KR20000063171A - 직류전원 공급없는 통신선로용 가입자 보호기 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 낙뢰 등으로 통신선로에 써지전압이 유입되었을 때 써지전압을 차단하여 써지전압으로부터 통신기기를 보호하는 가입자 보호기 회로에 관한 것이다.

이 장치는 도 3과 같이 통신선로의 국선측 L1과 L2 사이에 써지흡수회로(11)를 연결하고 그 후단에 통신선로 국선측(L1, L2)과 내선측(T1, T2) 사이에 콘덴서(C1, C2)를 연결하여 구성한 것이다.

이것은 직류전압은 차단하고 교류전압은 통과시키는 콘덴서의 기능을 이용하여 써지전압을 차단한 것으로써 국선측(예:한국통신)에서 직류전원을 공급하지 않는 통신선로(모뎀, 반송중계장치, ISDN단말기 등)에 사용하는 가입자 보호기 회로이다.

Description

직류전원 공급없는 통신선로용 가입자 보호기 회로{ Subscriber protector circuit for the communication line of non-DC supply }

본 발명은 낙뢰 등으로 인해 통신선로에 써지전압이 유입되었을 때 써지전압을 차단하여 써지전압으로 부터 통신기기를 보호하며 국선단자함 등에 사용하는 가입자 보호기(일명:가입자 보안기) 회로에 관한 것이다.

종래의 가입자 보호기의 써지차단회로(20, 21) 소자는 일반적으로 PTC저항(PTCR1, PTCR2)을 사용하는데 PTC저항은 평상(비과열)시의 저항용량이 약 10Ω정도로 써지전압 처음 유입시에 대부분의 써지전압이 가입자 장비에 걸리게 되므로 가입자 장비의 고장이 자주 발생하였다.

첨부된 도면을 참조하여 종래의 기술을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 종래의 가입자 보호기 회로도의 예이다.

종래의 기술에 따른 가입자 보호기 회로(도 2)는 일정 이상의 전압이 유입되면 어스(접지) 등을 통하여 지면으로 방전하는 아래스터(AR1), 국선측과 내선측(가입자 장비) 사이에 정의저항온도계수를 갖고있는 PTC저항(PTCR1, PTCR2)으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 가입자 보호기 회로 동작은 다음과 같다.

통신선로 L1 및 L2에 써지전압이 유입되면 PTC저항(PTCR1, PTCR2)을 통과하여 내선측(T1, T2) 가입자 장비에 유입되고 PTC저항(PTCR1, PTCR2)에 과전류가 흘러 많은 열이 발생될 정도의 시간이 경과되어야만 PTC저항(PTCR1, PTCR2)의 저항 용량이 증가하여 써지전압을 억제하는데, 써지전압에 약한 IC 등이 불량하여 가입자 장비의 고장이 자주 발생하였다.

그러므로 종래의 가입자 보호기는 낙뢰 등으로 인하여 써지전압이 유입되면 써지전압이 내선측 가입자 장비에 일단 유입된 후에 PTC저항이 증가하여 써지차단효과가 나타나므로 가입자 장비의 써지전압에 약한 IC 등이 불량이 되어 가입자 장비의 고장이 자주 발생한다.

통신선로에 신호를 전송하는 방법에는 국선측(예:한국통신)에서 통신선로에 DC전원을 공급하지 않는 방식(예: 모뎀, 반송중계장치, ISDN단말기 등)과 국선측에서 통신선로에 DC전원을 공급하는 방식(예:일반전화기에서는 DC 48V 공급)이 있는데 본 발명은 국선측에서 통신선로에 DC전원을 공급하지 않는 방식(예: 모뎀, 반송중계장치, ISDN단말기 등)에 사용하는 것이다.

본 발명의 주된 목적은 통신선로에 직류(DC)전원을 공급하지 않는 방식에 있어서 낙뢰 등으로 인하여 통신선로에 써지전압이 유입되었을 때 써지전압을 차단하여 써지전압으로 부터 통신기기를 보호할 수 있게 한 것이다.

도 1은 일반적인 가입자 보호기 회로 구성도

도 2는 종래의 가입자 보호기 회로도의 예

도 3은 본 발명의 직류전원 공급없는 통신선로용 가입자 보호기 회로

도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 가입자 보호기 회로도

도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 가입자 보호기 회로도

도 6은 본 발명의 제3실시 예에 따른 가입자 보호기 회로도

도 7은 본 발명의 제1실시 예의 가입자 보호기를 종래의 가입자 보호기 후단에 연결하여 설치한 예

도 8은 종래의 가입자 보호기 회로에서 써지전압 1KV 유입시 설명을 위한 등가회로

도 9는 본 발명의 직류전원 공급없는 통신선로용 가입자 보호기 회로에서 써지전압 1KV 유입시 설명을 위한 등가회로

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

L1, L2 : 가입자 보호기의 국선측(예:한국통신측) 통신선로

T1, T2 : 가입자 보호기의 내선측(가입자 장비측) 통신선로

10, 11, 12, 13 : 써지전압을 흡수하여 어스(접지) 등으로 방전해주는 써지흡수회로

20, 21 : 써지전압이 내선측 가입자 장비로 유입하지 못하도록 하는 일반적인 써지 차단회로(종래의 차단회로 및 본발명의 차단회로를 포함한 것으로 본 명세서의 설명을 위하여 차단회로라 명함)

22, 23, 24, 25 : 써지전압이 내선측 가입자 장비로 유입하지 못하도록 한 종래의 방식 써지 차단회로(종래의 가입자 보호기에서는 PTC저항이나 히트코일을 주로 사용)

AR1, AR2, AR61, AR62 : 아래스터(Arrester)

PTCR1, PTCR2, PTCR61, PTCR62 : PTC저항(Positive Temperature Coefficient Resistor)

C1, C2, C3, C4, C5, C6, C61, C62 : 콘덴서

Es : 낙뢰 등으로 인해 유입된 것으로 가정했을 때 DC써지전압

Rptcr1, Rptcr2 : PTC저항의 평상시(비과열시) 저항용량

Rt1, Rt2 : 가입자 장비의 입력임피던스

Zc1, Zc2 : 콘덴서(C1, C2)의 임피던스

Et1 : 종래의 가입자 보호기 회로에서 통신선로 국선측에 DC써지전압 1KV 유입시 내선측 가입자 장비에 걸리는 전압

Et2 : 본 발명의 가입자 보호기 회로에서 통신선로 국선측에 DC써지전압 1KV 유입시 내선측 가입자 장비에 걸리는 전압

상기의 목적을 달성하기 위하여 통신선로의 국선측 L1과 L2 사이에 써지흡수회로(11)를 연결하고 그 후단에 통신선로 국선측(L1, L2)과 내선측 (T1, T2) 사이의 써지차단회로(20, 21)를 콘덴서(C1, C2)로 구성하였다.

이 경우 콘덴서는 직류전압은 차단하고 교류전압은 통과하는 기능을 가지고 있으므로 신호파(교류)전압은 통과시키고 직류성분의 써지전압이 내선측(T1, T2) 가입자 장비로 들어가지 못하도록 하여 써지전압으로 부터 가입자 장비를 보호하도록 한 것이다.

본 발명의 기술을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 직류전원 공급없는 통신선로용 가입자 보호기(이하 본 발명의 가입자 보호기라 칭함) 회로도이다.

이회로의 써지차단기능을 설명하면, 써지전압이 통신선로를 통하여 국선측 (L1, L2)으로 유입되면 콘덴서(C1, C2)에서 직류(DC) 성질의 써지 전압은 차단하므로 써지전압은 내선측(T1, T2) 가입자 장비에 들어가지 못하고 써지흡수회로(11)를 통하여 어스(접지) 등으로 방전하게 된다.

신호파(교류)전압이 통신선로를 통하여 국선측(L1, L2)으로 유입되어 콘덴서(C1, C2)에 들어오면 콘덴서(C1, C2)는 신호파(교류)전압에 대해서는 저항이 무시할 수 있을 정도로 아주 적으므로 신호파전압은 별로 감쇄가 없이 내선측 (T1, T2) 가입자 장비로 전달된다.

본 발명의 가입자 보호기와 종래의 가입자 보호기의 써지전압에 대한 차단성능을 비교하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 가입자 보호기 써지차단회로의 콘덴서(C1, C2)의 써지전압에 대한 임피던스를 계산하면 콘텐서의 임피던스 계산 공식 Zc=1/2πfc에서 써지전압은 일반적으로 DC로 주파수(f)가 0 이므로 써지전압에 대한 임피던스 Zc=∞(무한대) 이다.

신호전압에 대한 콘덴서의 임피던스를 계산하면 콘덴서의 임피던스 공식 Zc=1/2πfc 에서 신호파형의 주파수가 100KHZ, 콘덴서 용량이 2.2μF라 가정했을 때 콘덴서의 임피던스 Zc는 약 0.7Ω이고 콘덴서가 C1, C2 2개이므로 합성임피던스는 약 1.4Ω으로 신호파전압에 대한 감쇄 영향은 무시할 정도이다.

종래의 가입자 보호기 회로(도 2)에 낙뢰로 1000V(1KV) 써지전압이 국선측 (L1, L2)에 유입되었을 때 내선측(T1, T2) 가입자 장비에 걸리는 전압을 Et1 이라하면 Et1=Es*Rt1/(Rt1+Rptcr1+Rptcr2)≒968(V) 약 968(V) 걸리게 되고(도 8 참조) 내선측 가입자 장비에 흐르는 전류는 It1=Et1/Rt1=968/600≒1.6A 약 1.6(A) 정도 흐르게 된다.

본 발명의 가입자 보호기에서 써지전압 1KV 유입되었을때 내선측 가입자 장비에 걸리는 전압을 계산하면 콘덴서의 임피던스 공식은 Zc=1/2πfc이므로 본 발명의 가입자 보호기 회로(도 3) 써지차단회로 콘덴서(C1, C2)의 DC써지전압에 대한 임피던스는 무한대(f=0 이므로)이고 가입자 장비에 걸리는 전압은 0(V) 전류도 0(A) 이다(도 9 참조).

그러므로 낙뢰로 써지전압이 1000V(1KV) 유입되었을 때 가입자 장비에 걸리는 전압은 종래의 가입자 보호기에서는 968V 걸리고 전류는 1.6A 가 흐르는 반면, 본 발명의 가입자 보호기에서 가입자 장비에 걸리는 전압(Et2)은 0(V) 전류는 0(A)이므로 성능이 우수하다.

위의 계산 결과를 정리하면 표1과 같다.

[표 1]

종래의 가입자 보호기와 본 발명의 가입자 보호기의 써지차단 성능비교

[표 1]에서 보는 바와 같이 종래의 가입자 보호기는 DC써지전압의 약 97%가 가입자 장비에 걸리나 본 발명의 가입자 보호기는 가입자 장비에 써지전압이 걸리지 않으므로 본 발명의 가입자 보호기의 써지전압 차단능력이 우수하다.

종래의 가입자 보호기의 아래스터(AR1)에서 써지전압을 어느 정도 흡수한다고 하나 아래스터와 가입자 장비에 동시에 걸리게 되므로 아래스터의 정상 동작선에 가입자 장비의 IC 등 써지의 약한 소자가 고장이 나게 된다.

그러나 본 발명의 가입자 보호기에서는 DC 써지전압이 가입자 장비측으로 들어오지 못하므로 써지전압으로 부터 통신기기를 보호할 수 있다.

Claims (3)

1. 낙뢰 등으로 통신선로에 써지전압이 유입되었을 때 써지전압을 차단하여 써지전압으로부터 통신기기를 보호하는 가입자 보호기 회로에 있어서, 통신선로의 국선측 L1과 L2 사이에 써지흡수회로(11)를 연결하고 그 후단에 통신선로 국선측(L1, L2)과 내선측(T1, T2) 사이에 콘덴서(C1, C2)로 구성함으로써 직류전압은 차단하고 교류전압은 통과시키는 콘텐서의 기능을 이용한 것을 특징으로 하는 직류전원 공급없는 통신선로용 가입자 보호기 회로
2. 종래의 가입자 보호기의 차단회로(22, 23) 후단에 콘덴서(C3, C4)를 연결한 것을 특징으로 하는 직류전원 공급없는 통신선로용 가입자 보호기 회로
3. 종래의 가입자 보호기의 차단회로(24, 25) 전단에 콘덴서(C5, C6)를 연결한 것을 특징으로 하는 직류전원 공급없는 통신선로용 가입자 보호기 회로