KR101873866B1 - 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈 - Google Patents

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Abstract

전도선로 연결이 필요한 제어시스템의 디지털 신호 선로를 통해 유입되는 고전력 서지를 광결합 채널을 이용해 차단할 수 있는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈이 개시된다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈은 입력되는 디지털 신호로부터 서지 신호를 제거 혹은 제한하는 서지 보호 회로부; 서지 보호 회로부의 출력 신호를 수신받아 광신호로 변환하여 전송하는 발광 회로부; 발광 회로부로부터 광신호를 수신하는 수광 회로부; 수광 회로부의 출력 신호를 디지털 신호로 복원하는 신호 복원 회로부; 및 서지 보호 회로부, 발광 회로부, 수광 회로부 및 신호 복원 회로부를 내부에 위치시키며, 제어시스템을 보호하는 전자파 차폐 장벽을 관통하여 위치하는 모듈 케이스부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈{BROAD-BAND SURGE SUPPRESSION MODULE WITH PHOTONIC-COUPLING CHANNEL}
본 발명은 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈에 관한 것으로, 특히 전도선로 연결이 필요한 제어시스템의 디지털 신호 선로를 통해 유입되는 고전력 서지를 광결합 채널을 이용해 차단할 수 있는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈에 관한 것이다.
전기 및 산업 설비 제어시스템에는 다양한 제어신호 전달을 위해 많은 수의 선로 연결이 필요하다. 예를 들어, 전력망 제어시스템에의 경우에는 시스템 동작을 위한 전원선, 전력선 차단기 또는 단로기 등의 전력 제어 설비의 상태 감시를 위한 신호선, 제어 신호 송/수신을 위한 제어선 연결이 필요하며, 설비의 기능이나 종류에 따라 많은 수의 신호/제어선이 사용되기도 한다. 제어시스템에 연결되는 모든 선로는 전원 및 신호 전달을 위해 도전성 전송선로가 이용되며, 이는 외부 고전력 서지가 제어시스템 내부로 전달되는 통로 역할을 할 수 있다.
제어시스템 내부로 전달된 서지 세기가 내부 전자 회로의 내성 전압 보다 높은 경우, 제어시스템의 오동작이나 물리적 파괴가 발생할 수 있기 때문에 전도 서지로부터 시스템을 보호하기 위해서는 선로별 특성에 적합한 서지 차단 장치가 추가되어야 한다.
일반적으로 전도성 경로의 서지 차단 장치는 필터(filter)로 불리며, 기본 기능은 선로를 통해 전달되는 신호에서 불요 주파수 성분을 억제하는 주파수 선택(frequency selector)기이다. 필터는 인덕터(inductor)와 캐패시터(capacitor)의 조합회로이며, 필터를 통해 전달되는 주파수에 따라 저역 통과 또는 고역 통과 등으로 구분된다. 고전력 서지 차단을 위한 필터에는 필터 회로와 별도의 서지 차단장치(SPD: Surge protect device)가 함께 설치되기도 한다. 필터 내부 또는 필터 입력단에 연결되는 서지차단 장치는 고전력 서지 신호가 입력되는 경우, 서지 신호를 접지선을 통해 흐르도록 유도함으로써 필터 회로 입력단에 인가되지 않도록 하는 역할을 한다.
필터 회로를 구성하는 인덕터(inductor)와 캐패시터(capacitor) 소자 정격은 선로에 인가되는 신호 세기에 의해 결정된다. 높은 정격을 수용할 수 있는 필터 제작에는 부피가 크고 높은 정격을 갖는 부품이 사용되어야 하기 때문에 제작된 필터의 부피가 증가하게 된다. 특히 철심 코어(core)가 사용되는 인덕터의 사용으로 인해 정격에 따라 필터 부피 증가는 필연적이며, 소형으로 제작되는데 한계를 갖는다. 특히 고전력 서지 차단 필터에는 필터 회로와 함께 별도의 고전력 서지 차단 장치가 함께 설치되기 때문에 필터 전체 부피를 소형화하는데 불리하다.
제어시스템을 고전력 전자파침해로부터 보호하기 위해서는 보호대상 시스템은 전자파 차폐 공간 내부에 설치되어야 하며, 해당 시스템에 연결되어야 하는 전송선로들은 전자파 차폐 장벽을 통과하도록 설치된다. 일반적으로 전자파 차폐 공간 내부에 설치되는 시스템에 연결되는 도전 선로들은 적절한 필터를 통해 전자파 차폐 공간 내부와 연결되며, 고전력 서지 차단 필터는 전자파 차폐 장벽에 전기적으로 연결된 상태로 설치된다.
예를 들어 전력망 제어시스템 보호를 위해 해당 시스템을 전자파 차폐 공간 내부에 설치하게 되면 다수의 선로가 전자파 차폐 장벽을 통과하도록 설치되어야 한다. 전력망 제어시스템에는 전원선, 신호선 및 제어선 연결이 필요하며, 장비 별로 수십 개 이상의 신호선과 제어선 연결이 필요하다. 이처럼 다수의 선로 연결을 위한 필터를 설치하기 위해서는 매우 넓은 필터 설치 공간이 필요하게 된다.
차폐 장벽에 다수의 필터를 설치하게 되면 차폐 장벽을 관통하는 다수의 홀 가공에 의해 장벽의 전자파 차폐 성능 저하될 수 있으며, 상용 필터 제품의 단가가 수십 만원 이상으로 고가이기 때문에 비용도 함께 증가하게 된다.
관련하여 한국공개특허 제2005-0029078호는 '서지 차단 장치'를 개시한다.
본 발명의 목적은 다수의 전도선로 연결이 필요한 제어시스템을 고전력 전자파침해로부터 보호하는 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전도선로 연결이 필요한 제어시스템의 디지털 신호 선로를 통해 유입되는 고전력 서지를 광결합 채널을 이용해 차단하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 서지 차단 모듈을 소형으로 구현하는 것을 목적으로 한다. 더불어, 본 발명은 다수의 필터 설치에 필요했던 공간을 줄일 수 있도록 하며, 동일한 공간에 보다 많은 수의 전송선로 연결을 가능케 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 광대역 서지 신호를 매우 효과적으로 차단하고, 차폐 장벽에 조립 및 분리 가능한 형태로 제작하여 유지 보수를 용이케 하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈은 입력되는 디지털 신호로부터 서지 신호를 제거 혹은 제한하는 서지 보호 회로부; 상기 서지 보호 회로부의 출력 신호를 수신받아 광신호로 변환하여 전송하는 발광 회로부; 상기 발광 회로부로부터 상기 광신호를 수신하는 수광 회로부; 상기 수광 회로부의 출력 신호를 디지털 신호로 복원하는 신호 복원 회로부; 및 상기 서지 보호 회로부, 상기 발광 회로부, 상기 수광 회로부 및 상기 신호 복원 회로부를 내부에 위치시키며, 제어시스템을 보호하는 전자파 차폐 장벽을 관통하여 위치하는 모듈 케이스부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 모듈 케이스부의 내부에서 상기 발광 회로부 및 상기 수광 회로부의 사이에 형성되는 내부 도체 격벽부를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 내부 도체 격벽부를 관통하여 형성되는 격벽 관통 도파관에 위치하는 광케이블을 통하여 상기 발광 회로부에서 전송되는 상기 광신호가 상기 수광 회로부로 전송될 수 있다.
이 때, 상기 내부 도체 격벽부를 관통하여 형성되는 격벽 홀을 통하여 상기 발광 회로부에서 전송되는 상기 광신호가 상기 수광 회로부로 전송될 수 있다.
이 때, 상기 발광 회로부는 상기 내부 도체 격벽부의 일측에 밀착하여 형성되며, 상기 수광 회로부는 상기 내부 도체 격벽부의 타측에 밀착하여 형성될 수 있다.
이 때, 상기 내부 도체 격벽부는, 상기 전자파 차폐 장벽에 상기 모듈 케이스부가 결합된 상태에서 상기 전자파 차폐 장벽의 연장선상에 위치하도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 모듈 케이스부는, 상기 전자파 차폐 장벽에 분리 및 결합될 수 있도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 모듈 케이스부는, 상기 전자파 차폐 장벽을 관통하여 형성되는 관통 도파관에 분리 및 결합될 수 있도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 신호 복원 회로부는 DC 전원 공급원을 통해 DC 전원을 공급받아 상기 광신호를 디지털 신호로 복원할 수 있다.
이 때, 상기 모듈 케이스부에는, 입력단 혹은 출력단 측 표면에 표식이 형성될 수 있다.
이 때, 상기 모듈 케이스부는 원통형으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈은 제어시스템을 보호하는 전자파 차폐 장벽을 관통하여 위치하는 모듈 케이스부; 상기 모듈 케이스부의 내부에 위치하며, 입력 신호로부터 서지 신호를 제거 혹은 제한하는 서지 보호 회로부; 상기 모듈 케이스부의 내부에 위치하며, 상기 서지 보호 회로부의 출력 신호를 수신받아 광결합 채널을 통해 상기 모듈 케이스부의 입력단에서 출력단으로 전송하는 광결합 채널부; 및 상기 모듈 케이스부의 내부에 위치하며, 상기 광결합 채널부의 출력 신호를 디지털 신호로 복원하는 신호 복원 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 광결합 채널부는, 상기 서지 보호 회로부의 출력 신호를 수신받아 광신호로 변환하여 전송하는 발광 회로부; 및 상기 발광 회로부로부터 상기 광신호를 수신하는 수광 회로부를 포함하여 형성될 수 있다.
이 때, 상기 모듈 케이스부의 내부에서 상기 발광 회로부 및 상기 수광 회로부의 사이에 형성되는 내부 도체 격벽부를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 내부 도체 격벽부를 관통하여 형성되는 격벽 관통 도파관에 위치하는 광케이블을 통하여 상기 발광 회로부에서 전송되는 상기 광신호가 상기 수광 회로부로 전송될 수 있다.
이 때, 상기 내부 도체 격벽부를 관통하여 형성되는 격벽 홀을 통하여 상기 발광 회로부에서 전송되는 상기 광신호가 상기 수광 회로부로 전송될 수 있다.
이 때, 상기 모듈 케이스부는, 상기 전자파 차폐 장벽에 분리 및 결합될 수 있도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 모듈 케이스부에는, 입력단 혹은 출력단 측 표면에 표식이 형성될 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈은 복수개의 광대역 서지 차단기를 내측에 포함하며 제어시스템을 보호하는 전자파 차폐 장벽의 일측에 형성되는 모듈 함체를 포함하며, 상기 복수개의 광대역 서지 차단기 각각은, 입력되는 디지털 신호로부터 서지 신호를 제거 혹은 제한하는 서지 보호 회로부; 상기 서지 보호 회로부의 출력 신호를 수신받아 광신호로 변환하여 전송하는 발광 회로부; 상기 발광 회로부로부터 상기 광신호를 수신하는 수광 회로부; 상기 수광 회로부의 출력 신호를 디지털 신호로 복원하는 신호 복원 회로부; 및 상기 서지 보호 회로부, 상기 발광 회로부, 상기 수광 회로부 및 상기 신호 복원 회로부를 내부에 위치시키며, 상기 전자파 차폐 장벽의 연장선상에 위치되는 상기 함체 모듈 내부의 함체 차폐 장벽을 관통하여 위치하는 모듈 케이스부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 모듈 케이스부의 내부에서 상기 발광 회로부 및 상기 수광 회로부의 사이에 형성되는 내부 도체 격벽부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다수의 전도선로 연결이 필요한 제어시스템을 고전력 전자파침해로부터 보호할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전도선로 연결이 필요한 제어시스템의 디지털 신호 선로를 통해 유입되는 고전력 서지를 광결합 채널을 이용해 차단할 수 있다.
그리고, 본 발명은 필터 회로 대신 광결합 채널을 이용해 신호를 전달하기 때문에, 서지 차단 모듈을 소형으로 구현할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 다수의 필터 설치에 필요했던 공간을 줄일 수 있도록 하며, 동일한 공간에 보다 많은 수의 전송선로 연결을 가능케 한다.
또한, 본 발명은 광결합 채널을 통해 신호를 전달한 후 원신호로 복원하기 때문에 광대역 서지 신호를 매우 효과적으로 차단할 수 있다.
또한, 본 발명은 차폐 장벽에 조립 및 분리 가능한 형태로 제작되어 유지 보수를 용이케 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 내부 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 내부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 내부 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈이 설치되는 전자파 차폐 장벽 및 관통 도파관의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 도 5 및 도 6에 따른 관통 도파관에 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈이 결합되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈이 전자파 차폐 장벽에 직접 결합되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 내지 도 14는 입력용의 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 내지 도 17은 출력용의 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈 복수개가 포함된 모듈 함체의 전자파 차폐 장벽에 대한 설치 예시도이다.
도 19 및 도 20은 모듈 함체 내부의 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 배치를 설명하기 위한 내부 단면도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 구성 및 동작에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 내부 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 내부 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈(100)은 제어시스템의 전자파 차폐 장벽의 일측에 위치할 수 있으며, 전자파 차폐 장벽의 외측으로부터 디지털 신호를 입력부(100a)를 통하여 수신 후, 광결합 채널을 통하여 내부적으로 전달 및 재변환 후 출력부(100b)를 통하여 디지털 신호로 전자파 차폐 장벽 내부의 제어시스템으로 전달할 수 있게 형성된다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈(100)은 모듈 케이스부(110), 서지 보호 회로부(120), 발광 회로부(130), 수광 회로부(140), 신호 복원 회로부(150) 및 내부 도체 격벽부(160)를 포함하여 형성될 수 있다.
모듈 케이스부(110)는 후술하는 서지 보호 회로부(120), 발광 회로부(130), 수광 회로부(140), 신호 복원 회로부(150) 및 내부 도체 격벽부(160)를 내부에 위치시키는 케이스이다. 이러한, 모듈 케이스부(110)는 모듈 커버(110a) 및 모듈 외함(110b)을 포함하여 형성될 수 있다. 그리고, 모듈 케이스부(110)는 제어시스템을 보호하는 전자파 차폐 장벽을 관통하여 위치할 수 있다. 또한, 모듈 케이스부(110)는 전자파 차폐 장벽에 분리 및 결합될 수 있도록 형성된다. 분리 및 결합 방식에 대하여는 도 5 내지 도 11과 함께 후술한다. 또한, 모듈 케이스부(110)는 원통형으로 형성될 수 있다.
서지 보호 회로부(120)는 입력 신호선(10)을 통하여 입력되는 디지털 신호로부터 서지 신호를 제거 혹은 제한한다.
발광 회로부(130)는 서지 보호 회로부(120)의 출력 신호를 수신받아 광신호로 변환하여 전송한다.
수광 회로부(140)는 발광 회로부(130)로부터 광신호를 수신한다. 발광 회로부(130) 및 수광 회로부(140)는 광결합 채널을 형성하며, 서지 보호 회로부(120)의 출력 신호를 수신받아 모듈 케이스부(110)의 내부 입력단에서 출력단으로 전송하도록 구성된다. 이 때, 후술하는 내부 도체 격벽부(160)를 관통하여 형성되는 격벽 관통 도파관(135a)에 위치하는 광케이블(135b)을 통하여 발광 회로부(130)에서 전송되는 상기 광신호가 수광 회로부(140)로 전송될 수 있다.
신호 복원 회로부(150)는 수광 회로부(140)의 출력 신호를 디지털 신호로 복원하여 출력 신호선(20)을 통해 출력한다. 이 때, 출력 신호선(20)은 전자파 차폐 장벽 내부의 제어시스템에 연결된다. 이러한, 신호 복원 회로부(150)는 DC 전원 공급원을 통하여 DC 전원을 공급받아 광신호를 디지털 신호로 복원할 수 있다. 즉, 신호 복원 회로부(150)에는 DC 급전선로가 추가로 연결될 수 있다.
내부 도체 격벽부(160)는 모듈 케이스부(110)의 내부에서 발광 회로부(130) 및 수광 회로부(140)의 사이에 형성된다. 이러한, 내부 도체 격벽부(160)는 전자파 차폐 장벽에 모듈 케이스부(110)가 결합된 상태에서 전자파 차폐 장벽의 연장선상에 위치하도록 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 구성 및 동작에 대하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 내부 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈(200)은 도 1 내지 도 3에 따른 광대역 서지 차단 모듈(100)과 광결합 채널의 구성만을 달리하여 구성된다. 따라서, 이하에서 해당 광결합 채널의 구성에 대하여만 설명하고, 동일한 구성에 대하여는 도 1 내지 도 3에 따른 광대역 서지 차단 모듈(100)과 도면 부호를 동일하게 하며 자세한 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈(200)의 광결합 채널은 내부 도체 격벽부(260)를 관통하여 형성되는 격벽 홀(260a)을 포함하여 형성된다. 즉, 발광 회로부(130)에서 전송되는 광신호는 내부 도체 격벽부(260)의 격벽 홀(260a)을 통하여 수광 회로부(140)에 전송된다. 이 때, 발광 회로부(130)는 내부 도체 격벽부(260)의 일측에 밀착하여 형성될 수 있고, 수광 회로부(140)는 내부 도체 격벽부(260)의 타측에 밀착하여 형성될 수 있다. 이의 구조를 통해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈(200)은 보다 소형화될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 전자파 차폐 장벽에의 결합 및 분리 방식에 대하여 설명하도록 한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈이 설치되는 전자파 차폐 장벽 및 관통 도파관의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 7 내지 도 9는 도 5 및 도 6에 따른 관통 도파관에 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈이 결합되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제어시스템을 외곽에서 보호하는 전자파 차폐 장벽(1)에는 이를 관통하여 형성되는 관통 도파관(2)이 일측에 위치할 수 있다. 그리고, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 전자파 차폐 장벽(1)의 관통 도파관(2)에 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈(100)이 삽입되어 결합될 수 있으며, 그 역으로 분리될 수도 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈이 전자파 차폐 장벽에 직접 결합되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 전자파 차폐 장벽(3)은 일측에 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈(100)을 결합할 수 있는 홀이 위치하여, 상호 직접 결합될 수 있게 형성될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 입력용/출력용 구별 방식에 대하여 설명하도록 한다.
도 12 내지 도 14는 입력용의 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 15 내지 도 17은 출력용의 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 12 내지 도 17에서는 광결합 채널로 광케이블이 이용되는 모듈 구성에 대한 도면만을 제시하였으나, 광케이블이 이용되지 않는 광대역 서지 차단 모듈도 동일한 구성을 가질 수 있다. 그리고, 도 12 내지 도 17에서 도 1 내지 도 3에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈(100)과 동일한 구성에 대하여는 동일한 도면 부호를 부여하고, 자세한 설명은 생략한다.
도 12 내지 도 14 및 도 15 내지 도 17과 같이 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈(100)은 입력용(도 12 내지 도 14) 및 출력용(도 15 내지 도 17)으로 구별하여 설계될 수 있다. 이 때, 외부 형태만으로는 구별이 어려울 수 있기 때문에, 입력용의 경우에는 입력단에 입력용 표식(100c)을 출력용의 경우에는 출력단에 출력용 표식(100d)을 추가로 형성할 수 있다. 다만 이 때 표식의 위치를 한정하는 것은 아니다. 그리고, 입력용의 경우는 도 14와 같이 출력단에 DC 급전선(21) 및 디지털 신호선(22)이 형성될 수 있으며, 출력용의 경우는 도 17과 같이 입력단에 DC 급전선(21) 및 디지털 신호선(22)이 형성될 수 있다.
이하에서는 복수개의 광대역 서지 차단기를 내측에 포함하는 모듈 함체가 전자파 차폐 장벽에 설치되는 구성에 대하여 설명하도록 한다. 이 때, 복수개의 서지 차단기 각각은 도 1 내지 도 17에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈에 해당할 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈 복수개가 포함된 모듈 함체의 전자파 차폐 장벽에 대한 설치 예시도이다. 도 19 및 도 20은 모듈 함체 내부의 본 발명의 실시예에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈의 배치를 설명하기 위한 내부 단면도이다.
광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈은 전자파 차폐 장벽(1)을 관통하는 형태로 조립되기 때문에, 전자파 차폐 장벽(1)에 홀 가공 및 관통 도파관 설치가 필요하며, 이 작업량은 설치될 모듈 개수에 비례해 증가한다. 이를 해결하기 위해, 도 18 내지 도 20을 참조하면, 다수의 서지 차단 모듈 설치가 필요한 경우, 즉 다수의 디지털 선로가 전자파 차폐 장벽(1) 내부로 연결되어야 하는 경우에는 서지 차단 모듈을 별도의 모듈 함체(1000) 내부에 설치하고, 이 모듈 함체(1000)를 전자파 차폐 장벽(1)에 조립하는 방안이 이용될 수 있다.
도 18을 참조하면, 다수의 서지 차단 모듈 설치를 위해 별도의 모듈 함체(1000)를 이용하여 전자파 차폐 장벽(1)에 설치한 예를 보인 것으로서, 모듈 함체(1000)의 플랜지부(5)와 전자파 차폐 장벽(1)을 볼트 또는 용접 등의 체결부(4)에 의해 연결한 예시가 도시된다.
도 19 및 도 20은 모듈 함체(1000) 내부에 다수의 서지 차단 모듈을 설치한 예상도를 보인 것이다. 이러한 모듈 함체(1000)의 내부에는 서지 차단 모듈이 결합되는 복수개의 관통 도파관과, 전자파 차폐 장벽(1)의 연장선상에 위치될 수 있는 함체 차폐 장벽(6)이 구성될 수 있다.
도 18 내지 도 20에 보인 모듈 함체(1000)는 본 발명에 의한 디지털 선로용 서지 차단 모듈 외에도 전원선 및 기타 신호선용 필터 설치를 위한 공간도 함께 제공할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100, 200; 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈
100a; 입력부 100b; 출력부
110; 모듈 케이스부
110a; 모듈 커버 110b; 모듈 외함
100c; 입력용 표식 100d; 출력용 표식
120; 서지 보호 회로부 130; 발광 회로부
135a; 격벽 관통 도파관 135b; 광케이블
140; 수광 회로부 150; 신호 복원 회로부
160, 260; 내부 도체 격벽부 260a; 격벽 홀
1, 3; 전자파 차폐 장벽 2; 관통 도파관
4; 체결부 5; 플랜지부
6; 함체 차폐 장벽
10; 입력 신호선 20; 출력 신호선
21; DC 급전선 22; 디지털 신호선
1000; 모듈 함체

Claims (20)

  1. 제어시스템의 디지털 신호 선로를 통해 입력되는 서지 신호로부터 상기 제어시스템을 보호하기 위한 광대역 서지 차단 모듈에 있어서,
    상기 광대역 서지 차단 모듈을 보호하기 위하여, 상기 광대역 서지 차단 모듈로 입력되는 디지털 신호로부터 서지 신호를 제거 혹은 제한하는 서지 보호 회로부;
    상기 서지 보호 회로부의 출력 신호를 수신받아 광신호로 변환하여 전송하는 발광 회로부;
    상기 발광 회로부로부터 상기 광신호를 수신하는 수광 회로부;
    상기 수광 회로부의 출력 신호를 디지털 신호로 복원하여, 전자파 차폐 장벽 내부의 상기 제어시스템으로 전송하는 신호 복원 회로부;
    상기 서지 보호 회로부, 상기 발광 회로부, 상기 수광 회로부 및 상기 신호 복원 회로부를 내부에 위치시키며, 상기 제어시스템을 보호하는 상기 전자파 차폐 장벽을 관통하여 위치하고, 상기 전자파 차폐 장벽에 분리 및 결합될 수 있도록 형성되는 모듈 케이스부; 및
    상기 모듈 케이스부의 내부에서 상기 발광 회로부 및 상기 수광 회로부의 사이에 형성되는 내부 도체 격벽부를 포함하며,
    상기 모듈 케이스부는,
    상기 전자파 차폐 장벽과 직교하는 방향으로 상기 전자파 차폐 장벽을 관통하여 상기 전자파 차폐 장벽에 결합되고,
    상기 내부 도체 격벽부는,
    상기 전자파 차폐 장벽에 상기 모듈 케이스부가 결합된 상태에서, 상기 전자파 차폐 장벽의 연장선상에 위치하도록 형성되며,
    상기 발광 회로부에서 전송되는 상기 광신호는,
    상기 내부 도체 격벽부를 관통하는 광케이블 및 상기 내부 도체 격벽부에 형성된 격벽 홀 중 적어도 어느 하나를 통하여 상기 수광 회로부로 전송되는 것을 특징으로 하는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부 도체 격벽부를 관통하여 형성되는 격벽 관통 도파관에 위치하는 광케이블을 통하여 상기 발광 회로부에서 전송되는 상기 광신호가 상기 수광 회로부로 전송되는 것을 특징으로 하는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부 도체 격벽부를 관통하여 형성되는 격벽 홀을 통하여 상기 발광 회로부에서 전송되는 상기 광신호가 상기 수광 회로부로 전송되는 것을 특징으로 하는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 발광 회로부는 상기 내부 도체 격벽부의 일측에 밀착하여 형성되며, 상기 수광 회로부는 상기 내부 도체 격벽부의 타측에 밀착하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈 케이스부는,
    상기 전자파 차폐 장벽을 관통하여 형성되는 관통 도파관에 분리 및 결합될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호 복원 회로부는
    DC 전원 공급원을 통해 DC 전원을 공급받아 상기 광신호를 상기 디지털 신호로 복원하는 것을 특징으로 하는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈 케이스부에는,
    입력단 혹은 출력단 측 표면에 표식이 형성되는 것을 특징으로 하는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈 케이스부는 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈.
  12. 제어시스템을 보호하는 전자파 차폐 장벽을 관통하여 위치하고, 상기 전자파 차폐 장벽에 분리 및 결합될 수 있도록 형성되는 모듈 케이스부;
    상기 모듈 케이스부의 내부에 위치하며, 상기 제어시스템으로 입력되는 입력 신호로부터 서지 신호를 제거 혹은 제한하는 서지 보호 회로부;
    상기 모듈 케이스부의 내부에 위치하며, 상기 서지 보호 회로부로부터 상기 서지 신호가 제거 혹은 제한된 출력 신호를 수신받아 광결합 채널을 통해 상기 모듈 케이스부의 입력단에서 출력단으로 전송하는 광결합 채널부; 및
    상기 모듈 케이스부의 내부에 위치하며, 상기 광결합 채널부의 출력 신호를 디지털 신호로 복원하여, 상기 제어시스템으로 전송하는 신호 복원 회로부를 포함하며,
    상기 광결합 채널부는,
    내부 도체 격벽부를 관통하는 광케이블 및 상기 내부 도체 격벽부에 형성된 격벽 홀 중 적어도 어느 하나에 상응하도록 형성된 상기 광결합 채널을 통해, 상기 서지 보호 회로부의 출력 신호를 전송하고,
    상기 모듈 케이스부는,
    상기 전자파 차폐 장벽과 직교하는 방향으로 상기 전자파 차폐 장벽을 관통하여 상기 전자파 차폐 장벽에 결합되고,
    상기 내부 도체 격벽부는,
    상기 전자파 차폐 장벽에 상기 모듈 케이스부가 결합된 상태에서, 상기 전자파 차폐 장벽의 연장선상에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 광결합 채널부는,
    상기 서지 보호 회로부의 출력 신호를 수신받아 광신호로 변환하여 전송하는 발광 회로부; 및
    상기 발광 회로부로부터 상기 광신호를 수신하는 수광 회로부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 내부 도체 격벽부는,
    상기 모듈 케이스부의 내부에서 상기 발광 회로부 및 상기 수광 회로부의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 내부 도체 격벽부를 관통하여 형성되는 격벽 관통 도파관에 위치하는 광케이블을 통하여 상기 발광 회로부에서 전송되는 상기 광신호가 상기 수광 회로부로 전송되는 것을 특징으로 하는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 내부 도체 격벽부를 관통하여 형성되는 격벽 홀을 통하여 상기 발광 회로부에서 전송되는 상기 광신호가 상기 수광 회로부로 전송되는 것을 특징으로 하는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈.
  17. 삭제
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 모듈 케이스부에는,
    입력단 혹은 출력단 측 표면에 표식이 형성되는 것을 특징으로 하는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈.
  19. 복수개의 광대역 서지 차단기를 내측에 포함하며 제어시스템을 보호하는 전자파 차폐 장벽의 일측에 형성되는 모듈 함체를 포함하며,
    상기 복수개의 광대역 서지 차단기 각각은,
    상기 제어시스템으로 입력되는 디지털 신호로부터 서지 신호를 제거 혹은 제한하는 서지 보호 회로부;
    상기 서지 신호가 제거 혹은 제한된 상기 서지 보호 회로부의 출력 신호를 수신받아 광신호로 변환하여 전송하는 발광 회로부;
    상기 발광 회로부로부터 상기 광신호를 수신하는 수광 회로부;
    상기 수광 회로부의 출력 신호를 디지털 신호로 복원하여, 상기 전자파 차폐 장벽 내부의 상기 제어시스템으로 전송하는 신호 복원 회로부;
    상기 서지 보호 회로부, 상기 발광 회로부, 상기 수광 회로부 및 상기 신호 복원 회로부를 내부에 위치시키며, 상기 전자파 차폐 장벽의 연장선상에 위치되는 상기 함체 모듈 내부의 함체 차폐 장벽을 관통하여 위치하고, 상기 함체 차폐 장벽에 분리 및 결합될 수 있도록 형성되는 모듈 케이스부; 및
    상기 모듈 케이스부의 내부에서 상기 발광 회로부 및 상기 수광 회로부의 사이에 형성되는 내부 도체 격벽부
    를 포함하며,
    상기 발광 회로부에서 전송되는 상기 광신호는,
    상기 내부 도체 격벽부를 관통하는 광케이블 및 상기 내부 도체 격벽부에 형성된 격벽홀 중 적어도 어느 하나를 통하여 상기 수광 회로부로 전송되고,
    상기 모듈 케이스부는,
    상기 전자파 차폐 장벽 및 상기 함체 차폐 장벽과 직교하는 방향으로 상기 함체 차폐 장벽을 관통하여, 상기 함체 차폐 장벽에 결합되고,
    상기 내부 도체 격벽부는,
    상기 함체 차폐 장벽에 상기 모듈 케이스부가 결합된 상태에서, 상기 함체 차폐 장벽의 연장선상에 위치하도록 형성되며,
    상기 함체 차폐 장벽은,
    상기 전자파 차폐 장벽의 연장선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 광결합 채널을 갖는 광대역 서지 차단 모듈.
  20. 삭제
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