KR20130001410A - Circuit breaker - Google Patents

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KR20130001410A KR1020110062135A KR20110062135A KR20130001410A KR 20130001410 A KR20130001410 A KR 20130001410A KR 1020110062135 A KR1020110062135 A KR 1020110062135A KR 20110062135 A KR20110062135 A KR 20110062135A KR 20130001410 A KR20130001410 A KR 20130001410A
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Abstract

PURPOSE: An AC opening and closing module is provided to reduce failure factors by replacing a mechanical contact point of a power line for an electronic element. CONSTITUTION: A current detecting unit(10) detects an AC current signal supplied from an input terminal of a power line. An input signal amplifier(20) amplifies a voltage of the detected AC current signal. A reference voltage generating unit(30) generates a set reference voltage. A differential amplifier(40) amplifies a voltage difference between the reference voltage of the reference voltage generating unit and an amplified voltage of the input signal amplifier. A linear integrating circuit unit(50) outputs an integrating voltage corresponding to a integrating time. A comparing voltage generating unit(60) generates a comparing voltage for temporary blocking. An integrating voltage comparing circuit unit(70) outputs a voltage for temporary blocking. A comparing signal maintenance circuit unit(80) maintains the output of a blocking signal of a power line. An on-off driving unit(90) outputs an opening operation control signal of the power line. An opening element unit(100) blocks a current outputted to an output terminal of the power line. [Reference numerals] (10) Current detecting unit; (100) Opening element unit; (110) Monitoring unit; (112) Operating unit; (114) Driver unit for communication; (120) Current limiting element; (20) Input signal amplifier; (30) Reference voltage generating unit; (40) Differential amplifier; (50) Linear integrating circuit unit; (60) Comparing voltage generating unit; (70) Integrating voltage comparing circuit unit; (75) Signal voltage comparing circuit unit; (80) Comparing signal maintenance circuit unit; (90) On-off driving unit

Description

ＡＣ 개폐모듈{Circuit Breaker}AC Switching Module {Circuit Breaker}

본 발명은 배선용 차단기의 일종으로서, 전자식 회로를 구현하여 과전류를 한시적으로 또는 순시적으로 차단가능한 AC 개폐모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an AC switching module which is a kind of circuit breaker, which is capable of temporarily or momentarily interrupting overcurrent by implementing an electronic circuit.

일반적으로, 종래에 따른 배선용 차단기는 회로 차단기(NFB; No Fuse Breaker), 전자접촉기(MS ; Magnet Switch), 계전기(Relay), 타이머(Timer) 등이 있었다.In general, the conventional circuit breakers include a circuit breaker (NFB; No Fuse Breaker), a magnetic contactor (MS; magnet switch), a relay, a timer, and the like.

그런데, 이와 같은 배선용 차단기들은 근본적으로 회로를 개폐하는 기계적인 스위치로서, 기계적 접점에 따른 장애요소가 발생하여 신뢰성이 보장되기 어려운 문제점이 있었다.By the way, such a circuit breaker is a mechanical switch that basically opens and closes the circuit, there is a problem that it is difficult to ensure reliability due to the occurrence of obstacles due to the mechanical contact.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전력선의 기계적인 접점을 전자소자로 대체함으로써 장애요소를 줄여 신뢰성을 높일 수 있으며, 또한, 전력선에 대하여 발생할 수 있는 과전류를 한시적 또는 순시적으로 차단할 수 있는 AC 개폐 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by replacing the mechanical contact of the power line with an electronic device can reduce the obstacles to increase the reliability, and can also temporarily or temporarily block the overcurrent that may occur to the power line. The purpose is to provide an AC switch module.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 AC 개폐 모듈은 전력선의 입력단자로부터 공급되는 교류전류신호를 검출하는 전류검출부와; 상기 전류검출부로부터 검출된 교류전류신호의 전압을 정류하여 증폭하는 입력신호증폭부와; 설정된 기준전압을 발생하는 기준전압발생부와; 상기 입력신호증폭부의 증폭된 전압과 기준전압발생부의 기준전압의 전압차를 증폭하여 출력하는 차동증폭부와; 상기 차동증폭부로부터 출력되는 전압을 입력받아, 적분시간에 비례하는 적분전압을 출력하는 선형적분회로부와; 한시차단을 위한 비교전압을 발생하는 비교전압발생부와; 상기 선형적분회로부로부터 적분전압을 입력받고, 상기 비교전압발생부로부터 비교전압을 입력받아, 상기 적분전압이 비교전압보다 큰 경우 설정된 한시차단용 전압을 출력하는 적분전압 비교회로부와; 상기 적분전압 비교회로부로부터 출력되는 한시차단용 전압을 입력받아, 상기 전력선의 차단신호를 출력유지하는 비교신호 유지회로부와; 상기 비교신호 유지회로부로부터 차단신호를 입력받아, 상기 전력선의 개폐동작제어신호를 출력하는 온오프구동부와; 상기 온오프구동부로부터 개폐동작제어신호를 입력받아, 상기 전력선의 출력단자로 출력되는 전류를 차단가능한 개폐소자부를 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the AC switching module according to the present invention includes a current detection unit for detecting an AC current signal supplied from an input terminal of a power line; An input signal amplifier for rectifying and amplifying the voltage of the AC current signal detected by the current detector; A reference voltage generator for generating a set reference voltage; A differential amplifier for amplifying and outputting a voltage difference between the amplified voltage of the input signal amplifier and a reference voltage of the reference voltage generator; A linear integrating circuit unit which receives a voltage output from the differential amplifier and outputs an integral voltage proportional to an integration time; A comparison voltage generator for generating a comparison voltage for time-limiting interruption; An integrated voltage comparison circuit unit for receiving an integrated voltage from the linear integrated circuit unit, receiving a comparison voltage from the comparison voltage generation unit, and outputting a set time-breaking voltage when the integrated voltage is greater than the comparison voltage; A comparison signal holding circuit unit which receives the time-limiting voltage output from the integrated voltage comparison circuit unit and outputs a cutoff signal of the power line; An on / off driving unit which receives a blocking signal from the comparison signal holding circuit unit and outputs an open / close operation control signal of the power line; And an opening and closing element unit capable of receiving an opening / closing operation control signal from the on / off driving unit to block a current output to the output terminal of the power line.

여기서, 상기 비교전압발생부는 순시차단을 위한 제2 비교전압을 더 발생하고, 상기 AC 개폐모듈은 상기 입력신호증폭부의 증폭된 전압을 입력받고, 상기 비교전압발생부로부터 제2 비교전압을 입력받아, 상기 입력신호증폭부의 증폭된 전압이 제2 비교전압보다 큰 경우 설정된 순시차단용 전압을 출력하는 신호전압 비교회로부를 더 포함하되, 상기 비교신호 유지회로부는 상기 신호전압 비교회로부로부터 출력되는 순시차단용 전압을 입력받아, 상기 전력선의 차단신호를 출력유지할 수 있다.Here, the comparison voltage generator further generates a second comparison voltage for instantaneous blocking, and the AC switch module receives the amplified voltage of the input signal amplifier and receives the second comparison voltage from the comparison voltage generator. And a signal voltage comparison circuit unit outputting a set instantaneous blocking voltage when the amplified voltage of the input signal amplifier is greater than a second comparison voltage, wherein the comparison signal holding circuit unit is output from the signal voltage comparison circuit unit. The voltage may be input to maintain the output signal of the power line.

또한, 본 발명에 따른 AC 개폐모듈은, 상기 비교신호 유지회로부에 연결되어 차단신호에 따른 온오프구동부의 동작상태를 감시하고 외부제어신호에 따라 상기 비교신호 유지회로부 또는 온오프구동부로 개폐동작제어신호를 전송가능한 처리부와, 상기 처리부에 연결되어 유선 또는 무선으로 외부와 통신가능한 통신용드라이버부를 구비한 감시부를 더 포함할 수 있다.In addition, the AC switching module according to the present invention is connected to the comparison signal holding circuit unit to monitor the operation state of the on-off driving unit according to the blocking signal and control the opening and closing operation to the comparison signal holding circuit unit or on-off driving unit according to an external control signal. The apparatus may further include a monitoring unit including a processing unit capable of transmitting a signal and a communication driver unit connected to the processing unit to communicate with the outside in a wired or wireless manner.

또한, 상기 전류검출부는 대전류를 소전류로 바꾸어 측정가능한 변류기를 구비하며, 상기 입력신호증폭부는 상기 전류검출부로부터 출력되는 전류신호를 정류하는 정류회로부를 구비한다.The current detector includes a current transformer capable of measuring a large current into a small current, and the input signal amplifier includes a rectifier circuit to rectify a current signal output from the current detector.

바람직한 실시예로써, 상기 개폐소자부는 스위치 기능을 갖는 트라이액(TRIAC)인 것이 바람직하다.In a preferred embodiment, the switching element portion is preferably a triac (TRIAC) having a switch function.

또한, 본 발명에 따른 AC 개폐모듈은, 상기 전력선의 입력단자와 상기 전류검출부 사이에 연결되어, 상기 전력선의 출력단자에 연결된 부하가 단락되었을 때 발생하는 과전류를 제한하기 위한 전류제한소자를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 전류제한소자는 코일형상의 리액터를 사용하는 것이 바람직하다.The AC switching module according to the present invention further includes a current limiting device connected between an input terminal of the power line and the current detection unit to limit an overcurrent generated when a load connected to the output terminal of the power line is shorted. It is desirable to. In this case, it is preferable that a coil reactor is used as the current limiting element.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 전력선의 기계적인 접점을 전자소자로 대체함으로써 장애요소를 줄여 신뢰성을 높일 수 있으며, 또한, 배선용 전력선에 대하여 발생할 수 있는 과전류를 한시적 또는 순시적으로 차단할 수 있다.According to the present invention as described above, by replacing the mechanical contact of the power line with an electronic element, it is possible to reduce the obstacles to increase the reliability, and also to temporarily or temporarily block the overcurrent that may occur with respect to the power line for wiring.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 AC 개폐모듈의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 입력신호증폭부로부터 선형적분회로부까지의 과전류의 한시적 차단을 위한 적분과정을 나타내는 도.1 is a block diagram showing the configuration of an AC opening and closing module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an integration process for temporarily blocking an overcurrent from an input signal amplifier to a linear integrated circuit of FIG. 1.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 공지 구성에 대한 구체적인 설명 또는 당업자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that the detailed description of related known functions or known configurations or obvious matters to those skilled in the art may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 AC 개폐 모듈은, 전력선(L)의 입력단자(L1)로부터 공급되는 교류전류신호를 검출하는 전류검출부(10)와; 전류검출부(10)로부터 검출된 교류전류신호의 전압을 정류하여 증폭하는 입력신호증폭부(20)와; 설정된 기준전압을 발생하는 기준전압발생부(30)와; 입력신호증폭부(20)의 증폭된 전압과 기준전압발생부(30)의 기준전압의 전압차를 증폭하여 출력하는 차동증폭부(40)와; 차동증폭부(40)로부터 출력되는 전압을 입력받아, 적분시간에 비례하는 적분전압을 출력하는 선형적분회로부(50)와; 한시차단을 위한 비교전압을 발생하는 비교전압발생부(60)와; 선형적분회로부(50)로부터 적분전압을 입력받고 비교전압발생부(60)로부터 비교전압을 입력받아, 적분전압이 비교전압보다 큰 경우 설정된 한시차단용 전압을 출력하는 적분전압 비교회로부(70)와; 적분전압 비교회로부(70)로부터 출력되는 한시차단용 전압을 입력받아, 전력선(L)의 차단신호를 출력유지하는 비교신호 유지회로부(80)와; 비교신호 유지회로부(80)로부터 차단신호를 입력받아, 전력선(L)의 개폐동작제어신호를 출력하는 온오프구동부(90)와; 온오프구동부(90)로부터 개폐동작제어신호를 입력받아, 전력선(L)의 출력단자(L2)로 출력되는 전류를 차단가능한 개폐소자부(100)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the AC switching module according to the present invention includes a current detection unit 10 for detecting an AC current signal supplied from an input terminal L1 of a power line L; An input signal amplifier 20 for rectifying and amplifying the voltage of the AC current signal detected by the current detector 10; A reference voltage generator 30 generating a set reference voltage; A differential amplifier 40 amplifying and outputting a voltage difference between the amplified voltage of the input signal amplifier 20 and the reference voltage of the reference voltage generator 30; A linear integrating circuit unit 50 which receives a voltage output from the differential amplifying unit 40 and outputs an integral voltage proportional to an integral time; A comparison voltage generator 60 generating a comparison voltage for time-limiting interruption; An integral voltage comparison circuit unit 70 that receives an integral voltage from the linear integrating circuit unit 50 and receives a comparison voltage from the comparison voltage generation unit 60 and outputs a set time-breaking voltage when the integral voltage is greater than the comparison voltage; ; A comparison signal holding circuit unit 80 which receives the time-limiting voltage output from the integrated voltage comparison circuit unit 70 and outputs a cutoff signal of the power line L; An on-off driving unit 90 for receiving a blocking signal from the comparison signal holding circuit unit 80 and outputting an open / close operation control signal of the power line L; The on / off driving unit 90 receives the opening / closing operation control signal and includes an opening and closing element unit 100 capable of cutting off the current output to the output terminal L2 of the power line L.

여기서, 상기 비교전압발생부(60)는 순시차단을 위한 제2 비교전압을 더 발생하고, 본 발명에 따른 AC 개폐모듈은 입력신호증폭부(20)의 증폭된 전압을 입력받고, 비교전압발생부(60)로부터 제2 비교전압을 입력받아, 입력신호증폭부(20)의 증폭된 전압이 제2 비교전압보다 큰 경우 설정된 순시차단용 전압을 출력하는 신호전압 비교회로부(75)를 더 포함하되, 비교신호 유지회로부(80)는 신호전압 비교회로부(75)로부터 출력되는 순시차단용 전압을 입력받아, 전력선(L)의 차단신호를 출력유지할 수 있다.Here, the comparison voltage generator 60 further generates a second comparison voltage for instantaneous interruption, and the AC switching module according to the present invention receives the amplified voltage of the input signal amplifier 20 and generates a comparison voltage. And a signal voltage comparison circuit unit 75 which receives the second comparison voltage from the unit 60 and outputs the set instantaneous blocking voltage when the amplified voltage of the input signal amplifier 20 is greater than the second comparison voltage. However, the comparison signal holding circuit unit 80 may receive the instantaneous blocking voltage output from the signal voltage comparison circuit unit 75, and maintain the output of the cutoff signal of the power line L. FIG.

또한, 본 발명에 따른 AC 개폐모듈은, 비교신호 유지회로부(80)에 연결되어 차단신호에 따른 온오프구동부(90)의 동작상태를 감시하고 외부제어신호에 따라 비교신호 유지회로부(80) 또는 온오프구동부(90)로 개폐동작제어신호를 전송가능한 처리부(112)와, 처리부(112)에 연결되어 유선 또는 무선으로 외부와 통신가능한 통신용드라이버부(114)를 구비한 감시부(110)를 더 포함할 수 있다.In addition, the AC opening and closing module according to the present invention is connected to the comparison signal holding circuit unit 80 to monitor the operation state of the on-off driving unit 90 according to the blocking signal, and according to the external control signal comparison signal holding circuit unit 80 or A monitoring unit 110 including a processing unit 112 capable of transmitting an opening / closing operation control signal to the on-off driving unit 90, and a communication driver unit 114 connected to the processing unit 112 to communicate with the outside in a wired or wireless manner. It may further include.

또한, 상기 전류검출부(10)는 대전류를 소전류로 바꾸어 측정가능한 변류기(Current Transformer; CT)를 구비하며, 입력신호증폭부(20)는 전류검출부(10)로부터 출력되는 전류신호를 정류하는 정류회로부를 구비한다.In addition, the current detector 10 includes a current transformer (Current Transformer) that can measure a large current to a small current, and the input signal amplifier 20 rectifies the current signal output from the current detector 10. It has a circuit part.

또한, 바람직한 실시예로써, 상기 개폐소자부(100)는 스위치 기능을 갖는 트라이액(TRIAC)인 것이 바람직하다.In addition, as a preferred embodiment, the switch element 100 is preferably a triac (TRIAC) having a switch function.

또한, 본 발명에 따른 AC 개폐모듈은, 전력선(L)의 입력단자(L1)와 전류검출부(10) 사이에 연결되어, 전력선(L)의 출력단자(L2)에 연결된 부하가 단락되었을 때 발생하는 과전류를 순간적으로 제한하기 위한 전류제한소자(120)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 전류제한소자(120)는 코일형상의 리액터(예로써, 초크 코일; Choke coil)를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the AC switching module according to the present invention is connected between the input terminal (L1) of the power line (L) and the current detection unit 10, when the load connected to the output terminal (L2) of the power line (L) is short-circuited It is preferable to further include a current limiting element 120 for limiting the over-current instantaneously. At this time, the current limiting element 120 preferably uses a coil-shaped reactor (for example, a choke coil).

본 발명에 따른 AC 개폐모듈에서, 전류검출부(10), 개폐소자부(100) 및 전류제한소자(120)는 전력선(L)의 입력단자(L1)와 출력단자(L2) 사이에 직접적으로 배치되는 구성으로서, 전력선(L)으로 공급되는 전류를 제어하기 위한 차단부라 할 수 있다.In the AC switching module according to the present invention, the current detecting unit 10, the switching element unit 100 and the current limiting element 120 is disposed directly between the input terminal (L1) and the output terminal (L2) of the power line (L). As a configuration, it may be referred to as a blocking unit for controlling the current supplied to the power line (L).

상기 전류검출부(10)는 전력선(L)의 입력단자(L1)로부터 공급되는 교류전류신호를 검출하기 위하여 변류기(Current Transformer; CT)를 구비한다. 이 때, 변류기는 전력선(L)으로부터 공급되는 교류의 큰 전류(대전류)를 그것과 비례하는 작은 전류(소전류)로 바꾸어 주는 역할을 한다.The current detector 10 includes a current transformer CT to detect an AC current signal supplied from the input terminal L1 of the power line L. At this time, the current transformer serves to change the large current (large current) of the alternating current supplied from the power line L into a small current (small current) proportional thereto.

또한, 상기 개폐소자부(100)는 전력제어용 반도체로서, 온오프구동부(90)로부터 입력되는 개폐동작제어신호에 따라 전력선(L)의 출력단자(L2)로 출력되는 전류를 제어 즉 차단가능한 소자이다. 실시예로써, 트라이액(TRIAC)은 2방향성 3단자 사이리스터로 2방향 제어가 가능한 소자이다. 즉, 전력선(L)의 입력단자(L1), 출력단자(L2) 및 온오프구동부(90)에 연결되어 온오프구동부(90)의 개폐동작제어신호에 따라 전력선(L)의 전류를 제어한다.In addition, the switching element unit 100 is a power control semiconductor, the element capable of controlling the current output to the output terminal (L2) of the power line (L) according to the switching operation control signal input from the on-off driving unit (90) to be. In an embodiment, the triac (TRIAC) is a device capable of two-way control with a two-way three-terminal thyristor. That is, it is connected to the input terminal L1, the output terminal L2 and the on-off driving unit 90 of the power line L to control the current of the power line L in accordance with the open / close operation control signal of the on-off driving unit 90. .

또한, 상기 전류제한소자(120)는 전력선(L)의 입력단자(L1)와 전류검출부(10) 사이, 보다 구체적으로는 전류검출부(10) 및 개폐소자부(100) 보다 앞서 입력단자(L1)에 연결된다. 이런 전류제한소자(120)는 전류의 변화가 느리면 낮은 임피던스로 작용하나 전류의 변화가 급격하면 전류제한소자(120)의 양단에 역전압(Reverse voltage)이 발생하여 급격한 전류를 순간적으로 못흐르게 하는 특성을 지닌다. 이에 따라, 출력단자에 연결된 부하가 단락되었을 때 전류가 급격히 증대하는 것을 억제하여 다른 소자에 부담을 줄일 수 있다. In addition, the current limiting element 120 is between the input terminal (L1) and the current detection unit 10 of the power line (L), more specifically, the input terminal (L1) before the current detection unit 10 and the switching element unit (100). ) The current limiting element 120 acts as a low impedance when the change of current is slow, but when the change of current is rapid, a reverse voltage is generated at both ends of the current limiting element 120 to prevent the sudden current from flowing momentarily. Has characteristics. As a result, when the load connected to the output terminal is short-circuited, the current is suppressed from increasing rapidly, thereby reducing the burden on other devices.

또한, 본 발명에 따른 AC 개폐모듈에서, 입력신호증폭부(20), 기준전압발생부(30), 차동증폭부(40), 선형적분회로부(50), 비교전압발생부(60), 적분전압 비교회로부(70), 신호전압 비교회로부(75), 비교신호 유지회로부(80) 및 온도프구동부(90)는, 전류검출부(10)와 개폐소자부(100) 사이에서 연결되는 구성으로서 전력선(L)에 흐르는 과전류를 판단하여 한시적으로 또는 순시적으로 차단하기 위한 제어회로부라고 할 수 있다.In addition, in the AC switching module according to the present invention, the input signal amplifier 20, the reference voltage generator 30, the differential amplifier 40, the linear integrated circuit 50, the comparison voltage generator 60, integral The voltage comparison circuit section 70, the signal voltage comparison circuit section 75, the comparison signal holding circuit section 80, and the temperature droop driving section 90 are connected between the current detection section 10 and the switching element section 100 as a power line. It can be said to be a control circuit part for judging the overcurrent flowing in (L) to cut off temporarily or momentarily.

여기서, 상기 입력신호 증폭부(20)는 전류검출부(10)로부터 검출된 교류전류신호 즉, 전류검출부(10)의 변류기로부터 소전류로 변환된 교류전류를 입력받는다. 이어서, 입력된 교류전류를 정류하여 설정된 증폭도 만큼 정류된 전류의 전압을 증폭한다. 특히, 입력신호 증폭부(20)는 입력된 교류전류를 정류하기 위한 정류회로부를 구비한다.Here, the input signal amplifier 20 receives an AC current signal detected from the current detector 10, that is, an AC current converted into a small current from the current transformer of the current detector 10. Subsequently, the input AC current is rectified to amplify the voltage of the rectified current by the set amplification degree. In particular, the input signal amplifier 20 includes a rectifier circuit for rectifying the input AC current.

또한, 상기 기준전압발생부(30)는 설정된 기준전압 즉, 과전류를 판단하기 위해 입력신호 증폭부(20)에서 증폭된 전압과 같은 크기의 일정한 DC 전압을 발생하는 회로이다.In addition, the reference voltage generator 30 is a circuit for generating a constant DC voltage having the same magnitude as the voltage amplified by the input signal amplifier 20 to determine the set reference voltage, that is, the overcurrent.

또한, 상기 차동증폭부(40)는 입력신호증폭부(20)로부터 증폭된 전압을 입력받고, 기준전압발생부(30)로부터 기준전압을 입력받아, 두 전압의 전압차를 증폭하여 출력하게 된다. 일례로써, 차동증폭부(40)가 입력신호증폭부(20)의 증폭된 전압을 양(+)의 값으로 입력받고, 기준전압발생부(30)의 기준전압을 음(-)의 값으로 입력받을 때, 평상시의 전력선(L)에 정격 전류나 그 미만의 전류가 흐르는 경우, 차동증폭부(40)에서 두 전압의 전압차가 '0' 전압 또는 음(-)의 값이 된다. 그러나, 전력선(L)에 과전류가 흐르는 경우, 차동증폭부(40)에서 두 전압의 전압차가 양(+)의 값이 된다. 이에 따라, 차동증폭부(40)가 전압차를 증폭하여 출력하게 되면 선형적분회로부(50)가 양(+)의 값을 판단하여 적분함으로써 전력선(L)에 흐르는 전류가 과전류인지 아닌지를 판단할 수 있다.In addition, the differential amplifier 40 receives the amplified voltage from the input signal amplifier 20, receives the reference voltage from the reference voltage generator 30, and amplifies and outputs the voltage difference between the two voltages. . For example, the differential amplifier 40 receives the amplified voltage of the input signal amplifier 20 as a positive value and the reference voltage of the reference voltage generator 30 as a negative value. When the input, when the rated current or less current flows through the power line (L) in the usual, the voltage difference between the two voltages in the differential amplifier 40 becomes a '0' voltage or negative (-) value. However, when an overcurrent flows through the power line L, the voltage difference between the two voltages in the differential amplifier 40 becomes a positive value. Accordingly, when the differential amplifier 40 amplifies the voltage difference and outputs the voltage difference, the linear integrating circuit 50 determines the positive value and integrates it to determine whether the current flowing in the power line L is an overcurrent. Can be.

또한, 상기 선형적분회로부(50)는 선형적분기(Linear Integrator)로서 입력값에 비례하는 특정한 값이 시간에 따라 커지는(누적되는) 전자회로이다. 즉, 차동증폭부(40)로부터 출력된 전압을 입력받아, 적분시간에 비례하는 적분전압을 출력한다. 이 때, 평상시의 전력선(L)에 정격 전류나 그 미만의 전류가 흐르는 경우에는 적분을 하지 않지만, 전력선(L)에 과전류 즉 정격전류 이상의 전류가 흐르는 경우에는 적분을 하게 된다.In addition, the linear integrating circuit unit 50 is a linear integrator, an electronic circuit in which a specific value proportional to an input value increases (accumulates) with time. That is, the voltage output from the differential amplifier 40 is input and outputs an integral voltage proportional to the integration time. At this time, integration is not performed when the rated current or less current flows through the power line L at normal time, but integration is performed when an overcurrent, that is, a current higher than the rated current flows through the power line L.

또한, 상기 비교전압발생부(60)는 한시차단을 위한 비교전압을 발생한다. 상기 비교전압은 시간에 따라 누적되는 과전류에 대한 한계치를 나타내는 설정값이다. 또한, 비교전압발생부(60)는 순시차단을 위한 제2 비교전압을 발생할 수도 있다. 상기 제2 비교전압은 순간적으로 상승하는 과전류에 대한 한계치를 나타내는 설정값이다. 예를 들어, 전력선(L)의 정격전류의 400% 미만인 과전류에 대해서는 시간에 따라 누적되는 과전류에 대한 한계치를 설정하여 순시차단을 하고, 전력선(L)의 정격전류의 400% 이상인 과전류에 대해서는 실시간으로 상승하는 과전류에 대한 한계치를 설정하여 순시차단을 한다. 여기서, 순시차단이라는 것은 순간적으로 혹은 즉시 전원을 차단한다는 의미이고, 한시차단이라는 것은 일정한 시간을 두고 전원을 차단한다는 의미이다. 이에 따라, 비교전압발생부(60)는 한시차단을 위한 비교전압은 적분전압 비교회로부(70)로 출력하고, 순시차단을 위한 제2 비교전압은 신호전압 비교회로부(75)로 출력한다.In addition, the comparison voltage generation unit 60 generates a comparison voltage for time-limit cutoff. The comparison voltage is a set value indicating a limit value for the overcurrent accumulated over time. In addition, the comparison voltage generator 60 may generate a second comparison voltage for instantaneous interruption. The second comparison voltage is a set value indicating a limit value for an instantaneously rising overcurrent. For example, for an overcurrent that is less than 400% of the rated current of the power line L, a limit is set for the overcurrent that accumulates with time, and an instantaneous shut-off is made. Instantaneous interruption is set by setting the limit value for the overcurrent rising with. Here, instantaneous shutoff means that the power is cut off instantaneously or immediately, and timed cutoff means that the power is shut off for a certain time. Accordingly, the comparison voltage generation unit 60 outputs the comparison voltage for time-limiting to the integrated voltage comparison circuit unit 70, and the second comparison voltage for instantaneous-time blocking to the signal voltage comparison circuit unit 75.

또한, 상기 적분전압 비교회로부(70)는 비교전압발생부(60)로부터 비교전압을 입력받고, 선형적분회로부(50)로부터 적분전압을 입력받아 적분전압이 비교전압보다 큰 경우 설정된 한시차단용 전압을 출력한다. 여기서, 출력되는 한시차단용 전압은 비교전압과 적분전압의 전압차, 혹은 증폭된 전압차일 수 있으며, 또는 설정된 다른 신호전압일 수 있다.In addition, the integral voltage comparison circuit unit 70 receives a comparison voltage from the comparison voltage generation unit 60, receives an integration voltage from the linear integration circuit unit 50, and sets a time-stopping voltage when the integral voltage is greater than the comparison voltage. Outputs Here, the output time-limiting voltage may be a voltage difference between the comparison voltage and the integrated voltage, or an amplified voltage difference, or may be another set signal voltage.

또한, 상기 신호전압 비교회로부(75)는 입력신호 증폭부(20)로부터 증폭된 전압을 입력받고, 비교전압발생부(60)로부터 제2 비교전압을 입력받아, 증폭된 전압이 제2 비교전압보다 큰 경우 설정된 순시차단용 전압을 출력한다. 여기서, 출력되는 순시차단용 전압은 입력받은 두 전압의 전압차, 혹은 증폭된 전압차일 수 있으며, 또는 설정된 다른 신호전압일 수 있다.In addition, the signal voltage comparison circuit unit 75 receives the amplified voltage from the input signal amplifier 20, receives the second comparison voltage from the comparison voltage generator 60, and the amplified voltage is the second comparison voltage. If it is larger, the set instantaneous voltage is output. Here, the output instantaneous blocking voltage may be a voltage difference between two input voltages, an amplified voltage difference, or may be another set signal voltage.

또한, 상기 비교신호 유지회로부(80)는 적분전압 비교회로부(70)로부터 출력되는 한시차단용 전압이나, 신호전압 비교회로부(75)로부터 출력되는 순시차단용 전압을 입력받아 전력선(L)의 차단신호를 출력하고, 또한 출력되는 차단신호를 유지하는 기능을 한다. 그 이유는 차단신호에 의해 개폐소자부(100)가 전원을 차단하면 한시차단용 전압이나 순시차단용 전압이 없어지게 되므로, 차단상태를 유지하기 위하여 차단신호를 지속적으로 출력하게 된다. 한편, 비교신호 유지회로부(80)는 처리부(112)에 연결되어 차단신호 정보를 처리부(112)로 전송할 수 있으며, 처리부(112)의 제어신호에 따라 동작할 수 있다.In addition, the comparison signal holding circuit unit 80 receives the time-breaking voltage output from the integrated voltage comparison circuit unit 70 or the instantaneous blocking voltage output from the signal voltage comparison circuit unit 75 to cut off the power line L. FIG. It outputs a signal, and also serves to hold the output cutoff signal. The reason for this is that when the switching element unit 100 cuts off the power by the blocking signal, the voltage for the temporary interruption voltage or the instantaneous interruption voltage is lost, so that the interruption signal is continuously output to maintain the interruption state. Meanwhile, the comparison signal holding circuit unit 80 may be connected to the processing unit 112 to transmit the blocking signal information to the processing unit 112, and operate according to the control signal of the processing unit 112.

또한, 상기 온오프 구동부(90)는 비교신호 유지회로부(80)로부터 차단신호를 실시간으로 입력받아, 전력선(L)의 개폐동작제어신호를 개폐소자부(100)로 출력한다. 한편, 온오프 구동부(90)는 처리부(112)에 연결되어 처리부(112)의 제어신호에 따라 동작할 수 있다.In addition, the on-off driving unit 90 receives the blocking signal from the comparison signal holding circuit unit 80 in real time, and outputs the open / close operation control signal of the power line L to the open / close device unit 100. The on / off driver 90 may be connected to the processor 112 to operate according to a control signal of the processor 112.

본 발명에 따른 AC 개폐모듈은 처리부(112)와 통신용 드라이버부(114)로 구성된 감시부(110)를 더 구비할 수 있다.The AC opening and closing module according to the present invention may further include a monitoring unit 110 including a processing unit 112 and a communication driver unit 114.

일예로써, 상기 처리부(112)는 마이크로 프로세서(Micro Processor)로서 비교신호 유지회로부(80)와 연결되어 차단신호를 통해 개폐소자부(100)로 인한 전력선(L)의 개폐상태 및 과전류 상태를 파악할 수 있다. 이에 따라, 통신용 드라이버부(114)를 통해 접속되는 단말기로 해당 정보를 송신하고, 해당 단말기로부터 제어명령신호를 전달받을 수 있다.As an example, the processing unit 112 is a microprocessor connected to the comparison signal holding circuit unit 80 to determine an open state and an overcurrent state of the power line L caused by the switching element unit 100 through a blocking signal. Can be. Accordingly, the information may be transmitted to a terminal connected through the communication driver 114, and a control command signal may be received from the terminal.

또한, 상기 통신용 드라이버부(114)는 외부 단말기와 처리부(112)를 연결시켜주기 위한 구성으로서, 예로써, RS-485 네트워크 통신이 가능한 RS-485 드라이버 일 수 있다. 또는 유무선 통신을 위한 어느 통신용 드라이버를 사용하여도 된다.In addition, the communication driver 114 is a configuration for connecting the external terminal and the processing unit 112, for example, may be an RS-485 driver capable of RS-485 network communication. Alternatively, any communication driver for wired or wireless communication may be used.

정리하면, 본 발명에 따른 AC 개폐모듈에서, 한시적 차단특성은 입력신호 증폭부(20), 기준전압발생부(30), 차동증폭부(40), 선형적분회로부(50), 비교전압발생부(60) 및 적분전압 비교회로부(70)을 통해 만들어지며, 순시적 차단특성은 입력신호증폭부(20), 비교전압발생부(60) 및 신호전압 비교회로부(75)를 통해 만들어진다.In summary, in the AC switching module according to the present invention, the temporary blocking characteristic may include an input signal amplifier 20, a reference voltage generator 30, a differential amplifier 40, a linear integrator circuit 50, and a comparison voltage generator. 60 and the integral voltage comparison circuit unit 70, and the instantaneous blocking characteristic is made through the input signal amplifier 20, the comparison voltage generator 60 and the signal voltage comparison circuit 75.

여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 입력신호증폭부(20)로부터 선형적분회로부(50)까지의 과전류의 한시적 차단을 위한 적분과정을 살펴보면, 전류검출부(10)를 통해 입력되는 입력전압이 Vin(t)라 할 때, 입력신호증폭부(20)는 설정된 증폭도(Ai)만큼 증폭하여 Ai·Vin(t)만큼의 전압을 출력한다.(단, 상기 입력전압은 정류된 전압이다.) 한편, 기준전압 발생부(30)는 설정된 기준전압(Vr)을 출력한다. 이어서, 차동증폭부(40)는 입력신호 증폭부(20)의 출력값을 "No-Inverting 입력" 즉, 양의 값으로 입력받고, 기준전압 발생부(30)의 출력값을 "Inverting 입력" 즉, 음의 값으로 입력받아, 두 전압의 전압차를 증폭도(Ad)만큼 증폭하여 Ad·(Ai·Vin(t)-Vr) 만큼의 전압을 출력한다. 이어서, 선형적분 회로부(50)는 차동증폭부(40)의 출력값을 입력받아 시간에 비례하는 적분전압을 출력한다. 즉, 적분시정수인 콘덴서(C)와 저항(R)을 곱한 값 및 비례상수(K)에 비례하고 적분시간(tit)이 증가함에 따라 증가(누적)되는 K·C·R·tit·Ad·(Ai·Vin(t)-Vr) 만큼의 전압을 출력한다.Here, as shown in Figure 2, when looking at the integral process for the temporary blocking of the overcurrent from the input signal amplifier 20 to the linear integrating circuit unit 50, the input voltage input through the current detector 10 is Vin In the case of (t), the input signal amplifier 20 amplifies by the set amplification degree Ai and outputs a voltage equal to Ai · Vin (t) (wherein the input voltage is a rectified voltage). The reference voltage generator 30 outputs the set reference voltage Vr. Subsequently, the differential amplifier 40 receives the output value of the input signal amplifier 20 as a "No-Inverting input", that is, a positive value, and receives the output value of the reference voltage generator 30 as an "Inverting input", It receives a negative value, amplifies the voltage difference between the two voltages by an amplification degree Ad, and outputs a voltage equal to Ad · (Ai Vin (t) -Vr). Subsequently, the linear integrating circuit unit 50 receives the output value of the differential amplifier 40 and outputs an integral voltage proportional to time. That is, the increase (acc) as the integral when integer capacitor (C) and multiplied by the resistance (R) values and proportional to the constant of proportionality (K), and increasing the integration time (t it) K · C · R · t it · The voltage of Ad * (AiVin (t) -Vr) is output.

한편, 본 발명에 따른 AC 개폐모듈은 내부에 전원회로를 구비하여, 각 구성에 전원을 공급하게 된다. On the other hand, the AC switching module according to the present invention is provided with a power circuit therein, to supply power to each component.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 전력선의 기계적인 접점을 전자소자로 대체함으로써 장애요소를 줄여 신뢰성을 높일 수 있으며, 또한, 배선용 전력선에 대하여 발생할 수 있는 과전류를 한시적 또는 순시적으로 차단할 수 있다.According to the present invention as described above, by replacing the mechanical contact of the power line with an electronic element, it is possible to reduce the obstacles to increase the reliability, and also to temporarily or temporarily block the overcurrent that may occur with respect to the power line for wiring.

이상, 본 발명에 대하여 도면과 실시예를 가지고 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 많은 수정과 변형이 가능함을 이해할 것이다. 또한, 상기 도면은 발명의 이해를 돕기 위해 도시된 것으로서, 청구범위를 한정하도록 이해해서는 아니될 것이다. In the above, the present invention has been described with reference to the drawings and embodiments, but the present invention is not limited to the specific embodiments, and those skilled in the art can make many modifications and variations without departing from the scope of the present invention. I will understand what is possible. In addition, the drawings are shown for the purpose of understanding the invention and should not be understood to limit the scope of the claims.

10 : 전류검출부 20 : 입력신호증폭부
30 : 기준전압 발생부 40 : 차동증폭부
50 : 선형적분회로부 60 : 비교전압 발생부
70 : 적분전압 비교회로부 75: 신호전압 비교회로부
80 : 비교신호 유지회로부 90 : 온오프 구동부
100 : 개폐소자부 110 : 감시부
112 : 차단부 114 : 통신용 드라이버부
120 : 전류제한소자10: current detector 20: input signal amplifier
30: reference voltage generator 40: differential amplifier
50: linear integration circuit 60: comparison voltage generation unit
70: integral voltage comparison circuit unit 75: signal voltage comparison circuit unit
80: comparison signal holding circuit section 90: on-off driving section
100: switching element 110: monitoring unit
112: blocking unit 114: communication driver unit
120: current limiting device

Claims (7)

전력선의 입력단자로부터 공급되는 교류전류신호를 검출하는 전류검출부;
상기 전류검출부로부터 검출된 교류전류신호의 전압을 정류하여 증폭하는 입력신호증폭부;
설정된 기준전압을 발생하는 기준전압발생부;
상기 입력신호증폭부의 증폭된 전압과 기준전압발생부의 기준전압의 전압차를 증폭하여 출력하는 차동증폭부;
상기 차동증폭부로부터 출력되는 전압을 입력받아, 적분시간에 비례하는 적분전압을 출력하는 선형적분회로부;
한시차단을 위한 비교전압을 발생하는 비교전압발생부;
상기 선형적분회로부로부터 적분전압을 입력받고, 상기 비교전압발생부로부터 비교전압을 입력받아, 상기 적분전압이 비교전압보다 큰 경우 설정된 한시차단용 전압을 출력하는 적분전압 비교회로부;
상기 적분전압 비교회로부로부터 출력되는 한시차단용 전압을 입력받아, 상기 전력선의 차단신호를 출력유지하는 비교신호 유지회로부;
상기 비교신호 유지회로부로부터 차단신호를 입력받아, 상기 전력선의 개폐동작제어신호를 출력하는 온오프구동부; 및,
상기 온오프구동부로부터 개폐동작제어신호를 입력받아, 상기 전력선의 출력단자로 출력되는 전류를 차단가능한 개폐소자부;
를 포함하는 AC 개폐모듈.A current detector for detecting an AC current signal supplied from an input terminal of the power line;
An input signal amplifier for rectifying and amplifying the voltage of the AC current signal detected by the current detector;
A reference voltage generator for generating a set reference voltage;
A differential amplifier for amplifying and outputting a voltage difference between the amplified voltage of the input signal amplifier and a reference voltage of the reference voltage generator;
A linear integrating circuit unit which receives a voltage output from the differential amplifier and outputs an integral voltage proportional to an integration time;
A comparison voltage generator for generating a comparison voltage for time-limiting interruption;
An integrated voltage comparison circuit unit for receiving an integrated voltage from the linear integrated circuit unit, receiving a comparison voltage from the comparison voltage generator, and outputting a set time-breaking voltage when the integrated voltage is greater than the comparison voltage;
A comparison signal holding circuit unit which receives the time-limiting voltage output from the integrated voltage comparison circuit unit and outputs a cutoff signal of the power line;
An on / off driver configured to receive a cutoff signal from the comparison signal holding circuit part and output an open / close operation control signal of the power line; And,
An opening / closing element part capable of receiving an opening / closing operation control signal from the on / off driving part to cut off a current output to an output terminal of the power line;
AC opening and closing module comprising a. 제 1 항에 있어서,
상기 비교전압발생부는 순시차단을 위한 제2 비교전압을 더 발생하고,
상기 AC 개폐모듈은 상기 입력신호증폭부의 증폭된 전압을 입력받고, 상기 비교전압발생부로부터 제2 비교전압을 입력받아, 상기 입력신호증폭부의 증폭된 전압이 제2 비교전압보다 큰 경우 설정된 순시차단용 전압을 출력하는 신호전압 비교회로부를 더 포함하되,
상기 비교신호 유지회로부는 상기 신호전압 비교회로부로부터 출력되는 순시차단용 전압을 입력받아, 상기 전력선의 차단신호를 출력유지 가능한 것을 특징으로 하는 AC 개폐모듈.The method of claim 1,
The comparison voltage generation unit further generates a second comparison voltage for instantaneous blocking.
The AC switching module receives the amplified voltage of the input signal amplifier and receives a second comparison voltage from the comparison voltage generator, and sets the instantaneous shutoff when the amplified voltage of the input signal amplifier is greater than a second comparison voltage. Further comprising a signal voltage comparison circuit for outputting a voltage for
And the comparison signal holding circuit unit receives the instantaneous blocking voltage output from the signal voltage comparing circuit unit, and maintains the output signal of the power line. 제 2 항에 있어서,
상기 비교신호 유지회로부에 연결되어 차단신호에 따른 온오프구동부의 동작상태를 감시하고 외부제어신호에 따라 상기 비교신호 유지회로부 또는 온오프구동부로 개폐동작제어신호를 전송가능한 처리부와,
상기 처리부에 연결되어 유선 또는 무선으로 외부와 통신가능한 통신용드라이버부를 구비한 감시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 개폐모듈.The method of claim 2,
A processing unit connected to the comparison signal holding circuit unit for monitoring an operation state of an on / off driving unit according to a cutoff signal and transmitting an open / close operation control signal to the comparison signal holding circuit unit or an on / off driving unit according to an external control signal;
AC opening and closing module further comprises a monitoring unit having a communication driver unit connected to the processing unit to communicate with the outside by wire or wireless. 제 3 항에 있어서,
상기 전류검출부는 대전류를 소전류로 바꾸어 측정가능한 변류기를 구비하며,
상기 입력신호증폭부는 상기 전류검출부로부터 출력되는 전류신호를 정류하는 정류회로부를 구비하는 것을 특징으로 하는 AC 개폐모듈.The method of claim 3, wherein
The current detection unit includes a current transformer that can measure a large current to a small current,
And the input signal amplifier includes a rectifier circuit unit to rectify the current signal output from the current detector. 제 4 항에 있어서,
상기 개폐소자부는 스위치 기능을 갖는 트라이액(TRIAC)인 것을 특징으로 하는 AC 개폐모듈.The method of claim 4, wherein
AC switching module, characterized in that the switching element portion is a triac (TRIAC) having a switch function. 제 3 항에 있어서,
상기 전력선의 입력단자와 상기 전류검출부 사이에 연결되어, 상기 전력선의 출력단자에 연결된 부하가 단락되었을 때 발생하는 과전류를 제한하기 위한 전류제한소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 개폐모듈.The method of claim 3, wherein
And a current limiting device connected between an input terminal of the power line and the current detection unit to limit an overcurrent generated when a load connected to the output terminal of the power line is short-circuited. 제 6 항에 있어서,
상기 전류제한소자는 코일형상의 리액터를 사용하는 것을 특징으로 하는 AC 개폐모듈.The method according to claim 6,
The current limiting device is an AC switching module, characterized in that using a coil-shaped reactor.
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