KR19990004250A - 순시 저전압 고속검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순시 저전압 보상기등에 사용되는 순시 저전압 검출장치에 관한 것으로, 특히 전압라인상에서 전압이 순간적으로 떨어지는 순시 저전압을 고속으로 검출할 수 있도록하는 순시 저전압 고속검출장치에 관한 것이다.

본 발명에서는, 1/4주기로만 검출가능한 종래의 검출장치와는 달리, 리셋주기를 사용주파수의 1/8주기 또는 ]/16주기로 하더라도 순시 저전압을 검출하기 위한 기준 전압이 하나만 있어도 순시 저전압 검출이 가능하므로, 저전압 검출기의 응답속도가 1/8주기 이하로 빠르게 되는 것이다.

Description

순시 저전압 고속검출장치

본 발명은 순시 저전압 보상기등에 사용되는 순시 저전압 검출장치에 관한 것으로, 특히 전압라인상에서 전압이 순간적으로 떨어지는 순시 저전압을 고속으로 검출할 수 있도록하는 순시 저전압 고속검출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 장치나 시스템등의 장비에서 전원공급부로부터 전원전압을 제공받아서 동작상태로 되는데, 상기 제공되는 전압이 순간적으로 떨어지는 순시 저전압이 장치나 시스템에 치명적인 손상을 초래시킬 수 있으며, 이를 방지하기 위해서 상기 전원전압이 순간적으로 떨이지는 순시 저전압을 감지하여 이에 대해서 적절한 조치를 취해야 한다.

상기한 바와같이, 순시 저전압을 검출하기 위한 종래의 장치가 도1에 도시되어 있으며, 도1을 참조하면, 종래 순시 저전압 검출장치는 입력전원전압(Vs)에 동기된 구형파전압(Vp)을 발생시키는 동기신호발생부(10)와, 상기 동기신호발생부(10)로부터의 구형파전압(Vp)에 근거한 표준사인파전압(Vsin)을 생성시키는 표준사인파생성부(20)와, 상기 표준사인파전압(Vsin)과 상기 입력전원전압(Vs)을 각각 전파정류하는 전파정류부(32,34)와, 상기 전파정류된 두 전압(Vsin(*),Vs(*))의 차전압을 출력하는 뺄셈기(36)와, 상기 뺄셈기(36)로부터의 차전압을 사용주파수의 1/4 리셋주기에 따라 적분하는 적분기(50)로 구성되어 있다.

도2는 도1의 출력파형도로서, 도2의 상단의 파형은 표준사인파전압(Vsin)과 입력전원전압(Vs)에 대한 것이고, 중간의 파형은 상기 두 전압의 차전압에 대한 것이며, 하단의 파형은 적분된 것이다.

상기 도2 하단의 파형은 상기 적문기(50)의 출력파형으로, 이는 비선형적으로 변하고 있으며, 상기 적분기(50)의 후단 비교기에서 순시 저전압을 검출하기 위해서 설정한 기준전압보다 1/4주기동안 상기 적분기(50)의 출력최대치 모두가 크므로, 상기 비교기에서 순시 저전압 검출이 가능하지만, 도3에 도시한 바와같이, 리셋주기를 상용주파수의 1/8로 하는 경우에는 상기 1/8주기동안 적분기(50)의 출력파형 최대치가 상기 비교기에서 설정된 기준전압보다 낮은 경우가 발생하므로, 상기 비교기에서 순시 저전압 검출이 불가능하게 된다.

상기와 같이, 1/8주기로 리셋하는 경우에 순시 저전압을 검출하기 위해서는 1/4주기로 리셋하는 경우에 설정된 기준전압(Vref1)보다 낮은 별도의 기준전압(Vref2)을 하나 더 설정해 주어야만 되는 것이다.

따라서, 상기한 종래의 순시 저전압 검출장치는 하나의 기준전압으로는 순시 저전압 검출을 저속으로만 검출이 가능하고, 고속으로는 불가능하며, 고속으로 순시 저전압을 검출하기 위해서는 서로 크기가 다른 두개의 기준전압을 설정해 주어야 하므로, 이는 회로의 구성상 어려움이 따르는 등과같은 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 적분기의 후단 비교기에서 하나의 기준전압 설정으로도, 전압라인상에서 전압이 설정전압이하로 순간적으로 떨어지는 순시 저전압을 고속으로 검출할 수 있도록하는 순시 저전압 고속검출장치에 관한 것이다.

도1은 종래 순시 저전압 검출장치의 블럭구성도이다.

도2는 도1의 출력파형도이다.

도3은 1/8의 리셋주기에 따른 도1의 적분출력파형도이다.

도4는 본 발명에 따른 순시 저전압 고속검출장치의 블럭구성도이다.

도5는 도4의 나눗셈회로부의 상세도이다.

도6은 도4의 출력파형도이다.

도7은 순시 저전압의 발생시점을 보이는 파형이다.

도8은 종래의 저전압 검출속도와 본 발명에 의한 검출속도와를 비교한 히스토그램이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10:동기신호발생부 20:표준사인파생성부

32,34:제1,제2 전파정류부 40:나눗셈회로부

50:적분기 Vs:입력전원전압

Vsin:사인파전압 Vs(*):정류된 전원전압

Vsin(*):정류된 사인파전압 Vd:적분출력전압

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 장치는 입력전원전압의 위상에 동기시켜서 구형파전압을 출력함과 동시에 상기 입력전원전압에 대한 제로-크로싱검출방식에 의해시 기 설정된 리셋신호를 출력하는 동기신호발생부와, 상기 동기신호발생부로부터의 구형파전압에 기초해서 표준 사인파전압을 생성시키는 표준사인파생성부와, 상기 표준사인파전압을 전파정류하는 제1 전파정류부와, 상기 입력되는 전원전압을 전파정류하는 제2 전파정류부를 포함하는 순시저전압 검출장치에 있어서, 상기 제1 전파정류부로부터의 표준사인파전압을 상기제2 전파정류부로부터의 전원전압전압으로 나온 결과값을 적분기로 제공하는 나눗셈회로부; 상기 나눗셈회로부로부터 제공받은 값을 설정된 리셋주기에 따라 적분하여 비교기로 제공하는 적분기; 상기 적분기로부터 제공되는 적분값을 사전에 설정된 기준값과 비교해서 상기 기준값보다 적분값이 큰 경우에 순시 저전압 검출신호를 출력하는 비교기;를 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 순시 저전압 고속검출장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도4는 본 발명에 따른 순시 저전압 고속검출장치의 블럭구성도로서, 도4를 참조하면, 본 발명에 따른 순시 저전압 고속검출장치는 입력전원전압(Vs)의 위상에 동기시켜서 구형파전압(Vp)을 출력함과 동시에 상기 입력전원전압(Vs)에 대한 제로-크로싱검출방식에 의해서 기 설정된 리셋신호를 출력하는 동기신호발생부(10)와, 상기 동기신호발생부(10)로부터의 구형파전압(Vp)에 기초해서 표준 사인파전압(Vsin)을 생성시키는 표준사인파생성부(20)와, 상기 표준사인파전압(Vsin)을 전파정류하는 제1 전파정류부(32)와, 상기 입력되는 전원전압(Vs)을 전파정류하는 제2 전파정류부(34)와, 상기 제1 전파정류부(32)로부터의 표준사인파전압(Vsin(*))에 옵셋치를 더하고, 상기 제2 전파정류부(34)로부터의 전원전압전압(Vs(*))에 옵셋치를 더한 다음, 상기 옵셋치가 더해진 표준사인파전압(Vsin(*)+옵셋치)을 상기 옵셋치가 더해진 전원전압(Vs(*)+옵셋치)으로 나눈 결과값을 적분기로 제공하는 나눗셈회로부(40)와, 상기 나눗셈회로부(40)로부터 제공받은 값을 설정된 리셋주기에 따라 적분하여 비교기(60)로 제공하는 적분기(50)와, 상기 적분기(50)로부터 제공되는 적분값을 사전에 설정된 기준값과 비교해서 상기 기준값보다 적분값이 큰 경우에 순시 저전압 검출신호를 출력하는 비교기(60)로 구성한다.

상기 나눗셈회로부(40)에서 설정되는 옵셋치는 상기 전원전압(Vs(*))이 영(zero)이되어 상기 표준사인파전압(Vsin(*))을 영으로 나누어지는 것을 방지하기 위한 것이고, 상기 적분기(50)는 상기 나눗셈회로부(40)으로부터 제공받은 값에 1을 뺀 다음에 적분을 수행하도록하여 오차가 나타나는 기준을 영으로 하여 보다 정확한 저전압량을 판단할 수 있도록 구성한다.

또한, 상기 비교기(60)는 상기 동기신호발생부(10)에서 설정되는 리셋신호가 입력전원전압의 주기에 대해 1/4주기, 1/8주기, 1/16주기 및 1/32로 설정되는 경우에도 순시 저전압을 검출가능토록 구성되며, 상기 동기신호발생부(10)는 설정된 리셋신호의 주기가 입력전원전압의 주기에 대해 1/4주기, 1/8주기, 1/16주기, 1/32주기중에 하나로 설정할 수 있다.

도5는 도4의 나눗셈회로부의 상세도로서, 도5를 참조하면, 상기 나눗셈회로부(40)는 옵셋치를 설정하도록된 가변저항(VR1)과, 상기 가변저항(VR1)에 의해 설정된 옵셋치를 입력되는 각각의 전압에 더한후, 나눗셈을 수행하여 그 결과를 출력하는 나눗셈 집적회로(45)로 구성한다.

도6은 도4의 출력파형도이고, 도7은 순시 저전압의 발생시점을 보이는 파형이며, 도8은 종래의 저전압 검출속도와 본 발명에 의한 검출속도와를 비교한 히스토그램이다.

이와같이 구성된 본 발명의 장치에 따른 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.

도4에서 도8까지를 참조하여 본 발명에 따른 순시 저전압 고속검출장치에 대해서 설명하면, 먼저 도4에 도시한 동기신호발생부(10)는 입력되는 전원전압(Vs)의 위상을 검출한 다음에 검출된 위상을 가지는 구형파전압(Vp)을 발생시켜서 표준사인파생성부(20)로 제공함과 동시에, 상기 입력되는 전원전압(Vs)의 제로-크로싱을 검출함에 따라 기 설정된 주기를 가지는 리셋신호를 적분기(50)로 제공한다.

상기 표준사인파생성부(20)는 상기 동기신호발생부(10)에서 제공되는 구형파전압(Vp)에 근거해서 표준 사인파전압(Vsin)을 출력시키는데, 상기 입력전원전압(Vs)과 표준사인파전압(Vsin)에 대한 파형은 도5의 상단에 도시되어 있다.

상기 표준사인파전압(Vsin)은 제1 전파정류부(32)에서 전파정류된 다음에 나눗셈회로부(50)로 제공되고, 또한 상기 입력전원전압(Vs)은 제2 전파정류부(34)에시 전파정류된 다음 상기 나눗셈회로부(40)로 제공된다.

상기 나눗셈회로부(40)에서는 옵셋치를 설정하는 가변저항(VR1)에 의해서 설정된 옵셋치를 상기 정류된 전원전압(Vs(*))과 상기 정류된 표준사인파전압(Vsin(*))에 각각 더하고, 상기 옵셋치가 더한해진 표준사인파전압(Vsin(*)+옵셋치)를 상기 옵셋치가 더해진 전원전압(Vs(*)+옵셋치)으로 나눈후, 도6의 중간에 도시된 바와같은 상기 결과값을 적분기(50)로 출력하는데, 이와같이 나눗셈전에 옵셋치를 더하는 것은 상기 전원전압(Vs(*))이 영(zero)이 되어 상기 표준사인파전압(Vsin(*))을 영으로 나누어지는 것을 방지하기 위한 것이며, 상기 나눗셈에 의한 전압오차(Verr)는상기 식(1)과 같다.

상기한 바와같이, 상기 나눗셈회로부(40)에 의해서 일정한 전압강하폭에 대해서는 오차전압(Verr)이 일정하게 되고, 이에따라 전압강하가 일어나는 시점에 상관없이 적분되는 비율이 일정하게 되는 것이다.

상기 적분기(50)에서는 상기 나눗셈회로부(40)로부터 제공받은 값을 상기 동기신호발생부(10)로부터 제공되는 리셋신호에 의해시 리셋되면서 적분을 수행하는데, 이와같이 적분한 결과는 1을 기준으로 오차가 나타나므로 상기 오차전압에서 하기식(2)와 같이 1을 뺀 다음에 적분한다.

상기 식(2)에 의해, 상기 적분기(50)에서 출력되는 파형은 도6의 하단에 도시되어있다.

상기 도6에 보인 적분기(50)의 출력파형은 선형적으로 변하고 있음을 알 수 있으며, 따라서 본 발명에서는 리셋주기를 사용주파수의 1/8주기 또는 1/16주기로 하더라도 순시 저전압을 검출하기 위한 기준전압이 하나만 있어도 순시 저전압 검출이 가능하므로, 저전압 검출기의 응답속도가 1/8주기 이하로 빠르게 된다.

한편, 도7은 순시 저전압의 발생시점을 보이는 파형이고, 도8은 종래의 저전압 검출속도와 본 발명에 의한 검출속도와를 비교한 히스토그램이다. 도7의 ①, ②, ③, ④는 전압강하율이 각각 20%, 30%, 40%, 50%일 경우에 대해서, 상기 각 시점에서 발생한 순시저전압의 검출시간을 평균해서 도8에 히스토그램으로 그린 것이다. 상기 각각의 전압 강하율에 대해서 (a)와 (b)는 리셋주기가 1/4주기일 경우에 종래와 본 발명을 비교한 것이고, (c)와 (d)는 리셋주기가 1/8주기일 경우에 종래와 본 발명을 비교한 것이다. 상기 (a)와 (b), (c), (d)를 각각 비교하면, 종래보다 본 발명에 의한 검출속도가 빠름을 알 수 있다.

상술한 바와같은 본 발명에 따르면, 1/4주기로만 검출가능한 종래의 검출장치와는 달리, 리셋주기를 사용주파수의 1/8주기 또는 1/16주기로 하더라도 순시 저전압을 검출하기 위한 기준전압이 하나만 있어도 순시 저전압 검출이 가능하므로, 저전압 검출기의 응답속도가 1/8주기 이하로 빠르게 되는 특유의 효과가 있는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 발명은 그 구성의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능하다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 상기 순시 저전압 고속검출장치가 상기 기술한 실시예에 한정되지 않음을 용이하게 알 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 입력전원전압(Vs)의 위상에 동기시켜서 구형파전압(Vp)을 출력함과 동시에 상기 입력전원전압(Vs)에 대한 제로-크로싱검출방식에 의해서 기 설정된 리셋신호를 출력하는 동기신호발생부(10)와, 상기 동기신호발생부(10)로부터의 구형파전압(Vp)에 기초해서 표준 사인파전압(Vsin)을 생성시키는 표준사인파생성부(20)와, 상기 표준사인파전압(Vsin)을 전파정류하는 제1 전파정

   류부(32)와, 상기 입력되는 전원전압(Vs)을 전파정류하는 제2 전파정류부(34)를 포함하는 순시 저전압 검출장치에 있어서, 상기 제1 전파정류부(32)로부터의 표준사인파전압(Vsin(*))을 상기 제2 전파정류부(34)로부터의 전원전압전압(Vs(*))로 나온 결과값을 적분기로 제공하는 나눗셈회로부(40); 상기 나눗셈회로부(40)로부터 제공받은 값을 설정된 리셋주기에 따라 적분하여 비교기(60)로 제공하는 적분기(50); 상기 적분기(50)로부터 제공되는 적분값을 사전에 설정된 기준값과 비교해서 상기 기준값보다 적분값이 큰 경우에 순시 저전압 검출신호를 출력하는 비교기(60);를 구비함을 특징으로 하는 순시 지진압 고속검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 나눗셈회로부(40)는 옵셋치를 설정하도록된 가변저항(VR1)과, 상기 가변저항(VR1)에 의해 설정된. 옵셋치를 입력되는 각각의 전압에 더한후, 나눗셈을 수행하여 그 결과를 출력하는 나눗셈 집적회로(45)로 구성함을 특징으로하는 순시 저전압 고속검출장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어시, 상기 나눗셈회로부(40)는 상기 제1 전파정류부(32)로부터의 표준사인파전압(Vsin(*))에 옵셋치를 더하고, 상기 제2 전파정류부(34)로부터의 전원전압전압(Vs(*))에 옵셋치를 더한 다음, 상기 옵셋치가 더해진 표준사인파전압(Vsin(*)+옵셋치)을 상기 옵셋치가 더해진 전원전압(Vs(*)+옵셋치)으로 나온 결과값을 적분기(50)로 제공하도록 구성함을 특징으로 하는 순시 저전압 고속검출장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 적분기(50)는 상기 나눗셈회로부(40)으로부터 제공받은 값에 1을 뺀 다음에 적분을 수행하도록 한 것을 특징으로 하는 순시 저전압 고속검출장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 비교기(60)는 상기 동기신호발생부(10)에서 설정되는 리셋신호가 입력전원전압의 주기에 대해 1/4주기, 1/8주기, 1/16주기 및 1/32로 설정되는 경우에도 순시 저전압을 검출가능함을 특징으로 하는 순시 저전압 고속검출장치.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 동기신호발생부(10)는 설정된 리셋신호의 주기가 입력전원전압의 주기에 대헤 1/4주기, 1/8주기, 1/16주기, 1/32주기중에 하나로 설정한 것을 특징으로 하는 순시 저전압 고속검출장치.