KR102374727B1

KR102374727B1 - 과전류 계전부를 포함하는 누전 차단 장치

Info

Publication number: KR102374727B1
Application number: KR1020200096235A
Authority: KR
Inventors: 김동균
Original assignee: 태성전기산업주식회사
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2022-03-15
Also published as: KR20220015768A

Abstract

본 발명에 따른 과전류 표시 계전부를 포함하는 누전 차단 장치는, 전원전압을 입력받는 전원측 터미널과 부하측 터미널을 구비하는 누전 차단기; 상기 전원측 터미널과 상기 부하측 터미널 사이에 상기 누전 차단기와 병렬접속되는 과전류 표시 계전부; 및 상기 부하측의 부하라인에 흐르는 부하전류를 전압으로 검출하여 상기 과전류 표시 계전부에 제공하기 위한 변류기를 포함하고, 상기 과전류 표시 계전부는, 상기 변류기로부터 획득된 전압의 크기를 가변하여 출력할 수 있도록 구성된 검출전류가변부; 상기 검출전류가변부로부터 획득된 전압을 증폭하여 비교전압으로 출력하는 증폭부; 상기 비교전압을 복수의 크기가 다른 분압전압과 각각 비교하여 출력하는 비교부; 상기 비교부의 출력에 응답하여 디스플레이 되는 표시부; 상기 전원전압을 정류하여 정류전압을 출력하는 정류부; 상기 정류부의 출력 양단에 결합되고, 상기 정류전압의 레벨을 일정하게 유지하는 정전압부; 상기 표시부의 출력 중 어느 하나에 자화되어 상기 전원측의 전원라인과 상기 부하측의 부하라인을 폐로 시키는 계전기; 및 상기 부하측의 부하라인에 상기 전원측으로부터 상기 부하측으로 일방향의 전류가 흐르도록 배치되는 일방향전류처리부를 포함한다.

Description

과전류 계전부를 포함하는 누전 차단 장치{EARTH LEAKAGE BREAKER INCLUDING OVER CURRENT RELAY UNIT}

본 발명은 과전류 계전부를 포함하는 누전 차단 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하의 특성전류값에 따라 과전류 하한치의 설정을 변경할 수 있는 과전류 계전부를 포함하는 누전 차단 장치에 관한 것이다.

현대주택에서 전기는 삶의 편의를 위해 없어서는 안 될 매우 중요한 에너지원이지만 전기화재나 인체 감전을 발생시켜 재산상의 손실이나 심각한 인명피해를 가져올 수 있는 매우 위험한 존재이기도 하다. 따라서 전기법규에서는 주택이나 건축물의 인입구에 과전류 차단기(MCCB : Mold Cased Circuit Breaker)나 누전 차단기(ELB : Earth Leakage Breaker)를 설치하도록 규정하고 있다. 상기 과전류 차단기는 과부하로부터 회로를 보호하고 이로 인한 화재를 방지하기 위해 설계된다. 반면에 상기 누전 차단기는 회로로부터의 누설전류가 의도되지 않은 전기경로인 지표면으로 흐르는 경우, 그 누설전류 때문에 사람의 인체가 지표면과 하나의 전기경로를 구성하여 인체에 전기 쇼크가 발생하는 것을 막기 위해 설계된다.

이러한 누전 차단기는 상기한 바와 같이 인체 감전 쇼크를 방지하는 것은 물론 지표면 사이의 아크나 기타 고장에 의한 전기화재를 방지하는 역할을 한다.

그런데 일반적인 누전차단기는 차단 규격이 고정되어 있어 부하의 특성에 따라 특성 전류값이 달라지는 경우에 대비할 수 없다는 문제점이 있다.

특허등록 10-1510617호 아크, 단락, 누전 및 과전류를 통합적으로 차단하기 위한 디지털 다기능 차단기 및 그 차단 방법 특허등록 10-0722258호 반도체 누전차단기 특허등록 10-1350231호 범용 누전차단기 조합형 지능형 아크차단장치

본 발명은 부하의 특성에 따라 과전류 하한치를 조절할 수 있는 과전류 계전부를 포함하는 누전 차단 장치를 제공함에 목적이 있다.

바람직하게는, 상기 검출전류가변부는, 상기 변류기의 2차측에 병렬접속되는 제1 저항; 상기 변류기의 2차측에 병렬접속되는 제1 캐패시터; 및 상기 변류기의 2차측에 병렬접속되는 제1 가변 저항을 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1 가변 저항은 딥 스위치이다.

바람직하게는, 상기 증폭부는, 상기 전원측의 전원라인과 상기 전원측의 접지라인 사이에 배치된 복수의 저항; 상기 비교전압을 반전단자에 인가받고, 상기 비교전압을 반전단자에 인가받고, 상기 복수의 저항 중 어느 하나에 인가되는 제1 분압전압을 비반전단자에 인가받아 비교하는 제1 비교기; 및 상기 비교전압을 반전단자에 인가받고, 상기 복수의 저항 중 다른 하나에 인가되는 제2 분압전압을 비반전단자에 인가받아 비교하는 제2 비교기를 포함한다.

바람직하게는, 상기 표시부는, 상기 제1 비교기의 출력에 응답하여 디스플레이 되는 제1 LED 소자; 및 상기 제2 비교기의 출력에 응답하여 디스플레이 되는 제2 LED 소자를 포함한다.

바람직하게는, 상기 전원측의 전원라인과 상기 전원측의 접지라인 사이에 배치되는 직렬접속의 제12 저항과 제2 가변저항; 상기 전원측의 전원라인과 상기 전원측의 접지라인 사이에 배치되는 직렬접속의 제2 트랜지스터, 제10 저항, 및 감광소자; 제2 트랜지스터의 베이스단자와 제2 가변저항 노드 사이에 배치되는 직렬접속의 제6 LED, 제11 저항, 제1 트랜지스터;를 포함하고, 상기 제1 트랜지스터의 베이스단자는 상기 제10 저항과 상기 감광소자 사이의 제3 노드에 접속되는 것을 특징으로 하는 조도감응과전류제어부를 더 포함한다.

본 발명의 과전류 계전부를 포함하는 누전 차단 장치에 따르면, 부하의 특성에 따라 과전류 하한치를 달리 설정할 수 있는 효과가 있고, 과전류 하한치를 조절할 수 있기 때문에 사무실에서 퇴근시 과전류 하한치를 낮게 설정함으로써 전기 방재 효과를 누릴 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 과전류 표시 계전부를 포함하는 누전 차단 장치 모식도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 과전류 계전부의 구체 회로도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가변 저항용 딥 스위치 모식도, 및
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 과전류 계전부의 구체 회로도이다.

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, 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 실시예에 따른 과전류 계전부를 포함하는 누전 차단기에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 과전류 표시 계전부를 포함하는 누전 차단 장치 모식도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 과전류 계전부를 포함하는 누전 차단 장치는, 전원측 터미널(T1, T2)과 부하측 터미널(T3, T4) 사이에 누전 차단기(110)와 병렬접속되는 과전류 표시 계전부(120), 그리고 부하측에 흐르는 부하전류를 검출하여 과전류 표시 계전부(120)에 제공하기 위한 변류기(CT, 130)를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 과전류 표시 계전부는, 변류기(130)가 부하전류를 검출하면 검출된 부하전류를 크기에 따라 표시함과 함께 검출된 부하전류가 소정 크기를 초과하면 릴레이를 동작하여 전원측의 전류를 부하측으로 흐르게 한다. 이에 따라 누전차단기(110)는 내부에 내장된 영상변류기(ZCT)를 통과하지 않은 전류인 누설전류가 흐르는 것으로 판단하고, 차단 동작을 수행하게 된다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 과전류 표시 계전부의 구체 회로도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 과전류 표시 계전부(120)는, 검출전류가변부(210), 증폭부(220), 비교부(225), 표시부(230), 누설전류억제부(240), 정류부(250), 정전압부(260), 계전기(270), 과전류차단스위치(280), 및 일방향전류처리부(290)를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 검출전류가변부(210)는 변류기(130)로부터 획득된 전압의 크기를 가변하여 출력한다. 검출전류가변부(210)는 변류기(130)의 2차측에 병렬접속된 제1 저항(R1), 제1 캐패시터(C1) 및 가변저항(VR1)을 포함한다. 제1 저항(R1)은 변류기(130)의 임피던스를 억제하는 기능을 담당한다. 제1 캐패시터(C1)는 변류기(130)로부터 획득된 전압에 대하여 고조파 성분을 제거하는 기능을 담당한다. 가변저항(VR1)은 변류기(130)로부터 획득된 전압의 크기를 조절하여 과전류에 따른 차단 동작의 감도를 조절하는 기능을 담당한다.

본 발명의 일실시예에 따른 증폭부(220)는 검출전류가변부(210)로부터 획득된 전압을 제1 연산증폭기(OP1)의 비반전단자(+)에 인가받고, 제1 연산증폭기(OP1)의 반전단자(-)를 제1 연산증폭기(OP1)의 출력단자에 연결하여 증폭된 비교전압(Vcomp)을 출력한다. 여기서, 제1 연산증폭기(OP1)의 반전단자(-)와 제1 연산증폭기(OP1)의 출력단자 사이에 배치되는 제2 저항(R2)과 제1 연산증폭기(OP1)의 출력단자와 접지 사이에 배치되는 제2 캐패시터(C2)는 표시부(230)의 출력 시간에 대한 시정수를 결정한다.

본 발명의 일실시예에 따른 비교부(225)는 제1 내지 제4 비교기(OP2 ~OP5)와, 정전압부(260) 양단에 직렬접속되어 정전압을 분압하는 제4 내지 제8 저항(R4 ~ R8)을 포함한다.

제1 비교기(OP2)는 증폭부(220)로부터 출력되는 비교전압(Vcomp)을 반전단자(-)에 인가받고 제4 저항(R4)에 인가되는 제1 분압전압(VR4)을 비반전단자(+)에 인가받아 비교전압(Vcomp)과 제1 분압전압(VR4)을 비교하고, 비교전압(Vcomp)이 제1 분압전압(VR4)보다 높으면 "L"레벨 신호를 출력한다. 제2 비교기 내지 제4 비교기도 동일한 방식으로 동작한다. 즉, 제2 비교기(OP3)는 증폭부(220)로부터 출력되는 비교전압(Vcomp)과 제5 저항(R5)에 인가되는 제2 분압전압(VR5)을 비교하고, 비교전압(Vcomp)이 제2 분압전압(VR5)보다 높으면 "L"레벨 신호를 출력한다. 제3 비교기(OP4)는 증폭부(220)로부터 출력되는 비교전압(Vcomp)과 제6 저항(R6)에 인가되는 제3 분압전압(VR6)을 비교하고, 비교전압(Vcomp)이 제3 분압전압(VR6)보다 높으면 "L"레벨 신호를 출력한다. 제4 비교기(OP5)는 증폭부(220)로부터 출력되는 비교전압(Vcomp)과 제7 저항(R7)에 인가되는 제4 분압전압(VR7)을 비교하고, 비교전압(Vcomp)이 제4 분압전압(VR7)보다 높으면 "L"레벨 신호를 출력한다.

본 발명의 일실시예에 따른 표시부(230)는 비교부(225)의 출력에 응답하여 디스플레이 되는 복수의 LED 소자를 포함하는바, 제1 내지 제5 LED(LED1, ..., LED 5)를 포함한다.

제1 LED(LED1)는 정전압부(260) 양단, 즉, 전원라인(VH)과 접지라인(VG) 사이에 접속되고, 전원전압이 정상적으로 인가되면 턴온 됨으로써 전원전압의 인가 여부를 표시하는 용도로 사용된다.

제2 LED(LED2) 내지 제4 LED(LED4)는 증폭부(220)로부터 출력되는 비교전압(Vcomp)의 레벨을 표시하는 용도로 사용된다. 즉, 제2 LED(LED2)는 제1 비교기(OP2)로부터 출력되는 "L"레벨 신호에 턴온 된다. 제3 LED(LED3)는 제2 비교기(OP3)로부터 출력되는 "L"레벨 신호에 턴온 된다. 제4 LED(LED4)는 제3 비교기(OP4)로부터 출력되는 "L"레벨 신호에 턴온 된다. 제5 LED(LED5)는 제4 비교기(OP5)로부터 출력되는 "L"레벨 신호에 턴온 된다. 예컨대, 비교전압(Vcomp)이 제2 분압전압(VR5)보다 높고 제3 분압전압(VR6)보다 낮으면 제2 LED(LED2)와 제3 LED(LED3)가 턴온 되어 점등된다. 여기서 제1 내지 제4 비교기는 연산증폭기에 의해 구현될 수 있다.

한편, 부하측에 과전류가 흘러 증폭부(220)로부터 출력되는 비교전압(Vcomp)이 제4 분압전압(VR7)보다 높으면 제2 내지 제5 LED(LED2, .. , LED5)가 모두 점등되고, 제5 LED(LED5)의 점등에 따라 전원라인(VH)과 제5 LED(LED5) 사이에 배치된 릴레이 코일(RL Coil)이 자화된다.

본 발명의 일실시예에 따른 누설전류억제부(240)는 전원측 터미널(T1, T2)에 접속되는 정온도계수소자(PTC)와 제4 캐패시터(C4)를 포함하고, 전원측 터미널(T1, T2)로부터 출력되는 전원 전압에 포함된 누설전류를 억제한다.

본 발명의 일실시예에 따른 정류부(250)는 제1 내지 제4 다이오드(D1 ~ D4)를 포함하고, 누설전류억제부(240)로부터 출력되는 전원전압을 정류하여 정류전압을 출력한다.

본 발명의 일실시예에 따른 정전압부(260)는 정류부(250)의 양단에 병렬접속되는 제너다이오드(ZD)와 제3 캐패시터(C3)를 포함하고, 정류부(250)로부터 출력되는 정류전압의 레벨을 일정하게 하여 정전압을 출력한다.

본 발명의 일실시예에 따른 계전기(270)는 제5 LED(LED5)의 점등에 따라 자화되는 릴레이 코일(RL Coil)와, 전원측 전원라인(VH)과 부하측 부하라인(T3, T4) 사이에 배치되어 릴레이 코일(RL Coil)의 자화에 따라 폐로되는 릴레이 스위치(RL)를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 과전류차단스위치(280)는 상시 폐로된 상태에서 과전류가 흐르면 개로하여 부하로 전류가 흘러드는 것을 차단하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 일방향전류처리부(290)는 부하측 부하라인(T3, T4 후단)에 각각 전원측으로부터 부하측으로 일방향의 전류가 흐르도록 배치되는 제5 및 제6 다이오드(D5, D6)를 포함한다. 두가닥의 부하측 부하라인(T3, T4 후단)은 교대로 (-)전압 상태에 놓이는바, (-)전압 상태에 놓이게 될 때에 제5 다이오드(D5) 또는 제6 다이오드(D6)를 통해 릴레이 스위치(RL)를 통과한 과전류가 부하측으로 흐르게 된다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가변 저항용 딥 스위치 모식도로서, 검출전류가변부(210) 내 가변저항(VR1)으로 딥 스위치(S1, S2, S3, S4)를 사용함으로써 과전류 임계치를 다양하게 설정할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 과전류 계전부의 구체 회로도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 과전류 표시 계전부는, 검출전류가변부(410), 증폭부(420), 비교부(425), 표시부(430), 누설전류억제부(440), 정류부(450), 정전압부(460), 조도감응과전류제어부(470), 계전기(480), 과전류차단스위치(490), 및 일방향전류처리부(495)를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 검출전류가변부(410)는 변류기(130)로부터 획득된 전압의 크기를 가변하여 출력한다. 검출전류가변부(410)는 변류기(130)의 2차측에 병렬접속된 제1 저항(R1), 제1 캐패시터(C1) 및 가변저항(VR1)을 포함한다. 제1 저항(R1)은 변류기(130)의 임피던스를 억제하는 기능을 담당한다. 제1 캐패시터(C1)는 변류기(130)로부터 획득된 전압에 대하여 고조파 성분을 제거하는 기능을 담당한다. 가변저항(VR1)은 변류기(130)로부터 획득된 전압의 크기를 조절하여 과전류에 따른 차단 동작의 감도를 조절하는 기능을 담당한다.

본 발명의 일실시예에 따른 증폭부(420)는 검출전류가변부(410)로부터 획득된 전압을 제1 연산증폭기(OP1)의 비반전단자(+)에 인가받고, 제1 연산증폭기(OP1)의 반전단자(-)를 제1 연산증폭기(OP1)의 출력단자에 연결하여 증폭된 비교전압(Vcomp)을 출력한다. 여기서, 제1 연산증폭기(OP1)의 반전단자(-)와 제1 연산증폭기(OP1)의 출력단자 사이에 배치되는 제2 저항(R2)과 제1 연산증폭기(OP1)의 출력단자와 접지 사이에 배치되는 제2 캐패시터(C2)는 표시부(230)의 출력 시간에 대한 시정수를 결정한다.

본 발명의 일실시예에 따른 비교부(425)는 제1 내지 제4 비교기(OP2 ~OP5)와, 정전압부(460) 양단에 직렬접속되어 정전압을 분압하는 제4 내지 제8 저항(R4 ~ R8)을 포함한다.

제1 비교기(OP2)는 증폭부(420)로부터 출력되는 비교전압(Vcomp)을 반전단자(-)에 인가받고 제4 저항(R4)에 인가되는 제1 분압전압(VR4)을 비반전단자(+)에 인가받아 비교전압(Vcomp)과 제1 분압전압(VR4)을 비교하고, 비교전압(Vcomp)이 제1 분압전압(VR4)보다 높으면 "L"레벨 신호를 출력한다. 제2 비교기 내지 제4 비교기도 동일한 방식으로 동작한다. 즉, 제2 비교기(OP3)는 증폭부(420)로부터 출력되는 비교전압(Vcomp)과 제5 저항(R5)에 인가되는 제2 분압전압(VR5)을 비교하고, 비교전압(Vcomp)이 제2 분압전압(VR5)보다 높으면 "L"레벨 신호를 출력한다. 제3 비교기(OP4)는 증폭부(420)로부터 출력되는 비교전압(Vcomp)과 제6 저항(R6)에 인가되는 제3 분압전압(VR6)을 비교하고, 비교전압(Vcomp)이 제3 분압전압(VR6)보다 높으면 "L"레벨 신호를 출력한다. 제4 비교기(OP5)는 증폭부(420)로부터 출력되는 비교전압(Vcomp)과 제7 저항(R7)에 인가되는 제4 분압전압(VR7)을 비교하고, 비교전압(Vcomp)이 제4 분압전압(VR7)보다 높으면 "L"레벨 신호를 출력한다.

본 발명의 일실시예에 따른 표시부(430)는 비교부(425)의 출력에 응답하여 디스플레이 되는 복수의 LED 소자를 포함하는바, 제1 내지 제5 LED(LED1, ..., LED 5)를 포함한다.

제1 LED(LED1)는 정전압부(460) 양단, 즉, 전원라인(VH)과 접지라인(VG) 사이에 접속되고, 전원전압이 정상적으로 인가되면 턴온 됨으로써 전원전압의 인가 여부를 표시하는 용도로 사용된다.

제2 LED(LED2) 내지 제4 LED(LED4)는 증폭부(420)로부터 출력되는 비교전압(Vcomp)의 레벨을 표시하는 용도로 사용된다. 즉, 제2 LED(LED2)는 제1 비교기(OP2)로부터 출력되는 "L"레벨 신호에 턴온 된다. 제3 LED(LED3)는 제2 비교기(OP3)로부터 출력되는 "L"레벨 신호에 턴온 된다. 제4 LED(LED4)는 제3 비교기(OP4)로부터 출력되는 "L"레벨 신호에 턴온 된다. 예컨대, 비교전압(Vcomp)이 제2 분압전압(VR5)보다 높고 제3 분압전압(VR6)보다 낮으면 제2 LED(LED2)와 제3 LED(LED3)가 턴온 되어 점등된다.

제5 LED(LED5)는 제4 연산증폭기(OP5)로부터 출력되는 "L"레벨 신호에 턴온 된다.

본 발명의 일실시예에 따른 누설전류억제부(440)는 전원측 터미널(T1, T2)에 접속되는 정온도계수소자(PTC)와 제4 캐패시터(C4)를 포함하고, 전원측 터미널(T1, T2)로부터 출력되는 전원 전압에 포함된 누설전류를 억제한다.

본 발명의 일실시예에 따른 정류부(450)는 제1 내지 제4 다이오드(D1 ~ D4)를 포함하고, 누설전류억제부(440)로부터 출력되는 전원전압을 정류하여 정류전압을 출력한다.

본 발명의 일실시예에 따른 정전압부(460)는 정류부(450)의 양단에 병렬접속되는 제너다이오드(ZD)와 제3 캐패시터(C3)를 포함하고, 정류부(450)로부터 출력되는 정류전압의 레벨을 일정하게 하여 정전압을 출력한다.

본 발명의 일실시예에 따른 조도감응과전류제어부(470)는 전원라인(VH)과 접지라인(VG) 사이에 배치되는 직렬접속의 제12 저항(R12)과 제2 가변저항(VR2), 전원라인(VH)과 접지라인(VG) 사이에 배치되는 직렬접속의 제2 트랜지스터(TR2), 제10 저항(R10), 감광소자(CdS), 제2 트랜지스터(TR2)의 베이스단자와 제2 가변저항노드(N2) 사이에 배치되는 직렬접속의 제6 LED(LED6), 제11 저항(R11), 제1 트랜지스터(TR1)를 포함하고, 제1 트랜지스터(TR1)의 베이스단자는 제10 저항(R10)와 감광소자(CdS) 사이의 제3 노드(N3)에 접속된다.

예컨대, 실내 조명이 켜진 업무시간 동안에는 작동하지 않고, 실내 조명이 꺼진 퇴근 후에만 작동하게 하는 회로이다. 이 경우, 정전되어서는 안 되는 최소 전류가 흐르도록 제2 가변저항(VR2)을 설정하면, 전기기기의 고장, 절연 불량에 의한 단락사고, 건망증으로 끄지 않고 퇴근 후에도 동작하는 전열기구로 인한 과열사고 등의 예방이 가능하다.

감광소자(CdS 황화카드뮴)는 밝을 때 저항이 작고 어두울 때 저항이 큰 특성을 가지므로 제3 노드(N3)에 인가되는 제1 트랜지스터(TR1)의 베이스 단자 전압은 밝을 때 낮아지고, 어두울 때 높아진다. 따라서 제2 가변저항(VR2)으로 제1 트랜지스터(TR1)의 에미터 단자 전압을 적절히 설정함으로써 어두울 때 제1 트랜지스터(TR1)의 컬렉터 전류가 흐르면 제11 저항(R11)을 통해 제6 LED(LED6)가 점등하고, 제2 트랜지스터(TR2)를 턴온시켜 릴레이 코일(RL Coil)에 동작전압이 공급된다.

즉, 제6 LED(LED6)가 점등되었다는 것은 부하측의 과전류 발생시 차단 동작의 가능을 표시한다.

한편, 부하측에 과전류가 흘러 증폭부(420)로부터 출력되는 비교전압(Vcomp)이 제4 분압전압(VR7)보다 높으면 제2 내지 제5 LED(LED2, .. , LED5)가 모두 점등되고, 제5 LED(LED5)의 점등에 따라 제5 LED(LED5)와 제2 트랜지스터(TR2)의 컬렉터 단자 사이에 배치된 릴레이 코일(RL Coil)이 자화된다.

본 발명의 일실시예에 따른 계전기(480)는 제5 LED(LED5)의 점등에 따라 자화되는 릴레이 코일(RL Coil)과, 전원측 전원라인(VH)과 부하측 부하라인(T3, T4) 사이에 배치되어 릴레이 코일(RL Coil)의 자화에 따라 폐로되는 릴레이 스위치(RL)를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 과전류차단스위치(490)는 상시 폐로된 상태에서 과전류가 흐르면 개로하여 부하로 전류가 흘러드는 것을 차단하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 일방향전류처리부(495)는 부하측 부하라인(T3, T4 후단)에 각각 전원측으로부터 부하측으로 일방향의 전류가 흐르도록 배치되는 제5 및 제6 다이오드(D5, D6)를 포함한다. 두가닥의 부하측 부하라인(T3, T4 후단)은 교대로 (-)전압 상태에 놓이는바, (-)전압 상태에 놓이게 될 때에 제5 다이오드(D5) 또는 제6 다이오드(D6)를 통해 릴레이 스위치(RL)를 통과한 과전류가 부하측으로 흐르게 된다.

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: 누전 차단기
120: 과전류 표시 계전부
130: 변류기
210, 410: 검출전류가변부
220, 420: 증폭부
225, 425: 비교부
230, 430: 표시부
240, 440: 누설전류억제부
250, 450: 정류부
260, 460: 정전압부
470: 조도감응과전류제어부
270, 480: 계전기
280, 490: 과전류차단스위치
290, 495: 일방향전류처리부

Claims

전원전압을 입력받는 전원측 터미널과 부하측 터미널을 구비하는 누전 차단기; 상기 전원측 터미널과 상기 부하측 터미널 사이에 상기 누전 차단기와 병렬접속되는 과전류 표시 계전부; 및 상기 부하측의 부하라인에 흐르는 부하전류를 전압으로 검출하여 상기 과전류 표시 계전부에 제공하기 위한 변류기를 포함하고,
상기 과전류 표시 계전부는, 상기 변류기로부터 획득된 전압의 크기를 가변하여 출력할 수 있도록 구성된 검출전류가변부; 상기 검출전류가변부로부터 획득된 전압을 증폭하여 비교전압으로 출력하는 증폭부; 상기 비교전압을 복수의 크기가 다른 분압전압과 각각 비교하여 출력하는 비교부; 상기 비교부의 출력에 응답하여 디스플레이 되는 표시부; 상기 전원전압을 정류하여 정류전압을 출력하는 정류부; 상기 정류부의 출력 양단에 결합되고, 상기 정류전압의 레벨을 일정하게 유지하는 정전압부; 상기 표시부의 출력 중 어느 하나에 자화되어 상기 전원측의 전원라인과 상기 부하측의 부하라인을 폐로 시키는 계전기; 및 상기 부하측의 부하라인에 상기 전원측으로부터 상기 부하측으로 일방향의 전류가 흐르도록 배치되는 일방향전류처리부를 포함하고,
상기 증폭부는, 상기 전원측의 전원라인과 상기 전원측의 접지라인 사이에 배치된 복수의 저항; 상기 비교전압을 반전단자에 인가받고, 상기 복수의 저항 중 어느 하나에 인가되는 제1 분압전압을 비반전단자에 인가받아 비교하는 제1 비교기; 및 상기 비교전압을 반전단자에 인가받고, 상기 복수의 저항 중 다른 하나에 인가되는 제2 분압전압을 비반전단자에 인가받아 비교하는 제2 비교기
를 포함하는 과전류 표시 계전부를 포함하는 누전 차단 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 검출전류가변부는,
상기 변류기의 2차측에 병렬접속되는 제1 저항;
상기 변류기의 2차측에 병렬접속되는 제1 캐패시터; 및
상기 변류기의 2차측에 병렬접속되는 제1 가변 저항
을 포함하는 과전류 표시 계전부를 포함하는 누전 차단 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 가변 저항은 딥 스위치인 것을 특징으로 하는 과전류 표시 계전부를 포함하는 누전 차단 장치.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 표시부는,
상기 제1 비교기의 출력에 응답하여 디스플레이 되는 제1 LED 소자; 및
상기 제2 비교기의 출력에 응답하여 디스플레이 되는 제2 LED 소자
를 포함하는 과전류 표시 계전부를 포함하는 누전 차단 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전원측의 전원라인과 상기 전원측의 접지라인 사이에 배치되는 직렬접속의 제12 저항과 제2 가변저항;
상기 전원측의 전원라인과 상기 전원측의 접지라인 사이에 배치되는 직렬접속의 제2 트랜지스터, 제10 저항, 및 감광소자;
제2 트랜지스터의 베이스단자와 제2 가변저항 노드 사이에 배치되는 직렬접속의 제6 LED, 제11 저항, 제1 트랜지스터;를 포함하고,
상기 제1 트랜지스터의 베이스단자는 상기 제10 저항과 상기 감광소자 사이의 제3 노드에 접속되는 것을 특징으로 하는 조도감응과전류제어부
를 더 포함하는 과전류 표시 계전부를 포함하는 누전 차단 장치.