KR100794211B1 - 감시카메라용 다중 보호기능 일체형 보호장치 - Google Patents

감시카메라용 다중 보호기능 일체형 보호장치 Download PDF

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Abstract

감시카메라용 서지 보호 장치에 있어서, 영상을 위한 영상 입/출력 단자, 통신을 위한 통신 입/출력 단자 및 전원을 위한 전원 입/출력 단자로 구성된 신호 입/출력 단자;를 포함하며, 하나 이상의 접지단자;를 포함하며, 상기 신호 입력 단자와 연결되어 신호 입력 단자로부터 유입되는 서지를 차단하는 입력보호부; 상기 입력보호부의 출력과 연결되어 전압을 제한하는 단일한 리미트부; 상기 입력보호부의 출력과 연결되어 전원을 보호하는 전원보호부; 상기 입력보호부 내부의 접지 선로, 상기 리미트부 내부의 접지 선로, 상기 전원보호부 내부의 접지 선로 및 하나 이상의 접지 단자와 대응하여 연결되는 하나 이상의 접지 선로 중에서 전기적으로 서로 연결되어 있지 않은 접지 선로들을 하나 이상의 가스충진 방진관를 이용하여 연결시키는 접지보호부를 포함하는 특징을 갖는 감시카메라용 멀티 모드 보호장치를 제안한다.
본 발명의 감시카메라용 멀티 모드 보호장치는 입력 단자를 통해 유입되는 서지뿐만 아니라 출력 단자를 통해 유입되는 서지 또한 차단할 수 있으며, 서지의 유입시 접지 보호부와 입력/출력 보호부를 이용하여 감시카메라용 멀티 모드 보호장치를 구성하는 모든 선로의 전위를 같게 만듦으로써, 모든 선로를 통해 유입되는 서지를 차단할 수 있으며, 보다 안정적이고 효과적으로 서지를 차단하여 피보호장비를 보호할 수 있다.
감시카메라, 서지보호기, 전원접지, 통신접지, 단독접지, 공통접지

Description

감시카메라용 다중 보호기능 일체형 보호장치{Multi-Mode Protection Apparatus for Supervisory Camera}
도 1은 종래의 감시카메라용 서지 보호기술을 설명하기 위한 기능 도면(block diagram)이며,
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 감시카메라용 다중 모드 보호장치의 기능 도면(block diagram)이며,
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 회로도이며,
도 4는 본 발명에 따라 제작된 감시카메라용 다중 보호기능 일체형 보호장치의 제품사진이다.
본 발명은 영상을 위한 영상 입/출력 단자, 통신을 위한 통신 입/출력 단자 및 전원을 위한 전원 입/출력 단자로 구성된 신호 입/출력 단자;를 포함하며, 하나 이상의 접지단자;를 포함하며, 상기 신호 입력 단자와 연결되어 신호 입력 단자로부터 유입되는 서지를 차단하는 입력보호부; 상기 입력보호부의 출력과 연결되어 전압을 제한하는 단일한 리미트부; 상기 입력보호부의 출력과 연결되어 전원을 보호하는 전원보호부; 상기 입력보호부 내부의 접지 선로, 상기 리미트부 내부의 접지 선로, 상기 전원보호부 내부의 접지 선로 및 하나 이상의 접지 단자와 대응하여 연결되는 하나 이상의 접지 선로 중에서 전기적으로 서로 연결되어 있지 않은 접지 선로들을 하나 이상의 가스충진 방진관를 이용하여 연결시키는 접지보호부를 포함함을 특징으로 하는 감시카메라용 멀티 모드 보호장치에 관한 것이다.
일반적인 감시카메라와 같은 전기 통신기기는 상용전원을 사용함에 있어 전자기적 잡음을 제거하는 필터(Electromagnetic Interference Filter) 를 경유하되, 접지단자를 기기의 함체에 보안접지로 접속하여 사용자의 안전을 도모하고, 통신선로는 보안기를 통하여 접속하되 보안기의 접지단자를 통신접지에 접속함으로서 이루어지는 것은 공지된 사실이다.
통상적으로 감시카메라는 전원부, 영상부 및 통신부의 세 종류의 신호 선로들과 전원접지와 통신접지의 두 종류의 접지 선로들로 구성되며, 감시카메라를 보호하기 위해 전원부 서지 보호기, 영상부 서지 보호기 및 통신부 서지 보호기를 개별로 설치하는 것이 일반적이다.
도 1은 일반적인 감시카메라용 서지 보호기술을 설명하기 위한 기능 도면이다. 기존의 감시카메라용 서지 보호기(100)는 통신선로를 보호하기 위한 통신 보호부(110), 영상선로를 보호하기 위한 영상 보호부(120), 전원선로를 보호하기 위 한 전원보호부(130)으로 이루어져 있다. 도 1에서 알 수 있듯이 통신 보호부(110)는 통신을 위한 두 개의 선로(L1-T, L2-R)와 접지를 위한 접지 선로(G1-G1')로 이루어 졌으며, 영상 보호부(120)는 영상을 위한 하나의 선로(VI-VO)와 접지를 위한 접지 선로(G2-G2')로 이루어 졌으며, 전원 보호부(130)는 전원을 위한 두개의 선로(P-P', N-N')와 접지를 위한 접지 선로(G3-G3')로 이루어 졌다.
이러한 기존의 보호방법은 입력 단자들(L1, L2, VI, P, N)을 통해 유입되는 서지만을 고려한 것이며, 통신선로와 통신접지, 영상선로와 통신접지, 전원선로와 전원접지의 기본적 구성에 따라 유입된 서지를 각각의 접지로 흘려보내 기기를 보호한다는 개념이다.
전원 접지의 경우, 접지 저항 기준은 100Ω 이하이며, 통신 접지의 기준은 10Ω 이하이고, 뇌서지의 내부 임피던스(impedance)가 2Ω이므로, 뇌서지가 유입될 때에는 단순하게 어느 한 경로만이 아닌 여러 서지의 유입경로부터 동시 다발적으로 서지가 유입될 수 있다.
따라서 입력 단자 쪽이 아닌 출력 단자 쪽에서 유입되는 서지에 대해서는 무방비하며, 또한 전원부의 P-N, P-G3, N-G3의 세 개의 서지경로와 통신부의 L1-L2, L1-G1, L2-G1의 세 개의 서지경로 및 영상부의 VI-G2의 서지 경로만 고려하므로, 다른 경로에서 유입되는 서지에 대하여 대응하지 못하는 문제가 있다.
즉, 종래의 방법은 서지에 의한 횡 전류에 대해서는 상당한 효과가 있을 수 있으나, 선로에 유기된 뇌, 서지를 접지로 흘려보낸다는 개념에서는 종 전류 즉 선로와 다른 선로 또는 지점과 다른 지점 간의 전위차에 의한 뇌서지의 유입을 해소 할 수 없다.
일반적인 0.5mm FS 통신케이블을 활용한 2Km의 길이를 갖는 평형케이블의 경우, 평형도 즉 선로심선간의 고유저항의 차이는 60dB 이상 즉 1/1,000을 넘지 않는다. 이러한 선로가 전주위에 가공으로 시설되었고, 뇌운과 대지 간에 놓인 가공선로에 1,000V의 서지가 유기되었다면 선로심선간의 전위차는 1/1,000V =1V의 유기전압이 형성되지만, 선로와 대지간에는 1,000V가 유기되어, 입력 단자가 아닌 출력 단자로부터 뇌서지가 유입될 가능성이 높다.
또한, 경로가 서로 다른 두 선로 즉 전원선로와 통신선로 간에는 서지에 의해 유기되는 전압이 서로 달라 종전류를 유발하며, 기기의 피해는 상기한 횡전류보다는 종전류에 의한 피해가 대부분으로, 95% 이상의 낙뢰피해는 종전류에 의한 피해라는 것이 알려져 있다.
따라서 입력 단자를 통해 유입되는 서지뿐만 아니라 출력 단자를 통해 유입되는 서지 또한 차단할 수 있으며, 서지의 유입에 의한 횡전류 뿐만 아니라 종전류에 대해서도 피보호장비를 보호할 수 있는 보호 장치의 필요성이 대두되고 있다.
상기의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 입력 단자 및 출력 단자로부터 유입되는 서지를 차단하며, 서지의 유입시 감시카메라용 보호장치를 구성하는 모든 선로의 전위를 같게 만듦으로써, 모든 선로를 통해 유입되는 서지를 차단할 수 있으며 보다 안정적이고 효과적으로 서지를 차단할 수 있는 보호장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 감시카메라용 보호장치는 영상을 위한 영상 입/출력 단자, 통신을 위한 통신 입/출력 단자 및 전원을 위한 전원 입/출력 단자로 구성된 신호 입/출력 단자;를 포함하며, 하나 이상의 접지단자;를 포함하며, 상기 신호 입력 단자와 연결되어 신호 입력 단자로부터 유입되는 서지를 차단하는 입력보호부; 상기 입력보호부의 출력과 연결되어 전압을 제한하는 단일한 리미트부; 상기 입력보호부의 출력과 연결되어 전원을 보호하는 전원보호부; 상기 입력보호부 내부의 접지 선로, 상기 리미트부 내부의 접지 선로, 상기 전원보호부 내부의 접지 선로 및 하나 이상의 접지 단자와 대응하여 연결되는 하나 이상의 접지 선로 중에서 전기적으로 서로 연결되어 있지 않은 접지 선로들을 하나 이상의 가스충진 방진관를 이용하여 연결시키는 접지보호부를 포함함을 특징으로 하는 감시카메라용 멀티 모드 보호장치를 제안한다.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 입력 단자 및 출력 단자로부터 유입되는 서지를 차단하며, 서지의 유입시 감시카메라용 보호장치를 구성하는 모든 선로의 전위를 같게 만듦으로써, 모든 선로를 통해 유입되는 서지를 차단할 수 있는 감시카메라용 다중 모드 보호장치를 제공하고자 한다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 감시 카메라용 멀티 모드 보호장치는 감시카메라용 서지 보호 장치에 있어서, 영상을 위한 영상 입/출력 단자, 통신을 위한 통신 입/출력 단자 및 전원을 위한 전원 입/출력 단자로 구성된 신호 입/출력 단자;를 포함하며, 하나 이상의 접지단자;를 포함하며, 상기 신호 입력 단자와 연결되어 신호 입력 단자로부터 유입되는 서지를 차단하는 입력보호부; 상기 입력보호부의 출력과 연결되어 전압을 제한하는 단일한 리미트부; 상기 입력보호부의 출력과 연결되어 전원을 보호하는 전원보호부; 상기 입력보호부 내부의 접지 선로, 상기 리미트부 내부의 접지 선로, 상기 전원보호부 내부의 접지 선로 및 하나 이상의 접지 단자와 대응하여 연결되는 하나 이상의 접지 선로 중에서 전기적으로 서로 연결되어 있지 않은 접지 선로들을 하나 이상의 가스충진 방진관를 이용하여 연결시키는 접지보호부를 포함한다.
또한 본 발명의 감시 카메라용 멀티 모드 보호장치는 상기 신호 출력 단자와 연결되어 출력 단자로부터 유입되는 서지를 차단하는 출력보호부를 더 포함하여 구성되는 특징을 갖는다.
상기 영상을 위한 영상 입/출력 단자, 전원을 위한 전원 입/출력 단자 또는 통신을 위한 통신 입/출력 단자는 하나 이상의 신호 입/출력 단자를 포함하여 구성될 수 있으며, 또한 상기 입력보호부 또는 출력보호부는 하나 이상의 신호 입/출력 단자로 구성된 상기 영상 입/출력 단자, 전원 입/출력 단자 또는 통신 입/출력 단자 각각에 연결되는 특징이 있다.
만약 영상 입/출력 단자 및 전원 입/출력 단자로 구성되었을 경우 상기 입력/출력 보호부는 영상을 위한 입력/출력 보호부(영상 입력/출력 보호부) 및 전원을 위한 입력/출력 보호부(전원 입력/출력 보호부)로 구성되게 된다.
따라서 본 발명의 감시 카메라용 멀티 모드 보호장치의 상기 입력 보호부 또는 상기 출력 보호부는 영상을 위한 영상 입/출력 단자와 연결되는 영상 입력/출력 보호부, 전원을 위한 전원 입/출력 단자와 연결되는 전원 입력/출력 보호부 또는 통신을 위한 통신 입/출력 단자와 연결되는 통신 입력/출력 보호부 또는 이들의 조합을 포함하여 구성되는 특징이 있다.
일 예로, 하나 이상의 입/출력 단자로 구성된 영상 입/출력 단자, 전원 입/출력 단자 및 통신 입/출력 단자가 존재할 때, 3개의 입력보호부 또는 3개의 입력보호부와 3개의 출력보호부가 구비되게 된다.
본 발명의 감시 카메라용 멀티 모드 보호장치는 상기 신호 입력 단자 및 상기 신호 출력 단자와 연결되어 전압을 제한하는 단일한 리미트부를 포함하는 특징을 가지며, 전원을 위한 입력/출력 단자를 제외한, 하나 이상의 신호 입력 단자와 이에 대응하는 하나 이상의 신호 출력 단자를 연결시키는 하나 이상의 모든 신호 선로와 하나 이상의 접지 선로에서 선택된 한 접지 선로 각각에 대해 병렬로 연결된다.
상세하게 상기 리미트부는 리미트부와 병렬로 연결되는 신호 선로의 수가 N 개일 때, 저항을 포함한 하나 이상의 과전류 제한 소자, 2N 개의 다이오드 및 제너다이오드, TVS소자, 바리스터(voltage variable register), SCR 게이트, MOV 또는 가스충진방전관을 포함한 전압제한소자에서 선택된 단일한 전압제한소자를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이때, 상기 리미트부를 구성하는 2N개의 다이오드는 직렬로 연결된 두 다이오드를 하나의 단위체로 하여 N개의 상기 단위체가 병렬로 연결된 다이오드 브릿지(diode bridge)로 구성되며, 상기 다이오드 브릿지를 구성하는 N개의 상기 단위체에서 각 단위체에 대해 한 다이오드의 캐소드와 다른 다이오드의 애노드가 직렬 연결된 지점에서 단자를 인출하여 구성된 N개의 단자가 리미트부와 연결되는 상기 N개의 신호선과 각각 접속되는 것을 특징을 갖는다.
상기의 구성에 의해 리미트부와 연결되는 신호 선로가 하나 추가되더라도 리미트부를 따로이 추가하지 않고, 리미트부를 구성하는 과전류 제한 소자와 다이오드의 수를 늘려 추가된 신호 선로와 리미트부가 병렬로 연결될 수 있는 특징이 있다.
따라서 리미트부는 전원 선로를 제외한 영상 선로 또는 통신 선로, 또는 영상 선로 및 통신 선로와 병렬로 연결되며, 접지 선로와도 병렬로 연결되게 되며, 단일한 리미트부의 과전류 제한 소자나 다이오드의 수를 늘려 추가적으로 늘어난 신호 선로와 연결이 가능하며, 입력보호부와 출력보호부 사이에 위치한다.
상세하게는 상기 리미트부의 내부접지는 상기 하나 이상의 접지 입력 단자와 이에 대응하여 연결시키는 하나 이상의 접지 선로에서 선택된 한 접지 선로와 전기 적으로 연결되어 구성될 수 있다.
또한 본 발명의 감시 카메라용 멀티 모드 보호장치는 신호 입력/출력 단자가 전원을 공급하기 위한 전원 입/출력 단자일 때, 입력보호부 뒷단에 위치하며, 출력보호부 앞단에 위치하는 전원보호부를 포함하는 특징을 갖는다.
상세하게는 상기 전원보호부의 내부접지는 상기 하나 이상의 접지 입력 단자와 이에 대응하여 연결시키는 하나 이상의 접지 선로에서 선택된 한 접지 선로와 전기적으로 연결되어 구성될 수 있다.
상기 입력 보호부 또는 상기 출력 보호부는 회로적으로 동일 할 수 있으며, 상기 입력 보호부 또는 상기 출력 보호부는 하나 이상의 신호 입력 단자와 이에 대응하는 하나 이상의 출력 단자를 연결시키거나(직렬방식) 출력보호부를 생략하고 입력단자와 출력단자를 겸(병렬방식)할 수도 있다.
상기 입력 보호부 또는 상기 출력 보호부는 상기 하나 이상의 신호 입력 단자와 이에 대응하는 하나 이상의 출력 단자를 연결시키는 하나 이상의 신호 선로에서 선택된 한 신호 신호선로를 상기 하나 이상의 접지 입력 단자와 이에 대응하여 연결시키는 하나 이상의 접지 선로에서 선택된 한 접지 선로와 연결시키는 하나 이상의 가스충진 방진관을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한 상기 입력 보호부 또는 상기 출력 보호부는 상기 하나 이상의 신호 입력 단자와 이에 대응하는 하나 이상의 출력 단자를 연결시키는 하나 이상의 신호 선로에서 선택된 두 선로를 연결시키는 하나 이상의 가스충진 방진관을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
만약 통신을 위한 신호 입력/출력 단자가 두개이고 따라서 상기 신호 입력/출력 단자를 연결시키는 두개의 통신선로가 있을 때, 입력보호부 또는 출력 보호부는 두개의 통신 선로를 가스충진 방진관을 이용하여 연결시키는 것이다.
일 예로 통신을 위한 신호 입력/출력 단자라면 신호 입력/출력 단자를 연결하는 통신선로와 접지 입력/출력 단자를 연결하는 접지선로가 하나 이상의 가스충진 방진관을 이용하여 연결되어 있는 것이며, 상기 통신선로가 다수개라면 다수의 통신선로 각각이 접지선로와 가스충진 방진관을 이용하여 연결되는 것이다.
영상을 위한 신호 입력/출력 단자의 경우도 상기의 통신을 위한 신호 입력/출력 단자의 예와 유사하게 구성된다.
또한 상기 입력 보호부 또는 상기 출력 보호부는 과전류 제한소자, 온도퓨즈, 저항체 또는 PCB상 금속 배선의 고유저항, 또는 이들의 조합을 포함하여 구성되는 특징을 갖는다.
바람직하게 전원을 위한 전원 입력/출력 단자의 경우 상기 입력 보호부 또는 출력 보호부는 전류 제한소자, 온도퓨즈, 저항체 또는 PCB상 금속 배선의 고유저항, 또는 이들의 조합을 포함하여 구성됨이 바람직하다.
상기 접지 보호부는 하나 이상의 가스충진 방진관을 포함하여 구성됨을 특징으로 하며, 본 발명의 보호장치 내에 하나 이상의 접지선로 및 전원보호부와 통신보호부 모듈 내부의 접지선로를 포함하는 선로를 연결시키는 단일 혹은 다수의 가스충진 방진관을 이용하여 구성된다.
즉, 상기 접지 보호부는 상기 내부접지선로 및 상기 접지선로를 포함한 선로 에서 선택한 두 선로를 가스충진 방진관을 이용하여 연결시키는 것을 특징으로 한다.
또한 접지보호부는 하나 이상의 신호 선로에서 선택된 한 신호선로를 하나 이상의 접지 단자와 이에 대응하여 연결시키는 접지 선로에서 선택된 다른 접지 선로와 연결시키는 특징을 가진다.
본 발명에 따른 바람직한 접지보호부는 하나 이상의 접지 단자와 대응하여 연결되는 하나 이상의 접지 선로에서 선택된 한 접지 선로가 상기 리미트부 내부의 접지선로 및 영상 신호 입력 단자와 연결되는 영상 입력 보호부 내부의 접지 선로, 통신 신호 입력 단자와 연결되는 통신 입력 보호부 내부의 접지 선로 또는 영상 신호 입력 단자와 연결되는 영상 입력 보호부 내부의 접지 선로 및 통신 신호 입력 단자와 연결되는 통신 입력 보호부 내부의 접지 선로와 전기적으로 연결되며, 하나 이상의 접지 단자와 대응하여 연결되는 하나 이상의 접지 선로에서 선택되지 않은 다른 한 접지 선로가 전원 신호 입력 단자와 연결되는 전원 입력보호부 내부의 접지 선로 및 전원보호부의 내부접지 선로와 전기적으로 연결되고, 상기 접지 보호부는 상기 리미트부 내부의 접지 선로와 상기 전원보호부 내부의 접지 선로를 하나 이상의 가스충진 방진관을 이용하여 연결시키는 구성이 바람직하다.
또한 출력 보호부를 더 포함하여 본 발명의 보호장치를 구성할 때, 바람직한 접지보호부는 상기 리미트부 내부의 접지 선로와 전기적으로 연결된 접지 선로에 영상 신호 출력 단자와 연결되는 영상 출력 보호부 내부의 접지 선로, 통신 신호 출력 단자와 연결되는 통신 출력 보호부 내부의 접지 선로 또는 영상 신호 출력 단 자와 연결되는 영상 출력 보호부 내부의 접지 선로 및 통신 신호 출력 단자와 연결되는 통신 출력 보호부 내부의 접지 선로가 전기적으로 연결되며, 상기 전원보호부 내부의 접지 선로와 전기적으로 연결된 접지 선로에 전원 신호 출력 단자와 연결되는 전원 출력 보호부 내부의 접지 선로가 전기적으로 연결시키는 구성이 바람직하다.
따라서, 입력 단자 및 출력 단자에서 유입되는 모든 서지와 종전류에 대해 상기 입력 보호부와 상기 출력 보호부는 신호 선로들을 가스충진 방진관을 이용하여 전기적으로 연결된 상태로 만들며, 신호 선로들과 접지 선로를 가스 충진 방진관을 이용하여 전기적으로 연결된 상태로 만들고, 접지 보호부는 서지의 유입시 모든 접지 선로를 가스 충진 방진관을 이용하여 전기적으로 연결된 상태로 만들게 된다. 이러한 구성에 의해, 입력 단자 뿐만 아니라 출력 단자에서 서지가 유입되어도, 서지에 의한 횡전류 뿐만 아니라 종전류가 발생하여도 서지의 발생과 동시에 모든 선로들이 전기적으로 연결되어 동일한 전위가 되며 리미트부와 전원보호부에 의해 보호를 받게 된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 감시카메라용 다중 모드 보호장치(200) 블록 도면으로서 다음과 같은 구성을 가진다.
신호 입력 단자로 영상 입력 단자(VI), 전원 입력 단자(P,N) 및 통신 입력 단자(L1, L2)를 가지며, 신호 출력 단자로 영상 출력 단자(VO), 전원 출력 단자(P',N') 및 통신 출력 단자(T, R)를 가지며, 두 개의 접지 입력 단자(FG, SG)와 두 개의 접지 출력 단자(FG', SG')를 가진다. 상기 통신 입력 단자(L1, L2), 영상 입력 단자(VI) 및 전원 입력 단자(P,N)와 각각 연결되는 입력보호부(210, 220, 230)와 통신 출력 단자(T, R), 영상 출력 단자(VO) 및 전원 출력 단자(P',N')와 각각 연결되는 출력보호부(240, 250, 260)를 가지며, 통신과 영상을 위한 입력보호부(210, 220)과 연결되며 전압을 제한하는 단일한 리미트부(270)가 구비되며, 상기 단일한 리미트부(270)은 통신과 영상을 위한 출력보호부(240, 250)과 연결되고, 두 개의 접지선로(201, 202)를 연결하는 접지간보호부(280)와 전원을 보호하는 전원보호부(290)로 구성된다.
여기서, 통신을 위한 입력보호부(210)는 출력보호부(240)와 같은 회로 구성을 가질 수 있으며, 영상을 위한 입력보호부(220)도 출력보호부(250)과 같은 회로 구성을 가질 수 있다. 전원을 위한 입/출력보호부(230, 260) 또한 마찬가지로 같은 회로 구성을 가질 수 있다.
상세하게는 서지의 발생시, 통신을 위한 입/출력보호부(210,240)는 통신선로(L1-T)와 통신선로(L2-R)을 전기적으로 연결되게 만들며 통신선로(L1-T)와 접지선로(210) 및 통신선로(L2-R)과 접지선로(210)를 각각 전기적으로 연결되게 만든다. 또한 서지의 발생시, 영상을 위한 입/출력보호부(220, 250)는 영상선로(VI-VO) 와 접지선로(210)을 전기적으로 연결되게 만든다. 전원을 위한 입/출력보호부(230,260)는 서지의 유입에 따른 과전류를 방지한다.
이 때, 통신과 영상을 위한 입/출력보호부(210, 220, 240, 250) 및 리미트부(270)의 내부접지는 접지선로(201)에 연결된다. 또한 전원을 위한 입/출력보호부(230, 260) 및 전원보호부(290)의 내부접지는 접지선로(202)에 연결된다.
따라서 서지의 유입시 접지선로(201)과 접지선로(202)는 접지보호부를 통해 전기적으로 연결되게 되고, 통신선로간, 통신선로와 접시선로간, 영상선로와 접지선로간 전기적으로 연결되게 된다.
이러한 구조의 본 발명의 다중 모드 보호장치(200)는 상기의 설명과 도 2에서 알 수 있듯이, 서지의 발생 시 모든 통신선로, 영상선로, 접지선로에 대해서 전압을 제한하는 상기 리미트부(270)와 전원보호부(290)의 보호를 받을 수 있으며, 같은 전위를 유지하게 된다. 따라서 입력, 출력 또는 접지에서 유입되는 서지를 차단 할 수 있으며, 서지의 유입시 선로들의 전위를 같게 만듦으로써, 서지에 의한 종전류를 비롯하여 서지에 의한 횡전류에 의한 피해 또한 방지할 수 있다.
또한 상기 접지를 위한 접지 입력단자(SG, FG)는 양호한 접지가 구비되어 있다면 접속하여 활용하고, 그렇지 아니할 경우 비접지모드로 운용할 수 있는 특징을 가진다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 회로도(300)이다. 도 2의 블록 도와 같은 기능을 가진 회로 모듈은 같은 번호를 사용하였으며, 회로 모듈임을 구분하기 위해 같은 번호에 표시(')를 사용하였다. 본 발명에 따른 일 실시예의 회로도는 신 호 입력 단자로 영상 입력 단자(VI), 전원 입력 단자(P,N) 및 통신 입력 단자(L1, L2)를 가지며, 신호 출력 단자로 영상 출력 단자(VO), 전원 출력 단자(P',N') 및 통신 출력 단자(T, R)를 가지며, 두 개의 접지 입력 단자(FG, SG)와 두 개의 접지 출력 단자(FG', SG')를 가진다. 상기 통신 입력 단자(L1, L2), 영상 입력 단자(VI) 및 전원 입력 단자(P,N)와 각각 연결되는 입력보호부(210', 220', 230')와 통신 출력 단자(T, R), 영상 출력 단자(VO) 및 전원 출력 단자(P',N')와 각각 연결되는 출력보호부(240', 250', 260')를 가지며, 통신과 영상을 위한 입력보호부(210', 220')과 연결되며 전압을 제한하는 단일한 리미트부(270')가 구비되며, 상기 단일한 리미트부(270')은 통신과 영상을 위한 출력보호부(240', 250')과 연결되고, 두 개의 접지선로(201', 202')를 연결하는 접지간보호부(280')와 전원을 보호하는 전원보호부(290')로 구성된다.
상기 영상을 위한 입력/출력보호부(220', 250')은 영상선로(VI-VO) 입/출력단에 대한 서지 보호를 위한 회로로써, 영상선로(VI-VO)와 접지선로(201')를 연결시키는 가스충진 방전관(G7, G8)으로 구성되며, 입력/출력보호부(220',250') 사이에 구성된 리미트부(270')와 연결되는 특징을 가진다.
상기 통신을 위한 입력/출력보호부(210', 240')은 통신선로(L1-T, L2-R) 입/출력단에 대한 서지 보호를 위한 회로로써, 통신선로(L1-T, L2-R)와 접지선로(201')를 각각 연결시키는 가스충진 방전관(G2 내지 G3, G5 내지 G6)과 통신선로(L1-T)와 통신선로(L2-R)을 연결시키는 가스충진 방전관(G1, G4)를 선택적으로 더 구비함으로써 구성된다. 또한 통신선로((L1-T, L2-R)는 영상선로(VI-VO)와 함께 단일한 리미트부(270')에 연결된다.
리미트부(270')은 저항(R1 내지 R4)과 파형을 정형하는 브리지 정류회로를 구성하는 다이오드(D1 내지 D8)와 전압을 제한하는 역할을 하는 리미트소자(Z1, Zener diode))로 구성된다.
바람직하게 상기 리미트부(270')는 영상을 위한 신호선로 또는 통신 위한 신호선로가 도 2 내지 도3의 실시예보다 증가할 때에도 하나의 모듈로 구비함이 바람직하다.
상기 전원을 위한 입력/출력보호부(230', 260')은 전원을 위한 신호 입력 단자(P, N)와 신호 출력 단자(P', N')에 대한 과전류보호를 위한 회로로써 전원선로(P-P', N-N')와 접지선로(202')간에 전류제한소자(R7 내지 R8, R9 내지 R10)로 구성된다. 또한 전원을 위한 입력/출력보호부 사이에 구비된 전원보호부(280')와 병렬로 연결된다.
상기 전원보호부(290')는 전원선로(P-P')와 전원선로(N-N'), 전원선로(P-P')와 접지선로(202') 및 전원선로(N-N')와 접지선로(202')간을 바리스터(variable register)를 이용한 리미트소자(V1, V2, V3)로 연결하고, 저항(R11)과 캐패시티(capacity, C1 내지 C3)와 LED(light emission diode)를 이용하여 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 구성에 의해 영상을 위한 신호 입력 단자(VI), 영상을 위한 신호 출력 단자(VO), 통신을 위한 신호 입력 단자(L1, L2), 통신을 위한 신호 출력 단자(T, R) 및 접지 단자(SG, SG')로부터 입력되는 서지는 입력/출력보호부(210',220',240',250')에서 수백V수준의 1차 보호레벨 이내로 억제된 다음 리 미트부(270')에서 수 내지 수십V 까지 억제된다.
또한 전원을 위한 신호 입력 단자(P,N), 전원을 위한 신호 출력 단자(P',N'),접지 입력 단자(FG)와 접지 출력 단자(FG')로부터 유입되는 서지는 전원보호부(290')의 리미트소자(V1, V2, V3)가 가지는 고유전압특성의 전압까지 제한되게 된다.
상기 접지간보호부(280')은 접지선로(201')과 접지선로(202')간을 연결하는 가스충진 방전관(G9)으로 구성되며, 서지의 유입시 양 접지(201', 202')간의 전위차를 가스봉입 방전관(G9)의 고유리미트전압 범위에서 제한하는 기능을 가진다.
이하 본 발명의 일 실시예로 제시된 도 3의 회로구성에 의한 서지보호 작용에 대하여 구체적인 예를 들어 설명한다.
통신선로(L1-T)와 영상선로(VI-VO)간에 정극성으로 6,000 V의 전위차(서지유입)가 발생하였다면, 서지보호의 경로는 L1 - R1 - D3 - Z1 - D8 - R5 - VI의 경로가 되며, 통신 출력 단자(T)에는 R2-T의 경로로 출력되고, 영상 출력 단자(VO)에는 R6을 거쳐 출력된다. 경로상의 보호소자의 제한전압이 D3=0.7V, Z1=10V, D3=0.7V라면, 통신 출력 단자(T)와 연결된 출력 선로와 영상 출력 단자(VO)와 연결된 출력 선로에서의 전위차는 서지경로상의 전압강하 즉 0.7V + 10V + 0.7V = 11.4V로 제한되어, 상기 출력 단자들의 출력값은 통신 및 영상기기 내에 탑재된 반도체소자의 보호 범위 내에서 충분히 보호될 수 있는 것이다.
도 3의 회로구성에 의한 서지보호 작용에 대하여 구체적인 또 다른 예는 다음과 같다.
통신선로(L1-T)과 전원선로(P-P')간에 정극성으로 6,000V의 전위차(서지유입)가 발생하였다면, 서지보호의 경로는 L1 - R1 - D3 - Z1 - D2 - SG - G9 - V2 - R7 - P의 경로가 되며, 통신선로(L1-T)의 출력 단자(T)에는 R2-T의 경로로 출력이되고, 전원선로의 출력(P')은 R8을 거쳐 출력되는데, 경로상의 보호소자의 리미트전압이 D3=0.7V, Z1=10V, D2=0.7V, G9=200V, V2=800V라면, 통신 출력 단자(T)와 연결된 출력 선로와 전원 출력 단자(P')와 연결된 출력 선로에서의 전위차는 서지경로상의 전압강하 즉 0.7V + 10V + 0.7V + 200V + 800V = 1,011.4V로 제한되어 출력에 나타나게 되어, 정보통신부의 형식승인 요건 상 전원선로와 접지, 통신선로와 접지 간에 가질 수 있는 1,500V에서 1분간 견딜 수 있는 능력 범위 내에 들어 충분히 보호될 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명에 따라 제작된 감시카메라용 다중 보호기능 일체형 보호장치의 제품사진이다.
이상에서 상세히 설명한 본 발명에 따른 감시카메라용 보호장치는 서로 다른 서지유입경로를 가지는 여러 선로가 있을 때, 각각의 선간 및 선-접지 간뿐만 아니라 종래기술로서는 불가능했던 선로-다른 선로 즉 통신선로-전원선로, 통신선로-전원접지, 전원선로-통신접지를 포함하는 서지유입의 모든 경로에 대한 서지를 차단할 수 있으며(다중모드), 입력뿐만 아니라 출력 단자에서 유입되는 서지에 대해서도 피보호장비인 감시카메라를 효과적으로 보호할 수 있다.
또, 접지가 없는 경우 또는 접지가 불량한 경우라도 비접지모드로서 충분한 보호효과를 가지는 바, 국내 도심외곽, 농어촌의 댁내접지시설이 매우 미흡한 곳에서도 효과적으로 사용될 수 있으며, 여러 가지의 보호기를 하나로 일체화하여 제조함으로써 작은 공간을 차지하며 현장적용 시 배선이 획기적으로 감소하여 편리하며 비용절감효과 등 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (12)

  1. 감시카메라용 서지 보호 장치에 있어서,
    영상을 위한 영상 입/출력 단자, 통신을 위한 통신 입/출력 단자 및 전원을 위한 전원 입/출력 단자로 구성된 신호 입/출력 단자;를 포함하며
    하나 이상의 접지단자;를 포함하며
    상기 신호 입력 단자와 연결되어 신호 입력 단자로부터 유입되는 서지를 차단하는 입력보호부;
    상기 입력보호부의 출력과 연결되어 전압을 제한하는 단일한 리미트부;
    상기 입력보호부의 출력과 연결되어 전원을 보호하는 전원보호부; 및
    상기 입력보호부 내부의 접지 선로, 상기 리미트부 내부의 접지 선로, 상기 전원보호부 내부의 접지 선로 및 하나 이상의 접지 단자와 대응하여 연결되는 하나 이상의 접지 선로 중에서 전기적으로 서로 연결되어 있지 않은 접지 선로들을 하나 이상의 가스충진 방진관를 이용하여 연결시키는 접지보호부;를 포함하며,
    상기 리미트부는 상기 하나 이상의 신호 입력/출력 단자에서, 전원을 위한 입력/출력 단자를 제외한, 상기 하나 이상의 신호 입력 단자와 이에 대응하는 하나 이상의 신호 출력 단자를 연결시키는 하나 이상의 모든 신호 선로와 상기 하나 이상의 접지 단자를 연결하는 접지선로에서 선택된 한 접지 선로 각각에 대해 병렬로 연결됨을 특징으로 하는 감시카메라용 멀티 모드 보호장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 각각의 출력 단자와 연결되어 출력 단자로부터 유입되는 서지를 차단하 는 각각의 출력보호부를 더 포함함을 특징으로 하는 감시카메라용 멀티 모드 보호장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 입력 보호부 또는 상기 출력 보호부는
    상기 하나 이상의 신호 입력 단자와 이에 대응하는 하나 이상의 출력 단자를 연결시키는 하나 이상의 신호 선로에서 선택된 한 신호 신호선로를
    상기 하나 이상의 접지 단자와 대응하여 연결되는 하나 이상의 접지 선로에서 선택된 한 접지 선로와
    연결시키는 하나 이상의 가스충진 방진관을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 감시 카메라용 멀티 모드 보호장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 입력 보호부 또는 상기 출력 보호부는
    상기 하나 이상의 신호 입력 단자와 이에 대응하는 하나 이상의 출력 단자를 연결시키는 하나 이상의 신호 선로에서 선택된 두 선로를
    연결시키는 하나 이상의 가스충진 방진관을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 감시 카메라용 멀티 모드 보호장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 입력 보호부 또는 상기 출력 보호부는
    과전류 제한소자, 온도퓨즈, 저항체 또는 PCB상 금속 배선의 고유저항, 또는 이들의 조합을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 감시 카메라용 멀티 모드 보호장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 입력 보호부 또는 상기 출력 보호부는 영상을 위한 영상 입/출력 단자와 연결되는 영상 입력/출력 보호부 또는 통신을 위한 통신 입/출력 단자와 연결되는 통신 입력/출력 보호부인 것을 특징으로 하는 감시카메라용 멀티 모드 보호장치.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 리미트부는
    리미트부와 병렬로 연결되는 신호 선로의 수 및 접지선로의 수가 N개일 때,
    저항을 포함한 하나 이상의 과전류 제한 소자, 2N 개의 다이오드 및 제너다이오드, TVS소자, 바리스터(voltage variable register), SCR 게이트, MOV 또는 가스충진방전관을 포함한 전압제한소자에서 선택된 단일한 전압제한소자를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 감시 카메라용 멀티 모드 보호장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 리미트부를 구성하는 2N개의 다이오드는 직렬로 연결된 두 다이오드를 하나의 단위체로 하여 N개의 상기 단위체가 병렬로 연결된 다이오드 브릿지로 구성되며, 상기 다이오드 브릿지를 구성하는 N개의 상기 단위체에서 각 단위체에 대해 한 다이오드의 캐소드와 다른 다이오드의 애노드가 직렬 연결된 지점에서 단자를 인출하여 구성된 N개의 단자가 제 8항의 상기 N개의 선로와 각각 접속되며, 제너 다이오드가 상기 다이오드 브릿지와 병렬 연결된 것을 특징으로 하는 감시 카메라용 멀티 모드 보호장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 입력보호부 또는 상기 출력보호부는 전원을 위한 전원 입/출력 단자와 연결되는 전원 입력/출력 보호부이며, 상기 전원입력 보호부 뒷단에 상기 전원보호부가 연결되는 것을 특징으로 하는 감시 카메라용 멀티 모드 보호장치.
  11. 제 4항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 하나 이상의 접지 단자는 두쌍의 접지 입/출력 단자이며,
    한쌍의 접지 입/출력 단자와 대응하여 연결되는 한 접지 선로가
    전원을 위한 입/출력 단자를 제외한 상기 하나 이상의 신호 입력 단자와 이에 대응하는 하나 이상의 신호 출력 단자를 연결시키는 하나 이상의 모든 신호 선로와 각각 가스충진 방진관으로 연결되며 상기 리미트 부와 병렬로 연결되고,
    다른 한쌍의 접지 입/출력 단자와 대응하여 연결되는 다른 접지 선로가 상기 전원보호부의 내부 접지 선로와 전기적으로 연결되고,
    상기 한 접지 선로와 상기 다른 접지 선로가 가스충진 방진관으로 연결된 것을 특징으로 하는 감시 카메라용 멀티 모드 보호장치.
  12. 삭제
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