KR20220021594A - 직류 전원연결장치 및 이를 포함하는 전자기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 제1 및 제2플러그입력단자와 제1 및 제2플러그출력단자를 포함하는 플러그와; 상기 제1 및 제2플러그출력단자에 각각 연결되는 제1 및 제2부하단자를 포함하는 본체와; 상기 제1플러그입력단자와 상기 제1부하단자 사이에 연결되는 제1다이오드와, 상기 제1 및 제2부하단자 사이에 연결되는 제2다이오드를 포함하는 직류 전원연결장치를 포함하는 전자기기를 제공한다.

Description

직류 전원연결장치 및 이를 포함하는 전자기기 {DC Power Connection Device And Electronic Equipment Including The Same}
본 발명은 직류 전원연결장치에 관한 것으로, 특히 역전압 인가 방지 기능을 갖는 직류 전원연결장치 및 이를 포함하는 전자기기에 관한 것이다.
최근 지구 온난화와 대기 오염으로 인한 피해를 방지하기 위하여 신재생 에너지(renewable energy)의 직류(DC) 분산 전원에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있다.
또한, 정보통신기술(information communication technology: ICT)의 급속한 발전에 따라 직류 부하(DC load)를 갖는 디지털 기기가 일반화 되고 있고, 인터넷 데이터 센터(internet data center: IDC)와 같은 직류 전원을 필요로 하는 시설이 증가하는 추세에 따라 직류 배전의 중요성이 더욱 커지고 있다.
교류 배전 시스템은, 각 기기마다 내부에 교류-직류 변환기(AC-DC converter)가 추가되므로, 전체 변환 효율이 약 80% 밖에 되지 않고, 교류로 전력을 공급하는 경우 역률(power factor)이 감소함에 따라 배전선에 열로 소비되는 손실 발생량이 증가한다.
반면에, 직류 배전 시스템은, 내부에 교류-직류 변환기가 필요하지 않으므로, 전력 변환 효율이 향상되고, 역률에 의한 손실을 감소시킬 수 있다.
한편, 교류 배전 시스템에서는 직류 플러그의 양극(+) 또는 음극(-)의 극성에 상관 없이 플러그와 콘센트를 연결하여도 전자기기에 문제가 발생하지 않지만, 직류 배전 시스템에서는 플러그의 극성과 콘센트의 극성을 올바르게 연결하지 않으면 역기전력에 다른 시스템의 손상 또는 오작동이 발생할 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 각각 종래의 직류 배전 시스템의 정상적 극성 연결 및 비정상적 극성 연결을 도시한 도면이다.
도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 종래의 직류 배전 시스템(10)에서, 플러그(30) 및 본체(40)를 포함하는 전자기기는 콘센트(20)를 통하여 직류전원(Vdc)으로부터 직류전압을 공급받는다.
도 1a에 도시한 바와 같이, 직류전원(Vdc)과 전자기기가 정상적 극성 연결을 가질 경우, 직류전원(Vdc)의 양극(+) 및 음극(-)은 각각 콘센트(20)의 제1 및 제2콘센트단자(22, 24)에 연결되고, 콘센트(20)의 제1 및 제2콘센트단자(22, 24)는 각각 플러그(30)의 제1 및 제2플러그입력단자(32, 34)에 연결된다.
그리고, 플러그(30)의 제1 및 제2플러그입력단자(32, 34)는 각각 플러그(30)의 제1 및 제2플러그출력단자(36, 38)에 연결되고, 플러그(30)의 제1 및 제2플러그출력단자(36, 38)는 각각 본체(40)의 고전위전압용 제1부하단자(42) 및 저전위전압용 제2부하단자(44)에 연결된다.
이에 따라, 직류전원(Vdc)의 양극(+) 및 음극(-)이 각각 본체(40)의 제1 및 제2부하단자(42, 44)에 연결되고, 직류전원(Vdc)의 고전위전압 및 저전위전압이 각각 본체(40)의 제1 및 제2부하단자(42, 44)에 공급되어 전자기기가 정상적으로 동작한다.
도 1b에 도시한 바와 같이, 직류전원(Vdc)과 전자기기가 비정상적 극성 연결을 가질 경우, 직류전원(Vdc)의 양극(+) 및 음극(-)은 각각 콘센트(20)의 제1 및 제2콘센트단자(22, 24)는 연결되고, 콘센트(20)의 제1 및 제2콘센트단자(22, 24)는 각각 플러그(30)의 제2 및 제1플러그입력단자(34, 32)에 연결된다.
그리고, 플러그(30)의 제1 및 제2플러그입력단자(32, 34)는 각각 플러그(30)의 제1 및 제2플러그출력단자(36, 38)에 연결되고, 플러그(30)의 제1 및 제2플러그출력단자(36, 38)는 각각 본체(40)의 고전위전압용 제1부하단자(42) 및 저전위전압용 제2부하단자(44)에 연결된다.
이에 따라, 직류전원(Vdc)의 양극(+) 및 음극(-)이 각각 본체(40)의 제2 및 제1부하단자(44, 42)에 연결되고, 직류전원(Vdc)의 고전위전압 및 저전위전압이 각각 본체(40)의 제2 및 제1부하단자(42, 44)에 공급되어 전자기기가 비정상적으로 동작하여 오작동 및 손상이 발생할 수 있다.
이와 같이, 종래의 직류 배전 시스템(10)에서는, 콘센트(20) 및 플러그(30)가 반대극성으로 연결되어 역전압이 전자기기에 공급되고, 그 결과 전자기기가 오동작하거나 손상되는 문제가 있다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 제1 및 제2다이오드를 통하여 직류전원을 공급함으로써, 역전압 공급이 방지되어 오작동 및 손상이 최소화 되는 직류 전원연결장치 및 이를 포함하는 전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 제1 및 제2플러그입력단자와 제1 및 제2플러그출력단자를 포함하는 플러그와; 상기 제1 및 제2플러그출력단자에 각각 연결되는 제1 및 제2부하단자를 포함하는 본체와; 상기 제1플러그입력단자와 상기 제1부하단자 사이에 연결되는 제1다이오드와, 상기 제1 및 제2부하단자 사이에 연결되는 제2다이오드를 포함하는 직류 전원연결장치를 포함하는 전자기기를 제공한다.
그리고, 상기 제1 및 제2다이오드는 상기 플러그 내부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1다이오드의 양극은 상기 제1플러그입력단자에 연결되고, 상기 제1다이오드의 음극은 상기 제1플러그출력단자에 연결되고, 상기 제2다이오드의 양극은 상기 제2플러그입력단자 및 상기 제2플러그출력단자에 연결되고, 상기 제2다이오드의 음극은 상기 제1플러그출력단자에 연결될 수 있다.
그리고, 상기 제1다이오드는 상기 플러그 내부에 배치되고, 상기 제2다이오드는 상기 본체 내부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1다이오드의 양극은 상기 제1플러그입력단자에 연결되고, 상기 제1다이오드의 음극은 상기 제1플러그출력단자에 연결되고, 상기 제2다이오드의 양극은 상기 제2부하단자에 연결되고, 상기 제2다이오드의 음극은 상기 제1부하단자에 연결될 수 있다.
그리고, 상기 플러그는 직류전원에 연결되고, 상기 제1 및 제2플러그입력단자 중 하나에는 고전위전압이 인가되고, 상기 제1 및 제2플러그입력단자 중 다른 하나에는 저전위전압이 인가될 수 있다.
본 발명은, 제1 및 제2다이오드를 통하여 직류전원을 공급함으로써, 역전압 공급이 방지되어 오작동 및 손상이 최소화 되는 효과를 갖는다.
도 1a 및 도 1b는 각각 종래의 직류 배전 시스템의 정상적 극성 연결 및 비정상적 극성 연결을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기기를 포함하는 직류 배전 시스템을 도시한 도면.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기기의 직류 전원연결장치의 정상적 극성 연결 및 비정상적 극성 연결을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 전자기기를 포함하는 직류 배전 시스템을 도시한 도면.
이하, 본 발명의 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기기를 포함하는 직류 배전 시스템을 도시한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 직류 배전 시스템(110)은 직류전원(Vdc), 콘센트(120) 및 전자기기를 포함한다.
전자기기는, 플러그(130), 본체(140), 직류 전원연결장치(150)를 포함하고, 콘센트(120)를 통하여 직류전원(Vdc)으로부터 직류전압을 공급받는다.
구체적으로, 직류전원(Vdc)은 고전위전압을 출력하는 양극(+)과 저전위전압을 출력하는 음극(-)을 포함하고, 콘센트(120)는 직류전원(Vdc)의 양극(+)에 연결되는 제1콘센트단자(122)와 직류전원(Vdc)의 음극(-)에 연결되는 제2콘센트단자(124)를 포함한다.
플러그(130)는 제1 및 제2플러그입력단자(132, 134)와 제1 및 제2플러그출력단자(136, 138)를 포함한다.
본체(140)는 제1플러그출력단자(136)에 연결되는 고전위전압용 제1부하단자(142)와 제2플러그출력단자(138)에 연결되는 저전위전압용 제2부하단자(144)를 포함한다.
직류 전원연결장치(150)는 제1 및 제2플러그입력단자(132, 134)에 각각 연결되는 제1 및 제2다이오드(D1, D2)를 포함하는데, 제1 및 제2다이오드(D1, D2)는 플러그(130) 내부에 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1다이오드(D1)의 양극은 플러그(130)의 제1플러그입력단자(132)에 연결되고, 제1다이오드(D1)의 음극은 제1플러그출력단자(136)와 제2다이오드(D2)의 음극에 연결되고, 제2다이오드(D2)의 양극은 제2플러그입력단자(134)와 제2플러그출력단자(138)에 연결되고, 제2다이오드(D2)의 음극은 제1플러그출력단자(136)와 제1다이오드(D1)의 음극에 연결될 수 있다.
즉, 제1다이오드(D1)의 양극은 제1플러그입력단자(132)에 연결되고, 제1 및 제2다이오드(D1, D2)의 음극은 제1플러그출력단자(136)를 통하여 제1부하단자(142)에 연결되고, 제2다이오드(D2)의 양극은 제2플러그출력단자(138)를 통하여 제2부하단자(144)에 연결될 수 있다.
이에 따라, 제1다이오드(D1)는 제1플러그입력단자(132)와 제1부하단자(142) 사이에 연결되고, 제2다이오드(D2)는 제1부하단자(142)와 제2부하단자(144) 사이에 연결될 수 있다.
이러한 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기기에서는, 콘센트(120) 및 플러그(130)가 반대극성으로 연결된 경우에도 직류 전원연결장치(150)에 의하여 역전압 공급이 방지되는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기기의 직류 전원연결장치의 정상적 극성 연결 및 비정상적 극성 연결을 도시한 도면으로, 도 2를 함께 참조하여 설명한다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 직류전원(Vdc)과 전자기기가 정상적 극성 연결을 가질 경우, 고전위전압을 출력하는 직류전원(Vdc)의 양극(+)은 콘센트(120)의 제1콘센트단자(122)를 통하여 플러그(130)의 제1플러그입력단자(132)에 연결되고, 저전위전압을 출력하는 직류전원(Vdc)의 음극(-)은 콘센트(20)의 제2콘센트단자(124)를 통하여 플러그(130)의 제2플러그입력단자(134)에 연결된다.
이에 따라, 제1다이오드(D1)의 양극에 고전위전압이 인가되어 제1다이오드(D1)는 턴-온(turn-on) 되고, 제1플러그입력단자(132)의 고전위전압은 제1다이오드(D1) 및 제1플러그출력단자(136)를 통하여 제1부하단자(142)에 인가된다.
그리고, 제2다이오드(D2)의 양극에 저전위전압이 인가되어 제2다이오드(D2)는 턴-오프(turn-off) 되고, 제2플러그입력단자(134)의 저전위전압은, 제2다이오드(D2)를 통하여 전달되지 않고, 제2플러그출력단자(138)를 통하여 제2부하단자(144)에 인가된다.
즉, 직류전원(Vdc)의 양극(+)의 고전위전압 및 직류전원(Vdc)의 음극(-)의 저전위전압이 각각 본체(140)의 제1 및 제2부하단자(142, 144)에 공급되므로, 전자기기는 정상적으로 동작할 수 있다.
도 3b에 도시한 바와 같이, 직류전원(Vdc)과 전자기기가 비정상적 극성 연결을 가질 경우, 고전위전압을 출력하는 직류전원(Vdc)의 양극(+)은 콘센트(120)의 제1콘센트단자(122)를 통하여 플러그(130)의 제2플러그입력단자(134)에 연결되고, 저전위전압을 출력하는 직류전원(Vdc)의 음극(-)은 콘센트(120)의 제2콘센트단자(124)를 통하여 플러그(130)의 제1플러그입력단자(132)에 연결된다.
이에 따라, 제1다이오드(D1)의 양극에 저전위전압이 인가되어 제1다이오드(D1)는 턴-오프 되고, 제1플러그입력단자(132)의 저전위전압은 제1다이오드(D1)를 통하여 전달되지 않는다.
그리고, 제2다이오드(D2)의 양극에 고전위전압이 인가되어 제2다이오드(D2)는 턴-온 되고, 제2플러그입력단자(134)의 고전위전압은, 제2다이오드(D2) 및 제1플러그출력단자(136)를 통하여 제1부하단자(142)에 인가되고, 제2플러그출력단자(138)를 통하여 제2부하단자(144)에 인가된다.
즉, 직류전원(Vdc)의 양극(+)의 고전위전압이 본체(140)의 제1 및 제2부하단자(142, 144)에 공급되므로, 본체(140)의 제1 및 제2부하단자(142, 144)에 역전압 대신 영전압(동일전압)이 인가되어 오작동 및 손상이 방지되고 전자기기는 보호될 수 있다.
한편, 다른 실시예에서는 직류 전원연결장치를 플러그 및 본체에 분산 배치하여 플러그의 소형화를 도모할 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 전자기기를 포함하는 직류 배전 시스템을 도시한 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 직류 배전 시스템(210)은 직류전원(Vdc), 콘센트(220) 및 전자기기를 포함한다.
전자기기는, 플러그(230), 본체(240), 직류 전원연결장치(250)를 포함하고, 콘센트(220)를 통하여 직류전원(Vdc)으로부터 직류전압을 공급받는다.
구체적으로, 직류전원(Vdc)은 고전위전압을 출력하는 양극(+)과 저전위전압을 출력하는 음극(-)을 포함하고, 콘센트(220)는 직류전원(Vdc)의 양극(+)에 연결되는 제1콘센트단자(222)와 직류전원(Vdc)의 음극(-)에 연결되는 제2콘센트단자(224)를 포함한다.
플러그(230)는 제1 및 제2플러그입력단자(232, 234)와 제1 및 제2플러그출력단자(236, 238)를 포함한다.
본체(240)는 제1플러그출력단자(236)에 연결되는 고전위전압용 제1부하단자(242)와 제2플러그출력단자(238)에 연결되는 저전위전압용 제2부하단자(244)를 포함한다.
직류 전원연결장치(250)는 제1플러그입력단자(232) 및 제2부하단자(244)에 각각 연결되는 제1 및 제2다이오드(D1, D2)를 포함하는데, 제1다이오드(D1)는 플러그(230) 내부에 배치되고, 제2다이오드(D2)는 본체(240) 내부에 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1다이오드(D1)의 양극은 플러그(230)의 제1플러그입력단자(232)에 연결되고, 제1다이오드(D1)의 음극은 제1플러그출력단자(236)에 연결되고, 제2다이오드(D2)의 양극은 제2부하단자(244)에 연결되고, 제2다이오드(D2)의 음극은 제1부하단자(242)에 연결될 수 있다.
즉, 제1다이오드(D1)의 양극은 제1플러그입력단자(232)에 연결되고, 제1다이오드(D1)의 음극은 제1플러그출력단자(236)를 통하여 제1부하단자(242)에 연결되고, 제2다이오드(D2)의 양극은 제2부하단자(144)에 연결되고, 제2다이오드(D2)의 음극은 제1부하단자(242)에 연결될 수 있다.
이에 따라, 제1다이오드(D1)는 제1플러그입력단자(232)와 제1부하단자(242) 사이에 연결되고, 제2다이오드(D2)는 제1부하단자(242)와 제2부하단자(244) 사이에 연결될 수 있다.
이러한 본 발명의 제2실시예에 따른 전자기기에서는, 콘센트(220) 및 플러그(230)가 반대극성으로 연결된 경우에도, 직류 전원연결장치(250)에 의하여 직류전원(Vdc)의 양극(+)의 고전위전압이 본체(240)의 제1 및 제2부하단자(242, 244)에 공급되므로, 본체(240)의 제1 및 제2부하단자(242, 244)에 역전압 대신 영전압(동일전압)이 인가되어 오작동 및 손상이 방지되고 전자기기는 보호될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 직류 배전 시스템 120: 콘센트
130: 플러그 140: 본체
150: 직류 전원연결장치

Claims (6)

  1. 제1 및 제2플러그입력단자와 제1 및 제2플러그출력단자를 포함하는 플러그와;
    상기 제1 및 제2플러그출력단자에 각각 연결되는 제1 및 제2부하단자를 포함하는 본체와;
    상기 제1플러그입력단자와 상기 제1부하단자 사이에 연결되는 제1다이오드와, 상기 제1 및 제2부하단자 사이에 연결되는 제2다이오드를 포함하는 직류 전원연결장치
    를 포함하는 전자기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2다이오드는 상기 플러그 내부에 배치되는 전자기기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1다이오드의 양극은 상기 제1플러그입력단자에 연결되고,
    상기 제1다이오드의 음극은 상기 제1플러그출력단자에 연결되고,
    상기 제2다이오드의 양극은 상기 제2플러그입력단자 및 상기 제2플러그출력단자에 연결되고,
    상기 제2다이오드의 음극은 상기 제1플러그출력단자에 연결되는 전자기기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1다이오드는 상기 플러그 내부에 배치되고, 상기 제2다이오드는 상기 본체 내부에 배치되는 전자기기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1다이오드의 양극은 상기 제1플러그입력단자에 연결되고,
    상기 제1다이오드의 음극은 상기 제1플러그출력단자에 연결되고,
    상기 제2다이오드의 양극은 상기 제2부하단자에 연결되고,
    상기 제2다이오드의 음극은 상기 제1부하단자에 연결되는 전자기기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 플러그는 직류전원에 연결되고,
    상기 제1 및 제2플러그입력단자 중 하나에는 고전위전압이 인가되고,
    상기 제1 및 제2플러그입력단자 중 다른 하나에는 저전위전압이 인가되는 전자기기.
KR1020200102319A 2020-08-14 2020-08-14 직류 전원연결장치 및 이를 포함하는 전자기기 KR102555854B1 (ko)

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