KR20190131336A - 기계 작동 장비의 전기 보호 장치 - Google Patents

기계 작동 장비의 전기 보호 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190131336A
KR20190131336A KR1020180056083A KR20180056083A KR20190131336A KR 20190131336 A KR20190131336 A KR 20190131336A KR 1020180056083 A KR1020180056083 A KR 1020180056083A KR 20180056083 A KR20180056083 A KR 20180056083A KR 20190131336 A KR20190131336 A KR 20190131336A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
protection circuit
rear end
controller
surge energy
voltage suppressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020180056083A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102138086B1 (ko
Inventor
순카이 창
옌순 황
Original Assignee
하이윈 테크놀로지스 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to TW107112715A priority Critical patent/TWI672885B/zh
Priority to CN201810366437.5A priority patent/CN110391647B/zh
Priority to JP2018091355A priority patent/JP6655653B2/ja
Application filed by 하이윈 테크놀로지스 코포레이션 filed Critical 하이윈 테크놀로지스 코포레이션
Priority to KR1020180056083A priority patent/KR102138086B1/ko
Priority to DE102018112914.9A priority patent/DE102018112914B4/de
Priority to US16/000,728 priority patent/US10862299B2/en
Publication of KR20190131336A publication Critical patent/KR20190131336A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102138086B1 publication Critical patent/KR102138086B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/041Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using a short-circuiting device
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/044Physical layout, materials not provided for elsewhere
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/005Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection avoiding undesired transient conditions
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/042Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage comprising means to limit the absorbed power or indicate damaged over-voltage protection device

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 전기 보호 장치는 기계 작동 장비의 컨트롤러에 이용되며 회로 기판, 전단 보호 회로와 후단 보호 회로를 포함한다. 전단 보호 회로와 후단 보호 회로는 회로 기판에 형성된다. 전단 보호 회로는 전원 및 컨트롤러의 전단과 연결된다. 전단 보호 회로는 전기 보호 조건을 가지며, 전원의 순간 서지 에너지가 전기 보호 조건을 초과한 경우 순간 서지 에너지가 컨트롤러에 유입하는 것을 차단한다. 후단 보호 회로는 전단 보호 회로 및 컨트롤러의 후단과 연결된다. 순간 서지 에너지가 발생한 경우 후단 보호 회로의 반응 속도는 전단 보호 회로의 반응 속도보다 느리다. 본 발명에 따른 전기 보호 장치는 순간 서지 에너지를 효과적으로 차단하여 기계 작동 장비의 전자 시스템이 손상되는 것을 피할 수 있다.

Description

기계 작동 장비의 전기 보호 장치{ELECTRICAL PROTECTION DEVICE FOR MECHANICAL EQUIPMENT}
본 발명은 전기 보호 장치에 관한 것이며, 특히 기계 작동 장비의 전기 보호 장치에 관한 것이다.
컨트롤러는 자동화 장비 또는 기계 장비의 각종 작동, 예를 들어 가공, 측정 및 수송 등을 제어하기 위한 것이다. 작동 과정은 통상 다양한 진행 과정(行程), 예를 들어 회전, 이동 및 캡쳐 등을 포함한다. 컨트롤러는 프로그램 또는 명령 어렌지를 통해 각종 진행 과정과 작동을 수행한다.
컨트롤러의 작동 과정에서 전원 에너지는 주변 장비, 환경 장비, 전원선 유도, 번개 및 전원 접촉 등에 의해 순간 서지(surge)가 발생할 수 있으며, 순간 서지는 전원 경로를 통해 컨트롤러에 유입하여 컨트롤러 또는 단말기 부하의 손상을 초래한다.
종래에는 순간 서지에 따른 손상을 방지하기 위해, 통상 컨트롤러 내부의 전자 부품의 반응에 따라 대응된 보호 회로 또는 보호 장치를 설계한다. 그러나 이러한 방식은 전체 컨트롤러 내부의 전자 소자의 반응 조건을 완전하게 고려해야 한다. 또한 동일 규격의 전자 소자라고 해도 파라미터의 오차에 따라 반응 능력의 오차가 초래되므로, 보호 정치의 설계는 비교적 어렵다.
또한, 각 기계 작동 장비 내부의 사용 가능한 공간이 한정되므로, 보호 회로에 사용될 수 있는 공간은 일반적으로 좁다. 따라서 이 좁은 공간 내에서 어떻게 적절한 보호 장치를 선택할 것인가 하는 것은 업계에서 시급히 해결해야 하는 과제이다.
본 발명에 따른 전기 보호 장치는 기계 작동 장비의 시스템 내부의 전자 소자의 반응 상태를 생략할 수 있고, 순간 서지에 따른 손상을 효과적으로 차단할 수 있다.
상기 목적을 이루기 위해 안출된 본 발명에 따른 전기 보호 장치는, 기계 작동 장비의 컨트롤러에 이용되며, 회로 기판, 전단 보호 회로와 후단 보호 회로를 포함한다. 전단 보호 회로와 후단 보호 회로는 회로 기판에 형성된다. 전단 보호 회로는 전원 및 컨트롤러의 전단과 연결된다. 전단 보호 회로는 전기 보호 조건을 가지며, 전원의 순간 서지 에너지가 전기 보호 조건을 초과한 경우 순간 서지 에너지가 컨트롤러에 유입하는 것을 차단한다. 후단 보호 회로는 전단 보호 회로 및 컨트롤러의 후단과 연결된다. 순간 서지 에너지가 발생한 경우 후단 보호 회로의 반응 속도는 전단 보호 회로의 반응 속도보다 느리다.
본 발명에 따른 전기 보호 장치가 전단 보호 회로와 후단 보호 회로를 배치하고, 순간 서지 에너지가 발생하는 경우 후단 보호 회로의 반응을 지연시키므로, 본 발명에 따른 전기 보호 장치는 컨트롤러 또는 부하에 전단 보호 회로보다 반응이 더 빠른 전자 소자를 배치하는 것을 생략하여 보호 회로의 설계를 단순화 할 수 있고 순간 서지 에너지를 더 효과적으로 차단할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 보호 장치의 블록도이다.
도 2 내지 도 5는 각각 도 1에 도시된 본 발명에 따른 전기 보호 장치 실시예의 회로도이다.
본 발명에 따른 전기 보호 장치는 기계 작동 장비의 컨트롤러에 적용된다. 기계 작동 장비는 예를 들어 로봇, 전동 클로, 슬라이드 레일 등이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 전기 보호 장치(10)는 컨트롤러(20) 및 전원(30)과 연결되며, 전원에 순간 서지 에너지가 발생한 경우 컨트롤러(20) 또는 기계 작동 장비 내부의 전자 부품이 손상되는 것을 피하기 위한 것이다. 부하(40)는 기계 작동 장비의 액추에이팅 장치이며, 예를 들어 전동 클로와 슬라이드 레일 등이다.
도 1과 도 2에 나타낸 바와 같이, 컨트롤러(20)는 컨버터(21), 프로세서(23)와 광 릴레이(25)를 포함한다. 컨버터(21)는 전기 보호 장치(10)에 연결되어, 전기 보호 장치(10)를 통과한 전원 에너지를 제공받는다. 프로세서(23)는 컨버터(21) 및 광 릴레이(25)와 연결되어, 부하(40)의 제어 명령을 출력하거나 또는 부하(40)의 피드백 신호를 수신한다. 다른 실시예에서 컨트롤러(20)는 그밖의 다른 모듈을 더 포함하거나 또는 더 많은 프로세서가 존재한다. 모듈은 예를 들어 정류기와 인버터 등이다.
전기 보호 장치(10)는 회로 기판(11), 전단 보호 회로(13)와 후단 보호 회로(15)를 포함하고, 전단 보호 회로(13)와 후단 보호 회로(15)는 회로 기판(11)에 형성된다. 회로 기판(11)의 접합면은 21×50mm인 것이 바람직하고, 회로 기판은 단층 또는 다층 도체의 구성을 선택할 수 있다. 접합면은 전자 소자를 탑재하기 위한 것이다. 다른 실시예에서 회로 기판의 사이즈는 더 작거나 더 클 수 있다. 예를 들어 접합면의 긴 변을 50mm ~ 85mm로 변경하고, 접합면의 짧은 변을 21mm ~ 35mm로 변경할 수 있다. 따라서 사이즈는 상술한 바에 한정되지 않으며, 긴 변과 짧은 변은 동일한 사이즈일 수도 있다. 전단 보호 회로(13)는 전원(30) 및 컨트롤러(20)의 전단(27)과 연결되고, 후단 보호 회로(15)는 전단 보호 회로(13) 및 컨트롤러(20)의 후단(29)과 연결된다. 전단(27)과 후단(29)은 일반적으로 각각 컨트롤러(20)의 입력과 출력을 가리킨다. 컨트롤러(20)의 후단(29)은 통상 부하(40)와 연결되는 끝점을 가리키며, 명령을 부하에 출력한다. 따라서 컨트롤러(20)의 전단(27)과 후단(29)을 입력단과 출력단이라고도 부른다.
전단 보호 회로(13)는 전원(30)이 입력한 순간 서지 에너지가 전기 보호 조건에 부합하는 경우, 순간 서지 에너지가 컨트롤러(20)에 입력되는 것을 차단한다. 본 실시예의 전기 보호 조건은 ±1킬로볼트(KV)이다. 다시 말해 순간 서지 에너지가 ±1KV를 초과하면, 전단 보호 회로(13)가 트리거링된다. 다른 실시예에서는 전기 보호 조건의 파라미터가 더 크거나 더 작을 수 있다.
순간 서지 에너지는 정방향 순간 서지 에너지와 역방향 순간 서지 에너지로 구분할 수 있다. 정방향은 고전위로부터 저전위로 흐르는 에너지를 가리키고, 역방향은 저전위로부터 고전위로 흐르는 에너지를 가리킨다. 서지는 짧거나 순간적인 에너지 급증에 의해 초래되는 시스템이 감당할 수 없는 에너지를 가리킨다. 전기 보호 조건은 정방향 보호 파라미터와 역방향 보호 파라미터를 포함한다. 여기서 에너지와 파라미터는 전류, 전압, 파워, 또는 연산을 거쳐 변환된 디지털 파라미터일 수 있다.
전기 보호 조건에 부합한다고 함은 순간 서지 에너지가 정방향 보호 파라미터보다 크고 순간 서지 에너지가 역방향 보호 파라미터보다 작다는 것이다. 순간 서지 에너지가 정방향 보호 파라미터보다 큰 경우, 전단 보호 회로(13)는 단락 방식으로 순간 서지 에너지를 접지단에 안내하여 순간 서지 에너지가 컨트롤러(20)에 유입하는 것을 피한다. 순간 서지 에너지가 역방향 보호 파라미터보다 작은 경우, 전단 보호 회로(13)는 단로 방식으로 순간 서지 에너지를 컨트롤러(20) 외부에 차단하여 순간 서지 에너지가 컨트롤러(20)에 유입하는 것을 피한다.
전단 보호 회로(13)는 전단 전압 억제기(131)와 내고압 다이오드(133)를 포함한다. 전단 전압 억제기(131)는 전원(30)과 병렬 연결되고, 내고압 다이오드(133)의 애노드는 전단 전압 억제기(131)의 애노드에 연결되고, 내고압 다이오드(133)의 캐소드는 후단 보호 회로(15) 및 컨트롤러(20)의 전단(27)과 연결된다. 여기서, 정방향 보호 파라미터는 전단 전압 억제기(131)와 관련되며, 본 실시예에서 전단 전압 억제기(131)는 과도 전압 억제 다이오드(TVS)이다. 과도 전압 억제 다이오드는 양방향 24볼트를 선택하고, 300암페어(A)/3킬로와트(KW)에 견딜 수 있는 것이 바람직하다. 내고압 다이오드는 1킬로볼트(KV)의 전압에 견디는 것을 선택하는 것이 바람직하나, 다른 실시예에서는 선택한 파라미터에 한정되지 않는다. 다른 실시예의 전단 전압 억제기(131)는 금속 산화물 배리스터 소자(MOV) 또는 순간 서지 에너지에 견딜 수 있는 그밖의 다른 전자 소자 또는 그 조합일 수 있다.
순간 서지 에너지가 발생한 경우, 후단 보호 회로(15)의 반응 속도는 전단 보호 회로(13)의 반응 속도보다 느리며, 후단 보호 회로(15)는 외부 정전기가 컨트롤러(20)에 유입하는 것도 방지한다. 여기서, 순간 서지 에너지가 정방향 보호 파라미터보다 큰 경우, 후단 보호 회로(15)의 임피던스는 전단 보호 회로(13)의 임피던스보다 커, 후단 보호 회로(15)의 반응을 지연시킨다. 순간 서지 에너지가 역방향 보호 파라미터보다 작은 경우, 전단 보호 회로(13)와 후단 보호 회로(15) 사이에 단로가 발생하여 후단 보호 회로(15)의 반응을 지연시킨다.
본 실시예에서, 후단 보호 회로(15)는 분로 소자(151)와 후단 전압 억제기(153)를 포함한다. 분로 소자(151)는 순간 서지 에너지의 발생 시 후단 보호 회로(15)의 반응이 늦어지는 주된 원인이며, 여기서 저항기를 예로 든다. 저항의 양단은 전단 보호 회로(13)의 내고압 다이오드(133)의 캐소드 및 후단 전압 억제기(153)와 연결되고, 후단 전압 억제기(153)는 컨트롤러(20)의 후단(29)에 연결되며 병렬 관계를 형성한다.
분로 소자(151)는 순간 서지 에너지의 발생 시 후단 전압 억제기(153)의 반응 시간을 지연시켜 후단 전압 억제기(153)와 광 릴레이(25) 등을 보호하기 위한 것이다. 그 이유는 순간 서지 에너지의 발생 시, 전단 보호 회로(13)가 우선 반응한다. 특히 정방향 순간 서지 에너지의 발생 시, 전단 전압 억제기(131)에 단락이 발생하므로 전단 전압 억제기(131)의 임피던스가 분로 소자의 임피던스보다 작다. 따라서, 대부분의 순간 서지 에너지는 단락된 전단 전압 억제기(131)를 통과하며, 컨트롤러(20) 또는 후단 보호 회로에 유입하지 않는다.
여기서, 후단 전압 억제기(153)로서 선택되는 소자는 전단 전압 억제기(131)와 서로 같으나, 소자의 각 파라미터 조건, 예를 들어 내전압 정도와 반응 시간 등은 서로 다를 수 있다.
다른 실시예에서, 분로 소자(151)는 임피던스를 형성할 수 있는 그밖의 다른 소자 또는 모듈을 선택할 수 있다. 따라서 저항기에 한정되지 않으며, 저항기의 수량도 더 많을 수 있다.
본 실시예에서 선택한 회로 기판(11)의 부피가 작으므로, 선택된 과도 전압 억제 다이오드의 사이즈는 8×5.9×2.6mm 또는 2.6×1.3×1.1mm이고 내고압 다이오드의 사이즈는 5×2.7×2.2mm이나, 소자의 사이즈는 더 작거나 더 클 수 있다. 그러나, 회로 기판(11)에 배치할 수 있어야 한다. 저항기의 저항 값은 20 ~ 60옴(Ω)이다. 이로써, 본 발명에 따른 전기 보호 장치(10)의 각 소자는 회로 기판(11)에 완전하게 배치되어 기계 작동 장비 내에 장착될 수 있다.
적용 시, 전원에 순간 서지 에너지가 발생한 경우 정방향과 역방향의 서지 에너지로 구분된다. 정방향 순간 서지 에너지는 전단 보호 회로(13)의 전단 전압 억제기(131)를 트리거링하여, 전단 전압 억제기(131)가 도통되어 단락이 발생하도록 한다. 따라서 정방향 순간 서지 에너지는 단락된 전단 전압 억제기(131)로부터 접지단에 유입하며, 컨트롤러(20) 내부로 유입하지 않는다. 역방향 순간 서지 에너지가 전원(30)을 거쳐 전기 보호 장치(10) 내부로 유입한 경우, 역방향 순간 서지 에너지는 전단 전압 억제기(131)를 통과할 수 있으나, 내고압 다이오드(133)는 단로 상태를 나타낸다. 따라서 역방향 순간 서지 에너지는 컨트롤러 내부로 유입할 수 없다. 이로써, 전단 보호 회로(13)는 컨트롤러(20)를 효과적으로 보호하여, 컨트롤러(20)가 정방향 또는 역방향의 서지 에너지로 인해 파괴되는 것을 피할 수 있다.
또한, 전단 전압 억제기(131)와 후단 전압 억제기(153)가 모두 반응이 빠른 소자를 선택하므로, 후단 전압 억제기(153)가 전단 전압 억제기(131)보다 일찍 반응하는 것을 피하기 위해, 후단 보호 회로(15)의 분로 소자(151)를 통해 후단 전압 억제기(153)의 반응을 효과적으로 지연시켜, 컨트롤러(20) 또는 후단 전압 억제기(153)가 손상되는 것을 피할 수 있다.
또한, 후단 전압 억제기(153)는 부하(40)에 의한 정전기 전압을 효과적으로 차단하여 컨트롤러(20)의 광 릴레이(25)를 보호할 수 있다.
본 발명에 따른 전기 보호 장치가 전단 보호 회로(13)와 후단 보호 회로(15)의 배치를 통해, 컨트롤러(20), 부하(40) 또는 시스템 내에 전단 전압 억제기(131)보다 반응이 더 빠른 그밖의 다른 전자 소자를 배치하는 것을 생략하여 보호 회로의 설계를 단순화 하고 회로 비용을 낮출 수 있으며, 순간 서지 에너지를 더 효과적으로 차단할 수 있다.
도 3을 참고하면 이는 본 발명에 따른 전기 보호 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도면 중 줄임표는 회로 또는 소자의 수량이 더 많을 수 있음을 나타낸다. 동일한 부분은 전술한 실시예와 같으므로 더 이상 설명하지 않는다. 이 도면에서 전단 전압 억제기(531)는 금속 산화물 배리스터(MOV)를 선택하며, 컨트롤러(20)가 순간 서지 에너지에 의해 손상되는 것을 피할 수 있다. 금속 산화물 배리스터는 고전류를 처리할 수 있고, 서지 에너지를 흡수할 수 있으며 반응이 빨라 컨트롤러(20)를 보호할 수 있다. 다른 실시예에서 전단 전압 억제기(531)는 순간 서지 에너지에 견디거나 이를 흡수할 수 있는 그밖의 다른 전자 소자를 선택할 수도 있으며, 본 명세서에 기술한 바에 한정되지 않는다.
또한, 컨트롤러(20)는 복수 개의 출력을 가지므로, 이들 출력은 복수 개의 광 릴레이(25a)에 대응된다. 후단 보호 회로(55)는 하나의 분로 소자(즉 저항기)(551)만을 구비하나, 복수 개의 후단 전압 억제기(553)를 구비한다. 후단 전압 억제기(553)는 광 릴레이(25a)와 일대일로 병렬 연결되고 복수 개의 부하(40a)와 연결된다.
이로써, 본 발명에 따른 전기 보호 장치는 하나의 분로 소자(551)를 통해 복수 개의 후단 전압 억제기(553)의 반응을 지연시키는 목적을 구현할 수 있다.
도 4를 참고하면 이는 본 발명에 따른 전기 보호 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 동일한 부분은 전술한 실시예와 같으므로 더 이상 설명하지 않는다. 이 도면에서 후단 보호 회로(65)의 분로 소자(651)는 복수 개의 저항기를 선택하며, 복수 개의 저항기는 전단 보호 회로(63)에 연결된다. 저항기의 수량은 후단 전압 억제기(653)의 수량과 정비례 관계를 가지며 일대일로 배치된다. 이들 저항기는 실제 회로 설계에 따라 서로 같거나 또는 서로 다른 저항 값을 선택할 수 있다. 이로써, 후단 전압 억제기(653)의 반응 시간은 서로 같거나 서로 다를 수 있다.
도 5를 참고하면 이는 본 발명에 따른 전기 보호 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 동일한 부분은 전술한 실시예와 같으므로 더 이상 설명하지 않는다. 이 도면에서 후단 보호 회로(75)의 분로 소자(751)는 저항기(7511) 외에도 스위치(7513)를 더 포함하고, 스위치(7513)는 전단 보호 회로(73), 접지단 및 저항기(7511)와 연결된다. 여기서 저항기(7511)의 연결은 전술한 실시예와 같으므로 여기서 더 이상 설명하지 않는다.
스위치(7513)는 기계형 스위치 또는 전자형 스위치를 선택할 수 있다. 기계형 스위치는 예를 들어 릴레이이고, 전자 스위치는 예를 들어 트랜지스터 또는 트랜지스터에 의해 구성된 스위치 회로이다. 스위치(7513)는 후단 전압 억제기와 내고압 다이오드의 연결 경로를 선택적으로 중단시켜 당해 경로에 단로가 발생하도록 하거나 또는 접지단에 바로 연결될 수 있다.
스위치가 후단 전압 억제기와 내고압 다이오드의 연결 경로에 스위칭된 경우, 부하에 제공되는 전류는 전원이 제공하며, 이 상태를 sourcing 모드라고 한다. 스위치가 후단 전압 억제기와 스위치의 접지단의 연결 경로에 스위칭된 경우, 다시 말해 후단 전압 억제기를 접지단(0V)으로 단락시킨 경우, 이때 부하에 제공되는 전류는 부하에서 제공되며, 그후 후단 전압 억제기를 흘러지나 접지단에 도착한다. 이 상태를 sinking 모드라고 한다.
이로써, 본 발명에 따른 전기 보호 장치는 전원 또는 전력선에서 발생한 순간 서지 에너지를 효과적으로 차단 또는 흡수하여, 순간 서지 에너지로 인해 기계 작동 장비 내부의 전자 부품이 손상되는 것을 피할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 전기 보호 장치는 기계 작동 장비 내부의 전자 부품의 전기적 특성을 고려할 필요가 없이, 전단 보호 회로를 통해 대부분의 순간 서지 에너지가 컨트롤러 또는 다른 기계 작동 장비 내부로 유입하는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.
10: 전기 보호 장치
11: 회로 기판
13, 63, 73: 전단 보호 회로
131, 531: 전단 전압 억제기
133: 내고압 다이오드
15, 65, 75: 후단 보호 회로
151, 551, 651, 751: 분로 소자
153, 553, 653: 후단 전압 억제기
20: 컨트롤러
21: 컨버터
23: 프로세서
25, 25a: 광 릴레이
27: 전단
29: 후단
30: 전원
40, 40a: 부하
7511: 저항기
7513: 스위치

Claims (10)

  1. 기계 작동 장비의 컨트롤러에 이용되는 전기 보호 장치에 있어서,
    회로 기판, 전단 보호 회로 및 후단 보호 회로를 포함하며,
    상기 전단 보호 회로는 상기 회로 기판에 형성되고, 전원 및 상기 컨트롤러의 전단과 연결되며, 상기 전단 보호 회로는 전기 보호 조건을 가지며 상기 전원의 순간 서지 에너지가 상기 전기 보호 조건을 초과한 경우에 상기 순간 서지 에너지가 상기 컨트롤러에 유입하는 것을 방지하기 위한 것이며,
    상기 후단 보호 회로는 상기 회로 기판에 형성되고, 상기 전단 보호 회로 및 상기 컨트롤러의 후단과 연결되며, 상기 순간 서지 에너지가 발생한 경우 상기 후단 보호 회로의 반응 속도는 상기 전단 보호 회로의 반응 속도보다 느린,
    전기 보호 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전단 보호 회로는 전단 전압 억제기와 내고압 다이오드를 포함하고, 상기 전단 전압 억제기는 상기 전원과 병렬 연결되어 정방향의 상기 순간 서지 에너지가 상기 컨트롤러에 유입하는 것을 차단하기 위한 것이며, 상기 내고압 다이오드는 상기 전단 전압 억제기 및 상기 후단 보호 회로와 연결되어 역방향의 상기 순간 서지 에너지가 상기 컨트롤러에 유입하는 것을 차단하기 위한 것인, 전기 보호 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전단 전압 억제기는 과도 전압 억제 다이오드와 금속 산화물 배리스터 중의 어느 하나인, 전기 보호 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전기 보호 조건은 정방향 보호 파라미터와 역방향 보호 파라미터를 포함하고, 상기 순간 서지 에너지가 상기 정방향 보호 파라미터보다 큰 경우, 상기 후단 보호 회로의 임피던스는 상기 전단 보호 회로의 임피던스보다 커서 상기 후단 보호 회로의 반응을 지연시키고, 상기 순간 서지 에너지가 상기 역방향 보호 파라미터보다 작은 경우, 상기 전단 보호 회로와 상기 후단 보호 회로 사이에 단락이 발생하여 상기 후단 보호 회로의 반응을 지연시키는, 전기 보호 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 후단 보호 회로는 분로 소자와 후단 전압 억제기를 포함하고, 상기 분로 소자는 상기 전단 보호 회로 및 상기 후단 전압 억제기와 연결되며, 상기 분로 소자는 임피던스 값을 가지며, 상기 후단 전압 억제기는 상기 컨트롤러의 후단에 연결된, 전기 보호 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 분로 소자는 저항기를 포함하고, 상기 후단 전압 억제기는 과도 전압 억제 다이오드와 금속 산화물 배리스터 중의 어느 하나인, 전기 보호 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 후단 보호 회로는 복수 개의 분로 소자와 복수 개의 후단 전압 억제기를 포함하고, 상기 복수 개의 분로 소자는 상기 전단 보호 회로 및 상기 복수 개의 후단 전압 억제기와 연결되며, 상기 복수 개의 분로 소자는 각각 임피던스 값을 가지며, 상기 복수 개의 후단 전압 억제기는 상기 컨트롤러의 복수 개의 후단에 연결된, 전기 보호 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수 개의 분로 소자는 각각 복수 개의 저항기를 포함하고, 상기 복수 개의 후단 전압 억제기의 각각은 과도 전압 억제 다이오드와 금속 산화물 배리스터 중의 어느 하나인, 전기 보호 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 분로 소자는 스위치를 더 포함하고, 상기 스위치는 상기 전단 보호 회로 및 상기 복수 개의 저항기와 연결된, 전기 보호 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판의 접합면은 짧은 변과 긴 변을 구비하고, 상기 짧은 변은 21mm ~ 35mm이고, 상기 긴 변은 50mm ~ 85mm인, 전기 보호 장치.
KR1020180056083A 2018-04-13 2018-05-16 기계 작동 장비의 전기 보호 장치 Active KR102138086B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107112715A TWI672885B (zh) 2018-04-13 2018-04-13 機械運作設備的電氣保護裝置
CN201810366437.5A CN110391647B (zh) 2018-04-13 2018-04-23 机械运作设备的电气保护装置
JP2018091355A JP6655653B2 (ja) 2018-04-13 2018-05-10 機械式作業設備の電気的保護装置
KR1020180056083A KR102138086B1 (ko) 2018-04-13 2018-05-16 기계 작동 장비의 전기 보호 장치
DE102018112914.9A DE102018112914B4 (de) 2018-04-13 2018-05-30 Elektrische Schutzvorrichtung für eine mechanische Anlage
US16/000,728 US10862299B2 (en) 2018-04-13 2018-06-05 Electrical protection device for mechanical equipment

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107112715A TWI672885B (zh) 2018-04-13 2018-04-13 機械運作設備的電氣保護裝置
CN201810366437.5A CN110391647B (zh) 2018-04-13 2018-04-23 机械运作设备的电气保护装置
JP2018091355A JP6655653B2 (ja) 2018-04-13 2018-05-10 機械式作業設備の電気的保護装置
KR1020180056083A KR102138086B1 (ko) 2018-04-13 2018-05-16 기계 작동 장비의 전기 보호 장치
DE102018112914.9A DE102018112914B4 (de) 2018-04-13 2018-05-30 Elektrische Schutzvorrichtung für eine mechanische Anlage
US16/000,728 US10862299B2 (en) 2018-04-13 2018-06-05 Electrical protection device for mechanical equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190131336A true KR20190131336A (ko) 2019-11-26
KR102138086B1 KR102138086B1 (ko) 2020-07-28

Family

ID=69323081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180056083A Active KR102138086B1 (ko) 2018-04-13 2018-05-16 기계 작동 장비의 전기 보호 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10862299B2 (ko)
JP (1) JP6655653B2 (ko)
KR (1) KR102138086B1 (ko)
CN (1) CN110391647B (ko)
DE (1) DE102018112914B4 (ko)
TW (1) TWI672885B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111668810B (zh) * 2020-05-08 2023-08-04 深圳市优必选科技股份有限公司 一种电源供电控制电路及机器人

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0739249A (ja) * 1993-07-28 1995-02-10 Sadamu Yamamoto 茸栽培用ほだ木への植菌装置
JP2001339844A (ja) * 2000-05-30 2001-12-07 Nichicon Corp 過電圧保護回路
JP2007306789A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Robert Bosch Gmbh 保護回路、電子回路および制御装置
KR20130092091A (ko) * 2012-02-10 2013-08-20 주식회사 디에스이 엘이디 전구의 서지전압 감쇄장치
KR20160060728A (ko) * 2013-09-24 2016-05-30 지티이 코포레이션 Pfc 회로의 서지 방호 회로
JP2016152765A (ja) * 2015-02-19 2016-08-22 日本精機株式会社 車両用計器のサージ保護回路

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5843403Y2 (ja) * 1977-11-08 1983-10-01 株式会社東芝 電動機の過負荷保護装置
JPS59194621A (ja) * 1983-04-18 1984-11-05 三菱電機株式会社 信号入力装置
JPH0343817Y2 (ko) * 1986-11-15 1991-09-13
JPH03127903U (ko) * 1989-12-18 1991-12-24
US5625521A (en) * 1994-07-22 1997-04-29 Pacusma Co.,Ltd. Surge protection circuitry
CA2154375A1 (en) * 1994-07-22 1996-01-23 Lionel T.V. Luu No-mov protection circuitry
DE4436858C2 (de) * 1994-10-17 1996-08-08 Pilz Gmbh & Co Überspannungsschutzeinrichtung
US6816352B2 (en) * 2001-02-16 2004-11-09 Panamax Abnormal voltage protection circuit
US7245470B2 (en) * 2004-05-19 2007-07-17 Panamax Unsafe voltage shutoff control
TWI309493B (en) * 2006-04-28 2009-05-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Inrush current limiting circuit and power supply device using the same
CN201130855Y (zh) * 2007-12-19 2008-10-08 余博贺 带通信接口的浪涌保护器
CN201328145Y (zh) * 2008-10-07 2009-10-14 成都飞机工业集团电子科技有限公司 瞬态干扰抑制器
US8284536B2 (en) * 2008-11-26 2012-10-09 Abl Ip Holding Llc Surge protection module for luminaires and lighting control devices
US7969038B2 (en) * 2008-12-12 2011-06-28 Honeywell International Inc. Power regeneration management system
JP5242463B2 (ja) * 2009-03-11 2013-07-24 株式会社京三製作所 雷サージ保護装置
TWM372033U (en) * 2009-07-15 2010-01-01 Yeoujyi Electroincs Co Ltd LED lamp driving circuit with surge protection
KR20110090476A (ko) * 2010-02-04 2011-08-10 삼성전자주식회사 집적 회로 보호 회로, 집적 회로 보호 방법, 및 상기 보호 회로를 포함하는 장치들
WO2011104922A1 (ja) * 2010-02-26 2011-09-01 三菱電機株式会社 サージ吸収回路およびこれを用いた電子機器
US8576525B2 (en) * 2011-11-18 2013-11-05 Anmax Lightning Technology Corp Serial surge suppression and overload protection optimization device
KR101735869B1 (ko) * 2013-01-02 2017-05-15 엘에스산전 주식회사 션트 레귤레이터를 이용한 서지 전압 검출 장치
TWM454663U (zh) * 2013-01-30 2013-06-01 Chicony Power Tech Co Ltd 改良型突波抑制裝置
TWI549407B (zh) * 2014-09-09 2016-09-11 鴻海精密工業股份有限公司 多相電源電路
CN105896503A (zh) * 2014-11-05 2016-08-24 天津市吉涛电子科技有限公司 一种防浪涌保护器
US20160322810A1 (en) * 2015-05-01 2016-11-03 Roger S. Bishop System and method for providing surge protection
TWM521872U (zh) * 2015-07-23 2016-05-11 Quan Mei Technology Co Ltd 防電磁干擾裝置
TWI551968B (zh) * 2015-12-29 2016-10-01 Hiwin Tech Corp 電動夾爪的驅動裝置及其驅動方法
CN206191002U (zh) * 2016-03-31 2017-05-24 杭州三花研究院有限公司 电子膨胀阀及电机驱动组件
CN108023343A (zh) * 2016-11-04 2018-05-11 德昌电机(深圳)有限公司 电子电路、集成电路、电机组件及应用设备
JP3211461U (ja) * 2017-05-01 2017-07-13 星和電機株式会社 負荷制御装置及び負荷制御システム
TWI662759B (zh) * 2017-11-16 2019-06-11 和碩聯合科技股份有限公司 突波防護電路及具有突波防護電路的電子裝置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0739249A (ja) * 1993-07-28 1995-02-10 Sadamu Yamamoto 茸栽培用ほだ木への植菌装置
JP2001339844A (ja) * 2000-05-30 2001-12-07 Nichicon Corp 過電圧保護回路
JP2007306789A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Robert Bosch Gmbh 保護回路、電子回路および制御装置
KR20130092091A (ko) * 2012-02-10 2013-08-20 주식회사 디에스이 엘이디 전구의 서지전압 감쇄장치
KR20160060728A (ko) * 2013-09-24 2016-05-30 지티이 코포레이션 Pfc 회로의 서지 방호 회로
JP2016152765A (ja) * 2015-02-19 2016-08-22 日本精機株式会社 車両用計器のサージ保護回路

Also Published As

Publication number Publication date
TWI672885B (zh) 2019-09-21
TW201944679A (zh) 2019-11-16
JP2019198183A (ja) 2019-11-14
KR102138086B1 (ko) 2020-07-28
JP6655653B2 (ja) 2020-02-26
DE102018112914A1 (de) 2019-12-05
US20190372338A1 (en) 2019-12-05
CN110391647A (zh) 2019-10-29
US10862299B2 (en) 2020-12-08
DE102018112914B4 (de) 2023-01-26
CN110391647B (zh) 2021-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Molligoda et al. Review of design and challenges of DC SSPC in more electric aircraft
US7586725B2 (en) Method of providing a secondary means of overload protection and leakage current protection in applications using solid state power controllers
JP5926257B2 (ja) プラグ脱着可能な酸化金属サージ装置
CN102280869B (zh) 开关装置
US10027317B2 (en) Systems, methods, and devices for bipolar high voltage direct current electrical power distribution
CN111630748B (zh) 转换装置
CN114430877B (zh) 电流断路装置以及电流断路方法
US20130208380A1 (en) Transient control technology circuit
KR102138086B1 (ko) 기계 작동 장비의 전기 보호 장치
US11276999B2 (en) Multistage protective device for overcurrent- and overvoltage-protected transmission of electrical energy
CN114024292A (zh) 容错固态电力控制器
JP7264920B2 (ja) 電気エネルギーの過電流および過電圧保護された移送のための多段保護装置
US4334256A (en) Automotive surge suppressor
CN102694368A (zh) 用于具有电机的系统的短路保护
KR20170023638A (ko) Dc 차단기
US10701798B2 (en) Systems and apparatuses for power electronics with high current carrying conductors
EP4546592A1 (en) Aircraft electric power supply system and aircraft comprising an electric power supply system
KR101556551B1 (ko) 속류 방지를 위한 dc 선로용 서지 보호 장치
JP2018182929A (ja) 保護装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20180516

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20200121

Patent event code: PE09021S01D

AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20200330

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20200121

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

AMND Amendment
PX0901 Re-examination

Patent event code: PX09011S01I

Patent event date: 20200330

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX09012R01I

Patent event date: 20200320

Comment text: Amendment to Specification, etc.

PX0701 Decision of registration after re-examination

Patent event date: 20200611

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event code: PX07013S01D

Patent event date: 20200428

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX07012R01I

Patent event date: 20200330

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX07011S01I

Patent event date: 20200320

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX07012R01I

X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20200721

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20200721

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230706

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240704

Start annual number: 5

End annual number: 5