KR20160097450A - 램프 스위치 위치 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 램프 스위치 위치 표시 장치에 관한 것으로, 업무시설이나 숙박업소등 각종 업소나 가정에서 램프 스위치를 쉽게 인지할 수 있도록 하기 위한 램프 스위치 위치 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명은 스위치를 "온"시켜 램프에 공급되는 전력이 있는 경우 램프에 공급되는 전력 중 제로크로싱 부분의 매우 낮은 전압 부분만을 극히 제한적으로 활용하여 충전시킴으로서 점등 중인 램프의 점등에 하등의 영향을 미치지 않으면서도 스위치를 "오프"시키고 주위가 어두운 경우에 한하여 충전된 전력을 이용하여 스위치의 내부 또는 인근에 설치된 발광다이오드를 점등시켜 줌으로써 스위치의 위치를 인지할 수 있도록 한 것이다.
이에 따라, 본 발명은 스위치를 "오프"시킨 경우 일체의 전류가 흐르지 않으므로 KS표준을 충족시킬 수 있으면서도 주위가 어두운 경우에 한하여 발광다이오드가 점등되어 스위치 위치를 표시하여 줌으로써 스위치를 편리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

램프 스위치 위치 표시 장치{Lamp Switch Position Indicating Apparatus}

본 발명은 램프 스위치 위치 표시 장치에 관한 것으로, 업무시설이나 숙박업소등 각종 업소나 가정에서 램프 스위치를 쉽게 인지할 수 있도록 하기 위한 램프 스위치 위치 표시 장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 업무시설이나 숙박업소 등 각종의 업소나 가정에서 램프 스위치 위치에 익숙하지 않은 사람은 스위치를 찾는데 번거로움을 겪는 경우가 빈번하며, 특히, 조명이 어두운 곳에서는 스위치를 찾기 더욱 어렵게 되었던 것이다.

이러한 불편을 해소하기 위하여 어두운 곳에서도 전원스위치 위치를 확인할 수 있도록 한 대한민국 실용신안 출원 91-10574(고안의 명칭: 전원스위치등의 개소표시장치; 이하 '인용발명1'이라 함)가 제안된 바 있다.

이는 도1로 도시된 바와 같이 스위치개소표시용 램프를 갖는 스위치체에 있어서 스위치체에는 통상의 스위치부(21) 외에 광감지부(23)와, 이 광감지부(23)로 구동되는 램프부(22)가 구비되어져 있고, 상기 스위치체의 내부에는 트랜스리스전원부(11)와, 이 트랜스리스 전원부(11)로부터 직류전원을 제공받은 광구동부(12)를 포함한 개소표시회로(1)가 탑재되어진 구성을 특징으로 하는 것이다.

이러한 인용발명1에 의하면 스위치에 의하여 램프에 전원이 공급되게 하는 전원 공급단자에 트랜스리스전원부(11)가 연결되고 이에 광구동부(12)에 의하여 작동되는 개소표시회로(1)가 구비되어 LED(22a)가 점등됨으로써 주변이 어두워지면 광구동부(12)에 의하여 스위치(21) 근처에 설치된 LED(22a)에 전류가 흘러 발광됨으로써 어두운 곳에서도 스위치(21) 위치를 쉽게 인지하여 스위치 조작이 편리하도록 하여서 된 것이다.

반면에 이러한 인용발명1은 스위치(21)를 오프시킨 상태에서도 트랜스리스전원부(11)에 항상 대기전류가 흐르고 있으므로 KS 표준과 일치하지 않는 문제점이 있는 것이며, 특히 LED(22a)의 밝기를 충분히 하자면 트랜스리스전원부(11)의 대기전류를 증가시켜야 하는 것이므로 불필요한 전력소모가 발생하는 문제점이 있으며, 전압 강하를 위하여 콘덴서의 용량을 증가시키게 되던 리액턴스 성분에 의하여 발열이 발생하여 수명이 단축되는 문제점이 있는 것이다.

아울러, 야간이나 어두운 곳에서 스위치의 위치를 네온램프에 의하여 표시될 수 있도록 된 것으로 대한민국 실용 공고 1986-0000215(고안의 명칭: 절전형 스위치 위치표시 장치; 이하 '인용발명2'라 함)이 제안된 바 있으며, 이는 공지한 스위치 위치표시장치 구성중의 네온램프(3)와 병렬로 광전저항소자(Cds)(4)를 결선하여서 된 것이다.

이와 같이 된 인용발명2는 주위가 어두워지면 CdS(4)의 내부저항이 증가하여 저항(R)을 거쳐 내부저항이 작은 네온램프(3)로 대부분의 전류가 흐르므로 네온램프(3)에 의하여 스위치 위치를 확인하여 편리하게 사용할 수 있게 되고 주위가 밝은 경우에는 CdS(4)의 내부저항이 감소하여 저항(R)을 거쳐 내부저항이 작은 CdS(4)로 대부분의 전류가 흐르므로 네온램프(3)가 소등되는 것이다. 그러므로 이러한 인용발명은 기본적으로 항상 대기전류가 흐르고 있으므로 KS 표준과 일치하지 않는 문제점이 있는 것이며,

네온램프(3) 또는 CdS(4)로 항상 전류가 흐르고 있는 것이어서 불필요한 전력 낭비가 불가피하며 CdS(4)에 항상 대기전류가 흘러 그 특성이 열화되어 수명이 단축되는 등의 문제점이 있는 것이다.

1. 대한민국 공개특허 10-2004-0015781(발명의 명칭: 전등 점등 표시 확인 장치) 2. 대한민국 실용 공고 1986-0000215(고안의 명칭: 절전형 스위치 위치표시 장치)

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 스위치를 "온"시켜 램프에 공급되는 전력이 있는 경우 램프에 공급되는 전력 중 제로크로싱 부분의 매우 낮은 전압 부분만을 극히 제한적으로 활용하여 충전시킴으로서 점등 중인 램프의 점등에 하등의 영향을 미치지 않으면서도 스위치를 "오프"시키고 주위가 어두운 경우에 한하여 충전된 전력을 이용하여 스위치의 내부 또는 인근에 설치된 발광다이오드를 점등시켜 줌으로써 스위치의 위치를 인지할 수 있도록 한 램프 스위치 위치 표시 장치를 제안한다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 스위치와 램프가 전원에 직렬 접속되도록 하되, 2개 이상 8개 이하의 실리콘 다이오드 극성이 일치하도록 직렬 접속하여 이들의 스레쉬홀드 전압이 1.4V 내지 5.6V로 되도록 한 제1다이오드군과, 상기 제1다이오드군과 동일한 수의다이오드가 직렬 접속되며 그 극성 방향이 반대로 된 제2다이오드군을 병렬 접속하고, 상기 제1다이오드군과 상기 제2다이오드군을 상기 램프 및 스위치와 함께 전원에 직렬접속하고, 상기 제1다이오드군과 상기 제2다이오드군이 트랜스의 1차측 권선과 함께 병렬 접속되도록 하고, 상기 트랜스의 2차측 권선에 LED 구동을 위하여 정류회로를 연결하고 정류회로의 출력에는 다이오드 및 충전배터리를 직렬접속하며, 상기 충전배터리와 병렬로 포토트랜지스터 및 발광다이오드를 연결하여서 된 것이다.

이와 같이 하여 본 발명은 스위치를 온 시켜 램프에 전원이 흐르는 경우 제로크로싱 부분의 매우 낮은 전압 구간의 전력만을 선별적으로 활용하여 점등 상태를 표시하기 위한 LED 등의 작동 전원으로 활용하는 것이므로 램프의 점등에 하등의 영향을 주지 않으면서 스위치를 "오프"시킨 경우 일체의 전류가 흐르지 않으므로 KS표준을 충족시킬 수 있으면서도 주위가 어두운 경우에 한하여 발광다이오드가 점등되어 스위치 위치를 표시하여 줌으로써 스위치를 편리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에 의하면 별도의 전원을 사용하는 것이 아니고 예를 들면 5V 이하의 전압만을 이용하는 것이므로 전체 소비전력에 미치는 영향이 극소하면서도 스위치가 켜져 있는 기간 동안 충전된 전력으로 발광다이오드에 충분한 전력을 공급하여 위치 파악이 용이하도록 밝은 조도로 점등시켜 시인성을 높여 줄 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

도1은 종래의 절전형 스위치 위치표시 장치를 보인 회로도.
도2는 종래의 절전형 스위치 위치표시 장치를 보인 회로도.
도3은 본 발명에 의한 램프 스위치 위치 표시 장치를 보인 회로도.
도4는 본 발명에 의한 다른 실시예의 램프 스위치 위치 표시 장치를 보인 회로도
도5는 본 발명에서 4개의 다이오드로 된 제1다이오드군과 제2다이오드군을 보인 설명도.
도6은 본 발명에서 입력 전원 전압 파형 중 활용되는 파형 부분을 도시한 설명도.
도7은 본 발명에 의하여 얻어지는 정류 전의 출력파형을 보인 설명도.
도8은 본 발명에 의하여 트랜스의 1차측 권선으로 유기되는 출력 파형을 보인 사진.
도9는 본 발명에 의하여 정류 후 평활 상태의 출력파형을 보인 설명도.
도10은 본 발명에서 승압회로가 구비된 실시예를 보인 회로도.
도11은 도10에서 LED구동회로가 추가된 실시예를 보인 회로도.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 램프 스위치 위치 표시 장치의 구체적인 실시예의 기본적인 구성을 도3으로 도시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명은 스위치(101)와 램프가 전원(102)에 직렬 접속되도록 하되, 2개 이상 8개 이하의 실리콘 다이오드 극성이 일치하도록 직렬 접속하여 이들의 스레쉬홀드 전압이 1.4V(0.7V * 2) 내지 5.6V(0.7 * 8)로 되도록 한 제1다이오드군(200)과, 상기 제1다이오드군(200)과 동일한 수의 다이오드가 직렬 접속되며 그 극성 방향이 반대로 된 제2다이오드군(300)을 병렬 접속하며, 상기 제1다이오드군(200)과 상기 제2다이오드군(300)을 상기 램프(100) 및 스위치(101)와 함께 전원(102)에 직렬접속하고,

상기 제1다이오드군(200)과 상기 제2다이오드군(300)이 씨티(400)의 1차측 권선과 함께 병렬 접속되도록 하고, 상기 씨티(400)의 2차측 권선에 브리지다이오드(500) 및 역방향 흐름 저지를 위한 다이오드(800) 및 충전 배터리(900) 그리고 상기 충전 배터리(900)에 병렬로 포토트랜지스터(901) 및 스위칭소자(902) 및 위치 표시를 위한 위치발광다이오드(903)을 접속하여서 된 것이다.

이와 같이 된 본 발명은 스위치(101)를 온 시키면 전원(102)이 램프(100)에 흐르기 위하여 직렬 연결된 도5로 보인 바와 같은 제1, 2다이오드군(200, 300)에 인가된다. 이때, 제1, 2다이오드군(200, 300)의 각 다이오드 하나하나는 각각의 THRESHOLD 전압을 갖고 있으며, 각 다이오드는 자신의 THRESHOLD 전압 이상이 가하여 지는 경우에 한하여 순방향으로 턴온된다.

그러므로 도6으로 보인 바와 같이 전원(102)이 소위 제로크로싱으로 불리는 0V를 지나 상승하여 피크전압 ㅁ308V(유효전압 220V 기준)까지 진동하는 상황에서 순방향으로 되는 제1다이오드군(200) 또는 제2다이오드군(300) 중 어느 하나에 가하여 지는 전압이 직렬 접속된 다이오드의 개수(N)에 상응하여 N(직렬다이오드갯수) * 개당 THRESHOLD 전압을 초과하는 시점까지 다이오드는 순방향임에도 불구하고 전원(102) 전류가 다이오드를 흐를 수 없게 된다.

반면에 본 발명에서는 씨티(400)의 1차측 권선이 제1다이오드군(200)과 제2다이오드군(300)과 함께 병렬 접속되어 있으므로 이러한 경우에 N(직렬다이오드갯수) * 개당 THRESHOLD 전압을 초과하는 시점까지 씨티(400)의 1차측 권선 리액턴스(

)가 상기 다이오드의 순방향 저항보다 월등히 작으므로 리액턴스가 작은 씨티(400)의 1차측 권선에는 스위치(101), 램프(100)가 직렬 접속된 상태로 전원(102) 전류가 흐를 수 있게 된다. 이와 같이, 1차측권선에는 직렬다이오드 개수에 따라 비례하여 높은 전압이 유기될 수 있는 것이므로, 2차측권선에서 권선비에 따라 필요한 전압을 얻을 수 있게 된다.

즉, 도3으로 보인 바와 같이 2개의 실리콘 다이오드를 직렬 접속하여 제1다이오드군(200)과 제2다이오드군(300)을 형성한 경우에 1차측권선과 2차측권선의 권선비가 1:2인 경우에는 ㅁ2.8V를 얻을 수 있게 되는 것이고, 3개의 실리콘 다이오드를 직렬 접속하여 제1다이오드군(200)과 제2다이오드군(300)을 형성한 경우에 1차측권선과 2차측권선의 권선비를 1:2로 하였다면 2차측권선에서 ㅁ4.2V를 얻을 수 있게 되는 것이며,

도5로 보인 바와 같이 4개의 실리콘 다이오드를 직렬 접속하여 제1다이오드군(200)과 제2다이오드군(300)을 형성한 경우에 1차측권선과 2차측권선의 권선비를 1:2로 하였다면 2차측권선에서 ㅁ5.6V를 얻을 수 있게 되는 것이므로 대부분의 LED(701) 구동에 필요한 전력을 확보할 수 있게 되는 것이다.

실제로는 이러한 2차측권선의 전압은 직류로 전환시 실효전압인

으로 되어 브리지다이오드(500)의 출력전압은 약 4V로 되는 것이다.

이와 같이, 씨티(400) 2차측의 유기 전압은 바람직하기로는 브리지 다이오드(500)에 의하여 정류되어 도7로 보인 바와 같이 직류값(Vbd)으로 되고 평활콘덴서(501)에 의하여 평활되어 도9으로 보인 바와 같이 평활화된 직류값(Vout)으로 된 다음 다이오드(800)을 거쳐서 충전 배터리(900)를 충전시키게 된다. 상기한 바와 같은 씨티(400) 2차측의 유기 전압의 예를 도8로 도시하였으며, 도7로 보인 바와 같이 1차측 권선에 가하여지는 전압 파형은 씨티(400)의 인덕턴스 성분에 의하여 도8로 보인 바와 같이 변화되어 2차측 권선에서 출력되는 것임을 알 수 있다.

이러한 출력파형은 정류된 후 평활콘덴서(501)에 의하여 평활되면 도9와 같이 도7에 비하여 약 30% 정도 낮아진 직류 전압으로 되는 것이며, 이와 같이 하여 스위치(101)가 "온"되어 있는 시간 동안 충전 배터리(900)에 전압이 공급되어 시간이 경과함에 따라 충전 완료되는 것이다.

이와 같이 하여 램프(100)가 점등되어 스위치(101) 주변이 밝은 일반적인 경우에는 포토트랜지스터(901)에 입사되는 광량이 많으므로 스위칭소자(902)의 베이스에 높은 전압을 가하게 되고, 이는 스위칭소자(902)가 턴오프 상태로 되게 하므로 위치발광다이오드(903)으로는 전류의 흐름이 차단되어 소등 상태로 되는 것이다.

이러한 상태로 있다가 사용자가 스위치(101)를 오프시키면 램프(100)에 흐르는 전류가 차단되고 이에 따라 씨티(300)에 흐르는 전류가 차단되어 충전배터리(900)에 공급되던 충전 전류가 차단되는 것이다.

이에 따라, 충전배터리(900)의 전압은 다이오드(800)의 캐소드에 가하여 지므로 다이오드(800)은 턴오프 상태로 되며, 이때 주위의 조도가 낮아져 포토트랜지스터(901)은 턴오프 상태로 된다. 이러한 상태에서는 스위칭소자(902)의 베이스 전압이 낮아지는 상태로 되므로 스위칭소자(902)의 에미터에서 콜렉터로 흐르는 전류가 형성되고 이에 따라 위치발광다이오드(903)에 충전배터리(900)의 전류가 흐를 수 있게 되는 것이다.

그러므로 주위의 조도가 낮아지는 순간 스위치(101) 주변에 설치된 위치발광다이오드(903)가 점등되면서 위치를 표시하게 되는 것이므로 사용자는 편리하게 스위치(101) 위치를 파악하여 램프(100)를 점등시킬 수 있게 되는 것이다.

아울러, 이러한 본 발명은 본 출원인의 선출원 10-2014-0149116(발명의 명칭: 램프 점등 확인 장치)과 결합함으로써 램프(100)의 점등 여부를 알 수 없는 다른 공간에서 LED(701)가 점등여부에 따라 램프(100)의 점등 여부를 확인함으로써 불필요한 램프(100) 점등으로 인한 전력 낭비를 방지할 수도 있으며 이러한 실시예를 도4로 보였다.

또한, 근래에는 고휘도 LED 또는 복수개의 LED를 사용하는 경향이 있으므로 더욱 높은 전압으로 승압하여야 할 필요가 있을 수 있다.

이러한 경우에는 씨티(400)의 1차측 권선과 2차측 권선의 비를 높일 수도 있으나 도10로 보인 바와 같이 승압회로(600)를 추가로 설치할 수도 있다. 아울러, 본 발명에서는 도11로 보인 바와 같이 승압회로(600)에 의하여 위치발광다이오드(903)와 LED(701)에 공급되는 전압을 승압시킴과 동시에 LED 점멸구동회로(700)에 의하여 일정 간격으로 점멸시킴으로써 시인성을 향상시킬 수 있다.

아울러, 본 발명에서 위치발광다이오드(903), LED(701)에 통상 연결되는 전류 제한용 저항의 도시를 생략하였으며, 필요에 따라 언급되지 않은 회로의 각부에 추가하여 접속할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명에서는 위치발광다이오드(903), LED(701)의 고휘도 발광을 위한 승압회로(600)로 스텝업 DC-DC 컨버터를 사용하는 것이 실용적이며 MAX 1674, 1675, 1676이 사용될 수 있으며, 포토트랜지스터로는 ST1KLA (KODENSHI CORP.)을 사용하는 것이 가능하다.

아울러, 본 발명에서는 포토트랜지스터(901)를 이용하여 외부 조도에 상응하여 변화되는 출력 전압을 얻도록 하고 있으나 이를 같은 기능을 하는 균등수단인 포토다이오드 또는 CdS로 대체하여 사용할 수도 있다.

또한, 본 발명에서는 스위칭소자(902)로 트랜지스터를 사용한 예를 보이고 있으나, 트랜지스터 외에도 FET 등 동일 기능을 수행할 수 있는 각종 소자로 대체 사용할 수도 있는 것이다.

이에 더하여 본 발명은 주위 조도가 높아지면 내부 저항이 증가하고 주위 조도가 낮아지면 내부 저항이 감소하는 감광 소자를 사용하는 경우에는 스위칭 소자 없이 바로 다이오드(800)와 감광소자를 거쳐서 위치발광다이오드(903)가 직결되도록 함으로써 회로를 더욱 단순화할 수 있음은 물론이다.

이상에서, 본 발명은 영점을 지나는 전원(102)파형에서 N개의 다이오드 THRESHOLD 전압까지의 시간 동안 씨티(400)에 전류를 흘려주어 이를 2차측권선에 유기시키고 승압시켜 위치발광다이오드(903)와 LED(701)를 작동시킬 수 있도록 함으로써 스위치(101)의 위치 및 램프(100) 점등 상태를 쉽게 파악할 수 있도록 하는 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.

100: 램프 101: 스위치 102: 전원
200: 제1다이오드군 300: 제2다이오드군 400: 씨티
500: 브리지 다이오드 501: 평활콘덴서 600: 승압회로
700: 점멸구동회로 701: LED 800: 다이오드
900: 충전배터리 901: 포토트랜지스터 902: 스위칭소자
903: 위치발광다이오드

Claims (4)

1. 스위치와 램프가 전원에 직렬 접속되도록 하되, 2개 이상 8개 이하의 실리콘 다이오드 극성이 일치하도록 직렬 접속하여 이들의 스레쉬홀드 전압이 1.4V 내지 5.6V로 되도록 한 제1다이오드군과,
   상기 제1다이오드군과 동일한 수의 다이오드가 직렬 접속되며 제1다이오드군과 극성 방향이 반대로 된 제2다이오드군이 병렬 접속되며,
   상기 제1다이오드군과 상기 제2다이오드군이 상기 램프 및 스위치와 함께 전원에 직렬 접속되고,
   상기 제1다이오드군과 상기 제2다이오드군이 씨티의 1차측 권선과 함께 병렬 접속되며, 상기 씨티의 2차측 권선에 다이오드를 거쳐서 충전배터리와 스위치에 인접하여 설치된 위치발광다이오드가 연결됨을 특징으로 하는 램프 스위치 위치 표시 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 충전배터리와 스위치에 인접하여 설치된 위치발광다이오드 사이에 포토트랜지스터와 스위칭 소자가 연결됨을 특징으로 하는 램프 스위치 위치 표시 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 씨티와 다이오드 사이에 승압회로가 연결됨을 특징으로 하는 램프 스위치 위치 표시 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 위치발광다이오드에 점멸구동회로가 연결됨을 특징으로하는 램프 스위치 위치 표시 장치.

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