KR20010039466A - 전원선로의 양방향 서지 보호장치 - Google Patents

전원선로의 양방향 서지 보호장치 Download PDF

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KR20010039466A
KR20010039466A KR1019990047860A KR19990047860A KR20010039466A KR 20010039466 A KR20010039466 A KR 20010039466A KR 1019990047860 A KR1019990047860 A KR 1019990047860A KR 19990047860 A KR19990047860 A KR 19990047860A KR 20010039466 A KR20010039466 A KR 20010039466A
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백락준
이승철
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구관영
주식회사 에이스테크놀로지
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Abstract

본 발명은 서지(surge) 보호장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 전원선로의 양방향으로부터 유입되는 서지를 차단시키는 전원선로의 양방향(bi-directional) 서지 보호장치에 관한 것이다. 낙뢰와 같은 과도이상현상으로부터 발생하는 서지는 전기전자장비에 치명적인 손상을 입히고 오동작을 야기함으로써 심각한 문제가 되고 있으며, 이를 방지하기 위해 본 발명에 따른 전원선로의 양방향 서지 보호장치는 전원선로의 양방향으로부터 순간적으로 유입되는 서지의 고주파 간섭성분들을 감쇠시키고 서지의 상승시간(rising time)을 늦추는 제 1 저역통과필터 및 제 2 저역통과필터와, 서지를 접지로 바이패스(bypass)시키는 적어도 하나의 바리스터로 구성되는 제 1 바리스터단, 제 2 바리스터단, 그리고 제 3 바리스터단을 포함함으로써 전원선로의 양방향으로부터 유입되는 서지를 억제하는 효과를 갖는다.

Description

전원선로의 양방향 서지 보호장치{Bi-directional transient voltage surge suppressor for power line}
본 발명은 서지(surge) 보호장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 전원선로의 양방향으로부터 유입되는 서지전압 및 서지전류를 차단시키는 전원선로의 양방향 서지 보호장치에 관한 것이다. 서지전압 및 서지전류는 낙뢰, 전력계통의 개폐, 유도부하의 개폐 및 전원선 장해와 같은 과도이상현상으로부터 발생하여 전자부품의 파손, 전기전자장비의 치명적인 손상, 프로그램의 오동작 등을 야기함으로써 심각한 문제가 되고 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 여러 가지 서지 보호장치들이연구, 개발되고 있지만 아직까지 전원선로에 적용할만한 효과적인 서지 보호장치가 마련되어 있지 않은 실정이다. 특히, 미합중국 특허 4,584,622에 개시된 종래의 전원선로 서지 보호장치는 서지가 전원으로부터 부하쪽으로 유입되리라 예상하고 이를 차단할 수 있도록 설계되어 있지만, 그 반대방향인 부하에서 전원쪽으로 유입되는 서지에 대해서는 차단기능이 없었다. 일례로써, 전원(31)과 부하(32)가 서로 멀리 떨어져 있어 전원선로(38)로 길게 연결되어 있는 경우 선로 근처에 떨어진 낙뢰로부터 전자기적으로 유도되어 선로상에서 부하쪽으로부터 전원부쪽으로 유입되는 서지(34, 35)는 단방향성을 갖는 종래의 서지 보호장치로는 차단할 수가 없다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 종래 기술에 따른 서지 보호장치가 전원으로부터 부하쪽으로 서지가유입되는 경우에 대해서만 이를 차단할 수 있도록 되어 있어 그 반대방향인 부하에서 전원쪽으로 유입되는 서지에 대해서는 이를 차단할 수 없다고 하는 단점을 해결하기 위해 전원선로의 양방향으로부터 유입되는 서지에 효과적으로 대처할 수 있는 서지 보호장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전원선로의 양방향 서지 보호장치의 실시예를 나타내는 회로도.
도 2는 본 발명에 따른 전원선로의 양방향 서지 보호장치가 시스템에 적용된 예를 나타내는 구성도.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11, 31 : 전원 12, 32 : 부하
13 : 바리스터 14 : 제 1 바리스터단
15, 17 : 커패시터 16 : 제 3 바리스터단
18 : 제 2 바리스터단 19, 21 : 인덕터
20 : 제 2 저역통과필터 22 : 제 1 저역통과필터
23 : 전원선로의 양방향 서지보호회로 33:전원으로부터 부하쪽으로의 서지
34 : 낙뢰로 인해 유도되는 전원쪽으로의 서지
35 : 낙뢰로 인해 유도되는 부하쪽으로의 서지
36 : 부하쪽으로부터 전원으로의 서지 37 : 제 1 서지보호장치
39 : 제 2 서지보호장치 38 : 전원선로
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 전원선로의 양방향 서지 보호장치는 낙뢰와 같은 과도이상현상으로 인해 순간적으로 유입되는 서지의 고주파 간섭성분들을 감쇠시키고 서지의 상승시간(rising time)을 늦추는 제 1 및 제 2 저역통과필터(22, 20)와 서지를 접지로 바이패스(bypass)시키는 적어도 하나의 바리스터(varister)로 구성되는 제 1 바리스터단(14)과 제 2 바리스터단(16), 그리고 제 3 바리스터단(18)을 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 전원선로의 양방향 서지 보호장치의 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 전원선로의 양방향 서지 보호장치의 실시예를 보여주는 회로도로써, 서로 병렬로 연결된 적어도 하나의 바리스터로 구성된 제 1 바리스터단(14)과 제 2 바리스터단(16), 그리고 제 3 바리스터단(18)은 전원(11)과 부하(12)로 이루어진 전원선로와 병렬로 연결되고, 인덕터(21, 19)와 커패시터(15, 17)로 구성된 제 1 저역통과필터(22)와 제 2 저역통과필터(20)는 상기 제 1 바리스터단(14)과 상기 제 3 바리스터단(16), 그리고 상기 제 3 바리스터단(16)과 상기 제 2 바리스터단(18) 사이에 각각 삽입되어 연결된다.
양단간에 걸리는 전압이 클램핑전압(clamping voltage)이상인 경우 임피던스가 급격하게 감소하는 특성을 갖는 바리스터(13)는 유입되는 서지를 클램핑하여 접지로 바이패스시킨다. 바리스터단(14, 16, 18)은 적어도 하나의 바리스터로 구성되어지는데, 병렬로 서로 연결되는 다수의 바리스터의 수는 예상되는 서지의 유입량과 사용되는 바리스터의 용량에 따라 결정된다. 예를들어 설명하면, 예상되는 과전류 유입량이 70,000암페어라면 최대허용전류량이 18,000암페어인 동일한 바리스터 4개를 병렬 연결하여 바리스터단을 구성할 수 있다. 또한, 인덕터와 커패시터로 구성되는 저역통과필터(22, 20)는 유입되는 서지의 고주파 간섭(RF Interference) 및 전자기 간섭(Electromagnetic Interference)을 억제하고 서지의 상승시간(rising time)을 늦춰 후단에 연결된 상기 제 3 바리스터단(16)이 충분히 반응하여 서지를 흡수할 수 있도록 시간적 여유를 마련해 준다.
전원쪽으로부터 부하쪽으로 유입되는 서지(33)는 제 1 바리스터단(14)에서 일차적으로 차단이 되며 제 1 저역통과필터(22)에 의해 충분한 반응시간을 갖는 제 3 바리스터단(16)에 의해 이차로 억제된다. 이것과 동일한 원리에 의해 반대방향으로 유입되는 서지(34)는 제 2 바리스터단(18)과 제 2 저역통과필터(20), 그리고 제 3 바리스터단(16)에 의해 억제되며, 서지가 입력되지 않는 정상상태에서는 상기 저역통과필터(22, 20)는 단락상태가 되고 바리스터단(14, 16, 18)은 개방상태가 되어 상기 도 1의 회로는 정상적인 전원회로로서 동작을 하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 전원선로의 양방향 서지 보호장치가 시스템에 적용된 예를 보여주는 구성도이다. 도시한 바와 같이, 근처에 낙뢰가 떨어진 경우 전원선로(38)상에 전자기 유도현상에 의해 유도되는 서지(34, 35)는 제 1 서지보호장치(37)의 후부로 유입되어 만일 서지보호장치가 양방향성을 갖지 못한다면 전원(31)쪽은 치명적인 손상을 입을 것이다. 또한, 제 2 서지보호장치(39)의 경우도 이와 마찬가지이다.
본 발명은 전원선로의 양방향으로부터 유입되는 서지를 차단시키는 전원선로의 양방향 서지 보호장치에 관한 것으로서, 전원선로의 양방향으로부터 순간적으로 유입되는 서지의 고주파 간섭성분들을 감쇠시킴으로써 전원선로의 양방향으로부터 유입되는 서지를 차단하는 효과를 갖는다.

Claims (2)

  1. 전원과 부하를 연결하는 전원선로에서,
    상기 전원과 부하사이에 순서대로 직렬 연결되는 제 1 저역통과필터와 제 2 저역통과필터,
    상기 제 1 저역통과필터의 전단에 적어도 하나의 바리스터가 상기 전원선로와 접지사이에 병렬 연결되어지는 제 1 바리스터단,
    상기 제 2 저역통과필터의 후단에 적어도 하나의 바리스터가 상기 전원선로와 접지사이에 병렬 연결되어지는 제 2 바리스터단,
    상기 제 1 저역통과필터와 제 2 저역통과필터사이에 적어도 하나의 바리스터가 상기 전원선로와 접지사이에 병렬 연결되어지는 제 3 바리스터단을 포함하는 전원선로의 양방향 서지 보호장치.
  2. 상기 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 저역통과필터는,
    상기 전원선로에 직렬 연결되는 한개의 인덕터와,
    그 전단에서 상기 전원선로와 접시사이에 연결되는 한개의 커패시터로 구성되며,
    상기 제 2 저역통과필터는,
    상기 전원선로에 직렬 연결되는 또다른 한개의 인덕터와,
    그 후단에서 상기 전원선로와 접지사이에 연결되는 또다른 한개의 커패시터로 구성된다는 것을 특징으로 하는 전원선로의 양방향 서지 보호장치.
KR1019990047860A 1999-10-30 1999-10-30 전원선로의 양방향 서지 보호장치 KR20010039466A (ko)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100752944B1 (ko) * 2004-12-15 2007-08-30 티디케이가부시기가이샤 서지 흡수회로, 및 적층 서지 흡수 부품
KR101217031B1 (ko) * 2012-06-13 2013-01-02 주식회사 한국기술연구소 Ｅｍｐ 방호 필터용 과전압 보호회로 및 장치
KR20160061021A (ko) * 2014-11-21 2016-05-31 (주)용진일렉콤 서지보호기

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KR101217031B1 (ko) * 2012-06-13 2013-01-02 주식회사 한국기술연구소 Ｅｍｐ 방호 필터용 과전압 보호회로 및 장치
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