KR20100025147A - Surge protective apparatus with thermal runaway protection using a/c - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A surge protection device with a thermal runaway prevention function is provided to prevent a load from being damaged due to a surge voltage by serially connecting a thermal fuse and a varistor between two power lines and a ground line. CONSTITUTION: A first thermal fuse(TF1) and a first varistor(VR1) are serially connected between a first power line(L1) and a ground line(GND). A second thermal fuse(TF2) and a second varistor(VR2) are serially connected between a second power line(L2) and a ground line. A third thermal fuse(TF3) and a third varistor(VR3) are serially connected between the first and second power lines. The first to third varistors removes the surge voltage and an abnormal/over current. The first to third thermal fuses prevent the thermal runaway of the first to third varistors.

Description

열 폭주 방지기능을 갖는 전원용 서지보호장치{Surge protective apparatus with thermal runaway protection using A/C}Surge protective apparatus with thermal runaway protection using A / C}

본 발명은 열 폭주 방지기능을 갖는 전원용 서지보호장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두 전원선로와 접지선 사이 및 두 전원선로 사이에 각각 온도퓨즈와 바리스터를 직렬로 연결 설치하여 서지 보호소자가 서지성 전압 또는 전류를 접지로 방전하는 과정에서 발생하는 열 폭주 현상에 의해 2차적으로 발생될 수 있는 보호장치의 손상과 전원선로 1차측 전단의 누전차단기 등의 기기를 효과적으로 보호할 수 있도록 발명한 것이다. The present invention relates to a surge protection device for a power supply having a thermal runaway protection function, and more particularly, a surge protection device is installed by connecting a thermal fuse and a varistor in series between two power lines and a ground line and between two power lines, respectively. Alternatively, the present invention has been invented to effectively protect devices such as damage to the protection device which may be generated secondarily by the thermal runaway phenomenon occurring in the process of discharging the current to the ground and an earth leakage breaker at the front end of the power line.

다시 말해서 낙뢰 등으로 인하여 전원선로에 유기되는 고압의 서지(surge) 전압 및 과부하에 의하여 부하가 손상되지 않도록 차단할 수 있는 열 폭주 방지기능을 갖는 전원용 서지보호장치에 관한 것이다.In other words, the present invention relates to a surge protection device for a power supply having a thermal runaway protection function that can prevent a load from being damaged by a surge voltage and an overload induced in a power line due to a lightning strike.

일반적으로 낙뢰 등으로 인하여 송전 전로(즉 전원선로)를 통해 입력되는 서지 전압 및 대전력 부하에서 소전력 부하로 전환할 경우에 발생하는 서지 전압 등이 부하에 인가될 경우에 부하가 충격을 받아 손상되고, 컴퓨터 등에 저장하고 있 는 소정의 데이터를 잃게 된다.In general, the load is shocked and damaged when the surge voltage inputted through the power transmission line (i.e., the power line) and the surge voltage generated when switching from a large power load to a small power load due to a lightning strike are applied to the load. As a result, certain data stored in a computer or the like is lost.

그러므로, 부하에 전원을 공급할 경우에 전원선로를 통해 부하로 고압의 서지 전압이 인가되지 않도록 차단하여야 하나, 종래에는 서지 전압의 유입에 관계없이 전원선로에 부하를 그대로 연결하여 전원이 공급되게 하였으므로 송전전로에 고압의 서지 전압이 유도될 경우에 이 서지 전압이 부하에 그대로 인가되어 부하가 손상되는 경우가 빈번하게 발생하였다.Therefore, when supplying power to the load, the high voltage surge voltage should be cut off from the power line so that the high voltage surge voltage is not applied to the load. In the related art, power is supplied by connecting the load to the power line as it is regardless of the surge voltage. When a high voltage surge voltage is induced in the converter, the surge voltage is frequently applied to the load and the load is frequently damaged.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 전원선로용 서지보호기를 채택하고 있다.Therefore, to solve this problem, the surge protector for power line is adopted.

그런데 종래 대부분의 서지보호기에는 열 폭주를 방지하는 기능이 구비되어 있지 않아 서지보호기가 보호동작을 하는 과정에 열 폭주 현상이 2차적으로 발생하여 화재나 1차측 전원선로의 기기를 손상시키는 경우가 다발적으로 발생하고 있다.However, since most surge protectors are not equipped with a function to prevent thermal runaway, a thermal runaway phenomenon occurs secondly during the operation of the surge protector to protect the fire or damage the equipment of the primary power line. Is occurring.

도 1은 종래 전원선로용 서지보호기에 대한 회로도로서, 두 전원선로(L1)(L2)로 상과 두 전원선로(L1)(L2) 사이에 각각 서지성 전압 또는 이상/과전류를 제거하기 위한 바리스터(VR1)(VR2)(VR3)가 단순히 직렬로 연결 설치한 구성으로 되어 있다.1 is a circuit diagram of a surge protector for a conventional power line, which is a varistor for removing a surge voltage or an abnormal / overcurrent between two power lines L1 and L2 between a phase and two power lines L1 and L2, respectively. (VR1) (VR2) and (VR3) are simply connected in series.

그런데, 상기 바리스터는 일반적으로 전원선로(L1)와 전원선로(L2)의 접촉 또는 유도에 의한 충격전압, 그 밖에 이상 고전압이 걸렸을 때 전원선로(L1)(L2)나 부하 등을 전기적 충격으로부터 보호하는 역할을 한다.However, the varistor generally protects the power line L1 (L2) or the load from electric shock when a high voltage is applied to the impact voltage due to contact or induction of the power line L1 and the power line L2, or other abnormalities. It plays a role.

즉, 상기 바리스터(VR)는 전원선로(L1)(L2)를 통해 유기된 전압을 소멸시킴으로써 서지성 전압 또는 이상/과전류로부터 부하를 보호하는 기능을 수행하게 된 다.That is, the varistor VR performs a function of protecting a load from a surge voltage or an abnormal / overcurrent by dissipating the voltage induced through the power lines L1 and L2.

그러나, 상기한 회로적 구성만으로는 일반적인 전원선로의 열악한 전기적 환경에서 제 기능을 발휘하기에는 많은 어려움이 따를 수 밖에 없으며, 특히 바리스터는 서지 에너지에 대한 내량이 낮아 열 폭주 현상이 일어나는 단점도 갖고 있다.However, the above-described circuit configuration alone has many difficulties in exerting its function in a poor electrical environment of a general power supply line. In particular, the varistor has a disadvantage in that thermal runaway occurs due to low resistance to surge energy.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 두 전원선로와 접지선 사이 및 두 전원선로 사이에 단순히 바리스터만 설치하지 않고 각각에 온도퓨즈를 직렬로 연결하여 설치하여 전원선로를 통해 고압의 서지 전압이 인가될 경우에 이를 차단하여 부하에 인가되지 않도록 함으로써 서지 전압에 의한 부하의 손상을 미연에 방지할 수 있음은 물론 부가적으로 발생할 수 있는 열 폭주 현상에 의한 2차적인 피해를 미연에 방지할 수 있으며, 특히, 기존 서지보호기의 기능을 온전히 보장하며 보다 안전하게 전력기기의 사용을 보장할 수 있는 열 폭주 방지기능을 갖는 전원용 서지보호장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, it is not simply installed between the two power line and the ground line and between the two power line, simply install a thermal fuse in series to each of the power line through the power line When a surge voltage of high voltage is applied, it is blocked so that it is not applied to the load, thereby preventing the damage of the load due to the surge voltage and preventing secondary damage due to additional thermal runaway phenomenon. It is an object of the present invention to provide a surge protection device for a power supply having a thermal runaway protection function, which can be prevented in advance and, in particular, fully guarantees the function of an existing surge protector and ensures the use of power equipment more safely.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 장치는, 두 전원선로와 접지선 사이 및 두 전원선로 사이에 각각 온도퓨즈와 바리스터를 직렬로 연결 설치한 것을 특징으로 한다.The apparatus of the present invention for achieving the above object is characterized in that the thermal fuse and the varistor is connected in series between the two power line and the ground line and between the two power line, respectively.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 장치에 의하면, 두 전원선로와 접지선 사이 및 두 전원선로 사이에 단순히 바리스터만 설치하지 않고 각각에 온도퓨즈를 직렬로 연결하여 설치하여 전원선로를 통해 고압의 서지 전압이 인가될 경우에 이 를 차단하여 부하에 인가되지 않도록 함으로써 서지 전압에 의한 부하의 손상을 미연에 방지할 수 있음은 물론 부가적으로 발생할 수 있는 열 폭주 현상에 의한 2차적인 피해를 미연에 방지할 수 있으며, 특히, 기존 서지보호기의 기능을 온전히 보장하며 보다 안전하게 전력기기의 사용을 보장할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다. As described above, according to the apparatus of the present invention, a surge voltage of a high voltage is applied through a power line by installing a temperature fuse in series instead of simply installing a varistor between two power lines and a ground line and between two power lines. In this case, it can be prevented from being applied to the load by preventing it from being applied to the load, and can prevent the damage caused by the surge voltage in advance, as well as the secondary damage caused by the additional thermal runaway phenomenon. In particular, it is a very useful invention, such as to fully ensure the function of the existing surge protector and to ensure the use of power equipment more safely.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명 장치의 구성 회로도를 나타낸 것이다.2 shows a configuration circuit diagram of the apparatus of the present invention.

이에 따르면 본 발명 장치는, 두 전원선로(L1)(L2)와 접지선(GND) 사이 및 두 전원선로(L1)(L2) 사이에 각각 온도퓨즈(TF1)(TF2)(TF3)와 바리스터(VR1)(VR2)(VR3)를 상호 직렬로 연결 설치한 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the temperature fuse TF1, TF2, TF3 and varistor VR1 between two power lines L1 and L2 and a ground line GND, and between two power lines L1 and L2, respectively. (VR2) (VR3) are connected in series with each other.

이와 같이 구성된 본 발명 열 폭주 방지기능을 갖는 전원용 서지보호장치에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation and effect of the surge protection device for a power source having the thermal runaway prevention function configured as described above is as follows.

먼저, 본 발명 장치는 두 전원선로(L1)(L2)와 접지선(GND) 사이 및 두 전원선로(L1)(L2) 사이에 열 폭주 현상에 의한 2차적 피해를 막기 위해 온도퓨즈(TF1)(TF2)(TF3)와 서지성 전압 또는 전류를 제거하기 위한 바리스터(VR1)(VR2)(VR3)를 각각 직렬로 상호 연결하여 설치한 것을 주요기술 구성요소로 한다.First, the apparatus of the present invention is a thermal fuse (TF1) (2) in order to prevent secondary damage due to thermal runaway phenomenon between the two power lines (L1) (L2) and ground line (GND) and between the two power lines (L1) (L2) ( The main technical components are TF2) (TF3) and varistors VR1 (VR2) (VR3) connected to each other in series to remove surge voltage or current.

즉, 본 발명 장치는 두 전원선로(L1)(L2)와 접지선(GND) 사이 및 두 전원선로(L1)(L2) 사이에 정보신호는 통과시키고 서지성 전압 또는 이상/과전류를 제거하기 위한 바리스터(VR1)(VR2)(VR3)와, 상기 바리스터(VR1)(VR2)(VR3)들에 대해 각각 직렬로 연결되어 바리스터(VR1)(VR2)(VR3)들의 열 폭주를 방지하기 위한 온도퓨즈(TF1)(TF2)(TF3)로 구성되어 진다.That is, the present invention is a varistor for passing information signals between two power lines (L1) and ground lines (GND) and between two power lines (L1) and (L2) and removing surge voltages or abnormal / overcurrents. (VR1) (VR2) (VR3) and the varistor (VR1) (VR2) (VR3) are connected in series to each other in order to prevent thermal runaway of the varistor (VR1) (VR2) (VR3) It consists of TF1) (TF2) (TF3).

이때, 상기 바리스터(VR1)(VR2)(VR3)와 온도퓨즈(TF1)(TF2)(TF3)는 각각 1:1로 직렬 연결되어져 각각 쌍을 이루게 된다.In this case, the varistors VR1, VR2, VR3 and the temperature fuses TF1, TF2, and TF3 are each connected in a 1: 1 connection to each other.

실제의 적용과정에서는 바리스터의 표면온도가 온도퓨즈에 잘 전도될 수 있도록 조립되어지며, 견고하게 고정 또는 밀봉하는 것이 바람직하다.In practical application, the surface temperature of the varistor is assembled so that it can conduct well to the temperature fuse, and it is preferable to fix or seal it firmly.

이와 같이 구성된 본 발명 장치의 전원선로(L1)(L2)를 통해 서지성 전압이나 전류가 유입될 경우에 온도퓨즈(TF1)(TF2)(TF3)와는 상관없이 상기 바리스터(VR1)(VR2)(VR3)들에 의해 전원선로의 양단에 유입된 서지성 전압이나 전류는 제거되어 진다.The varistors VR1 and VR2 (regardless of the temperature fuses TF1, TF2, and TF3) when a surge voltage or current flows through the power lines L1 and L2 of the apparatus configured as described above. VR3) eliminates the surge voltage and current introduced to both ends of the power line.

즉, 상기 바리스터(VR1)(VR2)(VR3)들이 방전을 하여 고압의 서지성 전압이 부하에 인가되는 것을 차단되며, 이러한 원리에 의해 서지 발생시 부하의 파손을 미연에 방지할 수 있는 것이다.That is, the varistors VR1, VR2, and VR3 discharge to prevent the high-voltage surge voltage from being applied to the load, thereby preventing damage to the load in the event of a surge.

상기 바리스터(VR1)(VR2)(VR3)들이 고압의 서지성 전압을 접지로 방전 또는 상간 방전을 일으켜 부하를 보호하는 동작중에 서지 에너지 내량의 초과로 인한 열 폭주 현상으로 지속되어 2차적으로 전기적 단락현상 등을 야기할 경우에, 각각의 바리스터(VR1)(VR2)(VR3)에 직렬 연결된 상기 온도퓨즈(TF1)(TF2)(TF3)들의 정격치 를 초과하면 동작을 전류 및 전압의 흐름을 차단하게 된다.The varistors VR1, VR2, and VR3 sustain a thermal runaway phenomenon due to an excessive surge energy content during operation to protect the load by discharging a high voltage surge voltage to ground or interphase discharge. In the event of a phenomenon or the like, when the rated value of the temperature fuses TF1, TF2, and TF3 connected in series to the respective varistors VR1, VR2, and VR3 is exceeded, the operation is blocked. do.

따라서 2차적으로 발생할 수 있는 단락사고, 과열에 의한 화재 등을 미연에 방지하게 되며, 전원을 공급받는 각종 기기의 안정적 사용이 보장된다.Therefore, it is possible to prevent secondary short-circuit accidents and fires caused by overheating, and to ensure the stable use of various power supplies.

여기서, 서지 에너지 내량은 인가된 서지 에너지가 전기적 또는 열적 스트레스로 작용하여 바리스터의 내부에 부분 발열에 의한 펑쳐(puncture) 또는 균열(cracking)이 발생하여 바리스터의 기능이 상실하게 되는 한계를 의미한다.Here, the surge energy content means a limit in which the applied surge energy acts as an electrical or thermal stress, causing puncture or cracking due to partial heat generation inside the varistor, and thus the varistor loses its function.

결과적으로, 본 발명 장치는 바리스터 보호소자의 특성으로 인한 2차적인 문제발생 즉, 열 폭주 현상을 방지하여 소자의 단점을 보완하고 전원선로를 통해 유입되는 서지성 전압 또는 전류가 완전히 제거하여 서지보호장치 원래의 기능은 보장하면서 부하를 보다 안전하게 보호할 수 있게 되는 것이다.As a result, the device of the present invention prevents the secondary problem caused by the characteristics of the varistor protection device, that is, to prevent the thermal runaway phenomenon to compensate for the shortcomings of the device and to eliminate the surge voltage or current flowing through the power line completely to protect the surge The original function of the device is to ensure a safer load.

이때, 서지보호기로 사용된 바리스터는 이에 한정하는 것이 아니며, 이와 같은 바리스터 대신 어레스터를 사용할 수도 있다.In this case, the varistor used as the surge protector is not limited thereto, and an arrester may be used instead of the varistor.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.Although the above-described embodiments have been described with respect to the most preferred embodiments of the present invention, it is not limited to the above embodiments, and it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention.

도 1은 종래 전원선로용 서지보호장치의 구성 회로도.1 is a configuration circuit diagram of a conventional surge protection device for power lines.

도 2는 본 발명 장치의 구성 회로도.2 is a configuration circuit diagram of the apparatus of the present invention.

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

L1, L2 : 전원선로L1, L2: Power Line

GND : 접지선GND: Ground Wire

TF1, TF2, TF3 : 온도퓨즈TF1, TF2, TF3: Temperature Fuse

VR1, VR2, VR3 : 바리스터VR1, VR2, VR3: Varistor

Claims (1)

두 전원선로(L1)(L2)와 접지선(GND) 사이 및 두 전원선로(L1)(L2) 사이에 각각 온도퓨즈(TF1)(TF2)(TF3)와 바리스터(VR1)(VR2)(VR3)를 상호 직렬로 연결 설치한 것을 특징으로 하는 열 폭주 방지기능을 갖는 전원용 서지보호장치.Temperature fuse TF1, TF2, TF3 and varistor VR1, VR2, VR3 between two power lines L1, L2 and ground line GND, and between two power lines L1, L2, respectively. A surge protection device for a power supply having a thermal runaway protection function, which is connected to each other in series.
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