KR960001071B1

KR960001071B1 - 전자적으로 스위칭되는 전력 리셉터클

Info

Publication number: KR960001071B1
Application number: KR1019920010181A
Authority: KR
Inventors: 제이.크레인 버크
Original assignee: 몰렉스 인코포레이티드; 루이스 에이.헥트
Priority date: 1991-06-13
Filing date: 1992-06-12
Publication date: 1996-01-18
Also published as: US5226874A; KR930001550A; WO1992022269A1; AU2179092A

Abstract

내용 없음.

Description

전자적으로 스위칭되는 전력 리셉터클

제1도는 본 발명에 따른 전자적으로 스위칭되는 전력 리셉터클을 포함하는 전력 배전 시스템을 도시한 개략도.

제2도는 본 발명에 따른 스위칭 전력 리셉터클을 도시한 부분 개략 블럭도.

제3도는 본 발명에 따른 스위칭 전력 리셉터클를 상세히 도시한 전기 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

19 : 분기 전력 회로 20 : 전력 스위칭 회로

24 : 작동 수단 30 : 부하

32,34 : 제1 및 제2입력 접속부 44 : 제어수단

L,N : 제1 및 제2전선 S1 : 스위칭 트라이액

본 발명은 전기 출력 리셉터클에 관한 것이고, 더 특정하게는 이와 같은 리셉터클용 전자 스위칭 회로에 관한 것이다.

전력 배전 시스템은 전력을 복수의 부하들에 적절하게 분배한다. 전형적인 배전 시스템은 종종 전력을 복수의 전기 분기 회로에 공급하는 단일 전원을 포함한다. 이 분기 회로들은 필요에 따라 동일 전압 레벨의 전력을 제공할 수 있다. 예를들면, 전형적인 전력 배전 시스템은 Y구조의 다상 전원을 포함할 수도 있다. 임의의 쌍의 권선 양단 전압은 AC 208V이고, 임의의 단일 단자와 공통 또는 중성점 사이의 전압은 AC 120V이다. 분기 회로는 상기의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

설비를 결선함에 있어서, 종종 출력 리셉터클과 분기 회로들 중 하나 사이에 직접 접속이 이루어진다. 이와 같은 겨우, 기껫해야 부하 수요 또는 균형이 평가된다. 부하 불균형은 몇몇 분기 회로들상에 다른 것들 보다 더 큰 전력 요구때문에 발생한다는 것을 알 수 있다.

상기 문제점은 특히 사무실 환경에서 예민하다. 모듈식 가구 시스템들의 사용과 함께, 조명 부하와 출력 리셉터클들이 모듈식 가구의 일부로서 제공되는 것이 종종 바람직하다. 그러나, 이와 같은 모듈식 필요물들은 종종 모듈식 결선 시스템을 가구 구성 요소의 일부로서 사용한다. 이와 같은 시스템들은 특정 분기 회로들에 고정 결선한 특정 부하들에 도움이 되지 않는다.

본 발명은 상술된 하나 또는 그 이상의 문제점들을 새롭고 간단한 방식으로 해결하기 위한 것이다.

본 발명에 따르면, 전기 부하를 다수의 분기 전력 회로 중 임의의 하나에 선택적으로 접속시키기 위한 전력 스위칭 회로가 제공된다.

일반적으로 말하면 제1 및 제2입력 접속을 갖는 전기 부하를 다수의 분기 전력 회로 중 임의의 하나에 선택적으로 접속하기 위한 전력 스위칭 회로가 개시된다. 각 분기 회로는 그 사이의 상대적 전압을 규정하는 제1 및 제2전선을 포함한다. 전력 스위칭 회로는 어느 분기 회로가 부하에 접속될 것인가를 선택하기 위한 사용자 작동 수단을 포함한다. 제1스위치 수단은 제1전선들 중 하나를 제1입력 접속에 선택적으로 전기 접속시키기 위하여 각 분기 회로의 제1전선과 부하의 제1입력 접속에 전기적으로 접속된다. 제2스위치 수단은 제2전선들 중 하나를 제2입력 접속에 선택적으로 전기 접속시키기 위하여 각 분기 회로의 제2전선과 부하의 제2입력 접속에 전기적으로 접속된다. 제어 수단은 선택된 분기회로의 제1 및 제2전선을 각각 부하의 제1 및 제2입력 접속에 접속시키기 위해 제1스위치 수단 및 제2스위치 수단을 제어하기 위한 사용자 작동 또는 자동의 부하 감지 수단에 의해 동작된다.

본 발명의 한 특징은 제1 및 제2스위치 수단이 다수의 트라이액(triac), 즉 각 분기 회로당 2개를 포함한다는 것이다.

본 발명의 다른 특징은 제어 수단이 다수의 광결합기, 즉 각 트라이액 당 하나를 포함한다는 것이다.

본 발명의 또다른 특징은 작동수단이 수동으로 동작되는 선택기 스위치 또는 부하 감지 수단에 의해 작동되는 전자 선택기를 포함한다는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징은 제어 수단이 분기 회로들 중 하나에 의해 전기적으로 작동된다는 것이다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전력 스위칭 회로는 분기 회로들중 어느 것이 부하에 접속될 것인가를 선택하기 위한 작동 수단을 포함한다. 전기적으로 제어되는 다수의 스위치들이 각각 제1전선을 제1입력 접속에 선택적으로 전기 접속 또는 단절시키기 위하여 한 분기 회로의 제1전선들 사이에 및 부하의 제1입력 접속에 접속된다. 전기적으로 제어되는 다수의 스위치들이 각각 제2전선을 제2입력 접속에 선택적으로 전기 접속 또는 단절시키기 위하여 분기 회로들 중 하나의 제2도체 사이에 및 부하의 제2입력 접속에 접속된다. 제어수단은 선택된 분기 회로의 제1 및 제2전선들을 각각 부하의 제1 및 제2입력 접속에 접속시키도록 전기 제어되는 스위치들을 제어하기 위해 작동 수단에 의해 동작된다.

본 발명의 다른 특징 및 장점들은 명세서와 도면들로부터 명백해질 것이다.

제1도를 참조하면, 전력 배전 시스템(10)이 도시되어 있다. 전력 배전 시스템 (10)은 3상 Y결선(12)의 형태로 개략적으로 도시된 전원을 포함한다. 권선(12)는 3상 단자(14)는 (L1)로 표시된 전선에 접속된다. 제2상 단자(15)는 (L2)로 표시된 전선에 접속된다. 제3상 단자(16)은 (L3)으로 표시된 전선에 접속된다. 중성단자(18)은 (N1-N3)으로 표시된 세 전선에 접속된다. 전형적인 전원으로 임의의 한쌍의 상 단자, 즉 단자(18)은 (N1-N3)으로 표시된 세 전선에 접속된다.전형적인 전원으로 임의의 한쌍의 상 단자, 즉 단자(14 및 15)사이에 발생된 전압은 AC 208V정도이지만, 임의의 한 상 단자(14-16)과 중성 단자(18) 사이의 전압은 AC 120V이다.

도시된 바와같이, 전력 배전 시스템(10)은 3개의 분기 회로(19-1 내지 19-3)을 포함한다. 전체적으로 (19)로 표시된 각 분기 회로는 각 상의 전선(L1-L3)과 관련된 각 중성선(N-N3)을 포함한다. 3개의 분기 회로(19)는 각각 AC 120V 에서 다수의 N개의 스위칭 전력 리셉터클(20-1 내지 20-N)에 전력을 공급한다. 도면 부호(20)으로 전체적으로 표시된 각 스위칭 전력 리셉터클들은 부하 감지 수단 또는 사용자에 의해 작동된 전자 선택기 스위치에 의해 선택된 것처럼 부하를 분기회로(19)중 하나에 접속시키도록 동작한다.

본원에서 개시된 발명에 따르면, 스위칭 전력 리셉터클(20)은 AC 120V의 전력을 이용한다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 필요에 따라 또는 요구에 따라 AC 208V로 동작하는 스위칭 전력 리셉터클에 관련되어 사용될 수 있다.

제2도를 참조하면, 본 발명에 따른 스위칭 전력 리셉터클(20)이 도시되어 있다. 스위칭 전력 리셉터클(20)은 (22)로 표시되어 있고 사용자가 작동 가능한 선택기 스위치(24)의 가동 접촉부(25)에 접속되어 있는 전원을 포함한다. 선택기 스위치(24)는 각 분기 회로(19-1 내지 19-3)에 하나의 지점이 있는 3지점 선택기 스위치이다. 이 선택기 스위치는 전원(22)를 가동 접촉부(25)를 통해 3선(26-28)중 하나에 선택적으로 접속한다. 본 발명에 따르면, 선택기 스위치(24)는 어느 분기 회로(19)가 각각 제1 및 제2입력 접속부(32 및 34)를 갖는 출력 리셉터클의 형태로 부하에 접속될 것인지를 선택하기 위해 사용된다.

전력 스위칭 리셉터클(20)은 3개의 활성(hot)전자 스위치 회로(36-38)을 포함한다. 각 전자 스위치 회로(36-38)은 분기 회로(19)중 하나의 ″L″ 또는 활성선과 아웃레트(30)의 제1입력 접속부(32)사이에 접속된다. 예를들면, 제1활성전자 스위치 회로(36)은 전선(L1)을 아웃레트의 제1입력 접속부(32)에 선택적으로 접속 또는 절단하기 위해 전선(L1)에 접속된다. 전력 스위칭 리셉터클(20)은 또한 3개의 중성 전자 스위치 회로(40-42)를 포함한다. 각 전자 스위치 회로(40-42)는 분기 회로(19)중 하나의 중성 또는 N선과 아웃레트의 제2입력 접속부(34)사이에 접속된다. 예를들면, 제1중성 전자 스위치 회로(40)은 전선(N1)을 아웃레트의 제2입력 접속부(34)에 선택적으로 접속 또는 절단하기 위해 전선(N1)에 접속된다.

제1스위치선(26)은 제어를 위해 제1전자 스위치 회로(36 및 40)에 접속된다. 마찬가지로, 제2스위치선(27)은 제2전자 스위치 회로(37 및 41)에 접속되고, 제3스위치선(28)은 남은 전자 스위치 회로(38 및 42)에 접속된다. 따라서, 선택기 스위치(24)는 활성 전자 스위치 회로(36-38)중 어느 것과 대응하는 중성 전자 스위치 회로(40-42)가 선택된 분기 회로(19)를 아웃레트(30)에 접속하기 위해 사용하는가를 선택한다.

제3도를 참조하면, 전력 스위칭 리셉터클(20)이 더 상세하게 도시되어 있다.

전원(22)는 제1분기 회로(19-1), 즉 중성선(N1)과 활성선(L1)사이에 공급된 전압에 의해 공급된다.

전원(22)는 전선(L1)과, 제1분기 회로 중성선(N1)로 직력 연결된 저항기(R1 및 R2)사이에 접속된 다이오드(D1)을 포함한다. 캐패시터(C1)은 저항기(R2)양단에 접속된다. 저항기(R1 및 R2) 사이의 접점은 스위치(24)의 가동 접촉부(25)에 접속된다. 각 LED(L1-L3)은 가동 접촉부(25)의 위치에 대한 표시를 제공하기 위하여 각 스위치선(26-28)을 따라 접속된다.

제1활성 전자 스위치 회로(36)은 게이트(G)와 단자(T1 및 T2)를 갖는 트라이액(S1)을 포함한다. 단자(T1)은 제1분기 활성선(L1)에 접속된다. 단자(T2)는 트라이액(S1)에서의 열을 발산하고 아웃레트 제1입력 접속부(32)에 전기적 도통을 제공하기 위하여 방열판(42)에 접속되다. 게이트(G)는 구동기 회로(44)의 핀(4)에 접속된다. 구동기 회로(44)는 모토롤라형 MOC3041회로와 같은 광 구동 트라이액을 포함한다. 특히, 회로(44)는 제1스위치선(26)으로부터 공급되는 단자(1 및 2)에 흐르는 전류에 의해 트리거된 제로-크로싱(zero-crossing) 트라이액 구동기 회로를 포함한다. 구동기 회로(44)는 트리거링 동안 매 분자기마다 트라이액(S1)에 전류 펄스를 보낸다. 이 전류 펄스가 트라이액(S1)을 턴온시킨다. 이 펄스는 AC 120V파의 0V 위상 근처에서 트라이액(S1)에 인가되어 EMI의 발생을 감소시킨다.

저항기(R3)은 LED(L1)의 오우버 드라이브를 방지하기 위해 전류를 제한하도록 분기선(L1)과 구동기 회로(44)의 단자(5)사이에 접속된다. 저항기(R4)는 플로우팅 게이트 조건을 제거함으로써 SCR을 턴오프시키기 위해 트라이액 게이트(G)와 단자(T1) 사이에 접속된다. 저항기(R5)와 캐패시터(C2)를 포함하는 위상보정회로 (46)은 분기선(L1)과 트라이액 단자(T2)사이에 접속된다. 만약 유도성 부하가 리셉터클(30)에 접속될 때 한 분기 회로에서 다른 분기 회로로의 스위칭이 있으면 위상 보정 회로가 필요하다.

다른 활성 전자 스위치 회로(37 및 38) 각각 은 회로(36)과 동일하기 때문에 상세히 설명되지 설명되지 않는다. 유일한 차이는 각 회로(37 및 38)은 스위치선(27 및 28)에 의해 구동되고, 각각의 분기 회로선(L2 및 L3)에 의해 전력이 공급된다는 것이다.

유사하게, 중성 전자 스위치 회로(40-42)는 각각 대응하는 활성 전자 스위치 회로(36-38)과 거의 동일하다. 유일한 차이는 회로(40)을 보면 구동기 회로(44)는 전자 스위치 회로(36)의 구동기 회로(44)의 단자(2)와 제1분기 회로 중성선(N1) 사이에 접속된 단자(1 및 2)를 갖는다는 점에 있다. 따라서, 제1분기 회로용 제1전자 스위치 회로(36 및 40) 각각의 트리거 회로(44)는 관련된 트라이액들이 동시에 턴온 및 턴오프되도록 직렬 접속된다.

선택기 스위치(24)의 가동 접촉부(25)는 전원(22)를 3개의 전선(26-28) 중 오직 하나에 접속시킬 수 있기 때문에, 단일 분기 회로만이 아웃레트 리셉터클(30)에 접속될 수 있다. 따라서, 사용자 작동 가능한 선택기 스위치(24)에 의해 동작되는 구동기 회로(44)는 트라이액(S1)을 제어하여 선택된 분기 회로의 L 및 N선을 각각 아웃레트 리셉터클의 제1 및 제2입력 접속부(32 및 34)에 접속시킨다.

선택기 스위치(24)는 아웃레트 리셉터클(30)으로부터 원격으로 제공되거나, 그에 관련된 페이스 플레이트(face plate)에 의해 제공될 수 있다. 선택기 스위치(24)는 낮은 전압의 전류를 전자 스위치 회로의 3쌍, 즉(36 및 40), (37 및 41) 및 (38 및 42)중 임의의 한 쌍으로 향하도록 하기에 적합한 임의의 공지된 형식의 스위치를 포함할 수 있다. 그렇게 하여 관련된 트라이액(S1)의 게이트에 에너지를 가해 고전압의 전류가 아웃레트 리셉터클(30)으로 흐르도록 한다. 따라서, 각 분기 회로에 대해 활성 전류 운반선을 위한 하나의 트라이액(S1)과 중성선을 위한 하나의 트라이액(S1)이 존재한다. 수동 조작되는 선택기 스위치(24)는 부하 감지 수단에 의해 작동되는 전자 선태기 스위치로 대체될 수 있다.

트라이액(S1)의 각 동작 쌍들에 의해 약 22-2/1와트의 전력이 소비된다. 방열판(44)는 회로(36-38)의 모든 활성선 트라이액에 접속되고, 방열판(48)은 방열판 (44, 48)과 트라이액(S1)사이의 절연을 필요로 하지 않고 중성 회로(40-42)의 트라이액(S1)에 접속된다. 2개의 방열판(44 및 48)은 아웃레트 리셉터클(30)으로의 전선으로서 동작하고, 어셈블리의 다른 어떤 금속 부분들과의 사이에 절연을 필요로 한다.

따라서, 본 발명에 따르면 아웃레트 리셉터클을 다수의 분기 회로들 중 어느 하나의 활성 및 중성 측 모두에 스위칭하는 스위칭 전력 리셉터클이 개시된다.

Claims

제1 및 제2입력 접속부(32,34)를 갖는 전기 부하를 각각 그 사이에 전압 차이를 규정하는 제1 및 제2전선(L,N)을 포함하는 다수의 분기 전력 회로(19)중 어느 하나에 선택적으로 접속하기 위한 전력 스위칭 회로(20)에 있어서, 상기 분기 회로(19)중 어느 것이 상기 부하(30)에 접속될 것인가를 선택하기 위한 작동수단(24) ; 하나의 상기 분기 회로(19)의 제1전선(L)과 상기 부하(30)의 상기 제1입력 접속부(32)사이에 각각 접속되고, 각각 접속된 제1전선(L)을 상기 제1입력 접속부(32)에 접속 또는 절단하기 위한 다수의 전기적으로 제어되는 스위치(S1) ; 하나의 상기 분기회로(19)의 제2전선(N)과 상기 부하(30)의 상기 제2입력 접속부(34) 사이에 각각 접속되고, 각각 접속된 제2전선(N)을 상기 제2입력 접속부(34)에 접속 또는 절단하기 위한 다수의 전기적으로 제어되는 스위치(S1) ; 및 상기 선택된 분기 회로(19)의 각 제1 및 제2전선(L,N)을 상기 부하의 제1 및 제2입력 접속부(32,34)에 접속하도록 상기 전기적으로 제어되는 스위치(S1)을 제어하기 위하여 상기 작동 수단(24)에 의해 동작되는 제어수단(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 스위칭 회로.
제1항에 있어서, 상기 각 제1 및 제2의 전기적으로 제어되는 스위치들이 스위칭 트라이액(S1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 스위칭 회로.
제2항에 있어서, 상기 제어 수단이 상기 스위칭 트라이액 (S1) 각각에 하나씩 다수의 광학적으로 구동되는 트라이액(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 스위칭 회로.
제1항에 있어서, 상기 작동 수단이 수동으로 조작되는 선택기 스위치(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 스위칭 회로.
제1항에 있어서, 상기 작동 수단이 부하 감지 수단에 의해 작동되는 전자 선택기 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 스위칭 회로.
제1항에 있어서, 상기 제어 수단이 상기 분기 회로(L, N)중 하나에 의해 전기적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 전력 스위칭 회로.