WO2021225280A1 - 반도체 차단기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 착탈식 인터페이스 모듈을 갖는 반도체 차단기에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 차단기는 주회로에 연결되는 차단기 본체; 및 상기 차단기 본체로부터 독립되는 인터페이스 모듈;을 포함하고, 상기 차단기 본체는, 상기 차단기 본체의 외부면에 마련되는 제1 수용부; 및 상기 주회로에 연결되어 과전류 발생시 상기 주회로를 차단하는 전력 반도체 소자를 포함하는 차단부;를 포함하고, 상기 인터페이스 모듈은 상기 차단부를 제어하는 조작부;를 포함하고, 상기 인터페이스 모듈은 상기 제1 수용부에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 반도체 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 착탈식 인터페이스 모듈을 갖는 반도체 차단기에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 차단기는 MOSFET, IGBT 등과 같은 전력 반도체 소자를 이용하여 회로를 차단하도록 고안된 차단기이다. 반도체 차단기는 전력 반도체 소자의 전류 차단 특성을 이용하여 회로 차단을 수행하므로 차단시 아크가 발생하지 않아 아크 제거 기능이 필요하지 않는다. 따라서, 아크 소호부가 제거되어 부피를 줄일 수 있다는 장점이 있다. 또한, 아크 차단 시간이 짧다는 장점이 있다. 반면에 전력 반도체 소자의 사용으로 저용량 차단기에 있어서는 제작비용이 커진다는 단점도 있다.
반도체 차단기는 신속한 차단이 요구되는 시스템에서 많이 사용된다. 일반적인 기계식 차단기의 경우, 차단 속도가 수 ~ 수백 ms 정도인데 비하여, 반도체 차단기의 차단 속도는 수십 μs정도로 훨씬 짧은 시간 안에 전류를 차단할 수 있다.
따라서, 전류 용량이 큰 배전반이나 사고 전류의 증가 속도가 빠른 직류 시스템 또는 안정적인 전류 공급 및 차단이 요구되는 ESS(Energy Storage System) 시스템 등에서 반도체 차단기가 적극 활용되는 추세이다. 최근, ESS 시스템에서 발화가 일어나는 점 등을 고려할 때, 발열을 고려한 안정적인 전류 공급을 위해 차단기의 중요성은 더 절실해지고 있다.
이와 같은 차단기는 개별적으로 사용되는 경우도 있지만, 보통은 배전반이나 시스템 등의 전력 설비 내에 설치되어 사용된다. 이 경우 사용자가 차단기에 접근하여 조작하기 어려울 수 있다. 예를 들어, 배전반의 경우 배전반의 외부에서 차단기에 접근하여 조작을 하기 위하여 배전반 도어를 열어야 하고, 배전반 내의 거리가 먼 경우 이를 접근하기 어렵다.
종래 기술에서는 원거리의 차단기를 접근하기 위하여, 외부조작핸들 등의 원격 조작 툴(tool)을 사용하였다.
도 1에 종래기술에 따른 외부조작핸들 장치를 갖는 차단기가 도시되어 있다. 차단기(1)의 외부에는 구동 어셈블리(2)가 구비되고, 핸들(3)을 갖는 핸들 어셈블리(4)가 별도로 마련되어 샤프트(5)를 통해 차단기(1)를 조작하였다.
이러한 외부조작핸들 장치는 불편함과 동작의 불안정성이 수반된다. 또한, 기계적인 연결에 의한 방식이므로 차단기와의 조작 거리의 한계도 있다. 더불어, 조작 툴이 별도로 구비되므로 손망실의 위험이 있다. 더욱이 차단기의 내부 정보를 인지하는 작업도 어렵다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 차단기와 분리되어 외부에서 차단기를 조작할 수 있는 인터페이스 모듈을 갖는 반도체 차단기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 차단기는 주회로에 연결되는 차단기 본체; 및 상기 차단기 본체로부터 독립되는 인터페이스 모듈;을 포함하고, 상기 차단기 본체는, 상기 차단기 본체의 외부면에 마련되는 제1 수용부; 및 상기 주회로에 연결되어 과전류 발생시 상기 주회로를 차단하는 전력 반도체 소자를 포함하는 차단부;를 포함하고, 상기 인터페이스 모듈은 상기 차단부를 제어하는 조작부;를 포함하고, 상기 인터페이스 모듈은 상기 제1 수용부에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 인터페이스 모듈 또는 상기 제1 수용부에는 자석을 포함하는 결합부가 마련되어, 상기 차단기 본체와 인터페이스 모듈은 자력(magnetic force)에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 전력 반도체 소자는 MOSFET 또는 IGBT인 것을 특징으로 한다.
상기 차단기 본체에는 상기 차단부에 전류를 공급하는 전원부가 마련되고,
상기 인터페이스 모듈에는 상기 전원부에 유선 또는 무선으로 연결되어 전원을 공급받는 모듈 전원부가 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 전원부에는 자기장을 발생시키는 제1 코일을 갖는 유도 전류 송신부를 포함하고, 상기 모듈 전원부에는 상기 자기장에 의한 유도 전류가 흐르는 제2 코일을 갖는 유도 전류 수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차단기 본체에는 유선 또는 무선 송수신이 가능한 통신부가 마련되고, 상기 인터페이스 모듈에는 상기 통신부에 유선 또는 무선으로 연결되는 모듈 통신부가 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 차단기 본체에는 상기 인터페이스 모듈과의 전기적 연결을 허용 또는 제한하는 접속부가 마련되고, 상기 인터페이스 모듈에는 상기 접속부에 전기적 연결을 요청하는 모듈 접속부가 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 조작부는 상기 차단부를 조작하여 회로를 차단 또는 통전시키는 On/Off 버튼을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 인터페이스 모듈은 상기 차단기 본체의 정보를 표시하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차단기 본체가 설치되는 외부 장치가 마련되고, 상기 외부 장치는 외부면에 제2 수용부가 형성되어, 상기 제2 수용부에 상기 인터페이스 모듈이 착탈되는 것을 특징으로 한다.
상기 외부 장치는 상기 차단기 본체에 유,무선으로 연결되어 상기 인터페이스 모듈과 차단기 본체의 전기적 연결을 매개하는 연결부가 마련되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 반도체 차단기는 주회로가 구비되는 외부 장치; 상기 주회로에 연결되고, 상기 외부 장치에 설치되는 차단기 본체; 상기 차단기 본체 및 외부 장치로부터 독립되는 인터페이스 모듈;을 포함하고, 상기 차단기 본체는, 상기 차단기 본체의 외부면에 마련되는 제1 수용부; 및 상기 주회로에 연결되어 과전류 발생시 상기 주회로를 차단하는 전력 반도체소자를 포함하는 차단부;를 포함하고, 상기 외부 장치는 외부면에 마련되는 제2 수용부를 포함하고, 상기 인터페이스 모듈은 상기 차단부를 제어하는 조작부;를 포함하고, 상기 인터페이스 모듈은 상기 제1 수용부 또는 제2 수용부에 착탈 가능하게 결합되는 반도체 차단기.
상기 인터페이스 모듈 또는 상기 제1 수용부 또는 제2 수용부에는 자석을 포함하는 결합부가 마련되어, 상기 차단기 본체와 인터페이스 모듈 또는 상기 외부 장치와 인터페이스 모듈은 자력(magnetic force)에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 차단기 본체에는 상기 차단부에 전류를 공급하는 전원부가 마련되고, 상기 외부 장치에는 상기 차단기 본체 또는 인터페이스 모듈에 전원을 공급하는 제2 전원부가 마련되고, 상기 인터페이스 모듈에는 상기 전원부 또는 제2 전원부에 유선 또는 무선으로 연결되어 전원을 공급받는 모듈 전원부가 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 전원부 또는 제2 전원부에는 자기장을 발생시키는 제1 코일 또는 제2 코일을 갖는 유도 전류 송신부를 포함하고, 상기 모듈 전원부에는 상기 자기장에 의한 유도 전류가 흐르는 제2 코일을 갖는 유도 전류 수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차단기 본체에는 상기 인터페이스 모듈과의 전기적 연결을 허용 또는 제한하는 접속부가 마련되고, 상기 인터페이스 모듈에는 상기 접속부에 전기적 연결을 요청하는 모듈 접속부가 마련되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 외부 장치에는 상기 차단기 본체와 인터페이스 모듈의 전기적 연결을 매개하는 연결부가 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 차단기에 의하면 차단부를 조작하는 인터페이스 모듈이 차단기 본체와 분리되어 별도로 마련되므로, 원거리에 배치된 차단기를 용이하게 조작할 수 있다.
인터페이스 모듈은 차단기 본체에 자기력 결합 방식으로 부착되어 결합 및 탈거가 용이하다.
상기 인터페이스 모듈은 유선 또는 무선 통신 방식으로 차단기 본체에 연결되므로 작용 가능 거리가 확장된다.
차단기 본체는 인터페이스 모듈과의 접속을 허용 또는 제한하는 접속부가 구비되므로 사용자별로 접근을 통제할 수 있다.
인터페이스 모듈은 차단기 본체의 내부 정보를 표시하고, 차단부를 조작하는 등 기계적인 연결 뿐 아니라 전기적인 접속도 가능하다.
도 1은 종래기술에 따른 외부핸들장치가 구비된 차단기의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 차단기가 배전반에 설치된 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 차단기의 차단기 본체와 인터페이스 모듈의 분리 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 차단기의 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 차단기의 전원부.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 차단기가 배전반에 설치된 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 차단기의 차단기 본체와 인터페이스 모듈의 분리 사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 차단기의 블록도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 차단기의 전원부를 나타낸 것이다. 도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 반도체 차단기에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 차단기는 주회로(400)에 연결되는 차단기 본체(100); 및 상기 차단기 본체(100)로부터 독립되는 인터페이스 모듈(200);을 포함하고, 상기 차단기 본체(100)는, 상기 차단기 본체(100)의 외부면에 마련되는 제1 수용부(110); 및 상기 주회로(400)에 연결되어 과전류 발생시 상기 주회로(400)를 차단하는 전력 반도체 소자를 갖는 차단부(120);를 포함하고, 상기 인터페이스 모듈(200)은 상기 차단부(120)를 제어하는 조작부(220);를 포함하고, 상기 인터페이스 모듈(200)은 상기 제1 수용부(110)에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
차단기 본체(100)는 주회로(400) 및 부하(300)에 연결된다. 차단기 본체(100)는 주회로(400)와 부하(300) 사이에 과전류가 발생하거나 지락 등의 사고 전류가 발생하는 경우 개방되어 주회로(400)를 차단하여 부하(300) 및 연관된 장치와 시설을 보호하도록 한다.
차단기 본체(100)는 독립적으로 구비되어 주회로(400)와 부하(300) 사이에 연결될 수 있다. 또한, 차단기 본체(100)는 외부 장치(10)에 내장 설치되어 부속 장치로 사용될 수 있다.
외부 장치(10)는 전력 장치로서 예를 들면 배전반이나 에너지 저장 장치(ESS; Energy Storage System) 등일 수 있다. 도 2에는 외부 장치(10)의 예로서 다수 개의 패널(11)로 구성된 배전반이 도시되어 있다. 각 패널(11)은 예를 들면 고압기기실, 저압기기실, 차단기실, 케이블실 등으로 구분된 패널일 수 있다.
패널(11) 내에는 각종 전력 기기 장치들이 설치된다.
주회로(400)는 각 패널(11) 및 부하(300)에 연결되어 전력을 공급한다. 주회로(400)는, 일부는 버스바(busbar) 등의 모선으로 구성되고 일부는 상기 모선에서 분기되는 케이블로 구성될 수 있다. 예를 들어, 배전반과 같이 다수의 전력 기기가 밀집되어 전력이 집중적으로 연결되는 부분에는 도체로 구성되는 모선이 구비되고, 개별 장치로 연결되는 부분에는 케이블로 연결될 수 있다.
패널(11) 내의 전력 요소 장치들은 주회로(400)에 직접적으로 연결되거나 다른 전력 요소 장치들을 통해 간접적으로 연결될 수 있다.
패널(11) 내의 회로에 흐르는 과전류나 사고 전류를 차단하기 위하여 차단기가 마련된다. 여기에 적용되는 차단기로 특히 반도체 차단기가 적용될 수 있다. 반도체 차단기는 기계식 차단기에 비하여 차단 속도가 빠르고 차단시 아크가 발생하지 않아 안정적이다.
본 실시예의 반도체 차단기는 차단기 본체(100)와 인터페이스 모듈(200)로 구분 구성(분리 구성)된다.
인터페이스 모듈(200)은 차단기 본체(100)에 착탈식으로 결합된다. 즉, 인터페이스 모듈(200)은 독립적으로 구성되고, 차단기 본체(100)에 결합되거나 분리될 수 있다. 여기서, 차단기 본체(100)는 자체적으로 차단 기능(조작)을 수행할 수 있으며, 인터페이스 모듈(200)에 의해 추가적으로 차단 기능을 수행할 수 있다. 한편, 인터페이스 모듈(200)은 차단기 본체(100)의 차단 기능 외에 부가 기능을 수행할 수 있다.
차단기 본체(100)에는 제1 수용부(110)가 형성된다. 제1 수용부(110)는 차단기 본체(100)의 외부면에 마련된다. 제1 수용부(110)는 도 3과 같이 소정의 깊이를 갖는 홈으로 형성될 수 있다. 하지만 이에 한정하지 않고, 제1 수용부(110)는 평판이나 돌기부로 구성될 수도 있다.
제1 수용부(110)에는 인터페이스 모듈(200)이 용이하고 안정적으로 삽입 설치될 수 있도록 둘레부를 따라 복수 개의 위치고정홈(111)이 형성될 수 있다.
인터페이스 모듈(200)은 소정의 두께를 갖는 플레이트 또는 상자 형태로 형성될 수 있다.
인터페이스 모듈(200)에는 둘레를 따라 위치고정홈(111)에 삽입이 용이하도록 하고 설치후 흔들리지 않도록 삽입 돌기(201)가 복수 개 형성될 수 있다.
인터페이스 모듈(200)에는 커버부(203)가 마련될 수 있다. 커버부(203)는 인터페이스 모듈(200)을 보호하고, 임의적 접근을 방지하고, 차단기 본체(100)에 착탈시 손을 파지할 수 있도록 한다.
커버부(203)에는 핸들(205)이 마련된다. 커버부(203)는 핸들(205)에 의해 여닫이식으로 개폐될 수 있다.
인터페이스 모듈(200)의 배후면에는 결합부(210)가 마련된다. 결합부(210)는 인터페이스 모듈(200)이 차단기 본체(100)에 부착되어 자연적으로 분리되지 않도록 결합력을 제공한다. 인터페이스 모듈(200)은 결합부(210)의 힘을 제공받으므로 선 상태로 결합되는 경우에도 자유낙하하지 않으며 소정의 힘의 범위 내에서는 차단기 본체(100)로부터 분리되지 않는다.
인터페이스 모듈(200)과 차단기 본체(100) 간의 결합 방식의 예로 끼움 결합 등의 기계적인 결합 방식이 적용될 수 있다. 또한, 벨크로나 찍찍이 등의 부착 결합 방식이 적용될 수 있다.
도 3에는 인터페이스 모듈(200)과 차단기 본체(100)의 결합 방식의 다른 예로 자력(magnetic force)에 의한 결합 방식이 도시되어 있다. 인터페이스 모듈(200)의 결합부(210)에는 자석(미도시, magnet)이 구비될 수 있다. 한편, 차단기 본체(100)의 제1 수용부(110)에는 결합 수용부(113)가 마련된다. 결합 수용부(113)는 결합부(210)의 자력에 의해 결합하도록 자성체로 구성될 수 있다. 예를 들면, 결합 수용부(113)는 금속 재료로 구성될 수 있다.
또한, 결합부(210)와 결합 수용부(113)는 이와 반대로 구성될 수 있다. 더불어, 결합부(210) 및 결합 수용부(113)는 모두 자석을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
차단기 본체(100)의 구성에 대해 좀 더 설명하기로 한다.
차단기 본체(100)는 외부 전원(99)에 연결되는 전원측 단자부(103)와 부하(300)에 연결되는 부하측 단자부(102)로 구성되는 단자부(12,13)가 마련된다. 각 단자부(102,103)에는 단자(terminal)가 설치된다. 즉, 부하측 단자부(102)에는 부하측 단자가 노출되도록 설치되고, 전원측 단자부(103)에는 전원측 단자가 노출되도록 설치된다.
차단기 본체(100)에는 사용자의 조작에 의해 수동으로 차단 동작을 수행하기 위한 핸들(105)이 구비된다. 사용자는 수동으로 차단기 본체(100)를 조작할 수 있다.
핸들(105)의 일측에는 사고 전류에 의한 차단기의 트립 발생 후 재투입을 위한 리셋 버튼(106)이 구비된다. 리셋 버튼(106)은 트립 작동 후 재투입을 위한 리셋 동작을 제공한다.
차단기 본체(100)에는 트립 상태를 표시하기 위한 트립 표시부(108)가 마련된다.
차단기 본체(100)는 외부에 위와 같이 차단 동작 및 재투입 동작을 수행시키기 위한 구성이 구비되어 독립적으로 설치 사용될 수 있다. 즉, 인터페이스 모듈(200)의 연결이 없어도 독립적으로 기능을 수행할 수 있다. 이러한 기능은 선택적으로 마련될 수 있다. 차단기 본체(100)를 수동적인 단말 동작기로만 적용하는 경우에는 이와 같은 기계적인 조작 구성은 제거되고, 인터페이스 모듈(200)에 의한 동작만이 가능하게 구성될 수 있다. 이러한 경우에는 차단기 본체(100)의 제작비용은 감소한다.
도 4에는 외부 장치(10), 차단기 본체(100), 인터페이스 모듈(200) 및 부하(300)의 연결 관계 및 각 장치의 기본 구성이 블럭도로 도시되어 있다.
먼저, 차단기 본체(100)를 살펴보기로 한다.
차단기 본체(100)에는 전원부(130)가 마련된다. 전원부(130)는 차단부(120) 등 차단기 본체(100) 내의 각 구성에 전력을 공급한다.
전원부(130)는 외부 전원(99)에 연결되거나 자체적으로 독립 전원을 제공받을 수 있다. 전원부(130)는 AC/DC 컨버터 또는 DC/DC 컨버터를 포함할 수 있다.
차단기 본체(100)에는 차단부(120)가 마련된다.
차단부(120)는 주회로(400)의 전기적 연결을 차단 또는 통전하는 주접점부이다. 차단부(120)는 반도체 차단기의 핵심 소자로서 전력 반도체 소자(미도시)가 구비된다. 이러한 전력 반도체 소자로는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) 또는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등이 적용될 수 있다.
차단부(120)는 스위칭시 발생되는 급격한 전압으로부터 상기 전력 반도체 소자를 보호하기 위하여 상기 전력 반도체 소자에 병렬 연결되는 보호 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 보호 회로의 예로는 스너버(Snubber) 회로 또는 MOV(Metal Oxide Varistor)가 적용될 수 있다. 차단부 및 보호 회로에 관한 세부 구성이나 작용에 관하여는 본 출원인의 출원 "양방향 반도체 차단기(10-2019-0042659)" 등을 참조할 수 있다.
전원부(130)는 외부 전원(99)에 연결되어 차단기 본체(100)에 전력을 공급한다. 또한, 전원부(130)는 인터페이스 모듈(200)에 전력을 공급할 수 있다. 인터페이스 모듈(200)에는 모듈 전원부(230)가 마련된다.
전원부(130)는 인터페이스 모듈(200)의 모듈 전원부(230)에 유선 또는 무선으로 연결되어 전력을 공급할 수 있다.
도 5에는 무선 충전 방식으로 전원부(130)에서 모듈 전원부(230)에 전력을 공급하는 예가 도시되어 있다.
차단기 본체(100)의 전원부(130)에는 유도 전류 송신부(135)가 마련된다. 유도 전류 송신부(135)에는 자기장을 발생시키는 제1 코일(137)이 구비된다.
인터페이스 모듈(200)의 모듈 전원부(230)에는 제1 코일(137)에 의해 발생하는 자기장에 의한 유도 전류가 흐르는 제2 코일(237)을 포함하는 유도 전류 수신부(235)가 구비된다.
이에 따라, 인터페이스 모듈(200)이 차단기 본체(100)에 결합되면, 별도의 선 연결 없이 무선 충전 방식에 의해 인터페이스 모듈(200) 내부에 전력이 공급될 수 있다.
인터페이스 모듈(200)의 유도 전류 수신부(235)에는 상기 유도 전류에 의한 전기를 저장하기 위하여 배터리가 구비될 수 있다.
차단기 본체(100)에는 유선 또는 무선 송수신이 가능하도록 통신부(140)가 마련된다.
인터페이스 모듈(200)에는 차단기 본체(100)의 통신부(140)에 유선 또는 무선으로 연결되는 모듈 통신부(240)가 마련된다. 여기서, 무선 통신 방식으로는 와이파이(wifi)나 블루투스(bluetooth) 또는 지그비(zigbee) 등의 근거리 무선 통신 기술이 적용될 수 있다.
한편, 통신부(140)와 모듈 통신부(240)는 이더넷 등의 통신망에 접속하여 네트워크에 연결될 수 있다.
통신부(140)와 모듈 통신부(240)는 상호 접속하여 접근 허용 및 제한, 차단기 본체(100)에 대한 차단 기능, 차단기 본체(100)의 내부 정보 등을 전달할 수 있다.
차단기 본체(100)에는 제어부(150)가 마련된다. 제어부(150)는 전기적 제어를 위한 회로기판(PCB; Printed Circuit Board)으로 구성될 수 있다.
제어부(150)는 차단기 본체(100)의 외부에 마련되는 리셋 버튼(106)이나 트립 표시부(108) 등의 기계적 동작 수단에 연결될 수 있다.
제어부(150)는 차단부(120)에 연결되어 차단 및 통전을 제어할 수 있다.
제어부(150)는 통신부(140) 및 모듈 통신부(240)를 통해 인터페이스 모듈(200)에 차단기 본체(100)의 정보를 제공할 수 있다.
차단기 본체(100)에는 인터페이스 모듈(200)과의 전기적 접속을 허용 또는 제한할 수 있도록 접속부(160)가 마련된다.
인터페이스 모듈(200)에는 상기 접속부(160)에 연결을 요청하는 모듈 접속부(260)가 마련된다.
모듈 접속부(260)는 통신부(140)와 모듈 통신부(240)를 통하여 접속부(160)와 교신할 수 있다. 이러한 교신은 제어부(150)와 모듈 제어부(250)각 각각 제어할 수 있다.
접속부(160)는 모듈 접속부(260)에서 요청 또는 제공하는 정보를 통해 차단기 본체(100)에 대한 접근을 허용하거나 차단 또는 제한할 수 있다.
접속부(160)는 모듈 접속부(260)가 제공하는 인터페이스 모듈(200)의 ID를 확인하고 이를 근거로 차단기 본체(100)에 대한 접근을 허용하거나 차단 또는 제한할 수 있다.
모듈 접속부(260)에는 인터페이스 모듈(200)의 권한 정보가 담길 수 있다. 또는 모듈 접속부(260)에는 인터페이스 모듈(200)에 접근하는 사용자별로 다른 권한 정보를 수용 또는 제공할 수 있다.
모듈 접속부(260)에는 인터페이스 모듈(200)에 접근하는 사용자를 구분하여 인식하기 위한 인식부를 포함할 수 있다. 이러한 인식부로는 지문 센서나 홍채 센서 등의 센서로 구성될 수 있다.
모듈 접속부(260)에는 사용자별로 각각의 권한 정보를 다르게 설정할 수 있다.
인터페이스 모듈(200)의 조작부(220)는 차단기 본체(100)를 조작하는 기능을 수행할 수 있다. 인터페이스 모듈(200)의 조작부(220)는 차단부(120)를 조작하여 주회로(400)를 차단 또는 통전시키는 On/Off 버튼을 포함한다. 인터페이스 모듈(200)의 조작부(220)는 입출력 기능을 수행할 수 있다. 인터페이스 모듈(200)의 조작부(220)는 차단기 본체(100)의 정보 표시, 접근 권한 표시 및 설정, 차단부(120)의 작동 등의 기능을 수행할 수 있다.
인터페이스 모듈(200) 디스플레이부(250)가 구비된다. 디스플레이부(250)는 차단기 본체(100)의 상태 정보, 접근 권한 정보, 차단 작동 여부, 전원부의 충전 여부 등이 표시된다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 외부 장치(10)는 외부면에 제2 수용부(20)가 형성된다. 인터페이스 모듈(200)은 제2 수용부(20)에 착탈 결합될 수 있다. 별도로 도면부호를 표시하지는 않았지만, 제2 수용부(20)에도 제1 수용부(110)와 같이 결합 수용부 및 전원부(유도 전류 송신부)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 인터페이스 모듈(200)은 외부 장치(10)에 결합된 상태에서도 전원을 공급받을 수 있다. 일례로, 외부 장치(10)의 연결부(30)에는 제2 전원부(40)가 마련되고, 제2 전원부(40)에는 제3 코일(미도시)이 구비될 수 있다.
제2 전원부(40)는 인터페이스 모듈(200) 또는 차단기 본체(100)에 전원을 공습할 수 있다.
외부 장치(10)에는 상기 차단기 본체(100)에 유,무선으로 연결되어 상기 인터페이스 모듈(200)과 차단기 본체(100)의 전기적 연결을 매개하는 연결부(30)가 마련된다. 이러한, 연결 기능은 선택적으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 인터페이스 모듈(200)은 외부 장치(10)에 기계적으로만 연결되고, 전기적으로는 차단기 본체(100)에 직접 무선으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 차단기에 의하면 차단부를 조작하는 인터페이스 모듈이 차단기 본체와 분리되어 별도로 독립하여 마련되므로, 이격 배치된 차단기를 용이하게 조작할 수 있다.
인터페이스 모듈은 차단기 본체에 자기력에 의한 결합 방식으로 부착되어 결합 및 탈거가 용이하다.
상기 인터페이스 모듈은 유선 또는 무선 통신 방식으로 차단기 본체에 연결되므로 작용 가능 거리가 확장된다.
차단기 본체는 인터페이스 모듈과의 접속을 허용 또는 제한하는 접속부가 구비되므로 사용자별로 접근을 통제할 수 있다.
인터페이스 모듈은 차단기 본체의 내부 정보를 표시하고, 차단부를 조작하는 등 기계적인 연결 뿐 아니라 전기적인 접속도 가능하다.
이상에서 설명한 실시예들은 본 발명을 구현하는 실시예들로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (17)
- 주회로에 연결되는 차단기 본체; 및상기 차단기 본체로부터 독립되는 인터페이스 모듈;을 포함하고,상기 차단기 본체는,상기 차단기 본체의 외부면에 마련되는 제1 수용부; 및상기 주회로에 연결되어 과전류 발생시 상기 주회로를 차단하는 전력 반도체 소자를 갖는 차단부;를 포함하고,상기 인터페이스 모듈은 상기 차단부를 제어하는 조작부;를 포함하고,상기 인터페이스 모듈은 상기 제1 수용부에 착탈 가능하게 결합되는 반도체 차단기.
- 제1항에 있어서,상기 인터페이스 모듈 또는 상기 제1 수용부에는 자석을 포함하는 결합부가 마련되어, 상기 차단기 본체와 인터페이스 모듈은 자력(magnetic force)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
- 제1항에 있어서,상기 전력 반도체 소자는 MOSFET 또는 IGBT인 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
- 제1항에 있어서,상기 차단기 본체에는 상기 차단부에 전류를 공급하는 전원부가 마련되고,상기 인터페이스 모듈에는 상기 전원부에 유선 또는 무선으로 연결되어 전원을 공급받는 모듈 전원부가 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
- 제4항에 있어서,상기 전원부에는 자기장을 발생시키는 제1 코일을 갖는 유도 전류 송신부를 포함하고,상기 모듈 전원부에는 상기 자기장에 의한 유도 전류가 흐르는 제2 코일을 갖는 유도 전류 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
- 제1항에 있어서,상기 차단기 본체에는 유선 또는 무선 송수신이 가능한 통신부가 마련되고,상기 인터페이스 모듈에는 상기 통신부에 유선 또는 무선으로 연결되는 모듈 통신부가 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
- 제1항에 있어서,상기 차단기 본체에는 상기 인터페이스 모듈과 전기적 연결을 허용 또는 제한하는 접속부가 마련되고,상기 인터페이스 모듈에는 상기 접속부에 전기적 연결을 요청하는 모듈 접속부가 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
- 제1항에 있어서,상기 조작부는 상기 차단부를 조작하여 회로를 차단 또는 통전시키는 On/Off 버튼을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
- 제1항에 있어서,상기 인터페이스 모듈은 상기 차단기 본체의 정보를 표시하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
- 제1항에 있어서,상기 차단기 본체가 설치되는 외부 장치가 마련되고,상기 외부 장치는 외부면에 제2 수용부가 형성되어, 상기 제2 수용부에 상기 인터페이스 모듈이 착탈되는 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
- 제10항에 있어서,상기 외부 장치는 상기 차단기 본체에 유,무선으로 연결되어 상기 인터페이스 모듈과 차단기 본체의 전기적 연결을 매개하는 연결부가 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
- 주회로가 구비되는 외부 장치;상기 주회로에 연결되고, 상기 외부 장치에 설치되는 차단기 본체;상기 차단기 본체 및 외부 장치로부터 독립되는 인터페이스 모듈;을 포함하고,상기 차단기 본체는,상기 차단기 본체의 외부면에 마련되는 제1 수용부; 및상기 주회로에 연결되어 과전류 발생시 상기 주회로를 차단하는 전력 반도체소자를 포함하는 차단부;를 포함하고,상기 외부 장치는 외부면에 마련되는 제2 수용부를 포함하고,상기 인터페이스 모듈은 상기 차단부를 제어하는 조작부;를 포함하고,상기 인터페이스 모듈은 상기 제1 수용부 또는 제2 수용부에 착탈 가능하게 결합되는 반도체 차단기.
- 제12항에 있어서,상기 인터페이스 모듈 또는 상기 제1 수용부 또는 제2 수용부에는 자석을 포함하는 결합부가 마련되어, 상기 차단기 본체와 인터페이스 모듈 또는 상기 외부 장치와 인터페이스 모듈은 자력(magnetic force)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
- 제12항에 있어서,상기 차단기 본체에는 상기 차단부에 전류를 공급하는 전원부가 마련되고,상기 외부 장치에는 상기 차단기 본체 또는 인터페이스 모듈에 전원을 공급하는 제2 전원부가 마련되고,상기 인터페이스 모듈에는 상기 전원부 또는 제2 전원부에 유선 또는 무선으로 연결되어 전원을 공급받는 모듈 전원부가 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
- 제14항에 있어서,상기 전원부 또는 제2 전원부에는 자기장을 발생시키는 제1 코일 또는 제2 코일을 갖는 유도 전류 송신부를 포함하고,상기 모듈 전원부에는 상기 자기장에 의한 유도 전류가 흐르는 제2 코일을 갖는 유도 전류 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
- 제12항에 있어서,상기 차단기 본체에는 상기 인터페이스 모듈과 전기적 연결을 허용 또는 제한하는 접속부가 마련되고,상기 인터페이스 모듈에는 상기 접속부에 전기적 연결을 요청하는 모듈 접속부가 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
- 제12항에 있어서,상기 외부 장치에는 상기 차단기 본체와 인터페이스 모듈의 전기적 연결을 매개하는 연결부가 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 차단기.
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