KR20240006194A - Apparatus for detecting malfunction for power supply using a Zener diode - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제너다이오드의 정량 전압 강하 특성을 이용하여, 전원공급장치의 완전 고장 및 기능 저하에 대한 감시가 가능한 검출 장치를 제공하는 기술에 관한 것으로서, 일실시예에 따른 전원공급에 대한 고장검출장치는 고장 검출이 필요한 전원공급장치로부터 전압이 인가되는 입력부, 상기 입력부 측에 직렬 역방향으로 연결되고, 상기 전원공급장치의 정상 판단 전원에 부합하는 제너다이오드부, 및 상기 제너다이오드와 직렬연결되고, 상기 제너다이오드를 통과하며 발생하는 전압 강하 이후, 통과된 전압을 통해 전원공급장치의 정상 여부를 검출하는 릴레이 코일부를 포함할 수 있다.The present invention relates to a technology for providing a detection device capable of monitoring complete failure and functional deterioration of a power supply device using the constant voltage drop characteristics of a Zener diode. A failure detection device for power supply according to an embodiment. is an input unit to which a voltage is applied from a power supply device requiring fault detection, connected in series and reverse to the input unit side, a Zener diode unit corresponding to the normal judgment power of the power supply device, and connected in series with the Zener diode, After the voltage drop occurs while passing through the Zener diode, it may include a relay coil unit that detects whether the power supply is normal through the passed voltage.
Description
본 발명은 전원공급에 대한 고장검출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제너다이오드의 정량 전압 강하 특성을 이용하여, 전원공급장치의 완전 고장 및 기능 저하에 대한 감시가 가능한 검출 장치를 제공하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a failure detection device for power supply, and more specifically, to a technology for providing a detection device capable of monitoring complete failure and functional deterioration of a power supply device using the constant voltage drop characteristics of a Zener diode. It's about.
산업 전반에 사용되는 장치의 전원공급장치의 오류를 검출하는 방식은 대부분 전원공급장치에서 제공하는 고장 신호를 이용하거나, 전원공급장치의 출력을 릴레이에 연결하여, 릴레이의 On/Off 여부에 따라 전원공급장치의 고장을 감지하는 방식을 사용하고 있다.Most methods for detecting errors in the power supply of devices used throughout the industry use the fault signal provided by the power supply, or connect the output of the power supply to a relay to turn the power on or off depending on whether the relay is turned on or off. A method is used to detect failures in the supply device.
전원공급장치자체의 고장 신호를 제공하는 전원공급장치 제조사는 일부이며, 상대적으로 가격이 고가이다.There are only a few power supply manufacturers that provide failure signals for the power supply itself, and the price is relatively high.
또한, 전원공급장치에서 제공하는 고장 신호의 포맷을 모르는 경우, 해당 신호로부터 전원공급에 이상이 발생하였는지 여부를 확인할 수 없다.Additionally, if the format of the fault signal provided by the power supply device is not known, it is impossible to determine whether a power supply abnormality has occurred from the signal.
이러한 이유에서, 현재 전원공급장치에서 제공하는 고장 신호를 이용하는 방식 보다는 릴레이의 On/Off 여부를 확인하는 장치가 다수이다.For this reason, there are many devices that check whether the relay is on/off rather than using the fault signal provided by the current power supply.
릴레이의 On/Off 여부를 확인하는 고장 검출 구성의 경우, 릴레이는 동작 전압에 대한 제한이 있다.In the case of a fault detection configuration that checks whether the relay is On/Off, the relay has a limit to the operating voltage.
이러한 제한으로 인해, 전원공급장치의 완전 고장에 대해서는 검출이 가능하나 전원공급장치가 기능이 저하되는 경우에는 Fail을 검출하지 못하는 구간이 존재한다.Due to these limitations, it is possible to detect a complete failure of the power supply device, but there is a section where failure cannot be detected when the power supply device's function deteriorates.
즉, 릴레이의 On/Off 여부를 확인하는 방식은 완전한 고장 검출이 발견되기 전 성능 저하에 대해서는 감지할 수 없다.In other words, the method of checking whether the relay is On/Off cannot detect performance degradation before complete failure detection is discovered.
예를 들면, 24VDC의 경우 검출용 릴레이의 Coil 전압 특성 및 검출 불가능 구간이 존재한다.For example, in the case of 24VDC, there are coil voltage characteristics of the detection relay and a section where detection is impossible.
따라서, 전원공급장치의 완전 고장 및 기능 저하에 대한 감지가 가능하도록 하여 산업 전반에 사용되는 장치의 전원 이상에 의한 위험을 방지하기 위한 노력이 필요하다.Therefore, efforts are needed to prevent risks due to power abnormalities in devices used throughout industry by enabling detection of complete failure and functional deterioration of the power supply device.
본 발명은 전원공급장치의 완전 고장 뿐만 아니라, 기능 저하에 대해 검출하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to detect not only complete failures of power supply devices, but also functional degradation.
본 발명은 전원공급장치의 제조사에서 기본적으로 고장 신호를 제공하지 않는 경우에도 완전 고장 뿐만 아니라, 기능 저하에 대해 검출하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to detect not only complete failure but also functional deterioration even when the manufacturer of the power supply device does not basically provide a failure signal.
본 발명은 기존 장치에 구성되어 있는 릴레이를 이용한 전원장치의 완전 고장 검출 구성의 개조가 필요할 경우, 장치의 프로그램 변경이나 별도의 특정 회로를 구성할 필요없이 기존 검출 용도의 릴레이 연결 배선을 검출 장치로 이설하는 것 만으로 기존 장치의 기능을 추가 하는 것을 목적으로 한다.In the present invention, when it is necessary to modify the complete failure detection configuration of a power supply using a relay configured in an existing device, the relay connection wiring for existing detection purposes can be used as a detection device without the need to change the device program or configure a separate specific circuit. The purpose is to add functions to existing devices simply by relocating them.
일실시예에 따른 전원공급에 대한 고장검출장치는 고장 검출이 필요한 전원공급장치로부터 전압이 인가되는 입력부, 상기 입력부 측에 직렬 역방향으로 연결되고, 상기 전원공급장치의 정상 판단 전원에 부합하는 제너다이오드부, 및 상기 제너다이오드와 직렬연결되고, 상기 제너다이오드를 통과하며 발생하는 전압 강하 이후, 통과된 전압을 통해 전원공급장치의 정상 여부를 검출하는 릴레이 코일부를 포함할 수 있다.A failure detection device for power supply according to an embodiment includes an input unit to which a voltage is applied from a power supply device requiring failure detection, a Zener diode connected in series and reverse to the input unit, and matching the normal judgment power of the power supply device. It may include a relay coil unit connected in series with the Zener diode and detecting whether the power supply is normal through the voltage passed after the voltage drop occurs while passing through the Zener diode.
일실시예에 따른 상기 제너다이오드부는, 고장 검출이 필요한 전원공급장치로부터 전압이 제너전압을 초과하는 경우, 제너전압 만큼의 전압 강하 이후 전기가 통과하고, 상기 제어 전압 미만의 전압을 차단할 수 있다.The Zener diode unit according to one embodiment may, when a voltage from a power supply device requiring fault detection exceeds the Zener voltage, allow electricity to pass after a voltage drop equal to the Zener voltage, and block voltages lower than the control voltage.
일실시예에 따른 상기 릴레이 코일부는, 상기 검출된 전원공급장치의 정상 여부를 기반으로, 접점을 개폐하는 것을 특징으로 한다.The relay coil unit according to one embodiment is characterized in that it opens and closes the contact point based on whether the detected power supply is normal.
일실시예에 따른 상기 릴레이 코일부는, 사용 전압의 70% 이상의 전압이 인가되었을 때 동작하고, 사용 전압의 약 10% 미만이 되었을 때 해방되는 것을 특징으로 한다.The relay coil unit according to one embodiment is characterized in that it operates when a voltage of 70% or more of the usage voltage is applied and is released when the voltage becomes less than about 10% of the usage voltage.
일실시예에 따른 전원공급에 대한 고장검출회로는 고장 검출이 필요한 전원공급장치로부터 전압이 인가되고, 제너다이오드와 릴레이 코일이 직렬로 연결되되, 상기 제너다이오드는 상기 전압이 인가되는 측에 직렬 역방향으로 연결되고, 상기 릴레이 코일은 상기 제너다이오드와 직렬연결되고, 상기 제너다이오드를 통과하며 발생하는 전압 강하 이후, 통과된 전압을 통해 전원공급장치의 정상 여부를 검출하도록 구성될 수 있다.In the fault detection circuit for power supply according to one embodiment, a voltage is applied from a power supply device requiring fault detection, and a Zener diode and a relay coil are connected in series, and the Zener diode is connected in series to the side to which the voltage is applied. Connected to, the relay coil is connected in series with the Zener diode, and after a voltage drop occurs while passing through the Zener diode, it can be configured to detect whether the power supply is normal through the voltage passed.
일실시예에 따르면, 전원공급장치의 완전 고장 뿐만 아니라, 기능 저하에 대한 검출이 가능하다.According to one embodiment, it is possible to detect not only complete failure of the power supply, but also functional degradation.
일실시예에 따르면, 전원공급장치의 제조사에서 기본적으로 고장 신호를 제공하지 않는 경우에도 완전 고장 뿐만 아니라, 기능 저하에 대한 검출이 가능하다.According to one embodiment, it is possible to detect not only complete failure but also functional deterioration even when the manufacturer of the power supply device does not provide a failure signal by default.
일실시예에 따르면, 기존 장치에 구성되어 있는 릴레이를 이용한 전원장치의 완전 고장 검출 구성의 개조가 필요할 경우, 장치의 프로그램 변경이나 별도의 특정 회로를 구성할 필요없이 기존 검출 용도의 릴레이 연결 배선을 검출 장치로 이설하는 것 만으로 기존 장치의 기능 추가가 가능하다.According to one embodiment, when it is necessary to modify the complete failure detection configuration of the power supply using the relay configured in the existing device, the relay connection wiring for the existing detection purpose is installed without the need to change the device program or configure a separate specific circuit. It is possible to add functions to an existing device simply by relocating it to a detection device.
도 1a 및 1b는 제너다이오드의 특성을 설명하는 도면이다.
도 2는 일반적인 고장검출장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 전원공급에 대한 고장검출장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 24VDC의 경우 일실시예에 따른 제너다이오드를 적용한 전원공급에 대한 고장검출장치를 설명하기 위한 도면이다.1A and 1B are diagrams explaining the characteristics of a Zener diode.
Figure 2 is a diagram for explaining the configuration of a general failure detection device.
Figure 3 is a diagram for explaining a failure detection device for power supply according to an embodiment.
Figure 4 is a diagram for explaining a failure detection device for power supply using a Zener diode according to an embodiment in the case of 24VDC.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are merely illustrative for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention. They may be implemented in various forms and are not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in this specification. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component, for example, a first component may be named a second component, without departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Expressions that describe the relationship between components, such as “between”, “immediately between” or “directly adjacent to”, should be interpreted similarly.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to designate the presence of a described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, and one or more other features or numbers, It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms as defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings they have in the context of the related technology, and unless clearly defined in this specification, should not be interpreted in an idealized or overly formal sense. No.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these examples. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.
도 1a 및 1b는 제너다이오드의 특성을 설명하는 도면이다.1A and 1B are diagrams explaining the characteristics of a Zener diode.
제너다이오드는 다이오드의 일종으로, 일정한 항복 전압 특성에 따라, 역방향으로 제너전압 이상의 전압이 발생하면 전류가 흐른다.A Zener diode is a type of diode, and according to certain breakdown voltage characteristics, current flows in the reverse direction when a voltage higher than the Zener voltage occurs.
도 1a의 특성 그래프에서 볼 수 있듯, 넓은 전류 범위에서 안정된 전압 특성을 보인다. 일반적으로 정전압 회로, 과전압 보호 회로에 사용되고(병렬 연결), 직렬 정방향으로 사용의 경우, 일반적인 다이오드의 특성과 유사 직렬 역방향으로 회로를 구성할 경우, 제너전압 만큼의 일정한 전압 강하를 생성한다.As can be seen in the characteristic graph in Figure 1a, it shows stable voltage characteristics over a wide current range. It is generally used in constant voltage circuits and overvoltage protection circuits (parallel connection), and when used in the series forward direction, similar to the characteristics of a general diode, when the circuit is configured in the series reverse direction, a constant voltage drop equal to the Zener voltage is generated.
제너전압은 제너 다이오드에서 역방향으로 흐르는 전류가 정방향 특성과 같이 급격히 흐르도록 하는 전압으로서, 항복 전압이라고도 한다.Zener voltage is a voltage that causes the current flowing in the reverse direction in the Zener diode to flow rapidly as in the forward direction, and is also called breakdown voltage.
제너전압은 온도 및 사용에 의한 변화가 적어 자동차용 전압 조정기의 전압 검출이나 정전압 회로에 이용된다.Zener voltage has little change due to temperature and use and is used for voltage detection in automobile voltage regulators or constant voltage circuits.
한편, PN 접합 다이오드의 역방향전압을 크게 하면 전류는 극히 조금 밖에 증가하지 않지만 어떤 전압(제너 전압)이상으로 커지면 갑자기 역방향 전류가 증가하는 현상을 제너현상이라고 한다.On the other hand, when the reverse voltage of the PN junction diode is increased, the current increases only slightly, but when it increases beyond a certain voltage (Zener voltage), the phenomenon in which the reverse current suddenly increases is called the Zener phenomenon.
반도체에 강한 전계가 가해지면 결정 원자에 속박되어 있는 가전자가 전계의 작용으로 속박을 벗어나서 튀어 나오는데, 가전자대에서 금지대를 뛰어 넘어 전도대에 끌어 올려지며, 이와 같이 하여 전도 전자가 증가하여 전류가 증가한다.When a strong electric field is applied to a semiconductor, the valence electrons bound to the crystal atoms break free of their bondage and jump out due to the action of the electric field. They jump from the valence band to the forbidden band and are pulled into the conduction band. In this way, the number of conduction electrons increases and the current increases. do.
참고로, 도 1b에서 보는 바와 같이, V0-Vd=Vr이고, 이때 Vd는 제너현상을 위한 제너전압에 해당한다.For reference, as shown in FIG. 1b, V0-V d =V r , where V d corresponds to the Zener voltage for the Zener phenomenon.
일정 전압 강하 특성을 사용하여, 24V 전압 전원 장치에 직렬 역방향으로 연결, 제너전압(20V) 만큼의 전압 강하를 발생한다.Using a constant voltage drop characteristic, it is connected in reverse series to a 24V voltage power supply, generating a voltage drop equal to the Zener voltage (20V).
발생한 전압 강하에 따라, 제너 다이오드를 통과한 전압은 약 0~4V의 잔류 전압이 발생할 것으로서, 해당 전압에 맞는 릴레이를 통해 전원 장치의 Fail을 감지할 수 있다.Depending on the voltage drop that occurs, the voltage passing through the Zener diode will generate a residual voltage of approximately 0 to 4 V, and the failure of the power supply can be detected through a relay appropriate for the corresponding voltage.
제너다이오드의 정방향 연결은 일반적인 다이오드의 특성과 동일하게 동작한다.The forward connection of a Zener diode operates in the same manner as the characteristics of a general diode.
역방향으로의 연결은 제너전압(항복 전압) 미만의 전류는 통과하지 않는다.When connected in the reverse direction, current below the Zener voltage (breakdown voltage) does not pass.
제너전압 초과의 경우, 제너전압 만큼의 전압 강하 이후 전기가 통과하게 된다.If the Zener voltage is exceeded, electricity passes through after a voltage drop equal to the Zener voltage.
보다 구체적으로, 제너다이오드는 전류가 변화되어도 전압이 일정하다는 특징을 이용하여 정전압 회로에 사용되거나, 서지 전류 및 정전기로부터 IC 등을 보호하는 보호 소자로서 사용될 수 있다.More specifically, the Zener diode can be used in a constant voltage circuit by taking advantage of the characteristic that the voltage is constant even if the current changes, or as a protection element that protects ICs, etc. from surge current and static electricity.
일반적인 다이오드는 순방향으로 사용되는 것에 반해, 제너다이오드는 역방향으로 사용된다는 특징이 있다.While general diodes are used in the forward direction, Zener diodes have the characteristic of being used in the reverse direction.
역방향에서의 항복전압을 제너전압 (VZ), 이 때의 전류치를 제너 전류 (IZ)라고 한다.The breakdown voltage in the reverse direction is called Zener voltage (V Z ), and the current value at this time is called Zener current (I Z ).
최근, 전자 디바이스의 미세화 / 고기능화에 따라 한층 더 고성능을 지닌 보호 소자가 요구되고 있으며, TVS (Transient Voltage Suppressor) 와의 차별화가 진행되고 있다.Recently, with the miniaturization/higher functionality of electronic devices, protection elements with even higher performance are required, and differentiation from TVS (Transient Voltage Suppressor) is in progress.
도 2는 일반적인 고장검출장치(200)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.Figure 2 is a diagram for explaining the configuration of a general failure detection device 200.
일반적인 고장검출장치(200)는 릴레이(210)를 이용하여 DC 파워서플라이 1(230)로부터의 전압의 온오프를 확인하고, 장치의 콘트롤러 입력(220)에서는 입력되는 전압을 기반으로 고장 여부를 검출할 수 있다. The general fault detection device 200 uses the relay 210 to check whether the voltage from DC power supply 1 (230) is on or off, and detects a fault based on the voltage input at the device's controller input 220. can do.
그러나, 이러한 릴레이(210)만을 이용한 고장 검출 구성의 경우, 릴레이(210)는 동작 전압에 대한 제한이 있어 전원공급장치의 완전 고장에 대해서는 검출이 가능하나 전원공급장치가 기능이 저하되는 경우에는 Fail을 검출하지 못하는 구간이 존재한다.However, in the case of a failure detection configuration using only the relay 210, the relay 210 has a limit to the operating voltage, so it is possible to detect a complete failure of the power supply device, but if the power supply device malfunctions, it fails. There is a section where it cannot be detected.
예를 들어, 24VDC의 경우 검출용 릴레이의 Coil 전압 특성 및 검출 불가능 구간이 존재하게 된다.For example, in the case of 24VDC, there are coil voltage characteristics of the detection relay and a section where detection is impossible.
도 3은 일실시예에 따른 전원공급에 대한 고장검출장치를 설명하기 위한 도면이다.Figure 3 is a diagram for explaining a failure detection device for power supply according to an embodiment.
본 발명은 도 2와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 전원공급장치의 완전 고장 및 기능 저하에 대한 감지가 가능하도록 하여 산업 전반에 사용되는 장치의 전원 이상에 의한 위험을 방지할 수 있다.The present invention is intended to solve the problems shown in FIG. 2, and allows detection of complete failure and functional deterioration of the power supply device, thereby preventing risks due to power abnormalities in devices used throughout industry.
이를 위해, 일실시예에 따른 전원공급에 대한 고장검출장치(300)는 입력부(310), 제너다이오드부(320), 릴레이 코일부(330)를 포함할 수 있다.To this end, the failure detection device 300 for power supply according to an embodiment may include an input unit 310, a Zener diode unit 320, and a relay coil unit 330.
일실시예에 따른 입력부(310)는 고장 검출이 필요한 전원공급장치로부터 전압이 인가되될 수 있다.The input unit 310 according to one embodiment may receive voltage from a power supply device that requires fault detection.
다음으로, 일실시예에 따른 제너다이오드부(320)는 입력부 측에 직렬 역방향으로 연결되고, 상기 전원공급장치의 정상 판단 전원에 부합할 수 있다.Next, the Zener diode unit 320 according to one embodiment is connected in reverse series to the input unit and may correspond to the normal judgment power of the power supply device.
이를 위해, 제너다이오드부(320)는 고장 검출이 필요한 전원공급장치로부터 전압이 제너전압을 초과하는 경우, 제너전압 만큼의 전압 강하 이후 전기가 통과하고, 제어 전압 미만의 전압을 차단할 수 있다.To this end, when the voltage from the power supply for which fault detection is required exceeds the Zener voltage, the Zener diode unit 320 allows electricity to pass after a voltage drop equal to the Zener voltage, and blocks the voltage below the control voltage.
다음으로, 일실시예에 따른 릴레이 코일부(330)는 제너다이오드와 직렬연결되고, 상기 제너다이오드를 통과하며 발생하는 전압 강하 이후, 통과된 전압을 통해 전원공급장치의 정상 여부를 검출하여 터미널 블록(340)으로 전달할 수 있다.Next, the relay coil unit 330 according to one embodiment is connected in series with the Zener diode, and after the voltage drop occurs while passing through the Zener diode, it detects whether the power supply is normal through the passed voltage and connects the terminal block to the terminal block. It can be delivered to (340).
특히, 릴레이 코일부(330)는 검출된 전원공급장치의 정상 여부를 기반으로, 접점을 개폐할 수 있다.In particular, the relay coil unit 330 can open and close the contact point based on whether the detected power supply is normal.
구체적인 예로, 릴레이 코일부(330)는, 사용 전압의 70% 이상의 전압이 인가되었을 때 동작하고, 사용 전압의 약 10% 미만이 되었을 때 해방될 수 있다.As a specific example, the relay coil unit 330 may operate when a voltage of 70% or more of the use voltage is applied and may be released when the voltage is less than about 10% of the use voltage.
릴레이 코일부(330)에 사용되는 릴레이의 코일은 Must Operate voltage / Must release voltage에 대한 제한이 있다.The relay coil used in the relay coil unit 330 has limitations on Must Operate voltage / Must release voltage.
일반적으로, Operate voltage는 사용 전압의 약 70% 이상의 전압이 인가되었을 때 Coil이 동작하고, Release voltage는 사용 전압의 약 10% 미만이 되었을 때 Coil이해방될 수 있다.In general, the Operate voltage operates when a voltage of about 70% or more of the operating voltage is applied, and the Release voltage allows the coil to be released when it is less than about 10% of the operating voltage.
따라서 24VDC의 경우, 전압이 약 16.8V 이상일 때, 코일이 동작하며 전압이 약 2.4V 미만일 때, 코일이 해방된다.Therefore, in the case of 24VDC, when the voltage is above about 16.8V, the coil operates, and when the voltage is below about 2.4V, the coil is released.
기존에는 장치의 가동 후, 코일이 동작 된 상태에서 지속 사용하여 이후 전원공급장치의 전압의 이상이 발생할 경우 2.4V 미만으로 전압이 떨어지지 않는 한 고장의 검출이 불가능했다. 즉, 24VDC 전원 공급 장치의 출력이 5V가 되어도 릴레이의 코일이 해방되지 않아 고장 검출 불가했다.Previously, if the device was used continuously with the coil in operation after the device was started and a voltage abnormality in the power supply occurred, it was impossible to detect the failure unless the voltage fell below 2.4V. In other words, even when the output of the 24VDC power supply became 5V, the relay coil was not released, making it impossible to detect the fault.
그러나, 일실시예에 따른 전원공급에 대한 고장검출장치(300)는 입력부 측에 직렬 역방향으로 연결되고, 전원공급장치의 정상 판단 전원에 부합하는 제너다이오드를 기반으로 제너다이오드를 통과하며 발생하는 전압 강하 이후, 통과된 전압을 통해 전원공급장치의 정상 여부를 검출하므로써, 전원공급장치의 전압의 이상이 발생하여 2.4V 미만으로 전압이 떨어지는 경우에도 고장의 검출이 가능하다.However, the fault detection device 300 for power supply according to one embodiment is connected in series reverse direction to the input side, and the voltage generated by passing through the Zener diode is based on the Zener diode corresponding to the normal judgment power of the power supply device. After the drop, by detecting whether the power supply is normal through the passed voltage, it is possible to detect a fault even when the voltage of the power supply falls below 2.4V due to an abnormality in the voltage of the power supply.
본 발명에 따른 전원공급에 대한 고장검출장치는 1개의 모듈로 4개의 24V DC 파워서플라이의 이상을 검출할 수 있다. 또한, 입력/출력 터미널 단자대를 기존 터미널 릴레이와 동일한 구조로 배치하여 실 작업 시, 케이블의 1:1 대응 교환 작업이 가능하도록 구성될 수 있다.The fault detection device for power supply according to the present invention can detect abnormalities in four 24V DC power supplies with one module. In addition, the input/output terminal terminal block can be arranged in the same structure as the existing terminal relay to enable 1:1 cable exchange during actual work.
또한, 검출 용도의 릴레이 수명이 다 할 경우, 모듈 전체를 교체하는 것이 아니라, 릴레이 부품만 개별 교체 가능하도록 전용 소켓을 장착할 수 있다.In addition, when the lifespan of a relay for detection purposes expires, a dedicated socket can be installed so that only the relay parts can be replaced individually, rather than replacing the entire module.
도 4는 24VDC의 경우 일실시예에 따른 제너다이오드를 적용한 전원공급에 대한 고장검출장치(410)를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a failure detection device 410 for power supply using a Zener diode according to an embodiment in the case of 24VDC.
일실시예에 따른 제너다이오드를 적용한 전원공급에 대한 고장검출장치(410)는 릴레이와 제너다이오드를 이용하여 DC 파워서플라이 1(430)로부터의 전압의 온오프를 확인하고, 장치의 콘트롤러 입력에서는 입력되는 전압을 기반으로 고장 여부를 검출할 수 있다.The fault detection device 410 for power supply using a Zener diode according to one embodiment uses a relay and a Zener diode to check the on/off of the voltage from DC power supply 1 (430), and detects the input at the controller input of the device. Failure can be detected based on the voltage.
특히, 릴레이만을 이용하는 고장검출 구성과는 달리, 입력부 측에 직렬 역방향으로 연결되고, 전원공급장치의 정상 판단 전원에 부합하는 제너다이오드를 함께 이용하므로, 동작 전압에 대한 제한이 없다.In particular, unlike the fault detection configuration that uses only a relay, there is no limitation on the operating voltage because it is connected in reverse series to the input side and uses a Zener diode that matches the normal judgment power of the power supply.
또한, 동작 전압에 대한 제한이 없으므로, 전원공급장치의 완전 고장뿐만 아니라, 전원공급장치가 기능이 저하되는 경우에도 전 구간에서 Fail을 검출할 수 있다.In addition, since there is no limit to the operating voltage, failure can be detected in all sections not only when the power supply device completely fails, but also when the power supply device's function deteriorates.
특히, 24VDC의 경우에도 검출용 릴레이의 코일 전압 특성 및 검출 불가능 구간이 존재하지 않게 된다.In particular, even in the case of 24VDC, the coil voltage characteristics of the detection relay and the non-detection section do not exist.
이러한 일실시예에 따른 제너다이오드를 적용한 전원공급에 대한 고장검출장치(410)의 동작은 기능 테스트를 통해서 확인이 가능하다.The operation of the fault detection device 410 for power supply using a Zener diode according to this embodiment can be confirmed through a functional test.
예를 들어, 장치 내, 각 파워서플라이의 V.ADJ(전압 조정) 포텐셜 미터(Potential Meter)를 돌려, 전압을 다운 조정할 수 있다.For example, the voltage can be adjusted down by turning the V.ADJ (voltage adjustment) potential meter of each power supply within the device.
출력 조정 가능 타입의 파워서플라이를 통해 전압을 변경(0~24VDC)할 수 있고, 변화하는 전압에 따라 릴레이의 정상 동작 여부를 확인할 수 있다.The voltage can be changed (0~24VDC) through an output-adjustable power supply, and the normal operation of the relay can be checked according to the changing voltage.
또한, 릴레이 코일과 제너다이오드에 걸리는 전압을 확인하여, 20V 미만에서 전압 다운을 감지 가능한지 확인할 수 있다.Additionally, by checking the voltage applied to the relay coil and Zener diode, you can check whether voltage down can be detected below 20V.
만약, SMPS 전압이 20.45V이라면, 릴레이가 오프되고, SMPS 전압 22.2V라면 릴레이가 온될 수 있다. 이렇게 제너다이오드와 직렬연결된 릴레이의 온오프를 통해 전원공급장치의 완전 고장뿐만 아니라, 전원공급장치가 기능이 저하되는 경우에도 전 구간에서 Fail을 검출할 수 있다.If the SMPS voltage is 20.45V, the relay can be turned off, and if the SMPS voltage is 22.2V, the relay can be turned on. By turning on and off the relay connected in series with the Zener diode, failure can be detected in all sections not only when the power supply device is completely broken, but also when the power supply device's function is deteriorated.
다운 조정되는 전압이 19V일 때, 파워서플라이의 알람이 발생하는지 확인하거나, 또는 PLC Input card의 입력 상태가 OFF인지를 확인할 수 있다.When the down-adjusted voltage is 19V, you can check whether the power supply alarm occurs, or check whether the input status of the PLC input card is OFF.
또한, 포텐셜 미터를 돌려 전압을 정상 값으로 조정(24V)하고, 22V 이상일 때, 파워서플라이 알람이 해제 되는지 확인하거나, PLC Input card의 입력 상태가 ON인지를 확인할 수 있다.Additionally, you can turn the potential meter to adjust the voltage to a normal value (24V) and check whether the power supply alarm is cleared when it is over 22V, or check whether the input status of the PLC input card is ON.
이렇게 확인된 결과를 기반으로, 동작 전압에 대한 제한이 없으므로, 전원공급장치의 완전 고장뿐만 아니라, 전원공급장치가 기능이 저하되는 경우에도 전 구간에서 Fail을 검출할 수 있다.Based on these confirmed results, since there is no limit to the operating voltage, failure can be detected in all sections not only when the power supply device completely fails, but also when the power supply device's function deteriorates.
한편, 고장검출장치(410)는 회로의 형태로 구현될 수 있다.Meanwhile, the failure detection device 410 may be implemented in the form of a circuit.
예를들어, 일실시예에 따른 전원공급에 대한 고장검출회로는 고장 검출이 필요한 전원공급장치로부터 전압이 인가되고, 제너다이오드와 릴레이 코일이 직렬로 연결되되, 제너다이오드는 상기 전압이 인가되는 측에 직렬 역방향으로 연결되고, 릴레이 코일은 제너다이오드와 직렬연결되고, 제너다이오드를 통과하며 발생하는 전압 강하 이후, 통과된 전압을 통해 전원공급장치의 정상 여부를 검출하도록 구성될 수 있다.For example, in a fault detection circuit for power supply according to one embodiment, a voltage is applied from a power supply device requiring fault detection, a Zener diode and a relay coil are connected in series, and the Zener diode is connected to the side to which the voltage is applied. It is connected in reverse series, and the relay coil is connected in series with the Zener diode, and after the voltage drop that occurs while passing through the Zener diode, it can be configured to detect whether the power supply is normal through the passed voltage.
결국, 본 발명을 이용하면 전원공급장치의 완전 고장 뿐만 아니라, 기능 저하에 대한 검출이 가능하다.Ultimately, using the present invention, it is possible to detect not only complete failure of the power supply device, but also functional deterioration.
또한, 전원공급장치의 제조사에서 기본적으로 고장 신호를 제공하지 않는 경우에도 완전 고장 뿐만 아니라, 기능 저하에 대한 검출 기능의 구현이 가능하다.In addition, even when the manufacturer of the power supply device does not provide a failure signal by default, it is possible to implement a detection function not only for complete failure but also for functional deterioration.
뿐만 아니라, 기존 장치에 구성되어 있는 릴레이를 이용한 전원장치의 완전 고장 검출 구성의 개조가 필요할 경우, 장치의 프로그램 변경이나 별도의 특정 회로를 구성할 필요없이 기존 검출 용도의 릴레이 연결 배선을 검출 장치로 이설하는 것 만으로 기존 장치의 기능 추가가 가능하다.In addition, if it is necessary to modify the complete failure detection configuration of the power supply using the relay configured in the existing device, the relay connection wiring for existing detection purposes can be converted to the detection device without the need to change the device program or configure a separate specific circuit. It is possible to add functions to existing devices simply by relocating them.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented with hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. For example, devices and components described in embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It may be implemented using one or more general-purpose or special-purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. A processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications that run on the operating system. Additionally, a processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of software. For ease of understanding, a single processing device may be described as being used; however, those skilled in the art will understand that a processing device includes multiple processing elements and/or multiple types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, a processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Additionally, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, which may configure a processing unit to operate as desired, or may be processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be used on any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device to be interpreted by or to provide instructions or data to a processing device. , or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. Software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer-readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination. Program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Includes optical media (magneto-optical media) and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Examples of program instructions include machine language code, such as that produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described with limited drawings as described above, various modifications and variations can be made by those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components are used. Alternatively, appropriate results may be achieved even if substituted or substituted by an equivalent.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims also fall within the scope of the claims described below.
Claims (5)
상기 입력부 측에 직렬 역방향으로 연결되고, 상기 전원공급장치의 정상 판단 전원에 부합하는 제너다이오드부; 및
상기 제너다이오드와 직렬연결되고, 상기 제너다이오드를 통과하며 발생하는 전압 강하 이후, 통과된 전압을 통해 전원공급장치의 정상 여부를 검출하는 릴레이 코일부
를 포함하는 전원공급에 대한 고장검출장치.An input unit where voltage is applied from a power supply that requires fault detection;
A Zener diode unit connected in reverse series to the input unit and corresponding to the normal judgment power of the power supply device; and
A relay coil unit connected in series with the Zener diode and detecting whether the power supply is normal through the voltage passed after the voltage drop occurs while passing through the Zener diode.
A fault detection device for power supply including.
상기 제너다이오드부는
고장 검출이 필요한 전원공급장치로부터 전압이 제너전압을 초과하는 경우, 제너전압 만큼의 전압 강하 이후 전기가 통과하고, 상기 제어 전압 미만의 전압을 차단하는 것을 특징으로 하는 전원공급에 대한 고장검출장치.According to paragraph 1,
The Zener diode part
A fault detection device for power supply, characterized in that when the voltage from the power supply device requiring fault detection exceeds the Zener voltage, electricity passes after a voltage drop equal to the Zener voltage, and the voltage below the control voltage is blocked.
상기 릴레이 코일부는,
상기 검출된 전원공급장치의 정상 여부를 기반으로, 접점을 개폐하는 것을 특징으로 하는 전원공급에 대한 고장검출장치.According to paragraph 1,
The relay coil unit,
A fault detection device for power supply, characterized in that it opens and closes contacts based on whether the detected power supply is normal.
상기 릴레이 코일부는,
사용 전압의 70% 이상의 전압이 인가되었을 때 동작하고, 사용 전압의 약 10% 미만이 되었을 때 해방되는 것을 특징으로 하는 전원공급에 대한 고장검출장치.According to paragraph 1,
The relay coil unit,
A fault detection device for power supply, which operates when a voltage of 70% or more of the used voltage is applied and is released when it falls below about 10% of the used voltage.
A voltage is applied from a power supply that requires fault detection, and a Zener diode and a relay coil are connected in series. The Zener diode is connected in reverse series to the side to which the voltage is applied, and the relay coil is connected in series with the Zener diode. A fault detection circuit for power supply that is connected and configured to detect whether the power supply is normal through the voltage passed after the voltage drop occurs while passing through the Zener diode.
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| KR20220049950A (en) | 2020-10-15 | 2022-04-22 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Relay diagnosis apparatus, relay diagnosis method, and electric vehicle |
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2022
- 2022-07-06 KR KR1020220082948A patent/KR20240006194A/en not_active Application Discontinuation
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