WO2011040702A2

WO2011040702A2 - 전원 공급 표시 장치

Info

Publication number: WO2011040702A2
Application number: PCT/KR2010/005211
Authority: WO
Inventors: 김상구
Original assignee: Kim Sang-Ku
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2010-08-09
Publication date: 2011-04-07
Also published as: KR100934101B1; WO2011040702A3

Abstract

본 발명은 등이 켜져 있는 상태를 안내하는 전원 공급 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명은 전기기기가 작동될 때 전선에서 발생되는 자기장을 검출하여 유도전류를 발생시키는 전원공급부와, 상기 전원공급부로부터 발생되는 AC전류를 DC전류로 변환시키는 정류부와, 상기 정류부에서 정류된 DC전류를 충전하고 평활전류를 방출하는 충방전부와, 상기 충방전부에서 방출되는 평활전류에 의해 적정전류로 제어하는 전류제어부와, 상기 전류제어부의 전압특성을 조절하는 특성조절부와, 상기 전류제어부에서 제어된 적정전류에 의해 동작되며, 상기 충방전부에서 전류가 방출되는 동안 상기 전기기기의 작동상태를 표시하는 표시부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 전기기기에 전원을 공급하는 전선에서 전류검출기를 적용하여 전류를 검출하고, 검출된 전류를 이용하여 전기기기가 사용되는 동안 전기기기의 작동상태를 표시할 수 있는 이점이 있다.

Description

전원 공급 표시 장치

본 발명은 사용되는 전원의 공급상태를 안내하는 전원 공급 표시 장치에 관한 것이다.

전기는 현대 생활에 있어서 공기나 물과 같이 한 순간도 없어서는 안되는 생활필수품으로 인간의 삶을 더욱 편리하고 윤택하게 할 뿐 아니라, 산업의 원동력으로서 크게 기여하고 있다.

일반적으로, 전기를 이용하는 전기제품은 제품수요의 성질 및 용도에 따라 산업용 및 가정용으로 분류되기도 한다. 이와 같은 전기제품인 전기기기 및 전등은 그 편리함 때문에 가정이나 산업현장에서 매우 유용하게 사용되고 있다.

그러나, 세계는 에너지의 낭비로 인해 기후변화로 상징되는‘환경’위기와 고유가로 대표되는‘자원’위기에 동시에 직면해 있는 실정이다. 특히 기후변화 문제는 연이은 기상재해를 유발하는 것은 물론 생태계 질서를 근본적으로 뒤흔들며 인류의 생존을 위협하고 있다.

지금과 같이, ‘에너지 다소비 체제’가 지속될 경우 지구촌이 치러야 할 기후변화에 따른 경제적 손실이 매년 증가하고 있다. 여기에 신흥 개발도상국의 경제개발과 세계인구의 지속적인 증가는 에너지·자원 부족 현상을 부추기고 이에 따른 가격상승을 가속화하고 있는 실정이다.

특히, 가정에서 화장실, 베란다, 창고 등의 전등은 사용자가 켠 상태에서 볼일을 보고난 후에 등을 끄지 않고 방치하는 경우가 있고, 이에 의해 불필요한 에너지 낭비가 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 에너지의 절약은 가정뿐만 아니라 산업현장에서도 필수적으로 이루어져야 하는 과제인 것이므로, 가정이나 산업현장에서 사용되는 전기기기의 작동상태를 알리도록 신호하여, 사용자가 불필요한 전기의 낭비를 줄일 수 있도록 전기기기의 작동상태를 표시할 수 있는 장치의 개발이 요구되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 종래에 대한민국공개특허공보 “전등(램프) 점등표시 확인장치”인 10-2004-0015781호(공개일:2004년2월19일)가 제안된 바 있다.

이와 같이 종래기술은, 도 1에 도시된 바와 같이 가정용 화장실 또는 룸의 전등(2)이 설치되고, 이 전등(2)은 스위치(1)에 의해 점등된다. 이때, 스위치(1)에는 전등(2)이 켜졌음을 표시하는 led(3)가 설치되어 있다.

따라서, 종래의 led(3)는 스위치(1)의 동작에 따라 전등(2)과 함께 온/오프되어, 전등(2)의 온상태를 외부에 표시할 수 있는 것이다.

그러나, 종래기술은 전등(2)에 공급되는 전원이 led(3)에도 함께 공급되므로, 전등(2)이 점등되는 동안 led(3)도 함께 전원을 소모하고 있는 문제점이 있다.

따라서, 전기제품의 작동상태를 경보하는 장치자체에서 전력소모가 발생되지 않는 장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전기기기에 전원을 공급하는 전선에서 전류를 검출하여 전기기기가 사용되는 동안 전기기기의 작동상태를 표시할 수 있는 전원 공급 표시 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전기기기에 전원을 공급하는 전선에 흐르는 전류의 세기에 따라 각각의 전류를 검출할 수 있고, 각기 다른 세기의 전류에 맞게 대응하면서 전기기기의 작동상태를 표시할 수 있는 전원 공급 표시 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전기기기의 작동상태를 표시하기 위해 전기기기에 전원을 공급하는 전선에서 유도전류를 검출할 수 있는 전원 공급 표시 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전기기기의 작동상태를 빛 또는 소리로 표시할 수 있고, 빛과 소리로 동시에 표시할 수 있는 전원 공급 표시 장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전기기기가 작동될 때 전선에서 발생되는 자기장을 검출하여 유도전류를 발생시키는 전원공급부와, 상기 전원공급부로부터 발생되는 AC전류를 DC전류로 변환시키는 정류부와, 상기 정류부에서 정류된 DC전류를 충전하고 평활전류를 방출하는 충방전부와, 상기 충방전부에서 방출되는 전류에 의해 적정전류로 제어하는 전류제어부와, 상기 전류제어부의 전압특성을 조절하는 특성조절부와, 상기 전류제어부에서 제어된 적정전류에 의해 동작되며, 상기 충방전부에서 전류가 방출되는 동안 상기 전기기기의 작동상태를 표시하는 표시부를 포함한다.

또한, 본 발명은 전기기기가 작동될 때 전선에서 발생되는 자기장을 검출하여 유도전류를 발생시키는 전원공급부와, 상기 전원공급부로부터 발생되는 AC전류를 DC전류로 변환시키는 정류부와, 상기 정류부에서 정류된 DC전류를 충전하여 평활전류를 방전하는 평활부와, 상기 평활부에서 방출되는 전류에 따라 동작되는 스위칭부와, 상기 스위칭부의 스위칭동작에 의해 상기 DC전류를 적정전류로 제어하는 전류제어부와, 상기 DC전류를 스위칭부로 전환하거나 스위칭부로 경유하지 않고 직접 상기 전류제어부에 인가되도록 전환시키는 체인지스위치와, 상기 전류제어부의 전압특성을 조절하는 특성조절부와, 상기 전류제어부에서 제어된 적정전류에 의해 동작되며, 상기 평활부에서 전류가 방출되는 동안 상기 전기기기의 작동상태를 표시하는 표시부를 포함한다.

그리고, 상기 전기기기에 연결된 전선에서 발생되는 자기장을 검출하여 유도전류를 발생시키는 전류검출기 인 것이 바람직하다.

또한, 상기 표시부는 램프 및 부저로 구성되는 것을 특징으로 한다.

게다가, 상기 램프 및 상기 부저가 각각 또는 상기 램프 및 부저가 동시에 작동되도록 전원을 연결 및 차단시키는 절환스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 전기기기에 전원을 공급하는 전선에서 전류검출기를 적용하여 전류를 검출하고, 검출된 전류를 이용하여 전기기기가 사용되는 동안 전기기기의 작동상태를 표시할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 본 발명은 전기기기에 전원을 공급하는 전선에 흐르는 전류의 세기에 따라 각각의 전류를 검출하도록 스위칭수단을 적용하여, 각기 다른 세기의 전류에 맞게 대응하면서 전기기기의 작동상태를 표시할 수 있는 이점이 있다.

또, 본 발명은 전기기기의 작동상태를 표시하기 위해 전기기기에 전원을 공급하는 전선에서 전류검출기를 적용하여 유도전류를 검출할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 전기기기의 작동상태를 표시하는 램프 및 부저가 동시에 작동되거나, 램프 또는 부저만 선택적으로 작동될 수 있는 이점이 있다.

더욱이, 본 발명은 화장실 등의 램프를 점등시키기기 위한 스위치의 회로에 직접 연결되지 않고, 전선에서 유도전류를 검출하는 것이어서 기존에 사용되고 있는 스위치에 용이하게 적용되어 사용될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래의 전등과 스위치의 설치상태를 보인 도면.

도 2는 본 발명이 일 실시예에 따른 구성을 개략적으로 보인 블록도.

도 3은 본 발명이 다른 실시예에 따른 구성을 개략적으로 보인 블록도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 전원공급부

20 : 정류부

30 : 평활부

60 : 표시부

61 : 램프

63 : 부저

65 : 절환스위치

PUT : 스위칭부

SCR : 전류제어부

G : 게이트

A : 애노드

C : 캐소드

이하, 첨부한 도면에 의하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 전기기기가 작동될 때 전선(1)에서 발생되는 자기장을 검출하여 유도전류를 발생시키는 전원공급부(10)와, 상기 전원공급부(10)로부터 발생되는 AC전류를 DC전류로 변환시키는 정류부(20)와, 상기 정류부(20)에서 정류된 DC전류를 충전하고 평활전류를 방출하는 충방전부(C1)와, 상기 충방전부(C1)에서 방출되는 평활전류를 적정전류로 제어하는 전류제어부와, 상기 전류제어부의 전압특성을 조절하는 특성조절부(R1)와, 상기 전류제어부에서 제어된 적정전류에 의해 동작되며, 상기 충방전부(C1)에서 평활전류가 방출되는 동안 상기 전기기기의 작동상태를 표시하는 표시부(60);를 포함한다.

여기서, 전기기기(도시생략)는 전등 또는 가전제품 등일 수 있다. 그리고, 충방전부(C1)는 캐패시터로 구현될 수 있고, 전류제어부는 사이리스터(SCR:전류제어용 반도체소자)로 구현될 수 있으며, 특성조절부(R1)는 가변저항으로 구현될 수 있다. 이때, 충방전부(C1)는 검출된 유도전류가 충분히 충전 및 방전되도록 캐패시터의 용량은 100uF인 것이 바람직하다.

또한, 표시부(60)는 램프(61) 또는 부저(63) 중 어느 하나이거나, 2가지 모두 혼용되어 사용될 수 있다. 이때, 램프(61)는 LED인 것이 바람직하다.

이와 같이, 구성된 본 발명은 전기기기의 동작으로 전선(1)에 전류가 흐를 때 전선(1)의 외부에 설치된 전원공급부(10)가 전선외부의 자기장을 검출하여 유도전류를 발생시킨다. 그러면, 정류부(20)에서 발생된 AC전류를 DC전류로 변환시킨다. 이어서, 변환된 DC전류가 충방전부(C1)에 충전된 후에 충전이 완료되면 방전하게 된다. 이때, 특성조절부(R1)는 전류제어부인 사이리스터(SCR)의 게이트(G)에 연결되어 평활전류의 전압값을 가변하여 전류제어부에 맞는 전압이 공급되도록 설정할 수 있다. 그러면, 방전되는 전류가 전류제어부의 게이트(G)로 입력되면 전류제어부의 애노드(A)와 캐소드(C)가 도통되어 DC전류가 표시부(60)에 공급되고 이에 의해 표시부(60)가 표시되게 된다.

이때, 표시부(60)는 전기기기가 사용되는 동안 표시되는데, 충방전부(C1)에서 방전이 일어나는 동안에만 표시된다. 따라서, 사용자는 전기기기가 작동되고 있음을 인지할 수 있게 된다. 또한, 표시부(60)인 램프(61) 또는 부저(63)가 간헐적으로 동작되므로, 사용자에게 주기적으로 전기기기의 작동상태 즉, 전등이 켜져 있는 상태 등을 알려주게 된다.

그러므로, 본 발명은 전기기기가 작동되는 동안 전기기기의 작동상태를 표시부(60)인 램프(61) 또는 부저(63)를 통하여 외부에 알릴 수 있고, 전기기기가 꺼지면 해당전선에 전류가 흐르지 않게 되므로, 전원공급부(10)도 유도전류를 발생하기 않게 되어 표시부(60)의 작동은 멈추게 된다.

따라서, 본 발명은 전기기기가 작동되면 전선(1)에 흐르는 자기장을 전원공급부(10)가 검출하여 유도전류를 발생시키게 되고, 전기기기가 작동되지 않으면 전원공급부(10)가 유도전류를 발생시키지 않게 되어, 전류의 소모가 발생되지 않는다.

도 3에 도시된 바와 같이, 발명의 다른 실시예는 전기기기가 작동될 때 전선(1)의 외부에 흐르는 자기장을 검출하여 유도전류를 발생시키는 전원공급부(10)와, 상기 전원공급부(10)로부터 발생되는 AC전류를 DC전류로 변환시키는 정류부(20)와, 상기 정류부(20)에서 정류된 DC전류를 충전하여 평활전류를 방전하는 평활부(30)와, 상기 평활부(30)에서 방출되는 전류에 따라 동작되는 스위칭부와, 상기 스위칭부의 스위칭동작에 의해 상기 DC전류를 적정전류로 제어하는 전류제어부와, 상기 DC전류를 스위칭부로 전환하거나 스위칭부로 경유하지 않고 직접 상기 전류제어부에 인가되도록 전환시키는 체인지스위치(50)와, 상기 전류제어부의 전압특성을 조절하는 특성조절부(R1)와, 상기 전류제어부에서 제어된 적정전류에 의해 동작되며, 상기 평활부(30)에서 전류가 방출되는 동안 상기 전기기기의 작동상태를 표시하는 표시부(60)를 포함한다.

이때, 특성조절부(R1)에는 과전압에 의한 충격을 방지하도록 과전압방지부(R3)를 더 포함한다. 여기서, 과전압방지부(R3)는 저항으로 구현될 수 있다.

여기서, 평활부(30)는 저장된 직류를 지속적으로 방출하는 캐패시터(C2)(C3)와, 과도한 전류가 발생되어 정류부(20)쪽으로 역류하는 것을 방지하는 저항(R2)으로 이루어진다. 즉, 직류는 정류부(20)를 거쳐도 반파정류이면 맥류가 출력될 수 있고, 전파정류한다 해도 리플이 있다. 따라서, 맥류 및 리플은 교류성분이므로 평활부(30)에 의해 평활처리 되어야 한다.

그리고, 상기 전원공급부(10)는 상기 전기기기에 연결된 전선(1)에서 발생되는 자기장을 검출하여 유도전류를 발생시키는 전류검출기 인 것이 바람직하다.

여기서, 전원공급부(10)인 전류검출기는 전기기기(1)에 연결된 전선(2)에 전류가 흐를 때, 전선(2)을 중심축으로 발생하는 자기장을 검출하여 유도전류를 발생시키는 CT검출기로 구현될 수 있다. 따라서, 전기기기(1)가 작동되지 않으면, 본 발명의 전원공급부(10)도 작동되지 않고 꺼진 상태이므로 전류의 소모는 발생되지 않는다.

또한, 전원공급부(10)인 CT검출기에 전선(1)의 감는 횟수를 조절하면, 발생되는 전류를 높이거나 줄일 수 있다.

한편, 상기 표시부(60)는 램프(61) 및 부저(63)로 구성되는 것이 바람직하다. 이에 더하여, 상기 램프(61) 및 상기 부저(63)가 각각 또는 상기 램프(61) 및 부저(63)가 동시에 작동되도록 전원을 연결 및 차단시키는 절환스위치(65)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 절환스위치(65)는 3단 슬라이드스위치로 구현될 수 있다. 따라서, 절환스위치(65)에 의해 램프(61) 또는 부저(63)가 선택적으로 작동되도록 제어될 수 있다. 즉, 사용자가 미리 절환스위치(65)를 부저차단으로 설정하면 전기기기의 동작시 부저(63)가 울리지 않고 램프(61)만 작동되며, 반대로 램프차단으로 설정하면 전기기기의 동작시 램프(61)는 작동하지 않고 부저(63)만 울리게 된다. 또한, 절환스위치(65)의 제어에 따라 램프(61) 및 부저(63)가 동시에 작동되도록 제어될 수 있다.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 전선(1)에서 1A의 전류가 흐르면, 전원공급부(10)에서 검출되는 유도전류는 0.3mA 이다. 따라서, 검출되는 유도전류는 충방전부(C1)에 충분히 충전된 후에 표시부(60)에 사용될 수 있는 만큼의 전류가 방전된다. 그러므로, 전류제어부를 제어하는 스위칭부인 PUT(Programmable Unijunction Transistor:전압제어용 반도체소자)가 필요하지 않게 된다.

그러나, 전원공급부(10)에서 검출되는 유도전류가 미세(0.3mA미만)한 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 전류제어부를 제어하도록 적정전압에 의해 동작되는 스위칭부인 PUT가 필요하게 된다.

따라서, 도 3에서는 스위칭부인 PUT의 사용여부를 결정하기 위한 체인지스위치(50)를 더 구비하였다. 즉, 전선(1)에서 458mA의 전류가 흐를 때 전원공급부(10)에서 검출되는 유도전류는 0.1mA 정도로 적으면 스위칭부(PUT)를 사용하도록 체인지스위치(50)를 설정하고, 검출되는 전류의 양이 0.3mA를 초과하면 스위칭부(PUT)를 사용하지 않도록 체인지스위치(50)를 설정할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서는 전선(1)에서 검출되는 전류의 세기에 따라 표시부(60)에 적정한 전류를 공급할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 사람들이 빈번하게 이용하는 화장실 또는 세면장을 사용 후 LAMP를 끄지 않고 켜진 상태로 방치한 경우, 사용자들에게 이를 인지시켜 불필요한 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 전기설비기준령 제187조2항에 의하면, “호텔 또는 여관의 각 객실의 입구등은 1분 이내에 소등되는 타임스위치를 시설하여야 하고, 일반 주택 및 아파트 각 호실의 현관등은 3분 이내에 소등되는 타임스위치를 시설하여야 한다.”라고 규정되어 있습니다.

그러므로, 본 발명은 상기와 같은 전기설비기준령에 부합하도록 각 가정의 발코니와 같은 외등 류에 적용이 가능하여, 불필요한 전력의 낭비를 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 현재 생산 되고 사용 중인 스위치에 본 발명을 적용하면 스위치의 켜져 있는 상태를 사용자에게 인식시키게 되므로, 사용자는 이를 인식하여 신속히 스위치를 오프시켜서 전기에너지의 낭비를 줄일 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 가정이나 산업현장에서 전기기기 또는 전등에 적용될 수 있으므로, 가정이나 산업현장에서 무심코 소모되고 있는 전기에너지의 낭비를 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명은 그 적용범위가 광범위하게 적용될 수 있어서 산업상 매우 유용한 발명이라 할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대해 설명하였지만, 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

전기기기가 작동될 때 전선(1)에서 발생되는 자기장을 검출하여 유도전류를 발생시키는 전원공급부(10);

상기 전원공급부(10)로부터 발생되는 AC전류를 DC전류로 변환시키는 정류부(20);

상기 정류부(20)에서 정류된 DC전류를 충전하고 평활전류를 방출하는 충방전부(C1);

상기 충방전부(C1)에서 방출되는 전류를 적정전류로 제어하는 전류제어부;

상기 전류제어부의 전압특성을 조절하는 특성조절부(R1);

상기 전류제어부에서 제어된 적정전류에 의해 동작되며, 상기 충방전부(C1)에서 전류가 방출되는 동안 상기 전기기기의 작동상태를 표시하는 표시부(60);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 표시 장치.
전기기기가 작동될 때 전선(1)의 외부에 흐르는 자기장을 검출하여 유도전류를 발생시키는 전원공급부(10);

상기 전원공급부(10)로부터 발생되는 AC전류를 DC전류로 변환시키는 정류부(20);

상기 정류부(20)에서 정류된 DC전류를 충전하여 평활전류를 방전하는 평활부(30);

상기 평활부(30)에서 방출되는 전류에 따라 동작되는 스위칭부;

상기 스위칭부에 의해 상기 DC전류를 적정전류로 제어하는 전류제어부;

상기 DC전류를 스위칭부로 전환하거나 스위칭부로 경유하지 않고 직접 상기 전류제어부에 인가되도록 전환시키는 체인지스위치(50);

상기 전류제어부의 전압특성을 조절하는 특성조절부(R1);

상기 전류제어부에서 제어된 적정전류에 의해 동작되며, 상기 평활부(30)에서 전류가 방출되는 동안 상기 전기기기의 작동상태를 표시하는 표시부(60);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 표시 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 전원공급부(10)는

상기 전기기기에 연결된 전선(1)에서 발생되는 자기장을 검출하여 유도전류를 발생시키는 전류검출기 인 것을 특징으로 하는 전원 공급 표시 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 표시부(60)는

램프(61) 및 부저(63)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 표시 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 램프(61) 및 상기 부저(63)가 각각 또는 상기 램프(61) 및 부저(63)가 동시에 작동되도록 전원을 연결 및 차단시키는 절환스위치(65)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 표시 장치.