KR102164483B1 - 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로 - Google Patents

감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구형파 형태로 발생하는 아크나 스파크를 통상적으로 인가되는 사인 파형의 기본파 내지 고조파 분과 구별함으로써 배전 선로 상에서 접속점의 접촉불량이나 선간의 절연불량을 비교적 정확하게 감지할 수 있는 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로를 제공한다.
본 발명에 따른 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로는, 입력 전압의 기울기 변화율에 따라 감쇠 진동을 발생하고, 상기 감쇠 진동의 개수를 계수하도록 구성된 감쇠진동계수부(110); 상기 입력 전압의 주파수를 계수하도록 구성된 펄스계수부(120); 상기 감쇠진동계수부로부터 출력되는 아크 감지 신호를 이용하여 경보하도록 구성된 경보부(130); 및 상기 입력 전압을 소정의 직류 전압으로 변환하도록 구성된 직류전압발생부(140)를 포함한다.

Description

감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로{ARK DETECTION CIRCUIT USING DAMPED OSCILLATION}
본 발명은 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배전 선로 상에서 발생하는 아크를 감쇠 진동을 이용하여 감지하는 회로에 관한 것이다.
전체 화재발생의 약 30%가 전기화재이며, 그 중 60% 이상이 배선계통의 이상으로 인해 발생하는데, 배선계통의 이상으로 인한 화재 중 대다수가 접촉불량으로 인한 과열, 아크 또는 선간 절연불량으로 인한 트래킹/아크 사고이다.
이와 같은 배선계통의 사고는 일반적으로 예방점검이 불가능하다는 문제점이 있으며, 특히 선간 절연물이 오염되거나 탄화되어 발생하는 절연불량은 일종의 부하전류이므로 기존의 접지 간 절연측정기 또는 누전차단기로는 측정할 수 없다.
이러한 선간 절연불량, 즉, 선간 누전의 경우, 미세한 전류의 아크방전이기 때문에 밝은 곳에서는 육안으로 보이지 않고, 어두운 경우에만 미세한 실과 같은 아크방전이 지속되며, 아크열에 의하여 절연물이 탄화되면 부도체가 도체로 변한다.
그리고, 전력 배선 계통에서 접속점의 접촉 불량, 선간의 절연 불량 등으로 인한 탄화나 트래킹 아크 등의 경우, 사인파가 아닌 구형파 상태의 고조파 노이즈를 발생한다. 그런데 기존의 아크 감지 방법은 일정 시간 내의 펄스 수(주파수), 펄스의 크기, 펄스의 위상 등을 이용하여 판정하지만, 현장에서는 전기 기기의 특성에 따른 부하 전류가 일정하지 않아 판정의 오류가 많아 아크 차단 관련 기술의 신뢰도에 문제점이 많다.
특허등록 10-1535950호 펄스 카운트를 이용한 접촉 불량 검출 장치 특허등록 10-1820162호 직렬아크의 고정도 검출시스템 특허등록 10-0861229호 전기 선로의 스파크 발생시에 자동 작동하는 전원 차단장치
본 발명은 구형파 형태로 발생하는 아크나 스파크를 통상적으로 인가되는 사인 파형의 기본파 내지 고조파 분과 구별함으로써 배전 선로 상에서 접속점의 접촉불량이나 선간의 절연불량을 비교적 정확하게 감지할 수 있는 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로를 제공함에 목적이 있다.
본 발명에 따른 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로는, 입력 전압의 기울기 변화율에 따라 감쇠 진동을 발생하고, 상기 감쇠 진동의 개수를 계수하도록 구성된 감쇠진동계수부(110); 상기 입력 전압의 주파수를 계수하도록 구성된 펄스계수부(120); 상기 감쇠진동계수부로부터 출력되는 아크 감지 신호를 이용하여 경보하도록 구성된 경보부(130); 및 상기 입력 전압을 소정의 직류 전압으로 변환하도록 구성된 직류전압발생부(140)를 포함한다.
바람직하게는, 상기 감쇠진동계수부는, 상기 입력 전압(vin)이 인가되는 단자에 대하여 병렬 연결된 제1 캐패시터(C1)와 제1 코일(L1)을 포함하는 감쇠진동발생부(111); 상기 감쇠진동발생부(111)의 출력을 하기 제1 스위칭부(115)의 제어단자(B)에 결합시키도록 구성된 제1 신호 결합부(113); 제3 단자(T3)에 인가되는 소정 레벨의 전원 전압과 접지단자(T4) 사이에 배치되고, 상기 감쇠진동발생부(111)의 출력 전압이 소정 레벨 이하이면, 턴오프되고, 상기 감쇠진동발생부(111)의 출력 전압이 소정 레벨 이상이면, 턴온되는 제1 스위칭부(115); 및 상기 제1 스위칭부(115)의 출력에 의해 생성되는 리플 펄스를 펄스 카운트 단자(cp)로 입력받아 계수하는 제1 리플 카운터(117)를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 스위칭부(115)의 제어단자(B)와 제3 단자(T3) 사이에 배치되는 제2 저항(R2)의 저항값에 따라 상기 제1 스위칭부(115)가 온오프되는 레벨을 조정한다.
바람직하게는, 상기 펄스계수부(120)는, 상기 입력 전압(vin)의 출력을 제2 스위칭부(125)의 제어단자(B)에 결합시키도록 구성된 제2 신호 결합부(123); 상기 제3 단자(T3)에 인가되는 소정 레벨의 전원 전압과 상기 접지단자(T4) 사이에 배치되고, 상기 입력 전압(vin)이 소정 레벨 이하이면 턴오프되고, 상기 입력 전압(vin)이 소정 레벨 이상이면 턴온되는 제2 스위칭부(125); 상기 제2 스위칭부(125)로부터 출력되는 리플 펄스를 펄스 카운트 단자(cp)로 입력받아 계수하는 제2 리플 카운터(127); 상기 제2 리플 카운터(127)의 출력단자(Q10)로부터 출력되는 제1 레벨 신호를 제1 및 제2 리플 카운터(117, 127)의 리셋 단자(R)에 전달하는 계수 리셋부(121); 및 제3 단자(T3)와 접지 단자(T4) 사이에 배치되고, 소정 주기로 상기 제1 및 제2 리플 카운터(117, 127)의 리셋 단자(R)에 주기적 리셋 신호를 제공하는 주기적 리셋부(129)를 포함한다.
바람직하게는, 상기 주기적 리셋부는, 상기 제3 단자(T3)와 상기 접지 단자(T4) 사이에 배치되는 PUT 소자; 상기 제3 단자(T3)와 상기 PUT 소자의 애노드 단자 사이에 배치된 제10 저항(R10); 상기 PUT 소자의 애노드 단자와 상기 접지 단자(T4) 사이에 배치된 제4 캐패시터(C4); 및 상기 제3 단자(T3)와 상기 접지 단자(T4) 사이에 배치되는 분압용 제8 및 제9 저항(R8, R9)을 포함하고, 상기 분압용 제8 및 제9 저항(R8, R9)의 분압 전압이 상기 PUT 소자의 게이트에 공급되고, 상기 PUT 소자의 캐소드 단자에 상기 제1 및 제2 리플 카운터(117, 127)의 리셋 단자(R)가 연결된다.
바람직하게는, 상기 경보부(130)는, 상기 제3 단자(T3)와 상기 접지 단자(T4) 사이에 릴레이 코일(133)과 제3 스위칭부(131)가 직렬연결되어 배치되고, 상기 제3 스위칭부(131)는 제1 리플 카운터(117)가 출력하는 아크 감지 신호에 제어되어 턴온되고, 상기 제3 스위칭부(131)의 턴온에 따라 릴레이 코일(133)이 여자되면, 상기 릴레이 코일(133)에 대응하는 릴레이 스위치(135)가 동작한다.
본 발명의 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로에 따르면, 구형파 형태로 발생하는 아크나 스파크를 통상적으로 인가되는 사인 파형의 기본파 내지 고조파 분과 구별함으로써 배전 선로 상에서 접속점의 접촉불량이나 선간의 절연불량을 비교적 정확하게 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사인파 입력시 감쇠진동계수부 동작 파형도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구형파 입력시 감쇠진동계수부 동작 파형도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 사인파 입력시 펄스계수부 동작 파형도, 및
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 구형파 입력시 펄스계수부 동작 파형도이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사인파 입력시 감쇠진동계수부 동작 파형도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구형파 입력시 감쇠진동계수부 동작 파형도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 사인파 입력시 펄스계수부 동작 파형도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 구형파 입력시 펄스계수부 동작 파형도이다.
본 발명에 따른 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로는, 입력 전압의 기울기 변화율에 따라 감쇠 진동을 발생하고, 상기 감쇠 진동을 계수하여 상기 감쇠 진동의 개수가 소정 개수에 도달하면 제1 레벨의 아크 감지 신호를 출력하도록 구성된 감쇠진동계수부(110); 상기 입력 전압의 레벨 상태 변화를 계수하고, 계수된 상기 입력 전압의 레벨 상태 변화 개수가 소정 개수에 도달하면 제1 레벨 신호를 출력하여 상기 감쇠진동계수부 내 제1 리플 카운터를 리셋하고, 아크 노이즈로 인한 펄스 수의 누적을 방지하도록 상기 제1 리플 카운터를 주기적으로 리셋하도록 구성된 펄스계수부(120); 하기 직류전압발생부로부터 출력되는 직류 전압을 인가받고, 상기 감쇠진동계수부로부터 출력되는 아크 감지 신호를 이용하여 경보하도록 구성된 경보부(130); 및 상기 입력 전압을 변환하여 소정의 직류 전압을 출력하도록 구성된 직류전압발생부(140)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 감쇠진동계수부(110)는 감쇠진동발생부(111), 제1 신호 결합부(113), 제1 스위칭부(115), 및 제1 리플 카운터(117)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 감쇠진동발생부(111)는 입력 전압(vin) 단자에 대하여 병렬 연결된 제1 캐패시터(C1)와 제1 코일(L1)을 포함하며, 사인파와 같이 기울기 변화율이 상대적으로 작은 낮은 주파수의 입력 전압(vin)에 대해서는 감쇠 진동이 발생하지 않으나(도 2 참조), 구형파와 같이 기울기 변화율이 큰 높은 주파수의 입력 전압(vin)에 대해서는 감쇠 진동이 발생한다(도 3, vB1 파형 참조).
본 발명의 일실시예에 따른 제1 신호 결합부(113)는 감쇠진동발생부(111)의 출력을 제1 스위칭부(115)의 제어단자(B)에 결합시킨다.
본 발명의 일실시예에 따른 제1 스위칭부(115)는 제3 단자(T3)에 인가되는 소정 레벨의 전원 전압(예: 12V)과 접지단자(T4) 사이에 배치된다. 감쇠진동발생부(111)의 출력 전압이 소정 레벨 이하이면, 제1 스위칭부(115)가 턴오프되고, 이에 따라 제1 스위칭부(115)의 출력단자(C)는 "H"레벨 신호를 유지한다. 한편, 감쇠진동발생부(111)의 출력 전압이 소정 레벨 이상이면 제1 스위칭부(115)가 턴온되고, 이에 따라 제1 스위칭부(115)의 출력단자(C)는 "L"레벨 신호를 유지한다. 즉, 제1 스위칭부(115)는 감쇠진동발생부(111)로부터 감쇠 진동 신호 중 소정 레벨 이상의 구간에 대하여 "L"레벨 신호를 출력한다(도 3, cp1 파형 참조). 즉, 제1 스위칭부(115)의 스위칭 펄스 수는 입력 전압(vin)이 아크와 같은 구형파이면 입력 주파수의 개수와 동일하거나 수배이고, 낮은 주파수의 사인파이면 스위칭 펄스가 발생하지 않고, 높은 주파수의 사인파이면 입력 주파수의 개수와 동일하다.
여기서, 제1 스위칭부(115)의 제어단자(B)와 제3 단자(T3) 사이에 배치되는 제2 저항(R2)의 저항값을 달리함으로써 제1 스위칭부(115)가 온오프되는 레벨을 조정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 제1 리플 카운터(117)는 제1 스위칭부(115)로부터 교번적으로 출력되는 "H"레벨 신호와 "L"레벨 신호에 의해 생성되는 리플 펄스를 펄스 카운트 단자(cp)로 입력받아 계수한다. 즉, 제1 리플 카운터(117)는 계수된 리플 펄스가 2048개에 도달하면, 출력단자(Q11)를 통해 "H"레벨의 아크 감지 신호를 출력한다.
본 발명의 일실시예에 따른 펄스계수부(120)는 입력 전압(vin) 파형이 소정 횟수 변동하면 "H"레벨 신호를 출력하고, 아크 노이즈 등으로 인한 펄스 수의 누적을 방지하는 기능을 수행한다. 이를 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 펄스계수부(120)는 계수 리셋부(121), 제2 신호 결합부(123), 제2 스위칭부(125), 제2 리플 카운터(127), 및 주기적 리셋부(129)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 제2 신호 결합부(123)는 입력 전압(vin)의 출력을 제2 스위칭부(125)의 제어단자(B)에 결합시킨다.
본 발명의 일실시예에 따른 제2 스위칭부(125)는 제3 단자(T3)에 인가되는 소정 레벨의 전원 전압(예: 12V)과 접지단자(T4) 사이에 배치된다. 입력 전압(vin)이 소정 레벨 이하이면, 제2 스위칭부(125)가 턴오프되고, 이에 따라 제2 스위칭부(125)의 출력단자(C)는 "H"레벨 신호를 유지한다. 한편, 입력 전압(vin)이 소정 레벨 이상이면 제2 스위칭부(125)가 턴온되고, 이에 따라 제2 스위칭부(125)의 출력단자(C)는 "L"레벨 신호를 유지한다. 즉, 제2 스위칭부(125)는 소정 레벨 이상의 입력 전압(vin)에 대하여 "L"레벨 신호를 출력한다(도 4 및 도 5, cp2 파형 참조). 즉, 제2 스위칭부(125)의 스위칭 펄스 수는 입력 전압(vin)의 주파수와 동일하다.
여기서, 제2 스위칭부(125)의 제어단자(B)와 제3 단자(T3) 사이에 배치되는 제6 저항(R6)의 저항값을 달리함으로써 제2 스위칭부(125)가 온오프되는 레벨을 조정할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일실시예에 따른 제2 리플 카운터(127)는 제2 스위칭부(125)로부터 교번적으로 출력되는 "H"레벨 신호와 "L"레벨 신호에 의해 생성되는 리플 펄스를 펄스 카운트 단자(cp)로 입력받아 계수한다. 즉, 제2 리플 카운터(127)는 계수된 리플 펄스가 1024개에 도달하면, 출력단자(Q10)를 통해 "H"레벨 신호를 출력한다. 다시 말해서 제2 리플 카운터(127)는 입력 전압(vin)의 형태, 즉, 사인파인지 또는 구형파인지의 여부를 구분하지 않고, 입력 전압(vin) 파형에 1024회의 변동이 있으면 "H"레벨 신호를 출력한다.
본 발명의 일실시예에 따른 계수 리셋부(121)는 제2 리플 카운터(127)의 출력단자(Q10)로부터 출력되는 "H"레벨 신호를 제1 및 제2 리플 카운터(117, 127)의 리셋 단자(R)에 전달함으로써 제1 및 제2 리플 카운터(117, 127)가 리셋되게 한다. 즉, 제2 리플 카운터(127)가 입력 전압(vin)의 입력 주파수의 개수를 소정 개수(예: 1024)만큼 계수하면 제1 및 제2 리플 카운터(117, 127)가 리셋된다.
본 발명의 일실시예에 따른 주기적 리셋부(129)는 제3 단자(T3)와 접지 단자(T4) 사이에 배치되는 PUT 소자(프로그래머블 단접합 트랜지스터), 제3 단자(T3)와 PUT 소자의 애노드 단자 사이에 배치된 제10 저항(R10), PUT 소자의 애노드 단자와 접지 단자(T4) 사이에 배치된 제4 캐패시터(C4), 그리고 제3 단자(T3)와 접지 단자(T4) 사이에 배치되는 분압용 제8 및 제9 저항(R8, R9)을 포함하고, 분압용 제8 및 제9 저항(R8, R9)의 분압 전압이 PUT 소자의 게이트에 공급되고, PUT 소자의 캐소드 단자에 제1 및 제2 리플 카운터(117, 127)의 리셋 단자(R)가 연결된다. 제3 단자(T3)에 인가되는 전원 전압을 이용하여 제4 캐패시터(C4)에 충전되는 충전 전압이 PUT 소자의 게이트 전압을 넘어서면 PUT 소자가 턴온된다. 이에 따라 제1 및 제2 리플 카운터(117, 127)가 리셋된다. 여기서 제3 단자(T3)와 PUT 소자의 애노드 단자 사이에 배치된 제10 저항(R10), PUT 소자의 애노드 단자와 접지 단자(T4) 사이에 배치된 제4 캐패시터(C4)의 시정수에 의해 제1 및 제2 리플 카운터(117, 127)의 리셋 주기가 결정된다. 한편, 주기적 리셋부(129)는 전기 기기의 정상적인 스위칭시 발생하는 짧은 시간의 아크 노이즈 등으로 인한 펄스 수의 누적을 방지하기 위해 존재한다.
본 발명의 일실시예에 따른 경보부(130)는 제3 스위칭부(131), 리셋 누름 스위치(132), 릴레이 코일(133), 릴레이 스위치(135), 알람(137), 및 역전류 방지부(139)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 제3 단자(T3)와 접지 단자(T4) 사이에 릴레이 코일(133)과 제3 스위칭부(131)가 직렬연결되어 직류전압발생부(140)로부터 출력되는 정류전압을 인가받고, 제3 스위칭부(131)는 제1 리플 카운터(117)가 출력하는 아크 감지 신호에 제어되어 턴온되고, 제3 스위칭부(131)의 턴온에 따라 릴레이 코일(133)이 여자되면, 릴레이 코일(133)에 대응하는 릴레이 스위치(135)가 동작한다. 릴레이 스위치(135)에 연결된 알람(137)이 동작하게 된다. 제3 스위칭부(131)는 싸이리스터일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 리셋 누름 스위치(132)는 제3 스위칭부(131)와 병렬 연결되고, 사용자의 누름 동작에 따라 릴레이 코일(133)을 여자한다.
본 발명의 일실시예에 따른 역전류 방지부(139)는 릴레이 코일(133)의 역기전력에 의해 제3 스위칭부(131)이 턴오프되는 현상을 방지하기 위함이다.
본 발명의 일실시예에 따른 직류전압발생부(140)는 브릿지 다이오드(141), 평활 캐패시터(143), 및 DC/DC 컨버터(145)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 브릿지 다이오드(141)는 입력 전압(vin)을 정류하여 소정의 직류 전압을 경보부(130)에 출력한다. 여기서 입력 전압(vin)은 상용 교류 전압일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 평활 캐패시터(143)는 브릿지 다이오드(141)로부터 출력되는 정류 전압을 평활화한다.
본 발명의 일실시예에 따른 DC/DC 컨버터(145)는 평활화된 정류 전압을 소정 레벨(예: 12볼트)의 직류 전압으로 변환한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 직류전압발생부(140)는 브릿지 다이오드(141) 전단에 서지보호소자가 배치될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 감쇠진동계수부 111: 감쇠진동발생부
113: 제1 신호 결합부 115: 제1 스위칭부
117: 제1 리플 카운터
120: 펄스계수부 121: 계수 리셋부
123: 제2 신호 결합부 125: 제2 스위칭부
127: 제2 리플 카운터 129: 주기적 리셋부
130: 경보부 131: 제3 스위칭부
132: 리셋 누름 스위치 133: 릴레이 코일
135: 릴레이 스위치 137: 알람
139: 역전류 방지부
140: 직류전압발생부 141: 브릿지 다이오드
143: 평활 캐패시터 145: DC/DC 컨버터

Claims (6)

  1. 입력 전압의 기울기 변화율에 따라 감쇠 진동을 발생하고, 상기 감쇠 진동을 계수하여 상기 감쇠 진동의 개수가 소정 개수에 도달하면 제1 레벨의 아크 감지 신호를 출력하도록 구성된 감쇠진동계수부(110);
    상기 입력 전압의 레벨 상태 변화를 계수하고, 계수된 상기 입력 전압의 레벨 상태 변화 개수가 소정 개수에 도달하면 제1 레벨 신호를 출력하여 상기 감쇠진동계수부 내 제1 리플 카운터를 리셋하고, 아크 노이즈로 인한 펄스 수의 누적을 방지하도록 상기 제1 리플 카운터를 주기적으로 리셋하도록 구성된 펄스계수부(120);
    하기 직류전압발생부로부터 출력되는 직류 전압을 인가받고, 상기 감쇠진동계수부로부터 출력되는 아크 감지 신호를 이용하여 경보하도록 구성된 경보부(130); 및
    상기 입력 전압을 변환하여 소정의 직류 전압을 출력하도록 구성된 직류전압발생부(140)
    를 포함하는 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 감쇠진동계수부는,
    상기 입력 전압(vin)이 인가되는 단자에 대하여 병렬 연결된 제1 캐패시터(C1)와 제1 코일(L1)을 포함하는 감쇠진동발생부(111);
    상기 감쇠진동발생부(111)의 출력을 하기 제1 스위칭부(115)의 제어단자(B)에 결합시키도록 구성된 제1 신호 결합부(113);
    제3 단자(T3)에 인가되는 소정 레벨의 전원 전압과 접지단자(T4) 사이에 배치되고, 상기 감쇠진동발생부(111)의 출력 전압이 소정 레벨 이하이면, 턴오프되고, 상기 감쇠진동발생부(111)의 출력 전압이 소정 레벨 이상이면, 턴온되는 제1 스위칭부(115); 및
    상기 제1 스위칭부(115)의 출력에 의해 생성되는 리플 펄스를 펄스 카운트 단자(cp)로 입력받아 계수하는 제1 리플 카운터(117)
    를 포함하는 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 스위칭부(115)의 제어단자(B)와 제3 단자(T3) 사이에 배치되는 제2 저항(R2)의 저항값에 따라 상기 제1 스위칭부(115)가 온오프되는 레벨을 조정하는 것을 특징으로 하는 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 펄스계수부는,
    상기 입력 전압(vin)의 출력을 제2 스위칭부(125)의 제어단자(B)에 결합시키도록 구성된 제2 신호 결합부(123);
    상기 제3 단자(T3)에 인가되는 소정 레벨의 전원 전압과 상기 접지단자(T4) 사이에 배치되고, 상기 입력 전압(vin)이 소정 레벨 이하이면 턴오프되고, 상기 입력 전압(vin)이 소정 레벨 이상이면 턴온되는 제2 스위칭부(125);
    상기 제2 스위칭부(125)로부터 출력되는 리플 펄스를 펄스 카운트 단자(cp)로 입력받아 계수하는 제2 리플 카운터(127);
    상기 제2 리플 카운터(127)의 출력단자(Q10)로부터 출력되는 제1 레벨 신호를 제1 및 제2 리플 카운터(117, 127)의 리셋 단자(R)에 전달하는 계수 리셋부(121); 및
    제3 단자(T3)와 접지 단자(T4) 사이에 배치되고, 소정 주기로 상기 제1 및 제2 리플 카운터(117, 127)의 리셋 단자(R)에 주기적 리셋 신호를 제공하는 주기적 리셋부(129)
    를 포함하는 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 주기적 리셋부는,
    상기 제3 단자(T3)와 상기 접지 단자(T4) 사이에 배치되는 PUT 소자;
    상기 제3 단자(T3)와 상기 PUT 소자의 애노드 단자 사이에 배치된 제10 저항(R10);
    상기 PUT 소자의 애노드 단자와 상기 접지 단자(T4) 사이에 배치된 제4 캐패시터(C4); 및
    상기 제3 단자(T3)와 상기 접지 단자(T4) 사이에 배치되는 분압용 제8 및 제9 저항(R8, R9)을 포함하고,
    상기 분압용 제8 및 제9 저항(R8, R9)의 분압 전압이 상기 PUT 소자의 게이트에 공급되고, 상기 PUT 소자의 캐소드 단자에 상기 제1 및 제2 리플 카운터(117, 127)의 리셋 단자(R)가 연결되는 것을 특징으로 하는 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 경보부(130)는,
    상기 제3 단자(T3)와 상기 접지 단자(T4) 사이에 릴레이 코일(133)과 제3 스위칭부(131)가 직렬연결되어 배치되고, 상기 제3 스위칭부(131)는 제1 리플 카운터(117)가 출력하는 아크 감지 신호에 제어되어 턴온되고, 상기 제3 스위칭부(131)의 턴온에 따라 릴레이 코일(133)이 여자되면, 상기 릴레이 코일(133)에 대응하는 릴레이 스위치(135)가 동작하는 것을 특징으로 하는 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로.
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