KR20060081798A - 전자식 자동 절환 스위치 - Google Patents

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KR20060081798A
KR20060081798A KR1020050002211A KR20050002211A KR20060081798A KR 20060081798 A KR20060081798 A KR 20060081798A KR 1020050002211 A KR1020050002211 A KR 1020050002211A KR 20050002211 A KR20050002211 A KR 20050002211A KR 20060081798 A KR20060081798 A KR 20060081798A
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Abstract

전자식 자동 절환 스위치가 게시된다. 본 발명의 전자식 자동 절환 스위치는 반도체 스위칭 소자를 사용하여 상시전원과 비상전원의 절환이 이루어진다. 특히 반도체 스위칭 소자의 온/오프 동작이 전원전압의 위상이 영점에서 이루어짐으로 노이즈 발생이나 아크 방전과 같은 부정적인 현상이 최소화 된다. 전자적으로 전원간에 절환이 이루어짐으로 고속으로 전원의 절환이 이루어진다. 또한 입력부의 스위치 조작으로 간단히 전자식 자동 절환 스위치의 동작을 제어할 수 있음으로 사용이 매우 편리하며, 스위칭 동작에 따른 전류 소비가 기계식에 비하여 낮음으로 전력 절감 효과를 얻을 수 있다. 그리고 입력 전압과 출력 전압의 범위가 넓어서 사용범위가 넓다.
자동절환스위치, ATS, 부하, 과전류, 포토커플러, 트라이악

Description

전자식 자동 절환 스위치{ELECTRICAL AUTOMATIC TRANSFER SWITCH}
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 일반적인 자동 절환 스위치의 전기적 연결 구조를 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 자동 절환 스위치의 회로 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2의 전자식 스위칭부의 회로 구성을 상세히 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2의 보조 접점부의 회로 구성을 상세히 보여주는 도면이다.
도 5는 전자식 자동 절환 스위치의 전면 패널의 구조를 보여주는 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
2: 자동절환스위치 4: 부하
10: 제1 정류부 11, 14: 퓨즈
12, 15: 전원 입력 커넥터 13: 제2 정류부
16, 17: 포토커플러 20: 내부 전원 발생부
30: 스위칭부 40: 과전류검출부
50: 제어부 60: 전면패널
80: 보조 접점부 82, 84: 보조접점 커넥터
본 발명은 자동 절환 스위치(Automatic Transfer Switch: ATS)에 관한 것으로, 구체적으로는 입력 전원의 교류 위상이 영점이 되는 지점에서 스위칭 절환이 이루어지도록 하여 노이즈나 서지 발생을 억제할 수 있는 전자식 자동 절환 스위치에 관한 것이다.
자동 절환 스위치는 하나 이상의 부하를 한 전원에서 다른 전원으로 자동 절환 하는 장치이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 자동 절환 스위치(2)는 정상적인 상태에서 상시전원으로부터 전력이 부하(4)로 제공되도록 하다가 상시전원이 사고나 고장에 의해 정상적으로 공급되지 못 할 경우에 비상전원으로부터 전력이 부하로 제공되도록 자동 절환 시킨다. 상시전원은 일반적으로 상용전원이며, 비상전원은 일반적으로 발전전원이나 비상용 배터리 전원 등을 이용한다.
이와 같은 자동 절환 스위치는 대부분 기계적인 방식을 사용하고 있어서 기계적인 스위치 구조의 물리적 한계성으로 인하여 절환 속도가 어느 정도 이상은 높이기 어려운 것으로 알려져 있다. 기계식의 경우 동작 중 발생되는 기계음과 점점의 마모 등이 문제이며 심한 경우 점점이 융착 되는 경우도 발생한다.
또한 절환시 발생되는 노이즈나 아크 방전 등에 의해 부하가 손상될 수 있는 문제점이 있어왔다. 특히, 부하 특성에 따라 노이즈나 아크 방전등에 의해 오동작이나 심각한 손상이 발생되는 경우가 있다. 예를 들어, 자동화 및 무인화 되어 있는 시스템의 경우 심한 경우 오동작으로 인하여 인명사고가 발생될 수도 있다. 자동 생산 라인에서는 수치제어를 담당하는 제어기가 오동작을 하여 불량품이 양산될 수도 있다. 이러한 문제점이 발생되는 것은 입력 전원의 위상에 상관없이 절환 동작이 이루어짐으로 발생된다.
따라서 본 발명은 입력 전원의 절환시 입력 전원의 위상이 영점이 되는 지점에서 전원의 절환이 이루어지도록 하여 노이즈나 아크 방전을 억제하고 부하의 손상을 방지할 수 있는 전자식 자동 절환 스위치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 전자식 자동 절환 스위치에 관한 것이다. 본 발명의 전자식 자동 절환 스위치는: 상시전원을 입력 받아 정류하여 제1 전원전압(V1)을 출력하는 제1 정류부; 비상전원을 입력 받아 정류하여 제2 전원전압(V2)을 출력하는 제2 정류부; 제1 전원전압과 제2 전원전압을 입력받아서 내부동작전원(Vcc)을 발생하는 내부전원발생부; 제1 및 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 제1 전원전압과 제2 전원전압 중 선택된 어느 하나가 부하로 공급되도록 스위칭 동작하되, 제1 및 2 전원전압의 위상이 영점일 때 스위칭 되도록 동 작하는 전자식 스위칭부; 및 상시전원의 이상 유무를 감지하여 상시전원이 정상일 때 제1 전원전압이 부하로 출력되도록 제1 스위칭 제어신호를 출력하고, 상시전원이 이상일 때 제2 전원전압이 부하로 출력되도록 제2 스위칭 제어신호를 출력하여 전자식 스위칭부의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 전자식 자동 절환 스위치는 상기 제1 정류부의 출력단과 제어부 사이에 연결되는 제1 포토커플러; 및 상기 제2 정류부의 출력단과 제어부 사이에 연결되는 제2 포토커플러를 더 포함하고, 상기 제어부는 제1 및 제2 포토커플러를 통해서 제1 및 제2 전원전압의 출력상태를 감지한다.
바람직하게는, 상기 전자식 자동 절환 스위치는 상기 전자식 스위칭부로부터 부하로 입력되는 전원전압의 과전류 상태를 검출하고, 과전류가 검출되면 과전류검출신호를 제어부로 입력하는 과전류 검출부를 더 포함하고, 상기 제어부는 입력된 과전류검출신호에 응답하여 전자식 스위칭부의 스위칭 동작을 제어하여 부하로 입력되는 전원전압이 스위칭 되도록 제어한다.
바람직하게는, 상기 전자식 스위칭부는: 제1 전원전압과 부하 사이에 직렬 또는 병렬 중 어느 하나로 연결되며 위상별 스위칭 제어를 하되 제1 전원전압의 위상이 영점에서 스위칭 동작하는 네 개의 제1 스위칭 모듈이 구비되는 제1 스위칭부; 제1 스위칭 제어신호에 응답하여 제1 스위칭 모듈을 구동하는 제1 스위치 구동부; 제2 전원전압과 부하 사이에 직렬 또는 병렬 중 어느 하나로 연결되며 위상별 스위칭 제어를 하되 제2 전원전압의 위상이 영점에서 스위칭 동작하는 네 개의 제2 스위칭 모듈이 구비되는 제2 스위칭부; 및 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 제2 스 위칭 모듈을 구동하는 제2 스위치 구동부를 포함한다.
이 실시예에서, 제1 스위칭 모듈은 각기: 제1 전원전압과 부하 사이에 연결되는 반도체 스위칭 소자; 및 입력단의 에노드 단자는 내부동작전원에 연결되고 케소드 단자는 제1 스위치 구동부에 접속되며, 출력단의 에미터 단자는 제1 전원전압에 연결되고 컬렉터 단자는 반도체 스위칭 소자의 게이트 단자에 접속되며 제1 전원전압의 위상이 영점에서 온/오프 동작하는 포토커플러를 포함하며, 제2 스위칭 모듈은 각기: 제2 전원전압과 부하 사이에 연결되는 반도체 스위칭 소자; 및 입력단의 에노드 단자는 내부동작전원에 연결되고 케소드 단자는 제2 스위치 구동부에 접속되며, 출력단의 에미터 단자는 제2 전원전압에 연결되고 컬렉터 단자는 반도체 스위칭 소자의 게이트 단자에 접속되며 제2 전원전압의 위상이 영점에서 온/오프 동작하는 포토커플러를 포함한다.
이 실시예에서, 상기 제1 및 제2 스위칭 모듈의 반도체 스위칭 소자는 트라이악(triac)으로 구성되며, 포토커플러는 포토 트라이악(Photo Traic)으로 구성된다.
바람직하게는, 상기 전자식 자동 절환 스위치는 제1 및 제2 스위칭 제어신호에 연동하여 스위칭 동작하는 보조 접점부를 더 포함하고, 보조 접점부는: 제1 보조 접점을 제공하는 제1 릴레이와 제1 스위칭 제어신호에 응답하여 제1 릴레이를 구동하는 제1 릴레이 구동부를 갖는 제1 보조접점부; 및 제2 보조 접점을 제공하는 제2 릴레이와 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 제2 릴레이를 구동하는 제2 릴레이 구동부를 갖는 제2 보조접점부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 전자식 자동 절환 스위치는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제어부에 연결되는 다수개의 입력 스위치를 구비하는 입력부; 제어부에 의해 제어되어 전자식 자동 절환 스위치의 상태를 수치나 문자로 표시하기 위한 상태값 표시부; 전자식 자동 절환 스위치의 상태를 표시하기 위한 상태 표시부; 및 입력부와 상태 표시부 및 상태값 표시부가 장착되는 전면 패널을 포함한다.
바람직하게는, 상기 입력부는: 상기 전자식 스위칭부의 스위칭 동작을 자동으로 또는 수동으로 제어하기 위한 자동/수동 모드 선택 스위치; 수동 모드에서 제1 전원전압이 부하로 입력되는 것을 온/오프하기 위한 제1 전원 온/오프 스위치; 제1 전원전압이 부하로 입력되는 스위칭 시간을 설정하기 위한 제1 타이머 스위치; 수동 모드에서 제2 전원전압이 부하로 입력되는 것을 온/오프하기 위한 제2 전원 온/오프 스위치; 제2 전원전압이 부하로 입력되는 스위칭 시간을 설정하기 위한 제2 타이머 스위치 ; 및 부하로 입력되는 전류량을 상태값표시부에 표시하기 위한 전류량표시 스위치를 포함한다.
바라직하게는, 상기 상태 표시부는: 제1 정류부의 출력단에 연결되어 제1 전원전압의 상태를 표시하는 제1 표시램프; 제2 정류부의 출력단에 연결되는 제2 전원전압의 상태를 표시하는 제2 표시램프; 입력부에 연결되어 자동/수동 모드의 설정 상태를 표시하는 제3 및 제4 표시램프; 과전류검출부의 출력단에 연결되어 과전류상태를 표시하는 제5 표시램프; 및 제1 및 제2 스위칭 제어신호에 의해 온/오프되어 부하로 출력되는 제1 및 제2 전원전압의 상태를 표시하는 제6 및 제7 표시램프를 포함한다.
바람직하게는, 상기 전자식 자동 절환 스위치는 제1항에 있어서, 상기 제1 정류부의 입력단에 연결되어 상시전원을 입력받는 제1 커넥터; 제1 커넥터와 제1 정류부의 입력단 사이에 연결된 제1 퓨즈; 상기 제2 정류부의 입력단에 연결되어 비상전원을 입력받는 제2 커넥터; 및 제2 커넥터와 제2 정류부의 입력단 사이에 연결된 제2 퓨즈를 포함한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의하여야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 전자식 자동 절환 스위치를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 자동 절환 스위치의 회로 구성을 보여주는 블록도이다. 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 자동 절환 스위치(100)는 기본적으로 제1 정류부(10), 제2 정류부(13), 내부전원발생부(20), 스위칭부(30), 전자식 스위칭부(30), 및 제어부(50)를 포함하여 구성된다.
제1 정류부(10)의 입력단에는 상시전원을 입력받는 제1 커넥터(12)가 연결되고, 제2 정류부(13)의 입력단에는 비상전원을 입력받는 제2 커넥터(15)가 연결된다. 그리고 제1 정류부(10)의 입력단과 제1 커넥터(12) 사이에는 제1 퓨즈(11) 연결되고, 제2 정류부(13)의 입력단과 제2 커넥터(15) 사이에는 제2 퓨즈(14)가 연결된다.
제1 정류부(10)는 상시전원을 입력 받아 정류하여 제1 전원전압(V1)을 내부전원 발생부(20)와 전자식 스위칭부(30)로 출력한다. 제2 정류부(13)는 비상전원을 입력 받아 정류하여 제1 전원전압(V2)을 내부전원 발생부(20)와 전자식 스위칭부(30)로 출력한다. 내부전원발생부(20)는 제1 전원전압(V1)과 제2 전원전압(V2)을 입력받아서 내부동작전원(Vcc)을 발생한다.
전자식 스위칭부(30)는 제어부(50)로부터 출력되는 제1 및 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 제1 전원전압(V1)과 제2 전원전압(V2) 중 선택된 어느 하나가 부하(4)로 공급되도록 스위칭 동작한다. 특히, 전자식 스위칭부(30)는 제1 및 2 전원전압(V1, V2)의 위상이 영점일 때 스위칭 되도록 동작한다.
제어부(50)는 상시전원의 이상 유무를 감지하여 상시전원이 정상일 때 제1 전원전압(V1)이 부하(4)로 출력되도록 제1 스위칭 제어신호를 출력하고, 상시전원이 이상일 때 제2 전원전압(V2)이 부하로 출력되도록 제2 스위칭 제어신호를 출력하여 전자식 스위칭부(30)의 스위칭 동작을 제어한다. 제1 및 제2 정류부(10, 13)의 출력단과 제어부(50) 사이에는 제1 및 제2 포토커플러(16, 17)가 연결된다. 제어부(50)는 제1 및 제2 포토커플러(16, 17)를 통해서 제1 및 제2 전원전압(V1, V2) 의 출력상태를 감지한다.
도 3은 도 2의 전자식 스위칭부(30)의 회로 구성을 상세히 보여주는 도면이다. 도면을 참조하여, 전자식 스위칭부(30)는 제1 스위칭부(31), 제2 스위칭부(35), 제1 스위치 구동부(33), 제2 스위치 구동부(38)로 구성된다. 제1 스위칭부(31)는 제1 스위치 구동부(33)에 의해 구동되며, 제1 전원전압(V1)이 부하(4)로 입력되거나 차단되도록 스위칭 동작한다. 제2 스위칭부(35)는 제2 스위치 구동부(38)에 의해 구동되어, 제2 전원전압(V2)이 부하(4)로 입력되거나 차단되도록 스위칭 동작한다.
제1 스위칭부(31)는 제1 전원전압(V1)과 부하(4) 사이에 직렬 또는 병렬 중 어느 하나로 연결되며 위상별로 스위칭 제어를 하는 네 개의 제1 스위칭 모듈(32a, 32b, 32c, 32d)을 구비한다. 제2 스위칭부(35)는 제2 전원전압(V2)과 부하(4) 사이에 직렬 또는 병렬 중 어느 하나로 연결되며 위상별로 스위칭 제어를 하는 네 개의 제2 스위칭 모듈(36a, 36b, 36c, 36d)을 구비한다.
제1 스위칭 모듈(32a, 32b, 32c, 32d)의 각 모듈들은 반도체 스위칭 소자(TR30)와 포토커플러(PC30) 그리고 다수의 저항들(R30, R31, R32)로 구성된다. 제2 스위칭 모듈(36a, 36b, 36c, 36d)의 각 모듈들은 반도체 스위칭 소자(TR35)와 포토커플러(PC35) 그리고 다수의 저항들(R35, R36, R37)로 구성된다. 상기 반도체 스위칭 소자(TR30, TR35)는 바람직하게는 트라이악(triac)으로 구성되며, 상기 포토커플러(PC30, PC35)는 바람직하게는 포토 트라이악(Photo Traic)으로 구성된다.
제1 스위칭 모듈(32a, 32b, 32c, 32d)에 구성되는 반도체 스위칭 소자(TR30) 는 제1 전원전압(V1)과 부하(4) 사이에 연결되며, 포토커플러(PC30)는 입력단의 에노드 단자는 내부동작전원(Vcc)에 연결되고 케소드 단자는 제1 스위치 구동부(33)에 접속되며, 출력단의 에미터 단자는 제1 전원전압(V1)에 연결되고 컬렉터 단자는 반도체 스위칭 소자(TR30)의 게이트 단자에 접속되며 제1 전원전압(V1)의 위상이 영점에서 온/오프 동작 한다.
제2 스위칭 모듈(36a, 36b, 36c, 36d)에 구성되는 반도체 스위칭 소자(TR35)는 제2 전원전압(V2)과 부하(4) 사이에 연결되며, 포토커플러(PC35)는 입력단의 에노드 단자는 내부동작전원(Vcc)에 연결되고 케소드 단자는 제2 스위치 구동부(38)에 접속되며, 출력단의 에미터 단자는 제2 전원전압(V2)에 연결되고 컬렉터 단자는 반도체 스위칭 소자(TR35)의 게이트 단자에 접속되며 제2 전원전압(V2)의 위상이 영점에서 온/오프 동작 한다.
제1 스위치 구동부(33)는 제1 스위칭 제어신호에 의해 온/오프 되는 트랜지스터(Q30)와 저항들(R33, 34)을 구비하며, 제1 스위칭 제어신호에 응답하여 제1 스위칭 모듈(32a, 32b, 32c, 32d)을 구동한다. 제2 스위치 구동부(38)는 제2 스위칭 제어신호에 의해 온/오프 되는 트랜지스터(Q35)와 저항들(R38, R39)을 구비하며, 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 제2 스위칭 모듈(36a, 36b, 36c, 36d)을 구동한다.
다시, 도 2를 참조하여, 전자식 자동 절환 스위치(100)는 과전류 검출부(40)와 보조 접점부(80)를 더 포함한다. 과전류 검출부(40)는 전자식 스위칭부(30)로부터 부하(4)로 입력되는 전원전압의 과전류 상태를 검출하고, 과전류가 검출되면 과전류검출신호를 제어부(50)로 입력한다. 제어부(50)는 입력된 과전류검출신호에 응답하여 전자식 스위칭부(30)의 스위칭 동작을 제어하여 부하(4)로 입력되는 전원전압이 스위칭 되도록 제어한다.
도 4는 도 2의 보조 접점부의 회로 구성을 상세히 보여주는 도면이다. 도면을 참조하여, 보조 접점부(80)는 제1 및 제2 스위칭 제어신호에 연동하여 스위칭 동작한다. 보조 접점부(80)는 제1 보조 접점부(81)와 제2 보조 접점부(85)로 구성된다. 제1 및 제2 보조접점(83, 84)은 제1 및 제2 스위칭제어신호에 연동하는 접점으로 필요에 따라 다른 장치들을 연결하여 연동시킬 수 있다.
제1 보조 접점부(81)는 제1 보조 접점(82)을 제공하는 제1 릴레이(LY80)와 제1 스위칭 제어신호에 응답하여 제1 릴레이(LY80)를 구동하는 제1 릴레이 구동부(83)를 갖는다. 제1 릴레이 구동부(83)는 제1 스위칭제어신호에 의해 온/오프 되는 트랜지스터(Q80)와 저항(R81), 다이오드(D80)로 구성된다. 제2 보조 접점부(85)는 제2 보조 접점(84)을 제공하는 제2 릴레이(LY85)와 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 제2 릴레이(LY85)를 구동하는 제2 릴레이 구동부(86)를 갖는다. 제2 릴레이 구동부(86)는 제2 스위칭제어신호에 의해 온/오프 되는 트랜지스터(Q85)와 저항(R86), 다이오드(D85)로 구성된다.
다시 도 2를 참조하여, 전자식 자동 절환 스위치(100)는 제어부(50)에 연결되는 다수개의 입력 스위치를 구비하는 입력부(70), 제어부(50)에 의해 제어되어 전자식 자동 절환 스위치(100)의 상태를 수치나 문자로 표시하기 위한 상태값 표시부(80), 전자식 자동 절환 스위치의 상태를 표시하기 위한 상태 표시부(90)를 구비 한다. 그리고 입력부(70)와 상태 표시부(80) 및 상태값 표시부(90)가 장착되는 전면 패널(60)을 구비한다.
도 5는 전자식 자동 절환 스위치의 전면 패널의 구조를 보여주는 도면이다. 도면을 참조하여, 상기 입력부(70)는 자동/수동 모드 선택 스위치(78, 79), 제1 전원 온/오프 스위치(71, 73), 제1 타이머 스위치(72), 제2 전원 온/오프 스위치(75, 77), 제2 타이머 스위치(76), 및 전류량표시 스위치(74)를 구비한다.
상태 표시부(90)는 제1 내지 제7 표시램프(91~97)를 구비한다. 제1 표시램프(91)는 제1 정류부(10)의 출력단에 연결되어 제1 전원전압(V1)의 상태를 표시한다. 제2 표시램프(96)는 제2 정류부(13)의 출력단에 연결되어 제2 전원전압(V2)의 상태를 표시한다. 제3 및 제4 표시램프(91, 92)는 입력부(70)의 자동/수동 모드 선택 스위치(78, 79)에 연결되어 자동/수동 모드의 설정 상태를 표시한다.
제5 표시램프(93)는 과전류검출부(40)의 출력단에 연결되어 과전류상태를 표시한다. 제6 및 제7 표시램프(95, 97)는 제1 및 제2 스위칭 제어신호에 의해 온/오프되어 부하(4)로 출력되는 제1 및 제2 전원전압의 상태를 표시한다. 제6 및 제7 표시램프(95, 97)는 도 4에 도시된 두 개의 LED(LED80, LED85)로 구성된다.
다음은 이상과 같이 구성된 전자식 자동 절환 스위치(100)의 동작을 입력부(70)에 구비된 각 스위치들의 입력 상태에 따라서 설명한다.
먼저, 사용자는 자동/수동 모드 선택 스위치(78, 79)를 이용하여 자동 모드 또는 수동 모드를 선택할 수 있다. 자동 모드에서 전자적 자동 절환 스위치(100)는 상시전원으로부터 입력된 전원에 의해 부하(4)로 제1 전원전압(V1)이 공급되도 록 스위칭 된다. 어떠한 이유에서 상시전원이 입력되지 않거나 또는 과전류가 발생되면, 비상전원으로부터 입력된 전원에 의해 부하(4)로 제2 전원전압(V2)이 공급되도록 스위칭 된다. 이때, 전자식 스위칭부(30)는 공급되는 전원전압의 위상이 영점에서 스위칭 온/오프 동작함으로 노이즈나 아크 방전과 같은 문제점이 발생되지 않는다. 수동모드에서는 사용자의 선택에 따라 상시전원 또는 비상전원으로부터 입력된 전원에 의해 제1 전원전압(V1) 또는 제2 전원전압(V2)이 부하로 공급된다. 수동모드에서 전원 공급의 선택은 제1 전원 온/오프 스위치(71, 73)와 제2 전원 온/오프 스위치(75, 77)로 선택한다. 이와 같은 수동모드는 초기 설치 후 시운전시 필요하거나 필요에 의해서 전원의 선택을 달리해야하는 경우에 사용된다.
사용자는 제1 타이머 스위치(72)와 제2 타이머 스위치(76)를 이용하여 제1 전원전압(V1)과 제2 전원전압(V2)간에 스위칭 되는 지연시간을 설정할 수 있다. 이와 같이, 스위칭 되는 지연시간이 필요한 이유는 부하가 안정화되는데 필요한 시간을 확보해야 하는 경우가 있기 때문이며, 지연시간의 설정은 부하(4)의 특성에 따라 임의로 조정한다.
전류량표시 스위치(74)가 입력되면, 제어부(50)는 과전류검출부(40)로부터 검출된 전류값을 상태값 표시부(80)에 표시한다. 그리고 제어부(50)는 전자식 자동 절환 스위치(100)의 상태를 문자나 수치로 상태값 표시부(80)에 표시한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 전자식 자동 절환 스위치에 의하면, 전자적으로 전원간에 절환이 이루어짐으로 고속으로 전원의 절환이 이루어지며, 전원전압의 위상이 영점일 때 스위칭이 이루어짐으로 노이즈나 아크 방전과 같은 문제점이 발생되지 않는다. 또한 입력부의 스위치 조작으로 간단히 전자식 자동 절환 스위치의 동작을 제어할 수 있음으로 사용이 매우 편리하며, 스위칭 동작에 따른 전류 소비가 기계식에 비하여 낮음으로 전력 절감 효과를 얻을 수 있다. 그리고 입력 전압과 출력 전압의 범위가 넓어서 사용범위가 넓다.

Claims (11)

  1. 상시전원을 입력 받아 정류하여 제1 전원전압(V1)을 출력하는 제1 정류부;
    비상전원을 입력 받아 정류하여 제2 전원전압(V2)을 출력하는 제2 정류부;
    제1 전원전압과 제2 전원전압을 입력받아서 내부동작전원(Vcc)을 발생하는 내부전원발생부;
    제1 및 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 제1 전원전압과 제2 전원전압 중 선택된 어느 하나가 부하로 공급되도록 스위칭 동작하되, 제1 및 2 전원전압의 위상이 영점일 때 스위칭 되도록 동작하는 전자식 스위칭부; 및
    상시전원의 이상 유무를 감지하여 상시전원이 정상일 때 제1 전원전압이 부하로 출력되도록 제1 스위칭 제어신호를 출력하고, 상시전원이 이상일 때 제2 전원전압이 부하로 출력되도록 제2 스위칭 제어신호를 출력하여 전자식 스위칭부의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 전자식 자동 절환 스위치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 정류부의 출력단과 제어부 사이에 연결되는 제1 포토커플러; 및 상기 제2 정류부의 출력단과 제어부 사이에 연결되는 제2 포토커플러를 더 포함하고, 상기 제어부는 제1 및 제2 포토커플러를 통해서 제1 및 제2 전원전압의 출력상태를 감지하는 전자식 자동 절환 스위치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전자식 스위칭부로부터 부하로 입력되는 전원전압의 과전류 상태를 검출하고, 과전류가 검출되면 과전류검출신호를 제어부로 입력하는 과전류 검출부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 입력된 과전류검출신호에 응답하여 전자식 스위칭부의 스위칭 동작을 제어하여 부하로 입력되는 전원전압이 스위칭 되도록 제어하는 전자식 자동 절환 스위치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전자식 스위칭부는:
    제1 전원전압과 부하 사이에 직렬 또는 병렬 중 어느 하나로 연결되며 위상별 스위칭 제어를 하되 제1 전원전압의 위상이 영점에서 스위칭 동작하는 네 개의 제1 스위칭 모듈이 구비되는 제1 스위칭부;
    제1 스위칭 제어신호에 응답하여 제1 스위칭 모듈을 구동하는 제1 스위치 구동부;
    제2 전원전압과 부하 사이에 직렬 또는 병렬 중 어느 하나로 연결되며 위상별 스위칭 제어를 하되 제2 전원전압의 위상이 영점에서 스위칭 동작하는 네 개의 제2 스위칭 모듈이 구비되는 제2 스위칭부; 및
    제2 스위칭 제어신호에 응답하여 제2 스위칭 모듈을 구동하는 제2 스위치 구동부를 포함하는 전자식 자동 절환 스위치.
  5. 제4항에 있어서, 제1 스위칭 모듈은 각기: 제1 전원전압과 부하 사이에 연결되는 반도체 스위칭 소자; 및 입력단의 에노드 단자는 내부동작전원에 연결되고 케 소드 단자는 제1 스위치 구동부에 접속되며, 출력단의 에미터 단자는 제1 전원전압에 연결되고 컬렉터 단자는 반도체 스위칭 소자의 게이트 단자에 접속되며 제1 전원전압의 위상이 영점에서 온/오프 동작하는 포토커플러를 포함하며,
    제2 스위칭 모듈은 각기: 제2 전원전압과 부하 사이에 연결되는 반도체 스위칭 소자; 및 입력단의 에노드 단자는 내부동작전원에 연결되고 케소드 단자는 제2 스위치 구동부에 접속되며, 출력단의 에미터 단자는 제2 전원전압에 연결되고 컬렉터 단자는 반도체 스위칭 소자의 게이트 단자에 접속되며 제2 전원전압의 위상이 영점에서 온/오프 동작하는 포토커플러를 포함하는 전자식 자동 절환 스위치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 스위칭 모듈의 반도체 스위칭 소자는 트라이악(triac)으로 구성되며, 포토커플러는 포토 트라이악(Photo Traic)으로 구성되는 전자식 자동 절환 스위치.
  7. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 스위칭 제어신호에 연동하여 스위칭 동작하는 보조 접점부를 더 포함하고, 보조 접점부는:
    제1 보조 접점을 제공하는 제1 릴레이와 제1 스위칭 제어신호에 응답하여 제1 릴레이를 구동하는 제1 릴레이 구동부를 갖는 제1 보조접점부; 및
    제2 보조 접점을 제공하는 제2 릴레이와 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 제2 릴레이를 구동하는 제2 릴레이 구동부를 갖는 제2 보조접점부를 포함하는 전자식 자동 절환 스위치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제어부에 연결되는 다수개의 입력 스위치를 구비하는 입력부; 제어부에 의해 제어되어 전자식 자동 절환 스위치의 상태를 수치나 문자로 표시하기 위한 상태값 표시부; 전자식 자동 절환 스위치의 상태를 표시하기 위한 상태 표시부; 및 입력부와 상태 표시부 및 상태값 표시부가 장착되는 전면 패널을 포함하는 전자식 자동 절환 스위치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 입력부는:
    상기 전자식 스위칭부의 스위칭 동작을 자동으로 또는 수동으로 제어하기 위한 자동/수동 모드 선택 스위치;
    수동 모드에서 제1 전원전압이 부하로 입력되는 것을 온/오프하기 위한 제1 전원 온/오프 스위치;
    제1 전원전압이 부하로 입력되는 스위칭 시간을 설정하기 위한 제1 타이머 스위치;
    수동 모드에서 제2 전원전압이 부하로 입력되는 것을 온/오프하기 위한 제2 전원 온/오프 스위치;
    제2 전원전압이 부하로 입력되는 스위칭 시간을 설정하기 위한 제2 타이머 스위치 ; 및
    부하로 입력되는 전류량을 상태값표시부에 표시하기 위한 전류량표시 스위치를 포함하는 전자식 자동 절환 스위치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 상태 표시부는:
    제1 정류부의 출력단에 연결되어 제1 전원전압의 상태를 표시하는 제1 표시램프;
    제2 정류부의 출력단에 연결되는 제2 전원전압의 상태를 표시하는 제2 표시램프;
    입력부에 연결되어 자동/수동 모드의 설정 상태를 표시하는 제3 및 제4 표시램프;
    과전류검출부의 출력단에 연결되어 과전류상태를 표시하는 제5 표시램프; 및
    제1 및 제2 스위칭 제어신호에 의해 온/오프되어 부하로 출력되는 제1 및 제2 전원전압의 상태를 표시하는 제6 및 제7 표시램프를 포함하는 전자식 자동 절환 스위치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 정류부의 입력단에 연결되어 상시전원을 입력받는 제1 커넥터; 제1 커넥터와 제1 정류부의 입력단 사이에 연결된 제1 퓨즈; 상기 제2 정류부의 입력단에 연결되어 비상전원을 입력받는 제2 커넥터; 및 제2 커넥터와 제2 정류부의 입력단 사이에 연결된 제2 퓨즈를 포함하는 전자식 자동 절환 스위치.
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