KR101864627B1 - 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 노이즈의 혼신 가능성을 감축하여 회로차단기의 동작 신뢰성을 제고할 수 있는 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로를 제공하려는 것으로서, 본 발명에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로는 전력계통 회로의 아날로그 전압 검출 신호를 디지털 전압 검출 신호로 변환하여 제공하는 제 1 아날로그-디지털 변환기; 전력계통 회로의 아날로그 전류 검출 신호를 디지털 전류 검출 신호로 변환하여 제공하는 제 2 아날로그-디지털 변환기; 상기 디지털 전압 검출 신호와 상기 디지털 전류 검출 신호를 직렬 주변기기 인터페이스(SPI) 프로토콜의 데이터 또는 유니버설 동기 송수신기(USRT) 프로토콜의 데이터로 변환하여 전송하는 보조 마이크로 컴퓨터 유닛; 및 직렬 주변기기 인터페이스 프로토콜의 데이터 또는 유니버설 동기 송수신기 프로토콜의 데이터로 변환된 전압 검출 데이터 또는 전류 검출 데이터를 미리 설정된 기준 전기량과 비교하여 회로 차단을 위한 트립 제어 신호의 출력 여부를 결정하는 메인 마이크로 컴퓨터 유닛;을 포함한다.

Description

회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로{DETECTING SIGNAL PROCESSING CIRCUIT FOR CIRCUIT BREAKER}
본 발명은 회로차단기에 관한 것으로, 특히 회로차단기에 있어서 전력계통(이하 계통으로 약칭함)의 전압 또는 전류와 같은 전기량을 검출한 전기량 검출 신호를 처리하는 처리 회로에 관한 것이다.
종래기술에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로에 대해서 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
기중 회로차단기(Air Circuit Breaker, 통상 ACB 또는 기중차단기로 약칭됨)나 진공 회로차단기(Vacuum Circuit Breaker, 통상 VCB 또는 진공차단기로 약칭됨)에 있어서, 제어부는 과전류 계전기(Over Current Relay)라고 불리는 장치로 구성되어 회로차단기의 전면 조작패널에 전면이 노출되게 고정 설치된다.
이러한 제어부는 인쇄회로기판(10)과 해당 인쇄회로기판(10)에 마련되는 마이크로 컴퓨터 유닛(20)을 포함하게 구성되며, 제어부에 전력계통(이하 계통으로 약칭함) 회로의 전류량을 검출하여 제공하기 위해서 복수의 변류기(CT1, CT2, CT3, CT4)가 신호선을 통해 접속될 수 있다.
도 1에 있어서 부호 "CON"은 상기 복수의 변류기(CT1, CT2, CT3, CT4)에 연결된 상기 신호선이 연결될 수 있게 인쇄회로기판(10)에 마련되는 커넥터(CONNECTROR)를 지시한다.
이와 같이 구성되는 종래기술에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로의 동작을 도 1을 참조하여 간략히 설명한다.
복수의 변류기(CT1, CT2, CT3, CT4)가 검출한 전력 계통 회로(이하 회로로 약칭 함)에 흐르는 전류량을 나타내는 전류량 검출 신호는 아날로그 신호로서, 상기 신호선과 커넥터(CON)를 통해 인쇄회로기판(10)에 수신된다.
수신된 아날로그 신호로서 상기 전류량 검출 신호는 인쇄회로기판(10)의 배선 및 회로소자를 통해 마이크로 컴퓨터 유닛(20)에 전달된다.
마이크로 컴퓨터 유닛(20)은 미 도시한 아날로그-디지털 변환기와 중앙처리장치(CPU)를 포함하며, 상기 아날로그-디지털 변환기가 변환한 상기 전류량 검출 신호의 디지털 신호에 따른 전류량 데이터를 상기 중앙처리장치에 제공한다.
상기 중앙처리장치는 미리 설정된 과전류 기준 값, 단락전류 기준 값과 같은 기준 값과 상기 전류량 데이터를 비교하여 회로 상의 과전류 발생, 단락 전류 발생과 같은 사고전류 발생 여부를 결정하고, 회로차단기를 트립 위치(TRIP POSITION, 자동 회로차단 위치)로 동작하도록 트립 제어신호를 출력하도록 제어할 수 있다.
그러나 도 1에 도시하고 상술한 바와 같은 종래기술에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로는, 아날로그 신호인 상기 전류량 검출 신호가 인쇄회로기판(10)의 상기 커넥터에 수신된 후 마이크로 컴퓨터 유닛(20)의 상기 아날로그-디지털 변환기에 도달하기까지의 거리가 길어서, 노이즈(noise)의 혼신 가능성이 있다.
이러한 노이즈의 혼신 시 마이크로 컴퓨터 유닛(20)의 상기 전류량 검출 신호의 처리에 오동작이 발생할 가능성이 커지므로, 회로차단기의 동작 신뢰성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하는 것으로서, 본 발명의 목적은 노이즈의 혼신 가능성을 감축하여 회로차단기의 동작 신뢰성을 제고할 수 있는 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적은, 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로에 있어서, 전력계통 회로의 아날로그 전압 검출 신호를 디지털 전압 검출 신호로 변환하여 제공하는 제 1 아날로그-디지털 변환기; 전력계통 회로의 아날로그 전류 검출 신호를 디지털 전류 검출 신호로 변환하여 제공하는 제 2 아날로그-디지털 변환기; 상기 제 1 아날로그-디지털 변환기로부터의 상기 디지털 전압 검출 신호와 상기 제 2 아날로그-디지털 변환기로부터의 상기 디지털 전류 검출 신호를 직렬 주변기기 인터페이스(Serial Peripheral Interface) 프로토콜(protocol)의 데이터 또는 유니버설 동기 송수신기(Universal Synchronous Receiver Transmitter) 프로토콜의 데이터로 변환하여 전송하는 보조 마이크로 컴퓨터 유닛; 및 상기 보조 마이크로 컴퓨터 유닛으로부터 전송된 상기 직렬 주변기기 인터페이스 프로토콜의 데이터 또는 유니버설 동기 송수신기 프로토콜의 데이터로 변환된 전압 검출 데이터 또는 전류 검출 데이터를 미리 설정된 기준 전기량과 비교하여 회로 차단을 위한 트립 제어 신호의 출력 여부를 결정하는 메인 마이크로 컴퓨터 유닛;을 포함하는 본 발명에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로를 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 양상에 따라서, 본 발명에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로는, 상기 제 1 아날로그-디지털 변환기의 앞에 추가 설치되고 상기 아날로그 전압 검출 신호의 전압 수준을 축소 변환하여 상기 제 1 아날로그-디지털 변환기에 제공하는 전압 분배 회로 부를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 다른 일 양상에 따라서, 상기 전압 분배 회로 부는, 적어도 하나의 전압 분배 저항과, 상기 전압 분배 저항에 접속되어 직류 신호의 혼입을 차단하는 적어도 하나의 커패시터를 포함하게 구성된다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 양상에 따라서, 본 발명에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로는, 상기 아날로그 전압 검출 신호를 제공하는 수단이 상기 전력 계통 회로에 직접 접속되는 션트 저항(shunt resistor)으로 구성되는 경우에, 상기 제 1 아날로그-디지털 변환기와 상기 보조 마이크로 컴퓨터 유닛 사이에 추가 설치되어, 상기 제 1 아날로그-디지털 변환기와 상기 보조 마이크로 컴퓨터 유닛 사이를 노이즈로부터 절연하는 변압기를 더 포함한다.
본 발명에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로는, 전력계통 회로의 아날로그 전기량 검출 신호를 인쇄회로기판에서 중간의 긴 전송 배선의 개재 없이 직접 수신하여 디지털 변환하여 제공하는 아날로그-디지털 변환기를 포함하며, 보조 마이크로 컴퓨터 유닛을 구비하여 디지털 전기량 검출 신호를 노이즈에 강한 직렬 주변기기 인터페이스(SPI) 프로토콜의 데이터 또는 유니버설 동기 송수신기(USRT) 프로토콜의 데이터로 변환하여 메인 마이크로 컴퓨터 유닛에 전송하게 구성되므로, 전기량 검출 신호를 최종적으로 처리하는 메인 마이크로 컴퓨터 유닛에 도달할 때까지 전기량 검출 신호가 아날로그 신호 상태인 구간이 최소화되어 노이즈 혼신 가능성을 감축할 수 있고, 따라서 회로차단기 제어부의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로는, 상기 제 1 아날로그-디지털 변환기의 앞에 추가 설치되고 상기 아날로그 전압 검출 신호의 전압 수준을 축소 변환하여 상기 제 1 아날로그-디지털 변환기에 제공하는 전압 분배 회로 부를 더 포함하므로, 예컨대 80-1000 V(볼트) 수준의 전력 계통 회로의 전압 검출 신호의 전압을 마이크로 컴퓨터가 취급할 수 있는 수십 내지 수백 mV(밀리볼트) 수준의 전압으로 강압하여 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로에 있어서, 상기 전압 분배 회로 부는, 적어도 하나의 전압 분배 저항과, 상기 전압 분배 저항에 접속되어 직류 신호의 혼입을 차단하는 적어도 하나의 커패시터를 포함하게 구성되므로, 전압 분배 저항에 의해 입력되는 상기 전압 검출 신호의 전압을 강압하여 제공할 수 있고, 직류 노이즈 신호의 유입을 커패시터에 의해 차단(절연)할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로는, 상기 아날로그 전압 검출 신호를 제공하는 수단이 상기 전력 계통 회로에 직접 접속되는 션트 저항(shunt resistor)으로 구성되는 경우에, 제 1 아날로그-디지털 변환기와 보조 마이크로 컴퓨터 유닛 사이에 추가 설치되는 변압기를 더 포함하므로, 상기 제 1 아날로그-디지털 변환기와 상기 보조 마이크로 컴퓨터 유닛 사이를 노이즈로부터 절연할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로의 구성을 보여주는 블록 도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로의 구성을 보여주는 블록 도이며,
도 3a는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로에 있어서 전류 검출 부의 구성을 간략히 보여주는 도면이고,
도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 에 있어서 전압 검출 부로서 션트 저항의 구성을 보여주는 도면이며,
도 4는 도 2에서 전압 분배 회로 부의 일 실시 예를 보여주는 도면이다.
상술한 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로는 도 2에 도시한 바와 같이 제 1 아날로그-디지털 변환기(31), 제 2 아날로그-디지털 변환기(32), 보조 마이크로 컴퓨터 유닛(AUXILIARY MICROCOMPUTER UNIT)(34) 및 메인 마이크로 컴퓨터 유닛(MAIN MICROCOMPUTER UNIT)(41)을 포함하게 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따라서 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로는 2개의 인쇄회로기판에 나누어져 설치될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로는 제 1 인쇄회로기판(30)과 제 2 인쇄회로기판(40)에 나누어져 설치될 수 있으며, 실시 예에 따라서 제 2 인쇄회로기판(40)에 메인 마이크로 컴퓨터 유닛(41)이 설치되고 나머지 구성부품들은 제 1 인쇄회로기판(30)에 설치될 수 있다.
제 1 아날로그-디지털 변환기(31)는 전력계통 회로의 아날로그 전압 검출 신호를 디지털 전압 검출 신호로 변환하여 제공한다.
여기서 주목할 구성 특징은 메인 마이크로 컴퓨터 유닛 내에 설치되는 종래기술과 달리 본 발명에 있어서 제 1 아날로그-디지털 변환기(31)는 메인 마이크로 컴퓨터 유닛(41)로부터 분리하여 전력계통 회로의 아날로그 전압 검출 신호를 수신하는 입력 부 측에 설치한다는 것이다.
따라서 본 발명에 있어서 전기량 검출 신호 처리 회로에 입력되는 전압 검출 신호가 아날로그 신호 상태인 회로 구간이 최소화될 수 있으며 따라서 노이즈의 혼신 가능성을 그만큼 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
전력계통 회로에 있어서 전압 검출은 도 3b에 도시된 바와 같은 션트 저항(SHUNT RESISTOR, 일종의 분압 저항)(SR1, SR2)에 의해 검출될 수 있다. 이와 같이 회로차단기에 있어서 션트 저항과 같은 전압 검출 수단에 의해서 검출되는 전력계통 회로의 검출 전압은 예컨대 80-1000 V에 달하며, 이러한 전압 수준은 마이크로 컴퓨터 유닛에서 취급할 수 있는 수십 내지 수백 mV의 수준을 크게 초과한다.
따라서 전압 검출 수단에 의해서 검출되는 전력계통 회로의 검출 전압을 마이크로 컴퓨터 유닛에서 취급할 수 있는 수십 내지 수백 mV의 수준으로 강압(축소 변환)하기 위해서 도 2를 참조할 수 있는 바와 같이 전압 분배 회로 부(35)가 제 1 아날로그-디지털 변환기(31)의 앞에 추가 설치될 수 있다.
전압 분배 회로 부(35)는 도 3b를 참조할 수 있는 바와 같이 일 실시 예에 따라서 복수의 분압 저항과 해당 분압 저항들 중 적어도 어느 하나의 양단으로부터 전압 신호를 출력하는 분압 회로로 구성될 수 있다.
또한 도 4에 도시한 바와 같이 전압 분배 회로 부(35)는 R상, S상, T상의 상별로 회로의 전압을 분압하는 복수의 분압 저항(R1, R2)과, 해당 분압 저항(R1, R2)에 직렬 또는 병렬로 접속되어 직류 신호의 혼입을 차단하는 커패시터(C1, C2)를 포함하게 구성될 수 있다. 도 4에 있어서 부호 R, S, T로 지시된 부분은 R상, S상, T상의 회로별 접속 단을 지시하고, V_R, V_S, V_T로 지시된 부분은 R상, S상, T상의 회로별 검출 전압 출력 단자를 지시한다.
도 4에 있어서 상 별로 제1 커패시터(C1)는 복수의 분압 저항(R1, R2)의 사이에 직렬로 접속되어 직류 신호의 혼입을 차단하고, 상 별로 제2 커패시터(C2)는 분압저항(R2)와 병렬로 접속되어 직류 신호의 혼입을 차단한다.
제 2 아날로그-디지털 변환기(32)는 전력계통 회로의 아날로그 전류 검출 신호를 디지털 전류 검출 신호로 변환하여 제공한다.
전력계통 회로에 있어서 전류 검출은 도 3a에 도시된 바와 같은 변류기(Current Transformer)또는 로고우스키 코일(Rogowski coil)와 같은 전류 검출 수단에 의해서 이루어질 수 있으며, 이와 같은 전류 검출 수단의 경우 2차 권선에 유도되는 회로의 전류량에 비례하는 유도 전압의 수준은 수 mV 내지 수십 mV 수준으로 마이크로컴퓨터가 취급할 수 있는 수준이어서 제 2 아날로그-디지털 변환기(32)의 앞에 강압 회로를 추가 설치할 필요가 없다.
한편, 도 3b와 같이 전력계통 회로의 전압을 검출하는 전압 검출 수단으로서 션트 저항(SR1, SR2)이 사용되는 경우, 션트 저항(SR1, SR2)이 전력계통 회로에 직접 접속되는 구성이므로, 전력계통 회로로부터 노이즈가 아날로그 전압 검출 신호에 혼입되어 수신될 가능성이 있다.
따라서 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로는, 본 발명의 바람직한 일 양상에 따라서 상기 아날로그 전압 검출 신호를 제공하는 수단이 상기 전력 계통 회로에 직접 접속되는 션트 저항(SR1, SR2)으로 구성되는 경우에, 상기 제 1 아날로그-디지털 변환기(32)와 상기 보조 마이크로 컴퓨터 유닛(34) 사이에 추가 설치되어, 상기 제 1 아날로그-디지털 변환기(31)와 상기 보조 마이크로 컴퓨터 유닛(34) 사이를 노이즈로부터 절연하는 변압기(33)를 더 포함할 수 있다.
한편, 도 3b와 같이 전력계통 회로의 전압을 검출하는 전압 검출 수단으로서 전압 변성기(Potential Transformer, 미 도시)가 사용되는 경우는, 전압 변성기의 2차측 권선(즉 출력 권선)은 전력계통 회로에 직접 접속되지 않는 구성이므로 전력계통 회로로부터의 노이즈가 전압 변성기의 2차측 권선에 유입될 가능성이 희박하며, 따라서 상기 제 1 아날로그-디지털 변환기(31)와 상기 보조 마이크로 컴퓨터 유닛(34) 사이에 노이즈를 절연하기 위한 변압기를 설치할 필요가 없어진다.
또한, 도 3a와 같이 전력계통 회로의 전류를 검출하는 전류 검출 수단으로서 변류기(Current Transformer)가 사용되는 경우, 변류기의 2차측 권선은 전력계통 회로에 직접 접속되지 않는 구성이므로 전력계통 회로로부터의 노이즈가 변류기의 2차측 권선에 유입될 가능성이 희박하며, 따라서 상기 제 2 아날로그-디지털 변환기(32)와 상기 보조 마이크로 컴퓨터 유닛(34) 사이에 노이즈를 절연하기 위한 변압기를 설치할 필요가 없다.
보조 마이크로 컴퓨터 유닛(34)은 수신한 신호를 특정한 통신 프로토콜의 신호로 변환하기 위한 수단으로서 마련된다.
보조 마이크로 컴퓨터 유닛(34)은 제 1 아날로그-디지털 변환기(31)의 출력단 및 제 2 아날로그-디지털 변환기(32)의 출력단과 접속되어 이들로부터 출력되는 디지털 출력 신호를 수신할 수 있다.
보조 마이크로 컴퓨터 유닛(34)은 바람직한 실시 예에 따라서 상술한 변압기(33)를 통해서 제 1 아날로그-디지털 변환기(31)로부터 출력된 디지털 출력 신호를 수신할 수 있다.
보조 마이크로 컴퓨터 유닛(34)의 출력단은 커넥터(CON)를 통해서 제 2 인쇄회로기판(40)의 메인 마이크로 컴퓨터 유닛(41)과 통신 접속될 수 있다.
보조 마이크로 컴퓨터 유닛(34)은 제 1 아날로그-디지털 변환기(31)로부터의 상기 디지털 전압 검출 신호와 제 2 아날로그-디지털 변환기(32)로부터의 상기 디지털 전류 검출 신호를 직렬 주변기기 인터페이스(Serial Peripheral Interface, 통상 SPI로 약칭됨) 프로토콜(protocol)의 데이터 또는 유니버설 동기 송수신기(Universal Synchronous Receiver Transmitter, 통상 USRT로 약칭됨) 프로토콜의 데이터로 변환하여 전송한다.
메인 마이크로 컴퓨터 유닛(41)은 예컨대 데이터 버스(DATA BUS) 또는 직렬 통신 케이블과 같은 통신 경로를 통해서 제 1 인쇄회로기판(30)의 커넥터(CON)를 경유하여 제 1 인쇄회로기판(30)의 보조 마이크로 컴퓨터 유닛(34)에 통신 접속될 수 있다.
메인 마이크로 컴퓨터 유닛(41)은 전압 검출 데이터와 전류 검출 데이터 중 적어도 어느 하나를 미리 설정된 기준 전기량과 비교하여 회로 차단을 위한 트립 제어 신호의 출력 여부를 결정한다.
즉, 메인 마이크로 컴퓨터 유닛(41)은 전압 검출 데이터와 전류 검출 데이터의 모두 또는 이들 데이터 중 어느 하나를 미리 설정된 기준 전기량과 비교하여 회로 차단을 위한 트립 제어 신호의 출력 여부를 결정한다.
다시 말해서, 상기 보조 마이크로 컴퓨터 유닛(34)으로부터 전송된 상기 직렬 주변기기 인터페이스 프로토콜의 데이터 또는 유니버설 동기 송수신기 프로토콜의 데이터로 변환된 전압 검출 데이터 또는 전류 검출 데이터를 미리 설정된 기준 전기량과 비교하여, 메인 마이크로 컴퓨터 유닛(41)은 회로 차단을 위한 트립 제어 신호의 출력 여부를 결정한다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로의 동작을 도 2를 참조하여 설명한다.
전압 검출 수단으로서 도 3b에 도시된 바와 같은 션트 저항(SR1, SR2)이 제공될 수 있다. 션트 저항(SR1, SR2)은 전력계통 회로의 전압을 나타내는 아날로그 전압 검출 신호를 전압 분배 회로 부(35)에 제공한다.
그러면, 전압 분배 회로 부(35)는 전력계통 회로의 검출 전압을 마이크로 컴퓨터 유닛에서 취급할 수 있는 수십 내지 수백 mV의 수준으로 강압(축소 변환)하여 제 1 아날로그-디지털 변환기(31)에게 제공한다.
이에 제 1 아날로그-디지털 변환기(31)는 아날로그 전압 검출 신호를 디지털 전압 검출 신호로 변환하여, 변압기(33)에 제공한다.
상기 디지털 전압 검출 신호는 변압기(33)에 의해 노이즈 절연되어 변압기(33)의 2차측 권선을 통해 보조 마이크로 컴퓨터 유닛(34)에 제공된다.
한편, 전력계통 회로의 전류량에 비례하는 아날로그 전류 검출 신호(Id)는 도 3a에 도시된 바와 같은 변류기의 2차 권선에 유기되어 제 2 아날로그-디지털 변환기(32)에게 제공된다.
제 2 아날로그-디지털 변환기(32)는 상기 아날로그 전류 검출 신호(Id)를 디지털 전류 검출 신호로 변환하여 보조 마이크로 컴퓨터 유닛(34)에 출력한다.
이에 보조 마이크로 컴퓨터 유닛(34)은 제 1 아날로그-디지털 변환기(31)로부터의 상기 디지털 전압 검출 신호와 제 2 아날로그-디지털 변환기(32)로부터의 상기 디지털 전류 검출 신호를 직렬 주변기기 인터페이스(SPI) 프로토콜의 데이터 또는 유니버설 동기 송수신기(USRT) 프로토콜의 데이터로 변환하여 전송한다.
따라서 보조 마이크로 컴퓨터 유닛(34)에 의해 변환된 직렬 주변기기 인터페이스(SPI) 프로토콜 방식의 전류 검출 데이터 및 전압 검출 데이터 또는 유니버설 동기 송수신기(USRT) 프로토콜 방식의 전류 검출 데이터 및 전압 검출 데이터는 커넥터(CON)를 통해 데이터 버스 또는 직렬 통신 선로를 통해 메인 마이크로 컴퓨터 유닛(41)에 전송된다.
이에 메인 마이크로 컴퓨터 유닛(41)은 전압 검출 데이터와 전류 검출 데이터 중 적어도 어느 하나를 미리 설정된 기준 전기량과 비교하여 회로 차단을 위한 트립 제어 신호의 출력 여부를 결정한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로는, 전력계통 회로의 아날로그 전기량 검출 신호를 인쇄회로기판에서 중간의 긴 전송 배선의 개재 없이 직접 수신하여 디지털 변환하여 제공하는 아날로그-디지털 변환기를 포함하며, 보조 마이크로 컴퓨터 유닛을 구비하여 디지털 전기량 검출 신호를 노이즈에 강한 직렬 주변기기 인터페이스(SPI) 프로토콜의 데이터 또는 유니버설 동기 송수신기(USRT) 프로토콜의 데이터로 변환하여 메인 마이크로 컴퓨터 유닛에 전송하게 구성되므로, 전기량 검출 신호를 최종적으로 처리하는 메인 마이크로 컴퓨터 유닛에 도달할 때까지 전기량 검출 신호가 아날로그 신호 상태인 구간이 최소화되어 노이즈 혼신 가능성을 감축할 수 있고, 따라서 회로차단기 제어부의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
10: 인쇄회로기판 20: 마이크로 컴퓨터 유닛
30: 제 1 인쇄회로기판 31: 제 1 아날로그-디지털 변환기
32: 제 2 아날로그-디지털 변환기 33: 변압기
34: 보조 마이크로 컴퓨터 유닛 35: 전압 분배 회로 부
40: 제 2 인쇄회로기판 41: 메인 마이크로 컴퓨터 유닛

Claims (6)

  1. 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로에 있어서,
    전력계통 회로의 아날로그 전압 검출 신호를 디지털 전압 검출 신호로 변환하여 제공하는 제 1 아날로그-디지털 변환기;
    전력계통 회로의 아날로그 전류 검출 신호를 디지털 전류 검출 신호로 변환하여 제공하는 제 2 아날로그-디지털 변환기;
    상기 제 1 아날로그-디지털 변환기로부터의 상기 디지털 전압 검출 신호와 상기 제 2 아날로그-디지털 변환기로부터의 상기 디지털 전류 검출 신호를 미리 결정된 프로토콜의 데이터로 변환하여 전송하는 보조 마이크로 컴퓨터 유닛; 및
    상기 보조 마이크로 컴퓨터 유닛으로부터 전송된 전압 검출 데이터 또는 전류 검출 데이터를 미리 설정된 기준 전기량과 비교하여 회로 차단을 위한 트립 제어 신호의 출력 여부를 결정하는 메인 마이크로 컴퓨터 유닛;을 포함하고,
    상기 제 1 아날로그-디지털 변환기, 제 2 아날로그-디지털 변환기 및 보조 마이크로 컴퓨터 유닛은 제 1 인쇄회로기판에 설치되며,
    상기 메인 마이크로 컴퓨터 유닛은 제 2 인쇄회로기판에 설치되고, 커넥터를 통해서 상기 제 1 인쇄회로기판의 보조 마이크로 컴퓨터 유닛에 통신 접속되며,
    상기 제 1 아날로그-디지털 변환기는 상기 메인 마이크로 컴퓨터 유닛로부터 분리하여 상기 아날로그 전압 검출 신호를 수신하는 입력부 측에 설치되는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 아날로그-디지털 변환기의 앞에 추가 설치되고, 상기 아날로그 전압 검출 신호의 전압 수준을 축소 변환하여 상기 제 1 아날로그-디지털 변환기에 제공하는 전압 분배 회로 부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전압 분배 회로 부는,
    적어도 하나의 전압 분배 저항과,
    상기 전압 분배 저항에 접속되어 직류 신호의 혼입을 차단하는 적어도 하나의 커패시터를 포함하게 구성되는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전압 분배 회로 부는 교류 상 별로 마련되는 복수의 전압 분배 회로 부를 포함하고,
    각각의 전압 분배 회로는,
    서로 직렬 접속되는 한 쌍의 분압 저항;
    상기 한 쌍의 분압 저항의 사이에 직렬로 접속되어 직류 신호의 혼입을 차단하는 제1 커패시터; 및
    상기 한 쌍의 분압 저항 중 어느 하나에 병렬로 접속되어 직류 신호의 혼입을 차단하는 제2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 아날로그-디지털 변환기와 상기 보조 마이크로 컴퓨터 유닛 사이에 추가 설치되어, 상기 제 1 아날로그-디지털 변환기와 상기 보조 마이크로 컴퓨터 유닛 사이를 노이즈로부터 절연하는 변압기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 미리 결정된 프로토콜의 데이터는 직렬 주변기기 인터페이스(Serial Peripheral Interface) 프로토콜(protocol)의 데이터 또는 유니버설 동기 송수신기(Universal Synchronous Receiver Transmitter) 프로토콜의 데이터인 것을 특징으로 하는 회로차단기의 전기량 검출 신호 처리 회로.
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