KR20180023375A

KR20180023375A - Smart power device and controling methode thereof

Info

Publication number: KR20180023375A
Application number: KR1020160108565A
Authority: KR
Inventors: 조준석; 채영민
Original assignee: (주) 이이시스
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2018-03-07

Abstract

The present invention relates to a smart power device and a control method thereof. According to an embodiment of the present invention, the smart power supply device includes a household appliance power part for supplying power to a load; and a smart power part for controlling power supplied to the load from the household appliance power part. The smart power part includes: a block switch for controlling that an input voltage for controlling the supply of power outputted from the household appliance power part to the household appliance power part; and a standby mode control circuit part for outputting a signal for controlling the block switch. According to the present invention, when the smart power part controls a household load, the operation of the household load can be controlled instead of blocking power. So energy can be saved while the household load is continuously used.

Description

[0001] SMART POWER DEVICE AND CONTROLLING METHOD [0002]

본 발명은 스마트 전원 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가정용 부하 장치에 설치되는 스마트 전원 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a smart power supply and a control method thereof, and more particularly, to a smart power supply installed in a household load and a control method thereof.

스마트 그리드(Smart Grid)는 기존의 전력망에 정보기술(IT)을 접목한 전력선 통신에 관한 것으로서, 에너지 효율을 최적화하기 위해 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환하는 차세대 지능형 전력망이다. 기존 가정 등에서 사용하는 전원 제어를 위한 제어 장치는, 스마트 플러그와 같이, 사용자의 제어 신환 시간 설정에 따라 단순히 전원의 릴레이 스위치를 온-오프하는 기능이 제공된다.The Smart Grid is a next-generation intelligent power grid that exchanges information in real time between power suppliers and consumers in order to optimize energy efficiency. A control device for power control used in a conventional home or the like is provided with a function of simply turning on and off a relay switch of a power source in accordance with the setting of the user's control renewable time like a smart plug.

그런데, 종래의 스마트 플러그는 가전용 부하의 전원을 차단하는 방식으로 전원을 제어하여 소비전력을 절감하기 때문에 전원이 차단된 동안 가전기기를 사용할 수 없는 문제가 있다. 또한, 가전기기의 외부에 플러그 방식으로 부착하기 때문에 별도의 구입비용이 소요되는 문제가 있다.However, the conventional smart plug has a problem in that it can not use the household appliances while the power is shut off because power consumption is reduced by controlling the power supply in the manner of shutting off the power supply for household appliances. In addition, since it is attached to the outside of the home appliance by a plug method, there is a problem that a separate purchase cost is required.

대한민국 등록특허 제10-1303066호(2013.08.28)Korean Patent No. 10-1303066 (2013.08.28)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 단순히 가정용 부하의 전원을 차단하는 것이 아니라, 가정용 부하의 동작을 제어할 수 있는 스마트 전원 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a smart power supply device and a control method thereof that can control the operation of a home load,

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전원 장치는, 부하에 전원을 공급하는 가전 전원부; 및 상기 가전 전원부에서 부하에 공급되는 전원을 제어하는 스마트 전원부를 포함하고, 상기 스마트 전원부는, 상기 가전 전원부에서 출력되는 전원을 제어하는 입력 전압이 상기 가전 전원부에 공급되는 것을 제어하는 차단 스위치; 상기 차단 스위치를 제어하기 위한 신호를 출력하는 대기모드 제어회로부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a smart power supply device including: an electricity supply unit for supplying power to a load; And a smart power unit for controlling the power supplied to the load in the household power supply unit, wherein the smart power unit includes: a shutoff switch for controlling an input voltage for controlling the power output from the home power supply unit to be supplied to the home power supply unit; And a standby mode control circuit for outputting a signal for controlling the blocking switch.

이때, 상기 가전 전원부는, PWM 방식으로 직류 전원을 생산하는 PMIC 제어모듈; 및 계통 전원과 전기적으로 연결되고, 상기 입력 전압을 센싱하는 역률 보상 컨버터를 포함하고, 상기 PMIC 제어모듈은 상기 입력 전압의 크기에 따라 PEM 스위칭 동작으로 상기 가전 전원의 출력 전압을 제어할 수 있다.At this time, the home power supply unit includes a PMIC control module for generating a DC power by a PWM method; And a power factor compensation converter electrically connected to the system power source and sensing the input voltage, wherein the PMIC control module can control an output voltage of the household power source by a PEM switching operation according to the magnitude of the input voltage.

그리고 상기 스마트 전원부는, 외부 장치와 통신하는 통신부; 및 상기 통신부와의 통신을 통해 상기 통신부에서 전송된 상기 부하의 대기모드 동작여부에 대한 신호를 상기 대기모드 제어회로부로 전송하는 전원 제어부를 더 포함할 수 있다.The smart power unit includes: a communication unit for communicating with an external device; And a power control unit for transmitting a signal to the standby mode control circuit unit to the standby mode control unit, the standby mode control circuit unit being operable to communicate with the communication unit via the communication unit.

또한, 상기 차단 스위치 및 대기모드 제어회로부는 보조 전원부에 포함되고, 상기 보조 전원부는 상기 통신부 및 전원 제어부에 전원을 공급할 수 있다.The blocking switch and the standby mode control circuit may be included in the auxiliary power unit, and the auxiliary power unit may supply power to the communication unit and the power control unit.

그리고 상기 보조 전원부는 상기 통신부 및 전원 제어부에 전원을 공급하기 위해 플라이백 회로 방식으로 구현될 수 있다.The auxiliary power unit may be implemented as a flyback circuit to supply power to the communication unit and the power control unit.

이때, 상기 스마트 전원부는, 상기 부하의 소비 전류량과 교류 전압을 이용하여 전력값을 산정하는 미러링부를 더 포함하고, 상기 부하에서 소비되는 전류량을 검출하기 위한 전류센서를 더 포함하며, 상기 미러링부는 상기 전류센서로부터 상기 전류량을 검출할 수 있다.The smart power unit may further include a mirroring unit for calculating a power value using the amount of current consumed by the load and the AC voltage and a current sensor for detecting an amount of current consumed in the load, The amount of current can be detected from the current sensor.

여기서, 상기 전류센서는 션트(shunt)저항 또는 전류 변류기(CT)를 포함할 수 있다.Here, the current sensor may include a shunt resistor or a current transformer CT.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전원 장치 제어 방법은, 전원 제어부를 포함하는 스마트 전원부에 상기 전원 제어부를 통해 부하의 오프(Off) 명령이 수신되는 단계; 상기 스마트 전원부가 보조 전원부를 포함하고, 상기 전원 제어부에서 오프 명령이 상기 보조 전원부에 포함된 대기모드 제어회로부로 전송되는 단계; 상기 대기모드 제어회로부에서 상기 보조 전원부에 포함된 차단 스위치로 로우(low) 신호를 전송하는 단계; 상기 차단 스위치가 오프(Off)되는 단계; 상기 차단 스위치가 오프되면, 상기 부하에 전원을 공급하는 가전 전원부에 포함된 PMIC 제어모듈이 상기 부하에 전원이 공급되지 않도록 상기 가전 전원부의 출력 전압을 제로(zero) 전압으로 감소시킬 수 있다.Meanwhile, a method of controlling a smart power supply according to an embodiment of the present invention includes: receiving an off command of a load through the power control unit to a smart power unit including a power controller; The smart power unit includes an auxiliary power unit, and the power control unit transmits an off command to a standby mode control circuit unit included in the auxiliary power unit; Transmitting a low signal from the standby mode control circuit unit to a blocking switch included in the auxiliary power unit; The blocking switch being off; When the shutoff switch is turned off, the PMIC control module included in the household power supply unit that supplies power to the load may reduce the output voltage of the home power supply unit to zero voltage so that power is not supplied to the load.

또 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전원 장치 제어 방법은, 전원 제어부를 포함하는 스마트 전원부에 상기 전원 제어부를 통해 부하의 온(On) 명령이 수신되는 단계; 상기 스마트 전원부가 보조 전원부를 포함하고, 상기 전원 제어부에서 온 명령이 상기 보조 전원부에 포함된 대기모드 제어회로부로 전송되는 단계; 상기 대기모드 제어회로부에서 상기 보조 전원부에 포함된 차단 스위치로 하이(high) 신호를 전송하는 단계; 상기 차단 스위치가 온(On)되는 단계; 상기 차단 스위치가 온되면, 상기 부하에 전원을 공급하는 가전 전원부에 포함된 PMIC 제어모듈이 상기 부하에 전원을 공급하도록 상기 가전 전원부의 출력 전압을 정격 전압으로 상승시킬 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a smart power supply control method including: receiving an on command of a load through a power control unit to a smart power unit including a power controller; Wherein the smart power unit includes an auxiliary power unit and an instruction from the power control unit is transmitted to a standby mode control circuit unit included in the auxiliary power unit; Transmitting a high signal to the blocking switch included in the auxiliary power unit in the standby mode control circuit unit; Turning on the blocking switch; When the shutoff switch is turned on, the output voltage of the home power supply unit may be raised to a rated voltage so that the PMIC control module included in the home power supply unit that supplies power to the load supplies power to the load.

여기서, 상기 PMIC 제어모듈은 PWM 스위칭 동작을 수행할 수 있다.Here, the PMIC control module may perform a PWM switching operation.

본 발명에 의하면, 스마트 전원 장치를 통해 가정용 부하를 제어할 때, 전원을 차단하는 것이 아니라, 가정용 부하의 동작을 제어할 수 있어 가정용 부하를 계속 사용하면서도 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, when the household load is controlled through the smart power supply device, the operation of the household load can be controlled, not the power supply is shut off, so that the energy consumption can be reduced while the household load is continuously used.

또한, 본 발명의 스마트 전원 장치는 가정용 부하에 하나의 부품으로 포함되기 때문에 사용자가 별도로 구매할 필요가 없어, 별도의 구입비용이 발생하지 않는 효과가 있다.In addition, since the smart power supply device of the present invention is included as a single component in a household load, there is no need for the user to separately purchase the smart power supply device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전원 장치를 도시한 간략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전원 장치에 이용되는 가전 전원부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전원 장치를 이용한 서비스 시스템을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전원 장치에 이용되는 가전 전원부에서 입력되는 전압과 출력되는 전압에 따라 부하의 동작을 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전원 장치를 이용하여 부하의 온-오프 동작 흐름을 도시한 흐름도이다.1 is a schematic diagram illustrating a smart power supply according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view illustrating a household power source used in a smart power supply according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a diagram illustrating a service system using a smart power device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph illustrating the operation of a load according to a voltage input from an electrical power source unit and an output voltage used in a smart power supply according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
5 is a flowchart illustrating a flow of an on-off operation of a load using a smart power supply according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.Preferred embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전원 장치를 도시한 간략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전원 장치에 이용되는 가전 전원부를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a schematic view showing a smart power supply according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view illustrating a household power supply used in a smart power supply according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전원 장치(100)는, 스마트 전원부(110), 전류센서(120) 및 가전 전원부(130)를 포함한다.1 and 2, a smart power supply 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a smart power supply 110, a current sensor 120, and an electricity supply unit 130.

스마트 전원부(110)는 가정용 부하에서 사용되는 전력을 모니터링하고 제어하기 위해 구비되며, 이를 위해 미러링부(112), 전원 제어부(114), 통신부(116) 및 보조 전원부(118)를 포함한다.The smart power unit 110 is provided to monitor and control power used in a household load and includes a mirroring unit 112, a power control unit 114, a communication unit 116, and an auxiliary power unit 118.

미러링부(112)는 전류센서(120)와 전기적으로 연결되고, 전류센서(120)에서 측정된 가정용 부하의 소비 전류량과 교류 전압을 검출하고, 해당 가정용 부하에서 소비되는 전력값을 계산한다.The mirroring unit 112 is electrically connected to the current sensor 120, detects the current consumption and the alternating voltage of the household load measured by the current sensor 120, and calculates a power value consumed in the household load.

전원 제어부(114)는 미러링부(112)에서 계산된 소비 전력값과 측정된 전류 및 전압에 대한 정보를 가정 내에 설치된 에너지 관리 시스템 서버(400)에 전송한다. 그리고 가정용 부하를 제어하기 위해 가정용 부하 내에 설치된 부하 제어부(200)에 전송할 제어신호를 에너지 관리 시스템 서버(400)에서 수신한다. 이를 위해 전원 제어부(114)는 무선통신 프로토콜을 수행할 수 있다. 또한, 부하 제어부(200)와 시리얼 통신을 통해 가정용 부하를 제어하고, 모니터링 할 수 있으며, 특정 동작이 수행되도록 설정할 수 있다.The power control unit 114 transmits information on the power consumption value and the measured current and voltage calculated in the mirroring unit 112 to the energy management system server 400 installed in the home. In order to control the household load, the energy management system server 400 receives a control signal to be transmitted to the load control unit 200 installed in the household load. For this, the power control unit 114 may perform a wireless communication protocol. In addition, the home load can be controlled and monitored through the serial communication with the load controller 200, and a specific operation can be performed.

통신부(116)는 전원 제어부(114)를 통해 미러링부(112)에서 계산된 전력값, 측정된 전류 및 전압에 대한 정보를 외부로 전송하고, 외부에서 명령이 포함된 정보가 수신되면 해당 정보를 전원 제어부(114)로 전송한다. 이를 위해 통신부(116)는 유무선 통신을 할 수 있으며, 본 실시예에서 wifi 또는 지그비(zigbee) 등을 통해 통신이 이루어질 수 있다.The communication unit 116 transmits information on the power value, the measured current, and the voltage calculated by the mirroring unit 112 to the outside through the power control unit 114. When the information including the command is received from the outside, And transmits it to the power control section 114. For this, the communication unit 116 can perform wired / wireless communication, and in this embodiment, communication can be performed through wifi or zigbee.

그리고 필요에 따라 미러링부(112), 전원 제어부(114) 및 통신부(116)는 하나의 모듈로 구성될 수 있으며, 또한, SoC 모듈로 구성될 수 있다. 또는, 통신부(116)와 미러링부(112)가 단일 웨이퍼에 통합된 원칩의 형태를 가질 수도 있다.If necessary, the mirroring unit 112, the power control unit 114, and the communication unit 116 may be configured as a single module or may be configured as a SoC module. Alternatively, the communication unit 116 and the mirroring unit 112 may have the form of a single chip integrated into a single wafer.

보조 전원부(118)는 가정용 부하에 전원을 공급하는 가전 전원부(130)의 동작과 무관하게 스마트 전원부(110)가 독립적으로 구동되도록 스마트 전원부(110)에 전원을 공급한다. 이때, 보조 전원부(118)는 플라이 백(fly-back) 회로 방식으로 구현될 수 있다. 그리고 보조 전원부(118)은 수W의 정격을 갖고, 경부하 구간에서 높은 효율을 갖는 간헐적 PWM 스위칭 회로를 포함한다.The auxiliary power supply unit 118 supplies power to the smart power supply unit 110 so that the smart power supply unit 110 is driven independently of the operation of the household power supply unit 130 that supplies power to the household load. At this time, the sub power source unit 118 may be implemented in a fly-back circuit scheme. The auxiliary power supply 118 has a rating of several watts and includes an intermittent PWM switching circuit with high efficiency in the light load section.

또한, 본 실시예에서 보조 전원부(118)는, 대기모드 제어회로부(118a)와 차단 스위치(118b)를 포함한다. 대기모드 제어회로부(118a)는 전원 제어부(114)와 전기적으로 연결된다. 그리고 차단 스위치(118b)는 수십 mW 수준의 소용량 MOSFET 전력 소자를 포함하고, 대기모드 제어회로부(118a)의 출력이 차단 스위치(118b)의 게이트 신호 단자와 연결된다. 이때, 차단 스위치(118b)는 가전 전원부(130)의 PMIC 제어모듈에 포함된 HV 입력전압을 차단시킬 수 있다.In this embodiment, the sub power supply unit 118 includes a standby mode control circuit unit 118a and a shutoff switch 118b. The standby mode control circuit unit 118a is electrically connected to the power source control unit 114. [ The shutdown switch 118b includes a small power MOSFET power device with a level of tens mW and the output of the standby mode control circuit 118a is connected to the gate signal terminal of the shutoff switch 118b. At this time, the cut-off switch 118b may cut off the HV input voltage included in the PMIC control module of the household power supply unit 130. [

전류센서(120)는 전원플러그(300)를 통해 공급되어 가정용 부하에서 소비되는 전류량을 검출하기 위해 구비되며, 션트(shunt)저항 또는 전류 변류기(CT)를 포함할 수 있다.The current sensor 120 is provided through the power plug 300 to detect the amount of current consumed in the household load, and may include a shunt resistor or a current transformer CT.

가전 전원부(130)는 가정용 부하에 전원을 공급하기 위해 구비된다. 가전 전원부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 계통 전원에서 공급된 교류 전원을 정류하는 정류부(11), 교류 전류의 역률 보상을 위한 역률 보상 컨버터(12) 및 절연 방식의 직류 전원을 생성하기 위한 직류 컨버터(13, DC-DC convertor)를 포함할 수 있다. 역률 보상 컨버터(12)는 입력 전류와 전원의 위상을 동일하게 제어하여 가정용 부하에 공급되는 전력의 품질을 향상시키는 역할을 한다. 그리고 직류 컨버터(13)는 가정용 부하에서 필요한 다양한 직류 전압을 일정하게 제어하는 역할을 한다.The household power supply unit 130 is provided for supplying power to the household load. 2, the household power supply unit 130 includes a rectifying unit 11 for rectifying the AC power supplied from the system power supply, a power factor correction converter 12 for compensating the power factor of the alternating current, and an insulated DC power source And a DC-DC converter 13 for controlling the DC-DC converter 13. The power factor compensation converter 12 controls the phases of the input current and the power source to improve the quality of power supplied to the household load. The DC converter 13 serves to constantly control various DC voltages required for a household load.

그리고 가전 전원부(130)는 스위칭 방식의 전력변환 회로를 포함하고, 전력변환 회로는 PMIC 제어모듈을 통해 PWM 방식으로 직류 전원을 생산한다. PMIC 제어모듈은 전원플러그와 전기적으로 연결된 역률 보상 컨버터(12)에서 HV 입력전압을 센싱하고, HV 입력전압이 일정한 레벨 이상이면, 스위칭 동작을 수행한다. 그리고 HV 입력전압이 임계점 미만이면 스위칭 동작을 정지시킨다. 이를 위한 가전 제어부(130)는 하나 이상의 스위치를 포함할 수 있다.The home power supply unit 130 includes a switching power conversion circuit, and the power conversion circuit generates a DC power by a PWM method through a PMIC control module. The PMIC control module senses the HV input voltage at the power factor correction converter 12 electrically connected to the power plug, and performs the switching operation when the HV input voltage is equal to or higher than a predetermined level. If the HV input voltage is below the critical point, the switching operation is stopped. The consumer control unit 130 for this purpose may include one or more switches.

상기와 같은, 가전 전원부(130)는 가정용 부하인 에어컨, 세탁기나 냉장고 등에 공통적으로 구성될 수 있다.As described above, the household power source unit 130 may be commonly configured as an air conditioner, a washing machine, a refrigerator, or the like.

상기에서 설명한 스마트 전원 장치(100)는, 기존의 가정용 부하를 제조하는 과정에서 가정용 부하의 전원이 공급되는 입력단에 연결하여 가정용 부하에 포함될 수 있다. 그에 따라 종래와 달리, 에너지 절약을 위하 해당 가정용 부하에 공급되는 전원을 차단하지 않고, 대기모드 제어회로부(118a)가 가전 전원부(130)의 PMIC 제어모듈의 역률 보상 컨버터(12)에 인가되는 HV 입력전압을 차단할 수 있어, 가전 전원부(130)의 동작여부를 제어할 수 있다.The smart power supply 100 described above may be included in a household load by being connected to an input terminal to which power of a household load is supplied in the process of manufacturing a conventional household load. The idle mode control circuit 118a controls the HV power supply to be applied to the power factor correction converter 12 of the PMIC control module of the home power supply unit 130 without disconnecting the power supplied to the household load for energy saving, The input voltage can be cut off and the operation of the household power supply 130 can be controlled.

즉, 가정용 부하의 소비전력과 에너지 관리 시스템 서버(400)를 통해 사용자가 직접 가정용 부하에 전원의 공급 여부를 제어할 수 있다.That is, the user can directly control the power consumption of the household load and the power supply to the household load through the energy management system server 400.

또한, 가정용 부하의 외부가 아닌 내부에 부품 단위로 설치할 수 있어, 다양한 가정용 부하에 적용할 수 있다.In addition, it can be installed in the unit of the inside of the home load, not in the outside, so that it can be applied to various household loads.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전원 장치를 이용한 서비스 시스템을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a service system using a smart power device according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 가정 내 다양한 부하에 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전원 장치(100)가 장착되어 있으면, 각 가정용 부하에 장착된 스마트 전원 장치(100)는 무선통신을 통해 외부의 에너지 관리 시스템 서버(400)와 연결될 수 있다.3, when the smart power supply 100 according to an embodiment of the present invention is installed in various loads in the home, the smart power supply 100 mounted in each household load is connected to the external And may be connected to the energy management system server 400.

이때, 에너지 관리 시스템 서버(400)는 스마트 전원 장치(100)를 통해 각 가정용 부하의 소비 전력에 대한 정보를 저장하는 데이터베이스(DB) 및 스마트폰 등의 사용자 단말기(600)를 통해 사용자에게 스마트 전원 장치(100)가 포함된 가정용 부하의 소비전력 및 제어 상태를 제공하고, 사용자가 가정용 부하의 온-오프 제어를 할 수 있는 기능을 제공하는 포털 서비스 시스템 등을 포함할 수 있다. 이때, 가정용 부하의 온-오프 제어는 수요반응이 아닌 사용자의 선택으로 제어할 수 있다.At this time, the energy management system server 400 provides the smart power supply 100 with a database (DB) for storing information on the power consumption of each household load and a user terminal 600 such as a smart phone, A portal service system that provides the power consumption and control state of the home load including the device 100 and provides a function that allows the user to perform on-off control of the home load, and the like. At this time, the on-off control of the household load can be controlled by the user's choice, not the demand response.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전원 장치에 이용되는 가전 전원부에서 입력되는 전압과 출력되는 전압에 따라 부하의 동작을 도시한 그래프이다.FIG. 4 is a graph illustrating the operation of the load according to the voltage input from the household power source unit and the output voltage used in the smart power supply according to the embodiment of the present invention.

가정용 부하가 온(on) 상태에서 동작하는 경우, 대기모드 제어회로부(118a)는 하이(high) 신호를 출력하고, 차단 스위치(118b)는 온(on) 상태이다. 이때, 차단 스위치(118b)를 통해 계통전원의 전압이 가전 전원부(130)의 역률 보상 컨버터(12)의 HV 입력 전압 단자에 전달된다. 즉, 역률 보상 컨버터(12)의 HV 입력 전압은 임계점 이상이고, 그에 따라 가전 전원부(130)의 PMIC 제어모듈은 PWM 스위칭 동작을 수행하며, 가전 전원부(130)의 전원 출력은 정상적으로 생성된다.When the household load operates in an on state, the standby mode control circuit portion 118a outputs a high signal and the shutoff switch 118b is in an on state. At this time, the voltage of the system power source is transmitted to the HV input voltage terminal of the power factor correction converter 12 of the household power supply unit 130 through the cutoff switch 118b. That is, the HV input voltage of the power factor correction converter 12 is equal to or higher than the critical point, so that the PMIC control module of the household power source unit 130 performs the PWM switching operation and the power output of the household power source unit 130 is normally generated.

반면에, 사용자가 가정용 부하의 오프(Off) 제어를 수행하면 에너지 관리 시스템 서버(400)를 통해 전원 제어부(114)에 신호가 전달되고, 대기모드 제어회로부(118a)는 로우(low) 신호를 출력한다. 그리고 차단 스위치는 오프(Off)된다. 이때, 계통전원은 가전 전원부(130)의 역률 보상 컨버터(12)의 HV 입력 전압 단자와 전기적으로 분리된다. 즉, HV 입력 전압은 제로(zero) 전압으로 감소되고, 가전 전원부(130)의 PMIC 제어모듈은 PWM 스위칭 동작이 정지된다. 그에 따라 가전 전원부(130)의 전원 출력은 서서히 감소되어 제로(zero) 전압으로 수렴한다.On the other hand, when the user performs an off control of the household load, a signal is transmitted to the power control unit 114 through the energy management system server 400, and the standby mode control circuit unit 118a outputs a low signal Output. And the cutoff switch is turned off. At this time, the system power source is electrically separated from the HV input voltage terminal of the power factor correcting converter 12 of the household power supply unit 130. That is, the HV input voltage is reduced to a zero voltage, and the PMIC control module of the household power supply unit 130 stops the PWM switching operation. Accordingly, the power output of the home power supply unit 130 is gradually reduced to converge to a zero voltage.

그리고 사용자가 가정용 부하를 온(On) 제어하면, 차단 스위치(118b)는 온(On)되어 가전 전원부(130)의 역률 보상 컨버터(12)의 HV 입력 전압 단자에 전압이 인가되고, PMIC 제어모듈은 PWM 스위칭 동작을 다시 수행한다. 그에 따라 가전 전원부(130)의 전원 출력은 정상 레벨로 복구된다.When the user turns on the household load, the cut-off switch 118b is turned on so that the voltage is applied to the HV input voltage terminal of the power factor correction converter 12 of the household power supply unit 130, Performs the PWM switching operation again. So that the power output of the home power supply unit 130 is restored to the normal level.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전원 장치를 이용하여 부하의 온-오프 동작 흐름을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a flow of an on-off operation of a load using a smart power supply according to an embodiment of the present invention.

사용자가 사용자 단말기(600)를 통해 가정용 부하를 제어하기 위해 에너지 관리 시스템 서버(400)의 관리 기능에 접속하면, 사용자 단말기(600)에 해당 사용자의 가정 내에 소유한 가정용 부하의 목록이 표시된다. 이때, 사용자가 특정 가정용 부하를 선택하고, 해당 가정용 부하의 오프(Off) 제어를 선택하는 경우, 에너지 관리 시스템 서버(400)는 선택된 가정용 부하로 오프(Off) 명령을 전송한다. 그에 따라 해당 가정용 부하의 스마트 전원 장치(100)에 포함된 전원 제어부(114)는 대기모드 동작을 위해 대기모드 제어회로부(118a)에 오프(Off) 명령을 전달한다.When the user accesses the management function of the energy management system server 400 to control the household load through the user terminal 600, the user terminal 600 displays a list of household loads owned by the user in the home. At this time, when the user selects a specific household load and selects the off control of the household load, the energy management system server 400 transmits an Off command to the selected household load. Accordingly, the power supply control unit 114 included in the smart power supply apparatus 100 for home use transfers an Off command to the standby mode control circuit unit 118a for standby mode operation.

대기모드 제어회로부(118a)는 출력이 차단 스위치(118b)의 게이트 단자와 연결된다. 차단 스위치(118b)는 게이트 단자를 통해 수신된 신호가 로우(low) 신호이면, 오프(Off)된다. 이렇게 차단 스위치(118b)가 오프(Off)되면, 가전 전원부(130)의 역률 보상 컨버터(12)의 HV 입력 전압이 제로(zero) 전압으로 감소한다. 그리고 PMIC 제어모듈은 PWM 스위칭 동작이 정지되어 가전 전원부(130)의 출력 전압이 제로(zero) 전압으로 감소하고, 가정용 부하는 오프(Off)된다.The standby mode control circuit portion 118a has its output connected to the gate terminal of the shutoff switch 118b. The cutoff switch 118b is turned off when the signal received via the gate terminal is a low signal. When the cutoff switch 118b is thus turned off, the HV input voltage of the power factor correction converter 12 of the household power supply unit 130 is reduced to zero voltage. Then, in the PMIC control module, the PWM switching operation is stopped, the output voltage of the household power source unit 130 is reduced to zero voltage, and the household load is turned off.

이후, 사용자가 다시 사용자 단말기(600)를 통해 해당 가정용 부하를 온(On) 제어하면, 에너지 관리 시스템 서버(400)는 해당 가정용 부하에 온(On) 명령을 전송한다. 그러므로 해당 가정용 부하의 스마트 전원 장치(100)에 포함된 전원 제어부는 대기모드 동작의 해제를 위해 대기모드 제어회로부(118a)에 온(On) 명령을 전송한다.Thereafter, when the user again controls the household load through the user terminal 600, the energy management system server 400 transmits an On command to the household load. Therefore, the power source control unit included in the household power source smart power supply 100 transmits an On command to the standby mode control circuit unit 118a for canceling the standby mode operation.

대기모드 제어회로부(118a)는 차단 스위치(118b)의 게이트 단자를 통해 하이(high) 신호를 전달하고, 차단 스위치(118b)는 게이트 단자의 신호가 하이(high) 신호이면, 온(On) 된다. 이렇게 차단 스위치(118b)가 온(On)되면, 가전 전원부(130)의 역률 보상 컨버터(12)의 HV 입력 전압이 임계점 이상의 전압으로 증가하고, PMIC 제어모듈은 PWM 스위칭 동작이 재개되어 해당 가전 전원부(130)의 출력 전압이 정격전압으로 상승한다. 이렇게 가전 전원부(130)의 출력 전압이 정격전압으로 상승하면, 가저용 부하는 다시 온(On) 상태로 복구된다.The standby mode control circuit portion 118a transmits a high signal through the gate terminal of the cutoff switch 118b and the cutoff switch 118b is turned on when the signal at the gate terminal is a high signal . When the cutoff switch 118b is turned on in this manner, the HV input voltage of the power factor correction converter 12 of the household power supply unit 130 increases to a voltage equal to or higher than the critical point, and the PMIC control module resumes the PWM switching operation, The output voltage of the inverter 130 rises to the rated voltage. In this way, when the output voltage of the household power supply unit 130 rises to the rated voltage, the remaining load is restored to the On state again.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It should be understood that the scope of the present invention is to be understood as the scope of the following claims and their equivalents.

100: 스마트 전원 장치
110: 스마트 전원부 112: 미러링부
114: 전원 제어부 116: 통신부
118: 보조 전원부
118a: 대기모드 제어회로부
118b: 차단 스위치
120: 전류센서 130: 가전 전원부
200: 부하 제어부 300: 전원플러그
400: 에너지 관리 시스템 서버 500: DR 사업자 서버
600: 사용자 단말기100: Smart power supply
110: Smart power unit 112: Mirroring unit
114: power supply control unit 116:
118: auxiliary power unit
118a: standby mode control circuit
118b: disconnect switch
120: current sensor 130:
200: load controller 300: power plug
400: Energy management system server 500: DR provider server
600: User terminal

Claims

An electricity supply unit for supplying power to the load; And
And a smart power unit for controlling power supplied to the load from the household power source unit,
The smart power unit includes:
A cutoff switch for controlling that an input voltage for controlling the power output from the home power supply unit is supplied to the home power supply unit;
And a standby mode control circuitry for outputting a signal for controlling said disconnecting switch.

The power supply unit according to claim 1,
A PMIC control module for generating DC power by a PWM method; And
And a power factor compensation converter electrically connected to the system power supply and sensing the input voltage,
Wherein the PMIC control module controls an output voltage of the household power supply by a PEM switching operation according to the magnitude of the input voltage.

The smart power supply according to claim 1,
A communication unit for communicating with an external device; And
And a power control unit for transmitting to the standby mode control circuit unit a signal indicating whether the load is in the standby mode, the communication being transmitted from the communication unit through communication with the communication unit.

The method of claim 3,
The blocking switch and the standby mode control circuit part are included in the auxiliary power unit,
And the auxiliary power unit supplies power to the communication unit and the power control unit.

The method of claim 4,
Wherein the auxiliary power unit is implemented in a flyback circuit manner to supply power to the communication unit and the power control unit.

The method of claim 3,
Wherein the smart power unit further includes a mirroring unit for calculating a power value by using the consumption current amount of the load and the AC voltage,
Further comprising a current sensor for detecting an amount of current consumed in the load,
And the mirroring unit detects the amount of current from the current sensor.

The method of claim 6,
Wherein the current sensor comprises a shunt resistor or a current transformer (CT).

A step of receiving an off command of a load through the power control unit to a smart power unit including a power control unit;
The smart power unit includes an auxiliary power unit, and the power control unit transmits an off command to a standby mode control circuit unit included in the auxiliary power unit;
Transmitting a low signal from the standby mode control circuit unit to a blocking switch included in the auxiliary power unit;
The blocking switch being off;
The PMIC control module included in the household power supply unit for supplying power to the load is controlled by a smart power supply control unit which reduces the output voltage of the home power supply unit to zero voltage so that power is not supplied to the load, Way.

A step of receiving an on command of a load through the power control unit to a smart power unit including a power controller;
Wherein the smart power unit includes an auxiliary power unit and an instruction from the power control unit is transmitted to a standby mode control circuit unit included in the auxiliary power unit;
Transmitting a high signal to the blocking switch included in the auxiliary power unit in the standby mode control circuit unit;
Turning on the blocking switch;
When the shutdown switch is turned on, raises the output voltage of the home power supply unit to a rated voltage so that the PMIC control module included in the home power supply unit that supplies power to the load supplies power to the load.

The method according to claim 8 or 9,
Wherein the PMIC control module performs a PWM switching operation.