KR100206032B1 - 과전류보호회로 및 과전압보호회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과전류상태에 있어서 전원공급 경로상의 스위치가 온/오프를 반복하는 것을 방지하여 회로의 열화를 방지하는 것으로 전원장치(10)에 접속된 부하에 공급되는 동작전원이 과전류상태로 되었을 때 전원공급경로에 설비된 스위치(23, 25)를 오프시켜 출력전류를 차단하는 과전류보호회로에 관한 것이다. 상기 과전류상태를 검출하여 과전류검출신호를 생성하는 과전류검출수단(22, 24, 29)과, 이 전류검출신호를 받아서 오프지령 신호를 출력하는 동시에, 오프해제 지령신호가 부여될 때까지 그 출력상태를 보지하는 자기보지회로(32, 33)와, 오프지령신호가 출력되고 있는 기간은 상기 스위치(23, 25)를 강제적으로 오프시키는 강제차단수단(34)을 구비한 것이다.

Description

과전류보호회로 및 과전압보호회로

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 전원장치의 구성도.

제2도는 제1도에 나타낸 전원장치에 과전압보호회로를 구비한 변형예의 구성도.

제3도는 종래의 과전류보호회로를 구비한 전원장치의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 전원장치 11 : 전원트랜스

12 : 정류기 13 : 정전압회로

14 : 전원이니셜라이즈회로 21 : 전류차단스위치부

22, 24, 27 : 저항 23, 25, 26 : 트랜지스터

28 : 차동증폭기 29 : 컴퍼레이터

31, 32, 33 : NAND 게이트 40 : 과전압보호회로

본 발명은 터빈감시계기에 사용되고 있는 서키트보드를 동작시키기 위한 전원장치에 설비되어, 과전류·과전압을 방지하기 위한 과전류보호회로 및 과전압보호회로에 관한 것이다.

일반적으로 터빈발전기는 터빈을 증기로 고속회전시켜 상기 터빈에 접속되어 있는 발전기를 회전시킴으로서 발전을 행하고 있다. 터빈을 정격회전까지 회전시킬 경우에 우선 터빈을 저속으로 회전시키면서 운전을 행함으로서 터빈차축의 일시적인 굽힘(편심량)을 갖는 터닝을 행하여, 터빈차축의 편심을 충분히 작게하므로 각 베어링(Bearing stand)의 진동을 감시하면서 정격회전까지 회전수를 상승시킨다.

이러한 진동감시를 위해서 예를들어 동전형검출기(動轉形檢出器)등의 진동검출기와 진동서키트보드를 조합시킨 감시계기로 진동측정을 실시하고 있다. 진동검출기로 측정한 진동속도신호를 진동서키트보드에서 변위비례신호로 변환하고 그 변위비례신호를 진동진폭에 비례한 전기신호로 변환한다. 이 전기 신호를 경보출력이나 터빈트립의 판단에 사용하고 있다.

일반적으로 터빈감시계기에 사용하고 있는 각 서키트보드는 전용의 전원장치로부터 동작전원이 공급된다.

이 전원장치는 서키트보드에 이상이 발생하여 전류가 과도하게 흐르는 것을 방지하는 과전류보호회로 또는 과대한 전압이 발생하는 것을 방지하는 과전압보호회로를 구비하고 있다.

제3도는 전원장치의 과전류보호회로의 구성예를 나타내고 있다. 동도면에 도시한 전원장치(1)는 1차측의 전압을 전원트랜스(2)에서 소정전압으로 강압하고, 이 강압된 전압을 정류기(3)에서 정류하여 정전압전원회로(4)로 공급한다. 정전압전원회로(4)의 출력단자를 과전류보호회로(5)를 거처서 부하로 되는 서키트보드에 접속하고 있다. 과전류보호회로(5)는 저항(6a)과 정전압다이오드(6b)로 되고, 안정화된 전압을 생성하는 정전압회로(6)와, 이 정전압회로(6)로부터 게이트제어되는 트랜지스터(7), 저항(8), 트랜지스터(9)로 구성되어 있다.

과전류보호회로(5)의 동작하는 전류가 트랜지스터의 베이스·이미터전압을 저항(8)으로 나눈 전류이상의 전류가 흘렀을때 트랜지스터(9)는 온(ON)되고 트랜지스터(7)가 오프(OFF)되어 출력전류가 차단된다.

그러나 상술한 과전류보호회로(5)는 출력전류가 차단되는 트랜지스터(9)가 오프되고 재차 트랜지스터(7)가 온되어 출력전류가 부하로 공급되게 되므로, 출력전류의 상태에 따라서는 트랜지스터(7,9)의 온/오프가 반복되어, 트랜지스터(7, 9)의 열화를 촉진하는 동시에 신뢰성을 저하시키는 원인이 되었다.

본 발명은 이상과 같은 실정을 감안하여 된 것으로 과전류등을 검출하여 출력전류등을 차단한 후에는 전원 재투입까지 출력회로가 동작하지 않도록 하고, 회로 열화를 방지할 수 있으며 신뢰성도 향상시킬 수 있는 전원장치의 과전류보호회로 및 과전압보호회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서 이하와 같은 수단을 구비한다.

청구범위 제1항에 대응하는 발명은 전원장치에 접속된 부하에 공급되는 동작전원이 과전류상태로 되었을 때 전원공급경로에 설비된 스위치를 오프시켜 출력전류를 차단하는 과전류보호회로에 있어서, 상기 과전류상태를 검출하여 과전류검출신호를 생성하는 과전류검출수단과, 이 과전류검출수단으로부터 출력된 과전류검출신호를 받아서 오프지령 신호를 출력하는 동시에, 오프해제 지령신호가 부여될 때까지 그 출력상태를 보지하는 자기보지회로와, 이 자기 보지회로로부터 오프지령신호가 출력되고 있는 기간은 상기 스위치를 강제적으로 오프시키는 강제차단수단을 구비한다.

청구범위 제2항에 대응하는 발명은 전원장치에 접속된 부하에 공급되는 동작전원이 과전압상태로 되었을 때 전원공급경로에 설비된 스위치를 오프시켜 전원공급을 일시적으로 차단하는 과전압보호회로에 있어서, 상기 과전압상태를 검출하여 과전압검출신호를 생성하는 과전압 검출수단과, 이 과전압검출수단으로부터 출력된 과전압검출신호를 받아서 오프지령 신호를 출력하는 동시에, 오프해제 지령신호가 부여될 때까지 그 출력상태를 보지하는 자기보지회로와, 이 자기보지회로로부터 오프지령신호가 출력되고 있는 기간은 상기 스위치를 강제적으로 오프시키는 강제차단수단을 구비한다.

본 발명은 이상과 같은 수단을 구비함으로서 다음과 같은 작용을 거둘 수 있다.

청구범위 제1항에 대응하는 본 발명에 의하면 과전류검출수단이 과전류상태를 검출하면 과전류검출신호가 자기보지회로로 송출된다. 이 과전류검출신호가 입력된 자기보지회로가 강제차단수단에 대해서 오프 지령신호를 출력하고, 전원공급경로에 설비된 스위치가 경제적으로 오프된다. 이 오프 지령신호를 출력한 자기보지회로의 출력상태가 오프 해제지령신호가 부여될 때까지 보지된다. 따라서 전원의 출력 상태가 정상으로 복귀되어도 오프해제 지령신호가 부여될때까지 출력전류는 차단된 대로 있게 된다. 오프해제 지령신호로서 전원 재투입신호를 이용하면 전원 재투입까지 출력전류가 차단된 대로 있게 된다.

청구범위 제2항에 대응하는 본 발명에 의하면, 과전압검출수단이 과전압상태를 검출하면 과전압검출신호가 자기보지회로로 송출된다. 이 과전압검출신호가 입력된 자기보지회로가 강제차단수단에 대해서 오프 지령 신호를 출력하여, 전원공급경로에 설비된 스위치가 강제적으로 오프된다. 이 오프 지령신호를 출력한 자기보지회로의 출력상태는 오프 해제지령신호가 부여될 때까지 보지된다. 따라서 전원의 출력 상태가 정상으로 복귀되어도 오프해재 지령신호가 부여될때 까지 출력전압은 차단된 대로 있게 된다.

[실시예]

이하 본 발명의 실시예에 대해서 설명하겠다.

제1도에는 본 발명의 과전류보호회로를 전원장치에 적용한 일실시예의 구성도가 도시되어 있다. 이 실시예의 전원장치(10)는 1차측의 전압을 소정전압으로 강압하는 전원트랜스(11)의 2차측에 정류기(12)가 접속되고, 이 정류기(12)에 정전압회로(13)가 접속되어 있다. 부하가 되는 서키트보드가 접속되는 외부단자(T1,T2)와 정전압 회로(13)의 사이에 과전류보호회로가 배치되고, 그 과전류보호회로에 대해서 전원 이니셜라이즈회로(14)가 리세트를 부여하도록 구성되어 있다.

과전류보호회로는 정전압회로(13)의 정측단자와 외부단자(T1)의 사이를 전류차단 스위치부(21) 및 저항(22)을 직렬로 거쳐서 접속하고 있다. 전류차단 스위치부(21)는 정전압회로(13)의 정측단자에 트랜지스터(23)의 콜렉터단자를 접속하고 이 트랜지스터(23)의 이미터 단자를 저항(24)을 거쳐서 저항(22)의 일단에 접속하고 있다. 그리고 상기 트랜지스터(23)의 게이트를 트랜지스터(25)가 제어하고, 트랜지스터(25)의 게이트를 트랜지스터(26)에서 제어하도록 3개의 트랜지스터(23,25,26) 및 저항(24,27)을 달링턴(darlington)접속하고 있다. 저항(22)의 부하측을 차동증폭기(28)의 반전입력단자에 접속하고 저항(22)의 타단을 이 차동증폭기(28)의 비반전 입력단자에 접촉하고 있다. 이 차동증폭기(28)의 출력단자를 컴퍼레이터(29)의 비반전 입력단자에 접속하고 있다. 컴퍼레이터(29)는 허용레벨의 전류가 흘렀을때 차동증폭기(28)의 출력단자에 나타나는 전압과 동전위의 임계치전압이 반전입력단자에 설정되어 있다. 컴퍼레이터(29)의 출력단자를 NAND게이트(31)를 거쳐서 2개의 NAND게이트(32,33)로 되는 RS플립플롭회로의 세트단자로 되는 NAND 게이트(32)에 접속하고 있다. RS 플립플롭회로의 Q출력단자로 되는 NAND게이트(32)의 출력단자를 전류차단스위치부(21)의 트랜지스터(25)의 게이트와 외부단자(T2)사이에 삽입된 FET스위치(34)의 게이트에 접속하고 있다. 또 전원 이니셜라이즈회로(14)의 출력은 RS 플립플롭회로(32,33)의 리세트단자로 되는 NAND게이트(33)에 입력되어 있다.

다음에 이상과 같이 구성된 본 실시예의 동작에 대해서 설명하겠다.

전원장치(10)에 전원전압을 투입하여 외부단자(T1,T2)에 접속한 서키트보드등의 부하에 전원을 공급한다. 전원이 정상인 경우에 전원이니셜라이즈 회로(14)의 출력은 레벨 1로 되어 있다. 전류차단 스위치부(21)에 있어서는 트랜지스터(26)의 베이스·이미터전압을 저항(24)으로 나눈 값보다 작은 전류로 되므로 트랜지스터(26)가 오프된 대로 되어 트랜지스터(23)가 온 상태를 유지한다. 또 저항(22)의 양단 사이의 전압이 차동증폭기(28)에서 증폭되어 컴퍼레이터(29)의 비반전입력단자로 입력되나 반전단자 입력전압(Vref)보다 커야하므로 컴퍼레이터(29)의 출력은 레벨 0의 상태로 되어 있고 NAND 게이트(31)의 출력은 레벨 1로 된다. 따라서 NAND 게이트(32)의 출력은 레벨 0으로 되므로 FET 스위치(34)가 오프되어 부하에 전류가 정상적으로 공급된다.

한편 전원의 출력에 어떠한 이상이 발생하여 트랜지스터(26)의 베이스·이미터전압을 저항(24)으로 나눈값보다도 큰 전류가 흐르면 전류보호회로가 동작한다. 즉 트랜지스터(26)의 베이스·이미터전압을 저항으로 나눈값보다 큰 전류가 흘렀을때 트랜지스터(26)은 온 되고 트랜지스터(23,25)가 오프되어 부하에 공급되어 있는 출력전류가 차단된다.

이와같이 전류보호회로를 동작시킨 큰 전류가 흘렀을 때 저항(22)의 양단전압을 증폭한 차동증폭기(28)의 출력은 컴퍼레이터(29)의 반전단자 입력전압(Vref) 보다 크므로 컴퍼레이터(29)의 출력은 레벨 1로 되고 NAND 게이트(31)의 출력은 레벨 0이 된다. 따라서 NAND 게이트 (32)의 출력은 레벨 1이 되므로 FET스위치(34)가 온 된다. FET 스위치(34)가 온 됨으로서 트랜지스터(25,23)가 강제로 오프된다.

여기서 NAND게이트(32,33)는 RS 플립플롭회로를 구성하고 있으므로 전원이 출력상태가 정상으로 복귀되어도 전원이 이니셜라이즈 회로(14)로부터 NAND 게이트(33)에 리세트신호가 입력되지 않는 한 FET스위치(34)가 온 되고 계속해서 트랜지스터(25,23)가 오프상태로 있게 된다.

전원전압을 재투입하면 전원 이니셜라이즈회로(14)로부터 NAND 게이트(32)에 리세트 신호가 입력되어 NAND 게이트(32)의 출력이 레벨 0으로 변화하고 FET 스위치(34)가 오프된다.

이와같이 본 실시예에 의하면 정전압회로(13)로부터 부하에 전류를 공급하는 경로상에 설비된 트랜지스터(23) 및 그 게이트를 제어하는 트랜지스터(25)를 과전류 보호회로가 동작했을 때에 강제적으로 오프시키는 FET 스위치(34)를 설비하여 FET스위치(34)를 전원전압이 재투입 될 때까지 오프시켜 이어지도록 구성함으로서 전류차단 스위치부(21)의 트랜지스터(23,25,26)가 온/오프를 반복하는 것을 방지할 수 잇고, 트랜지스터(23, 25,26)의 열화를 방지할 수 있어 신뢰성 향상을 도모할 수 있다.

제2도에는 상기 일실시예에 의한 전원장치의 변형예를 나타내고 있다. 또 상술한 일실시예와 동일한 기능을 갖는 부분에는 동일부호를 붙였다. 이 변형예는 과전류보호회로에 더 과전압보호회로를 구비한 예이다. 동 도면에 나타낸 과전류보호회로(40)는 전원장치(10')의 출력 전압을 컴퍼레이터(41)의 반전입력단자에 입력하고 비반전입력단자에 설정한 허용전압레벨과 비교하여 전원장치(10')의 출력전압이 허용레벨보다 커졌을때 NAND게이트(32)에 과대전압 검출신호를 송출하도록 구성하고 있다.

이 변형예에 있어서는 전원장치(10')의 출력전압이 허용전압 레벨보다도 커졌을대 NAND게이트(32)에 과대 전압검출신호가 송출되어 FET 스위치(34)가 강제적으로 오프되어 트랜지스커(23,25)가 오프된다. 그리고 전원이 니셜라이즈회로(14)로부터 전원 재투입 신호가 부여될때까지 FET 스위치(34)가 오프된 상태로 있게 된다.

이와같은 변형예에 의하면 전류차단 스위치부(21)의 트랜지스터(23,25,26)의 온/오프의 반복을 방지할 수 있고, 트랜지스터(23,25,26)의 열화를 방지할 수 있는 과전압보호회로르 실현할 수 있다.

또 상기 실시예 및 변형예에 있어서 강제차단 수단을 FET 스위치로 구성하고 있으나 릴레이스위치(relay s witch)로도 구성할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 변형실시가 가능함을 밝혀둔다.

이상 상기한 바와같이 본 발명에 의하면 과전류등을 검출하여 출력전류등을 차단한 후에 전원 재투입까지 출력회로가 동작하지 않아 회로열화를 방지할 수 있고 신뢰성을 향상할 수 있는 전원장치의 과전류보호회로 및 과전류보호회로를 제공할 수 있다.

Claims (2)

1. 전원장치(10)에 접속된 부하에 공급되는 동작전원이 과전류상태로 되었을 때 전원공급경로에 설비된 스위치(23)를 오프시켜 출력전류를 차단하는 과전류보호회로에 있어서, 상기 과전류상태를 검출하여 과전류검출신호를 생성하는 과전류검출수단(24,26)과, 이 과전류검출수단(24,26)으로부터 출력된 과전류검출신호를 받아서 오프지령 신호를 출력하는 동시에, 오프해재 지령신호가 부여될 때까지 그 출력상태를 보지하는 자기보지 회로(32,33)와, 이 자기보지회로(32,33)로부터 오프지령신호가 출력되고 있는 기간은 상기 스위치를 강제적으로 오프시키는 강제 차단수단(34)를 구비한 것이 특징인 과전류보호회로.
2. 장치전원(10')에 접속된 부하에 공급되는 동작전원이 과전압상태로 되었을 때 전원공급경로에 설비된 스위치(23)를 오프시켜 전원공급을 일시적으로 차단하는 과전압보호회로에 있어서, 상기 과전압상태를 검출하여 과전압검출신호를 생성하는 과전압검출수단(24,26,41)과, 이 과전압검출수단(24,26,41)으로부터 출력된 과전압검출신호를 받아서 오프지령 신호를 출력하는 동시에 오프해재 지령신호가 부여될 때까지 그 출력상태를 보지하는 자기보지회로(32,33)와, 이 자기보지회로(32,33)로부터 오프지령신호가 출력되고 있는 기간은 상기 스위치(23)를 강제적으로 오프시키는 강제차단수단(34)을 구비한 것이 특징인 과전압보호회로.