KR20230063750A - Hybrid switch control device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기존 건물에 설치된 기계식 스위치 구조를 이용하여 내부 배전 공사 없이 전자식 스위치 방식으로도 이용 가능하도록 하는 하이브리드 스위치 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid switch control device that can be used in an electronic switch method without internal power distribution work by using a mechanical switch structure installed in an existing building.
통상적으로 사무실, 가정 등에 설치되는 조명은 벽면 등에 취부되는 스위치 수단과 건물 내로 공급되는 교류 전력을 이용하여 그 점등 등이 제어되는 것이 일반적이다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 건물 내로 들어오는 교류 전력 라인 중 하나인 배선 라인은 건물의 조명을 거쳐 스위치와 연결되고, 다른 하나인 전력 라인은 직접 스위치와 연결된다. 즉, 점등 제어를 위한 스위치는 배선라인과 전력라인 사이에 연결되어 해당 조명 내지 전등을 점등하게 된다.In general, lighting installed in offices, homes, etc. is generally controlled by using a switch unit attached to a wall surface and AC power supplied into the building. Looking more specifically, one of the AC power lines coming into the building, a wiring line, is connected to the switch through the lighting of the building, and the other power line is directly connected to the switch. That is, the switch for lighting control is connected between the wiring line and the power line to turn on the corresponding light or lamp.
건물 내의 조명을 점등하는 스위치는 그 구조와 크기가 규격화되어 있으며, 건물의 벽면에 설치되는 것이 일반적이다. 이와 같은 조명 점등 스위치는 사용자가 직접 레버 형식으로 된 스위치를 올리거나 내리는 방법으로 전등의 점등을 조작하거나, 버튼 형태로 된 스위치를 사용자가 누르는 방법으로 전등의 점등을 조작하는 것이 일반적이다.A switch for turning on lighting in a building has a standardized structure and size, and is generally installed on a wall of a building. In such a lighting switch, it is common for a user to directly turn on a light by raising or lowering a switch in the form of a lever or by pressing a switch in the form of a button by the user.
그러나 최근에는 사용자 편의를 위해 리모트 컨트롤러를 이용하여 조명의 점등을 조작하는 방법이 사용되고 있다. 이 경우, 리모트컨트롤러를 이용하여 건물의 벽면에 설치된 스위치에 무선신호를 송신하면 송신된 무선 신호에 따른 동작을 스위치 모듈이 수행하여 조명의 점등을 제어한다.Recently, however, a method of manipulating lighting using a remote controller has been used for user convenience. In this case, when a wireless signal is transmitted to a switch installed on a wall of a building using a remote controller, the switch module performs an operation according to the transmitted wireless signal to control lighting.
그런데, 이와 같이 무선신호를 이용하여 조명의 점등을 제어하는 경우 조명의 점등 여부에 관계없이 건물의 벽면에 설치된 스위치는 항상 무선신호를 수신할 수 있는 대기 상태에 있어야 한다. 즉, 무선신호를 수신하고 수신된 신호에 해당하는 제어신호 생성 및 스위치 제어 등을 수행할 수 있도록 스위치가 대기 상태에 있기 위해서는 대기전력이 항시적으로 필요하게 된다.However, when lighting is controlled using a wireless signal, a switch installed on a wall of a building must always be in a standby state to receive a wireless signal regardless of whether the lighting is turned on or not. That is, in order for the switch to be in a standby state so that it can receive a radio signal, generate a control signal corresponding to the received signal, and control the switch, standby power is constantly required.
특히 무선 신호 송수신 및 이에 대한 제어 신호를 생성하는 전자 소자 등은 직류 전력에 의하여 구동되므로 대기전력은 교류가 아닌 직류전력의 형태를 사용하는 것이 일반적이므로 직류전력을 안정적으로 공급할 수 있는 대기 전력이 필요하다.In particular, electronic devices that transmit/receive wireless signals and generate control signals for them are driven by DC power, so standby power is generally in the form of DC power, not AC. Therefore, standby power that can stably supply DC power is needed. do.
이와 같은 대기전력을 얻기 위해서 흔히 일차 건전지를 사용하는 방법이 주를 이루고 있으나, 건전지의 수명이 다하면 매번 사용자가 건전지를 교체해 주어야 하는 번거로움 및 자원 낭비를 초래하는 문제점이 있으며 특히, RF신호 형태의 무선신호를 사용하는 경우 소비전력이 증가하므로 건전지의 교체 수명이 짧아지는 문제점이 있다.In order to obtain such standby power, the method of using a primary battery is the main method, but when the life of the battery is over, the user has to replace the battery every time, which causes the hassle and waste of resources. In particular, the RF signal type In the case of using a wireless signal, since power consumption increases, there is a problem in that the replacement life of the battery is shortened.
또한, 앞서 설명된 바와 같이 스위치가 설치되는 벽면의 공간은 물리적 제약을 가지고 있으므로 무한정 용량이 큰 건전지를 장착시키는 것 또한, 바람직하지 않다고 할 수 있다.In addition, as described above, since the space on the wall where the switch is installed has physical limitations, it is also undesirable to mount a battery having a large capacity indefinitely.
한편, 홈 오토메이션(Home Automation)에 대한 관심이 증대됨에 따라 가정에 구비된 다양한 가전 설비 등을 무선 등의 수단으로 원격지에서 제어하는 방법이 근래 주목되고 있는데 이러한 근래 동향에 따라 건물의 공간이나 방마다 거의 필수적으로 구비되어 있는 스위치를 무선신호에 의해 동작되는 개선된 형태로 이용하는 방법이 늘어가고 있다.On the other hand, as interest in home automation (Home Automation) increases, a method of remotely controlling various home appliances, etc. equipped in the home by wireless means has recently attracted attention. Methods of using an essentially provided switch in an improved form operated by a radio signal are increasing.
그러나 이러한 개선된 형태의 스위치는 전력 공급에 대한 방식 등의 규격화에 의하여 배선 또는 단자 구조 등이 이미 결정된 형태로만 이용되고 있어 건물을 신축하는 경우에만 극히 제한적으로 적용될 수 있을 뿐, 기존 건물의 스위치 구조에는 구조 변경을 위한 추가 작업을 수행하지 않고는 설치할 수 없어 상당히 제한적인 적응성을 가지는 문제점이 있다.However, this improved type of switch is used only in a form in which the wiring or terminal structure has already been determined due to standardization of the power supply method, etc. has a problem of considerably limited adaptability because it cannot be installed without performing additional work for structural change.
이러한 점에서 무선 신호 등에 의하여 제어되는 소위 스마트 스위치를 종래 건물에서도 추가적인 배선 공사 등을 수행하지 않고도 그대로 효과적으로 활용할 수 있는 스위치 장치에 대한 필요성이 크다고 할 수 있다.In this respect, it can be said that there is a great need for a switch device that can effectively utilize a so-called smart switch controlled by a wireless signal or the like without performing additional wiring work even in a conventional building.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기존 건물에 설치된 기계식 스위치 구조를 이용하여 내부 배전 공사 없이 전자식 스위치 방식으로도 이용 가능하도록 하는 하이브리드 스위치 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a hybrid switch control device that can be used in an electronic switch method without internal power distribution work using a mechanical switch structure installed in an existing building.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 하이브리드 스위치 제어 장치는, 건물의 접지라인과 연결되어 전원 공급 여부에 따라 구동되는 건물 내 부하와 외부의 상용전원을 공급받아 상기 부하로 전달하는 건물의 전력라인 사이에 배치되어 내부 코일에 발생하는 자기장의 세기에 따라 스위칭 동작하는 릴레이 스위치와, 상기 릴레이 스위치와 상기 전력라인의 전단 사이에 배치되어 온/오프 동작을 통해 상기 상용전원을 충전시키는 충전부와, 기설정된 듀티비에 따라 상기 충전부를 온/오프 구동하는 구동부와, 상기 릴레이 스위치를 경유하여 상기 전력라인상에 연결되되 사용자 입력에 따라 온 또는 오프 상태로 전환하는 입력 스위치를 포함하여 상기 입력 스위치가 온 되는 경우, 상기 릴레이 스위치의 내부 코일을 여자하여 상기 릴레이 스위치가 온 상태로 전환되도록 하고, 상기 릴레이 스위치의 도통에 따른 상기 부하와 상기 전력라인 간의 전기적 연결에 의해 상기 부하로 상기 상용전원이 공급되도록 하는 스위치 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A hybrid switch control device according to an aspect of the present invention for achieving the above object is connected to the ground line of the building and receives a load inside the building and an external commercial power driven depending on whether power is supplied and delivers it to the load A relay switch disposed between power lines of a building and performing a switching operation according to the strength of a magnetic field generated in an internal coil, and disposed between the relay switch and the front end of the power line to charge the commercial power through an on/off operation A charging unit, a driving unit for driving the charging unit on/off according to a preset duty ratio, and an input switch connected to the power line via the relay switch and switching to an on or off state according to a user input, When the input switch is turned on, the internal coil of the relay switch is excited so that the relay switch is turned on, and the load is electrically connected to the power line according to the conduction of the relay switch. It is characterized in that it includes a switch control unit for supplying power.
바람직하게는, 상기 입력 스위치가 온 상태일 때 상기 전력라인을 통해 전달되는 상기 상용전원의 교류전압을 기설정된 직류전압으로 변환하여 출력하도록 동작하되, 상기 변환된 직류전압을 이용하여 내부 커패시터를 충전하는 스위칭 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the input switch is in an on state, the AC voltage of the commercial power supplied through the power line is converted into a preset DC voltage and output, and the internal capacitor is charged using the converted DC voltage. It is characterized in that it further comprises a switching power supply to.
또한, 상기 스위치 제어부는, 상기 입력 스위치가 온 상태에서 오프 상태로 전환되는 경우, 상기 오프 상태로 전환된 시점 이후에는 상기 입력 스위치가 온 상태일 때 상기 스위칭 전원부의 내부 커패시터에 충전된 전하를 이용하여 구동되며, 상기 충전부를 오프 상태로 전환하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the input switch is switched from an on state to an off state, the switch control unit uses charges charged in the internal capacitor of the switching power supply unit when the input switch is on after the time point when the input switch is switched to the off state. and is driven, and controls the driving unit to switch the charging unit to an off state.
바람직하게는, 상기 스위칭 전원부는, 입력단에 인가되는 상기 상용전원의 교류전압을 전파 정류하여 직류전압으로 변환시키는 브릿지 다이오드부와, 상기 전파 정류된 직류전압의 리플을 제거하여 평활하는 정류부와, 상기 평활된 직류전압이 1차측에 인가되면 이를 기설정된 목표전압으로 승압 또는 감압하여 2차측 또는 3차측으로 출력하는 변압기를 포함하는 전력 변환부와, 상기 변압기의 2차측 출력전압을 이용하여 상기 내부 커패시터를 충전하는 충전 회로부와, 상기 변압기의 3차측 출력전압을 감지하여 감지된 출력전압과 기설정된 과전압 임계값을 비교한 결과에 따라 출력단에 인가되는 전압의 출력을 선택적으로 차단하는 출력부와, 상기 감지된 출력전압에 기초한 피드백 전압을 상기 변압기의 1차측으로 피드백 입력하여 상기 변압기의 출력을 안정화하는 피드백 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the switching power supply unit includes a bridge diode unit for full-wave rectifying the AC voltage of the commercial power applied to an input terminal and converting it into a DC voltage, a rectifier unit for smoothing the ripple of the full-wave rectified DC voltage, and When the smoothed direct current voltage is applied to the primary side, a power conversion unit including a transformer that boosts or reduces the voltage to a predetermined target voltage and outputs it to the secondary side or the tertiary side, and the internal capacitor using the secondary side output voltage of the transformer A charging circuit unit for charging, an output unit for detecting the tertiary-side output voltage of the transformer and selectively blocking the output of the voltage applied to the output terminal according to the result of comparing the detected output voltage with a preset overvoltage threshold, and a feedback circuit unit for stabilizing the output of the transformer by feedback inputting a feedback voltage based on the sensed output voltage to the primary side of the transformer.
바람직하게는, 상기 릴레이 스위치는, 동작 개시 또는 초기화 이후에 상기 내부 코일에서 최초로 발생한 자기장으로 인해 온 상태로 전환되면 상기 온 상태를 소정의 리셋신호가 발생할 때까지 유지하는 래칭 릴레이 스위치 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the relay switch includes a latching relay switch element that maintains the on state until a predetermined reset signal is generated when the relay switch is switched to an on state due to a magnetic field initially generated in the internal coil after operation is started or initialized. characterized by
본 발명에 따르면, 종래의 기계식 스위치 배선 회로에 대하여 스위치 상태에 따라 전원 공급 경로가 상이하게 형성되도록 하는 제어 회로를 결합하는 회로 설계에 의해 터치식, 리모컨식 또는 음성인식 등의 다양한 방식으로 전원 제어 가능한 전자식 스위치 구조를 구현할 수 있어 사용자의 추가적인 공사 비용의 부담 없이도 효율성 및 편리성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, power is controlled in various ways such as touch, remote control, or voice recognition by a circuit design that combines a control circuit for forming a power supply path differently according to the switch state with respect to a conventional mechanical switch wiring circuit. Since it is possible to implement an electronic switch structure, there is an effect of improving efficiency and convenience without the burden of additional construction costs on the user.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 스위치 제어 장치의 회로를 간략하게 나타낸 회로 구성도이고,
도 2는 도 1에 도시된 각 회로 구성의 내부 회로 구조를 상세하게 나타낸 회로도이다.1 is a circuit diagram schematically illustrating a circuit of a hybrid switch control device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a circuit diagram showing the internal circuit structure of each circuit configuration shown in FIG. 1 in detail.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하려는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The specific details, including the problems to be solved, the solutions to the problems, and the effect of the invention for the present invention as described above are included in the embodiments and drawings to be described below. Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 스위치 제어 장치의 회로를 간략하게 나타낸 회로 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 각 회로 구성의 내부 회로 구조를 상세하게 나타낸 회로도이다.1 is a circuit diagram schematically illustrating a circuit of a hybrid switch control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an internal circuit structure of each circuit configuration shown in FIG. 1 in detail.
이하, 전술한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 스위치 제어 장치에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a hybrid switch control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the above-described drawings.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 스위치 제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이 크게 릴레이 스위치(100), 충전부(200), 구동부(300), 스위치 제어부(400) 및 스위칭 전원부(500)를 포함하여 구성된다.First, the hybrid switch control device according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. It is composed of.
릴레이 스위치(100)는 소정 부하를 구동하는 전원의 공급 여부를 선택적으로 스위칭하는 역할을 한다.The
릴레이 스위치(100)는 건물의 접지라인(N)과 연결되어 전원 공급 여부에 따라 구동되는 건물 내 부하(X)와 외부의 상용전원을 공급받아 상기 부하(X)로 전달하는 건물의 전력라인(L) 사이에 배치된다.The
릴레이 스위치(100)는 부하(X)의 전원 공급 라인(L-N)상에 흐르는 전류에 의해 내부 코일(110)에 발생하는 자기장의 세기에 따라 스위칭 동작을 한다.The
릴레이 스위치(100)는 동작 개시 또는 초기화 이후에 내부 코일(110)에서 최초로 발생한 자기장으로 인해 온 상태로 전환되면 상기 온 상태를 소정의 리셋신호가 발생할 때까지 유지하는 래칭 릴레이(Latching Relay) 스위치를 포함하며, 도 2a에 도시된 바와 같이 적어도 하나 이상의 스위치(RL1,RL2,RL3)로 마련될 수 있다.The
이 경우, 릴레이 내부의 코일 단자(4번-6번)로 시동 전류(OA1-OB1,OA2-OB2,OA3-OB3)가 인가되어 릴레이 접점(5번-1번)이 닫혀 동작이 개시되면 입력 신호를 제거해도 해당 접점에 의해 바이패스하는 동작회로를 통해 전원을 공급받아 정지 신호(리셋)가 입력될 때까지 동작 상태를 유지하는 자기 유지 기능을 구현할 수 있게 된다.In this case, when the starting current (OA1-OB1, OA2-OB2, OA3-OB3) is applied to the coil terminals (No. 4-6) inside the relay and the relay contacts (No. 5-1) are closed, the operation starts. Even if the signal is removed, it is possible to implement a self-maintaining function in which power is supplied through an operating circuit bypassed by the corresponding contact and maintains an operating state until a stop signal (reset) is input.
여기서, 릴레이 스위치(100)는 하나의 코일에 인가되는 전압의 극성에 따라 Set/Reset 동작 중 어느 하나가 선택적으로 동작하는 경우(1 coil latcing)와, 두 개의 코일을 구비하여 하나는 Set 동작용으로 사용하고 나머지 하나는 Reset 동작용으로 사용하는 경우(2 coil latching)를 포함할 수 있다.Here, the
또한, 릴레이 스위치(100)는 온/오프 스위칭 동작에 따라 'Form A(항상 OPEN 상태)'와 'Form C(접점 한개에 연결된 상태)' 중 어느 하나의 상태를 나타낼 수 있다.In addition, the
이때, 릴레이 스위치(100)의 최대 접촉 저항(contact resistance)값은 '6VDC' 및 '6A'의 전압/전류 조건하에서 '100mΩ'이고, 절연 저항(insulation resistance)값은 '500VDC'의 전압 조건하에서 '100MΩ'이고, 코일과 접점 간의 절연 강도값은 1분당 '2000VAC'이고, 개방 상태인 접점들 간의 절연 강도값은 1분당 '750VAC'이고, 최대 스위칭 전압값은 '277VAC(교류)' 및 '30VDC(직류)'이며, 최대 스위칭 전류값은 'Form A' 상태일 땐 '15A'이고 'Form C' 상태일 땐 '10A'일 수 있다.At this time, the maximum contact resistance value of the
또한, 릴레이 스위치(100)의 최대 스위칭 전원에 있어서, 발전소에서 보낸 피상전력(VA)값은 '2770VA'이고 부하에서 실제로 소비되는 유효전력(W)값은 '30W'일 수 있다.In addition, in the maximum switching power of the
아래의 표 1은 릴레이 스위치(100)에 대한 공칭전압(Nominational Voltage VDC), 최대 SET 전압(Set Voltage VDC max.), 최대 RESET 전압(Reset Voltage VDC max.), 최소 펄스폭(Pulse Width min.), 코일 저항(Coil Resistance) 등의 항목별 설계 특성값들을 정리하여 나타낸 것이다.Table 1 below shows the nominal voltage for the relay switch 100 (Nominational Voltage VDC), maximum SET voltage (Set Voltage VDC max.), maximum RESET voltage (Reset Voltage VDC max.), minimum pulse width (Pulse Width min. ) and coil resistance, etc., are summarized and shown.
(ms) min.Pulse Width
(ms) min.
[Ω]Coil Resistance
[Ω]
충전부(200)는 전력라인(L)에 의해 부하측(X)으로 전달되는 상용전원을 온/오프 동작을 통해 충전한다.The
충전부(200)는 릴레이 스위치(100)와 전력라인(L)의 전단 사이에 배치되는 NMOS 트랜지스터(Q1)와, NMOS 트랜지스터(Q1)의 소스 드레인단에 병렬 연결되어 충전 전류의 역류를 방지하는 적어도 하나의 다이오드(D10,D11)를 포함하는 회로로 구성될 수 있다.The charging
여기서, NMOS 트랜지스터(Q1)의 소스 단자(S)는 접지 라인(N)에 연결되며 드레인 단자(D)는 릴레이 스위치(100)의 접점단자 일측(5번)에 연결될 수 있다.Here, the source terminal (S) of the NMOS transistor (Q1) is connected to the ground line (N), and the drain terminal (D) may be connected to one side (No. 5) of the contact terminal of the
구동부(300)는 기설정된 듀티비에 따라 충전부(200)를 온/오프 구동하기 위한 것이다.The driving
구동부(300)는 전원입력단자(VIN), 리셋신호단자(ReSetn), 접지단자(GND), 게이트 출력단자(Gate), 피드백 입력단자(FB2)를 포함하는 구동 집적 회로(U5)에 의해 구현될 수 있다.The driving
구동부(300)의 전원입력단자(VIN, 1번)는 NMOS 트랜지스터(Q1)의 드레인 단자와 릴레이 스위치(100)의 접점단자 일측(5번)이 연결되는 라인상에 연결되고, 접지단자(GND, 4번)는 접지라인(N)에 연결되고, 게이트 출력단자(Gate, 3번)는 충전부(200)에 포함된 NMOS 트랜지스터(Q1)의 게이트 단자에 연결되고, 리셋신호단자(ReSetn, 5번)는 스위치 제어부(400) 및 스위칭 전원부(500)에 연결될 수 있다.The power input terminal (VIN, No. 1) of the
이때, 구동부(300)는 리셋신호단자(ReSetn, 5번)로 기설정된 전압 레벨, 예컨대, '+3.3V'의 리셋신호가 인가되는 경우, 충전부(200)의 구동을 개시하여 충전부(200)를 기설정된 듀티비에 따라 고속으로 온/오프하기 위한 PWM 제어신호를 생성하도록 동작할 수 있다.At this time, when a preset voltage level, for example, a reset signal of '+3.3V' is applied to the reset signal terminal (ReSetn, No. 5), the driving
스위치 제어부(400)는 부하(X)의 전원 공급 여부에 대한 사용자의 명령 신호에 기초하여 구동부(300)의 구동 여부와 릴레이 스위치(100)의 온 오프 동작을 제어한다.The
스위치 제어부(400)는 도 2b에 도시된 바와 같이 릴레이 스위치(100), 구동부(300) 및 스위칭 전원부(500)에 각각 연결되어 구동부(300)의 구동 여부와 릴레이 스위치(100)의 온 오프 동작을 제어하는 복수 개의 스위치 제어회로(U6,U7,U8)와, 다른 소자들과의 접속이 용이하도록 각 회로의 입출력 포트들을 정리하여 하나로 정리한 핀헤더(P1)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2B, the
여기서, 제1 스위치 제어회로(U6)는 전력라인(L1)의 연결 상태(L1-DIS, L1-EN)에 대한 입력에 따라 릴레이 스위치(RL1)의 코일 단자(4번-6번)로 소정의 전류값을 출력(OA1,OB1)하는 동작을 수행하고, 제2 스위치 제어회로(U7)는 전력라인(L2)의 연결 상태(L2-DIS, L2-EN)에 대한 입력에 따라 릴레이 스위치(RL2)의 코일 단자(4번-6번)로 소정의 전류값을 출력(OA2,OB2)하는 동작을 수행하고, 제3 스위치 제어회로(U8)는 전력라인(L3)의 연결 상태(L3-DIS, L3-EN)에 대한 입력에 따라 릴레이 스위치(RL3)의 코일 단자(4번-6번)로 소정의 전류값을 출력(OA3,OB3)하는 동작을 수행하게 된다.Here, the first switch control circuit (U6) is set to the coil terminal (No. 4-6) of the relay switch (RL1) according to the input of the connection state (L1-DIS, L1-EN) of the power line (L1). It performs an operation of outputting the current value of (OA1, OB1), and the second switch control circuit (U7) relays the switch ( It performs an operation of outputting predetermined current values (OA2, OB2) to the coil terminals (No. 4-6) of RL2, and the third switch control circuit (U8) determines the connection state (L3-) of the power line (L3). Depending on the input to DIS, L3-EN), an operation of outputting a predetermined current value (OA3, OB3) to the coil terminals (No. 4-6) of the relay switch RL3 is performed.
이때, 스위치 제어부(400)의 접속용 핀헤더(P1)의 단자(9번)은 구동부(300)의 리셋신호단자(ReSetn)에 연결되는 것일 수 있다.At this time, the terminal (No. 9) of the pin header (P1) for connection of the
스위치 제어부(400)는 릴레이 스위치(100)를 경유하여 전력라인(L)상에 연결되되 사용자 입력에 따라 온 또는 오프 상태로 전환하는 입력 스위치(410)를 포함한다.The
구체적으로, 스위치 제어부(400)는 입력 스위치(410)가 온 되는 경우, 릴레이 내부의 코일 단자(4번-6번)로 시동 전류(OA1~OA3,OB1~OB3)를 공급하여 내부 코일(110)을 여자함에 따라 릴레이 스위치(100)가 온 상태로 전환되도록 하고, 릴레이 스위치(100)의 도통에 따른 부하(X)와 전력라인(L) 간의 전기적 연결에 의해 부하(X)로 상용전원이 공급되도록 할 수 있다.Specifically, when the
또한, 스위치 제어부(400)는, 입력 스위치(410)가 온 상태에서 오프 상태로 전환되는 경우, 상기 오프 상태로 전환된 시점 이후에는 스위칭 전원부(500)의 내부 커패시터(C1)에 충전된 전하를 이용하여 구동되며, 충전부(200)를 오프 상태로 전환하도록 구동부(300)를 제어할 수 있다.In addition, when the
스위칭 전원부(500)는 스위치 제어부(400)의 입력 스위치(410)가 온 상태일 때 전력라인(L)을 통해 전달되는 상용전원의 교류전압을 기설정된 직류전압으로 변환하여 출력하도록 동작한다.When the
스위칭 전원부(500)는 직류 변환 동작에 따라 변환된 직류전압을 이용하여 내부 커패시터(C1)를 충전하는 동작을 수행하고, 입력 스위치(410)가 오프 상태일 때 내부 커패시터(C1)에 충전된 전하를 스위치 제어부(400)의 구동 전압으로 공급한다.The switching
스위칭 전원부(500)는 도 2b에 도시된 바와 같이 부하(X)와 전력라인(L) 사이에 배치되어 릴레이 스위치(100)의 접점 단자(5번-1번)에 병렬 연결되고, 구동부(300) 및 스위치 제어부(400)에 연결되어 구동부(300)에 소정의 리셋신호를 인가하는 동작 또는 스위치 제어부(400)의 구동을 개시하는 동작을 수행하는 전원회로(U3,U4)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2B, the switching
이와 관련하여, 스위칭 전원부(500)는 도 2a에 도시된 바와 같이 브릿지 다이드부(510), 정류부(520), 전력 변환부(530), 충전 회로부(540), 출력부(560) 및 피드백 회로부(550)를 포함할 수 있다.In this regard, the switching
브릿지 다이오드부(510)는 입력단에 인가되는 상용전원의 교류전압을 전파 정류하여 직류전압으로 변환한다.The
브릿지 다이오드부(510)는 4개의 다이오드를 브릿지 구조로 연결한 한 쌍의 브릿지 다이오드(BD1,BD2)를 포함할 수 있으며, 각 브릿지 다이오드의 입력단은 릴레이 스위치(RL1,RL2,RL3)와 전력라인(L1,L2,L3)이 연결되는 라인상에 연결될 수 있다.The
예컨대, 도 2a를 참조하면, 제1 브릿지 다이오드(BD1)의 입력단 일측은 접지(GND) 연결되고 입력단 타측은 제3 전력라인(L3)과 제3 릴레이 스위치(RL3)가 연결되는 라인상에 연결되며, 제2 브릿지 다이오드(BD2)의 입력단 양측은 각각 제1 전력라인(L1) 및 제2 전력라인(L2)에 연결되고, 제1 및 제2 브릿지 다이오드(BD1,BD2)의 출력단 양측은 각각 상호 병렬 연결된 상태로 스위칭 전원부(500)의 최종 출력단에 연결될 수 있다.For example, referring to FIG. 2A, one side of the input terminal of the first bridge diode BD1 is connected to ground (GND) and the other side of the input terminal is connected to the line where the third power line L3 and the third relay switch RL3 are connected. Both sides of the input terminal of the second bridge diode BD2 are connected to the first power line L1 and the second power line L2, respectively, and both sides of the output terminals of the first and second bridge diodes BD1 and BD2 are respectively connected to the first power line L1 and the second power line L2. It may be connected to the final output terminal of the switching
이때, 브릿지 다이오드부(510)의 출력단 양측에는 초기 돌입전류를 억제하는 역할을 하는 써미스터(Thermistor)(VR1)가 구비될 수도 있다.At this time, a thermistor (VR1) may be provided on both sides of the output terminal of the
정류부(520)는 브릿지 다이오드부(510)에 의해 전파 정류된 직류전압의 리플을 제거하여 평활화한다.The
정류부(520)는 브릿지 다이오드부(510)에 병렬 연결되는 커패시터(C2)와, 제1 브릿지 다이오드(BD1)의 출력단 일측과 커패시터(C2)의 일단 사이에 직렬로 연결되는 저항(R1)을 포함할 수 있다.The
전력 변환부(530)는 정류부(520)에 의해 평활된 직류전압이 1차측에 인가되면 이를 기설정된 목표전압으로 승압 또는 감압하여 2차측 또는 3차측으로 출력하는 변압기(T1)를 포함한다.The
충전 회로부(540)는 변압기(T1)의 2차측 출력전압을 이용하여 충전한다.The charging
충전 회로부(540)는 스위치 제어부(400)의 입력 스위치(410)가 온 상태일 때 변압기(T1)에 의해 기설정된 목표전압으로 변환되어 2차측(8번-7번)으로 출력된 직류전압을 충전하는 내부 커패시터(C1)와, 커패시터(C1)에 축적된 전하가 변압기(T1)쪽으로 역류하는 것을 방지하는 다이오드(D1)를 포함할 수 있다.When the
출력부(560)는 변압기(T1)의 3차측 출력전압을 감지하여 감지된 출력전압과 기설정된 과전압 임계값을 비교한 결과에 따라 출력단에 인가되는 전압의 출력을 선택적으로 차단한다.The
출력부(560)는 변압기(T1)의 3차측(1번-2번) 출력전압을 감지하는 포토 커플러 회로(U1)와, 포토 커플러 회로(U1)의 입력단 일측(2번)에 직렬 연결되어 정전압을 유지하는 제너 다이오드(ZD1)와, 포토 커플러 회로(U1)의 입력단 양측(1번-2번)에 병렬 연결되는 저항(R2)과, 포토 커플러 회로(U1)의 입력단 일측(2번)과 저항(R2)의 일단 사이에 직렬 연결되는 저항(R4)을 포함할 수 있다.The
여기서, 포토 커플러 회로(U1)는 발광 소자의 역할을 하는 적외선 발광 다이오드(1번-2번)와 수광 소자의 역할을 하는 포토 트랜지스터(3번-4번)로 구성되며 접지 전위가 다른 회로 간의 신호 전달 용도로 사용된다.Here, the photo coupler circuit U1 is composed of an infrared light emitting diode (No. 1-2) serving as a light emitting element and a phototransistor (No. 3-4) serving as a light receiving element, and between circuits having different ground potentials. Used for signal transmission.
피드백 회로부(550)는 출력부(560)에서 감지된 출력전압(Vcc)에 기초한 피드백 전압(FB)을 변압기(T1)의 1차측으로 피드백 입력하여 변압기(T1)의 출력을 안정화한다.The
피드백 회로부(550)는 변압기(T1)의 입출력단에 각각 연결되어 3차측(1번-2번) 출력전압의 감지결과를 1차측(4번-3번)으로 피드백하여 입력전압의 레벨을 조정함에 따라 최종적으로 출력전압을 안정화하는 동작을 수행하는 피드백 제어회로(U2)를 포함할 수 있다.The
여기서, 피드백 제어회로(U2)는 변압기(T1)의 1차측(4번-3번) 및 3차측(1번-2번)에 각각 연결되는 드레인단자(DRAIN, 4번) 및 출력전압단자(VCC, 3번)와 피드백전압단자(FB, 2번)를 포함하며, 출력전압단자(VCC) 및 피드백전압단자(FB)는 각각 포토 커플러 회로(U1)의 출력단(4번,3번)에 각각 연결될 수 있다.Here, the feedback control circuit U2 has a drain terminal (DRAIN, No. 4) and an output voltage terminal (No. 4) connected to the primary side (No. 4-3) and the tertiary side (No. 1-2) of the transformer T1, respectively. VCC, No. 3) and a feedback voltage terminal (FB, No. 2), and the output voltage terminal (V CC ) and the feedback voltage terminal (FB) are the output terminals (Nos. 4 and 3) of the photocoupler circuit U1, respectively. can be connected to each.
이 경우, 피드백 회로부(550)는 출력전압단자(VCC)와 변압기(T1)의 3차측 사이에 연결되는 다이오드(D2) 및 저항(R3)과, 출력전압단자(VCC)와 접지단(GND2) 사이에 연결되는 극성커패시터(C3)와, 피드백전압단자(FB)와 접지단(GND2) 사이에 연결되는 커패시터(C4)와, 커패시터(C4)에 병렬 연결되는 저항(R6)을 추가로 더 포함할 수 있다.In this case, the
이에 따라, 전술한 본 발명에 의하면, 종래의 기계식 스위치 배선 회로에 대하여 스위치 상태에 따라 전원 공급 경로가 상이하게 형성되도록 하는 제어 회로를 결합하는 회로 설계에 의해 터치식, 리모컨식 또는 음성인식 등의 다양한 방식으로 전원 제어 가능한 전자식 스위치 구조를 구현할 수 있어 사용자의 추가적인 공사 비용의 부담 없이도 효율성 및 편리성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, according to the present invention described above, a circuit design combining a control circuit that allows a power supply path to be formed differently according to a switch state with respect to a conventional mechanical switch wiring circuit provides a touch type, remote control type or voice recognition, etc. It is possible to implement an electronic switch structure capable of power control in various ways, so that efficiency and convenience can be improved without the burden of additional construction costs on the user.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.Above, the present invention has been described in detail through preferred embodiments, but the present invention is not limited thereto and may be variously practiced within the scope of the claims.
특히, 전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 강점을 다소 폭넓게 상술하였으므로, 상술한 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 형상의 설계나 수정의 기본으로써 즉시 사용될 수 있음이 해당 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.In particular, the foregoing has described rather broadly the features and technical advantages of the present invention in order to better understand the claims of the invention to be described later, so that the concept and specific embodiments of the present invention described above are intended to serve similar purposes to the present invention. It should be recognized by those skilled in the art that it can be readily used as a basis for designing or modifying other shapes for the purpose.
또한, 상기에서 기술된 실시예는 본 발명에 따른 하나의 실시예일 뿐이며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양한 수정 및 변경된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 이러한 다양한 수정 및 변경 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위에 속하는 것으로 전술한 본 발명의 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the embodiment described above is only one embodiment according to the present invention, and can be implemented in various modified and changed forms within the scope of the technical idea of the present invention by those skilled in the art. You will understand. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an explanatory point of view rather than a limiting point of view, and these various modifications and changes are also shown in the claims of the present invention described above as belonging to the scope of the technical idea of the present invention, and the scope equivalent thereto. Any differences within them should be construed as being included in the present invention.
30: 부하
100: 릴레이 스위치
110: 내부 코일
200: 충전부
300: 구동부
400: 스위치 제어부
410: 입력 스위치
500: 스위칭 전원부
510: 브릿지 다이오드부
520: 정류부
530: 전력 변환부
540: 충전 회로부
550: 피드백 회로부
560: 출력부30: load 100: relay switch
110: internal coil 200: charging unit
300: driving unit 400: switch control unit
410: input switch 500: switching power unit
510: bridge diode unit 520: rectification unit
530: power conversion unit 540: charging circuit unit
550: feedback circuit unit 560: output unit
Claims (5)
상기 릴레이 스위치와 상기 전력라인의 전단 사이에 배치되어 온/오프 동작을 통해 상기 상용전원을 충전시키는 충전부;
기설정된 듀티비에 따라 상기 충전부를 온/오프 구동하는 구동부; 및
상기 릴레이 스위치를 경유하여 상기 전력라인상에 연결되되 사용자 입력에 따라 온 또는 오프 상태로 전환하는 입력 스위치를 포함하여 상기 입력 스위치가 온 되는 경우, 상기 릴레이 스위치의 내부 코일을 여자하여 상기 릴레이 스위치가 온 상태로 전환되도록 하고, 상기 릴레이 스위치의 도통에 따른 상기 부하와 상기 전력라인 간의 전기적 연결에 의해 상기 부하로 상기 상용전원이 공급되도록 하는 스위치 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 스위치 제어 장치.Switching operation according to the strength of the magnetic field generated in the internal coil placed between the load inside the building connected to the ground line of the building and driven depending on whether or not power is supplied and the power line of the building receiving external commercial power and delivering it to the load relay switch;
a charger disposed between the relay switch and the front end of the power line to charge the commercial power through an on/off operation;
a driving unit for driving the charging unit on/off according to a preset duty ratio; and
An input switch connected to the power line via the relay switch and turned on or off according to a user input is included, so that when the input switch is turned on, the internal coil of the relay switch is energized so that the relay switch and a switch controller configured to switch to an on state and to supply the commercial power to the load by an electrical connection between the load and the power line according to conduction of the relay switch.
상기 입력 스위치가 온 상태일 때 상기 전력라인을 통해 전달되는 상기 상용전원의 교류전압을 기설정된 직류전압으로 변환하여 출력하도록 동작하되, 상기 변환된 직류전압을 이용하여 내부 커패시터를 충전하는 스위칭 전원부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 조명 스위치 장치.According to claim 1,
a switching power supply unit configured to convert the AC voltage of the commercial power supplied through the power line when the input switch is in an on state and output the converted DC voltage to a predetermined DC voltage, and to charge an internal capacitor using the converted DC voltage; A hybrid light switch device further comprising a.
상기 스위치 제어부는,
상기 입력 스위치가 온 상태에서 오프 상태로 전환되는 경우, 상기 오프 상태로 전환된 시점 이후에는 상기 스위칭 전원부의 내부 커패시터에 충전된 전하를 이용하여 구동되며, 상기 충전부를 오프 상태로 전환하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 스위치 제어 장치.According to claim 2,
The switch control unit,
When the input switch is switched from the on state to the off state, after the time when the input switch is switched to the off state, it is driven by using the charge stored in the internal capacitor of the switching power supply unit, and the driving unit is configured to switch the charging unit to the off state. Hybrid switch control device, characterized in that for controlling.
상기 스위칭 전원부는,
입력단에 인가되는 상기 상용전원의 교류전압을 전파 정류하여 직류전압으로 변환시키는 브릿지 다이오드부;
상기 전파 정류된 직류전압의 리플을 제거하여 평활하는 정류부;
상기 평활된 직류전압이 1차측에 인가되면 이를 기설정된 목표전압으로 승압 또는 감압하여 2차측 또는 3차측으로 출력하는 변압기를 포함하는 전력 변환부;
상기 변압기의 2차측 출력전압을 이용하여 상기 내부 커패시터를 충전하는 충전 회로부;
상기 변압기의 3차측 출력전압을 감지하여 감지된 출력전압과 기설정된 과전압 임계값을 비교한 결과에 따라 출력단에 인가되는 전압의 출력을 선택적으로 차단하는 출력부; 및
상기 감지된 출력전압에 기초한 피드백 전압을 상기 변압기의 1차측으로 피드백 입력하여 상기 변압기의 출력을 안정화하는 피드백 회로부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 조명 스위치 장치.According to claim 2,
The switching power supply unit,
a bridge diode unit for full-wave rectifying the AC voltage of the commercial power applied to the input terminal and converting it into a DC voltage;
a rectifier for smoothing by removing the ripple of the full-wave rectified DC voltage;
a power conversion unit including a transformer that boosts or reduces the smoothed direct current voltage to a predetermined target voltage when applied to a primary side and outputs the voltage to a secondary side or a tertiary side;
a charging circuit unit charging the internal capacitor using the secondary side output voltage of the transformer;
an output unit that detects the output voltage of the tertiary side of the transformer and selectively cuts off the output of the voltage applied to the output terminal according to a result of comparing the detected output voltage with a preset overvoltage threshold; and
and a feedback circuit unit for stabilizing the output of the transformer by feeding back a feedback voltage based on the sensed output voltage to the primary side of the transformer.
상기 릴레이 스위치는,
동작 개시 또는 초기화 이후에 상기 내부 코일에서 최초로 발생한 자기장으로 인해 온 상태로 전환되면 상기 온 상태를 소정의 리셋신호가 발생할 때까지 유지하는 래칭 릴레이 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 조명 스위치 장치.According to claim 1,
The relay switch,
A hybrid light switch device comprising a latching relay switch that maintains the on state until a predetermined reset signal is generated when it is switched to an on state due to a magnetic field initially generated in the internal coil after operation starts or initialization.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |