KR101812695B1 - 누설 전류 제한 기능을 구비한 직류 승압 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 누설 전류 제한 기능을 구비한 직류 승압 장치에 관한 것으로, DC 입력을 승압하여 출력하는 DC 승압부의 입력단 또는 출력단에 연결되어 도전체 면적 차이를 이용해 누설 전류를 제한함으로써 효율적으로 감전을 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

누설 전류 제한 기능을 구비한 직류 승압 장치{DC Booster having a leakage current restriction}

본 발명은 직류 승압 기술에 관련한 것으로, 특히 누설 전류 제한 기능을 구비한 직류 승압 장치에 관한 것이다.

본 출원인에 의해 선출원된 대한민국 등록특허 제10-1625493호(2016.05.24)에서 평판 형상의 두 도전체간의 면적비가 증가함에 따라 누설전류가 작아지는 것에 대해 기재하고 있다.

본 발명자는 DC 입력을 승압하여 출력하는 DC 승압부의 입력단 또는 출력단에 연결되어 도전체 면적 차이를 이용해 누설 전류를 제한함으로써 효율적으로 감전을 방지할 수 있는 직류 승압 장치에 대한 연구를 하게 되었다.

대한민국 등록특허 제10-1625493호(2016.05.24)

본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, DC 입력을 승압하여 출력하는 DC 승압부의 입력단 또는 출력단에 연결되어 도전체 면적 차이를 이용해 누설 전류를 제한할 수 있는 누설 전류 제한 기능을 구비한 직류 승압 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 누설 전류 제한 기능을 구비한 직류 승압 장치가 DC 전원을 승압하여 출력하는 DC 승압부와; 상기 DC 승압부의 입력단 또는 출력단에 연결되어 도전체 면적 차이를 이용해 누설 전류를 제한하는 누설 전류 제한부를; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 누설 전류 제한부가 DC 승압부의 (+) 입력단자 또는 (+) 출력단자에 연결되는 평판형 제1도전체와; DC 승압부의 (-) 입력단자 또는 (-) 출력단자에 연결되되, 평판형 제1도전체 면적의 4배 이상의 면적을 가지는 평판형 제2도전체를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 누설 전류 제한부가 DC 승압부의 (-) 입력단 또는 (-) 출력단에서 분기되어 접지 역할을 수행하되, 평판형 제1도전체 면적의 4배 이상의 면적을 가지는 평판형 제3도전체를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 DC 입력을 승압하여 출력하는 DC 승압부의 입력단 또는 출력단에 연결되어 도전체 면적 차이를 이용해 누설 전류를 제한함으로써 효율적으로 감전을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 누설 전류 제한 기능을 구비한 직류 승압 장치의 제1실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 누설 전류 제한 기능을 구비한 직류 승압 장치의 제2실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 누설 전류 제한 기능을 구비한 직류 승압 장치의 제1실시예의 구성을 도시한 블럭도로, DC 입력단에서 도전체 면적 차이를 이용해 누설 전류를 제한하는 것을 도시하고 있다.

한편, 도 2 는 본 발명에 따른 누설 전류 제한 기능을 구비한 직류 승압 장치의 제2실시예의 구성을 도시한 블럭도로, DC 출력단에서 도전체 면적 차이를 이용해 누설 전류를 제한하는 것을 도시하고 있다.

도 1 및 도 2 에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 누설 전류 제한 기능을 구비한 직류 승압 장치(100)는 DC 승압부(110)와, 누설 전류 제한부(120)를 포함하여 이루어진다.

상기 DC 승압부(110)는 DC 전원을 승압하여 출력한다. 예컨대, DC 승압부(110)로 입력되는 DC 전원은 배터리 모듈(도면 도시 생략)로부터 입력될 수 있으며, DC 승압부(110)가 인덕터(111)와, 스위치(112) 및 캐패시터(113)를 포함할 수 있다.

상기 인덕터(111)는 (+) 입력단과 (+) 출력단간에 연결되며, 일정 시간 동안 역기전력을 발생시킨다. 역기전력은 도선에 전류가 흐르다가 갑자기 전류가 차단되면 직류 전류가 흐르던 반대 방향으로 전류가 흐르는 현상으로, 이때는 직류가 순간적으로 교류 성질을 나타내게 되고, 순간적으로 전압이 상승한다. 이 상승되는 전압을 타이밍을 맞추어 출력하면 DC를 승압하여 출력할 수 있다.

상기 스위치(112)는 상기 인덕터(111)와 (-) 입력단 및 (-) 출력단간에 연결되며, 교번하여 온/오프되어 상기 인덕터(111)에 흐르는 전류를 교번하여 단속함으로써 인덕터(111)에 의해 역기전력이 발생되도록 한다. 예컨대, 스위치(112)로 게이트에 전류가 인가될 때 드레인에서 소스로 전류가 흐르는 MOSFET이 사용될 수 있다.

상기 캐패시터(113)는 (+) 출력단과 (-) 출력단간에 연결되며, 인덕터(111)에 의해 승압된 DC를 정류한다. 인덕터(111)에서 발생되는 역기전력에 의해 순간적으로 상승되어 출력되는 DC 전압은 시간에 따라 고르지 못하므로, 이를 캐패시터(113)를 통해 일정하게 정류하여 출력되도록 한다.

스위치(112)가 온되면, (+) 입력단 -> 인덕터(111) -> 스위치(112) -> (-) 입력단으로 전류가 흐른다. 이때는 인덕터(111)에 전압 변화가 없으므로, 자속 변화도 없어 인덕터(111)에 역기전력이 발생하지 않는다.

그러나, 이 상태에서 스위치(112)가 오프되면, 인덕터(111)에 DC 전류가 흐르다가 갑자기 전류가 흐르지 않으므로, 인덕터(111)에 역기전력이 발생하여 스위치(112)가 다시 온될 때까지 일정 시간 동안 승압된 전류가 출력된다.

이 때, 인덕터(111)에서 발생되는 역기전력에 의해 순간적으로 상승되어 출력되는 DC 전압은 시간에 따라 고르지 못하므로, 캐패시터(113)가 이를 정류하여 일정한 DC 전류가 출력단으로 출력되도록 한다.

상기 누설 전류 제한부(120)는 상기 DC 승압부(110)의 입력단 또는 출력단에 연결되어 도전체 면적 차이를 이용해 누설 전류를 제한한다. 이 때, 상기 누설 전류 제한부(120)가 평판형 제1도전체(121)와, 평판형 제2도전체(122)를 포함할 수 있다.

상기 평판형 제1도전체(121)는 DC 승압부(110)의 (+) 입력단자 또는 (+) 출력단자에 연결되고, 상기 평판형 제2도전체(122)는 DC 승압부의 (-) 입력단자 또는 (-) 출력단자에 연결되되, 평판형 제1도전체 면적의 4배 이상의 면적을 가진다.

위에서 언급한 대한민국 등록특허 제10-1625493호(2016.05.24)에 기재된 내용으로부터 알 수 있듯이, 전원의 (+)단에 연결되는 평판 형상의 도전체에 비해 (-)단에 연결되는 평판 형상의 도전체의 면적이 크면 클수록 누설전류가 점점 작아지므로, DC 입력을 승압하여 출력하는 DC 승압부의 입력단 또는 출력단에 면적 차이를 가진 도전체들을 연결하여 간단하게 직류 승압 장치의 누설 전류를 제한할 수 있으므로, 효율적으로 인체 감전을 방지할 수 있다.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 누설 전류 제한부(120)가 평판형 제3도전체(123)를 더 포함할 수 있다. 상기 평판형 제3도전체(123)는 DC 승압부(110)의 (-) 입력단 또는 (-) 출력단에서 분기되어 접지 역할을 수행하되, 평판형 제1도전체 면적의 4배 이상의 면적을 가진다.

이 때, 상기 평판형 제3도전체(123)가 평판형 제2도전체(122)에 비해 크면 클수록 유리하다. 도전체 면적이 크면 클수록 내부 저항이 인체 저항 보다 작아지게 되어 혹시 누설 전류가 발생하더라도 누설 전류가 인체로 흐르지 않고, 평판형 제3도전체(123)를 통해 대지로 흐르거나 제3도전체에 누설전류가 머물러 인체 감전을 방지할 수 있다.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 누설 전류 제한부(120)가 차폐부(124)를 더 포함할 수 있다. 상기 차폐부(124)는 상기 평판형 제1도전체(121)와, 평판형 제2도전체(122) 및 평판형 제3도전체(123)를 차폐한다.

예컨대, 상기 차폐부(124)가 흑연 등의 재질로 된 차폐재를 이용해 평판형 제1도전체(121)와, 평판형 제2도전체(122) 및 평판형 제3도전체(123)를 외부에서 차폐하도록 구현함으로써 평판형 도전체들에 의해 발생되는 전자파를 효율적으로 차단할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 DC 입력을 승압하여 출력하는 DC 승압부의 입력단 또는 출력단에 연결되어 도전체 면적 차이를 이용해 누설 전류를 제한함으로써 효율적으로 감전을 방지할 수 있으므로, 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.

본 발명은 직류 승압 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.

100 : 직류 승압 장치
110 : DC 승압부
111 : 인덕터
112 : 스위치
113 : 캐패시터
120 : 누설 전류 제한부
121 : 평판형 제1도전체
122 : 평판형 제2도전체
123 : 평판형 제3도전체
124 : 차폐부

Claims (3)

1. DC 전원을 승압하여 출력하는 DC 승압부와;
   상기 DC 승압부의 입력단 또는 출력단에 연결되어 도전체 면적 차이를 이용해 누설 전류를 제한하는 누설 전류 제한부를;
   포함하여 이루어지는 누설 전류 제한 기능을 구비한 직류 승압 장치에 있어서,
   상기 누설 전류 제한부가:
   DC 승압부의 (+) 입력단자 또는 (+) 출력단자에 연결되는 평판형 제1도전체와;
   DC 승압부의 (-) 입력단자 또는 (-) 출력단자에 연결되되, 평판형 제1도전체 면적의 4배 이상의 면적을 가지는 평판형 제2도전체와;
   DC 승압부의 (-) 입력단 또는 (-) 출력단에서 분기되어 접지 역할을 수행하되, 평판형 제1도전체 면적의 4배 이상의 면적을 가지는 평판형 제3도전체와;
   상기 평판형 제1도전체와, 평판형 제2도전체 및 평판형 제3도전체를 외부에서 차폐하여 평판형 도전체들에 의해 발생되는 전자파를 차단하는 차폐부를;
   포함하는 것을 특징으로 하는 누설 전류 제한 기능을 구비한 직류 승압 장치.
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