KR101826179B1 - 돌입전류의 차단 회로장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 돌입전류의 차단 회로장치를 개시한다. 본 발명에 따른 돌입전류의 차단 회로장치는, 고전류를 스위칭하는 접점 릴레이를 회로에 사용할 때 발생할 수 있는 돌입전류의 유입을 효율적으로 차단하기 위해, 릴레이에 대한 온/오프 스위칭 제어 전에 돌입전류의 발생 여부를 먼저 판정한 후 이 판정결과를 토대로 하여 릴레이 제어하기 위한 구성으로 이루어진다. 따라서, 본 발명은 고전류를 스위칭하는 접점 릴레이를 회로에 사용할 때 발생할 수 있는 돌입전류의 유입을 효율적으로 차단할 수 있다.

Description

돌입전류의 차단 회로장치{CIRCUIT APPARATUS FOR BLOCKING INRUSH CURRENT}

본 발명은 돌입전류의 차단 회로장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고전류를 스위칭하는 접점 릴레이를 회로에 사용할 때 발생할 수 있는 돌입전류의 유입을 효율적으로 차단하기 위한 돌입전류의 차단 회로장치에 관한 것이다.

통상적으로, 전기/전자기기 또는 자동차의 전자제어 분야 등에서 전원이 온 상태로 전환되는 순간에 출력단의 용량성 부하로 인해 돌입전류가 발생함에 따라 해당 기기에서 오동작이 발생하는 경우가 종종 발생하고 있다.

여기서, 돌입전류는 기기의 전원을 컬 때 회로 내에서 일시적으로 발생하는 대용량의 전류를 말하는 것으로, 제한된 순간 허용 전류를 초과하여 발생함에 따라 해당 기기의 오동작을 유발시키는 원인이 된다.

즉, 릴레이 접점 시에 순간적으로 많은 전류가 회로 내부로 흘러들어 순간적인 오동작을 유발시키는 원인이 되는 것이며, 이러한 이유로 상시 전원을 연결할 경우에는 전류 낭비의 문제가 있다.

이에, 릴레이 접점 방식을 사용하면서도 돌입전류의 회로 내 유입을 차단할 수 있는 방안이 요구된다 할 것이다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 고전류를 스위칭하는 접점 릴레이를 회로에 사용할 때 발생할 수 있는 돌입전류의 유입을 효율적으로 차단하기 위해, 릴레이에 대한 온/오프 스위칭 제어 전에 돌입전류의 발생 여부를 먼저 판정한 후 이 판정결과를 토대로 하여 릴레이 제어하기 위한 돌입전류의 차단 회로장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 회로로 유입되는 입력전류와 비교하기 위한 기준전압을 형성하기 위한 선 충전회로를 회로 내의 별도 서브 회로로 구비하여 돌입전류의 차단 여부를 판정하며, 회로 내 전류 공급이 차단되는 경우 선 충전회로로부터 형성되는 기준전압으로 충전되는 커패시터를 이용하여 일시적으로 회로 내 전류 공급을 실행하기 위한 돌입전류의 차단 회로장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 돌입전류의 차단 회로장치는, 입력전류를 스위칭하기 위한 릴레이, 상기 입력전류와 비교하기 위한 기준전압을 형성하기 위한 선 충전회로, 배터리 전압에 의해 동작하여 상기 선 충전회로의 구동을 위한 제1 제어신호를 출력하는 컨트롤러 및 상기 제1 제어신호에 의해 동작하는 상기 선 충전회로의 구동을 통해 상기 기준전압을 충전하는 커패시터;를 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 커패시터에 충전된 기준전압과 상기 입력전류를 비교한 후 비교 결과를 토대로 상기 릴레이를 스위칭 제어하기 위한 제2 제어신호를 형성하고 상기 제2 제어신호를 출력하여 상기 릴레이의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 커패시터에 충전된 기준전압과 상기 입력전류에 상응하는 전압 간의 차이가 미리 정해진 전압 크기 미만이면, 상기 제2 제어신호는 상기 릴레이의 동작을 스위칭 온으로 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 커패시터에 충전된 기준전압과 상기 입력전류에 상응하는 전압 간의 차이가 미리 정해진 전압 크기 이상이면, 상기 제2 제어신호는 상기 릴레이의 동작을 스위칭 오프로 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 선 충전회로는 상기 입력전류의 변화에 상관없이 상기 기준전압을 지속하여 출력하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 선 충전회로는 적어도 2 이상의 트랜지스터를 포함하여 구현되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 입력전류는 미리 정해진 레벨 이상의 고전류인 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에서는 릴레이에 대한 온/오프 스위칭 제어 전에 돌입전류의 발생 여부를 먼저 판정한 후 이 판정결과를 토대로 하여 릴레이 제어함으로써, 고전류를 스위칭하는 접점 릴레이를 회로에 사용할 때 발생할 수 있는 돌입전류의 유입을 효율적으로 차단할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 상기 언급된 판정을 위해 회로로 유입되는 입력전류와 비교하기 위한 기준전압을 형성하기 위한 선 충전회로를 회로 내 별도의 서브 회로로 구비하며 돌입전류의 발생으로 회로 내 전류 공급이 차단되는 경우에는 선 충전회로로부터 형성되는 기준전압으로 충전되는 커패시터를 이용하여 일시적으로 회로 내 전류 공급을 실행함으로써, 돌입전류의 차단과 함께 회로 내 전류 공급을 원활하게 운용할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 돌입전류의 차단 회로장치를 일실시 예로 나타내는 도면, 및
도 2는 도 1에 도시된 선 충전회로를 일실시 예로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 돌입전류의 차단 회로장치의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 돌입전류의 차단 회로장치를 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 1에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 돌입전류의 차단 회로장치는 릴레이(100) 접점 방식으로 입력전류의 회로 내 유입을 구현하는 경우 릴레이(100)에 대한 온/오프 스위칭 제어 전에 돌입전류의 발생 여부를 먼저 판정한 후 이 판정결과를 토대로 하여 릴레이(100) 제어함에 따라, 고전류를 스위칭하는 접점 릴레이(100)를 회로에 사용할 때 발생할 수 있는 돌입전류의 회로 내 유입을 차단하기 위한 장치이다.

여기서, 릴레이(100)에 대한 온/오프 스위칭 제어 전에 돌입전류의 발생 여부를 먼저 판정하기 위한 방법은 다음과 같다.

우선, 해당 회로 내에는 유입되는 입력전류와 비교하기 위한 기준전압의 형성을 위한 선 충전회로(200)를 별도의 서브 회로로 더 구비한다.

이와 같은 선 충전회로(200)의 역할은 릴레이(100)에 입력전류가 유입되기 전에 미리 구동하여 상기 기준전압을 형성한 후, 형성한 기준전압을 선 충전회로(200)의 출력단에 연결된 커패시터(300)에 충전하는 것이다.

물론, 선 충전회로(200)는 특정 제어신호에 따라 동작하는 것이며, 돌입전류의 발생으로 인해 릴레이(100) 동작이 '스위칭 오프'로 동작하여 입력전류의 유입이 차단된 경우에는 커패시터(300)에 충전되어 있는 전류를 이용하여 회로 내 동작을 운용할 수 있는 것이다.

또한, 돌입전류가 미발생한 경우에는 릴레이(100) 동작이 '스위칭 온'으로 동작하여 입력전류를 회로 내로 유입하게 되어, 회로는 정상적으로 동작하게 된다.

구체적으로, 돌입전류의 차단 회로장치는 입력전류를 스위칭하기 위한 릴레이(100), 입력전류와 비교하기 위한 기준전압을 형성하기 위한 선 충전회로(200), 배터리 전압에 의해 동작하여 선 충전회로(200)의 구동을 위한 제1 제어신호를 출력하는 컨트롤러(400) 및 제1 제어신호에 의해 동작하는 선 충전회로(200)의 구동을 통해 기준전압을 충전하는 커패시터(300)를 포함하는 구성을 갖춘다.

여기서, 컨트롤러(400)는 커패시터(300)에 충전된 기준전압과 상기 입력전류를 비교한 후 비교 결과를 토대로 상기 입력전류를 스위칭 제어하기 위한 제2 제어신호를 형성하고, 형성한 제2 제어신호를 출력하여 릴레이(100)의 동작을 제어한다.

예컨대, 컨트롤러(400)는 커패시터(300)에 충전된 기준전압과 입력전류에 상응하는 전압 간의 차이가 미리 정해진 전압 크기 미만이면 릴레이(100)로 인가되는 입력전류에 대하여 돌입전류가 아닌 것으로 판정하고, 이에 따라 릴레이(100)를 '스위칭 온'으로 동작시키기 위한 제2 제어신호를 형성한 후 제2 제어신호를 통해 릴레이(100)에 대한 제어를 실행한다.

일례로, 상기에서 미리 정해진 전압 크기라 함은 '5V'로 설정하는 것이 가능하다.

한편, 컨트롤러(400)는 커패시터(300)에 충전된 기준전압과 입력전류에 상응하는 전압 간의 차이가 미리 정해진 전압 크기 이상이면 릴레이(100)로 인가되는 입력전류에 대하여 돌입전류인 것으로 판정하고, 이에 따라 릴레이(100)를 '스위칭 오프'로 동작시키기 위한 제2 제어신호를 형성한 후 형성한 제2 제어신호를 통해 릴레이(100)에 대한 제어를 실행한다.

또한, 본 발명의 회로 구성은 회로 내 돌입전류의 유입을 차단하기 위한 것이므로, 릴레이(100)로 인가되는 입력전류는 미리 정해진 레벨 이상의 고전류를 대상으로 하는 것이 바람직하다.

도 2는 도 1에 도시된 선 충전회로(200)를 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 2에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 선 충전회로(200)는 적어도 2 이상의 트랜지스터를 포함한 회로 구성으로 이루어진다.

즉, 배터리 전압이 인가된 후 컨트롤로로부터 출력되는 제어신호(예: PWM(Pulse Width Modulation))를 이용하여 선 충전회로(200)의 구동을 실행한다.

이후, 선 충전회로(200)의 구동을 통해 선 충전회로(200)의 출력단에 연결되어 있는 커패시터(300)에 대한 충전이 이루어진다.

이에, 컨트롤러(400)는 커패시터(300)에 충전된 전압과 릴레이(100)로 인가되는 입력전류를 비교하여 그 차이가 일정 차이 이상인 경우에만 릴레이(100)의 접점을 허용하므로, 회로 내 돌입전류를 차단하는 것이 가능하다.

또한, 도시된 회로에서 확인할 수 있듯이, 베이스 단의 전압을 가지고 에미터 단의 전류를 제어함에 따라 콜렉트 단의 전압을 제어할 수 있도록 설계되어 있다.

즉 상기 회로 구성을 통해, 입력전류 값이 변동됨에도 불구하고 트랜지스터 게이트 소스 전압은 일정 값을 유지할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명은 고전류를 스위칭하는 접점 릴레이를 회로에 사용할 때 발생할 수 있는 돌입전류의 유입을 효율적으로 차단하기 위한 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

100: 릴레이 200: 선 충전회로
300: 커패시터 400: 컨트롤러

Claims (6)

1. 입력전류를 스위칭하기 위한 릴레이;
   상기 입력전류와 비교하기 위한 기준전압을 형성하기 위한 선 충전회로;
   배터리 전압에 의해 동작하여 상기 선 충전회로의 구동을 위한 제1 제어신호를 출력하는 컨트롤러; 및
   상기 제1 제어신호에 의해 동작하는 상기 선 충전회로의 구동을 통해 상기 기준전압을 충전하는 커패시터;를 포함하며,
   상기 컨트롤러는 상기 커패시터에 충전된 기준전압과 상기 입력전류를 비교한 후 비교 결과를 토대로 상기 릴레이를 스위칭 제어하기 위한 제2 제어신호를 형성하고 상기 제2 제어신호를 출력하여 상기 릴레이의 동작을 제어하고,
   상기 커패시터에 충전된 기준전압과 상기 입력전류에 상응하는 전압 간의 차이가 미리 정해진 전압 크기 미만이면, 상기 제2 제어신호는 상기 릴레이의 동작을 스위칭 온으로 제어하는 것을 특징으로 하는 돌입전류의 차단 회로장치.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 커패시터에 충전된 기준전압과 상기 입력전류에 상응하는 전압 간의 차이가 미리 정해진 전압 크기 이상이면, 상기 제2 제어신호는 상기 릴레이의 동작을 스위칭 오프로 제어하는 것을 특징으로 하는 돌입전류의 차단 회로장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 선 충전회로는 상기 입력전류의 변화에 상관없이 상기 기준전압을 지속하여 출력하는 것을 특징으로 하는 돌입전류의 차단 회로장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 선 충전회로는 적어도 2 이상의 트랜지스터를 포함하여 구현되는 것을 특징으로 하는 돌입전류의 차단 회로장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 입력전류는 미리 정해진 레벨 이상의 고전류인 것을 특징으로 하는 돌입전류의 차단 회로장치.
   

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