WO2012165863A2

WO2012165863A2 - 대기전력 차단장치 및 그 방법

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Publication number: WO2012165863A2
Application number: PCT/KR2012/004272
Authority: WO
Inventors: 황병준; 최지원
Original assignee: Hwang Byeong Jun; Choi Ji Won
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2012-12-06
Also published as: WO2012165863A3

Abstract

본 발명은 콘센트에 접속된 외부기기가 사용되고 있지 않을 때 대기전력을 차단하여 불필요한 전력소모를 방지할 수 있도록 하는 대기전력 차단장치에 관한 것이다. 이를 실현하기 위한 본 발명은, 상용 전원라인에 연결되고 전원플러그를 통해 접속되는 외부 전기기기에 전원을 공급할 수 있는 하나 이상의 접속구가 구비된 콘센트; 상기 상용 전원라인에 연결되어 상용전원의 통전을 제어하는 스위칭부; 상기 상용 전원라인에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출센서; 각종 전기기기의 전력소비패턴이 기준 전력소비패턴으로서 롬에 프로그램형태로 저장되고, 상기 전류검출센서에서 전류신호가 검출되면 검출되는 전류신호를 패턴화한 후 상기 기준 전력소비패턴과 비교하여 상기 스위칭부의 동작을 제어하도록 마이크로 컨트롤러로 이루어진 제어부; 상기 상용 전원라인에 연결되어 상기 콘센트의 접속구에 전기기기가 연결되어 있는지 여부를 감지하는 부하감지부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

대기전력 차단장치 및 그 방법

본 발명은 일반가정 및 산업분야 등에서 대기전력을 절감할 수 있는 지능형 대기전력 차단장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전원 플러그를 접속하여 전원을 공급할 수 있도록 된 벽면 콘센트, 바닥 콘센트 또는 멀티 탭 등과 같은 전원 접속기(이하 '콘센트'라고 함)에 설치되어 전원 플러그를 통해 연결되는 외부의 전기기기가 사용되고 있지 않을 때 외부의 전기기기에 불필요하게 공급되는 대기전력을 차단할 수 있도록 하는 대기전력 차단장치 및 그 방법에 관한 것이다.

우리가 살아가는데 필요한 필수 에너지이자 가장 편리한 에너지인 전기는 그 소비가 해마다 급증하고 있어 발전 설비를 계속해서 늘려나가야 하는 실정에 있다.

전력생산을 위하여 화석연료(석유, 석탄, 천연가스)의 사용비중이 높은데, 화석연료의 연소시 이산화탄소 등 각종 오염가스를 다량으로 배출하여 지구의 온도가 올라가는 온난화 문제가 심각하게 대두되고 있다.

그러므로 발전설비를 늘려 발전량을 늘리는 것도 필요하겠지만, 불필요한 전력소비를 줄이는 것도 그 이상으로 중요하다. 이를 위해 각 기업체에서는 에너지를 최소화할 수 있는 가전용품 또는 산업내 전자제품(이하 '전기기기'라 함)을 만들기 위해 수많은 예산을 투입하고 있다.

전기기기들은 통상 전기기기에 연결된 전원 플러그를 콘센트에 접속하여 전원을 공급받도록 이루어져 있다. 콘센트는 보통 1 내지 3개의 접속구를 구비하고 있고, 용도에 따라 그 이상의 접속구를 구비하고 있는 것도 있다. 각 접속구는 전원에 병렬로 연결되어 있어서 접속구에 연결되는 전원 플러그 측에 각각 전원을 공급할 수 있도록 이루어져 있다.

그러나 종래의 콘센트는 단지 콘센트에 연결되는 플러그를 통해 전원측과 전기기기간에 전기적인 회로만을 연결시켜 줄뿐이어서 전기기기가 작동을 하지 않고 그냥 콘센트에 연결된 상태에서는 소위 대기전력이라고 하는 불필요한 전력소모가 발생하며, 이를 개선하기 위한 제안된 종래의 대기전력 자동 차단장치는 아래아 같은 불편한 점을 가지고 있다.

첫째, 사용자가 콘센트에 전기기기의 전원플러그를 접속하여 전원을 사용하기 위해서는 기본적으로 플래시 개념의 메모리에 직접 학습을 해주어야 한다. 사용자는 이 점이 불편하여 콘센트에 구비되어 있는 상시/대기전력 모드 스위치를 상시모드로 놓고 사용하는 경우가 많다.

둘째, 대기전력 자동 차단장치에서 학습의 기능은 가전제품의 전원 턴온, 사용, 턴오프의 절차를 거쳐 사용하도록 되어 있다. 그러나 예를 들어 콘센트에 충전 배터리를 접속하는 경우 방전된 조건과 부분 충전되어 있는 조건과 전원이 완전하게 충전되어 있는 조건이 존재하므로 학습시 장시간을 학습하여야 하는 어려움이 있다. 즉 메모리 학습방법시 예외적인 부분에 대하여 실제 학습한 부분과 사용하는 부분에서 차이가 발생하게 되어 소비자의 사용에 어려움이 있다.

셋째, 대기전력 차단 콘센트에 특정 제품을 접속하여 사용하다가 사용자의 필요에 따라 다른 제품을 사용하기 위하여 플러그를 빼고 다른 제품을 접속하여 사용하게 되면 불가피하게 재학습하여야 한다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

(특허문헌 1) 공개특허공보 제10-2011-0050436(2011.05.13)

상기 특허문헌에는 전력모듈회로의 전류측정시스템의 출력전력레벨신호를 제어회로에 전달하고 이에 따라 전력출력을 연결하는 대기전력 차단방법에 대한 기술이 개시되어 있으나, 상기 문헌에 기재된 발명은 출력구에 연결되는 전기기기의 전력소비패턴을 학습하여 대기전력 여부를 판단하기 위한 기준조건으로 저장하여 놓은 다음에, 출력구에 연결되는 전기기기의 전력소비패턴을 분석하여 상기 기준조건을 만족하는 경우에 해당 출력구로부터의 전원출력을 차단하도록 이루어져 있으므로 앞서 설명된 바와 같은 불편함을 가지고 있다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 발명한 것으로, 전기기기가 콘센트의 접속구에 연결되어 있는지, 전원 사용중에 있는지 여부를 판단함에 있어 학습기능을 배제하고 각종 전기기기의 논리적인 전력소비패턴을 제어부로 채용되는 마이크로 콘트롤러의 롬영역에 프로그램형태로 저장하여 신속하게 대기전력여부를 판단할 수 있고, 정전후 통전될 때 즉시 대기전력을 판단하여 전기기기로의 통전 또는 차단을 제어할 수 있도록 된 대기전력 차단장치 및 그 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대기전력 차단장치는,

상용 전원라인에 연결되고 전원플러그를 통해 접속되는 외부 전기기기에 전원을 공급할 수 있는 하나 이상의 접속구가 구비된 콘센트; 상기 상용 전원라인에 연결되어 상용전원의 통전을 제어하는 스위칭부; 상기 상용 전원라인에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출센서; 각종 전기기기의 전력소비패턴이 기준 전력소비패턴으로서 롬에 프로그램형태로 저장되고, 상기 전류검출센서에서 전류신호가 검출되면 검출되는 전류신호를 패턴화한 후 상기 기준 전력소비패턴과 비교하여 상기 스위칭부의 동작을 제어하도록 마이크로 컨트롤러로 이루어진 제어부; 상기 상용 전원라인에 연결되어 상기 콘센트의 접속구에 전기기기가 연결되어 있는지 여부를 감지하는 부하감지부;를 포함하여 이루어져 있다.

상기 스위칭부에는 스위치소자로서 구비되는 릴레이가 주전원라인에 연결되어 주전원을 스위칭하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 릴레이는 릴레이스위치가 2개 구비되어 주전원라인에 병렬로 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 스위칭부에 구비되는 스위치소자와 병렬로 포토커플러의 포토다이오드가 연결되고, 상기 포토 다이오드의 애노드는 AC입력부에 연결되는 한편 캐소드는 AC출력부에 연결되어, AC출력부에 부하가 연결되는 초기에 포토 다이오드가 교류전원에 동기되어 주기적으로 발생되는 구형파 신호를 추출하여 부하감지신호로서 제어부로 전송하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 AC입력부와 상기 포토 다이오드의 애노드 사이에는 캐패시터가 연결되어, AC출력부에 부하가 연결되는 초기에 캐패시터의 충방전 동작으로 포토커플러에서 구형파 신호가 교번 출력되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제어부에는 주전원라인 또는 릴레이의 온도를 감지하는 온도감지부가 추가로 연결되어 감지온도가 기준 온도보다 높은 경우에는 상기 주전원부의 통전을 차단하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 대기전력 차단모드인 자동 모드와 상시전력 공급모드인 수동 모드를 구비하여, 자동/수동 선택스위치의 선택에 따른 모드로 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부에는 RF수신부가 연결되는 한편, 가전기기 리모콘의 적외선 리모콘신호를 수신하는 적외선 리모콘신호 수신부와 상기 적외선 리모콘신호 수신부에서 수신한 적외선 리모콘신호를 RF신호로 변환하는 IR-RF 신호변환부 및 상기 변환된 RF신호를 송출하는 RF송신부를 구비하는 대기전력 차단장치 제어용 리모콘이 별도로 구비되어, 가전기기 리모콘을 이용하여 상기 대기전력 차단장치 제어용 리모콘을 제어하여 대기전력 차단장치의 전원을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 대기전력 차단방법은,

주전원부에 부하가 연결되어 있는지 여부를 판단하는 단계; 부하 연결 판단단계에서 부하가 연결되어 있는 것으로 판단되면 주전원부를 통전시켜 부하로 주전원을 공급하는 단계; 부하로 흐르는 전류량을 감지하여 부하의 전력소비패턴을 감지하여 사전에 저장해 놓은 기준 전력소비패턴과 비교하는 단계; 상기 전력소비패턴 비교단계에서 일치되는 기준 전력소비패턴이 없으면 지속적으로 주전원부를 통전시켜 부하로 전원을 공급하는 한편, 일치되는 기준 전력소비패턴이 있으면 부하가 전력을 사용하고 있는지 또는 대기전력 상태인지 여부를 판단하는 단계; 상기 대기전력 상태인지 여부의 판단단계에서 대기전력 상태가 아니면 계속 주전원부를 통전시켜 전원을 공급하는 한편, 대기전력 상태인 것으로 판단되면 주전원부의 스위칭을 오프시켜 부하로의 전원공급을 차단하는 단계;로 이루어져 있다.

아울러, 상기 대기전력 상태인지 여부의 판단단계에서 대기전력 상태로 판단되는 경우에 부하의 대기전력이 본 대기전력 차단장치의 소모전력보다 작은 전기기기로 판단되는 경우 대기전력을 차단하지 않고 상시전원을 공급하는 단계가 추가된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은 첫째, 대기전력을 차단할 기기의 전력소비 패턴을 학습시켜야 하고, 특히 학습시켰던 제품의 플러그를 뽑았다가 다시 접속하는 경우 재학습시켜야 하는 등 학습에 따른 불편함을 해소하여 대기전력 자동 차단장치의 사용률을 높여 에너지 절약률을 높일 수 있다.

둘째, 대기전력 차단장치의 작동을 RF 리모콘으로 무선제어함과 아울러, RF 리모콘에 적외선 수신기능을 부가하여 가전기기 제어용 적외선 리모콘으로 대기전력 차단장치 제어용 RF 리모콘을 무선제어하여 대기전력 차단장치의 작동을 제어하고, 특히 대기전력 차단장치를 RF신호로 제어함으로써 대기전력 차단장치가 은폐되어 있는 경우에도 제어가 가능하다.

셋째, 주전원라인의 온도를 감지하여 기준온도를 초과하는 경우 주전원의 통전을 차단함으로써 누전 또는 써지 등에 의한 과도한 전류의 흐름을 방지할 수 있고 이에 따른 화재위험을 해소할 수 있다.

넷째, 상기의 보편적인 기술을 포함하여 대기전력을 자동으로 차단하는 본 발명은 다양한 예외처리를 통하여 더욱 바람직하다.

다섯째, 전기기기의 연결여부와 전류흐름의 패턴을 감지하여 대기전력을 자동으로 차단하거나 상시전력을 공급함으로써 사용상 편리한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 개략적 구성도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대기전력 차단부의 상세구성도,

도 3a ~ 도 3e는 통상 가정에서 많이 사용되는 전기기기들의 시간당 소비전력을 그래프화한 전력소비패턴으로서, 본 발명에 따른 제어부의 롬영역에 프로그램화 저장되는 기준 전력소비패턴,

도 4a 및 도 4b는 전력소비패턴이 대기전력상태가 아닌 예외적인 경우로 판단하는 기준 전력소비패턴을 나타내는 도면,

도 5는 본 발명에 따른 대기전력 차단장치에 적용되는 리모콘 시스템의 구성도,

도 6은 본 발명에 따른 대기전력 차단장치의 제어방법을 설명하는 흐름도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 개략적 구성도를 나타낸다.

본 발명에 따른 대기전력 차단부(10)는 주전원부(20)에 전기기기가 연결되어 있는지 여부와 주전원부(20)에 연결된 전기기기가 대기상태로 작동중인지 여부를 감지하여 대기전력을 사용하고 있는 경우로 판단되면 주전원부(20)의 출력전원을 차단하여 대기전력을 차단하도록 되어 있다.

여기서 주전원부(20)는 건물의 벽면이나 바닥에 설치되는 콘센트나, 그러한 콘센트에 연결하여 사용하는 멀티탭에 해당되는 것으로, AC전원이 입력되는 AC입력부(21)와 AC전원을 외부로 공급하기 위한 접속구가 구비되어 있는 AC출력부(22)로 구성된다. AC출력부(22)에 구비되는 접속구는 외부에 연결될 전기기기의 플러그를 꽂아서 전기적으로 연결하도록 된 것으로, 하나 이상의 접속구로 구성될 수 있는 것이며, 상기 접속구에는 전기기기는 컴퓨터, 냉장고, 충전기 등 다양한 전기기기들이 연결될 수 있다.

대기전력 차단부(10)는 대기전력 차단부(10)를 구성하는 구성요소들의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(11)와, 상기 제어부(11)의 제어신호에 의거 주전원부(20)의 전원을 통전 또는 차단하는 스위칭부(12), 주전원부(20)에 부하 즉 전기기기가 연결되어 있는지 여부를 감지하는 부하연결감지부(13), 주전원부(20)에 흐르는 전류량을 감지하는 전류감지부(14), 그리고 주전원부(20)의 전원을 대기전력 차단부(10)의 구동에 필요한 전원으로 변환하여 공급하는 전원부(15)를 포함하여 이루어져 있다.

또한, 상기 스위칭부(12)에는 사용자에 의거 본 발명에 따른 대기전력 차단장치를 자동 모드(A)로 동작시킬지 혹은 수동 모드(M)로 동작시킬지 여부를 선택하는 자동/수동 선택스위치(12c)가 구비되어 있다.

아울러, 상기 제어부(11)에는 주전원부(20)의 주전원라인(L1)(L2)이나 스위칭부(12)의 릴레이(12a)에 인접되게 설치되는 온도감지부(16)가 추가로 연결되어 주전원라인 주변의 온도를 감지함으로써 주전원라인에 과도한 전류가 흘러 화재위험이 있을 때 주전원부(20)의 전원을 차단하도록 제어할 수 있다.

또, 상기 제어부(11)에는 사용자가 리모콘으로 송출하는 원격제어신호를 수신할 수 있는 리모콘수신부(17)가 연결됨으로써 원격지에서 대기전력 차단장치를 제어하여 상시전원이 공급되는 모드로 제어하거나 대기전력을 차단하는 모드로 제어할 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에서 대기전력 차단부(10)의 제어부(11)는 부하연결감지부(13)를 통해 수신된 신호에 의거 주전원부(20)에 전기기기가 연결된 것으로 판단하고 또한 전류감지부(14)를 통해 수신된 신호에 의거 상기 전기기기가 대기전력 상태인 것으로 판단하면 스위칭부(12)를 오프시켜 상기 전기기기에 공급되던 대기전력을 자동으로 차단하여 불필요한 전력소모를 방지할 수 있도록 되어 있다.

이때 상기 제어부(11)에서 상기 전기기기가 대기전력 상태인지 여부를 판단하는 방법은 제어부(11) 내에 구비되는 롬 형태의 메모리에 각종 전기기기의 전력소비패턴을 분석하여 기준 전력소비패턴으로서 미리 저장하여 놓고 상기 전류감지부(14)에서 감지되는 전류신호를 패턴화 후 감지 전력소비패턴을 상기 기준 전력소비패턴과 비교하여 유사도에 따라 판단하도록 이루어져 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대기전력 차단부의 주요구성요소에 대한 상세구성도를 나타낸다.

주전원부(20)는 상용 AC전원이 입력되는 AC입력부(21)와 상기 상용 AC전원을 주전원부(20)에 연결되는 전기기기로 출력하는 AC출력부(22)로 구성되어 있다. AC입력부(21)와 AC출력부(22) 사이에는 한쌍의 주전원라인(L1)(L2)으로 연결되어 있는데, 하나의 주전원라인(L1)은 릴레이(12a)를 매개로 연결되어 있는 한편 다른 주전원라인(L2)은 직접 연결되어 있다.

제어부(11)는 예컨대 저장수단이 구비된 원칩 마이크로 컨트롤러로 이루어질 수 있다. 특히 상기 저장수단으로는 램뿐만 아니라 롬도 구비하고 있는 것이어서, 대기전력 차단장치의 전반적인 동작을 제어하는 프로그램뿐만 아니라 대기전력 차단장치에 연결되는 전기기기들이 대기전력 상태인지 여부를 판단하기 위해 사용할 기준 전력소비패턴들이 제어 프로그램과 함께 하나의 프로그램 형태로 상기 롬에 저장되어 있다.

도 3a ~ 도 3e는 통상 가정에서 많이 사용되는 전기기기들의 시간당 소비전력을 그래프화한 전력소비패턴들로서, 이러한 전력소비패턴들은 기준 전력소비패턴으로서 프로그램화 되어 제어부(11)의 롬영역에 저장된다. 또한, 도시된 기준 전력소비패턴의 예는 이해를 돕기 위하여 제어부(11)에 저장되어 있는 일부 전기기기의 전력소비패턴 예만 도시한 것으로, 제어부(11)에 저장되는 기준 전력소비패턴은 가급적 각종 전기기기들에 대하여 저장하는 것이 바람직하다.

도 3a는 일례로써 배터리 충전기의 전력소비패턴을 나타내는 것으로, 소비전력이 초기에 급격히 상승하여 일정시간 지속되다가 충전이 완료되면 소정 레벨의 전력 이하로 떨어져 지속되는 패턴을 나타내므로, 제어부(11)는 소정 전력 이하로 떨어져 지속되는 시점이 대기전력 상태인 것으로 판단하여 주전원부(20)의 공급전력을 차단하도록 제어한다. 다른 전력소비패펀 예로써 도 3b는 에어컨의 전력소비패턴을 나타내는 도면이고, 도 3c는 TV 및 오디오의 전력소비패턴을 나타내는 도면으로서, 배터리 충전기와 마찬가지로 전력사용중에는 각각 고유의 전력소비패턴을 나타내다가 사용이 중지되면 소정 레벨의 전력 이하로 떨어져 지속되는 패턴을 나타내며, 제어부(11)는 이 시점을 대기전력 상태인 것으로 판단하여 주전원부(20)의 공급전력을 차단하도록 제어한다. 도 3d는 냉장고의 전력소비패턴을 나타내는 도면으로서, 냉장고는 컴프레셔가 작동중일 때 고전력의 전력소비패턴을 나타내다가 컴프레셔의 작동이 중지되면 저전력의 전력소비패턴을 나타내지만, 냉장고는 상시 작동되어야 하므로 저전력의 소비가 지속적으로 이루어지고 있다고 하더라도 이를 대기전력 상태로 판단하지 않고 지속적으로 전원이 공급될 수 있도록 제어한다. 냉장고와 유사한 전력소비패턴을 나타내는 전기기기로는 냉온수기 및 정수기 도 있다.

도 3e는 면도기, 휴대폰 충전기와 같이 충전중에 어느 정도 충전되어 있던 전력을 사용하면서 그 기기를 사용하는 제품의 전력소비패턴을 나타내는 도면으로서, A시점은 배터리 충전중 사용상태, B시점은 배터리 충전 상태, C시점은 사용후 배터리 충전상태, D시점은 대기전력 상태를 각각 나타내며, 제어부(11)는 D시점에서 주전원부(20)의 공급전력을 차단하도록 제어한다.

도 4a 및 도 4b는 감지된 전력소비패턴이 대기전력상태가 아닌 예외적인 경우로 판단하는 전력소비패턴을 나타내는 도면이다. 도 4a는 SMPS회로를 전원회로로 채택하고 있지 않은 전기기기의 전력소비패턴을 나타내는 도면으로, 사용중에 소정 전력을 소비하다가 급격히 제로 전위로 떨어지더라도 대기전력으로 판단하지 않고 상시전력이 공급될 수 있도록 제어하는 전기기기의 전력소비패턴 예이다. 또한, 도 4b는 전기기기의 대기전력이 본 발명에 따른 대기전력 차단장치의 대기전력보다 낮은 경우의 전력소비패턴 예로써, 이러한 패턴을 나타내는 전기기기의 경우 전력소비패턴이 대기전력 차단에 해당하는 패턴을 나타내더라도 상시전원이 공급되도록 제어한다.

이와 같이 기준 전력소비패턴들이 원칩 마이크로 컨트롤러의 롬영역에 프로그램화되어 저장되어 있으므로 대기전력 차단장치에 연결되는 전기기기들의 전력소비패턴들을 학습할 필요가 없고, 더욱이 대기전력 차단장치의 사용중에 정전이 발생하더라 재학습할 필요가 없어 사용상 번거로움이 적다.

스위칭부(12)는 제어부(11)의 제어신호에 의거 주전원부(20)의 전원출력을 통전하거나 차단하는 역할을 하는 것으로, 예컨대 주전원부(20)의 주전원라인(L1)에 릴레이(12a)가 연결되고 제어부(11)와 릴레이(12a) 사이에 릴리이구동부(12b)가 연결되어 구성되어 있다. 상기 릴레이(12a)는 릴레이코일과 릴레이스위치로 구성되는 것으로, 본 실시예에서는 예컨대 2개의 릴레이스위치(RY1)(RY2)가 구비되어 병렬로 연결되어 있는데, 이는 릴레이스위치를 통해 흐르는 전류량과 릴레이스위치의 허용전류를 고려하고 또한 2개의 릴레이스위치중에서 한개의 릴레이스위치가 고장나더라도 일반적인 전원에 대하여는 정상적으로 작동될 수 있도록 하기 위함이다.

그러나 상기 스위칭부(12)의 구성은 릴레이를 이용한 구성에 한정되는 것은 아니고 스위칭부(12)의 고유기능을 수행할 수 있는 구성이라면 다른 소자를 이용하여 구성할 수도 있다. 또한 상기 스위칭부(12)에는 자동/수동 선택스위치(12c)가 추가로 구성될 수 있다. 상기 자동/수동 선택스위치(12c)는 사용자가 자동 모드를 선택한 경우에는 제어부(11)가 본 발명에 따른 대기전력 차단장치를 대기전력 차단모드로 제어하도록 하는 한편 사용자가 수동 모드를 선택한 경우에는 제어부(11)가 본 발명에 따른 대기전력 차단장치를 상시전력 공급모드로 제어하도록 하는 역할을 한다.

또한, 상기 제어부(11)의 릴레이(12a) 제어라인에는 표시소자(LED)가 연결되어 전원(V1)에 연결되어 있다. 상기 표시소자(LED)는 릴레이(12a)가 구동될 때 즉 부하가 연결되어 주전원라인(L1)(L2)이 통전될 때 점등되어 사용자에게 알려준다.

부하감지부(13)는 변환부(13a)와 정형부(13b)로 이루어져 있으며, 주전원부(20)의 AC출력부(22)에 전기기기가 연결되었는지 여부를 감지하여 제어부(11)로 입력하는 역할을 한다.

AC출력부(22)에 전기기기가 연결되지 않은 무부하 상태인 경우에는 변환부(13a)에 있는 포토커플러(PC)의 입력측에 구비된 포토 다이오드에 전류가 흐르지 않으므로 포토커플러(PC)의 출력측에 구비된 포토 트랜지스터는 턴오프상태가 된다. 이어, 정형부(13b)에 있는 트랜지스터(TR)는 그 베이스에 저항(R4)을 통해 전압(V1)이 바이어스전압으로 인가되어 턴온됨으로써 제어부(11)측으로는 로우레벨의 신호를 입력하게 된다. 이에 따라 제어부(11)에서는 부하감지부(13)로부터 로우레벨의 신호가 입력되는 것으로 판단되면 주전원부(20)의 AC출력부(22)에 전기기기가 연결되어 있지 않은 것으로 판단하고 스위칭부(12)의 릴레이(12a)를 오프상태로 유지시켜 주전원부(20)의 전원공급을 차단한다.

이와는 달리, AC출력부(22)에 전기기기가 연결되어 있는 경우에는 부하감지부(13)를 구성하는 변환부(13a)의 입력단에는 AC전원이 인가되고, 상기 AC전원은 캐패시터(C1)를 거쳐 저항(R1)측과 저항(R2)(R3) 및 포토커플러(PC)의 포토다이오드측으로 분류되어 부하인 전기기기측으로 흐르게 된다. 이때 포토커플러(PC)에서는 정극성 전압이 인가될 때만 포토 다이오드에 전류가 흘러 포토 트랜지스터를 턴온시키고 부극성 전압이 인가될 때에는 포토 다이오드에 전류가 흐르지 못하여 포토 트랜지스터를 턴오프시킨다. 이와 같이 부하가 연결되어 있을 때에는 포토커플러가 AC전원의 주파수 사이클에 대응하여 턴온과 턴오프를 반복하게 된다. 이에 따라 정형부(13b)에서는 포토커플러(PC)가 턴온되었을 때 트랜지스터(TR)의 베이스로 로우레벨의 전압이 인가되어 트랜지스터(TR)가 턴오프됨으로써 전압(V1)이 저항(R6)을 통해 제어부(11)에 하이레벨의 신호로 입력되는 한편, 포토커플러(PC)가 턴오프되었을 때 트랜지스터(TR)의 베이스로 하이레벨의 전압이 인가되어 트랜지스터(TR)가 턴온됨으로써 접지전압이 제어부(11)에 로우레벨의 신호로 입력된다. 이와 같이 부하가 연결되어 있을 때 부하감지부(13)에서 제어부(11)로는 AC전원의 주기에 대응하여 턴온과 턴오프를 반복하는 구형파 신호가 입력되며, 이를 통해 제어부(11)는 AC출력부(22)에 전기기기가 연결된 것으로 판단하게 된다.

전류감지부(14)는 하나의 주전원라인(L1)에 흐르는 전류량을 감지하여 제어부(11)에 입력함으로써 이를 기초로 제어부(11)로 하여금 AC출력부(22)에 연결된 전기기기가 대기전력 상태인지 여부를 판단할 수 있게 한다. 이를 위한 구현예로서, 주전원라인(L1)에 흐르는 전류량은 도시된 예에서와 같이 전류센서(CT)와 브릿지다이오드(BD) 및 콘덴서(C4)로 이루어지는 검출부(14a)에서 감지할 수 있으며, 기타 홀소자를 이용하여 검출할 수도 있다.

상기 전류센서(CT)에서 검출된 전류신호는 브릿지다이오드(BD)와 콘덴서(C4)에 의해 정류되고 증폭부(14b)에 의해 소정레벨의 전압으로 증폭된 후 제어부(11)에 입력되도록 이루어져 있다. 증폭부(14b)는 연산증폭기(OP)를 이용하여 구성할 수 있으며, 증폭부(14b)는 당해 분야의 통상의 기술자가 필요에 따라 다양하게 구성할 수 있는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

온도감지부(16)는 주전원라인(L1)(L2) 주변의 온도를 감지하여 제어부(11)로 입력하도록 이루어진 것으로, 제어부(11)에서는 상기 감지온도를 기초로 주전원라인이 화재가 발생될 정도로 과열된 것으로 판단되면 주전원부(20)의 전원을 차단하도록 이루어져 있는데, 본실시예에서는 화재가능성이 있는 온도로 대략 75 ℃를 기준온도로 설정하여 판단하도록 이루어져 있다. 온도감지부(16)는 열전대 또는 측온저항체 등을 이용하여 구현할 수 있다.

리모콘수신부(17)는 사용자가 리모콘으로 송출하는 원격제어신호를 수신하여 제어부(11)에 입력하는 장치로서, 제어부(11)는 상기 원격제어신호에 의거 대기전력 차단장치를 상시전원이 공급되는 모드로 제어하거나 대기전력을 차단하는 모드로 제어할 수 있도록 되어 있다.

통상, 대다수 전기기기에서 적외선통신을 원격제어수단으로 이용하고 있으나, 적외선통신은 통달거리가 수 미터 정도로 짧고 장애물 통과능력이 없어 송신부와 수신부가 서로 마주보는 상태에서만 전송이 가능한 수단이다. 그러나 대기전력 차단장치는 대개 벽이나 바닥에 위치하게 되고 그 주변은 장애물에 의해 가려지는 경우가 많아 적외선 통신을 원격제어수단으로 이용하는 경우 설치지역에 제약을 받게 된다.

따라서 본 발명에 따른 대기전력 차단장치에 구비된 리모콘수신부(17)는 도 5에 도시된 바와 같이 원격제어신호를 유선으로 수신하기 위한 리모콘 유선수신부(17a)와 무선으로 수신하기 위한 리모콘 무선수신부(17b)를 하나 이상 포함할 수 있다. 특히 리모콘 무선수신부(17b)는 적외선 신호 수신수단과 RF신호 수신수단을 구비하도록 구성할 수 있다.

RF신호 수신수단은 방향성이 뛰어나므로 상기 리모콘 무선수신부(17b)에 RF신호 수신수단을 구비하면 대기전력 차단장치와 리모콘 사이에 장애물이 존재한다고 하더라도 대기전력 차단장치를 RF 리모콘(30)으로 원격제어가 가능하게 된다.

이를 위해 상기 RF 리모콘(30)은 적외선 신호 수신수단(31)과 적외선 신호를 RF신호로 변환하는 신호변환수단(32), 상기 신호변환수단(32)에서 변환된 RF신호를 처리하여 RF송신부(34)로 출력하는 RF리모콘 제어부(33), 그리고 상기 RF리모콘 제어부(33)에서 처리된 RF 리모콘 신호를 외부로 송출하는 RF송신부(34)로 구성한다. 또한, 적외선 통신을 이용하여 상기 RF 리모콘(30)에 원격제어신호를 송신하는 적외선 리모콘(40)을 구비할 수 있다.

상기 적외선 리모콘(40)은 대기전력 차단장치의 리모콘 수신부(17)로 직접 원격제어신호를 송신할 수도 있지만, 상기 RF 리모콘(30)으로 원격제어신호를 송신하면 상기 RF 리모콘(30)이 수신된 적외선 신호를 RF신호로 변환하여 리모콘 수신부(17)로 송신하도록 할 수 있다.

이는 대기전력 차단용 리모콘은 RF 리모콘(30)으로 구성하고 가전기기 전용 리모콘을 적외선 리모콘(40)으로 활용하여, 가전기기 전용 리모콘으로 본 발명에 따른 대기전력 차단장치를 제어할 수 있도록 하기 위한 것으로, 상기 적외선 신호 수신수단이 구비된 RF 리모콘(30)에 가전기기 전용 리모콘의 전원제어신호를 한번 학습시켜 놓으면 가전기기 전용 리모콘으로 그 가전기기와 함께 본 발명에 따른 대기전력 차단장치도 함께 제어할 수 있게 된다. 이를 통해 적외선 통신수단이 갖는 방향성 문제를 해결하고 가전기기와 대기전력 차단장치를 동시에 제어할 수 있는 편리성을 갖출 수 있다.

다음에는 도 6에 의거 본 발명에 따른 대기전력 차단장치의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 제어부(11)는 스위칭부(12)에 있는 자동/수동 선택스위치(12c)의 선택상태가 자동모드인지 수동모드인지 여부를 판단하고, 수동모드로 선택되어 있는 경우에는 릴레이(12a)를 지속적으로 온상태로 접속시켜 주전원부(20)가 상시전원을 공급하도록 제어하는 한편, 자동모드로 선택되어 있는 경우에는 후술되는 바와 같이 부하(전기기기)의 접속여부와 전력소비패턴에 따른 대기전력 차단모드로 제어한다.

자동/수동 선택스위치(12c)가 자동모드 즉 대기전력 차단모드로 선택된 경우에는 제어부(11)는 먼저 부하감지부(13)를 모니터하여 AC출력부(22)에 전기기기가 연결되어 있는지 여부를 판단한다.

부하감지부(13)에서는 앞서 설명된 바와 같은 방법으로 AC출력부(22)에 전기기기가 연결되어 있는 경우와 연결되어 있지 않은 경우에 대해 서로 다른 파형의 감지신호를 제어부(11)로 출력한다.

제어부(11)에서는 AC출력부(22)에 전기기기가 연결되어 있지 않은 것으로 판단되면 초기 단계로 돌아가고, AC출력부(22)에 전기기기가 연결되어 있는 것으로 판단되면 릴레이(12a)를 온상태로 구동하여 AC입력부(21)와 AC출력부(22)를 통전시켜 전기기기에 전원을 공급한다.

이어, 전류감지부(14)는 AC입력부(21)로부터 AC출력부(22)를 통해 전기기기에 공급되는 전류량을 감지하여 제어부(11)로 전송하고, 제어부(11)에서는 수신되는 전류량을 통해 현재 연결되어 있는 전기기기의 전력소비패턴을 감지하여 롬영역에 사전에 저장해 놓은 기준 전력소비패턴과 비교하여 일치되는 기준 전력소비패턴을 찾아낸다.

이후, 제어부(11)는 감지된 전력소비패턴이 기준 전력소비패턴과 일치하지 않는 것으로 판단되면 릴레이(12a)를 계속 온상태로 접속시켜 AC출력부(22)를 통해 전원을 공급하고, 감지된 전력소비패턴이 기준 전력소비패턴과 일치하는 것으로 판단되면 대기전력 시점인지 여부를 판단한다.

제어부(11)에서는 현재 감지되는 전력소비패턴이 기준 전력소비패턴에서 대기전력 패턴과 일치될 때까지 릴레이(12a)를 계속 온상태로 접속시켜 전원을 공급하다가 대기전력 패턴과 일치되는 시점이 되면 릴레이(12a)를 오프상태로 구동하여 대기전력의 공급을 차단한다.

한편, 상기와 같은 대기전력 차단방법에 있어서 감지된 전력소비패턴과 기준 전력소비패턴을 비교하여 대기전력이라고 판단한 상태라고 하더라도 바로 릴레이(12a)를 오프시켜 대기전력을 차단하는 단계를 수행하지 않고, 현재 연결되어 있는 전기기기가 대기전력 차단장치보다도 낮은 대기전력을 갖는 제품인지 여부를 판단하여 제어하는 단계를 추가할 수 있다.

이는 본 발명에 따른 대기전력 차단장치도 비교적 적은 정도의 대기전력을 소모하고 있음에 비하여 SMPS회로를 구비하고 있지 않은 제품의 경우 전원스위치를 오프시키면 대기전력 차단장치의 대기전력보다도 적거나 아니면 거의 제로에 가까운 대기전력을 소비하기 때문에 이러한 제품의 경우 상시전원을 공급하도록 제어하기 위함이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 대기전력 차단장치는 대기전력으로 인한 전력 낭비를 줄일 수 있고, 전력의 공급 및 대기전력 차단을 자동적으로 수행함으로써 사용자가 대기전력을 차단하기 위한 별도의 조작을 하지 않게 되어 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.

[부호의 설명]

10 -- 대기전력 차단부, 11 -- 제어부,

12 -- 스위칭부, 12a -- 릴레이,

12b -- 릴레이구동부, 12c -- 자동/수동 선택스위치,

13 -- 부하연결감지부, 14 -- 전류감지부,

15 -- 전원부, 16 -- 온도감지부,

17 -- 리모콘수신부, 20 -- 주전원부,

21 -- AC입력부, 22 -- AC출력부,

L1,L2 -- 주전원라인.

Claims

상용 전원라인에 연결되고 전원플러그를 통해 접속되는 외부 전기기기에 전원을 공급할 수 있는 하나 이상의 접속구가 구비된 콘센트;

상기 상용 전원라인에 연결되어 상용전원의 통전을 제어하는 스위칭부;

상기 상용 전원라인에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출센서;

각종 전기기기의 전력소비패턴이 기준 전력소비패턴으로서 롬에 프로그램형태로 저장되고, 상기 전류검출센서에서 전류신호가 검출되면 검출되는 전류신호를 패턴화한 후 상기 기준 전력소비패턴과 비교하여 상기 스위칭부의 동작을 제어하도록 마이크로 컨트롤러로 이루어진 제어부;

상기 상용 전원라인에 연결되어 상기 콘센트의 접속구에 전기기기가 연결되어 있는지 여부를 감지하는 부하감지부;를 포함하여 이루어진 대기전력 차단장치.
제1항에 있어서, 상기 스위칭부에는 스위치소자로서 구비되는 릴레이가 주전원라인에 연결되어 주전원을 스위칭하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 대기전력 차단장치.
제2항에 있어서, 상기 릴레이는 릴레이스위치가 2개 구비되어 주전원라인에 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 대기전력 차단장치.
제2항에 있어서, 상기 스위칭부에 구비되는 스위치소자와 병렬로 포토커플러의 포토다이오드가 연결되고, 상기 포토 다이오드의 애노드는 AC입력부에 연결되는 한편 캐소드는 AC출력부에 연결되어, AC출력부에 부하가 연결되는 초기에 포토 다이오드가 교류전원에 동기되어 주기적으로 발생되는 구형파 신호를 추출하여 부하감지신호로서 제어부로 전송하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 대기전력 차단장치.
제4항에 있어서, 상기 AC입력부와 상기 포토 다이오드의 애노드 사이에는 캐패시터가 연결되어, AC출력부에 부하가 연결되는 초기에 캐패시터의 충방전 동작으로 포토커플러에서 구형파 신호가 교번 출력되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 대기전력 차단장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부에는 주전원라인 또는 릴레이의 온도를 감지하는 온도감지부가 추가로 연결되어 감지온도가 기준 온도보다 높은 경우에는 상기 주전원부의 통전을 차단하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 대기전력 차단장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 대기전력 차단모드인 자동 모드와 상시전력 공급모드인 수동 모드를 구비하여, 자동/수동 선택스위치의 선택에 따른 모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 대기전력 차단장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부에는 RF수신부가 연결되는 한편, 가전기기 리모콘의 적외선 리모콘신호를 수신하는 적외선 리모콘신호 수신부와 상기 적외선 리모콘신호 수신부에서 수신한 적외선 리모콘신호를 RF신호로 변환하는 IR-RF 신호변환부 및 상기 변환된 RF신호를 송출하는 RF송신부를 구비하는 대기전력 차단장치 제어용 리모콘이 별도로 구비되어, 가전기기 리모콘을 이용하여 상기 대기전력 차단장치 제어용 리모콘을 제어하여 대기전력 차단장치의 전원을 제어할 수 있도록 이루어진 대기전력 차단장치.
주전원부에 부하가 연결되어 있는지 여부를 판단하는 단계;

부하 연결 판단단계에서 부하가 연결되어 있는 것으로 판단되면 주전원부를 통전시켜 부하로 주전원을 공급하는 단계;

부하로 흐르는 전류량을 감지하여 부하의 전력소비패턴을 감지하여 사전에 저장해 놓은 기준 전력소비패턴과 비교하는 단계;

상기 전력소비패턴 비교단계에서 일치되는 기준 전력소비패턴이 없으면 지속적으로 주전원부를 통전시켜 부하로 전원을 공급하는 한편, 일치되는 기준 전력소비패턴이 있으면 부하가 전력을 사용하고 있는지 또는 대기전력 상태인지 여부를 판단하는 단계;

상기 대기전력 상태인지 여부의 판단단계에서 대기전력 상태가 아니면 계속 주전원부를 통전시켜 전원을 공급하는 한편, 대기전력 상태인 것으로 판단되면 주전원부의 스위칭을 오프시켜 부하로의 전원공급을 차단하는 단계;로 이루어져 대기전력을 차단하도록 하는 대기전력 차단방법.
제9항에 있어서, 상기 대기전력 상태인지 여부의 판단단계에서 대기전력 상태로 판단되는 경우에 부하의 대기전력이 본 대기전력 차단장치의 소모전력보다 작은 전기기기로 판단되는 경우 대기전력을 차단하지 않고 상시전원을 공급하는 단계가 추가된 것을 특징으로 하는 대기전력 차단방법.