KR20180117917A - 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전등과 전등 스위치에 제공되는 DC 전원공급시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나 또는 다수의 전등을 제어하기 위한 기계식 스위치가 이미 설치되어 있는 상태에서도 별도의 추가적인 배선 또는 배터리 설치 없이 전자식 스위치의 온/오프 제어 및 IoT 구현을 위한 DC 전원공급을 수행할 수 있는 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템에 관한 것이다.
보다 구체적으로 본 발명에 대하여 설명하면, 본 발명은 전등의 온(on)/오프(off)를 제어하는 기계식 스위치를 포함하며, 전등 스위치의 IoT(Internet of Things) 구현을 위한 DC 전원공급시스템에 있어서, 상기 기계식 스위치의 오프 시, 상기 전등으로 전원을 공급하는 제1 DC 전원공급부; 상기 기계식 스위치의 온 시, 상기 전등으로 전원을 공급하는 제2 DC 전원공급부; 및 상기 기계식 스위치의 온/오프 상태와 관계 없이, 별도의 추가 배선 없이도 전자식 스위치 IoT 구현을 위한 정전압을 공급하는 정전압공급부; 를 포함하는 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템을 제공한다.

Description

전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템{DIRECT CURRENT POWER SUPPLY SYSTEM FOR INTERNET OF THINGS OF LIGHT SWITCH}
본 발명은 전등과 전등 스위치에 제공되는 DC 전원공급시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나 또는 다수의 전등을 제어하기 위한 기계식 스위치가 이미 벽면 등에 설치되어 있는 상태에서도 별도의 추가적인 배선 또는 배터리 설치 없이 전자식 스위치의 온/오프 제어 및 IoT 구현을 위한 DC 전원공급을 수행할 수 있는 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템에 관한 것이다.
가정이나 사무실 등 일반적인 건축물들의 실내외에 설치된 전등은 벽체에 매입 설치된 기계식 스위치의 직접적인 조작에 의하여 온(on) 또는 오프(off)되도록 제어된다.
따라서, 원하는 전등을 온 또는 오프시키기 위해서는 사용자가 기계식 스위치를 직접 조작해야만 해당 전등을 점등시키거나 소등시킬 수 있는 구조이다.
그러나 종래 전등의 기계식 스위치는 대부분이 벽면에 매입된 형태로 설치되어 있어, 원하는 전등의 온/오프를 조절하기 위해서는 사용자가 기계식 스위치 위치로 이동하여 조작하여야 하므로 많은 불편함을 초래하고 있었다.
이에 따라, 전자식 스위치(또는 스마트 스위치)를 이용하여 전등의 온/오프를 제어하거나 또는 사물인터넷(IoT) 구현을 통하여 원하는 전등을 사용자가 스마트폰 등 원격 제어 가능 단말을 통해 제어하는 기술들이 개발되었고 현재도 지속적으로 개발되고 있는 상황이다.
이 경우 전등의 기계식 스위치가 오프 상태에 놓여 있는 경우에는, DC 전원을 구성함으로써 전자식 스위치를 구동할 수 있으나, 전자식 스위치 회로 구성에 따라 DC 전원의 소비전류가 일정 부분 증가하면 전등이 미세하게 점등되는 문제점을 가진다.
또한, 전등의 기계식 스위치가 온 상태에 놓여 있는 경우에는 기계식 스위치 양단이 단락된 상태이므로 일반적인 회로로는 DC 전원을 구성할 수 없어 전자식 스위치의 제어가 불가능한 단점을 안고 있다.
위와 같은 문제들을 해결하기 위하여, 기계식 스위치 측 전원라인에 다수의 트랜스를 직렬로 구성하여 DC 전원을 추출하는 방식이 제안되었으나, 이러한 방식으로는 전등 부하 전류 변화에 따른 전류 공급이 이루어지기 때문에, 전등 부하 전류가 큰 경우 한계가 존재한다.
이 뿐만 아니라, IoT 구현을 위해서는 사용하는 무선통신 방식에 따라 다양한 값의 전류가 필요한데, 일반적인 정도보다 높거나 낮은 전류를 필요로 하는 경우에는 트랜스의 크기가 상당히 커지거나 작아져야 하는 문제가 있어 기술적인 측면과 비용적인 측면에서 큰 부담을 안게 된다.
따라서, 기존의 전등 기계식 스위치 배선을 이용하면서 전자식 스위치의 온/오프 제어 및 안정적 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기존의 기계식 스위치를 이용한 전등 온/오프 제어 구조에 있어서 추가적인 배선이나 배터리 설치 없이도 전자식 스위치 제어 및 IoT 구현을 위한 전원을 공급할 수 있는 DC 전원공급시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
보다 상세하게는, 기계식 스위치 온 시의 DC 전원공급 수단, 기계식 스위치 오프 시의 DC 전원공급 수단 및 기계식 스위치의 상태와 관련 없이 정전압을 공급하는 정전압공급 수단으로 구성된 DC 전원공급시스템을 제공함으로써 전자식 스마트 스위치 온/오프 제어 및 IoT를 안정적으로 구현하는데 구체적인 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 전등의 온(on)/오프(off)를 제어하는 기계식 스위치를 포함하며, 전등 스위치의 IoT(Internet of Things) 구현을 위한 DC 전원공급시스템에 있어서, 상기 기계식 스위치의 오프 시, 상기 전등으로 전원을 공급하는 제1 DC 전원공급부; 상기 기계식 스위치의 온 시, 상기 전등으로 전원을 공급하는 제2 DC 전원공급부; 및 상기 기계식 스위치의 온/오프 상태와 관계 없이, 별도의 추가 배선 없이도 전자식 스위치 IoT 구현을 위한 정전압을 공급하는 정전압공급부; 를 포함하는 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템을 제공한다.
본 발명에서 상기 제1 DC 전원공급부는 AC로 공급되는 외부전원을 DC로 변환하여 공급하는 AC-DC 전환기(Converter)로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 제2 DC 전원공급부는 다이오드 양단의 전위차을 이용하는 하나 이상의 브릿지 정류기로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 브릿지 정류기는 4개의 다이오드를 포함하여 구성되며, 총 2개 ~ 4개 사이의 범위에서 선택될 수 있다.
본 발명에서 상기 정전압공급부는 하이캡 EDLC(Hy-Cap Electric Double Layer Capacitor)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 정전압은 1.5V ~ 15V 사이의 범위에서 선택될 수 있다.
본 발명에서 상기 DC 전원공급시스템은 외부와 통신을 수행할 수 있는 무선통신부와 연동함으로써 전등 스위치의 IoT를 구현하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 통신은 Wi-Fi 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 지웨이브(Z-wave) 통신, 블루투스(Bluetooth) 통신 또는 RF(Radio Frequency) 무선통신 중 어느 하나 이상에 해당할 수 있다.
본 발명은 기존 전등의 기계식 스위치 구조에서 추가적인 배선 작업이나 배터리 설치 작업 없이도 전자식 스위치 구조 및 IoT를 구현할 수 있어, 보다 효율적으로 전등 스위치를 제어함과 동시에 비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 무선통신의 종류와 관계 없이 IoT 구현에 필요한 소비전류를 모두 커버할 수 있도록 정전압공급부가 하이캡 EDLC를 포함하여 구성됨으로써, 무선통신 모듈 또는 무선통신 회로 등에 지속적으로 안정적인 전원을 공급할 수 있는 효과가 있다.
아울러 본 발명은, 전류값에 의존하여 크기가 변경됨으로써 회로 구성에 한계가 있는 트랜스를 이용한 종래의 전원공급 구조와 달리, 트랜스를 이용하지 않고 제1 DC 전원공급부, 제2 DC 전원공급부 및 정전압공급부를 구성함으로써 필요에 따른 적절한 크기로 DC 전원공급시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템의 회로도.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기계식 스위치 오프 시 제1 DC 전원공급부의 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 기계식 스위치 온 시 제2 DC 전원공급부의 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 정전압공급부의 동작을 설명하기 위한 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되므로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면 복수의 형태를 포함할 수 있다.
실내외 벽면 등에 하나 또는 다수의 전등을 제어하기 위한 기계식 스위치가 이미 설치되어 있는 상태에서도 추가적인 배선이나 배터리를 별도로 설치하지 않고 전자식 스위치의 온/오프 제어 및 IoT 구현을 위한 DC 전원공급을 수행하도록 하는 본 발명은, 전등(20)의 온(on)/오프(off)를 제어하는 기계식 스위치(30)를 포함하며, 전자식 스위치의 IoT(Internet of Things) 구현을 위한 DC 전원공급시스템에 있어서, 상기 기계식 스위치의 오프 시, 상기 전등으로 전원을 공급하는 제1 DC 전원공급부(40), 상기 기계식 스위치의 온 시, 상기 전등으로 전원을 공급하는 제2 DC 전원공급부(50) 및 상기 기계식 스위치의 온/오프 상태와 관계 없이, 별도의 추가 배선 없이도 전자식 스위치 IoT 구현을 위한 정전압을 공급하는 정전압공급부(60)를 포함하여 구성된 DC 전원공급시스템을 제공한다.
이에 대한 설명을 돕기 위해, 도 1에 본 발명의 일실시예에 따른 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템의 구성도가 도시되고, 도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템의 회로도가 도시된다.
도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 발명은 일반적으로 벽면에 매입하여 설치되는 기계식 스위치(30)를 포함한다. 도면에서, 도면부호 '30'으로 표시된 스위치는 기존의 기계식 스위치에 해당할 수 있으나, 전자식 스위치를 구성하는 경우 해당 도면부호 '30'은 전자식 스위치를 포함하여(또는 개별적으로) 지칭할 수도 있으므로, 도면부호 '30'은 구동 방식에 상관 없이 스위치의 역할을 하는 구성을 의미하는 것으로 이해하면 될 것이다.
상기 기계식 스위치(30)는 실내외 하나 또는 다수로 설치되는 전등(20)의 온/오프를 제어하기 위한 구성으로서, 가정 또는 사무실 등에서 흔히 볼 수 있는 다양한 종류의 스위치를 통칭한다.
위와 같은 기계식 스위치(30)를 이용하여 사물인터넷(이하 "IoT"라 한다)을 구현하고자 할 때, 앞서 언급한 바와 같이 상기 기계식 스위치가 오프 상태인 경우에는 IoT 구현을 위해 필요한 무선통신에 요구되는 전류 공급에 아무런 문제가 없다.
그러나 기계식 스위치(20)가 온 상태인 경우에는 상기 기계식 스위치의 양단이 단락된 상태이므로 IoT 구현을 위한 전류 공급에 차질이 생기게 된다.
뿐만 아니라, 상기 기계식 스위치(20)가 오프 상태인 경우에도 전자식 스위치 회로를 구성함에 따라 IoT 구현을 위해 소비전류가 어느 정도 증가하면 전등이 미세하게 점등되는 부작용을 가지고 있다.
위와 같은 문제점들을 극복하기 위한 본 발명은 먼저 상기 기계식 스위치(30)가 오프 상태일 시, 전등(20)으로 전원을 공급하는 제1 DC 전원공급부(40)를 포함한다.
상기 제1 DC 전원공급부(40)는 AC로 공급되는 외부전원(10)을 DC로 변환하여 공급하는 AC-DC 전환기(Converter)로 구성되는데, 도 3 내지 도 7에 본 발명의 일실시예에 따른 기계식 스위치(30) 오프 시 제1 DC 전원공급부의 동작을 설명하기 위한 예시도가 도시된다.
도 3을 보면, 기계식 스위치(30)가 오프 상태일 시 AC 외부전원(10)은 각종 부하들과 정류기를 거쳐 AC-DC Power Conversion 전용 반도체 IC를 통하여 제1 DC 전원공급부(40)를 구현한다.
도면에 표시된 반도체 IC MP103 U2는 스마트 인덕터리스 레귤레이터를 채용한 소자로서, DC 전압을 공급하기 위하여 AC 라인에서 전하를 전송하는 특징이 있다.
그리고 상기 반도체 IC는 라인 전압이 VB에서 32V 미만일 때, 커패시터 EC1이 충전의 역할을 수행하며, 내부 LDO(low Drop Out)를 위한 비교기가 있어 VOUT을 조절한다.
도 4를 참조하여 시작 단계를 설명하면, 모든 핀이 0V 상태에서 AC 라인은 정류기를 통해 VIN에 전원을 공급하고, 이 때 내부 19㎃의 전류 소스가 인에이블(Enabled)된다.
그리고 VIN과 DR 사이의 전류는 외부 BJT(Bipolar Junction Transistor) Q3의 베이스단의 커패시터 C8을 충전시킨다.
한편 도 5를 보면, 내부의 전류 소스는 VIN이 내부에 있을 때만 활성화되는 것으로, VB가 15.25V보다 작을 때 출력 레귤레이터가 디스에이블(Disabled)되고, DR은 19㎃의 전류를 제공한다. 반대로, VB가 15.25V보다 클 때에는 출력 레귤레이터가 인에이블되며, 상기 반도체 IC는 정상 상태 모드로 진입한다.
정상 상태 모드에서는 DR 전류가 증가하는데, VB 전압에 대한 DR/베이스 전류는 VIN의 충전 창에서 활성화되고, 전원을 공급하는 커패시터 EC1의 전하는 LDO에 보다 좋은 효율을 구현하게 한다.
그리고 내부 비교기는 VB 전압을 제한하며, VB 피크 임계값은 Drop Out 전압을 제한함으로써 효율을 더욱 증대시키고, 만일 VB가 7.6V 아래로 떨어지면 레귤레이터가 비활성화되는데 이는 VOUT에 따라 다르게 동작하는 특징이 있다.
단락 회로를 보호하기 위하여 출력 전류는 170㎃로 제한되는데, 출력이 접지로 단락된 경우 VB 전압을 감소시키게 된다.
VB가 7.6V 미만으로 감소하면 LDO가 꺼지고, LDO를 활성화시키려면 VB가 15.25V 이상이 되어야 한다. 이후 LDO가 켜지면 출력 전류가 VB 전압을 감소시켜 다시 7.6V 전압에 도달하고, 이 과정은 출력 단락 조건이 끝날 때까지 반복된다.
과부하로부터 회로를 보호하기 위하여 VB 전압이 7.6V로 떨어지면 두 번째 단계의 LDO가 바로 셧다운된다. 입력 전압을 이용하여 VB 전압을 15.25V로 설정하면 LDO를 사용할 수 있으며, 이에 따라 본 구성은 출력 전류를 제한하는 회로로 최대 전류는 일반적으로 170㎃로 제한된다.
만약 VB가 GND(그라운드)로 단락되면 드라이버 전류는 일반적으로 19㎃로 감소하게 되므로, 외부 BJT Q3의 열 손상을 방지할 수 있다.
또한, 과열을 보호하기 위하여 일반 저항을 직렬로 연결된 RT와 R5, R4와 GND 사이에 연결할 수 있으며, 이 경우 주변 온도 감지 및 보호의 역할을 수행할 수 있고 RT 값은 더 낮아질 수 있다.
주변 온도가 증가할 때, 고정된 내부전류 80㎂ RT 핀의 전압이 낮아지며, 고온에서 VRT가 VRTTHL(일반적으로 0.8V), 내부 OTP 회로는 트리거되고, BJT 드라이버 및 LDO가 즉시 종료된다.
출력 전압을 설정하기 위해서는 Rup 및 Rlw가 내부 저항과 비교되는데, 다양한 출력 전압에 대한 일반적인 저항값을 구하는 수식은 다음과 같다.
Rup = Rlw x (VOUT/1.235 - 1)
VOUT(V) / Rup_R7(k?) / Rlw_R1(k?)
1.5V / 2.21 (1%) / 10.2 (1%)
3.3V / 16.9 (1%) / 10.2 (1%)
5V / 30.9 (1%) / 10.2 (1%)
15V / 121 (1%) / 10.2 (1%)
도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 서지(Surge)에 대한 대책으로, VIN이 충전 창에 떨어질 때 서지는 순간적으로 일어나므로, 이 에너지는 BJT Q3와 반도체 IC에 의해 흡수된다.
부품의 손상을 보호하기 위해, 빠른 턴 오프 임계값(일반적으로 71V)으로 드라이버를 셧다운하도록 설정될 수 있으며, AC 라인에는 이 에너지를 흡수할 대용량 커패시터가 없으므로 IC 보호를 위해 MOV(Metal Oxide Varistor)를 사용할 수 있다.
이 외에도 퓨즈 저항은 서지 결과에도 영향을 미치는데, 큰 값을 사용할수록 쉽게 전달할 수 있는 특징이 있다.
1㎸ 서지 테스트를 통과하려면 750V 외부 BJT Q3가 약간의 마진을 고려하여 반도체 IC의 적절한 1㎸를 통과하도록 할 수 있으며, 이와 관련하여 라인 입력 포트에 바리스터 TVR1043을 적용할 수 있고, 더 나은 서지 성능을 위한 열 전달 패드를 GND에 연결할 수도 있다.
그리고 본 발명은 상기 기계식 스위치(30)의 온 상태일 시, 전등(20)으로 전원을 공급하는 제2 DC 전원공급부(50)를 포함한다.
도 8 내지 도 11에 본 발명의 일실시예에 따른 기계식 스위치 온 시 제2 DC 전원공급부의 동작을 설명하기 위한 예시도가 도시되는데, 이에 대한 설명은 다음과 같다.
도면들에 도시된 것과 같이, TER2 L_1(부하1), TER3 L_2(부하2) 배선은 외부 마이컴(Micom) 신호에 의하여 SW-ON1, SW-ON2에 "H"를 인가하여 Q1과 Q2가 온 됨으로써 RL1, RL2 접점이 L1_1, L2_2 = L 에서 L1_1, L2_2 = TER1 N_IN_COM 변경되는데 이는 회로를 통하여 구성된다.
이 동작으로 인하여 L_1(부하1)과 L_2(부하2)는 점등되고, 전류가 TER1 N_IN_COM 흐르게 되는데, 이 때 TER1 N_IN_COM 전원 라인에 다수의 다이오드를 거쳐 NVD 양단에 전위차를 형성한다.
이 때, 이용된 다이오드의 수에 따라 NVD 양단의 전위차는 변동될 수 있는데, 예를 들어 다이오드 Vf 값이 부하에 따라 변경되지만 대략 0.6V ~ 1.1V의 범위에 있다고 가정하고 다이오드의 수가 8개인 경우에는 NVD 양단의 전위차는 약 1.1 x 8 = AC 약 8.8V로 형성될 수 있다.
다이오드 양단의 전위차로 형성된 전압 AC 8.8V는 정류 회로 BD5를 통하여 DC 전원 VDD-IN 회로에서 구현된다.
한편, 본 발명은 기계식 스위치(30)의 온/오프 상태와 관계 없이, 전자식 스위치 IoT 구현을 위한 정전압을 공급하는 정전압공급부(60)를 포함하며, 상기 정전압공급부를 구성하기 위하여 별도의 추가 배선이나 배터리 설치를 필요로 하지 않는 특징을 갖는다.
도 12에 본 발명의 일실시예에 따른 정전압공급부의 동작을 설명하기 위한 예시도가 도시되는데, 본 발명은 Drop Out 전압으로 인한 손실을 최소화함과 동시에 더 많은 에너지를 충전할 수 있도록 하기 위하여 하이캡 EDLC(Hy-Cap Electric Double Layer Capacitor)를 이용한다.
상기 하이캡 EDLC는 전기에너지를 빠르게 저장하고 높은 전류를 순간적 또는 연속적으로 공급하는 고출력형 커패시터로서, 전기 이중층 현상을 이용하여 전하의 흡탈착 반응으로 전기 에너지를 저장하는 특징을 가진다. 이에 따라, 전극의 손상이 작아 반영구적인 수명 특성을 가지며, 높은 출력으로 충방전이 가능한 장점이 있다.
이와 같은 구성의 상기 정전압공급부는 전류 소비 증가에 따라 전등이 미세하게 점등되는 부분을 개선하기 위하여 전원을 5V 및 5㎃로 제한한다.
정전압을 거쳐 제한된 전류는 하이캡 EDLC C11에 충전되며, 기계식 스위치(30)가 오프 상태인 경우 5V, 5㎃의 적은 에너지를 이용해 안정적인 DC 전원공급을 위하여 상기 정전압공급부(60)는 상기 하이캡 EDLC를 이용한다.
전류의 제한은 저항 R8의 값에 의하여 설정되는데, 상기 정전압은 필요에 따라 1.5V ~ 15V 사이의 범위에서 선택될 수 있고, 전류 제한값 또한 필요에 따라 변동시킬 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명은 상기 DC 전원공급시스템이 외부와 통신을 수행할 수 있는 무선통신부를 포함함으로써 다양한 무선통신 방식을 이용해 스마트폰이나 비콘 등의 단말과 연동하여 전등(20) 스위치(30)의 IoT를 구현할 수 있다.
여기에서 상기 통신은 Wi-Fi 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 지웨이브(Z-wave) 통신, 블루투스(Bluetooth) 통신 또는 RF(Radio Frequency) 무선통신 중 어느 하나 이상에 해당할 수 있으며, 적용하고자 하는 IoT의 성능에 따라 동시에 둘 이상의 통신을 이용할 수도 있다.
각각의 통신방식에 따라 전등(20)의 전자식 스위치(30) IoT 구현을 위해 요구되는 전류는 서로 상이한데, 일반적으로 Wi-Fi 통신은 60 ~ 300㎃, 지그비 통신과 지웨이브 통신은 약 50㎃, 블루투스 통신은 약 10㎃, 그리고 RF 무선통신은 약 50㎃의 전류를 필요로 한다.
이 뿐만 아니라, 전등(20)의 온/오프를 제어하기 위한 릴레이에는 약 50㎃의 전류가 필요하고, 반도체 소자 트라이액(Triac) 또는 SCR(Silicon Controlled Rectifier) 소자(= Thyristor) 또한 약 50㎃의 전류를 요구하므로 본 발명과 같이 정전압공급부(60)를 구성하지 않고는 IoT 구현에 많은 어려움이 따르게 된다.
결과적으로 본 발명은 기존 전등의 기계식 스위치 구조에서 추가적인 배선 작업 없이도 전자식 스위치 구조 및 IoT를 구현할 수 있는 장점이 있다.
이에 따라, 별도의 공사나 공정이 필요 없고 비용적인 측면에서도 유리한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 무선통신의 종류와 관계 없이 IoT 구현에 필요한 전류를 모두 커버할 수 있도록 정전압공급부가 하이캡 EDLC를 포함하여 구성됨으로써, 안정적으로 무선통신을 위한 전원을 공급할 수 있는 장점이 있다.
아울러 본 발명은 전류값에 의존하여 크기가 조절되어야 하는 트랜스를 이용하지 않고 제1 DC 전원공급부, 제2 DC 전원공급부 및 정전압공급부를 구성함으로써 적절한 크기로 DC 전원공급시스템을 구현할 수 있는 장점이 있다.
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
10: 외부전원
20: 전등
30: 스위치
40: 제1 DC 전원공급부
50: 제2 DC 전원공급부
60: 정전압공급부

Claims (8)

  1. 전등의 온(on)/오프(off)를 제어하는 기계식 스위치를 포함하며, 전자식 스위치의 IoT(Internet of Things) 구현을 위한 DC 전원공급시스템에 있어서,
    상기 기계식 스위치의 오프 시, 상기 전등으로 전원을 공급하는 제1 DC 전원공급부;
    상기 기계식 스위치의 온 시, 상기 전등으로 전원을 공급하는 제2 DC 전원공급부; 및
    상기 기계식 스위치의 온/오프 상태와 관계 없이, 별도의 추가 배선 없이도 전자식 스위치 IoT 구현을 위한 정전압을 공급하는 정전압공급부; 를 포함하는 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 DC 전원공급부는 AC로 공급되는 외부전원을 DC로 변환하여 공급하는 AC-DC 전환기(Converter)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 DC 전원공급부는 다이오드 양단의 전위차을 이용하는 하나 이상의 브릿지 정류기로 구성되는 것을 특징으로 하는 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 브릿지 정류기는 4개의 다이오드를 포함하여 구성되며, 총 2개 ~ 4개 사이의 범위에서 선택되는 수로 형성되는 것을 특징으로 하는 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 정전압공급부는 하이캡 EDLC(Hy-Cap Electric Double Layer Capacitor)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 정전압은 1.5V ~ 15V 사이의 범위에서 선택될 수 있는 것을 특징으로 하는 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 DC 전원공급시스템은 외부와 통신을 수행할 수 있는 무선통신부와 연동함으로써 전등 스위치의 IoT를 구현하는 것을 특징으로 하는 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 통신은 Wi-Fi 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 지웨이브(Z-wave) 통신, 블루투스(Bluetooth) 통신 또는 RF(Radio Frequency) 무선통신 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전등 스위치의 IoT 구현을 위한 DC 전원공급시스템.
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