KR100575440B1

KR100575440B1 - 서지 및 과전압 보호장치

Info

Publication number: KR100575440B1
Application number: KR1020050114499A
Authority: KR
Inventors: 황형재; 이경호
Original assignee: 주식회사 다스텍; 주식회사 케이티
Priority date: 2005-11-29
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2006-06-14
Also published as: WO2007064062A1

Abstract

본 발명은 서지 및 과전압 보호장치에 관한 것으로, 전자기기로 서지 및 과전압이 입력되는 것을 방지한다.

본 발명에 따르면, 서지 및 과전압 보호장치는 전원 입력단을 통해 서지가 포함된 제 1 전원이 입력된 경우에, 서지를 제거하여 출력하는 서지 제거부와, 상기 서지 제거부가 출력한 서지가 제거된 제 1 전원을 입력받아, 입력받은 제 1 전원의 전압에 비례하는 특정 전압값으로 변화시켜 출력하는 전압 변화부와, 제 2 전원을 입력받아서 제 2 전원의 전압이 0인 시점을 판별하여 판별신호를 출력하는 영전압 판별부와, 상기 영전압 판별부가 출력한 판별신호를 입력받고 상기 전압 변화부에서 출력된 특정 전압값을 입력받아서 상기 제 1 전원이 과전압 전원인지를 판단하여 하이신호 또는 로우신호를 선택적으로 출력하는 프로세서부와, 제 2 전원을 입력받아서 상기 프로세서부를 동작시키기 위한 정전원을 출력하는 전원 공급부와, 상기 프로세서부가 출력한 신호에 따라 선택적으로 스위칭하는 스위칭부와, 제 1 전원에 포함된 서지의 수를 카운트하는 서지 카운터부를 포함하여 구성되어, 서지 또는 과전압이 입력되는 것을 방지함으로써 전자기기를 보호한다.

서지, 과전압, 보호, 카운트

Description

서지 및 과전압 보호장치{Apparatus for protecting surge and over voltage}

도 1은 본 발명의 서지 및 과전압 보호장치에서 서지 제거부를 설명하기 위한 회로도.

도 2는 본 발명의 본 발명의 서지 및 과전압 보호장치에서 과전압 보호부를 설명하기 위한 회로도.

도 3은 본 발명의 서지 및 과전압 보호장치에서 서지 카운터부를 설명하기 위한 회로도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 제 1 홀딩부 110 : 위상 반전부

120 : 제 2 홀딩부 130 : 제 3 홀딩부

200 : 전압 변화부 210 : 전원 공급부

220 : 영전압 판별부 230 : 프로세서부

250 : 스위칭부 300 : 전원 입력 표시부

310 : 필터링부 320 : 전류 공급부

330 : 정류부 340 : 신호 변화부

350 : 전압 강하부 360 : 펄스 생성부

370 : 카운터부

본 발명은 서지 및 과전압 보호장치에 관한 것으로, 특히 전자기기를 동작시키기 위한 전원에 서지가 포함되거나 과전압이 입력된 경우에, 상기 서지 및 과전압으로부터 전자기기를 보호하도록 하는 서지 및 과전압 보호장치에 관한 것이다.

서지(Surge)란 전기회로나 전기계통에 있어서 정상전압 이상의 순간적으로 또는 간헐적으로 발생하는 전압이다. 이 서지에 의하여 반도체나 IC(Intergrated Circuit) 등의 반도체를 사용한 정보화 기기는 절연파괴나 기능의 정지, 열화 등 여러 가지 영향을 받게 된다.

서지는 유도, 방사, 전도의 형태로 선로에 유입되며 궁극적으로는 전도의 형태로서 장비에 영향을 주게 된다. 상기 서지는 뇌방전에 따른 뇌서지와, 전력계통의 개폐동작, 전압조정용 용량성 부하의 개폐 동작 및 배전선로의 지락, 단락 등에 의한 것 등을 포함하는 개폐서지이다.

서지는 그 지속시간은 매우 짧고 빠른 전압 및 전류의 변화를 나타내며 지속시간과 상승시간은 보통 수 ns에서 수 ms로서 발생원인에 따라 달리 나타난다. 상승속도에 있어서 서지의 경우는 수 ㎲, 에너지는 수 십 내지 수 백 J정도이다.

과전압 역시 상기 서지와 같이 전자기기에 심각한 영향을 준다. 과전압은 이 상적으로 입력되어야 하는 전원과 동일한 위상을 갖지만, 이상적으로 입력되어야 하는 전원에 비하여 전압의 크기(Amplitude)가 큰 것이다. 상기 과전압이 전자기기로 입력된 경우에는 전압의 크기로 인하여, 전자기기의 제한 전압을 초과하는 경우가 발생할 수 있게 되므로, 전자기기가 파괴되는 경우가 발생한다.

그러므로 본 발명의 목적은 전자기기로 서지 또는 과전압이 입력되는 것을 방지함으로써 전자기기를 보호하는 서지 및 과전압 보호장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전원에 포함된 서지의 수를 자동으로 판단하여 분석하는 데 편의성을 제공하는 서지 및 과전압 보호장치를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 이루기 위한 본 발명의 서지 및 과전압 보호장치는 전원 입력단을 통해 서지가 포함된 제 1 전원이 입력된 경우에, 서지를 제거하여 출력하는 서지 제거부와, 상기 서지 제거부가 출력한 서지가 제거된 제 1 전원을 입력받아, 입력받은 제 1 전원의 전압에 비례하는 특정 전압값으로 변화시켜 출력하는 전압 변화부와, 제 2 전원을 입력받아서 제 2 전원의 전압이 0인 시점을 판별하여 판별신호를 출력하는 영전압 판별부와, 상기 영전압 판별부가 출력한 판별신호를 입력받고 상기 전압 변화부에서 출력된 특정 전압값을 입력받아서 상기 제 1 전원이 과전압 전원인지를 판단하여 하이신호 또는 로우신호를 선택적으로 출력하는 프로세서부와, 제 2 전원을 입력받아서 상기 프로세서부를 동작시키기 위한 정전원을 출력하는 전원 공급부와, 상기 프로세서부가 출력한 하이신호 또는 로우신호에 따라 선택적으로 스위칭하는 스위칭부와, 상기 전원 입력단을 통해 입력된 제 1 전원에 포함된 서지의 수를 카운트하는 서지 카운터부를 포함하여 구성되며, 상기 제 1 전원과 제 2 전원은 위상이 동일한 것을 특징으로 한다.

상기 서지 제거부는 상기 제 1 전원의 전압을 제 1 값으로 홀딩시키고 제 1 값 이상의 전압은 제거하여 출력시키는 제 1 홀딩부와, 상기 제 1 홀딩부에서 출력된 전원의 위상을 반전시키는 위상 반전부와, 상기 위상 반전부에서 위상이 반전된 전원의 전압을 제 2 값으로 홀딩시키고 제 2 값 이상의 전압은 제거하여 출력시키는 제 2 홀딩부와, 상기 제 2 홀딩부에서 출력된 전원의 전압을 제 3 값으로 홀딩시키고 제 3 값 이상의 전압은 제거하여 출력시키는 제 3 홀딩부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 서지 카운터부는 제 1 전원이 입력되었는지의 여부를 표시하는 전원 입력 표시부와, 상기 제 1 전원이 서지가 포함된 전원인 경우에 상기 제 1 전원에서 서지를 필터링하는 필터링부와, 상기 필터링부가 필터링한 서지를 전파 정류하는 정류부와, 상기 정류부가 전파 정류한 서지의 지속시간이 기준 시간 이하인 경우에 상기 서지의 지속시간을 변화시키는 신호 변화부와, 상기 신호 변화부에서 지속시간이 변화된 서지의 전압을 강하시키는 전압 강하부와, 상기 전압 강하부에서 전압이 강하된 서지가 지속되는 동안 듀티를 갖는 펄스를 생성하는 펄스 생성부와, 상기 펄스 생성부가 동작할 수 있는 기준 전류 이상의 전류를 상기 펄스 생성부로 공급하는 전류 공급부와, 상기 펄스 생성부에서 생성된 펄스의 수를 카운트하는 카운터부로 구성되며, 상기 필터링부는 상기 서지가 포함되지 않은 전원이 입력된 경우 에 임피던스가 0으로 수렴하는 가변소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 서지 및 과전압 보호장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 서지 및 과전압 보호장치에서 서지 제거부를 설명하기 위한 회로도이다. 도시된 바와 같이 서지 제거부는 제 1 홀딩부(100)와, 위상 반전부(110)와, 제 2 홀딩부(120)와, 제 3 홀딩부(130)로 구성된다.

상기 제 1 홀딩부(100)는 전원 입력단을 통해 입력된 서지가 포함된 제 1 전원의 전압을 제 1 값으로 홀딩시키고, 제 1 값 이상의 전압은 제거하여 출력시킨다. 상기 제 1 홀딩부(100)는 복수의 어레스터(Arrestor)(A1, A2, A3)로 구성되며, 제 1 전원입력단(CON1)과 접지단자에 제 1 어레스터(A1)가 연결되고, 제 2 전원입력단(CON2)과 접지단자에 제 2 어레스터(A2)가 연결되며, 제 1 전원입력단(CON1)과 제 2 전원입력단(CON2)에 제 3 어레스터(A3)가 연결된다. 상기 각 어레스터(A1, A2, A3)는 문턱 전압(Threshold Voltage)이 인가되어야 동작하고, 누설 전류가 거의 없고, 서지 내량이 높아서 서지가 포함된 전원을 특정값으로 홀딩시키기 위하여 널리 사용된다.

상기 어레스터(A1, A2, A3)는 예를 들면, 가스 튜브 어레스터(GTA : Gas Tube Arrestor) 등을 사용한다. 어레스터에 제 1 값 이상의 전압이 양단에 인가되는 경우에는 도통상태가 되어 어레스터 양단의 전압은 제 1 값으로 홀딩된다. 즉, 상기 어레스터에 의하여 전압이 제 1 값으로 홀딩되면, 제 1 값 이상의 전압은 제거된다. 상기 제 1 값은 어레스터의 용량과 관련되어 있다.

어레스터(A1, A2)가 접지단자에 연결됨으로써, 서지가 접지를 통해 입력되는 경우에도 상기 서지 전압을 제 1 값으로 홀딩시킬 수 있다. 그리고 복수의 어레스터(A1, A2, A3)는 동일한 용량의 어레스터를 사용함으로써, 제 1 홀딩부(100)가 안정적으로 동작할 수 있도록 한다. 그리고 어레스터의 파괴로 인한 불안정적인 동작을 방지하기 위하여, 어레스터(A4)를 병렬로 연결하여 사용할 수 있다.

상기 위상 반전부(110)는 상기 제 1 홀딩부(100)에서 출력된 전원의 위상을 반전시킨다. 위상 반전부(110)는 예를 들면, 환상형 코일(L1)을 사용하여 제 1 홀딩부(100)에서 출력된 전원의 위상을 반전시킨다.

상기 제 2 홀딩부(120)는 상기 위상 반전부(110)에서 위상이 반전된 전원의 전압을 제 2 값으로 홀딩시키고, 제 2 값 이상의 전압은 제거하여 출력한다. 상기 제 2 홀딩부(120)는 복수의 바리스터(Varistor)(V1, V2, V3)로 구성되며, 상기 위상 반전부(110)의 일단과 접지 단자에 제 1 바리스터(V1)이 연결되고, 위상 반전부(110)의 타단과 접지 단자에 제 2 바리스터(V2)가 연결되며, 위상 반전부의 일단과 타단에 제 3 바리스터(V3)가 연결된다. 바리스터는 전압과 전류의 특성이 비선형적인 저항 소자를 총칭한다. 바리스터는 정상상태에서 설정된 브레이크다운 전압(Breakdown Voltage)까지는 높은 임피던스(Impedance)를 지속하나, 브레이크다운 전압 이상의 전압이 입력된 경우에는 급격히 임피던스가 저하된다. 즉, 바리스터에 제 2 값 이상의 전압이 양단에 인가되는 경우에는 도통상태가 되어 바리스터 양단 의 전압은 제 2 값으로 홀딩된다. 즉, 상기 바리스터에 의하여 전압이 제 2 값으로 홀딩되면, 제 2 값 이상의 전압은 제거된다. 상기 제 2 값은 바리스터의 용량과 관련되어 있다.

바리스터(V1, V2)가 접지 단자와 연결됨으로써, 서지가 접지를 통해 입력되는 경우에도 상기 서지 전압을 제 2 값으로 홀딩시킬 수 있다. 그리고 복수의 바리스터(V1, V2, V3)는 동일한 용량의 바리스터를 사용함으로써, 제 2 홀딩부(120)가 안정적으로 동작할 수 있도록 한다. 그리고 바리스터의 파괴로 인한 불안정적인 동작을 방지하기 위하여, 바리스터(V4)를 병렬로 연결하여 사용할 수 있다.

상기 제 3 홀딩부(130)는 상기 제 2 홀딩부(120)에서 출력된 전원의 전압을 제 3 값으로 홀딩시키고 제 3 값 이상의 전압은 제거하여 출력시킨다. 상기 제 3 홀딩부(130)는 제너 다이오드(ZD1, ZD2, ZD3)와 바리스터(V5, V6, V7)가 직렬로 연결된 구성을 하나의 쌍(Pair)으로 하여, 제 1쌍(ZD1, V5)과 제 3쌍(ZD3, V6)이 직렬로 연결된 구성이 상기 제 2 홀딩부(120)와 병렬로 연결되고, 상기 제 1쌍(ZD1, V5)과 제 3쌍(ZD3, V6)의 연결노드와 접지단자 사이에 제 2쌍(ZD2, V7)이 연결된다. 상기 각 제너 다이오드(ZD1, ZD2, ZD3)의 음극(Cathode)은 제 1쌍과 제 2쌍의 연결노드를 향하여 연결된다. 상기 제너 다이오드(ZD1, ZD2, ZD3)의 항복전압에 의하여 상기 제 2 홀딩부(120)가 출력하는 전원이 특정 값이 되고, 상기 특정 값이 된 전압은 바리스터에 의하여 제 3 값으로 홀딩된다. 즉, 제 3 홀딩부(130)는 제 2 홀딩부(120)가 출력한 전원에서 제 3 값 이상의 전압을 제거한다.

상기 복수의 쌍 중에서 하나의 쌍(ZD2, V7)이 접지단자에 연결됨으로써, 서 지가 접지를 통해 입력되는 경우에도 상기 서지 전압을 제 3 값으로 홀딩시킬 수 있다. 상기 복수의 각 쌍을 구성하는 바리스터(V5, V6, V7)는 상호간에 용량이 동일하고, 제너 다이오드(ZD1, ZD2, ZD3)는 동일한 항복 전압을 갖음으로써, 제 3 홀딩부(130)가 안정적으로 동작할 수 있도록 한다.

상기에서 제 2 값은 제 1 값보다 작고, 제 3 값보다는 크다. 이는 고압의 서지를 점차적으로 제 3 값을 가진 전원으로 홀딩시키기 위한 것이다. 즉, 서지가 포함된 전원이 입력된 경우에, 서지가 포함된 전원은 제 1 홀딩부(100)에 의하여 제 1 값의 전압을 갖는 전원으로 전압의 레벨이 감소하고, 제 2 홀딩부(120)에 의하여 제 1 값보다 낮은 제 2 값의 전압을 갖는 전원으로 전압의 레벨이 감소하고, 제 3 홀딩부(130)에 의하여 제 2 값보다 낮은 제 3 값의 전압을 갖는 전원으로 전압의 레벨이 감소한다. 즉, 서지 제거부가 출력하는 전원의 전압은 제 3 값이 된다.

서지 제거부를 하나의 홀딩부로 구성하면, 홀딩부의 홀딩값 이하의 전압을 갖는 서지가 입력되는 경우에는 서지를 제거할 수 없다. 그러므로 서지 제거부를 본 발명과 같이 복수로 구성함으로써, 다양한 전압의 값을 갖는 서지가 입력된 경우에도 서지가 특정 값으로 홀딩된다.

서지 제거부가 제 3 값으로 홀딩시킨 제 1 전원은 스파크(Spark) 방지회로(C1, R1)를 통해 스파크가 방지되고, 전자기기의 입력단자(CON6, CON7)로 입력된다. 그러나 제 1 전원이 과전압 전원인 경우에는 하기의 후술에 의하여 전자기기의 입력단자(CON6, CON7)로 제 1 전원이 입력되지 않는다.

한편, 도 2는 본 발명의 본 발명의 서지 및 과전압 보호장치에서 과전압 보 호부를 설명하기 위한 회로도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 과전압 보호부는 전압 변화부(200)와, 전원 공급부(210)와, 영전압 판별부(220)와, 프로세서부(230)로 구성된다.

상기 전압 변화부(200)는 상기 서지 제거부가 출력한 서지가 제거된 전원을 입력받아서 제 1 전원의 전압에 비례하는 특정 전압값으로 변화시킨다. 전압 변화부(200)는 브리지 정류회로(Bridge Rectifier Circuit)로 구성된다. 서지 제거부가 출력한 제 1 전원은 교류전원일 수 있으므로, 상기 브리지 정류회로를 사용하여 교류전원일 때도 동작할 수 있도록 한다.

상기 브리지 정류회로는 역방향으로 직렬로 연결된 복수의 다이오드(Diode)를 하나의 쌍(Pair)으로 하여, 복수의 쌍이 병렬 연결되어 있다. 상기 각 쌍의 양단에는 상기 다이오드(D1, D2, D3, D4)를 구동시키는 전원이 입력되고, 각 쌍을 구성하는 복수의 다이오드의 연결 노드 사이에는 부하단이 연결된다. 브리지 정류회로의 부하단에는 복수의 저항(R2, R3)이 직렬로 연결되고, 상기 복수의 저항 중에서 하나의 저항(R3)에는 콘덴서(C2), 다이오드(D5) 및 포토 커플러(U1)의 발광부 각각이 병렬로 연결되어 있다. 서지 제거부가 출력된 전원은 브리지 정류회로를 구성하는 다이오드를 거쳐서 복수의 저항(R2, R3)에 의하여 전압 분배된다. 저항(R2, R3)에 의하여 전압분배된 전원은 콘덴서(C2)에 의하여 평탄화되고, 포토 커플러(U1)의 발광부로 입력되어 발광한다.

상기 전원 공급부(210)가 출력하는 정전원(Vcc)과 그라운드 사이에 포토 커플러(U1)의 수광부와 저항(R4)이 직렬로 연결되고, 상기 저항(R4)에 콘덴서(C3)가 병렬로 연결된다. 포토 커플러(U1)의 수광부는 상기 포토 커플러(U1)의 발광부가 발광하는 빛의 양에 비례하여 포토 커플러(U1)의 수광부의 양단에 인가되는 전압이 증가하게 된다. 상기 포토 커플러는 발광부와 수광부로 구성되어, 발광부에서 특정 신호를 입력받아 발광하고, 상기 수광부는 상기 발광부에서 발광된 빛에 따라서 신호를 처리한다. 포토 커플러는 빛을 이용하기 때문에 잡음에 강하고, 시스템을 구성하는 장치 간의 전류를 절연할 수 있으며, 각 장치마다 접지가 가능하다. 또한, 장치간의 결합용량이 작기 때문에 출력쪽의 신호가 입력쪽으로 되돌아가는 등의 장점으로 인하여 많이 사용되고 있다. 그러므로 저항(R4)의 양단에 인가되는 전압 역시 포토 커플러(U1)의 발광부가 발광하는 빛의 양에 따라서 증가한다. 즉, 전압 변화부(200)로 입력되는 전원의 전압값이 증가할수록 저항의 양단에 인가되는 전압값 역시 증가하고, 이로 인하여 전압 변화부(200)에서 출력되는 특정 전압값 역시 증가한다. 다만, 상기 전압 변화부(200)는 상기의 구성으로 한정되는 것이 아닌 전압을 입력받아서 특정값으로 변화시키는 제반의 구성으로 이루어질 수 있다.

상기 전원 공급부(210)는 프로세서부(230)를 동작시키기 위한 정전원을 출력한다. 전원 공급부(210)는 제 2 전원에 따라 구동되는 브리지 정류회로로 구성된다. 상기 브리지 정류회로의 부하단에는 레귤레이터(Regulator)와 복수의 콘덴서(C4, C5)가 구비된다. 상기 레귤레이터의 제 1 단과 그라운드 사이에 제 1 콘덴서(C4)가 연결되고, 제 2 단과 그라운드 사이에 제 2 콘덴서(C5)가 연결되고, 제 3 단은 그라운드와 연결된다. 제 2 콘덴서(C5)의 양단의 전위차가 프로세서부(230)로 출력된다. 상기 프로세서부(230)로 출력되는 전압은 콘덴서(C7)에 의하여 안정화된 이후에 공급된다.

상기 제 2 전원은 제 1 전원과 위상이 동일하나 전압의 값은 낮다. 제 2 전원은 제 1 전원과 위상이 동일한 전원이 변압기로 입력되어 생성된다. 전원 공급부(210)로 입력되는 제 2 전원은 브리지 정류회로에서 전파 정류되며, 브리지 정류회로의 부하단에 구비된 레귤레이터에 의하여 정전압으로 된다. 레귤레이터에 연결된 콘덴서(C4, C5)는 정전압의 특성을 향상시키기 위하여 발진(Oscillation)을 방지하기 위하여 사용된다. 레귤레이터에서 출력되는 정전압은 제 2 콘덴서(C5)에 충전되고, 상기 제 2 콘덴서(C5)에 충전되는 전압이 프로세서부(230)의 전원단자로 입력된다. 다만, 상기 전원 공급부(210)는 상기의 구성으로 한정되는 것이 아닌, 프로세서부(230)로 정전압을 공급하는 제반의 구성으로 이루어질 수 있다.

상기 영전압 판별부(220)는 제 2 전원을 입력받아서 제 2 전원의 전압이 0인 시점을 판별하여 판별신호를 출력한다. 상기 제 2 전원의 위상은 제 1 전원의 위상과 동일하므로, 제 2 전원의 전압이 0인 시점은 제 1 전원의 전압이 0인 시점과 동일하다. 영전압 판별부(220)는 상기 제 2 전원과 포토 커플러(U2)의 발광부 및 저항(R5)이 직렬로 연결되고, 상기 전원 공급부(210)가 출력하는 정전원(Vcc)과 그라운드 사이에 포토 커플러(U2)의 수광부와 저항(R6)이 직렬로 연결되어 있으며, 상기 포토 커플러(U2)의 수광부는 콘덴서(C6)와 병렬로 연결된다. 콘덴서(C6)의 양단의 전위차는 상기 프로세서부(230)로 출력된다.

영전압 판별부(220)는 상기 전원 입력단을 통해 입력된 제 1 전원과 위상이 동일한 제 2 전원을 입력받는다. 상기 입력받은 제 2 전원은 저항(R5)에서 전압 강 하되고, 상기 저항(R5)에서 전압 강하된 제 2 전원은 포토 커플러(U2)의 발광부를 발광시킨다. 상기 포토 커플러(U2)의 발광부는 제 2 전원이 교류 전원인 경우에도, 제 2 전원의 전압의 절대값이 0이상인 경우에 발광한다. 즉, 제 2 전원이 0의 전압값을 갖을 때의 시점에서만 포토 커플러(U2)의 발광부가 발광하지 않는다.

상기 포토 커플러(U2)의 발광부가 발광한 경우에 포토 커플러(U2)의 수광부는 턴온되고, 포토 커플러(U2)의 수광부에 직렬로 연결되어 있는 정전압(Vcc)이 출력하는 전류가 모두 그라운드로 흐른다. 이로 인하여 콘덴서(C6)에는 전압이 충전되지 않으므로, 프로세서부(230)로 입력되는 전압은 0이 된다. 그러나 포토 커플러(U2)의 발광부가 발광하지 않은 경우에 포토 커플러(U2)의 수광부는 턴오프되고, 포토 커플러(U2)의 수광부에 직렬로 연결되어 있는 정전압(Vcc)이 모두 콘덴서(C6)에 충전된다. 상기 콘덴서(C6)에 충전되는 전압은 프로세서부(230)로 입력된다. 이와 같이 제 1 전원과 위상이 동일한 제 2 전원이 0의 전압값을 갖을 때의 시점에서는 콘덴서에 전압이 충전되고, 콘덴서에 충전된 전압은 프로세서부(230)로 입력되므로, 영전압 판별부(220)에서 제 1 전원의 전압이 0인 시점이 판별된다. 상기 제 1 전원의 전압이 0인 시점이 판별되면 특정 전압의 판별신호가 프로세서부(230)로 출력된다. 상기 영전압 판별부(220)는 상기의 구성으로 한정되는 것이 아닌 제 2 전원의 전압값이 0인 시점을 판별할 수 있는 제반의 구성으로 이루어질 수 있다.

상기 프로세서부(230)는 영전압 판별부(220)가 출력한 판별신호를 입력받고, 상기 전압 변화부(200)에서 출력된 특정 전압값을 입력받아서 상기 제 1 전원이 과전압 전원인지를 판별하여, 하이(High) 신호 혹은 로우(Low) 신호를 선택적으로 출 력한다. 프로세서부(230)는 상기 전압 변화부(200)로부터 입력되는 특정 전압값에 해당하는 설정값들의 목록을 저장하고 있다. 예를 들면, 제 1 전원의 전압이 500V 인 경우에, 제 1 전원은 전압 변화부(200)에서 특정 값인 1V로 변화되고, 프로세서부(230)는 프로세서부(230)에 저장되어 있는 목록에 따라서 제 1 전원으로부터 입력받은 1V를 100으로 설정한다. 상기 설정값들의 목록은 전압 변화부(200)의 값에 따라서 비례하는 설정값들을 갖고 있고, 상기 전압 변화부(200)가 출력하는 값들은 제 1 전원의 전압값에 비례하므로, 프로세서부(230)의 설정값들의 목록은 제 1 전원의 전압값에 비례한다. 예를 들면, 제 1 전원의 전압값이 600V인 경우에는 목록에서의 설정값이 140이 되고, 800V 인 경우에 목록에서의 설정값이 200이 되는 등의 관계가 된다. 프로세서부(230)는 설정값이 기준값 이상인 경우에는 제 1 전원이 과전압 전원이라고 판단한다. 그리고 프로세서부(230)는 제 1 전원은 과전압 전원이 아니라고 판단한 경우에, 하이 신호를 출력한다.

이와 달리 프로세서부(230)는 제 1 전원이 과전압 전원이라고 판단한 경우에, 프로세서부(230)는 로우 신호를 출력한다. 프로세서부(230)가 로우신호를 출력하는 시점은 영전압 판별부(220)로부터 판별신호가 입력되는 시점이 된다. 즉, 영전압 판별부(220)로부터 판별신호가 입력되는 시점은 제 1 전원의 전압값이 0이 되는 시점이다. 그러므로 제 1 전원이 과전압 전원인 경우에 프로세서부(230)는 과전압 전원이 전자기기로 최소한 입력되도록 하기 위하여, 영전압 판별부(220)로부터 입력되는 시점에 로우 신호를 출력한다.

전자기기의 종류에 따라서 과전압 전원이라고 정의되는 값들이 상이할 수 있 으므로, 프로세서부(230)에서 설정값들의 목록은 필요에 따라서 변경 가능하다. 상기 설정값들의 목록의 변경은 특정 프로그램을 입력함으로써 가능하다. 상기 특정 프로그램의 입력은 부호 240을 이용한다.

상기 스위칭부(250)는 프로세서부(230)가 출력한 하이신호 또는 로우신호에 따라 선택적으로 스위칭한다. 스위칭부(250)는 상기 전원 공급부(210)가 출력한 정전원(Vcc), 저항(R10), 포토 트라이악 커플러(U4)의 발광부와 상기 프로세서부(230)의 신호출력단자가 직렬로 연결되어 있다. 스위칭부(250)를 구성하는 포토 트라이악 커플러(U4)의 발광부는 프로세서부(230)가 로우신호를 출력한 경우에 발광한다. 이는 포토 트라이악 커플러(U4)의 발광부의 양극은 저항(R10) 및 정전원(Vcc)과 연결되어 있기 때문에 포토 트라이악 커플러(U4)의 발광부의 음극에는 로우신호가 입력되어야 포트 트라이악 커플러(U4)의 발광부가 발광한다.

포토 트라이악 커플러(U4)의 수광부의 일단은 트라이악(Q1)의 게이트(Gate) 단자 및 저항(R11)과 연결되고, 상기 저항(R11)은 트라이악(Q1)의 T1 단자와 연결되고, 포토 트라이악 커플러(U4)의 수광부의 타단은 저항(Q12)과 연결되고, 상기 저항(Q12)은 트라이악(Q1)의 T2 단자와 연결된다. 상기 트라이악(Q1)의 T1 단자와 T2 단자는 상기 서지 제거부가 출력한 서지가 제거된 제 1 전원에 연결된다. 포토 트라이악 커플러(U4)의 수광부는 상기 포토 트라이악 커플러(U4) 발광부가 발광한 경우에 턴온된다. 트라이악(Q1)의 T1, T2 단자는 서지가 제거된 전원에 연결되어 있고, 포토 트라이악 커플러(U4)의 수광부가 턴온됨으로써, 트라이악(Q1)의 게이트 단자에 전원이 입력된다. 이로 인하여 트라이악(Q1)이 턴온됨으로써, 쇼트(Short) 된다. 다만, 게이트 단자에 입력되는 전원의 전압이 문턱 전압 이상의 전압값을 갖는 경우에만 트라이악(Q1)이 턴온된다. 즉, 트라이악(Q1)이 턴온됨으로써, 트라이악(Q1)의 임피던스는 0에 가까운 값이 되므로, 트라이악(Q1)의 양단에 인가되는 전원에 의한 전류가 모두 트라이악(Q1)을 통해서 흐르게 된다. 그러므로 전자기기의 입력단자(CON6, CON7)로 입력되는 전류가 0이 된다. 이로 인하여 과전압 전원이 인가된 경우에는 트라이악(Q1)이 쇼트되어 모든 전류가 흐르므로, 전자기기의 입력단자(CON6, CON7)로 입력되는 전류가 0이된다. 그러므로 전자기기를 과전압 전원으로부터 보호할 수 있다.

포토 트라이악 커플러(U4)의 발광부가 발광하지 않은 경우에, 포토 트라이악커플러(U4)의 수광부는 턴온되지 않는다. 이로 인하여 트라이악(Q1)은 턴오프되므로, 트라이악(Q1)의 양단에 인가되는 전원에 의하여 트라이악(Q1)을 통해 전류가 흐르지 않는다. 서지가 제거된 제 1 전원이 전자기기로 입력된다.

한편, 도 3은 본 발명의 서지 및 과전압 보호장치에서 서지 카운터부를 설명하기 위한 회로도이다. 도시된 바와 같이 서지 카운터부는 전원 입력 표시부(300)와, 필터링부(310)와, 전류 공급부(320)와, 정류부(330)와, 신호 변화부(340)와, 전압 강하부(350)와, 펄스 생성부(360)와, 카운터부(370)로 구성된다.

상기 전원 입력 표시부(300)는 전원이 입력되었는지의 여부를 표시한다. 상기 전원 입력 표시부(300)는 발광소자(LED1)를 포함하여 구성된다. 즉, 전원의 입력에 따라서 발광소자(LED1)가 발광함으로써, 전원이 입력되었다는 것을 발광소자(LED1)를 통해 표시한다. 상기 발광소자(LED1)를 발광시키기 위하여 입력되는 전원 의 값이 발광소자(LED1)를 파괴시킬 수 있는 정도의 전압값인 경우가 존재한다. 그러므로 저항(R13, R14) 등과 같은 전압 강하 소자를 복수개 사용하여, 입력되는 전원을 상기 전압 강하 소자의 비에 따라서 전압 분배하고, 상기 분배된 전압이 발광소자(LED1)로 입력되도록 한다. 이로 인하여 발광소자(LED1)가 파괴되지 않고 안정적으로 동작하게 된다. 그러나 상기 전원 입력 표시부(300)의 구성은 상기 기재된 소자들의 결합만으로 한정되지 않는다.

상기 필터링부(310)는 서지가 포함된 제 1 전원이 입력된 경우에, 상기 제 1 전원에서 서지를 필터링한다. 상기 필터링부(310)는 부하단에 저항(R15)과 코일(Inductor)(L2)이 직렬로 연결되어 있고, 복수의 다이오드(D10, D11, D12, D13)로 구성되는 브리지 정류회로와 상기 브리지 정류회로의 부하단과 병렬로 연결된 복수의 다이오드(D14, D15)로 구성된다. 상기 복수의 다이오드(D14, D15)는 상호간에 순방향으로 직렬 연결되며, 상기 복수의 다이오드(D14, D15) 사이의 연결 노드(Node)에는 접지 단자가 연결된다.

본 발명에서 상기 부하단은 저항(R15)과 코일(L2)이 직렬로 연결되어 구성된다. 상기 코일(L2)은 서지가 포함된 신호가 인가된 경우에, 임피던스가 0으로 수렴하도록 구성된다. 물론 코일(L2)에 서지가 포함되지 않은 신호가 인가된 경우에도 임피던스는 물리적으로 0이 되는 것은 아니다. 하지만, 서지가 포함된 신호가 코일에 인가된 경우에, 코일의 임피던스는 무시할 수 있기 때문에 0이라 할 수 있다.

상기 브리지 정류회로에 입력되는 제 1 전원에 서지가 포함되어 있는 경우에, 서지가 포함되지 않은 전원이 입력된 시점에서는 상기 코일(L2)의 임피던스가 0으로 수렴한다. 이로 인하여 코일(L2)의 양단의 전위차는 0으로 수렴하게 된다. 그러나 서지가 포함된 전원이 브리지 정류회로로 인가되는 시점에서는 코일의 임피던스는 특정 값을 갖게된다. 이로 인하여 코일(L2)의 양단의 전위차는 특정 값을 갖게되고, 상기 코일에 병렬로 연결된 부하가 존재하는 경우에, 상기 부하에 특정 전원이 인가된다.

그리고 상기 브리지 정류회로의 부하단과 병렬로 연결된 복수의 다이오드(D14, D15)로 인하여, 필터링부(310)는 복수개의 브리지 정류회로로 구성된다. 상기 복수의 다이오드는 부하단과 병렬로 연결되고, 상호간에 순방향으로 직렬 연결된다. 상기 직렬로 연결된 복수의 다이오드에서 제 14 다이오드(D14)의 양극은 제 10 및 제 12 다이오드(D10, D12)의 양극과 연결되고, 제 15 다이오드(D15)의 음극은 제 11 및 제 13 다이오드(D11, D13)의 음극과 연결된다. 그리고 상기 제 14 다이오드(D14)의 음극과 제 15 다이오드(D15)의 양극의 연결 노드에는 접지단자가 연결된다. 상기 복수의 다이오드(D14, D15)로 인하여 필터링부(310)는 제 1, 2 커넥터(CON1, CON2)를 통해 전원이 입력되고 제 10, 11, 12, 13 다이오드(D10, D11, D12, D13)를 포함하는 제 1 브리지 정류회로와, 제 10, 11, 14, 15 다이오드(D10, D11, D14, D15)를 포함하는 제 2 브리지 정류회로와, 제 12, 13, 14, 15 다이오드(D12, D13, D14, D15)를 포함하는 제 3 브리지 정류회로가 구성된다.

상기한 바와 같이 필터링부(310)에서 코일(L2)의 양단에 인가되는 신호를 출력하는 경우에는 서지만이 출력된다. 왜냐하면, 서지가 포함되지 않은 전원이 입력된 시점에서는 코일(L2)의 임피던스는 0으로 수렴하기 때문이다.

상기 정류부(330)는 상기 필터링부(310)에서 필터링된 서지를 전파 정류한다. 상기 정류부(330)는 상기 필터링부(310)에서 코일(L)의 양단에서 출력되는 서지를 입력받고, 브리지 정류회로로 구성된다. 상기 입력되는 전원이 교류전원인 경우에, 서지는 입력되는 전원이 양전위(+)일때 포함될 수 있고, 음전위(-)일때 포함될 수 있다. 정류부(330)는 입력되는 전원이 음전위일때 포함되는 서지도 카운터 할 수 있도록, 필터링부(310)에서 출력된 서지를 전파 정류한다. 브리지 정류회로는 복수의 다이오드(D16, D17, D18, D19)로 구성되며, 부하단에는 상기 신호 변화부(340), 전압 강하부(350), 펄스 생성부(360), 카운터부(370)가 포함된다.

상기 신호 변화부(340)는 콘덴서(Capacitor)(C8)로 구성되며, 상기 서지의 지속시간이 기준 시간 이하인 경우에, 상기 펄스 생성부(360)가 펄스를 생성할 수 있도록 서지의 지속시간을 변화시킨다. 지속시간은 하나의 서지의 입력이 시작된 시점을 기준으로 종료된 시점까지의 시간을 말한다. 서지의 지속시간이 기준시간 이하인 경우에는 펄스 생성부(360)가 동작할 수 없는 경우가 발생한다. 왜냐하면, 서지의 지속시간이 너무 짧은 경우에는 서지를 입력받는 펄스 생성부는 동작 클록 등의 제반의 원인으로 인하여 상기 서지에 따라서 동작할 수 없는 경우가 발생하기 때문이다. 콘덴서는 전압을 충전(Charge)하고 방전(Discharge)하고, 완전히 충전되기 전까지는 방전이 되지 않는다. 그러므로 콘덴서(C)로 이루어진 신호 변화부(340)가 충전과 방전을 하여 서지의 지속시간을 증가시킴으로써, 서지를 입력받는 펄스 생성부(360)가 서지를 처리할 수 있도록 한다.

상기 전압 강하부(350)는 상기 필터링부(310)에서 필터링된 서지의 전압의 절대치를 강하시킨다. 전압 강하부(350)는 가변저항(R19)과 제너 다이오드(ZD4)가 직렬로 연결되어 구성된다. 상기 필터링부(310)에서 필터링된 서지는 매우 고압의 전원값을 가진 신호이다. 그리고 정류부(330) 및 신호 변화부(340)는 서지의 전압강하에 미세한 영향을 미치므로, 상기 서지가 그대로 펄스 생성부(360)에 인가되는 경우에는 펄스 생성부(360)를 구성하는 소자가 파괴될 수 있다. 그러므로 전압 강하부(350)는 펄스 생성부(360)의 동작 전원을 크게 벗어나지 않는 전압값으로 상기 서지의 전압을 강하시킨다. 즉, 가변저항(R19)을 사용하여 서지의 전압값을 일정량으로 감소시킨다. 그리고 제너 다이오드(ZD4)는 상기 가변저항에 의해 일정량의 전압값으로 감소된 서지가 항복 전압의 범위 내의 전압값을 가진 서지가 되도록 한다. 상기 전압 강하부(350)는 상기 가변저항(R19)과 제너 다이오드(ZD4)의 직렬 연결의 구성으로 한정되는 것이 아닌, 펄스 생성부(360)에 안정적인 전압을 공급할 수 있는 제반의 소자들로 구성할 수 있다. 상기 펄스 생성부(360)는 상기 전압 강하부(350)에서 전압값이 강하된 서지가 지속되는 동안 듀티를 갖는 펄스를 생성한다. 상기 펄스 생성부(360)는 포토 커플러(Photocoupler)(U5)로 구성된다. 펄스 생성부(360)를 구성하는 포토 커플러(U5)의 발광부는 상기 전압 강하부(350)에서 전압값이 강하된 서지가 지속되는 동안 발광한다. 상기 발광부에서 발광된 빛이 입력된 경우에 수광부의 트랜지스터는 턴온(Turn On)되어 듀티를 갖는 펄스가 생성된다. 물론 상기 수광부에 직렬로 특정 전원이 연결되어 있어야 펄스를 생성할 수 있다. 결과적으로 펄스 생성부(360)는 서지가 지속되는 동안만 듀티를 갖는 펄스가 생성한다. 그러나 상기 서지가 포함되지 않은 경우에, 즉 미세한 전압값을 갖는 신 호의 경우에는 포토 커플러가 동작하지 않으며, 이로 인한 듀티를 갖는 펄스도 출력되지 않는다. 다만, 상기 펄스 생성부(360)는 포토 커플러(U1)로 구성되는 것에 한정하는 것이 아닌 서지가 지속되는 시간동안 듀티를 갖는 펄스를 생성하는 제반의 소자들로 구성될 수 있다.

상기 전류 공급부(320)는 상기 펄스 생성부(360)가 동작할 수 있는 기준 전류 이상의 전류를 상기 펄스 생성부(360)로 공급한다. 상기 전류 공급부(320)는 상기 필터링부(310)와 병렬로 연결되고, 직렬로 연결된 복수의 저항(R16, R17 혹은 R16, R18)으로 구성되며, 상기 복수의 저항(R16, R17 혹은 R16, R18)의 연결 노드에는 필터링부(310)를 구성하는 코일(L2)의 일단에 연결된다. 전류 공급부(320)는 충분한 전류를 입력받지 않은 경우에도 동작을 하지 않는다. 그러므로 전원을 입력받는 전류 공급부(320)를 이용하여 펄스 생성부(360)로 충분한 전류가 공급될 수 있도록 한다.

상기 카운터부(370)는 상기 펄스 생성부(360)에서 생성된 펄스의 수를 카운터한다. 펄스 생성부(360)에서 생성된 펄스의 수는 전원에 포함되는 서지의 수와 상관관계를 갖는다. 그러므로 카운터부(370)가 펄스 생성부(360)에서 생성된 펄스의 수를 카운트함으로써, 전원에 포함되는 서지의 수가 카운터 된다.

한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전자기기로 서지 또는 과전압이 입력되는 것을 방지함으로써 전자기기를 보호하고, 전원에 포함된 서지의 수를 자동으로 판단하여 분석하는 데 편의를 제공한다.

Claims

전원 입력단을 통해 서지가 포함된 제 1 전원이 입력된 경우에, 서지가 제거된 제 1 전원을 출력하는 서지 제거부;

상기 서지 제거부가 출력한 서지가 제거된 제 1 전원을 입력받아, 입력받은 제 1 전원의 전압에 비례하는 특정 전압값으로 변화시켜 출력하는 전압 변화부;

제 2 전원을 입력받아서 제 2 전원의 전압이 0인 시점을 판별하여 판별신호를 출력하는 영전압 판별부;

상기 영전압 판별부가 출력한 판별신호를 입력받고, 상기 전압 변화부에서 출력된 특정 전압값을 입력받아서 상기 제 1 전원이 과전압 전원인지를 판단하여, 하이신호 또는 로우신호를 선택적으로 출력하는 프로세서부;

제 2 전원을 입력받아서 상기 프로세서부를 동작시키기 위한 정전원을 출력하는 전원 공급부; 및

상기 프로세서부가 출력한 하이신호 또는 로우신호에 따라 선택적으로 스위칭하는 스위칭부를; 포함하여 구성되며,

상기 제 1 전원과 제 2 전원은 위상이 동일한 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 1항에 있어서,

상기 전원 입력단을 통해 입력된 제 1 전원에 포함된 서지의 수를 카운트하 는 서지 카운터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 2항에 있어서, 상기 서지 제거부는;

상기 제 1 전원의 전압을 제 1 값으로 홀딩시키고 제 1 값 이상의 전압은 제거하여 출력시키는 제 1 홀딩부;

상기 제 1 홀딩부에서 출력된 전원의 위상을 반전시키는 위상 반전부;

상기 위상 반전부에서 위상이 반전된 전원의 전압을 제 2 값으로 홀딩시키고 제 2 값 이상의 전압은 제거하여 출력시키는 제 2 홀딩부;

상기 제 2 홀딩부에서 출력된 전원의 전압을 제 3 값으로 홀딩시키고 제 3 값 이상의 전압은 제거하여 출력시키는 제 3 홀딩부로; 구성되는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 3항에 있어서, 상기 제 2 값은

상기 제 1 값보다는 작고, 상기 제 3 값보다는 큰 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 3항에 있어서, 상기 제 1 홀딩부는;

복수의 어레스터(Arrestor)로 구성되며, 제 1 전원입력단과 접지단자 사이에 제 1 어레스터가 연결되고, 제 2 전원입력단과 접지단자 사이에 제 2 어레스터가 연결되며, 제 1 전원입력단과 제 2 전원입력단 사이에 제 3 어레스터가 연결되는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 3항에 있어서, 상기 제 2 홀딩부는;

복수의 바리스터(Varistor)로 구성되고, 상기 위상반전부의 일단과 접지단자 사이에 제 1 바리스터가 연결되고, 상기 위상반전부의 타단과 접지단자 사이에 제 2 바리스터가 연결되며, 상기 위상반전부의 일단과 타단에 제 3 바리스터가 연결되는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 3항에 있어서, 상기 제 3 홀딩부는;

제너 다이오드와 바리스터가 직렬로 연결된 구성을 하나의 쌍(Pair)으로 하여, 제 1쌍과 제 3쌍이 직렬로 연결된 구성이 상기 제 2 홀딩부와 병렬로 연결되고, 상기 제 1쌍과 제 3쌍의 연결노드와 접지단자에 제 2쌍이 연결되며,

상기 각 쌍을 구성하는 제너 다이오드의 음극은 상기 제 1쌍과 제 2쌍의 연결노드를 향하여 연결되는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 5항에 있어서,

상기 복수의 각 어레스터는 동일한 용량인 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 6항에 있어서,

상기 복수의 각 바리스터는 동일한 용량인 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 7항에 있어서,

상기 복수의 각 쌍을 구성하는 바리스터는 용량이 동일하고, 제너 다이오드는 동일한 항복 전압을 갖는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 2항에 있어서, 상기 전원 공급부는;

상기 제 2 전원에 따라 구동되는 브리지 정류회로로 구성되며,

상기 브리지 정류회로의 부하단에는 레귤레이터와 복수의 콘덴서가 구비되고,

상기 레귤레이터의 제 1단과 그라운드 사이에 제 1 콘덴서가 연결되고, 제 2단과 그라운드 사이에 제 2 콘덴서가 연결되고, 제 3 단은 그라운드와 연결되며,

상기 제 2 콘덴서의 양단의 전위차가 상기 프로세서부로 출력되는 정전원인 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 2항에 있어서, 상기 전압 변화부는;

브리지 정류회로로 구성되고,

상기 브리지 정류회로의 부하단에는 복수의 저항이 직렬로 연결되고, 복수의 저항중에서 하나의 저항에는 콘덴서, 다이오드 및 포토 커플러의 발광부 각각이 병 렬로 연결되며,

상기 전원 공급부가 출력하는 정전원과 그라운드 사이에 포토 커플러의 수광부와 저항이 직렬로 연결되고, 상기 저항에 콘덴서가 병렬로 연결되며,

상기 콘덴서의 양단의 전위차는 상기 프로세서부로 입력되는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 2항에 있어서, 상기 영전압 판별부는;

상기 전원 공급부가 입력받는 제 2 전원과 포토 커플러의 발광부 및 저항이 직렬로 연결되고,

상기 전원 공급부가 출력하는 정전원과 그라운드 사이에 포토 커플러의 수광부와 저항이 직렬로 연결되어 있으며, 상기 포토 커플러의 수광부는 콘덴서와 병렬로 연결되고,

상기 콘덴서의 양단의 전위차는 상기 프로세서부로 출력되는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 2항에 있어서,

상기 프로세서부는 상기 제 1 전원이 과전압 전원이 아닌 경우에, 하이신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 2항에 있어서,

상기 프로세서부는 상기 제 1 전원이 과전압 전원이고, 상기 영전압 판별부로부터 판별신호가 입력된 경우에 로우신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 2항에 있어서,

상기 프로세서부에서 상기 제 1 전원이 과전압 전원인지의 판단은, 상기 전압 변화부가 출력한 특정 전압값과 매칭되는 설정값을 이용하여 판단하는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 2항에 있어서, 상기 스위칭부는;

상기 전원 공급부가 출력한 정전원, 저항, 포토 트라이악 커플러의 발광부와 상기 프로세서부의 신호출력단자가 직렬로 연결되고,

상기 포토 트라이악 커플러의 수광부의 일단은 트라이악의 게이트 단자 및 제 1 저항과 연결되고, 상기 제 1 저항은 트라이악의 T1 단자와 연결되고,

상기 포트 트라이악 커플러의 수광부의 타단은 제 2 저항과 연결되고, 상기 제 2 저항은 트라이악의 T2 단자와 연결되며,

상기 트라이악의 T1 단자와 T2 단자는 상기 서지 제거부가 출력한 서지가 제거된 전원에 연결되는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 2항에 있어서, 상기 서지 카운터부는;

제 1 전원이 입력되었는지의 여부를 표시하는 전원 입력 표시부;

상기 제 1 전원이 서지가 포함된 전원인 경우에 상기 제 1 전원에서 서지를 필터링하는 필터링부;

상기 필터링부가 필터링한 서지를 전파 정류하는 정류부;

상기 정류부가 전파 정류한 서지의 지속시간이 기준 시간 이하인 경우에 상기 서지의 지속시간을 변화시키는 신호 변화부;

상기 신호 변화부에서 지속시간이 변화된 서지의 전압을 강하시키는 전압 강하부;

상기 전압 강하부에서 전압이 강하된 서지가 지속되는 동안 듀티를 갖는 펄스를 생성하는 펄스 생성부;

상기 펄스 생성부가 동작할 수 있는 기준 전류 이상의 전류를 상기 펄스 생성부로 공급하는 전류 공급부; 및

상기 펄스 생성부에서 생성된 펄스의 수를 카운트하는 카운터부로; 구성되며,

상기 필터링부는 상기 서지가 포함되지 않은 전원이 입력된 경우에 임피던스가 0으로 수렴하는 가변소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 18항에 있어서, 상기 전원 입력 표시부는;

상기 제 1 전원으로 발광하는 발광소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 18항에 있어서, 상기 필터링부는;

브리지 정류회로로 구성되며, 상기 브리지 정류회로의 부하단에는 저항과 상기 가변소자가 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 18항에 있어서, 상기 필터링부는;

부하단에 저항과 상기 가변소자가 직렬로 연결되어 있는 브리지 정류회로와, 상기 브리지 정류회로의 부하단과 병렬로 연결된 복수의 다이오드로 구성되고,

상기 복수의 다이오드는 상호간에 순방향으로 직렬 연결되며, 상기 복수의 다이오드 사이의 연결 노드에는 접지단이 연결되는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 18항에 있어서, 상기 정류부는;

상기 필터링부에 구비된 가변소자와 병렬로 연결되고,

브리지 정류회로로 구성되며,

상기 브리지 정류회로의 부하단에는 상기 전압 강하부, 신호 변화부, 펄스 생성부 및 카운터부 각각이 병렬 연결되어 포함되는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 18항에 있어서, 상기 신호 변화부는;

콘덴서로 구성되며,

상기 콘덴서는 상기 전압 강하부와 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 18항에 있어서, 상기 전압 강하부는;

가변저항과 제너 다이오드가 직렬로 연결되어 구성되고,

상기 제너 다이오드는 상기 펄스 생성부와 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 18항에 있어서, 상기 펄스 생성부는;

포토 커플러(Photocoupler)로 구성되는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 18항에 있어서, 상기 전류 공급부는;

상기 필터링부와 병렬로 연결되고,

직렬로 연결된 복수의 저항으로 구성되며,

상기 복수의 저항의 연결 노드에는 상기 가변소자의 일단이 연결되는 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.
제 18항, 제 20항 내지 제 22항 및 제 26항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가변소자는 코일(Inductor)인 것을 특징으로 하는 서지 및 과전압 보호장치.