KR100342240B1 - 데이터 보호용 피뢰기 - Google Patents

Abstract

개시된 데이터 보호용 피뢰기는 데이터 및 통신 선로를 통해 유입되는 과도이상 전압이 장비에 도달되기 전에 제거시켜 과도 이상전압으로부터 장비를 보호하기 위한 것에 관한 것이다.

본 발명의 장치는 피뢰기의 전류용량보다 큰 이상 과전류가 유입되는 경우 피뢰기 소자를 보호하기 위한 과전류 보호 회로부와, 과전류 보호 회로부를 통해 유입되는 과도 이상 전압 중 특정 전압 이상을 차단하기 위한 제 1 과전압 억제 회로부와, 제 1 과전압 억제 회로부을 통해 유입되는 과도 이상 전압 중 특정 전압 이하의 전압을 차단하기 위한 제 2 과전압 억제 회로부와, 접지로부터 유입되는 역기전력에 따른 이상 전류를 차단하는 접지 보호 회로부로 구성된다.

따라서, 본 발명은 다단계 보호회로에 의해 과도 이상 전압의 제거, 정전용량이 낮은 소자를 사용함으로써 데이터가 소실되는 것을 방지할 수 있으며, 접지를 통해 이상 전류가 유입되지 않도록 함으로써 통신 장비를 과도 이상 전압 및 전류로부터 보호할 수 있다는 효과를 제공하는데 있다.

Description

데이터 보호용 피뢰기{Arrester for protecting data}

본 발명은 데이터 보호용 피뢰기에 관한 것이다.

보다 상세하게는 데이터 및 통신 선로를 통해 유입되는 과도 이상 전압이 장비에 도달되기 전에 제거시켜 과도 이상전압으로부터 장비를 보호하기 위한 데이터보호용 피뢰기에 관한 것이다.

일반적으로 피뢰기라 함은 벼락, 송배 전선의 지락 또는 전력선과 통신선의접촉 또는 유도에 의한 충격 전압, 그 밖의 이상 고전압이 걸렸을 경우 선로, 통신기기, 건물, 인명 등을 전기적 위해로부터 보호하기 위한 소자를 말한다.

도 1은 종래 기술에 따른 데이터 보호용 피뢰기의 회로도이다.

도시된 바와 같이, 각 입력라인에 걸리는 과전압을 방전시키기 위한 과전압 차단용 방전소자(G1∼G4)와 저항(R1∼R4)으로 구성되어 있다.

상술한 구성을 갖는 종래의 데이터 보호용 피뢰기는 입력라인을 통해 과전압이 유입되는 경우 과전압 차단용 방전소자(G1∼G4)를 이용하여 방전시키므로 부하측을 보호할 수 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 기술은 높은 과전압 보호 회로만을 사용하고 있어 과도 이상 전압을 완전히 제거할 수 없었으며, 접지로부터 유입되는 역기전력에 대한 보호 회로가 없었으며, 또한 피뢰기의 사용에 의한 데이터의 소실로 인해 고속통신 회로에 사용될 경우 통신 장애를 유발시키는 등의 많은 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 데이터 및 통신 선로를 통해 유입되는 과도 이상 전압이 장비에 도달되기 전에 제거시켜 과도 이상전압으로부터 장비를 보호하기 위한 데이터 보호용 피뢰기를 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 데이터 보호용 피뢰기의 회로도,

도 2는 본 발명에 따른 데이터 보호용 피뢰기의 구성을 설명하기 위한 블록도,

도 3은 도 2의 상세 회로도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

10 : 과전류 보호 회로부

20 : 제 1 과전압 억제 회로부

30 : 제 2 과전압 억제 회로부

40 : 접지 보호 회로부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수의 휴즈로 이루어져 있으며, 입력 라인을 통해 피뢰기의 전류용량보다 큰 이상 과전류가 유입되면 피뢰기 소자를 보호하기 위해 휴즈를 자동 개방하여 과전류를 차단하는 과전류 보호 회로부와; 가스 어레스터로 된 복수의 과전압 차단용 방전소자로 이루어져 있으며, 과전류 보호 회로부를 거쳐 입력 라인으로부터 유입되는 과도 이상 전압 중 특정 전압 이상을 차단하는 제 1 과전압 억제 회로부와; 복수의 저항, 애벌런치 다이오드로 된 복수의 전압 억제형 소자 및 초고속 복귀형 다이오드로 된 복수의 데이터 보호용 소자가 직, 병렬로 조합되어 있으며, 제 1 과전압 억제 회로부를 거쳐 입력 라인으로부터 유입되는 과도 이상 전압 중 특정 전압 이하를 차단하는 제 2 과전압 억제 회로부와; 가스 어레스터로 된 하나의 과전압 차단용 방전소자로 이루어져 있으며, 접지로부터 유입되는 역기전력에 따른 이상 전류를 차단하는 접지 보호 회로부로 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 데이터 보호용 피뢰기의 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 도 2의 상세 회로도이다.

도시된 바와 같이, 과전류 보호 회로부(10)는 복수의 과전류 차단용 휴즈(F1∼F4)로 이루어져 있으며, 입력 라인을 통해 피뢰기의 전류용량보다 큰 이상 과전류가 유입되면 피뢰기 소자를 보호하기 위해 휴즈를 자동 개방하여 과전류를 차단한다.제 1 과전압 억제 회로부(20)는 가스 어레스터(Gas Arrester)로 된 복수의 과전압 차단용 방전소자(G1∼G4)로 이루어져 있으며, 상술한 과전류 보호 회로부(10)를 거쳐 입력 라인으로부터 유입되는 과도 이상 전압 중 특정 전압 이상을 차단한다.

이때, 상술한 제 1 과전압 억제 회로부(20)는 적용 용도에 따라 75 볼트∼350볼트 이상의 과전압만을 차단하게 된다.제 2 과전압 억제 회로부(30)는 복수의 저항(R1∼R4), 애벌런치 다이오드(Avalanche Diode)로 된 복수의 전압 억제형 소자(S1∼S4), 그리고 초고속 복귀형 다이오드(Bi-Directional Ultra Fast Recovery Diode)로 된 복수의 데이터 보호용 소자(D1∼D8)가 직렬, 병렬로 조합되어 있으며, 상술한 제 1 과전압 억제 회로부(20)를 거쳐 입력 라인으로부터 유입되는 과도 이상 전압 중 특정 전압 이하를 차단한다.

이때, 상술한 제 2 과전압 억제 회로부(30)는 데이터의 손실을 최대한 방지하기 위하여 애벌런치 다이오드로 된 복수의 전압 억제형 소자(S1∼S4)와 초고속 복귀형 다이오드로 된 복수의 데이터 보호용 소자(D1∼D8)를 직렬 조합한 조합형 다이오드를 사용한다.접지 보호 회로부(40)는 가스 어레스터로 된 하나의 과전압 차단용 방전소자(G5)로 이루어져 있으며, 접지로부터 유입되는 역기전력에 따른 이상 전류를 차단한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 데이터 보호용 피뢰기의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

먼저, 복수의 휴즈(F1∼F4)로 이루어진 단락 과전류 보호 회로부(10)는 과전류를 차단할 목적으로 사용된 것으로 입력 라인을 통해 전압의 크기에 무관하게 과전류가 규정치 이상으로 유입되는 경우 휴즈(F1∼F4)가 자동 개방되어 장비를 보호하게 된다.

이로써 입력 라인을 통해 유입되는 과전류는 단락 과전류 보호 회로부(10)에 의해 차단시킴으로써 후단의 회로소자들을 과전류로부터 보호할 수 있으며, 또한 입력 라인을 통해 유입되는 과도 이상 전압은 먼저 저항(R1∼R4)에 의해 제 1 과전압 억제 회로부(20)에 구비된 과전압 차단용 방전소자(G1∼G4)에 의해 일부 억제되고, 억제 되지 못한 전압은 제 2 과전압 억제 회로부(30)의 저항(R1∼R4)을 통과해 전압 억제형 소자(S1∼S4)로 입력된다.

이때, 제 2 과전압 억제 회로부(30)로 유입되는 전압은 저항(R1∼R4)에 의해 전압 강하가 발생되므로 통과되는 전압은 최대한 억제된다.

따라서, 저항(R1∼R4)을 통과한 전압은 낮은 과전압으로 바뀌게 되는 것이다. 상술한 바와 같이 낮은 과전압은 전압 억제형 소자(S1∼S4)와 초고속 복귀형소자(D1∼D8)에 의해 다시 최대한 억제된다. 물론, 이때 데이터의 손실이 발생되지않는다.

왜냐하면, 전술한 데이터 손실은 소자의 정전용량에 의해 결정되는 것이므로, 낮은 정전용량을 갖는 소자를 사용하면 데이터의 손실을 방지할 수 있다.

그러나, 제 2 과전압 억제 회로부(30)의 전압억제소자(S1∼S4)는 정전용량이 수천 pF으로 무척 높기 때문에 데이터 전송 손실이 매우 크게 된다. 그러므로 이러한 데이터의 전송 손실을 방지하기 위해 상술한 전압억제소자(S1∼S4)에 초고속 복귀형 소자인 다이오드(D1∼D8)를 직렬 접속하게 된다.

상술한 초고속 복귀형 다이오드(D1∼D8)의 정전용량은 수 pF으로서, 그 정전용량이 매우 낮으므로, 전압억제소자(S1∼S4)와 직렬로 접속하는 경우 직렬로 접속된 두 소자(S1∼S4)(D1∼D8)의 정전용량은 결국 매우 낮아지게 된다.(후술하는 [수학식] 참조)

따라서, 데이터 전송 손실이 거의 발생되지 않으므로 고속 데이터 통신 보호용으로도 사용 가능하다.

1/C = 1/C1 + 1/C2

여기서, C는 회로의 정전용량을 나타내며, C1은 전압억제소자의 정전용량(수천 pF)을 나타내며, C2는 초고속 복귀형 다이오드의 정전용량(수 pF)을 나타낸다.

이로써 입력라인을 통해 유입되는 과전압은 그 크기별로 제 1 과전압 억제 회로부(20) 또는 제 2 과전압 억제 회로부(30)에 의해 차단되어 부하측에 구비되는 장비를 보호할 수 있다.

마지막으로 접지 보호 회로부(40)는 접지로부터 유입되는 역기전력을 차단하기 위한 것으로서, 지락 또는 주변 낙뢰에 의해 대지 전위가 상승되었을 경우 접지로부터 피뢰기를 통해 서지 전류가 장비측으로 유입될 수 있는데, 서지전류를 접지보호용 소자(G5)를 이용하여 차단함으로써 부하측에 구비되는 장비가 과전류 및 과전압으로부터 완전하게 보호될 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구 범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명은 다단계 보호회로에 의해 과도 이상 전압의 제거, 정전용량이 낮은 소자를 사용함으로써 데이터가 소실되는 것을 방지할수 있으며, 접지를 통해 이상 전류가 유입되지 않도록 함으로써 통신 장비를 과도이상 전압 및 전류로부터 보호할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 복수의 휴즈로 이루어져 있으며, 입력 라인을 통해 피뢰기의 전류용량보다 큰 이상 과전류가 유입되면 피뢰기 소자를 보호하기 위해 상기 휴즈를 자동 개방하여 과전류를 차단하는 과전류 보호 회로부;

   가스 어레스터로 된 복수의 과전압 차단용 방전소자로 이루어져 있으며, 상기 과전류 보호 회로부를 거쳐 입력 라인으로부터 유입되는 과도 이상 전압 중 특정 전압 이상을 차단하는 제 1 과전압 억제 회로부;

   복수의 저항, 애벌런치 다이오드로 된 복수의 전압 억제형 소자 및 초고속 복귀형 다이오드로 된 복수의 데이터 보호용 소자가 직, 병렬로 조합되어 있으며, 상기 제 1 과전압 억제 회로부를 거쳐 입력 라인으로부터 유입되는 과도 이상 전압중 특정 전압 이하를 차단하는 제 2 과전압 억제 회로부; 및

   가스 어레스터로 된 하나의 과전압 차단용 방전소자로 이루어져 있으며, 접지로부터 유입되는 역기전력에 따른 이상 전류를 차단하는 접지 보호 회로부로 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 보호용 피뢰기.
2. 삭제
3. 삭제