KR200267052Y1

KR200267052Y1 - relay protection circuit using photo sensor

Info

Publication number: KR200267052Y1
Application number: KR2020010038909U
Authority: KR
Inventors: 김종덕
Original assignee: (주)대덕일렉트로닉스
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2002-03-06

Abstract

본 고안은 포토 센서를 이용한 김치냉장고 및 각종 회로기판의 릴레이 보호회로에 관한 것이다. 본 고안에서는 트라이액이라는 일종의 반도체 소자를 전선 대용으로 사용하여 각각의 릴레이 동작시에 순간적으로 전원을 차단시킨 후 릴레이의 접점이 구동되도록 한다. 따라서, 부하에 안정된 전원을 공급할 수 있게 되어 릴레이 접점을 반영구적으로 사용할 수 있게 되며, 회로 기판의 불량을 최소화하고 스파크로 인한 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.The present invention relates to a kimchi refrigerator using a photo sensor and a relay protection circuit of various circuit boards. In the present invention, a kind of semiconductor element called triac is used as a substitute for electric wire so that the contact point of the relay is driven after the power is temporarily cut off during each relay operation. Therefore, it is possible to supply a stable power to the load to be able to use the relay contact semi-permanently, to minimize the defect of the circuit board and to prevent the safety accident due to spark in advance.

Description

Relay protection circuit using photo sensor

본 고안은 김치냉장고 및 코일 및 열선을 부하로 사용하고 그 코일부하의 전원공급을 릴레이 접점으로 공급하는 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부하에 전원을 공급할 때 전기적인 충격(spark, noise등)이 없이 안전하게 릴레이 접점이 동작되며 또한 릴레이 접점으로 인한 불량을 방지하여 릴레이 접점의 수명을 연장하고 더 나아가서 릴레이를 사용한 회로기판 전체의 안전사고 및 불량 발생을 억제하는 릴레이 보호회로에 관한 것이다.The present invention relates to a kimchi refrigerator, a circuit using a coil and a heating wire as a load, and supplying the power supply of the coil load to a relay contact, and more specifically, electric shock (spark, noise, etc.) when supplying power to the load. The present invention relates to a relay protection circuit that safely operates a relay contact and prevents a failure due to the relay contact, thereby extending the life of the relay contact and further suppressing safety accidents and failures of the entire circuit board using the relay.

통상의 상용 전원(AC 220/110V 등)을 사용하는 범퍼, 히터, 조명장치등의 경우에는 자동으로 전원을 온(on),오프(off)하는 경우도 있으나, 회로기판에 릴레이 회로를 취부하여 필요에 따라 릴레이 접점을 이용하여 전원을 온, 오프하는 방식이 사용되기도 한다.Bumpers, heaters, and lighting devices that use ordinary commercial power sources (AC 220 / 110V, etc.) may be turned on or off automatically, but relay circuits may be installed on circuit boards. If necessary, a method of turning on and off the power using a relay contact may be used.

일반적으로 전기회로의 개폐소자로서 널리 사용되는 릴레이 회로는 전기 에너지를 입력으로 하고, 그 출력으로 다른 전기회로의 개폐를 제어하는 기능을 한다. 이러한 릴레이 회로는 접점과 상기 접점에 접촉력을 평등하게 주는 접점 스프링 및 전자석으로 구성되며, 그 구조는 다종 다양하다. 그런데 이러한 접점형 릴레이 회로는 접점의 소모에 의한 접촉력의 변화가 발생되는데, 그 접촉력의 변화가 플랙셔형은 비례적으로 감소하지만 리프트 오프형에서는 스프링의 강성이 낮아 접촉력의 변화가 적다. 이때 접점 개폐시의 충돌 점프백에 따른 접촉의 단속을 바운스라 하며, 이것을 짧은 시간에 끝내도록 하는데는 접촉력을 크게 하는 것이 유효하다.In general, a relay circuit widely used as an opening and closing element of an electric circuit serves as an input of electric energy and controls the opening and closing of another electric circuit with its output. Such a relay circuit is composed of a contact and a contact spring and an electromagnet for equalizing the contact force to the contact, and the structure is various. However, such a contact type relay circuit has a change in contact force due to the consumption of the contact. The change in the contact force decreases proportionally in the flexure type, but the change in the contact force is small in the lift-off type due to the low rigidity of the spring. At this time, the interruption of the contact due to the collision jumpback at the time of contact opening and closing is called bounce, and it is effective to increase the contact force to finish this in a short time.

그러나, 상기와 같은 릴레이 회로를 사용하여 전원을 온, 오프하는 경우, 릴레이 양단에는 항상 +,- 의 전위가 형성된다. 따라서, 릴레이 접점이 붙을 시에 다량의 전기적인 충돌이 발생하여 불꽃(arc)이 튀게 되고, 이로 인해 릴레이 접점의 수명이 단축되고 여러가지 회로적인 불량이 발생되는 문제점이 있다. 또한, 불꽃이 튀는 이러한 아크(ARC)의 발생으로 인하여 주변의 인화성 물질에 치명적인 영향을주어 보다 더 큰 안전사고가 일어날 수 있는 문제점이 우려된다.However, when the power is turned on and off using the relay circuit as described above, potentials of + and-are always formed at both ends of the relay. Therefore, a large amount of electrical collision occurs when the relay contacts are attached, and sparks (arc) splash, which causes a problem of shortening the life of the relay contacts and causing various circuit defects. In addition, there is a concern that a greater safety accident may occur due to the generation of such arcs (ARC), which sparks, may have a fatal effect on surrounding flammable materials.

따라서, 본 고안의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소할 수 있는 릴레이 보호회로를 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a relay protection circuit that can solve the above conventional problems.

본 고안의 다른 목적은, 김치냉장고 등 각종 회로기판에 사용하는 릴레이의 접점이 위험한 전기로부터 보다 안전하게 동작될 수 있도록 하는 릴레이 보호회로에 관한 것이다.Another object of the present invention relates to a relay protection circuit that enables the contacts of relays used in various circuit boards such as kimchi refrigerators to be operated safely from dangerous electricity.

본 고안의 다른 목적은, 릴레이 접점 접촉시 발생되는 전기적인 충격을 방지하여 안전사고를 예방할 수 있도록 하는 릴레이 보호회로를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a relay protection circuit that can prevent a safety accident by preventing an electric shock generated when contacting the relay contact.

상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 고안에서는, 입력 전원 라인과 릴레이 접점 입력단에 트라이액 소자가 직렬로 연결되어 있고, 상기 트라이액 소자의 게이트 단자에는 포토 센서가 연결되어 있으며, 메인 씨피유를 통하여 상기 포토 센서의 발광 다이오드를 제어함으로써 상기 릴레이 접점을 거쳐서 부하에 전원이 공급될 시에 순간적으로 상기 포토 센서가 오프되도록 하여 릴레이 접점의 전원이 차단되도록 함을 특징으로 하는 릴레이 보호회로를 제공한다.In order to achieve the above objects, in the present invention, a triac element is connected in series to an input power line and a relay contact input terminal, a photo sensor is connected to a gate terminal of the triac element, and the photo port is connected through a main CPI. By controlling the light emitting diode of the sensor provides a relay protection circuit characterized in that when the power is supplied to the load via the relay contact to turn off the photo sensor instantaneously to cut off the power of the relay contact.

도 1은 본 고안에 적용되는 일반적인 김치냉장고의 회로도를 나타낸다.1 shows a circuit diagram of a general kimchi refrigerator applied to the present invention.

도 2는 릴레이를 사용하는 회로기판의 일반적인 전원 회로도를 나타낸다.2 shows a general power supply circuit diagram of a circuit board using a relay.

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 릴레이 보호회로를 나타낸다.3 shows a relay protection circuit according to a preferred embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 트라이액 소자 20: 포토 센서10: triac element 20: photo sensor

30: 발광 다이오드30: light emitting diode

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 제시된 도면들을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 고안에 적용되는 일반적인 김치냉장고의 회로도이고, 도 2는 릴레이를 사용하는 회로기판의 일반적인 전원 회로도이다. 그리고, 도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 릴레이 보호회로를 나타낸다.1 is a circuit diagram of a general kimchi refrigerator applied to the present invention, Figure 2 is a general power circuit diagram of a circuit board using a relay. And, Figure 3 shows a relay protection circuit according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 입력 전원에 릴레이 접점이 연결되어 릴레이의 여자 코일(RL1-5)에 정격 전압이 가해지면 릴레이 내부의 철심에 자력이 발생하여 릴레이 접점의 전극이 붙으면서 강한 불꽃이 튀고(spark 및 arc) 전기가 통전된다. 이처럼 전기가 통전된 후에 아크가 너무 심하면 릴레이 접점에 전극이 붙어 여자 코일에 정격의 전압을 차단해도 릴레이는 계속 전기를 공급하는 상태가 되므로 부하에 적지않은 영향을 줄 뿐만 아니라 회로기판으로서의 기능을 상실하게 된다. 한편, 스파크가 심하면 전극이 심하게 부식되어 통전이 되지 않아 부하에 이상적인 전원을 공급할 수 없게 된다.As shown in FIG. 2, when a relay contact is connected to an input power source and a rated voltage is applied to the excitation coil RL1-5 of the relay, a magnetic force is generated in the iron core inside the relay, and a strong spark is attached to the electrode of the relay contact. These sparks and arcs are energized. If the arc is too severe after the electricity is applied, the relay will continue to supply electricity even if the electrode is attached to the relay contact and the excitation coil cuts the rated voltage, thus not only affecting the load but also losing the function as a circuit board. Done. On the other hand, if the spark is severe, the electrode is severely corroded and cannot conduct electricity so that it is impossible to supply an ideal power source to the load.

따라서, 본 고안에서는 이러한 문제점을 해소하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이, 릴레이 접점 입력에 트라이액(triac)(10)의 T1을 연결하고, 입력 전원 라인에 트라이액(10)의 T2를 연결한다. 상기 트라이액(10)은 방향성의 전류 제어가 행하여지는 반도체 제어 부품으로서, 두개의 주전극과 제어 전극인 하나의 게이트를 가진다. 상기 게이트 신호가 없으면 어느 방향으로도 오프가 되지만 게이트 신호가 있으면 주전극의 극성에 관계없이 턴온되는 특성이 있다.Therefore, in order to solve this problem, the present invention connects T1 of the triac 10 to the relay contact input and connects T2 of the triac 10 to the input power line as shown in FIG. 3. do. The triac 10 is a semiconductor control component in which directional current control is performed and has two main electrodes and one gate which is a control electrode. If there is no gate signal, the signal is turned off in any direction, but if there is a gate signal, the gate signal is turned on regardless of the polarity of the main electrode.

상기 트라이액(10)의 게이트(G)는 포토 센서(20)의 출력에 연결되어 있으며, 상기 포토 센서(20)는 보호저항 RL을 통하여 트라이액(10)의 T1에 연결되어 트라이액(10)의 게이트(G)를 제어한다. 그리고, 상기 트라이액(10)의 T1과 T2 사이에는저항(R)과 캐패시터(C)가 직병렬로 연결되어 트라이액(10)의 손실 전압(Risk Voltage)을 방지한다. 그리고, 상기 포토 센서(20)의 입력은 보호저항(Rc)을 거쳐서 Vcc+5v에 연결되어 있으며 또 다른 입력단은 메인 엠피유의 데이터 라인 D7에 연결되어 엠피유의 제어를 받고 있다.The gate G of the triac 10 is connected to the output of the photo sensor 20, and the photo sensor 20 is connected to T1 of the triac 10 through a protection resistor RL to connect the triac 10. Gate G is controlled. In addition, the resistor R and the capacitor C are connected in series and in parallel between T1 and T2 of the triac 10 to prevent a loss voltage of the triac 10. The input of the photo sensor 20 is connected to Vcc + 5v through a protection resistor Rc, and another input terminal is connected to the data line D7 of the main MPU to be controlled by MPU.

상기한 바와 같이, 본 고안에서는 트라이액(10)이라는 반도체 소자를 일종의 전선 대용으로 사용하고, 상기 트라이액(10)에 포토 센서(20)를 부착한다. 그 결과, 각각의 릴레이 회로가 필요에 따라 동작하기 직전에 메인 엠피유의 데이터 라인 D7이 하이(high)(5v)가 되어 상기 포토 센서(20)와 연결되어 있는 발광 다이오드(LED)(30)가 오프되고, 이에 따라 포토 센서(20)의 출력 또한 오프된다. 그리고, 상기 포토 센서(20)의 출력이 오프되면 트라이액(10)의 게이트에 도통 전압이 인가되지 않아 트라이액(10) 또한 오프된다. 이때, 오프 타임은 엠피유의 프로그램으로 결정된다.(약 0.3초 오프)As described above, in the present invention, a semiconductor element called a triac 10 is used as a kind of wire replacement, and the photo sensor 20 is attached to the triac 10. As a result, immediately before each relay circuit operates as necessary, the data line D7 of the main MPU becomes high (5v) so that the light emitting diode (LED) 30 connected to the photo sensor 20 becomes It is turned off, and thus the output of the photo sensor 20 is also turned off. When the output of the photo sensor 20 is turned off, the conduction voltage is not applied to the gate of the triac 10 so that the triac 10 is also turned off. At this time, the off time is determined by the program of MPU (about 0.3 seconds off).

상기와 같은 상태에서 상기 각각의 릴레이(RL1-5)에는 필요에 따라 여자 코일에 정격의 릴레이 구동 전압이 인가되어 릴레이의 접점이 온 상태가 된다(0.25초). 이처럼 릴레이 접점이 온 상태가 된 후 메인 엠피유의 데이터 라인 D7를 통해 포토 센서(20)의 입력에 0v이 인가되면 상기 포토 센서(20)와 연결되어 있는 발광 다이오드(30)가 도통되어 포토 센서(20) 출력이 턴온된다. 이처럼 상기 포토 센서(20)의 출력이 턴온됨에 따라 트라이액(10)의 게이트에 온 전압이 인가되어 트라이액(10) 또한 턴온된다. 그리고, 상기 릴레이(RL1-5) 접점을 통하여 부하에 전원이 인가된다.In the above state, the relay driving voltage of the rated voltage is applied to each of the relays RL1-5 as required, and the relay contacts are turned on (0.25 seconds). After the relay contact is turned on, if 0v is applied to the input of the photo sensor 20 through the data line D7 of the main MPU, the light emitting diode 30 connected to the photo sensor 20 is turned on so that the photo sensor ( 20) The output is turned on. As the output of the photo sensor 20 is turned on, the on voltage is applied to the gate of the triac 10 so that the triac 10 is also turned on. Then, power is applied to the load through the relay RL1-5.

상기한 바와 같이, 본 고안에서는 입력 전원 라인과 릴레이 접점 입력단에 트라이액 이라는 반도체 소자를 직렬로 연결하고, 상기 트라이액의 게이트 단자에 포토 센서를 연결하여 메인 씨피유를 통하여 상기 포토 센서의 발광 다이오드를 제어하도록 함으로써, 릴레이 접점을 거쳐서 부하에 전원을 공급할 시에 순간적으로 포토 센서가 오프되도록 하여 릴레이 접점의 전원을 차단한다. 그 결과, 전원이 차단된 릴레이 접점에는 아무리 부하가 클지라도 스파크 또는 아크와 같은 전기적인 충격이 발생하지 않아 릴레이 접점이 보호되는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, a triac semiconductor device is connected in series to an input power line and a relay contact input terminal, and a photo sensor is connected to a gate terminal of the triac to connect a light emitting diode of the photo sensor through a main CPI. By controlling, the photo sensor is turned off instantaneously when power is supplied to the load via the relay contact to cut off the power supply of the relay contact. As a result, no matter how large the load is, the relay contact is disconnected from the power supply, and thus an electric shock such as a spark or an arc does not occur, and thus the relay contact is protected.

또한, 부하에 안정된 전원을 공급할 수 있어 릴레이 접점을 반 영구적으로 사용할 수 있으며 회로 기판의 불량 및 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, it is possible to supply a stable power to the load can be used for a semi-permanent relay contact, and the effect that can prevent the failure and safety accident of the circuit board in advance.

Claims

A triac element is connected in series to an input power line and a relay contact input terminal, and a photo sensor is connected to a gate terminal of the triac element, and the main LED is controlled by controlling a light emitting diode connected to the photo sensor. And when the power is supplied to the load via a relay contact, the photo sensor is momentarily turned off so that the power of the relay contact is cut off.

The relay protection circuit of claim 1, wherein a gate terminal of the triac element is connected to an output terminal of the photo sensor.

The relay protection circuit according to claim 1, wherein the gate terminal of the triac element is controlled through a protection resistor (RL).

2. The relay protection circuit according to claim 1, wherein a resistor and a capacitor are connected in series between the input power line of the triac element and the relay contact input terminal.

The method of claim 1, wherein the first input terminal of the photo sensor is connected to Vcc + 5 via a protection resistor (RC), and the second input terminal of the photo sensor is connected to the data line of the main MP oil to control the main MP oil. Relay circuit characterized by receiving.