KR20090097029A - Sensing circuit board capable of surge voltage protection - Google Patents

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Abstract

A sensing circuit board is provided to protect an electronic part and a semiconductor switch by discharging a surge voltage to a ground through a top sawtooth conductor part, a bottom sawtooth conductor part, and a ground part. A sensing circuit board includes a connector contact hole part(3), a printed circuit pattern part(2), and a protrusion conductor part. The connector contact hole part receives a voltage of a power system. The printed circuit pattern part is electrically connected to the connector contact hole part in order to deliver a voltage signal of the power system to a control circuit board. The protrusion conductor part is connected to the printed circuit pattern part. If a surge voltage signal is applied to the connector contact hole part, the protrusion conductor part discharges the surge voltage signal to a ground through a ground part. The protrusion conductor part comprises a top sawtooth conductor part(4a) and a bottom sawtooth conductor part(4b). A gap between the top sawtooth conductor part and the bottom sawtooth conductor part is 1~10mm.

Description

서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드{SENSING CIRCUIT BOARD CAPABLE OF SURGE VOLTAGE PROTECTION}SENSING CIRCUIT BOARD CAPABLE OF SURGE VOLTAGE PROTECTION}

본 발명은 센싱 회로 보드에 관한 것으로서, 특히 낙뢰 등으로 인해 발생하는 순간적 고전압인 외부 서지 전압(SURGE VOLTAGE)으로부터 회로 소손 및 기기 이상동작이 없도록 전력 계통에 접속된 센싱 회로 보드의 반도체 스위치 소자를 보호할 수 있는 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensing circuit board, and in particular, protects a semiconductor switch element of a sensing circuit board connected to a power system from a surge voltage or an external surge voltage (SURGE VOLTAGE), which is caused by a lightning strike, to prevent circuit damage and device malfunction. The present invention relates to a sensing circuit board capable of protecting against surge voltages.

전력전자분야의 발전으로 전력계통과 직접 접속되는 전력계통 연계 제어장치 및 기술이 최근 널리 보급되고 있는 추세이다. 이러한 전력계통 연계 제어장치는 분산전원(태양 광 발전장치, 풍력 발전장치) 및 전력 품질제어기기 등이 대표적인 예로 들 수 있다. 이러한 전력계통 연계 제어장치에 있어서, 계통 연계시 필수적으로 알아야하는 정보가 계통 전압정보 즉, 전력계통 전압의 크기와 위상 및 주파수 등이며, 이를 위해 계통 연계 점에서 결선을 통해 센싱 회로 부로 계통 전압이 유입되어야 한다. 이러한 전압은 1차 측과 2차 측이 절연된 변압기와 같은 절연 전력변환수단에 의해 미리 결정된 수준의 전압 신호로 변환되어 제어회로 보드로 입력되며, 입력 제어회로 보드 더욱 구체적으로 센싱 회로 보드는 인쇄 회로 기판으로 구성된다.With the development of the power electronics field, the power system linkage control device and technology directly connected to the power system have been widely spread in recent years. Such power system-linked control device is a representative example of a distributed power source (solar power generation device, wind power generation device) and a power quality control device. In the power system linkage control device, the essential information to be connected to the grid is grid voltage information, that is, the magnitude, phase and frequency of the power grid voltage. It must be introduced. This voltage is converted into a voltage signal of a predetermined level by an insulating power conversion means such as a transformer in which the primary side and the secondary side are insulated, and are input to the control circuit board. More specifically, the sensing circuit board is printed. It consists of a circuit board.

여기서, 센싱 회로 보드는 외란에 의한 서지 전압(SURGE VOLTAGE)가 입력되면, 자체 절연 및 보호회로를 통해 보호되지만, 설정된 수준을 초과하거나 특히 커넥터(connector) 결선에 따른 서지 전압 발생은 회로에 손상을 야기하고 제어장치의 동작신뢰성에 큰 악영향을 미친다.Here, the sensing circuit board is protected by the self-insulation and protection circuit when the surge voltage SURGE VOLTAGE is input, but the generation of the surge voltage exceeding the set level or in particular due to the connector wiring damages the circuit. And adversely affect the operation reliability of the control device.

이러한 센싱 회로 보드 및 커넥터 결선 부의 종래기술의 예를 첨부 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.An example of the related art of the sensing circuit board and the connector connection unit will be described with reference to FIG. 1 as follows.

도 1에 도시된 바와 같이 부호 1은 센싱 회로 보드이며, 부호 2는 인쇄 회로 패턴(Printed Circuit Pattern)이고, 부호 3은 인쇄 회로 패턴(2)의 커넥터 구멍 부이다.As shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a sensing circuit board, reference numeral 2 denotes a printed circuit pattern, and reference numeral 3 denotes a connector hole of the printed circuit pattern 2.

도 1에 따른 종래기술에 있어서, 서지 전압는 커넥터 구멍 부(3)를 통해 인쇄회로 패턴(2)으로 유입되며, 이때 유입된 서지 전압는 센싱 회로 보드 상의 전자부품이나 반도체 스위치 등 주요부품을 소손시키는 문제점이 있었다.In the prior art according to FIG. 1, the surge voltage flows into the printed circuit pattern 2 through the connector hole part 3, and the surge voltage is caused to burn out the main parts such as an electronic component or a semiconductor switch on the sensing circuit board. There was this.

이에 대한 대책으로서 종래기술에 따라 서지 전압 보호회로를 이용하여 차단하는 방법을 모색할 수 있지만, 1회성 장치로서 1회의 서지 전압에 대한 차단 후에는 해당 회로 보드 또는 주요부품들을 교체해야 하는 문제점이 있었다.As a countermeasure, it is possible to seek a method of blocking using a surge voltage protection circuit according to the prior art, but there is a problem in that the circuit board or main parts need to be replaced after the one-time surge voltage is blocked. .

또한 서지 전압에 대해서 지속적인 보호를 위해서는 회로 장치의 추가 및 많은 비용이 소요되는 문제가 발생되었다.In addition, continuous protection against surge voltages has resulted in additional and expensive circuit devices.

따라서 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 서지 전압에 대해 지속적인 보호가 가능하고 회로 장치의 추가 및 많은 소요비용이 요구되지 않으며 간단하게 구성가능한 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention solves the problems of the prior art, it is possible to provide continuous protection against the surge voltage, and additional protection and additional cost of the circuit device does not require a simple configurable sensing circuit board for the protection of the surge voltage It aims to do it.

상기 본 발명의 목적은, 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드에 있어서,The object of the present invention is to provide a sensing circuit board capable of protecting against a surge voltage,

전력 계통의 3상 전압을 각각 인가받기 위한 상 별 커넥터(CONNECTER) 접속 구멍 부;A connector connecting hole unit for receiving three-phase voltages of the power system, respectively;

상기 커넥터 접속 구멍 부에 전기적으로 접속되어 전력 계통의 3상의 전압 신호를 각각 전달하는 인쇄 회로 패턴 부;A printed circuit pattern part electrically connected to the connector connection hole part to transmit voltage signals of three phases of a power system, respectively;

상기 커넥터 접속 구멍 부에 서지 전압 신호가 인가되면, 이러한 서지 전압 신호를 접지 부를 통해 대지로 방출하도록, 상기 인쇄 회로 패턴 부에 접속되는 돌출 도체 부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드를 제공함으로써 달성될 수 있다.The surge according to the present invention, characterized in that it comprises a projecting conductor portion connected to the printed circuit pattern portion to emit such a surge voltage signal to the ground through the ground portion when a surge voltage signal is applied to the connector connection hole portion. This can be achieved by providing a protective sensing circuit board that is protected against voltage.

본 발명에 따른 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드를 제공함으로써 서지 전압에 대해 지속적인 보호가 가능하고 회로 장치의 추가 및 많은 소요비 용이 요구되지 않으며 간단하게 구성가능한 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드를 얻을 수 있는 효과가 있다.By providing a protective sensing circuit board against surge voltages according to the present invention, it is possible to provide continuous protection against surge voltages, which does not require the addition of circuit devices and the high cost of the circuit, and the protective sensing circuit board against simple configurable surge voltages. There is an effect that can be obtained.

또한 본 발명에 따른 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드를 제공함으로써 서지 전압에 대한 보호회로 보드의 유지 보수가 불필요하고 따라서 유지 보수에 소요되는 비용도 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, by providing a sensing circuit board capable of protecting the surge voltage according to the present invention, maintenance of the protection circuit board against the surge voltage is unnecessary, and thus, the cost of maintenance can be reduced.

상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 설명에 의해서 더욱 명확히 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention and the constitution and effect of the present invention to achieve the same will be more clearly understood by the following description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드의 커넥터 접속 부 구성을 보여주는 구성 도이다.2 is a block diagram showing the configuration of the connector connection portion of the sensing circuit board capable of protecting against a surge voltage according to the present invention.

도 2 에 있어서, 본 발명에 따른 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드(1)는, 상(PHASE) 별 커넥터 접속 구멍(CONNECTER HOLE) 부(3), 인쇄 패턴 부(PRINTED CIRCUIT PATTERN PORTION)(2), 톱니 도체 부(4a, 4b)를 포함하여 구성된다. In FIG. 2, the sensing circuit board 1 which can protect against a surge voltage according to the present invention includes a connector hole part 3 for each phase, and a printed pattern part PORTION (PRINTED CIRCUIT PATTERN PORTION) ( 2) It is comprised including the toothed conductor parts 4a and 4b.

상 별 커넥터 접속 구멍 부(3)는 전력 계통의 3상 전압을 인가받기 위해 커넥터(CONNECTOR)가 접속되는 접속 구멍 부로서 접속 구멍과 접속 구멍 주위의 원형 도체 인쇄 패턴 부로 구성되고, 전력 계통의 R, S, T의 3상 전압을 각각 인가받기 위해 3개가 마련된다.The connector connecting hole part 3 of each phase is a connection hole part to which a connector is connected in order to receive the three-phase voltage of a power system, and consists of a connection hole and a circular conductor printing pattern part around a connection hole, Three are provided to receive the three-phase voltage of S, T, respectively.

인쇄 회로 패턴 부(2)는 상기 커넥터 접속 구멍 부(3)에 전기적으로 접속되 어 전력 계통의 3상의 전압 신호를 각각 전달한다. 여기서, 인쇄 회로 패턴 부(2)로부터 상기 3상의 전압 신호를 전달받는 수단은 상기 배경기술에 대한 기술에서 언급된 상기 전력계통 연계 제어장치의 제어 회로 보드이다.The printed circuit pattern portion 2 is electrically connected to the connector connecting hole portion 3 to transmit voltage signals of three phases of the power system, respectively. Here, the means for receiving the three-phase voltage signal from the printed circuit pattern section 2 is a control circuit board of the power system linkage control device mentioned in the background art.

돌출 도체 부는 커넥터 접속 구멍 부(3)에 돌입 전류 신호가 인가되면, 이러한 돌입 전류 신호를 접지 부를 통해 대지로 방출하도록, 상기 인쇄 회로 패턴 부(2)에 접속된다. 여기서, 접지 부는 인쇄 회로 기판 즉, 센서 회로 보드(1)에서 프레임 그라운드(FRAME GROUND)로 불리는 기판의 접지 부를 의미한다. 돌출 도체 부는 본 발명의 일 실시 예에 따라서 도 2에 도시된 바와 같이 상 별의 인쇄 회로 패턴 부(2)마다 뾰족한 단 부가 서로 마주 보면서 서로 미리 결정된 간격(d)만큼 이격되는 톱니 도체 부의 쌍 즉, 상부 톱니 도체 부(4a)와 하부 톱니 도체 부(4b)가 다수로 상기 센싱 회로 보드(1)에 인쇄되어 구성될 수 있다. 톱니 도체 부(4a, 4b)의 쌍이 서로 이격되는 상기 미리 결정된 간격(d)은 해당 전력 계통의 사용 전압에 따라 결정되며, 상기 미리 결정된 간격(d)은 1mm보다 크거나 같고 10mm(밀리미터)보다 작은 것이 바람직하다. The projecting conductor portion is connected to the printed circuit pattern portion 2 so that when the inrush current signal is applied to the connector connecting hole portion 3, the inrush current signal is emitted to the ground through the ground portion. Here, the ground portion means a ground portion of a printed circuit board, that is, a substrate called FRAME GROUND in the sensor circuit board 1. As shown in FIG. 2, the projecting conductor parts are pairs of tooth conductor parts spaced apart from each other by a predetermined distance d while pointed ends face each other, as illustrated in FIG. 2. A plurality of upper toothed conductor parts 4a and lower toothed conductor parts 4b may be printed on the sensing circuit board 1. The predetermined interval d between which the pair of tooth conductor portions 4a, 4b are spaced apart from each other is determined according to the voltage used in the power system, wherein the predetermined interval d is greater than or equal to 1 mm and greater than 10 mm (millimeters). Small ones are preferable.

돌출 도체 부는 본 발명의 다른 실시 예에 따라서 도 3에 도시된 바와 같이 상 별의 인쇄 회로 패턴 부(2)마다 단 부가 서로 마주 보면서 서로 미리 결정된 간격만큼 이격되는 원호형 도체 부의 쌍 즉, 상부 원호형 도체 부(4a')와 하부 원호형 도체 부(4b')가 다수로 상기 센싱 회로 보드(1)에 인쇄되어 구성될 수 있다. 원호형 도체 부(4a', 4b')의 쌍이 서로 이격되는 상기 미리 결정된 간격은 해당 전력 계통의 사용 전압에 따라 결정되며, 상기 미리 결정된 간격은 1mm보다 크거나 같고 10mm(밀리미터)보다 작은 것이 바람직하다. As shown in FIG. 3, the projecting conductor portions are pairs of arc-shaped conductor portions spaced apart from each other by a predetermined interval while facing each other, as illustrated in FIG. 3, that is, an upper circle. A plurality of arc-shaped conductor portions 4a 'and lower arc-shaped conductor portions 4b' may be printed and formed on the sensing circuit board 1. The predetermined interval at which the pair of arc-shaped conductor portions 4a ', 4b' is spaced apart from each other is determined according to the voltage used in the power system, and the predetermined interval is preferably greater than or equal to 1 mm and smaller than 10 mm (millimeters). Do.

한편 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드의 동작을 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, the operation of the sensing circuit board capable of protecting the surge voltage according to the preferred embodiment of the present invention configured as described above is as follows.

본 발명의 실시 예에 따른 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드(1)가 접속되는 전력 계통이 낙뢰 등을 맞게 되면, 순간적으로 매우 높은 고전압인 외부 서지 전압(SURGE VOLTAGE)이 전력 계통의 선로를 타고 유입된다. 이때, 전력 계통의 선로로부터 미 도시의 커넥터와 상기 커넥터 접속 구멍 부(3)를 통해 센싱 회로 보드(1)로 유입되는 서지 전압 신호는 전기 에너지의 특성상 뾰족한 부위로 전하가 집중되며, 따라서 상부 톱니 도체 부(4a) 또는 다른 실시 예에 따른 상부 원호형 도체 부(4a')에 대전되었다가 가장 이동하기 쉬운 방향인 마주보는 하부 톱니 도체 부(4b) 또는 하부 원호형 도체 부(4b')로 건너가고, 이어서 하부 톱니 도체 부(4b) 또는 하부 원호형 도체 부(4b')에 접속된 접지 부(5)를 통해 대지로 흘러나가게 된다.When the power system to which the protective sensing circuit board 1 connected to the surge voltage according to an embodiment of the present invention is connected to a lightning strike, an external surge voltage SURGE VOLTAGE, which is a very high voltage, instantly disconnects the line of the power system. Ride flows in. At this time, the surge voltage signal flowing into the sensing circuit board 1 through the connector and the connector connection hole 3 of the power system from the line of the power system is concentrated in the sharp point due to the nature of the electrical energy, so To the lower toothed conductor portion 4b or the lower arced conductor portion 4b ', which is charged to the conductor portion 4a or the upper arc-shaped conductor portion 4a' according to another embodiment, which is the most movable direction. And then flows to the ground through the ground portion 5 connected to the lower toothed conductor portion 4b or the lower arc-shaped conductor portion 4b '.

따라서, 센싱 회로 보드 상의 전자부품이나 반도체 스위치 등 주요부품을 서지 전압으로부터 보호할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to protect the main components such as electronic components and semiconductor switches on the sensing circuit board from the surge voltage.

이와 같이 간단한 구조로 서지 전압으로부터 센싱 회로 보드 상의 전자부품이나 반도체 스위치 등 주요부품을 보호할 수 있고, 보호회로의 소손이 없으므로 유지보수 및 그에 따른 소요비용이 소요되지 않는 장점을 얻을 수 있다.This simple structure can protect the main components such as electronic components and semiconductor switches on the sensing circuit board from the surge voltage, and since there is no damage of the protection circuit, it is possible to obtain an advantage of not requiring maintenance and corresponding costs.

도 1은 종래기술에 따른 센싱 회로 보드의 커넥터 접속 부 구성을 보여주는 구성 도이고,1 is a block diagram showing a connector connection portion configuration of a sensing circuit board according to the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드의 커넥터 접속 부 구성을 보여주는 구성 도이며,2 is a block diagram showing the configuration of the connector connection portion of the sensing circuit board capable of protecting against a surge voltage according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드의 커넥터 접속 부 구성중 돌출 도체 부의 다른 실시 예에 대한 구성을 보여주는 구성 도이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of another embodiment of the protruding conductor part of the connector connection part of the protectable sensing circuit board against surge voltage according to the present invention.

*도면의 주요부에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1: 센싱 회로 보드 2: 인쇄 회로 패턴 부1: sensing circuit board 2: printed circuit pattern part

3: 커넥터 접속 구멍 부 4a: 상부 톱니 도체 부3: connector connection hole 4a: upper tooth conductor portion

4b: 하부 톱니 도체 부 4a': 상부 원호형 도체 부4b: lower toothed conductor portion 4a ': upper arc-shaped conductor portion

4b': 하부 원호형 도체 부4b ': lower arc-shaped conductor part

5: 접지 부(frame ground)5: frame ground

Claims (5)

서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드에 있어서,A protective sensing circuit board protected against surge voltage, 전력 계통의 전압을 각각 인가받기 위한 상 별 커넥터(CONNECTER) 접속 구멍 부;A connector connecting hole unit for receiving a voltage of a power system, respectively; 상기 커넥터 접속 구멍 부에 전기적으로 접속되어 전력 계통의 전압 신호를 각각 전달하는 인쇄 회로 패턴 부;A printed circuit pattern part electrically connected to the connector connection hole part to transmit a voltage signal of a power system, respectively; 상기 커넥터 접속 구멍 부에 서지 전압 신호가 인가되면, 이러한 서지 전압 신호를 접지 부를 통해 대지로 방출하도록, 상기 인쇄 회로 패턴 부에 접속되는 돌출 도체 부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드.And a protruding conductor portion connected to the printed circuit pattern portion to emit the surge voltage signal to the ground through the ground portion when a surge voltage signal is applied to the connector connection hole portion. Possible sensing circuit board. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 돌출 도체 부는 상 별의 상기 인쇄 회로 패턴 부마다 뾰족한 단 부가 서로 마주 보면서 서로 미리 결정된 간격만큼 이격되는 톱니 도체 부의 쌍이 다수로 상기 센싱 회로 보드에 인쇄되어 구성되는 것을 특징으로 하는 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드.The protruding conductor portion is formed by printing a plurality of pairs of tooth conductor portions spaced apart from each other by a predetermined interval while pointed ends face each other in each of the printed circuit pattern portions of the printed circuit pattern. Possible sensing circuit board. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 돌출 도체 부는 상 별의 상기 인쇄 회로 패턴 부마다 단 부가 서로 마 주 보면서 서로 미리 결정된 간격만큼 이격되는 원호형 도체 부의 쌍이 다수로 상기 센싱 회로 보드에 인쇄되어 구성되는 것을 특징으로 하는 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드.The protruding conductor portion may include a plurality of pairs of arc-shaped conductor portions spaced apart from each other by a predetermined interval while the end portions face each other, and are printed on the sensing circuit board. Protectable sensing circuit board. 제2항 또는 제3항에 있어서, The method according to claim 2 or 3, 상기 톱니 도체 부 또는 원호형 도체 부의 쌍이 서로 이격되는 상기 미리 결정된 간격은 해당 전력 계통의 사용 전압에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드.And the predetermined interval at which the pair of toothed or arcuate conductor portions are spaced apart from each other is determined in accordance with the voltage used in the power system. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 톱니 도체 부 또는 원호형 도체 부의 쌍이 서로 이격되는 상기 미리 결정된 간격은 1mm보다 크거나 같고 10mm(밀리미터)보다 작은 것을 특징으로 하는 서지 전압에 대한 보호 가능한 센싱 회로 보드.And said predetermined spacing at which the pair of toothed or arcuate conductor portions are spaced apart from each other is greater than or equal to 1 mm and less than 10 mm (millimeters).
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