KR930004374Y1

KR930004374Y1 - Over current breaker

Info

Publication number: KR930004374Y1
Application number: KR2019910007863U
Authority: KR
Inventors: 김대우
Original assignee: 금성계전 주식회사; 성기설
Priority date: 1991-05-30
Filing date: 1991-05-30
Publication date: 1993-07-12
Also published as: KR920022220U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Overcurrent breaker

제1도는 종래의 전류 변류기를 이용한 과전류 차단기 회로도.1 is a circuit diagram of an overcurrent breaker using a conventional current transformer.

제2도는 일반적인 텔리미터리 연결을 보인 설명도.2 is an explanatory diagram showing a general telemetry connection.

제3도는 본 고안에 따른 홀소자를 이용한 과전류 차단기 회로도.3 is a circuit diagram of an overcurrent breaker using a Hall device according to the present invention.

제4a도 및 제4b도는 본 고안에 따른 과전류 차단기에서 홀소자의 전원선 장착을 보인 설명도.4a and 4b is an explanatory view showing the power line mounting of the Hall element in the overcurrent breaker according to the present invention.

제5도는 본 고안에 따른 과전류 차단기에서 홀소자를 PCB상에 장착한 것을 보인 설명도.Figure 5 is an explanatory diagram showing the mounting of the Hall element on the PCB in the overcurrent breaker according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

11 : 홀소자 12 : 증폭부11: Hall element 12: Amplifier

13 : 파형정형화부 14 : 제어신호 발생기13 waveform shaping unit 14 control signal generator

15 : 전원개폐 제어부 16 : 개폐기15: power opening and closing control unit 16: switch

31,31′ : 홀더 32 : 나사못31,31 ′: Holder 32: Screw

41 : 파워패턴41: power pattern

본 고안은 전기 기계기구의 전원선 이상으로 인한 과전류로 부터 전기 기계기구를 보호하기 위한 과전류 차단기에 관한 것으로 특히, 홀소자(Hall Effect Device)를 이용하여 간단한 구성으로 PCB내에 실장이 가능하도록 하는 과전류 차단기 관한 것이다.The present invention relates to an overcurrent breaker for protecting the electrical machinery from overcurrent due to abnormal power line of the electrical machinery. In particular, the overcurrent to be mounted in the PCB in a simple configuration using a Hall Effect Device. It is about a breaker.

종래의 과전류 차단기는 제1도에 도시된 바와같이 입력단과 부하선 사이의 전원라인(L1,L2)로 부터 전류변류기(CT1), (CT2)를 통해 최대전류를 검출하는 최대전류 검출회로(2)와, 상기 최대전류 검출회로(2)의 다이오드(D1)를 통한 출력을 전압으로 검출하는 전압센서(3)와, 그 전압센서(3)의 출력에 따라 장한시회로(4-1), 단한시회로(4-2) 및 순시회로(4-3)를 통해 과전류를 검출하는 시간회로부(4)와, 그 시간회로부(4)의 과전류 검출에 따라 전원선 차단제어신호를 발생시키는 트리거회로(5)와, 상기 최대 전류 검출회로(2)의 다이오드(D1)를 통한 출력을 릴레이(RY1)코일의 일측에 인가받고 상기 트리거회로(5)의 과전류검출에 따른 전원선 차단제어신호에 의해 타측이 바이패스 루프가 형성되는 그 릴레이(RY1)에 의해 스위치(SW1)를 동작시켜 상기 일측 전원라인(L2)을 개폐시기는 개폐기(1)로 구성한다.The conventional overcurrent circuit breaker 2 detects the maximum current from the power supply lines L1 and L2 between the input terminal and the load line through the current transformers CT1 and CT2 as shown in FIG. ), A voltage sensor 3 for detecting the output through the diode D1 of the maximum current detection circuit 2 as a voltage, a long time circuit 4-1 according to the output of the voltage sensor 3, A time circuit section 4 for detecting overcurrent through the short-time circuit 4-2 and the instantaneous circuit 4-3, and a trigger circuit for generating a power supply line control signal in response to the overcurrent detection of the time circuit section 4; (5) and an output through the diode D1 of the maximum current detection circuit 2 is applied to one side of the relay RY1 coil and by a power line cutoff control signal according to the overcurrent detection of the trigger circuit 5. The other side operates the switch SW1 by the relay RY1 in which a bypass loop is formed, thereby closing the one power supply line L2. Lungs in time constitutes a switch (1).

이와 같이 구성된 종래의 과전류 차단기는 입력단으로부터 부하측에 공급되는 부하선 전원라인(L1),(L2)으로 부터 부하측에 걸리는 부하전류를 검출하면 최대 전류 검출회로(2)는 각상의 최대전류를 검출해서 정류된 신호로 다이오드(D1)를 통해 개폐기(1)의 릴레이(RY1) 코일 일측에 공급함과 아울러 전압센서(3)에 출력하고, 그 전압센서(3)는 전원라인(L1,L2)의 최대 부하전류 검출값을 전압갑스로 변환하며, 이 전압센서(3)의 출력은 장한시회로(4-1), 단한시회로(4-2) 및 순시회로(4-3)에 공통공급되어 각기 전류에 대응하는 장한시, 단한시 및 순시의 시한으로 과전류 검출을 하게 되고, 이 시간회로(4)의 과전류 검출에 따라 트리거회로(5)는 상기 개폐기(1)의 릴레이(RY1) 코일의 타측에 바이패스 루프를 발생시켜 그 릴레이(RY1)가 구동되게 함으로써, 스위치(SW1)를 오프시키도록 한다. 따라서 부하전류에 과전류가 검출되면 개폐기(1)가 동작하여 부하선 일측 전원라인(L2)을 개발시키므로, 부하측에 전원공급이 차단되어 과전류로 부터 부하를 보호하게 된다.The conventional overcurrent circuit breaker configured as described above detects the load current applied to the load side from the load line power lines L1 and L2 supplied from the input end to the load side, and the maximum current detection circuit 2 detects the maximum current of each phase. The rectified signal is supplied to one side of the coil of the relay RY1 of the switch 1 through the diode D1 and output to the voltage sensor 3, and the voltage sensor 3 is connected to the maximum of the power lines L1 and L2. The load current detection value is converted into voltage suddenly, and the output of the voltage sensor 3 is commonly supplied to the long time circuit 4-1, the short time circuit 4-2 and the instantaneous circuit 4-3, respectively. The overcurrent detection is performed by the long time, short time and instantaneous time corresponding to the current, and according to the over current detection of the time circuit 4, the trigger circuit 5 is the other side of the relay RY1 coil of the switch 1. The switch SW1 is turned on by generating a bypass loop to cause the relay RY1 to be driven. Turn it off. Therefore, when an overcurrent is detected in the load current, the switch 1 operates to develop a power line L2 on one side of the load line, so that the power supply is cut off on the load side to protect the load from the overcurrent.

그러나, 이와같은 전류변류기(CT)를 이용한 과전류 차단기는 그 부피가 크고 시간회로등이 필요하여 복잡하기 때문에 배전반 등에 사용할 수는 있어도 그 부피가 커서 원격검침계인 텔리미터리(Telemetry)등에는 장착시키기 어려웠고, 과전류 검출에 의해 개폐기(1)가 전원라인(L2)을 개방시키게 된 후 과전류의 원인이 제거되어도 사용자가 수동으로 스위치(SW1)를 복귀시켜 주어야만 하게 된다.However, the overcurrent circuit breaker using such a current transformer (CT) has a large volume and requires a time circuit, which is complicated. However, the overcurrent circuit breaker using a current transformer (CT) can be used in a switchgear, but the volume is large. After the switch 1 opened the power supply line L2 by overcurrent detection, the user had to manually return the switch SW1 even if the cause of the overcurrent was removed.

또한, 제2도는 일반적인 텔리미터리 연결상태도로서, 입력단으로 부터 텔리미터리 검침계(1)를 통한 후 휴즈(2)를 통해 부하측인 가정내 전기기기(3)에 전원이 공급되게 구성되는데, 일반 적산 전력계에서는 내부에 전자회로 소자나 PCB가 없어 과전류가 흐른다해도 검침계자체는 별로 손상을 입지 않으므로 검침계 자체에 과전류 기능을 가질 필요가 없었으며 검침계 후단에 접속사용하는 전기기기(3)들만 보호하면 되므로 퓨즈(2)만으로써 충분하였다. 그렇지만 텔리미터리 검침계(1)을 사용하는 경우에 과전류가 흐르게 되면 가정내 전기기기(3)들은 퓨즈(2)에 의해 보호될 수 있지만 텔리미터리 검침계(1) 자체는 내부의 PCB 및 전자회로가 보호되지 못하고 손상을 입게 된다.In addition, FIG. 2 is a general telemetry connection state diagram, in which power is supplied from the input terminal through the telemeter reading meter 1 to the home appliance 3 on the load side through the fuse 2. In general integrated power meter, there is no electronic circuit element or PCB inside, so even if the over current flows, the meter itself does not have much damage, so it is not necessary to have overcurrent function on the meter itself. Only the fuses 2 were sufficient. However, if an overcurrent flows in the case of using a telemeter reading meter (1), the electrical devices (3) in the home can be protected by the fuse (2), but the telemeter reading meter (1) itself can be used as an internal PCB and The electronic circuits are not protected and are damaged.

만약, 제1도와 같은 전류변류기(CT)를 사용하는 과전류 차단기를 사용한다 하더라도 이는 부피가 커서 텔리미터리 검침계(1)내에 장착시킬 수 없을 뿐만 아니라 기타 전기기기의 PCB 내에는 실장시킬 수 없어서 사용상에 불편함이 있었다.Even if an overcurrent breaker using a current transformer (CT) as shown in Fig. 1 is used, it cannot be mounted in the telemetry meter 1 due to its large volume and cannot be mounted in a PCB of other electric equipment. There was inconvenience in use.

본 고안은 이와같은 문제점을 감안하여 홀소자를 이용하여 간단하고 소형으로 과전류 차단기를 구현시키고 이를 PCB 등에 내장시킬 수 있게 함으로써, 텔리미터리 등의 PCB에 내장시켜 과전류로 부터 보호하게 하는 과전류 차단기를 안출한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조해 설명하면 다음과 같다.In view of these problems, the present invention implements an overcurrent breaker in a simple and compact manner by using a Hall element and embeds it in a PCB, thereby creating an overcurrent breaker that is embedded in a PCB such as telemetry to protect against overcurrent. If it is described with reference to the accompanying drawings as follows.

제3도는 본 고안에 따른 과전류 차단기의 회로도로서, 이에 도시한 바와같이 부하측에 공급되는 전원선(L2)에 장착되어 과전류를 감지하기 위한 홀소자(11)와, 그 홀소자(11)의 출력을 콘덴서(C1) 및 접지저항(R1)을 통한 후 저항(R2)을 통해 연산증폭기(OP1)의 비반전 입력단자(+)에 인가시킴과 아울러 저항(R3)을 다시 통해 그 연산증폭기(OP1)의 출력측에 인가하고, 그 연산증폭기(OP1)의 반전입력단자(-)를 접지시켜 상기 홀소자(11)의 출력을 잡음제거 필터링후 증폭시키는 증폭부(12)와, 그 증폭부(12)의 출력을 소정문턱값에 따라 슈미트 트리거회로로 파형정형화 시키는 파형 정형화부(13)와, 그 파형정형화부(13)의 출력을 클럭신호로 인가받아 동작하여 반전출력(Q)을 제어신호로 출력하는 디 플립플롭(D-F/F)인 제어신호 발생기(14)와, 그 제어 신호 발생기(14)의 출력(Q)을 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가받고, 그 트랜지스터(Q1)의 콜렉터를 전원단자(Vcc) 및 저항(R6)을 통한 후 포토커플러(PC1)의 발광다이오드(LED)에 연결하고, 그 포토커플러(PC1)의 수광트랜지스터(PT)의 콜렉터를 전원단자(Vcc)에 접속된 저항(R7)에 접속하여 그 접속점을 통해 과전류 검출에 따른 전원차단 제어신호를 발생하는 전원 개폐 제어부(15)와, 그 전원 개폐 제어부(15)의 출력에 따라 상기 부하측 전원라인(L2)을 개폐시키는 개폐기(16)로 구성된다.3 is a circuit diagram of an overcurrent circuit breaker according to the present invention, and as shown therein, is mounted on a power line L2 supplied to a load side and includes a Hall element 11 for detecting an overcurrent, and an output of the Hall element 11. Is applied to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP1 through the resistor R2 through the capacitor C1 and the ground resistor R1, and the operational amplifier OP1 through the resistor R3 again. Amplification unit 12 which is applied to the output side of the circuit board and grounds the inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP1 and amplifies the output of the Hall element 11 after the noise reduction filtering. The waveform shaping unit 13 for waveform shaping to the Schmitt trigger circuit according to a predetermined threshold and the output of the waveform shaping unit 13 are applied as a clock signal to operate the inverted output Q as a control signal. A control signal generator 14 which is a de-flip flop (DF / F) to be output, and output of the control signal generator 14 (Q) is applied to the base of the transistor (Q1), the collector of the transistor (Q1) through the power supply terminal (Vcc) and the resistor (R6), and then connected to the light emitting diode (LED) of the photocoupler (PC1), The power supply opening / closing control unit 15 which connects the collector of the light receiving transistor PT of the photocoupler PC1 to a resistor R7 connected to the power supply terminal Vcc and generates a power cutoff control signal according to the overcurrent detection through the connection point. And the switch 16 which opens and closes the load side power line L2 in accordance with the output of the power source opening / closing control unit 15.

이와같이 구성되는 본 고안 과전류 차단기의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the present invention overcurrent circuit breaker configured as described above are as follows.

홀소자(11)를 전원선에 설치하여 전원선에 흐르는 전류에 따른 자계의 크기에비례되는 신호를 출력하게 할 수 있고, 그 홀소자(11)를 PCB의 전원 패턴상에 접촉되게 설치하여 전류에 비례되는 신호를 출력하게 할 수 있다.The Hall element 11 can be installed on the power line to output a signal proportional to the magnitude of the magnetic field according to the current flowing through the power line. It can output a signal proportional to.

예를들어, 전원선에 설치할 경우에는 제4a도 및 제4b도에 도시된 바와같이 전원선에 장착시킬 수 있는 홀더(31,31′)쌍의 일측 홀더의 일정부위에 홀소자(11)를 고정시켜 나사못(32)으로 상기 전원선에 장착시킨다. 이와같이 홀소자(11)를 전원선에 장착시킨 후 그 홀소자(11)에 전원(Vcc)을 가해주면 전원선의 전류량에 비례하여 홀소자(11)의 출력이 결정된다. 즉, 과전류가 흐르면 그 과전류에 대응하여 홀소자(11)의 출력레벨은 높아지게 된다.For example, in the case of installation on a power line, as shown in FIGS. 4A and 4B, the Hall element 11 is provided at a predetermined portion of one holder of a pair of holders 31 and 31 'that can be mounted on the power line. Fix it and attach it to the power line with a screw (32). In this way, when the Hall element 11 is mounted on the power line and the Vcc is applied to the Hall element 11, the output of the Hall element 11 is determined in proportion to the current amount of the power line. That is, when the overcurrent flows, the output level of the hall element 11 increases in response to the overcurrent.

또한, PCB상에 홀소자(11)를 설치하는 경우에는 제5도에 도시된 바와 같이 PCB의 파워패턴에 전원라인(41)상에 홀소자(11)를 접촉되게 고정시키되 다른 신호 패턴들과 분리되게 고정설치한다.In addition, in the case of installing the Hall element 11 on the PCB, as shown in FIG. 5, the Hall element 11 is fixed to the power line 41 on the power line 41 to be in contact with the other signal patterns. Fix it separately.

여기서, 홀소자(11)는 4개의 단자(P1~P4)가 있는데, 두 개의 자체전원(Vcc, 접지)단자(P1,P3)이고, 두 개는 홀소자 출력단자(P2,P4)이다.Here, the Hall element 11 has four terminals P1 to P4, which are two self power supply (Vcc, ground) terminals P1 and P3, and two are Hall element output terminals P2 and P4.

이와같이 본 고안에 따른 홀소자(11)를 이용하는 과전류 차단기는 그 홀소자(11)를 부하측의 전원을 공급하는 전원라인(L2)에 직접 장착시키거나, PCB내의 파워패턴(41)에 장착시켜 사용할 수 있는데, 전원라인에 흐르는 전류가 커짐에 따라 자계가 커져서 홀소자(11)의 출력레벨은 커진다. 이때 홀소자(11)의 출력은 증폭부(12)에서 필터(R1,C1)에 의해 필터링되어 잡음 제거된 후 연산증폭기(OP1) 및 저항(R2,R3)을 통해 증폭되고, 그 증폭부(12)의 출력은 파형정형화부(13)에서 파형정형화되는데, 그 파형정형화부(13)는 슈미트트리거 회로를 사용하여 증폭부(12의 출력이 그 슈미트 트리거회로의 문턱값 이상이 되는 소정값 이상이 될 때 고전위 출력을 하게 된다.As described above, the overcurrent breaker using the Hall element 11 according to the present invention is used by directly mounting the Hall element 11 to the power line L2 for supplying power to the load or by mounting the Hall element 11 to the power pattern 41 in the PCB. As the current flowing through the power supply line increases, the magnetic field increases, and thus the output level of the hall element 11 increases. At this time, the output of the Hall element 11 is filtered by the filters R1 and C1 in the amplifier 12 to remove noise, and then amplified by the operational amplifier OP1 and the resistors R2 and R3, and the amplifier ( The output of the 12 is waveform-formed by the waveform shaping unit 13, and the waveform shaping unit 13 uses a Schmitt trigger circuit so that the output of the amplifier 12 becomes equal to or greater than a threshold value of the Schmitt trigger circuit. At this time, the high potential output is generated.

그 슈미트 트리거 회로인 파형정형화부(13)가 저전위 신호에서 고전위 신호로 반전되는 상승에지 출력을 하면 제어신호 발생기(14)인 디플립플롭(14)은 그 상승에지에 동기하여 반전출력(Q)이 저전위 신호가 되고, 그 제어신호 발생기(14)의 출력(Q)이 저전위 신호가 됨에 따라 전원개폐 제어부(15)의 트랜지스터(Q1)가 턴오프되어 포토커플러(PC1)의 발광다이오드(LED)를 온시키게 되고, 그 발광다이오드(LED)가 발광함에 따라 수광 트랜지스터(PT)가 턴온되어 개폐기(16)에 공급되는 전원전압(Vcc)을 바이패스시켜 줌으로써 개폐기(16)는 전원라인(L2)을 오픈시키게 된다. 즉 개폐기(16)는, 전원 개폐제어부(15)의 포토커플러(PC1)가 온되면 개폐기(16)의 릴레이 코일에 전원전압(Vcc)이 흐르지 않아 그 개폐기(16)의 스위치가 오프되면서 전원라인(L2)을 오픈시키게 된다.When the waveform shaping unit 13, which is the Schmitt trigger circuit, outputs a rising edge which is inverted from a low potential signal to a high potential signal, the deflip-flop 14, which is the control signal generator 14, is inverted in synchronization with the rising edge. Q) becomes a low potential signal, and as the output Q of the control signal generator 14 becomes a low potential signal, the transistor Q1 of the power switching unit 15 is turned off to emit light of the photocoupler PC1. The diode LED is turned on, and the light emitting transistor PT is turned on as the light emitting diode LED emits light, thereby bypassing the power supply voltage Vcc supplied to the switch 16. The line L2 is opened. That is, when the photocoupler PC1 of the power supply opening / closing control unit 15 is turned on, the switch 16 does not flow in the power supply voltage Vcc through the relay coil of the switch 16, so that the switch 16 of the switch 16 is turned off and the power line is turned off. Will open (L2).

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 홀소자를 이용하여 경박 단소하게 고전류 차단기를 구성할 수 있어서, 홀소자를 전원선에 직접 장착시켜 과전류를 검출할 수도 있고, PCB의 파워 패턴상에 장착시켜 과전류를 검출할 수 있으므로, 그 사용용도가 확대되고, 특히 퓨즈의 전단에 설치되는 텔리미터리 내의PCB 상에 설치하여 과전류로 부터 텔리머터리 자체 전자회로 및 PCB를 보호할 수 있으며, 과전류 차단기의 제조가격을 낮출 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention can configure a high current circuit breaker simply and easily by using a Hall element, so that the Hall element can be mounted directly on a power line to detect an overcurrent, or can be mounted on a PCB power pattern to detect an overcurrent. It can be used more and more, and it can be installed on the PCB in the telemetery installed at the front end of the fuse to protect the telemeter's own electronic circuit and PCB from overcurrent, and to lower the manufacturing price of the overcurrent breaker. It can be effective.

Claims

Hall element 11 for outputting a voltage proportional to the current flowing in the power supply line L2, an amplifier 12 for amplifying the output of the hall element 11 after noise reduction filtering, and the amplifier 12 A waveform shaping unit 13 for shaping the output of the waveform according to a threshold value, a control signal generator 14 for generating a power-off control output in accordance with the output of the waveform shaping unit 13, and a control signal generator 14 thereof. Power switch opening and closing control unit 15 for controlling to open the power line (L2) when the overcurrent is detected in accordance with the output of the switch, and switch 16 for opening and closing the power line (L2) under the control of the power switch opening and closing control unit 15 An overcurrent breaker, characterized in that the configuration.

2. The overcurrent breaker according to claim 1, wherein the hall element (11) is fixed on the power pattern (41) on the PCB.

The power supply opening / closing control unit (15) of claim 1, wherein the power supply opening / closing control unit (15) connects the collector (Q) of the transistor (Q1) connected to the base via the resistor (R5) of the output (Q) of the control signal generator (14). (R6) is connected to the light emitting diode (LED) of the photocoupler (PC1), and the collector of the light-receiving transistor (PT) of the photocoupler (PC1) is connected to the power supply voltage supply terminal and the resistor (R7) of the switch (16). An over-current breaker characterized in that it is connected to the power supply voltage (Vcc) terminal through.