KR20200041089A - 다중이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 gpo회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중이용시설인 철도, 항공기, 선박, 기타 시설물의 1인 사용 전력량을 제한하는 다중이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로에 관한 것이다.
GPO에 알림수단을 설치하여 사용자의 전기기기가 GPO의 허용용량을 초과할 경우 전원을 차단하고 이를 사용자에게 알려주고, 차단된 GPO는 문제가 해소되면 다시 복구되게 하며, GPO의 정상복귀는 전기기기의 플러그가 분리되었음을 확인한 후 일정시간이 경과한 후에 복귀되게 한 다중이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로를 제공한다.

Description

다중이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로{General Power Outlet for using voltage limiting of mass public facilities}

본 발명은 다중이용시설인 철도, 항공기, 선박, 기타 공중 시설물의 1인 사용 전력량을 제한하는 다중이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO(General Power Outlet)회로에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 GPO에 알림수단을 설치하여 사용자의 전기기기가 GPO의 허용용량을 초과할 경우 전원을 차단하고 이를 사용자에게 알려주고, 차단된 GPO는 문제가 해소되면 다시 복구되게 하며, GPO의 정상복귀는 전기기기의 플러그가 분리되었음을 확인한 후 일정시간이 경과한 후에 복귀되게 한 다중 이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로에 관한 것이다.

콘센트는 다양한 전기전자 기기나 장치에 전원을 공급하는 수단의 하나로 다양한 것이 개발되어 사용되고 있다.

특히, 하나의 과도한 전류의 사용을 알리거나 자제시키기 위한 콘센트가 개발되고 있으며, 이러한 기술의 예로 특허문헌 1내지 3이 있다.

한편, 철도차량, 항공기, 선박 등과 같은 많은 사람이 이용하는 시설은 다중의 이용자가 전기제품을 사용할 수 있게 하기 위한 것으로 하나의 서킷 브레이커(Circuit breaker) 및 전기배선을 구비하고 있다.

이와 같은 다중이용시설의 전기설비는 하나의 배선에 여러 개의 GPO가 연결되어 사용될 때 한정된 전기 배선의 용량을 초과하여 사용하면 화재의 위험이 있을 뿐만 아니라 서킷 브레이커가 차단되어 같은 배선을 사용하는 사용자가 모두 사용 할 수 없게 되는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하고자, 개인이 사용하는 GPO의 최대 전력량을 회로를 이용하여 설계자 또는 운영자가 임의로 한계값을 제한할 수 있게 하였다.

또한, 호텔을 포함하는 다중이용시설에서는 화재 위험 때문에 투숙객이 난방기기 또는 기타 많은 전력을 소모하는 전기제품을 사용할 수 없도록 출력전력을 제한하여 설계된 GPO를 설치하고 있다.

그러나 이러한 전기설비는 사용자가 GPO의 동작 상태를 알 수 없어서 GPO의 문제인지, 사용자의 전기기기의 문제인지가 확인되지 않는다. 따라서 사용자가 혼란스러울 수가 있으며, GPO의 고장상태 확인도 불가능한 문제가 있다.

따라서 다중 이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로의 개발이 절실하게 요구되고 있다.

KR 대한민국 공개특허 제10-2001-0010799호 KR 대한민국 공개특허 제10-2014-0004504호 KR 대한민국 등록실용신안 제20-0278988호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 예컨대 GPO에 알림수단을 설치하여 사용자의 전기기기가 GPO의 허용용량을 초과할 경우 전원을 차단하고 이를 사용자에게 알려주며, 차단된 GPO는 문제가 해소되면 다시 복구하되, GPO의 정상복귀는 전기기기의 플러그가 분리되었음을 확인한 후 일정시간이 경과한 후에 복귀되게 함에 따라 부품들의 잦은 작동을 방지하여 부품의 노후를 감소시킬 수 있게 한 다중이용시설(철도, 항공기, 선박, 기타 공공 시설물 등)의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 다중이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로는 입력전류 및 전압을 감지하는 감지회로와, 상기 감지회로에서 감지된 전류 및 전압, 피크, 역률등을 측정하는 전력메니지먼트회로, 출력릴레이와 LED, 플러그 삽입감지 등을 제어하는 제어회로로 이루어지고, 상기 감지회로는 입력 전류를 감지하여 제어회로 전송하는 전류감지회로와, 입력 전압을 감지하여 제어회로 전송하는 전압감지회로를 포함하고, 상기 전력메니지먼트회로는 상기 전류감지회로 및 전압감지회로에서 감지된 전류 및 전압을 분석한 분석치와 피크, 역률등 사용전력량을 산출 할 수 있는 데이터를 생성하여 제어회로로 전송하며, 제어회로에는 계측기에 의하여 미리 설정된 전력량 제한 값을 전력메니지먼트IC에서 전송된 데이터와 비교하여 출력릴레이를 차단시키고, 각각의 상태에 따른 LED를 동작 시키며, 전력량이 초과하여 출력이 차단되면, 플러그 감지 스위치의 동작에 따라 GPO의 동작 상태를 제어 하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 전류감지회로는 입력측 전원입력라인 상에 설치된 저항이고, 상기 전압감지회로는 두 전원입력라인 사이에 브리드된 저항인 것이 바람직하다.

상기 LED는 다양한 색상으로 이루어지고, 정상일 때에는 녹색 또는 파란색으로 발광하고, 출력이 차단되면 적색으로 바뀌고, 출력 오류 문제가 해소되면 녹색 또는 파란색으로 바뀌는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 다중이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로는 LED 등의 표시 수단을 구비하여 사용자가 사용하는 전기기기의 사용 용량이 해당 GPO의 허용용량을 초과하여 사용을 차단하였음을 알려줌에 따라 사용자가 전기의 고장 여부를 확인할 수 있어 혼란을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 전기 사용을 자제할 수 있게 하는 효과를 부여한다.

또한 본 발명은 차단된 GPO의 문제가 해소되면 자동으로 복구가 가능하게 하되, GPO의 정상 복구는 플러그가 제거되었음을 확인 후 일정시간 이 후에 복구되게 함에 따라 잦은 릴레이의 작동을 방지하여 릴레이 등의 구성 부품 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 효과를 부여한다.

도 1은 본 발명에 따른 다중이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로의 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 다중이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로를 구성하는 제어회로도이며,
도 3은 본 발명에 따른 다중이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로를 구비한 콘센트의 일예의 사시도이며,
도 4는 본 발명에 따른 다중이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로의 제어 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명을 통해 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 다중이용시설에서 1인 사용 전력량을 제한할 수 있게 하되, 알림수단을 설치하여 사용자의 전기기기가 허용용량을 초과할 경우 전원을 차단하고 이를 사용자에게 알려줌에 따라 사용자의 불편을 해소할 수 있다.

이러한 본 발명의 다중이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 입력전류 및 전압을 감지하는 감지회로(10)와, 상기 감지회로에서 감지된 전류 및 전압에 따라 출력릴레이(R)와 LED 등을 제어하는 제어IC(21)와, 상기 제어IC(21)에 사용되는 전력량에 대한 데이터를 보내주는 전력매니지먼트IC(22)를 포함하는 제어회로(20)로 이루어진다.

상기 감지회로(10)는 사용자가 사용하는 전기 전자기기의 전력 사용량이 기준치 이상인지 여부를 확인 할 수 있도록 전류 및 전압을 감지하는 것으로, 사용자가 전기 전자기기의 플러그를 설치하였을 때 전원입력단의 전류와 전압을 감지하고, 감지된 전류와 전압으로부터 해당 전기전자기기가 소모하는 전력을 산출하여 기 설정된 전력 이상인지의 여부를 판단하게 된다.

이렇게 소비전력을 산출하기 위하여 전류 감지를 위해 구비된 전류감지회로(11)와, 전압감지회로(12)를 구비하고 있고, 상기 전류감지회로(11)는 도 2에 도시한 바와 같이, 일측 전원입력라인 상에 설치된 저항(R1)이고, 상기 전압감지회로(12)는 두 전원입력라인 사이에 브리드된 저항(R22, R24, R27)로 이루어진다.

상기 감지회로(10)의 전류감지회로(11)는 입력 전류를 감지하여 전력매니지먼트 IC(22)로 전송하고, 전압감지회로(12)는 입력 전압를 감지하여 전력매니지먼트 IC(22)로 전송한다.

상기 제어회로(20)는 하나의 IC만으로 이루어질 수 있으나, 노트북 등에 사용하는 어댑터(Adapter)는 스위칭 파워서플라이이고, 이들은 정밀하게 제조하지 않으면 피크 값이 많이 튀어서, 실제 사용 전력보다 높은 값이 출력되면 출력이 차단되는 문제가 있으므로, 이러한 문제점을 보완하기 위하여 전력매니지먼트 IC(22)를 이용하여 회로 구성하였다.

즉, 상기 제어회로(20)는 상기 전류감지회로 및 전압감지회로에서 감지된 전류 및 전압, 피크, 역률등을 전력매니지먼트IC(22)를 통하여 측정하여 제어IC(21)로 전송하며, 제어IC는 기 입력된 기준값과 비교하여 출력릴레이 및 LED , 플러그 감지 스위치 등을 도 4에 도시한 순서도에 따라 제어 되도록 하는 기능을 포함하고 있다.

상기 제어IC(21)는 상기 전류감지회로 및 전압감지회로엣 감지된 전류 및 전압 값으로부터 해당 전기전자기기의 소비 전력을 산출하고, 기 설정된 전력 표준값과 대비하여 전원공급회로의 구동을 제어한다.

상기 전력매니지먼트IC(22)는 입력전압, 전류, 피크, 역률 등을 측정하여 제어IC에 전달한다.

또한, 상기 제어회로(20)는 플러그의 삽입 여부를 감지하는 플러그접점스위치(23)와, 상기 제어 IC에서 과도한 전력을 소모하는 전기전자기기가 접속된 것을 감지하면 차단되어 전원공급을 중단하는 출력차단스위치(24) 및, 상기 출력차단스위치의 작동상태를 표시하는 LED(25)를 포함한다.

상기 플러그접점스위치(23)는 도 3에 도시한 바와 같이 플러그가 끼워지는 소켓에 플러그가 끼워지면 접촉되어 플러그가 끼워진 것을 감지한다.

상기 출력차단스위치(24)는 비정상적인 전기전자기기의 플러그가 소켓에 삽입되고, 상기 제어IC에서 비정상 전기전자기기가 감지된 것으로 인식되면, 전기전자기기로 출력되는 전원을 차단한다.

상기 출력차단스위치(24)가 차단되면 이를 알리기 위한 수단으로 상기 LED(25)를 구비하고 있다.

상기 LED(25)는 다양한 색상으로 이루어지고, 정상일 때에는 녹색 또는 파란색으로 발광하고, 출력이 차단되면 적색으로 바뀌고, 출력 오류 문제가 해소되면 녹색 또는 파란색으로 바뀐다.

즉, 상기 LED(25)는 다색으로 이루어고, 도 3에 도시한 바와 같이 외부에 노출되어 있으며, 과도한 전력을 필요로 하는 전기전자기기가 사용되어 출력자단스위치가 차단되면 적색으로 점등되고, 해당 전기전자기기의 플러그가 소켓으로부터 분리된 후 소정시간이 경과하면 녹색 또는 파란색으로 점등되어 해당 GPO가 사용가능한 상태가 되었음을 사용자에게 알리는 것이다.

이와 같이 사용자에게 사용자가 사용하는 전기전자기기의 사용 가능 여부를 알림에 따라 사용자는 GPO의 이상이 아닌 자신이 사용하는 전기전자기기의 사용 가능여부를 확인할 수 있는 것이다.

10: 감지회로
11: 전류감지회로 12: 전압감지회로
20: 제어회로
21: 제어회로IC 22: 전력매니지먼트IC
23: 플러그접점스위치 24: 출력차단스위치
25: LED

Claims (3)

1. 입력전류 및 전압을 감지하는 감지회로와, 상기 감지회로에서 감지된 전류 및 전압에 따라 출력릴레이(R)를 제어하는 제어회로를 포함하고,
   상기 감지회로는 입력 전류를 감지하여 제어회로 전송하는 전류감지회로와, 입력 전압를 감지하여 제어회로에 전송하는 전압감지회로를 포함하고,
   상기 제어회로는 상기 전류감지회로 및 전압감지회로에서 감지된 전류 및 전압을 분석한 분석 값에 따라 출력릴레이를 차단시키는 제어IC와, 입력전압, 전류, 피크, 역률 등을 측정하여 제어IC에 전달하고 전기전자기기에 공급되는 전원을 변환하여 공급하는 전력매니지먼트IC와, 플러그의 설치 여부를 감지하는 플러그접점스위치와, 상기 제어 IC에서 과도한 전력을 소모하는 전기전자기기가 접속된 것을 감지하면 차단되어 전원공급을 중단하는 출력차단스위치, 및 상기 출력차단스위치의 작동상태를 표시하는 LED를 포함하여 된 다중이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전류감지회로는 입력측 전원입력라인 상에 설치된 저항이고, 상기 전압감지회로는 두 전원입력라인 사이에 브리드된 저항인 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로.
3. 제1항에 있어서,
   상기 LED는 다양한 색상으로 이루어지고, 정상일 때에는 녹색 또는 파란색으로 발광하고, 출력이 차단되면 적색으로 바뀌고, 출력 오류 문제가 해소되면 녹색 또는 파란색으로 바뀌는 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 1인 사용 전력량 제한용 GPO회로.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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