KR20020077327A

KR20020077327A - 과부하 방지용 단락회로

Info

Publication number: KR20020077327A
Application number: KR1020020057241A
Authority: KR
Inventors: 김창선
Original assignee: 김창선
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2002-10-11

Abstract

본 발명은 회로가 간단하면서도 직류 뿐만아니라 교류에도 다양하게 응용할 수 있는 과부하 방지용 단락회로에 관한 것으로서, 전원공급부로부터 전원이 투입되면 동작하는 부하회로부에 이상 신호 발생시 그 부하회로부를 보호하기 위한 단락회로에 있어서, 상기 단락회로는 상기 전원공급부로부터 전원이 인가되면 그 전압을 일정시간 충전 및 방전하며 변동없는 정전압을 유지하는 안정화부와 상기 안정화부로부터 출력된 소정 전압이 인가되면 스위칭 온(on)되어 전류를 흐르게 하는 스위칭부를 포함하여 구성되되, 상기 안정화부는 상기 전원공급부로 부터 전압이 인가되면 스위칭 온(on) 되는 제너다이오드(Z2);와 상기 제너다이오드(Z2)와 직렬 연결되어 그 제너다이오드(Z2)를 통해 인가된 전압을 일정시간 충/방전하는 콘덴서

(C1)와 상기 콘덴서(C1)와 병렬 연결되어 상기 스위칭부가 오프(off)될시 그 스위칭부에 투입된 전압을 방전시키는 저항(R1)와 상기 저항(R1)과 병렬 연결되어 상기 스위칭부에 투입되는 전압을 정전압 유지하는 제너다이오드(Z1)로 구성된다.

본 발명에 따르면, 회로가 간단하고 그 제조가 용이하여 제조원가가 절감되며 직류 뿐만아니라 교류에도 다양하게 응용하여 사용할 수 있는 장점이 있다.

Description

과부하 방지용 단락회로{Short circuit for prevention of overload}

본 발명은 과부하 방지용 단락회로에 관한 것으로, 전기기기와 전자기기 및 가전기기 등의 과열, 과전압, 과전류 방지를 위해 사용되되, 그 회로가 간단하면서도 직류 뿐만아니라 교류에도 다양하게 응용할 수 있는 과부하 방지용 단락회로에 관한 것이다.

종래의 과열, 과전압, 과전류 등을 방지하기 위한 단락회로는 그 회로가 복잡하고 제조에 어려움이 있어 이로인해, 제조원가가 상승되는 문제가 있었다.

또한, 상기와 같이 복잡한 회로를 구성하므로서 오동작 및 고장률이 상승되는 문제가 있었으며, 종래에는 과열, 과전압, 과전류 등을 방지하기 위해 각각 별도의 회로를 구성해서 적용하는 불편함이 있었다.

또한, 종래의 과전위 단락회로는 대부분 직류와 교류에 별도의 단락회로가 제한적으로 사용되었는데, 특히 교류에 적용시에는 또 다른 별도의 추가 단락회로를 사용했던 불편함이 있었다.

따라서, 최근에는 회로가 간단하면서 직류 뿐만아니라 교류등에도 다양하게 응용할 수 있는 호환성 있는 과부하 방지용 단락회로를 구현하고자 많은 연구와 노력을 기울이고 있는 실정이다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 회로가 간단하면서 직류 뿐만아니라 교류에도 다양하게 응용할 수 있는 호환성있는 과부하 방지용 단락회로를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 과부하 방지용 단락회로의 구성도이고,

도 2는 도 1의 단락회로의 회로도이고,

도 3은 도 1의 부가회로의 제1실시예에 따른 회로도이고,

도 4는 도 1의 부가회로의 제2실시예에 따른 회로도이고,

도 5는 도 1의 부가회로의 제3실시예에 따른 회로도이며,

도 6은 도 1의 부가회로의 제4실시예에 따른 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 전원공급부20 : 부가회로부

30 : 단락회로40 : 부하회로부

50 : 입력부60 : 안정화부

FET : 전계효과트랜지스터R1-R7 : 저항

D1-D7 : 다이오드Z1-Z4 : 제너다이오드

C1-C3 : 콘덴서T1-T2 : 트랜지스터

본 발명은 과부하 방지용 단락회로에 관한 것으로, 전원공급부로부터 전원이 투입되면 동작하는 부하회로부에 이상 신호 발생시 그 부하회로부를 보호하기 위한 단락회로에 있어서, 상기 단락회로는 상기 전원공급부로 부터 전원이 인가되면 그 전압을 일정시간 충전 및 방전하며 변동없는 정전압을 유지하는 안정화부와

상기 안정화부로부터 출력된 소정 전압이 인가되면 스위칭 온(on)되어 전류를 흐르게 하는 스위칭부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 안정화부는 상기 전원공급부로 부터 전압이 인가되면 스위칭 온(on) 되는 다이오드(Z2);와 상기 제너다이오드(Z2)와 직렬 연결되어 그 제너다이오드(Z2)를 통해 인가된 전압을 일정시간 충/방전하는 콘덴서(C1);와 상기 콘덴서

(C1)와 병렬 연결되어 상기 스위칭부가 오프(off)될시 그 스위칭부에 투입된 전압을 방전시키는 저항(R1);과 상기 저항(R1)과 병렬 연결되어 상기 스위칭부에 투입되는 전압을 정전압 유지하는 제너다이오드(Z1);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위칭부는 게이트(G)에 소정 전압이 인가되면 드레인(D)과 소스(S)간에 전류가 흐르도록 하는 전계효과트랜지스터(FET)인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 직/교류 과전위 단락회로를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 과부하 방지용 단락회로의 구성도이고, 도 2는 도 1의 단락회로의 회로도이고, 도 3은 도 1의 부가회로의 제1실시예에 따른 회로도이고, 도 4는 도 1의 부가회로의 제2실시예에 따른 회로도이고, 도 5는 도 1의 부가회로의 제3실시예에 따른 회로도이며, 도 6은 도 1의 부가회로의 제4실시예에 따른 회로도이다.

도 1를 참조로, 본 발명인 과부하 방지용 단락회로의 구성도를 살펴보면, 동작 전원을 인가하는 전원공급부(10)와 그 전원공급부(20)로부터 인가되는 전압을 입력받고 이상신호 여부를 검출하는 부가회로부(20)와 그 부가회로부(20)의 출력신호를 입력받아 과부하(과열, 과전압, 과전류 : 이하 과부하로 통칭한다.)시 부하에 손상을 막기 위한 단락회로(30)와 그 단락회로(30)의 출력부(70)를 통해 출력된 전기 신호에 따라 동작 여부가 결정되어 제어되는 부하회로부(40)로 구성된다.

도 2에 따르면, 상기 단락회로(30)는 후술될 부가회로(20a, 20b, 20c, 20d)의 출력단으로부터 공급되는 일정 전압을 인가받아 그 전압을 일정시간 충전 및 방전하며 변동없는 정전압을 유지하는 안정화부(60)와 상기 안정화부로부터 출력된 소정 전압이 인가되면 스위칭 온(on)되어 전류를 흐르게 하는 스위칭부(65)로 구성된다.

상기 안정화부(60)는 입력부(50)를 통해 일정 전압이 인가되면 도통되는 스위칭 소자인 제너다이오드(Z2)와 그 제너다이오드(Z2)를 통해 인가된 전압을 일정 시간동안충/방전하는 콘덴서(C1)와 그 콘덴서(C1)와 병렬 연결되어 그 콘덴서(C1)에 충전된 소정 전압이 상기 스위칭부(65)에 투입/차단시 그 전압 변동을 억제하고 일정하게 유지하는 제너다이오드(Z1)와 그 제너다이오드(Z1)와 병렬 연결되는 저항

(R1)으로 구성된다.

상기 스위칭부(65)는 게이트(G)에 일정 전압이 인가되면 소스(S)와 드레인

(D)간에 전도채널이 형성되어 스위칭 온(on)되고, 일정 전압이 인가되지 않으면 스위칭 오프(off)되는 전계효과를 이용한 스위치형 반도체 소자 즉, 증가형 전계효과트랜지스터(Enhancement (FET : Field Effect Transistor))로 구성된다.

이하, 과부하 방지용 단락회로의 동작 및 그에 따른 작용을 설명한다.

먼저, 입력부(50)에 일정 전압이 인가되면, 제너다이오드(Z2)와 직렬 연결되어 있는 콘덴서(C1)는 상기 입력부(50)에 인가된 전압만큼 충전한다.

상기 제너다이오드(Z2)는 후술될 부가회로(20a, 20b, 20c, 20d)의 출력단에서 인가되는 전압에 따라 상기 제너다이오드(Z2)가 도통 및 비도통 되는 것으로 만약, 상기 제너다이오드(Z2)가 온(on)되면 이때부터 콘덴서(C1)에 전하(이하 전압이라고 통칭한다.)가 충전되기 시작하며, 이때의 충전 전압이 상기 스위칭부(65)의 전계효과트랜지스터(FET)의 도전채널을 형성하기 위한 일정 전위(온 상태에 이르는전위) 이상이면 소스(S)와 드레인(D)간이 오프(off) 상태에서 온(on) 상태로 전환된다.

한편, 상기와 같이 전계효과트랜지스터(FET)가 온(on) 상태로 정상 동작중 상기 입력부(50)로 인가되는 전압이 그 전계효과트랜지스터(FET)의 도전채널을 형성하기 위한 일정전압(온 상태에 이르는 전압) 이하로 게이트(G)에 인가되면 저항

(R1)에 의해 서서히 또는 빠르게 하강하여 전계효과트랜지스터(FET)는 다시 오프

(off) 상태가 된다.

이하, 도 3 내지 도 6를 참조하여, 과부하 방지용 단락회로를 동작하는 방법으로 사용되는 부가회로들을 설명한다.

도 3에 따르면, 본 회로는 상시에는 오프(off) 상태를 유지하고 과부하(전압) 발생시 온(on) 상태로 되고 주로 Vcc에 사용되며 동작 설명은 다음과 같다.

상기 전원공급부(10)로부터 Vcc에 전원이 인가되면 다이오드(D3)를 거쳐 부하저항(R2)을 통해 콘덴서(C2)에 전압(위)이 충전되며 이때의 전압은 전압조절기(

V_R1)의 조절에 의해 다이오드(D2)가 도통 및 비도통 되며, 그 다이오드(D2)가 도통되면 상기 단락회로(30)의 스위칭부(65)의 전계효과트랜지스터(FET)를 온(on) 시킨다.

도 4에 따르면, 본 회로는 상시에는 온(on) 상태를 유지하고 과부하 발생시오프(off) 상태가 되도록 한 회로로서 동작 설명은 다음과 같다.

상기 전원공급부(10)로부터 Vcc에 전원이 인가되면 다이오드(D5)를 거쳐 저항(R4)을 통하여 콘덴서(C3)에 전압(위)이 충전되고 이때의 전압은 전압조절기(VR₂)의 조절에 따라 제너다이오드(Z3)의 동작(도통 및 비도통)을 제어하되, 상기 Vcc의 전압(위)이 소정의 전압 이상 상승시 콘덴서(C3)의 충전 전압(위)이 상승되고 제너다이오드(Z3)가 비도통 되면서 트랜지스터(T1)가 오프(off)되고 그 트랜지스터(T1)의 출력단인 콜렉터(C) 단자에 연결되는 다이오드(D4)가 비도통되어 상기 단락회로

(30)의 전계효과트랜지스터(FET)를 오프(off)시킨다.

도 5와 도 6에 따르면, 본 회로는 감지기능 부가회로로서 빛, 열, 수위, 속도 등을 감지하는 센서의 동작 여부에 따라 상기 전원공급부(10) 또는 상기 부하회로부(40)등을 동작시키거나 중지시키는 제어회로이며 동작설명은 다음과 같다.

먼저, 도 5에 의하면 센서(Pr₁)의 동작 여부에 따라 전압조절기(Vr₃)의 조절에 따라 제너다이오드(Z4)의 동작(도통 및 비도통)을 제어하되, 그 제너다이오드(

(Z4)가 도통되면 트랜지스터(T2)를 스위칭 온(on) 시켜 그 트랜지스터(T2)의 출력단인 콜렉터(C)에 연결되어 있는 다이오드(D6)를 도통시켜 상기 단락회로(30)의 전계효과트랜지스(FET)의 출력을 얻게 하며, 도 6의 회로는 도 5의 부가회로(20c)와 반대 현상을 보이는 회로로서, 그 원리가 동일하므로 그 동작 설명은 이하 생략한다.

한편, 본 발명의 과부하 방지용 단락회로는 직류 뿐만아니라 교류에도 다양하게 적용될 수 있는 호환성이 있다.

이상과 같이 본발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 일실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 과부하 방지용 단락회로에 따르면, 그 구성 회로가 간단하고 제조가 용이하여 이로인해 제조원가가 절감되는 효과가 있다.

또한, 본 회로를 직류 뿐만아니라 교류에도 다양하게 응용하여 사용할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명인 과부하 방지용 단락회로는 전기기기 또는 전자기기 및 가전기기에 한정되지 않고 산업 전 분야에 용이하게 응용될 수 있을 것으로 기대

된다.

Claims

전원공급부로부터 전원이 투입되면 동작하는 부하회로부에 이상 신호 발생시 그 부하회로부를 보호하기 위한 단락회로에 있어서,

상기 단락회로는

상기 전원공급부로부터 전원이 인가되면 그 전압을 일정시간 충전 및 방전하며 변동없는 정전압을 유지하는 안정화부;와

상기 안정화부로부터 출력된 소정 전압이 인가되면 스위칭 온(on)되어 전류를 흐르게 하는 스위칭부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과부하 방지용 단락회로.
제 1항에 있어서, 상기 안정화부는

상기 전원공급부로부터 전압이 인가되면 스위칭 온(on) 되는 제너다이오드

(Z2);

상기 제너다이오드(Z2)와 직렬 연결되어 그 제너다이오드(Z2)를 통해 인가된 전압을 일정시간 충/방전하는 콘덴서(C1);

상기 콘덴서(C1)와 병렬 연결되어 상기 스위칭부가 오프(off)될시 그 스위칭부에 투입된 전압을 방전시키는 저항(R1); 및

상기 저항(R1)과 병렬 연결되어 상기 스위칭부에 투입되는 전압을 정전압 유지하는 제너다이오드(Z1);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과부하 방지용 단락회로.
제 1항에 있어서,

상기 스위칭부는 게이트(G)에 소정전압이 인가되면 드레인(D)과 소스(S)간에 전류가 흐르도록 동작하는 전계효과트랜지스터(FET)인 것을 특징으로 하는 과부하 방지용 단락회로.
제 1항에 있어서, 상기 과부하 단락회로의 입력부에는 상시에는 오프(off) 상태를 유지하고 과부하시 상기 단락회로의 스위칭부를 온(on) 시키거나 상시에는 온(on) 상태를 유지하고 과부하시 상기 단락회로의 스위칭부를 오프(off) 시키도록 제어하는 부가회로부가 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 과부하 방지용 단락회로.
제 4항에 있어서, 상기 부가회로부는 상기 전원공급부로부터 Vcc에 전원이 인가되면 다이오드(D3)와 직렬 연결되는 부하저항(R2)을 통해 콘덴서(C2)에 전압이 충전되며 그 충전 전압은 전압조절기(Vr₁)의 조절에 의해 다이오드(D2)를 도통시켜 상기 단락회로의 스위칭부를 온(on) 시키는 것을 특징으로 하는 과부하 방지용 단락회로.
제 4항에 있어서, 상기 부가회로부는 상기 전원공급부로 부터 Vcc에 전원이인가되면 다이오드(D5)를 거쳐 저항 (R4)을 통하여 콘덴서(C3)에 전압이 충전되고 그 충전 전압은 전압조절기(VR₂)의 조절에 의해 제너다이오드(Z3)의 동작을 제어하되, 상기 Vcc에 인가되는 전압이 과전압이면 콘덴서(C3)의 충전 전위가 상승되고 제너다이오드(Z3)가 비도통됨과 동시에 트랜지스터(T1)가 스위칭 오프(off)되어 다이오드(D4)가 비도통되어 상기 단락회로의 스위칭부를 오프(off) 시키는 것을 특징으로 하는 과부하 방지용 단락회로.
제 4항에 있어서, 상기 부가회로부는 상기 전원공급부로부터 전원을 인가받고 센서(P_R1)의 동작 여부에 따라 전압조절기(Vr₃)를 통해 전압 조절시켜 제너다이오드(Z4)를 제어(도통/비도통)함과 동시에 트랜지스터(T2)를 스위칭 온(on)/오프(of

f)시켜 상기 단락회로의 스위칭부의 동작(온/오프)을 제어시키는 것을 특징으로 하는 과부하 방지용 단락회로.