KR100512265B1 - 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로 - Google Patents

전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로에 관한 것으로, 트립 코일의 구동시 상기 트립 코일에 흐르는 전압을 정류된 직류 전원전압이 아닌 외부에서 입력된 교류 입력전압을 그대로 사용함으로써, 트립 코일의 구동시 직류 전원전압이 불안정 또는 전압강하되는 것을 방지할 수 있고 이로 인해 내부 회로가 오동작되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이를 위한 본 발명에 의한 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로는 제 1 및 제 2 노드로 교류전압을 입력하는 전원 입력부; 상기 제 1 노드 및 제 3 노드 사이에 접속된 트립 코일; 상기 제 3 노드 및 상기 제 2 노드 사이에 접속되며 제 1 유기전압에 의해 상기 트립 코일에 유기기전력을 발생시키는 스위칭 소자부; 상기 제 3 노드 및 상기 제 2 노드의 신호를 입력하여 제 4 노드 및 접지전압(Vss) 노드로 직류 전압을 변환하여 출력하는 전파 정류 회로부; 상기 제 4 노드의 직류 전압을 전원전압으로 안정화 시킨 전원 안정화부; 상기 전원전압 및 접지전압을 전원으로 입력하고, 부하에 흐르는 전류의 크기를 전압 신호로 변환한 영상변류기의 출력 신호를 입력 신호로 하여 누설 전류의 검출시 제어 신호를 출력하는 펄스폭 변조 회로부; 상기 제어 신호에 의해 상기 스위칭 소자부의 동작을 제어하는 제 1 유기전압을 발생하고 상기 제 2 노드로 제 2 유기전압을 발생하는 스위칭 제어부; 및 상기 트립 코일에 유기된 전류에 의해 전자접촉기의 동작을 제어하는 솔레노이드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로{TRIP COIL DRIVING CIRCUIT OF ELECTRONIC MAGNETIC CONTACTOR}
본 발명은 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로에 관한 것으로, 특히 정류된 직류(DC) 전원을 사용하지 않고 교류 입력 전원을 그대로 사용하여 트립 코일(Trip coil)을 구동하는 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로에 관한 것이다.
일반적으로, 전자식 전자접촉기(Electronic Magnetic Contactor)는 서멀 릴레이(Thermal Relay: 열동형 과부하 계전기)와 함께 전자개폐기(Magnetic Switch)를 구성하여 모터 등의 부하측이 소손되는 현상을 방지하는 기기로서, 전자석부와 접점부 및 이것을 하나로 조립하기 위한 프레임으로 구성되며, 전자석의 코일을 여자(勵磁)하는 것에 의하여 접점을 개폐하고 소자(消磁)하는 것에 의하여 접점을 개로 하여서 부하의 개폐를 행하게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로의 구성도이다.
상기 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로는 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 전원 입력부(10), 서지(Surge) 흡수부(Z1), 전파 정류 회로부(20), 방전 회로부(ZD), 트립 코일(L1), 펄스폭 변조(pulse width modulation) 회로부(30), 스위칭 소자부(SCR), 솔레노이드(40), 전자접촉기(50)를 포함하여 구성된다.
상기 전원 입력부(10)는 교류전압(VIN)을 입력하는 전원측 단자(+V)(-V)로 구성되며, 상기 서지 흡수부(Z1)는 상기 전원측 단자(+V)(-V) 사이에 병렬 접속되며, 서지(surge)를 흡수하는 바리스터(Z1)로 구성된다.
상기 전파 정류 회로부(20)는 상기 전원측 단자(+V)(-V)로부터 교류전압(VIN)을 수신하여 전파 정류된 직류(DC)전압(VCC)을 발생하는 브리지회로부(D1~D4)로 구성된다.
상기 전파 정류 회로부(20)로부터 직류 전압(Vcc)을 출력하는 노드(Nd1) 및 노드(Nd2) 사이에는 다이오드(D5)가 접속되어 있다.
상기 방전 회로부(ZD)는 상기 노드(Nd2) 및 접지전압(Vss) 사이에 접속된 제너다이오드(ZD)로 구성되며, 상기 트립 코일(L1)에 흐르는 전류를 방전하는 역할을 한다.
상기 트립 코일(L1)은 상기 노드(Nd2) 및 노드(Nd3) 사이에 접속되며 상기 스위칭 소자부(SCR)의 온(ON)/오프(OFF) 동작에 따라 전류의 흐름이 제어되어 유도기전력을 발생한다.
상기 스위칭 소자부(SCR)는 애노드가 상기 노드(Nd3)에 접속되고 캐소드가 상기 접지전압(Vss) 단자에 접속되며 게이트로 상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 출력 신호가 입력되는 SCR 소자로 구성된다.
상기 펄스폭 변조 회로부(30)는 상기 노드(Nd2)의 전압(Vcc) 및 접지전압(Vss)을 전원전압으로 입력하며, 영상변류기(ZCT)의 출력 신호를 입력하여 상기 스위칭 소자부(SCR)의 동작을 제어하는 신호를 발생하는 IC(32)로 구성된다. 이때, 상기 영상변류기(ZCT)는 부하에 흐르는 전류의 크기를 전압 신호로 변환하여 상기 IC(32)의 입력 신호(IN)로 제공한다. 그리고, 상기 IC(32)는 상기 영상변류기(ZCT)로부터 신호를 수신하여 누설 전류를 판단하게 되며, 만일 누설 전류의 검출시 출력 단자(OUT)를 통해 상기 스위칭 소자부(SCR)의 동작을 제어하는 신호를 출력한다.
상기 솔레노이드(40)는 상기 트립 코일(L1)에 흐르는 전류에 의해 상기 전자접촉기(50)의 동작을 제어한다.
상기 전자접촉기(50)는 상기 솔레노이드(40)를 통해 수신된 전류에 의해 접점을 폐로 또는 개로하여 부하로 흐르는 전원을 제어한다.
상기 구성을 갖는 종래의 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로의 동작은 다음과 같다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전원 입력부(10)를 통해 입력된 교류 전압(VIN)은 상기 전파 정류 회로부(20)를 통해 전파 정류되어 직류 전압(DC)으로 변환되고, 변환된 직류 전압(DC)은 상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 IC(32)로 입력된다. 그리고, 상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 영상변류기(ZCT)는 부하(R)에 흐르는 전류의 크기를 전압 신호로 변환하여 상기 IC(32)의 입력 신호로 제공한다.
그리고, 상기 IC(32)는 상기 영상변류기(ZCT)로부터 신호를 수신하여 누설 전류를 판단하게 되며, 만일 누설 전류의 검출시 출력 단자를 통해 상기 스위칭 소자부(SCR)의 동작을 제어하는 신호를 출력한다. 이때, 상기 스위칭 소자부(SCR)는 상기 펄스폭 변조 회로부(30)로부터 출력된 제어 신호에 의해 턴-온되어 애노드에서 캐소드로 전류가 흐르도록 한다.
상기 스위칭 소자부(SCR)를 통해 흐르는 전류는 상기 트립 코일(L1)을 통하여 유도기전력을 발생시키게 된다. 따라서, 상기 솔레노이드(40)가 구동하여 상기 전자접촉기(50)의 접점을 개로시켜 부하로 공급되는 전원을 차단하게 된다.
한편, 상기 스위칭 소자부(SCR)가 오프(OFF)된 상태에서는 상기 트립 코일(L1)을 통해 흐르는 전류가 차단되게 되며, 상기 여자 코일(L1)에 흐르는 전류는 상기 방전 회로부(ZD)를 통해 방전되게 된다.
상기 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로는 상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 출력 주파수와 상기 스위칭 소자부(SCR)의 턴-온(Trun-On)되는 시간의 길고 짧음에 따라 상기 트립 코일(L1)에 흐르는 전류를 제한한다.
그러나, 상기 구성을 갖는 종래의 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로는 상기 스위칭 소자부(SCR)의 턴-온(turn-on)시 상기 트립 코일(L1)을 통해 흐르는 전류를 전원전압(VDD)에서 공급하기 때문에 상기 전원전압(VDD)이 불안정되거나 전압강하가 발생되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점은 상기 전원전압(VDD)을 구동 전원으로 사용하는 상기 IC(32)와 같은 회로의 동작을 오동작 시킬 수 있는 문제점을 야기시켰다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 트립 코일의 구동시 상기 트립 코일에 흐르는 전압을 정류된 직류 전원전압이 아닌 외부에서 입력된 교류 입력전압을 그대로 사용함으로써, 트립 코일의 구동시 직류 전원전압이 불안정 또는 전압강하되는 것을 방지하고 내부 회로가 오동작되는 것을 방지한 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로는,
제 1 및 제 2 노드로 교류전압을 입력하는 전원 입력부;
상기 제 1 노드 및 제 3 노드 사이에 접속된 트립 코일;
상기 제 3 노드 및 상기 제 2 노드 사이에 접속되며 제 1 유기전압에 의해 상기 트립 코일에 유기기전력을 발생시키는 스위칭 소자부;
상기 제 3 노드 및 상기 제 2 노드의 신호를 입력하여 제 4 노드 및 접지전압(Vss) 노드로 직류 전압을 변환하여 출력하는 전파 정류 회로부;
상기 제 4 노드의 직류 전압을 전원전압으로 안정화 시킨 전원 안정화부;
상기 전원전압 및 접지전압을 전원으로 입력하고, 부하에 흐르는 전류의 크기를 전압 신호로 변환한 영상변류기의 출력 신호를 입력 신호로 하여 누설 전류의 검출시 제어 신호를 출력하는 펄스폭 변조 회로부;
상기 제어 신호에 의해 상기 스위칭 소자부의 동작을 제어하는 제 1 유기전압을 발생하고 상기 제 2 노드로 제 2 유기전압을 발생하는 스위칭 제어부; 및
상기 트립 코일에 유기된 전류에 의해 전자접촉기의 동작을 제어하는 솔레노이드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다른 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로는,
제 1 및 제 2 노드로 교류전압을 입력하는 전원 입력부;
상기 제 1 노드 및 제 3 노드 사이에 접속된 트립 코일;
상기 제 3 노드 및 상기 제 2 노드 사이에 접속되며 제 1 유기전압에 의해 상기 트립 코일에 유기기전력을 발생시키는 스위칭 소자부;
상기 제 1 노드 및 상기 제 2 노드의 신호를 입력하여 제 4 노드 및 접지전압(Vss) 노드로 직류 전압을 변환하여 출력하는 전파 정류 회로부;
상기 제 4 노드의 직류 전압을 전원전압으로 안정화 시킨 전원 안정화부;
상기 전원전압 및 접지전압을 전원으로 입력하고, 부하에 흐르는 전류의 크기를 전압 신호로 변환한 영상변류기의 출력 신호를 입력 신호로 하여 누설 전류의 검출시 제어 신호를 출력하는 펄스폭 변조 회로부;
상기 제어 신호에 의해 상기 스위칭 소자부의 동작을 제어하는 제 1 유기전압을 발생하고 상기 제 2 노드로 제 2 유기전압을 발생하는 스위칭 제어부; 및
상기 트립 코일에 유기된 전류에 의해 전자접촉기의 동작을 제어하는 솔레노이드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로는 상기 제 1 노드 및 제 2 노드 사이에 병렬 접속되며, 상기 교류전압에 포함된 서지(surge)를 흡수하는 서지 흡수부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 스위칭 소자부는 SCR 소자로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 전원 안정화부는 상기 제 4 노드 및 상기 전원전압을 상기 펄스폭 변조 회로부로 공급하는 제 5 노드 사이에 접속된 저항; 및 상기 제 5 노드 및 접지전압 사이에 접속된 제너다이오드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 스위칭 제어부는 상기 제어 신호에 의해 스위칭되어 전원전압을 공급하는 트랜지스터; 및 상기 트랜지스터를 통해 공급된 전원전압에 의해 유기전압을 발생하는 1차측 코일과 상기 제 1 및 제 2 유기전압을 발생하는 2차측 코일을 구비한 변압기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 트랜지스터는 NPN형 바이폴라 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 그리고, 본 발명의 설명부에서 종래의 도면과 동일한 기능 및 구성을 갖는 구성요소에 대해서는 종래와 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로의 구성도이다.
상기 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로는 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 전원 입력부(10), 전파 정류 회로부(20), 펄스폭 변조(pulse width modulation) 회로부(30), 솔레노이드(40), 전자접촉기(50), 스위칭 소자부(60), 스위칭 제어부(70), 전원 안정화부(80), 서지(Surge) 흡수부(Z1), 트립 코일(L1)을 포함하여 구성된다.
상기 전원 입력부(10)는 교류전압(VIN)을 입력하는 포지티브 전원(+V)측 단자(Nd1)와 네가티브 전원(-V)측 단자(Nd2)로 구성된다.
상기 서지 흡수부(Z1)는 상기 전원측 단자(Nd1)(Nd2) 사이에 병렬 접속되며, 서지(surge)를 흡수하는 바리스터(Z1)로 구성된다.
상기 트립 코일(L1)은 상기 노드(Nd1) 및 노드(Nd3) 사이에 접속되며 상기 스위칭 소자부(60)의 온(ON)/오프(OFF) 동작에 따라 유도기전력을 발생한다.
상기 스위칭 소자부(60)는 애노드가 상기 노드(Nd3)에 접속되고 캐소드가 상기 노드(Nd2)에 접속되며 게이트로 상기 스위칭 제어부(70)의 변압기(PT)로부터 출력된 제 1 유기전압(G1)을 입력하는 SCR 소자로 구성된다.
상기 전파 정류 회로부(20)는 상기 노드(Nd3)와 상기 노드(Nd2)로부터 교류전압(VIN)을 수신하여 전파 정류된 직류(DC)전압(VCC)을 발생하는 브리지회로부(D1~D4)로 구성된다. 이때, 포지티브 직류전압(+Vcc)은 노드(Nd4)로 출력되며, 네가티브 직류전압(-Vcc)은 접지전압(Vss)으로 출력된다.
상기 전원 안정화부(80)는 상기 전파 정류 회로부(20)로부터 직류전압(Vcc)을 수신하여 일정한 전원전압(VDD)을 노드(Nd5)로 발생하는 곳으로, 상기 노드(Nd4)와 노드(Nd5) 사이에 접속된 저항(R1)과, 상기 노드(Nd5)와 접지전압(Vss) 사이에 접속된 제너다이오드(ZD)로 구성된다.
상기 펄스폭 변조 회로부(30)는 상기 노드(Nd5)에 흐르는 전원전압(Vcc) 및 접지전압(Vss)을 사이에 접속되며, 영상변류기(ZCT)의 출력 신호를 입력하여 상기 스위칭 제어부(70)의 트랜지스터(TR)의 동작을 제어하는 신호를 발생하는 IC(32)로 구성된다. 이때, 상기 영상변류기(ZCT)는 부하(R)에 흐르는 전류의 크기를 전압 신호로 변환하여 상기 IC(32)의 입력 신호로 제공한다. 그리고, 상기 IC(32)는 상기 영상변류기(ZCT)로부터 신호를 수신하여 누설 전류를 판단하게 되며, 만일 누설 전류의 검출시 출력 단자(OUT)를 통해 상기 트랜지스터(TR)의 동작을 제어하는 신호를 출력한다.
상기 스위칭 제어부(70)는 베이스에 입력되는 상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 IC(32)의 출력 신호에 의해 콜렉터에서 이미터 쪽으로 전원전압(Vcc)을 흘러주는 NPN형 바이폴라 트랜지스터(TR)와, 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(TR)의 이미터를 통해 전원전압(Vcc)을 수신하는 1차측 코일과 이 1차측 코일에 흐르는 전압에 의해 제 1 및 제 2 유기전압(G1)(G2)을 출력하는 2차측 코일로 구성된 변압기(PT)로 구성된다. 이때, 상기 제 1 유기전압(G1)은 상기 스위칭 소자부(60)의 게이트로 입력되며, 상기 제 2 유기전압(G2)은 상기 노드(Nd2)로 입력된다.
상기 솔레노이드(40)는 상기 트립 코일(L1)에 흐르는 전류에 의해 상기 전자접촉기(50)의 동작을 제어한다.
상기 전자접촉기(50)는 상기 솔레노이드(40)를 통해 수신된 전류에 의해 접점을 폐로 또는 개로하여 부하로 흐르는 전원을 제어한다.
상기 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로의 동작은 다음과 같다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전원 입력부(10)를 통해 입력된 교류 전압(VIN)은 상기 트립 코일(L1)을 통해 상기 전파 정류 회로부(20)로 입력되어 직류 전압(DC)으로 변환된다. 상기 전파 정류 회로부(20)에서 변환된 직류 전압(DC)은 상기 전원 안정화부(80)를 통해 상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 IC(32)로 입력된다.
상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 영상변류기(ZCT)는 부하(R)에 흐르는 전류의 크기를 전압 신호로 변환하여 상기 IC(32)의 입력 신호(IN)로 제공한다. 그리고, 상기 IC(32)는 상기 영상변류기(ZCT)로부터 신호를 수신하여 누설 전류를 판단하게 되며, 만일 누설 전류의 검출시 출력 단자를 통해 상기 스위칭 제어부(70)의 NPN형 바이폴라 트랜지스터(TR)의 동작을 제어하는 신호를 출력 단자(OUT)를 통해 출력한다.
상기 스위칭 제어부(70)의 NPN형 바이폴라 트랜지스터(TR)는 상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 IC(32)로부터 수신된 제어 신호에 의해 턴-온되어 상기 변압기(PT)의 1차측 코일로 전원전압(Vcc)을 공급한다. 이에 의해, 상기 변압기(PT)는 2차측 코일로 제 1 및 제 2 유기전압(G1)(G2)이 발생된다.
상기 변압기(PT)에서 발생된 상기 제 1 유기전압(G1)은 상기 스위칭 소자부(60)의 게이트로 입력되어 상기 스위칭 소자부(60)를 턴-온시킨다. 이에 의해 상기 스위칭 소자부(60)는 애노드 측의 상기 노드(Nd3)의 전압을 캐소드를 통해 상기 노드(Nd2)로 흘러주게 된다.
상기 스위칭 소자부(60)를 통해 흐르는 전류는 상기 트립 코일(L1)을 통하여 유도기전력을 발생시키게 된다. 따라서, 상기 솔레노이드(40)가 구동하여 상기 전자접촉기(50)의 접점을 개로시켜 부하로 공급되는 전원을 차단하게 된다.
이때, 상기 트립 코일(L1)을 통해 흐르는 전압은 상기 전파 정류 회로부(20)에 의해 변환된 직류 전압이 아니라 외부에서 입력한 교류전압(VIN)을 사용하기 때문에 상기 트립 코일(L1)의 동작시 상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 IC(32)로 입력되는 전원전압(Vcc)에는 아무런 영향을 미치지 않게 된다.
한편, 상기 스위칭 소자부(60)가 오프(OFF)된 상태에서는 상기 트립 코일(L1)을 통해 흐르는 전류는 상기 전파 정류 회로부(20)로 입력되어 직류 전류로 변환되게 된다.
상기 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로는 상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 출력 주파수와 상기 스위칭 소자부(60)의 턴-온(Trun-On)되는 시간의 길고 짧음에 따라 상기 트립 코일(L1)에 흐르는 전류를 제한한다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로의 구성도이다.
상기 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로는 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 전원 입력부(10), 전파 정류 회로부(20), 펄스폭 변조 회로부(30), 솔레노이드(40), 전자접촉기(50), 스위칭 소자부(60), 스위칭 제어부(70), 전원 안정화부(80), 서지(Surge) 흡수부(Z1), 트립 코일(L1)을 포함하여 구성된다.
상기 전원 입력부(10)는 교류전압(VIN)을 입력하는 포지티브 전원(+V)측 단자(Nd1)와 네가티브 전원(-V)측 단자(Nd2)로 구성된다.
상기 서지 흡수부(Z1)는 상기 전원측 단자(Nd1)(Nd2) 사이에 병렬 접속되며, 서지(surge)를 흡수하는 바리스터(Z1)로 구성된다.
상기 트립 코일(L1)은 상기 노드(Nd1) 및 노드(Nd3) 사이에 접속되며 상기 스위칭 소자부(60)의 온(ON)/오프(OFF) 동작에 따라 유도기전력을 발생한다.
상기 스위칭 소자부(60)는 애노드가 상기 노드(Nd3)에 접속되고 캐소드가 상기 노드(Nd2)에 접속되며 게이트로 상기 스위칭 제어부(70)의 변압기(PT)로부터 출력된 제 1 유기전압(G1)을 입력하는 SCR 소자로 구성된다.
상기 전파 정류 회로부(20)는 상기 노드(Nd1)와 상기 노드(Nd2)로부터 교류전압(VIN)을 수신하여 전파 정류된 직류(DC) 전압(VCC)을 발생하는 브리지회로부(D1~D4)로 구성된다. 이때, 포지티브 직류전압(+Vcc)은 노드(Nd4)로 출력되며, 네가티브 직류전압(-Vcc)은 접지전압(Vss)으로 출력된다.
상기 전원 안정화부(80)는 상기 전파 정류 회로부(20)로부터 직류전압(Vcc)을 수신하여 일정한 전원전압(VDD)을 노드(Nd5)로 발생하는 곳으로, 상기 노드(Nd4)와 노드(Nd5) 사이에 접속된 저항(R1)과, 상기 노드(Nd5)와 접지전압(Vss) 사이에 접속된 제너다이오드(ZD)로 구성된다.
상기 펄스폭 변조 회로부(30)는 상기 노드(Nd5)에 흐르는 전원전압(Vcc) 및 접지전압(Vss)을 사이에 접속되며, 영상변류기(ZCT)의 출력 신호를 입력하여 상기 스위칭 제어부(70)의 트랜지스터(TR)의 동작을 제어하는 신호를 발생하는 IC(32)로 구성된다. 이때, 상기 영상변류기(ZCT)는 부하(R)에 흐르는 전류의 크기를 전압 신호로 변환하여 상기 IC(32)의 입력 신호로 제공한다. 그리고, 상기 IC(32)는 상기 영상변류기(ZCT)로부터 신호를 수신하여 누설 전류를 판단하게 되며, 만일 누설 전류의 검출시 출력 단자(OUT)를 통해 상기 트랜지스터(TR)의 동작을 제어하는 신호를 출력한다.
상기 스위칭 제어부(70)는 베이스에 입력되는 상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 IC(32)의 출력 신호에 의해 콜렉터에서 이미터 쪽으로 전원전압(Vcc)을 흘러주는 NPN형 바이폴라 트랜지스터(TR)와, 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(TR)의 이미터를 통해 전원전압(Vcc)을 수신하는 1차측 코일과 이 1차측 코일에 흐르는 전압에 의해 제 1 및 제 2 유기전압(G1)(G2)을 출력하는 2차측 코일로 구성된 변압기(PT)로 구성된다. 이때, 상기 제 1 유기전압(G1)은 상기 스위칭 소자부(60)의 게이트로 입력되며, 상기 제 2 유기전압(G2)은 상기 노드(Nd2)로 입력된다.
상기 솔레노이드(40)는 상기 트립 코일(L1)에 흐르는 전류에 의해 상기 전자접촉기(50)의 동작을 제어한다.
상기 전자접촉기(50)는 상기 솔레노이드(40)를 통해 수신된 전류에 의해 접점을 폐로 또는 개로하여 부하로 흐르는 전원을 제어한다.
상기 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로의 동작은 다음과 같다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전원 입력부(10)를 통해 입력된 교류 전압(VIN)은 상기 전파 정류 회로부(20)로 입력되어 직류 전압(DC)으로 변환된다. 상기 전파 정류 회로부(20)에서 변환된 직류 전압(DC)은 상기 전원 안정화부(80)를 통해 상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 IC(32)로 입력된다.
상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 영상변류기(ZCT)는 부하(R)에 흐르는 전류의 크기를 전압 신호로 변환하여 상기 IC(32)의 입력 신호(IN)로 제공한다. 그리고, 상기 IC(32)는 상기 영상변류기(ZCT)로부터 신호를 수신하여 누설 전류를 판단하게 되며, 만일 누설 전류의 검출시 출력 단자를 통해 상기 스위칭 제어부(70)의 NPN형 바이폴라 트랜지스터(TR)의 동작을 제어하는 신호를 출력 단자(OUT)를 통해 출력한다.
상기 스위칭 제어부(70)의 NPN형 바이폴라 트랜지스터(TR)는 상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 IC(32)로부터 수신된 제어 신호에 의해 턴-온되어 상기 변압기(PT)의 1차측 코일로 전원전압(Vcc)을 공급한다. 이에 의해, 상기 변압기(PT)는 2차측 코일로 제 1 및 제 2 유기전압(G1)(G2)이 발생된다.
상기 변압기(PT)에서 발생된 상기 제 1 유기전압(G1)은 상기 스위칭 소자부(60)의 게이트로 입력되어 상기 스위칭 소자부(60)를 턴-온시킨다. 이에 의해 상기 스위칭 소자부(60)는 애노드 측의 상기 노드(Nd3)의 전압을 캐소드를 통해 상기 노드(Nd2)로 흘러주게 된다.
상기 스위칭 소자부(60)를 통해 흐르는 전류는 상기 트립 코일(L1)을 통하여 유도기전력을 발생시키게 된다. 따라서, 상기 솔레노이드(40)가 구동하여 상기 전자접촉기(50)의 접점을 개로시켜 부하로 공급되는 전원을 차단하게 된다.
이때, 상기 트립 코일(L1)을 통해 흐르는 전압은 상기 전파 정류 회로부(20)에 의해 변환된 직류 전압이 아니라 외부에서 입력한 교류전압(VIN)을 사용하기 때문에 상기 트립 코일(L1)의 동작시 상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 IC(32)로 입력되는 전원전압(Vcc)에는 아무런 영향을 미치지 않게 된다.
한편, 상기 스위칭 소자부(60)가 오프(OFF)된 상태에서는 상기 트립 코일(L1)을 통해 전류는 흐르지 않으며, 상기 전파 정류 회로부(20)로 교류 전압(VIN)이 입력되어 직류 전류로 변환되게 된다.
상기 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로는 상기 펄스폭 변조 회로부(30)의 출력 주파수와 상기 스위칭 소자부(60)의 턴-온(Trun-On)되는 시간의 길고 짧음에 따라 상기 트립 코일(L1)에 흐르는 전류를 제한한다.
이상과 같은 본 고안의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 고안의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로에 의하면, 트립 코일(L1)의 구동시 상기 트립 코일(L1)에 흐르는 전압을 정류된 직류 전원전압(VDD)이 아닌 외부에서 입력된 교류 입력전압(VIN)을 그대로 사용함으로써, 트립 코일(L1)의 구동시 직류 전원전압(VDD)이 불안정 또는 전압강하되는 것을 방지할 수 있고 이로 인해 내부 회로가 오동작되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로의 구성도
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로의 구성도
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로의 구성도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 전원 입력부 20 : 전파 정류 회로부
30 : 펄스폭 변조(pulse width modulation) 회로부
40 : 솔레노이드 50 : 전자접촉기
60 : 스위칭 소자부 70 : 스위칭 제어부
80 : 전원 안정화부 Z1 : 서지(Surge) 흡수부
L1 : 트립 코일

Claims (4)

  1. 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로에 있어서,
    제 1 및 제 2 노드로 교류전압을 입력하는 전원 입력부;
    상기 제 1 노드 및 제 3 노드 사이에 접속된 트립 코일;
    상기 제 3 노드 및 상기 제 2 노드 사이에 접속되며 제 1 유기전압에 의해 상기 트립 코일에 유기기전력을 발생시키는 스위칭 소자부;
    상기 제 3 노드 및 상기 제 2 노드의 신호를 입력하여 제 4 노드 및 접지전압(Vss) 노드로 직류 전압을 변환하여 출력하는 전파 정류 회로부;
    상기 제 4 노드의 직류 전압을 전원전압으로 안정화 시킨 전원 안정화부;
    상기 전원전압 및 접지전압을 전원으로 입력하고, 부하에 흐르는 전류의 크기를 전압 신호로 변환한 영상변류기의 출력 신호를 입력 신호로 하여 누설 전류의 검출시 제어 신호를 출력하는 펄스폭 변조 회로부;
    상기 제어 신호에 의해 상기 스위칭 소자부의 동작을 제어하는 제 1 유기전압을 발생하고 상기 제 2 노드로 제 2 유기전압을 발생하는 스위칭 제어부; 및
    상기 트립 코일에 유기된 전류에 의해 전자접촉기의 동작을 제어하는 솔레노이드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로.
  2. 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로에 있어서,
    제 1 및 제 2 노드로 교류전압을 입력하는 전원 입력부;
    상기 제 1 노드 및 제 3 노드 사이에 접속된 트립 코일;
    상기 제 3 노드 및 상기 제 2 노드 사이에 접속되며 제 1 유기전압에 의해 상기 트립 코일에 유기기전력을 발생시키는 스위칭 소자부;
    상기 제 1 노드 및 상기 제 2 노드의 신호를 입력하여 제 4 노드 및 접지전압(Vss) 노드로 직류 전압을 변환하여 출력하는 전파 정류 회로부;
    상기 제 4 노드의 직류 전압을 전원전압으로 안정화 시킨 전원 안정화부;
    상기 전원전압 및 접지전압을 전원으로 입력하고, 부하에 흐르는 전류의 크기를 전압 신호로 변환한 영상변류기의 출력 신호를 입력 신호로 하여 누설 전류의 검출시 제어 신호를 출력하는 펄스폭 변조 회로부;
    상기 제어 신호에 의해 상기 스위칭 소자부의 동작을 제어하는 제 1 유기전압을 발생하고 상기 제 2 노드로 제 2 유기전압을 발생하는 스위칭 제어부; 및
    상기 트립 코일에 유기된 전류에 의해 전자접촉기의 동작을 제어하는 솔레노이드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전원 안정화부는,
    상기 제 4 노드 및 상기 전원전압을 상기 펄스폭 변조 회로부로 공급하는 제 5 노드 사이에 접속된 저항; 및
    상기 제 5 노드 및 접지전압 사이에 접속된 제너다이오드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스위칭 제어부는,
    상기 제어 신호에 의해 스위칭되어 전원전압을 공급하는 트랜지스터; 및
    상기 트랜지스터를 통해 공급된 전원전압에 의해 유기전압을 발생하는 1차측 코일과 상기 제 1 및 제 2 유기전압을 발생하는 2차측 코일을 구비한 변압기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자식 전자접촉기의 트립 코일 구동회로.
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