KR102572602B1 - Magnetic force regenerative controller - Google Patents

Magnetic force regenerative controller Download PDF

Info

Publication number
KR102572602B1
KR102572602B1 KR1020220112503A KR20220112503A KR102572602B1 KR 102572602 B1 KR102572602 B1 KR 102572602B1 KR 1020220112503 A KR1020220112503 A KR 1020220112503A KR 20220112503 A KR20220112503 A KR 20220112503A KR 102572602 B1 KR102572602 B1 KR 102572602B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
capacitor
resistor
current
power
junction box
Prior art date
Application number
KR1020220112503A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김만섭
한동철
Original Assignee
(주)신아엔지니어링
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)신아엔지니어링 filed Critical (주)신아엔지니어링
Priority to KR1020220112503A priority Critical patent/KR102572602B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102572602B1 publication Critical patent/KR102572602B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G3/00Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
    • H02G3/02Details
    • H02G3/08Distribution boxes; Connection or junction boxes
    • H02G3/088Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof casings or inlets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • H01F27/245Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/324Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
    • H01F27/325Coil bobbins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20Instruments transformers
    • H01F38/22Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28Current transformers
    • H01F38/30Constructions
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4225Arrangements for improving power factor of AC input using a non-isolated boost converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20009Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
    • H05K7/20136Forced ventilation, e.g. by fans
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/50Charging of capacitors, supercapacitors, ultra-capacitors or double layer capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

본 발명은 자기 전원 재생 제어기에 관한 것으로, 케이블 접속함 내에 접속함의 내, 외부 공기의 온도차를 상쇄시켜 결로를 방지하도록 접속함 내부의 공기를 환기시키는 환기용 팬을 구동하기 위한 외부 전원의 공급없이 케이블 접속함 내 고압선 전류의 자기장을 이용해 변류기로 2차 전류를 유도하여 환기용 팬의 구동 전원을 확보할 수 있고, 이 경우 변류기로 2차 전류를 유도시 변류기의 미약한 전력을 상승시킬 수 있을 뿐만 아니라 변류기를 통해 변성된 2차 전력을 충전부인 슈퍼콘덴서에 충전시 역률 보상을 통해 무효전력으로 낭비되는 것을 최소화할 수 있는 자기 전원 재생 제어기를 제공한다. The present invention relates to a self-powered regeneration controller, without supplying an external power supply for driving a ventilation fan for ventilating the air inside the junction box to prevent dew condensation by offsetting the temperature difference between the air inside and outside the junction box in a cable junction box. It is possible to secure driving power for the ventilation fan by inducing secondary current to the current transformer using the magnetic field of the current of the high voltage line in the cable junction box. In addition, a self-powered regeneration controller capable of minimizing waste as reactive power through power factor correction when charging secondary power transformed through a current transformer to a supercapacitor, which is a charging unit, is provided.

Description

자기 전원 재생 제어기 {Magnetic force regenerative controller}Magnetic force regenerative controller}

본 발명은 자기 전원 재생 제어기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철도 역사의 전원 공급용 케이블 접속함 내부에 발생하는 결로로 인하여 발생하는 여러 문제를 해결하기 위하여 접속함 내부를 주기적으로 환기하여 접속함 내, 외부 공기의 온도차를 상쇄시켜 결로를 방지하도록 전원 공급용 케이블에 흐르는 전류의 자기장을 이용해 환기팬을 구동하는 자기 전원 재생 제어기에 관한 것이다. The present invention relates to a self-powered regeneration controller, and more particularly, to solve various problems caused by dew condensation inside a cable junction box for power supply in a railway station by periodically ventilating the inside of the junction box. , It relates to a self-powered regeneration controller that drives a ventilation fan by using a magnetic field of a current flowing through a power supply cable to offset the temperature difference of outside air and prevent dew condensation.

일반적으로 철도 역사와 역사 간의 고압 배전선로를 설치하는 경우에는, 각 역 구내의 수전변전소 사이에 전원 공급을 위한 케이블(22,900V)용 접속함을 소정의 간격으로 이격되게 설치 운영한다.In general, when high-voltage distribution lines are installed between railway stations, connection boxes for cables (22,900V) for power supply are installed and operated at predetermined intervals between receiving substations in each station.

이러한 전원 공급용 케이블 접속함은 내부에 고압선(배전선로)이 내장되는 것으로, 이러한 케이블 접속함에 관련된 선행기술로 공개특허 제10-2004-0003931호(참고문헌 1), 등록실용신안 제20-0314282호(참고문헌 2), 등록특허 제10-0643184호(참고문헌 3) 등이 제안된 바 있다. This cable junction box for power supply has a high voltage line (distribution line) built in, and prior art related to this cable junction box is Patent Publication No. 10-2004-0003931 (Reference 1), Utility Model Registration No. 20-0314282 (Reference 2), Patent Registration No. 10-0643184 (Reference 3), etc. have been proposed.

상기 참고문헌 1은 단로기가 내장된 옥외용 케이블접속함 및 이를 이용한 전력케이블의 고장 검출방법에 관한 것으로 철도 역사와 역사간의 터널 및 신호전원을 공급하기 위한 고압배전선로 유지보수의 신속 및 효율성을 위해 전력케이블 장애발생시에 고장구간을 신속하게 확인하고 보수하기 위한 단로기가 내장된 케이블접속함 및 이를 이용한 고장 검출방법이 제안되어 있고, 상기 참고문헌 2는 지상설치용 케이블 접속함에 관한 것으로 철도 역사와 역사의 터미널 및 신호전원을 공급하기 위한 고압배전선로의 케이블 절연불량 등 장애구간을 신속하고 정확하게 확인할 수 있도록 하기 위한 지상설치용 케이블 접속함이 제안되어 있고, 상기 참고문헌 3은 고압 케이블용 직선 접속함에 관한 것으로 철도 역사와 역사의 터미널 및 신호 전원을 공급하기 위한 고압 배전선로의 장애구간을 신속하고 정확하게 확인, 보수하기 위한 고압 케이블용 직선 접속함이 제안되어 있다.Reference 1 above relates to an outdoor cable junction box with a built-in disconnector and a method for detecting a failure of a power cable using the same. A cable junction box with a built-in disconnector for quickly checking and repairing the faulty section in the event of a cable failure and a fault detection method using the same are proposed, and Reference 2 relates to a cable junction box for ground installation, and railway stations and station terminals and cable connection box for ground installation is proposed to quickly and accurately check faulty sections such as poor cable insulation of high-voltage distribution lines for supplying signal power. A straight junction box for high-voltage cables is proposed to quickly and accurately check and repair faulty sections of high-voltage distribution lines for supplying station terminals and signal power.

그런데, 이러한 종래의 케이블 접속함은 케이블(22900V) 접속함 내부에 발생하는 결로로 인하여 발생하는 여러 문제를 해결하기 위하여 접속함 내부를 주기적으로 환기하여 접속함과 접속함의 내, 외부 공기의 온도차를 상쇄시켜 결로를 방지하도록 접속함 내부의 공기를 환기시키기 위해서 환기용 팬 등을 구동할 수 있는 전원이 필요하지만 접속함 내에는 역사의 전원 공급용 AC 22,900V의 고압 전원 외에는 일체의 전원이 없으며, 케이블 접속함은 24시간 AC 22,900V의 전원이 활선 상태이므로 고압 전원에 여타 장치를 연결하여 사용 할수도 없다.However, in order to solve various problems caused by dew condensation inside the cable (22900V) junction box, the conventional cable junction box periodically ventilates the inside of the junction box to reduce the temperature difference between the junction box and the inside and outside air. In order to ventilate the air inside the junction box to prevent dew condensation, a power source capable of driving a ventilation fan is required, but there is no power source other than AC 22,900V high-voltage power for supplying power to the station in the junction box. Since the cable junction box is powered by AC 22,900V 24 hours a day, it cannot be used by connecting other devices to the high voltage power supply.

참고문헌 1: 공개특허 제10-2004-0003931호Reference 1: Patent Publication No. 10-2004-0003931 참고문헌 2: 등록실용신안 제20-0314282호Reference 2: Registered Utility Model No. 20-0314282 참고문헌 3: 등록특허 제10-0643184호Reference 3: Registered Patent No. 10-0643184

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 케이블 접속함 내에 외부의 전원을 공급받지 않고서도 접속함의 내, 외부 공기의 온도차를 상쇄시켜 결로를 방지하도록 접속함 내부의 공기를 환기시키는 환기용 팬을 구동할 수 있도록 케이블 접속함 내 고압선 전류의 자기장을 이용해 변류기로 2차 전류를 유도하여 환기용 팬의 구동 전원을 확보할 수 있는 자기 전원 재생 제어기를 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to prevent condensation inside the junction box by canceling the temperature difference between the inside and outside air of the junction box without receiving external power in the cable junction box. To provide a self-powered regeneration controller capable of securing drive power for a ventilation fan by inducing a secondary current to a current transformer using a magnetic field of a high-voltage line current in a cable junction box to drive a ventilation fan that ventilates air.

특히, 본 발명은 접속함 내 고압선 전류의 자기장을 이용한 변류기로 2차 전류를 유도시 변류기의 미약한 전력을 상승시킬 수 있는 자기 전원 재생 제어기를 제공하는 것이다. In particular, the present invention provides a self-powered regeneration controller capable of increasing weak power of a current transformer when a secondary current is induced into the current transformer using a magnetic field of a high voltage line current in a junction box.

또한, 본 발명의 다른 목적은 변류기를 통해 변성된 2차 전력을 충전부에 충전시 역률 보상을 통해 무효전력으로 낭비되는 것을 최소화할 수 있는 자기 전원 재생 제어기를 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide a self-powered regeneration controller capable of minimizing waste of reactive power through power factor correction when charging secondary power transformed through a current transformer to a charging unit.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은; The present invention to solve such a technical problem;

케이블 접속함 내부의 고압선에 흐르는 전류의 자기장을 이용하여 2차 전류를 유도하는 변류기와, 상기 변류기의 출력측 전원을 직류전원으로 변환하는 정류부와, 케이블 접속함 내부의 공기를 환기시키는 환기용 팬을 구동하기 위해 상기 정류부를 통해 정류된 직류전원을 충전하는 충전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 전원 재생 제어기를 제공한다.A current transformer that induces a secondary current by using the magnetic field of the current flowing in the high-voltage line inside the cable junction box, a rectifier that converts the output power of the current transformer into direct current power, and a ventilation fan that ventilates the air inside the cable junction box It provides a self-powered regeneration controller comprising a charging unit for charging the DC power rectified through the rectifying unit in order to drive.

이때, 상기 변류기는 'ㄷ'자 형으로 이루어져 다층으로 배치되는 복수의 'ㄷ'자형 코어와, 코일이 권선되며 상기 복수의 'ㄷ'자형 코어 각각에 배치되는 보빈으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. At this time, the current transformer is characterized in that it consists of a plurality of 'c'-shaped cores formed in a 'c' shape and arranged in multiple layers, and a bobbin wound around a coil and disposed on each of the plurality of 'c'-shaped cores.

그리고, 상기 'ㄷ'자형 코어는 일단부와 타단부가 일방향을 향하도록 상하로 일정 간격으로 배치되어 다층을 이루며, 상기 보빈은 상기 'ㄷ'자형 코어 각각의 일단부 또는 타단부에 끼워져 상하 방향으로 지그재그식으로 교차되게 배치되는 것을 특징으로 한다. In addition, the 'c'-shaped cores are arranged vertically at regular intervals so that one end and the other end face one direction to form a multilayer, and the bobbin is inserted into one end or the other end of each of the 'c'-shaped cores in the vertical direction. It is characterized in that it is arranged to cross in a zigzag manner.

또한, 상기 정류부와 충전부 사이에는 상기 변류기의 출력 전원 역률을 보상하는 역률보상부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다. In addition, a power factor correction unit for compensating for a power factor of the output power of the current transformer is further provided between the rectifying unit and the charging unit.

이때, 상기 역률보상부는, 상기 정류부의 출력단에 일단이 연결되고 상기 충전부의 입력단에 타단이 연결되는 코일(L1)과, 상기 코일(L1)의 타단에 접속되는 저항(R1) 및 콘덴서(C2)와, 상기 코일(L1)의 타단에 드레인이 접속되고 소스는 그라운드에 연결되는 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)와, 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점과 상기 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)의 드레인 사이에 양단이 연결되는 다이오드(D3)와, 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점과 상기 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)의 게이트 사이에 직렬 연결되는 사이리스터(SCR1) 및 저항(R2)과, 상기 사이리스터(SCR1)의 게이트에 일단이 연결되고 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점 사이에 타단이 연결되는 제너다이오드(D4)와, 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점에 연결되는 콘덴서(C1)로 구성되는 것을 특징으로 한다.At this time, the power factor correction unit includes a coil L1 having one end connected to the output terminal of the rectifying unit and the other end connected to the input terminal of the charging unit, and a resistor R1 and a capacitor C2 connected to the other end of the coil L1. And, a field effect transistor (FET) Q1 having a drain connected to the other end of the coil L1 and a source connected to ground, and a connection point between the resistor R1 and the capacitor C2 and the field effect transistor (FET) ) (Q1), a diode (D3) having both ends connected between the drain, and a thyristor ( SCR1) and resistor R2, a zener diode D4 having one end connected to the gate of the thyristor SCR1 and the other end connected between the connection point between the resistor R1 and the capacitor C2, and the resistor R1 ) and a capacitor (C1) connected to the connection point of the capacitor (C2).

이때, 상기 정류부는 브리지 정류기(D1)로 이루어지며, 상기 충전부는 슈퍼콘덴서(C3)와 다이오드(D2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.At this time, the rectifying unit is composed of a bridge rectifier (D1), and the charging unit is characterized in that it includes a super capacitor (C3) and a diode (D2).

본 발명에 따르면, 외부 전원의 공급없이 케이블 접속함 내 고압선 전류의 자기장을 이용해 변류기로 2차 전류를 유도하여 환기용 팬을 구동하여 접속함의 내, 외부 공기의 온도차를 상쇄시켜 결로를 방지하는 효과가 있다.According to the present invention, the effect of preventing condensation by canceling the temperature difference between the inside and outside air of the junction box by driving a ventilation fan by inducing a secondary current to the current transformer using the magnetic field of the current of the high voltage cable in the cable junction box without supplying external power there is

아울러, 본 발명에 따르면 접속함 내 고압선 전류의 자기장을 이용하여 2차 전류를 유도하는 변류기의 구조를 개선하여 변류기의 미약한 전력을 상승시켜 환기용 팬의 구동을 위한 전력을 충분히 확보할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, by improving the structure of the current transformer that induces the secondary current using the magnetic field of the high-voltage line current in the junction box, the weak power of the current transformer is increased to sufficiently secure power for driving the ventilation fan. There are advantages.

이에 더해 본 발명은 전력소모가 많은 반도체(PWM IC)를 사용하지 않고서도 변류기를 통해 변성된 적은 크기의 변류기 2차 전류만으로도 역률을 보상하여 전력낭비를 최소화할 수 있는 장점도 있다.In addition, the present invention has the advantage of minimizing power consumption by compensating the power factor with only a small secondary current of the current transformer transformed through the current transformer without using a power-consuming semiconductor (PWM IC).

도 1은 본 발명에 따른 자기 전원 재생 제어기의 환기용 팬 구동을 위한 제어 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자기 전원 재생 제어기의 다층형 변류기(CT)를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자기 전원 재생 제어기의 다층형 변류기(CT)를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자기 전원 재생 제어기의 다층형 변류기(CT)를 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 자기 전원 재생 제어기의 다층형 변류기(CT) 2차측 전원 회로도의 일 예이다.
도 6는 도 5의 회로 구성에 따른 콘단서의 충전시 전압 및 전류의 파형을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 자기 전원 재생 제어기의 다층형 변류기(CT) 2차측 전원 회로도의 다른 예이다.
도 8은 도 7의 회로 구성에 따른 콘단서의 충전시 전압 및 전류의 파형을 도시한 도면이다.
1 is a control configuration diagram for driving a ventilation fan of a self-powered regeneration controller according to the present invention.
2 is a perspective view showing a multilayer type current transformer (CT) of a self-powered regeneration controller according to the present invention.
3 is a plan view showing a multilayer type current transformer (CT) of a self-powered regeneration controller according to the present invention.
4 is a front view showing a multilayer type current transformer (CT) of the self-powered regeneration controller according to the present invention.
5 is an example of a secondary side power supply circuit diagram of a multilayer current transformer (CT) of the self-powered regeneration controller of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating waveforms of voltage and current during charging of the capacitor according to the circuit configuration of FIG. 5 .
7 is another example of a secondary side power supply circuit diagram of a multilayer type current transformer (CT) of the self-powered regeneration controller of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating waveforms of voltage and current during charging of the capacitor according to the circuit configuration of FIG. 7 .

이하, 본 발명에 따른 자기 전원 재생 제어기를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다. Hereinafter, the characteristics of the self-powered regeneration controller according to the present invention will be understood by referring to the accompanying drawings by way of an embodiment described in detail.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to the usual or dictionary meaning, and the inventor appropriately uses the concept of the term in order to explain his/her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical ideas of the present invention, so at the time of this application, they can be replaced. It should be understood that there may be many equivalents and variations.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 자기 전원 재생 제어기는 외부 전원의 공급없이 케이블 접속함(1) 내 고압선(2)에 흐르는 전류의 자기장을 이용하여 2차 전류를 유도하는 변류기(CT)(10)와, 상기 변류기(CT)(10)의 출력측 전원을 직류전원으로 변환하는 정류부(20)와, 상기 정류부(20)를 통해 정류된 직류전원을 충전하는 충전부(30)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the self-powered regeneration controller according to the present invention is a current transformer (CT) that induces a secondary current by using a magnetic field of a current flowing in a high voltage cable 2 in a cable junction box 1 without supplying external power ( 10), a rectifying unit 20 that converts the output side power of the current transformer (CT) 10 into DC power, and a charging unit 30 that charges the DC power rectified through the rectifying unit 20.

물론, 상기 충전부(30)에 충전된 전원을 이용해 케이블 접속함(1)의 내, 외부 공기의 온도차를 상쇄시켜 결로를 방지하도록 케이블 접속함(1) 내부의 공기를 환기시키는 환기용 팬(40)을 구동한다.Of course, a ventilation fan 40 that ventilates the air inside the cable junction box 1 to prevent dew condensation by offsetting the temperature difference between the inside and outside air of the cable junction box 1 using the power charged in the charging unit 30 ) to drive

이와 같은 구성을 통해 케이블 접속함(1) 내부를 주기적으로 환기하여 케이블 접속함(1)과 그 케이블 접속함(1)의 내, 외부 공기의 온도차를 상쇄시켜 결로를 방지할 수 있어, 철도 역사의 전원 공급을 위한 케이블(예를 들어, 22,900V) 접속함 내부에 발생하는 결로로 인하여 발생하는 여러 문제를 해결 가능하다.Through this configuration, it is possible to prevent dew condensation by periodically ventilating the inside of the cable junction box (1) to offset the temperature difference between the cable junction box (1) and the inside and outside air of the cable junction box (1). It is possible to solve various problems caused by dew condensation inside the cable for power supply (eg, 22,900V) junction box.

이하, 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of each part of the present invention will be described in detail.

우선 본 발명은 변류기(CT)(10)를 통해 고압선(2) 전류의 자기장을 이용해 2차 전류를 유도하여 환기용 팬(40)의 구동 전원을 확보한다. 이 경우 각각의 역사에서 사용하는 전력은 차이가 있지만, 평균적으로 고압선(2)에는 역사 등의 근무자의 근무시간대에 약 2 ~ 5A, 퇴근 후에는 약 0.5A 정도의 전류가 흐른다. First, the present invention induces a secondary current using the magnetic field of the current of the high voltage line 2 through a current transformer (CT) 10 to secure driving power for the ventilation fan 40. In this case, the power used in each station is different, but on average, about 2 to 5 A of current flows through the high-tension line 2 during the working hours of the station, etc., and about 0.5 A after work.

이에 2차 전류를 유도하는 일반적인 구조의 변류기(CT)(10)에서 얻어지는 2차 전류는 1차 전류를 2A로 가정할 경우 최대 20mA 정도이며 환기용 팬(40)을 구동하기에는 너무 미약한 전력이다. 이 경우 변류기(CT)(10)의 2차 전류와 전압은 변류기(CT)(10)의 권선 코일의 턴수에 의해서 변하며 전류를 높이면 전압은 떨어지고 전압을 올리면 전류가 떨어진다. 결과적으로 권선수에 관계없이 얻을 수 있는 2차 전력은 동일하다.Accordingly, the secondary current obtained from the current transformer (CT) 10 having a general structure inducing the secondary current is about 20 mA at most when the primary current is assumed to be 2 A, and is too weak to drive the ventilation fan 40. . In this case, the secondary current and voltage of the current transformer (CT) 10 change according to the number of turns of the winding coil of the current transformer (CT) 10, and the voltage decreases when the current is increased, and the current decreases when the voltage is increased. As a result, the secondary power that can be obtained is the same regardless of the number of windings.

Iout = Iin/n (여기서, Iin은 1차 전류, Iout은 2차 전류, n = 권선수)I out = I in /n (where I in is primary current, I out is secondary current, n = number of turns)

Vout = K * (Iin/n) * RL (여기서, K = 코어 결합도, Iin은 1차 전류, RL = 부하저항, Vout은 2차 전압)V out = K * (I in /n) * RL (where K = core coupling, I in is primary current, RL = load resistance, V out is secondary voltage)

이에 환기용 팬(40)을 구동할 수 있는 전력을 확보할 수 있도록 변류기(CT)(10)는 다층 구조를 가지도록 하여 유도되는 2차 전력을 상승시킨다. Accordingly, to secure power capable of driving the ventilation fan 40, the current transformer (CT) 10 has a multilayer structure to increase induced secondary power.

이러한 변류기(CT)(10)의 구조는 도 2 내지 도 4에서와 같다. 이를 참고하면 상기 변류기(CT)(10)는 다층형 변류기로서, 'ㄷ'자 형으로 이루어져 다층으로 배치되는 복수의 'ㄷ'자형 코어(11)와, 코일이 권선되되 상기 복수의 'ㄷ'자형 코어(11)의 일단부(좌측) 및 타단부(우측)에 교차되게 끼워져 배치되는 복수의 보빈(12)으로 이루어진다.The structure of this current transformer (CT) 10 is the same as in FIGS. 2 to 4 . Referring to this, the current transformer (CT) 10 is a multi-layered current transformer, in which a plurality of 'c'-shaped cores 11 arranged in multiple layers are formed in a 'c' shape and a coil is wound, and the plurality of 'c'-shaped cores 11 are wound. It consists of a plurality of bobbins 12 disposed intersectingly intersecting one end (left side) and the other end (right side) of the female core 11.

이때, 상기 'ㄷ'자형 코어(11)는 일단부(11a)와 타단부(11b)가 일방향을 향하도록 'ㄷ'자 형상으로 이루어지는 것으로 상하로 일정 간격으로 배치되어 다층을 이루게 된다. At this time, the 'c'-shaped core 11 is formed in a 'c' shape with one end 11a and the other end 11b facing in one direction, and is arranged vertically at regular intervals to form multiple layers.

그리고, 상기 보빈(12)은 코일이 권선된 구조로서, 복수의 보빈(12)이 복수의 'ㄷ'자형 코어(11)의 일단부(11a) 또는 타단부(11b)에 끼워져 배열된다. 이 경우 하측의 'ㄷ'자형 코어(11)의 일단부(11a)에 코일이 권선된 보빈(12)이 끼워지면 타단부에는 코일이 권선된 보빈(12)이 끼워지지 않으며, 인접한 상측의 'ㄷ'자형 코어(11)의 타단부에 코일이 권선된 보빈(12)이 끼워진다. 즉 다층으로 배치되는 'ㄷ'자형 코어(11)는 일단부(11a)와 타단부(11b)에 교대로 코일이 권선된 보빈(12)이 끼워지게 됨에 따라 다층을 이루며 배치되는 복수의 'ㄷ'자형 코어(11)에 코일이 권선된 복수의 보빈(12)이 지그재그식으로 교차되게 배열된 상태를 이루게 된다. In addition, the bobbin 12 has a structure in which a coil is wound, and a plurality of bobbins 12 are arranged by being inserted into one end 11a or the other end 11b of the plurality of 'c'-shaped cores 11. In this case, when the coil-wound bobbin 12 is inserted into one end 11a of the lower 'c'-shaped core 11, the coil-wound bobbin 12 is not inserted into the other end, and the adjacent upper ' A bobbin 12 on which a coil is wound is inserted into the other end of the 'c'-shaped core 11. That is, the 'c'-shaped core 11 arranged in multiple layers forms a plurality of 'c'-shaped cores 11 arranged in multiple layers as the bobbin 12 in which coils are alternately wound is inserted at one end 11a and the other end 11b. A plurality of bobbins 12 in which coils are wound on the 'shaped core 11 are arranged to cross each other in a zigzag manner.

이러한 다층형 변류기는 코일이 권선된 보빈을 좌,우측에 교차되게 배열하여 전체적인 최종 높이를 슬림(예를 들어, 71mm의 높이)하게 할 수 있으면서도 'ㄷ'자형 코어(11) 및 보빈(12)의 수 만큼에 해당하는 상승된 유도 전력을 얻을 수 있다. 예를 들어 다층형 변류기의 'ㄷ'자형 코어(11) 및 보빈(12)의 층수가 5인 경우 기존 단층(또는 단일)의 변류기 5개에 해당하는 유도 전력을 얻을 수 있다.This multi-layer current transformer arranges the bobbins on which the coils are wound crosswise on the left and right sides to make the overall final height slim (for example, 71 mm in height), while the 'c'-shaped core 11 and the bobbin 12 An increased induction power corresponding to the number of can be obtained. For example, when the number of layers of the 'c'-shaped core 11 and the bobbin 12 of the multilayer current transformer is 5, induced power corresponding to 5 existing single-layer (or single) current transformers can be obtained.

한편, 상기 변류기(CT)(10)에서 얻은 2차 전력으로 환기용 팬(40)을 구동 시키기 위하여 충전부(30)를 충전 하여야 한다. 통상의 배터리의 경우 콘덴서에 비하여 많은 전류를 충전할 수 있으나 충방전 횟수의 제한으로 긴 수명을 담보할 수 없으므로 상기 충전부(30)는 콘덴서 특히 대용량 콘덴서로 구성함이 바람직하다.Meanwhile, in order to drive the ventilation fan 40 with the secondary power obtained from the current transformer (CT) 10, the charging unit 30 needs to be charged. In the case of a normal battery, it is possible to charge a larger current than a capacitor, but since a long lifespan cannot be guaranteed due to a limitation in the number of charge/discharge cycles, the charging unit 30 is preferably composed of a capacitor, particularly a large-capacity capacitor.

이때, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 변류기(CT)(10)에서 얻은 2차 전력인 출력측 전원은 정류부(20)를 통해 정류되어 다이렉트로 충전부(30)로 충전할 수 있지만, 이 경우 역률의 저하로 인하여 유효전력이 50% 정도로 나머지 50%는 무효전력으로 낭비된다. At this time, as shown in FIG. 5, the output side power, which is the secondary power obtained from the current transformer (CT) 10, is rectified through the rectifying unit 20 and can be directly charged to the charging unit 30, but in this case, the power factor Due to the degradation, the active power is about 50%, and the remaining 50% is wasted as reactive power.

좀 더 구체적으로 설명하면, 변류기(CT)(10)에서 얻은 전류를 콘덴서에 다이렉트로 충전시 도 6에 도시된 바와 같은 전압과 전류의 파형이 나타난다. 이에 의하면 콘덴서에 충전되는 전류는 전압을 따라서 충전되지 않고 전압의 피크 때에 짧은 시간동안 콘덴서에 충전되어 유효전력이 되고 나머지 전류는 충전되지 않고 그대로 정류부(20)를 이루는 다이오드 브리지를 통하여 변류기(CT)(10)로 되돌아 가면서 무효전력이 커진다. 역률이 50%이면 변류기(CT)(10)에서 얻은 전류 100%에서 50%는 사용하고 50%는 낭비되는 전류다. 콘덴서(31)에 어느정도 충전된 이후에는 아주 미미한 전류만 충전 되는것을 확인할 수 있다. More specifically, when the capacitor is directly charged with the current obtained from the current transformer (CT) 10, voltage and current waveforms as shown in FIG. 6 appear. According to this, the current charged in the condenser is not charged according to the voltage, but is charged in the condenser for a short time at the peak of the voltage to become effective power, and the remaining current is not charged, and the current transformer (CT) passes through the diode bridge forming the rectifier 20 as it is Returning to (10), the reactive power increases. If the power factor is 50%, 50% of the 100% current obtained from the current transformer (CT) 10 is used and 50% is wasted current. After the capacitor 31 is charged to some extent, it can be seen that only a very slight current is charged.

결과적으로 도 5 및 도 6에서와 같이 변류기 2차측 전류를 다이렉트로 충전시 표시된 전류의 파형은 전압의 피크때 짧은 시간에만 존재하며 전압은 있지만 전류는 없는 시간에 의하여 전압과 전류의 파형이 상이하여 역률이 떨어지고, 또한 다이렉트로 충전시 슈퍼콘덴서가 일정부분 충전된 이후에는 전류가 없는 공백기가 늘어남으로 충전 전류가 현격하게 떨어지며 이런 단점을 개선하고자 CT의 전압을 올리면 유도전류 자체가 줄어든다.As a result, as shown in FIGS. 5 and 6, when the secondary side current of the current transformer is directly charged, the displayed current waveform exists only for a short time at the peak of the voltage, and the voltage and current waveforms are different depending on the time when the voltage is present but there is no current. The power factor decreases, and after the supercapacitor is partially charged during direct charging, the charging current drops significantly due to the increase of the empty period without current.

물론, 변류기(CT)(10)에서 얻은 전류에서 낭비되는 전류문제에 관한 해결책으로 일반적인 역률보상 IC(Integrated Circuit)를 이용한 PFC(Power Factor Correction)회로를 구성할 수 있지만 상용전원의 소스가 공급 되어야 하고 또한 IC자체의 구동 전력이 소모되므로 본 발명에서는 역률보상 전용IC를 사용하지 않고 최소한의 소모전류(몇백uA ~ 1mA)로 역률을 보상하도록 도 7에 도시된 바와 같이 구성함이 바람직하다.Of course, as a solution to the problem of wasted current from the current obtained from the current transformer (CT) 10, a power factor correction (PFC) circuit using a general power factor correction IC (Integrated Circuit) can be configured, but a commercial power source must be supplied. In addition, since driving power of the IC itself is consumed, in the present invention, it is preferable to configure as shown in FIG.

도 7에 의하면 변류기(CT)(10)의 출력단에는 정류부(20)가 연결되고, 상기 정류부(20)와 충전부(30) 사이에는 역률보상부(50)가 구비되어 상기 변류기(CT)(10) 출력 전원의 역률을 보상한다.According to FIG. 7, the rectifying unit 20 is connected to the output terminal of the current transformer (CT) 10, and the power factor correction unit 50 is provided between the rectifying unit 20 and the charging unit 30 so that the current transformer (CT) 10 ) compensates for the power factor of the output power.

상기 정류부(20)는 4개의 다이오드로 이루어지는 브리지 정류기(bridge rectifier)(D1)로 이루어지며, 상기 충전부(30)는 슈퍼콘덴서(C3)와 다이오드(D2)를 포함한다.The rectifying unit 20 includes a bridge rectifier D1 composed of four diodes, and the charging unit 30 includes a super capacitor C3 and a diode D2.

상기 역률보상부(50)는 상기 정류부(20)의 출력단에 일단이 연결되고 상기 충전부(30)의 입력단에 타단이 연결되는 코일(L1)과, 상기 코일(L1)의 타단에 접속되는 저항(R1) 및 콘덴서(C2)와, 상기 코일(L1)의 타단에 드레인이 접속되고 소스는 그라운드에 연결되는 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)와, 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점과 상기 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)의 드레인 사이에 양단이 연결되는 다이오드(D3)와, 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점과 상기 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)의 게이트 사이에 직렬 연결되는 사이리스터(SCR1) 및 저항(R2)과, 상기 사이리스터(SCR1)의 게이트에 일단이 연결되고 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점 사이에 타단이 연결되는 제너다이오드(D4)와, 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점에 연결되는 콘덴서(C1)로 구성된다.The power factor correction unit 50 includes a coil L1 having one end connected to the output terminal of the rectifying unit 20 and the other end connected to the input terminal of the charging unit 30, and a resistor connected to the other end of the coil L1 ( R1) and capacitor C2, a field effect transistor (FET) Q1 having a drain connected to the other end of the coil L1 and a source connected to ground, and a connection point between the resistor R1 and the capacitor C2 A diode (D3) having both ends connected between the drain of the field effect transistor (FET) (Q1), the connection point between the resistor (R1) and the capacitor (C2), and the gate of the field effect transistor (FET) (Q1) A thyristor (SCR1) and a resistor (R2) connected in series therebetween, and a zener diode (D4) having one end connected to the gate of the thyristor (SCR1) and the other end connected between the connection point between the resistor (R1) and the condenser (C2). ) and a capacitor C1 connected to the junction of the resistor R1 and the capacitor C2.

좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 코일(L1)의 일단부는 상기 브리지 정류기(bridge rectifier)(D1) 출력단에 연결되어 직류전원을 공급받으며 코일(L1)의 타단에는 상기 충전부(30)의 입력단에 구비되는 다이오드(D2)와 연결되는 동시에 저항(R1)의 일단이 연결되고 상기 저항(R1)의 타단에는 콘덴서(C2)의 일단이 연결되고, 상기 콘덴서(C2)의 타단은 그라운드에 연결된다. 이에 따라 브리지 정류기(bridge rectifier)(D1)를 통해 정류된 전류는 코일(L1) 및 저항(R1)을 거쳐 콘덴서(C2)에 충전될 수 있다.More specifically, one end of the coil (L1) is connected to the output terminal of the bridge rectifier (D1) to receive DC power, and the other end of the coil (L1) is provided at the input terminal of the charging unit 30 At the same time, one end of the resistor (R1) is connected to the diode (D2), one end of the capacitor (C2) is connected to the other end of the resistor (R1), and the other end of the capacitor (C2) is connected to the ground. Accordingly, the current rectified through the bridge rectifier D1 may be charged in the capacitor C2 through the coil L1 and the resistor R1.

그리고, 상기 다이오드(D3)의 에노드는 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점에 연결되고 캐소드는 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)의 드레인에 연결된다. Also, the anode of the diode D3 is connected to the connection point of the resistor R1 and the capacitor C2, and the cathode is connected to the drain of the field effect transistor (FET) Q1.

또한, 상기 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)의 소스는 그라운드에 연결되며 게이트는 저항(R2)의 일단이 연결되고, 상기 저항(R2)의 타단에는 사이리스터(SCR1)의 캐소드가 연결되며, 상기 사이리스터(SCR1)의 에노드는 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점에 연결된다. In addition, the source of the field effect transistor (FET) (Q1) is connected to the ground, the gate is connected to one end of the resistor (R2), and the other end of the resistor (R2) is connected to the cathode of the thyristor (SCR1), the The anode of the thyristor (SCR1) is connected to the connection point of the resistor (R1) and the capacitor (C2).

이에 더해 상기 사이리스터(SCR1)의 에노드는 제너다이오드(D4)의 에노드가 연결되고, 상기 사이리스터(SCR1)의 캐소드는 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점 사이에 연결된다. In addition, the anode of the thyristor (SCR1) is connected to the anode of the zener diode (D4), and the cathode of the thyristor (SCR1) is connected between the junction of the resistor (R1) and the capacitor (C2).

그리고, 상기 콘덴서(C1)는 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점에 일단이 연결되고 타단은 그라운드에 접속된다.And, the condenser C1 has one end connected to the connection point of the resistor R1 and the condenser C2 and the other end connected to the ground.

이러한 구성은 스위칭소자인 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)의 게이트에 구형파를 제공하기 위해 기본적으로 12V 20mA 정도의 전력을 소비하는 반도체(PWM IC)를 장착하는 경우에 변류기(CT) 2차 전류가 거의 소모되기 때문에 적용하는 것이 큰 의미가 없는 점을 해소할 수 있다. This configuration provides a square wave to the gate of the field effect transistor (FET) (Q1), which is a switching element. Since is almost consumed, it can solve the point that it is not very meaningful to apply.

즉, 본 발명은 반도체(PWM IC)를 사용하지 않고서도 적은 크기의 변류기(CT) 2차 전류만으로도 역률을 보상할 수 있다. That is, according to the present invention, the power factor can be compensated with only a small secondary current of the current transformer (CT) without using a semiconductor (PWM IC).

이하, 도 7 및 도 8을 참고로 변류기(CT)의 출력단에 역률보상부를 구비한 충전 회로의 동작 예를 설명한다.Hereinafter, an operation example of a charging circuit having a power factor correction unit at an output terminal of a current transformer (CT) will be described with reference to FIGS. 7 and 8 .

우선 변류기(CT)(10)의 출력단의 전류는 브리지 정류기(D1), 코일(L1) 및 저항(R1)의 경로로 흐르게 되어 콘덴서(C2)를 충전시킨다.First, the current of the output terminal of the current transformer (CT) 10 flows through the path of the bridge rectifier (D1), the coil (L1) and the resistor (R1) to charge the capacitor (C2).

이와 같이 콘덴서(C2)가 충전되며 콘덴서(C2)의 전압이 12V에 도달하면 제너다이오드(D4)을 통하여 사이리스터(SCR1)의 게이트를 트리거(TRIGGER)시키게 되며 그에 따라 사이리스터(SCR1)의 에노드와 캐소드는 도통되어 콘덴서(C2)의 전류가 콘덴서(C1)를 충전시키면서 저항(R2)을 통하여 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)를 턴온(TURN ON)시키게 된다. 이러한 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)는 게이트의 전압이 임계전압(예를 들어 약4V) 미만으로 떨어지면 오프(OFF)된다.In this way, when the capacitor C2 is charged and the voltage of the capacitor C2 reaches 12V, the gate of the thyristor SCR1 is triggered through the zener diode D4. The cathode is conducted so that the current of the capacitor C2 charges the capacitor C1 and turns on the field effect transistor (FET) Q1 through the resistor R2. The field effect transistor (FET) Q1 is turned off when the gate voltage drops below a threshold voltage (eg, about 4V).

상기 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)가 턴온(TURN ON)되면 코일(L1)의 "B"지점이 순간적으로 그라운드에 쇼트 상태가 되고 그에 따라 "B"지점의 전압이 0V가 되면서 짧은 순간(수u-sec) 동안 코일(L1)의 일단 "A"에서 타단 "B"로 급격하게 전류가 흐르게 된다. When the field effect transistor (FET) Q1 is turned on (TURN ON), point “B” of coil L1 is momentarily shorted to the ground, and accordingly, the voltage at point “B” becomes 0V for a short moment ( For several u-sec), current rapidly flows from one end "A" of the coil L1 to the other end "B".

이때, 코일(L1)의 특성인 급격한 전류 변화에 의한 역기전력이 발생하여 코일(L1)은 전류의 흐름이 억제되며, 그와 동시에 콘덴서(C2)는 다이오드(D3)를 통하여 턴온(TURN ON)상태인 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)를 거쳐 완전한 방전이 이루어진다.At this time, counter electromotive force is generated due to a rapid change in current, which is a characteristic of the coil L1, so that the flow of current in the coil L1 is suppressed, and at the same time, the capacitor C2 is turned on through the diode D3. A complete discharge is made via a phosphorus field effect transistor (FET) (Q1).

그리고, 콘덴서(C2)가 방전되어 0V가 되고 콘덴서(C1)에는 잔류 전압이 존재하여 사이리스터(SCR1)의 에노드와 캐소드가 역전압 상태가 되어 오프(OFF)된다. Then, the capacitor C2 is discharged to 0V, and the residual voltage exists in the capacitor C1, so that the anode and cathode of the thyristor SCR1 become reverse voltages and are turned off.

한편, 콘덴서(C1)의 전압이 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1) 게이트의 임계전압(약4V) 미만으로 떨어지면 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)는 오프(OFF)되고, 이와 같이 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)가 오프(OFF)되면 코일(L1)에서 BOOST(승압)된 역기전력이 다이오드(D2)를 거쳐 충전부(30)의 슈퍼콘덴서(C3)를 충전시킨다. 이 경우 전류의 경로는 코일(L1)의 "B"지점에서 다이오드(D2), 슈퍼콘덴서(C3), 그라운드(GND), 다이오드(D1), 코일(L1)의 "A"의 경로로 흘러 코일(L1)에 발생된 역기전력이 해소됨과 동시에 코일(L1)에서 발생된 역기전력의 일부는 저항(R1)을 통하여 콘덴서(C2)를 충전시킨다.On the other hand, when the voltage of the condenser (C1) falls below the threshold voltage (about 4V) of the gate of the field effect transistor (FET) (Q1), the field effect transistor (FET) (Q1) is turned off, and thus the field effect transistor (Q1) is turned off. When the (FET) (Q1) is turned OFF, the counter electromotive force BOOSTed (stepped up) in the coil (L1) passes through the diode (D2) and charges the supercapacitor (C3) of the charging unit (30). In this case, the path of current flows from point "B" of coil (L1) to path "A" of diode (D2), supercapacitor (C3), ground (GND), diode (D1), and coil (L1). At the same time as the counter electromotive force generated in (L1) is eliminated, a part of the counter electromotive force generated in the coil (L1) charges the condenser (C2) through the resistor (R1).

이후, 다시 콘덴서(C2)의 충전 전압이 12V에 도달하면 제너다이오드(D4)을 통하여 사이리스터(SCR1)의 게이트를 트리거(TRIGGER)시키는 일련의 과정을 반복하면서 브리지 정류기(D1)에 의하여 정류된 120Hz의 맥류(도 8의 "A"지점)가 수십KHz로 세분화(도 8의 "B" 지점)되어 슈퍼콘덴서(C3)에 전류를 충전한다.Thereafter, when the charging voltage of the condenser C2 reaches 12V again, the 120Hz rectified by the bridge rectifier D1 repeats a series of processes of triggering the gate of the thyristor SCR1 through the zener diode D4. The ripple current (point “A” in FIG. 8) is subdivided into several tens of KHz (point “B” in FIG. 8) to charge the supercapacitor (C3) with current.

이와 같이 변류기 2차측 전류를 다이렉트로 충전하지 않고 역률보상을 통해 역률을 개선한 후에는 도 8에서와 같이 코일(L1)을 수십KHz로 스위칭하여 세분화된 각각의 전압에 전류가 존재하여 전체적인 전압과 전류의 위상이 동일하게 되고 역률은 상승한다. In this way, after the power factor is improved through power factor correction without directly charging the secondary current of the current transformer, as shown in FIG. The phase of the current becomes the same and the power factor rises.

또한, 접속함 환기팬의 구동 전압 범위인 22V~26V 범위의 충전 전압에서도 손실없이 안정적인 전류를 얻을 수 있다.In addition, stable current can be obtained without loss even at a charging voltage in the range of 22V to 26V, which is the driving voltage range of the junction box ventilation fan.

여기서, 스위칭주파수는 콘덴서(C1, C2)와 저항(R1,2)의 값을 조정하여 변화 시킬 수 있다.Here, the switching frequency can be changed by adjusting the values of the capacitors C1 and C2 and the resistors R1 and 2.

한편, 상기 충전부(30)의 충전전원은 케이블 접속함(1)의 내, 외부 공기의 온도차를 상쇄시켜 결로를 방지하기 위한 환기용 팬(40)의 구동에 사용된다. 이 경우 케이블 접속함(1)의 공기 환기는 접속함 자체의 온도와 접속함 내부 공기의 온도를 설정시간 단위(예를 들어 5분 단위)로 체크하여 설정온도차(예를 들어, 3℃) 이상이면 설정시간(예를 들어, 1분간)동안 환기용 팬(40)을 구동하여 케이블 접속함(1) 내부를 환기시키도록 제어기판(미도시됨)을 더 구비함이 바람직하다.On the other hand, the charging power of the charging unit 30 is used to drive the ventilation fan 40 to prevent dew condensation by offsetting the temperature difference between the inside and outside air of the cable junction box 1. In this case, the air ventilation of the cable junction box (1) checks the temperature of the junction box itself and the temperature of the air inside the junction box in units of set time (eg, 5 minutes) so that the difference between the set temperature (eg, 3 ° C) or more It is preferable to further include a control board (not shown) to ventilate the inside of the cable junction box 1 by driving the ventilation fan 40 for a set time (eg, 1 minute).

이 경우 제어기판은 충전부(30)의 슈퍼콘덴서(C3)에 충전된 전원을 공급받아 구동되도록 함이 바람직하며, 케이블 접속함(1) 자체(함체)의 온도와 접속함 내부 공기의 온도를 감시하기 위한 복수의 온도센서를 통해 온도감지값을 입력받아 접속함 자체의 온도와 접속함 내부 공기의 온도 사이의 차이를 비교하게 된다.In this case, the control board is preferably driven by receiving power charged in the super capacitor (C3) of the charging unit (30), and monitors the temperature of the cable junction box (1) itself (box) and the temperature of the air inside the junction box The difference between the temperature of the junction box itself and the temperature of the air inside the junction box is compared.

이에 더해 충전부(30)에는 슈퍼콘덴서(C3) 이외에 보조콘덴서(미도시됨)를 더 구비하여 항상 만충전 상태를 유지하도록 함으로써 1차 전류가 없을 경우를 대비함이 바람직하며, 슈퍼콘덴서가 26V 충전이면 온도차가 없어도 환기용 팬(40)을 구동시킴이 바람직하다.In addition, it is preferable to prepare for the case where there is no primary current by further providing an auxiliary capacitor (not shown) in the charging unit 30 in addition to the super capacitor C3 so as to always maintain a full charge state, and the super capacitor is charged at 26V It is preferable to drive the ventilation fan 40 even if there is no temperature difference between the rear surfaces.

아울러, 케이블 접속함(1)에 인체 접근시 5초 동안 통전중 표시등을 점등하고 부저 알람음 발생시킬 수 있도록 인체감지센서와 표시등 및 부저를 구비함도 바람직하며, 케이블 접속함(1)에는 229,00V AC 3상 전원의 R,S,T 상의 통전 유,무를 표시하는 램프를 구비하여 점멸(예를 들어 0.5초 점등 0.5초 소등)함도 바람직하다.In addition, it is desirable to have a human body detection sensor, indicator light, and buzzer so that the indicator light is turned on for 5 seconds when the human body approaches the cable connection box (1) and a buzzer alarm sound is generated. It is also preferable to provide a lamp indicating whether the R, S, and T phases of the 229,00V AC three-phase power supply are energized and flicker (for example, turn on for 0.5 seconds and turn off for 0.5 seconds).

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art can make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. The protection scope of should be interpreted by the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

1: 케이블 접속함 2: 고압선
10: 변류기(CT) 20: 정류부
30: 충전부 40: 환기용 팬
1: cable junction box 2: high voltage cable
10: current transformer (CT) 20: rectifier
30: charging part 40: fan for ventilation

Claims (6)

케이블 접속함 내부의 고압선에 흐르는 전류의 자기장을 이용하여 2차 전류를 유도하는 변류기와, 상기 변류기의 출력측 전원을 직류전원으로 변환하는 정류부와, 케이블 접속함 내부의 공기를 환기시키는 환기용 팬을 구동하기 위해 상기 정류부를 통해 정류된 직류전원을 충전하는 충전부, 케이블 접속함 내부에 설치되고 상기 충전부에 연결되어 상기 충전부로부터 전력을 공급받아 케이블 접속함 내부의 공기를 환기시키는 환기용 팬을 포함하고,
상기 변류기는 'ㄷ'자 형으로 이루어져 다층으로 배치되는 복수의 'ㄷ'자형 코어와, 코일이 권선되며 상기 복수의 'ㄷ'자형 코어 각각에 배치되는 보빈으로 이루어지며,
상기 'ㄷ'자형 코어는 일단부와 타단부가 일방향을 향하도록 상하로 일정 간격으로 배치되어 다층을 이루며, 상기 보빈은 상기 'ㄷ'자형 코어 각각의 일단부 또는 타단부에 끼워져 상하 방향으로 지그재그식으로 교차되게 배치되고,
상기 정류부와 충전부 사이에는 상기 변류기의 출력 전원 역률을 보상하는 역률보상부가 더 구비되되,
상기 역률보상부는, 상기 정류부의 출력단에 일단이 연결되고 상기 충전부의 입력단에 타단이 연결되는 코일(L1)과, 상기 코일(L1)의 타단에 접속되는 저항(R1) 및 콘덴서(C2)와, 상기 코일(L1)의 타단에 드레인이 접속되고 소스는 그라운드에 연결되는 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)와, 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점과 상기 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)의 드레인 사이에 양단이 연결되는 다이오드(D3)와, 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점과 상기 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)의 게이트 사이에 직렬 연결되는 사이리스터(SCR1) 및 저항(R2)과, 상기 사이리스터(SCR1)의 게이트에 일단이 연결되고 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점 사이에 타단이 연결되는 제너다이오드(D4)와, 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점에 연결되는 콘덴서(C1)로 구성되고,
상기 다이오드(D3)의 에노드는 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점에 연결되고 캐소드는 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)의 드레인에 연결되고,
상기 전계효과 트랜지스터(FET)(Q1)의 소스는 그라운드에 연결되며 게이트는 저항(R2)의 일단이 연결되고, 상기 저항(R2)의 타단에는 사이리스터(SCR1)의 캐소드가 연결되며, 상기 사이리스터(SCR1)의 에노드는 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점에 연결되고,
사이리스터(SCR1)의 에노드에는 제너다이오드(D4)의 에노드가 연결되고, 상기 사이리스터(SCR1)의 캐소드는 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점 사이에 연결되고,
상기 콘덴서(C1)는 상기 저항(R1)과 콘덴서(C2)의 접속점에 일단이 연결되고 타단은 그라운드에 접속되는 것을 특징으로 하는 자기 전원 재생 제어기.
A current transformer that induces a secondary current by using the magnetic field of the current flowing in the high-voltage line inside the cable junction box, a rectifier that converts the output power of the current transformer into direct current power, and a ventilation fan that ventilates the air inside the cable junction box A charging unit for charging the DC power rectified through the rectification unit for driving, a ventilation fan installed inside the cable junction box and connected to the charging unit to receive power from the charging unit and ventilate the air inside the cable junction box, ,
The current transformer is composed of a plurality of 'c'-shaped cores arranged in multiple layers in a 'c'-shape, and a bobbin wound around a coil and disposed on each of the plurality of 'c'-shaped cores,
The 'c'-shaped cores are arranged vertically at regular intervals so that one end and the other end face one direction to form a multi-layered structure, and the bobbin is inserted into one end or the other end of each of the 'c'-shaped cores to form a zigzag pattern in the vertical direction. are arranged in an intersecting manner,
A power factor correction unit for compensating the power factor of the output power of the current transformer is further provided between the rectifying unit and the charging unit,
The power factor correction unit includes a coil (L1) having one end connected to the output terminal of the rectifying unit and the other end connected to the input terminal of the charging unit, a resistor (R1) and a capacitor (C2) connected to the other end of the coil (L1), A field effect transistor (FET) Q1 having a drain connected to the other end of the coil L1 and a source connected to ground, and a connection point between the resistor R1 and the capacitor C2 and the field effect transistor (FET) ( A diode (D3) having both ends connected between the drain of Q1) and a thyristor (SCR1) connected in series between the junction of the resistor (R1) and the capacitor (C2) and the gate of the field effect transistor (FET) (Q1) and a resistor R2, a zener diode D4 having one end connected to the gate of the thyristor SCR1 and the other end connected between the connection point between the resistor R1 and the capacitor C2, and the resistor R1 and It consists of a capacitor (C1) connected to the connection point of the capacitor (C2),
The anode of the diode (D3) is connected to the junction of the resistor (R1) and the capacitor (C2) and the cathode is connected to the drain of the field effect transistor (FET) (Q1),
The source of the field effect transistor (FET) (Q1) is connected to ground, the gate is connected to one end of a resistor (R2), the other end of the resistor (R2) is connected to the cathode of the thyristor (SCR1), and the thyristor ( The anode of SCR1) is connected to the connection point of the resistor R1 and the capacitor C2,
The anode of the thyristor (SCR1) is connected to the anode of the zener diode (D4), and the cathode of the thyristor (SCR1) is connected between the junction of the resistor (R1) and the capacitor (C2),
The capacitor (C1) is a self-powered regeneration controller, characterized in that one end is connected to the connection point of the resistor (R1) and the capacitor (C2) and the other end is connected to the ground.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 정류부는 브리지 정류기(D1)로 이루어지며, 상기 충전부는 슈퍼콘덴서(C3)와 다이오드(D2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 전원 재생 제어기.
According to claim 1,
The rectifying part is composed of a bridge rectifier (D1), and the charging part includes a super capacitor (C3) and a diode (D2).
KR1020220112503A 2022-09-06 2022-09-06 Magnetic force regenerative controller KR102572602B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220112503A KR102572602B1 (en) 2022-09-06 2022-09-06 Magnetic force regenerative controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220112503A KR102572602B1 (en) 2022-09-06 2022-09-06 Magnetic force regenerative controller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102572602B1 true KR102572602B1 (en) 2023-09-01

Family

ID=87974944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220112503A KR102572602B1 (en) 2022-09-06 2022-09-06 Magnetic force regenerative controller

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102572602B1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200314282Y1 (en) 2003-03-04 2003-05-23 주식회사 대동기술단 A Cable Connect Box For Electric Cabl
KR20040003931A (en) 2002-07-05 2004-01-13 주식회사 대동기술단 A Cable Connect Box and Hindrance Detect Method of Electric Cable
KR200369004Y1 (en) * 2004-09-15 2004-12-03 주식회사 평일 Clamp current transformer
KR100643184B1 (en) 2005-07-22 2006-11-10 피앤에이파워시스템 주식회사 A high voltage cable connecting housing
KR20070082814A (en) * 2006-02-18 2007-08-22 엘에스전선 주식회사 Power supply system using induced current from power link
KR20180058572A (en) * 2016-11-24 2018-06-01 주식회사 아모센스 Core for current transformer and manufacturing method for the same
KR20180069427A (en) * 2016-12-15 2018-06-25 현대자동차주식회사 Charger

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040003931A (en) 2002-07-05 2004-01-13 주식회사 대동기술단 A Cable Connect Box and Hindrance Detect Method of Electric Cable
KR200314282Y1 (en) 2003-03-04 2003-05-23 주식회사 대동기술단 A Cable Connect Box For Electric Cabl
KR200369004Y1 (en) * 2004-09-15 2004-12-03 주식회사 평일 Clamp current transformer
KR100643184B1 (en) 2005-07-22 2006-11-10 피앤에이파워시스템 주식회사 A high voltage cable connecting housing
KR20070082814A (en) * 2006-02-18 2007-08-22 엘에스전선 주식회사 Power supply system using induced current from power link
KR20180058572A (en) * 2016-11-24 2018-06-01 주식회사 아모센스 Core for current transformer and manufacturing method for the same
KR20180069427A (en) * 2016-12-15 2018-06-25 현대자동차주식회사 Charger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101989810B (en) Method and apparatus for implementing a power converter input terminal voltage discharge circuit
US9368269B2 (en) Hybrid battery charger
US10761148B2 (en) Indicating circuit for switching power supply and use method thereof
US9160185B2 (en) Apparatus and method for active balancing of series cells and series packs in a battery system
KR101275415B1 (en) Power supply having protection function for abnormal voltage
TWI481140B (en) Switching power supply circuit and electronic equipment with protection function
US10581320B2 (en) Direct filtering type switching power supply
US20050269972A1 (en) Ballast with end-of-lamp-life protection circuit
JP3043862U (en) Switching power supply
CN110932559A (en) Power module of ammeter
KR102572602B1 (en) Magnetic force regenerative controller
EP2882952A2 (en) Electrical apparatus
US20180192494A1 (en) A non-isolated switching mode power supply for a high-voltage light strip
CN110071574A (en) Electronic access control system based on uninterruptible power supply
JP5434536B2 (en) Voltage detection circuit and switching power supply
CN209659002U (en) Electronic access control system based on uninterruptible power supply
KR100762300B1 (en) Air cooling type high voltage transformer
CN209516728U (en) Uninterruptible power supply with seamless switching ability
CN107317507A (en) It is provided with the signal circuit of logic circuit
KR200429534Y1 (en) Air cooling type high voltage transformer
KR100315444B1 (en) A transformer combined with capacitor and inductor and high voltage generator using the generator
CN105161284A (en) High-isolation voltage-resistant power supply manufacture method
CN215042118U (en) Be applied to multi-functional auxiliary power supply module of industry electric vehicle battery charging outfit
KR101487282B1 (en) A LOW POWER CONSUMPTION ELECTRIC lEAKAGE CIRCUIT BREAKER
CN211702469U (en) Integrated radar inductive switch circuit

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant