KR200317425Y1 - 과부하 및 누전 차단기용 트립 신호 발생 회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 모우터등 많은 부하를 사용하는 각종의 업소에서 널리 활용할 수 있는 과부하 및 누전 차단기용 트립 신호 발생회로에 관한 것이다.

본 고안은 간략한 구성으로 신속하게 전력을 차단할 수 있도록 한 부하 차단기용 트립 신호 발생회로를 제공하기 위하여 평상시 콘덴서에 충전되어 있던 전하가 과대 전류 발생시 감지 소자에 의하여 트리거되는 스위칭 소자가 트립 기구 작동 전력을 공급할 수 있도록 한다. 이에 따라 본 고안은 부하에 과대 전류가 흐르는 순간 즉시 트리거되는 스위칭 소자가 트립 기구를 작동시켜 트립 기구에 의한 전력 차단으로 각종 전기 설비를 보호할 수 있도록 있게 되는 효과가 있다.

Description

과부하 및 누전 차단기용 트립 신호 발생 회로{Trip Signal Generating Circuit for Over Load and Leakage of Electricity Breaker}

본 고안은 과부하 및 누전 차단기용 트립 신호 발생 회로에 관한 것으로 특히 모우터등 많은 부하를 사용하는 각종의 업소에서 널리 활용할 수 있는 과부하 및 누전차단기용 트립 신호 발생회로에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 일반적으로 전원 투입 초기에는 전원측의 전압이 급강하하는 경우가 많으며, 이러한 경우 정격전류의 200% 이내인 과전류가 흐르는 경우에는 트립성능에 문제가 없으나, 단락전류등 과대한 전류가 흐를 경우에는 순시 트립 성능이 저하되어 대형 화재가 발생하거나 전기기계에 치명적인 손상을 일으키는 문제점이 있는 것이다.

그러므로, 이같은 문제점을 감안하여 과부하에 의한 대전류가 발생할 경우 전원을 차단시켜 줌으로써 안전을 도모할 수 있도록 한 과부하 차단기가 제안되었다.

이러한 대표적인 예를 대한민국 공개 특허 공보(공개번호 1993-0020801/ 고안의 명칭: 과부하 차단기)에 의하여 살펴 볼 수 있다.

이는 도1로 도시한 바와 같이 부하측의 전원을 감지하는 감지회로에 의해 전원을 차단함에 있어서, 전원입력단과 부하(LOAD)측 사이에 트랜스(T)의 1차측이 연결되어 전류의 흐름에 따라 2차측에 유기되는 전압으로 트랜지스터(Q1)를 ON-OFF토록 되는 감지회로와, 넨드게이트(U1,U2)와 저항(R6) 및 콘덴서(C3)로 되는 지연회로와, 넨드게이트(U3,U4)및 콘덴서 (C2)와 저항(R3)으로 되는 미분회로를 통해 트랜지스터(Q2 및 Q3)를 동작시키도록 되는 동작회로와, 상기 트랜지스터(Q2)의 게이트와 전원사이에 연결된 발광다이오드 (LED2)가 수광소자(Cds)와 포토커플러를 이루어 트라이악(TRIAC)의 게이트전원을 ON-OFF시키도록 한 것이어서,

전원 입력단자와 부하사이에 트라이악과 트랜스의 1차측을 직열연결하여 트랜스로 하여금 과부하를 감지토록하고 이와같이 감지되는 트랜스의 2차측에 유기되는 전압이상으로 상승될 때 트랜지스터를 도통시켜 지연회로를 통해 동작회로를 가동시킴으로서 발광다이오드의 빛에 의해 수광소자로 하여금 상기한 트라이악의 게이트 전압을 차단함으로서 부하 측에 연결되는 부하 측을 보호할 수 있도록 한 것이다.

그러나, 이러한 종래의 과부하 차단기는 스위칭소자 및 트랜스의 1차측 권선 그리고 부하가 직렬로 접속된 것이어서, 과대전류 발생시 스위칭 소자가 먼저 손상을 입게 되어 보호회로로서의 기능을 상실하게 될 우려가 높으며, 스위칭소자 및 트랜스의 1차측 권선에 의하여 부하 최대전류가 매우 제한되며, 전기 설비의 기동시 발생하는 돌입전류에 의하여 스위칭소자와 트랜스의 1차측 권선이 손상될 우려가 높은 등의 문제가 있는 것이다. 또한, 대단히 큰 과대 전류 발생시에도 무조건적으로 작동되는 지연회로에 의하여 전류 차단을 위한 발광다이오드의 점등까지 소요되는 시간이 매우 길게 되므로 이러한 지연시간동안 각종 전기 설비가 손상되는 등의 문제점이 있는 것이다.

본 고안의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 간략한 구성으로 신속하게 전력을 차단할 수 있도록 한 부하 차단기용 트립 신호 발생회로를 제공함에 있다.

도1은 종래의 과부하 차단 회로의 일례을 보인 회로도.

도2는 본 고안에 의한 과부하 및 누전 차단기용 트립 신호 발생 회로도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1,2:전원단자 3:제1정류회로

4:트립 코일 5:스위칭 소자

6:콘덴서 7:영상 변류기

8:크리핑 회로 9:증폭기

10,11,12:제1,2,3트랜지스터 13:변류기

이러한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 평상시 콘덴서에 충전되어 있던 전하가 과대 전류 발생시 감지 소자에 의하여 트리거되는 스위칭 소자가 트립기구 작동 전력을 공급할 수 있도록 한 부하 차단기용 트립 신호 발생회로를 제안한다.

이에 따라 본 고안은 부하에 과대 전류가 흐르는 순간 즉시 트리거되는 스위칭 소자가 트립 기구를 작동시켜 트립 기구에 의한 전력 차단으로 각종 전기 설비를 보호할 수 있도록 하여서 된 것이다.

이러한 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

전원단자(1,2)에 연결된 제1정류 회로와, 제1정류회로(3)의 출력으로 충전되며, 트립기구의 트립 코일(4) 및 스위칭 소자(5)와 직렬 접속된 콘덴서(6)와, 영상 변류기(7)와 연결된 크리핑 회로(8)와, 크리핑 회로(8)와 연결된 증폭기(9)와, 증폭기(9)의 출력으로 작동되며, 출력을 스위칭 소자(5)의 트리거 전압을 공급하기 위한 제1트랜지스터(10)와,

변류기(13)와 연결된 제2정류회로(14)의 전압으로 구동되는 제2트랜지스터(11)와, 제2트랜지스터(11)에 연결되어 제2트랜지스터(11)의 출력에 따라 단속되며 스위칭 소자(5)의 트리거 전압이 공급되도록 하는 제3트랜지스터(12)로 구성된 것이다.

이와 같이 된 본 고안은 전원 전압이 부하에 공급되고, 부하에 정상적인 전류가 흐르는 경우와, 누전 전류가 없는 경우에는 전원 전압이 제1정류회로(3)에 의하여 정류되고, 콘덴서(6)를 충전시키게 되는 것이며, 전원선에 의하여 입력되는 전류와 출력되는 전류가 동일하므로 영상 변류기(7)의 출력이 없게 되어 증폭기(9)에 의하여 증폭되고, 제1트랜지스터(10)의 베이스에 인가되는 전압이 로우레벨 상태로 된다. 이에 따라 제1트랜지스터(10)는 턴오프 상태를 유지하게 되고, 아울러,변류기(13)의 출력도 로우레벨상태로 되어 제2정류회로(14)에서 정류된 후 출력된 값이 로우레벨이므로 제2트랜지스터(11)의 출력이 턴오프되고, 이에 따라 제3트랜지스터(12)의 베이스에 가하여 지는 전압이 하이레벨이 되어 제3트랜지스터(12)는 턴오프되고, 이에 따라 스위칭 소자(5)의 트리거단자에는 로우레벨의 신호가 인가되는 것이어서, 스위칭 소자(5)는 턴오프 상태를 유지하고 있게 되는 것이고, 그 결과 트립기구의 트립코일에는 하등의 전류가 흐르지 않고 있는 것이다.

이러한 상태에서 부하에 이상이 발생하거나 선로에 이상이 발생한 경우에는 변류기(13)에 유기되는 신호의 전압이 높아 지게 되고, 이에 따라 제2트랜지스터(11)에 공급되는 제2정류회로(14)에서 출력된 전압이 높아 지게 되어 제2트랜지스터(11)를 턴온시키게 된다. 이에 따라 제2트랜지스터(11)의 콜렉터에 연결된 제3트랜지스터(12)의 베이스는 로우레벨 상태로 되어 제3트랜지스터(12)는 턴온상태가 된다. 그 결과 스위칭 소자(5)의 트리거 단자에 하이레벨의 신호가 인가되어 스위칭 소자(5)가 턴온되는 것인바, 이때 스위칭 소자(5)는 콘덴서(6)의 충전 전압을 방전시키게 되어 직렬 접속된 트립기구의 트립코일에 전류를 흘려주게 되는 것이다.

이에 따라 트립기구가 작동되어 전원 공급 접점을 오프시키게 되는 것이어서 전원 공급을 차단하여 과대 전류로부터 각종 전기설비와 선로를 보호할 수 있게 되는 것이다. 또한, 이러한 트립기구의 작동은 콘덴서(6)에 의하여 축적된 전하에 의하여 이루어 지는 것이므로 전원 전압이 크게 저하된 경우에도 전혀 지장을 받지 않고 정상적은 회로 차단이 가능하게 되는 것이다.

또한, 본 고안은 감전 사고등으로 누전이 발생한 경우에는 영상 변류기(7)를 통과하는 선로에서 입력되는 전류와 출력되는 전류의 크기가 상이하게 되고, 이는 영상 변류기(7)의 출력을 발생시키게 되므로, 이는 증폭기(9)에서 증폭되고, 제1트랜지스터(10)의 베이스에 하이레벨의 전압을 공급하게 되는 것이다. 이에 따라 제1트랜지스터(10)가 턴온되면서 하이레벨의 전압을 스위칭 소자(5)의 트리거 전압으로 공급하게 되어 스위칭 소자(5)에 의하여 트립기구의 트립코일에 전력을 공급하게 되어 트립기구가 작동됨에 따라 전술한 과대 전류가 흐르는 경우와 마찬가지로 접점을 오프시켜 전원 공급을 차단시킴으로써 전기설비와 선로를 보호할 수 있게 된다.

이와 같이 하여 본 고안은 간결한 회로 구성과 콘덴서(6)에 의하여 축적된 전하를 이용하여 과대 전류의 발생이나 누전의 발생시 매우 신속하게 접점을 오프시켜 전원을 차단함으로써 전기 설비나 선로를 보호하고 인명의 손상을 방지할 수 있게 되는 것이어서 전기 사고로 인한 피해를 최소화하고, 인명을 보호할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 전원단자(1,2)에 연결된 제1정류 회로와, 제1정류회로(3)의 출력으로 충전되며, 트립기구의 트립 코일(4) 및 스위칭 소자(5)와 직렬 접속된 콘덴서(6)와, 영상 변류기(7)와 연결된 크리핑 회로(8)와, 크리핑 회로(8)와 연결된 증폭기(9)와, 증폭기(9)의 출력으로 작동되며, 출력을 스위칭 소자(5)의 트리거 전압을 공급하기 위한 제1트랜지스터(10)와,

   변류기(13)와 연결된 제2정류회로(14)의 전압으로 구동되는 제2트랜지스터(11)와, 제2트랜지스터(11)에 연결되어 제2트랜지스터(11)의 출력에 따라 단속되며 스위칭 소자(5)의 트리거 전압이 공급되도록 하는 제3트랜지스터(12)로 구성됨을 특징으로 하는 과부하 및 누전 차단기용 트립 신호 발생 회로.
2. 제1항에 있어서,

   스위칭소자(5)가 트라이액임을 특징으로 하는 과부하 및 누전 차단기용 트립 신호 발생회로.