KR100933744B1 - 이중 휴즈 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴즈의 불량과 순간적인 과전류로 인한 고장을 방지하기 위한 이중휴즈 장치와 모듈로서 이중휴즈모듈은 전원과 부하 사이의 전류 통로에 직렬로 연결된 제1휴즈와, 제1휴즈와 병렬로 연결되고, 다이오드와 제2휴즈의 직렬회로인 대기휴즈회로를 포함하여 이루어지는 것이고, 이중휴즈모듈은, 제1전극과 제2전극을 가진 제1 및 제2휴즈의 각 전극을 끼움 방식으로 탄성 접촉시키는 두개의 탄성접촉단자를 가진 제1 및 제2 휴즈홀더와, 제1 및 제2 휴즈홀더의 각 제1전극을 공통으로 묶어서 외부 회로와 연결하는 출력 단자와, 제1 휴즈홀더의 제2전극을 전원의 일측에 연결하는 입력단자와, 입력단자와 제2휴즈홀더의 제2전극 사이에 순방향으로 연결된 다이오드와, 제1휴즈가 용단되면 돌출하는 지시봉과 접촉하는 제1지시접점과 , 제1지시접점과 전원의 타측 사이에 연결되는 제1발광소자와, 제2휴즈가 용단되면 돌출하는 지시봉과 접촉하는 제2지시접점과, 제2지시접점과 전원의 타측 사이에 연결되는 제2발광소자와, 위 구성요소들을 지지하는 지지체를 포함하여 이루어진다.

이중 휴즈, 이중휴즈모듈, 이중휴즈장치, 휴즈함체, 보조휴즈

Description

이중 휴즈 장치{Dual Fuse System}

도1 및 도2는 종래 휴즈이 단면도이다

도3은 본 발명의 이중휴즈 장치의 회로도이다

도4는 본 발명의 이중휴즈모듈의 단면도이다

도5는 본 발명의 이중휴즈모듈의 평면도이다

도6은 본 발명의 이중휴즈모듈의 입체 사진이다

본 발명은 이중 휴즈 장치에 관한 것으로서, 주휴즈가 고장을 일으키거나 용단되면 보조휴즈가 연결되어 고장으로 인한 정전을 방지할 수 있는 이중 휴즈 장치에 관한 것이다.

종래의 휴즈의 일 예가 도1 및 도2에 도시되어 있다

이 종래의 휴즈(10)는 두개의 전극(11,12)이 과전류가 흐르면 용단되는 재료로 연결되어 밀봉되어 있고 용단이 되면 지시봉(13)이 튀어 나와서 표시램프가 점등되도록 구성된 것이다.

이 휴즈는 휴즈홀더에 내장되어 회로에 전원과 부하 사이에 직렬로 연결되어 사용 된다. 즉 휴즈(10)가 홀더캡에 삽입되어 휴즈홀더 본체에 결합이 되어 도1과 같이 두개의 스프링 (28,29)에 의하여 입력단자(21)와 접촉되는 홀드캡의 전극(27)과 출력단자(22)가 탄성 접촉되고 있다. 이 경우에 부하전류는 입력단자(21) -> 홀드캡의 전극(27) ->휴즈제1전극(12) -> 휴즈제2전극(11) -> 출력단자(22)로 흐른다. 만약 과전류가 흐르게 되면 휴즈가 용단되어 지시봉(13)이 돌출하게 되어 입력단자(21)가 램프접점(23)에 접촉되어 입력단자(21)의 전류가 램프(24)를 통하여 램프전원 0V 단자(25)로 흘러서 표시 램프(24)를 점등 되게 한다.

이러한 종래의 휴즈가 휴즈홀더의 접촉불량으로 오동작되는 경우도 있지만 휴즈 자체의 결함으로 과전류가 아닌 경우에도 용단된다든지, 일시적인 펄스전류에 과민반응하여 용단되면, 휴즈가 주요한 시스템을 제어하는 제어회로 전원 공급용으로 사용되는 경우에 제어계통의 전원을 차단하여 시스템 전체를 샷다운 시키는 문제점이 있다.

그리고 종래의 휴즈홀더는 전원이 살아 있을 때에 홀드캡을 끼우면 홀드캡의 전극(27)이 입력단자(21)와 램프전원 0V 단자(25)를 숏트시켜 문제를 일으키게 되는 경우가 있다.

그래서 부하에의 전원 차단 없이 휴즈를 교체하여야 할 경우에는 매우 위험한 작업이 되고 잘못하면 시스템다운 사고까지 야기할 수 있다.

특히 항공기 엔진을 제어하는 전자 회로나 원자력 발전소의 원자로 제어회로 등은 단전이 될 경우 매우 큰 사고로 발전되기 때문에 무정전 장치가 필요하고 특히 과전류 보호장치인 휴즈의 문제점을 해결하기 위한 장치는 필수적이다.

본 발명은 종래 휴즈의 문제점들을 해결하기 위하여 휴즈가 고장을 일으키거나 과민 작동하여도 보조 휴즈를 추가로 설치하여 이러한 고장을 보완할 수 있도록 하기 위한 이중 휴즈 장치를 제공하려는 것이다.

그리고 전원이 살아 있는 상태에서도 휴즈를 교체할 수 있도록 하는 이중 휴즈를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이중 휴즈 장치는 전원과 부하 사이의 전류 통로에 직렬로 연결된 제1휴즈와, 제1휴즈와 병렬로 연결되고, 다이오드와 제2휴즈의 직렬회로인 대기휴즈회로를 포함하여 이루어진다.

또 본 발명은 여기에 더하여 제1휴즈가 절단되면 표시 상태를 변화시키는 제1표시수단과, 제2휴즈가 절단되면 표시 상태를 변화시키는 제2표시수단과, 전원의 인가 여부를 알리는 전원상태표시수단을 추가로 포함한다.

본 발명의 이중 휴즈 장치의 일 실시 예로서, 이중 휴즈 모듈을 개발하였는데, 이는 제1전극과 제2전극을 가진 제1 및 제2휴즈의 각 전극을 끼움 방식으로 탄성 접촉시키는 두개의 탄성접촉단자를 가진 제1 및 제2 휴즈홀더와, 제1 및 제2 휴즈홀더의 각 제1전극을 공통으로 묶어서 외부 회로와 연결하는 출력 단자와, 제1 휴즈홀더의 제2전극을 외부 회로와 연결하는 입력단자와, 입력단자와 제2휴즈홀더의 제2전극에 순방향으로 연결된 다이오드와, 제1휴즈가 용단되면 돌출하는 지시봉과 접촉하는 제1지시접점과, 제1지시접점과 입력전원과 반대 극성의 전원에 연결되는 제1발광소자와, 제2휴즈가 용단되면 돌출하는 지시봉과 접촉하는 제2지시접점과, 제2지시접점과 입력전원과 반대 극성의 전원에 연결되는 제2발광소자와, 위의 구성요소들을 지지하는 지지체를 포함한다. 이 지지체는 절연기판과 금속제 히트싱크를 포함하여 휴즈와 발광소자 및 전자회로에서 발생되는 열을 방출하여 오동작을 방지하게 한다.

본 발명은 휴즈를 육안으로 관찰하고, 쉽게 고장난 휴즈를 교체할 수 있게 하기 위하여 이중모듈함체를 개발하였는데, 이는 다수의 이중휴즈 모듈들을 배열 설치하여 지지하고, 휴즈들을 육안으로 관찰할 수 있도록 적어도 1면이 투명 창으로 된 함체로 되어 있다.

여기서 다이오드는 제1휴즈에 정상 전류가 흐를 때 제1휴즈 양단에 발생되는 전압강하 이상의 통전 개시 전압을 가지는 것이 특징이다.

도면을 참조하면서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.

도3은 본 발명의 이중휴즈 장치의 회로도이고, 도4는 본 발명의 이중휴즈모듈의 단면도이며, 도5는 본 발명의 이중휴즈모듈의 평면도이다. 도6은 본 발명의 이중휴즈모듈의 입체 사진이다.

도3에서 도시된 바와 같이, 직류전원(1)이 이중 휴즈 장치를 통하여 부하(2)에 전원을 공급하고 있다. 전원과 부하 사이의 전류 통로에 제1휴즈(51)가 직접 연결되고, 이 제1휴즈(51)와 병렬로 다이오드(55)와 제2휴즈(53)의 직렬회로가 연결된 대기휴즈회로가 추가로 구성된다.

그리고, 제1휴즈가 절단되면 표시 상태를 변화시키는 제1표시수단과, 제2휴 즈가 절단되면 표시 상태를 변화시키는 제2표시수단과, 전원의 인가 여부를 알리는 전원상태표시수단을 추가로 설치된다.

제1표시수단은 제1휴즈가 절단되면 돌출 되는 지시봉(52)에 접촉되는 지시접점(56)과 이 지시접점(56)에 연결된 발광소자(62)로 이루어진다. 이 때 발광소자의 바이어스 전압을 안정적으로 인가하고 과도한 전류를 차단하여 제1표시수단을 보호하기 위하여 저항(59)과 표시수단 휴즈(64)가 구비되고, 전원의 일측이 제1휴즈에 연결되고 전원의 타측이 표시수단 휴즈(64)에 연결되어 지시봉(52)과 지시접점이 접촉되면 발광소자(62)가 발광하도록 전원이 인가된다.

제2표시수단은 제2휴즈가 절단되면 돌출되는 지시봉(54)에 접촉되는 지시접점(57)과 이 지시접점(57)에 연결된 발광소자(63)로 이루어진다. 이 때 발광소자의 바이어스 전압을 안정적으로 인가하고 과도한 전류를 차단하여 제2표시수단을 보호하기 위하여 저항(60)과 표시수단 휴즈(64)가 구비됨은 제1표시수단의 경우와 같다.

그리고 전원상태표시수단은 전원이 인가되면 빛을 발하는 발광소자(61)로 이루어진다. 이 발광소자(61)는 부하에 인가되는 전원의 일측과 타측 즉 양단에 연결되어 있어서 전원이 부하에 인가되면(즉 전원 인가 스위치 등에 의하여 부하에 전원이 인가되기 시작하면) 위에서 설명한 바와 같이 발광하도록 되어 있다. 발광소자들(61, 62, 63)는 발광다이오드, 또는 램프, 또는 빛을 반사하는 시그널링 수단이어도 된다.

이렇게 구성된 본 발명의 이중휴즈장치의 동작은 다음과 같다.

부하에 전원이 인가되면 제1휴즈를 통하여 부하전류가 흐른다. 부하에 과부하가 걸린다든지, 휴즈가 불량하다든지, 주위의 온도가 과열된다든지, 하여튼 제1휴즈가 용단되면 부하전류는 다이오드와 제2휴즈를 통하여 일단 부하로 흐른다. 이때 부하에 문제가 있으면 제2휴즈도 용단되지만, 제1휴즈에서 고장난 상태이면 부하 측에는 무정전으로 전원 공급이 계속된다. 다이오드의 통전전압은 제1휴즈에 정격전류가 흐를 때 그 양단 전압강하보다 큰 것을 사용하고 있으므로 제1휴즈가 용단되지 아니하면 다이오드와 제2휴즈를 통하여서는 전류가 흐르지 아니한다.

전원과 휴즈의 상태를 관찰하기 위하여 표시수단들이 추가로 설치되어 있는데, 이들의 동작은 다음과 같다.

부하에 전원이 인가되면 전원상태표시수단은 발광소자(61)에서 빛을 내게 된다. 즉 저항(58)과 휴즈(64)를 통하여 발광소자(61)에 전압이 인가되어 빛을 발하게 된다.

만약 제1휴즈가 용단되면 지시봉(52)이 튀어 나와서 제1지시접점(56)과 접촉되므로 전원 전압이 저항(59) 발광소자(62) 및 휴즈(64)로 인가되어 발광소자가 발광하게 되고 그러면 제1휴즈가 용단되었다는 것을 제1지시수단을 관찰하여 알 수 있게 된다.

전원상태표시수단과 제1지시수단만 점등되어 있으면 보조 휴즈인 제2휴즈를 통하여 부하에 전원이 인가되고 있음을 알 수 있다.

또 제2휴즈까지 용단된 경우이면, 위에 설명한 바와 같이 제2발광소자(63)도 점등되게 됨으로 부하에 이상이 발생된 것을 알 수 있다.

본 발명의 이중 휴즈 장치를 이중 휴즈 모듈에서 실현시켰는데, 이는 도4 및 도5에서 보인 바와 같이, 제1전극(11,11')과 제2전극(12,12')을 가진 제1휴즈(10) 및 제2휴즈(10')의 각 전극을 끼움 방식으로 탄성 접촉시키는 두개의 탄성접촉단자(73,74,75,76)를 가진 제1 및 제2 휴즈홀더(83,83')와, 제1 및 제2 휴즈홀더의 각 제1전극(74,73)을 공통으로 묶어서 외부 회로와 연결하는 출력 단자(71)와, 제1휴즈홀더(83')의 제2전극(76)을 외부 회로와 연결하는 입력단자(72)와, 입력단자(72)와 제2휴즈홀더(83)의 제2전극(75) 사이에 순방향으로 연결된 다이오드(77)와, 제1휴즈(10')가 용단되면 돌출하는 지시봉과 접촉하는 제1지시접점(84')과, 제1지시접점(84')과 입력전원과 반대 극성의 전원에 연결되는 제1발광소자(78)와, 제2휴즈(10)가 용단되면 돌출하는 지시봉과 접촉하는 제2지시접점(84)과, 제2지시접점과 입력전원과 반대 극성의 전원에 연결되는 제2발광소자(79)와, 위의 구성요소들을 지지하는 지지체를 포함한다. 이 지지체는 절연기판(82)과 금속제 히트싱크(70)를 포함하여 휴즈와 발광소자 및 전자회로에서 발생되는 열을 방출하여 오동작을 방지하게 한다.

도면부호 81은 볼트를 가르키고, 이 볼트는 휴즈홀더(83), 다이오드(77) 및 표시수단들을 실장한 프린트기판(88)을 결합시킨다. 87은 프린트기판을 설치할 때 간격을 유지하기 위한 스페이서를 가리킨다. 본 발명의 개발된 실물 모듈은 도6에서 보인 사진과 같다. 도6 사진에서 기재된 명칭들은 개발시 부여된 명칭들로서 본 명세서에서 사용되는 용어와는 반드시 일치하는 것은 아니다.

이렇게 구성된 본 발명의 고신뢰도를 가진 휴즈 역할을 하게 할 수 있을 뿐 만 아니라 다이오드에서 발생되는 열을 잘 방열함으로써 다른 전자회로에 나쁜 영향을 주지 아니하도록 설계된 것이다. 그리고 제1휴즈가 용단되고 제2휴즈로 동작되고 있을 때에 전기가 살아 있는 상태에서 고장난 제1휴즈를 제거하고 새로운 휴즈로 교체시킬 수가 있다. 전기가 살아 있을 때에 제2휴즈를 교체할 수 있는 것은 물론이다.

본 발명의 이중 모듈 함체는 적어도 일면이 투명재질로 된 하나의 함체에 위에서 설명한 휴즈 모듈들을 다수개 배열하여 설치한 것이다. 이것은 육안으로 내부에 설치된 이중휴즈모듈들을 관찰할 수 있도록 투명창을 만든 것이며, 이 투명창은 뚜껑처럼 제작하여도 되고 도어나 창문처럼 열고 닫거나 미닫이 형식으로 만들어도 된다. 그래서 고장난 휴즈를 쉽게 발견하고 커버를 열고 휴즈를 교체할 수 있게 한 것이다.

바람직 하기로는 이중모듈함체는 도시하지는 아니하였지만 육면체 함체의 전면을 투명재질의 커버로 만들고 다수의 휴즈 모듈들을 배열하여 설치하고 전원선들을 함체 외부로 인출하도록 만들면 된다. 함체의 육면 중 한면은 함체를 설치할 벽면으로 대체할 수도 있다.

이상 설명한 본 발명과 여러가지 실시예들은 부하에 이상이 있을 경우에만 휴즈가 용단되어 부하와 전원을 보호하도록 하기 위한 것으로서, 일시적인 과전류 상태나 휴즈 자체의 불량으로 인하여 휴즈가 용단되어도 보조휴즈로 즉시 전원이 연결됨으로서 단전 상태를 미연에 방지할 수 있다.

또한 휴즈의 교체를 활선작업할 수 있게 하여 유지 보수를 원할하게 할 수 있게 한다. 휴즈모듈에서 발생되는 열을 잘 방출할 수 있도록 다이오드를 히트싱크에 밀착되게 배치하고 있다.

Claims (6)

1. 전원과 부하 사이의 전류 통로에 직렬로 연결된 제1휴즈와,

   상기 제1휴즈와 병렬로 연결되고, 다이오드와 제2휴즈의 직렬회로인 대기휴즈회로와,

   상기 제1휴즈가 절단되면 표시 상태를 변화시키는 제1표시수단과,

   상기 제2휴즈가 절단되면 표시 상태를 변화시키는 제2표시수단과,

   전원의 인가 여부를 알리는 전원상태표시수단을 포함하는 이중 휴즈 장치
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 다이오드는 상기 제1휴즈에 정상 전류가 흐를 때 제1휴즈 양단에 발생되는 전압강하보다 높은 통전 개시 전압을 가지는 것이 특징인 이중 휴즈 장치
4. 제1전극과 제2전극을 가진 제1 및 제2휴즈의 각 전극을 끼움 방식으로 탄성 접촉시키는 두개의 탄성접촉단자를 가진 제1 및 제2 휴즈홀더와,

   상기 제1 및 제2 휴즈홀더의 각 제1전극을 공통으로 묶어서 외부 회로와 연결하는 출력 단자와,

   상기 제1 휴즈홀더의 제2전극을 전원의 일측에 연결하는 입력단자와,

   상기 입력단자와 제2휴즈홀더의 제2전극 사이에 순방향으로 연결된 다이오드와

   상기 제1휴즈가 용단되면 돌출하는 지시봉과 접촉하는 제1지시접점과

   상기 제1지시접점과 전원의 타측 사이에 연결되는 제1발광소자와,

   상기 제2휴즈가 용단되면 돌출하는 지시봉과 접촉하는 제2지시접점과

   상기 제2지시접점과 전원의 타측 사이에 연결되는 제2발광소자와,

   위의 구성요소들을 지지하는 지지체를 포함하여 이루어지는 이중 휴즈 모듈
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 지지체는 절연기판과 금속제 히트싱크를 포함하는 것이 특징인 이중 휴즈 모듈
6. 청구항 4 또는 5에서 정의된 다수의 이중휴즈 모듈들을 배열설치하여 지지하고, 휴즈들을 육안으로 관찰할 수 있도록 적어도 1면이 투명창으로 된 이중모듈 함체

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