KR940001334Y1 - 전원공급 제어 회로 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

전원공급 제어 회로

제1도는 종래 전원 공급 제어 회로도.

제2도는 본 고안에 따른 전원 공급 제어 회로도.

제3도(a)내지 (e)는 제2도에 따른 전원 온/오프 타이밍도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 직류 전원 공급부 2 : 제로크로싱 검출부

3 : 마이크로 프로세서 4-1~4-n : 릴레이

5-1~5-n : 가전기기 11 : 슈미트 트리거 인버터부

12-1~12-n : 전원 공급 제어 신호 발생기

본 고안은 홈 오토메이션 시스템(HA)의 가전기기 자동 전원 제어회로에 관한 것으로 특히, 교류 전원의 위상이 제로 크로싱 되는 시점에서 전원 공급 온/오프를 제어하여 노이즈 발생 장지로 전원 공급을 제어하는 콘트롤러의 부담율을 줄이도록 한 전원 공급 제어회로에 관한 것이다.

종랭 전원 공급 제어 회로는 제1도에 도시된 바와같이 교류 전원(AC)을 브리지 다이오드(BD1)에서 정류한 후 저항(R3,R4) 콘덴서(C1), 제너다이오드(Z1) 및 트랜지스터(Q1)로 구성되어 일정레벨의 직류 전원을 시스템에 공급하는 직류 전원 공급부 (1)와, 상기 브리지 다이오드(BD1)의 일측에 입력되는 교류 전원을 저항(R2)을 통한후 포토커플러(PC1)의 발광다이오드(LED1)에 공급하고, 콜렉터에 직류 전원(Vcc)을 공급받는 상기 포토 커플러(PCL)의 포토 트랜지스터(PT1) 에미터와 접지 저항(R 1)의 접속됨으로부터 교류 전원(AC)의 제로크로싱 포이트로 부터 소정 타이밍 지연된 상승에지와 소형 타이밍 빠른 하강에지를 갖는 구형파 신호를 출력하는 제로 크로싱 검출부(2)와, 그 제로크로싱 검출부(2)의 출력을 인버럽트(INT)로 인가받아 홈오토메인션 제어에 따른 가전기기 전원 온/오프 제어시 상기 인버럽트(INT)로 부터 교류 전원(AC)의 위상이 0°도는 180°가 되는 시점에서 전원 온/오프 신호를 출력하는 마이크로 프로세서(3)와, 그 마이크로 프로세서(3)의 전원 온/오프 제어출력에 따라 교류 전원(AC)을 가전기기(5-1~5-n)에 공급/차단 시키는 전원 제어 릴레이(4-1~4-n)로 구성된다.

이와같이 구성되는 종래 전원 공급제어 회로는 교류전원(AC)이 전원 콘센트로 부터 공급되면 직류전원 공급부(1)의 브리지 다이오드(BD1)에서 전파 정류된 후 저항 (R3,R4)에 의해 분압되어 콘덴서(C1)에 의해 평활되고, 그 평활된 직류 전원의 제너다이오드(Z1)의 제너전압에 의해 트랜지스터(Q1)를 일정 턴온량으로 턴온시키므로 트랜지스터(Q1)를 통해서는 일정 레벨의 직류전(Vcc)으로 출력되어 시스템에서 필요한 직류전원을 공급하게 된다.

이때, 브리지 다이오드(BD1)의 일측 입력으로 인가되는 교류전원(AC)이 저항(R2)를 통해 포토커플러(PC1)의 발광다이오드(LED1)를 구동시키는데, 교류전원 (AC)의 양의 구간중 제로크로싱 이후 발광다이오드(LED1)의 턴온되는 접지 전위와의 전위차(DIR 0.7V) 이상에서 그 발광다이오드(LED1)의 턴온에 의해 포토 트랜지스터(PT1)가 턴온되어 상승에지가 되고, 이후 발광다이오드(LED1)가 턴오프 됨에 따라 포토트랜지스터(PT1)가 턴오프되어 하강에지를 갖는 인터럽트 신호를 마이크로 프로세서(3)에 출력한다.

이에 따라 마이크로 프로세서(3)는 홈오토메이션 콘트롤을 위해 전화등을 이용하여 사용자가 가전기기의 전원 온/오프 명령을 내리면, 그명령에 따라 상기 포토커플러(PC1)에 의한 전원(AC)의 제로크로싱 정보를 인터럽트(INT)로 받아들여 상승에지와 하강에지에 의해 일정지연시간을 감안한 제로커로싱 시점을 게산하고, 그 제로크로싱 시점인 교류 전원(AC)의 위상이 0°또는 180°가 되는 시점에서 릴레이(4-1~4-n)를 구동시켜 사용자가 제어 명령을 한 가전기기(5-1~5-n)의 전원 공급/차단을 제어한다.

따라서, 이와같이 교류전원(AC)의 위상이 0°또는 180°가 되는 제로크로싱 시점에서 전원 공급제어를 함으로써, 릴레이 스위치의 스위칭시 릴레이 접점에서 순간 정전압에 의한 강한 스파이크에 의해 전자파가 발생되어 콘트롤러인 마이크로 프러세서를 다운시키거나 가전기기 오동작을 유발시키는 노이즈 문제를 해결한다.

그러나, 교류 전원(AC)의 제로크로싱 시점을 검출하는 동작은 마이크로 프로세서(3)가 인터럽트로 받아들여 지연시간에 따른 소포트웨어적인 처리로 제트크로싱 시점을 검출한 후 가전기기 전원 공급제어를 위한 릴레이 구동제어를 하므로, 최소한 1/ 60Sce마다 1번씩 발생되는 인터럽트를 받아들이므로 전원제어를 위해 인터럽트를 인에이블 시킬때 커다란 로드를 주게된다. 또한, 홈오토메이션 시스템의 데이타 전송 속도가 1000Bps 정도일때는 별 문제가 없었으나, 최근에는 홈오토메이션 시스템의 기능이 확장되면서 10000Bps정도의 고속처리를 하도록 확장시키는 추세에 있으므로 마이크로 프로세서가 처리하는 속도가 고속화 되면서 같은 시간에 처리해야 하는 데이타량이 월등히 많아지게 된다.

이에따라 인터럽트 루틴으로 제로크로싱 시점을 찾아 전원 제어를 하기에는 마이크로 프로세서의 소프트웨어 부담율이 커져 마이크로 프로세서가 일처리를 못하여 오동작하는 경우가 발생될 수 있고, 이를 해소하기 위해서는 시스템 기능에 비해 고기능을 갖는 고가의 마이크로 프로세서를 사용해야 하는 문제점이 있다.

본 고안의 목적은 데이타 전송 속도를 증가시켜 고속처리를 함으로써, 많은 일들을 할 수 있게하는 홈오토메이션 시스템이 추구하는 추세에 맞춰 마이크로 프로세서의 부담율을 줄이면서 제로크로싱 시점에서 가전기기의 전원 공급 제어를 하게하는 전원 공급 제어회로를 제공함에 있다.

이와같은 본 고안의 목적은 포토커플러를 통해 검출하는 교류전원의 제로크로싱 정보를 슈미트트리거 인버터 게이트를 통해 상승에지 또는 하강에지의 제로크로싱 시점의 제어신호를 발생시켜 마이크로 프로세서의 전원공급 제어신호를 로드받는 플립플롭을 동작제어함으로써, 그 플립플롭의 출력으로 전원 공급제어 릴레이를 제어하게하여 달성되는 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조해 상세히 설명하면 다음과 같다.

교류 전원(AC)을 브릿지 다이오드(BD1)를 통해 정류후 저항(RE,R4) 콘덴서( C1), 제너 다이오드(Z1)및 트랜지스터(Q1)로 구성되어 일정레벨의 직류전원(Vcc)을 시스템 직류전원으로 출력시키는 직류전원 공급부(1)와, 상기 브릿지 다이오드(BD1)의 일측 입력 고류전원을 저항(R2)을 통해 포토커플러(PC1)를 구동하게 구성하여 교류 전원(AC)의 제로크로싱 정보를 검출하는 제로크로싱 검출부(2)와, 홈오토메이션 시스템의 콘트롤러로 각 가전기기의 전원 공급 제어출력(P1~Pn)을 하는 마이크로 프로세서(3)와, 전원공급 제어 신호에 따라 구동되어 교류전원(AC)을 각 가전기기(5- 1~5-n)에 공급하도록 하는 전원 공급 제어 릴레이(4-1~4-n)로 구성된 전원 공급 제어회로에 있어서, 상기 제로크로싱부(2)의 포토 커플러(PC1)출력을 입력받아 명확한 에지타이밍을 갖는 신호로 변환시켜 출력하는 슈미트 트리거 인버터부(11)와, 상기 마이크로 프로세서(3)의 가전기기 전원공급 제어신호(P1~Pn)를 각기 데이타 입력으로 인가받고 상기 슈미트 트리거 인버터부(11)의 출력을 공통으로 클럭신호로 인가받아 각 출력을 공통으로 클럭신호로 인가받아 각 출력을 상기 전원 제어 릴레이(4-1~ 4-n)의 구동 제어신호로 출력하는 D플립플롭(F/F1~F/Fn)인 전원 제어 신호 발생기 (12-1~12-)를 포함시켜 구성한다.

이와같이 구성되는 본 고안의 작용 및 효과를 첨부한 제3도 (a) 내지 (e)의 제2도에 따른 각부 파형도를 참조해 상세히 설명하면 다음과 같다.

직류전원 공급부(1)는 일반적인 공지의 기술로서, 교류전원(AC)을 브리지 다이오드(BD1)를 통해 전파정류한 후 저항(R3,R4), 콘덴서(C1), 제너다이오드(Z1) 및 트랜지스터(Q1)를 통하여 제너전압에 따른 일정레벨의 직류전원(Vcc)을 발생시키고 , 이 직류전원(Vcc)는 시스템의 각부에서 필요로하는 직류전원(Vcc)으로 공급된다.

이때, 제로크로싱 검출부(2)는 제3도 (a)와같은 파형으로 교류전(AC)이 입력되면 발광다이오드(LED1)가 제로크로싱 시점에서 접지 전위보다 발광다이오드(LED 1)의 턴온 전위차 이상으로 증가될 때 턴온되어 수광 트랜지스터(PT1)를 통해 제3도 (b)와 같은 제로크로싱 정보를 갖는 구형파 신호를 출력한다.

이에 따라 슈미트 트리거 인버터부(11)는 인버터 게이트 1개를 쓰면 제3도 (c)와같이 교류전원(AC)의 위상이 180°인 부근에서 상승에지를 갖는 구형파 신호를 출력하고, 인버터게이트 2개를 쓰면, 제3도(c) 파형의 반전 파형으로 교류전원(AC)의 위상이 0°인 부근에서 상승에지를 갖는 구형파신호를 출력하며, 그 슈미트트리거 인버터부(11)에서 정형화되어 0°또는 180°부근에서 상승에지를 갖는 구형파 펄스가 전원 제어 신호 발생기(12-1~12-n)의 제어신호 즉, 플립플롭(F/F1~F/Fn)의 클럭신호로 인가된다.

이와같이 가전기기(5-1~5-n)의 전원공급 제어를 준비하고 있는 상태에서 사용자가 전화를 걸어 홈오토메이션 새스템의 콘트롤러인 마이크로 프로세서(3)에 전원공급 제어 명령을 하게 되면, 그 마이크로 프로세서(3)는 전원공급 제어신호(P1~Pn)를 제3도 (d)와 같이 전원공급 신호로 제어신호를 출력하게되면 이 신호는 플립플롭(F / F1~F/Fn)의 데이타 입력으로 인가되고, 이에따라 상기 슈미트 트리거 인버터부(11)에서 출력되는 신호가 상승에지가 될때 각 플립플롭(F/F1~F/Fn)은 각 데이타 입력을 출력으로 전달시켜 릴레이(4-1~4-n)를 구동 제어함으로 가전기기(5-1~5-n)는 제3도 (e)와 같이 교류전원(AC)의 제로크로싱 시점에서부터 전원 공급을 받게되고, 전원 오프시점도 제로크로싱 시점에 동기하여 오프된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 하드웨어적으로 제로크로싱 시점을 검출한 후 마이크로 프로세서에 의한 전원 공급제어 신호를 상기 제로 제로크로싱 시점에 동기시켜 전원 온/오프 제어를 하게 함으로써, 전자파 발생을 제거시켜 마이크로 프로세서 및 가전기기의 오동작을 방지시킬 수 있고, 마이크로 프로세서의 소프트웨어 부담율을 줄여 고속처리등에 적합하게 하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 교류전원(AC)을 정류하여 일정 레벨의 시스템 직류전원(Vcc)을 공급하는 직류전원 공급부(1)와, 상기 교류전원(AC)을 입력받아 제로크로싱 정보를 검출하는 제로크로싱 검출부(2)와, 홈오토메이션 시스템의 콘트롤러로서 가전기기들의 전원공급 제어신호를 발생하는 마이크로 프로세서(3)와, 전원공급 제어신호에 따라 가전기기(5- 1~5-n)들의 교류전원(AC) 공급을 제어하는 릴레이(4-1~4-n)로 구성되는 전원 공급 제어회로에 있어서, 상기 제로크로싱 검출부(2)의 제로크로싱 검출 파형을 정형화시키는 슈미트트리거 인버터부(11)와, 상기 마이크로 프로세서(3)의 전원공급 제어신호(P1~Pn)를 상기 슈미트트리거 인버터부(11)의 에지신호에 동기시켜 상기 릴레이(4-1~ 4-n) 구동신호로 인가시키는 전원공급 제어신호 발생기 (12-1~12-)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급 제어회로.
2. 제1항에 있어서, 전원공급 제어 신호발생기(12-1~12-n)는 마이크로 프로세서(3)의 전원 공급 제어신호(P1~Pn)를 각기 데이타 입력으로 인가받고 슈미트 트리거 인버터 게이트(11)의 출력을 클럭신호로 인가받아 각 출력을 릴레이(4-1~4-n)의 구동제어 신호로 출력하는 D플립플롭(F/F1~F/Fn)인 것을 특징으로 하는 전원공급 제어회로.
3. 제1항에 있어서, 슈미트 트리거회로(11)는 불분명한 용어에 동기하여 상승에지 출력을 하도록 하나의 인버터게이트로 구성된 것을 특징으로 하는 전원공급 제어회로.
4. 제1항에 있어서, 슈미트트리거회로(11)는 교류전원(AC)와 0°위상에 동기하여 상승에지 출력을 하도록 두개의 인버터 게이트를 직렬연결하여 구성된 것을 특징으로 하는 전원공급 제어회로.