KR19990066929A - 전송 장치 및 단절 유닛 - Google Patents

Abstract

데이터 및/또는 에너지가 두 개의 전도체를 통해 다수의 수신기/사용자에게 전송되는 시스템에서, 상기 두 개의 전도체 사이에서 단락이 발생할 가능성이 있다. 그러면 데이터 및/또는 에너지의 전송이 인터럽트되고 공급원(feeding source)은 로드가 허용되지 않는다. 본 발명은 상기 전도체들 사이의 단락을 인식하고, 이에 응답해서 상기 단락이 발생된 시스템의 일부를 데이터 및/또는 에너지의 공급으로부터 격리시켜 시스템의 나머지가 동작되도록 하는 단절 유닛(disconnecting units)에 관한 것이다. 상기 단락을 제거한 후에는, 상기 겨격리된 부분이 자동적으로 시스템에 다시 접속된다. 상기 단절 유닛의 전방과 후방에 있는 상기 전도체들의 전위는 사이 단절 유닛에서 스위치를 브릿지하는 전류 제한 소자들에 의해 조정된다. 이 전위를 감지하는 모니터링 유닛은 상기 단절 유닛에서 상기 스위치를 제어한다.

Description

전송 장치 및 단절 유닛

본 발명은 데이터 및/또는 에너지를 전도체들을 통해 전송하는 장치에 관한 것이며, 상기 전도체들 중 적어도 하나의 전도체는 적어도 하나의 단절 유닛에 의해 제 1 및 제 2 전도체 세그먼트로 재분할되며, 각각의 단절 유닛은 적어도 하나의 모니터링 유닛을 포함한다.

데이터 및/또는 에너지를 두 개의 전도체를 통해 다수의 스테이션으로 전송하는 시스템에서 두 개의 전도체 사이에서 또는 접속된 스테인션 사이에서 단락이 발생하면, 데이터 및 에너지는 전송될 수 없으며 공급원은 로드되지 않는다.

EP 0 626 743 A2에는 두 개의 전도체 링 시스템에서 상이한 단락 스위치 수단에 의해 단절 유닛이 제어되는 시스템에 대해 기술되어 있다. 단락이 발생되면, 관련 전도체는 모니터링 유닛에서 스위치가 단절됨으로써 단절된다. 상기 단락의 범위를 넘어 위치한, 시스템의 나머지는, 시작 모니터링 유닛과 종료 모니터링 유닛에 있는 스위치를 통해, 상기 두 개의 전도체가 상기 시작 모니터링 유닛과 상기 종료 모니터링 유닛으로 다시 인입하는 다른 측으로부터 전압을 제공받는다. 적어도 하나의 사용자는 두 개의 모니터링 유닛 사이에 접속되어 있어야 하기 때문에, 단락이 발생된 경우에는, 적어도 하나의 상기 사용자 및 상기 모니터링 유닛 사이에 배열된 몇몇 다른 사용자들은 스위치 오프되어 버리고 만다. 그렇지만, 상기 전도체들은, 스위칭 온 동안에만 단락에 대해 검사받는다. 또한 상기 시스템은 DC 전압용으로만 설계되어 있다.

WO-A-92/10018에는 전류 및 전압 감지기를 이용해서 전도체들을 샘플링 하는 것과, 제어기가 결정된 값들을 평가해서 임계 전압을 초과하면 반도체 스위치들을 이용해서 상기 전도체들을 인터럽트하는 것에 대해 기재되어 있다. 이들 전도체들은 상기 스위치에 장애가 있는 경우에는 인터럽트를 하지 못하여, 상기 제어기는 주 휴즈(main fuse)를 개방한다. 이 시스템에서는 구동원(driving source)을 경감하며, 특히 휴즈가 기계적으로 스위치된 경우에 어싱(arcing)을 피할 수 있다.

본 발명의 목적은, 단절 유닛을 갖는 데이터 및/또는 에너지 전송 장치에서 단락 및 과부하를 검출하고, 구동원에 과부하가 걸리지 않게 해서 나머지 전도체 세그먼트들을 동작할 수 있는 상태로 유지하게 하는 방식으로 관련 전도체 세그먼트들을 분리시켜 개방 네트워크에서 신뢰성 있는 데이터 및 에너지 전송을 구현하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 상기 모니터링 유닛이 적어도 하나의 전도체 세그먼트에 접속되고, 접속된 전도체 세그먼트들 중 적어도 하나의 전도체 세그먼트의 전압이 제 1 액추에이션 임계치 이하로 강하되거나 제 2 액추에이션 임계치를 초과하면 스위치를 동작시키도록 배치되며, 상기 스위치는 전류 제한 소자에 의해 브릿지됨으로써 달성된다.

적어도 하나의 모니터링 유닛으로 각각 구성되는 단절 유닛들이 제공되며, 상기 모니터링 유닛은 상기 스위치가 단락 또는 과부하의 경우에 개방되는 식으로 상기 전도체들의 상기 스위치를 제어한다. 상기 단락이나 과부하는 하나 이상의 직렬 접속된 모니터링 유닛에 의해 검출된다. 상기 스위치는 전도체에 투입되어, 단락이 없으면 전도되는 식으로 상기 모니터링 유닛에 의해 제어된다. 상기 모니터링 유닛이 단락이나 과부하를 검출하면, 상기 스위치는 개방된다. 상기 스위치는 전류 제한 소자에 의해 브릿지 된다. 그래서 높은 오옴 전위가 상기 단절 유닛의 후방에 있는 상기 전도체 세그먼트로 전송된다. 상기 모니터링 유닛은 사익 전위에 기초해서 상기 단절 유닛의 상기 스위치를 제어한다. 단락 또는 과부하가 제거되면, 상기 스위치는 상기 모니터링 유닛에 의해 자동적으로 폐쇄된다. 상기 전도체 시스템이 링 시스템으로 구성되면, 양측으로부터 전압이 제공될 수 있다. 모니터링 유닛은 상기 단절 유닛 후방에 있는 전위를 항상 감시하기 때문에, 상기 스위치의 양측에 대한 전위를 검사하기 위해 다수의 직렬 접속된 모니터링 유닛이 사용된다. 그래서 상기 단절 유닛은 양방향으로 동작할 수 있으며, 즉 상기 단절 유닛의 입력 및 출력이 상호 교환될 수 있다. 전도체 시스템은 DC 전압이나 AC 전압으로 동작할 수 있다. 상기 접속된 전도체 세그먼트 상의 전위를 검사하기 위해 상기 모니터링이 사용한 액추에이션 전압은 히스테리시스로 제어될 수 있다. 그러면 상기 스위치를 개방시키는데 필요한 제 1 액추에이션 임계 전압은 상기 단절 유닛의 상기 스위치를 개방시키기 위해 도달되어야만 하는 제 2 액추에이션 전압보다 낮다.

가장 간단한 경우, 그러한 시스템은 한 측에서만 제공되는 DC 전압으로 동작한다. 그러면 상기 스위치는 상기 모니터링 유닛에 의해 제어되는 단지 하나의 전계 효과 전력 트랜지스터로 구성된다. 상기 전계 효과 전력 트랜지스터의 게이트는 상기 모니터링 유닛의 제어 트랜지스터에 결합된다. 상기 제어 트랜지스터는 양호하게 전계 효과 트랜지스터이다. 상기 두 개의 전도체 시스템은 한 측에서만 제공되는 DC 전압으로 동작하기 때문에, 상기 재분할된 전도체 세그먼트 상의 전위는 상기 스위치의 후방에서만 검사된다. 상기 모니터링 유닛의 상기 제어 트랜지스터의 게이트는 상기 전도체 세그먼트에 접속된다. 상기 전도체 세그먼트 상의 전위가 제 2 액추에이션 임계치를 최과하면, 상기 모니터링 유닛의 상기 제어 트랜지스터는 턴 온 되고 그래서 상기 재분할되지 않은 전도체로의 접속이 이루어진다. 그래서 상기 재분할되지 않은 전도체의 전위는 그래서 턴 온 되는 상기 스위치의 상기 전계 효과 전력 트랜지스터의 게이트로 전송된다. 상기 감시된 전도체 세그먼트 상의 전위가 제 1 액추에이션 임계치 이하로 강하되면, 상기 제어 트랜지스터는 턴 오프 된 상태로 남게 되고 그래서 상기 스위치의 상기 전계 효과 트랜지스터가 동작된다. 그래서 상기 발전기는 상기 개방 스위치에 의해 상기 단락으로부터 격리된다.

상기 전도체 시스템이 양측으로부터 전압을 제공받으면, 상기 격리 스위치의 입력과 출력이 이제 상호 교환될 수 있기 때문에 두 개의 모니터링 유닛이 사용된다. 이 때, 상기 스위치는 소스가 상호 접속된 동일한 전도형의 두 개의 전계 효과 전력 트랜지스터로 구성된다. 상기 트랜지스터들의 게이트는 또한 상호 접속되어 모니터링 유닛의 제어 트랜지스터에 결합된다. 상기 모니터링 유닛은 상기 스위치에 의해 재분할된 상기 전도체의 상기 접속된 전도체 세그먼트들을 검사한다. 이 목적을 위해, 상기 제어 트랜지스터들은 접속된 전도체 세그먼트의 각각의 전위로 구동된다. 상기 모니터링 유닛의 제어 트랜지스터들은 직렬로 접속된다. 이들 두 개의 제어 트랜지스터들은 정상 동작 동안 상기 전력 트랜지스터를 구비한 상기 스위치가 투입된 상기 전도체의 전위와는 다른 전위를 갖는 제 2 전도체에 접속된다. 상기 제어 회로가 턴 온 되면, 상기 전력 트랜지스터들의 게이트는 저압 분배기를 통해, 상기 스위치에 있는 전력 트랜지스터를 턴 온시키는 전위로 구동된다. 상기 모니터링 유닛의 상기 제어 트랜지스터의 전도형은 상기 스위치에 있는 상기 전력 트랜지스터의 전도형과는 반대이다. 상기 재분할된 전도체의 상기 접속된 전도체 세그먼트들의 전위가, 상기 모니터링 유닛의 제어 트랜지스터의 상기 임계 전압보다 높은 상기 제 2 액추에이션 임계치를 초과하면, 후자의 트랜지스터는 턴 온 되어 상기 인터럽트 되지 않은 전도체를 상기 스위치의 전력 트랜지스터의 게이트에 접속시킨다. 직렬 접속된 제어 트랜지스터들을 통해 접속이 이루어지면, 상기 스위치의 상기 전력 트랜지스터들은 턴 온 되어 상기 스위치를 폐쇄시킨다. 단락이나 과부하의 경우에는, 적어도 하나의 접속된 전도체 세그먼트 상의 전위가 상기 제 1 액추에이션 임계치 이하로 강하되어 상기 모니터링 유닛의 상기 제어 트랜지스터 및 제어되어야 할 상기 스위치의 상기 전력 트랜지스터들도 턴 오프 되어 상기 전도체가 인터럽트 되며, 상기 단락된 전도체 세그먼트는 상기 나머지로부터 효과적으로 격리되어, 상기 전도체 시스템의 일부는 동작하게 된다.

상기 스위치를 브릿징 하는 상기 전류 제한 소자는 하이-오옴 저항기 제어 가능한 저항기 조합이며, 이후로는 검사 저항기로 칭하기로 한다. 이 검사 저항기를 통해 하이-오옴 방식으로 상기 단절 유닛의 출력에 전위를 인가한다.

상기 스위치가 열린 동안에 단락이 없으면, 제 2 구동 임계치를 초과한 전위가 생길수 있으며 상기 스위치는 닫힌다. 상기 스위치가 닫히고 단락이 일어나면, 상기 전위가 필요한 값 이하로 떨어지고 상기 스위치가 열린다. 상기 단락이 제거되면, 상기 스위치가 열리고, 상기 스위치를 닫는데 필요한 전위가 상기 테스트 저항기의 양단에 생기고, 상기 스위치는 자동적으로 닫힌다.

적절히 확장된 경우에 상기 분리 유닛은 DC 동작에 뿐만 아니라 AC 동작에도 적합하다. AC 전압으로 동작하는 경우에, 상기 스위치는 기억 소자에 의해 확장된다. 상기 기억 소자는 바람직하게는 예컨대 포지티브 반파 동안에 충전되고 네거티브 반파 동안에 상기 스위치를 닫힌 상태로 유지하는데 필요한 에너지를 저장하는 커패시터이다. 이 커패시터는 상기 스위치의 전력 트랜지스터의 두 소스간의 접합과 상기 전력 트랜지스터의 상호 접속된 게이트의 접합 사이에 삽입된다. 상기 커패시터의 저장된 전하에 의해 상기 스위치가 닫히는 반파 동안에만 단락이 일어나면, 이 단락은 검출되지 않게 된다. 따라서, 상기 분리 유닛이 제 2 반파 동안에도 단락을 검출하는 것을 보장하기 위해서 추가적인 확장이 행해진다. 이들 확장은 복수의 전계 효과 트랜지스터 및 저항기, 다이오드 및 기억 소자로 구성되어 있다. 이 기억 소자는 AC 전압의 제 2 반파 동안의 단락인 경우에는 충전되지 않으며, 이에 따라 상기 모니터링 유닛의 제어 트랜지스터는 어떤 반파에서도 턴온되지 않으며, 따라서 상기 스위치의 커패시터는 충전되지 않는다.

상기 스위치의 전력 트랜지스터의 전도성은 단락이 검출되는 반파를 결정한다.

상기 스위치가 닫히면, 상기 모니터링 유닛은 또한 어떤 순간에 상기 분리 유닛의 출력측에서 에너지 또는 데이타의 상태를 검사할 수 있고, 상기 스위치를 바로 열 수 있으며, 단락이 일어났을 때는 언제든지 바로 고저항 테스트 상태를 조절할 수 있다. 따라서, 상기 모니터링 유닛은 어떤 순간에 어떤 단락이라도 검출하여 상기 스위치를 제어하게 된다. 상기 단락이 제거되면, 상기 모니터링 유닛에 접속된 도선 부분 상의 전위가 상기 테스트 저항기를 통해 증가하며, 이에 따라 상기 분리 유닛의 스위치는 상기 시스템을 스위치 온 또는 리세트시키지 않고도 다시 닫히게 된다.

예컨대, 독일 특허 출원 197 04 884.6에 공개되어 있는 바와 같이, 포지티브 반파 동안에는 저저항 부하를 가지고 있고 네거티브 반파 동안에는 고저항 부하를 가지고 있는 시스템에서는, 테스트 저항기가 여러 스텝에서 제어되는 것이 유리하다. 결국, 전류 제한 소자는 복수의 직렬 접속 저항기로 구성되어 있고, 각각의 저항기는 스위칭 트랜지스터에 의해 연결되어 있다. 따라서, 고저항 및 저저항 테스트 저항기가 실현될 수 있다. 먼저, 고저항 테스트 저항기를 통해 상기 분리 유닛의 입력으로부터 상기 분리 유닛의 출력측으로 전위가 전송된다. 상기 모니터링 유닛이 단락을 검출하면, 상기 분리 유닛의 스위치는 열린 상태로 유지되는데, 즉 상기 스위치의 트랜지스터는 턴온되지 않는다. 상기 테스트 저항기는 제 2 구동 임계치보다 높은 전위가 검출되어 스위치가 닫힐 때에만 저저항값으로 스위칭된다.

상기 모니터링 유닛의 제어 트랜지스터의 구동 임계치에 대한 히스테리시스를 이용하면, 단락 검출의 신뢰성이 개선된다. 스위치가 닫힌 정상 동작 동안에는 단락의 경우에 전위 감소를 고속으로 검출하고 상기 스위치를 고속으로 열기 위해서 상기 구동 임계치가 보다 높다. 스위치가 열린 경우에는 고저항 테스트 저항기를 통해 단락에 대한 완전한 테스트를 달성하기 위해서 상기 구동 임계치가 보다 낮다.

다음과 같은 종류의 단락, 즉 도선들간의 직접적인(저저항) 단락, 도선들간의 저항기를 통한 단락(저항기의 저항은 시스템의 조절에 좌우됨), 애노드가 보다 높은 전위를 전달하는 도선에 접속되어 있고 캐소드가 보다 낮은 전위를 전달하는 도선에 접속되어 있는 다이오드를 통한 단락이 검출된다.

이와 같은 보호 시스템은 예컨대 사용자에의 공급 라인에서의 단락의 경우에 다른 사용자들간의 통산이 방해되지 않는 것을 보장해준다.

도 1은 단절 유닛의 사용을 도시하는 블록도.

도 2는 높은 전위를 전송하는 전도체에 배치된 단절 유닛의 블록도.

도 3은 낮은 전위를 전송하는 전도체에 배치된 단절 유닛의 블록도.

도 4는 도 2에 도시된 회로 장치 도시도.

도 5는 출력측에서만 모니터링 유닛에 의해 감지되며 스위치에서 하나의 전력 트랜지스터를 갖는 회로 장치 도시도.

도 6은 출력측에서만 모니터링 유닛에 의해 감지되며, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같은 AC 전원용 회로 장치 도시도.

도 7은 출력측에서만 모니터링 유닛에 의해 감지되며 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같은 AC 전원용 회로 장치 도시도.

도 8은 포지티브의 반파 및 네거티브의 반파 동안 단락이 검출되는 AC 전압 공급용 회로 장치 .

도 9는 작동 임계치 및 테스트 저항기의 단계적 제어용 히스테리시스(hysteresis)를 실현하기 위한 소자에 의해 보충된 다른 컨덕터에 스위치가 배치된 도 8에 도시된 바와 같은 회로 장치 도시도.

*도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명

10 : 발전기 11, 12 : 전도체

13, 14, 15 : 스테이션 16, 18 : 단절 유닛

28 : 모니터링 유닛 20 : 스위치

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일부 실시예에 대해서 설명한다.

도 1은 에너지 및/또는 데이터 전송용 장치를 도시한다. 발전기(10)는 두 컨덕터(11, 12)에 인가되는 전압을 발생하고 연결된 단(13, 14, 15,…)에 에너지 및/또는 데이터를 제공한다. 단절 유닛(disconnecting units)은 시스템의 완전한 섹션을 단절하기 위해서 컨덕터(11 및 12)에 제공되거나(단절 유닛(16)) 또는 한 사용자로의 공급 리드에서 이 사용자만을 단절시키기 위해 제공된다(단절 유닛(18)). 도면 부호(11a)는 발전기에서 관측했을 때 상기 단절 유닛의 뒤에 위치된 컨덕터 세그먼트를 나타내고, 이 컨덕터 세그먼트에 연결된 모든 사용자와 함께, 단락 또는 과부하의 경우에 시스템의 나머지(remainder)로부터 단절된다.

도 2는 컨덕터(11)에 삽입된 단절 유닛(16)의 블록도를 도시한다. 상기 단절 유닛(16)은 스위치(20), 테스트 저항기(23) 및 감시 유닛(21 및 28)을 포함하고; 상기 감시 유닛(28)은 감시 유닛(21)과 직렬로 연결되어 제어 입력(25)과 비-인터럽트된 컨덕터(non-interrupted conductor; 12) 사이의 연결을 형성한다. 상기 스위치(20)의 컨덕터 세그먼트(11a)의 전위는 감시 유닛(21)의 테스트 컨덕터(22)를 통해 출력에서 점검되고 스위치(20)의 입력에서의 컨덕터 세그먼트(11)의 전위는 감시 유닛(28)의 테스트 컨덕터(29)를 통해 점검된다. 테스트 저항기(23)는 제어 입력(24)을 통해 감시 유닛(21 및 28)에 의해 제어된다. 상기 단절 유닛(16)은 양방향 동작에 절절한데, 즉 상기 발전기 전압은 상기 컨덕터(11 및 12) 또는 상기 컨덕터(11a 및 12)로 인가될 수 있다. 따라서, 상기 단절 유닛은 상기 컨덕터 세그먼트(11 및 11a) 상의 전위를 점검하는 두 개의 감시 유닛을 포함한다.

도 3은 컨덕터(12)의 단절 유닛(16)용 아날로그 장치를 도시하는데, 도 2에 도시된 소자와 동일한 소자를 포함한다. 컨덕터 세그먼트(12a)는 단락 또는 과부하의 경우에 스위치(20)에 의해 단절된다. 컨덕터(11)는 이 실시예에서 인터럽트되지 않는다.

도 4는 도 2에 도시된 단절 유닛을 구현하기 위한 회로 장치를 도시하는데, 이것은 양측에서 DC 전압을 수신하는데 적합하고, 컨덕터(11) 상의 전위는 컨덕터(12) 상의 전위보다 높다. 이 장치는, 스위치(20)를 형성하는, p-형 파워 트랜지스터(31, 31)와 저항기(33, 34)를 포함하고, 감시 유닛(21 및 28)의 일부를 형성하는, n-형 제어 트랜지스터(40 및 40a)와 저항기(41 및 41a)를 포함한다. 상기 스위치(20)를 브릿지(bridge)하는 전류 제한 소자로서 작용하는 테스트 저항기(23)는 본 실시예에서는 제어되지 않기 때문에, 단순히 옴성 저항기(50)만을 포함한다. 제어 트랜지스터(40)를 구동하기 위한 감시 유닛(21)의 테스트 컨덕터(22)는 스위치(20)의 출력에서 컨덕터(11a)의 전위를 감지하고 감시 유닛(28)의 또 다른 테스트 컨덕터(29)는 스위치(20)의 입력에서 컨덕터(11)의 전위를 감지하는데, 저항기(41a)를 통해 제어 트랜지스터(40a)를 구동하기 위해, 컨덕터(11a 및 12)에 전압이 인가될 때 스위치의 출력이 된다.

스위치(20)는 컨덕터(11)에 삽입되는데, 그 전위는 상기 컨덕터(12)의 전위보다 높다. 즉 포지티브공급 전압의 경우 포지티브전위를 공급하고 네거티브 공급 전압의 경우 0의 전위를 공급한다. 상기 스위치(20)는 두 개의 파워 트랜지스터(31 및 32)와 저항기933 및 34)로 형성되고 상기 제어 입력(25)에 연결된 분압기로 구성된다. 상기 파워트랜지스터(31 및 32)는 상기 제어 입력(25)이 상기 컨덕터(11)의 전위보다 낮은 전위를 가질 때에만 온 상태로 된다. 감시 유닛(21)은 감시 유닛(28)과 직렬로 연결된다. 파워 스위치(31 및 32)가 개방되는 경우, 스위치(20)의 입력에서의 컨덕터(11) 상의 전위는 상기 스위치(20)의 출력에서의 테스트 저항기(23)를 통해 컨덕터 세그먼트(11a)로 인가된다. 컨덕터 세그먼트(11 및 11a) 상의 전위는 각각의 테스트 컨덕터(22 및 29)에 의해 감지되고 저항기(41 및 41a)를 통해 감시 유닛(21 및 28)의 각각의 제어 입력으로, 즉 제어 트랜지스터(40 및 40a)의 게이트로 인가된다. 테스트 컨덕터(22 및 29) 상의 전위가 작동 임계치(actuation threshold)를 초과하는 경우, 감시 유닛(21 및 28)의 관련 제어 트랜지스터(40 및 40a)는 폐쇄된다. 감시 유닛 둘 모두가 스위치의 제어 입력(25) 상에 컨덕터(12)의 전위를 전송한다고 가정하면, 저항기(33) 양단의 전압 강하는 파워 트랜지스터(31 및 32)를 폐쇄시킨다. 단절 유닛의 방해받지 않은 정상 동작은 이렇게 설정된다. 컨덕터(11 및 12)에 연결된 단절 유닛이발전기(10)(도 1)에 연결될 때, 컨덕터(11 및 12) 사이의 단락의 경우에 감시 유닛(28)의 테스트 컨덕터(29) 상의 전위는 제어 트랜지스터(40a)를 폐쇄하는데 필요한 작동 임계치에 도달하지 못할 것이다. 결과적으로, 컨덕터(12)의 전위는 감시 유닛(21)에 인가될 수 없다. 따라서 감시 유닛(21)의 스위칭 상태는 무관하게 된다. 상기 스위치(20)는 개방되거나 개방된 상태로 남게되는데, 파워 트랜지스터(31 및 32)가 온 상태로 되지 못하기 때문이다. 만약 단락 또는 과부하가 스위칭 온 시 단절 유닛의 출력에서 컨덕터(11a 및 12) 사이에서 발생하게 되면, 테스트 저항기(23)를 통해 컨덕터 세그먼트(11a)로 인가되는 감시 유닛(21)의 테스트 입력(22)에서의 전위는 제어 트랜지스터(40)를 폐쇄시키는데 필요한 작동 임계치 이하로 떨어지고, 감시 유닛(21)의 제어 트랜지스터(40)는 오프 상태로 된다. 결과적으로, 제어 입력(25)은 감시 유닛(28)과 컨덕터(12)의 전위에 연결될 수 없고, 파워 스위치(31 및 32)를 폐쇄시키는데 필요한 전압은 형성될 수 없게 되어, 파워 트랜지스터(31 및 32)는 오프 상태로 되고 스위치(20)는 개방 상태로 남게 된다. 따라서 이 컨덕터 세그먼트(11a)에 연결되지 않은 모든 사용자와 급전 발전기(feeding generator; 10)(도 1)는 단락로부터 절연된다. 테스트 상태는 테스트 저항기(23)의 연결을 통해 설정된다. 단락이 동작 동안 발생하는 경우, 단절 유닛의 고장(faulty)측에서의 전위는 작동 임계치 이하로 떨어지고 관련 감시 유닛(21 또는 28)은 상술된 방식으로 컨덕터(11 및 12) 사이의 단락을 검출하고 스위치(20)에서의 파워 트랜지스터(31 및 32)는 오프 상태로 된다. 단락 또는 과부하가 제거되면, 전위는 트리거 임계치를 초과하도록 테스트 저항기를 통해 다시 설정될 수 있게 되어 제어 트랜지스터(40 및 40a)가 컨덕터(12)의 전위를 다시 전송하고, 파워 트랜지스터(31 및 32)가 온 상태로 되며 스위치(20)가 폐쇄되고, 그 결과 정상 동작이 자동적으로 복원된다.

도 5는 도 3의 장치에 따라 컨덕터(11 및 12)만으로 DC 전압을 공급하기 위한 회로 장치를 도시한다. 스위치(20)의 파워 트랜지스터(32)는 n-형 전도성으로 이루어지고 감시 유닛(21)의 제어 트랜지스터(40)는 p-형 트랜지스터로 이루어진다. 본 실시예는 스위치(20)의 출력에서 컨덕터(12a)의 감지만을 도시하는데, 즉 이 단절 유닛은 컨덕터의 양측에서 발전기에 연결될 수 없다. 스위치(20)의 앞에서 컨덕터(12)를 감지하기 위한 감시 유닛도 또한 가능하지만, 도시되지 않았다. 이것은 도 4의 실시예에서와 같이 동작할 것이다. 단절 유닛은 컨덕터(12)에 배치되어 저 전위를 전송한다. 즉 포지티브공급 전압의 경우 0 전위를 공급하고 네거티브 공급 전압의 경우 네거티브 전위를 공급한다. 이 실시예에서 테스트 저항기(23)는 다시 제어될 수 없게 되고 옴성 저항기(50)만을 포함한다. 스위치(20)에서의 n-형 파워 트랜지스터(32)는 컨덕터(12) 상의 전위보다 높은 전위가 제어 입력(25)에 인가될 때만 온 상태로 된다. 감시 유닛(21)은 p-형 제어 트랜지스터(40)를 포함하는데, 이것에 의해 컨덕터(11)의 전위는 제어 컨덕터(25)로 전송된다. 전송은 스위치(20)의 출력에서 테스트 컨덕터(22)에 의해 감지되는 컨덕터 세그먼트(12a) 상의 전위에 의존하여 발생한다. 도 1에 도시되고 도 5에 도시된 바와 같은 단절 유닛을 포함하는 시스템이 스위치 온 될 때, 스위치(20)의 입력에서 컨덕터(12)의 전위는, 파워 트랜지스터(32)가 오프 상태로 되는 동안, 테스트 저항기(23)를 통해 스위치(20)의 출력으로 인가된다. 이 전위는 테스트 컨덕터(22)에 의해 감지되고 감시 유닛(21)의 제어 트랜지스터(40)의 제어 입력으로 인가된다. 전위가 작동 임계치를 초과하는 경우, 제어트랜지스터(40)는 폐쇄된다. 이 때 스위치(20)의 제어 입력(25)은 컨덕터(11)의 전위에 연결되어 파워 스위치(32)를 온 시키고 단절 유닛의 정상 동작을 설정하게 된다. 단락 또는 과부하가 단절 유닛의 출력에서 컨덕터(11 및 12a) 사이에서 발생하는 겨우, 컨덕터 세그먼트(12a)에서의 전위는 제어 트랜지스터(40)를 폐쇄시키는데 필요한 작동 임계치에 도달하지 못하며 제어 트랜지스터(40)는 오프 상태로 남게된다. 결과적으로, 제어 입력(25)은 더 이상 컨덕터(11)의 전위에 연결되지 못하고 파워 트랜지스터(32)를 폐쇄하는데 필요한 전압은 형성될 수 없게 된다. DC 소스(10)(1도 1)는 따라서 단락로부터 절연된다. 테스트 상태는 테스트 저항기(23)를 통해 설정된다. 단락이 동작 동안 발생하는 경우, 컨덕터 세그먼트(12a) 상에서의 전위는 작동 임계치 이하로 떨어지고, 제어 트랜지스터(40)는 오프 되며 스위치(20)는 컨덕터(12)를 인터럽트한다. 컨덕터(11 및 12a) 사이의 단락이 다시 제거되면, 스위치(20)의 출력에서 컨덕터 세그먼트(12a) 상의 전위, 그러므로 감시 유닛(21)의 테스트 컨덕터(22) 상에서의 전위는 감시 유닛(21)의 제어 트랜지스터(40)를 폐쇄하기 위한 작동 임계치 이상을 값을 다시 취할 수 있고 자동적으로 정상 동작을 복원할 수 있다.

단절 유닛의 양방향 동작을 위해, 이를 위해 스위치(20)의 입력과 출력은 상호 교환될 수 있는데, 감시 유닛(21 및 28)(도 2 및 도 3)이 사용된다. 감시 유닛(21 및 28)의 두 제어 트랜지스터(40 및 40a)(도 4)는 이때 AND-기능을 수행한다. 파워 트랜지스터(31 및 32)는 두 제어 트랜지스터(40 및 40a)가 온 상태로 될 때만 온 될 수 있는데, 그 결과 스위치(20)는 폐쇄된다.

DC 전압 공급을 위한 상술된 실시예는 상술된 단락의 세 형태 전부를 완벽하게 검출한다; 저항기를 통한 단락의 경우 단락로서 여전히 인지되는 저항값은 테스트 저항기(23)의 값과 정상 동작 동안의 전류 흐름에 의존한다. 도 4 및 도 5에 도시된 회로는 AC 전압과의 동작에 대해서도 확장될 수 있다.

AC 전압의 경우, 포지티브 반파(half-wave) 동안만 컨덕터(11)는 더 높은 전위를 갖게되고 컨덕터(12)는 더 낮은 전위를 갖는데, 그 결과 도 4의 스위치의 파워 트랜지스터(31 및 32)는 포지티브 반파동안만 온 상태로 될 것이다. 네거티브 반파에 대해서도 역시 연결을 설정하기 위해서, 도 4에 도시된 바와 같은 각각의 스위치(20)는 네거티브 반파를 제공받을 수 있을 것인데, 상기 네거티브 반파동안 두 컨덕터(11 및 12)의 전위는 반전된다. 다른 가능성이 하기에 설명될 것이다. 이 해결책은 네거티브 반파를 브릿지하기 위한 메모리를 포함한다.

도 6은 AC 전압과의 동작을 위한 실시예를 도시하는데, AC 전압의 포지티브 반파 동안의 동작은 도 2를 참조로 설명된 DC 전압에 대한 동작과 동일하다. 이 실시예는 도 2 및 도 4를 참조로 설명된 실시예와 동일한 소자를 포함하지만, 이 경우 스위치(20)의 출력에서의 컨덕터(11a)만은 하나의 감시 유닛(21)에 의해서만 감지된다. 또한, 커패시턴스(30)는 저항기(34)와 다이오드(35)를 통해서 충전된다. 상기 커패시턴스(30)는 스위치(20)의 파워 트랜지스터(31 및 32)의 두 소스의 접합점과 파워 트랜지스터(31 및 32)의 상호 연결된 게이트의 접합점 사이에 연결된다. 저항기(33) 형태의 방전 경로는 상기 커패시턴스(30)에 병렬로 연결된다. AC 전압의 네거티브 반파동안, 이 동안 컨덕터(11)의 전위는 컨덕터(12)의 전위보다 낮은데, 다이오드(35)는 커패시턴스(30)의 충전 반전(charge reversal)을 방지하여, 그 결과 파워 트랜지스터(31 및 32)를 폐쇄하는데 필요한 전압이 유지된다. 저항기(33)를 통한 커패시턴스의 방전은 네거티브 반파동안 커패시턴스(30)의 충전 조건의 변화가 너무 크게되지 않도록 조정되어야만 한다. 도 2를 참조로 설명된 바와 같이, 감시 회로(21)는 테스트 컨덕터(22)를 통해 단락을 검출한다. 단락의 경우, 감시 회로(21)의 제어 트랜지스터(40)는 오프 상태로 되고, 결과적으로, 상기 커패시턴스(30)는 포지티브 반파동안 다시 충전되지 않는다. 저항기(33)를 통한 방전으로 인해, 스위치가 개방되도록 커패시턴스(30)의 방전 조건은 스위치에서 파워 트랜지스터(31 및 32)의 비활성 임계치(deactivation threshold)가 도달할 때까지 변하게 된다. 따라서 발전기(10)(도 1)는 단락로부터 절연되고 테스트 상태는 테스트 저항기(23)를 통한 연결로 설정된다. 컨덕터(11a 및 12) 사이의 단락이 다시 제거되는 경우, 제어 트랜지스터는 온 상태로 되고 커패시턴스(30)는 다시 충전된다. 이렇게 파워트랜지스터(31 및 32)는 네거티브 반파동안에도 온 상태로 된다.

도 6의 회로 장치는 직접적인 단락, 저항기를 통한 단락 및 포지티브 반파동안 활성인 다이오드를 갖는 단락을 인지하지만, 네거티브 반파동안 활성인 다이오드를 갖는 어떠한 단락, 즉 애노드는 상기 전도체(12)에 접속되고 캐소드는 상기 전도체(11)에 접속된다. 이 경우를 위한 실시예를 이후에 상세히 설명한다.

도 7에는 AC 전압으로 동작하는 분리 유닛의 일실시예가 도시되어 있고, 포지티브 반파 동안에 보다 낮은 전위를 전달하는 도선(12)에 스위치(20)가 삽입되어 있다. 상기 AC 전압의 포지티브 반파 동안의 동작은 DC 전압의 경우의 동작과 동일하다(도 3 및 도 5). 도 6을 참조하여 설명한 네거티브 반파 동안의 전력 스위치(31,32)의 스위칭 상태의 연결이 다시 유지된다.

도 7의 장치는 또한 상기 AC 전압의 네거티브 반파 동안에 액티브되는 다이오드를 가지고 단락을 인식하지 않는다.

도 6 및 도 7을 참조하여 설명된 상기 분리 유닛은 상기 AC 전압의 네거티브 반파 동안의 단락의 검출에 사용될 수도 있다. 결국, 도 6의 분리 유닛은 상기 도선(12)에 삽입되어야 하는데, 그 이유는 이 도선이 상기 네거티브 반파 동안에 보다 높은 전위를 전달하기 때문이다. 도 7의 분리 유닛은 도선(11)에 삽입되어야 하는데, 그 이유는 이 도선이 네거티브 반파 동안에 보다 낮은 전위를 전달하기 때문이다. 상기 포지티브 반파 동안에 다이오드에 의한 단락은 이들 실시예에 의해 인식되지 않는다.

도 6 및 도 7의 각각의 실시예는 상기 스위치(20)의 출력에만 센싱 회로를 포함하고 있다. 하지만, 상기 회로는 도 4의 스위치(20)의 입력을 또한 감지하는 모니터링 유닛(28)으로 확장될 수 있다. 이때, 상기 모니터링 유닛들은 직렬로 접속되어야 한다.

도 8에는 포지티브 반파 동안에는 상기 도선(11)의 전위가 상기 도선(12)의 전위보다 높고 네거티브 반파 동안에는 상기 도선(11)의 전위가 상기 도선(12)의 전위보다 낮은 AC 전압 동작에 대한 실시예가 도시되어 있다. 도 7에 도시된 회로는 도 8의 실시예의 기초가 된다. 도 8의 실시예는 또한 상기 스위치(20)의 n 형 트랜지스터(31,32)를 이용한다. 상기 모니터링 유닛(21)의 제어 트랜지스터(40)는 도 7에서와 같이 p형 트랜지스터이다. 상기 모니터링 유닛(21)은 소자(401 내지 408) 없이 네거티브 반파 동안에만 단락을 인식하는데, 그 이유는 상기 제어 트랜지스터(40)가 턴온되도록 네거티브 게이트-소스 전압에 의해 구동되어야 하기 때문이다. 단락에 적합한 상기 모니터링 유닛(21)이 포지티브 반파 동안에만 동작하도록 하기 위해서, 상기 모니터링 유닛(21)은 포지티브 반파 동안의 단락인 경우에, 즉 애노드가 도선(11)에 접속되어 있고 캐소드가 도선(12)에 접속되어 있는 다이오드를 통한 단락인 경우에 상기 스위치(20)를 여는 구성 요소(401 내지 408)로 확장된다.

상기 스위치(20)는 포지티브 반파 동안에 전력 트랜지스터(31,32)의 턴온 상태에 필요한 전하를 저장하기 위해서 커패시터(30)와 다이오드(35)를 포함하고 있다. 상기 모니터링 유닛(21)은 포지티브 반파 동안에 다이오드를 통해 단락의 발생을 인식하기 위해, 따라서 상기 스위치(20)를 제어하기 위해, 상기 스위치(401,403,404), 저항기(402,406,407), 커패시터(405) 및 다이오드(408)로 구성된 회로로 확장된다. 상기 전력 트랜지스터(31,32)의 턴온 상태에서, 상기 커패시터(405)는 전류 경로, 즉 저항기(407)→ 다이오드(408)→저항기(406)→스위치(404)의 다이오드를 통해 포지티브 반파 동안에 포지티브전압으로 충전된다. 상기 다이오드(408)는 네거티브 반파 동안에 방전을 방지한다. 따라서, 상기 커패시터(405)는 스위치(403,404)가 닫히게 되는 전압을 수신한다. 네거티브 반파 동안의 상기 저항기(406)를 통한 방전은 상기 커패시터(405)가 1 주기 동안에만 약간 방전되는 방식으로 적절히 조절되고, 상기 저항기(407)를 통한 충전은 포지티브 반파 기간 동안에 일어날 수 있다. 연속적으로 닫힌 스위치(403,404)는 상기 스위치(401)를 항상 열린 상태로 유지하며, 이에 따라 정상 동작 동안에 상기 제어 트랜지스터(40)는 네거티브 반파 동안의 도 7의 회로와 동일한 방식으로 동작한다. 포지티브 반파 동안에는 상기 도선(11)의 전위가 상기 도선(12)의 전위보다 높기 때문에, 상기 p형 제어 트랜지스터(40)는 포지티브게이트-소스 전압을 수신하며, 이에 따라 상기 트랜지스터는 턴온되지 않는다. 네거티브 반파 동안에는 상기 도선(11)의 전위가 상기 도선(12)의 전위보다 낮아지기 때문에, 상기 p형 트랜지스터(40)는 네거티브 게이트-소스 전압을 수신하며, 이에 따라 상기 트랜지스터는 턴온된다. 이 상태에서, 상기 스위치(20)의 커패시터(30)는 전류 경로, 즉 스위치(40)→다이오드(35)→저항기(34)→저항기(33)→전력 스위치(32,31)의 다이오드를 통해 충전될 수 있다. 이에 따라, 상기 전력 트랜지스터(31,32)에서 포지티브게이트-소스 전압이 생성되며, 따라서 상기 두 트랜지스터가 턴온되고 상기 스위치(20)는 닫힌다. 상기 저항기(33)를 통한 커패시터(30)의 방전은 상기 커패시터(30)의 양단 전압이 1 주기 동안에만 약간 변할 수 있도록 조절된다. 네거티브 반파의 기간 동안에는 상기 저항기(34)를 통해 상기 커패시터(30)가 충전된다.

두 반파 동안에 동일한 효과를 가지고 있는 단락은 직접적인(낮은 저항의) 단락과 상기 도선(11)과 도선(12) 사이의 저항기를 통한 단락이며, 상기 저항의 값은 상기 분리 유닛의 조절에 좌우된다. 직접적인 단락, 또는 상기 도선(11)과 도선(12) 사이의 저항기를 통한 단락이 상기 분리 유닛의 출력측에서 일어나면, 상기 제어 트랜지스터(40)(통상적으로 네거티브 반파 동안에는 닫힘)는 열린 상태로 유지된다. 상기 제어 트랜지스터(40)는 포지티브 반파 동안에는 항상 열린 상태이다. 결과적으로, 상기 제어 입력(25)은 언제든지 상기 도선(12)의 전위에 더 이상 접속되지 않으며, 상기 커패시터(30)가 저항기(33)를 통해 방전된다. 따라서, 상기 포지티브게이트-소스 전압이 상기 전력 스위치(31,32)에서 형성될 수 없으며, 이에 따라 상기 전력 트랜지스터(31,32)는 턴오프된다. 따라서, 상기 소스(10)(도 1)는 단락으로부터 분리되고, 상기 테스트 저항기(23)를 통한 접속으로 테스트 상태가 설립된다. 상기 스위치(403,404,401)를 구비하고 있는 회로부는 이와 같은 종류의 직접적인 단락과는 관련이 없다. 네거티브 반파 동안에만 영향을 미치는 단락의 상황, 즉 네거티브 반파 동안에 보다 높은 전위를 전달하는 도선(12)에 애노드가 접속되어 있고 네거티브 반파 동안에 보다 낮은 전위를 전달하는 도선 부분(11a)에 캐소드가 접속되어 있는 다이오드를 통한 단락의 상황은 상기 제어 트랜지스터(40)가 단락으로 인해 네거티브 반파 동안에 턴오프 상태를 유지하기 때문에 위에 주어진 상황과 동일하며, 상기 제어 트랜지스터(40)는 상기 포지티브 반파 동안에는 항상 턴오프된다. 포지티브 반파 동안에만 영향을 미치는 단락, 즉 포지티브 반파 동안에 보다 높은 전위를 전달하는 도선(11)에 애노드가 접속되어 있고 포지티브 반파 동안에 보다 낮은 전위를 전달하는 도선(12)에 캐소드가 접속되어 있는 다이오드를 통한 단락의 경우에는, 상기 커패시터(405)가 상기 저항기(407)와 다이오드(408)를 통해 충전되지 않는다. 상기 커패시터(405)는 상기 저항기(406)를 통해서 방전되고, 상기 스위치(403,404)는 항상 열린 상태를 유지한다. 포지티브 반파 동안에는 상기 제어 트랜지스터(40)와 스위치(401)가 항상 열린 상태를 유지하거나 턴오프된다. 네거티브 반파로의 천이시에는 상기 스위치(401)가 닫히며, 이에 따라 상기 제어 트랜지스터(40)는 스위치 온 임계치 아래의 게이트-소스 전위를 수신하며, 따라서 네거티브 반파 동안에는 턴오프 상태를 유지한다. 따라서, 상기 제어 입력(25)은 언제든지 상기 도선(12)의 전위에 더 이상 접속되지 않으며, 상기 커패시터(30)는 상기 저항기(33)를 통해 방전된다. 상기 전력 트랜지스터(31,32)가 턴오프되고 상기 스위치(20)는 열린다. 따라서, 소스(10)(도 1)가 상기 단락으로부터 분리되고, 상기 테스트 저항기(23)를 통한 단일 접속으로 테스트 상태가 설립된다. 동작 중에 단락이 일어나는 경우에는, 상기 모니터링 유닛(21)이 위에서 설명한 방식으로 도선(11a)과 도선(12)간의 단락을 인식하고, 상기 스위치(20)의 전력 스위치(31,32)가 고속으로 열린다. 상기 도선(11a)과 도선(12)간의 단락이 다시 제거되면, 상기 스위치(20)의 출력측의 전위가 상기 제어 트랜지스터(40)가 턴온되어 정상 동작이 자동적으로 복원되게 되는 값을 상기 테스트 저항기(23)를 통해 따라서 상기 모니터링 유닛(21)의 테스트 도선(22) 상에 나타낸다.

네거티브 반파 동안에만 상기 도선(12)의 전위보다 낮은 전위를 전달하는 상기 도선(11)의 스위치(20)의 배열 때문에, 상기 모니터링 유닛(21)의 제어 트랜지스터(40)는 네거티브 반파 동안에 일어나는 모든 단락을 인식한다. 모니터링 유닛(31)의 스위치(404,403,401)로 구성된 추가 회로를 사용하여 포지티브 반파에서 일어나는 단락이 추가로 인식된다.

도 8의 경우와는 반대로, n형 트랜지스터로 구성된 스위치(20)가 포지티브 반파 동안에만 보다 낮은 전위를 전달하는 도선(12)에 배열되어 있고, 모니터링 유닛(21)이 상기 p형 제어 트랜지스터(40)를 통해 상기 도선(11)에 접속을 형성하면, 상기 모니터링 유닛(21)의 제어 트랜지스터(40)가 포지티브 반파 동안에 일어나는 모든 단락을 인식한다. 상기 모니터링 유닛(21)의 스위치(404,403,401)로 구성된 추가 회로를 사용하여 네거티브 반파 동안에 일어날 수 있는 단락이 또한 인식된다.

또한, 도 6의 회로 배열의 원리에 기초를 둔 AC 전압의 실시예를 구현할 수도 있다. 스위치(20)는 도선(11)에 p형 트랜지스터를 포함하고 있고, 제어 트랜지스터(40)는 n형 트랜지스터이다. 상기 스위치(20)가 포지티브 반파 동안에만 보다 높은 전위를 전달하는 상기 도선(11)에 배열되어 있으면, 상기 도선(12)에 접속을 형성하는 상기 모니터링 유닛(21)의 제어 트랜지스터(40)가 포지티브 반파 동안에 일어나는 모든 단락을 인식한다. 상기 모니터링 유닛(21)의 스위치(404,403,401)로 구성된 추가 회로를 이용하여 네거티브 반파 동안에 일어날 수도 있는 단락이 검출될 수도 있다. 이때, 상기 스위치(31,32,404,403)는 p형 트랜지스터로 구성되어 있고 상기 스위치(40,401)는 n형 트랜지스터로 구성되어 있다.

2개의 n 형 트랜지스터를 구비한 스위치(20)가 네거티브 반파 동안에만 보다 높은 전위를 전달하는 도선(12)에 삽입되면, 상기 도선(11)에 접속을 형성하는 상기 모니터링 유닛(21)의 제어 트랜지스터(40)가 네거티브 반파 동안에 일어나는 모든 단락을 인식한다. 상기 모니터링 유닛(21)의 스위치(404,403,401)로 구성된 추가 회로를 사용하여 상기 포지티브 반파 동안에 일어날 수도 있는 단락도 검출된다. 이와 같이, 상기 스위치(31,32,404,403)는 p 형 트랜지스터로 구성되어 있고 상기 스위치(40,401)는 n 형 트랜지스터로 구성되어 있다.

후자의 실시예에서는 위에서 설명된 3가지 종류의 단락을 모두 완전하게 인식하며, 저항기를 통한 단락인 경우에는 여전히 단락으로 검출되는 저항값이 상기 테스트 저항기(50)의 값과 정상 동작 동안의 전류 흐름에 좌우되게 된다.

네거티브 반파 및 포지티브 반파 동안에 각각의 분리 유닛을 제공할 때에는, AC 전압인 경우에 단락을 인식하고 전력 스위치를 제어할 추가적인 가능성이 있다. 포지티브 반파 동안에는, 즉 상기 도선(11)의 전위가 상기 도선(12)의 전위보다 높은 동안에는, 도 6에 도시된 스위치(20)가 상기 도선(11)에 삽입되거나 도 7에 도시된 스위치가 상기 도선(12)에 삽입된다. 상기 네거티브 반파 동안에는, 즉 상기 도선(11)의 전위가 상기 도선(12)의 전위보다 낮은 동안에는, 도 6에 도시된 스위치(20)가 상기 도선(12)에 삽입되거나 도 7에 도시된 스위치가 상기 도선(11)에 삽입된다. 상기 두 분리 유닛은 차례로 기능적으로 접속되어야 하며, 이에 따라 상기 소스(10)로부터의 데이타 또는 에너지는 상기 분리 유닛이 단락을 검출하지 못할 때에만 전달된다. 도 8의 배열과는 반대로, 이 배열은 다수의 전력 스위치를 필요로 한다.

도 9에는 도 7의 회로에 따라 스위치(20)가 도선(12)에 삽입된 일실시예가 도시되어 있다. 모니터링 유닛(21)은 포지티브 반파 동안에 일어나는 모든 단락을 제어 트랜지스터(40)를 통해 인식하고, 네거티브 반파 동안에 일어나는 추가적인 단락을 스위치(401,403,404)를 통해 인식한다. 포지티브 반파 동안의 단락 인식에 대한 신뢰성을 개선하기 위해서, 상기 제어 트랜지스터(40)의 구동 임계치에 대해 히스테리시스가 제공된다. 상기 분리 유닛의 정상 동작 동안에는 스위치(20)가 닫혀 있지만, 포지티브 반파 동안에 테스트 도선(22)에 의해 감지된 분리 유닛의 출력 측의 전압의 저항기(41)를 통한 감소에 응답하여 상기 스위치(20)가 고속으로 열릴 수 있을 정도로 높은 구동 임계치가 존재하며, 상기 스위치가 열림에 따라 소스(10)(도 1)의 과부하가 방지된다. 하지만, 상기 스위치(20)가 열린 상태에서는 고저항 테스트 저항기(23)를 통해 포지티브 반파 동안의 단락을 신뢰성 있게 테스트할 수 있도록 낮은 구동 임계치가 존재하고, 상기 시스템의 다른 스테이션의 정상적인 부하는 단락을 모방할 수 없다. 이와 같은 히스테리시스는 상기 스위치(413,414)와 제너 다이오드(411)에 의해 얻어진다. 상기 제어 트랜지스터(40)가 포지티브 반파 동안에 턴온되면 상기 스위치(20)가 또한 닫힌다. 이 정보는 상기 커패시터(417)가 포지티브 반파 동안에 상기 제어 트랜지스터(40), 다이오드(419) 및 저항기(418)를 통해 충전된 때 상기 스위치(414)를 닫힌 상태로 유지하는데 사용된다. 이 충전 조건은 저항기(14)를 통한 방전이 상기 충전 조건이 변화되기 어려울 정도로 적어지도록 조절된다. 닫힌 상기 스위치(414)는 상기 스위치(413)를 열린 상태로 유지시키며, 이에 따라 상기 제너 다이오드(411)는 상기 제어 트랜지스터(40)의 스위칭을 위한 구동 임계치를 결정할 수 있다. 구동 임계치의 설정은 포지티브 반파 동안에, 상기 스위치(20) 및 상기 모니터링 회로(21)의 히스테리시스 결정 회로의 커패시터(30,417)가 충분히 충전될 수 있는 시간 기간 동안 상기 제어 트랜지스터(40)가 닫히는 것을 보장해 주어야 한다. 상기 제어 트랜지스터(40)가 상기 포지티브 반파 동안에 턴오프되면, 상기 스위치(20)가 또한 열리고 이 스위치(20)의 입력과 출력간의 접속이 상기 테스트 저항기(23)를 통해서만 존재하게 된다. 이 정보는 상기 커패시터(417)가 상기 저항기(416)를 통해 방전되고 상기 스위치(414)가 열릴 때 포지티브 반파 동안에 상기 제어 트랜지스터(40)의 구동 임계치를 낮은 전압값으로 조절하는데 사용된다. 결과적으로, 상기 스위치(413)는 상기 포지티브 반파 동안에 닫히며, 이에 따라 상기 제너 다이오드(411)가 연결된다.

에너지 및/또는 데이터를 전송하는 동안 상기 스위치(20)의 인터럽션 속성을 향상시키기 위해, 상기 검사 저항기(23)는 로우-오옴으로 되지 않을 수도 있다. 이 요구는, 정상적인 경우의 신뢰할 만한 인식을 보장하기 위해, 즉 단락이 없도록 하기 위해, 상기 스위치의 출력에 최소의 전압 레벨이 제공되어야만 하는 요구와는 반대이다. 부하가 큰 경우, 즉 상기 스위치의 후방에 낮은 부하 저항이 있는 경우, 상기 검사 저항기는 로우-오옴으로 선택되어야만 한다. 포지티브 반파(positive half-wave) 동안에는 로우-오옴 부하(low-ohmic load)를 갖고, 네거티브 반파(negative half-wave) 동안에는 하이-오옴 부하를 갖는 시스템에서는, 상기 검사 저항기(23)의 값을 그 상황에 맞게 단계적으로 조정하는 것이 가능하다. 이 목적을 위해, 상기 네거티브 반파 동안, 상기 스위치(42)의 출력에서 상기 전도체(12a)의 상태는 상기 저항기(43) 및 상기 검사 전도체(22)를 통해 상기 모니터링 회로(21)의 스위치(42)에 의해 감지된다. 상기 네거티브 반파가 정상적인 방법으로 생성될 수 있으면, 상기 스위치(42)는 폐쇄되고, 상기 검사 저항기(23)의 제어 유닛(51)에서의 브릿징 캐패시턴스(504)는 상기 제어 입력(24)에 의해 충전된다. 충전 조건은 상기 포지티브 반파 동안 유지되므로 제어 유닛(51)에서 상기 트랜지스터(505 및 507)로 구성되는 상기 스위치는 연속적으로 폐쇄되며 상기 저항 유닛(50)의 상기 서브-저항기(503)는 브릿지 된다. 그런 다음, 상기 서브-저항기(501 및 502)로 구성되는 상기 검사 저항기(23)의 로우-오옴 성분은 상기 단절 유닛의 입력과 출력 사이에서 동작한다. 상기 네거티브 반파가 생성될 수 없다면, 즉 상기 전도체들(11 및 12a) 사이에 단락이 존재한다면, 상기 스위치(42)는 폐쇄되지 않으며 그러므로 상기 검사 저항기(23)의 상기 제어 유닛(51)에서 상기 트랜지스터(506 및 507)를 갖는 상기 스위치는 폐쇄될 수 없으므로, 상기 서브-저항기(503)는 브릿지 되지 않는다. 그러면 상기 저항기(23)의 상기 서브-저항기들(501, 502 및 503)의 합은 상기 스위치(20)의 입력과 출력 사이에서 동작한다.

이 장치는 상기 단절 유닛의 2 단계의 스위칭 온(switching on)을 달성하는데, 즉 먼저, 상기 하이-오옴 검사 저항기(23)가 상기 네거티브 반파 동안 단락을 검사한다. 그래서, 직접 단락, 로우-오옴 저항기를 통한 단락, 및 애노드가 상기 전도체(12)에 접속되고 캐소드가 상기 전도체(11)에 접속되는 다이오드를 통한 단락이 인식된다. 이러한 단락들이 존재하지 않는 경우에만, 상기 포지티브 반파 동안에, 로우-오옴 검사 저항기로의 스위칭이 발생해서 애노드가 상기 전도체(11)에 접속되고 캐소드가 상기 전도체(12)에 접속되는 단락을 인식할 수 있다. 상기 스위치(20)가 개방될 때, 상기 포지티브 반파 동안 상기 스위치(20)의 입력과 출력 사이에, 상기 검사 저항기(23)를 통해 하이-오옴 접속이 이루어지며, 즉 상기 단락에 의해 영향을 받는 시스템의 일부로부터, 계속해서 동작되는 시스템의 일부를 적절하게 분리하는 것이 달성된다. 상기 검사 저항기(23)의 상기 서브-저항기(501, 502, 및 503)의 합은, 상기 하이-오옴 네거티브 반파 동안 상기 스위치(20)의 출력에 충분히 높은 신호가 나타나도록 선택되며, 그래서 정상적인 동작과 발생되는 단락을 신뢰성 있게 구별할 수 있다. 유사하게, 상기 서브-저항기(501 및 502)의 합은, 상기 포지티브 반파 동안 정상적인 동작과 단락을 신뢰성 있게 구별하 수 있도록 비례해야만 한다.

상기 실시예에서는 단락을 인식하기 위해 그리고 상기 스위치(20)의 제어 입력을 스위칭 하기 위해 상기 모니터링 유닛(21 및 28)에서 n 형 및 p 형 트랜지스터들을 사용한다. 그러한 트랜지스터들의 사용은 단락을 간단하고 신뢰성 있게 인식할 수 있는 실시예에 지나지 않는다. 예를 들어, 전압 비교기 및 유사한 성분들을 사용할 수도 있다. 상기 스위치들은 또한 바이폴라 트랜지스터들을 사용하여 구성할 수도 있다.

Claims (14)

1. 전도체들을 통해 데이터 및/또는 에너지를 전송하며, 상기 전도체들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 단절 유닛에 의해 제 1 및 제 2 전도체 세그먼트로 재분할되며, 각각의 단절 유닛은 적어도 하나의 모니터링 유닛을 포함하는 전송 장치에 있어서,

   상기 모니터링 유닛은 적어도 하나의 전도체 세그먼트에 접속되고, 상기 접속된 전도체 세그먼트들 중 적어도 하나의 전압이 제 1 액추에이션 임계치(actuation threshold) 이하로 강하될 때나 제 2 액추에이션 임계치를 초과할 때 스위치를 동작시키도록 배열되며,

   상기 스위치는 전류 제한 소자에 의해 브릿지되는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 모니터링 유닛에 의해 제어된 상기 스위치는 상기 전압이 상기 제 1 액추에이션 임계치 이하로 강하될 때, 이에 의해 세그먼트된 상기 전도체를 인터럽트하며, 상기 전압이 상기 제 2 액추에이션 임계치를 초과할 때 상기 세그먼트된 전도체를 접속하는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 스위치는 적어도 하나의 모니터링 유닛에 결합되는 적어도 하나의 전계 효과 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
4. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 스위치는 전류가 양방향으로 전도되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 모니터링 유닛은 상기 스위치의 제어 입력과 비-세그먼트된 전도체 사이에 접속된 제 3 전계 효과 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 3 전계 효과 트랜지스터의 게이트는 전도체 세그먼트에 결합되며, 이와 관련된 제 3 전계 효과 트랜지스터들은 몇 개의 모니터링 유닛이 사용되는 경우 비-세그먼트된 전도체와 제어 입력 사이에 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 모니터링 유닛에 결합된 상기 전도체는 AC 전압을 전송하며,

   상기 스위치는 상기 두 개의 전도체 세그먼트에 직렬로 접속되는 동일한 전도형의 제 1 및 제 2 전계 효과 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 전계 효과 트랜지스터의 게이트는 상호 접속되어 상기 모니터링 유닛에 결합되는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 모니터링 유닛에 결합된 상기 전도체는 AC 전압을 전송하며,

   상기 스위치는 캐패시턴스 및 이에 병렬로 접속된 방전 경로를 통해 상기 직렬 접속된 제 1 및 제 2 전계 효과 트랜지스터의 접합점에 접속되며, 또한 다이오드를 통해 상기 제 3 전계 효과 트랜지스터에 접속되는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 스위치의 상기 캐패시턴스는 상기 액추에이션 임계치에 저항하는 상기 AC 전압의 반파(half-wave) 동안에 상기 제 1 및 제 2 전계 효과 트랜지스터를 폐쇄하는데 필요한 전하를 저장하는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
9. 제 7 항 또는 8 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 전계 효과 트랜지스터의 전도형은 상기 제 3 전계 효과 트랜지스터의 전도형에 반대이며, 상기 전계 효과 트랜지스터들의 전도형은, 상기 모니터링 유닛에 대한 상기 액추에이션 임계치가 정해지는 상기 AC 전압의 반파를 한정하는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
10. 제 7 항 내지 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링 유닛은, 상기 액추에이션 임계치에 의해 조정되지 않은 상기 반파 동안에 과부하(overloading)가 걸리는 경우 상기 제 3 전계 효과 트랜지스터를 턴 오프 시키는 부가적인 회로 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 모니터링 유닛의 상기 액추에이션 임계치는 히스테리시스(hysteresis)를 나타내며, 상기 액추에이션 임계치는 스위치들이 폐쇄되는 경우에는 하이(high)로 되고 스위치들이 개방되는 경우에는 로우(low)로 되는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 전류 제한 소자는 하이-오옴 상태와 로우-오옴 상태(high-ohmic state and low-ohmic state) 사이에서 스위치 될 수 있는 검사 저항기들(test resistors)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 전도체의 상기 스위치가 개방된 상태에서, 상기 검사 저항기는 하이-오옴 상태로 조정되고, 반면에 상기 스위치가 폐쇄된 상태에서, 상기 검사 저항기는 서브-저항기들의 브릿징으로 인해 보다 로우-오옴 상태로 되는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에서 청구된 바와 같은 전송 장치를 위한 단절 유닛.