KR200201150Y1 - Power device for relay - Google Patents

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KR200201150Y1 KR2019980000036U KR19980000036U KR200201150Y1 KR 200201150 Y1 KR200201150 Y1 KR 200201150Y1 KR 2019980000036 U KR2019980000036 U KR 2019980000036U KR 19980000036 U KR19980000036 U KR 19980000036U KR 200201150 Y1 KR200201150 Y1 KR 200201150Y1
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays

Abstract

본 고안은 전자개폐기의 전원장치에 관한 것으로, 종래에는 입력전원이 프리볼트화 됨에 따라 높은 전압이 공급될 경우 저항에서 열이 발생하여 전원장치의 손상이 있는 문제점과; 열의 발생을 억제하기 위하여 고용량의 저항을 사용하면 전원장치의 부피가 증가하여 소용량에 알맞지 않은 문제점과; 열의 발생을 억제하기 위하여 전압 레귤레이터를 사용하면 제조비용이 증가되는 문제점이 있었다. 이와같은 문제점을 감안한 본 고안은 정류부를 통해 정류된 교류전원을 입력받아 스위칭하여 출력하는 스위치부와; 정류부를 통해 정류된 교류전원을 분압하는 분압부와; 상기 분압부의 출력을 입력받아 노이즈를 억제하는 노이즈억제부와; 상기 노이즈억제부의 출력을 일측에 입력받고, 삼각파발생부로부터 출력되는 삼각파를 타측에 입력받아 비교하는 비교부와; 상기 비교부의 출력을 일측에 입력받고, 정류부를 통해 정류된 교류전원을 타측에 입력받아 상기 스위치부에 제어신호를 출력하는 스위치제어부로 구성되는 전자개폐기의 전원장치를 통해 프리볼트의 사용시 대용량의 저항을 사용하지 않고, 스위칭 레귤레이션 방식으로 일정한 출력전압을 공급할 수 있어 열발생에 의한 시스템의 손상을 방지할 수 있는 효과와 아울러 고가의 전압 레귤레이터 사용을 지양할 수 있어 경제적인 효과가 있다.The present invention relates to a power supply device of an electronic switch, and conventionally has a problem that damage occurs in the power supply device when heat is generated from the resistance when a high voltage is supplied as the input power is prevolted; The use of a high capacity resistor to suppress the generation of heat increases the volume of the power supply is not suitable for small capacity; When the voltage regulator is used to suppress the generation of heat, there is a problem that the manufacturing cost increases. The present invention in view of the above problems and the switch unit for receiving and switching the AC power rectified through the rectifier; A voltage divider for dividing the AC power rectified through the rectifier; A noise suppression unit receiving the output of the voltage divider to suppress noise; A comparison unit which receives the output of the noise suppression unit on one side and receives and compares the triangular wave output from the triangle wave generator on the other side; The large capacity of the resistor when the prevolt is used through the power supply of the electronic switchgear composed of a switch control unit which receives the output of the comparator on one side and receives the AC power rectified through the rectifier on the other side and outputs a control signal to the switch unit. It is possible to supply constant output voltage by switching regulation method without using the system, and it is possible to prevent the damage of the system due to heat generation and to avoid the use of expensive voltage regulator.

Description

전자개폐기의 전원장치Power supply of electronic switch

본 고안은 전자개폐기의 전원장치에 관한 것으로, 특히 프리볼트(free volt)전원에서 전원공급부의 열발생을 제거하고, 전자석코일의 구동제어부에 정전원을 공급하기에 적당하도록 한 전자개폐기의 전원장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply device of an electronic switch, and in particular, a power supply device of an electronic switch which is adapted to remove heat generation of a power supply unit from a free volt power supply and to supply an electrostatic source to a driving control unit of an electromagnetic coil. It is about.

일반적으로, 전자석의 코일을 여자하면 가동코아와 고정코아가 전자석이 되어 가동코아가 고정코아로 흡인 이동함으로써, 접점이 단락되고, 전자석의 코일을 오프시키면 스프링의 힘으로 가동코아가 고정코아로부터 석방되어 접점이 오픈된다. 이와같은 원리를 이용하여 부하의 개폐를 행하는 종래 전자개폐기의 전원장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.In general, when the coil of the electromagnet is excited, the movable core and the fixed core become an electromagnet, and the movable core is suctioned by the fixed core, and the contact is shorted. The contact is opened. When described in detail with reference to the accompanying drawings a power supply of the conventional electronic switchgear to open and close the load by using such a principle as follows.

도1은 종래 전자개폐기의 전원장치를 보인 회로구성도로서, 이에 도시한 바와같이 교류전원(AC)을 서지흡수소자(1)를 통해 입력받아 정류하는 정류부(2)와; 그 정류부(2)의 일측 출력을 저항(R1),(R2)을 각기 통해 컬렉터와 베이스에 입력받아 스위칭하는 트랜지스터(Q1)와; 캐소드(cathode)가 트랜지스터(Q1)의 베이스에 접속되고, 에노드(anode)가 정류부(2)의 타측출력에 접속된 제너다이오드(ZD)와; 에노드가 트랜지스터(Q1)의 이미터에 접속되어 역전류를 방지하는 다이오드(D1)와; 그 다이오드(D1)의 캐소드와 제너다이오드(ZD)의 에노드 사이에 접속된 평활콘덴서(C1)와; 그 평활콘덴서(C1)의 양단전압을 부하저항(R3)을 통해 출력하는 출력단(3)으로 구성된다. 이하, 상기한 바와같은 종래 전자개폐기의 전원장치는 간단한 직렬형 트랜지스터 전압조정기로서 동작하여 트랜지스터(Q1)는 동작조건에 따라 변하는 가변저항으로 작용한다. 즉, 부하저항(R3)이 감소하거나 증가함에 따라 트랜지스터(Q1)의 등가저항도 같은 비율로 감소 또는 증가하여 같은 전압분배를 일으키므로, 코일 구동제어용 전원장치의 출력전압은 수용 부하전류에 따라 단자전압이 변동된다.1 is a circuit diagram showing a power supply of a conventional electronic switch, and as shown therein, a rectifying unit 2 for receiving and rectifying an AC power source AC through a surge absorption element 1; A transistor Q1 for switching the output of one side of the rectifying unit 2 to the collector and the base through the resistors R1 and R2, respectively; A zener diode ZD having a cathode connected to the base of the transistor Q1 and an anode connected to the other output of the rectifying section 2; A diode D1 whose anode is connected to the emitter of transistor Q1 to prevent reverse current; A smoothing capacitor C1 connected between the cathode of the diode D1 and the anode of the zener diode ZD; It consists of the output terminal 3 which outputs the voltage of the both ends of the smoothing capacitor C1 through the load resistor R3. Hereinafter, the power supply of the conventional electronic switch as described above operates as a simple series transistor voltage regulator, so that the transistor Q1 acts as a variable resistor which varies according to the operating conditions. That is, as the load resistance R3 decreases or increases, the equivalent resistance of the transistor Q1 also decreases or increases at the same rate, resulting in the same voltage distribution, so that the output voltage of the coil drive control power supply terminal depends on the received load current. The voltage fluctuates.

만일 부하저항(R3)이 감소하여 수용전류가 증가하면 부하 단자전압은 감소한다. 그러나, 키르히호프의 전압법칙에 의해 제너다이오드(ZD)에 걸리는 전압은 부하 단자전압과 트랜지스터(Q1) 베이스-이미터전압(Vbe)의 합이고, 제너다이오드(ZD)에 걸리는 전압이 일정하므로, 부하 단자전압이 감소하면 트랜지스터(Q1) 베이스-이미터전압(Vbe)은 증가하게 된다. 따라서, 트랜지스터(Q1) 베이스-이미터전압(Vbe)의 증가는 트랜지스터(Q1)의 전도레벨을 증가시키고, 트랜지스터(Q1) 컬렉터-이미터간의 단자저항을 감소시킨다.If the load resistance R3 decreases to increase the current, the load terminal voltage decreases. However, according to Kirchhoff's law of voltage, the voltage applied to the zener diode ZD is the sum of the load terminal voltage and the transistor Q1 base-emitter voltage Vbe, and the voltage applied to the zener diode ZD is constant. When the load terminal voltage decreases, the transistor Q1 base-emitter voltage Vbe increases. Therefore, the increase in the transistor Q1 base-emitter voltage Vbe increases the conduction level of the transistor Q1 and reduces the terminal resistance between the transistor Q1 collector-emitter.

상기한 바와같은 특성에 의해 출력단자에 걸리는 전압은 일정하게 유지된다.Due to the above characteristics, the voltage applied to the output terminal is kept constant.

그러나, 상기한 바와같은 종래 전자개폐기의 전원장치는 입력전원이 프리볼트(free volt)화 됨에 따라 높은 전압이 공급될 경우 저항에서 열이 발생하여 전원장치의 손상이 있는 문제점과; 열의 발생을 억제하기 위하여 고용량의 저항을 사용하면 전원장치의 부피가 증가하여 소용량에 알맞지 않은 문제점과; 열의 발생을 억제하기 위하여 전압 레귤레이터를 사용하면 제조비용이 증가되는 문제점이 있었다.However, the power supply of the conventional electronic switch as described above has a problem in that heat is generated from the resistance when a high voltage is supplied as the input power is free volts to damage the power supply; The use of a high capacity resistor to suppress the generation of heat increases the volume of the power supply is not suitable for small capacity; When the voltage regulator is used to suppress the generation of heat, there is a problem that the manufacturing cost increases.

상기한 바와같은 문제점을 감안한 본 고안은 넓은 전압범위에서 사용할 수 있고, 제어전원으로 사용되는 전원장치의 열발생을 억제할 수 있는 전자개폐기의 전원장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention in view of the problems described above can be used in a wide voltage range, and an object of the present invention is to provide a power supply device of the electronic switchgear that can suppress the heat generation of the power supply device used as a control power supply.

도1은 종래 전자개폐기의 전원장치를 보인 회로구성도.1 is a circuit diagram showing a power supply of a conventional electronic switch.

도2는 본 고안의 일 실시예를 보인 회로구성도.Figure 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

도3은 도2에 있어서, 각부의 입출력파형도.Fig. 3 is an input / output waveform diagram of each part in Fig. 2;

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

11:스위치부 12:분압부11: switch 12: voltage divider

13:노이즈억제부 14:삼각파발생부13: Noise suppression unit 14: Triangle wave generating unit

15:비교부 16:스위치제어부15: Comparative unit 16: switch control unit

Vdd:교류전원Vdd: AC power

상기한 바와같은 본 고안의 목적은 정류부를 통해 정류된 교류전원을 입력받아 스위칭하여 출력하는 스위치부와; 정류부를 통해 정류된 교류전원을 분압하는 분압부와; 상기 분압부의 출력을 입력받아 노이즈를 억제하는 노이즈억제부와; 상기 노이즈억제부의 출력을 일측에 입력받고, 삼각파발생부로부터 출력되는 삼각파를 타측에 입력받아 비교하는 비교부와; 상기 비교부의 출력을 일측에 입력받고, 정류부를 통해 정류된 교류전원을 타측에 입력받아 상기 스위치부에 제어신호를 출력하는 스위치제어부로 구성함으로써 달성되는 것으로, 본 고안에 의한 전자개폐기의 전원장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.An object of the present invention as described above is a switch unit for receiving and switching the AC power rectified through the rectifying unit; A voltage divider for dividing the AC power rectified through the rectifier; A noise suppression unit receiving the output of the voltage divider to suppress noise; A comparison unit which receives the output of the noise suppression unit on one side and receives and compares the triangular wave output from the triangle wave generator on the other side; It is achieved by inputting the output of the comparator on one side, and receiving the AC power rectified through the rectifier on the other side to the switch control unit for outputting a control signal to the switch unit, the power switch of the electronic switch according to the present invention When described in detail with reference to the accompanying drawings as follows.

도2는 본 고안의 일 실시예를 보인 블록구성도로서, 이에 도시한 바와같이 정류부(미도시)를 통해 정류된 교류전원(Vdd)을 입력받아 스위칭하여 출력하는 스위치부(11)와; 정류부를 통해 정류된 교류전원(Vdd)을 분압하는 분압부(12)와; 그 분압부(12)의 출력을 입력받아 노이즈를 억제하는 노이즈억제부(13)와; 그 노이즈억제부(13)의 출력을 일측에 입력받고, 삼각파발생부(14)로부터 출력되는 삼각파를 타측에 입력받아 비교하는 비교부(15)와; 그 비교부(15)의 출력을 일측에 입력받고, 정류부를 통해 정류된 교류전원(Vdd)을 타측에 입력받아 상기 스위치부(11)에 제어신호를 출력하는 스위치제어부(16)로 구성된다.Figure 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, as shown in the switch unit 11 for receiving and switching the AC power (Vdd) rectified through a rectifying unit (not shown); A voltage dividing unit 12 for dividing the AC power supply Vdd rectified through the rectifying unit; A noise suppressing unit 13 which receives the output of the voltage dividing unit 12 and suppresses noise; A comparison unit 15 which receives the output of the noise suppression unit 13 on one side and receives the triangle wave output from the triangle wave generator 14 on the other side and compares it with the other side; The switch control unit 16 receives the output of the comparison unit 15 on one side, receives the AC power source Vdd rectified through the rectifying unit on the other side, and outputs a control signal to the switch unit 11.

이때, 상기 스위치부(11)는 컬렉터에 정류부를 통해 정류된 교류전원(Vdd)을 입력받고, 베이스에 스위치제어부(16)의 출력을 입력받아 이미터를 통해 출력하는 트랜지스터(Q11)로 구성되고, 분압부(12)는 정류부를 통해 정류된 교류전원(Vdd)과 접지사이에 직렬접속된 저항(R11,R12)으로 구성되며, 노이즈억제부(13)는 분압부(12) 저항(R11,R12) 사이의 출력에 캐소드가 접속되고, 에노드가 접지된 제너다이오드(ZD11)로 구성되고, 비교부(15)는 노이즈억제부(13)의 출력을 저항(R13)을 통해 부단자(-)에 입력받고, 삼각파발생부(14)로부터 출력되는 삼각파를 저항(R14)을 통해 정단자(+)에 입력받는 오피엠프(OP-AMP11)와; 그 오피엠프(OP-AMP11)의 정단자(+)와 부단자(-) 사이에 접속된 커패시터(C11)로 구성되며, 스위치제어부(16)는 비교부(15)의 출력에 캐소드가 접속된 제너다이오드(ZD12)와; 베이스에 저항(R15,R16)을 통해 분압된 제너다이오드(ZD12)의 에노드 출력을 입력받고, 이미터가 접지된 트랜지스터(Q12)와; 에노드가 접지되고, 캐소드가 트랜지스터(Q12)의 컬렉터에 접속되고, 저항(R17)을 통해 정류된 교류전원(Vdd)에 접속됨과 아울러 상기 스위치부(11) 트랜지스터(Q11)의 베이스에 접속된 제너다이오드(ZD13)로 구성된다. 이하, 상기한 바와같은 본 고안의 일 실시예에 대한 동작을 각부의 전압파형도인 도3을 참조하여 설명한다.At this time, the switch unit 11 is composed of a transistor (Q11) that receives the AC power (Vdd) rectified through the rectifier to the collector, receives the output of the switch control unit 16 to the base and outputs through the emitter The voltage divider 12 includes resistors R11 and R12 connected in series between the AC power supply Vdd rectified through the rectifier and the ground, and the noise suppression unit 13 includes the voltage divider 12 and the resistors R11, A cathode is connected to the output between R12 and the zener diode ZD11 with the anode grounded, and the comparator 15 connects the output of the noise suppressor 13 to the negative terminal (-13) through a resistor R13. Op amp (OP-AMP11) receiving the input to the triangular wave output from the triangular wave generator 14 to the positive terminal (+) through the resistor (R14); It consists of a capacitor (C11) connected between the positive terminal (+) and the negative terminal (-) of the OP-AMP11, the switch control unit 16 is a cathode connected to the output of the comparator 15 A zener diode (ZD12); A transistor Q12 having an input of an anode output of the zener diode ZD12 divided through resistors R15 and R16 at a base thereof, and having an emitter grounded thereto; The anode is grounded, the cathode is connected to the collector of transistor Q12, connected to the AC power supply Vdd rectified through resistor R17, and connected to the base of transistor Q11 of the switch section 11. Zener diode ZD13. Hereinafter, an operation of an embodiment of the present invention as described above will be described with reference to FIG. 3, which is a voltage waveform diagram of each part.

먼저, 교류전원(Vdd)은 도3a에 도시한 바와같이 정류부를 통해 정류되어 시스템에 인가된다. 이와같은 교류전원(Vdd)은 분압부(12)의 저항(R11,R12)을 통해 분압되고, 노이즈억제부(13)의 제너다이오드(ZD11)를 통해 노이즈가 억제된다.First, the AC power supply Vdd is rectified through the rectifying unit as shown in FIG. 3A and applied to the system. The AC power supply Vdd is divided by the resistors R11 and R12 of the voltage divider 12, and noise is suppressed through the zener diode ZD11 of the noise suppressor 13.

노이즈가 억제된 노이즈억제부(13)의 출력은 저항(R13)을 통해 비교부(15)내 오피엠프(OP-AMP11)의 부단자(-)에 입력되고, 삼각파발생부(14)로부터 출력되는 삼각파가 저항(R14)을 통해 그 오피엠프(OP-AMP11)의 정단자(+)에 입력되어 비교됨으로써, 구형파가 출력된다. 이때, 오피엠프(OP-AMP11)의 정단자(+)와 부단자(-)에 입력되는 전압은 도3b에 도시하였다.The output of the noise suppression unit 13 in which the noise is suppressed is input to the negative terminal (-) of the op amp OP-AMP11 in the comparison unit 15 through the resistor R13, and is output from the triangular wave generator 14. The triangular wave is inputted to the positive terminal (+) of the op amp OP-AMP11 through the resistor R14 and compared with each other, thereby outputting a square wave. At this time, the voltage input to the positive terminal (+) and the negative terminal (-) of the OP-AMP11 is shown in Figure 3b.

이와같이 비교부(15)의 출력인 구형파가 스위치제어부(16)의 제너다이오드(ZD12)에 인가되면, 제너다이오드전압 이상의 전압인 경우 저항(R15,R16)을 통해 분압되어 트랜지스터(Q12)의 베이스에 입력되고, 따라서 베이스에 입력된 전압에 따라 트랜지스터(Q12)가 턴온 또는 턴오프된다. 이때, 트랜지스터(Q12)의 베이스에 입력되는 전압은 도3c에 도시하였다.As such, when the square wave output from the comparator 15 is applied to the zener diode ZD12 of the switch control unit 16, when the voltage is equal to or greater than the zener diode voltage, the square wave is divided through the resistors R15 and R16 to the base of the transistor Q12. The transistor Q12 is thus turned on or off in accordance with the voltage input to the base. At this time, the voltage input to the base of the transistor Q12 is shown in Figure 3c.

한편, 도3a에 도시한 교류전원(Vdd)은 스위치부(11) 트랜지스터(Q11)의 컬렉터에 인가됨과 아울러 저항(R17)을 통해 그 트랜지스터(Q11)의 베이스에 입력됨으로써, 트랜지스터(Q11)의 스위칭특성에 관계되어 조절된다. 즉, 트랜지스터(Q12)가 턴온되면 제너다이오드(ZD13)는 동작하지 않고, 트랜지스터(Q12)가 턴오프되면 제너다이오드(ZD13)은 소정의 전압을 갖게되고, 그 트랜지스터(Q12)의 베이스를 자극하여 트랜지스터(Q12)의 베이스와 이미터간의 저항을 작게한다.On the other hand, the AC power supply Vdd shown in FIG. 3A is applied to the collector of the transistor Q11 of the switch section 11 and input to the base of the transistor Q11 through the resistor R17, thereby providing the transistor Q11. Adjusted in relation to switching characteristics. That is, when the transistor Q12 is turned on, the zener diode ZD13 does not operate. When the transistor Q12 is turned off, the zener diode ZD13 has a predetermined voltage, and the base of the transistor Q12 is stimulated. The resistance between the base of the transistor Q12 and the emitter is reduced.

따라서, 입력전원(Vdd)에 대응하여 일정한 증폭률을 갖고 출력전압(Vo)이 도3d에 도시한 바와같이 출력된다.Therefore, the output voltage Vo is output as shown in Fig. 3D with a constant amplification factor corresponding to the input power source Vdd.

상기한 바와같은 본 고안에 의한 전자개폐기의 전원장치는 프리볼트의 사용시 대용량의 저항을 사용하지 않고, 스위칭 레귤레이션 방식으로 일정한 출력전압을 공급할 수 있어 열발생에 의한 시스템의 손상을 방지할 수 있는 효과와 아울러 고가의 전압 레귤레이터 사용을 지양할 수 있어 경제적인 효과가 있다.The power switch of the electronic switch according to the present invention as described above can supply a constant output voltage by using a switching regulation method without using a large-capacity resistor when using the prevolt, thereby preventing damage to the system due to heat generation. In addition, the use of expensive voltage regulators can be avoided, so there is an economic effect.

Claims (3)

정류부를 통해 정류된 교류전원을 입력받아 스위칭하여 출력하는 스위치부와; 정류부를 통해 정류된 교류전원을 분압하는 분압부와; 상기 분압부의 출력을 입력받아 노이즈를 억제하는 노이즈억제부와; 상기 노이즈억제부의 출력을 일측에 입력받고, 삼각파를 타측에 입력받아 비교하여 구형파를 출력하는 비교부와; 상기 비교부의 출력을 일측에 입력받고, 정류부를 통해 정류된 교류전원을 타측에 입력받아 상기 스위치부에 제어신호를 출력하는 스위치제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 전자개폐기의 전원장치.A switch unit configured to receive and switch AC power rectified through the rectifier; A voltage divider for dividing the AC power rectified through the rectifier; A noise suppression unit receiving the output of the voltage divider to suppress noise; A comparator for receiving the output of the noise suppression unit on one side and receiving a triangular wave on the other side to compare and output a square wave; And a switch control unit configured to receive the output of the comparison unit on one side and receive the AC power rectified through the rectifying unit on the other side, and output a control signal to the switch unit. 제1항에 있어서, 상기 비교부는 노이즈억제부의 출력을 제1저항을 통해 부단자에 입력받고, 삼각파발생부로부터 출력되는 삼각파를 제2저항을 통해 정단자에 입력받는 오피엠프와; 상기 오피엠프의 정단자와 부단자 사이에 접속된 커패시터로 구성된 것을 특징으로 하는 전자개폐기의 전원장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the comparing unit comprises: an op amp receiving the output of the noise suppression unit through the first resistor and the triangular wave output from the triangular wave generator into the positive terminal through the second resistor; Power supply of the electronic switch, characterized in that consisting of a capacitor connected between the positive terminal and the negative terminal of the op amp. 제1항에 있어서, 상기 스위치제어부는 비교부의 출력단과 캐소드가 접속된 제1 제너다이오드와; 베이스에 제1,제2저항을 통해 분압된 제1 제너다이오드의 에노드 출력을 입력받고, 이미터가 접지된 트랜지스터와; 에노드가 접지되고, 캐소드가 트랜지스터의 컬렉터에 접속되고, 제3저항을 통해 정류된 교류전원에 접속됨과 아울러 상기 스위치부에 접속된 제너다이오드로 구성된 것을 특징으로 하는 전자개폐기의 전원장치.The display apparatus of claim 1, wherein the switch control unit comprises: a first zener diode to which an output terminal of the comparator and a cathode are connected; A transistor which receives an anode output of the first zener diode divided by the first and second resistors on the base and whose emitter is grounded; And a zener diode connected to the switch, the anode connected to the collector of the transistor, the cathode connected to the rectifier through a third resistor, and the switch unit.
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