KR102099037B1 - An Arcing Current Sensor Circuit - Google Patents

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Abstract

Disclosed is an arcing current sensor circuit. A block of the strong-arm latch amplification circuit generating a sensing detection voltage includes a strong-arm amplifying unit (700) for generating a sensing detection voltage, a CLK generating unit (701), an arc sensor unit (702), and a switch control unit (710). An S_1 signal input transistor (706) serves as a transistor element for inputting an S_1 signal of the arc sensor unit (702). An S_2 signal input sensing detection voltage generation transistor (707) serves as a transistor element for inputting an S_2 signal of the arc sensor unit (702). The S_2 signal input sensing detection voltage generation transistor (707) connects a plurality of transistors in series or in parallel to generate a sensing detection voltage characteristic of a predetermined value different from the S_1 signal input transistor (706) so as to have a different current driving capability compared with that of the S_1 signal input transistor (706). Accordingly, an occurrence of an electric arc accident is detected and the power is blocked to prevent the electric fire, so that properties and life can be protected.

Description

아크 전류 감지 회로{An Arcing Current Sensor Circuit}An arcing current sensor circuit

전기화재는 기존의 누전 혹은 배선용 차단기가 설치 되어 있는 곳에서도 발생하는데 이러한 기존의 차단기는 위험한 전기 아크(ARC) 사고를 감지 하는 기능이 없기 때문이다.Electric fires also occur where existing circuit breakers or circuit breakers are installed, because these existing circuit breakers do not have the ability to detect dangerous electric arc (ARC) accidents.

전기 아크(ARC) 사고는 전선이나 전기제품의 손상, 전선의 절연파괴 또는 부적절한 설치, 접속결함, 노화현상 등이 원인이 되어 발생한다. 전기화재의 약 80%가 아크(ARC)로 인한 것이다.Electric arc (ARC) accidents are caused by damage to wires or electrical products, insulation breakdown or improper installation of wires, connection defects, and aging. About 80% of electric fires are due to arc (ARC).

누전차단기는 사람의 감전을 위해, 배선용 차단기는 장비의 보호를 위해 설치되지만, 아크(ARC) 차단기는 전기화재의 주 원인이 되는 전기 아크(ARC) 사고 발생할 시, 이를 감지하고 전원을 차단하여 전기 화재를 사전에 예방함으로써 재산 및 인명 보호를 가능케 해 준다.
An earth leakage breaker is installed to protect people from electric shock, and a circuit breaker is installed to protect equipment, but an arc (ARC) circuit breaker detects when an electric arc (ARC) accident that is the main cause of electric fire occurs and cuts the power to turn off electricity. Preventing fires in advance enables property and life protection.

고 전압의 교류 전원에서 저 전압의 직류 전원으로 변환하는 전압 변환 장치에 있어서 통상 변압 회로(100)는 회로의 구성에 많은 면적과 비용을 유발하는 회로 영역이 된다. In a voltage converter that converts a high voltage AC power supply to a low voltage DC power supply, the transformer circuit 100 is a circuit area that induces a large area and cost in the circuit configuration.

따라서 저 비용의 회로를 구성하는데 있어서 방해 요인으로 작용하게 된다. 한편, 제너 다이오드(Zener diode)(104)회로 영역은 정 전압의 출력 전압 특성을 확보하기 위해 정류 회로(102)의 출력 단자에 병렬로 배치하여 사용하게 된다. Therefore, it is an obstacle to constructing a low-cost circuit. On the other hand, the Zener diode (Zener diode) 104 circuit area is used to be arranged in parallel to the output terminal of the rectifier circuit 102 to ensure the output voltage characteristics of the constant voltage.

최근에는 통신 분야의 system transients와 lightning-induced transients로부터 시스템을 보호해주는 써지 보호 역할과, 이동 통신 단말기, 노트북 PC, 전자수첩, PDA등의 정전 기에 대하여 회로를 보호해주는 ESD(electrostatic discharge) protection의 역할로서 PN 바리스터(Varistor)가 필요하다.Recently, the surge protection role that protects the system from system transients and lightning-induced transients in the communication field, and the role of electrostatic discharge (ESD) protection that protects the circuit against electrostatics such as mobile communication terminals, notebook PCs, electronic notebooks, and PDAs. As a PN varistor (Varistor) is required.

각종 정보기기, 제어기기 등 전기를 사용하는 제품에 갑작스런 전압의 변화(surge) 가전제품에 대한 기기 손상을 방지하기 위한 써지 흡수소자로서 사용 된다. 또한 발전소, 변전소, 송전소 같은 전력 기기 분야에서 낙뢰로부터 설비를 안전하게 보호하기 위한 전력용 피뢰기의 핵심 소자에 이르기까지 다양한 부분에 사용된다. It is used as a surge absorber to prevent equipment damage to electrical appliances such as sudden voltage changes in products that use electricity, such as various information devices and controllers. In addition, it is used in various fields from power lightning, such as power plants, substations, and transmission stations, to the core elements of lightning arresters to protect equipment safely from lightning strikes.

이에 따라 이들 장비에 발생하는 전원서지, 낙뇌서지 등으로부터 시스템을 보호하기 위한 필요성이 그 어느 때보다도 강하게 요구되고 있다.Accordingly, the need to protect the system from power surges, lightning surges, and the like generated in these equipment is more strongly demanded than ever.

전력 계통에 설치되는 전자기기들을 이러한 과도 외부 서지로부터 파괴, 또는 오동작하지 않도록 서지를 차단하기 위해서는 서지 보호 장치(Surge Protection Device: SPD, Voltage Transient Management System: VTMS, or Transient Voltage Surge Suppressor: TVSS)를 설치한다. 또한, 전력 계통에 설치되는 전자기기들은 이상 전류, 이상 전압 혹은 누설 전류와 같은 각종 고장 사고에 의한 재해를 방지할 수 있는 감지(Sensing) 보호 장치를 설치하여야 한다.
Surge protection device (SPD, Voltage Transient Management System: VTMS, or Transient Voltage Surge Suppressor: TVSS) is used to prevent surges from destroying or malfunctioning electronic devices installed in the power system from such excessive external surges. Install it. In addition, electronic devices installed in the power system should be provided with a sensing protection device that can prevent disasters caused by various failure accidents such as abnormal current, abnormal voltage, or leakage current.

본 발명의 실시예는 다음과 같은 특징을 갖는다. The embodiments of the present invention have the following features.

첫째, 통상 변압 회로(100) 영역의 구성을 제거하여 통상 변압 회로(100) 영역에서 차지하는 면적을 제거하여 저 비용 회로의 구현이 가능하게 하는 특징을 갖는다. First, the configuration of the region of the conventional transformer circuit 100 is removed to remove the area occupied by the region of the typical transformer circuit 100, thereby making it possible to implement a low-cost circuit.

둘째, Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 Block 구성은 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부, CLK 발생부 및 Capacitive Sensor부로 구성되게 하는 특징을 갖는다.Second, the block configuration of the strong-ARM Latch amplification circuit generating the Sensing Detection Voltage has a feature that it consists of the strong-ARM amplification section, the CLK generation section, and the capacitive sensor section.

셋째, 전원이 공급되고 있는 동안에 CLK의 일정 주파수 주기에 대응하여 증폭 동작과 Precharge 동작을 주기적으로 반복되는 특징을 갖는다.Third, while power is being supplied, amplification and precharge operations are periodically repeated in response to a certain frequency period of CLK.

넷째, 아크(ARC) 차단기는 전기화재의 주 원인이 되는 전기 아크 사고 발생할 시, 이를 감지하고 전원을 차단하여 전기 화재를 사전에 예방함으로써 재산 및 인명 보호를 가능케 하는 특징을 갖는다.
Fourth, the arc (ARC) circuit breaker has a feature that enables protection of property and life by detecting an electric arc accident that is a main cause of electric fire and cutting off the power to prevent electric fire in advance.

고 전압의 교류 및 직류 전원에서 저 전압의 직류 전원으로 변환하는 전압 변환 장치에 있어서, 통상 변압 회로(100)의 구성을 제거하여 통상 변압 회로(100) 구성에서 차지하는 많은 면적을 제거하여 저 비용의 회로를 구성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. In a voltage converter for converting a high voltage AC and DC power supply to a low voltage DC power supply, the configuration of the normal transformer circuit 100 is removed to remove a large area occupied by the configuration of the normal transformer circuit 100, thereby reducing the cost. It is characterized in that the circuit can be configured.

또한 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 Block 구성은 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700), CLK 발생부 (701) 및 아크 Sensor부 (702), Switch 제어부 (710)로 구성된다.In addition, the block configuration of the strong-ARM latch amplification circuit generating the Sensing Detection Voltage consists of the strong-ARM amplification unit 700, the CLK generation unit 701, the arc sensor unit 702, and the switch control unit 710. .

S_1 신호 입력 Transistor (706)는 아크 Sensor부 (702) 의 S_1 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.The S_1 signal input transistor 706 is a transistor element for inputting the S_1 signal of the arc sensor unit 702.

S_2 신호 입력 Sensing Detection Voltage 생성 Transistor (707)는 아크 Sensor부 (702) 의 S_2 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.S_2 Signal Input Sensing Detection Voltage Generation Transistor 707 is a transistor element for inputting the S_2 signal of the arc sensor unit 702.

상기 S_1 신호 입력 Transistor (706)와 다른 정해진 값의 Sensing Detection Voltage 특성을 생성하기 위해 복수개의 Transistor를 직렬로 연결하여 구성하거나 병렬로 연결하여 전류 구동 능력에서 S_1 신호 입력 Transistor (706)와 차이가 나도록 하는 것을 특징으로 한다.In order to generate a Sensing Detection Voltage characteristic having a different value from the S_1 signal input transistor 706, a plurality of transistors are connected in series or configured in parallel so that the current driving capability differs from the S_1 signal input transistor 706. It is characterized by.

전기 아크 사고는 전선이나 전기제품의 손상, 전선의 절연파괴 또는 부적절한 설치, 접속결함, 노화현상 등이 원인이 되어 발생한다. 전기화재의 약 80%가 아크(ARC)로 인한 것이다.Electric arc accidents are caused by damage to wires or electrical appliances, insulation breakdown or improper installation of wires, connection defects, and aging. About 80% of electric fires are due to arc (ARC).

누전차단기는 사람의 감전을 위해, 배선용 차단기는 장비의 보호를 위해 설치되지만, 아크(ARC) 차단기는 전기화재의 주 원인이 되는 전기 아크 사고 발생할 시, 이를 감지하고 전원을 차단하여 전기 화재를 사전에 예방함으로써 재산 및 인명 보호를 가능케 해 준다.
Earth leakage circuit breakers are installed to protect people from electric shocks, and circuit breakers are installed to protect equipment, but arc (ARC) circuit breakers detect electric arc accidents that are the main cause of electric fire and cut off the power to prevent electric fire. It prevents property and human life by preventing them.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 다음과 같은 효과를 갖는다. As described above, the embodiment of the present invention has the following effects.

첫째, 통상 변압 회로(100) 영역의 구성을 제거하여 통상 변압 회로(100) 영역에서 차지하는 면적을 제거하여 저 비용 회로의 구현이 가능하도록 한다. First, by removing the configuration of the area of the conventional transformer circuit 100, the area occupied by the area of the conventional transformer circuit 100 is removed to enable implementation of a low-cost circuit.

둘째, Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 Block 구성은 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부, CLK 발생부, 아크 Sensor부 (702) 로 구성됨을 특징으로 하는 효과를 제공한다. Second, the block configuration of the strong-ARM Latch amplification circuit generating the Sensing Detection Voltage provides an effect characterized by consisting of a strong-ARM amplification unit, a CLK generation unit, and an arc sensor unit 702 generating the Sensing Detection Voltage.

셋째, 전원이 공급되고 있는 동안에 CLK의 일정 주파수 주기에 대응하여 증폭 동작과 Precharge 동작을 주기적으로 반복됨을 특징으로 하는 효과를 제공한다.Third, while power is being supplied, an amplification operation and a precharge operation are periodically repeated in response to a certain frequency period of CLK.

넷째, 아크(ARC) 차단기는 전기화재의 주 원인이 되는 전기 아크 사고 발생할 시, 이를 감지하고 전원을 차단하여 전기 화재를 사전에 예방함으로써 재산 및 인명 보호를 가능케 하는 것을 특징으로 하는 효과를 제공한다.Fourth, the arc (ARC) circuit breaker provides an effect characterized by enabling protection of property and human life by detecting an electric arc accident that is the main cause of electric fire and cutting off the power to prevent electric fire in advance. .

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
In addition, the preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, replacements, and additions through the technical spirit and scope of the appended claims, such modifications and the like as follows. You should see it as being in scope.

도 1은 통상의 전압 변환 회로의 구성도.
도 2는 본 발명의 반파 정류 VDD 전원 발생 회로의 구성도
도 3은 본 발명의 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 구성도.
도 4은 본 발명의 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 동작 파형도.
도 5는 본 발명 아크 Sensor부 (702) 의 상세 회로도.1 is a block diagram of a conventional voltage conversion circuit.
2 is a block diagram of a half-wave rectifying VDD power generating circuit of the present invention
Figure 3 is a configuration diagram of the Sensing Detection Voltage generation strong-ARM Latch amplifying circuit of the present invention.
4 is an operational waveform diagram of the Sensing Detection Voltage generation strong-ARM Latch amplifying circuit of the present invention.
5 is a detailed circuit diagram of the arc sensor unit 702 of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 통상의 전압 변환 회로의 구성도이다.1 is a block diagram of a typical voltage conversion circuit.

교류 입력 전원(100)에서 저 전압의 직류 전원의 전압으로 변환하는 전압 변환 장치에 있어서 통상 변압회로(101), 정류 회로(102), 및 제너 다이오드(Zener diode)(104)의 회로 영역으로 구성된다. 통상 변압 회로(100)는 고 전압의 입력 전원을 저 전압으로 변환하는 회로 영역이다. In a voltage converter that converts an AC input power source 100 to a voltage of a DC power supply having a low voltage, it is usually composed of circuit regions of a transformer circuit 101, a rectifying circuit 102, and a Zener diode 104. do. Typically, the transformer circuit 100 is a circuit region that converts a high voltage input power source to a low voltage.

정류 회로(102)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 반파 혹은 전파 정류 다이오드로 구성된 회로 영역이다. 통상 변압 회로(100)는 회로의 구성에 많은 면적과 비용을 유발하는 회로 영역이 된다. The rectifying circuit 102 is a circuit region composed of half-wave or full-wave rectifying diodes that convert AC power into DC power. Typically, the transformer circuit 100 is a circuit area that causes a large area and cost in the circuit configuration.

따라서 저 비용의 회로를 구성하는데 있어서 방해 요인으로 작용하게 된다.Therefore, it is an obstacle to constructing a low-cost circuit.

한편, 제너 다이오드(Zener diode)(104)회로 영역은 정 전압의 출력 전압 특성을 확보하기 위해 정류 회로(102)의 출력 단자(103)에 병렬로 배치하여 사용하게 된다. On the other hand, the Zener diode (Zener diode) 104 circuit area is used to be arranged in parallel to the output terminal 103 of the rectifier circuit 102 to ensure the output voltage characteristics of the constant voltage.

정류 회로(102)의 출력 단자(103)는 최종 출력 제1 전력 공급 단자(105)로 사용된다.The output terminal 103 of the rectifying circuit 102 is used as the final output first power supply terminal 105.

도 2는 본 발명의 반파 정류 VDD 전원 발생 회로의 구성도이다.2 is a block diagram of a half-wave rectifying VDD power generating circuit of the present invention.

본 발명의 교류 입력 전원에서 저 전압의 직류 전원의 전압으로 변환하는 전압 변환 장치에 있어서, 교류 입력 전원(200)의 한쪽 전극(201)은 반파 정류 회로의 한쪽 입력 단에 연결된다.In the voltage conversion device for converting the AC input power of the present invention to a voltage of a low-voltage DC power supply, one electrode 201 of the AC input power supply 200 is connected to one input terminal of the half-wave rectifying circuit.

교류 입력 전원(200)의 다른 쪽 전극(202)은 공통의 접지 단자인 GND에 연결된다.The other electrode 202 of the AC input power source 200 is connected to the common ground terminal GND.

교류 입력 전원(200)의 한쪽 전극(201)은 Diode D4의 Anode 전극에 연결된다.One electrode 201 of the AC input power source 200 is connected to the Anode electrode of Diode D4.

Diode D4의 Cathode 전극은 전류 제한 소자인 저항 R1의 한쪽 단자에 연결된다.Diode D4's Cathode electrode is connected to one terminal of the current-limiting resistor R1.

저항 R1의 다른 쪽 단자(204)는 Zener diode (206)의 Cathode 와 Diode D5의 Anode 전극에 공통으로 연결된다.The other terminal 204 of the resistor R1 is commonly connected to the Cathode of the Zener diode 206 and the Anode electrode of Diode D5.

상기 Zener diode (206)의 Anode 단자는 공통의 접지 단자인 GND에 연결된다.The Anode terminal of the Zener diode 206 is connected to GND, which is a common ground terminal.

상기 D5의 Cathode 전극에는 저 전압 출력 단자인 VDD 전원 단자가 연결된다.The VDD power terminal, which is a low voltage output terminal, is connected to the Cathode electrode of D5.

VDD 전원 단자는 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 VDD 전원 단자에 연결된다.The VDD power terminal is connected to the VDD power terminal of the strong-ARM Latch amplification circuit that generates the Sensing Detection Voltage.

도 3은 본 발명의 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a strong-ARM Latch amplifying circuit for generating the Sensing Detection Voltage of the present invention.

Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 Block 구성은 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700), CLK 발생부 (701), 아크 Sensor부 (702) 및 Switch 제어부 (710) 로 구성된다.Sensing Detection Voltage Generation The strong-ARM Latch amplification circuit block consists of the Sensing Detection Voltage generation strong-ARM amplification unit 700, CLK generation unit 701, arc sensor unit 702, and switch control unit 710.

상기 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700)는 out- 단자의 precharge transistor (703), out+ 단자의 precharge transistor (704), Latch 증폭부 (705), S_1 신호 입력 Transistor (706), S_2 신호 입력 Sensing Detection Voltage 생성 Transistor (707) 및 활성화 제어 Transistor (708) 로 구성된다.The sensing detection voltage generation strong-ARM amplification unit 700 includes an out- terminal precharge transistor 703, an out + terminal precharge transistor 704, a latch amplification unit 705, an S_1 signal input transistor 706, and an S_2 signal. It consists of input Sensing Detection Voltage generation Transistor (707) and activation control Transistor (708).

상기 precharge transistor (703) 와 precharge transistor (704)는 out- 단자와 out+ 단자를 High 전압으로 Precharge 시키는 사용되는 Transistor 이다.The precharge transistor 703 and the precharge transistor 704 are used to precharge the out- and out + terminals with a high voltage.

Latch 증폭부 (705)는 out- 단자와 out+ 단자를 증폭시키기 위한 회로이다.The latch amplification unit 705 is a circuit for amplifying out- and out + terminals.

S_1 신호 입력 Transistor (706)는 아크 Sensor부 (702) 의 S_1 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.The S_1 signal input transistor 706 is a transistor element for inputting the S_1 signal of the arc sensor unit 702.

S_2 신호 입력 Sensing Detection Voltage 생성 Transistor (707)는 아크 Sensor부 (702) 의 S_2 신호를 입력 시키기 위한 Transistor 소자이다.S_2 Signal Input Sensing Detection Voltage Generation Transistor 707 is a transistor element for inputting the S_2 signal of the arc sensor unit 702.

또한, 상기 S_2 신호 입력 Sensing Detection Voltage 생성 Transistor (707)는, 상기 S_1 신호 입력 Transistor (706)와 다른 정해진 값의 Sensing Detection Voltage 특성을 생성하기 위해, 복수개의 Transistor를 직렬로 연결하여 구성하거나 병렬로 연결하여 전류 구동 능력에서 S_1 신호 입력 Transistor (706)와 차이가 나도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the S_2 signal input Sensing Detection Voltage generation Transistor 707 is configured by connecting a plurality of Transistors in series or in parallel to generate a Sensing Detection Voltage characteristic of a predetermined value different from the S_1 signal input Transistor 706. It is characterized in that the current driving capability is different from the S_1 signal input transistor 706 in connection.

상기 활성화 제어 Transistor (708)는 CLK 신호가 High 일 때는 동작을 활성화 시키고, CLK 신호가 Low 일 때는 Precharge 시키는 동작을 수행한다. The activation control transistor 708 activates an operation when the CLK signal is high and precharges when the CLK signal is low.

상기 CLK 발생부 (701)는 전원을 인가하면 자체적으로 일정 주기의 clock 신호인 CLK 을 발생함을 특징으로 하는 회로 Block이다.The CLK generation unit 701 is a circuit block characterized in that when power is applied, a clock signal of a certain cycle is generated by itself.

상기 아크 Sensor부 (702) 는 온도 Sensor, 영상 변류기(ZCT)를 포함하는 자기 Sensor, 가스 Sensor 등 각종 Sensor 신호를 발생하는 Sensor 회로 Block이다.The arc sensor unit 702 is a sensor circuit block that generates various sensor signals such as a temperature sensor, a magnetic sensor including a video current transformer (ZCT), and a gas sensor.

상기 아크 Sensor부 (702)의 2개의 출력 단자는 상기 S_1 신호와 상기 S_2 신호에 각각 연결된다.Two output terminals of the arc sensor unit 702 are respectively connected to the S_1 signal and the S_2 signal.

상기 Switch 제어부 (710)의 2개의 입력 단자는 상기 S_1 신호와 상기 S_2 신호에 각각 연결된다.Two input terminals of the switch control unit 710 are respectively connected to the S_1 signal and the S_2 signal.

도 4는 본 발명의 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM Latch 증폭 회로의 동작 파형도이다.4 is an operational waveform diagram of the Sensing Detection Voltage generation strong-ARM Latch amplifying circuit of the present invention.

상기 CLK 발생부 (701)의 CLK 신호가 Low인 구간에서는 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700)가 비활성화 되어 Precharge 동작을 수행한다.In the section where the CLK signal of the CLK generation unit 701 is low, the strong-ARM amplification unit 700 generating the Sensing Detection Voltage is deactivated to perform a precharge operation.

한편, 상기 CLK 발생부 (701)의 CLK 신호가 High인 구간에서는 Sensing Detection Voltage 생성 strong-ARM 증폭부 (700)가 활성화 되어 정상 증폭 동작을 수행한다.Meanwhile, in a section in which the CLK signal of the CLK generation unit 701 is High, the strong-ARM amplification unit 700 generating the Sensing Detection Voltage is activated to perform a normal amplification operation.

본 발명의 회로는 전원이 공급되고 있는 동안에 CLK의 일정 주파수 주기에 대응하여 증폭 동작과 Precharge 동작을 주기적으로 반복됨을 특징으로 한다.The circuit of the present invention is characterized in that the amplification operation and the precharge operation are periodically repeated in response to a certain frequency period of CLK while power is being supplied.

도 5는 본 발명 아크 Sensor부 (702) 의 상세 회로도이다.5 is a detailed circuit diagram of the arc sensor unit 702 of the present invention.

전기화재는 기존의 누전 혹은 배선용 차단기가 설치 되어 있는 곳에서도 발생하는데 이러한 기존의 차단기는 위험한 전기 아크(스파크) 사고를 감지 하는 기능이 없기 때문이다.Electric fires also occur where existing circuit breakers or circuit breakers are installed, because these existing circuit breakers do not have the ability to detect dangerous electric arc (spark) accidents.

전기 아크(스파크) 사고는 전선이나 전기제품의 손상, 전선의 절연파괴 또는 부적절한 설치, 접속결함, 노화현상 등이 원인이 되어 발생한다. 전기화재의 약 80%가 아크(ARC)로 인한 것이다.Electric arc (spark) accidents are caused by damage to wires or electrical products, insulation breakdown or improper installation of wires, connection defects, and aging. About 80% of electric fires are due to arc (ARC).

누전차단기는 사람의 감전을 위해, 배선용 차단기는 장비의 보호를 위해 설치되지만, 아크(ARC) 차단기는 전기화재의 주 원인이 되는 전기 아크(스파크) 사고 발생할 시, 이를 감지하고 전원을 차단하여 전기 화재를 사전에 예방함으로써 재산 및 인명 보호를 가능케 해 준다. An earth leakage breaker is installed to protect people from electric shock, and a circuit breaker is installed to protect equipment, but an arc (ARC) circuit breaker detects when an electric arc (spark) accident that is the main cause of electric fire occurs and cuts the power to turn off electricity. Preventing fires in advance enables property and life protection.

본 발명 아크 Sensor부 (702)의 아크(ARC) 전류 감지 회로의 구성은 다음과 같다.The configuration of the arc (ARC) current sensing circuit of the arc sensor unit 702 of the present invention is as follows.

변류기 CT(Current Transformer)인 CT(800)는 1차의 아크(ARC) 부하 전류를 2차 아크(ARC) 감지 출력 전류로 변환하는 전류 변환 Coil 소자이다.The current transformer CT (Current Transformer) CT 800 is a current conversion coil element that converts a primary arc (ARC) load current to a secondary arc (ARC) sensed output current.

CT(800)의 2차 아크(ARC) 감지 출력 단자는 노드 N1(801) 단자와 노드 N2(802) 단자에 각각 연결된다. The secondary arc (ARC) sensing output terminal of the CT 800 is connected to a node N1 801 terminal and a node N2 802 terminal, respectively.

노드 N1(801) 단자와 노드 N2(802) 단자 사이에는 다이오드(Diode) D1(803)과 D2(804)가 직렬로 연결되어 있다.A diode D1 803 and D2 804 are connected in series between the node N1 801 terminal and the node N2 802 terminal.

즉, 다이오드(Diode) D2(804)의 Anode 단자는 노드 N2(802) 단자에 연결되고, 다이오드(Diode) D2(804)의 Cathode 단자는 다이오드(Diode) D1(803)의 Anode 단자에 연결되고, 다이오드(Diode) D1(803)의 Cathode 단자는 노드 N1(801) 단자에 연결된다.That is, the Anode terminal of the diode D2 804 is connected to the node N2 802 terminal, and the Cathode terminal of the diode D2 804 is connected to the Anode terminal of the diode D1 803 , Cathode terminal of the diode D1 (803) is connected to the node N1 (801) terminal.

노드 N1(801) 단자와 노드 N2(802) 단자 사이에는 D1(803)과 D2(804)의 반대 극성 방향으로 다이오드(Diode) D3(805)과 D4(806)가 직렬로 연결되어 있다.Diodes D3 805 and D4 806 are connected in series in the opposite polarity direction between D1 803 and D2 804 between the node N1 801 terminal and the node N2 802 terminal.

즉, 다이오드(Diode) D3(805)의 Anode 단자는 노드 N1(801) 단자에 연결되고, 다이오드(Diode) D3(805)의 Cathode 단자는 다이오드(Diode) D4(806)의 Anode 단자에 연결되고, 다이오드(Diode) D4(806)의 Cathode 단자는 노드 N2(802) 단자에 연결된다.That is, the Anode terminal of the diode D3 805 is connected to the node N1 801 terminal, and the Cathode terminal of the diode D3 805 is connected to the Anode terminal of the diode D4 806 , Cathode terminal of diode D4 806 is connected to node N2 802 terminal.

다이오드(Diode) D1(803), D2(804), D3(805) 및 D4(806)는 노드 N1(801) 단자와 노드 N2(802) 단자 사이의 전압을 일정 크기 이하로 제한하기 위한 동작을 목적으로 한다.Diodes D1 (803), D2 (804), D3 (805), and D4 (806) operate to limit the voltage between the node N1 (801) terminal and the node N2 (802) terminal to a certain level or less. The purpose.

캐패시터(Capacitor) C1(807)의 한쪽 단자는 노드 N1(801)에 연결되고 다른 쪽 단자는 노드 N3(808) 에 연결된다.One terminal of the capacitor C1 807 is connected to the node N1 801 and the other terminal is connected to the node N3 808.

캐패시터(Capacitor) C1(807)는 아크(ARC) 전류의 고주파 성분을 통과(Pass)시키기 위한 하이 패스 (High Pass) 필터 (Filter) 동작을 수행함을 목적으로 한다.The capacitor C1 807 is intended to perform a high pass filter operation for passing a high frequency component of an arc current.

다이오드(Diode) D5(809)의 Anode 단자는 상기 노드 N2(802) 단자에 연결되고, 상기 다이오드(Diode) D5(809)의 Cathode 단자는 노드 N3(808) 단자에 연결된다.The Anode terminal of the diode D5 809 is connected to the node N2 802 terminal, and the Cathode terminal of the diode D5 809 is connected to the node N3 808 terminal.

다이오드(Diode) D6(810)의 Anode 단자는 노드 N3(808) 단자에 연결되고, 다이오드(Diode) D6(810)의 Cathode 단자는 노드 N4(811) 단자에 연결된다.The Anode terminal of the diode D6 810 is connected to the node N3 808 terminal, and the Cathode terminal of the diode D6 810 is connected to the node N4 811 terminal.

다이오드(Diode) D5(809)과 D6(810)는 통과된 아크(ARC)의 고주파 신호에 대해 정류 동작을 수행하여 직류 맥동 신호로 변환하는 동작을 목적으로 한다.The diodes D5 809 and D6 810 are intended to perform a rectification operation on a high-frequency signal of the arc (ARC) passed through and convert it into a DC pulsation signal.

캐패시터(Capacitor) C2(812)의 한쪽 단자는 노드 N2(802)에 연결되고 다른 쪽 단자는 노드 N4(811) 에 연결된다.One terminal of the capacitor C2 812 is connected to the node N2 802, and the other terminal is connected to the node N4 811.

저항 R1(813)의 한쪽 단자는 노드 N2(802)에 연결되고 다른 쪽 단자는 노드 N4(811) 에 연결된다.One terminal of resistor R1 813 is connected to node N2 802 and the other terminal is connected to node N4 811.

캐패시터(Capacitor) C2(812)와 저항 R1(813)은 직류로 정류된 아크(ARC) 맥류(Ripple Curren) 신호를 평활화하기 위한 동작을 목적으로 한다.The capacitor C2 812 and the resistor R1 813 are intended for an operation for smoothing a rectified arc (ARC) ripple current signal.

노드 N4(811) 단자와 노드 N2(802) 단자는 아크 Sensor부 (702)의 2개의 출력 신호 단자에 해당된다.The node N4 811 terminal and the node N2 802 terminal correspond to two output signal terminals of the arc sensor unit 702.

따라서 노드 N4(811) 단자는 상기 S_1 신호 단자에 연결되고, 노드 N2(802) 단자는 상기 S_2 신호 단자에 각각 연결된다.
Therefore, the node N4 811 terminal is connected to the S_1 signal terminal, and the node N2 802 terminal is connected to the S_2 signal terminal, respectively.

100 입력 전원
101 변압 회로
102 정류 회로
104 제너 다이노드(Zener diode)
105 제1 전력 공급 단자
200 입력 전원100 input power
101 transformer circuit
102 rectifier circuit
104 Zener diode
105 1st power supply terminal
200 input power

Claims (1)

아크(ARC) 전류 감지 회로에서,
변류기인 CT(800)는 1차의 아크(ARC) 부하 전류를 2차 아크(ARC) 감지 출력 전류로 변환하는 전류 변환 Coil 소자이고,
상기 CT(800)의 상기 2차 아크(ARC) 감지 출력 단자는 노드 N1(801) 단자와 노드 N2(802) 단자에 각각 연결되고,
다이오드(Diode) D2(804)의 Anode 단자는 상기 노드 N2(802) 단자에 연결되고, 다이오드(Diode) 상기 D2(804)의 Cathode 단자는 다이오드(Diode) D1(803)의 Anode 단자에 연결되고, 상기 다이오드(Diode) D1(803)의 Cathode 단자는 상기 노드 N1(801) 단자에 연결되고,
다이오드(Diode) D3(805)의 Anode 단자는 상기 노드 N1(801) 단자에 연결되고, 상기 다이오드(Diode) D3(805)의 Cathode 단자는 다이오드(Diode) D4(806)의 Anode 단자에 연결되고, 상기 다이오드(Diode) D4(806)의 Cathode 단자는 노드 N2(802) 단자에 연결되고,
상기 다이오드(Diode) D1(803), D2(804), D3(805) 및 D4(806)는 상기 노드 N1(801) 단자와 상기 노드 N2(802) 단자 사이의 전압을 일정 크기 이하로 제한하기 위한 동작을 목적으로 하고,
캐패시터(Capacitor) C1(807)의 한쪽 단자는 상기 노드 N1(801)에 연결되고, 상기 캐패시터(Capacitor) C1(807)의 다른 쪽 단자는 노드 N3(808) 에 연결되고,
상기 캐패시터(Capacitor) C1(807)는 아크(ARC) 전류의 고주파 성분을 통과(Pass)시키기 위한 하이 패스 (High Pass) 필터 (Filter) 동작을 수행함을 목적으로 하고,
다이오드(Diode) D5(809)의 Anode 단자는 상기 노드 N2(802) 단자에 연결되고, 상기 다이오드(Diode) D5(809)의 Cathode 단자는 상기 노드 N3(808) 단자에 연결되고,
다이오드(Diode) D6(810)의 Anode 단자는 상기 노드 N3(808) 단자에 연결되고, 상기 다이오드(Diode) D6(810)의 Cathode 단자는 노드 N4(811) 단자에 연결되고,
상기 다이오드(Diode) D5(809)과 D6(810)는 통과된 아크(ARC)의 고주파 신호에 대해 정류 동작을 수행하여 직류 맥동 신호로 변환하는 동작을 목적으로 하고,
캐패시터(Capacitor) C2(812)의 한쪽 단자는 상기 노드 N2(802)에 연결되고, 상기 캐패시터(Capacitor) C2(812)의 다른 쪽 단자는 상기 노드 N4(811)에 연결되고,
저항 R1(813)의 한쪽 단자는 상기 노드 N2(802)에 연결되고, 상기 저항 R1(813)의 다른 쪽 단자는 상기 노드 N4(811) 에 연결되고,
상기 캐패시터(Capacitor) C2(812)와 저항 R1(813)은 직류로 정류된 아크(ARC) 맥류(Ripple Curren) 신호를 평활화하기 위한 동작을 목적으로 하고,
상기 노드 N4(811) 단자와 상기 노드 N2(802) 단자는 2개의 출력 신호 단자인 것을 특징으로 하는 아크(ARC) 전류 감지 회로. In the arc (ARC) current sensing circuit,
The current transformer CT 800 is a current conversion coil element that converts primary arc (ARC) load current to secondary arc (ARC) sensed output current,
The secondary arc (ARC) sensing output terminal of the CT 800 is connected to a node N1 801 terminal and a node N2 802 terminal, respectively.
The Anode terminal of the diode D2 804 is connected to the node N2 802 terminal, and the Cathode terminal of the D2 804 is connected to the Anode terminal of the diode D1 803 , The Cathode terminal of the diode D1 803 is connected to the node N1 801 terminal,
The Anode terminal of the diode D3 805 is connected to the node N1 801 terminal, and the Cathode terminal of the diode D3 805 is connected to the Anode terminal of the diode D4 806 , The Cathode terminal of the diode D4 806 is connected to the node N2 802 terminal,
The diodes D1 (803), D2 (804), D3 (805) and D4 (806) limit the voltage between the node N1 (801) terminal and the node N2 (802) terminal to a certain size or less For the purpose of
One terminal of the capacitor (Capacitor) C1 (807) is connected to the node N1 (801), the other terminal of the capacitor (Capacitor) C1 (807) is connected to the node N3 (808),
The capacitor (Cacitor) C1 (807) is for the purpose of performing a high pass (High Pass) Filter (Filter) operation to pass (Pass) the high-frequency component of the arc (ARC) current,
The Anode terminal of the diode D5 809 is connected to the node N2 802 terminal, and the Cathode terminal of the diode D5 809 is connected to the node N3 808 terminal,
The Anode terminal of the diode D6 810 is connected to the node N3 808 terminal, and the Cathode terminal of the diode D6 810 is connected to the node N4 811 terminal,
The diode (Dode) D5 (809) and D6 (810) is for the purpose of performing a rectification operation on the high-frequency signal of the arc (ARC) passed to convert to a DC pulse signal,
One terminal of the capacitor (Capacitor) C2 (812) is connected to the node N2 (802), the other terminal of the capacitor (Capacitor) C2 (812) is connected to the node N4 (811),
One terminal of the resistor R1 813 is connected to the node N2 802, the other terminal of the resistor R1 813 is connected to the node N4 811,
The capacitor (Cacitor) C2 (812) and the resistor R1 (813) is intended for an operation for smoothing the arc (ARC) ripple current signal (Ripple Curren) rectified by direct current,
The node N4 (811) terminal and the node N2 (802) terminal is an arc (ARC) current sensing circuit, characterized in that two output signal terminals.
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