KR200162515Y1 - 전류레벨표시회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전류레벨표시회로에 관한 것으로, 특히 차단기와 콘센트를 비롯한 각종 전기 및 전자기기에 부가설치되어 사용자로 하여금 전기의 사용상태를 용이하게 파악할 수 있도록 하는 전류레벨표시회로에 관한 것이다.

본 고안의 전류레벨표시회로는 전류검출수단으로부터 검출된 전류를 증폭수단에서 전압신호로 증폭하여 그 증폭된 전압신호를 출력시키는 신호증폭수단과, 신호증폭수단에서 증폭되어 입력된 신호를 비교수단에서 기준전압과 비교하여 레벨출력수단을 통하여 출력시키는 신호비교수단과, 신호비교수단에서 비교되어 입력된 신호를 그 전압차의 고저에 따라 적어도 하나의 색상과 다단계의 레벨을 나타낼 수 있는 표시수단을 순차적으로 출력시키는 출력표시수단과, 신호비교수단에서 비교되어진 부하전류나 누전전류가 미리 설정된 차단한도전류에 도달하면 출력표시수단의 최고레벨을 표시하는 출력표시기로 출력됨과 동시에 그 신호출력을 논리합게이트를 통하여 출력시키는 과전류확인 신호출력수단으로 구성된다.

상기와 같은 구성의 전류레벨표시회로는 차단기와 콘센트 및 각종기기에 설치되어 기기의 사용자로 하여금 전기의 통전유무, 부하전류량, 누전상태 및 누전전류량등을 시각적으로 용이하게 파악할 수 있도록 하므로써, 기기관리 및 전력관리를 효율적으로 할 수 있도록 함은 물론 감전사고 및 화재사고등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 한다. 또한 전류레벨표시회로를 부가설치한 제품의 성능을 상기와 같이 일층 향상시키고, 외관을 미려하게 하여 제품의 경쟁력을 높이는 부수적인 효과도 거둘 수 있도록 한다.

Description

전류레벨 표시회로

본 고안은 일반적으로 전기 및 전자기기 그리고 전력을 사용하는 모든 장치 및 시스템에 사용할 수 있는 전류레벨표시회로에 관한 것으로, 특히 차단기 및 콘센트를 비롯한 각종 기기에 설치하여 부하전류 및 누전전류을 차단전류까지 레벨표시할 수 있도록 하여, 전기의 사용상태 및 누전을 사용자가 용이하게 파악할 수 있도록 하고, 부하전류나 누전전류가 설정치에 도달하면 차단전류를 출력시켜 차단회로가 동작하게 하므로써, 사고의 위험을 미연에 방지토록 하는 전류레벨표시회로에 관한 것이다.

종래에 일반적으로 사용되는 전기 및 전자기기들은 적절한 전기통전 표시수단이 없어 기기에 전기가 통전되고 있는지 알 수가 없었다. 이로 인하여 감전의 위험과 화재위험 그리고 기기의 고장시에 고장원인을 찾는데 어려움이 많았다. 이를 개선하기 위하여 기기에 전기통전을 표시하는 표시수단을 부가하였으나, 이러한 전기통전 표시수단의 부가만으로는 부하의 정도 즉 전기사용량과 과부하 그리고 누전상태등을 알기가 어려웠다.

예를 들면, 현재 가정에서 많이 사용되는 콘센트는 전기의 통전유무조차도 표시할 수 있는 표시수단이 없어 감전의 위험이 상존하고 있고 과부하나 누전을 표시하는 수단을 갖지 못하여 화재의 위험도 많이 따르고 있다. 그래서 이를 개선하기 위하여 스위치겸 전기통전표시수단과 퓨우즈를 설치한 콘센트가 나왔는데, 이 또한 전기사용량과 누전상태등을 파악할 수 없고, 과부하시 퓨우즈로 선로를 차단한다고는 하지만 전기를 사용하는 기기의 손상위험이 있으며, 사용자의 적절한 전기사용을 기대하기 어려웠다.

또한, 종래의 차단기는, 사용자가 차단기의 통전유무, 부하상태, 누전상태 및 누전전류량을 파악할 수 없고, 이로 인하여 화재 및 감전사고의 위험이 상존하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 전자식 배선차단기의 과부하 경보방법 및 장치(특허출원공개 : 1996-016039호)와 회로차단기의 과전류표시 장치(특허출원공개 : 1996-019363호)등이 다수 제안되었는데, 전자식 배선차단기의 과부하 경보방법 및 장치는 정격부하의 70퍼센트 내지 110퍼센트 부하가 통전될시 표시수단을 통해 시각적으로 표시하여 배선차단기가 과부하에 의한 트립동작 발생전에 사용자가 과부하 상태를 파악할 수 있도록 한 것이고, 회로차단기의 과전류표시 장치는 회로차단기에 과전류 및 과부하가 흐를때 그 상태를 발광소자로 표시하여 주는 것이다. 그러나, 상기의 두 발명들은 사용자가 전기의 통전유무상태 및 적정한 전기사용량의 파악을 할 수가 없는 문제점들이 남아있어 사용자를 충분히 만족시킬 수 있을 정도로 문제를 해결하지는 못하였다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 전류레벨표시회로를 차단기 및 각종기기에 설치하여, 사용자가 통전유무, 전기부하상태 즉 부하전류량, 누전상태 및 누전전류량등을 용이하게 파악하고, 부하전류량 및 누전전류량이 설정된 차단한도전류에 도달시에는 차단회로를 동작케 하므로써, 화재 및 감전사고등의 위험을 미연에 방지하며, 기기의 관리 및 전력관리를 효율적으로 하는데 있다.

도1은 본 고안의 제1실시예인 전류레벨표시회로의 블록도이다.

도2는 본 고안의 제1실시예인 전류레벨표시회로의 회로도이다.

도3은 도2의 레벨출력회로의 일실시예로서 레벨표시수단을 함께 나타낸 회로도이다.

도4a는 본 고안의 제2실시예인 전류레벨표시회로를 부가설치한 차단기의 정면도이다.

도4b는 본 고안의 제2실시예로 도4와 다른 배열로 레벨표시수단을 설치한 차단기의 정면도이다.

〈 도면부호 〉

10 : 부하전류 신호증폭부, 20 : 누전전류 신호증폭부

30 : 부하전류 신호비교부, 40 : 누전전류 신호증폭부

50 : 부하전류 출력표시부, 60 : 누전전류 출력표시부

70 : 과전류확인 신호출력부

300 : 부하전류 레벨출력회로, 400 : 누전전류 레벨출력회로

CT1, CT2 : 변류기, OP1, OP2 : 연산증폭기

OP3, OP4 : 비교기, OP5 : 논리합(OR) 게이트

C1, C2, C3, C4, C5, C6 : 콘덴서

L1 - L10 : 발광 다이오드

R11 - R17, R21 - R27, R31, R41, R51- R55, R61 -R65, R71 - R77, R301 - R305, R311 - R316 : 저항

VR1 : 부하기준전압, VR2 : 누전기준전압

B31 - B35 : 버퍼, B+ : 전원

LR : 적색 발광다이오드, LG : 녹색 발광다이오드

LB : 청색 발광다이오드, LY : 황색 발광다이오드

510, 520 : 차단기, SW : 스위치

511, 521 : 차단기의 부하전류 레벨표시

512, 522 : 차단기의 누전전류 레벨표시

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 부하전류검출수단 및 누전전류검출수단으로부터 각각 검출된 전류를 부하전류증폭수단 및 누전전류증폭수단에서 각각 증폭하여 그 증폭된 각각의 신호를 신호비교수단으로 출력시키는 신호증폭수단과, 상기 신호증폭수단에서 증폭되어 입력된 각 신호를 부하기준전압과 부하전류 비교수단에서 그리고 누전기준전압과 누전전류 비교수단에서 각각 비교하여 각각의 레벨출력수단을 통하여 출력시키는 신호비교수단과, 상기 신호비교수단에서 비교되어 각각 입력된 신호를 그 전압차의 고저에 따라 적어도 하나의 색상과 다단계의 레벨을 표시할 수 있는 부하전류표시수단 및 누전전류표시수단에 의하여 각각 순차적으로 출력시키는 출력표시수단과, 상기 신호비교수단에서 비교되어진 부하전류 및 누전전류가 미리 설정된 차단한도전류에 도달하면 부하전류 또는 누전전류의 과전류가 상기 출력표시수단에서 출력의 최고레벨을 표시하는 출력표시기에 출력됨과 동시에 그 출력신호를 논리합게이트를 통하여 출력시키는 과전류확인 신호출력수단으로 구성되어지는 전류레벨표시회로를 제공한다.

이하에서는 이러한 목적을 달성하는 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1실시예

도1은 본 고안의 제1실시예인 전류레벨표시회로의 블록도이고, 도2는 전류레벨표시회로의 회로도이며, 도3은 레벨출력의 상세회로도이다.

신호증폭부(10, 20)의 변류기(CT1, CT2)에서 검출된 전류는 연산증폭기(OP1, OP2)에서 R15/R12 및 R25/R22 배의 전압이득 증폭되어, 그 증폭된 신호가 버퍼 역할을 하는 콘덴서(C1, C2)를 통하여 신호비교부(30, 40)로 출력된다.

상기 신호증폭부(10, 20)로부터 입력된 신호는 신호비교부(30, 40)의 비교기(OP2, OP3)에서 미리 설정된 기준전압(VR1, VR2)과 비교되어 레벨출력회로(300, 400)에 인가되고, 레벨출력회로(300, 400)에서 신호의 크기에 따라 즉, 기준전압(VR1, VR2)과 증폭된 전압신호의 차이의 고저에 따라 순차적으로 신호를 출력시킨다.

상기 신호비교부(30, 40)의 레벨출력회로(300, 400)로부터 출력된 신호는 출력표시부(50, 60)로 입력되어 출력표시부(50, 60)의 표시수단인 발광다이오드(L1-L5)(L6-L10)를 점등시킨다.

또한 상기 증폭된 신호가 차단한도전류에 도달시에는 출력표시수단의 최고레벨 즉 과전류를 표시하는 발광다이오드(L5, L10)가 점등됨과 동시에 각각 직렬연결된 콘덴서(C5, C6)와 저항(R71, R72)을 통하여 과전류확인 신호출력부(70)의 논리합게이트(OP5)로 출력되며, 과전류확인 신호출력부(70)의 논리합게이트(OP5)에 입력된 신호는 다시 과전류 차단회로(도시되지 않았음)로 출력된다.

상기와 같이 제1실시예에서는 전류레벨을 다섯단계로 구분하였으나, 필요에 따라 전류레벨 단계를 더욱 세분화할 수도 있고, 단계를 줄일 수도 있다. 이와 같이 전류레벨의 단계를 가감하는 것은 비교적 용이한 일이며, 일반적으로 사용기기의 종류 및 부하의 대소에 따라서 결정될 것이다. 또한, 기기의 용도 및 필요에 따라서 상기 전류레벨표시회로에서 신호증폭부(10)와, 신호비교부(30) 및 출력표시부(50)로 회로를 구성하여 사용할 수도 있고, 신호증폭부(10), 신호비교부(30), 출력표시부(50) 및 과전류확인 신호출력부(70)로 회로를 구성하여 사용할 수도 있다.

제2실시예

도4A와 도4B는 본 고안의 전류레벨표시회로를 설치한 차단기의 정면도로서, 도4A에서는 부하전류레벨표시와 누전전류레벨표시가 차단기의 스위치 아래에 횡방향으로 나란히 배열되어 있고, 도4B에서는 종방향으로 차단기의 스위치를 사이에 두고 나란하게 배열되어 있다. 기타 도4A와 도4B의 배열형태 이외에도 여러형태의 배열로 전류레벨표시수단 즉, 발광다이오드를 배열할 수 있다. 일반적인 사용은 도4A 및 도4B에 나타낸 바와 같이 전류레벨에 따라 전류레벨표시 발광다이오드의 색상을 달리하고, 부하전류와 누전전류의 레벨표시 발광다이오드의 색상의 배열을 달리한다. 이렇게 전류레벨표시회로를 산업현장 및 가정에서 많이 사용되는 차단기에 부가설치하므로써, 사용자로 하여금 전기의 통전유무라든가, 부하상태 및 누전상태등을 용이하게 파악할 수 있도록 하고, 사고의 위험을 미연에 방지함은 물론 적절한 전기사용으로 전력관리 및 전기를 사용하는 기기의 관리를 효율적으로 할 수 있다.

제3실시예

전류레벨표시회로는 가정 및 사무실에서 가장 많이 사용되는 전기기구인 콘센트에도 설치되어 사용될 수 있다. 콘센트는 차단기보다 일반 사용자와의 접촉빈도가 훨씬 높은 관계로, 전류레벨표시회로가 콘센트에 설치되어 사용되는 경우에는 상기 제2실시예의 차단기의 경우보다 훨씬 더 큰 효과를 볼 수 있다고 할 수 있다.

본 고안의 전류레벨표시회로는 제2실시예의 차단기와 제3실시예의 콘센트이외에도 각종 전기기기 및 전원공급판넬, 그리고 전기를 사용하는 기계 및 장치등에도 사용될 수 있으며, 이는 본 고안이 실시되는 업계에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양하게 변경 사용이 가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 고안은, 차단기 및 콘센트를 비롯한 각종 전기기기 및 각종 장치등에 부가설치되어 사용자로 하여금 전기의 통전유무와 부하전류량, 그리고 누전상태 및 누전전류량등을 파악할 수 있도록 하고, 과전류가 흐를시에는 차단전류를 출력하므로써, 기기의 차단회로를 동작케 하여 기계 및 장치를 보호할 수 있도록 한다.

Claims (1)

1. 부하전류검출수단(CT1) 및 누전전류검출수단(CT2)으로부터 각각 검출된 전류를 부하전류증폭수단(OP1) 및 누전전류증폭수단(OP2)에서 각각 증폭하여 그 증폭된 각각의 신호를 신호비교수단(30, 40)으로 출력시키는 신호증폭수단(10, 20)과; 상기 신호증폭수단(10, 20)에서 증폭되어 입력된 각 신호를 부하기준전압과 부하전류 비교수단에서 그리고 누전기준전압과 누전전류 비교수단에서 각각 비교하여 각각의 레벨출력수단(300, 400)을 통하여 출력시키는 신호비교수단(30, 40)과; 상기 신호비교수단(30, 40)에서 비교되어 각각 입력된 신호를 그 전압차의 고저에 따라 적어도 하나의 색상과 다단계의 레벨을 표시할 수 있는 부하전류표시수단 및 누전전류표시수단에 의하여 각각 순차적으로 출력시키는 출력표시수단(50, 60)과; 상기 신호 비교수단(30, 40)에서 비교되어진 부하전류 및 누전전류가 미리 설정된 차단한도전류에 도달하면 부하전류 또는 누전전류의 과전류가 상기 출력표시수단(50, 60)에서 출력의 최고레벨을 표시하는 출력표시기에 출력됨과 동시에 그 출력신호를 논리합게이트(OP5)를 통하여 출력시키는 과전류확인 신호출력수단(70)으로 구성되어지는 전류레벨표시회로.