KR100328213B1 - 낙뇌 방지소자 - Google Patents

Abstract

안테나 선 또는 통신 선과 TV 수상기 또는 통신 기기와의 연결부위 사이인 기기 본체 외부에 부착이 용이한 낙뇌 방지소자를 설치함으로써, 낙뇌 등으로 인하여 이상 과전압, 과전류가 안테나 선이나 통신 선을 통해 유입될 때 이들을 차단하여 기기를 보호함과 아울러 전자파를 감쇠시킬 수 있는 낙뇌 방지소자가 개시된다. 본 발명은 안테나 선 또는 통신 선의 연결부위와 접속되는 입력단 선로와, 텔레비젼 또는 통신기기의 연결부위에 접속되는 출력단 선로, 상기 입력단 선로에 병렬 접속된 낙뇌 방지수단, 상기 낙뇌 방지수단과 직렬 접속된 접지, 상기 입력단 선로에 각각 직렬 접속되어 전류의 변화를 억제하기 위한 인덕터, 및 상기 출력단 선로에 병렬 접속되어 전압의 변화를 억제하기 위한 캐패시터를 포함하여 구성되며, 상기 안테나 선과 텔레비젼 또는 통신 선과 통신기기와의 사이에 설치된다.

Description

낙뇌 방지소자 {Device for preventing a lightning}

본 발명은 텔레비젼 수상기 또는 통신기기의 낙뇌 방지소자에 관한 것으로서, 특히 낙뇌 등으로 인하여 안테나 선 또는 통신 선로를 통하여 이상 과전압, 과전류가 TV 수상기나 통신기기로 유입될 때 이를 접지로 흐르게 함으로써 과전압이나 과전류로부터 통신기기를 보호할 수 있는 낙뇌 방지소자에 관한 것이다.

일반적으로, TV나 통신용 시스템에 있어서는 낙뇌를 비롯한 이상 과전압이 선로에 유입되어 정상 전압을 초과하게 되면, 그 전압이 신호선에서 감쇄, 반사를 되풀이하면서 통신 시스템에 전달되고, 이에 따라 그 시스템내의 반도체 제어기기가 파괴되어 기기의 기능을 정지시키거나 오동작의 원인이 되고 있다.

낙뇌는 구름의 기단 사이에 기상 변화가 심할 때 주로 발생한다. 이때, 상당한 전류가 순간적으로 흘러 전기 및 전자 장비에 치명적인 영향을 준다.

특히, 최근에는 반도체 산업의 급속한 발전에 힘입어 통신 기기내에 사용되어 지고 있는 각종 능동 소자들은 소형 경량화, 고속 고밀집화, 다기능화 등의 이점을 갖고 있는 초대규모 집적소자(VLSI) 등의 반도체 소자로 급속히 대체되어 가고 있는 실정이다. 따라서, 이러한 반도체 소자를 사용한 통신 시스템에 있어서는 과전압, 과전류의 허용 범위를 더욱 낮추어야함은 물론, 시스템으로 유입되는 유해 요인을 차단시켜 방호할 수 있는 보호장치를 필수적으로 고려해야 한다.

그러나, 종래의 TV 수상기나 통신용 기기들에는 이러한 보호장치가 대부분 설치되어 있지 않으며, 장착되는 경우에도 통신용 기기의 본체 내부에 낙뇌 방지회로를 구비하고 있다. 따라서, 안테나 선이나 통신 선로와의 임피던스 매칭(Impedance Matching)이 쉽지 않으며, 낙뢰에 의해 이상 과전류, 과전압이 기기 내부로 유입되어 낙뇌 방지소자가 파괴되거나 제품에 치명적인 손상이 있는 경우 교체 및 수리가 어려운 단점을 안고 있다.

더욱이, 이러한 과전류 보호회로가 본체 내부에 밀집되어 설치되기 때문에 주위의 첨단 반도체 소자들의 오동작 요인으로 작용되는 결점이 있다. 또한, 기기 내부에 매우 큰 자속이 발생하기 때문에 전자파 노이즈에 대한 대책을 별도로 강구하지 않으면 안되는 결점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 안테나 선 또는 통신 선과 TV 수상기 또는 통신 기기와의 연결부위 사이인 기기 본체 외부에 부착이 용이한 낙뇌 방지소자를 설치함으로써, 낙뇌 등으로 인하여 이상 과전압, 과전류가 안테나 선이나 통신 선을 통해 유입될 때 이들을 차단하여 기기를 보호함과 아울러 전자파를 감쇠시킬 수 있는 낙뇌 방지소자를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 낙뇌 방지소자의 사용예를 설명하기 위한 개략도,

도 2는 본 발명에 의한 L-형 낙뇌 방지소자의 내부 회로도,

도 3은 본 발명에 의한-형 낙뇌 방지소자의 내부 회로도,

도 4는 본 발명에 의한 T-형 낙뇌 방지소자의 내부 회로도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 ; TV 또는 통신기기 20 ; 안테나 선 또는 통신 선

30 ; 낙뇌 방지소자 32 ; 낙뇌 방지수단

33 ; 입력측 연결부위 35 ; 출력측 연결부위

X1, X2 ; 입력단 선로 Y1, Y2 ; 출격단 선로

L1, L2 ; 인덕터 C ; 캐패시터

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 낙뇌 방지소자는,

안테나 선 또는 통신 선의 연결부위와 접속되는 입력단 선로와, 텔레비젼 또는 통신기기의 연결부위에 접속되는 출력단 선로, 상기 입력단 선로에 병렬 접속된 낙뇌 방지수단, 상기 낙뇌 방지수단과 직렬 접속된 접지, 상기 입력단 선로에 각각직렬 접속되어 전류의 변화를 억제하기 위한 인덕터, 및 상기 출력단 선로에 병렬 접속되어 전압의 변화를 억제하기 위한 캐패시터를 포함하여 구성되며,

상기 안테나 선과 텔레비젼 또는 통신 선과 통신기기와의 사이에 설치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 안테나 선이나 통신선로와의 임피던스 매칭(Impedance Matching)을 위하여 인덕터의 인덕턴스는 약 0.1μH ∼ 1mH 범위에서 설정되며, 캐패시터의 캐패시턴스는 5㎊ ∼ 500㎊ 범위내에서 사용된다.

또한, 상기 입력측 선로의 임피던스가 높은 경우에는, 상기 입력측 선로에 상기 낙뇌 방지수단과 병렬 접속된 캐패시터를 더 포함하는-형 회로로 구성되거나, 상기 캐피시터가 출력단 선로에 접속되는 대신에 상기 인덕터들 사이에 캐패시터가 접속되는 T-형 회로로 구성되는 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, TV 수상기나 통신기기 본체 외부에 설치되는 낙뇌 방지소자의 용이한 교체 및 장·탈착을 위하여, 입력측 선로의 연결부위는 상기 텔레비젼 또는 통신기기의 연결부위와 동일 형상을 갖으며, 상기 출력측 선로의 연결부위는 상기 안테나 선 또는 통신 선로의 연결부위와 동일 형상으로 제조되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 낙뇌 방지소자(30)의 사용 상태를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 낙뇌 방지소자(30)는 TV 수상기(10)의 연결부위(15)와 안테나 선(20)의 연결부위(25)와의 사이에, 또는 통신기기(10)의 연결부위(15)와 이 연결부위(15)에 접속되는 통신 선(20)과의 사이에 설치되어, 낙뇌를 차단함과 아울러 약 120㎒ 부터 350㎒ 사이에서 전자파를 감쇄시키는 기능을 수행한다.

이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 낙뇌 방지소자(30)의 입력측 연결부위(33)의 구조는 상기 통신 기기나 TV 수상기(10)의 연결부위(15)의 형상과 동일 구조로 제작되며, 낙뇌 방지소자(30)의 출력측 연결부위(36)의 구조 역시 상기 안테나 선 또는 통신 선로(20)의 연결부위(25)의 구조와 동일 형상을 갖도록 소형으로 제작될 수 있다. 그 결과, 고장이나 수리 등의 부품 교체를 위한 소자의 장·탈착이 매우 용이하다.

다음은 본 발명에 따른 낙뇌 방지소자(30)의 내부 회로를 도시한 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 상세 구조 및 그 동작 상태를 상세히 설명한다.

먼저, 도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 내부 회로를 나타낸 것으로서, 그 회로 형태는 L-형(Type) 구조를 갖는다.

도 2를 참조하면, 상기 안테나 선 또는 통신 선(20) 측의 입력단 선로(X1, X2)에 낙뇌 방지수단(32)이 병렬로 접속되어 텔레비젼 또는 통신기기(10)측의 출력단 선로(Y1, Y2)로 과전압이 유입되는 것을 방지하며, 접지(G)는 상기 낙뇌 방지수단(32)과 직렬 접속되어 있으며, 전류의 변화를 억제하기 위한 과전류 제한소자인 인덕터(L1, L2)들은 상기 입력단 선로(X1, X2)에 각각 직렬 접속되며, 전압의 변화를 억제하기 위한 과전압 제한소자인 캐패시터(C)는 TV 또는 통신기기(10) 측의 출력단 선로(Y1, Y2)에 병렬 접속되는 L-형상의 회로 구조를 갖는다.

이때, 상기 낙뇌 방지수단(32)은 바리스터(varistor) 또는 어레스터 (arrestor)와 같은 낙뇌 방지부품을 사용한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

안테나 선 또는 통신 선(20)측의 입력단 선로(X1, X2)에 정상 전압이 인가되고, 전상 전류가 흐르게 되는 경우에는 상기 바리스터 또는 어레스터와 같은 낙뇌 방지수단(32)이 동작되지 않는다. 따라서, 상기 입력단 선로(X1, X2)와 출력단 선로(Y1, Y2)는 서로 결선된 상태로 되어 정상적인 동작을 수행하게 된다.

한편, 이와 같은 상태에서 낙뢰 등으로 인하여 상기 입력단 선로(X1, X2)에 과전압이 유입되면, 그 이상 과전압은 상기 바리스터(32)를 통해 접지선(G)으로 방전되어 상기 통신 기기(10)측의 선로(Y1, Y2)에 과전압이 유입되는 것을 방지하게 된다.

이때, 낙뇌와 같은 이상 과전압, 과전류가 아닌 정상 전압을 약간 초과하는 수준의 과전압, 과전류가 인가되는 경우에는 상기 과전압 제한소자인 인덕터(L1, L2) 및 과전류 제한소자인 캐패시터(C)에 의해 억제되어, 약 120㎒ ∼ 350㎒ 범위내에서 전자파를 감쇄시키는 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명에서는 상기 안테나 선이나 통신선로(20)의 임피던스(즉, 75Ω또는 100Ω)와 동일하게 상기 인덕터(L1, L2)와 캐패시터(C)를 시정수인을 이용하여 임피던스를 매칭한다.

본 실시예에서 사용되는 상기 인덕터(L1, L2)의 인덕턴스는 상기 안테나 선 또는 통신선로와의 임피던스 매칭(Impedance Matching)을 위하여 약 0.1μH ∼ 1mH 범위에서 사용되며, 상기 캐패시터(C)의 용량은 5㎊ ∼ 500㎊ 범위내에서 사용된다.

도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른-형 회로를 나타낸 것으로서, 이-형 회로는 상기 입력측 선로(X1, X2)의 임피던스가 높은 경우에 대비한 평할 회로용으로 사용된다. 용이한 설명을 위해 도 2의 L-형 회로와의 중복되는 부분에 대한 설명은 약하기로 한다. 본 실시예의-형 회로가 전술한 L-형 회로와 다른 점은, 과전압을 억제하기 위한 캐패시터(C2)를 상기 입력측 선로(X1, X2)에 낙뇌 방지수단(32)과 병렬로 하나 더 연결한 것이다.

도 4는 본 발명의 제 3실시예인 T-형 회로 구조를 도시한 것으로서, 이 역시 입력측 선로(X1, X2)의 임피던스가 높은 경우에 대비한 것으로서, 전술한 L-형 회로와 다른 점은, 상기 캐피시터(C)가 출력단 선로(Y1, Y2)에 접속되는 대신, 상기 인덕터들(L1, L2) 사이에 접속된다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일 없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 따라서, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허청구 범위에 의해서 나타내는 것으로서, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다.또한, 특허청구 범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 낙뇌 등으로 인한 이상 과전압, 과전류가 안테나 선이나 통신 선을 통해 유입될 때 이들을 차단하여 기기를 보호함과 아울러 전자파를 감쇄시킬 수 있다.

더욱이, 본 발명은 안테나 선 또는 통신 선과 TV 수상기 또는 통신 기기와의 연결부위 사이인 기기 본체 외부에 낙뇌 방지소자를 설치함으로써, 주변 기기들에 대한 오동작 원인인 전자파 노이즈원을 원천적으로 방지할 있으며, 소형 제작이 가능함은 물론, 수리 및 교체 시에 장/탈착이 매우 용이하다는 효과를 발휘한다.

Claims (6)

1. 안테나 선 또는 통신 선의 연결부위와 접속되는 입력단 선로(X1, X2);

   텔레비젼 또는 통신기기의 연결부위에 접속되는 출력단 선로(Y1, Y2);

   상기 입력단 선로(X1, X2)에 병렬 접속된 낙뇌 방지수단;

   상기 낙뇌 방지수단과 직렬 접속된 접지(G);

   상기 입력단 선로(X1, X2)에 각각 직렬 접속되어 전류의 변화를 억제하기 위한 인덕터(L1, L2); 및

   상기 출력단 선로(Y1, Y2)에 병렬 접속되어 전압의 변화를 억제하기 위한 캐패시터(C)를 포함하여 구성되며,

   상기 안테나 선과 텔레비젼 또는 통신 선과 통신기기와의 사이에 설치되어, 낙뢰로 인하여 상기 안테나 선이나 통신 선로를 통하여 상기 텔레비젼이나 통신기기로 과전류, 과전압이 유입되는 것을 방지하기 위한 낙뇌 방지소자로서,

   상기 안테나 선과 텔레비젼 또는 통신 선과 통신기기와의 사이에 설치되는 낙뇌 방지소자의 용이한 교체 및 장·탈착을 위하여, 상기 입력측 선로의 연결부위는 상기 텔레비젼 또는 통신기기의 연결부위와 동일 형상을 갖으며, 상기 출력측 선로의 연결부위는 상기 안테나 선 또는 통신 선로의 연결부위와 동일 형상으로 제조되는 것을 특징으로 하는 낙뇌 방지소자.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 낙뇌 방지수단은,

   바리스터(varistor) 및 어레스터(arrestor) 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 낙뇌 방지소자.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 인덕터의 인덕턴스는,

   상기 안테나 선 또는 통신선로와의 임피던스 매칭(Impedance Matching)을 위하여 약 0.1μH ∼ 1mH 범위인 것을 특징으로 하는 낙뇌 방지소자.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 캐패시터의 용량은,

   상기 안테나 선 또는 통신선로와의 임피던스 매칭(Impedance Matching)을 위하여 5㎊ ∼ 500㎊ 범위인 것을 특징으로 하는 낙뇌 방지소자.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 입력측 선로(X1, X2)의 임피던스가 높은 경우에 대비하여, 상기 입력측 선로에 상기 낙뇌 방지수단과 병렬 접속된 캐패시터를 더 포함하는-형 회로인 것을 특징으로 하는 낙뇌 방지소자.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 입력측 선로(X1, X2)의 임피던스가 높은 경우에 대비하여, 상기 캐피시터(C)가 출력단 선로(Y1, Y2)에 접속되는 대신, 상기 인덕터들(L1, L2) 사이에 접속되는 T-형 회로인 것을 특징으로 하는 낙뇌 방지소자.