KR20210030130A - 무접점 보호회로를 포함하는 전자 개폐기 및 이를 이용한 전력기기 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무접점 보호회로를 포함하는 전자 개폐기 및 이를 이용한 전력기기 제어 시스템에 대해 제시한다.
본 발명의 실시예에 따른 무접점 보호회로를 포함하는 전자 개폐기 및 이를 이용한 전력기기 제어 시스템은 외부 전원 입력단과 적어도 하나의 무접점 보호회로 사이에 적어도 하나의 과전압 차단 제어소자가 배치되도록 한다. 이에, 적어도 하나의 과전압 차단 제어소자를 이용해서 적어도 하나의 무접점 보호회로에 서지 전압이나 과전압이 인가되지 못하도록 차단한다. 본 발명은 단순 구조의 무접점 보호회로를 적용해서 안전성 부재들의 사용을 최소화함으로써 전체적으로 조립해야 하는 구성요소들을 간소화하고 그 제조 비용을 절감할 수 있다.

Description

무접점 보호회로를 포함하는 전자 개폐기 및 이를 이용한 전력기기 제어 시스템{ELECTROMAGNETIC SWITCH INCLUDING DRY CONTACT TYPE PROTECTIVE CIRCUIT, AND CONTROL SYSTEM OF POWER DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 무접점 보호회로를 포함하는 전자 개폐기 및 이를 이용한 전력기기 제어 시스템에 관한 것이다.
공공기관, 산업체, 수용가, 숙박업소 등에 구비되어, 전력을 공급받아 동작하는 다양한 가전 및 사무기기(이하, 부하기기)들에는 잠재적인 화재 위험을 줄이기 위해 전자 개폐기, 과부하 보호장치 등의 다양한 안전 장비들이 구성된다.
근래에는 휴양지, 호텔, 공장 등에서는 다수의 부하기기들에 대한 동작 상태를 실시간으로 확인하고 점검할 수 있도록 하는 동작 상태 표시기를 추가로 연결해서 이용하기도 한다.
또한, 리조트나 호텔 등에서는 카드 키, 번호 키 등의 인증 수단을 활용하여 그 인증 여부에 따라서 해당 부하기기들을 동작시킬 수 있도록 하는 키 입력기기를 더 연계시켜 이용하기도 한다.
동작 상태 표시기나 키 입력기기 등과 함께 구성되는 전자 개폐기나 과부하 보호장치는 화재 등에 따른 안전성을 더욱 높일 수 있는 금속 케이스에 수납되도록 구성되어야 했다.
도 1은 종래 기술에 따른 전자 개폐기 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 전자 개폐기나 과부하 보호장치는 실리콘 제어정류소자, 실리콘 심머트리컬 스위치 등의 무접점 전력소자, 및 마이크로 컨트롤러(Micro Controller) 등이 구성된 인쇄 회로 기판(17)을 포함한다. 인쇄 회로 기판(17)은 절연재(18) 등의 부속품들과 함께 상부 및 하부 금속 케이스(12,16) 내에 수납해서 조립했다. 그리고, 고무 부싱(13) 등을 이용해 상부 및 하부 금속 케이스(12,16)를 고정하고, 인쇄 회로 기판(17)이 수납된 상부 및 하부 금속 케이스(12,16)가 다시 상부 및 하부 커버(11,15)에 수납되도록 구성했다. 이때, 인쇄 회로 기판(17)이 수납된 상부 및 하부 금속 케이스(12,16)를 동작 상태 표시기나 키 입력기기 등에 포함시켜서 일체로 조립할 수 있었다.
하지만, 종래의 전자 개폐기나 과부하 보호장치에는 사용자나 관리자의 부주의로 인해 미리 설정된 정격전원(예를 들어, DC 12V, AC 24V)보다 더 높은 전압의 상용전원(예를 들어. AC 110V/220V)이 공급되기도 하였다. 이렇게, 외부 전원이 잘못 공급되었을 때는 화재 등의 위험 상황이 발생할 수 있기 때문에 과전압 감지 회로가 필수적으로 구비되어야 했다. 종래의 과전압 감지 회로는 무접점 전력소자 및 마이크로 컨트롤러 등을 포함하는 복잡한 회로로 구성해야 했기 때문에 설계가 어렵고 제조 원가가 높아질 수밖에 없었다.
또한, 동작 상태 표시기나 키 입력기기 등과 함께 구성되는 전자 개폐기나 과부하 보호장치의 경우는 화재 등에 따른 안전성을 더욱 높여야 하기 때문에, 절연재(18)와 금속 케이스(12,16) 등의 안전용 부재들을 추가로 사용해야 했다. 따라서, 그 부피와 제조 비용은 더욱 증가할 수밖에 없었다.
특히, 금속 케이스(12,16)와 절연재(18) 등의 안전용 부재들은 다른 전기 소자들에 비해 훨씬 무겁고 제조하기 어려우며, 안전용 부재들을 조립하기 위한 공정 과정이 더 필요하기 때문에 전체적으로 그 제조 효율이 저감될 수밖에 없었다.
본 발명의 목적은 과전압 입력을 감지하여 입력 전원을 차단하는 무접점 보호회로를 포함하는 전자 개폐기 및 이를 이용한 전력기기 제어 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 무접점 보호회로로 입력되는 과전압을 차단하는 단순 구조의 전자 개폐기를 설계하여, 그 제조 과정을 최소화시킬 수 있는 전자 개폐기 및 이를 이용한 전력기기 제어 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 단순 구조의 무접점 보호회로를 적용해서 안전성 부재들의 사용을 최소화함으로써, 전체적으로 조립해야 하는 구성요소들을 간소화시킨 전자 개폐기 및 이를 이용한 전력기기 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 무접점 보호회로를 포함하는 전자 개폐기 및 이를 이용한 전력기기 제어 시스템은 외부 전원 입력단과 적어도 하나의 무접점 보호회로 사이에 적어도 하나의 과전압 차단 제어소자가 배치되도록 한다. 이에, 적어도 하나의 과전압 차단 제어소자를 이용해서 적어도 하나의 무접점 보호회로에 서지 전압이나 과전압이 인가되지 못하도록 차단한다.
또한, 적어도 하나의 전력기기로부터 수신되는 적어도 하나의 동작 신호에 응답해서 적어도 하나의 동작 신호가 입력되는 기간에 동작 상태 표시기가 동작할 수 있도록 함으로써, 적어도 하나의 전력기기에 대한 동작 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 한다.
이를 위해, 적어도 하나의 무접점 보호회로는 적어도 하나의 전력기기로부터 입력되는 적어도 하나의 동작 신호에 응답해서 적어도 하나의 릴레이 스위치에 대한 턴-온/턴-오프 스위칭 동작을 제어함으로써, 적어도 하나의 릴레이 스위치가 동작 상태 표시기를 통해서 적어도 하나의 외부 전원을 입력받도록 제어한다.
특히, 동작 상태 표시기는 적어도 하나의 릴레이 스위치, 및 적어도 하나의 릴레이 스위치의 외부 전원단 사이에 각각 배치되어, 적어도 하나의 릴레이 스위치로 적어도 하나의 외부 전원이 공급될 때 적어도 하나의 외부 전원을 이용해서 상기 적어도 하나의 전력기기에 대한 동작 상태를 표시한다.
본 발명의 실시예에 따른 무접점 보호회로를 포함하는 전자 개폐기 및 이를 이용한 전력기기 제어 시스템은 과전압 입력을 감지하여 무접점 보호회로의 입력 전원을 차단하는 단순 구조의 전자 개폐기를 이용한다. 이에, 과전압, 과전류 감지 소자와 마이크로 컨트롤러 등 적용하기 복잡한 소자들은 사용하지 않도록 함으로써, 그 설계를 용이하게 하고 제조 원가를 낮출 수 있다.
또한, 무접점 보호회로의 과전압 입력을 차단하는 단순 구조의 과전압 차단 제어소자를 이용함으로써 절연재나 금속 케이스 등 안전용 부재들을 적용하지 않도록 하는바, 전체적인 부피를 줄이고 제조 비용을 더욱 절감할 수 있다.
특히, 무겁고 제조하기 어려운 안전용 부재들의 사용을 최소화하여 전체적인 무게와 조립 공정 과정을 줄임으로써, 그 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 종래 기술에 따른 전자 개폐기 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무접점 보호회로를 포함하는 전자 개폐기 및 이를 이용한 전력기기 제어 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전자 개폐기 및 동작 상태 표시기를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 무접점 보호회로 및 동작 상태 표시기를 구체적으로 나타낸 회로도이다.
도 5는 도 4에 도시된 무접점 보호회로 및 동작 상태 표시기의 동작 순서를 구체적으로 나타낸 순서도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
또한, 제1, 제2 등의 기재는 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에서의 전력기기나 부하기기는 공기 조화기와 냉장고 외에도 세탁기, 건조기, 에어컨, 제습기, 조리기기, 청소기 등의 가전기기, 및 사무기기와 산업용 기기 등이 될 수 있다. 이에, 본 발명에 따른 무접점 보호회로가 적용된 전자 개폐기는 상기의 다양한 전력기기들에 적용될 수 있으며, 이하에서는 실내기와 실외기를 포함하는 공기 조화기에 전자 개폐기가 적용된 예를 설명하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무접점 보호회로를 포함하는 전자 개폐기 및 이를 이용한 전력기기 제어 시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무접점 보호회로를 포함하는 전자 개폐기 및 이를 이용한 전력기기 제어 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2에 도시된 전력기기 제어 시스템은 적어도 하나의 전력기기(100), 무접점 보호회로를 포함하는 전자 개폐기(200), 및 동작 상태 표시기(300)를 포함한다.
적어도 하나의 전력기기(100)는 실외기(100(a))와 실내기 등을 포함하는 공기 조화기(100)가 될 수 있다. 이러한 공기 조화기(100)는 외부로부터의 상용전원을 공급받아 동작하며, 사용자의 선택 및 제어에 대응되는 구동 모드로 동작한다.
공기 조화기(100)는 사용자의 선택 및 제어에 따른 동작시, 실제 동작 상태에 대응되는 적어도 하나의 동작 신호를 전자 개폐기(200)로 공급한다. 예를 들어, 공기 조화기(100)는 전원 온(ON) 상태로 사용자 제어에 따른 모드로 동작시에는 제1 동작 신호를 인터페이스 커넥터의 특정 채널로 출력한다. 그리고, 전원 오프(OFF) 시에는 제1 동작 신호의 출력을 중단한다. 이에, 제1 동작 신호는 정상 동작을 알리는 신호일 수 있다.
또한, 공기 조화기(100)는 전원 온(ON) 상태임에도 사용자 제어에 따른 모드로 동작하지 못할 때는 제2 동작 신호를 인터페이스 커넥터의 다른 채널로 출력한다. 그리고, 전원 오프(OFF) 시에는 제2 동작 신호의 출력을 중단할 수 있다. 이에, 제2 동작 신호는 전원 온(ON) 상태에서의 동작 에러를 알리는 신호일 수 있다.
전자 개폐기(200)는 적어도 하나의 전력기기(100)로부터 입력되는 적어도 하나의 동작 신호에 응답해서 동작 상태 표시기(300)를 통해 적어도 하나의 외부 전원을 입력받는다. 이때, 전자 개폐기(200)는 적어도 하나의 무접점 보호회로를 이용해서, 동작 상태 표시기(300)에도 동일한 기간 동안 적어도 하나의 외부 전원이 공급되도록 스위칭 제어한다.
다시 말해, 전자 개폐기(200)의 무접점 보호회로는 전력기기(100)로부터 적어도 하나의 동작 신호(제1 또는 제2 동작 신호)가 입력되는 기간 동안 적어도 하나의 외부 전원을 입력받으면서, 동작 상태 표시기(300)에도 동일한 기간 동안 적어도 하나의 외부 전원이 입력되도록 스위칭 제어한다.
전자 개폐기(200)의 무접점 보호회로는 동작 상태 표시기(300)를 통해서 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)을 입력받도록 구성되므로, 동작 상태 표시기(300)를 통해 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)을 공급받는 기간에는 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)이 동작 상태 표시기(300)에도 공급될 수 있다.
전자 개폐기(200)의 무접점 보호회로는 공기 조화기(100)로부터의 제1 동작 신호가 인터페이스 커넥터의 특정 채널을 통해 수신되면, 제1 동작 신호가 수신되는 기간동안 동작 상태 표시기(300)를 통해 외부 전원을 입력받는다. 이때, 동작 상태 표시기(300)에도 외부 전원이 입력되어, 동작 상태 표시기(300)는 외부전원을 이용해서 공기 조화기(100)의 동작 상태를 표시할 수 있다.
그리고, 전자 개폐기(200)의 무접점 보호회로는 공기 조화기(100)로부터 제1 동작 신호가 입력되지 않으면 턴-오프되어 전원 입력이 차단되고, 동작 상태 표시기(300)에도 외부 전원이 인가되지 않게 된다.
또한, 전자 개폐기(200)의 무접점 보호회로는 공기 조화기(100)로부터의 제2 동작 신호가 인터페이스 커넥터의 또 다른 채널을 통해 수신되면, 제2 동작 신호가 수신되는 기간 동안 동작 상태 표시기(300)를 통해 또 다른 외부 전원을 입력받을 수 있다. 이때는 동작 상태 표시기(300)에도 또 다른 외부 전원이 입력되어, 동작 상태 표시기(300)는 또 다른 외부전원을 이용해서 공기 조화기(100)의 다른 동작 상태를 표시할 수 있다.
이와 더불어, 전자 개폐기(200)는 동작 상태 표시기(300) 등을 통해 외부로부터 입력되는 서지 전압 및 과전압을 감지해서 차단함으로써, 적어도 하나의 무접점 보호회로를 서지 전압이나 과전압으로부터 보호한다. 이를 위해, 전자 개폐기(200)는 무접점 보호회로의 외부 전원 입력단에 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 과전압 차단 제어소자를 포함해서 구성될 수 있다. 이에, 적어도 하나의 과전압 차단 제어소자 개수는 무접점 보호회로의 개수와 동일할 수 있다.
공기 조화기(100)로부터 수신되는 제1 및 제2 동작 신호에 대응해서 외부 전원이 동작 상태 표시기(300)에 상태 표시 신호로 인가되도록 하는 무접점 보호회로의 무접점 회로 구조상, 전술한 바와 같이, 무접점 보호회로의 외부 전원은 동작 상태 표시기(300)를 통해서 입력될 수 있다. 이에, 전자 개폐기(200)에 구성되는 적어도 하나의 과전압 차단 제어소자는 동작 상태 표시기(300)와 무접점 보호회로의 사이 노드인 외부 전원 입력단에 직렬로 연결 및 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 전자 개폐기(200)의 세부 구성과 동작 방법 등에 대해서는 이후에 첨부된 도면들을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.
동작 상태 표시기(300)는 전자 개폐기(200)에 구성된 무접점 보호회로의 스위칭 동작에 대응해서 입력되는 적어도 하나의 외부 전원을 적어도 하나의 상태 표시 신호로 이용할 수 있다. 이에, 상태 표시 신호로서 적어도 하나의 외부 전원이 인가되는 기간에 적어도 하나의 전력기기(100)에 대한 동작 상태를 표시한다. 이를 위해, 동작 상태 표시기(300)는 적어도 하나의 알람 회로를 포함해서 구성될 수 있다.
적어도 하나의 알람 회로는 전자 개폐기(200)에 구성된 무접점 보호회로의 스위칭 동작(턴-온 동작)에 따라 어느 하나의 외부 전원이 입력되면, 해당 외부 전원에 따라 적어도 하나의 발광 소자나 알람 스피커 등으로 제1 상태 표시 신호가 입력되고 있음을 표시한다. 적어도 하나의 알람 회로는 발광 소자 구동 회로, 및 알람 스피커 구동 회로 등을 포함할 수 있다. 이에, 사용자는 공기 조화기(100)의 전원 온(ON) 상태 및 정상 동작 상태를 확인할 수 있다. 그리고, 전자 개폐기(200)에 구성된 무접점 보호회로의 스위칭 동작(턴-오프)에 따라 적어도 하나의 알람 회로에 해당 외부 전원이 입력되지 않으면, 상태 표시가 중단된다. 이에, 사용자는 공기 조화기(100)의 전원 오프(OFF) 상태를 확인할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 알람 회로는 무접점 보호회로의 스위칭 동작(턴-온 동작)에 따라 또 다른 외부 전원이 입력되면, 해당 외부 전원이 제2 상태 표시 신호로서 입력되는 기간에 적어도 하나의 발광 소자나 알람 스피커 등으로 제2 상태 표시 신호가 입력되고 있음을 표시한다. 이때, 사용자는 공기 조화기(100)가 전원 온(ON) 상태에서 사용자 제어에 따른 모드로 동작되지 못하고 있는 에러 상태임을 확인할 수도 있다.
도 3은 도 2에 도시된 전자 개폐기 및 동작 상태 표시기를 구체적으로 나타낸 구성도이다. 그리고, 도 4는 도 3에 도시된 무접점 보호회로 및 동작 상태 표시기를 구체적으로 나타낸 회로도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 전자 개폐기(200)는 인터페이스 커넥터(201,202), 적어도 하나의 무접점 보호회로(210), 및 적어도 하나의 과전압 차단 제어소자(PS1,PS2)를 포함한다.
인터페이스 커넥터(201,202)는 공기 조화기(100)로부터 수신되는 적어도 하나의 동작 신호(예를 들어, 제1 및 제2 동작 신호)를 적어도 하나의 무접점 보호회로(210)로 전송한다.
공기 조화기(100)는 전원 온(ON) 상태로 사용자 제어에 따른 모드로 동작시에는 제1 동작 신호를 인터페이스 커넥터(201,202)의 제1 채널(Pin1)로 출력할 수 있다. 제1 채널(Pin1)의 제1 동작 신호는 제1 채널(Pin1)과 연결된 적어도 하나의 무접점 보호회로(210(PV1))로 전송될 수 있다.
또한, 공기 조화기(100)는 전원 온(ON) 상태임에도 사용자 제어에 따른 모드로 동작되지 못할 때는 제2 동작 신호를 인터페이스 커넥터(201,202)의 제2 채널(Pin2)로 출력할 수 있다. 제2 채널(Pin2)의 제2 동작 신호는 제2 채널(Pin2)과 연결된 적어도 하나의 무접점 보호회로(210(PV2))로 전송될 수 있다.
무접점 보호회로(210)는 인터페이스 커넥터(201,202)를 통해 수신되는 적어도 하나의 동작 신호에 응답해서 동작 상태 표시기(300)를 통해 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)을 입력받음으로써, 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)이 동작 상태 표시기(300)에도 입력되도록 스위칭 제어한다.
이를 위해, 무접점 보호회로(210)는 공기 조화기(100)로부터 입력되는 적어도 하나의 동작 신호에 따라 적어도 하나의 릴레이 스위치(PC1,PC2)의 턴-온/턴-오프 스위칭 동작을 제어하는 적어도 하나의 스위칭 회로부(PV1,PV2)를 포함해서 구성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 일 예로 무접점 보호회로(210)의 제1 스위칭 회로부(PV1)는 제1 스위칭 소자(S1), 제1 다이오드(D1) 및 적어도 하나의 저항소자 등을 포함해서 구성될 수 있다.
제1 스위칭 소자(S1)는 인터페이스 커넥터(201,202)의 제1 채널(Pin1)을 통해 수신되는 제1 동작 신호에 응답해서 턴-온/턴-오프 스위칭 되어, 제1 릴레이 스위치(PC1)의 턴-온/턴-오프 스위칭 동작을 제어한다. 여기서, 제1 동작 신호는 하이/로우(High/low) 논리 상태로 입력될 수 있다.
제1 다이오드(D1)는 제1 스위칭 소자(S1)와 고전위 전압 단자(VCC) 사이에 접속되어, 제1 스위칭 소자(S1)의 턴-오프시 제1 릴레이 스위치(PC1)의 역기전력을 방전시켜 제1 스위칭 소자(S1)를 보호한다.
무접점 보호회로(210)의 제1 릴레이 스위치(PC1)는 고전위 전압 단자(VCC)와 제1 스위칭 소자(S1) 사이에 연결되며, 제1 다이오드(D1)와는 병렬구조로 연결된다. 이에, 제1 릴레이 스위치(PC1)는 제1 동작 신호에 따른 제1 스위칭 소자(S1)의 턴-온 동작에 응답해서 턴-온 제어됨으로써, 턴-온시에 동작 상태 표시기(300)를 통해 제1 외부 전원을 입력받는다.
이러한, 제1 릴레이 스위치(PC1)는 제1 스위칭 소자(S1)의 턴-온 동작에 의해 고전위 전압으로 여자(magnetize)되는 코일, 및 코일의 여자 여부에 의존하여 턴-온/턴-오프 제어되는 스위치 접점을 포함한다.
또한, 무접점 보호회로(210)의 제2 스위칭 회로부(PV2)는 제2 스위칭 소자(S2), 제2 다이오드(D2) 및 적어도 하나의 저항소자 등을 포함해서 구성될 수 있다.
제2 스위칭 소자(S1)는 인터페이스 커넥터(201,202)의 제2 채널(Pin2)을 통해 수신되는 제2 동작 신호에 응답해서 턴-온/턴-오프 스위칭되어, 제2 릴레이 스위치(PC2)의 턴-온/턴-오프 스위칭 동작을 제어한다. 여기서, 제2 동작 신호 또한 하이/로우(High/low) 논리 상태로 입력될 수 있다.
제2 다이오드(D2)는 제2 스위칭 소자(S2)와 고전위 전압 단자(VCC) 사이에 접속되어, 제2 스위칭 소자(S2)의 턴-오프시 제2 릴레이 스위치(PC2)의 역기전력을 방전시켜 제2 스위칭 소자(S2)를 보호한다.
제2 릴레이 스위치(PC2)는 고전위 전압 단자(VCC)와 제2 스위칭 소자(S2) 사이에 연결되며, 제2 다이오드(D2)와는 병렬구조로 연결된다. 제2 릴레이 스위치(PC2)는 제2 동작 신호에 따른 제2 스위칭 소자(S2)의 턴-온 동작에 대응해서 턴-온 됨으로써, 턴-온시에 동작 상태 표시기(300)를 통해 제2 외부 전원을 입력받는다.
동작 상태 표시기(300)는 무접점 보호회로(210)에 구성된 적어도 하나의 릴레이 스위치(PC1,PC2), 및 적어도 하나의 외부 전원단(L,N) 사이에 각각 배치된다. 이러한, 동작 상태 표시기(300)는 적어도 하나의 릴레이 스위치(PC1,PC2)로 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)이 공급되는 기간에 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)을 동시에 공급받아서 공기 조화기(100)의 동작 상태를 표시하는 적어도 하나의 알람 회로(301,302)를 포함한다.
적어도 하나의 알람 회로(301,302)는 외부 전원단(L,N)과 적어도 하나씩의 릴레이 스위치(PC1,PC2) 사이에 연결되며, 적어도 하나씩의 릴레이 스위치(PC1,PC2)와는 병렬 구조로 각각 연결될 수 있다. 이러한 각각의 알람 회로(301,302)는 적어도 하나의 릴레이 스위치(PC1,PC2)로 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)이 공급되는 기간에 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)을 입력받는다. 이때, 각각의 알람 회로(301,302)는 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)을 이용해서 적어도 하나의 발광 소자나 알람 스피커 등을 동작시킬 수 있다.
각각의 과전압 차단 제어소자(PS1,PS2)는 무접점 보호회로(210)의 외부 전원 입력단(211)에 각각 전기적으로 연결되어, 무접점 보호회로(210)로 입력되는 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)에 대한 전압 크기를 실시간으로 확인한다. 그리고, 미리 설정된 기준 전압 이상의 서지 전압이나 과전압이 인가되면, 무접점 보호회로(210)로 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)이 입력되지 않도록 차단한다.
구체적으로, 각각의 과전압 차단 제어소자(PS1,PS2)는 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)이 입력되는 외부 전원 입력단(211)과 무접점 보호회로(210)에 구성된 적어도 하나의 릴레이 스위치(PC1,PC2) 사이에 직렬로 각각 연결될 수 있다.
각각의 과전압 차단 제어소자(PS1,PS2)는 적어도 하나의 외부 전원 입력단(211)에 서지 전압이나 과전압이 인가되면. 적어도 하나의 릴레이 스위치(PC1,PC2)에 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)이 전송되지 않도록 차단한다. 각각의 과전압 차단 제어소자(PS1,PS2)는 보호 퓨즈 등으로 구성될 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 무접점 보호회로 및 동작 상태 표시기의 동작 순서를 구체적으로 나타낸 순서도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 먼저, 공기 조화기(100)는 전원 온(ON) 상태로 사용자 제어에 따른 모드로 동작시에는 제1 동작 신호를 인터페이스 커넥터(201,202)의 제1 채널(Pin1)로 출력할 수 있다.
마찬가지로, 공기 조화기(100)는 전원 온(ON) 상태임에도 사용자 제어에 따른 모드로 동작되지 못할 때는 제2 동작 신호를 인터페이스 커넥터(201,202)의 제2 채널(Pin2)로 출력할 수도 있다.
이에, 무접점 보호회로(210)에 구비된 적어도 하나의 스위칭 회로부(PV1,PV2)는 공기 조화기(100)로부터 입력되는 적어도 하나의 동작 신호, 즉 제1 및 제2 동작 신호에 응답해서 적어도 하나의 릴레이 스위치(PC1,PC2)의 턴-온 스위칭 동작을 제어한다.
제1 및 제2 동작 신호 중 어느 하나의 동작 신호에 따라 각각의 릴레이 스위치(PC1,PC2)가 턴-온되면, 각각의 과전압 차단 제어소자(PS1,PS2)는 적어도 하나의 외부 전원 입력단(211)에 입력되는 외부 전원(CD1,CD2)의 전압을 확인한다(ST1).
이때, 각각의 과전압 차단 제어소자(PS1,PS2)를 통해서 적어도 하나의 외부 전원 입력단(211)에 입력되는 외부 전원(CD1,CD2)의 전압이 확인된다.
적어도 하나의 외부 전원 입력단(211)에 입력되는 외부 전원(CD1,CD2)의 전압이 과전압 차단 제어소자(PS1,PS2)의 용량에 따라 미리 설정된 기준 전압(예를 들어, DC 12V, AC 24V)보다 크게 입력되면, 과전압 차단 제어소자(PS1,PS2)는 적어도 하나의 릴레이 스위치(PC1,PC2)에 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)이 전송되지 않도록 차단한다(ST5).
하지만, 적어도 하나의 외부 전원 입력단(211)에 입력되는 외부 전원(CD1,CD2)의 전압이 과전압 차단 제어소자(PS1,PS2)의 용량에 따라 미리 설정된 기준 전압보다 낮게 입력되면, 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)은 적어도 하나의 릴레이 스위치(PC1,PC2)로 공급된다(ST2,ST3).
적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)이 적어도 하나의 릴레이 스위치(PC1,PC2)로 공급되면, 동작 상태 표시기(300)의 알람 회로(301,302) 또한 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)을 입력받는다(ST4).
이에, 동작 상태 표시기(300)의 알람 회로(301,302)는 적어도 하나의 외부 전원(CD1,CD2)을 이용해서 적어도 하나의 발광 소자나 알람 스피커 등을 동작시킴으로써, 제1 또는 제2 상태를 표시를 할 수 있다. 따라서, 동작 상태 표시기(300)의 알람 회로(301,302)를 통해 사용자는 공기 조화기(100)의 전원 온(ON) 상태 및 정상 동작 상태를 확인할 수 있다.
이상, 전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무접점 보호회로(210)를 포함하는 전자 개폐기(200) 및 이를 이용한 전력기기 제어 시스템은 과전압 입력을 감지하여 무접점 보호회로(210)의 입력 전원을 차단하는 단순 구조의 전자 개폐기(200)를 이용한다. 이에, 과전압, 과전류 감지 소자와 마이크로 컨트롤러 등 적용하기 복잡한 소자들은 사용하지 않도록 함으로써, 그 설계를 용이하게 하고 제조 원가를 낮출 수 있다.
또한, 무접점 보호회로(210)의 과전압 입력을 차단하는 단순 구조의 과전압 차단 제어소자(PS1,PS2)를 이용함으로써 절연재나 금속 케이스 등 안전용 부재들을 적용하지 않도록 하는바, 전체적인 부피를 줄이고 제조 비용을 더욱 절감할 수 있다. 특히, 무겁고 제조하기 어려운 안전용 부재들의 사용을 최소화하여 전체적인 무게와 조립 공정 과정을 줄임으로써, 그 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
100: 적어도 하나의 전력기기
200: 전자 개폐기
201, 202: 인터페이스 커넥터
210: 무접점 보호회로
300: 동작 상태 표시기
PS1, PS2: 제1 및 제3 과전압 차단 제어소자

Claims (13)

  1. 전력기기로부터 수신되는 적어도 하나의 동작 신호에 응답해서 동작 상태 표시기를 통해 적어도 하나의 외부 전원을 입력 받음으로써, 상기 적어도 하나의 외부 전원이 상기 동작 상태 표시기에도 동일 기간동안 공급되도록 스위칭 제어하는 적어도 하나의 무접점 보호회로; 및
    상기 적어도 하나의 무접점 보호회로의 외부 전원 입력단에 전기적으로 연결되어 과전압을 차단하는 적어도 하나의 과전압 차단 제어소자를 포함하는,
    전자 개폐기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 무접점 보호회로는
    적어도 하나의 전력기기로부터 입력되는 상기 적어도 하나의 동작 신호에 응답해서 적어도 하나의 릴레이 스위치에 대한 턴-온/턴-오프 스위칭 동작을 제어함으로써, 상기 적어도 하나의 릴레이 스위치가 상기 적어도 하나의 외부 전원을 입력받도록 제어하는 적어도 하나의 스위칭 회로부를 포함하는,
    전자 개폐기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스위칭 회로부는
    상기 적어도 하나의 전력기기로부터 입력되는 동작 신호에 따라 턴-온/턴-오프 스위칭되어 상기 릴레이 스위치의 턴-온/턴-오프 스위칭 동작을 제어하는 제1 스위칭 소자; 및
    상기 제1 스위칭 소자와 고전위 전압 단자 사이에 접속되어 상기 제1 스위칭 소자의 턴-오프시 상기 릴레이 스위치의 역기전력을 방전시켜 상기 제1 스위칭 소자를 보호하는 다이오드를 포함하는,
    전자 개폐기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 릴레이 스위치는
    상기 고전위 전압 단자와 상기 제1 스위칭 소자의 사이에 상기 제1 다이오드와 병렬구조로 연결되고, 상기 동작 신호에 따른 상기 제1 스위칭 소자의 턴-온 동작에 대응해서 턴-온 제어됨으로써, 턴-온시에 상기 동작 상태 표시기를 통해 외부 전원을 입력받도록 구성된,
    전자 개폐기.

  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 동작 상태 표시기는
    상기 적어도 하나의 릴레이 스위치, 및 상기 적어도 하나의 릴레이 스위치의 외부 전원단 사이에 각각 배치되어, 상기 적어도 하나의 릴레이 스위치로 적어도 하나의 외부 전원이 공급될 때 상기 적어도 하나의 외부 전원을 이용해서 상기 적어도 하나의 전력기기에 대한 동작 상태를 표시하는 적어도 하나의 알람 회로를 포함하는,
    전자 개폐기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 과전압 차단 제어소자는
    상기 적어도 하나의 외부 전원이 입력되는 외부 전원 입력단과 상기 적어도 하나의 무접점 보호회로에 구성된 적어도 하나의 릴레이 스위치 사이에 직렬로 각각 연결되어, 상기 적어도 하나의 외부 전원 입력단에 서지 전압이나 과전압이 인가되면 상기 적어도 하나의 릴레이 스위치에 적어도 하나의 외부 전원이 전송되지 않도록 차단하는,
    전자 개폐기.
  7. 적어도 하나의 전력기기;
    상기 적어도 하나의 전력기기로부터 입력되는 적어도 하나의 동작 신호에 응답해서 적어도 하나의 외부 전원을 입력받고, 적어도 하나의 외부 전원에 대한 과전압 여부를 감지하여 상기 적어도 하나의 외부 전원을 차단하는 전자 개폐기; 및
    상기 전자 개폐기에 상기 적어도 하나의 외부 전원이 입력되는 기간 동안 동일하게 상기 적어도 하나의 외부 전원을 입력받아서 상기 적어도 하나의 전력기기에 대한 동작 상태를 표시하는 동작 상태 표시기를 포함하는,
    전력기기 제어 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전자 개폐기는
    상기 적어도 하나의 동작 신호에 응답해서 상기 동작 상태 표시기를 통해 적어도 하나의 외부 전원을 입력받음으로써, 상기 적어도 하나의 외부 전원이 상기 동작 상태 표시기에도 동일한 기간 동안 공급되도록 스위칭 제어하는 적어도 하나의 무접점 보호회로; 및
    상기 무접점 보호회로의 외부 전원 입력단에 전기적으로 연결되어 과전압을 차단하는 적어도 하나의 과전압 차단 제어소자를 포함하는,
    전력기기 제어 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 무접점 보호회로는
    적어도 하나의 전력기기로부터 입력되는 상기 적어도 하나의 동작 신호에 응답해서 적어도 하나의 릴레이 스위치에 대한 턴-온/턴-오프 스위칭 동작을 제어함으로써, 상기 적어도 하나의 릴레이 스위치가 상기 적어도 하나의 외부 전원을 입력받도록 제어하는 적어도 하나의 스위칭 회로부를 포함하는,
    전력기기 제어 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스위칭 회로부는
    상기 적어도 하나의 전력기기로부터 입력되는 동작 신호에 따라 턴-온/턴-오프 스위칭되어 상기 릴레이 스위치의 턴-온/턴-오프 스위칭 동작을 제어하는 제1 스위칭 소자; 및
    상기 제1 스위칭 소자와 고전위 전압 단자 사이에 접속되어 상기 제1 스위칭 소자의 턴-오프시 상기 릴레이 스위치의 역기전력을 방전시켜 상기 제1 스위칭 소자를 보호하는 다이오드를 포함하는,
    전력기기 제어 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 릴레이 스위치는
    상기 고전위 전압 단자와 상기 제1 스위칭 소자의 사이에 연결되며 상기 제1 다이오드와 병렬구조로 연결되고, 상기 동작 신호에 따른 상기 제1 스위칭 소자의 턴-온 동작에 대응해서 턴-온 제어됨으로써, 턴-온시에 상기 동작 상태 표시기를 통해 상기 적어도 하나의 외부 전원을 입력받도록 구성된,
    전력기기 제어 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 동작 상태 표시기는
    상기 적어도 하나의 릴레이 스위치, 및 상기 적어도 하나의 릴레이 스위치의 외부 전원단 사이에 각각 배치되어, 상기 적어도 하나의 릴레이 스위치로 적어도 하나의 외부 전원이 공급될 때 상기 적어도 하나의 외부 전원을 이용해서 상기 전력기기의 동작 상태를 표시하는 적어도 하나의 알람 회로를 포함하는,
    전력기기 제어 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 과전압 차단 제어소자는
    상기 적어도 하나의 외부 전원이 입력되는 외부 전원 입력단과 상기 적어도 하나의 무접점 보호회로에 구성된 적어도 하나의 릴레이 스위치 사이에 직렬로 각각 연결되어, 상기 적어도 하나의 외부 전원 입력단에 서지 전압이나 과전압이 인가되면 상기 적어도 하나의 릴레이 스위치에 적어도 하나의 외부 전원이 전송되지 않도록 차단하는,
    전력기기 제어 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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