KR102522519B1 - 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로 - Google Patents

아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 컨버터 또는 인버터(100)에 과부하 및 아크감지 차단부(150)가 일체형으로 조립되되, 상기 컨버터 또는 인버터(100)에는, 컨버터 또는 인버터(100)에 전원을 공급하고, 회로를 보호하는 퓨즈를 거쳐서 서지전압을 억지하는 세라믹 바리스터인 TNR이 입력전원 양단에 병렬 연결되고 그 양단에는 입력측 전원과 컨버터에서 발생하는 노이즈를 억지하는 필터가 장착되며, 복수개의 단자(1,2,3,4,5)가 구비되어 전원입력 및 필터회로로 이루어진 전원공급 및 필터부(111); 전원공급 및 필터부(111)와 연결된 정류회로이고 컨버터를 동작시키는 직류전원을 공급하는 정류부(112); 정류부(112)와 연결되고 고주파 발진회로인 발진부(113); 발진부(113)와 연결되고, 고주파트랜스에 의해서 전압강하된 고주파전류를 정류 및 정전류의 직류전압을 출력하여 부하 전기기기에 안전한 출력 전압을 공급하는 출력부(114); 및 컨버터 출력측 부하모듈(115)에서 발생하는 아크전류를 감지하는 센서가 포함되고, 상기 과부하 및 아크감지 차단부(150)에는, 전원공급 및 필터부(111)와 연결되며, 과부하 및 아크감지 차단회로의 동작전원인 전원부(151); 정류부(112)와 연결되며, 아크신호 감지용 센서가 구비된 제1센서(152); 출력부(114)와 연결되며, 아크감지 차단회로인 제2센서(153); 제1센서(152)와 연결되며, 자기코일에 의해 동작하는 과부하 차단용 센서인 제3센서(154); 컨버터에서 발생하는 아크 신호전류를 감지하는 아크감지 차단회로인 증폭부(155); 증폭부(155)에 연결되며, 컨버터에 정격전류 이상의 과부하가 걸리게 되면 전원을 차단하는 제어부(156); 및 제어부(156)와 연결되며, 기기의 이상으로 과부하나 아크가 발생하여 화재의 위험성이 있을시 기기에 공급되는 전원을 차단하는 전원차단 스위치인 차단부(157);가 포함된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 컨버터 및 인버터 회로에 아크감지, 과부하감지 및 전원차단회로가 일체로 장착되어 전기기기의 화재를 미연에 예방할 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 전원차단회로의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로{Power cut-off circuit for fire prevention due to arc and overload}
본 발명의 실시예는 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컨버터 및 인버터 회로에 아크감지, 과부하감지 및 전원차단회로가 일체로 장착되어 전기기기의 화재를 미연에 예방할 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 전원차단회로의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
주지하다시피 종래의 배선용 차단기 및 아크차단기로는 부분적인 상태의 사고 시 즉, 컨버터나 인버터의 입력측 라인의 상당한 전류를 동반한 아크 발생시나 컨버터나 인버터 및 상기 출력측에 연결된 부하측에서 배선용 차단기 정격용량 이상의 과부하가 걸렸을시 동작할 수 있지만, 상기의 상태에서 동작했을 시는 상당한 전기화재 위험성을 내포하고 있는 실정이다.
또한 컨버터나 인버터 내부회로의 특성상 상기 회로내부의 부품 고장이나 접속 불량 등으로 발생하는 미세한 아크와 상기 컨버터나 인버터의 정격 부하용량이 적은 전기기기(예,LED 조명기구 등)는 현재의 아크차단기로는 차단되지 않고 또한 상기 컨버터나 인버터의 정격 용량보다 큰 배선용 차단기를 사용하는 상태에서 상기 기기의 과부하로 인한 재해를 방지 할 수 가 없다는 문제점이 발생 되었다.
특히 상기 설명한 컨버터 및 인버터의 사용 목적은 전기기기의 특성에 맞는 출력전원을 공급하기 위한 목적으로 사용하는 것인데, 예를 들면 절전형 조명기구인 LED 조명기구는 보통 상용전원(AC 220V)을 입력전원으로 사용하여 컨버터 내의 전자회로에서 정류하여 직류(DC)로 전환하여 전력손실을 줄이기 위한 목적과, 컨버터의 소형화를 위해서 이를 다시 인가하여 높은 주파수로 전환하여 고주파 트랜스에 인가하여 출력측 LED 모듈에 적합하게 낮은 전압으로 출력하여 이를 다시 정전류형의 직류전원으로 전환하여 상기 LED 모듈에 안정적인 전원을 공급하는 장치인데(예,DC12V,24V,36V,48V, 등) 상기의 설명과 같이 다른 전기기기의 컨버터도 같은 원리에 속하는 회로 장치이며, 인버터는 상기 컨버터와 같은 원리의 회로를 이용하여 교류전원을 직류로 전환하여 고주파 발진회로 및 위상제어회로 등에 의해서 출력전류나 전압을 제어하는 것(예,전기 장판 제어장치, 자동화 기기 및 컴퓨터나 TV 등의 전자기기 전원부 등) 또는 상기와 같은 회로를 이용하여 교류에서 직류로 또는 직류전원을 교류로 전환하여 발진회로에서 높은 주파수의 교류전원을 출력하는 것도 있다(예,인버터 냉장고, 인버터 에어컨 등).
상기 설명과 같이 컨버터나 인버터는 복잡한 전자회로에 의해서 동작하기에 사용 중 부품의 노후 및 접속불량 등으로 화재의 원인이 되는 아크 및 자체 과부하 로 상기 컨버터나 인버터의 소손으로 인한 화재 및 나아가 상기의 부하측 전기기기의 이상 전류의 흐름으로 하여 화재로 이어질 수도 있다는 커다란 문제점이 발생 되었다.
또한 종래의 아크차단기는 대부분 컨버터 입력전원 라인에서 아크신호를감지하는것으로서 상기 컨버터 회로내부에서 발생하는 아크와 부하측에서 발생하는 아크를 감지하여 차단하는 데는 그 한계가 있었다,
그리고 상기 컨버터 회로 및 컨버터 부하측에서 아크가 발생하면 상기 컨버터 내부의 회로의 필터 회로 및 출력부의 정전류 회로에서 대부분 감쇠되어 소멸되는 상태에서 종래의 배선기구용 아크차단기로는 컨버터를 사용하는 전기기의 완전한 화재예방을 위한 아크 및 과부하에 의한 확실한 전원차단이 어려운 상황이었다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌들이 개발되었으나, 여전히 상기한 종래 기술의 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.
대한민국 등록특허공보 제2042847호(2019. 11. 04)가 등록된바 있다. 대한민국 등록특허공보 제1270879호(2013. 05. 28)가 등록된바 있다. 대한민국 등록특허공보 제1162252호(2012. 06. 27)가 등록된바 있다. 대한민국 등록특허공보 제1337809호(2013. 11. 29)가 등록된바 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 과부하 및 아크감지 차단부에 컨버터 또는 인버터, 전원공급 및 필터부, 정류부, 발진부, 출력부, 부하모듈, 전원공급부, 제4,5,6센서, 증폭부, 제어부 및 차단부가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 컨버터 및 인버터 회로에 아크감지, 과부하감지 및 전원차단회로가 일체로 장착되어 전기기기의 화재를 미연에 예방할 수 있도록 한 것이고, 제3목적은 컨버터 및 인버터의 회로에서 부품의 이상상태 및 접속불량 또는 장기간 사용으로 인한 노후로 절연 불량, 통전되는 먼지 축적 등에 의한 아크전류가 발생 할 수 있고 상기 발생하는 아크전류가 회로 내에서 감지되기 쉬운 회로 동작전류가 흐르는 회로 부분에 아크 감지센서 회로를 수개 삽입하여 상기 기기 전체에서 유해 아크가 발생하면 이를 감지하여 출력하도록 하여 화재의 위험성이 있는 100mS 이상의 아크가 0.8초이상 지속되면 상기 기기의 입력전원을 차단하도록 한 것이고, 제4목적은 상기 기기의 이상상태로 인하여 정격전류 이상의 부하전류가 흐르면 상기 기기의 전원을 즉시 차단하도록 하는 회로장치를 제공하고, 제5목적은 상기 기기의 자체 노이즈에 대응하여 오동작이 발생하지 않도록 한 것이고, 제6목적은 이로 인해 전원차단회로의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로를 제공한다.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로에 관한 것으로, 컨버터 또는 인버터에 과부하 및 아크감지 차단부가 일체형으로 조립되되, 상기 컨버터 또는 인버터에는, 컨버터 또는 인버터에 전원을 공급하고, 회로를 보호하는 퓨즈를 거쳐서 서지전압을 억지하는 세라믹 바리스터인 TNR이 입력전원 양단에 병렬 연결되고 그 양단에는 입력측 전원과 컨버터에서 발생하는 노이즈를 억지하는 필터가 장착되며, 복수개의 단자가 구비되어 전원입력 및 필터회로로 이루어진 전원공급 및 필터부; 전원공급 및 필터부와 연결된 정류회로이고 컨버터를 동작시키는 직류전원을 공급하는 정류부; 정류부와 연결되고 고주파 발진회로인 발진부; 발진부와 연결되고, 고주파트랜스에 의해서 전압강하된 고주파전류를 정류 및 정전류의 직류전압을 출력하여 부하 전기기기에 안전한 출력 전압을 공급하는 출력부; 및 컨버터 출력측 부하모듈에서 발생하는 아크전류를 감지하는 센서가 포함되고, 상기 과부하 및 아크감지 차단부에는, 전원공급 및 필터부와 연결되며, 과부하 및 아크감지 차단회로의 동작전원인 전원부; 정류부와 연결되며, 아크신호 감지용 센서가 구비된 제1센서; 컨버터 정류부와 연결되며, 아크감지 차단회로인 제2센서; 컨버터 출력부와 연결되며, 자기코일에 의해 동작하는 과부하 차단용 센서인 제3센서; 컨버터에서 발생하는 아크 신호전류를 감지하는 아크감지 차단회로인 증폭부; 컨버터에 정격전류 이상의 과부하가 걸리게 되면 전원을 차단하고 전류를 공급하는 제어부; 및 제어부와 연결되며, 기기의 이상으로 과부하나 아크가 발생하여 화재의 위험성이 있을시 기기에 공급되는 전원을 차단하는 전원차단 스위치인 차단부;가 포함됨을 특징으로 하는 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로를 제공한다.
또한 본 발명은 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로에 관한 것으로, 컨버터 또는 인버터에 과부하 및 아크감지 차단부가 일체형으로 조립되되, 상기 컨버터 또는 인버터에는, 컨버터 또는 인버터에 전원을 공급하고, 회로를 보호하는 퓨즈를 거쳐서 서지전압을 억지하는 세라믹 바리스터인 TNR이 입력전원 양단에 병렬 연결되고 그 양단에는 입력측 전원과 컨버터에서 발생하는 노이즈를 억지하는 필터가 장착되며, 복수개의 단자가 구비되어 전원입력 및 필터회로로 이루어진 전원공급 및 필터부; 전원공급 및 필터부와 연결된 정류회로이고 컨버터를 동작시키는 직류전원을 공급하는 정류부; 정류부와 연결되고 고주파 발진회로인 발진부; 발진부와 연결되고, 고주파트랜스에 의해서 전압강하된 고주파전류를 정류 및 정전류의 직류전압을 출력하여 부하 전기기기에 안전한 출력 전압을 공급하는 출력부; 및 컨버터 출력측 부하모듈에서 발생하는 아크전류를 감지하는 센서가 포함되고, 더하여, 전원공급 및 필터부와 연결된 아크차단회로인 전원공급부; 정류부와 연결되며, 컨버터 내부의 아크를 감지하는 제4센서; 컨버터와 연결되며, 컨버터 출력부와 부하모듈의 아크를 감지하는 제5센서; 컨버터와 연결되며, 컨버터 및 부하모듈 과부하를 감지하는 제6센서; 제어부와 연결되며, 컨버터 및 부하모듈의 아크를 감지하여 증폭하는 증폭부; 증폭부와 연결되며, 컨버터와 부하모듈의 아크 및 과전류 센서에 의해 동작하는 제어부; 및 제6센서와 제어부에 연결되며, 제어부의 동작으로 기기의 이상, 과부하 또는 아크가 발생하여 화재의 위험성이 있을시 컨버터의 전원을 차단하는 차단부;가 포함됨을 특징으로 하는 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로를 제공한다.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 과부하 및 아크감지 차단부에 컨버터 또는 인버터, 전원공급 및 필터부, 정류부, 발진부, 출력부, 부하모듈, 전원공급부, 제4,5,6센서, 증폭부, 제어부 및 차단부가 구비되도록 한 것이다.
상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 컨버터 및 인버터 회로에 아크감지, 과부하감지 및 전원차단회로가 일체로 장착되어 전기기기의 화재를 미연에 예방할 수 있도록 한 것이다.
또한 본 발명은 컨버터 및 인버터의 회로에서 부품의 이상상태 및 접속불량 또는 장기간 사용으로 인한 노후로 절연 불량, 통전되는 먼지 축적 등에 의한 아크전류가 발생 할 수 있고 상기 발생하는 아크전류가 회로 내에서 감지되기 쉬운 회로 동작전류가 흐르는 회로 부분에 아크 감지센서 회로를 수개 삽입하여 상기 기기 전체에서 유해 아크가 발생하면 이를 감지하여 출력하도록 하여 화재의 위험성이 있는 100mS 이상의 아크가 0.8초이상 지속되면 상기 기기의 입력전원을 차단하도록 한 것이다.
그리고 본 발명은 상기 기기의 이상상태로 인하여 정격전류 이상의 부하전류가 흐르면 상기 기기의 전원을 즉시 차단하도록 하는 회로장치를 제공한다.
아울러 본 발명은 상기 기기의 자체 노이즈에 대응하여 오동작이 발생하지 않도록 한 것이다.
더하여 본 발명은 상기한 효과로 인해 전원차단회로의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 적용된 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로의 제1실시예 구성도.
도 2 는 본 발명에 적용된 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로의 제2실시예 구성도.
본 발명에 적용된 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로는 도 1 내지 도 2 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
먼저, 본 발명에 적용된 도 1 은 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로의 제1실시예 구성도 아래와 같이 구성된다.
(도1)(본 발명 제1실시예)
본 발명은 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 컨버터 또는 인버터(100)에 과부하 및 아크감지 차단부(150)가 일체형으로 조립되되,
상기 컨버터 또는 인버터(100)에는 아래의 기술적 구성으로 이루어진다.
즉, 본 발명은 컨버터 또는 인버터(100)에 전원을 공급하고, 회로를 보호하는 퓨즈를 거쳐서 서지전압을 억지하는 세라믹 바리스터인 TNR이 입력전원 양단에 병렬 연결되고 그 양단에는 입력측 전원과 컨버터에서 발생하는 노이즈를 억지하는 필터가 장착되며, 복수개의 단자(1,2,3,4,5)가 구비되어 전원입력 및 필터회로로 이루어진 전원공급 및 필터부(111)가 구비된다.
또한 본 발명은 상기 전원공급 및 필터부(111)와 연결된 정류회로이고 컨버터를 동작시키는 직류전원을 공급하는 정류부(112)가 구비된다.
이때 상기 정류부(112)는 컨버터의 이상상태 회로로 컨버터 회로 전반 동작 전류가 흐르는 어떤 부분이든지 아크로인한 고주파 펄스전류가 발생하면 아크에 의한 펄스전류의 파동현상이 발생하는데 이를 감지하는 목적으로 사용되며, 정류부의 한쪽 라인에 아크신호감지용 제1센서(152)가 삽입되어 컨버터에서 발생하는 신호전류를 아크감지차단회로인 증폭부(155)에 인가하게 된다.
그리고 본 발명은 상기 정류부(112)와 연결되고 고주파 발진회로인 발진부(113)가 구비된다.
또한 본 발명은 발진부(113)와 연결되고, 고주파트랜스에 의해서 전압강하된 고주파전류를 정류 및 정전류의 직류전압을 출력하여 부하 전기기기에 안전한 출력 전압을 공급하는 출력부(114)가 구비된다.
그리고 본 발명은 상기 컨버터 출력측 부하모듈(115)에서 발생하는 아크전류를 감지하는 센서가 포함된다.
특히 본 발명은 과부하 및 아크감지 차단부(150)가 구비되는 것으로 아래와 같이 구성된다.
즉, 본 발명은 전원공급 및 필터부(111)와 연결되며, 과부하 및 아크감지 차단회로의 동작전원인 전원부(151)가 구비된다.
또한 본 발명은 상기 정류부(112)와 연결되며, 아크신호 감지용 센서가 구비된 제1센서(152)가 구비된다.
그리고 본 발명은 상기 컨버터 정류부(112)와 연결되며, 아크감지 차단회로인 제2센서(153)가 구비된다.
또한 본 발명은 상기 컨버터 출력부(114)와 연결되며, 자기코일에 의해 동작하는 과부하 차단용 센서인 제3센서(154)가 구비된다.
그리고 본 발명은 컨버터에서 발생하는 아크 신호전류를 감지하는 아크감지 차단회로인 증폭부(155)가 구비된다.
아울러 본 발명은 컨버터에 정격전류 이상의 과부하가 걸리게 되면 전원을 차단하고 전류를 공급하는 제어부(156)가 구비된다.
더하여 본 발명은 상기 제어부(156)와 연결되며, 기기의 이상으로 과부하나 아크가 발생하여 화재의 위험성이 있을시 기기에 공급되는 전원을 차단하는 전원차단 스위치인 차단부(157)가 구비된 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로를 제공한다.
한편, 도 2 는 본 발명에 적용된 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로의 제2실시예 구성도로 아래와 같이 구성된다.
(도2)(본 발명 제2실시예)
본 발명은 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 컨버터 또는 인버터(200)에 과부하 및 아크감지 차단부가 일체형으로 조립되되,
상기 컨버터 또는 인버터(200)에는 아래의 기술적 구성으로 이루어진다.
즉, 본 발명은 컨버터 또는 인버터(200)에 전원을 공급하고, 회로를 보호하는 퓨즈를 거쳐서 서지전압을 억지하는 세라믹 바리스터인 TNR이 입력전원 양단에 병렬 연결되고 그 양단에는 입력측 전원과 컨버터에서 발생하는 노이즈를 억지하는 필터가 장착되며, 복수개의 단자(1,2,3,4,5)가 구비되어 전원입력 및 필터회로로 이루어진 전원공급 및 필터부(211)가 구비된다.
또한 본 발명은 상기 전원공급 및 필터부(211)와 연결된 정류회로이고 컨버터를 동작시키는 직류전원을 공급하는 정류부(212)가 구비된다.
또한 본 발명은 상기 정류부(212)와 연결되고 고주파 발진회로인 발진부(213)가 구비된다.
그리고 본 발명은 상기 발진부(213)와 연결되고, 고주파트랜스에 의해서 전압강하된 고주파전류를 정류 및 정전류의 직류전압을 출력하여 부하 전기기기에 안전한 출력 전압을 공급하는 출력부(214)가 구비된다.
또한 본 발명은 컨버터 출력측 부하모듈(215)에서 발생하는 아크전류를 감지하는 센서가 포함된다.
그리고 본 발명은 상기 전원공급 및 필터부(211)와 연결된 아크차단회로인 전원공급부(216)가 구비된다.
또한 본 발명은 상기 정류부(212)와 연결되며, 컨버터 내부의 아크를 감지하는 제4센서(217)가 구비된다.
그리고 본 발명은 상기 컨버터와 연결되며, 컨버터 출력부와 부하모듈의 아크를 감지하는 제5센서(218)가 구비된다.
또한 본 발명은 상기 컨버터와 연결되며, 컨버터 및 부하모듈 과부하를 감지하는 제6센서(219)가 구비된다.
그리고 본 발명은 상기 제어부와 연결되며, 컨버터 및 부하모듈의 아크를 감지하여 증폭하는 증폭부(220)가 구비된다.
또한 본 발명은 상기 증폭부(220)와 연결되며, 컨버터와 부하모듈의 아크 및 과전류 센서에 의해 동작하는 제어부(221)가 구비된다.
그리고 본 발명은 상기 제6센서(219)와 제어부(221)에 연결되며, 제어부의 동작으로 기기의 이상, 과부하 또는 아크가 발생하여 화재의 위험성이 있을시 컨버터의 전원을 차단하는 차단부(222)가 구비된 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로를 제공한다.
특히 본 발명에 적용된 상기 제4센서(217)는 컨버터 회로 정류부(212)의 단자1,2에 연결된 센서코일 1차측 L1에는 상기 컨버터의 정상적인 동작시 직류전류가 흐름으로 센서코일 2차측 L2에는 유도전압이 발생하지 않다가 컨버터의 회로망의 이상 상태(예: 부품의 결함 및 접속 불량 등)로 인하여 아크가 컨버터 회로망에서 발생하게 되면 아크가 발생하는 순간마다 높은 주파수의 펄스파의 파동전류가 생성되면서 상기 1차측 L1은 상기의 펄스파에 의해서 발진하면서 상기 2차측 L2에는 고주파 전압이 생성되고, 상기 컨버터의 종류나 용량에 의해서 상기 2차측 L2에 유기되는 전압의 차이가 있음으로 하여 사용하는 컨버터의 특성에 대응하여 상기 센서의 펄스전류를 조절하기 위한 목적으로 가변저항 R1을 삽입하고, 상기와 같은 조건에서 고주파 정류용 다이오드 D3를 통과한 아크에 의한 센서전류는 아크 증폭회로의 Q1의 단자(2)의 게이트에 인가되면 상기 센서의 2차측 L2의 다른 한쪽은 Q1의 단자(1)에 연결되어 있어서 상기 Q1은 구동되면서 Q1의 단자(1)에 연결되어 있는 정전류 다이오드 R5를 통하여 걸려있는 음(-)전위의 전류가 상기 제4센서의 구동전류가 증폭되어 상기 Q1의 단자(1)에서 단자(3)로 흐르게 되어 상기 Q1의 단자(1)과 단자(3) 사이에 연결된 콘덴서 C1는 상기 Q1의 구동을 용이하게 함을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 적용된 상기 제5센서(218)는 아래와 같이 구성된다.
즉, 본 발명은 1차코일 L3과 2차코일 L4는 고주파 코어에 감긴 상태로서 상기 센서의 1차코일 L3은 상기 컨버터 출력측과 부하측 회로 한쪽 라인 단자3,4에 삽입되어 컨버터 출력측에서 상기 센서 1차측 코일 L3을 통하여 상기 기기의 부하측으로 직류 전류가 흐르고, 상기 상태에서 부하측이 정상적으로 동작하면 2차코일 L4에는 전압이 유기되지 않고, 상기 부하측의 이상 상태로 아크가 발생하게 되면 부하측에서 발생하는 아크에 의한 고주파 펄스에 의한 파동전류가 생성되면서 1차코일 L3이 발진하면서 2차코일 L4에는 상기 부하측에서 아크가 발생하는 순간마다 전압이 유기되고, 컨버터 및 부하측의 특성에 따라서 상기 2차측 L4에 유기되는 전압 특성도 달라지므로 상기 2차측 코일 L4 한쪽에 가변저항 R2를 연결하여 상기 센서의 펄스전류를 제어하여 고주파 다이오드 D4를 통하여 상기 증폭회로 Q1의 단자(2)에 연결한다.
아울러 본 발명은 상기 증폭부(220)의 아크증폭회로가 구동하여 상기 Q1의 단자1에서 단자3으로 아크증폭전류가 흐르게 되면. 상기 Q1의 단자3과 전원공급부(216)의 전원정류부의 정류다이오드 D2의 캐소드측의 회로와 연결된 제어부(221)의 콘덴서 C2에 아크증폭전류가 충전되는데 있어서 상기 C2에 충전속도를 지연시는 저항 R4가 상기 C2에 병렬 연결된다.
또한 상기C2에 아크증폭 전류가 충전되는 속도를 제어하여 제너다이오드 D6을 통과하도록 하는 시정수 회로로서 상기의 C2에 아크증폭전류가 완충되어 상기 D6을 통과하여 제어부(221)의 Q2의 단자2에 인가되면 상기 Q2의 단자(1)에 걸려있는 상기 전원공급부(216)의 D2의 양(+)전위에 의해서 Q2의 단자(1)과 단자(2)사이에는 Q2를 구동할 수 있는 전류가 걸리면서 Q2는 구동되어 Q2의 단자(1)에서 단자(3)으로 도통되면서 상기 Q2의 단자(3)은 차단부(222)의 전원차단부 회로의(Ry1)의 구동코일 L6의 단자(5)에 연결된다.
그리고 상기 (Ry1)의 구동코일 다른 한쪽 단자(4)에는 전원공급부(216)의 전원정류부의 D1의 에노드 측에서 상기 차단부(222)의 구동코일 전류제어용 저항 R5를 거쳐서 연결된다.
또한 상기 제어부(221)의 Q2가 구동하여 도통하면서 차단부(222)의 (Ry1)의 구동코일 L6에 전류가 흐르면서 상기 (Ry1)의 구동으로 상기의 단자(1)의 가변 접점은 단자(2)에서 떨어져서 단자(3)으로 이동하면서 상기 컨버터 회로의 입력전원은 차단되고 상기의 (Ry1)의 단자(1)이 단자(3)으로 연결되면 상기 단자(1)에 연결된 전원전류가 상기 단자(3)으로 흐르게 되면서 상기 (Ry1)의 단자3에 연결된 회로의 정류다이오드 D7을 통하여 전류가 흐르고 상기 D7의 캐소드측에 연결된 전류제어용 저항 R6을 거쳐서 상기 (Ry1)의 구동코일 L6의 단자(5)에 연결되어 있어 구동코일 L6에 지속적으로 전류를 공급함으로서 상기의 회로 5가 구동을 멈추어도 상기 차단부(222)는 지속적으로 동작하여 상기 컨버터의 입력전원을 차단된 상태를 유지하게 된다.
그리고 상기 회로의 R6에 병렬 연결된 R7과 LED는 차단부(222)가 동작하는 차단 표시램프 동작회로로서 R6에 걸리는 전압을 이용한 것이다.
더하여 상기 설명에서 릴레이 스위치(Ry1) 단자(1)의 가변접점에 연결된 외부입력전원의 한쪽 선로의 회로가 연결되어 상기(Ry1)의 단자(2)에 연결된 과부하 센서코일 L6을 통하여 상기 컨버터 입력전원 한쪽 선로에 직렬 연결되어 있고, 상기 제6센서(219)의 부하전류감지용 코일에 적정량 이상의 전류가 인가되어 센서3의 동작으로 상기 제어부(221)의 제어회로가 동작하여 차단부(222)의 차단회로가 동작하면 컨버터에 들어가는 전원은 차단되고, 상기 제6센서(219)코일에 상기 컨버터나 부하측의 이상 상태에서 과부하로 인한 한정된 전류 이상의 과전류가 걸렸을 때 이를 감지하여 차단하는 회로장치로서 차단부(222)의 (Ry1)의 단자(2)와 본 컨버터 회로 1의 전원공급부 단자(2)사이에 과전류 감지용 센서 코일을 삽입하고 상기 코일에 내장된 센서는 미세한 자력에도 동작하는 자기소자로서 상기 센서코일 L6에 정해진전류값 이상의 과전류가 걸리게 되면 상기 전원공급부(216)의 D1에 연결된 R3을 통하여 상기 센서의 단자(1)에 연결되고, 상기 센서의 단자(2)는 전류제어용 저항 R8을 거쳐서 제어부(221)의 Q2의 단자 2에 연결되어 있어서 상기의 과전류 센서가 동작하여 단자(1)에서 단자(2)로 도통되면 상기 Q2의 단자2에는 음(-)전위가 걸리면 상기 Q2의 단자(2)와 단자(3)사이에는 상기 Q2를 구동할 수 있는 전류가 흐르면서 상기 Q2는 구동하여 Q2의 단자(1)에서 단자(3)으로 도통되면서 차단부(222)의 (Ry1)을 구동하여 전원을 차단한다,
마지막으로 본 발명에 적용된 상기 제6센서(219)는 과전류 센서로, 컨버터가 동작하면 전류를 감지할 수 있는 코일이 있고, 코일 내부에 전류에 의해서 동작하는 자기센서가 장착되어 있어서 상기 코일의 정해진 용량 이상의 전류가 유기되면 상기 센서가 동작하여 도통되도록 한다.
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서와 같이 본 발명은 컨버터 및 인버터 회로에 아크감지, 과부하감지 및 전원차단회로가 일체로 장착되어 전기기기의 화재를 미연에 예방할 수 있도록 한 것이고, 컨버터 및 인버터의 회로에서 부품의 이상상태 및 접속불량 또는 장기간 사용으로 인한 노후로 절연 불량, 통전되는 먼지 축적 등에 의한 아크전류가 발생 할 수 있고 상기 발생하는 아크전류가 회로 내에서 감지되기 쉬운 회로 동작전류가 흐르는 회로 부분에 아크 감지센서 회로를 수개 삽입하여 상기 기기 전체에서 유해 아크가 발생하면 이를 감지하여 출력하도록 하여 화재의 위험성이 있는 100mS 이상의 아크가 0.8초이상 지속되면 상기 기기의 입력전원을 차단하도록 한 효과를 제공하게 된다.
본 발명 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 컨버터 또는 인버터
150: 과부하 및 아크감지 차단부
200: 컨버터 또는 인버터
211: 전원공급 및 필터부
212: 정류부
213: 발진부
214: 출력부
215: 부하모듈
216: 전원공급부
217: 제4센서
218: 제5센서
219: 제6센서
220: 증폭부
221: 제어부
222: 차단부

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로에 관한 것으로,
    컨버터 또는 인버터(200)에 과부하 및 아크감지 차단부가 일체형으로 조립되되,
    상기 컨버터 또는 인버터(200)에는,
    컨버터 또는 인버터(200)에 전원을 공급하고, 회로를 보호하는 퓨즈를 거쳐서 서지전압을 억지하는 세라믹 바리스터인 TNR이 입력전원 양단에 병렬 연결되고 그 양단에는 입력측 전원과 컨버터에서 발생하는 노이즈를 억지하는 필터가 장착되며, 복수개의 단자(1,2,3,4,5)가 구비되어 전원입력 및 필터회로로 이루어진 전원공급 및 필터부(211);
    전원공급 및 필터부(211)와 연결된 정류회로이고 컨버터를 동작시키는 직류전원을 공급하는 정류부(212);
    정류부(212)와 연결되고 고주파 발진회로인 발진부(213);
    발진부(213)와 연결되고, 고주파트랜스에 의해서 전압강하된 고주파전류를 정류 및 정전류의 직류전압을 출력하여 부하 전기기기에 안전한 출력 전압을 공급하는 출력부(214); 및
    컨버터 출력측 부하모듈(215)에서 발생하는 아크전류를 감지하는 센서가 포함되고, 더하여,
    전원공급 및 필터부(211)와 연결된 아크차단회로인 전원공급부(216);
    정류부(212)와 연결되며, 컨버터 내부의 아크를 감지하는 제4센서(217);
    컨버터와 연결되며, 컨버터 출력부와 부하모듈의 아크를 감지하는 제5센서(218);
    컨버터와 연결되며, 컨버터 및 부하모듈 과부하를 감지하는 제6센서(219); 상기 제6센서(219)는 과전류 센서로, 컨버터가 동작하면 전류를 감지할 수 있는 코일이 있고, 코일 내부에 전류에 의해서 동작하는 자기센서가 장착되어 있어서 상기 코일의 정해진 용량 이상의 전류가 유기되면 상기 센서가 동작하여 도통되도록 하고,
    제어부와 연결되며, 컨버터 및 부하모듈의 아크를 감지하여 증폭하는 증폭부(220);
    증폭부(220)와 연결되며, 컨버터와 부하모듈의 아크 및 과전류 센서에 의해 동작하는 제어부(221); 및
    제6센서(219)와 제어부(221)에 연결되며, 제어부의 동작으로 기기의 이상, 과부하 또는 아크가 발생하여 화재의 위험성이 있을시 컨버터의 전원을 차단하는 차단부(222);가 포함됨을 특징으로 하는 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로.
  3. 청구항 2 에 있어서,
    상기 제4센서(217)는,
    컨버터 회로 정류부(212)의 단자1,2에 연결된 센서코일 1차측 L1에는 상기 컨버터의 정상적인 동작시 직류전류가 흐름으로 센서코일 2차측 L2에는 유도전압이 발생하지 않다가 컨버터의 회로망의 이상 상태로 인하여 아크가 컨버터 회로망에서 발생하게 되면 아크가 발생하는 순간마다 주파수의 펄스파의 파동전류가 생성되면서 상기 1차측 L1은 상기의 펄스파에 의해서 발진하면서 상기 2차측 L2에는 고주파 전압이 생성되고, 상기 컨버터의 종류나 용량에 의해서 상기 2차측 L2에 유기되는 전압의 차이가 있음으로 하여 사용하는 컨버터의 특성에 대응하여 상기 센서의 펄스전류를 조절하기 위한 목적으로 가변저항 R1을 삽입하고, 상기와 같은 조건에서 고주파 정류용 다이오드 D3를 통과한 아크에 의한 센서전류는 아크 증폭회로의 Q1의 단자(2)의 게이트에 인가되면 상기 센서의 2차측 L2의 다른 한쪽은 Q1의 단자(1)의 에노드측에 연결되어 있어서 상기 Q1은 구동되면서 Q1의 단자(1)에 연결되어 있는 정전류 다이오드 R5를 통하여 걸려있는 음(-)전위의 전류가 상기 제4센서의 구동전류가 증폭되어 상기 Q1의 단자(1)에서 단자(3)로 흐르게 되어 상기 Q1의 단자(1)과 단자(3) 사이에 연결된 콘덴서 C1는 상기 Q1의 구동을 용이하게 함을 특징으로 하는 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로.
  4. 청구항 2 에 있어서,
    상기 제5센서(218)는,
    1차코일 L3과 2차코일 L4는 고주파 코어에 감긴 상태로서 상기 센서의 1차코일 L3은 상기 컨버터 출력측과 부하측 회로 한쪽 라인 단자3,4에 삽입되어 컨버터 출력측에서 상기 센서 1차측 코일 L3을 통하여 상기 기기의 부하측으로 직류 전류가 흐르고, 상기 상태에서 부하측이 정상적으로 동작하면 2차코일 L4에는 전압이 유기되지 않고, 상기 부하측의 이상 상태로 아크가 발생하게 되면 부하측에서 발생하는 아크에 의한 고주파 펄스에 의한 파동전류가 생성되면서 1차코일 L3이 발진하면서 2차코일 L4에는 상기 부하측에서 아크가 발생하는 순간마다 전압이 유기되고, 컨버터 및 부하측의 특성에 따라서 상기 2차측 L4에 유기되는 전압 특성도 달라지므로 상기 2차측 코일 L4 한쪽에 가변저항 R2를 연결하여 상기 센서의 펄스전류를 제어하여 고주파 다이오드 D4를 통하여 증폭회로 Q1의 단자(2)에 연결함을 특징으로 하는 아크 및 과부하에 의한 화재예방용 전원차단회로.
  5. 삭제
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