WO2012015246A2 - 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치 - Google Patents

돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치 Download PDF

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    • H01H13/50—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member

Definitions

  • the present invention relates to a switch for preventing inrush current shock and blocking standby power, and more particularly, inrush current when the electronic product is turned on without changing a power supply mechanism of an existing electric or electronic product (hereinafter referred to as electronic product).
  • the present invention relates to a switch for preventing inrush current shock and shutting off standby power, which effectively prevents damage, malfunction, and deterioration of electrical components due to electrical shock, and effectively shuts off unnecessary standby power when the electronic product is turned off. .
  • a transient phenomenon occurs in which a current higher than the normal current flows at the instant of power supply to a distribution circuit or an electric device. This is called an inrush current.
  • the "Hot Load Current” generated in the first stage is generated several times or several times at the same time as the power is turned on. Will result.
  • the “Hot Load Current” generated by the first stage of inrush current is the initial inrush current generated immediately after the line is input, the magnetization current of a device with an iron core such as a transformer motor, or a current for raising the temperature of an incandescent bulb. It has a very large value, more than double, but its duration is short-term, such as a few Hz.
  • NTC thermistors are used to reduce the electrical shock of inrush current, which affects the current electronic products
  • NTC thermistors are not capable of dissipating heat and do not function as they should if heat is not dissipated. Also, as heat is lost to the surroundings, the space in which other semiconductor components are heated is heated, and the problem of the embedded environment is exacerbated.
  • 1 is a view showing a time-current characteristic curve for explaining inrush current.
  • an inrush current of several tens of normal currents for charging a capacitor is generated. Failure to control or suppress this inrush current results in a drastic change in the current demand of the line on a much larger scale than the root mean square (RMS) operating current. Excessive current can damage or deform mechanical and electrical components or electronic components, such as fuses and solder joints, and can have a variety of adverse effects.
  • RMS root mean square
  • Switching Mode Power Supply which is positioned as a main power supply device, is a power supply device that converts AC supplied from commercial power into DC for various devices such as computers, communication devices, and home appliances. Has a delay time (some 0.5 seconds) of the switch process for converting AC to DC, and generates noise and electromagnetic waves.
  • the present invention has been proposed based on the understanding of the inrush current and the power supply as described above.
  • the present invention has been proposed to improve the above-mentioned conventional problems, and is installed in the inlet of the power supply (power supply) to maximize the user's convenience without changing the power supply mechanism of the existing electronics to prevent inrush current impact It aims to provide a new type of inrush current protection and standby power cut-off that can reduce and sparks, and can reliably and effectively shut off standby power even when plugged into an outlet.
  • the present invention is applied to the activation switch and the contact switch at the same time when the on button is pressed when turning on the electronic products, the two-pole contact switch with one button on the delay unit so that the activation switch and the contact switch does not operate at the same time Is activated first to reduce the impact of the inrush current (after a set time), and when an equal voltage is provided to the control circuit and each component in the power supply, an activation switch generates a control signal to It is an object of the present invention to provide a new type of inrush current shock protection and standby power cutoff switch that can turn on the electronic device safely by turning on the solid state switch of the internal circuit (central processing unit or control unit) without generating a large spark. .
  • the software of the internal control circuit of the electronic product (for example, the washing machine is automatically terminated when the washing is complete) to cut off the power, receive a remote control reception control signal or press the on button to generate a control signal with the activation switch
  • a new type of inrush current shock protection that allows the two-pole contact switch to turn off immediately or at a timed interval by a controller that cuts off standby power when the internal control circuit device is turned off.
  • An object of the present invention is to provide a switch for shutting off standby power.
  • the first and second terminals 22 and 24 to which an external power source input for driving an electronic product is connected, and the internal circuit 1 of the electronic product are electrically connected.
  • the first and second opening and closing terminals 23 and 25 connected to each other;
  • the control signal according to the operation of the power-on unit 30 and the power-on unit 30, which allow the first and second open / close terminals 23 and 25 and the first and second terminals 22 and 24 to contact and open.
  • An activation switch 70 for controlling the internal circuit 1 of the electronic product by generating a power supply unit, and the power-on unit 30 may include first and second opening and closing terminals 23 and 25 and first and second terminals 22, When the 24 is in contact, the activation switch 70 is not operated, and the first and second terminals 22 and 24 and the first and second opening and closing terminals 23 and 25 are turned on by the power-on unit 30.
  • the inrush current shock prevention and standby including a delay unit 50 for causing the activation switch 70 to generate a control signal. And a switch for power off.
  • the power-on unit 30 is integral with the operation protrusion 53 and the operation protrusion 53 for causing the activation switch 70 to generate a control signal. It is provided with an on button 32 is formed between the on button 32 and the first and second terminals 22, 24 are elastically supported by a spring 34b, is installed, the on button 32
  • the delay unit 50 includes a moving block 40, which is transferred by the on button 32 to the first and second opening and closing terminals 23 and 25.
  • the operation projection 53 may further include at least one of the swing lever 54 and the guide 58 to prevent the activation switch 70 to operate.
  • the contact between the first and second opening and closing terminals 23 and 25 and the first and second terminals 22 and 24 is automatically opened ( The controller 80 to control the standby power to be cut off, the magnet 46 integrally formed with the moving block 40, and the magnet 46 formed at a position opposite to the magnet 46.
  • the polarity of the magnetic field is controlled according to the generation of the control signal, and the first and second opening and closing terminals 23 and 25 and the first and second are detached from the magnet 46 or the moving block 40 is transferred according to the polarity of the magnetic field. It may further include an electromagnet 48 to open the contacts of the second terminal (22, 24).
  • the function of the contact switch is formed through the power-on unit 30 to obtain the function of the two-pole contact switch and also the activation switch 70 As it has the function to control the solid state (semiconductor) switch of the internal circuit, it is safe without changing the power supply mechanism of the existing electronics and maximizes the user's convenience, and the electric shock caused by the inrush current when it is first turned on. Standby power can be cut off completely by avoiding sparks and sparks and by turning off the 2-pole contact switch.
  • the 2-pole contact switch when turned on, the 2-pole contact switch is first operated by the delay unit 50 which prevents the activation switch 70 from being activated by the power-on unit 30, thereby providing power without electric shock or large sparks caused by inrush current.
  • the activation switch 70 After power is applied to the internal circuit 1 of the electronic product through a supply device, the activation switch 70 generates a control signal after a predetermined time elapses, so that the internal circuit 1 operates to turn on the electronic product. Therefore, the electronic device can be safely turned on by the internal circuit (control circuit, that is, the central processing unit or the controller) in one operation without changing the power supply mechanism of the existing electronic product, thereby maximizing user convenience.
  • the switch for preventing the inrush current shock and standby power in accordance with the present invention is to turn off the electronic products with the software of the internal circuit or to operate the activation switch with the on button 32 to generate a control signal (off signal)
  • the circuit 1 is turned off and the contact point switch is automatically turned off immediately or at a predetermined time interval as necessary to conveniently and effectively cut off standby power.
  • 1 is a time-current characteristic curve for explaining inrush current.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a switch for preventing inrush current shock and blocking standby power according to the inventive concept.
  • 3A and 3B are views for explaining the action of the switch for preventing the inrush current shock and the standby power shown in FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a switch for preventing inrush current shock and blocking standby power according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a schematic perspective view showing the main configuration of the switch for preventing the inrush current shock and standby power in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view for explaining the main configuration of the delay unit.
  • 7a to 7e is a view for explaining the operation of the switch for preventing inrush current shock and standby power in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
  • First and second open / close terminals electrically connected to an internal circuit of the electronic product
  • the first and second open and close terminals and the first and second terminals are in contact and open, the first and second open and close terminals and the first and second terminals are in contact so that the external power source of the electronic product A power-on unit for applying to an internal circuit;
  • An activation switch generating a control signal according to the operation of the power on unit to control an internal circuit of the electronic product
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a switch for preventing inrush current shock and blocking standby power according to the technical idea of the present invention
  • FIG. 3 illustrates an operation of the switch for preventing inrush current shock and standby power cutoff shown in FIG. It is a figure for demonstrating.
  • FIG. 3A is a view for showing an external power applied to the internal circuit 1 by the operation of the power-on unit 30, and
  • FIG. 3B is a view showing the delay unit 50 in the state of FIG. It is a view for showing the state in which the internal circuit (1) is activated (activated) by operating the activation switch 70 to operate.
  • the switch 10 for preventing the inrush current shock and standby power cut-off according to the present invention, the external power is passed through the power supply (power supply) of the electronic product internal circuit (1) After being applied to the) and sends a control signal (ON) to the activation switch 70 to turn on the electronic product, when the internal circuit (1) is turned off to cut off the power to the power supply.
  • the switch 10 provides a contact point switch function to allow external power to be applied to the internal circuit 1 of the electronic product, the contact point at the power supply lead line when the internal circuit 1 is turned off.
  • the switch function allows the standby power to be completely cut off. For example, taking a computer as an example, since the standby power is not cut off even when the main body is switched off to turn off the computer, the main body is unplugged or a separate two-pole contact switch to cut off the standby power.
  • only the main body switch installed in the computer main body (the switch 10 of the present invention) is to effectively cut off the standby power.
  • the internal circuit (1) through the control of the activation switch 70 after a predetermined time by the delay unit 50 to provide a function to operate the Therefore, it is possible to effectively block the impact or spark of the inrush current generated when the electronic product is turned on, and also to stably prevent the failure of the component caused by the changing voltage.
  • the fixed time is preferably about 1 second considering the short duration of the Hot Load Current inrush current and the delay time of power supply conversion to DC.
  • the activation switch generates a control signal (on signal) to turn on the electronics, but depending on the system, it may be a longer time interval.
  • the switch 10 for preventing inrush current shock and blocking standby power includes a terminal block 20, a power on unit 30, an activation switch 70, and a delay unit 50. It is provided.
  • the terminal block 20 has first and second terminals 22 and 24 to which an external power source input for driving an electronic product is connected.
  • the first and second opening and closing terminals are installed so that one side thereof is elastically contactable and open at positions corresponding to the first and second terminals 22 and 24, respectively, and the other side thereof is electrically connected to the internal circuit 1, respectively. External power is drawn into or cut off from the internal circuit (1).
  • the installation positions of the first and second opening and closing terminals may be integrally formed with the power-on unit 30 or may be installed in the terminal block 20. Therefore, the first and second fixed terminals 22 and 24 and the first and second opening and closing terminals 23 and 25 are different in shape and installation position as necessary, and various shapes applied to general switches can be applied. There will be.
  • the activation switch 70 generates a control signal to enable the on and off operation of the internal circuit 1 of the electronic product.
  • the delay unit 50 is delayed by a predetermined time in a state where power is applied to the internal circuit 1 of the electronic product by the power-on unit 30, and then the activation switch 70 is operated to generate a control signal. To help.
  • the switch 10 for preventing the inrush current shock and the standby power according to the present invention enables the electronic product to be operated through two processes. Prevent sparks reliably. That is, the switch 10 for preventing the inrush current shock and blocking the standby power according to the present invention, when the user wants to use the electronic product, the power-on unit 30 installed in the electronic product like a conventional switch or button It works. Then, the first and second terminals 22 and 24 and the first and second open / close terminals are in contact with each other so that the internal circuit 1 is electrically connected, so that an external power source is applied to the internal circuit 1. After the power is applied to the internal circuit 1 as described above, the activation switch 70 is activated through the delay unit 50. Then, the activation switch 70 generates a control signal to operate the internal circuit 1 of the electronic product to turn on the electronic product.
  • the activation switch 70 in the switch 10 for the inrush current shock protection and standby power cut off controls a solid-state (semiconductor) switch of the internal circuit.
  • the solid state switch is controlled using a semiconductor device that can open and close a circuit although there is no mechanical movement such as a transistor, a diode, an SCR, a TRIAC, and the like.
  • the activation switch 70 is used a tact switch, a touch switch, etc.
  • the tact switch for example, when the activation button 71 is pressed, the contact A and the contact B come into contact with the control signal ( ON and OFF) to control the internal circuit and return to the original position by the spring (S) is provided so that the contact (A) and the contact (B) is separated. Therefore, the ON and OFF control signals are alternated each time the activation button 71 is pressed.
  • FIGS. 4 to 7, and like reference numerals designate like elements in FIGS. 1 to 7. Meanwhile, in each drawing, a description and a detailed description of the configuration, operations and effects thereof, which can be easily understood from related technologies of the related art, and those related to the various standby power cutoff switches in the related art will be briefly or omitted and related parts of the present invention. It is shown in the center.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a switch for preventing inrush current shock and blocking standby power according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 5 illustrates inrush current shock protection and standby power blocking according to a preferred embodiment of the present invention. Is a schematic perspective view showing the main configuration of the switch.
  • the switch 10 for preventing the inrush current shock and the standby power includes a terminal block 20, a power-on unit 30, An activation switch 70 and a delay unit 50 are provided so that they can be applied to the electronics without changing the power supply mechanism of the existing electronics. It effectively prevents direct damage or malfunction of the parts, and turning off the electronics effectively cuts off unnecessary standby power.
  • the switch 10 for preventing the inrush current shock and blocking the standby power includes the first and second switching terminals 23 and 25, the first and second terminals 22 and 24, and the power-on unit 30. ),
  • the delay unit 50 and the activation switch 70 are installed in a single case 12. That is, by being configured as a unit through a single case 12, it is to be installed directly in an electronic product like a general tact switch.
  • the switch 10 according to the present embodiment is formed in the form of a controller ⁇ 80, in this embodiment in the form of a PCB in order to automatically turn off the contact switch when the internal circuit 1 of the electronic product is off (disabled) ⁇ Is installed in the case 12 so that design changes or remanufacturing of existing electronic products are unnecessary.
  • the switch 10 according to the present invention in the design of the electronic product, in the form as shown in the block diagram shown in Figure 4 by connecting the controller 80 and the internal circuit 1 of the electronic product internal circuit (1) It can be configured integrally with).
  • the terminal block 20 includes a first and second external power inputs for driving electronic products. It has a second terminal 22, 24.
  • the terminal block 20 has an internal circuit (when external power is applied to the internal circuit 1 through the contacts of the first and second open / close terminals 23 and 25 and the first and second terminals 22 and 24). 1) or an electromagnet 48 operated by the controller 80 is installed. At this time, the electromagnet 48 is configured by connecting the solenoid coil terminal around the solenoid coil. Controller ⁇ 80; In the present embodiment shown in FIGS. 5 and 7, the controller 80 may be installed at a convenient place in the case 12.
  • the controller 80 is turned off when the internal circuit 1 of the electronic product is turned off. Is controlled to pass a current through the solenoid coil to generate a magnetic field in the electromagnet 48. At this time, the electromagnet has the same polarity as that of the close contact magnet 46, so that the electromagnet 48 and the magnet 46 are pushed out to contact the first and second opening and closing terminals 23 and 25 and the first and second terminals ( 22, 24 will be opened (isolated). The electromagnet 48 then loses its magnetism because there is no power supply. That is, the controller 80 is powered when the external power is applied to the internal circuit 1 by the power on unit 30 and the internal circuit 1 is deactivated or the control signal of the activation switch 70 is turned off.
  • the first and second terminals 22 and 24 and the first and second opening and closing terminals 23 and 25 are in contact with each other in the switch 10 for preventing inrush current shock and blocking standby power according to the present embodiment.
  • the power on unit 30 to be applied to the internal circuit 1 may include an on button 32 which may be integrally formed with the moving block 40, but here the on button 32 is provided with a spring 34a. It is elastically supported by the one side is installed so as to protrude to the outside of the case 12, it may be provided with an on button 32 which is sliding movement.
  • the on button 32 may be applied in various forms that are generally used by the user to press the power of the electronic product on and off under the spirit of the present invention.
  • the movable block 40 which is elastically supported by the spring 34b, and is installed between the terminal block 20 and the on-button 32.
  • the moving block 40 is moved in the direction of the terminal block 20 by the on button 32 to contact the first and second terminals 22 and 24 and the first and second opening and closing terminals 23 and 25.
  • the magnet 46 installed in the moving block 40 is in close contact with the electromagnet 48 and the first and second terminals 22 and 24 and the first and second opening and closing terminals 23 and 25 remain in contact with each other. do.
  • the electromagnet 48 is naturally not formed magnetic. It is also natural that the magnetic force of the magnet 46 should be greater than the restoring force of the spring 34.
  • the movable block 40 has protrusions 42 for pushing one side of the first and second opening and closing terminals 23 and 25 on both sides thereof, and a magnet 46 at the center thereof.
  • a magnetic field is generated, and the electromagnet 48 and the magnet 46 closely contact each other and are pushed out.
  • the mounting position of the magnet 46 and the electromagnet 48 it is also possible to install the magnet 46 on the terminal block 20, the electromagnet 48 in the moving block 40, as opposed to the present embodiment.
  • the power-on unit 30 for contacting and opening the first and second terminals 22 and 24 and the first and second opening and closing terminals 23 and 25 is made of magnets and electromagnets, but a conventional earth leakage breaker or a general switch is used here. It is obvious that the form can be changed and the structure and form can be variously changed.
  • the activation switch 70 generates a control signal to operate the internal circuit (1) of the electronic product.
  • the delay unit 50 delays a predetermined time in a state where power is supplied to the internal circuit 1 of the electronic product by the power-on unit 30, and then activates the activation switch 70 to generate a control signal.
  • the delay unit 50 is guided so that the actuating projection 53 is integrally formed with the on button 53 with the spring S interposed so that the activation switch 70 cannot be operated when the on button 32 is operated.
  • the operation protrusion 53 may press the activation button 71 to contact the contact A and the contact B to generate a control signal.
  • the predetermined time may be adjusted by the elasticity of the spring 34a and the springs (S) interposed.
  • the delay unit 50 can also have the following structure. It is to use gas and hydraulic shobar method.
  • the operation protrusion 53 is activated.
  • the compression protrusion of the showbar may be gradually returned to its original position to operate the activation switch.
  • the activation switch 70 may be a touch switch.
  • the delay unit 50 has an on button in order to obtain a stable delay effect and to configure it as simply as possible. It is characterized in that it is operated by the (32) to operate the activation switch 70 with a time difference.
  • the delay unit 50 includes an actuating protrusion 53 and a swing lever 54 so that the on button 32 moves the moving block 40 to the terminal block. Do not activate the activation switch 70 when pushing to (20).
  • the magnet 46 of the moving block 40 is in close contact with the electromagnet 48 of the terminal block 20 (which does not function as an electromagnet), and the first and second open / close terminals 23 and 25 and the first and second terminals.
  • the activating switch 70 is operated to generate a control signal.
  • the activation of (1) enables the operation of electronic products.
  • the operation protrusion 53 is slid in accordance with the transfer of the button 32 installed in the on button 32.
  • the swing lever 54 is coupled to the case 12 so as to be rotatable in both directions with respect to the sliding direction of the actuating protrusion 53, and the actuating protrusion when the on button 32 is slid in the opposite direction of the terminal block 20. And rotated by 53 to activate the activation switch 70.
  • Such a delay unit 50 may be extended through various auxiliary elements or have a specific structure as necessary.
  • the actuating protrusion 53 is formed in the holder 52 which is fitted into the on button 32 and the front button in the direction in which the on button 32 is advanced has an inclined surface 53a, so that the on button When the 32 moves forward, the swing lever 54 is rotated to move forward naturally.
  • the swing lever 54 is inserted into the boss 12a formed in the case 12 so as to be horizontally rotatable and rotated by the operation protrusion 53.
  • the input lever 55 is formed so that the input and output levers 55 and 56 are inclined so that the end surface 55a corresponds to the inclined surface 53a of the operation protrusion 53, and the output lever 56 is the input lever 55.
  • the output lever 56 is installed on the opposite side of the activating switch 70 when the swing lever 54 is rotated by the operation protrusion 53 when the on button 32 moves forward, as shown in FIGS. 5 and 7C. It is supported by the leaf spring 60 to be returned to its original position, and when the on button 32 returns to the original position, the activation switch 70 is operated at a predetermined time, and the time is adjusted by the elasticity of the interposed spring S. It could be.
  • FIG. 7a to 7e are views for explaining the operation of the switch for preventing the inrush current shock and standby power according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A illustrates a state in which an electronic product is turned off and an external power source is cut off.
  • the on button 32 When the user presses the on button 32 in this state, as shown in FIG. 7B, the on button 32 is advanced and the actuating protrusion 53 pushes the input lever 55 of the swing lever 54 while the on button is pressed. Go forward with (32). Then, as the swing lever 54 rotates, the output lever 56 pushes the leaf spring 60, and when the on button 32 continues to move forward as shown in FIG. 7C, the actuating protrusion 53 swings the swing lever 54. Since the leaf spring 60 exerts an elastic force on the output lever 56, the swing lever 54 is returned to its original position.
  • the on button 32 pushes the moving block 40 in the direction of the electromagnet 48.
  • the magnet 46 in the center of the moving block 40 is brought into close contact with the electromagnet 48 and the projection presses one side of the first and second opening and closing terminals 23 and 25 so that the first and second opening and closing terminals ( 23, 25) to be in contact with the state.
  • the magnet 46 in the moving block 40 as shown in Figure 7d, even if the on button 32 is retracted, the moving block 40 is in close contact with the electromagnet 48 is fixed and the first and The second opening and closing terminals 23 and 25 and the first and second terminals 22 and 24 are in contact with each other.
  • the operation protrusion 53 moves the input lever 55 of the swing lever 54 to the reverse of the on button 32.
  • the swing lever 54 rotates while the output lever 56 presses the activation switch 70.
  • the activation switch 70 generates a control signal to operate the internal circuit 1.
  • FIG. 7E when the on button 32 is homed, the swing lever 54 is also homed by the elastic force of the activation switch 70 or by the sppping S, but the moving block 40 is It keeps attached to the terminal block 20.
  • the switch 10 for the inrush current shock protection and standby power cut off is a control signal (turned off the product by the software of the internal circuit (1) or by the activation switch 70 by the operation of the on button 32 ( off signal), the controller 80 causes a current to flow through the solenoid coil so that a magnetic field is generated in the electromagnet 48, and the pushing force is generated by having the same polarity as the magnet 46 in close contact. 34b) by moving the moving block 40 in the form of the contact point switch is opened, the external power is automatically cut off to conveniently and effectively cut off the standby power.
  • the first and second terminals 22 and 24 and the first and second open and close terminals are changed in such a manner as to change the direction of the magnetic field polarity by flowing a current through the electromagnet 48 by the controller 80 or the internal circuit 1. It can also be made as a latching relay that allows (23, 25) to be contacted or opened.
  • the constant power is supplied to the internal circuit 1 (eg, a battery), and the operation protrusion 53 is provided on one side of the moving block 40 of the on unit 30, and a method of mounting the mainspring on the swing lever 54.
  • the delay unit 50 is configured so that the control signal (on) is activated by the activation switch 70 at a predetermined time after the first and second opening and closing terminals 23 and 25 and the first and second terminals 22 and 24 are contacted. Signal) can be generated.
  • the present invention can effectively prevent damage to the parts, malfunction, deterioration of the electrical quality, etc. due to the electrical shock caused by the inrush current when turning on the electronic products, and turn off the electronic products can completely block unnecessary standby power, electrical, electronic products It is widely applicable to.

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Abstract

본 발명은 2극 유접점 스위치 기능과 활성화 스위치로 제어 기능을 함께 적용하여, 켤 때 유접점 스위치와 활성화 스위치가 동시에 작동되지 않도록 지연 유니트를 구비한다. 따라서, 2극 유접점 스위치가 먼저 작동되어 돌입전류의 충격이 차단되게 정해진 시간이 지난 후, 활성화 스위치에서 제어신호를 발생시켜 중앙처리장치나 제어장치 등의 내부회로를 안전하게 작동시켜 전기적 충격이나 큰 스파크가 발생됨이 없이 전자제품을 켜도록 한다. 그리고, 전자제품에서 소프트웨어로 전원을 차단하거나 온 버튼으로 의해 활성화 스위치로 제어신호를 발생시켜 내부회로가 꺼지면 2극 유접점 스위치가 자동으로 즉시 또는 시간 간격을 두고 꺼져 대기전원을 안전하고 편리하며 효과적으로 완전차단 시킬 수 있도록 한다.

Description

돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치
본 발명은 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 전기, 전자제품(이하 전자제품이라 부른다)의 전원 공급 메커니즘을 변화시키지 않으면서 전자제품을 켤 때 돌입전류에 의한 전기적 충격으로 부품의 손상, 오동작, 전기품질의 저하 등을 효과적으로 방지하도록 하고, 전자제품을 끄면 불필요한 대기전력을 효과적으로 완전히 차단할 수 있도록 하는 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치에 관한 것이다.
일반적으로 배전회로나 전기기기에 전원을 투입하는 순간에 정상전류보다 높은 전류가 흐르는 과도현상이 발생하는데, 이것을 돌입전류라 부른다. 이와 같은 돌입전류에서 1단계에서 발생되는 "Hot Load Current"는 전원 투입과 동시에 몇 배 또는 몇 10배로 발생되는데, 이는 배전설비의 열화, 성능저하, 보호협조 불능은 물론 전자제품의 품질의 저하까지도 초래하게 된다. 이러한 돌입전류 1단계로 발생되는 "Hot Load Current"는 선로투입 즉시 발생하는 초기돌입전류, 변압기 전동기 등 철심을 가진 기기의 자화전류, 백열전구의 온도상승을 위한 전류 등으로 그 크기는 정상전류의 10배 이상으로 대단히 큰 값을 가지나 지속시간은 수 Hz정도로 단시간 특성을 가진다. 이러한 현재 전자제품에 영향을 주는 돌입전류의 전기적 충격을 줄이기 위해 NTC 서미스터 등을 사용하고 있지만 NTC 서미스터는 열을 발산하는 방열 기능을 할 수 없으며, 열이 발산되지 않을 경우에는 본래 기능대로 작동하지 않으며, 또한 열이 주변으로 손실되면서 다른 반도체 컴포넌트들이 있는 공간이 가열되고, 임베디드 환경의 문제가 악화되는 문제점 등을 내포하고 있다.
한편, 일반적으로 가전기기, 사무기기, 산업기기 등의 전자제품의 사용에 있어서 대기전력으로 인한 에너지의 소비는 상당한 것으로 알려져 있다. 예컨대, 대한민국의 경우 대기전력 소비량이 연간 가구당 전체 소비량(306kWh)의 11% 정도에 이르는 것으로 알려져 있는데, 이를 1500만 가구로 확대할 경우 매년 5200억원의 에너지가 대기전력으로 인해 소비되고 있는 것이다.
이와 같은 대기전력을 가장 효과적으로 막는 방법은 외부로부터 전자제품으로 전원이 입력되는 부분(통상 벽면의 콘센트에 전자제품의 플러그를 접속)을 분리(즉, 플러그를 콘센트로부터 분리)시키는 것이지만, 이와 같은 방법은 사용자의 불편함으로 인해 실효성이 없었다. 그리고, 유접점 스위치를 적용한 다양한 자동 또는 수동 멀티탭(multi-outlet power strip)이 제안되어 사용되고 있으나, 전원의 공급시 멀티탭 및 전자제품의 스위치를 이중으로 작동시키는 문제점이 있다.
한편, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0945213호 "대기전력 차단 장치 및 그 제어 방법"은 노브 스위치, 제 1 스위치부, 제 2 스위치부 및 제어부를 구비하는 대기전력 차단장치를 제안하고 있다. 이와 같은 종래기술은 전자제품을 켤 때 돌입전류에 의한 전자제품의 전기적 충격이나 스파크를 줄이는 측면에서 문제점이 있다. 즉, 이와 같은 종래기술은 전자제품을 켤 때 돌입전류에 의한 과전류 및 전압의 변동에 의해 전기품질에 영향을 주어 전자제품에 충격을 입히거나 고장을 불러일으킬 수 있다.
도 1은 돌입전류를 설명하기 위한 시간-전류 특성곡선을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 전자제품을 켤 때 커패시터(Capacitor)를 충전하기 위한 정상전류의 수십 배의 돌입전류가 발생하게 된다. 이 돌입전류를 제어하거나 억제하지 못할 경우, 라인의 전류 요구량이 정상적인 평균(Root mean square,RMS) 작동 전류보다 훨씬 큰 규모로 급격한 변화를 일으키게 된다. 과도전류(Exessive Current)는 퓨즈, 솔더 접합부(Solder Joint)와 같은 기계 및 전기 소자나 전자 부품에 손상을 주거나 변형을 가할 가능성이 있으며, 여러가지 악영향을 끼칠 수 있다.
또한, 전원공급장치(Power Supply)를 거쳐 제어회로나 여러 부품으로 보내지는 불균등한 전압이 주요 부품의 고장을 발생시키는 원인이 되기도 한다. 한편, 상용 전원으로부터 공급되는 교류를 컴퓨터, 통신기기, 가전기기 등 각종 기기에 직류로 맞도록 변환시키는 전원공급장치 중에 주력 전원공급장치로 자리 잡아가는 스위칭 모드 파워 서플라이(Switching Mode Power Supply; SMPS)는 교류를 직류로 변환하는 스위치 과정의 DELAY TIME(0.5초 되는 것도 있음)을 가지고, 잡음 및 전자파를 발생시킨다.
전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 상술한 바와 같은 돌입전류와 전원공급장치에 대한 이해를 바탕으로 본 발명을 제안하게 되었다.
본 발명은 전술한 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 기존 전자제품의 전원 공급 메커니즘을 변화시키지 않으면서 사용자의 편의를 극대화시키도록 전원공급장치(파워 서플라이)의 인입선에 설치되어 돌입전류 충격 방지와 스파크를 줄이고, 콘센트에 플러그가 꽂혀 있더라도 대기전력을 안정적이고 효과적으로 완전차단(2극차단)할 수 있도록 하는 새로운 형태의 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 활성화 스위치와 유접점 스위치를 동시에 적용하여 전자제품의 전원을 켤 때 온 버튼이 눌릴 때 활성화 스위치와 유접점 스위치가 동시에 작동되지 않도록 지연 유니트를 두어 온 버튼 하나로 2극 유접점 스위치가 먼저 작동되어 돌입전류의 충격이 감소되게 한 후(정해진 시간이 지난 후), 또 균등한 전압이 파워 서플라이에서 제어회로 및 각 부품에 제공되면 활성화 스위치로 제어신호를 발생시키도록 하여 전기적 충격이나 큰 스파크가 발생됨이 없이 내부회로(중앙처리장치나 제어부)의 무접점 스위치가 켜져 전자제품을 안전하게 켜지도록 할 수 있는 새로운 형태의 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 전자제품의 내부제어회로의 소프프웨어(예, 세탁기가 세탁이 완료되면 자동으로 종료)로 전력을 차단하거나, 리모컨 수신 제어신호를 받거나 또는 온 버튼을 눌러 활성화 스위치로 제어신호를 발생시켜서 내부제어회로 장치가 꺼지면 대기전력을 차단하는 컨트롤러에 의해 2극 유접점 스위치가 자동으로 즉시 또는 시간차를 두고 꺼져 대기전력을 안전하고 편리하며 효과적으로 완전차단 시킬 수 있도록 하는 새로운 형태의 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 전자제품을 구동시키기 위해 입력되는 외부전원이 접속되는 제 1 및 제 2 단자(22, 24)와, 전자제품의 내부회로(1)와 전기적으로 접속된 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)와,
제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)와 제 1 및 제 2 단자(22, 24)가 접점 및 개방되도록 하는 전원 온 유니트(30)와, 전원 온 유니트(30)의 작동에 따라 제어신호를 발생하여 전자제품의 내부회로(1)를 제어하는 활성화 스위치(70)와, 전원 온 유니트(30)가 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)와 제 1 및 제 2 단자(22, 24)가 접점되도록 할 때, 활성화 스위치(70)를 작동시키지 않도록 하며, 전원 온 유니트(30)에 의해 제 1 및 제 2 단자(22, 24)와 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)가 접점하여 전자제품의 내부회로(1)에 전원이 먼저 인가되고 정해진 시간이 지연된 후, 활성화 스위치(70)가 제어신호를 발생되도록 하는 지연 유니트(50)를 포함하는 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치에서 전원 온 유니트(30)는 활성화 스위치(70)가 제어 신호를 발생되게 하는 작동 돌기(53)와 작동 돌기(53)와 일체로 형성되는 온 버튼(32)를 구비하는 것이며, 온 버튼(32)과 제 1 및 제 2 단자(22, 24) 사이에서 스프링(34b)에 의해 탄성적으로 지지되어 설치되며, 온 버튼(32)에 의해 이송되는 이동 블록(40)을 더 포함하며, 지연 유니트(50)는 온 버튼(32)이 이동 블록(40)을 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)를 제 1 및 제 2 단자(22, 24)와 접점 되도록 이송 할 때, 작동 돌기(53)가 활성화 스위치(70)를 작동시키지 않도록 하는 스윙 레버(54) 및 가이드(58) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치는, 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)와 제 1 및 제 2 단자(22, 24)와의 접점이 자동으로 개방(분리)되어 대기전력을 차단하도록 제어하는 컨트롤러(80)와, 이동 블록(40)과 일체로 형성되는 자석(46)과, 자석(46)과 대향되는 위치에 설치되고, 활성화 스위치(70)의 제어신호의 발생에 따라 자기장의 극성이 제어되며, 자기장의 극성에 따라 자석(46)과 탈착되거나, 이동 블록(40)을 이송시켜 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)와 제 1 및 제 2 단자(22, 24)의 접점이 개방되도록 하는 전자석(48)을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 돌입전류 충격 방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치에 의하면, 전원 온 유니트(30)를 통해 유접점 스위치의 기능이 형성됨으로 2극 유접점 스위치의 기능을 얻으면서 또한 활성화 스위치(70)로 내부회로의 무접점(반도체) 스위치를 제어하는 기능이 있으므로, 기존 전자제품의 전원 공급 메커니즘을 변화시키지 않으면서 안전하며 사용자의 편의를 극대화시킬 수 있고, 최초에 켤 때 돌입전류로 인한 전기적 충격이나 스파크를 방지하며 2극 유접점 스위치의 꺼짐 상태를 통해 대기전력을 완전히 차단할 수 있다. 특히, 켤 때 전원 온 유니트(30)에 의해 먼저 활성화 스위치(70)가 작동되지 못하게 하는 지연 유니트(50)를 통해 2극 유접점 스위치가 먼저 작동되어 돌입전류에 의한 전기적 충격이나 큰 스파크 없이 전원공급장치를 거쳐 전자제품의 내부회로(1)에 전원이 인가되게 한 후 정해진 시간이 경과 후 활성화 스위치(70)가 제어신호를 발생되도록 하여 내부회로(1)가 작동하여 전자제품을 켜게 한다. 따라서 기존 전자제품의 전원 공급 메커니즘을 변화시키지 않으면서 한 번의 동작으로 안전하게 내부회로(제어회로 즉 중앙처리장치 또는 제어부)에 의해 전자제품을 켤 수 있어 사용자의 편의를 극대화시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 돌입전류 충격 방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치는 내부회로의 소프트웨어로 전자제품을 끄거나 온 버튼(32)으로 활성화 스위치를 작동시켜 제어신호(off 신호)를 발생케 되면 내부회로(1)가 꺼지고 유접점 스위치가 필요에 따라 즉시 혹은 정해진 시간차를 두고 자동으로 꺼지도록 하여 대기전력을 편리하고 효과적으로 차단시킬 수 있도록 한다.
도 1은 돌입전류를 설명하기 위한 시간-전류 특성곡선을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 기술 사상에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치를 설명하기 위한 블록 다이어그램.
도 3a 및 도 3b는 도 2에서 보인 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치를 설명하기 위한 블록 다이어그램.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치의 주요 구성을 보여주는 개략적인 사시도.
도 6은 지연 유니트의 주요 구성을 설명하기 위한 분해 사시도.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치의 작용을 설명하기 위한 도면.
전자제품을 구동시키기 위해 입력되는 외부전원이 접속되는 제 1 및 제 2 단자와;
상기 전자제품의 내부회로와 전기적으로 접속된 제 1 및 제 2 개폐단자와;
상기 제 1 및 제 2 개폐단자와 상기 제 1 및 제 2 단자가 접점 및 개방되도록 하며, 상기 제 1 및 제 2 개폐단자와 상기 제 1 및 제 2 단자가 접점되어 상기 외부 전원이 상기 전자제품의 내부회로로 인가되도록 하는 전원 온 유니트와;
상기 전원 온 유니트의 작동에 따라 제어신호를 발생하여 상기 전자제품의 내부회로를 제어하는 활성화 스위치; 및
상기 전원 온 유니트가 상기 제 1 및 제 2 개폐단자와 상기 제 1 및 제 2 단자가 접점되도록 할 때, 상기 활성화 스위치를 작동시키지 않도록 하며, 상기 전원 온 유니트에 의해 상기 제 1 및 제 2 단자와 상기 제 1 및 제 2 개폐단자가 접점하여 상기 전자제품의 내부회로에 상기 외부 전원이 먼저 인가된 후, 정해진 시간을 지연시키고, 상기 활성화 스위치의 상기 제어신호 발생을 위한 지연 유니트를 포함하는 스위치가 본 발명의 실시를 위한 최선의 형태이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 다만 본 발명의 기술적 사상은 이하 기술되는 실시예들에 한정되지 아니하고 당업자에 의해 다양하게 변형될 수 있다.
도 2는 본 발명의 기술 사상에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치를 설명하기 위한 블록 다이어그램이고, 도 3은 도 2에서 보인 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 이때, 도 3 a는 전원 온 유니트(30)의 작동에 의해 외부전원이 내부회로(1)로 인가되는 상태를 보이기 위한 도면이고, 도 3 b는 도 3 a의 상태에서 지연 유니트(50)가 작동하여 활성화 스위치(70)를 작동케 함으로 내부회로(1)가 작동(활성화)되는 상태를 보이기 위한 도면이다.
도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치(10)는 외부전원이 전자제품의 전원공급장치(파워 서플라이)를 거쳐 내부회로(1)로 인가되게 한 후 활성화스위치(70)로 제어신호(ON)를 보내 전자제품을 켜지게 하고, 상기 내부회로(1)가 꺼지면 전원공급장치로 인입되는 전원이 차단되도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 스위치(10)는 외부전원이 전자제품의 내부회로(1)로 인가되도록 하는 유접점 스위치 기능을 제공하게 되므로, 내부회로(1)가 꺼질 때 전원공급장치 인입선에서 유접점 스위치 기능을 통해 대기전력이 완전한 차단이 가능하게 된다. 예컨대, 컴퓨터를 예로 보면, 종래기술은 컴퓨터의 전원을 오프시키키 위해 본체의 스위치를 끄더라도 대기전력이 차단되지 않으므로, 대기전력을 차단하기 위해 본체의 플러그를 빼거나 별도의 2극 유접점 스위치가 설치되는 멀티탭을 사용해야 하지만, 본 발명에 따르면, 컴퓨터 본체에 설치되는 본체 스위치{본 발명의 스위치(10)}만으로도 대기전력을 효과적으로 차단하게 되는 것이다. 그리고, 1차적으로 외부전원이 내부회로(1)로 인가된 후, 지연 유니트(50)에 의해 정해진 시간 후에 활성화 스위치(70)의 제어를 통해 내부회로(1)가 작동되도록 하는 기능을 제공하게 되므로, 전자제품을 켤 때 발생되는 돌입전류의 충격이나 스파크를 효과적으로 차단하며 또한 변동되는 전압으로 인해 발생되는 부품의 고장을 안정적으로 방지할 수 있다. 한편 정해진 시간은 Hot Load Current 돌입전류의 지속시간이 아주 짧은 것과 파워 서플라이의 직류로의 변환 delay time을 고려하면 약 1초 정도가 바람직하여 유접접스위치가 작동되고 약 1초 정도가 시간이 경과된 후에 활성화스위치가 제어신호(on 신호)를 발생시켜 전자제품을 켜는 것도 좋지만 시스템에 따라 더 긴 시간 간격이 되어도 좋은 것이다.
다시, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치(10)는 단자대(20), 전원 온 유니트(30), 활성화 스위치(70) 및 지연 유니트(50)를 구비한다. 이때, 단자대(20)는 전자제품을 구동시키기 위해 입력되는 외부전원이 접속되는 제 1 및 제 2 단자(22, 24)를 갖는다. 제 1 및 제 2 개폐단자는 제 1 및 제 2 단자(22, 24)와 각각 대응된 위치에서 일측이 탄성적으로 접점 및 개방 가능하도록 설치되고 타측은 각각 내부회로(1)와 전기적으로 접속되어 외부전원이 내부회로(1)로 인입 또는 차단되도록 한다. 이때 제 1 및 제 2 개폐단자의 설치 위치는 전원 온 유니트(30)와 일체로 형성될 수도 있고 단자대(20)에 설치될 수도 있다. 따라서 제 1 및 제 2 고정단자(22, 24)와 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)는 필요에 따라 그 형태 및 설치위치를 달리하는 것으로, 일반적인 스위치에 적용되는 다양한 형태가 적용될 수 있을 것이다. 활성화 스위치(70)는 제어신호를 발생하여 전자제품의 내부회로(1)의 온, 오프 동작되도록 한다. 그리고, 지연 유니트(50)는 전원 온 유니트(30)에 의해 전자제품의 내부회로(1)로 전원이 인가된 상태에서 정해진 시간이 지연된 후, 활성화 스위치(70)가 작동되어 제어신호가 발생될 수 있도록 한다.
이와 같은 구성을 통해 본 발명에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치(10)는, 도 3a 및 도 3b에서 보는 바와 같이, 전자제품이 2과정을 통해 작동되도록 하여 돌입전류 충격 방지와 스파크를 안정적으로 방지하도록 한다. 즉, 본 발명에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치(10)는 사용자가 전자제품을 사용하고자 하는 경우, 통상의 스위치 또는 버튼과 같이 전자제품에 설치되는 전원 온 유니트(30)를 작동시키게 된다. 그러면, 제 1 및 제 2 단자(22, 24)와 제 1 및 제 2 개폐단자는 접점하여 내부회로(1)가 전기적으로 접속되어 외부전원이 내부회로(1)로 인가되게 된다. 이와 같이 내부회로(1)로 전원이 인가된 후, 지연 유니트(50)를 통하여 활성화 스위치(70)는 작동이 된다. 그러면, 활성화 스위치(70)는 제어신호를 발생하여 전자제품의 내부회로(1)가 작동되어 전자제품이 켜지게 한다.
한편, 본 발명에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치(10)에서 활성화 스위치(70)는 내부회로의 무접점(반도체) 스위치를 제어한다.
무접점 스위치는 트랜지스터, 다이오드, SCR, TRIAC 등과 같이 기계적인 움직임은 없지만 회로를 개폐할 수 있는 반도체 소자를 이용하여 제어가 이루어진다. 활성화 스위치(70)는 탁트 스위치, 터치 스위치 등이 사용되는데 본 발명에서 탁트 스위치를 사용하는 예를 들어보면 활성화 버튼(71)이 눌려지면 접점(A)와 접점(B)가 접촉되어 제어신호(ON, OFF)를 발생시켜 내부회로를 제어한 후 스프링(S)에 의해 원위치로 복귀되어 접점(A)와 접점(B)가 분리되도록 구비한다. 따라서 활성화 버튼(71)이 눌려질 때마다 ON, OFF 제어신호가 교번되도록 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 4 내지 도 7에 의거하여 상세히 설명하고, 도 1 내지 도 7에서 있어서 동일한 기술적 요소에는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 종래 다양한 대기전력 차단용 스위치와 관련된 기술로부터 통상 이 분야의 관련 기술로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치를 설명하기 위한 블록 다이어그램이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치의 주요 구성을 보여주는 개략적인 사시도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치(10)는, 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 기술사상에 따라 단자대(20), 전원 온 유니트(30), 활성화 스위치(70) 및 지연 유니트(50)를 구비하여 기존 전자제품의 전원 공급 메커니즘을 변화시키지 않으면서 전자제품에 적용시킬 수 있도록 하고, 전자제품의 전원을 켤 때 돌입전류에 의해 변압기나 그의 종속된 부품에 직접적인 손상 또는 오동작을 유발하는 것을 효과적으로 방지하도록 하며, 전자제품을 끄면 필요없는 대기전력을 효과적으로 완전히 차단되도록 한다.
본 실시예에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치(10)는 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25), 제 1 및 제 2 단자(22, 24), 전원 온 유니트(30), 지연 유니트(50) 및 활성화 스위치(70)가 단일의 케이스(12)에 설치된다. 즉, 단일의 케이스(12)를 통해 하나의 단위로 구성되도록 함으로써, 일반적인 탁트 스위치와 같이 전자제품에 바로 설치할 수 있도록 하는 것이다. 특히, 본 실시예에 따른 스위치(10)는 전자제품의 내부회로(1)가 오프(비활성화)될 때 유접점 스위치가 자동으로 오프되도록 하기 위해 컨트롤러{80, 본 실시예에서는 PCB의 형태로 형성}를 케이스(12)내에 설치하여 기존 전자제품의 설계변경 또는 재제작이 불필요하도록 하였다. 물론, 전자제품의 설계시 본 발명에 따른 스위치(10)를 적용하는 경우, 도 4에서 보는 블록 다이어그램과 같은 형태에서 컨트롤러(80)를 전자제품의 내부회로(1)와 연계시켜 내부회로(1)와 일체로 구성할 수도 있는 것이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전원 차단을 위한 스위치(10)에서 단자대(20)는 전자제품을 구동시키기 위해 입력되는 외부전원이 접속되는 제 1 및 제 2 단자(22, 24)를 갖는다. 그리고, 단자대(20)에는 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)와 제 1 및 제 2 단자(22, 24)의 접점을 통해 외부전원이 내부회로(1)로 인가되었을 때 내부회로(1) 또는 컨트롤러(80)에 의해 작동되는 전자석(48)이 설치된다. 이때 전자석(48)은 솔레노이드 코일을 보빈에 감아 솔레노이드코일단자를 연결하여 구성한다. 컨트롤러{80; 도 5 및 도 7에서 보인 본 실시예에서 컨트롤러(80)는 케이스(12) 안의 편리한 곳에 설치될 수 있다}는 전원을 인가받은 상태에서, 전자제품의 내부회로(1)가 꺼지면 컨트롤러(80)가 제어를 하여 솔레노이드 코일에 전류를 통과시켜 전자석(48)에 자기장을 발생시키도록 한다. 이때 전자석은 밀착된 자석(46)과 같은 극성을 띄게 함으로써 전자석(48)과 자석(46)은 밀어내게 되어 접점된 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)와 제 1 및 제 2 단자(22, 24)의 개방(분리)되게 된다. 그러면 전자석(48)에는 전원 공급이 없으므로 자성을 잃게 된다. 즉, 컨트롤러(80)는 전원 온 유니트(30)에 의해 외부전원이 내부회로(1)로 인가될 때 전원이 인가되고 내부회로(1)가 비활성화가 되거나 활성화 스위치(70)의 제어신호(off 신호)가 발생되거나 또는 전자제품에 흐르는 전류를 자체가 감지하여 전자석(48)에 전류를 흐르게 하여 자성을 띄게 하므로써 자석(46)과 척력을 발생케 하여 이동 블록(40)이 스프링(34b)에 의해 원위치로 복귀됨에 따라 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)와 제 1 및 제 2 단자(22, 24)의 접점이 분리되어 대기전력을 차단하게 된다.
본 실시예에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치(10)에서 제 1 및 제 2 단자(22, 24)와 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)가 접점되어 외부전원이 내부회로(1)로 인가되도록 하는 전원 온 유니트(30)에는 이동 블록(40)과 일체로 형성될 수 있는 온 버튼(32)을 구비할 수 있지만, 여기서는 온 버튼(32)을 스프링(34a)에 의해 탄성적으로 지지되어 일측이 케이스(12)의 외측으로 돌출되도록 설치되고, 슬라이딩 운동되는 온 버튼(32)을 구비할 수도 있다. 이 온 버튼(32)은 본 발명의 기술 사상 아래 일반적으로 사용자가 눌러 전자제품의 전원을 켜고 끄도록 하는데 사용되는 다양한 형태가 적용될 수 있을 것이다. 그리고, 단자대(20)와 온 버튼(32) 사이에서 스프링(34b)에 의해 탄성적으로 지지되어 설치되는 이동 블록(40)을 갖는다. 이 이동 블록(40)은 온 버튼(32)에 의해 단자대(20) 방향으로 이동되어 제 1 및 제 2 단자(22, 24)와 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)를 접점 시킨다. 이때 이동 블록(40)에 설치된 자석(46)은 전자석(48)과 밀착 되고 제 1 및 제 2 단자(22, 24)와 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)는 접점된 상태를 유지한다. 이때 전자석(48)은 당연히 자성이 형성되지 않는다. 또한 스프링(34)의 복원력 보다는 자석(46)의 자력이 커야 되는 것은 당연하다. 이를 위해 이동 블록(40)은 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)의 일측을 밀기 위한 돌기(42)가 양측에 형성되고, 중심에는 자석(46)이 구비된다. 내부회로(1) 또는 컨트롤러(80)가 제어를 하여 전자석(48)에 전류가 흐르면 자기장이 발생되어 밀착된 전자석(48)과 자석(46)은 척력이 생겨 밀어내게 된다. 한편 자석(46)과 전자석(48)의 설치위치는 본 실시예와 반대로 이동 블록(40)에 전자석(48)을 단자대(20)에 자석(46)을 설치하는 것도 가능하다. 제 1 및 제 2 단자(22, 24)와 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)를 접점 및 개방시키는 전원 온 유니트(30)는 여기서는 자석과 전자석을 사용했지만 통상의 누전차단기나 일반적인 스위치 형태가 될 수 있으며 구조와 형태는 다양하게 변경될 수 있는 것은 자명한 일이다.
한편, 본 실시예에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치(10)에서 활성화 스위치(70)는 제어신호를 발생하여 전자제품의 내부회로(1)가 작동되도록 한다. 그리고, 지연 유니트(50)는 전원 온 유니트(30)에 의해 전자제품의 내부회로(1)로 전원이 인가된 상태에서 정해진 시간이 지연된 후, 활성화 스위치(70)가 작동되도록 하여 제어신호가 발생되도록 한다.
한편, 지연 유니트(50)는 작동 돌기(53)가 스프링(S)이 개재된 온 버튼(53)과 일체로 형성되어 온 버튼(32)이 작동될 때 활성화 스위치(70)를 작동시키지 못하도록 가이드(58)를 두고 온 버튼(32)이 원위치로 돌아 올 때 작동 돌기(53)가 활성화 버튼(71)를 눌러 접점(A)과 접점(B)이 접촉되어 제어 신호가 발생되도록 할 수 있다. 이 때, 정해진 시간은 개재된 스프링(34a)과 스프링들(S)의 탄성에 의해 조절될 수 있다.
한편, 지연 유니트(50)는 다음과 같은 구조도 가능하다. 가스, 유압식 쇼바 방식를 이용하는 것이다. 온 버튼(32)이 이동 블록(40)을 밀어 상기 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)와 상기 제 1 및 제 2 단자(22, 24)가 접점되도록 할 때 작동 돌기(53)가 쇼바의 압축돌기를 눌러 압축시키고 온 버튼(32)이 원래 자리로 돌아올 때 쇼바의 압축돌기는 원위치로 서서히 복귀하여 활성화 스위치를 작동시킬 수 있다. 이 때, 활성화 스위치(70)는 터치 스위치일 수 있다.
도 6a는 지연 유니트(50)의 주요 구성을 설명하기 위한 분해 사시도이다. 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치(10)에서 지연 유니트(50)는 안정적인 지연효과를 얻도록 하면서도 가능한 간단하게 구성할 수 있도록 하기 위해 온 버튼(32)에 의해 작동되어 시간차를 두고 활성화 스위치(70)를 작동시키도록 하는 것을 특징으로 한다.
좀 더 구체적으로 보면, 본 실시예에 따른 스위치(10)에서 지연 유니트(50)는 작동 돌기(53)와 스윙 레버(54)를 구비하여, 온 버튼(32)이 이동 블록(40)을 단자대(20)로 밀 때 활성화 스위치(70)를 작동시키지 않도록 한다. 이동 블록(40)의 자석(46)은 단자대(20)의 전자석(48; 이때 전자석의 기능을 하지 않는다)과 밀착되고 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)와 제 1 및 제 2 단자(22, 24)가 접점되어 외부전원이 내부회로(1)에 인가되도록 한 후, 온 버튼(32)이 후퇴(원위치)할 때 활성화 스위치(70)를 작동시켜 제어신호를 발생시킴으로써, 내부회로(1)의 활성화를 통한 전자제품의 작동이 이루어지도록 한다. 이를 위해 작동 돌기(53)는 온 버튼(32)에 설치되어 온 버튼(32)의 이송에 따라 슬라이딩 운동된다. 그리고, 스윙 레버(54)는 케이스(12)에 작동 돌기(53)의 슬라이딩 방향에 대해 양방향으로 회동가능하도록 결합되고, 온 버튼(32)이 단자대(20)의 반대 방향으로 슬라이딩 될 때 작동 돌기(53)에 의해 회동되어 활성화 스위치(70)가 작동되도록 한다.
이와 같은 지연 유니트(50)는 필요에 따라 다양한 보조 요소를 통해 연장되거나 특정한 구조를 갖도록 할 수 있을 것이다. 본 실시예에서 작동 돌기(53)는 온 버튼(32)에 끼워 결합되는 홀더(52)에 형성되도록 하였고, 온 버튼(32)이 전진하는 방향의 앞면이 경사면(53a)을 갖도록 하여, 온 버튼(32)이 전진할 때 스윙 레버(54)를 회전시키면서 자연스럽게 전진할 수 있도록 하였다. 그리고, 스윙 레버(54)는 케이스(12)에 형성되는 보스(12a)에 스프링(S)이 개재되어 수평회동가능하게 끼워져 작동 돌기(53)에 의해 회동되도록 하였다. 그리고, 입출력 레버(55, 56)를 두어 입력 레버(55)는 끝면(55a)이 작동 돌기(53)의 경사면(53a)과 대응되어 경사지도록 형성되고, 출력 레버(56)는 입력 레버(55)의 타측에서 활성화 스위치(70)를 누르도록 하였다. 이때, 출력 레버(56)는 도 5 및 도 7c에서 보는 바와 같이, 온 버튼(32)의 전진시 작동 돌기(53)에 의해 스윙 레버(54)가 회전되면 활성화 스위치(70)의 반대편에 설치되는 판스프링(60)에 받쳐져 원위치로 돌아오게 되며 온 버튼(32)이 원위치로 돌아올 때 정해진 시간에 활성화스위치(70)가 작동되도록 하는데 그 시간은 개재된 스프링(S)의 탄성에 의하여 조절될 수 있도록 하였다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 도 7a는 전자제품이 오프된 상태로서 외부전원이 차단된 상태이다. 이와 같은 상태에서 사용자가 온 버튼(32)을 누르면, 도 7b와 같이, 온 버튼(32)은 전진하게 되고 작동 돌기(53)는 스윙 레버(54)의 입력 레버(55)를 밀치면서 온 버튼(32)과 함께 전진하게 된다. 그러면, 스윙 레버(54)는 회전하면서 출력 레버(56)가 판스프링(60)을 밀치게 되고, 도 7c와 같이 온 버튼(32)이 계속 전진하면 작동 돌기(53)는 스윙 레버(54)로부터 벗어나게 되므로, 판스프링(60)이 출력 레버(56)에 탄성력을 가해 스윙 레버(54)는 원위치된다. 그리고, 온 버튼(32)은 이동 블록(40)을 전자석(48)의 방향으로 밀게 된다. 이동 블록(40)의 중앙에 있는 자석(46)이 전자석(48)과 밀착된 상태가 되며 돌기가 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)의 일측을 눌러 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)와 접점된 상태를 유지한다. 이때, 이동 블록(40) 내의 자석(46)으로 인해, 도 7d에서 보는 바와 같이, 온 버튼(32)이 후진하는 경우에도 이동 블록(40)은 전자석(48)과 밀착되어 고정되어 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)와 제 1 및 제 2 단자(22, 24)는 접점된 상태를 유지하게 한다.
이와 같이 하여 내부회로(1)에 전원이 인가된 상태에서 온 버튼(32)이 후진하는 과정에서 작동 돌기(53)는 스윙 레버(54)의 입력 레버(55)를 온 버튼(32)의 후진 방향으로 밀게 되어 스윙 레버(54)는 회전하면서 출력 레버(56)가 활성화 스위치(70)를 누르게 된다. 따라서, 활성화 스위치(70)는 제어신호를 발생하여 내부회로(1)가 작동되도록 한다. 그리고, 도 7e에서 보는 바와 같이, 온 버튼(32)이 원위치되면, 스윙 레버(54)도 활성화 스위치(70)의 탄성력에 의해 또는 스프핑(S)에 의해 원위치되지만, 이동 블록(40)은 단자대(20)에 계속 부착된 상태를 유지한다.
다시, 도 7e 상태에서 온 버튼(32)이 재차 작동이 되면 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)와 제 1 및 제 2 단자(22, 24)는 접점된 상태에서 온 버튼(32)의 후진운동에 따라 활성화 스위칭(70)가 제어신호(off 신호)를 발생되게 되며, 내부 회로(1)는 전자제품을 끄며 컨트롤러(80)는 전자석에 전류를 흐르게 하여 접점된 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)와 제 1 및 제 2 단자(22, 24)를 개방되도록 하여 도 7a 상태가 된다.
한편, 본 발명에 따른 돌입전류 충격 방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치(10)는 내부 회로(1)의 소프트웨어로 제품을 끄거나 온 버튼(32)의 작동으로 활성화 스위치(70)로 제어신호(off 신호)가 발생이 되면, 컨트롤러(80)는 솔레노이드 코일에 전류를 흐르게 하여 전자석(48)에 자기장이 발생되도록 하는데 밀착된 자석(46)과 같은 극성을 띄게 함으로써 밀어내는 힘이 발생되고 스프링(34b)에 의해 이동블록(40)은 원위치되어 유접점 스위치가 개방된 형태가 되도록 함으로써, 외부전원이 자동으로 끊겨 대기전력을 편리하고 효과적으로 차단시키게 된다. 한편 컨트롤러(80) 또는 내부 회로(1)에 의해 전자석(48)에 전류를 흐르게 하여 자기장 극성의 방향을 바뀌어 주는 방법으로 제 1 및 제 2 단자(22, 24)와 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)를 접점 또는 개방되도록 하는 래칭 릴레이로도 만들 수 있다. 이때 물론 내부회로(1)에 상시전원이 공급(예 battery)이 되며 온 유니트(30)의 이동 블록(40) 일측에 작동 돌기(53)을 구비하고 스윙 레버(54)에 태엽을 장착하는 방법으로 지연 유니트(50)을 구성하여 제 1 및 제 2 개폐단자(23, 25)와 제 1 및 제 2 단자(22, 24)가 접점된 후 정해진 시간에 활성화스위치(70)로 제어신호(on 신호)를 발생시키게 할 수 있다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 전자제품을 켤 때 돌입전류에 의한 전기적 충격으로 부품의 손상, 오동작, 전기품질의 저하 등을 효과적으로 방지할 수 있고, 전자제품을 끄면 불필요한 대기전력을 완전히 차단할 수 있어, 전기, 전자제품에 광범위하게 적용가능하다.

Claims (3)

  1. 전자제품을 구동시키기 위해 입력되는 외부전원이 접속되는 제 1 및 제 2 단자와;
    상기 전자제품의 내부회로와 전기적으로 접속된 제 1 및 제 2 개폐단자와;
    상기 제 1 및 제 2 개폐단자와 상기 제 1 및 제 2 단자가 접점 및 개방되도록 하며, 상기 제 1 및 제 2 개폐단자와 상기 제 1 및 제 2 단자가 접점되어 상기 외부 전원이 상기 전자제품의 내부회로로 인가되도록 하는 전원 온 유니트와;
    상기 전원 온 유니트의 작동에 따라 제어신호를 발생하여 상기 전자제품의 내부회로를 제어하는 활성화 스위치; 및
    상기 전원 온 유니트가 상기 제 1 및 제 2 개폐단자와 상기 제 1 및 제 2 단자가 접점되도록 할 때, 상기 활성화 스위치를 작동시키지 않도록 하며, 상기 전원 온 유니트에 의해 상기 제 1 및 제 2 단자와 상기 제 1 및 제 2 개폐단자가 접점하여 상기 전자제품의 내부회로에 상기 외부 전원이 먼저 인가된 후, 정해진 시간을 지연시키고, 상기 활성화 스위치의 상기 제어신호 발생을 위한 지연 유니트를 포함하는 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 온 유니트는 상기 활성화 스위치가 상기 제어 신호를 발생되게 하는 작동 돌기와 상기 작동 돌기와 일체로 형성되는 온 버튼를 구비하는 것이며,
    상기 온 버튼과 상기 제 1 및 제 2 단자 사이에서 스프링에 의해 탄성적으로 지지되어 설치되며, 상기 온 버튼에 의해 이송되는 이동 블록을 더 포함하며,
    상기 지연 유니트는 상기 온 버튼이 상기 이동 블록을 상기 제 1 및 제 2 개폐단자를 상기 제 1 및 제 2 단자와 접점 되도록 이송 할 때, 상기 작동 돌기가 상기 활성화 스위치를 작동시키지 않도록 하는 스윙 레버 및 가이드 중 적어도 하나를 더 포함하는 것이 특징인 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 개폐단자와 상기 제 1 및 제 2 단자와의 접점이 자동으로 개방(분리)되어 대기전력을 차단하도록 제어하는 컨트롤러와;
    상기 이동 블록과 일체로 형성되는 자석; 및
    상기 자석과 대향되는 위치에 설치되고, 상기 활성화 스위치의 상기 제어신호의 발생에 따라 자기장의 극성이 제어되며, 상기 자기장의 극성에 따라 상기 자석과 탈착되거나, 상기 이동 블록을 이송시켜 상기 제 1 및 제 2 개폐단자와 상기 제 1 및 제 2 단자의 접점이 개방되도록 하는 전자석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 돌입전류 충격방지 및 대기전력 차단을 위한 스위치.
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