KR100218101B1 - 서지 보호용 소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서지 보호용 소자에 관한 것으로서, 안테나로부터 외부 서지를 유입시키는 서지 유입 단자와, 상기 서지 유입 단자의 좌우에 일정 간격의 스파크 방전 갭을 형성하여 외부 서지를 스파크 방전에 의하여 교류 접지 패턴으로 흡수시킬 수 있도록 교류 전원선과 접속되는 서지 흡수 단자와, 상기 서지 유입 및 흡수 단자를 평행하게 복렬 배치하여 인쇄 회로 기판의 단자 삽입공 내에 착탈 가능하도록 일체로 매설시킨 커버 부재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면 인쇄 회로 기판에 분리 및 장착이 가능하도록 별도로 제작 가능하므로 기판 전체를 교환할 필요 없이 교체 및 수리를 간편하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 서지의 유입이 누적되더라도 구성 부품의 마모를 현저하게 줄일 수 있고 스파크 방전의 발생을 균일하게 유지할 수 있으므로 전자 제품의 내부 회로 소자를 효과적으로 보호할 수 있다.

Description

서지 보호용 소자

본 발명은 서지 보호용 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자 제품이나 기기로 유입되는 외부 서지(Surge)로부터 내부 회로 부품이나 전원부를 보호할 수 있도록 하는 서지 보호용 소자에 관한 것이다.

일반적으로 텔레비젼이나 브이.씨.알(VCR) 등과 같은 전자 제품은 안테나와 연결되어 있으므로 낙뢰와 같은 외부 서지(Surge)가 유입될 가능성이 높고, 이러한 외부 서지가 유입될 경우에는 내부의 부품이나 전원부 등이 손상되거나 파손될 수 있다.

따라서, 이러한 전자 제품이나 기기 등에는 외부 서지로부터 제품을 보호하기 위하여 안전 규격에 따른 서지 보호 대책을 강구하도록 되어 있다.

제1도는 종래의 서지 보호용 소자를 갖는 전자 제품의 구성을 개략적으로 나타낸 회로도이다.

제1도에서 보면, 종래의 서지 보호용 소자(10)는 인쇄 회로 기판(P.C.B)(20)위에 일정한 공극 거리(t)의 갭(Gap)(11)을 T자형으로 형성하고, 상기 갭(11)의 모양에 맞도록 서지 유입 단자(12) 및 서지 흡수 단자(14)(16)가 다수의 동박편 들로 패턴(Pattern)을 이루고 있는 것이다.

여기서, 상기 서지 유입 단자(12)는 안테나(50)와 연결될 수 있도록 소자(10)의 중앙에 위치하고, 상기 서지 흡수 단자(14)(16)는 갭(11)을 사이에 두고 교류 전원선(30)(40)과 연결될 수 있도록 서지 흡수 단자(12)의 좌우에 위치한다.

이와 같이 인쇄회로기판(20) 위에 패턴화된 종래의 서지 보호용 소자(10)의 작용 관계를 살펴보면, 안테나(50)로부터 유입된 낙뢰와 같은 서지가 서지 유입단자(12)로 유입되면, 서지 흡수 단자(14)(16)와의 갭(11)에서 스파크가 발생된다. 이때, 상기 갭(11)에서 발생된 아크 방전에 의하여 공기가 가열되어 이온화되면서 에너지가 소비되고, 일부 에너지는 서지 흡수 단자(14)(16)의 교류 전원선(40)을 통하여 접지 패턴으로 빠져 나간다.

반면에, 교류 전원선(30)(40)의 양단에 과고전압이 발생하여도 이들과 접속된 단자(14)(16)는 평상시에는 절연되어있지만, 상기 과고전압에 의하여 아크가 발생되면서 접지된 전원선(40)을 통하여 에너지가 빠져 나가므로 내부 회로 소자들을 보호할 수 있음은 물론이다.

그러나, 종래의 서지 보호용 소자(10)는 인쇄회로기판(20) 상에 동박의 패턴으로 형성되므로 가격은 약간 저렴하지만, 상기 기판(20) 위에 납땜할 때의 플럭스(Flux)가 남아 있는 경우가 빈번하므로 스파크 방전을 쉽게 일으키지 않는 큰 문제점을 안고 있다.

더욱이, 외부 서지가 반복하여 유입되면 패턴상의 동박이 연소되면서 방전을 유발시키지 않거나, 불량율이 높아 서지 흡수 기능을 제대로 수행하지 못하게 된다.

결국, 서지 보호용 소자(10)가 파손되면, 인쇄 회로기판(20) 전체를 교환하여야 하므로 수리가 불편할 뿐만 아니라 A/S 비용을 증가시키는 요인으로 작용한다.

이러한 종래의 서지 보호용 소자(10)를 노이즈(NOISE) 사의 모델명 LSS-15SC 제품에 채용하여, 안테나 단자에 (-) 전압을 인가하는 측정 조건으로 여러 차례 외부 서지를 유입시킨 테스트 결과를 아래의 실험예에서 나타내고 있다.

이와 같이 전압을 높혀 외부 서지를 가함에 따라 나타나는 불량 증상을 살펴보면 서지를 충분히 흡수하지 못하고 대부분 시험 초기에 내부 회로 소자들이 쉽게 파괴됨을 알 수 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 안테나와 교류 전원선의 양단에 각각 연결되는 서지 유입 단자 및 흡수 단자를 스파크 방전을 쉽게 할 수 있도록 배열시킴과 동시에 파손에 의한 교환을 용이하게 하도록 인쇄 회로 기판에 착탈식으로 결합될 수 있는 서지 보호용 소자를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 서지 보호용 소자는, 안테나로부터 외부 서지를 유입시키는 서지 유입 단자와, 상기 서지 유입 단자의 좌우에 일정 간격의 스파크 방전 갭을 형성하여 외부 서지를 스파크 방전에 의하여 교류 접지 패턴으로 흡수시킬 수 있도록 교류 전원선과 접속되는 서지 흡수 단자와, 상기 서지 유입 및 흡수 단자를 평행하게 복렬 배치하여 인쇄 회로 기판의 단자 삽입공 내에 착탈 가능하도록 일체로 매설시킨 커버 부재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

제1도는 종래의 서지 보호용 소자를 갖는 전자 제품의 구성을 개략적으로 나타낸 회로도.

제2도는 본 발명에 따른 서지 보호용 소자의 구성을 나타낸 분해 사시도.

제3도는 본 발명에 따른 서지 보호용 소자의 결합 단면도.

제4도는 본 발명에 따른 서지 보호용 소자를 갖는 전자 제품의 구성을 개략적으로 나타낸 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 인쇄 회로 기판 22 : 단자 삽입공

30,40 : 교류 전원선 42 : 교류 접지 패턴

50 : 안테나 100 : 서지 보호용 소자

112 : 서지 유입 단자 112a,114a,116a : 톱니부

114,116 : 서지 흡수 단자 112b,114b,116b : 접속부

122,124 : 커버 부재 132,134 : 스파크 방전 갭

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 서지 보호용 소자의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 제3도는 본 발명에 따른 서지 보호용 소자의 결합 단면도이다. 도면 중 종래와 동일한 주변 구성은 종래와 동일 부호 및 명칭을 병기하기로 한다.

상기 도면에서, 대표 부호 100은 본 발명의 서지 보호용 소자로서, 이는 전, 후의 두 부분으로 나뉘어진 커버 부재(122)(124) 사이에 서지 유입 단자(112) 및 서지 흡수 단자(114)(116)가 일정 간격(T)의 스파크 방전 갭(132)(134)을 사이에 두고 평행하게 복렬 배치되어 세워진 상태로 밀봉 조립되는 것이다.

상기 단자(112)(114)(116)의 상부 측면에는 각각 뾰족한 톱니부(112a)(114a)(116a)가 서로 대향되도록 형성되고, 그 하단에는 접속부(112b)(114b)(116b)가 커버 부재(112)(124)의 하방으로 각각 돌출 형성된다.

상기 단자(112)(114)(116)들의 접속부(112b)(114b)(116b)는 인쇄 회로기판(20)의 단자 접속공(22) 내에 착탈 가능하도록 삽입 결합된다.

여기서, 스파크 방전 갭(132)(134)의 간격(T)는 안전 거리 규격에 해당하는 대략 6㎜ 정도이고, 각 단자(112)(114)(116)들의 두께는 0.4㎜ 정도이다.

바람직하게는, 상기 서지 유입 단자(112) 및 서지 흡수 단자(114)(116)의 톱니부(112a)(114a)(116a)는 대략 3~4개의 소수로 형성시키면, 많은 수로 촘촘하게 형성시키는 것보다 스파크 방전을 용이하게 발생시킴과 동시에 아크에 잘 견딜 정도의 내구성이 있어서 좋다.

또한, 상기 서지 유입 단자(62) 및 서지 흡수 단자(64)(6)는 니켈(Ni)-주석(Sn) 합금의 재질로 이루어지면, 종래의 동박의 패턴에 비하여 누적되는 방전에 잘 견딜 수 있어서 바람직하다.

한편, 상기 커버 부재(122)(124)의 상부 양측, 즉 단자(112)(114)(116)들의 톱니부(112a)(114a)(116a)가 위치하는 곳에 통공(126)을 관통 형성시키면, 스파크 방전에 의하여 생성되는 가스 등을 배출시킬 수 있어서 더욱 바람직하다.

그리고, 상기 커버 부재(112)(124)는 내부의 단자(112)(114)(116) 이상 유무를 육안으로 판별할 수 있도록 투명한 아크릴 등의 합성 수지재로 이루어지면 좋다.

이와 같이 구비된 본 발명에 따른 서지 보호용 소자(100)의 작용 관계를 제4도를 참조하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.

전자 제품 내부에서 상용 교류를 입력하는 교류 입력 회로부(60)는 교류 접지 패턴(42)을 가지는데, 상기 교류 접지 패턴(42)은 교류 전원선(40)을 통하여 어스되어 있지만, 상기 교류 입력 회로부(60)로부터 트랜스를 통하여 전원 전압을 공급받아서 동작되는 직류 동작 회로부(70)에서는 그 접지 패턴(32)이 전기적으로 플로팅되어 있다.

따라서, 안테나(50)를 통하여 서지 유입 단자(112)로 유입되는 낙뢰와 같은 외부 서지, 즉 임펄스 신호는 직류 접지 패턴(32)을 타서 서지 보호용 소자(10)의 스파크 방전 갭(132)(134)에서 아크 방전을 일으킨다. 이 때, 상기 아크 방전에 의하여 공기가 가열되어 이온화되면서 에너지가 소비되고, 일부 에너지는 서지 흡수 단자(114)(116)의 교류 전원선(40)을 통하여 접지 패턴(42)으로 전달되어 어스로 흡수된다.

물론, 여기서 발생되는 가스 등은 커버 부재(122)(124)의 통공(126)을 통하여 외부로 배출되고, 또한 상기 커버 부재(122)(124)는 단자(112)(114)(116)들을 밀봉하고 있으므로 고전압에 의한 스파크 불꽃으로부터 주변 회로 소자들이 파손되는 것을 방지하는 작용을 한다.

또한, 서지 유입 및 흡수 단자(112)(114)(116)들의 대향면에 톱니부(112a)(114a)(116a)를 형성하고 있으므로 서로간에 고전압의 외부 서지의 전이가 용이하게 되고, 그 하단에 단자 접속부(112b)(114b)(116b)가 돌출되어 있으므로 인쇄 회로 기판(20)에 장착 및 분리하기가 간편하다.

이렇게 본 고안의 서지 보호용 소자(100)는 종래와 같이 인쇄 회로기판(20)에 동박의 패턴으로 형성되어 있지 않고, 착탈식으로 분리 가능하게 조립되므로 이상 유무에 따라 기판(20) 전체를 교환할 필요없이 간단하게 교체 수리가 가능하다.

본 발명의 실시예에 의하면 종래에 비하여 퓨즈 등의 단선과 같은 경미한 손상이 주로 발생되고 내부 회로 소자들의 치명적인 손상은 현저하게 줄어듬을 다음에서 제시한 테스트 결과를 보면 명백하다.

물론, 이는 전술한 종래의 테스트 모델 및 조건과 동일하게 대응 실시한 것이다.

상술한 본 발명에 의하면, 인쇄 회로 기판에 분리 및 장착이 가능하도록 별도로 제작 가능하므로 기판 전체를 교환할 필요 없이 교체 및 수리를 간편하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 서지의 유입이 누적되더라도 구성 부품의 마모를 현저하게 줄일 수 있고 스파크 방전의 발생을 균일하게 유지할 수 있으므로 전자 제품의 내부 회로 소자를 효과적으로 보호할 수 있다.

Claims (6)

1. 안테나로부터 외부 서지를 유입시키는 서지 유입 단자와, 상기 서지 유입 단자의 좌우에 일정 간격의 스파크 방전 갭을 형성하여 외부 서지를 스파크 방전에 의하여 교류 접지 패턴으로 흡수시킬 수 있도록 교류 전원선과 접속되는 서지 흡수 단자와, 상기 서지 유입 및 흡수 단자를 평행하게 복렬 배치하여 인쇄 회로 기판의 단자 삽입공 내에 착탈 가능하도록 일체로 매설시킨 커버 부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 서지 보호용 소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 서지 유입 단자 및 서지 흡수 단자의 각 대향면은 이들 사이에 외부 서지의 전이가 용이하게 되도록 다수의 뾰족한 톱니들로 이루어진 톱니부를 포함하는 것을 특징으로 서지 보호용 소자.
3. 제2항에 있어서, 상기 톱니부는 누적되는 스파크 방전을 잘 견딜 수 있도록 3~4개의 톱니로 이루어진 것을 특징으로 하는 서지 보호용 소자.
4. 제1항에 있어서, 상기 서지 유입 단자 및 서지 흡수 단자는 니켈(Ni)-주석(Sn) 합금의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 서지 보호용 소자.
5. 제1항에 있어서, 상기 커버 부재는 스파크 방전에 의하여 생성되는 가스 등을 배출시킬 수 있도록 통공이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 서지 보호용 소자.
6. 제1항에 있어서, 상기 커버 부재는 내부의 서지 유입 및 흡수 단자의 이상 유무를 육안으로 판별할 수 있도록 투명한 합성 수지재로 이루어진 것을 특징으로 하는 서지 보호용 소자.

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