KR940000553Y1 - 불연속 부하용 과전류 보호회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

불연속 부하용 과전류 보호회로

제1도는 직렬저항을 사용한 종래의 과전류 보호회로.

제2도는 변류기를 사용한 종래의 과전류 보호회로.

제3도는 퓨즈를 사용한 종래의 과전류 보호회로.

제4도는 스위칭 방식 전원장치의 내부 블록다이어 그램도.

제5도는 불연속 부하기기의 소비전류 파형도.

제6도는 제어회로의 논리 구성도.

제7도는 본 고안의 불연속 부하용 과전류 보호회로.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

T : 변압기 D∼D₆: 정류기(다이오드)

C∼C₁₀: 콘덴서(축전기) L : 인덕터(코일)

R∼R₁₉: 저항기 P.W.M : 펄스폭 변조회로

O.V.P : 과전압 보호회로 O.C.P : 과전류 보호회로

V_ref: 기준전압 C.T : 변류기(전류변압기)

OP Amp₁: 제1연산증폭기 OP Amp₂: 제2연산증폭기

OP Amp₃: 제3연산증폭기 1 : 과전류 검출회로

2 : 이상상태 감지회로 3 : 시간제어회로

본 고안은 과전류 보호회로에 관한 것으로, 특히 불연속 부하의 전원장치를 갖는 프린터 및 팩시밀리 등에 있어서 접속기기의 이상발생기 전원장치 및 접속기기의 파손을 방지하기 위해 전압 검출과 시간제어를 병행하는 불연속 부하용 과전류 보호회로에 관한 것이다.

종래에는 변압기(T), 정류기(D), 인덕터(L), 축전기(C)에 직렬저항(R)을 연결하거나(제1도), 또는 변류기(C.T)를 직렬 연결하거나(제2도), 또는 퓨즈를 직렬 연결하여(제3도)과전류 보호회로를 구성하였다.

종래 기술 구성의 동작을 설명하면, 제1도에서 보는 바와 같이 부하측에 흐르는 전류를 직렬저항(R)을 이용하여 전류에 비례하는 전압으로 검출하여 펄스폭 변조회로(P.W.M)를 제어함으로써 과전류에 의한 전원장치 및 접속기기를 보호하거나, 제2도에서 보는 바와 같이 부하측에 흐르는 전류를 직렬 연결된 변류기(C.T)의 1차측 전류에 비례하는 전압으로 검출하여 펄스폭 변조회로(P.W.M)를 제어함으로써 과전류에 의한 전원장치 및 접속기기를 보호하거나, 제3도에서 보는 바와 같이 전원장치나 접속기기의 이상으로 발생된 과전류를 직렬 연결된 퓨즈를 단선시킴으로써 과전류에 의한 전원장치 및 접속기기를 보호한다.

이러한 종래의 과전류 보호회로(제1도, 제2도, 제3도)는 부하측 상한 전류치를 설정하여 상한 전류치 이상의 과전류만 제어하거나 제어회로의 응답특성을 지연시킴으로써, 실제부하측에서 소비되는 평균전력 이상의 전원장치를 구성해야 하므로 전원장치의 가격상승 요인이 되고, 제어회로의 정밀도가 낮으며 이상발생기 즉각적인 보호가 어려운 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 신뢰성 및 제어정밀성이 높은 과전류 보호회로를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 전원장치의 비용을 낮춰 보다 경제적인 과전류 보호회로를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 평균전류의 상한점에 설정된 임계치 이상의 과전류를 검출하는 전류 변압기와 부하측의 완전 단락시에 과전류 여부를 판단하여 펄스폭 변조회로로 과전류 제어신호를 송출시키는 제1연산 증폭기로 구성된 과전류 검출회로와, 부하측의 반단락 상태의 이상 발생시에 제어시간을 설정하기 위하여 출력상태가 변환되는 제2연산증폭기를 갖는 이상상태 감지회로와, 제어설정시간 이상 지속되는 과전류를 상기한 제2연산증폭기에 의해 감지케 하고 상기한 제2연산증폭기의 변환된 출력신호에 따라 제어시간이 설정되며 펄스폭 변조회로로 과전류 제어신호를 송출시키는 제3연산증폭기를 갖는 시간 제어회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 불연속 부하용 과전류 보호회로에 의해 달성된다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제5도는 불연속 부하기기의 소비전류를 도시한 파형도이고, 제6도는 제어회로의 논리구성도이고, 제7도는 본 고안에 따른 불연속 부하용 과전류 보호회로이다.

제5도에 도시된 불연속적으로 흐르는 부하측의 전류를 제7도(1)의 변류기(C.T)로 감지하여 이상 발생시 과전류에 의한 전원장치 및 접속기기의 파손을 방지하는 과전류 보호회로로써 과전류 여부의 감지점을 평균전류의 상한점에 설정하여(제5도), 과전류 검출회로(제7도 1)가 시간제어회로(제7도 3)의 제어설정시간 이상으로 과전류가 지속되는 이상발생시 이것을 이상상태 감지회로(제7도 2)로써 감지하여 전원장치의 출력을 제어한다. 즉, 본 고안의 불연속 부하용 과전류 보호회로는 정상 동작시에는 제7도 1의 변류기(C.T)에 의해 평균전류의 상한치(제5도)를 과전류로써 검출하나, 제6도에 도시된 바와 같이 제어설정시간 이내에 검출신호가 차단되므로 과전류 제어회로는 제어신호를 내보내지 않아 전원장치는 정상동작한다.

한편, 부하측 완전 단락의 이상발생시(제6도의 이상발생(1))에는 제7도(1)의 변류기(C.T)가 과전류를 검출하여 제7도(2, 3)의 설정시간 제어회로와 관계없이 제7도(1)의 연산증폭기(OP Amp₁)가 즉시 이를 감지한다. 즉 기준전압(V_ref)을 저항기(R₅, R₈)로 분배한 값보다 변류기(C.T)의 전압 값을 저항기(R₄, R₇)로 분배한 값이 크면 이를 과전류로 판단함으로써 과전류 제어신호를 즉각 송출하여 제4도의 펄스폭 변조회로(P.W.M)를 제어하여 출력을 제어한다.

한편, 접속기기 내부의 오동작이나 부품의 경년변화로 부하가 반단락되는 이상발생시(제6도의 이상발생(2))에는, 제7도(1)의 제1연산증폭기(OP Amp₁)는 감지하지 못하나 제7도의 변류기(C.T)의 2차측 전압값을 저항기(R₁₂, R₁₃)로 분배한 값이 기준전압(V_ref)을 저항기(R₁₀, R₁₁)로 분배한 값보다 크면 제2연산증폭기(OP Amp₂)의 출력이 L(0전원)에서 H(기준전위)로 변환하여 저항기(R15)는 축전기(C9)를 충전하기 시작하여 제어설정시간 후(R₁₅와 C₉를 결합하여 제어시간을 설정), 제3연산증폭기(OP Amp₃)의 (+)측 전압이 기준전압(V_ref)을 저항기(R₁₀, R₁₁)로 분배한 (-)측 전압보다 커져 제3연산증폭기(OP Amp₃)의 출력이 L(0전위)에서 H(기준전위)로 동작하여 과전류 제어신호를 송출함으로써 펄스폭 변조회로(P.W.M)를 제어하여 출력을 제어한다.

한편 정상 동작시에는 제7도(2)의 제2연산증폭기(OP Amp₂)가 L(0전위)로 출력하므로 축전기(C₉)에 잔류하고 있는 전압은 정류기(D₅)를 통해 흐르므로 제어시간은 항상 과전류 검출후 저항기(R₁₅) 및 축전기(C₉)로 설정된 시간으로 동작한다.

본 고안은 상기한 기능의 제어출력을 로직(Logic)구성으로써 1칩 연산증폭기 집적회로(IC)로 실현하였으며 이에 대한 과전류 검출회로, 제어시간 설정회로 및 제어출력회로의 동작 상관관계는 제6도에서 보는 바와 같다.

이와 같은 본 고안의 불연속 부하용 과전류 보호회로는 종래의 단순 전압 검출의 과전류 제어방식 대신 전압검출과 병행한 시간제어방식을 채용함으로써 불연속 부하용 과전류 보호회로의 신뢰성 및 제어정밀성을 향상한 효과가 있다.

또한, 평균 소비전력의 상한점에서 전원장치의 구성이 가능하므로 전원장치의 경제성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 전원장치 및 접속기기를 과전류로부터 보호하는 불연속 부하용 과전류 보호회로에 있어서, 평균전류의 상한점에 설정된 임계치 이상의 과전류를 검출하는 전류변압기와, 부하측의 완전 단락시에 과전류 여부를 판단하여 펄스폭 변조회로로 과전류 제어신호를 송출시키는 제1연산증폭기로 구성된 과전류검출회로와, 부하측의 반단락상태의 이상발생시에 제어시간을 설정하기 위하여 출력상태가 변환되는 제2연산증폭기를 갖는 이상상태 감지회로와, 제어설정시간 이상 지속되는 과전류를 상기한 제2연산증폭기에 의해 감지케 하고, 상기한 제2연산증폭기의 변환된 출력신호에 따라 제어시간이 설정되며, 펄스폭 변조회로로 과전류 제어신호를 송출시키는 제3연산증폭기를 갖는 시간 제어회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 불연속 부하용 과전류 보호회로.