WO2016068660A2 - 부하 팩터 보정 장치를 구비한 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치 - Google Patents

부하 팩터 보정 장치를 구비한 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치 Download PDF

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    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention continuously irradiates a semiconductor device with a synthetic wavelength ray in an infrared region passing through an optical filter, that is, an infrared ray (light) in a specific region, and visible light to a semiconductor device, thereby generating an optical energy wave emitted in the form of a square wave microcurrent.
  • the spin state and the vibration state of the electron which spins while increasing the wavelength of the electron inside the wire path through which the driving current for driving the load flows, that is, the electron which is a factor of energy loss
  • the power saving device using the optical energy by infrared composite wavelength to stabilize the power supply system to reduce the energy loss by mitigating the collision between the electrons by stabilizing the kinetic state of the Power-saving device also applicable to variable loads with varying load levels It is about.
  • FIG. 1 is a circuit diagram and a pulse waveform diagram of an inverter for converting DC power into AC power in a conventional power saving device, wherein the accumulated energy of the load is respectively increased in the first period of the half cycle in which the silist (1) (2) is triggered. (4) is returned to the power supply, and in the case of the preceding power factor, the diode (3) (4) is energized in the second half of the cycle and is called an inverse converter.
  • a device that induces a power saving effect by controlling the rotation speed by converting the frequency by using the inverse converter has been mainstream.
  • cycloconverter circuit which is a conventional frequency converter of an alternating current, which is used as a power converter that performs frequency conversion of an alternating current, but in the process of converting frequency, 3 and 5 harmonics are generated.
  • a problem that can not be used in the high pressure of 660V or more.
  • FIG. 3 is a series resonant circuit diagram using an electronic ballast using a series / parallel resonant inverter used in a conventional lamp.
  • the capacitor 5 and the inductor 6 constitute a series resonant circuit for stable lighting of a load lamp. (7) is for starting the load lamp.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a power factor improvement circuit capable of converting high-efficiency power during high frequency switching, which lowers the total high frequency distortion and operates the switching power supply as if it is a resistance load in the rectifier input stage.
  • the power factor improvement circuit sets the input current according to the input voltage to make the voltage / current ratio constant so that the power factor becomes 1, but when the voltage / current ratio is not constant, phase shift or high frequency distortion occurs to lower the power factor. .
  • the reactance of the input impedance of the power factor improving circuit causes a phase shift of the input current with respect to the input voltage, thereby lowering the power factor, and the harmonic distortion is a value representing the nonlinear degree of the input impedance of the power factor improving circuit. Therefore, the change in the input impedance as a function of the input voltage causes distortion of the input current and the power factor is reduced due to the distortion, so that the effect of electric power saving is weak.
  • Another power saving product for complex loads It is a 1/10 capacity transformer-type linear decompression device classified into primary voltage coil and secondary current coil wound on TOROIDAL CORE, and the voltage coil is wound by 5 steps of voltage adjustment. The ends of the voltage coil and the current coil are connected to each other in series so that the mutual induction reactor is designed to function as a series reactor so that the appropriate voltage and current can be controlled without deforming or damaging the AC power at all. It is a power-saving device that adopts a new concept of control means that greatly improves the economics and reliability by making it possible to control. However, this cannot be used for high capacity and high voltage as well. It is not suitable for precision machinery due to the distortion of waveform due to artificial control of the voltage. There was no decent power saving device.
  • energy loss in electric motors, heaters, or lighting which operate using electric energy
  • energy loss in conductor resistance to wires are caused by irregular movement of electrons by heat or vibration.
  • Fig. 5 the charge distribution in the plane is shown as a plane, and in Fig. 5, reference numeral 1 denotes electrons strongly bound to the positive charge of the atomic nucleus, and reference numeral 2 denotes a valence electron in the outermost orbit of the atom. Or free electrons, these free electrons 2 are not bound to any particular atom but move freely. According to the theory of electron gas, free electrons 2 in this metal collide with relatively heavy ions which are almost stationary and move continuously while changing their direction of movement. The distance is called the mean free path.
  • the energy obtained by the electrons from the electric field is transferred to the colliding ions when the electrons collide with the ions, which causes power consumption when the electrons move through the metal.
  • the flow of current is the movement of electrons, and countless electrons collide with each other during the movement of the electrons, and as a result, energy of the electrons disappears and is generated as heat.
  • the electrons When a photon with photo energy of a specific wavelength is injected into an electron forming current on a metal conductor, the electrons have a longer wavelength, stabilized spin motion or vibration, and can reduce collisions between the electrons.
  • the prior invention of the present invention has been conceived based on the fact that by eliminating the energy loss portion generated by the irregular movement, it is possible to form the stabilization of the electrical system and maximize the power saving efficiency.
  • the situation in which the wavelength of the X-ray ray (photon or photon) wave changes ( ⁇ -> ⁇ ') is explained based on Einstein's particle theory. Normally, the electrons of an atom occupy the position with the lowest energy possible. When the electrons are in this arrangement, the atom is said to be in the "groung state".
  • the atom is said to be in an excited state.
  • Photons can induce a transition between different energy levels of an electron. If a photon colliding with the electron has enough energy, the electron will absorb the energy from the photon and move to a higher level. On the other hand, the electrons in the excited state can fall to a lower energy level by colliding with photons.
  • the electrons which have already formed a flow of electric current by an electric field already applied to the power supply circuit, are supplied from the semiconductor element.
  • the vibration state can be stabilized as the wavelength becomes longer, and this electron motion stabilizing effect provides an important basis of the present invention.
  • the semiconductor element constituting the circuit board of the power saving device is irradiated with infrared composite wavelength optical energy between 780 nm and 900 nm during the substrate assembly process (see WO 03/015249 A1) or FIG. 10.
  • the optical energy emitted by the infrared composite wavelength of a specific wavelength band is irradiated, so that the electrons absorbing the photons are excited by the conduction band and the electrical state inside the crystal is also changed.
  • an optical wave of light emitted from a synthetic wave in an infrared region passing through an optical filter that is, a specific region of infrared rays (light) and visible light is emitted from the semiconductor element in the form of a square wave microcurrent from the load side.
  • the spin current and the vibration state of the electron which spins while increasing the wavelength of the electron inside the wire path through which the driving current for driving the load flows, that is, the motion of the electron which causes energy loss
  • the power saving device using the optical energy by infrared composite wavelength which stabilizes the state to reduce the energy loss by reducing the collision between the electrons to achieve the stabilization of the power supply system and maximize the power saving efficiency, when the load changes
  • the optical energy due to infrared composite wavelength is corrected by correcting the load factor. It is a technical problem to provide a means for controlling the level of the optical energy wave emitted in the form of square wave microcurrent to the power line connecting the power supply and the load from the power saving device.
  • the present invention as a means for solving the above technical problem
  • the power saving device including a semiconductor element for configuring a control unit of the power saving device connected in parallel to the transmission path connecting the AC power supply and the load, and conveys the optical energy from the infrared composite wavelength to the transmission path as an output square wave signal
  • a rectifying unit disposed between the AC power supply and an input terminal of the semiconductor element constituting the power saving device and rectified to a DC low voltage
  • a control unit including a circuit for applying a driving voltage of the direct current low voltage to the semiconductor device and the semiconductor device;
  • an oscillation limit unit disposed in a transfer circuit between the transmission line connecting the AC power supply and the load and the output terminal of the semiconductor element such that the output square wave matches the frequency of the AC power supply
  • a load factor correction circuit connected to the power saving device
  • a set of capacitors having a set number of capacities different from each other;
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • a load factor correction circuit including a MCU for transmitting a control signal to a relay switch of the capacitor conversion switch.
  • the present invention in a power saving device using optical energy due to infrared composite wavelength, when the load changes, the load factor is corrected, and a square wave is connected to a power line connecting the power supply and the load from the power saving device using optical energy according to the infrared composite wavelength.
  • FIG. 1 is a circuit diagram and a pulse waveform diagram of an inverter for converting DC power into AC power in a conventional power saver.
  • Fig. 2 is a circuit diagram of a conventional cycloconverter which converts frequency of AC power into a power converter.
  • FIG. 3 is a series resonance circuit diagram using an electronic ballast using a series / parallel resonance inverter used in a conventional lamp.
  • Figure 4 is a circuit diagram of a power factor improvement circuit capable of high efficiency power conversion in the conventional high frequency switching.
  • 5 is a plan view showing charge distribution in a metal.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a photoelectric effect.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the kinetic energy of photoelectrons and the frequency of incident light.
  • 8 and 9 are conceptual diagrams illustrating the Compton effect.
  • FIG. 10 is an embodiment of a circuit diagram of a power saving device to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 is another embodiment of a circuit diagram of a power saving device to which the present invention is applied.
  • Figure 13 is a state diagram connected to a three-phase power supply device to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 shows an embodiment of a circuit board constituting a power saving device in which a load factor correction device is provided according to the present invention
  • FIG. 15 is a schematic structural diagram of an embodiment of a circuit board constituting a power saving device with a load factor correction device according to the present invention.
  • 16 is a detailed block diagram of one embodiment of a circuit board constituting a power saving device having a load factor correction device according to the present invention.
  • 17 is a detailed block diagram of an embodiment of an alternating current three-wire circuit board configuring a load factor correction apparatus according to the present invention.
  • FIG. 18 is a detailed block diagram of an embodiment of an AC single-phase circuit board constituting a load factor correction apparatus according to the present invention.
  • the present invention constitutes a control unit of a power saving device connected in parallel to a transmission path connecting an AC power supply and a load, as illustrated in FIG. 14 presented as one embodiment among various power saving devices illustrated by the accompanying drawings.
  • a power saving device (100) including a semiconductor device (121) for conveying optical energy by infrared composite wavelength to the transmission path as an output square wave signal.
  • a rectifying unit 110 disposed between the input terminals to rectify the DC low voltage;
  • an oscillation limit unit 130 disposed in a transfer circuit between the transmission line connecting the AC power supply and the load and the output terminal of the semiconductor element 121 so that the output square wave matches the frequency of the AC power supply.
  • the load factor correction circuit 200 is connected to the power saving device 100 formed as shown in FIGS. 15 to 18.
  • the load factor correction circuit 200 is shown in the schematic structural diagram illustrated in FIG. 15,
  • a capacitor set 210 having a set number of different capacities (two sets are illustrated in FIG. 15 and three sets are illustrated in FIG. 16);
  • a condenser conversion switch (220) provided to connect one condenser set of the condenser set (210) between the oscillation limit unit (130) and a carrier circuit connection terminal (50);
  • the condenser conversion switch detects a change in the current value of the load by using a load current sensor 130a connected in parallel to a transmission path connecting an AC power supply and a load, and provides a capacity of a power saving device corresponding to the changed load current value. It is preferable to include the MCU 230 for transmitting a control signal to the relay switch of the condenser conversion switch 220 by determining whether to connect or disconnect the 220.
  • the load current sensor is preferably composed of a CT (Current Transformer) sensor.
  • the capacitor conversion switch 220 secures a diode pair, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), and a capacitor charging time provided as a full-wave rectifier circuit. And a resistor R1, a relay LY1, and a relay switch.
  • the resistor R1 connected in series with the IGBT may be a capacitor (Cr, Make Cs, Ct; C) have sufficient charging time.
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • an internal voltage such as an allowable voltage of 1200V or 1600V, which is formed to facilitate high power control.
  • FIG. 17 illustrating an embodiment in which the load factor correcting apparatus according to the present invention is implemented as an AC three-wire circuit board with respect to a three-phase AC power source, when the AC power source is a three-phase AC power source, respectively.
  • the capacitor set of is composed of three capacitors (Cr, Cs, Ct), the diode pair is provided with three pairs of diode pairs (D1: D2, D3: D4, D5: D6), and the three capacitors Each of (Cr, Cs, Ct) is preferably connected between the diode pairs D1: D2, D3: D4, and D5: D6 constituting the capacitor conversion switch.
  • stabilization resistors are connected in series between the connection point between the diode pair (D1: D2, D3: D4, D5: D6) and the three capacitors (Cr, Cs, Ct). More preferred.
  • the AC power source is a single phase AC power source.
  • the capacitor set is composed of one capacitor (C), the diode pair is provided with two pairs of diode pairs (D1: D3, D2: D4), and the capacitor (C) is a diode constituting the capacitor conversion switch. It is preferable to be connected between a pair of diode pair D1: D3 among a pair.
  • the stabilizing resistor R is connected in series between the connection point between the diode pairs D1 and D3 and the capacitor C.
  • the fuses Fr, Fs, and Ft may be installed in series with the capacitor so as to constitute a safety circuit in the AC three-wire circuit board or the AC two-wire circuit board illustrated and described above.
  • the power saving device having the configuration according to the preferred embodiment of the present invention described above, by detecting the current value of the load (Load) using the load current sensor 130a and transmits to the MCU 230 MCU ( In 230, the control signal is transmitted to the relay switch of the condenser conversion switch 220, so that the capacitor set 210 set on the circuit board is automatically configured for each capacity, so that the capacity change is changed to a heavy load. It is possible to effectively cope with the state of the load.
  • the power of the load is cut off, when the power supply is supplied to the power saving device, the power saving device continues to operate, but rather a power loss, but in the improved power saving device according to the present invention by the load current sensor 130a
  • the load power is cut off by detecting the load condition and the load current value becomes '0', it is preferable to configure the carrier circuit connection terminal 50 to be cut off through the MCU 230, and accordingly, power is supplied to the power saving device. Even if supplied, the power saving device cuts off power itself so that no power loss occurs.
  • the semiconductor device constituting the power saving device 100 to which the present invention is applied is a semiconductor device 121 for conveying optical energy by infrared composite wavelength to the transmission path as an output square wave signal, wherein the infrared composite wavelength
  • the light energy is, for example, a mid-infrared light source (e.g., a light source having a mid-infrared filter of a predetermined wavelength range selected within a range of 1,500 nm to 10 4 nm) and a near-infrared light source (e.g., a predetermined wavelength range selected within a range of 780 nm to 1,500 nm.
  • a mid-infrared light source e.g., a light source having a mid-infrared filter of a predetermined wavelength range selected within a range of 1,500 nm to 10 4 nm
  • a near-infrared light source e.g., a predetermined wavelength range selected within a range of 780 nm to
  • the semiconductor device 121 has a configuration in which the conveying of the square wave output that is generated due to such an energy transition phenomenon in the transmission path.
  • the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments, it will be practiced by those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and essential features thereof. It will be appreciated that the embodiments described above are merely exemplary and are not to be understood as limiting, and furthermore, the basic structure of the power saving device 100 to which the present invention is applied may be a rectifying part (shown in the exemplary drawings). The difference in the detailed drawing representations of the 110, the control unit 120, and the oscillation limit unit 130 is only to be different from the implementation or representational difference, and it should be understood that the basic functions have the same.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

본 발명은 광필터를 통과한 적외선 영역의 합성 파장 광선, 즉 특정한 영역의 적외선(빛)과 그리고 가시광선을 반도체 소자에 연속적으로 조사하여 이로부터 구형파 미세 전류의 형태로 방출되는 광에너지 파동을 전원으로부터 부하측에 연결되는 전선로에 공급함으로써, 부하를 구동시키는 구동 전류가 흘러가는 전선로 내부에서 전자의 파장이 길어지도록 하면서 스핀 운동을 하는 전자의 스핀 상태와 진동 상태, 즉 에너지 손실의 요인이 되는 전자의 운동 상태를 안정화시킴으로써 전자들 상호 간의 충돌을 완화하여 에너지 손실을 줄이도록 하여, 전력공급 시스템의 안정화를 달성하고 절전 효율을 극대화하는 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치에 있어서 부하가 변하는 경우에 그 부하 팩터를 보정하여 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치로부터 전원과 부하를 연결하는 전선로에 구형파 미세 전류의 형태로 방출되는 광에너지 파동의 레벨을 조절할 수 있도록 하는 장치이다.

Description

부하 팩터 보정 장치를 구비한 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치
본 발명은 광필터를 통과한 적외선 영역의 합성 파장 광선, 즉 특정한 영역의 적외선(빛)과 그리고 가시광선을 반도체 소자에 연속적으로 조사하여 이로부터 구형파 미세 전류의 형태로 방출되는 광에너지 파동을 전원으로부터 부하측에 연결되는 전선로에 공급함으로써, 부하를 구동시키는 구동 전류가 흘러가는 전선로 내부에서 전자의 파장이 길어지도록 하면서 스핀 운동을 하는 전자의 스핀 상태와 진동 상태, 즉 에너지 손실의 요인이 되는 전자의 운동 상태를 안정화시킴으로써 전자들 상호 간의 충돌을 완화하여 에너지 손실을 줄이도록 하여, 전력공급 시스템의 안정화를 달성하고 절전 효율을 극대화하는 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치에 있어서, 연결되는 부하의 수준이 변동하는 가변 부하에도 적용 가능한 절전 장치에 관한 것이다.
전원으로부터 전기에너지를 공급받아서 전동기, 전열기 또는 조명장치 등의 부하를 구동시키는 전기회로를 위하여 여러 가지 유형의 절전기들이 제안되었고 사용되고 있다.
도 1은 종래의 절전기중 직류전력을 교류전력으로 변환하는 인버터의 회로도 및 펄스 파형도로서, 사이리스트(1)(2)가 트리거된 반사이클의 최초기간에 부하의 축척에너지가 각각 다이오드(3)(4)를 통해 전원으로 되돌아오고 선행 역률의 경우는 역으로 반사이클의 후반에서 다이오드(3)(4)가 통전하며 이를 역변환장치라고 한다. 상기 역변환장치를 이용하여 주파수를 변환하여 회전수를 제어함으로써 절전효과를 유도하는 장치가 주류를 이루고 있었다.
도 2는 종래의 교류전류의 주파수 변환을 전력 변환장치인 사이클로 컨버터 회로로서, 교류전류의 주파수 변환을 행하는 전력 변환장치로 사용하지만 주파수를 변환하는 과정에서 3, 5 고조파가 발생하며 이로 인하여 정밀기기의 경우 오작동을 유도하거나 모터의 수명감소 및 오작동 또는 파형의 일그러짐 등의 발생하며 결정적으로 660V 이상의 고압에는 사용할 수 없다는 문제점을 가지고 있다.
도 3은 종래의 전등에 사용되는 직/병렬 공진형 인버터를 사용한 전자식 안정기를 사용한 직렬 공진 회로도로 커패시터(5)과 인덕터(6)는 부하램프의 안정 점등을 위한 직렬공진 회로를 구성하고 있는 커패시터(7)는 부하램프의 기동을 위한 것이다.
그 기능을 살펴보면 1개의 전자식 안정기에 여러 개의 동일 특성 또는 다른 특성의 램프를 부착할 수 있도록 하는 램프의 다등화, 자기보호기능을 삽입하여 입력전압의 변동, 고온습도에 적절히 대응하고 안정기의 파괴를 막으며 조광기능을 삽입하여 고기능화함으로써 자기 회로식 안정기의 단점을 보완하고 효과적으로 절전하는 방식을 택하고 있는바, 이는 자기소자의 크기를 감소시켜 안정기의 소형 경량화에 기여하며 최근 반도체 소자와 스위칭 기술의 발달로 고주파 스위치시 고효율 전력변환이 가능하지만, 이는 DC-DC 변환부의 입력전압 변동률을 억제시켜 소자의 부담을 줄이기 위해 큰 용량의 커패시턴스를 사용해야 하고 그로 인해 짧은 시간에 많은 양의 에너지를 충전하기 때문에 큰 전류가 흐르며 정류기의 입력전류 형태는 불연속이며 그로 인해 입력전압의 왜곡과 입력전류의 고주파에 의해 주변기기에 악영향을 미치게 된다.
도 4는 종래의 고주파 스위칭시 고효율 전력 변환이 가능한 역률개선회로의 회로도로서, 이는 총고주파왜형률을 낮게 하는 것으로 정류기 입력단에서 보면 저항부하인인 것처럼 스위칭 전원을 동작시키는 것이다.
따라서, 역률개선회로는 입력전압에 따라 입력전류를 설정하여 전압/전류비를 일정하게 만들어 역률이 1이 되게끔 하지만 전압/전류비가 일정하지 않을 때는 위상변위 또는 고주파왜곡이 발생하여 역률을 저하시킨다. 역률개선회로의 입력 임피던스의 리액턴스는 입력전압에 대해 입력전류의 위상변위를 초래하여 역률을 저하시키고 고조파왜곡은 역률개선회로의 입력 임피던스의 비선형의 정도를 나타내는 값이다. 따라서, 입력전압의 함수로서 입력 임피던스의 변화는 입력전류의 왜곡을 일으키며 이 왜곡으로 인해 역률이 감소되어 전기절전의 효과가 미약하게 된다.
또 다른 복합 부하용의 절전제품으로 1/10용량의 프랜스포머 방식의 리니어 감압장치로 TOROIDAL CORE에 감겨진 1차 전압 코일과 2차 전류코일로 분류되며 전압코일에는 5단계의 전압조정으로 감겨져 있으며 전압코일과 전류코일의 끝은 서로 직렬로 연결되어 직렬 리엑터의 기능을 할 수 있도록 설계되어 있는 상호 유도리엑터를 이용하여 AC전원을 전혀 변형 손상시키지 않고도 적정 전압과 전류를 제어하게 하고 입/출력량을 제어할 수 있게 함으로써 경제성과 신뢰성을 대폭 향상시킨 새로운 개념의 제어수단을 적용한 절전 장치이다. 그러나, 이 역시 대용량 및 고전압에는 사용할 수 없을 뿐 아니라, 전압의 인위적 제어로 파형의 일그러짐이 발생하여 정밀 기계장치에는 부적합하며 기계장치의 대형화로 설치 장소의 제약이 뒤따르고 또한, 전열기의 경우는 지금까지 마땅한 절전 장치가 없었다.
일반적으로 전기에너지를 사용하여 동작하게 되는 전동기, 전열기 또는 조명 등에서의 에너지 손실과 그리고 전선로의 도체 저항에서의 에너지 손실은 열 또는 진동에 의한 전자의 불규칙한 운동으로 인하여 발생된다.
앞서 살펴본 바와 같은 종래 기술들에 따른 절전기의 경우에는 전기에너지를 사용하여 동작하게 되는 전동기, 전열기 또는 조명 등에서의 에너지 손실과 그리고 전선로의 도체 저항에서의 에너지 손실의 근본적인 요인을 제공하는 열 또는 진동에 의한 전자의 불규칙한 운동을 적절히 제어하는 방법을 제공하지는 못하였기에 그 효과가 제한적일 수밖에 없었다.
따라서, 본 발명의 발명자는 이와 같은 종래 기술에 따른 절전기들의 가진 문제점들을 해결하고 나아가 전혀 새로운 개념의 절전 장치 및 절전방법을 안출하기에 이르렀는데, 본 발명에 앞서 본 발명자는 국제공개특허공보 WO 03/015249 A1 및 WO 2007/123280 A1으로 공개된 선행발명들을 안출하였으며, 본 발명의 기초가 되는 이 선행 발명들과 본 발명의 기본적인 기술적 사상을 이해하기 위하여, 본 명세서에 첨부된 도 5 내지 도 9를 참조하여 그 기본적인 원리를 먼저 살펴보기로 한다.
금속 안에서 전하분포를 평면으로 나타낸 것으로 도 5에서 도면부호 (1)은 원자핵의 양전하와 원자핵에 강하게 구속되어 있는 전자들을 나타내고, 도면부호 (2)는 원자의 최외곽 궤도에 있는 가전자(valence electron) 또는 자유전자를 나타낸 것인데, 이러한 자유전자(2)는 어느 특정한 원자에 구속되어 있는 것이 아니고 자유로이 이동한다. 전자가스(electron gas)이론에 의하면, 이와 같이 금속 내의 자유전자(2)는 거의 정지상태에 있는 상대적으로 무거운 이온과 충돌하여 그 진행 방향을 바꾸면서 연속운동을 하는데, 충돌과 충돌 사이에 이동하는 평균거리를 평균 자유 행정(mean free path)이라고 한다.
금속에 일정한 전계 E(V/m)를 인가하면 자유전자는 가속되고 이온과 충돌이 없으면 시간이 흐름에 따라 속도는 무한히 커질 것이나 이온과의 충돌 때문에 자유전자는 에너지를 잃고 방향을 바꾸게 된다. 자유전자의 충돌하는 순간에는 속도가 0이 된다. 정상상태에서 자유전자는 평균속도를 가지며 이 평균속도를 드리프트(drift)속도라고 부른다.
이와 같이 전계로부터 전자가 얻은 에너지는 전자가 이온과 충돌할 때 충돌되는 이온에 전달되며 이로 인하여 전자가 금속 내를 이동할 때 전력을 소비하는 현상이 발생된다. 또한 전류의 흐름은 전자의 이동으로서 전자의 이동 중에 무수히 많은 전자가 서로 부딪히게 되고 이로 인하여 전자가 가진 에너지는 소멸되면서 열로 발생된다.
금속 도선상에서 전류를 형성하는 전자에 특정 영역 파장의 광에너지를 가진 광량자가 주입되면 전자들은 그 파장이 길어지고, 스핀 운동이나 진동이 안정화되어서, 전자들 상호간의 충돌을 줄일 수 있으며, 또한 전자의 불규칙한 운동으로 발생되는 에너지 손실 부분을 제거함으로써, 전기관련 시스템의 안정화를 형성하고 절전 효율을 극대화할 수 있음에 기초하여 본 발명의 선행 발명이 착안되었다.
본 발명에서 전계가 형성되어 전류를 형성하도록 운동하는 전자에 광에너지를 가진 광량자가 주입되어 나타나는 효과에 대한 이해를 돕기 위하여, 빛과 전자가 결합해서 나타나는 여러 가지 현상을 먼저 살펴보기로 한다. 즉, 광전효과 또는 콤프턴 효과 등이 이에 관련된다.
첨부 도면 도 6에 도시된 바와 같이 빛(광선)을 금속에 쬐면 금속(A) 표면에서 전자가 튀어나와 다른 전극(B)에 들어가서 전류(I)가 흐른다. 이 현상을 광전효과라고 하며 빛을 받아서 튀어나온 전자를 광전자라고 한다. 광전자의 운동에너지(T)를 입사광의 진동수(υ)의 함수로 나타내면 도 7의 그래프로 도시된 바와 같이 조사되는 입사광이 어느 한계 이하의 진동수를 가지고 있을 때에는 광전자의 운동에너지(T)는 0으로 되고, 그 한계값 이상에서는 입사광의 진동수(υ)에 비례해서 직선적으로 증가한다.
또한, 전자와 광자 사이에서는 첨부 도면 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 콤프턴 효과라는 현상이 발생한다. 이들 도면은 X-ray 광선(광자 또는 광량자)이 물질에 조사됨으로써 정지된 전자(Electron, v=0)와 충돌하여 반사되면서 그 에너지의 일부가 전자에 흡수됨으로써 전자의 운동 상태가 변화되는 상황과 X-ray 광선(광자 또는 광량자) 파동의 파장이 변화(λ->λ')되는 상황을 아인쉬타인의 입자설에 의거하여 설명하는 것이다. 보통의 경우, 원자의 전자들은 가능한 가장 낮은 에너지를 갖는 위치를 점유한다. 전자들이 이러한 배열로 되어있을 때 원자는 기저상태(groung state)에 있다고 말한다. 그러나, 만일 어떤 요인에 의해(본 발명과 같이 전계가 가해져서) 하나 이상의 전자들이 더 높은 에너지 준위로 이동하게 된다면, 원자는 여기상태(excited state)에 있다고 말한다. 광자들은 전자의 다른 에너지준위 간의 천이(transition)를 유도할 수 있다. 만일 전자와 충돌하는 광자가 충분한 에너지를 가지고 있다면 전자는 광자로부터 에너지를 흡수하고 더 높은 준위로 이동하게 된다. 반면에, 여기상태에 있는 전자는 광자와 충돌하면서 더 낮은 에너지 준위로 떨어질 수 있는데, 전원회로에 전선로상에 의해 이미 인가되는 전계에 의해 전류의 흐름을 형성하고 있던 전자는, 반도체 소자로부터 공급되는 적외선 합성파장 에너지에 의해 제공되는 광에너지(광량자)가 주입되면 그 파장이 길어지면서 그 진동상태가 안정화될 수 있는데, 이러한 전자 운동 안정화 효과가 본 발명의 중요한 기초를 제공하는 것이다.
그러나, 선행 발명의 경우에는 절전 장치의 회로 기판을 구성하는 반도체 소자에 기판 조립 공정 중에 780nm ~ 900nm 사이의 적외선 합성 파장 광에너지를 조사하거나 (국제공개특허공보 WO 03/015249 A1 참조) 또는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 회로 기판 조립 중에 특정 파장 대역의 적외선 합성파장에 의한 광에너지가 조사되어 광자를 흡수한 전자가 전도대로 여기되고 그 결정 내부의 전기적 상태도 변화된 이러한 반도체 소자(121)를 포함한 절전 장치가 교류전원과 부하를 연결하는 전송로에 병렬로 연결되어 작동하는 중에 적외선 광에너지가 지속적으로 공급되도록 절전 장치를 형성하는 회로 기판에 상기 반도체 소자로 형성된 제어부의 출력에 의해 제어되는 적외선 발광소자(140)를 상기 반도체 소자(121)에 근접한 위치에 배치하여, 상기 적외선 발광소자(140)로부터 방출되는 적외선이 상기 반도체 소자(121)에 조사되도록 하여(국제공개특허공보 WO 2007/123280 A1 참조) 반도체 소자가 가전대의 전자가 광자를 흡수하여 전도대로 전이하도록 하여 가전대에 정공이 형성되도록하면서, 그 결과 반도체 소자의 결정 내부의 전기적 상태가 변화되도록 한 상태에서 절전 창치를 완성한 후에, 교류전원으로부터 정류된 저전압의 정전압을 이러한 반도체 소자에 인가함으로써 발생하는 미세 전류를 전원 회로에 재 공급하여 교류 전원 회로의 안정화를 도모함으로써 절전의 목적을 달성하는 방법을 개시하고 있으나, 이러한 선행 기술은 교류 전원 회로에 접속한 부하(load)가 일반적인 산업용 부하와 같이 고정 부하인 경우에 최적화되도록 설계된 것으로서 특정 부하 수준에 고정되지 않은 가변 부하 시스템에 적용하기에는 될 수 없는 한계를 가지고 있는 바, 본 발명자는 선행발명의 이러한 문제점을 해결하고자 본 발명을 안출하게 되었다.
본 발명은 광필터를 통과한 적외선 영역의 합성 파장 광선, 즉 특정한 영역의 적외선(빛)과 그리고 가시광선을 반도체 소자에 조사하여 이로부터 구형파 미세 전류의 형태로 방출되는 광에너지 파동을 전원으로부터 부하측에 연결되는 전선로에 공급함으로써, 부하를 구동시키는 구동 전류가 흘러가는 전선로 내부에서 전자의 파장이 길어지도록 하면서 스핀 운동을 하는 전자의 스핀 상태와 진동 상태, 즉 에너지 손실의 요인이 되는 전자의 운동 상태를 안정화시킴으로써 전자들 상호 간의 충돌을 완화하여 에너지 손실을 줄이도록 하여, 전력공급 시스템의 안정화를 달성하고 절전 효율을 극대화하는 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치에 있어서, 부하가 변하는 경우에 그 부하 팩터를 보정하여 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치로부터 전원과 부하를 연결하는 전선로에 구형파 미세 전류의 형태로 방출되는 광에너지 파동의 레벨을 조절할 수 있는 수단을 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
교류전원과 부하를 연결하는 전송로에 병렬로 연결되는 절전 장치의 제어부를 구성하며 그리고 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 출력 구형파 신호로써 전송로에 반송하는 반도체 소자를 포함한 절전 장치에 있어서,
상기 교류전원과 상기 절전 장치를 구성하는 상기 반도체 소자의 입력단 사이에 배치되어 직류 저전압으로 정류하는 정류부와;
상기 정류부의 직류 저전압의 구동 전압을 상기 반도체 소자에 인가하는 회로와 상기 반도체 소자를 포함하여 이루어지는 제어부와; 그리고
교류전원과 부하를 연결하는 상기 전송로와 상기 반도체 소자의 출력단 사이의 반송회로에 배치되어 상기 출력 구형파가 상기 교류전원의 주파수와 일치되도록 하는 오실레이션 리미트부를 포함하여 이루어지고, 그리고
상기 절전 장치에 연결되는 부하 팩터 보정 회로로서,
서로 용량이 다른 설정 개수의 콘덴서 세트와;
상기 콘덴서 세트 중 하나의 콘덴서 세트를 상기 오실레이션 리미트부와 반송회로 연결단 사이에 연결하도록, 다이오드 페어, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), 충전시간 확보용 저항, 릴레이, 및 릴레이 스위치를 포함하여 이루어지는 콘덴서 변환 스위치와; 그리고
교류전원과 부하를 연결하는 전송로에 병렬로 연결되는 부하 전류 센서를 이용하여 부하의 전류값 변동을 감지하고 변동된 부하 전류값에 상응하는 절전 장치의 용량이 제공하도록 상기 콘덴서 변환 스위치의 연결 혹은 차단하는 판단을 하여 상기 콘덴서 변환 스위치의 릴레이 스위치에 제어신호를 전송하는 MCU를 포함하는 부하 팩터 보정 회로를 추가적으로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 부하 팩터 보정 장치를 구비한 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치에 있어서 부하가 변하는 경우에 그 부하 팩터를 보정하여 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치로부터 전원과 부하를 연결하는 전선로에 구형파 미세 전류의 형태로 방출되는 광에너지 파동의 레벨을 조절할 수 있도록 함으로써 절전 장치의 적용 범위와 성능 및 효율을 높이며, 이에 연결된 교류 전원과 부하로 구성되는 전력공급 시스템의 안정화를 달성하고 절전 효율을 극대화하는 효과를 제공한다.
도 1은 종래의 절전기중 직류전력을 교류전력으로 변환하는 인버터의 회로도 및 펄스 파형도.
도 2는 종래의 교류전력의 주파수 변환을 전력 변환장치인 사이클로 컨버터 회로도.
도 3은 종래의 전등에 사용되는 직/병렬공진형 인버터를 사용한 전자식 안정기를 사용한 직렬공진 회로도.
도 4는 종래의 고주파 스위칭시 고효율 전력변환이 가능한 역률개선회로의 회로도.
도 5는 금속 안에서 전하분포를 평면으로 나타낸 도면.
도 6은 광전 효과를 설명하는 개념도.
도 7은 광전자의 운동에너지와 입사광의 진동수의 관계를 도시한 그래프.
도 8 및 도 9는 콤프턴 효과를 설명하는 개념도.
도 10은 본 발명이 적용되는 절전 장치를 구성하는 회로도의 일 실시예.
도 11은 본 발명이 적용되는 절전 장치를 구성하는 회로도의 다른 실시예.
도 12는 본 발명이 적용되는 절전 장치를 단상 전원에 연결한 상태.,
도 13은 본 발명이 적용되는 절전 장치를 3상 전원에 연결한 상태도.
도 14는 본 발명에 따라 부하 팩터 보정 장치가 제공되는 절전 장치를 구성하는 회로 기판의 일 실시예를 도시한 도면.
도 15는 본 발명에 따른 부하 팩터 보정 장치를 구비한 절전 장치를 구성하는 회로 기판의 일 실시예의 개략 구성도.
도 16은 본 발명에 따른 부하 팩터 보정 장치를 구비한 절전 장치를 구성하는 회로 기판의 일 실시예의 세부 구성도.
도 17은 본 발명에 따른 부하 팩터 보정 장치를 구성하는 교류 3선 회로 기판의 일 실시예의 세부 구성도.
도 18은 본 발명에 따른 부하 팩터 보정 장치를 구성하는 교류 단상 회로 기판의 일 실시예의 세부 구성도.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명은 첨부 도면들에 의해 예시된 다양한 구조의 절전 장치 중에서 하나의 실시예로 제시된 도 14에 예시된 바와 같이, 교류전원과 부하를 연결하는 전송로에 병렬로 연결되는 절전 장치의 제어부를 구성하며 그리고 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 출력 구형파 신호로써 전송로에 반송하는 반도체 소자(121)를 포함한 절전 장치(100)로서, 교류전원과 절전 장치(100)를 구성하는 반도체 소자(121)의 입력단 사이에 배치되어 직류 저전압으로 정류하는 정류부(110)와; 상기 정류부의 직류 저전압의 구동 전압을 상기 반도체 소자(121)에 인가하는 회로와 상기 반도체 소자(121)를 포함하여 이루어지는 제어부(120)와; 그리고 교류전원과 부하를 연결하는 상기 전송로와 상기 반도체 소자(121)의 출력단 사이의 반송회로에 배치되어 상기 출력 구형파가 상기 교류전원의 주파수와 일치되도록 하는 오실레이션 리미트부(130)를 포함하여 이루어지는 절전 장치(100)에, 첨부 도면 도 15 내지 도 18과 같이 부하 팩터 보정 회로(200)가 연결되는 구조를 제공한다.
여기에서 상기 부하 팩터 보정 회로(200)는 도 15에 예시된 개략 구조도에 도시된 바와 같이,
서로 용량이 다른 설정 개수(도 15에는 2개 세트가 예시, 도 16에는 3개 세트가 예시)의 콘덴서 세트(210)와;
상기 콘덴서 세트(210) 중 하나의 콘덴서 세트를 상기 오실레이션 리미트부(130)와 반송회로 연결단(50) 사이에 연결하도록 제공되는 콘덴서 변환 스위치(220)와; 그리고
교류전원과 부하를 연결하는 전송로에 병렬로 연결되는 부하 전류 센서(130a)를 이용하여 부하의 전류값 변동을 감지하고 변동된 부하전류값에 상응하는 절전 장치의 용량이 제공하도록 상기 콘덴서 변환 스위치(220)의 연결 혹은 차단하는 판단을 하여 상기 콘덴서 변환 스위치(220)의 릴레이 스위치에 제어신호를 전송하는 MCU(230)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 부하 전류 센서는 CT(Current Transformer) 센서로 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 콘덴서 변환 스위치(220)는, 도 16 내지 도 18의 도면들에 그 세부 구성이 예시된 바와 같이, 전파 정류회로로서 제공되는 다이오드 페어, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), 콘덴서 충전 시간 확보용 저항(R1), 릴레이(LY1), 및 릴레이 스위치를 포함하여 이루어지는 것이 바람직한데, IGBT(도면에 'Q1' 또는 'Q5'로 표기)와 직렬로 연결되는 저항(R1)은 콘덴서(Cr, Cs, Ct; C)가 충분한 충전 시간을 갖도록 한다.
이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 사용되는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor, 절연 게이트 쌍극성 트랜지스터)는 허용 전압이 1200V, 1600V 등 내부 압력이 높고 대전력 제어가 용이하도록 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하고, 이를 이용하여 본 발명에서는 단상 교류(교류 2선), 3상 교류(교류 3선) 무접점 IGBT 스위치 회로를 구성하도록 제공된다.
또한, 본 발명에 따른 부하 팩터 보정 장치가 3상 교류 전원에 대하여 교류 3선 회로 기판으로 구현되는 일 실시예를 도시한 도 17에 예시된 바와 같이, 교류 전원이 3상 교류 전원일 경우, 각각의 상기 콘덴서 세트는 3개의 콘덴서(Cr, Cs, Ct)로 구성되며, 상기 다이오드 페어는 3쌍의 다이오드 페어(D1:D2, D3:D4, D5:D6)가 제공되며, 그리고 상기 3개의 콘덴서(Cr, Cs, Ct) 각각은 상기 콘덴서 변환 스위치를 구성하는 다이오드 페어(D1:D2, D3:D4, D5:D6) 사이에 접속되는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 다이오드 페어(D1:D2, D3:D4, D5:D6) 사이의 접속점과 상기 3개의 콘덴서(Cr, Cs, Ct) 사이에 안정화 저항(Rr, Rs, Rt)이 직렬로 연결되는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 부하 팩터 보정 장치가 단상 교류 전원에 대하여 교류 2선 회로 기판으로 구현되는 일 실시예를 도시한 도 18에 예시된 바와 같이, 교류 전원이 단상 교류 전원일 경우, 각각의 상기 콘덴서 세트는 1개의 콘덴서(C)로 구성되며, 상기 다이오드 페어는 2쌍의 다이오드 페어(D1:D3, D2:D4)가 제공되며, 그리고 상기 콘덴서(C)는 상기 콘덴서 변환 스위치를 구성하는 다이오드 페어 중에서 한쌍의 다이오드 페어(D1:D3) 사이에 접속되는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 다이오드 페어(D1:D3) 사이의 접속점과 상기 콘덴서(C) 사이에 안정화 저항(R)이 직렬로 연결되는 것이 더욱 바람직하다.
나아가, 앞서 예시되고 설명된 교류 3선 회로 기판 또는 교류 2선 회로 기판에서 안전회로를 구성하도록 상기 콘덴서와 직렬로 퓨즈(Fr, Fs, Ft)가 설치될 수도 있을 것이다.
이상에서 설명된 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 구성을 구비한 절전 장치에 의하면, 부하 전류 센서(130a)를 이용하여 부하(Load)의 전류값을 감지하여 MCU(230)로 전달하면 MCU(230)에서 콘덴서 변환 스위치(220)의 릴레이 스위치에 제어신호를 전송하여 회로기판(Circuit Board)에 셋팅된 콘덴서 세트(210)를 용량 별로 자동 대응하도록 시스템화되기 때문에, 용량의 변화가 심한 부하에 변화하는 부하의 상태에 효과적으로 대응할 수 있게 된다.
여기에서, 시간에 따라 변화하는 한 종류의 부하의 변화 뿐만 아니라 여러 종류의 부하가 각기 다양한 형태로 조합 운전될 때에도 본 발명에 따른 하나의 절전 장치를 사용하여 여러 용량의 부하의 조합에 맞게 대응하면서 운전될 수 있게 된다.
한편으로, 종래에는 부하의 전원은 차단되고, 절전 장치에 전원이 공급 되는 경우에 절전 장치가 계속 가동되어 오히려 전원손실이 있었으나, 본 발명에 따른 개선된 절전 장치에서는 부하 전류 센서(130a)에 의하여 부하 상태를 감지함으로써 부하의 전원이 차단되어 부하 전류값이 '0'이 되면, MCU(230)를 통하여 반송회로 연결단(50)을 차단하도록 구성되는 것이 바람직하고, 이에 의하면 절전 장치에 전원이 공급된다고 하더라도 절전 장치가 스스로 전원을 차단하여 전원손실이 일어나지 않게 된다.
한편으로, 본 발명이 적용되는 절전 장치(100)를 구성하는 반도체 소자는 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 출력 구형파 신호로써 전송로에 반송하는 반도체 소자(121)로서, 여기에서 적외선 합성파장에 의한 광에너지는 예컨대 중적외역 광원(예컨대, 1,500㎚ 내지 104㎚ 범위내에 선택된 일정 파장 범위의 중적외역필터를 구비한 광원)과 근적외역 광원(예컨대, 780㎚ 내지 1,500㎚ 범위내에 선택된 일정 파장 범위의 근적외역필터를 구비한 광원)의 두 적외역 광원으로부터의 광선을 적외역 합성필터를 통하여 합성하여 생성되는 적외선 합성파장의 광에너지를 의미하는 것으로 이해될 수 있으며, 따라서 이와 같은 적외선 합성파장의 광에너지들 적외역 캡으로 반도체 소자에 주사하여 반도체 소자를 형성하는 물질분자의 진동상태를 변화시켜서 에너지를 천이시키도록 하며, 반도체 소자(121)는 이러한 에너지 천이 현상으로 인하여 생성되는 출력 구형파를 전송로에 반송하게 되는 구성을 가지고 있다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의해서 본 발명의 기술적 사상이나 그 필수적인 특징을 변경하지 않고서도 예시된 실시예와 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있을 것이기에, 이상에서 설명된 실시예들은 단지 예시적인 것일 뿐이고 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 할 것이며, 또한 본 발명이 적용되는 절전 장치(100)를 구성하는 기본 구성으로서 예시 도면들에서 제시된 정류부(110)와, 제어부(120), 및 오실레이션 리미트부(130)의 구체적 도면 표현에서 차이가 나는 부분은 구현예의 차이 내지는 표현상의 차이에 불과하고 기본적인 기능에서는 동일성을 가지는 것으로 이해되어야 할 것이다.
그리고, 본 발명의 범위는 도면에 예시되고 상세한 설명에 예시된 것보다는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 함이 마땅하다.

Claims (6)

  1. 교류전원과 부하를 연결하는 전송로에 병렬로 연결되는 절전 장치의 제어부를 구성하며 그리고 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 출력 구형파 신호로써 전송로에 반송하는 반도체 소자(121)를 포함한 절전 장치(100)에 있어서,
    상기 교류전원과 상기 절전 장치(100)를 구성하는 상기 반도체 소자(121)의 입력단 사이에 배치되어 직류 저전압으로 정류하는 정류부(110)와;
    상기 정류부의 직류 저전압의 구동 전압을 상기 반도체 소자(121)에 인가하는 회로와 상기 반도체 소자(121)를 포함하여 이루어지는 제어부(120)와; 그리고
    교류전원과 부하를 연결하는 상기 전송로와 상기 반도체 소자(121)의 출력단 사이의 반송회로에 배치되어 상기 출력 구형파가 상기 교류전원의 주파수와 일치되도록 하는 오실레이션 리미트부(130)를 포함하여 이루어지고, 그리고
    상기 절전 장치(100)에 연결되는 부하 팩터 보정 회로로서,
    서로 용량이 다른 설정 개수의 콘덴서 세트(210)와;
    상기 콘덴서 세트(210) 중 하나의 콘덴서 세트를 상기 오실레이션 리미트부(130)와 반송회로 연결단(50) 사이에 연결하도록, 전파 정류회로로서 제공되는 다이오드 페어, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), 충전시간 확보용 저항(R1), 릴레이(LY1), 및 릴레이 스위치를 포함하여 이루어지는 콘덴서 변환 스위치(220)와; 그리고
    교류전원과 부하를 연결하는 전송로에 병렬로 연결되는 부하 전류 센서(130a)를 이용하여 부하의 전류값 변동을 감지하고 변동된 부하전류값에 상응하는 절전 장치의 용량이 제공하도록 상기 콘덴서 변환 스위치(220)의 연결 혹은 차단하는 판단을 하여 상기 콘덴서 변환 스위치(220)의 릴레이 스위치에 제어신호를 전송하는 MCU(230)를 포함하는 부하 팩터 보정 회로(200)를 추가적으로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 부하 팩터 보정 장치를 구비한 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 교류 전원이 3상 교류 전원일 경우, 각각의 상기 콘덴서 세트는 3개의 콘덴서(Cr, Cs, Ct)로 구성되며, 상기 다이오드 페어는 3쌍의 다이오드 페어(D1:D2, D3:D4, D5:D6)가 제공되며, 그리고 상기 3개의 콘덴서(Cr, Cs, Ct) 각각은 상기 콘덴서 변환 스위치를 구성하는 다이오드 페어(D1:D2, D3:D4, D5:D6) 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 부하 팩터 보정 장치를 구비한 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다이오드 페어(D1:D2, D3:D4, D5:D6) 사이의 접속점과 상기 3개의 콘덴서(Cr, Cs, Ct) 사이에 안정화 저항(Rr, Rs, Rt)이 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 부하 팩터 보정 장치를 구비한 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 교류 전원이 단상 교류 전원일 경우, 각각의 상기 콘덴서 세트는 1개의 콘덴서(C)로 구성되며, 상기 다이오드 페어는 2쌍의 다이오드 페어(D1:D3, D2:D4)가 제공되며, 그리고 상기 콘덴서(C)는 상기 콘덴서 변환 스위치를 구성하는 다이오드 페어 중에서 한쌍의 다이오드 페어(D1:D3) 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 부하 팩터 보정 장치를 구비한 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 다이오드 페어(D1:D3) 사이의 접속점과 상기 콘덴서(C) 사이에 안정화 저항(R)이 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 부하 팩터 보정 장치를 구비한 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중에서 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 부하 전류 센서(130a)는 CT(Current Transformer) 센서로 구성되며, 그리고
    상기 부하 전류 센서(130a)에 의하여 부하 상태를 감지함으로써 부하의 전원이 차단되어 부하 전류값이 '0'이 되면, MCU(230)를 통하여 반송회로 연결단(50)을 차단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 부하 팩터 보정 장치를 구비한 적외선 합성파장에 의한 광에너지를 이용한 절전 장치.
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