KR20090004262U - Series surge suppression structure - Google Patents
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Abstract
직렬 서지 억제 구조물로서, 주로: 회로 기판으로서, 상기 회로 기판상에는 접지 라인 및 다수의 직류전기인가 회로가 배치되며, 다층 서지 흡수 유닛이 상기 접지 라인 및 다수의 직류전기인가 회로와 직렬로 배치되며, 상기 각각의 서지 흡수 유닛은 접지 라인과 쵸크의 일단부 사이에 병렬로 연결된 층상형 서지 억제 부재를 구비하는 쵸크의 쌍으로 구성되는, 회로 기판; 파워 연결 단자로서, 상기 회로 기판의 일측부에 위치되고 상기 다층 서지 흡수 유닛의 최종 단부에 전기적으로 연결되는, 파워 연결 단자; 그리고 보호 단자로서, 상기 회로 기판의 타측부에 위치되고 상기 다층 서지 흡수 유닛의 다른 측부에서 최종 단부에 전기적으로 연결되는, 보호 단자를 포함하며; 그에 따라, 상기 보호 단자가 통신 회로 또는 전기 설비와의 연결에 이용될 수 있고 상기 파워 연결 단자가 외부 와이어와의 연결을 위해서 이용됨으로써 직렬 연결에 의해서 다층 서지 흡수 보호부를 형성한다. 한편, 파생적인 모듈이 적절히 제조되어 다수 모듈이 함께 연결될 수 있게 하고 3-상(phase) 다층 서지 흡수 보호부로서 이용 확장을 가능하게 하며, 그에 따라 서지를 실질적으로 억제하는 효과를 획득할 수 있는 이용 범위를 확장시킨다.
서지 전류, 낙뢰, 스위칭, 잔류 전압, 잔류 에너지, 회로 보호
As a series surge suppression structure, mainly: a circuit board, a ground line and a plurality of direct current application circuits are disposed on the circuit board, and a multilayer surge absorption unit is disposed in series with the ground line and the plurality of direct current application circuits, Wherein each surge absorption unit is comprised of a pair of chokes having a layered surge suppression member connected in parallel between a ground line and one end of the choke; A power connection terminal, the power connection terminal being located at one side of the circuit board and electrically connected to a final end of the multilayer surge absorption unit; And a protective terminal, the protective terminal being located at the other side of the circuit board and electrically connected to the final end at the other side of the multilayer surge absorption unit; Thus, the protective terminal can be used for connection with a communication circuit or electrical equipment and the power connection terminal is used for connection with an external wire, thereby forming a multilayer surge absorption protection by series connection. Derivative modules, on the other hand, can be suitably manufactured to enable multiple modules to be connected together and to expand their use as a three-phase multilayer surge absorption protection, thereby achieving the effect of substantially suppressing surges. Expand your reach.
Surge current, lightning, switching, residual voltage, residual energy, circuit protection
Description
본 고안은, 보호되는 설비로 유입되는 서지의 잔류 전압 및 잔류 에너지가 상당량(substantially) 감소되어 완전한 보호 효과를 얻을 수 있도록 하기 위해서, 클램프 전압 및 에너지 저장 방법을 이용하는 직렬 서지 억제 구조물에 관한 것이다. 본 고안에 의해서 실용화되는 특정 회로는 전원 입력/출력 단자 및 신호 입력/출력 단자에 적용될 수 있을 것이다. 본 고안에 따른 특정 회로는 서지 억제에 있어서 종래의 회로 보다 우수한 보호 효과를 가질 것이다. The present invention relates to a series surge suppression structure using a clamp voltage and energy storage method in order to achieve a substantial protective effect on the residual voltage and residual energy of the surge entering the protected installation. The specific circuit implemented by the present invention may be applied to a power input / output terminal and a signal input / output terminal. Certain circuits according to the present invention will have a better protective effect than conventional circuits in surge suppression.
일반적으로, 서지는 두가지 원인(sources)에 기인하는데: 그중 하나는 뇌운 방전(thunder cloud discharge)으로부터 발생되는 낙뢰(lightning) 서지이고, 다른 하나는 파워 시스템 설비의 스위칭 작동으로부터 발생되는 스위칭 서지이다. 서지 자체는 순간적인 고전압, 큰 전류 및 큰 에너지라는 특성을 가지며; 서지 전압은 수백 kV 까지 높을 수 있으며 방전 전류 역시 수십 kA 까지 높을 수 있다. 또한, 서지 파형(waveform)의 상승 시간이 마이크로초 단위(microsecond level)이고 지속 시간이 10 마이크로초 단위이기 때문에, 서지는 전자 설비에 잠재적으로 위험한데, 이는 뇌운에서 뇌운 방전으로 또는 뇌운에서 지상 방전으로 발생된 유도 서지 전압 이든지, 또는 파워 시스템 설비 자체의 작동으로 인해서 발생되는 스위칭 서지 전압이든지 간에 마찬가지이다. 서지에 의한 침입이 있는 동안에, 전자 설비, 파워 설비 또는 통신 설비의 작동은 불안정할 것이며, 심지어는 오작동(감도 간섭; susceptibility interference)을 유발할 수 있으며, 가장 심각한 상황으로서 단자 부재, 전자 설비, 파워 설비 및 통신 설비의 손상(취약성 간섭; vulnerability interference)을 초래할 수 있다. 그에 따라, 설비를 손상으로부터 보호하기 위해서, 대부분의 전자 설비, 통신 설비 및 파워 설비들은 서지 흡수장치를 채용하고 추가로 구비하고 있다. In general, surges are due to two sources: one of which is a lightning surge resulting from a thunder cloud discharge, and the other is a switching surge resulting from the switching operation of a power system installation. The surge itself has the characteristics of instantaneous high voltage, large current and large energy; Surge voltages can be as high as hundreds of kV and discharge currents can be as high as tens of kA. In addition, because the rise time of the surge waveform is microsecond level and the duration is 10 microseconds, the surge is potentially dangerous for electronic equipment, which is from thundercloud to thundercloud discharge or ground discharge in thundercloud. This is true whether the induced surge voltage is generated by or the switching surge voltage generated by the operation of the power system installation itself. During surge intrusions, the operation of electronic equipment, power equipment or communication equipment will be unstable and may even cause malfunctions (susceptibility interference), the most serious of which is terminal members, electronic equipment, power equipment. And damage to the communication facility (vulnerable interference). Accordingly, in order to protect the equipment from damage, most electronic equipment, communication equipment and power equipment employ and additionally include surge absorbers.
일반적으로, 통상적인 서지 억제는 가스 튜브 또는 금속 산화물 바리스터(MOV) 서지 억제 부재를 채용함으로써 달성되며, 그러한 것을 이용하는 기술은 대부분 병렬 모드 연결 방식을 채용한다. 그러나, 사실상, 상기 방식은 서지 전류의 방전을 위한 효과적인 프로세스를 여전히 제공하지 못하며; 여전히 잔류 서지 전류가 보호되는 설비로 유동되어 상당한 손상을 일으킬 수 있을 정도로 그 보호 효과는 크지 못하다. 특히, 몇몇 고가의 설비는 가격이 각각 수천만 내지 일억 달러에 달하기도 하며, 양호한 보호가 제공되지 못한다면, 그 손상은 매우 심각할 것이고 일단 서지에 의해서 공격받는다면 그 손상을 산정하는 것도 불가능할 수 있을 것이다. In general, conventional surge suppression is achieved by employing a gas tube or metal oxide varistor (MOV) surge suppression member, and the techniques using such employ mostly parallel mode connection schemes. In practice, however, this approach still does not provide an effective process for the discharge of surge currents; The protective effect is not large enough that the residual surge current still flows into the protected plant and can cause significant damage. In particular, some expensive installations can cost tens of millions to $ 100 million each, and if good protection is not provided, the damage will be very serious and once it is attacked by a surge it may be impossible to estimate the damage. .
서지 억제 부재만이 단순하게 사용되는 현재의 서지 억제 방법을 개선하기 위해서, 보호되는 설비내로 유입되는 잔류 에너지를 실질적으로 감소시킬 수 있고 전술한 종래의 서지 억제 방법으로부터 발생되는 결점을 극복할 수 있는 본 고안이 제안된다. 본 고안은 서지에 대한 에너지 프로세스를 취하며; 다시 말해 서지 전압 및 방전 전류가 동시에 프로세싱되어 서지의 잔류 에너지 및 전류 전압을 효과적으로 감소시킴으로써 실질적인 서지 억제 효과를 획득할 수 있다. In order to improve the current surge suppression method in which only the surge suppression element is simply used, it is possible to substantially reduce the residual energy introduced into the protected equipment and to overcome the drawbacks arising from the conventional surge suppression method described above. The present invention is proposed. The present invention takes an energy process for surges; In other words, the surge voltage and the discharge current can be processed simultaneously to effectively reduce the residual energy and current voltage of the surge to obtain a substantial surge suppression effect.
전술한 목적들을 달성하기 위해서, 본 고안은 직렬 서지 억제 구조물을 제안하며, 상기 직렬 서지 억제 구조물은, 주로(mainly):In order to achieve the above objects, the present invention proposes a series surge suppression structure, the series surge suppression structure mainly comprising:
회로 기판으로서, 상기 회로 기판상에는 접지 라인 및 다수의 직류전기인가 회로(galvanization circuits)가 배치되며, 다층(multilayer) 서지 흡수 유닛이 상기 접지 라인 및 다수의 직류전기인가 회로와 직렬로 배치되며, 상기 각각의 서지 흡수 유닛은 접지 라인과 쵸크(choke)의 일단부 사이에 병렬로 연결된 층상형 서지 억제 부재를 구비하는 쵸크의 쌍으로 구성되는, 회로 기판;A circuit board, wherein a ground line and a plurality of galvanization circuits are disposed on the circuit board, and a multilayer surge absorption unit is disposed in series with the ground line and the plurality of direct current application circuits. Each surge absorption unit is a layered surge connected in parallel between the ground line and one end of the choke. A circuit board composed of a pair of chokes having a suppression member;
파워 연결 단자로서, 상기 회로 기판의 일측부에 위치되고 상기 다층 서지 흡수 유닛의 최종 단부에 전기적으로 연결되는, 파워 연결 단자; 그리고A power connection terminal, the power connection terminal being located at one side of the circuit board and electrically connected to a final end of the multilayer surge absorption unit; And
보호 단자로서, 상기 회로 기판의 타측부에 위치되고 상기 다층 서지 흡수 유닛의 다른 측부에서 최종 단부에 전기적으로 연결되는, 보호 단자를 포함하며; A protective terminal, the protective terminal being located at the other side of the circuit board and electrically connected to a final end at the other side of the multilayer surge absorption unit;
그에 따라, 상기 보호 단자가 통신 회로 또는 전기 설비와의 연결에 이용될 수 있고 상기 파워 연결 단자가 외부 와이어와의 연결을 위해서 이용됨으로써, 직렬 연결에 의해서 다층 서지 흡수 보호부를 형성한다. 한편, 파생적인 모듈(derivative module)이 적절히 제조되어 다수 모듈이 함께 연결될 수 있게 하고 3-상(phase) 다층 서지 흡수 보호부로서 이용 확장을 가능하게 하며, 그에 따라 서지를 실질적으로 억제하는 효과를 획득할 수 있는 이용 범위를 확장시킨다. Thus, the protective terminal can be used for connection with a communication circuit or electrical equipment and the power connection terminal is used for connection with an external wire, thereby forming a multilayer surge absorption protection by series connection. Derivative modules, on the other hand, are suitably manufactured to enable multiple modules to be connected together and to extend their use as a three-phase multilayer surge absorption protection, thereby substantially suppressing surges. Extend the range of available use.
가장 중요한 것은, 본 고안이 적용되는 경우에, 서지 억제 효과를 정확하게 계산할 수 있을 뿐만 아니라 주문에 따라 제품을 제조할 수 있다는 것이며, 그에 따라 본 고안에 따른 서지 억제 구조물은 다양한 통신 회로 및 전기 설비에서 널리 이용될 수 있고, 서지 침입에 따른 손상을 효과적으로 방지할 수 있으며, 장치류가 정상적인 작동을 유지할 수 있게 허용하며, 그리고 그 용도를 확장할 수 있게 허용한다. Most importantly, when the present invention is applied, it is possible not only to accurately calculate the surge suppression effect but also to manufacture the product on demand, so that the surge suppression structure according to the present invention can be used in various communication circuits and electrical installations. It can be widely used, effectively prevent the damage caused by surge intrusion, allow the apparatus to maintain normal operation, and expand its use.
첨부 도면들 및 이하의 설명을 참조하면, 본 고안을 보다 완전히 이해할 수 있을 것이다. With reference to the accompanying drawings and the following description, the present invention may be more fully understood.
도 1 내지 도 7을 참조한다. 직렬 서지 억제 구조물은, 주로:See FIGS. 1 to 7. Series surge suppression structures, mainly:
회로 기판(8)으로서, 상기 회로 기판상에는 접지 라인(6) 및 다수의 직류전기인가 회로(4)가 배치되며, 다층 서지 흡수 유닛(7)이 상기 접지 라인(6) 및 다수의 직류전기인가 회로(4)와 직렬로 배치되며, 상기 각각의 서지 흡수 유닛(7)은 접 지 라인(6)과 쵸크(2)의 일단부 사이에 병렬로 연결된 층상형 서지 억제 부재(1)를 구비하는 쵸크(2)의 쌍으로 구성되는, 회로 기판(8);As the
파워 연결 단자(81)로서, 상기 회로 기판(8)의 일측부에 위치되고 상기 다층 서지 흡수 유닛(7)의 최종 단부에 전기적으로 연결되는, 파워 연결 단자(81); 그리고A power connection terminal (81), which is located at one side of the circuit board (8) and electrically connected to a final end of the multilayer surge absorption unit (7); And
보호 단자(82)로서, 상기 회로 기판(8)의 타측부에 위치되고 상기 다층 서지 흡수 유닛(7)의 다른 측부에서 최종 단부에 전기적으로 연결되는, 보호 단자(82)를 포함하며; A protective terminal (82), comprising a protective terminal (82), which is located on the other side of the circuit board (8) and is electrically connected to the final end on the other side of the multilayer surge absorption unit (7);
그에 따라, 상기 보호 단자(82)가 통신 회로(51)(도 7에 도시된 바와 같음) 또는 전기 설비(52)(도 2에 도시된 바와 같음)와의 연결에 이용될 수 있고, 상기 파워 연결 단자(81)가 외부 와이어와의 연결을 위해서 이용됨으로써, Accordingly, the
상기 회로 기판(8) 상의 상기 다층 서지 흡수 유닛(7)이 외부 와이어와 통신 회로(51) 사이에서 직렬로 배치될 수 있게 허용하고 또는 상기 전기 설비(52)가 다층 서지 흡수 보호부를 형성할 수 있게 허용한다. Allow the multilayer
특히, 그러한 종류의 직렬 서지 억제 방법에 따라서, 서지 억제 부재(1)(MOVs) 및 서지 흡수 유닛(7)내의 쵸크(2)는 잔류 전압 및 잔류 에너지를 감소시키기 위해서 이용될 수 있도록 다층 클램프 전압 및 탱크 회로를 구성할 수 있으며, 그에 따라 상당한 서지 감소 효과를 달성할 수 있고, 설비를 정확하고 효과적으로 보호하여 서지 침입에 따른 손상을 방지할 수 있으며, 장치류 또는 설비가 정상적인 작동을 유지할 수 있게 한다. In particular, according to that kind of series surge suppression method, the surge suppression member 1 (MOVs) and the
실질적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 직류전기인가 회로(4)는 두개이나, 이론적으로는 둘 이상일 수 있다. 또한, 각 층에서의 서지 억제 부재(1)는 델타(delta) 타입 배치를 가질 것이나, 그들은 Y-타입 배치도 가질 수 있을 것이다. Substantially, as shown in Fig. 2, there are two direct
그외에도, 도 1에 도시된 바와 같이, 서지 억제 부재(1) 및 쵸크(2)는 교번적 순서(alternate permutation)로 회로 기판(8) 상에서 서로 이격되어 배치된다. 이외에도, 도 3에 도시된 바와 같이, 쵸크(2)들만이 회로 기판(8)의 중간 부분 상에서 거리를 두고 배치될 수 있으며 각각의 서지 억제 부재(1)들은 회로 기판(8)의 두 측부 상에서 거리를 두고 배치될 수 있다. 그렇지 않다면, 도 4에 도시된 바와 같이, 서지 억제 부재들은 회로 기판(8)의 중간 부분 상에서 거리를 두고 배치되도록 허용되며 각 쵸크(2)들은 회로 기판(8)의 두 측부 상에서 거리를 두고 배치된다. In addition, as shown in FIG. 1, the
본 고안의 구조물은 사실상 매우 실용적이며 매우 양호한 서지 억제 효과를 가지며; 작동 전압(AC 및 DC 포함) 및 작동 전류가 상이한 다양한 여러가지 전자 설비 또는 통신 설비에서 널리 적용될 수 있을 것이다. 또한, 구조물의 전체적인 계획 디자인(entire planning design) 하에서, 이하의 구체적인 수학식을 계산함으로써 대응하는 제품이 제조될 수 있다는 것이 중요하며, 이때 본 고안은 다양한 용도 요건에 대해서 최상의 서지 억제 효과를 실질적으로 제공한다. The structure of the present invention is in fact very practical and has a very good surge suppression effect; It may be widely applied in a variety of different electronic or communication facilities where the operating voltage (including AC and DC) and the operating current are different. In addition, it is important that under the overall planning design of the structure, corresponding products can be manufactured by calculating the following specific equations, wherein the present invention substantially provides the best surge suppression effect for various application requirements. to provide.
도 2를 다시 참조한다. 연속적인 직렬 연결에 의해서 서지 억제 부재(1)(MOVs)의 다수 세트를 쵸크(2)에 커플링함으로써 회로가 구성되며, 이때 다수의 서지 억제 부재(1)는 다수의 직류전기인가 회로(4)와 직렬로 연결된 쵸크(2)와 접지 라인(6)의 상대적인 연결 지점(21)에 다층 타입에 의해서 거리를 두고 병렬로 연결되고, 그리고 L-N, L-G 및 N-G까지 연장되어 밸런스 구조(balance structure)를 형성한다. 이러한 도면에서, 각 층에서 서지 억제 부재(1)는 델타 타입 배치를 가질 수 있으며(그러나, Y-타입 배치를 가질 수도 있다); 범용적(general) 전기 설비(52) 또는 그와 유사한 설비에 대한 보호부로서 이용하기 위해서, 층들을 함께 조합함으로써 AC 저전압 단일 상(single phase) 설비에 적용될 수 있을 것이다. Reference is made again to FIG. 2. A circuit is constructed by coupling a plurality of sets of surge suppression members 1 (MOVs) to the
이외에도, 도 5에 도시된 바와 같이, 사용자가 선택하여 전기 설비의 다른 여러가지 파워 스펙(specification)과 조합할 수 있게 허용하기 위해서, 도 2에 도시된 본 고안의 회로는 일반적인 표준 스펙에 의해서 모듈형 제품으로 제조될 수 있을 것이다. 예를 들어, 모듈형 제품은, 파워 반응기를 낙뢰 보호부에 커플링함으로써 실질적으로 이용될 수 있을 것이고 또는 AC 고전압 3-상 설비에 대한 보호부로서 이용될 수 있을 것이다. In addition, as shown in FIG. 5, the circuit of the present invention shown in FIG. 2 is modular in accordance with the general standard specification in order to allow the user to select and combine it with various other power specifications of the electrical installation. May be made into a product. For example, the modular product may be used substantially by coupling the power reactor to lightning protection or may be used as protection for AC high voltage three-phase installations.
도 1, 도 2 및 도 5를 다시 참조한다. 도 5는 도 2에 도시된 회로로부터 제조된 모듈형 제품의 파생적인 적용(derivative application)을 개략적으로 도시한 도면이다. 각 모듈(9)은 접지 라인(6) 및 다수의 직류전기인가 회로(4)가 배치된 회로 기판(8)에 의해서 구성되며, 다층 서지 흡수 유닛(7)이 상기 접지 라인(6)과 상기 직류전기인가 회로(4) 상에 배치된다. 파워 연결 단자(81)는 각 모듈(9)의 일측부에 배치되고, 보호 단자(82)는 각 모듈(9)의 타측부에 배치되며; 상기 파워 연결 단자(81)는 또한 회로 기판(8)의 일측부상에 배치되고 다층 서지 흡수 유닛(7)의 최종 단부와 전기적으로 연결되며, 상기 보호 단자(82)는 또한 상기 회로 기판의 타측부상에 배치되고 상기 다층 서지 흡수 유닛(7)의 타측부의 마지막 단부와 전기적으로 연결된다. Reference is again made to FIGS. 1, 2 and 5. FIG. 5 is a schematic illustration of a derivative application of a modular product made from the circuit shown in FIG. 2. Each
도 6을 참조한다. 본 고안이 실제로 적용될 때, 3개의(또는 그 보다 많은) 모듈들이 병렬로 배치되고, 보호 단자들은 그 보호단자들을 델타 타입과 연결함으로써 배치되고 그리고 전기 설비(52)에 연결되며, 또한 파워 연결 단자(81)들은 그 파워 연결 단자들을 델타 타입과 함께 연결함으로써 배치되고 그리고 외부 와이어에 연결된다. 그 후에, 전술한 구조물이 3-상 직렬-연결 다층 서지 흡수 보호부로서 이용될 수 있다. 델타 타입이 도면에 도시되어 있으나, 전술한 구조물은 Y-타입 배치를 가질 수도 있을 것이다. See FIG. 6. When the present invention is actually applied, three (or more) modules are arranged in parallel, the protective terminals are arranged by connecting the protective terminals with the delta type and connected to the
본 고안이 서지 억제 효과를 어떻게 정확하게 계산하는지에 대해서 그리고 고객의 주문(costomization)에 따른 실질적인 요건에 맞는 제품을 제조하는 방법에 대해서 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 식에 대한 수학적 계산이 원활하게 실시될 수 있도록, 이하의 설명 중에 어떠한 대응 요소 표시(any corresponding element natation)도 표기(mark)되지 않을 것이다. 그러한 것은 여기에서 설명된다. More specifically how the present invention calculates the surge suppression effect and how to manufacture a product that meets the practical requirements of the customer's costomization is as follows. In order that the mathematical calculations on the equations can be carried out smoothly, no corresponding element natation will be marked in the following description. Such is described herein.
이외에도, 수학적 계산의 실시에 대한 간편한 예를 제공하기 위해서, 도 7에 도시된 본 고안에 따른 가장 기본적인 회로를 특별히 이용하여 설명하였다. 도 7에 도시된 바와 같이 연속적인 직렬 연결부에 의해서 다수의 서지 억제 부재(MOVs)를 쵸크(2)에 커플링함으로써 회로가 유사하게 구성되며, 이때 서지 억제 부재(1)(MOVs) 및 쵸크(2)의 동일한 스펙이 유사하게 적용될 것이다. 회로는 통신 회로(51) 및 그와 유사한 설비들에 대한 보호를 위해서 적용될 수 있을 것이다. In addition, in order to provide a simple example of the implementation of the mathematical calculation, the most basic circuit according to the present invention shown in FIG. The circuit is similarly constructed by coupling a plurality of surge suppression members (MOVs) to the
상기 도면에서 보호되는 설비의 두 단부에서의 잔류 전압 및 잔류 에너지는 이하의 수학적 표현으로서 표시될 수 있을 것이다. The residual voltage and residual energy at the two ends of the plant to be protected in this figure may be represented by the following mathematical expression.
본 고안에 따른 방법의 수학적인 이론적 추론은 각 층에서 사용된 쵸크들 및 MOVs의 스펙이 동일하다는 가정을 기초로 한다. 서지 전류의 약 50%가 MOVs로 유입되고 서지 전류의 나머지 50%가 쵸크들로 유입된다. The mathematical theoretical inference of the method according to the present invention is based on the assumption that the specifications of the chokes and MOVs used in each layer are the same. About 50% of the surge current flows into the MOVs and the remaining 50% of the surge current flows into the chokes.
그에 따라, i=i1 '+i1=2i1,(i1'=i1), i1'=i2+i2'=2i2, (I2'=i2)----가 된다.Accordingly, i = i 1 ' + i 1 = 2i 1 , (i 1 ' = i 1 ), i 1 '= i 2 + i 2 ' = 2i 2 , (I 2 '= i 2 ) ---- Becomes
도 7에 도시된 전류로 유입되는 서지 전류는 i=i1'+i1 이고, 이때 도면에 표시된 대응 지점들(P1~P10)은 각각 다음과 같다. 즉:The surge current flowing into the current shown in FIG. 7 is i = i 1 '+ i 1 , and the corresponding points P1 to P10 shown in the drawing are as follows. In other words:
P1은 제 1 층의 클램핑 전압(Vc1)을 나타내고, i1'는 MOV를 통해서 유동하는 서지 전류이다. P1 represents the clamping voltage V c1 of the first layer, i 1 ′ is the surge current flowing through the MOV.
P2, P3는 제 1 층의 쵸크의 두 단부들 사이의 전압을 각각 나타낸다(2VL1 =2L1 x di1/dt).P2, P3 represent the voltage between the two ends of the choke of the first layer, respectively (2V L1 = 2L 1 x di 1 / dt).
P4는 제 2 층의 클램핑 전압(Vc2)을 나타내고, i2' 는 MOV를 통해서 유동하는 서지 전류이다.P4 represents the clamping voltage V c2 of the second layer and i 2 ′ is the surge current flowing through the MOV.
P5, P6은 제 2 층의 쵸크의 두 단부들 사이의 전압을 각각 나타낸다(2VL2 =2L2 x di2/dt).P5, P6 represent the voltage between the two ends of the choke of the second layer, respectively (2V L2 = 2L 2 x di 2 / dt).
P7은 n번째 층의 클램핑 전압(Vcn)을 나타내고, in' 은 MOV를 통해 유동하는 서지 전류이다.P7 represents the clamping voltage (V cn ) of the nth layer, i n 'is the surge current flowing through the MOV.
P8, P9는 n번째 층의 쵸크의 두 단부들 사이의 전압을 각각 나타낸다(2VLn=2Ln x din/dt).P8 and P9 represent the voltage between the two ends of the choke of the nth layer, respectively (2V Ln = 2L n x di n / dt).
P10은 보호되는 설비의 두 단부 사이의 잔류 서지 전압을 나타낸다.P10 represents the residual surge voltage between the two ends of the plant to be protected.
VC1=2VL1+ VC2 V C1 = 2 V L1 + V C2
VC2=2VL2+ VC3 V C2 = 2 V L2 + V C3
: :
: :
VCn=2VLn+ VCn+1 V Cn = 2V Ln + V Cn + 1
그리고And
VL1 =(L x di1/dt)=(1/2)1 x (L x di/dt)V L1 = (L x di 1 / dt) = (1/2) 1 x (L x di / dt)
VL2 =(L x di2/dt)=(1/2)2 x (L x di/dt)V L2 = (L x di 2 / dt) = (1/2) 2 x (L x di / dt)
: :
: :
VLn =(L x din/dt)=(1/2)n x (L x di/dt) V Ln = (L x di n / dt) = (1/2) n x (L x di / dt)
그에 따라, 제 1 층의 MOV의 클램핑 전압(VC1)의 수학적 표현은 다음과 같다:Accordingly, the mathematical representation of the clamping voltage V C1 of the MOV of the first layer is as follows:
VC1 =2VL1 +2VL2 +-----+2VLn +VCn+1 V C1 = 2V L1 + 2V L2 + ----- + 2V Ln + V Cn + 1
VC1 =2(VL1 +VL2 +-----+VLn)+VCn+1 V C1 = 2 (V L1 + V L2 + ----- + V Ln ) + V Cn + 1
VCn+1 =VC1- 2(VL1 +VL2 +----+VLn ) V Cn + 1 = V C1 - 2 (V L1 + V L2 + ---- + V Ln)
VCn+1 =VC1- 2(L x di1/dt+L x di2/dt+-----+L x din/dt) V Cn + 1 = V C1 - 2 (L x di 1 / dt + L x di 2 / dt + ----- + L x di n / dt)
VCn+1 =VC1-2[(1/2) x (L x di/dt+(1/2)2 x L x di/dt+--+(1/2)n x L x di/dt)] V Cn + 1 = V C1 -2 [(1/2) x (L x di / dt + (1/2) 2 x L x di / dt +-+ (1/2) n x L x di / dt) ]
VCn+1 =VC1-2L x di/dt[(1/2)+(1/2)2 +---+(1/2)n ]V Cn + 1 = V C1 -2L x di / dt [(1/2) + (1/2) 2 + --- + (1/2) n ]
VCn+1 =VC1-2L x di/dt[2-(1/2)n ]V Cn + 1 = V C1 -2L x di / dt [2- (1/2) n ]
그에 따라 다음을 얻을 수 있다:As a result, you get:
[수학식 1][Equation 1]
VV Cn+1Cn + 1 = V = V C1C1 -[4-(1/2) -[4- (1/2) n-1n-1 ](L x di/dt) (L x di / dt)
n=1 일때, VCn+1 = VC1 -3(L x di/dt)이고; n=∞ 일때, VCn+1 =VC1 -4(L x di/dt) 이다. 제 1 층의 클램핑 전압(VC1) 및 n번째 층의 클램핑 전압(VCn+1)(즉, 보호 설비의 두 단부 사이의 잔류 서지 전압)이 VC1 - 3(L x di/dt)와 VC1-4 (L x di/dt) 사이에 놓인다.is when n = ∞, V Cn + 1 = V C1 -4 (L x di / dt); n = 1 when, V Cn + 1 = V C1 -3 (L x di / dt) and. The clamping voltage (V C1 ) of the first layer and the clamping voltage (V Cn + 1 ) of the nth layer (ie, the residual surge voltage between the two ends of the protective installation) are equal to V C1-3 (L x di / dt). It lies between V C1 -4 (L x di / dt).
수학식 (1)로부터, 인덕턴스(L) 및 서지 방전 전류가 음의 관계(negative relationship)를 형성한다. 보호되는 설비의 두 단부 사이의 잔류 서지 전압은 서지 전류가 증대됨에 따라서 낮아진다. 그에 따라, 이러한 방법은 종래의 방법 보다 서지 전압을 보다 더 억제할 수 있다. From Equation (1), the inductance L and the surge discharge current form a negative relationship. The residual surge voltage between the two ends of the protected equipment is lowered as the surge current increases. Thus, this method can further suppress the surge voltage than the conventional method.
도 7에서 서지 전류가 침입하였을 때 흡수되는 에너지(Eabsorb)는 상기 방법에 따라 다음과 같이 수학적으로 표현될 수 있다:Energy (E absorb) to be absorbed even when hayeoteul surge current penetrates from 7 may be in accordance with the method expressed mathematically as:
Eabsorb =E absorb =
(i1')2R +2(1/2)L(i1)2 +(i2')2R +2(1/2)L(i2)2 +---+(in')2R +2(1/2)L(in)2 (i 1 ') 2 R +2 (1/2) L (i 1 ) 2 + (i 2 ') 2 R +2 (1/2) L (i 2 ) 2 + --- + (i n ' ) 2 R +2 (1/2) L (i n ) 2
=R x [(i1')2R +(i2')2+---(in'2]+L[(i1)2 +(i2)2 +----+(in)2 ] 이다.= R x [(i 1 ') 2 R + (i 2 ') 2 + --- (i n ' 2 ] + L [(i 1 ) 2 + (i 2 ) 2 + ---- + (i n ) 2 ].
i=i1' + i1 (i1' = i1), i1' = i2+i2'(i2' = i2), ----- 이기 때문에,i = i 1 '+ i 1 (i 1 ' = i 1 ), i 1 '= i 2 + i 2 ' (i 2 '= i 2 ), -----
E absorb = R x (i1')2+1/2(i1')2+(1/2)2(i1')2+---+(1/2)n(i1')2]+ 2 x (1/2)L[(i1)2 +1/2(i1)2 +(1/2)2(i1)2+---+(1/2)n (i1)2 ]E absorb = R x (i 1 ') 2 +1/2 (i 1 ') 2 + (1/2) 2 (i 1 ') 2 + --- + (1/2) n (i 1 ') 2 ] + 2 x (1/2) L [(i 1 ) 2 +1/2 (i 1 ) 2 + (1/2) 2 (i 1 ) 2 + --- + (1/2) n ( i 1 ) 2 ]
= (R+L)[(i1')2+1/2(i1')2+(1/2)2(i1')2+---+(1/2)n (i')2] = (R + L) [(i 1 ') 2 +1/2 (i 1 ') 2 + (1/2) 2 (i 1 ') 2 + --- + (1/2) n (i' ) 2 ]
= (R+L)[(i1)2 +1/2(i1 )2 +(1/2)2(i1 )2 +---+(1/2)n (i1 )2 ]= (R + L) [(i 1 ) 2 +1/2 (i 1 ) 2 + (1/2) 2 (i 1 ) 2 + --- + (1/2) n (i 1 ) 2 ]
= (R+L) (i1')2+ x [1+1/2+(1/2)2 +---+(1/2)n ] 이다.= (R + L) (i 1 ') 2 + x [1 + 1/2 + (1/2) 2 + --- + (1/2) n ].
다음과 결과가 최종적으로 얻어진다:The following results are finally obtained:
[수학식 2][Equation 2]
EE absorb absorb =(R+L)(i= (R + L) (i 1One )) 22 [2-(1/2) (2- (1/2) nn ] ]
n=1 일때, Eabsorb =1.5(R+L)(i1)2 이고; n=∞ 일때, Eabsorb =2(R+L)(i1)2 이다. 본 고안의 방법에 따라, 서지가 침입할 때 흡수되는 에너지는 1.5(R+L)(i1)2 와 2(R+L)(i1)2 사이에 놓인다. when n = 1, E absorb = 1.5 (R + L) (i 1 ) 2 ; When n = ∞, E absorb = 2 (R + L) (i 1 ) 2 . According to the method of the present invention, the energy absorbed when the surge intrudes is 1.5 (R + L) (i 1 ) 2 and 2 (R + L) (i 1 ) lies between 2
그에 따라, 다음 결과가 얻어진다.Thus, the following results are obtained.
보호되는 설비의 잔류 에너지 = Residual energy of protected equipment =
총 서지 에너지 - 흡수된 침입 에너지Total Surge Energy-Absorbed Penetration Energy
[수학식 3][Equation 3]
EE remnantremnant =E = E totalsurgetotalsurge -E -E absorb absorb
본 고안의 직렬 서지 억제 구조물로부터 발생되는 서지 억제 효과가 보호 설비의 두 단부 사이의 잔류 서지 전압을 알기 위한 전술한 수학식 (1), 수학식 (2) 및 수학식 (3)으로부터 명백하게 유도될 수 있기 때문에, 보호되는 설비의 잔류 에너지를 분명히 알 수 있을 것이며, 그에 따라, 종래 방법의 단점을 개선할 수 있을 것이다. The surge suppression effect generated from the series surge suppression structure of the present invention can be clearly derived from the above equations (1), (2) and (3) to know the residual surge voltage between the two ends of the protective installation. As can be seen, the residual energy of the protected equipment will be clearly seen, thereby improving the disadvantages of the conventional process.
또한, 도 7이 본 고안에 따른 가장 기본적인 회로를 도시하고 있기 때문에, 도 2는 접지 라인이 부가된 도 7에 도시된 회로의 파생적인 적용예를 도시하며, 도 5 및 도 6 각각은 도 2에 도시된 회로의 넓은 파생적 적용예를 추가적으로 도시하며, 이때 작동 방식 및 이론은 모두 동일하다. In addition, since FIG. 7 shows the most basic circuit according to the present invention, FIG. 2 shows an alternative application of the circuit shown in FIG. 7 with a ground line added, and FIGS. 5 and 6 respectively show FIG. 2. It further shows the broad derivative application of the circuit shown in the above, in which both the manner of operation and the theory are the same.
그에 따라, 역방향 적용(reverse application) 및 수학식 (1), (2) 및 (3)의 추론(deduction)을 통해서 주문에 맞출 수 있으며; 실질적인 요구에 맞춰 제품을 생산하기 위해서 얼마나 많은 쵸크(2)의 층 및 각 쵸크의 인덕턴스(L)의 스펙 및 값이 필요한가는 통신 설비나 전기 설비의 여러가지 파워 전압(AC 및 DC 포함) 및 로드 전류(load current) 요건에 따른 단순한 변환을 통해서 알 수 있을 것이다. Accordingly, it is possible to tailor the order through reverse application and deduction of equations (1), (2) and (3); How many layers of choke (2) and specifications and values of the inductance (L) of each choke are needed to produce the product to meet the actual needs? The various power voltages (including AC and DC) and the load current of the communication or electrical installation This can be seen through a simple transformation according to the load current requirement.
추가적인 이점 및 개량은 소위 당업자에게 분명히 인식될 수 있을 것이다. 그에 따라, 보다 넓은 범위의 본 고안은 이상에서 설명하고 도시한 대표적인 실시예들 및 특정 사항으로 제한되지 않을 것이다. 따라서, 실용신안등록청구범위 및 그 균등물에 의해서 규정된 바와 같은 본 고안의 일반적인 개념의 범위 또는 사상 이내에서도, 다양한 변형 실시예들이 이루어질 수 있을 것이다. Additional advantages and improvements will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the broader scope of the present inventions shall not be limited to the representative embodiments and specific details described and illustrated above. Therefore, various modifications may be made within the scope or spirit of the general concept of the present invention as defined by the utility model registration claims and their equivalents.
도 1은 본 고안에 따른 서지 억제 구조물을 개략적으로 도시한 사시도이다. 1 is a perspective view schematically showing a surge suppression structure according to the present invention.
도 2는 본 고안에 따른 서지 억제 구조물의 회로를 도시한 회로도이다. 2 is a circuit diagram illustrating a circuit of a surge suppression structure according to the present invention.
도 3은 본 고안에 따른 회로 기판 상에 제 2 종류의 부재 정렬을 도시한 사시도이다. 3 is a perspective view showing a second type of member alignment on a circuit board according to the present invention.
도 4는 본 고안에 따른 회로 기판 상에 제 3 종류의 부재 정렬을 도시한 사시도이다. 4 is a perspective view showing a third type of member alignment on a circuit board according to the present invention.
도 5는 본 고안에 따른 서지 억제 구조물에 의해서 구성되는 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이다. 5 is a perspective view schematically showing a module constituted by a surge suppression structure according to the present invention.
도 6은 본 고안에 따른 3상 델타 연결된 모듈의 확장 적용 회로를 도시한 회로도이다. 6 is a circuit diagram illustrating an extension application circuit of a three-phase delta connected module according to the present invention.
도 7은 본 고안에 따른 서지 억제 구조물의 기본 회로를 도시한 회로도이다. 7 is a circuit diagram showing a basic circuit of the surge suppression structure according to the present invention.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR2020080014534U KR20090004262U (en) | 2007-10-30 | 2008-10-30 | Series surge suppression structure |
Applications Claiming Priority (2)
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KR2020080014534U KR20090004262U (en) | 2007-10-30 | 2008-10-30 | Series surge suppression structure |
Publications (1)
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---|---|
KR20090004262U true KR20090004262U (en) | 2009-05-07 |
Family
ID=41299374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR2020080014534U KR20090004262U (en) | 2007-10-30 | 2008-10-30 | Series surge suppression structure |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20090004262U (en) |
-
2008
- 2008-10-30 KR KR2020080014534U patent/KR20090004262U/en not_active Application Discontinuation
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