기 위한 공급 회로{SUPPLY CIRCUIT FOR SUPPLYING A SWITCH CIRCUIT}

본 발명은 스위치 회로에 공급하기 위한 공급 회로에 관한 것이며, 또한 공급 회로를 포함하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

이러한 공급 회로의 예들은 전원 공급장치들(power supplies)과 같은 공급장치들, 및 전력 변환기들(power converters)과 같은 변환기들이다. 이러한 장치의 예들은 소비자 제품들 및 산업 제품들과 같은 비-소비자 제품들이다.

종래 기술의 공급 회로는 소스로부터 제1 에너지를 수신하고, 제2 에너지를 소실하고(dissipate), 제3 에너지를 출력 회로에 제공한다. 출력 회로는 부하를 스위치 온(on) 및 오프(off)하기 위한 스위치 회로를 포함할 수 있다. 스위치 오프될 때, 부하는 에너지를 소모할 수 없다. 스위치 온될 때, 부하는 에너지를 소모할 수 있다. 따라서, 스위치 회로는 부하의 에너지 효율을 향상시킨다.

<발명의 요약>

본 발명의 목적은, 스위치 회로에 공급하기 위한 공급 회로를 제공하는 것이고, 여기서 공급 회로는 향상된 에너지 효율을 갖는다. 또한, 본 목적들은 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 양태는 스위치 회로에 공급하기 위한 공급 회로에 관한 것이고, 공급 회로는 소스로부터 제1 입력 전력량을 수신하여 스위치 회로의 적어도 제어부를 포함하는 출력 회로에 제1 출력 전력량을 제공하기 위한 제1 공급 모드를 가지며, 공급 회로는 제2 입력 전력량을 수신하여 제2 출력 전력량을 제공하기 위한 제2 공급 모드를 가지며, 제1 출력 전력량은 제2 출력 전력량보다 크고, 제2 입력 전력량은 0보다 크고 스위치 회로를 동작시키는 데 필요한 스위치 전력량보다 작다.

공급 회로는 적어도 2개의 모드를 갖는다. 제1 공급 모드에서, (많아야) 제1 입력 전력량이 예를 들어 교류원 또는 AC원(AC source)과 같은 소스로부터 수신되고, (많아야) 제1 출력 전력량이 스위치 회로의 적어도 제어부를 포함하는 출력 회로에 제공될 수 있다. 제2 공급 모드에서, (많아야) 제2 입력 전력량이 수신되고, (많아야) 제2 출력 전력량이 제공될 수 있다. 제1 출력 전력량은 제2 출력 전력량보다 크고, 제2 입력 전력량은 0보다 크고 스위치 회로를 동작시키는 데 필요한 스위치 전력량보다 작다.

공급 회로에는 적어도 2개의 서로 다른 모드가 제공되었다는 사실로 인해, 그리고 공급 회로는 예를 들어 출력 전력이 얼마나 필요한지에 따라 서로 다른 모드에서 서로 다른 최대 출력 전력량을 제공할 수 있다는 사실로 인해, 공급 회로의 에너지 효율이 향상되었다.

제1 공급 모드는 예를 들어 동작 모드이고, 제2 공급 모드는 예를 들어 대기 모드이고, 다른 종류의 모드들을 배제하지 않는다. 스위치 회로는 공급 회로의 일부를 주로 형성한다. 스위치 회로는 제어부 및 스위치부를 포함한다. 제어 및 스위치부는 각각 공급 회로의 부분을 형성할 수 있거나 또는 형성하지 않을 수 있다.

공급 회로는, 제2 공급 모드에서, 출력 회로를 위해 더 적은 출력 전력이 이용가능하지만, 예를 들어 사람의 존재 또는 부재를 검출하기 위한 검출기와 같은, 또는 명령어 또는 정보를 수신하기 위한 수신기와 같은, 예를 들어, 출력 회로의 다른 부분을 위해 일부 출력 전력이 여전히 이용가능하다는 점에서 더 유리하다.

부하를 스위칭하기 위한 릴레이(relay)를 포함하는 스위치 회로에 의해 일 실시예가 정의된다. 릴레이는, 누설 전류가 흐르지 않게 하면서 부하를 완전히 스위치 오프할 수 있다.

릴레이의 도통(conducting) 모드에 대응하는 제1 공급 모드, 및 릴레이의 비-도통(non-conducting) 모드에 대응하는 제2 공급 모드에 의해 실시예가 정의된다. 예를 들어 동작 모드와 같은 제1 공급 모드는 릴레이의 도통 모드와 일치해야 하고, 예를 들어 대기 모드와 같은 제2 공급 모드는 릴레이의 비-도통 모드와 일치해야 한다. 이 실시예 및 다음 실시예들은 주로, 그러나 배타적이지 않게, 비-쌍안정(non-bistable) 릴레이들과 관련된다.

릴레이의 제1 및 제2 메인 콘택트(contact)들을 통해 제1 입력 전력량의 적어도 일부를 수신하는 공급 회로에 의해 일 실시예가 정의된다. 릴레이의 제1 및 제2 메인 콘택트들은 릴레이의 스위치부의 일부를 주로 형성하고, 이 스위치부는 릴레이의 제어부를 통해 주로 제어된다. 릴레이의 제1 및 제2 메인 콘택트들을 통해 제1 입력 전력량의 적어도 일부를 공급할 때, 릴레이의 도통 모드에서 제1 입력 전력량의 이 부분이 공급될 수 있고, 릴레이의 비-도통 모드에서 제1 입력 전력량의 이 부분은 공급될 수 없다. 결과로서, 공급 회로는 양호한 에너지 효율을 나타낼 것이다.

공급 회로는 제1 메인 콘택트에 결합된 제1 입력, 제2 메인 콘택트에 결합된 제2 입력, 제3 입력, 출력 회로에 결합되는 제1 및 제2 출력들을 포함하고, 제1 출력은 제1 분기를 통해 제1 입력에 결합되고, 제1 출력은 제2 분기를 통해 제2 입력에 결합되고, 제1 및 제2 출력들은 출력 캐패시터를 통해 서로 결합되는 실시예가 정의된다. 이것은 간단한 실시예이다. 제2 입력 전력량은 제1 분기를 통해 도달할 것이고, 제1 입력 전력량은 제1 및 제2 분기들의 병렬 회로를 통해 도달할 것이다. 출력 캐패시터는 두 공급 모드들을 브리지(bridge)하기 위한 중간 에너지를 제공한다.

제1 분기는 직렬로 결합된 제1 저항기 및 제1 캐패시터를 포함하고, 제2 분기는 직렬로 결합된 제2 저항기 및 제2 캐패시터를 포함하고, 제1 캐패시터는 제2 캐패시터보다 작은 값을 갖고, 제1 분기는 제1 다이오드를 통해 제1 출력에 그리고 제2 다이오드를 통해 제2 출력에 결합되고, 제2 분기는 제3 다이오드를 통해 제1 출력에 그리고 제4 다이오드를 통해 제2 출력에 결합되고, 제1 출력은 제5 다이오드를 통해 제3 입력에 결합되고, 제2 출력은 제6 다이오드를 통해 제3 입력에 결합되고, 공급 회로는 출력 캐패시터에 병렬로 결합된 전압 안정화기(voltage stabilizer)를 더 포함하는 실시예가 정의된다. 이것은 저비용의 실시예이다. 제1 및 제2 저항기들의 기능은 빠른 전압 천이(fast voltage transients) 중에 피크 전류를 제한하는 것이다. 제1 캐패시터에 제2 캐패시터보다 작은 값을 제공함으로써, 제1 입력 전력량은 제2 입력 전력량보다 훨씬 더 클 것이다. 소스가 직류원 또는 DC원인 경우, 제1 및 제2 캐패시터들은 생략될 것이고, 모든 다이오드들이 생략될 수 있고, 그러면 제1 저항기에는 제2 저항기보다 큰 값이 주어질 수 있거나, 또는 그렇지 않을 수 있다.

공급 회로는 출력 신호 레벨을 스위칭하기 위한 스위치를 포함하고, 제1 공급 모드는 제1 출력 신호 레벨에 대응하고, 제2 공급 모드는 제1 출력 신호 레벨보다 낮은 제2 출력 신호 레벨에 대응하고, 제1 출력 신호 레벨의 적어도 일부는 릴레이의 도통 모드에 대응하고, 제2 출력 신호 레벨은 릴레이의 비-도통 모드에 대응하는 실시예가 정의된다. 제1 공급 모드에서, 제1 전압 등의 제1 고출력 신호 레벨은 릴레이를 도통 모드로 도입시키는 데 이용될 수 있다. 제2 공급 모드에서, 제2 전압 등의 제2 저출력 신호 레벨은 릴레이를 도통 모드로 도입시키는 데 충분히 높지 않아서 릴레이를 도통 모드로 도입시키는 데 이용될 수 없으며, 그 결과, 릴레이는 비-도통 모드에 놓이게 될 것이다.

릴레이는 제1 및 제2 메인 콘택트들을 포함하고, 공급 회로는 제1 메인 콘택트에 결합된 제1 입력, 제2 입력, 및 출력 회로에 결합되는 제1 및 제2 출력들을 포함하고, 제1 출력은 분기를 통해 제1 입력에 결합되고, 제1 및 제2 출력들은 제1 전압 안정화기를 통해 서로 결합되고, 제1 및 제2 출력들 중 하나는 제2 전압 안정화기를 통해 스위치의 제1 및 제2 메인 콘택트들 중 하나에 결합되고, 제1 및 제2 출력들 중 다른 하나는 스위치의 제1 및 제2 메인 콘택트들 중 다른 하나에 결합되는 실시예가 정의된다. 이것은 간단한 실시예이다. 제1 전압 안정화기는 제1 전압 등의 제1 고출력 신호 레벨을 정의한다. 제2 전압 안정화기는 제2 전압 등의 제2 저출력 신호 레벨을 정의한다. 스위치는 트랜지스터 또는 다른 릴레이 등일 수 있다.

분기는 직렬로 결합된 저항 및 캐패시터를 포함하고, 분기는 제1 다이오드를 통해 제1 출력에 그리고 제2 다이오드를 통해 제2 출력에 결합되고, 제1 출력은 제3 다이오드를 통해 제2 입력에 결합되고, 제2 출력은 제4 다이오드를 통해 제2 입력에 결합되고, 공급 회로는 제1 전압 안정화기에 병렬로 결합된 출력 캐패시터를 더 포함하는 실시예가 정의된다. 이것은 저비용 실시예이다. 출력 캐패시터는 중간 에너지를 제공한다. 소스가 직류원 또는 DC원인 경우에, 저항기에 결합된 캐패시터는 생략될 것이고, 모든 다이오드들은 생략될 수 있다.

릴레이는 쌍안정 릴레이이고, 제1 공급 모드는 릴레이를 설정 또는 재설정하기 위한 릴레이의 설정 모드에 대응하고, 제2 공급 모드는 릴레이의 비-설정 모드에 대응하는 실시예가 정의된다. 이 실시예 및 다음 실시예들은 도통 모드로부터 비-도통 모드로 또는 그 반대로 진행하는 데 에너지를 요구하고, 도통 모드에 머무르도록 하는 데 에너지를 요구하지 않는 쌍안정 릴레이들과 배타적으로 관련된다.

공급 회로는 제1 및 제2 입력들과 제1 및 제2 출력들을 포함하고, 제1 및 제2 출력들은 설정 모드에서 설정 펄스 또는 재설정 펄스를 발생하기 위한 펄스 발생기의 입력 단자들에 결합되고, 펄스 발생기의 출력 단자들은 쌍안정 릴레이의 제어부에 결합되고, 제1 입력은 제1 분기를 통해 제1 출력에 결합되고, 제2 입력은 제2 분기를 통해 제2 출력에 결합되고, 제1 및 제2 출력들은 출력 캐패시터를 통해 서로 결합되는 실시예가 정의된다. 이것은 간단한 실시예이다. 출력 캐패시터는 설정 모드를 위해 요구되는 에너지를 저장하고 제공한다.

제1 분기는 제1 다이오드를 통해 제1 출력에 그리고 제2 다이오드를 통해 제2 출력에 결합되는 제1 캐패시터를 포함하고, 제2 분기는 제3 다이오드를 통해 제1 출력에 그리고 제4 다이오드를 통해 제2 출력에 결합되는 제2 캐패시터를 포함하는 실시예가 정의된다. 이것은 저비용 실시예이다. 일반적으로, 제1 입력 전력량은 실질적으로 제2 입력 전력량과 동일할 것이다. 소스가 직류원 또는 DC원인 경우에, 제1 및 제2 캐패시터들은 생략되거나 제1 및 제2 저항기들로 대체될 것이고, 모든 다이오드들은 생략될 수 있다. 직렬로 결합된 저항기 및 캐패시터를 포함하는 제1 분기 및 배선만을 포함하는 제2 분기 등의 비대칭 분기들은 제외되는 것이 아니다.

출력 캐패시터에 존재하는 에너지의 이용가능한 양에 따라 공급 회로 또는 공급 회로에 결합된 펄스 발생기를 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는 공급 회로에 의해 실시예가 정의된다. 소정의 순간에 출력 캐패시터에 저장된 에너지량이, 예컨대 펄스 발생기가 설정 모드에서 설정 펄스 또는 재설정 펄스를 제시간에 발생시키는 데에 불충분할 수 있다는 사실 때문에, 출력 캐패시터에 저장된 에너지의 양을 지키기 위해 및/또는 불충분한 양의 에너지가 이용가능한 경우에 예를 들어 펄스 발생기를 무효로 하거나(overruling) 및/또는 지연시키기 위해 제어 회로가 도입될 수 있다. 마찬가지로, 소정의 순간에 출력 캐패시터에 저장된 에너지의 양이, 예컨대 공급 회로가 스위치 회로에 제시간에 공급하는 데에 불충분할 수 있다는 사실 때문에, 출력 캐패시터에 저장된 에너지의 양을 지키기 위해 및/또는 불충분한 양의 에너지가 이용가능한 경우에, 예컨대 공급 회로를 무효로 하거나 및/또는 지연시키기 위해 제어 회로가 도입될 수 있다.

본 발명의 제2 양태는 공급 회로를 포함하고, 스위치 회로 및 출력 회로 및 부하 중 적어도 하나를 더 포함하는 장치에 관한 것이다.

본 발명의 제3 양태는 스위치 회로에 공급하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은, 제1 공급 모드에서, 소스로부터 제1 입력 전력량을 수신하여 상기 스위치 회로의 적어도 제어부를 포함하는 출력 회로에 제1 출력 전력량을 제공하는 단계; 및 제2 공급 모드에서, 제2 입력 전력량을 수신하여 제2 출력 전력량을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제1 출력 전력량은 상기 제2 출력 전력량보다 크고, 상기 제2 입력 전력량은 0보다 크고 상기 스위치 회로를 동작하는 데 필요한 스위치 전력량보다 작다.

장치 및 방법의 실시예들은 공급 회로의 실시예들에 대응한다.

스위치 회로에 공급하기 위한 공급 회로는 스위치 회로가 동작될 필요가 없는 한 감소된 전력 소모를 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

기본적인 아이디어는, 공급 회로는 스위치 회로의 적어도 제어부를 포함하는 출력 회로에 상이한 양들의 출력 전력을 제공하기 위한 적어도 2개의 공급 모드를 가져야 한다는 것이다.

스위치 회로에 공급하기 위한 공급 회로 - 여기서 공급 회로는 향상된 에너지 효율을 가짐 - 를 제공하기 위한 문제가 해소되었다.

다른 이점은, 두 공급 모드들에서, 출력 회로를 위해 이용가능한 출력 전력이 항상 존재한다는 것이다.

본 발명의 이들 및 다른 양태들은 이하 설명된 실시예(들)로부터 명백할 것이고 이하 설명된 실시예(들)를 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 공급 회로 및 스위치 회로를 포함하는 장치를 도시한다.
도 2는 공급 회로의 제1 실시예를 도시한다.
도 3은 공급 회로의 제2 실시예를 도시한다.
도 4는 펄스 발생기에 결합된 공급 회로를 도시한다.
도 5는 펄스 발생기를 더 상세히 도시한다.
도 6은 공급 회로의 제3 실시예를 도시한다.
도 7은 전류 그래프들 및 전압 그래프들을 도시한다.
도 8은 공급 회로의 제4 실시예를 도시한다.

도 1에서, 공급 회로(1) 및 스위치 회로(2) 및 출력 회로(5)를 포함하는 장치(9)가 도시된다. 공급 회로(1)는 스위치 회로(2)에 공급한다. 공급 회로(1)는 교류원 또는 AC원과 같은 소스(7)로부터 제1 입력 전력량을 수신하고 스위치 회로(2)의 적어도 제어부(3)를 포함하는 출력 회로(5)에 제1 출력 전력량을 제공하기 위한 제1 공급 모드를 갖는다. 스위치 회로(2)는 제1 및 제2 메인 콘택트들을 갖는 스위치부(4)를 더 포함한다. 공급 회로(1)는 제2 입력 전력량을 수신하고 제2 출력 전력량을 제공하기 위한 제2 공급 모드를 갖는다. 제1 출력 전력량은 제2 출력 전력량보다 크다. 제2 입력 전력량은 0보다 크고 스위치 회로(2)를 동작하는 데 필요한 스위치 전력량보다 작다.

소스(7)의 제1 출력 단자가 스위치 회로(2)의 스위치부(4)의 제1 메인 콘택트에 그리고 공급 회로(1)에 결합된다. 소스(7)의 제2 출력 단자가 부하(8)의 제1 측에 그리고 공급 회로(1)에 결합된다. 스위치 회로(2)의 스위치부(4)의 제2 메인 콘택트가 부하(8)의 제2 측에 그리고 공급 회로(1)에 결합된다. 공급 회로(1)의 제1 제어 출력이 스위치 회로(2)의 제어부(3)의 제어 콘택트에 결합된다. 공급 회로(1)의 제2 제어 출력이, 예컨대 검출 또는 수신에 응답하여 제어부(3)를 제어하기 위해, 예컨대 사람의 존재 또는 부재를 검출하기 위한 검출기 등 또는 명령어 또는 정보를 수신하기 위한 수신기 등, 출력 회로(5)의 다른 부분(6)의 제어 콘택트에 결합된다.

부하(8)는 가전제품 또는 소비자 제품 또는 산업 제품 또는 빌딩 자동화 제품 등과 같은, 램프 또는 임의의 다른 종류의 부하일 수 있다. 스위치 회로(2)의 제어부(3) 및/또는 스위치부(4)는 공급 회로(1)의 부분을 형성할 수 있거나 형성하지 않을 수 있다. 장치(9)는 공급 회로(1)를 포함하고, 적어도 스위치 회로(2) 및/또는 출력 회로(5) 및/또는 부하(8)의 적어도 일부를 더 포함한다. 바람직하게는, 스위치 회로(2)는 부하(8)를 스위칭하기 위한 릴레이(relay)를 포함한다.

제1 실시예에 따르면, 제1 공급 모드는 릴레이의 도통 모드에 대응할 수 있고, 제2 공급 모드는 릴레이의 비-도통 모드에 대응할 수 있다. 공급 회로(1)는 릴레이의 제1 및 제2 메인 콘택트들을 통해 제1 입력 전력량의 적어도 일부를 수신할 수 있다.

도 2에는, 공급 회로(1)의 이 제1 실시예가 도시된다. 공급 회로(1)는 스위치부(4)의 제1 메인 콘택트에 그리고 여기서는 도시되지 않은 소스(7)의 제1 출력 단자에 결합된 제1 입력(11)을 포함한다. 공급 회로(1)는 스위치부(4)의 제2 메인 콘택트에 그리고 여기서는 도시되지 않은 부하(8)에 결합된 제2 입력(12)을 포함한다. 공급 회로(1)는 여기서는 도시되지 않은 소스(7)의 제2 출력 단자에 결합된 제3 입력(13)을 포함한다. 공급 회로(1)는 여기서는 도시되지 않은 출력 회로(5)에 결합되는 제1 및 제2 출력들(14 및 15)을 포함한다. 제1 출력(14)은 제1 분기를 통해 제1 입력(11)에 결합되고, 제1 출력(14)은 제2 분기를 통해 제2 입력(12)에 결합된다. 제1 및 제2 출력들(14 및 15)은 두 공급 모드들을 브리징(bridging)하기 위한 중간 에너지를 제공하기 위해 출력 캐패시터(28)를 통해 서로 결합된다.

바람직하게는, 제1 분기는 직렬로 결합된 제1 저항기(16) 및 제1 캐패시터(17)를 포함하고, 제2 분기는 직렬로 결합된 제2 저항기(18) 및 제2 캐패시터(19)를 포함한다. 제1 저항기(16)는 제2 저항기(18)보다 큰 값을 가질 수 있고, 제1 캐패시터(17)는 제2 캐패시터(19)보다 작은 값을 가질 수 있으며, 이 경우 제1 입력 전력량은 제2 입력 전력량보다 클 것이다. 제1 분기는 제1 다이오드(21)를 통해 제1 출력(14)에 그리고 제2 다이오드(24)를 통해 제2 출력(15)에 결합된다. 제2 분기는 제3 다이오드(22)를 통해 제1 출력(14)에 그리고 제4 다이오드(25)를 통해 제2 출력(15)에 결합된다. 제1 출력(14)은 제5 다이오드(23)를 통해 제3 입력(13)에 결합되고, 제2 출력(15)은 제6 다이오드(26)를 통해 제3 입력(13)에 결합된다. 공급 회로(1)는 출력 캐패시터(28)에 병렬로 결합된 전압 안정화기(29)를 더 포함하고, 제2 캐패시터(19)에 병렬로 결합된 다른 (비교적 큰) 저항기(20)를 더 포함할 수 있고, 제2 및 제3 입력들(12 및 13) 사이에 결합된 다른 캐패시터(27)를 더 포함할 수 있다.

소스(7)가 직류원 또는 DC원인 경우에, 제1 및 제2 캐패시터들(17 및 19)은 생략될 것이고, 모든 다이오드들(21-26)은 생략될 수 있다.

제2 실시예에 따르면, 출력 신호 레벨들을 스위칭하기 위해 스위치가 이용될 수 있다.

도 3에는, 공급 회로(1)의 이 제2 실시예가 도시된다. 공급 회로(1)는 출력 신호 레벨을 스위칭하기 위한 스위치(47)를 포함한다. 제1 공급 모드는 제1 출력 신호 레벨에 대응하고, 제2 공급 모드는 제1 출력 신호 레벨보다 낮은 제2 출력 신호 레벨에 대응한다. 제1 출력 신호 레벨의 적어도 일부는 릴레이의 도통 모드에 대응하고, 제2 출력 신호 레벨은 릴레이의 비-도통 모드에 대응한다.

릴레이는 제1 및 제2 메인 콘택트들을 포함한다. 공급 회로(1)는 스위치부(4)의 제1 메인 콘택트에 그리고 여기서는 도시되지 않은 소스(7)의 제1 출력 단자에 결합된 제1 입력(31)을 포함한다. 공급 회로(1)는 여기서는 도시되지 않은 소스(7)의 제2 출력 단자에 결합된 제2 입력(32)을 포함한다. 공급 회로(1)는 여기서는 도시되지 않은 출력 회로(5)에 결합되는 제1 및 제2 출력들(34 및 35)을 포함한다. 제1 출력(34)은 분기를 통해 제1 입력(31)에 결합된다. 제1 및 제2 출력들(34 및 35)은 제1 전압 안정화기(44)를 통해 서로 결합된다. 제1 및 제2 출력들(34 및 35) 중 하나는 제2 전압 안정화기(46)를 통해 스위치(47)의 제1 및 제2 메인 콘택트들 중 하나에 결합되고, 제1 및 제2 출력들(34 및 35) 중 다른 하나는 스위치(47)의 제1 및 제2 메인 콘택트들 중 다른 하나에 결합된다.

도 1에 도시된 스위치 회로(2)의 제어부(3)는 공급 모드들 및 릴레이 모드들의 스위칭을 결합하기 위해 예를 들어 스위치(47)의 메인 콘택트들에 또는 출력들(34 및 35)에 병렬로 접속될 수 있다.

바람직하게는, 분기는 직렬로 결합된 저항기(36) 및 캐패시터(37)를 포함한다. 분기는 제1 다이오드(39)를 통해 제1 출력(34)에 그리고 제2 다이오드(41)를 통해 제2 출력(35)에 결합된다. 제1 출력(34)은 제3 다이오드(40)를 통해 제2 입력(32)에 결합된다. 제2 출력(35)은 제4 다이오드(42)를 통해 제2 입력(32)에 결합된다. 공급 회로(1)는 제1 전압 안정화기(44)에 병렬로 결합된 출력 캐패시터(45)를 더 포함한다. 공급 회로(1)는 스위치부(4)의 제2 메인 콘택트에 그리고 여기서는 도시되지 않은 부하(8)에 결합된 단자(33)를 더 포함한다. 공급 회로(1)는 캐패시터(37)에 병렬로 결합된 다른 (비교적 큰) 저항기(38)를 더 포함할 수 있고, 제2 입력(32)과 단자(33) 사이에 결합된 다른 캐패시터(43)를 더 포함할 수 있다.

제1 공급 모드에서, 릴레이를 도통 모드로 도입하기 위해 제1 전압 등의 제1 고출력 신호 레벨이 이용될 수 있다. 제2 공급 모드에서, 제2 전압 등의 제2 저 출력 신호 레벨은 릴레이를 도통 모드로 도입하기에 충분히 높지 않아서 릴레이를 도통 모드로 도입하는 데 이용될 수 없고, 그 결과 릴레이는 비-도통 모드에 머물 것이다. 제1 전압 안정화기(44)는 제1 전압 등의 제1 고출력 신호 레벨을 정의한다. 제2 전압 안정화기(46)는 제2 전압 등의 제2 저출력 신호 레벨을 정의한다. 스위치(47)는 트랜지스터 또는 다른 릴레이 등일 수 있다. 출력 캐패시터(45)는 필터 기능을 가지며, 그 값은 충전 시간이 릴레이의 스위칭 속도를 제한하는 한 가능한 작게 유지해야 한다. 소스(7)가 직류원 또는 DC원인 경우에, 저항기(36)에 결합된 캐패시터(37)는 생략될 것이고, 모든 다이오드들(39-42)은 생략될 수 있다.

제3 및 제4 실시예들에 따르면, 스위치 회로(2)는 쌍안정 릴레이(bistable relay)일 수 있다. 제1 공급 모드는 릴레이를 설정 또는 재설정하기 위한 릴레이의 설정 모드에 대응하고, 제2 공급 모드는 릴레이의 비-설정 모드에 대응한다. 쌍안정 릴레이들은 도통 모드로부터 비-도통 모드로 또는 그 반대로 진행하는 데에만 에너지를 요구하고, 도통 모드에 머무르도록 하는 데에는 에너지를 요구하지 않는다.

도 4에는, 펄스 발생기(100)에 결합된 공급 회로(1)가 도시된다. 공급 회로(1)의 입력들은 소스(7)의 출력 단자들에 결합되고, 공급 회로(1)의 출력들은 펄스 발생기(100)의 입력들에 그리고 펄스 발생기(100)를 제어하기 위한 제어 회로(140)에 결합되고, 펄스 발생기(100)의 출력들은 쌍안정 릴레이의 제어부(3)의 입력들에 결합된다.

도 5에는, 펄스 발생기(100)가 더 상세히 도시된다. 소스(102)는 설정 입력을 표현하고, 소스(122)는 재설정 입력을 표현한다. 모두 도 5에 도시된 바와 같이, 펄스 발생기(100)는 트랜지스터들(101, 107, 108, 121, 127, 128)을 포함하고, 다이오드들(105, 110, 111, 125, 130, 131)을 포함하고, 저항기들(103, 104, 106, 109, 123, 124, 126, 129)을 포함한다. 소스(102)는 트랜지스터(101)의 제어 전극에 결합되고, 소스(122)는 트랜지스터(121) 등의 제어 전극에 결합된다. 이러한 펄스 발생기(100)를 위한 많은 대안들이 가능하며, 배타적인 것은 아니다. 제어부(3)는 싱글 코일 또는 듀얼 코일 등을 포함할 수 있다. 소스들(102 및 122)은 예를 들어 쌍안정 릴레이를 스위칭하는 데 요구되는 펄스 폭을 갖는 펄스를 생성하기 위한 단안정(monostable) 타이머들이다.

도 6에는, 공급 회로(1)의 제3 실시예가 도시된다. 공급 회로(1)는 제1 및 제2 입력들(51 및 52)과 제1 및 제2 출력들(53 및 54)을 포함한다. 제1 및 제2 출력들(53 및 54)은 도 5에 도시된 펄스 발생기(100)의 입력 단자들에 결합된다. 펄스 발생기(100)는 쌍안정 릴레이의 제어부(3)에 설정 모드에서 설정 펄스 또는 재설정 펄스를 공급한다. 제1 입력(51)은 제1 분기를 통해 제1 출력(53)에 결합되고, 제2 입력(52)은 제2 분기를 통해 제2 출력(54)에 결합된다. 제1 및 제2 출력들(53 및 54)은 출력 캐패시터(63)를 통해 서로 결합된다. 출력 캐패시터(63)에 존재하는 에너지의 이용가능한 양에 따라, 제어 회로(140)는 펄스 발생기(100)를 제어할 수 있다. 소정의 순간에 출력 캐패시터(63)에 저장된 에너지의 양이 펄스 발생기(100)가 설정 모드에서 설정 펄스 또는 재설정 펄스를 제시간에 발생하도록 하기에 불충분할 수 있다는 사실 때문에, 제어 회로(140)는 출력 캐패시터(63)에 저장된 에너지의 양을 지킬 수 있고 및/또는 불충분한 양의 에너지가 이용가능한 경우에 펄스 발생기(100)를 무효로 하거나 및/또는 지연시킬 수 있다.

바람직하게는, 제1 분기는 직렬로 캐패시터(56)에 결합된 저항기(55)를 포함하고, 제2 분기는 배선만을 포함한다. 저항기(55)는 소스(7)로부터 나오는 서지들(surges)에 대해 보호한다. 제1 분기는 제1 다이오드(58)를 통해 제1 출력(53)에 그리고 제2 다이오드(60)를 통해 제2 출력(54)에 결합된다. 제2 분기는 제3 다이오드(59)를 통해 제1 출력(53)에 그리고 제4 다이오드(61)를 통해 제2 출력(54)에 결합된다. 공급 회로(1)는 출력 캐패시터(63)에 병렬로 결합된 전압 안정화기(62)를 더 포함한다. 공급 회로(1)는 필요한 경우, 방전을 위해 캐패시터(56)에 병렬로 결합된 또 다른 (비교적 큰) 저항기(57)(예를 들어, 10 MOhm, 바람직하게는 더 큰 저항)를 더 포함할 수 있다. 소스(7)가 직류원 또는 DC원인 경우에, 캐패시터(56)는 생략될 것이고 및/또는 다른 저항으로 대체될 것이고, 모든 다이오드들(58-61)은 생략될 수 있다.

도 7에는, 전류 그래프들 및 전압 그래프들이 도시된다. 맨 위에, 소스(7)에 의해 공급된 전류 대 시간이 도시된다. 위에서 두번째에, 소스(7)에 의해 공급된 전압 대 시간이 도시된다. 아래서 두번째에, 쌍안정 릴레이의 제어부(3)를 통해 흐르는 전류 대 시간이 도시된다. 맨 아래에, 공급 회로(1)에 의해 공급된 전압 대 시간이 도시된다. 위에서 설명한 바와 같이, 설정 펄스 또는 재설정 펄스를 생성하기 위해서, 충분한 에너지가 이용가능해야 한다.

도 8에는, 공급 회로(1)의 제4 실시예가 도시된다. 이 제4 실시예는 도 6에 도시된 제3 실시예와는, 제1 및 제2 분기들이 제1 및 제2 캐패시터들(71 및 72)만을 포함한다는 점만이 상이하다. 택일적으로, 캐패시터들(71 및 72)에 직렬로 결합된 저항기들이 존재할 수 있다. 특정 안전 규정에 따르면, 캐패시터들(71 및 72)의 합이 4.7nF보다 커서는 안된다.

본 발명의 각각의 실시예는 공급 회로의 전력 소모가 종래 기술의 값의 1% 또는 0.1% 또는 심지어 더 작은 %로 감소될 수 있게 한다.

2개의 요소가 직접적으로 접속되는 경우뿐만 아니라 2개의 요소가 다른 요소를 통해 간접적으로 접속되는 경우에 2개의 요소는 결합된다.

관심있는 다른 실시예들은, 본선(mains)의 재접속 후에 기동(start-up) 시간을 피하기 위해, 본선이 접속해제되는 경우 도통 상태로 자동으로 스위칭되는 쌍안정 릴레이들와 관련될 수 있고, 대기 모드 동안 제1 전원을 이용하고, 동작 모드에서 부하의 제2 전원을 이용하여 2 레벨 공급 회로를 생성하는 것에 관련될 수 있으며, 이에 의해 제1 전원은 대기 모드로부터 동작 모드로 이행시키는 데에만 이용되고, 동작 모드에서 제2 전원은 제1 전원보다 많은 전력을 제공할 수 있다.

요약하면, 에너지 효율성을 향상시키기 위해서, 스위치 회로(2)에 공급하기 위한 공급 회로(1)는 소스(7)로부터 제1 입력 전력량을 수신하여 상기 스위치 회로(2)의 제어부(3)를 포함하는 출력 회로(5)에 제1 출력 전력량을 제공하는 제1 공급 모드를 갖고, 제2 입력 전력량을 수신하여 제2 출력 전력량을 제공하는 제2 공급 모드를 갖는다. 제1 출력 전력량은 제2 출력 전력량보다 크다. 제2 입력 전력량은 0보다 크고 스위치 회로(2)를 동작하는 데 필요한 스위치 전력량보다 작다. 스위치 회로(2)는 부하(8)를 스위칭하기 위한 릴레이를 포함할 수 있다. 제1 입력 전력량은 릴레이의 메인 콘택트를 통해 도달할 수 있다. 스위치(47)는 출력 신호 레벨을 스위칭할 수 있다. 릴레이는 쌍안정 릴레이일 수 있다.

본 발명은 도면들 및 전술한 설명에서 예시되고 상세히 설명되었지만, 이러한 예시 및 설명은 한정적인 것이 아니라 실례가 되는 또는 모범적인 것으로 고려되어야 하며, 본 발명은 개시된 실시예들로 한정되지 않는다. 예를 들어, 상이한 개시된 실시예들의 상이한 부분들이 새로운 실시예로 결합되는 실시예에서 본 발명을 동작하는 것이 가능하다.

도면들, 개시, 및 첨부된 청구항들을 학습함으로써, 개시된 실시예들에 대한 다른 변형들이 청구된 발명을 실행함에 있어 이 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해되고 실시될 수 있다. 청구항들에서, "포함하는"이라는 단어는 다른 요소들 또는 단계들을 제외하지 않으며, 부정 관사("a" 또는 "an")는 복수를 제외하지 않는다. 단일 프로세서 또는 다른 유닛이 청구항들에 기재된 몇몇 항목들의 기능들을 실현할 수 있다. 특정 척도(measure)들이 서로 상이한 종속 청구항들에 기재되어 있다는 사실만으로 이들 척도의 조합이 유리하게 하는데 이용될 수 없음을 표시하지 않는다. 청구항들의 임의의 참조 부호들은 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims

스위치 회로(2)에 공급하기 위한 공급 회로(1)로서,
상기 공급 회로(1)는 소스(7)로부터 제1 입력 전력량을 수신하고 상기 스위치 회로(2)의 적어도 제어부(3)를 포함하는 출력 회로(5)에 제1 출력 전력량을 제공하기 위한 제1 공급 모드를 갖고,
상기 공급 회로(1)는 제2 입력 전력량을 수신하고 제2 출력 전력량을 제공하기 위한 제2 공급 모드를 갖고,
상기 제1 출력 전력량은 상기 제2 출력 전력량보다 크고, 상기 제2 입력 전력량은 0보다 크며, 상기 스위치 회로(2)를 동작하는 데 필요한 스위치 전력량보다 작은 공급 회로(1).
제1항에 있어서,
상기 스위치 회로(2)는 부하(8)를 스위칭하기 위한 릴레이(relay)를 포함하는 공급 회로(1).
제2항에 있어서,
상기 제1 공급 모드는 상기 릴레이의 도통 모드(conducting mode)에 대응하고, 상기 제2 공급 모드는 상기 릴레이의 비-도통 모드에 대응하는 공급 회로(1).
제3항에 있어서,
상기 공급 회로(1)는 상기 릴레이의 제1 및 제2 메인 콘택트들(main contacts)을 통해 상기 제1 입력 전력량의 적어도 일부를 수신하는 공급 회로(1).
제4항에 있어서,
상기 공급 회로(1)는 상기 제1 메인 콘택트에 결합된 제1 입력(11), 상기 제2 메인 콘택트에 결합된 제2 입력(12), 제3 입력(13), 및 상기 출력 회로(5)에 결합되는 제1 및 제2 출력들(14, 15)을 포함하고, 상기 제1 출력(14)은 제1 분기(branch)를 통해 상기 제1 입력(11)에 결합되고, 상기 제1 출력(14)은 제2 분기를 통해 상기 제2 입력(12)에 결합되고, 상기 제1 및 제2 출력들(14, 15)은 출력 캐패시터(28)를 통해 서로 결합되는 공급 회로(1).
제5항에 있어서,
상기 제1 분기는 직렬로 결합된 제1 저항기(16) 및 제1 캐패시터(17)를 포함하고, 상기 제2 분기는 직렬로 결합된 제2 저항기(18) 및 제2 캐패시터(19)를 포함하고, 상기 제1 캐패시터(17)는 상기 제2 캐패시터(19)보다 작은 값을 갖고, 상기 제1 분기는 제1 다이오드(21)를 통해 상기 제1 출력(14)에 그리고 제2 다이오드(24)를 통해 상기 제2 출력(15)에 결합되고, 상기 제2 분기는 제3 다이오드(22)를 통해 상기 제1 출력(14)에 그리고 제4 다이오드(25)를 통해 상기 제2 출력(15)에 결합되고, 상기 제1 출력(14)은 제5 다이오드(23)를 통해 상기 제3 입력(13)에 결합되고, 상기 제2 출력(15)은 제6 다이오드(26)를 통해 상기 제3 입력(13)에 결합되고, 상기 공급 회로(1)는 상기 출력 캐패시터(28)에 병렬로 결합된 전압 안정화기(29)를 더 포함하는 공급 회로(1).
제2항에 있어서,
상기 공급 회로는 출력 신호 레벨을 스위칭하기 위한 스위치(47)를 포함하고, 상기 제1 공급 모드는 제1 출력 신호 레벨에 대응하고, 상기 제2 공급 모드는 상기 제1 출력 신호 레벨보다 낮은 제2 출력 신호 레벨에 대응하고, 상기 제1 출력 신호 레벨의 적어도 일부는 상기 릴레이의 도통 모드에 대응하고, 상기 제2 출력 신호 레벨은 상기 릴레이의 비-도통 모드에 대응하는 공급 회로(1).
제7항에 있어서,
상기 릴레이는 제1 및 제2 메인 콘택트들을 포함하고, 상기 공급 회로(1)는 상기 제1 메인 콘택트에 결합된 제1 입력(31), 제2 입력(32), 및 상기 출력 회로(5)에 결합되는 제1 및 제2 출력들(34, 35)을 포함하고, 상기 제1 출력(34)은 분기를 통해 상기 제1 입력(31)에 결합되고, 상기 제1 및 제2 출력들(34, 35)은 제1 전압 안정화기(44)를 통해 서로 결합되고, 상기 제1 및 제2 출력들(34, 35) 중 하나는 제2 전압 안정화기(46)를 통해 상기 스위치(47)의 제1 및 제2 메인 콘택트들 중 하나에 결합되고, 상기 제1 및 제2 출력들(34, 35) 중 다른 하나는 상기 스위치(47)의 상기 제1 및 제2 메인 콘택트들 중 다른 하나에 결합되는 공급 회로(1).
제8항에 있어서,
상기 분기는 직렬로 결합된 저항기(36) 및 캐패시터(37)를 포함하고, 상기 분기는 제1 다이오드(39)를 통해 상기 제1 출력(34)에 그리고 제2 다이오드(41)를 통해 상기 제2 출력(35)에 결합되고, 상기 제1 출력(34)은 제3 다이오드(40)를 통해 상기 제2 입력(32)에 결합되고, 상기 제2 출력(35)은 제4 다이오드(42)를 통해 상기 제2 입력(32)에 결합되고, 상기 공급 회로(1)는 상기 제1 전압 안정화기(44)에 병렬로 결합된 출력 캐패시터(45)를 더 포함하는 공급 회로(1).
제2항에 있어서,
상기 릴레이는 쌍안정(bistable) 릴레이이고, 상기 제1 공급 모드는 상기 릴레이를 설정 또는 재설정하기 위한 상기 릴레이의 설정 모드에 대응하고, 상기 제2 공급 모드는 상기 릴레이의 비-설정 모드에 대응하는 공급 회로(1).
제10항에 있어서,
상기 공급 회로(1)는 제1 및 제2 입력들(51, 52)과 제1 및 제2 출력들(53, 54)을 포함하고, 상기 제1 및 제2 출력들(53, 54)은 상기 설정 모드에서 설정 펄스 또는 재설정 펄스를 발생하기 위한 펄스 발생기(100)의 입력 단자들에 결합되고, 상기 펄스 발생기(100)의 출력 단자들은 상기 쌍안정 릴레이의 상기 제어부(3)에 결합되고, 상기 제1 입력(51)은 제1 분기를 통해 상기 제1 출력(53)에 결합되고, 상기 제2 입력(52)은 제2 분기를 통해 상기 제2 출력(54)에 결합되고, 상기 제1 및 제2 출력들(53, 54)은 출력 캐패시터(63)를 통해 서로 결합되는 공급 회로(1).
제11항에 있어서,
상기 제1 분기는 제1 다이오드(58)를 통해 상기 제1 출력(53)에 그리고 제2 다이오드(60)를 통해 상기 제2 출력(54)에 결합되는 제1 캐패시터(71)를 포함하고, 상기 제2 분기는 제3 다이오드(59)를 통해 상기 제1 출력(53)에 그리고 제4 다이오드(61)를 통해 상기 제2 출력(54)에 결합되는 제2 캐패시터(72)를 포함하는 공급 회로(1).
제1항에 있어서,
상기 공급 회로(1)는 출력 캐패시터(28, 63)에 존재하는 에너지의 이용가능한 양에 따라 상기 공급 회로(1) 또는 상기 공급 회로(1)에 결합된 펄스 발생기(100)를 제어하기 위한 제어 회로(140)를 포함하는 공급 회로(1).
제1항의 공급 회로(1)를 포함하고, 스위치 회로(2) 및 출력 회로(5) 및 부하(8) 중 적어도 하나를 더 포함하는 장치(9).
스위치 회로(2)에 공급하기 위한 방법으로서,
제1 공급 모드에서, 소스(7)로부터 제1 입력 전력량을 수신하고, 상기 스위치 회로(2)의 적어도 제어부(3)를 포함하는 출력 회로(5)에 제1 출력 전력량을 제공하는 단계; 및
제2 공급 모드에서, 제2 입력 전력량을 수신하여 제2 출력 전력량을 제공하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 출력 전력량은 상기 제2 출력 전력량보다 크고, 상기 제2 입력 전력량은 0보다 크며, 상기 스위치 회로(2)를 동작하는 데 필요한 스위치 전력량보다 작은 방법.