KR0182160B1 - Overcurrent protection device - Google Patents
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Abstract
[목적][purpose]
과전류보호동작중의 반도체스위치소자의 오프상태에 있어서의 접속단자간의 상태를 저 비용으로 정도좋게 판별할 수 있는 과전류보호장치의 제공.Provided is an overcurrent protection device capable of accurately discriminating a state between connection terminals in an off state of a semiconductor switch element during an overcurrent protection operation at low cost.
[구성][Configuration]
제2분압전압(V2)쪽이 제1분압전압(V1)보다 높아지면, 과전류검출회로(5)가 파워트랜지스터(1)를 오프상태로 변환하여 과전류보호동작으로 이행하고, 과전류보호동작중에 제1분압전압(V1)쪽이 제2분압전압(V2)보다 높아지면, 과전류검출회로(5)가 파워트랜지스터(1)를 온상태로 변환한다.When the second divided voltage V 2 becomes higher than the first divided voltage V 1 , the overcurrent detection circuit 5 switches the power transistor 1 to the off state to transfer to the overcurrent protection operation, and the overcurrent protection operation. If the first divided voltage V 1 is higher than the second divided voltage V 2 , the overcurrent detection circuit 5 turns the power transistor 1 on.
Description
제1도는 본 발명의 일실시예에 관한 과전류보호장치의 전기회로도.1 is an electrical circuit diagram of an overcurrent protection device according to an embodiment of the present invention.
제2a도는 그 과전류보호장치의 파워트랜지스터 온시에 있어서의 각 저항의 실질적인 접속상태를 나타낸 회로도.FIG. 2A is a circuit diagram showing a practical connection state of each resistor at the time of power transistor on of the overcurrent protection device. FIG.
제2b도는 파워트랜지스터 오프시에 있어서의 각 저항의 실질적인 접속상태를 나타낸 회로도.Fig. 2B is a circuit diagram showing the practical connection state of each resistor when the power transistor is turned off.
제3도는 청구항 1의 구성을 나타낸 과전류 보호장치의 원리도.3 is a principle diagram of the overcurrent protection device showing the configuration of claim 1.
제4a도는 청구항 1의 구성을 나타낸 과전류 보호장치의 파워트랜지스터 온시에 있어서의 각 저항의 실질적인 접속상태를 나타낸 회로도.Fig. 4A is a circuit diagram showing the practical connection state of each resistor at the time of power transistor on of the overcurrent protection device of the configuration of claim 1;
제4b도는 파워트랜지스터 오프시에 있어서의 각 저항의 실질적인 접속상태를 나타낸 회로도.Fig. 4B is a circuit diagram showing the practical connection state of each resistor when the power transistor is turned off.
제5도는 청구항 2의 구성을 나타낸 과전류 보호장치의 원리도.5 is a principle diagram of the overcurrent protection device showing the configuration of claim 2.
제6도는 종래기술에 관한 과전류 보호장치의 원리도.6 is a principle diagram of an overcurrent protection device according to the prior art.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 파워트랜지스터(반도체스위치) 2 : 저항(제1저항)1: power transistor (semiconductor switch) 2: resistance (first resistor)
3 : 저항(제2저항) 4 : 저항(제3저항)3: resistance (second resistance) 4: resistance (third resistance)
5 : 과전류 검출회로 6 : 분압회로(제1분압회로)5: overcurrent detection circuit 6: voltage divider circuit (first voltage divider circuit)
7 : 분압회로(제2분압회로) 8 : 접속단자7: Voltage divider circuit (second voltage divider circuit) 8: Connection terminal
80 : 접속선 81 : 리모콘(전기부하)80: connection line 81: remote control (electric load)
101 : 플러스전압공급선(직류전원,안정화전원회로)101: positive voltage supply line (DC power supply, stabilized power supply circuit)
102 : 마이너스전압공급선(직류전원,안정화전원회로)102: negative voltage supply line (DC power supply, stabilized power supply circuit)
E : 전압치 m : 접속점E: voltage value m: connection point
V1: 제1분압전압 V2: 제2분압전압V 1 : First divided voltage V 2 : Second divided voltage
본 발명은 자동복귀식의 과전류보호장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic return overcurrent protection device.
예를들면, 원격조작을 행하는 급탕기에서는 리모콘이 급탕기 본체측의 리모콘 접속단자에 접속선을 거쳐 접속되어 있고, 리모콘에는 접속선을 거쳐 직류전력이 공급된다. 또 급탕기본체-리모콘간에서 시리얼통신이 행하여지고, 접속선에는 직류전력외에도 운전지령신호 및 운전상황신호가 중첩된다.For example, in a hot water heater that performs remote operation, the remote controller is connected to a remote controller connection terminal on the hot water heater main body side via a connection line, and DC power is supplied to the remote controller via a connection line. Serial communication is performed between the hot water supply main unit and the remote control, and the operation command signal and the operation status signal are superimposed on the connection line in addition to the DC power.
과전류보호대책을 실시하지 않으면 접속선의 피복손상에 의한 단락이나 리모콘의 고장 등에 의하여 접속단자가 대략 단락상태(저임피던스상태)가 되면, 대전류가 흐르기 때문에 직류전원회로의 부품이 소손되어 버린다.If the overcurrent protection measures are not taken, if the connection terminal is short-circuited (low impedance state) due to short circuit damage of the connection line or failure of the remote control, a large current flows, resulting in damage to the components of the DC power supply circuit.
그래서 종래의 기술(일본국 특개평6-327054호 공보)에서는 이하와 같이하여 상기 과전류의 방지하고 있다(제6도 참조).In the prior art (Japanese Patent Laid-Open No. 6-327054), the overcurrent is prevented as follows (see Fig. 6).
접속선의 접촉 등에 의하여 접속단자(901-902)간이 단락상태가 되면, 전류검출용저항(903)의 단자전압이 상승하기 때문에 컴퍼레이터(904)의 출력은 하이에서 로우로 변이하고, 트랜지스터(905,906)가 오프로 변환된다. 그 결과, 접속단자(901-902)간에는 바이패스저항(907)을 거친 전류만 흐른다.When the connection terminals 901 to 902 are short-circuited due to contact of the connection lines, the terminal voltage of the current detection resistor 903 increases, so that the output of the comparator 904 changes from high to low, and the transistors 905 and 906. ) Is turned off. As a result, only the current passing through the bypass resistor 907 flows between the connection terminals 901 to 902.
작업자가 접속단자(901-902)간의 단락을 알고 정상으로 리턴하면, 컴퍼레이터(904)의 출력은 로우에서 하이로 변이하고, 트랜지스터(905,906)가 온으로 변환하고, 접속단자(901-902)간에 다시 정규의 전압이 공급되게 된다. 또한 콘센트를 뽑거나 리세트 스위치를 눌러 전원을 일단 오프로하여 복귀시키는 단락보호방식은 급탕기 등에 조립할 경우는 불편하기 때문에 자동복귀식이 적합하다.When a worker knows a short between the terminals 901 to 902 and returns to normal, the output of the comparator 904 transitions from low to high, the transistors 905 and 906 are turned on, and the terminals 901 to 902 are connected. Normal voltage is supplied again. In addition, the short-circuit protection method of unplugging the outlet or pressing the reset switch to turn off the power once and returning it is suitable because it is inconvenient when it is assembled in a hot water heater.
종래의 과전류 보호장치(J)에 있어서 트랜지스터(906)가 온인 상태와 오프인 상태에서는 전류검출용저항(903)을 흐르는 전류가 대폭으로 다르기 때문에 트랜지스터(906)의 온상태·오프상태에 의하여 기준전압(V)을 변경할 필요가 있다.In the conventional overcurrent protection device J, since the current flowing through the current detecting resistor 903 is significantly different in the ON state and the OFF state, the reference is made based on the ON state and the OFF state of the transistor 906. It is necessary to change the voltage (V).
따라서 트랜지스터(906)가 온일 때는 트랜지스터(908)를 온으로 하여 저항(909)과 저항(910)에 의한 분압전압이 기준전압(V)으로서 설정되고, 또 트랜지스터(906)가 오프일 때는 트랜지스터(908)를 오프로하여 {저항(911)+저항(909)}과 저항(910)에 의한 분압전압이 기준전압(V)으로서 설정되도록 회로구성하고 있다.Therefore, when the transistor 906 is on, the transistor 908 is turned on, and the divided voltages of the resistors 909 and 910 are set as the reference voltage V, and when the transistor 906 is off, the transistor ( 908 is turned off, and the circuit structure is configured such that the divided voltage by the {resist 911 + resistor 909} and the resistor 910 is set as the reference voltage (V).
리모콘이 접속단자(901-902)에는 안정화전원이 공급되고 있고, 리모콘이 바르게 접속되어 있는 경우는 안정화전원의 출력전압은 전류검출용저항(903)과 리모콘에 인가된다.The remote control is supplied with a stabilizing power supply to the connection terminals 901-902. When the remote control is properly connected, the output voltage of the stabilizing power supply is applied to the current detection resistor 903 and the remote control.
따라서 전류검출용저항(903)을 리모콘의 임피던스에 비하여 대폭 작게 하지 않으면, 리모콘의 접속단자(901-902)간에 가해지는 전압이 작아지고, 소비전류의 증감(표시램프의 점등상태 등에 의하여 접속단자(901-902)간의 전압이 크게 변동하여 시리얼통신등에 지장을 초래한다. 단, 나머지 저항치를 작게 하면 단락검지를 할 수 없게 된다.Therefore, if the current detection resistor 903 is not made significantly smaller than the impedance of the remote control, the voltage applied between the connection terminals 901 to 902 of the remote control becomes small, and the current consumption increases or decreases (such as by the lighting state of the display lamp). The voltage between (901-902) fluctuates greatly, which causes trouble in serial communication, etc. However, if the remaining resistance value is small, short circuit detection cannot be performed.
구체적으로는 안정화전압이 12V, 리모콘의 임피던스를 30옴정도로 하면, 전류검출용저항(903)은 1옴정도가 타당하다.Specifically, when the stabilization voltage is 12V and the impedance of the remote controller is about 30 ohms, the current detection resistor 903 is about 1 ohm.
또 접속단자(901-902)간의 단락상태가 되어 트랜지스터(906)가 오프하였을 때 바이패스저항(907){정확하게는 전규검출용저항(903)+바이패스저항(907)}에 의하여 전류를 제한하는 구성이기 때문에 저항치가 클수록 발열량을 적게 할 수 있다. 그러나, 트랜지스터(906)의 오프시에 있어서의 단락상태의 판별을 위해 어느 정도의 부하전류를 흘릴 필요가 있기 때문에 무제한으로 크게 할 수 없다. 구체적으로는 바이패스저항(907)의 저항치는 330옴(내전력1W)정도가 가장 적합하다.When the transistor 906 is turned off due to a short circuit between the connection terminals 901 to 902, the current is limited by the bypass resistor 907 (exactly, the total detection resistor 903 + bypass resistor 907). Because of this configuration, the larger the resistance value, the lower the amount of heat generated. However, since a certain load current needs to flow in order to discriminate the short circuit state at the time of turning off the transistor 906, it cannot increase indefinitely. Specifically, the resistance value of the bypass resistor 907 is about 330 ohms (withstand power of 1 W).
이와 같이 바이패스저항(907)에 비하여 전류검출용저항(903)의 저항치는 상당히 작기 때문에 트랜지스터(906)의 오프 중에 있어서는 전류검출용저항(903)에서 검출되는 전압은 상당히 작은 값이 되고, 접속단자(901-902)간이 대략 단락상태(저임피던스상태)인 경우와 정상상태인 경우에는 1옴정도의 소저항치의 전류검출용저항(903)의 단자전압은 약간밖에 변화(수mV)하지 않는다.As described above, since the resistance value of the current detection resistor 903 is considerably smaller than the bypass resistor 907, the voltage detected by the current detection resistor 903 becomes considerably smaller when the transistor 906 is off. When the terminals 901 to 902 are approximately short-circuited (low impedance state) and in a normal state, the terminal voltage of the current detection resistor 903 with a small resistance value of about 1 ohm is only slightly changed (a few mV).
전류검출용저항(903)의 단자전압은 약간밖에 변화하지 않기 때문에 컴퍼레이터(904)의 오동작방지나 발진방지대책이 필요하고, 컴퍼레이터(904)에 고감도의 것을 채용하여 오프세트조정을 정확하게 행할 필요가 있다. 따라서 오프세트조정에 수고와 시간이 소요된다.Since the terminal voltage of the current detection resistor 903 changes only slightly, it is necessary to prevent the malfunction of the comparator 904 or to prevent the oscillation. There is a need. Therefore, it takes time and effort to adjust the offset.
기준전압을 변환하는 회로가 복잡하고, 부품점수가 많다.The circuit for converting the reference voltage is complicated, and the number of parts is large.
따라서 종래의 과전류보호장치(J)는 수고와 시간이 소요되고, 부품값이 비싸 제조코스트가 높다.Therefore, the conventional overcurrent protection device (J) takes a lot of time and effort, and the parts cost is high, and the manufacturing cost is high.
본 발명의 목적은 과전류보호동작 중의 반도체스위치소자의 오프상태에 있어서의 접속단자간의 상태를 저 코스트로 정도좋게 판별할 수 있는 과전류보호장치의 제공에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an overcurrent protection device which can accurately determine a state between connection terminals in an off state of a semiconductor switch element during an overcurrent protection operation at a low cost.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 이하의 구성을 채용하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this invention employ | adopted the following structures.
(1) 반도체스위치, 제1저항 및 전기부하가 연결되는 접속단자를 직렬로 직류전원에 전기접속하고, 제2저항과 제2저항을 직렬 접속한 것을 상기 반도체스위치에 병렬접속하고, 상기 제2저항-제3저항의 접속점과, 제1저항-상기 접속단자의 접속점 간의 전압치에 의거하여 상기 반도체스위치의 상태를 변환하는 과전류검출회로로 구비한다.(1) A semiconductor switch, a connection terminal connected to a first resistor and an electric load are electrically connected in series to a direct current power source, a second connection of a second resistor and a second resistor in series is connected in parallel to the semiconductor switch, and the second And an overcurrent detection circuit for changing the state of the semiconductor switch based on the voltage value between the connection point of the resistor and the third resistor and the connection point of the first resistor and the connection terminal.
(2) 반도체스위치, 제1저항 및 전기부하가 연결되는 접속단자를 직렬로 직류전원에 전기접속하고, 제2저항과 제2저항을 직렬 접속한 것을 상기 반도체스위치에 병렬접속하고, 상기 접속단자의 전위를 분압하는 제1분압회로와 상기 제2저항과 제3저항과의 접속점의 전위를 분압하는 제2분압회로를 설치하고, 상기 반도체스위치의 온상태에 있어서 상기 전기부하의 저항치가 소정치 미만이 되면 제2분압전압 쪽이 제1분압전압보다 높아지도록 상기 접속단자 간의 임피던스 값을 설정하고, 상기 제1분압전압과 제2분압전압을 비교하고, 제2분압전압 쪽이 제1분압전압보다 높아지면, 상기 반도체스위치를 오프상태로 변환하고, 제1분압전압 쪽이 제2분압전압보다 높아지면, 상기 반도체스위치를 온상태로 변환하는 과전류검출회로를 설치하였다.(2) A connection terminal for connecting the semiconductor switch, the first resistor and the electric load is electrically connected in series with a direct current power source, and a second connection between the second resistor and the second resistor in series is connected in parallel with the semiconductor switch. A first voltage dividing circuit for dividing the potential of the second voltage dividing circuit and a second voltage dividing circuit for dividing the potential of the connection point between the second resistor and the third resistor; and a resistance value of the electric load in the on state of the semiconductor switch. If less, the impedance value between the connection terminals is set such that the second divided voltage is higher than the first divided voltage, the first divided voltage is compared with the second divided voltage, and the second divided voltage is the first divided voltage. If higher, the semiconductor switch is turned off, and if the first divided voltage is higher than the second divided voltage, an overcurrent detection circuit for turning the semiconductor switch on is provided.
(3) 상기 (1) 또는 (2)의 구성을 가지고, 상기 직류전원은 안정화전원회로이고, 상기 전기부하는 접속선을 거쳐 원격 접속되고, 상기 전기부하의 저항치에 비하여 상기 제1저항의 저항치를 대폭으로 작게 설정하고, 상기 반도체스위치의 오프상태에 있어서의 제한전류를 상기 제1저항, 제2저항, 제3저항의 합계저항치를 가지고 설정한다.(3) The configuration of (1) or (2) above, wherein the DC power supply is a stabilized power supply circuit, and the electrical load is remotely connected via a connection line, and the resistance value of the first resistance is higher than that of the electrical load. Is set to be significantly small, and the limit current in the off state of the semiconductor switch is set with the total resistance values of the first resistor, the second resistor, and the third resistor.
[청구항 1에 관하여; 제3도, 4도 참조][Claim 1]; 3, 4]
접속단자간의 상태가 정상이면, 제1저항이 되는 전압강하가 작기 때문에 제2저항-제3저항의 접속점과, 제1저항-상기 접속단자의 접속점 간의 전위치(E)는 낮고, 과전류검출회로는 반도체스위치소자를 온상태로 유지한다(제4a도 참조).If the state between the connection terminals is normal, since the voltage drop that becomes the first resistance is small, the entire position E between the connection point of the second resistor and the third resistor and the connection point of the first resistor and the connection terminal is low, and the overcurrent detection circuit Keeps the semiconductor switch element on (see also FIG. 4A).
반도체스위치소자의 온중에 접속단자가 대략 단락상태가 되면, 제1저항에 의한 전압강하가 크기 때문에 제2저항-제3저항의 접속점과, 제1저항-상기 접속단자의 접속점 간의 전위차(E)는 높아지고, 과전류검출회로는 반도체스위치소자를 오프상태로 변환한다.If the connection terminal is short-circuited while the semiconductor switch element is on, the voltage drop caused by the first resistor is large, so that the potential difference E between the connection point of the second resistor and the third resistor and the connection point of the first resistor and the connection terminal is increased. Becomes high, and the overcurrent detecting circuit switches the semiconductor switch element to the off state.
반도체스위치소자가 오프상태가 되면, 제2저항-제3저항-제1저항에 의하여 접속단자측에 흐르는 전류가 제한된다. 이 상태에서는 과전류검출회로는 제2저항-제3저항의 접속점과, 제1저항-상기 접속단자의 접속점 간의 전위차(E)에 의거하여 접속단자의 상태를 감시한다(제4b도 참조).When the semiconductor switch element is turned off, the current flowing to the connection terminal side is limited by the second resistor-third resistor-first resistor. In this state, the overcurrent detection circuit monitors the state of the connection terminal based on the potential difference E between the connection point of the second resistor and the third resistor and the connection point of the first resistor and the connection terminal (see also FIG. 4B).
반도체스위치소자의 오프중에 접속단자의 상태가 정상으로 리턴하면, 제2저항-제3저항의 접속점과, 제1저항-상기 접속단자의 접속점 간의 전위차(E)가 저하하기 때문에 과전류검출회로는 반도체스위치소자를 온상태로 변환하고, 과전류보호동작이 해제된다.When the state of the connection terminal returns to normal while the semiconductor switch element is off, the overcurrent detection circuit is a semiconductor because the potential difference E between the connection point of the second resistor and the third resistor and the connection point of the first resistor and the connection terminal decreases. The switch element is turned on, and the overcurrent protection operation is released.
[청구항 2에 관하여; 제2도, 5도 참조][Claim 2]; 2, 5]
전기부하의 저항치가 소정치를 초과하고 있으면, 제1분압전압(V1)쪽이 제2분압전압(V2)보다 높고, 과전류검출회로는 반도체스위치를 온상태로 유지한다. 반도체스위치소자의 온 중, 과전류검출회로는 제1분압전압(V1)과 제2분압전압(V2)을 비교하여 접속단자의 상태를 감시한다(제2a도 참조).When the resistance value of the electric load exceeds a predetermined value, the first divided voltage V 1 is higher than the second divided voltage V 2 , and the overcurrent detecting circuit keeps the semiconductor switch on. While the semiconductor switch element is on, the overcurrent detection circuit compares the first divided voltage V 1 and the second divided voltage V 2 to monitor the state of the connection terminal (see also FIG. 2A).
접속단자측의 저항치가 소정치 미만이 되면, 제2분압전압(V2)쪽이 제1분압전압(V1)보다 높아져 과전류검출회로는 반도체스위치소자를 오프 상태로 변환한다.When the resistance value on the connection terminal side is less than a predetermined value, the second divided voltage V 2 becomes higher than the first divided voltage V 1 , and the overcurrent detection circuit switches the semiconductor switch element to the off state.
반도체스위치소자가 오프상태가 되면, 제2저항-제3저항-제1저항에 의하여 접속단자측에 흐르는 전류가 제한된다. 이 상태에서는 과전류검출회로는 제1분압전압(V1)과 제2분압전압(V2)에 의거하여 접속단자의 상태를 감지한다(제2b의 참조).When the semiconductor switch element is turned off, the current flowing to the connection terminal side is limited by the second resistor-third resistor-first resistor. In this state, the overcurrent detection circuit detects the state of the connection terminal based on the first divided voltage V 1 and the second divided voltage V 2 (see 2b).
반도체스위치소자의 오프 중에 접속단자의 상태가 정상으로 되돌아오면, 제1분압전압(V1)쪽이 제2분압전압(V2)보다 높아지기 때문에 과전류검출회로는 반도체스위치소자를 온상태로 변환하여 과전류보호동작이 해제된다.When the state of the connection terminal returns to normal while the semiconductor switch element is turned off, the overcurrent detection circuit converts the semiconductor switch element to an on state because the first divided voltage V 1 is higher than the second divided voltage V 2 . The overcurrent protection operation is released.
[청구항 3 및 4에 있어서][In claims 3 and 4]
접속선을 거쳐 원격 접속되는 전기부하가 전원의 리플로 오동작하지 않도록 직류전원을 안정화전원으로 한다.The direct current power source is a stabilized power source so that the electrical load remotely connected via the connection line does not malfunction.
전기부하의 소비전류의 변동에 의한 전압변동을 작게 하기 위하여 반도체스위치의 온시에 있어서 접속단자측의 저항치를 검출하기 위한 제1저항을 전기부하의 저항치에 비하여 대폭으로 작게 설정한다.In order to reduce the voltage fluctuation caused by the change in the current consumption of the electric load, the first resistance for detecting the resistance value at the connection terminal side at the time of turning on the semiconductor switch is set to be significantly smaller than the resistance value of the electric load.
접속단자간이 거의 단락상태가 되었을 때의 반도체소자의 오프상태시에 있어서의 제한전류의 크기를 제1, 제2, 제3저항의 합계저항치를 가지고 설정한다.The magnitude of the limit current in the off state of the semiconductor element when the connection terminal is almost short-circuited is set with the total resistance of the first, second and third resistors.
[청구항 1에 관하여][Claim 1]
접속단자간의 상태가 정상이고 반도체스위치소자의 온상태시에는, 제1저항에 의한 전압강하에 의거하여 접속단자간의 상태를 감시하고, 접속단자간이 거의 단락상태이고 반도체스위치소자의 오프상태시에는 제2저항, 제3저항, 제1저항의 직렬접속에 의하여 부하전류를 제한함과 동시에 (제3저항 + 제1저항)에 의한 전압강하에 의거하여 전기부하의 저항치를 감시하는 구성이다.When the state between the connection terminals is normal and the semiconductor switch element is in the on state, the state between the connection terminals is monitored based on the voltage drop caused by the first resistor, and when the connection terminal is near the short circuit state and the semiconductor switch element is in the off state, The load current is limited by the series connection of two resistors, the third resistor and the first resistor, and the resistance value of the electric load is monitored based on the voltage drop caused by (third resistor + first resistor).
이로서 부하전류가 제한되는 과전류보호동작중{반도체스위치 소자의 오프상태]에 있어서 전압강하가 현저하게 나타나고 {제3저항+제1저항 때문}, 비교적 큰 전압변화로 전기부하의 저항치의 감시를 행할 수 있다.This results in a significant voltage drop during the overcurrent protection operation where the load current is limited (off state of the semiconductor switch element), and the resistance value of the electric load can be monitored with a relatively large voltage change (because of the third resistor + first resistor). Can be.
따라서 과전류검출회로를 간단한 것으로 할 수 있어 제조비용을 저감할 수 있다.Therefore, the overcurrent detection circuit can be made simple and the manufacturing cost can be reduced.
[청구항 2에 관하여][Claim 2]
접속단자간의 상태가 정상(전기부하가 정상)이고, 반도체스위치가 온인 경우, 제2분압회로는 사실상, 제1저항의 제3저항접속측의 전위를 분압하고, 또 제1분압회로는 접속단자의 전위를 분압하고, 과전류검출회로는 제1, 제2분압전압을 비교하여 접속단자의 상태를 감시하는 구성이다.When the state between the connection terminals is normal (electric load is normal) and the semiconductor switch is on, the second voltage divider circuit actually divides the potential on the third resistance connection side of the first resistor, and the first voltage divider circuit is connected to the connection terminal. The potential of is divided and the overcurrent detection circuit compares the first and second divided voltages and monitors the connection terminal state.
접속단자간의 저항이 소정치 미만이 되어 반도체스위치소자가 오프상태가 되면, 제2분압회로는 제2저항과 제3저항의 접속점의 전위를 분압하고, 또 제1분압회로는 접속단자의 전위를 분압하고, 과전류검출회로는 제1, 제2분압전압을 비교하여 접속단자의 상태를 감시하는 구성이다.When the resistance between the connection terminals becomes less than the predetermined value and the semiconductor switch element is turned off, the second voltage divider circuit divides the potential of the connection point of the second resistor and the third resistor, and the first voltage divider circuit reduces the potential of the connection terminal. The voltage dividing and overcurrent detecting circuit compares the first and second divided voltages and monitors the connection terminal state.
따라서 반도체스위치소자의 오프상태(과전류보호동작중)에 있어서, 접속단자의 상태(부하전류의 변화)를 비교적 큰 제1분압전압과 제2분압전압과의 전위차로 검출할 수 있다. 따라서 과전류 검출회로의 회로구성을 간단하게 할 수 있어 제조비용을 저감할 수 있다.Therefore, in the off state (during overcurrent protection operation) of the semiconductor switch element, the state of the connection terminal (change of the load current) can be detected by the potential difference between the first large divided voltage and the second divided voltage. Therefore, the circuit configuration of the overcurrent detection circuit can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
[청구항 3 및 4에 관하여][Claims 3 and 4]
직류전원이 안정화전원이기 때문에 접속선을 거쳐 원격 접속되는 전기부하가 전원의 리플로 오동작하지 않는다.Since the DC power supply is a stabilized power supply, the electric load remotely connected via the connection line does not malfunction.
제1저항의 저항치가 전기부하의 저항치에 비하여 대폭으로 작게 설정하고 있기 때문에 전기부하의 소비전류의 변동에 의한 전압변동이 작아 전기부하가 오동작하지 않는다.Since the resistance value of the first resistor is set to be significantly smaller than the resistance value of the electric load, the voltage fluctuation due to the change of the current consumption of the electric load is small and the electric load does not malfunction.
제1, 제2, 제3저항의 합계저항치를 가지고 제한전류의 크기를 설정하고 있기 때문에 접속단자간이 대략 단락상태가 되었던 경우에 있어서, 부하전류를 적정치로 제한할 수 있다.Since the magnitude of the limit current is set with the total resistance values of the first, second, and third resistors, the load current can be limited to an appropriate value in the case where the connection terminals are approximately short-circuited.
본 발명의 일실시예(청구항 2,3에 대응)를 제1도 내지 제2도에 의거하여 설명한다.An embodiment of the present invention (corresponding to claims 2 and 3) will be described based on FIGS.
과전류보호장치(A)는 파워트랜지스터(1)와 저항(2,3,4)과, 과전류검출회로(5)와, 분압회로(6,7)와, 접속선(80,80)을 거쳐 리모콘(81)을 연결하는 접속단자(8,8)를 가진다.The overcurrent protection device (A) is a remote control via a power transistor (1) and resistors (2, 3, 4), an overcurrent detection circuit (5), a voltage divider circuit (6, 7), and a connection line (80, 80). It has the connecting terminal 8 and 8 which connects 81.
파워트랜지스터(1)는 에미터(11)를 안정화전원회로(도시생략)의 플러스전압공급선(101)(DC-12V)에 접속하고 있다. 또 베이스(12)-에미터(11)간에 저항(13)을 접속하고 있다.The power transistor 1 connects the emitter 11 to the positive voltage supply line 101 (DC-12V) of the stabilization power supply circuit (not shown). In addition, a resistor 13 is connected between the base 12 and the emitter 11.
저항(2)(예를 들면 1옴-0.5W)은 본 발명의 제1저항에 상당하고, 일단(21)을 파워트랜지스터(1)의 콜렉터(14)에 접속하고, 타단(22)을 인덕턴스(82)를 거쳐 접속단자(8)에 전기접속하고 있다.The resistor 2 (for example, 1 ohm-0.5W) corresponds to the first resistor of the present invention, and one end 21 is connected to the collector 14 of the power transistor 1, and the other end 22 is inductance. Electrically connected to the connection terminal 8 via the (82).
저항(3)(예를 들면 330옴-1W)은 본 발명의 제2저항에 상당하고, 일단(31)을 파워트랜지스터(1)의 에미터(11) 및 플러스전압공급선(101)에 접속하고 있다.The resistor 3 (for example, 330 Ohm-1W) corresponds to the second resistor of the present invention, and one end 31 is connected to the emitter 11 and the positive voltage supply line 101 of the power transistor 1 have.
저항(4)(예를 들면4.7옴)은 본 발명의 제3저항에 상당하고, 일단(41)을 저항(3)의 타단(32)에 접속(접속점m)하고, 타단(42)을 파워트랜지스터(1)의 콜렉터(14)에 접속하고 있다.The resistor 4 (for example, 4.7 ohms) corresponds to the third resistor of the present invention, and connects one end 41 to the other end 32 of the resistor 3 (connection point m), and the other end 42 is powered. It is connected to the collector 14 of the transistor 1.
과전류검출회로(5)는 비교기(51)와 저항(52,53)과, 저항(52)을 거쳐 파워트랜지스터(1)를 구동하는 구동용 트랜지스터(54)에 의하여 구성된다.The overcurrent detection circuit 5 is composed of a comparator 51, resistors 52 and 53, and a driving transistor 54 for driving the power transistor 1 via the resistor 52.
비교기(51)의 (+)입력단(511)에는 분압전압(V1)이 입력되고, (-)입력단(512)에는 분압전압(V2)이 입력된다. 또 비교기(51)의 출력단자(513)에는 트랜지스터(54)의 베이스(541) 및 일단을 플러스전압공급선(101)에 접속한 저항(53)(예를 들면 10옴)의 타단에 접속되어 있다.Of the comparator 51 (+) input terminal 511, the divided voltage (V 1) is input, and (-) input terminal 512, the divided voltage (V 2) is input. The output terminal 513 of the comparator 51 is connected to the other end of the resistor 53 (for example, 10 ohms) connecting the base 541 and one end of the transistor 54 to the positive voltage supply line 101. .
분압회로(6)는 일단(611)을 저항(2)의 타단(22)에 접속한 저항(61)(예를 들면 10Ω)의 타단에 접속되어 있다.The voltage dividing circuit 6 is connected to the other end of the resistor 61 (for example, 10 kV) which connected one end 611 to the other end 22 of the resistor 2.
분압회로(6)는 일단(611)을 저항(2)의 타단(22)에 접속한 저항(61)(예를 들면 10㏀)과 일단(621)을 저항(61)의 타단(612)에 접속하고, 타단(622)을 마이너스전압공급선(102)에 접속한 저항(62)(예를 들면 10㏀)에 의하여 구성되고, 저항(61)과 저항(62)의 접속점(60)이 (+)입력단(511)에 접속된다.The voltage dividing circuit 6 includes a resistor 61 (for example, 10 kV) connecting one end 611 to the other end 22 of the resistor 2 and one end 621 to the other end 612 of the resistor 61. A resistor 62 (for example, 10 kV) connected to the other end 622 to the negative voltage supply line 102, and the connection point 60 between the resistor 61 and the resistor 62 is positive (+). Is connected to the input terminal 511.
분압회로(7)는 일단(711)을 저항(3,4)의 접속점(m)에 접속한 저항(71)(예를 들면 10㏀)과 일단(721)을 저항(71)의 타단(712)에 접속하고, 타단(722)을 마이너스전압공급선(102)에 접속한 저항(72)(예를 들면 9.1㏀)에 의하여 구성되고, 저항(71)과 저항(72)의 접속점(70)이 (-)입력단(512)에 접속된다.The voltage dividing circuit 7 includes a resistor 71 (for example, 10 kV) connecting one end 711 to the connection point m of the resistors 3 and 4 and the other end 712 of the one end 721. ), And the other end 722 is connected to the negative voltage supply line 102 by a resistor 72 (for example, 9.1 kV), and the connection point 70 between the resistor 71 and the resistor 72 is formed. It is connected to the negative input terminal 512.
본 실시예에서는 상기와 같이 분압회로(6,7)등의 정수를 상기와 같이 설정하고 있기 때문에 접속단자(8,8)간의 임피던스가 약 20.2옴 미만(부하전류가 약0.57A를 초과한다)으로 저하하면, 분압전압(V1)분압전압(V2)이 된다(하기식 참조).In this embodiment, since constants such as the voltage divider circuits 6 and 7 are set as described above, the impedance between the connection terminals 8 and 8 is less than about 20.2 ohms (the load current exceeds about 0.57A). If the decrease is the divided voltage (V 1), the divided voltage (V 2) (refer to equation).
(z는 파워트랜지스터(1)가 온→오프로 변환하는 접속단자(8-8)간의 임피던스).(z is the impedance between the connection terminals 8-8 that the power transistor 1 switches from on to off).
또 저항(3,4) 및 분압회로(6,7) 등의 정수를 상기와 같이 설정하고 있기 때문에 과전류보호동작중에 접속단자(8-8)간의 임피던스가 약 115Ω을 초과하면(부하전류가 약 27mA 미만), 분압전압(V1) 분압전압(V2)이 된다(하기식 참조).In addition, since the constants such as the resistors 3 and 4 and the voltage divider circuits 6 and 7 are set as described above, if the impedance between the connection terminals 8-8 exceeds about 115 mA during the overcurrent protection operation (the load current is about Less than 27 mA), and the divided voltage (V 1 ) becomes the divided voltage (V 2 ) (see the following formula).
(z는 파워트랜지스터(1)가 오프→온으로 변환하는 접속단자(8-8)간의 임피던스).(z is the impedance between the connection terminals 8-8 in which the power transistor 1 switches from off to on).
접속단자(8,8)는 급탕기본체(도시생략)에 절연 설치된 터미널이고, 리모콘(81)을 접속선(80,80)(피복와이어)이 나사 고정된다. 또 접속단자(8)의 다른쪽(도시하측)은 인덕턴스(82)를 거쳐 마이너스전압공급선(102)에 전기접속된다.The connection terminals 8 and 8 are terminals insulated from the hot water supply main body (not shown), and the connection lines 80 and 80 (coated wires) are screwed to the remote controller 81. The other side (lower side) of the connection terminal 8 is electrically connected to the negative voltage supply line 102 via an inductance 82.
인덕턴스(82,82)는 접속단자(8,8)에 접속되는 급탕기 본체 측의 통신회로(도시생략)가 송출하는 운전정보신호(도시생략)나 리모콘(81)이 송출하는 운전지령신호(도시생략)의 과전류보호장치(A)측으로의 침입을 방지하기 위한 고주파체크코일(수mH)이다.The inductances 82 and 82 are operation information signals (not shown) sent by a communication circuit (not shown) on the hot water heater main body connected to the connection terminals 8 and 8 or operation command signals (not shown) sent by the remote controller 81. High frequency check coil (several mH) to prevent intrusion into the overcurrent protection device A side.
리모콘(81)은 운전스위치, 온도조절스위치 및 LED 등을 구비하고, 급탕기본체와 떨어진 부엌 등에 설치된다.The remote controller 81 includes an operation switch, a temperature control switch, an LED, and the like, and is installed in a kitchen and the like separated from the hot water supply main body.
다음에 과전류보호장치(A)의 작동을 설명한다.Next, the operation of the overcurrent protection device A will be described.
리모콘(81)이 정상이고, 또한 접속선(80-80)간이 단락되어 있지 않고, 접속단자(8,8)가 정상상태{접속단자(8-8)간의 저항치가 약 20.2Ω을 초과한다}인 경우는 분압전압(V1) 분압전압(V2)이 되고, 비교기(51)의 출력이 하이, 트랜지스터(54)가 온이 되기 때문에 파워트랜지스터(1)가 온상태를 유지하고, 접속단자(8-8)간에는 정규전압(약 12V)이 인가된다. 이 상태에서는 접속선(80-80)을 거쳐 리모콘(81)에 작동전압이 공급됨과 동시에 급탕기본체-리모콘(81)간에서 쌍방향 통신이 행하여진다.The remote controller 81 is normal, and the connection lines 80-80 are not short-circuited, and the connection terminals 8 and 8 are in a normal state (the resistance value between the connection terminals 8-8 exceeds about 20.2 kW). In this case, the divided voltage V 1 becomes the divided voltage V 2 , and since the output of the comparator 51 is high and the transistor 54 is turned on, the power transistor 1 remains on and the connection terminal Normal voltage (approximately 12V) is applied between (8-8). In this state, the operating voltage is supplied to the remote controller 81 via the connection line 80-80, and the two-way communication is performed between the hot water supply main body and the remote controller 81.
트랜지스터(1)가 온상태중에 접속단자(8,8)가 이상상태{리모콘(81)의 이상이나 접속선(80)의 단락}가 되고, 접속단자(8-8)간의 저항치가 약 20.2Ω 미만이 되면, 분압전압(V1) 분압전압(V2)이 되고, 비교기(51)의 출력이 로우, 트랜지스터(54)가 오프가 되기 때문에 파워트랜지스터(1)가 오프상태로 변환하고, 과전류보호동작으로 이행한다. 이 상태에서는 부하전류가 최대 약 36mA(접속단자)(8-8)단락시)로 제한되고, 리모콘(81)에의 작동전압이 저하하여 급탕기본체-리모콘(81)간의 쌍방향통신은 정지한다.While the transistor 1 is in the on state, the connection terminals 8 and 8 are in an abnormal state (the abnormality of the remote control 81 or the short circuit of the connection line 80), and the resistance between the connection terminals 8-8 is about 20.2 kV. If less, the divided voltage V 1 becomes the divided voltage V 2 , the output of the comparator 51 is low, and the transistor 54 is turned off. Therefore, the power transistor 1 is turned off and the overcurrent Shift to protective action. In this state, the load current is limited to a maximum of about 36 mA (when the connection terminal) 8-8 is shorted), and the operating voltage to the remote controller 81 decreases, so that the bidirectional communication between the hot water supply main body and the remote control 81 stops.
과전류보호동작중에 접속단자(8,8)간의 상태가 정상으로 되돌아오면{접속단자(8-8)간의 저항치가 약 115Ω을 초과한다.}, 분압전압(V1) 분압전압(V2)이 되어 비교기(51)의 출력이 하이, 트랜지스터(54)가 온이 되기 때문에 파워트랜지스터(1)가 온상태로 변환되어 접속단자(8-8)간에 정규전압(약 12V)이 복귀한다. 그리고, 리모콘(81)에의 작동전압이 인가됨과 동시에 급탕기본체-리모콘(81)간에서 쌍방향통신이 재개된다.If the state between the connection terminals 8 and 8 returns to normal during the overcurrent protection operation (resistance between the connection terminals 8-8 exceeds about 115 kV), the divided voltage (V 1 ) and the divided voltage (V 2 ) Since the output of the comparator 51 is high and the transistor 54 is turned on, the power transistor 1 is turned on, and the normal voltage (about 12 V) is returned between the connection terminals 8-8. Then, while the operating voltage is applied to the remote controller 81, the two-way communication is resumed between the hot water supply main body and the remote control 81.
다음에 본 실시예의 과전류보호장치(A)의 이점을 설명한다.Next, the advantages of the overcurrent protection device A of the present embodiment will be described.
[가] 파워트랜지스터(1)가 오프상태가 되는 과전류보호동작중은 335.7Ω{제2저항(3)+제3저항(4)+제1저항(2)}의 저항에 의하여 전류가 최대 약 36mA로 제한되나 제2도의 (b)에 나타낸 바와 같이 접속단자(8-8)간의 저항치를 검출하기 위한 저항이 1Ω{제1저항(2)만} 내지 5.7Ω{제3저항(4)+제1저항(2)}으로 변환하고 있기 때문에 비교적 큰 분압전압(V1,V2)의 전압변화를 가지고 접속단자(8-8)간의 저항치를 감시할 수 있다.[A] During the overcurrent protection operation in which the power transistor 1 is turned off, a current of about 335.7 kΩ {the second resistor (3) + the third resistor (4) + the first resistor (2)) is approximately maximum. Although limited to 36 mA, the resistance for detecting the resistance value between the connection terminals 8-8, as shown in (b) of FIG. 2, is 1 kΩ {only the first resistor 2} to 5.7 kΩ (third resistor 4) +. Since it is converted into the first resistor 2 , the resistance value between the connection terminals 8-8 can be monitored with a relatively large voltage change of the divided voltages V 1 and V 2 .
따라서 비교기(51)가 오프세트조절 및 경시변화에 의한 오프세트 어긋남에 관하여 현저하게 주의를 기울일 필요가 없다. 또 저항(2,61,62,71,72)등을 현저하게 고정도로 할 필요가 없다.Therefore, the comparator 51 does not have to pay attention to the offset shift caused by the offset adjustment and the change over time. In addition, the resistors 2, 61, 62, 71, and 72 do not need to be remarkably high precision.
따라서 조정에 수고나 시간이 소요되지 않음과 동시에 저항을 선별하여 설치할 필요가 없기 때문에 제조비용을 절감할 수 있다.This eliminates the need for time-consuming adjustments and eliminates the need for selective installation of resistors, reducing manufacturing costs.
[나] 저항 (3,4)을 직렬접속한 것을 과전류보호동작중에 도통(온)상태가 되는 파워트랜지스터(1)에 병렬접속하는 구성이다. 따라서 분압회로(7)의 전압변환 및 접속단자(8-8)간의 저항치 검출용의 저항을 변환하기 위한 회로를 별도로 설치할 필요가 없다.[B] The serial connection of the resistors 3 and 4 is connected in parallel to the power transistor 1 which is in the conduction state (on) during the overcurrent protection operation. Therefore, there is no need to separately install a circuit for converting the voltage of the voltage dividing circuit 7 and the resistance for detecting the resistance value between the connection terminals 8-8.
따라서 부품점수가 적어 제조비용을 저감할 수 있다.Therefore, the number of parts is small, and manufacturing cost can be reduced.
[다] 과전류보호장치(A)는 접속선(80-80)의 피복손상에 의한 단락이나 리모콘(81)의 고장등에 의하여 접속단자(8-8)간이 대략 단락상태가 되면, 과전류검출회로(5)가 작동하여 파워트랜지스터(1)를 오프상태로 한다. 그리고 접속선(80, 80)의 단락이나 리모콘(81)의 고장을 고쳐 접속단자(8-8)간이 정상으로 되돌아오면, 접속단자 (8-8)간에 자동적으로 정규전압이 공급되게 되는 구성이다.[C] The overcurrent protection device A is provided with an overcurrent detecting circuit (8) when the connection terminals 8-8 are short-circuited by a short circuit caused by damage to the connecting wires 80-80 or a failure of the remote controller 81. 5) is activated to turn off the power transistor (1). When the short circuit of the connection lines 80 and 80 and the failure of the remote controller 81 are corrected and the connection terminals 8-8 are returned to normal, the voltage is automatically supplied between the connection terminals 8-8. .
따라서 접속단자(8-8)간이 거의 단락상태가 되어도 안정화전원회로(도시생략)나 인덕턴스(82,82)가 소손할 염려가 없다. 또 접속단자(8-8)간의 임피던스가 정상으로 되돌아오면, 과전류보호동작이 자동적으로 해제되기 때문에 전원을 일단 차단하거나 리세트스위치를 누를 필요가 없기 때문에 리모콘(81)을 이용하는 급탕기 시스템에 가장 적합하다.Therefore, even if the connection terminals 8-8 become almost short-circuited, there is no fear that the stabilization power supply circuit (not shown) or the inductances 82 and 82 will burn out. In addition, when the impedance between the connection terminals 8-8 returns to normal, the overcurrent protection operation is automatically released. Therefore, it is most suitable for the water heater system using the remote controller 81 because there is no need to shut off the power or press the reset switch once. Do.
본 발명은 상기 실시예이외에 다음의 실시상태를 포함한다.The present invention includes the following embodiments in addition to the above embodiments.
a. 과전류검출회로가 제2저항∼제3저항의 접속점과, 제1저항-상기 접속단자의 접속점간의 전위차(E)를 직접 검출하는 구성이어도 상관없다. (청구항 1에 대응). 이경우, 반도체 스위치를 온에서 오프로 변환할 때의 전압(E)과, 오프에서 온으로 변환할 때의 전압(E)이 달라도 상관없다.a. The overcurrent detection circuit may be configured to directly detect the potential difference E between the connection point of the second resistor and the third resistor and the connection point of the first resistor and the connection terminal. (Corresponding to claim 1). In this case, the voltage E when converting the semiconductor switch from on to off and the voltage E when converting from off to on may be different.
b. 전기부하로서 리모콘(81)이외에 인터폰 등의 직류전원으로 작동하는 전기기구를 접속하여도 상관없다.b. In addition to the remote controller 81, an electric appliance that operates with a DC power source such as an interphone may be used as the electric load.
Claims (4)
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Legal Events
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20061120 Year of fee payment: 9 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |