스마트 스위치 2선식? 3선식?? / 2선식 잔광의 원인과 대처

안녕하세요~ 레이군 입니다.

오늘은 스마트홈을 구축할때 개념 이해가 좀 필요한 전등 스위치에 대해 알아보겠습니다.

이 내용은 이해를 돕기위해 간략히 설명한 것으로, 실제 세부적인 동작과는 다를 수 있습니다.

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일단 보통 가정에서 사용하는 스위치는 크게 2가지가 있습니다.

보통 전등 스위치 라고 하면 생각나는, 좌/우 딸깍 거리는 방식의 스위치(로커 스위치)

월패드 연동으로 제어가 가능한 스위치(이건 터치일수도 있고, 모멘터리일수도 있고 다양합니다)

이중에 보통 스마트 스위치로 교체하는건, 일반 스위치 이므로 이쪽에 대해 설명하겠습니다.

(월패드 연동 스위치를 교체할 수 있지만, 그러면 월패드에서 제어가 안 되므로...)

물론, 터치스위치 인데 2선식인 것도 존재합니다. 구분은 아래서 설명 하겠습니다.

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2선식은 뭐고, 3선식은 뭐죠?

아마 스마트 스위치를 구매하자! 라고 생각하셨다면 2선식 / 3선식 이란 말을 들어보셨을겁니다.

해외쪽에선 neutral 의 유무로 구분 합니다.(with neutral, no neutral 등)

2선식과 3선식은 국내에서 주로 사용하는 용어이며, 이건 간단하게 생각하시면 됩니다.

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2선식 - 1구짜리 스위치로 전등을 제어할때, 연결된 선이 최소 2개(H / L)만 있으면 동작함

3선식 - 1구짜리 스위치로 전등을 제어할때, 연결된 선이 최소 3개(H / L / N)여야 동작함

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위 내용은 일반적인 로커 스위치 방식의 연결 구조 입니다.

여기서 H는 Hot, 상선, 공통선, 활선(Live) 등으로 불리며 차단기->스위치 로 오는 선 입니다.

L은 Load, 부하 이며, 스위치 -> 전등 으로 가는 선 입니다.

N는 중성선(neutral) 이며, 보통은 전등 -> 차단기로 가는 선 입니다.

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어? 그럼 스위치에 H과 L 이렇게 2개만 연결되니 2선식 이겠네요?

네 맞습니다. 대부분의 로커스위치는 2선식 입니다. 특별히 뭔가 하지 않았다면 전부 다 라고 할 수 있겠네요.

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그럼 3선식은요??

이런식으로 전등에서 차단기로 가는 N선을 스위치 쪽으로 보내줘야 3선식으로 연결이 가능합니다.

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2선식, 3선식의 구분

스위치를 까보면, 1개짜리 전등스위치 인데 선이 3개, 4개인 경우도 있죠?

그러면 언제나 질문글이 올라옵니다... 저희집 스위치 까보니 선이 3개인데, 중성선이 있는건가요?? 라고..

그래서 더 쉽게 구분할 수 있는 방법을 알려드릴께요.

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출처 : 알리 Zemismart 판매 페이지

스위치를 까서, 선 연결된곳 부근을 보세요.

회로도가 있고, H / L / N 등의 구분이 있고, 셋 모두 전선이 실제로 연결되어 있나요?

축하드립니다, 3선식 스위치 사용이 가능한 중성선이 포설되어 있는 스위치박스 입니다.

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여기서 주의할건, 전열/전등이 혼합된 스위치인 경우도 있을 수 있는데요

'전등' 부분만 보셔야 합니다. 회로도가 이어져 있지 않고 나눠져 있을거예요. 이 부분에 유의하셔야 합니다.

그리고 추가적으로... 많은 3선식 스위치가 월패드에 연동되어 있습니다.

그래서 스마트 스위치로 교체하는건 잘 고려해 보셔야 합니다.

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여튼, 스위치를 깠는데 전극의 구분이 안 써있다...?

이건 무조건 2선식 입니다. 3선식일 수 없어요.

선이 여러개 인데, 그중에 중성선이 있을 수 있지 않나요??

아뇨 그럴 가능성은 0%에 수렴합니다.

전기안전관련 내용이 있기때문에, 전극이 구분되어 동작해야 하는건 무조건 구분기호가 들어갑니다.

전극 구분기호가 없는 전자기기는 국내에서 유통이 불가능하다고 생각하시면 되요..

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중성선, 점프선 이외에도 3로 스위치가 좀 복잡한 배선이 들어가긴 합니다만..

이 부분도 중성선과는 무관하고, 스위치의 동작 방식이 다른것 뿐입니다.

이건 '단로 3로 스위치' 라고 검색해보시면 쉽게 알 수 있을겁니다.

(일반적인 스위치는 단로 스위치 입니다)

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2선식, 3선식 스마트 스위치

자 지금가지 2선식과 3선식의 의미와 구분방법에 대해 알아보았는데요

이게 대체 왜 필요한것인가? 바로 2선식과 3선식 스마트 스위치의 동작방식 차이 때문 입니다.

동작하는게 어떻게 다른지 알아야 내가 원하는 장치를 구매해서 설치할 수 있기 때문이죠.

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스마트 스위치는, 상시로 전원이 공급되어야 동작이 됩니다.

우리가 각종 센서에 건전지를 넣는것 처럼, 스위치 자체가 통신과 동작을 하기 위한 전력이 필요합니다.

이때 전원 공급을 어떤식으로 할거냐에 따라 2선식과 3선식 스위치로 나눠진다고 보면 됩니다.

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2선식

보통 스위치라 함은, On/Off 의 개념 입니다.

즉, 전력을 100%로 공급하거나, 0%로 차단하는거죠.

하지만 2선식 스위치는, 전원을 꺼도 전력을 0%로 차단하지 않습니다.

전원을 끄면, 5%의 전력을 그대로 공급하고 있습니다(수치는 설명을 위한 예시 입니다)

그렇게 통전되는 약간의 전력으로 스위치에 전원을 공급해서 네트워크 연결도 하고 동작도 시키는거죠.

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3선식

3선식은 2선식과 반대로 전력의 공급/차단은 그냥 100%와 0% 입니다.

그러면 스위치에 전원을 공급할 수 없잖아요?

그래서 N선을 따와서 스위치에 전원을 주는거죠.

즉, 스위치 자체가 하나의 부하로 동작하는 것 입니다.

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방식별 장단점

이런 동작방식의 차이로 인해 2선식과 3선식은 명확한 장단점이 존재합니다.

그리고 서로의 장단점은 상충되는 면이 있지요.

구분	2선식	3선식
최소부하	확인해야 함	없음
잔광현상	경우에따라 존재할 수 있음	없음
중성선 포설	필요x	필요함

이러한 장단점 때문에 스위치 선택을 위해서는 여러 조건을 고려해야 합니다.

물론 여기에 추가적으로 디자인적인 요소도 중요하죠.

어떤 스위치는 2선식 으로만 나오고, 어떤건 3선식 으로만 나오기도 하거든요.

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잔광이란?

다음으로는 2선식 스위치 설치시 고려해야할 사항인 잔광현상 입니다.

잔광, 잔불 등으로 불리며 현상 자체는 꽤나 다양하게 나타납니다.

흔히 볼 수 있는건 스위치를 껐지만 전등이 희미하게 들어와 있다던가, 깜빡거린다던가..

스위치를 끄거나 켜는 순간 팝 하고 한번 더 발광을 한다던가..

여튼 일반적으로 on / off 상태(켜짐/꺼짐) 이 아닌 다른 모습을 보인다면, 거의 잔광이라고 생각하시면 됩니다.

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이 현상이 왜 발생할까요? 왜 2선식 에서만??

위 그림에 해답이 있습니다.

대충 그려놨었지만, 당연히 2선식 스위치의 구동을 위해 약간의 전력공급을 진행하게 되면

그 경로에 있는 전등도 전력공급을 받게 되겠죠.

하지만 양이 애매하죠. 켜지기엔 부족하고, 무시하기엔 많은...

그래서 잔광현상이 발생하게 되는겁니다.

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그런데 모든 등에서 잔광이 발생하진 않죠.

당연히 잔광현생이 생기는 등과 아닌 등이 있고...

동일한 전등이지만, 연결한 스위치에 따라 잔광이 발생하기도 하고 없기도 합니다.

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(위 그래프는 그냥 보기 편하게 하려고 작성한 것으로, 수치등에 큰 의미를 두지 마시기 바랍니다)

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보통 많이 쓰는 LED 전등은 직류로 동작을 하고, 공급되는건 교류이기 때문에 교류 -> 직류 변환을 해야 합니다.

이때 등장하는게 컨버터(형광등 시절엔 안정기 라고 불림) 입니다.

이 제품이 교류(AC) -> 직류(DC) 변환을 담당하는 어댑터 라고 보시면 됩니다.

변환하는 방법은 다양하지만, 보통 KC인증(안전인증) 제품과 KS인증(품질인증) 제품 사이에는 차이가 존재합니다.

KS인증 제품의 경우, 거의 대부분 출력측 전압이 50V 미만입니다. 그리고 변환 효율도 높은편 이지요.

KC인증만 받은 제품은, 출력측 전압이 100V가 넘는 경우가 많습니다. 그리고 효율도 좀 낮구요.

여기에 2선식 off 를 더하면 어떻게 될까요?

이런식으로 약간의 전력이 흐르면...

변환 방식에 따라 LED에 약간의 전압이 가해져서 잔광이 발생할 수 있는 상황이 생기는 거죠.

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전 KC인증인데 잔광이 안 생겨요 / 전 KS인증인데 잔광이 생겨요...

이건 간단하게 개념에 대한 이해이고, 실제로 전등이 동작하기 위해 AC-DC 변환 과정은 회사마다 다르고

사용하는 부품마다도 다르고...

스위치 마다 사용하는 전력량도 다르고 해서, KC는 무조건 잔광 / KS는 무조건 안전 이건 아닙니다.

그냥 이런 개념이다 라는것만 이해하시라고 작성하고 있는거라서요~

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잔광은 어떻게 해결하는가?

보통 잔광이 발생하면 잔광제거 콘덴서를 설치하면 된다고 합니다.

대충 이런 개념으로 생각하시면 됩니다.

전등을 통해야 할걸 -> 콘덴서로 돌려버리는거죠.

물론 이게 만능은 아닙니다. 콘덴서도 용량이라는게 있거든요..

이 방법은, 걸려있는 부하가 작아서(최소부하를 만족하지 못해서) 스위치가 동작이 안 될때도 사용할 수 있습니다.

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또 다른 방법은, 부하 용량을 키우거나, 다른 전등으로 바꾸거나 하는거죠.

물론 이건 금액이 커지니 바꿀일이 있을때 고려할 사항 정도로 보시면 됩니다.

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또한 스위치에 따라 잔광이 발생할 수 있습니다.

위에서 예시로 Off시 5%의 전력을 보낸다고 말씀드렸죠?

이건 회사마다 다릅니다.

A사는 5%, B사는 7%, C사는 3%... 이런식으로 설계와 부품, 각종 의도에 따라서

스위치 구동에 필요한 전력량은 달라지게 됩니다.

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A사(5%) 로 설치했을때 잔광이 발생한다면, C사(3%) 짜리로 바꿀때 잔광이 발생하지 않을 수 있겠죠.

물론 3%에서도 잔광이 발생할 수 있습니다. 그런경우는 부하를 늘리거나, 콘덴서를 달아야겠죠.

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그래서, 2선식? 3선식?

음... 이건 결론을 내리기가 참 어려운 문제 같습니다.

전력 효율(콘덴서 설치시 효율이 꽤 떨어집니다) / 전등 선택의 자유 / 잔광에 대한 압박 없음...

안정성을 포함한 모든 면에서 3선식이 유리합니다.

다만, 그 모든 장점을 덮어버릴만한 단점이 바로 중성선을 포설해야 한다는거죠.

특히 거실같이 분기가 많이 되는 곳은, 중성선을 스위치 박스까지 끌어가는게 쉽지 않습니다.

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또한 3선식 스위치는 선택의 폭이 넓지 않습니다.

요즘엔 중성선 없이 동작하는 2선식 스위치가 대세라 더 종류가 다양하거든요.

물론 반대로 어떤 스위치는 3선식만 나오는것도 있습니다(고퀄이라던가, zemismart 6구짜리 등)

그래도 이제 왜 2선식과 3선식을 선택하는지, 우리집이 어떤 상태인지 대충이라도 알 수 있으실테니..

현명한 선택을 하시면 되겠죠!

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자 오늘은 스마트 스위치에 대해 알아보았습니다.

다음에 또 재미있는거 들고올께요!

이만!