KR101027038B1

KR101027038B1 - 서지 보호기용 통신 시스템

Info

Publication number: KR101027038B1
Application number: KR1020080086086A
Authority: KR
Inventors: 조순봉
Original assignee: 두원공과대학산학협력단
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2011-04-11
Also published as: KR20100027254A

Abstract

본 발명은 서지 보호기용 통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전원에서 발생할 수 있는 서지를 차단하는 장치를 이용함으로써, 입력된 서지 전압에 대한 데이터를 온라인 상에서 수집하여 무인 기지국에서도 관리할 수 있는 시스템을 제공함과 동시에, 입력된 서지 전압을 차단하여 각종 기기를 보호할 수 있는 시스템을 제공하기 위한 것이다.

그 기술적 구성은 각 전자 장비에 입력되는 서지 전압이 감지되면 외부 접지단을 통해 방전시키고, 상기 서지 전압에 대한 데이터를 기 저장된 식별 번호와 함께 출력하며, 상기 서지 흡수용 소자들에 의하여 서지가 억제된 전원을 직류전원으로 변환하는 교류/직류 변환부, 상기 교류/직류 변환부에서 변환되어 서지 유입시에 서지 유입에 비례하는 비례전압을 발생시키는 비교 전압부, 상기 비교 전압부에서 전압을 입력받아 기준전압과 비교하여 상기 비교 전압부에서 입력되는 전압이 상기 기준전압보다 높은 경우 동작신호가 출력되는 비교부, 상기 비교부에서 출력되는 상기 동작신호가 입력될 때마다 입력횟수를 카운트하는 서지 카운터부를 포함하는 서지 보호기; 상기 서지 보호기에 출력된 상기 식별 번호 및 상태 데이터를 전달받아 상기 서지 보호기에 대응되는 전자 장비가 보호될 수 있도록 제어 신호를 송출하고, 상기 서지 전압에 대한 이벤트를 저장 및 업데이트하는 관리/제어부; 상기 서지 보호기와 상기 관리/제어부 간에 구축되어 데이터를 양방향으로 전달하는 인터넷 망을 포함한다.

서지, 전압, 보호, 통신, 원격, 제어

Description

서지 보호기용 통신 시스템{COMMUNICATION SYSTEM FOR A SURGE PROTECTOR}

본 발명은 서지 보호기용 통신 시스템에 관한 것으로, 양질의 전원을 공급하기 위하여 서지를 차단하고, 서지 전원이 입력되는 것을 온라인으로 무인 시스템에서도 모니터링할 수 있는 서지 보호기용 통신 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 서지 (Surge)는 전선 또는 전기 회로를 따라 전달되며, 짧은 시간 급속히 증가하고 서서히 감소하는 특성을 지닌 전류, 전압 또는 전력의 과도 파형이며, 번개 치는 날 전기가 끊어지고 전화가 불통되거나 예민한 반도체가 파괴되는 주요 원인이다.

전력선에서의 급격한 과전압, 특히 서지가 강하거나 길면 절연 파괴나 전자 기기에 장애를 줄 수 있으므로, 서지 보호기나 서지 억제 장치를 전원 단자와 컴퓨터 단자와 같은 전자 기기 사이에 설치해서 전류 변화를 억제하거나 최소화해야 한다.

여기서, SPD(Surge Protect Device)는 서지로부터 각종 장비를 보호하며, 과도한 전압과 노이즈를 감쇄시키는 장치이며, 전력선, 전화선, 데이터 네트워크, CCTV 회로, 케이블 TV 회로 및 전자장비에 연결된 전력선과 제어선에 나타나는 매우 짧은 순간의 과도 전압 등을 감쇄시키도록 설계된 장비이다.

그리고, 광역정보 통신방이 구축되면서 전자 데이터를 매체로 하는 정보기술에 대한 의존도도 증가하고 있으며, 전자 데이터 처리 시스템 또는 계측 제어 시스템 등은 현대 사회의 모든 분야에서 핵심적인 요소가 되고 있다.

특히, 산업 경제 분야는 주변 환경이 컴퓨터를 기초로 하는 시스템으로 급속히 변천되고 있으며, 컴퓨터를 비롯한 초고속 정보 통신 설비에 발생되는 사고 중 많은 비중이 서지 전압에서 비롯되고 있다.

또한, 정보화 시스템이 서지 전압에 의해 일시적으로라도 구동이 정지되거나 고장을 일으키면, 그 파급 효과가 넓고 경제적 손실도 막대하기 때문에, 시스템을 안정적으로 유지 및 보수하기 위해 서지 사고율을 낮출 수 있는 대책이 사회적인 관심사로 대두되었다.

최근, 전자 장비의 통합화가 진행되고 있어서, 서지 전압에 대한 저항력이 점차적으로 약해지고 있고, 민감한 전자 장비가 증가하면서 서지 전압에 의한 장비의 파손율이 증가하고 있다.

여기서, 모든 회로는 정격 전압에서만 구동이 수행되므로, 지정된 정격 전압의 허용 범위를 초과하는 전압은 서지 전압이 되고, 이러한 서지 전압은 전자 회로 및 전자 회로 내 부품에 손상을 야기시키며, 이러한 파손의 범위는 부품의 절연 강도와 해당 회로의 에너지 변환 성능에 따라 결정된다.

도 1은 일반적인 서지 전압의 유입 경로를 도시한 도이다. 도 1을 참조하여 예를 들면, 교류 230V 계전기 동작 회로에서는 유도성 부하가 개방 또는 단락되면서 500V의 서지 전압이 발생할 수 있으나, 이러한 서지 전압은 정격 전압의 2.5배에 도달하지 못하고, 단지 수(ms) 초 동안 내에 사라지므로 회로 자체에는 손상을 야기하지는 않는다.

하지만, 집적 회로에 연결된 직류 5V 회로에서는 동일한 서지 전압이 회로 정격 전압의 100배로 작용하여 파손을 야기할 수 있으며, 집적 회로의 절연 강도는 계전기보다 수십배나 낮아서 회로 자체에도 손상을 가할 수 있다.

여기서, 서지 전압은 전력 기기의 개폐 동작 또는 뇌격방전에 의거한 전류결합(Coupling)에 의해 발생될 수 있으며 다른 요소와의 유도성 또는 용량성 결합에 의해서 야기되기도 한다. 전자장비에서 이러한 서지 전압은 과도이상현상으로 알려져 있다.

이러한 서지 전압의 상승시간은 수[ms]로 극히 빠르며 최고치에 도달한 후에는 수십 내지 수백[ms]의 시간에 걸쳐서 상대적으로 감소한다. 이러한 서지 전압에 의해서 민감한 전자장비가 파손되는 것을 막기 위해서 서지 전압이 발생된 도체는 등전위 접속 접지에 신속하게 단락 접속되어야 한다.

한편, 이들 전기, 전자기기들에 내장되는 IC, LSI로 대표되는 반도체는 번개나 낙뢰 또는 전기 중장비 시동이나 주전원 스위치 작동시에 발생하는 전압 임펄스와 전압 스파이크 같은 과도 써지전압(Transient Surge Voltage)에 극히 민감하여 기기의 오작동이나 파괴의 문제점을 안고 있다.

또한, 전기, 전자기기의 시스템과 기능의 복합화 또는 기기들의 결합화에 의 한 이러한 문제는 더욱 두드러지고 있고, 또한 멀티미디어 기기의 고도 데이터 처리에 대한 신뢰성 요구가 매우 높아 서지 전압에 의한 기기의 장애는 중요한 문제가 되고 있다.

이러한 전기, 전자기기의 시스템과 기능의 복합화 또는 기기들의 결합화에 의한 이러한 문제는 점차적으로 증가하고 있고, 또한 멀티미디어 기기의 고도 데이터 처리에 대한 신뢰성 요구가 매우 높아 서지 전압에 의한 기기의 장애는 중요한 문제가 되고 있다.

진공관 기기로부터 반도체 기기로 전환된 시대에는 반도체 자체의 저전압 동작, 저역(底逆) 내압에 의해 종래와 동일한 서지 전압에 대해서도 오작동, 파괴장해 등과 같은 문제가 나타나기 시작하였다. 따라서 고도 정보시대에 대응한 저전압 회로의 서지 전압에 대한 대책이 시급히 요구되고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 서지 전압에 의한 전자 기기의 고장이 발생한 경우, 관리자가 서지 전압을 인지하기 용이하도록 서지 전압에 대한 정보를 네트워크를 통하여 출력하며, 서지 전압이 유입되었는지의 여부를 원격 측정 및 감시할 수 있는 서지 보호기용 통신 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 각 전자 장비에 입력되는 서지 전압이 감지되면 외부 접지단을 통해 방전시키고, 상기 서지 전압에 대한 데이터를 기 저장된 식별 번호와 함께 출력하며, 상기 서지 흡수용 소자들에 의하여 서지가 억제된 전원을 직류전원으로 변환하는 교류/직류 변환부, 상기 교류/직류 변환부에서 변환되어 서지 유입시에 서지 유입에 비례하는 비례전압을 발생시키는 비교 전압부, 상기 비교 전압부에서 전압을 입력받아 기준전압과 비교하여 상기 비교 전압부에서 입력되는 전압이 상기 기준전압보다 높은 경우 동작신호가 출력되는 비교부, 상기 비교부에서 출력되는 상기 동작신호가 입력될 때마다 입력횟수를 카운트하는 서지 카운터부를 포함하는 서지 보호기; 상기 서지 보호기에 출력된 상기 식별 번호 및 상태 데이터를 전달받아 상기 서지 보호기에 대응되는 전자 장비가 보호될 수 있도록 제어 신호를 송출하고, 상기 서지 전압에 대한 이벤트를 저장 및 업데이트하는 관리/제어부; 상기 서지 보호기와 상기 관리/제어부 간에 구축되어 데이터를 양방향으로 전달하는 인터넷 망을 포함한다.

그리고, 상기 서지 보호기는 상기 서지 전압이 상기 서지 보호기에 대응되는 전자 장비로 입력되면, 상기 전자 장비로 인가되는 전압을 차단하도록 스위칭되는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 서지 카운터부에는 기 설정된 횟수가 저장되며, 상기 카운트된 수가 상기 기설정된 횟수를 초과하면 경보장치에 동작신호를 출력하며, 상기 동작신호는 상기 인터넷 망을 통하여 관리/제어부로 전달되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 계통에 관계되는 광범위한 지역에 영향을 줄 수 있는 서지 전압을 절연 장비를 이용하여 측정하고, 이를 관리자에게 네트워크를 통하여 서지 전압에 대한 데이터를 출력할 수 있으며, 무인 기지국과 같은 곳에 적용할 경우, 직접적인 방문이 이루어지지 않더라도 네트워크를 통하여 시스템의 상태를 체크하고, 시스템을 재가동시킬 수 있으며, 서지 보호기에 의한 서지 카운터의 값을 인터넷을 통해 원거리에서 데이터를 취득할 수 있어 정보 통신망이 구축되어 있는 곳에는 어디든지 사용가능하여 적용 범위가 넓다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 서지 보호기용 통신 시스템이 개략적으로 도시한 블록구성도이고, 도 3은 도 2의 서지 보호기가 설치된 실시예를 도시한 도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 서지 보호기에서 절연 측정된 서지 전압은 인터넷 망을 통해 원거리 및 근거리에 위치한 관리/제어부로 출력되도록 구비된다.

여기서, 서지 보호기는 적용 방식에 따라 표면방전 서지 흡수장치, 가스 충전형 서지 흡수장치, 바리스터(Varistor) 및 다이오드 등의 소자가 단독 또는 복합 구성 형태의 보호 모듈로 구성된다.

상기 각 소자가 서지 흡수 성능, 응답 속도, 서지 억제 특성 및 제한 전압의 정밀도와 같은 서로 다른 고유 특성을 가지고 있기 때문이다.

그리고, 서지 전압을 예측할 수는 없지만, 상기 서지 보호기에 연결되어 있는 전자 장비가 외부 간섭에 대해 충분히 보호되어있는지의 여부는 예측할 수 있고, 고장 원인을 찾기 힘든 전자 장비 시스템의 고장 등과 같은 경우, 연중 일정 시점, 주중의 일정한 날 또는 하루의 일정 시간대에 지속하여 반복적으로 발생한다면 이는 외부 간섭에 대한 대책이 요구된다는 명확한 신호로 판단할 수 있다.

따라서, 서지 전압을 실시간으로 관리/제어부에서 모니터링하고, 이를 위해 서지 보호기에서 출력된 데이터는 인터넷 망을 통하여 전달되며, 각각의 전자 장비에 연결된 서지 보호기의 ID 어드레스 등의 식별 번호를 통해 관리/제어부는 상태 데이터를 식별하고, 사용자는 식별된 상태 데이터를 통하여 상기 서지 보호기에 정상 전압이 인가되었다고 판단하면 상기 서기 보호기 및 상기 서지보호기에 연결된 전자장비에 입력되는 전원을 인가하도록 제어할 수 있다.

<실시예>

본 발명의 서지 보호기는 과전류 및 서지 전압으로부터 전자 장비들을 보호하고, 정전압을 유지시키도록 구비되고, 다수개의 서지 보호기들은 제어부(미도시)와 같은 마이크로프로세서 등에 의해 연결되며, 상기 제어부는 전체 회로를 보호하고, 정전압을 유지하도록 구비되며, 이를 관리자에게 알리도록 인터넷 망으로 데이터 신호를 출력한다.

그리고, 각 서지 보호기에는 ID 어드레스 등과 같은 식별 번호가 부여되어 있어, 어떠한 장비에 연결된 서지 보호기에 과전압 또는 서지 전압이 걸렸는지의 여부를 제어부 및 인터넷 망을 통해 출력하도록 구비된다.

또한, 상기 제어부에는 메모리가 더 구비되어 각각의 서지 보호기에 서지 전압이 입력되는 이벤트를 저장하고, 이를 인터넷 망을 통해 원거리 및 근거리에 위치한 관리자에게 전송하도록 한다.

이때, 각 서지 보호기에 서지 전압이 인가되었을 경우, 상기 각 서지 보호기에 대응되어 연결된 전자 장비로 연결된 선로를 접지와 연결시켜 선로를 차단(Cut-off) 하도록 구비되며, 상기 서지 보호기의 스위칭 동작에 의해 대응되어 연결된 전자 장비로 인가되는 전압은 차단되게 된다.

더불어, 각각의 서지 보호기의 상태 정보를 제어부 및 인터넷 망을 통해 디지털 전송 신호로 변환처리하여 원격으로 자기 위치 및 상태를 전송할 수 있으며, 원거리에서도 각각의 서지 보호기 상태를 확인 및 점검할 수 있도록 이루어진다.

한편, 원격지에 위치한 관리자는 이러한 서지 보호기의 상태 데이터를 모니터링하며, 상기 서지 보호기의 상태 데이터에 따라 서지 보호기에서 과전압 차단을 위해 접지와 연결했던 입, 출력 포트를 복구가 된 후, 다시 연결하도록 제어하는 신호를 인터넷 망을 통해 송신할 수 있다.

원격지에 위치한 관리자는 각각의 ID 어드레스와 같은 식별 번호로 구분되는 서지 보호기 및 서지 보호기에 연결된 전자 장비에 입력되는 전원을 차단 또는 인가할 수 있으며, 이에 따라 원격지에 위치했을지라도 고장이 발생한 현장으로 출동하지 않아도 수리 및 점검이 가능하다.

더불어, 상기 인터넷 망은 RS-485 쌍방향 통신 및 컴퓨터 네트워크를 이용하여 방재실에서 원격으로 자동 진단 및 제어 및 감시 모니터링을 할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.

도 4는 도 3의 서지 보호기를 구현한 회로도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 서지 보호기는 전원이 유인되는 핫(Hot:H)선, 뉴트럴(Netural:N)선 및 접지선(Ground:G)들 간에는 보호회로(10)가 설치되고, 보호회로(10)로부터 낙뢰 및 서지가 유입될 때에 발생되는 이상전압으로부터 이상상태를 나타내는 이상표시회로(20)가 설치되고,핫선과 뉴트럴선 사이의 전압으로부터 서지가 유입되는 횟수를 감지하고 표시하는 감시회로(30)가 설치된다.

보호회로(10)는 핫선과 뉴트럴선간에 직렬로 설치되는 퓨즈(F1), 열감지프로텍터(P1), 서지를 흡수하기 위한 서지흡수소자인 바리스터(VR 1)과 핫선과 접지선 간에 직렬로 설치된 퓨즈(F2), 열감지 프로텍터(P2), 서지를 흡수하기 위한 서지흡수소자인 바리스터(VR2), 뉴트럴선과 접지선간에 직렬로 설치된 퓨즈(F3), 열감지프로텍터(P3), 서지를 흡수하기 위한 서지흡수소자인 바리스터(VR3)로 이루어진다.

이때, 퓨즈(F1),(F2),(F3)는 바리스터들이 단락상태로 되어 과도전류가 흐를 때 과도전류를 제한하기 위한 단선용이고, 열감지 프로텍터(P1),(P2),(P3 )는 과도한 열이 감지되는 동안 일시적으로 차단하는 차단기의 일종이다.

또한, 이상표시회로(20)는 바리스터(VR1), 바리스터(VR2)의 이상유무를 감시할 수 있는 LED가 설치된 회로이다. 바리스터들이 정상적으로 동작할 때는 LED를 점등시키고, 바리스터들이 단락상태가 되어 퓨즈가 단선된 경우에 바리스터에 전류가 흐르지 않도록 구성되어 LED가 소등되도록 함으로써 바리스터들의 정상 유무를 파악할 수 있도록 한다.

또한, 감시회로(30)는 보호회로(10)로부터 출력되는 단상전원(H, N)과 병렬로 설치되며, 단상전원은 서지 보호부(31)로 유입되어 보호회로(10)에 의하여 서지의 첨두치가 억압된 전원의 첨두치를 재차 감쇄시켜 후단에 연결되는 회로들을 보호하고, 서지 보호부(31)의 정상동작상태를 나타내는 이상표시부(41)가 설치된다.

서지 보호부(31)의 출력전압은 교류/직류 변환부(32)에서 직류로 변환되고, 교류/직류 변환부(32)의 출력은 직류/직류 변환부(33)에서 비교기(37), 서지 카운터부(38)를 비롯한 다양한 회로구성요소의 다양한 구동전압을 안정적으로 공급하기 위한 소정의 직류전압으로 변환된다.

또한, 교류/직류 변환부(32)에서 변환된 직류전압은 비교 전압부(35)에 입력 되어 입력전압에 비례하는 비례전압을 출력하여 비교부(37)에 입력시키고, 비교부(37)에서 기준 전압부(36)에서 인가되는 기준전압과 비교 전압부(35)에서 입력되는 비교전압을 비교하여 비교 전압부(35)의 전압이 큰 경우 비교부(37)에서는 서지 카운터부(38)에 동작신호를 출력하도록 하여 업 카운팅을 하도록 하고, 동작신호가 출력하는 동안에 서지 유입표시부에 서지가 유입되는 상태를 표시하도록 하는 출력신호를 보내도록 한다.

또한, 서지 카운터부(38)에는 바리스터(VR1), (VR2), (VR3)들의 서지 유입 제한횟수가 설정되어 이 횟수를 경과한 횟수에 도달하게 되면 교체 경고부(40)에 출력신호를 출력하여 경고를 발하도록 한다.

경고를 발하는 방법은 소리 및 빛을 이용한 다양한 방법이 강구될 수 있다. 또한, 비교부(37)로부터 출력은 서지 경고부(42)에 인입되어 유입되는 서지가 장기화되는 경우에 관리자가 인식할 수 있도록 서지의 유입 상태를 소리로 발할 수 있도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 이상표시회로의 일 실시예를 설명하기 위한 회로도이다. 이상표시회로는 형태로 구성될 수 있으며, 도 5에 표시된 것은 그 한 예로서 각 바리스터에 대하여 동일하거나 약간의 변형을 가하여 구성될 수 있다.

퓨즈(F1)과 열감지 프로텍터(P1)의 접속점으로부터 뉴트럴선 사이에는 역류방지용 다이오드(D1), 전류 제한용 저항(R), 이상표시용 발광다이오드(D2)로 이루어진다. 퓨즈가 단선되지 않고 정상상태를 유지하는 경우에는 발광다이오드 (D2)는 점등상태를 유지하지만 바리스터(VR1)가 단락상태로 되어 퓨즈가 단선된 경우에는 발광다이오드(D2)는 소등되게 되므로 이상유무를 알 수 있다.

도 6은 본 발명의 감시회로의 일실시예를 설명하기 위한 회로도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 핫선(H)과 뉴트럴선(N) 사이에는 저항(R31) , 바리스터(VR4)로 이루어진 서지 보호부(31)가 설치되며, 서지 보호부(31)의 상태를 나타내기 위한 이상표시부(41)가 다이오드(D31), 저항(R32), 발광 다이오드(D32)로 구성되어 있다.

이상표시부(41)의 결선과 동작은 도 5에 설명된 것과 유사하게 이루어진다. 서지 보호부(31)에 의하여 서지가 억제된 전압은 콘덴서(C1), 인덕터(L1)으로 이루어진 필터를 거쳐 교류/직류 변환부(32)인 브릿지 다이오드(BD)로 입력되어 직류로 변환된다.

브릿지 다이오드(BD)로부터 출력되는 직류전원 전압에 비례하는 전압을 비교 전압부(35)에서 발생시켜 비교부(37)의 비반전단자에 입력시킨다. 비교 전압부(35)는 브릿지 다이오드(BD)의 전원선과 접지선 사이에 연결된 분압 저항들(R33), (R34)과 저항(R34)에 인가되는 전압에 비례하여 빛의 양이 비례하도록 발광되는 발광다이오드(D33), 발광다이오드(D33)의 광량에 비례하여 저항값이 변화되는 수광 트랜지스터(Q2)와 수광 트랜지스터(Q2)에 흐르는 전류량을 전압으로 변환하기 위하여 저항(R41)으로 이루어지며, 저항(R41)에 인가되는 전압은 비교부(37)의 비반전단자에 입력된다.

또한, 직류/직류 변환부(33)의 출력전원은 수광 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 인가되며, 기준 전압부(31)를 형성하는 저항(R40)을 통하여 제너 다이오드(ZD1)에 인가되며, 제너 다이오드(ZD1)에 인가되는 전압은 비교부(37)의 반전단자에 기준전압으로 인가되게 된다.

비교부(37)의 출력단에는 서지 카운터부(38), 서지유입표시부(39), 서지 경고부(42)가 연결되며, 서지 카운터부(38)는 비교부(37)의 출력 파형의 라이징 에지(rising edge) 신호에 의하여 업 카운트(up count)되는 통상적인 카운터로 카운트 수를 표시할 수 있으며, 내부에 카운트의 설정횟수가 저장되어 설정횟수를 초과한 카운트에서 교체경고부(40)에 경고신호를 출력한다.

서지 경고부(42)는 비교부(37)의 출력신호에 의하여 동작되는 트랜지스터(Q3)와 트랜지스터(Q3)의 에미터에 결선된 저항(R42)에 인가되는 전압에 의하여 동작되는 릴레이(RY1)와 릴레이(RY1)에 의하여 동작되는 경보장치(SP)로 이루어진다.

또한, 경보장치 대신에 릴레이(RY1)의 접점은 외부 통신망과 연결되어 외부에 서지입력사실을 알려줄 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 서지유입 표시부(39)는 비교부(37)의 출력단에 결선된 전류제한용 저항(R44)과 발광다이오드(D41)로 이루어져 출력단이 하이 신호일 때 발광다이오드(D41)는 발광되어 서지 유입을 표시한다.

또한, 브릿지 다이오드(BD)의 출력은 SMPS IC(Switching Mode Power Supply IC)에 의하여 제어되는 직류/직류 변환부(33)에 의하여 복수의 일정 직류전압을 출 력하여 비교부(37), 서지 카운터부(38), 서지유입 표시부(39)등의 구동전원을 공급하기 때문에 서지가 유입되는 경우에도 상기 요소들이 안정적으로 동작되도록 한다.

직류/직류 변환부(33)의 트랜스의 1차측에는 N1 코일이 권선되고, 2차측에는 N2, N3, N4 코일이 권선되어 있으며, N1코일은 SMPS IC 및 이들과 결선된 소자들R35, C3, D34, C4에 의하여 교류 파형으로 발진되며, N2, N3, N4 코일의 권선비들에 의하여 각각 코일단에는 교류전압이 발생되고, 코일단에 결선된 콘덴서와 다이오드에 의하여 직류로 정류된다.

이때, N2, N3는 출력전원용 권선이고, N4는 피드백용 권선으로 N4에 결선된 발광다이오드(D39)는 N4에 흐르는 전류량에 비례하여 발광되는 광량이 비례되며, 발광다이오드(D39)의 광은 SMPS IC의 수광 트랜지스터(Q1)에 입력되게 되어 수광트랜지스터의 흐르는 전류량을 변화시킴으로써 과전류가 흐를 때는 N1의 출력전압을 감소시키고, 저전류가 흐를 때는 출력전압을 증가시킨다. SMPS IC 동작에 따른 상세한 설명은 주지된 기술로써 생략하기로 한다.

도 7은 도 3의 서지 보호기를 구현한 회로도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 서지 보호기는 서지 측정을 위해 절연을 통해 측정하도록 구비되며, 본 실시예에서는 AD215를 이용한다.

과전압이 입력되는 경우, 이에 구성 소자가 손상되지 않기 위해서는 절연된 입력 증폭기(UNCOMMITTED INPUT OP AMP)가 요구되며, 이를 통해 입력된 신호는 변 조기(MODULATOR), 변압기(T1), 복조기(DDMODULATOR)를 통해 디지털화 되며, 이는 저역 통과 필터(LPF)를 통해 잡음 및 왜곡을 줄이고, 이렇게 출력된 신호를 저장하는 버퍼(OUT BUFFER)에 저장하며, 외부에 신호를 전달하라는 인터럽트가 발생할 때마다 버퍼에 있던 신호를 인터넷 망을 통해 출력시킨다.

이러한 서지 보호기를 구동하기 위한 절연된 DC 전원(ISOLATED DC SUPPLY), 전원 오실레이터(POWER OSCILLATOR)를 이용한다.

도 8은 본 발명에 따른 서지 보호기용 통신 시스템에 적용되는 이더넷 제어기를 도시한 도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 서지 보호기에 입력된 서지 전압에 대한 데이터는 인터넷 통신 방식으로 접속 가능하며, 다양한 장비의 전원을 하나로 묶어 원격으로 조정할 수 있다.

즉, 한 지역 또는 한 가정으로 서지 전압이 입력된 경우에는, 각각의 어드레스로 제어할 수도 있지만, 한 가정 또는 한 지역으로 입력되는 전원선을 중앙에서 차단함으로써 고장 등의 문제에도 쉽게 대처할 수 있다.

여기서, 원격으로 전자 장비에 연결되어 대응되는 서지 보호기와 통신하여 그 기기를 제어하기 위한 방법으로 10 Bast-T 이더넷 인터페이스를 통하여 네트워크로 연결할 수 있다.

그리고, 16개의 디지털 입, 출력을 통신할 수 있도록 개발되었으며, 관리자는 익스플로어 또는 넷스케이프와 같은 운영체제에서, 표준 웹 브라우저를 통해 인터넷을 접속할 수 있는 어느 곳에서나 웹 기반으로 서지 보호기의 서지를 감시 및 제어할 수 있도록 이루어진다.

도 9는 본 발명에 따른 서지 보호기 제어용 웹 서버를 도시한 도이다. 도 6에서 도시한 바와 같이, 이더넷으로 묶여진 네트워크 내의 관리자는 I/O 접점이 제어되도록 명령할 수 있으며, I/O 접점 상태 응답을 받을 수 있도록 이루어진다.

이러한 이더넷 네트워크 상에서 통신 시스템을 이용하여 온라인으로 원격지에도 서지 보호기의 상태를 점검하고 제어할 수 있으며, 양방향으로 데이터가 송, 수신되므로 원격지까지 관리자가 이동하지 않아도 되고, 온라인으로 타이머 회로 제어, 서지 전압 측정, 서지 전압에 대한 이벤트 저장 등을 실시할 수 있도록 이루어진다.

또한, 입력 서지 전압을 입력함으로써 양질의 전원을 공급할 수 있고, 무인 기지국 적용할 경우에는 소수의 관리자가 네트워크를 통하여 다수의 서지 보호기를 모니터링 및 제어할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 서지 보호기용 통신 시스템은 이더넷을 이용하여 원격지를 통합할 수 있고, 전류형 및 전압형 서지에 대한 유입 시간 정보를 동시에 저장할 수 있으며, 서지 및 노이즈 필터 외에 절연형 전류 구동 방식의 센서 및 노이즈 분석을 위한 전압 구동형 센서가 장착되었고, 마이크로프로세서인 제어부에서는 1 바이트 형식으로 감지하여 8 개의 서지 보호기를 동시에 감지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명 의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

도 1은 일반적인 서지 전압의 유입 경로를 도시한 도.

도 2는 본 발명에 따른 서지 보호기용 통신 시스템이 개략적으로 도시한 블록구성도.

도 3은 도 2의 서지 보호기가 설치된 실시예를 도시한 도.

도 4는 도 3의 서지 보호기를 구현한 회로도.

도 5는 본 발명에 따른 이상표시회로의 일 실시예를 설명하기 위한 회로도.

도 6은 본 발명의 감시회로의 일실시예를 설명하기 위한 회로도.

도 7은 도 3의 서지 보호기를 구현한 회로도.

도 8은 본 발명에 따른 서지 보호기용 통신 시스템에 적용되는 이더넷 제어기를 도시한 도.

도 9는 본 발명에 따른 서지 보호기 제어용 웹 서버를 도시한 도.

Claims

각 전자 장비에 입력되는 서지 전압이 감지되면 외부 접지단을 통해 방전시키고, 상기 서지 전압에 대한 데이터를 기 저장된 식별 번호와 함께 출력하며, 서지 흡수용 소자들에 의하여 서지가 억제된 전원을 직류전원으로 변환하는 교류/직류 변환부, 상기 교류/직류 변환부에서 변환되어 서지 유입시에 서지 유입에 비례하는 비례전압을 발생시키는 비교 전압부, 상기 비교 전압부에서 전압을 입력받아 기준전압과 비교하여 상기 비교 전압부에서 입력되는 전압이 상기 기준전압보다 높은 경우 동작신호가 출력되는 비교부, 상기 비교부에서 출력되는 상기 동작신호가 입력될 때마다 입력횟수를 카운트하는 서지 카운터부를 포함하는 서지 보호기;

상기 서지 보호기에 출력된 상기 식별 번호 및 상태 데이터를 전달받아 상기 서지 보호기에 대응되는 전자 장비가 보호될 수 있도록 제어 신호를 송출하고, 상기 서지 전압에 대한 이벤트를 저장 및 업데이트하는 관리/제어부;

상기 서지 보호기와 상기 관리/제어부 간에 구축되어 데이터를 양방향으로 전달하는 인터넷 망

을 포함하며,

상기 서지 보호기는 상기 서지 전압이 상기 서지 보호기에 대응되는 전자 장비로 입력되면, 상기 전자 장비로 인가되는 전압을 차단하도록 스위칭되는 것을 특징으로 하는 서지 보호기용 통신 시스템.

을 포함하는 서지 보호기용 통신 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 서지 카운터부에는 기 설정된 횟수가 저장되며, 상기 카운트된 수가 상기 기설정된 횟수를 초과하면 경보장치에 동작신호를 출력하며, 상기 동작신호는 상기 인터넷 망을 통하여 관리/제어부로 전달되는 것을 특징으로 하는 카운트수단이 구비된 서지 보호기용 통신 시스템.