KR20220026159A - 저전력 소모형 화재감지기 및 이의 전원공급장치 - Google Patents

저전력 소모형 화재감지기 및 이의 전원공급장치 Download PDF

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KR20220026159A
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Abstract

본 발명은 저전력 소모형 화재감지기에 있어서, 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)과 연결된 금속-절연체 순간전이 온도센서(101); 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 직렬로 연결된 제1 저항(R1); 상기 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)과 연결된 테스트 스위치(102); 상기 테스트 스위치(102)와 직렬로 연결된 제2 저항(R2); 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 상기 제1 저항(R1)의 출력 및 상기 테스트 스위치(102)와 상기 제2 저항(R2)의 출력을 받아서 화재 발생 여부를 감지하는 주제어기(103); 화재가 발생하여 온도가 상승하는 경우, 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)의 저항 값은 급격하게 감소하여 상기 주제어기(103)의 Real 단자에 신호가 입력되며; 상기 주제어기(103)의 OT 단자에 신호가 발생하여 제2 발광 다이오드(D2)가 발광하며; 상기 주제어기(103)의 AON 단자는 신호를 발생하여 FET(104)를 턴온(Turn-on)시기며; 상기 FET(104)의 드레인과 연결된 알람발생기(105)의 SD 단자는 접지와 연결되므로 상기 알람 발생기(105)를 동작시키며; 상기 주제어기(103)의 Sound 단자는 출력을 발생시켜 상기 알람발생기(105)에 입력되며; 상기 알람발생기(105)는 스피커(106)를 통해서 화재경보를 발생하는 것을 특징으로 하는 저전력 소모형 화재감지기를 제안한다.

Description

저전력 소모형 화재감지기 및 이의 전원공급장치{Low Power Consumption Fire Detector and its Power Supply}
본 발명은 저전력 소모형 화재감지기 및 이의전원공급장치를 제공하는 것이다. 무엇보다 기존의 온도검출형 화재감지기 또는 가스검출형 화재감지기 방식이 아니라 전력소모가 매우 적은 금속-절연체 순간전이 온도센서를 사용하기 때문에 기존의 온도검출형 화재감지기 또는 가스검출형 화재감지기와 비교하여 전력소모가 매우 적은 화재감지기 및 이의 전원공급장치를 제공한다.
최근 모든 건축물에는 화재감지기 설치가 의무화되고 있으며, 다양한 화재감지기 및 사물인터넷(IoT)과 결합하여 스마트한 화재경보시스템으로 발전하는 특징을 보이고 있다.
관련된 선행문헌으로 대한민국 등록실용신안공보 제20-0374840호 (공고일 2005. 02. 03.)(이하 [특허문헌1]이라함)에서는 광전식 화재감지기를 제안하였다. 상기 [특허문헌1]에서는 구조가 간단하고, 조립이 용이하며, 먼지나 곤충과 같은 이물질 도는 전자파 등에 의한 오동작을 방지하는 화재감지기를 제안하였다. 상기 [특허문헌1]은 전기공급부; 하우징; 센싱부; 차폐구; 및 가림부재를 포함하는 광전식 화재감지기를 공개하였다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1148799호 (공고일 2012. 05. 24.)(이하 [특허문헌2]이라함)에서는 적외선 열영상 화재감지기 및 이를 이용한 화재 감지방법을 제안하였다. 상기 [특허문헌2]에서는 촬영부; 메모리부; 화재발생 여부를 자기진단으로 판단하는 제어부; 적외선 카메라가 설치된 위치 정보를 송출하는 GPS칩; 및 화재 발생시 화재발생 경고 문자메시지를 관리자의 휴대전화로 전송하는 송신부로 구성된 적외선 열영상 화재감지기 및 이를 이용한 화재 감지방법이 공개되어 있다.
또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0044555호 (공개일 2020. 04. 29.)(이하 [특허문헌3]이라함)에서는 열전반도체를 이용한 화재감지기를 제안하였다. 상기 [특허문헌3]에서는 하판; 상판; 열전반도체; 화재예측 알람신호를 생성하는 제어부; 통신모듈; 전력저장모듈; 인체감지센서 및 가스감지센서를 포함하는 열전반도체를 이용한 화재감지기를 제안하였다.
그러나, 상기 [특허문헌1] 내지 [특허문헌3]의 화재감지기는 다양한 센서를 사용하기 때문에 전력소모가 많으며, 배터리에 의해서 장시간 구동하기가 어려우며, 화재발생으로 인하여 사용전원이 배전반에서 차단되는 경우, 화재감지기가 제대로 동작하기 어렵다는 문제점이 있었다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0374840호(공고일 2005. 02. 03.) 대한민국 등록특허공보 제10-1148799호(공고일 2012. 05. 24.) 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0044555호(공개일 2020. 04. 29.)
본 발명은 기존의 온도검출형 화재감지기 또는 가스검출형 화재감지기 방식이 아니라 전력소모가 매우 적은 금속-절연체 순간전이(Metal Insulation Transition) 온도센서를 사용하여 전력소모가 매우 저감된 화재감지기를 제안한다. 이러한 전력소모가 매우 저감된 화재감지기는 기존의 화재감지기와 비교하여 전력소모가 매우 적은 장점이 있으며, 리튬이온 배터리 또는 리튬폴리머 배터리에 의해서 상용전원이 없이도 장시간 동작할 수 있는 특징이 있다. 또한 본 발명은 저전력 소모형 화재감지기에 적합한 전원공급장치를 제공함을 통하여 보다 개선된 화재감지기 시스템을 제안한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 저전력 소모형 화재감지기에 있어서, 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)과 연결된 금속-절연체 순간전이 온도센서(101); 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 직렬로 연결된 제1 저항(R1); 상기 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)과 연결된 테스트 스위치(102); 상기 테스트 스위치(102)와 직렬로 연결된 제2 저항(R2); 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 상기 제1 저항(R1)의 출력 및 상기 테스트 스위치(102)와 상기 제2 저항(R2)의 출력을 받아서 화재 발생 여부를 감지하는 주제어기(103); 화재가 발생하여 온도가 상승하는 경우, 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)의 저항 값은 급격하게 감소하여 상기 주제어기(103)의 Real 단자에 신호가 입력되며; 상기 주제어기(103)의 OT 단자에 신호가 발생하여 제2 발광 다이오드(D2)가 발광하며; 상기 주제어기(103)의 AON 단자는 신호를 발생하여 FET(104)를 턴온(Turn-on)시기며; 상기 FET(104)의 드레인과 연결된 알람발생기(105)의 SD 단자는 접지와 연결되므로 상기 알람발생기(105)는 동작하며; 상기 주제어기(103)의 Sound 단자는 출력을 발생시켜 상기 알람발생기(105)에 입력되며; 상기 알람발생기(105)는 스피커(106)를 통해서 화재경보를 발생하는 것을 특징으로 하는 저전력 소모형 화재감지기를 제안한다.
또한, 상기 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)을 위한 제1 실시예의 전원공급장치는 교류전원(10)으로부터 DC 5[V] 출력을 발생시키는 제1 컨버터(20); 상기 제1 컨버터(20)의 출력리플을 저감시키기 위한 제2 커패시터(C2); 상기 제1 컨버터(20)의 출력을 공급받아 동작하는 상기 저전력 소모형 화재감지기(100); 상기 제1 컨버터(20)의 출력을 공급받아 에너지를 저장하며, 상기 교류전원(10)이 차단되는 경우, 지속적으로 상기 저전력 소모형 화재감지기(100)에 전력을 공급하는 리튬이온 배터리(40)를 특징으로 한다.
또한, 상기 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)을 위한 제2 실시예의 전원공급장치는 교류전원(10)으로부터 DC 5[V] 출력을 발생시키는 제1 컨버터(20); 상기 제1 컨버터(20)의 출력리플을 저감시키기 위한 제2 커패시터(C2); 상기 제1 컨버터(20)의 출력을 공급받아 DC 3.3[V] 출력을 발생시키는 제2 컨버터(30); 상기 제2 컨버터(30)의 출력리플을 저감시키기 위한 제3 커패시터(C3); 상기 제2 컨버터(30)의 출력을 공급받아 동작하는 상기 저전력 소모형 화재감지기(100); 상기 제2 컨버터(30)의 출력을 공급받아 에너지를 저장하며, 상기 교류전원(10)이 차단되는 경우, 지속적으로 상기 저전력 소모형 화재감지기(100)에 전력을 공급하는 리튬폴리머 배터리(50)를 특징으로 한다.
본 발명은 첫째, 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)를 사용하기 때문에 기존의 온도검출형 화재감지기 또는 가스검출형 화재감지기와 비교하여 전력소모가 작으며, 둘째, 기존의 온도검출형 화재감지기 또는 가스검출형 화재감지기의 경우, DC 24[V] 출력을 기본으로 하므로 배터리로 동작하기가 원활하지 않지만, 제안된 화재감지기의 경우 DC 5[V] 또는 DC 3.3[V]로 동작하므로 리튬이온 배터리 또는 리튬폴리머 배터리로 동작시킬 수 있으며, 셋째, 화재로 인하여 상용전원이 차단하는 경우, 기존의 화재감지기는 동작하지 못하지만, 제안된 화재감지기의 경우, 리튬이온 배터리 또는 리튬폴리머 배터리로 인하여 지속적인 동작이 가능하며, 넷째, 기존의 화재감지기는 오동작이 되는 경우가 있지만, 제안된 화재감지기는 특정(特定) 온도에서 저항값이 급격하게 감소함으로 인하여 오동작이 되는 경우가 거의 없는 매우 상승된 효과가 있다.
도 1은 기존의 가스감지기용 화재감지기 및 기존의 온도감지기용 화재감지기를 나타내는 도면이다.
도 2는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터 온도센서의 온도에 따른 저항 값 특성곡선 도면이다.
도 3은 금속-절연체 순간전이 온도센서(MIT : Metal Insulation Transition) 온도에 따른 저항 값 특성곡선 도면이다.
도 4는 제안된 금속-절연체 순간전이 온도센서를 사용한 저전력 소모형 화재감지기 도면이다.
도 5는 제안된 금속-절연체 순간전이 온도센서를 사용한 저전력 소모형 화재감지기를 위한 전원공급장치 제1 실시예 구성도이다.
도 6은 제안된 금속-절연체 순간전이 온도센서를 사용한 저전력 소모형 화재감지기를 위한 전원공급장치 제2 실시예 구성도이다.
도 7은 제안된 금속-절연체 순간전이 온도센서를 사용한 저전력 소모형 화재감지기를 위한 전원공급장치 제1 실시예 사진이다.
도 8은 제안된 금속-절연체 순간전이 온도센서를 사용한 저전력 소모형 화재감지기를 위한 전원공급장치 제2 실시예 사진이다.
도 9는 전력분석계를 이용한 화재감지기 전압/전류/전력 측정 사진이다.
도 10은 제안된 금속-절연체 순간전이 온도센서를 사용한 저전력 소모형 화재감지기의 입력전압에 따른 전압/전류/전력 특성 표(Table)이다.
도 11은 기존의 온도감지기용 화재감지기 및 기존의 가스감지기용 화재감지기의 전압/전류/전력 측정 특성 표(Table)이다.
본 발명은 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하였다. 하지만, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정하여 해석되어서는 안 되며, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도 1은 기존의 가스감지기용 화재감지기 및 기존의 온도감지기용 화재감지기를 나타내는 도면이다. 기존의 화재감지기는 주로 DC 24[V]에서 동작하는 것을 특징으로 하며, 교류전원(10)을 공급받아서 동작한다. 만약 화재로 인하여 상기 교류전원(10)이 차단되는 경우, 화재감지기가 동작하지 못한다는 한계점을 보인다.
도 2는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터 온도센서의 온도에 따른 저항값 특성곡선 도면이다. 기존의 온도감지기용 화재감지기에 일부 사용되는 경우가 있으며, 화재 시작 온도(Fire start temperature)에서 저항값 변화가 매우 미미하다는 단점이 있다. 따라서 회로가 매우 복잡하며, 트랜지스터 및 연산증폭기(Op-Amp)의 회로가 추가되어야 하므로 매우 복잡한 문제점을 보이고 있다.
도 3은 금속-절연체 순간전이 온도센서(MIT : Metal Insulation Transition) 온도에 따른 저항값 특성곡선 도면이다. 제안된 화재감지기의 경우, 금속-절연체 순간전이 온도센서(한국전자통신연구원 개발)를 사용한 것을 특징으로 한다. 무엇보다 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)는 67도의 온도에서 급격하게 저항값이 감소됨으로 인하여 오동작이 없으며, 동시에 전력소모도 매우 작은 특성을 보이고 있다. 따라서 본 발명에서는 이를 이용하여 저전력 소모형 화재감지기를 발명하였고, 그 특성을 극대화하기 위한 화재감지기 및 전원공급장치를 제안하였다.
도 4는 제안된 금속-절연체 순간전이 온도센서를 사용한 저전력 소모형 화재감지기 도면이다. 본 발명의 대표도면이며, 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)를 이용하여 화재감지기에 최적화하는 방향으로 설계하였다.
제안된 저전력 소모형 화재감지기(100)는 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)과 연결된 금속-절연체 순간전이 온도센서(101); 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 직렬로 연결된 제1 저항(R1); 상기 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)과 연결된 테스트 스위치(102); 상기 테스트 스위치(102)와 직렬로 연결된 제2 저항(R2); 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 상기 제1 저항(R1)의 출력 및 상기 테스트 스위치(102)와 상기 제2 저항(R2)의 출력을 받아서 화재 발생 여부를 감지하는 주제어기(103); 화재가 발생하여 온도가 상승하는 경우, 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)의 저항 값은 급격하게 감소하여 상기 주제어기(103)의 Real 단자에 신호가 입력되며; 화재가 발생하는 경우, 상기 주제어기(103)의 OT 단자에 신호가 발생하여 제2 발광 다이오드(D2)가 발광하며; 상기 주제어기(103)의 AON 단자는 신호를 발생하여 FET(104)를 턴온(Turn-on)시기며; 상기 FET(104)의 드레인과 연결된 알람발생기(105)의 SD 단자는 접지와 연결되므로 상기 알람발생기(105)는 동작하며; 상기 주제어기(103)의 Sound 단자는 출력을 발생시켜 상기 알람발생기(105)에 입력되며; 상기 알람발생기(105)는 스피커(106)를 통해서 화재경보를 발생하는 것을 특징으로 하는 저전력 소모형 화재감지기를 특징으로 한다.
만일 화재가 발생하지 않는 경우, 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)의 저항값은 매우 높은 값을 유지하며, 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 상기 제1 저항(R1)의 출력은 영(0)이 되므로 상기 주제어기(103)의 Real 단자에는 아무런 신호가 공급되지 못하며; 상기 주제어기(103)의 Nor 단자에 출력이 발생하므로 제1 다이오드(D1)가 동작한다. 또한 상기 주제어기(103)의 AON 단자에 아무런 출력이 생성되지 못하므로 상기 FET(104)는 턴오프(Turn-off) 상태를 유지하며, 상기 알람발생기(105)의 SD 단자에 신호가 입력되므로 상기 알람발생기(105)는 아무런 출력을 발생시키지 못하는 것을 특징으로 한다.
무엇보다 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서를 사용한 저전력 소모형 화재감지기(100)에서 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)의 저항값 변화는 67도의 온도에서 300[kΩ]에서 50[Ω]으로 변화되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 저항(R1)은 1[MΩ] 내지 5[MΩ] 범위에서 선택하는 것을 특징으로 하며, 상기 제2 저항(R1)은 100[kΩ] 내지 500[kΩ] 범위에서 선택하는 것을 특징으로 한다. 무엇보다 상기 제1 저항은 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 직렬로 연결된 저항으로 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)의 저항값 변화는 300[kΩ]에서 50[Ω]으로 변화되므로 상기 제1 저항(R1)은 300[kΩ]보다 높게 설정하며, 실질적으로 상기 제1 저항(R1)은 1[MΩ] 내지 5[MΩ] 범위에서 선택하는 것이 바람직하다. 만약 제1 저항(R1)이 1[MΩ] 이하인 경우에는 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)을 전압 분배법칙에 의해서 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 상기 제1 저항(R1)의 전압이 분배되기에 상기 저전력 소모형 화재감지기(100)가 오동작할 수 있는 문제점이 있다. 따라서 상기 제1 저항(R1)은 1[MΩ] 내지 5[MΩ] 범위에서 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2 저항(R2)은 상기 테스트 스위치(102)와 직렬로 연결된 스위치이며, 상기 테스트 스위치(102)는 접점이 개방(Open)되어 실질적인 저항값이 무한대(∞)이므로 그 저항값은 전류소모를 최소화하는 방향으로 상기 제2 저항(R2)은 100[kΩ] 내지 500[kΩ] 범위에서 선택하는 것이 바람직하다.
도 5는 제안된 금속-절연체 순간전이 온도센서를 사용한 저전력 소모형 화재감지기를 위한 전원공급장치 제1 실시예 구성도이다.
상기 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)을 위한 제1 실시예의 전원공급장치는 교류전원(10)으로부터 DC 5[V] 출력을 발생시키는 제1 컨버터(20); 상기 제1 컨버터(20)의 출력리플을 저감시키기 위한 제2 커패시터(C2); 상기 제1 컨버터(20)의 출력을 공급받아 동작하는 상기 저전력 소모형 화재감지기(100); 상기 제1 컨버터(20)의 출력을 공급받아 에너지를 저장하며, 상기 교류전원(10)이 차단되는 경우, 지속적으로 상기 저전력 소모형 화재감지기(100)에 전력을 공급하는 리튬이온 배터리(40)를 특징으로 한다.
도 6은 제안된 금속-절연체 순간전이 온도센서를 사용한 저전력 소모형 화재감지기를 위한 전원공급장치 제2 실시예 구성도이다.
상기 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)을 위한 제2 실시예의 전원공급장치는 교류전원(10)으로부터 DC 5[V] 출력을 발생시키는 제1 컨버터(20); 상기 제1 컨버터(20)의 출력리플을 저감시키기 위한 제2 커패시터(C2); 상기 제1 컨버터(20)의 출력을 공급받아 DC 3.3[V] 출력을 발생시키는 제2 컨버터(30); 상기 제2 컨버터(30)의 출력리플을 저감시키기 위한 제3 커패시터(C3); 상기 제2 컨버터(30)의 출력을 공급받아 동작하는 상기 저전력 소모형 화재감지기(100); 상기 제2 컨버터(30)의 출력을 공급받아 에너지를 저장하며, 상기 교류전원(10)이 차단되는 경우, 지속적으로 상기 저전력 소모형 화재감지기(100)에 전력을 공급하는 리튬폴리머 배터리(50)를 특징으로 한다.
상기 도 5 및 도 6의 제안된 화재감지기를 위한 제1, 2 실시예의 전원공급장치는, 화재발생으로 인하여 상기 교류전원(10)이 갑자기 차단되는 경우에도 리튬이온 배터리(40) 또는 리튬폴리머 배터리(50)에 의해서 상기 저전력 소모형 화재감지기(100)에 지속적으로 공급전압(Vcc)의 공급이 가능하므로 경보를 발생시키는 향상된 특징을 가지고 있다. 기존의 가스감지기용 화재감지기 및 기존의 온도감지기용 화재감지기의 경우 대부분 DC 24[V]의 출력 전압으로 인하여 배터리 설치가 매우 어려우며, 설령 배터리를 설치하는 경우 그 크기가 매우 크므로 비용이 고비용인 단점을 가지고 있다.
도 7은 제안된 금속-절연체 순간전이 온도센서를 사용한 저전력 소모형 화재감지기를 위한 전원공급장치 제1 실시예 사진이며, 도 8은 제안된 금속-절연체 순간전이 온도센서를 사용한 저전력 소모형 화재감지기를 위한 전원공급장치 제2 실시예 사진이다.
도 9는 전력분석계를 이용한 화재감지기 전압/전류/전력 측정 사진으로, 기존의 화재감지기와 제안된 화재감지기의 전압/전류/전력 특성을 분석하였다.
도 10은 제안된 금속-절연체 순간전이 온도센서를 사용한 저전력 소모형 화재감지기의 입력전압에 따른 전압/전류/전력 특성 표(Table)이다. 입력전압이 DC 1.5[V]로부터 5.5[V]까지 가변시키면서 소모전력을 분석하였으며, 입력전압이 3.0[V]에서는 4.119[mW], 입력전압이 DC 3.5[V]에서는 4.177[mW], 입력전압이 DC 5[V]에서는 8.371[mW]임을 확인할 수 있었다. 따라서 입력전압은 DC 3.0 내지 3.5[V]가 보다 적합하다. 따라서 본 발명에서는 상기 도 5의 제1 실시예의 전원공급장치보다 상기 도 6의 제2 실시예의 전원공급장치가 보다 타당하다고 할 수 있을 것이다.
도 11은 기존의 온도 검출형 화재감지기 및 기존의 가스 검출형 화재감지기의 전압/전류/전력 측정특성 표(Table)이다. 도 11에서 기존의 화재감지기는 모두 DC 24[V]의 전원을 사용하며, 상기 기존의 온도 검출형 화재감지기의 경우 6.237[mW]에서 10.138[mW]가 소모되며, 기존의 가스 검출형 화재감지기의 경우 7.500[mW]에서 11.015[mW]가 소모되는 것을 확인할 수 있었다.
따라서 제안된 화재감지기는 DC 3.3[V] 입력에서 약 4[mW]의 전력소모가 되지만, 기존의 화재감지기는 보다 전력소모가 높다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 제안된 화재감지기는 낮은 전력소모로 인하여 리튬이온 배터리(40) 또는 리튬폴리머 배터리(50)를 사용하여 보다 긴 시간을 안정적으로 동작시키는 상승된 효과를 가지고 있다.
따라서 본 발명에서는 저전력 소모형 화재감지기에 있어서, 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)과 연결된 금속-절연체 순간전이 온도센서(101); 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 직렬로 연결된 제1 저항(R1); 상기 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)과 연결된 테스트 스위치(102); 상기 테스트 스위치(102)와 직렬로 연결된 제2 저항(R2); 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 상기 제1 저항(R1)의 출력 및 상기 테스트 스위치(102)와 상기 제2 저항(R2)의 출력을 받아서 화재 발생 여부를 감지하는 주제어기(103); 화재가 발생하여 온도가 상승하는 경우, 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)의 저항 값은 급격하게 감소하여 상기 주제어기(103)의 Real 단자에 신호가 입력되며; 상기 주제어기(103)의 OT 단자에 신호가 발생하여 제2 발광 다이오드(D2)가 발광하며; 상기 주제어기(103)의 AON 단자는 신호를 발생하여 FET(104)를 턴온(Turn-on)시기며; 상기 FET(104)의 드레인과 연결된 알람발생기(105)의 SD 단자는 접지와 연결되므로 상기 알람발생기(105)를 동작시키며; 상기 주제어기(103)의 Sound 단자는 출력을 발생시켜 상기 알람발생기(105)에 입력되며; 상기 알람발생기(105)는 스피커(106)를 통해서 화재경보를 발생하는 것을 특징으로 하는 저전력 소모형 화재감지기를 제안한다.
또한, 본 발명에서는 저전력 소모형 화재감지기에 있어서, 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)과 연결된 금속-절연체 순간전이 온도센서(101); 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 직렬로 연결된 제1 저항(R1); 상기 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)과 연결된 테스트 스위치(102); 상기 테스트 스위치(102)와 직렬로 연결된 제2 저항(R2); 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 상기 제1 저항(R1)의 출력 및 상기 테스트 스위치(102)와 상기 제2 저항(R2)의 출력을 받아서 화재 발생 여부를 감지하는 주제어기(103); 화재가 발생하지 않는 경우, 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)의 저항 값은 매우 높은 값을 유지하며; 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 상기 제1 저항(R1)의 출력은 영(0)이 되므로 상기 주제어기(103)의 Real 단자에는 아무런 신호가 공급되지 못하며; 상기 주제어기(103)의 Nor 단자에 출력이 발생하므로 제1 다이오드(D1)가 동작하며; 상기 주제어기(103)의 AON 단자에 아무런 출력이 생성되지 못하므로 상기 FET(104)는 턴오프(Turn-off) 상태를 유지하며; 상기 알람발생기(105)의 SD 단자에 신호가 입력되므로 상기 알람발생기(105)는 아무런 출력을 발생시키지 못하는 것을 특징으로 하는 저전력 소모형 화재감지기를 제안한다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
10 : 교류전원
20 : 제1 컨버터
30 : 제2 컨버터
40 : 리튬이온 배터리
50 : 리튬폴리머 배터리
100 : 저전력 소모형 화재감지기
101 : 금속-절연체 순간전이 온도센서
102 : 테스트 스위치
103 : 주제어기
104 : FET
105 : 알람발생기
106 : 스피커
AON : 알람 온(On)
C1 : 제1 커패시터
C2 : 제2 커패시터
C3 : 제3 커패시터
D1 : 제1 발광 다이오드
D2 : 제2 발광 다이오드
DAC : 디지털-아날로그 변환(Digital Analog Conversion)
Gnd : 접지(그라운드)
R1 : 제1 저항
R2 : 제2 저항
R3 : 제3 저항
R4 : 제4 저항
Nor : 정상(Normal)
OT : 과온도(Over Temperature)
Rest : 실제 온도검출
SD : 셧다운(Shutdown)
Sound : 소리발생
Speaker(+) : 스피커(+)
Speaker(-) : 스피커(-)
TEST : 테스트
Vcc : 저전력 소모형 화재감지기 공급전압

Claims (7)

  1. 저전력 소모형 화재감지기에 있어서,
    저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)과 연결된 금속-절연체 순간전이 온도센서(101);
    상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 직렬로 연결된 제1 저항(R1);
    상기 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)과 연결된 테스트 스위치(102);
    상기 테스트 스위치(102)와 직렬로 연결된 제2 저항(R2);
    상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 상기 제1 저항(R1)의 출력 및 상기 테스트 스위치(102)와 상기 제2 저항(R2)의 출력을 받아서 화재 발생 여부를 감지하는 주제어기(103);
    화재가 발생하여 온도가 상승하는 경우, 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)의 저항 값은 급격하게 감소하여 상기 주제어기(103)의 Real 단자에 신호가 입력되며;
    상기 주제어기(103)의 OT 단자에 신호가 발생하여 제2 발광 다이오드(D2)가 발광하며;
    상기 주제어기(103)의 AON 단자는 신호를 발생하여 FET(104)를 턴온(Turn-on)시기며;
    상기 FET(104)의 드레인과 연결된 알람발생기(105)의 SD 단자는 접지와 연결되므로 상기 알람발생기(105)가 동작시키며;
    상기 주제어기(103)의 Sound 단자는 출력을 발생시켜 상기 알람발생기(105)에 입력되며;
    상기 알람발생기(105)는 스피커(106)를 통해서 화재경보를 발생하는 것을 특징으로 하는 저전력 소모형 화재감지기.
  2. 저전력 소모형 화재감지기에 있어서,
    저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)과 연결된 금속-절연체 순간전이 온도센서(101);
    상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 직렬로 연결된 제1 저항(R1);
    상기 저전력 소모형 화재감지기 공급전압(Vcc)과 연결된 테스트 스위치(102);
    상기 테스트 스위치(102)와 직렬로 연결된 제2 저항(R2);
    상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 상기 제1 저항(R1)의 출력 및 상기 테스트 스위치(102)와 상기 제2 저항(R2)의 출력을 받아서 화재 발생 여부를 감지하는 주제어기(103);
    화재가 발생하지 않는 경우, 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)의 저항 값은 매우 높은 값을 유지하며;
    상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)와 상기 제1 저항(R1)의 출력은 영(0)이 되므로 상기 주제어기(103)의 Real 단자에는 아무런 신호가 공급되지 못하며;
    상기 주제어기(103)의 Nor 단자에 출력이 발생하므로 제1 다이오드(D1)가 동작하며;
    상기 주제어기(103)의 AON 단자에 아무런 출력이 생성되지 못하므로 상기 FET(104)는 턴오프(Turn-off) 상태를 유지하며;
    상기 알람발생기(105)의 SD 단자에 신호가 입력되므로 상기 알람발생기(105)는 아무런 출력을 발생시키지 못하는 것을 특징으로 하는 저전력 소모형 화재감지기.
  3. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속-절연체 순간전이 온도센서(101)의 저항값 변화는 67도의 온도에서 300[kΩ]에서 50[Ω]으로 변화하는 것을 특징으로 하는 저전력 소모형 화재감지기.
  4. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 저항(R1)은 1[MΩ] 내지 5[MΩ] 범위인 것을 특징으로 하는 저전력 소모형 화재감지기.
  5. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 저항(R1)은 100[kΩ] 내지 500[kΩ] 범위인 것을 특징으로 하는 저전력 소모형 화재감지기.
  6. 청구항 제1항 또는 제2항의 저전력 소모형 화재감지기의 전원공급장치에 있어서,
    교류전원(10)으로부터 DC 5[V] 출력을 발생시키는 제1 컨버터(20);
    상기 제1 컨버터(20)의 출력리플을 저감시키기 위한 제2 커패시터(C2);
    상기 제1 컨버터(20)의 출력을 공급받아 동작하는 상기 저전력 소모형 화재감지기(100);
    상기 제1 컨버터(20)의 출력을 공급받아 에너지를 저장하며;
    상기 교류전원(10)이 차단되는 경우, 지속적으로 상기 저전력 소모형 화재감지기(100)에 전력을 공급하는 리튬이온 배터리(40)를 포함하는 저전력 소모형 화재감지기의 전원공급장치.
  7. 청구항 제1항 또는 제2항의 저전력 소모형 화재감지기의 전원공급장치에 있어서,
    교류전원(10)으로부터 DC 5[V] 출력을 발생시키는 제1 컨버터(20);
    상기 제1 컨버터(20)의 출력리플을 저감시키기 위한 제2 커패시터(C2);
    상기 제1 컨버터(20)의 출력을 공급받아 DC 3.3[V] 출력을 발생시키는 제2 컨버터(30);
    상기 제2 컨버터(30)의 출력리플을 저감시키기 위한 제3 커패시터(C3);
    상기 제2 컨버터(30)의 출력을 공급받아 동작하는 상기 저전력 소모형 화재감지기(100);
    상기 제2 컨버터(30)의 출력을 공급받아 에너지를 저장하며;
    상기 교류전원(10)이 차단되는 경우, 지속적으로 상기 저전력 소모형 화재감지기(100)에 전력을 공급하는 리튬폴리머 배터리(50)를 포함하는 저전력 소모형 화재감지기의 전원공급장치.
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