[별지 1]
이 사건 특허발명(갑3호증)
1. 특허등록 당시의 청구범위
【청구항 1】제1 스위칭 제어신호에 응답하여 상용전원 입력단 페어와 비상전원 입력단 페어 중에서 하나를 출력단 페어에 전기적으로 연결하는 제1 절체부와; 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 출력단 페어 중 적어도 한 라인을 스위칭하여 부하가 분리되도록 하는 제2 절체부와; 상기 제1 스위칭 제어신호를 상기 제1 절체부에 인가하기 전후에 상기 제2 스위칭 제어신호를 상기제2 절체부에 인가하여 상기 제1 절체부의 스위칭 동작이 부하 미 연결 상태에서 수행되도록 하는 제어 회로부를 구비함을 특징으로 하는 전원자동 절체장치
【청구항 2】제1항에 있어서, 상기 제1, 2 절체부의 적어도 하나는 직류 릴레이임을 특징으로 하는 전원 자동 절체장치
【청구항 3】제1항에 있어서, 상기 제1, 2 절체부의 적어도 하나는 교류 릴레이임을 특징으로 하는 전원 자동 절체장치
【청구항 4】제1항에 있어서, 상기 제어 회로부는 내장된 스위칭 관련 프로그램을 수행하는 마이크로 프로세서 또는 미리 설정된 스위칭 관련 동작을 수행하는 로직 회로로 구성됨을 특징으로 하는 전원 자동 절체장치
【청구항 5】제1 스위칭 제어신호에 응답하여 상용전원 입력단 페어와 비상전원 입력단 페어 중에서 하나를 출력단 페어에 전기적으로 연결하는 제1 절체부와; 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 출력단 페어 중 적어도 한 라인을 스위칭하여 부하가 분리되도록 하는 제2 절체부와; 상기 제1 절체부를 스위칭할 이벤트가 발생한 경우에 우선적으로 상기 제2 스위칭 제어신호를 상기제2 절체부에 인가하여 상기 출력단 페어와 상기 부하 사이가 전기적으로 분리되도록 한 후 상기 제1 스위칭 제어신호를 상기 제1 절체부로 인가하고, 상기 제1 절체부가 스위칭된 이후에는 상기 제2 스위칭 제어신호를 상기 제2 절체부에 인가하여 상기 출력단 페어와 상기 부하 사이가 전기적으로 연결되도록 하는 제어 회로부를 구비함을 특징으로 하는 전원자동 절체장치
【청구항 6】제5항에 있어서, 상기 제1, 2 스위칭 제어신호는 릴레이 코일을 구성하는 인덕터에 전류가 흐르도록 하는 신호임을 특징으로 하는 전원 자동 절체장치
【청구항 7】제5항에 있어서, 상기 제어 회로부는 상기 비상전원 입력단 페어에 비상전원이 인가될 경우에 제어 동작을 수행함을 특징으로 하는 전원 자동 절체장치
【청구항 8】제5항에 있어서, 상기 제1, 2 절체부는 각기 직류 또는 교류 릴레이임을 특징으로 하는 전원 자동 절체장치
【청구항 9】제1 스위칭 제어신호에 응답하여 상용전원 입력단 페어와 비상전원 입력단 페어 중에서 하나를 출력단 페어에 전기적으로 연결하는 제1 절체부와; 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 상용전원 입력단 페어를 스위칭하여 상용입력이 분리되도록 하는 제2 절체부와; 상기 제1 스위칭 제어신호를 상기 제1 절체부에 인가하기 전후에 상기 제2 스위칭 제어신호를 상기 제2절체부에 인가하여 상기 제1 절체부의 스위칭 동작이 상기 상용입력의 미 연결 상태에서 수행되도록 하는 제어 회로부를 구비함을 특징으로 하는 전원자동 절체장치
【청구항 10】제1 스위칭 제어신호에 응답하여 상용전원 입력단 페어와 비상전원 입력단 페어 중에서 하나를 출력단 페어에 전기적으로 연결하는 제1절체부와; 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 출력단 페어 중 적어도 한 라인을 스위칭하여 부하가 분리되도록 하는 제2 절체부와; 상기 비상전원 입력단 페어에 비상전원이 인가되는 경우나 상기 비상전원이 상기 부하에 연결된상태에서 상용전원이 인가되는 경우에, 상기 제2 스위칭 제어신호를 상기 제2절체부에 인가하여 상기 출력단 페어와 상기 부하 사이가 전기적으로 분리되도록 하고 나서 상기 제1 스위칭 제어신호를 상기 제1 절체부로 인가하며, 상기 제1 절체부가 스위칭된 후에는 상기 제2 스위칭 제어신호를 상기 제2 절체부에 인가하여 상기 출력단 페어와 상기 부하 사이가 전기적으로 연결되도록하는 제어 회로부를 구비함을 특징으로 하는 전원자동 절체장치
【청구항 11】제1 스위칭 제어신호에 응답하여 상용전원 입력단 페어와 비상전원 입력단 페어 중에서 하나를 제1, 2 출력단에 전기적으로 각기 연결하는동시에, 상용전원을 받아 조명등의 디밍 동작을 행하는 디밍 스위치의 일 출력단에 접속된 상용전원 디밍 입력단과, 상기 비상전원 입력단 페어 중의 하나에접속 분기된 브랜치 비상전원 입력단 중에서 하나를 제3 출력단에 전기적으로연결하는 제1 절체부와; 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제1, 2, 3 출력단 중 적어도 한 라인을 스위칭하여 부하가 분리되도록 하는 제2 절체부와; 상기 비상전원 입력단 페어에 비상전원이 인가되는 경우나 상기 비상전원이 상기 부하에 연결된 상태에서 상용전원이 인가되는 경우에, 상기 제2 스위칭 제어신호를 상기 제2 절체부에 인가하여 상기 출력단들 중 하나와 상기 부하 사이가 전기적으로 분리되도록 하고 나서 설정된 딜레이 타임의 경과 후에 상기제1 스위칭 제어신호를 상기 제1 절체부로 인가하며, 상기 제1 절체부가 스위칭된 후에는 상기 제2 스위칭 제어신호를 설정된 딜레이 타임의 경과 후에 상기 제2 절체부에 인가하여 상기 출력단들 중 하나와 상기 부하 사이가 전기적으로 연결되도록 하는 제어 회로부를 구비함을 특징으로 하는 전원자동 절체장치
【청구항 12】제1 스위칭 제어신호에 응답하여 상용전원 입력단 페어와 비상전원 입력단 페어 중에서 하나를 제1, 2 출력단에 전기적으로 각기 연결하는동시에, 상기 비상전원 입력단 페어 중의 하나에 접속 분기된 브랜치 비상전원입력단과 무전원 입력단 중에서 하나를 제3 출력단에 전기적으로 연결하며,상용전원을 받아 조명등을 스위칭하는 스위치의 일 출력단에 접속된 상용전원스위칭 입력단과 상기 비상전원 입력단 페어 중의 하나에 접속 분기된 브랜치비상전원 입력단 중에서 하나를 제4 출력단에 전기적으로 연결하는 제1 절체부와; 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제1, 2, 3, 4 출력단 중 적어도한 라인을 스위칭하여 부하가 분리되도록 하는 제2 절체부와; 상기 비상전원입력단 페어에 비상전원이 인가되는 경우나 상기 비상전원이 상기 부하에 연결된 상태에서 상용전원이 인가되는 경우에, 상기 제2 스위칭 제어신호를 상기 제2 절체부에 인가하여 상기 출력단들 중 하나와 상기 부하 사이가 전기적으로 분리되도록 하고 나서 상기 제1 스위칭 제어신호를 상기 제1 절체부로 인가하며, 상기 제1 절체부가 스위칭된 후에는 상기 제2 스위칭 제어신호를 상기 제2 절체부에 인가하여 상기 출력단들 중 하나와 상기 부하 사이가 전기적으로 연결되도록 하는 제어 회로부를 구비함을 특징으로 하는 전원자동 절체장치
2. 주요 내용
가. 기술분야
본 발명은 상용전원의 정전 시에 비상전원을 집합건물의 세대 내에공급하는 전원자동 절체장치에 관한 것이다(식별번호 <1>).나. 해결하고자 하는 기술적 과제종래의 전원자동 절체장치는 상용전원의 정전시 비상전원을 부하에연결하거나 비상전원이 공급되고 있는 상태에서 다시 인가된 상용전원을부하에 연결하는 절체 동작이 부하 연결 상태에서 수행되어 왔다. 따라서그러한 경우에는 릴레이의 접점들에서 발생되는 개폐 서지(Surge)에 기인하여상용전원과 비상전원이 아크에 의해 단락(합선)되는 문제가 초래될 수 있고,그로 인해 화재 또는 전기실의 메인 차단기 트립(Trip) 등과 같은 2차적인사고로 파급되어질 경우에 다른 세대로의 전원 공급에 심각한 문제들이발생될 소지가 있다(식별번호 <8>).본 발명의 목적은 보다 개선된 전원자동 절체장치를 제공함에있다(식별번호 <14>).본 발명의 다른 목적은 상용전원의 정전 시 비상전원을 부하에 연결하거나비상전원이 공급되고 있는 상태에서 다시 인가된 상용전원을 부하에 연결하는절체 동작 시에 전원들간의 위상 및 주파수의 불일치에 의한 쇼트 현상이나릴레이 접점 아킹 현상 등과 같은 문제들을 해결할 수 있는 개선된 전원자동절체장치를 제공함에 있다(식별번호 <15>).본 발명의 또 다른 목적은 부하 분리 상태에서 전원 절체를 수행하는전원자동 절체장치를 제공함에 있다(식별번호 <18>).
다. 과제의 해결수단
전원자동 절체장치는, 제1 스위칭 제어신호에 응답하여 상용전원 입력단페어와 비상전원 입력단 페어 중에서 하나를 출력단 페어에 전기적으로 연결하는 제1 절체부와; 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 출력단 페어 중 적어도 한 라인을 스위칭하여 부하가 분리되도록 하는 제2 절체부와; 상기 제1스위칭 제어신호를 상기 제1 절체부에 인가하기 전후에 상기 제2 스위칭 제어신호를 상기 제2 절체부에 인가하여 상기 제1 절체부의 스위칭 동작이 부하미 연결 상태에서 수행되도록 하는 제어 회로부를 구비한다(식별번호<20>~<23>).
라. 발명의 실시를 위한 구체적인 내용
상기 APU(20)는 [도 4] 및 [도 5]에서 보여지는 바와 같이 메인 절체부로서 기능하는 제1 릴레이 이외에 부하 절체부로서 기능하는 제2 릴레이를 채용함에 의해, 비상/상용 절체 동작이 부하 미 연결 상태에서 수행되도록 한다.이에 따라 절체 동작시에 전원들간의 위상 및 주파수의 불일치에 의한 쇼트현상이나 릴레이 접점 아킹현상 등과 같은 문제들이 확실히 방지된다. 그러므로겸용등, 디밍 스위치, 절체 장치, 또는 분전반의 손상이 방지 또는 억제되어,절체 동작의 신뢰성 및 안정성이 개선된다(식별번호 <71>).
[별지 2-1]
비교대상발명 1(갑8호증)
1. 주요 내용
본 발명은 일반적으로 파워 서플라이 전환 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 파워 서플라이들의 전환 동작 동안 아크의 발생을 감소시킬 수 있고 주파워 서플라이와 백업 파워 서플라이 간에 위상 차이를 검출하여 검출된 위상차이에 따라 최적의 전환 동작을 수행함으로써 파워 서플라이들의 전환 혹은복귀를 위해 요구되는 지연 시간을 조절할 수 있는, 파워 서플라이들을 전환및 차단하기 위한 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다(식별번호 [0002]).파워 전환부(140)는 제어 유닛(120)으로부터 전환 제어 신호에 따라 주 파워서플라이(100)에서 백업 파워 서플라이(110)로 및 그 반대로 전환을 수행하며,선택된 파워 서플라이를 부하(160)에 공급한다(식별번호 [0037]).파워 차단부(150)는 과전류가 부하(160)를 통해 흐르거나 과전압 혹은 부족전압이 입력 서플라이 전압으로서 부하(160)에 공급된다면 제어 유닛(120)으로부터 제어 신호에 따라 파워 전환부(140)에 의해 선택되어 이로부터 부하(160)에 공급되는 파워 서플라이를 차단한다(식별번호 [0039]).중앙 프로세서(130)는 위에 기술된 신호들을 수신하고, 소정의 알고리즘을수행함으로써 제어 신호들을 파워 전환부(140) 및 파워 차단부(150)에 출력한다(식별번호 [0042]).
A 파워 서플라이의 사용 동안 파워 정지가 발생한다면(단계 S202), (중략)중앙 프로세서는 부족전압 지속시간을 측정한다. 부족전압이 소정의 지연 시간 t0 이상 유지된다면(즉, t4-t2≥t0) (단계 S208), 중앙 프로세서는 차단부를 시각 t4에서 개방하게 한다(단계 S210). (중략) 경과된 시간이 지연 시간tB보다 길다면, 중앙 프로세서는 파워 차단부의 스위치를 소정의 시각 t5에백업 서플라이인 B 파워 서플라이로 전환하게 한다(단계 S216). 또한, 중앙 프로세서는 파워 차단부의 스위치가 개방된 시각 t4부터 소정의 복귀 시간 tr이경과한 시각 t6에 파워 차단부(150)의 스위치를 폐쇄하고(단계 S218), 이에 따라 전환 동작 동안 발생하는 서지 전압에 기인한 악영향이 최소화될 수 있다.(중략) 구체적으로, 백업 파워 서플라이인 B 파워 서플라이 및 주 파워 서플라이인 A 파워 서플라이 둘 다가 공급되기 때문에, 주 파워 서플라이와 백업 파워 서플라이 간에 위상 차이가 소정의 값(도 3의 ‘x’) 미만인 경우에 전환 동작을 수행한다(식별번호 [0110]).제1항에 있어서, 상기 부족전압 트립 지연 시간 t0, 상기 부족전압 복귀 시간 tr 및 상기 제1 지연 시간 tB의 값들은 상기 파워 차단부의 상기 파워 차단동작, 상기 백업 파워 서플라이로 상기 파워 전환부의 상기 전환 동작 및 상기파워 차단부의 상기 파워 복구 동작이 순서대로 수행되도록 적합히 결정되는것인, 파워 서플라이 전환 및 차단 제어 시스템(칼럼 9【청구항 2】)
[별지 2-2]
비교대상발명 2(갑9호증)
1. 주요 내용
본 발명은 전원 자동 절체 장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 전원자동 절체장치에서 상용전원을 사용하다가 정전이 발생할 시 비상전원에 의해 릴레이가 구동되도록 하여 비상전원이 부하로 공급되도록 자동으로 절체하고, 상용전원 공급시 전등을 일괄 점멸되도록 하며, 외출 시 외부에서 전등을 일괄 점소등할 수 있도록 하는 비상전원 자동 절체장치에 관한 것이다(3면 18~21행).비상전원이 공급되지 않기 때문에 비상전원이 정류부(46)로부터 전압이 출력되지 않기 때문에 CPU(54)가 구동되지 않는다(6면 30, 31행).그러나 정전이나 송전선로의 절단에 의해 상용전원이 공급되지 않는 경우에비상전원 입력단(10)으로 비상전원이 공급된다(6면 39, 40행).제너다이오드(D1)를 통해 제어된 전압은 다이오드(D3)를 통해 캐패시터(C3)로 충전되고 충전이 완료되며, 제너다이오드(D2)에 의해 5V 이상의 전압을 패스시킨다. 이렇게 조절된 전압은 CPU(54) 및 포토커플러(42)의 수광트랜지스터 및 릴레이 구동부(50)의 발광다이오드(LED2)로 인가된다(6면 44~46행).
[별지 2-3]
비교대상발명 3(갑10호증)
1. 주요 내용
본 발명은 2회로 수전방식의 비상등 겸용 조명장치에 관한 것으로서, 보다상세하게는 사용전원 라인과 비상전원 라인이 동시에 인입되는 비상등 겸용조명장치에서 비상상활 발생 시 비상 점등 상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 된 2회로 수전방식의 비상등 겸용 조명장치에 관한 것이다(식별번호 <10>).상용전원 라인(12)을 통해 상용전원이 정상적으로 입력될 때, 교류릴레이(100)에는 교류 상용전원이 인가되며, 접점스위치(110)는 [도 2]에 도시된 바와 같이, 상용전원을 안정기(54)에 연결한다. 따라서 램프(52)는 일반 조명등으로서 점등될 것이다. 이 경우, 상기 메인스위치(50)에 의해 [도 2]에 도시된램프(52)와 연동되어 점등되는 다른 조명등들이 같이 점등될 것이다(식별번호<20>).
한편, 화재나 기타 이와 유사한 비상상황에 의해 상용전원 라인(12)이 차단되면, 상기 교류릴레이(100)의 코일에 흐르는 전류는 차단되고, 접점스위치(110)는 비상전원 라인(22) 측으로 절체된다. 이때, 상용전원 라인(12)의 메인스위치(50) 전단에 교류릴레이(100)가 설치되어 있으므로, 비상전원 라인(22)에 의해 안정기(54)가 작동되어도, 상용전원 라인(12)이 복구되기 전까지 교류릴레이(100)는 계속 전류가 차단된 상태가 유지되므로, 접점스위치(110)는 비상전원 라인(22) 측의 접촉상태를 계속하여 유지한다(식별번호 <21>).