KR20050083513A

KR20050083513A - 상 판별기

Info

Publication number: KR20050083513A
Application number: KR1020040012056A
Authority: KR
Inventors: 서재성
Original assignee: 서재성
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2005-08-26
Also published as: KR100583173B1

Abstract

본 발명은 입력되는 교류 3상 전원을 항상 검사하여 상의 방향이 변경되거나 결상이 되는 경우 이를 검출하여 신호를 출력하는 상 판별기에 관한 것으로서, 교류 3상 전원을 입력받아 두 개의 포토커플러(PHOTO COUPLER)로 3상의 방향을 검출하는 상검출부(200)와 한 개의 스위치와 1차 권선을 2개 가진 변압기로 구성되어 결상 검출과 입력전압을 절환할 수 있는 전압절환부(300)와 상검출부(200)에서 검출된 신호를 릴레이를 통해 외부로 출력하는 신호출력부(400)와 회로 전체에 직류전원을 공급하는 전원부(500)로 구성된 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

상 판별기{PHASE DISCRIMINATOR}

본 발명은 상 판별기에 대한 것으로서, 입력되는 교류 3상 전원을 항상 검출하여 상의 방향이 변경되거나 결상이 되는 경우 신호를 출력하여 교류 3상 기기가 역상이나 단상으로 소손되는 것을 방지한다. 일반적인 상 판별기는 OP-AMP(OPERATIONAL AMPLIFIER)나 마이크로 프로세서를 적용하여 가격이 높고 오동작의 우려가 있으며 특히 현재 많이 사용되는 인버터(INVERTER)등의 기기에서 발생하는 고주파 잡음에 취약한 문제가 있고 입력되는 교류 3상 전압에 따라 서로 다른 제품이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 입력되는 교류 3상 전원이 결상이 되거나 상의 방향이 변경되는 경우 출력신호를 발생함으로써 사용자에게 경보를 하거나 교류 3상에서 사용중인 기기를 역상이나 결상으로부터 보호하고 교류 3상 전원의 전압차에 관계없이 사용할 수 있는 상 판별기를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상 판별기는, 입력되는 교류 3상 전원의 두 상에 서로 반대로 연결되어 역상과 정상을 판별하는 두 개의 포토커플러 회로로 구성된 상검출부(200)와 저압과 저압의 2배에 해당하는 고압의 교류 3상 전원 입력에 전압절환을 통해 사용할 수 있도록 절환스위치와 1차 권선을 2개 가진 변압기로 구성된 전압절환부(300)와 상검출부(200)의 신호를 입력받아서 릴레이(RELAY)를 통해 신호를 출력하는 신호출력부(400)와 직류 전원을 공급하는 전원부(500)로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 상술한 내용을 본 발명에 따른 실시예를 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 상 판별기에 대한 구체적인 회로도로서, 입력되는 교류 3상 전원의 상을 각각 R상, S상, T상이라고 할 때 상검출부(200)는 R상과 S상에 연결된 저항 R1과 다이오드(DIODE) D1과 저항 R5와 제 1 포토커플러(202)와 제너 다이오드 ZD1과 저항 R4와 커패시터(CAPACITOR) C2로 구성된 역상 검출 회로와 S상과 R상에 연결된 저항 R2와 다이오드 D2와 저항 R6과 제 2 포토커플러(204)와 제너 다이오드 ZD2와 저항 R3과 커패시터 C1로 구성된 정상 검출 회로로 구분할 수 있는데 두 회로는 동일하고 방향만 반대이며 R상과 S상이 정상적으로 입력되면 두 회로중 한 회로는 반드시 동작해서 출력이 나타나며 두 회로에서 아무런 출력이 나타나지 않는다면 결상으로 판별한다.

상검출부(200)를 정상 검출 회로를 기준으로 동작을 설명하면 R상이 S상보다 120도 위상이 앞서게 되면 전압차에 의하여 R상에서 S상으로 전류가 흐르고 이때 제 2 포토커플러(204)가 동작하게되어 정상 신호가 발생하는데, 저항 R2와 커패시터 C1이 임피던스(IMPEDANCE)로 작용하여 제 2 포토커플러가 동작할 수 있도록 전압을 강하시키고 제 2 포토커플러(204)와 역방향으로 연결된 다이오드 D2는 역전압을 흡수하며 저항 R6은 도통각을 제한하고 제너 다이오드 ZD2는 제 2 포토커플러(204)의 동작 전압을 제한하며 저항 R3은 잔류 전하를 T상으로 바이패스(BY PASS)시켜 2차에 초당 60개의 펄스(PULSE) 형태의 신호를 출력하는데, R상이 S상보다 120도 위상이 늦게되면 전류가 S상에서 R상으로 흘러 제 2 포토커플러(204)는 동작하지 않고 제 1 포토커플러(202)가 동작하여 2차에 역상 신호가 출력된다.

그리고 교류 3상 전원의 T상에 한 단자가 연결되고 R상과 S상중 한 상에 다른 한 단자가 연결되는 전압절환부(300)는 결상이 되면 회로에 직류전원이 공급되지 못해 결상 상태를 출력하게 되며 절환스위치 SW1과 1차 권선이 2개인 변압기 T1로 구성된다.

도 2에 도시된 회로도는, 절환스위치의 동작에 따른 절환 회로의 변화를 설명하는데 절환스위치를 저압으로 선택하면 변압기 T1의 1차 권선 2개가 병렬 회로로 구성되어 임피던스를 구성하는 저항 R2와 커패시터 C2가 S상에 연결되고 고압으로 선택하면 변압기 T1의 1차 권선 2개가 직렬 회로로 구성되고 두 권선의 중점에 저항 R2와 커패시터 C2가 연결되고 S상과 T상의 반전압이 저항 R2와 커패시터 C2에 입력되어 저압과 고압의 전압차가 크지 않아서 회로를 그대로 사용할 수 있다.

그리고 신호출력부(400)는 초기에는 결상 출력인 POWER_DROP을 나타내다가 제 1 포토커플러(202)나 제 2 포토커플러(204)의 신호가 입력되면 동작하는 정상-결상 릴레이 RELAY1 회로와 제 2 포토커플러(204)의 신호가 입력되면 동작하는 정상-역상 릴레이 RELAY2 회로로 구성되는데, 역상 검출 회로인 제 1 포토커플러(202)가 동작하면 VCC에 연결된 저항 R7을 통해 커패시터 C3과 R9로 이루어진 C-R충방전 회로에 1초에 60개의 펄스(PULSE)형태의 신호로 전하가 충전되며 다이오드 D3을 통해 역상-결상 릴레이 RELAY1을 여자시키는 트랜지스터 Q1을 동작시켜 정상을 나타내는 POWER_NORMAL을 출력하게 되고 정상-역상 릴레이 RELAY2는 여자되지 않는다.

또 정상 검출 회로인 제 2 포토커플러(204)가 동작하면 VCC에 연결된 저항 R8을 통해 커패시터 C4과 저항 R10으로 구성된 C-R 충방전 회로에 전하가 충전되면 정상-역상 릴레이 RELAY2를 여자시키는 트랜지스터 Q2를 동작시켜 정상을 나타내는 DIRECTION_CW를 출력하게되고 C-R 충방전 회로의 전하는 다시 다이오드 D4를 통해 커패시터 C6과 저항 R8로 구성된 C-R 충방전 회로를 통해 정상-결상 릴레이 RELAY1을 여자시키는 트랜지스터 Q1을 동작시켜 정상 출력인 POWER_NORMAL을 출력시키는데 커패시터 C6과 저항 R8로 구성된 C-R 충방전 회로는 정상-역상 릴레이 RELAY2가 먼저 여자되어 안정화된 후 정상-결상 릴레이 RELAY1을 여자시키도록 시간을 지연시키는 역할을 한다.

전원부(500)은 전체 회로에 직류전원을 공급한다.

도 3에 도시된 타이밍 차트는 정상-역상 릴레이 RELAY2가 정상출력인 DIRECTION_CW를 출력할 때 입력되는 교류 3상 전원의 R상 신호(A)와 S상 신호(B)와 제 2 포토커플러(204)의 양극(ANDDE) 신호(C)와 커패시터 C4와 R10으로 구성된 C-R충방전 회로의 신호(D)와 트랜지스터 Q2의 베이스(BASE) 신호(E)와 커패시터 C6과 R8로 구성된 C-R 충방전 회로의 신호(F)를 보여준다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 상 판별기는, 교류 3상 전압의 전압차에 관계없이 동일한 제품을 사용할 수 있고 , 전압의 유무로 상 판별이 이루어져 잡음에 강하며 회로가 간단하여 신뢰성이 높고 가격을 저렴하게 만든 발명이다.

도 1은 본 발명의 상 판별기에 대한 구체적인 회로도이며,

도 2는 전압 절환 회로를 설명하기 위한 회로도이며,

도 3은 도 1의 각 지점에 대한 타이밍 차트이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

200 : 상검출부 202 : 제 1 포토커플러

204 : 제 2 포토커플러 300 : 전압절환부

400 : 신호출력부 500 : 전원부

Claims

입력되는 교류 3상 전원의 각각 R상, S상, T상이라고 할 때 R상과 S상에 서로 반대로 연결되어 역상과 정상을 판별하는 두 개의 포토커플러 회로로 구성된 상검출부(200)와 상검출부(200)에 연결된 교류 3상 전원의 두 상중 한 상과 T상에 연결되어 저압과 저압의 2배에 해당하는 고압의 교류 3상 전원의 입력에서 전압절환을 통해 사용할 수 있도록 절환스위치와 1차 권선을 2개 가진 변압기로 구성된 전압절환부(300)와 상검출부(200)의 신호를 입력받아서 릴레이(RELAY)를 통해 신호를 출력하는 신호출력부(400)로 구성된 것을 특징으로 하는 상 판별기.
제 1항에 있어서, R상과 S상에 서로 역방향으로 연결되어 상의 방향을 검출 할 수 있도록 상검출부(200)의 저항 R1과 저항 R2와 커패시터 C1과 커패시터 C2와 제 1 포토커플러(202)와 제너 다이오드 ZD1과 제 2 포토커플러(204)와 제너 다이오드 ZD2로 구성된 것을 특징으로 하는 상 판별기.
제 1항에 있어서, 전압절환부(300)에서 절환스위치 SW1과 1차 권선을 2개 가진 변압기 T1과 저항 R2와 커패시터 C2로 구성된 것을 특징으로 하는 상 판별기