KR101073101B1 - Fuse system - Google Patents
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Abstract
주 회로에 연결된 1차측 인덕터 및 1차측 인덕터에 정합된 2차측 인덕터로 이루어진 커플드 인덕터, 2차측 인덕터에 전기적으로 연결된 다이악 스위치, 다이악 스위치에 연결되어 다이악 스위치의 턴온시 상기 1차측 인덕터에 병렬로 바이패스 회로를 형성하면서 주 회로를 차단하는 선로 변경 스위치 및 선로 변경 스위치에 연결되어 바이패스 회로를 구성하고, 바이패스 회로에 흐르는 허용량 이상의 전류를 차단하는 전력 퓨즈를 포함하는 퓨즈 시스템이 개시된다.Coupled inductor consisting of a primary inductor connected to the main circuit and a secondary inductor matched to the primary inductor, a dia-ac switch electrically connected to the secondary inductor, and connected to a dia-ac switch to turn on the primary side inductor A fuse system including a line change switch for disconnecting the main circuit and forming a bypass circuit in parallel to the circuit change switch and a power fuse for forming a bypass circuit and blocking a current exceeding the allowable amount flowing through the bypass circuit. Is initiated.
퓨즈, 대전류, 선로 변경식 Fuse, Large Current, Line Changeable
Description
본 발명은 퓨즈 시스템에 관한 것으로, 특히 대전류용 퓨즈 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuse system, and more particularly to a fuse system for large current.
전력 계통에서는 낙뢰, 지락, 단락 등의 사고시에 발생하는 임계치 이상의 과전류가 계통으로 흐르지 못하도록 전력 퓨즈를 사용하여 과전류를 차단한다.The power system uses a power fuse to cut off the overcurrent to prevent the overcurrent exceeding the threshold value caused by an accident such as a lightning strike, ground fault, or short circuit.
종래의 상용화되어 사용되는 전력 퓨즈는 저항체로서 상시 전류가 흐르고 있으므로 저항으로 인해 발생하는 열을 처리하는데 어려움이 있어 대전류용으로 사용되지 않고 있다. 그러므로 현재 전력 퓨즈에 발생하는 열을 제거하거나 전력 퓨즈에 상시 전류가 흐르지 않도록 설정하여 대전류용으로 활용하는 방법들에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Conventional commercially available power fuses are not used for large currents because current is constantly flowing as resistors, which makes it difficult to process heat generated by resistances. Therefore, studies are currently being actively conducted on methods for removing heat generated in a power fuse or setting a current to flow in the power fuse to use for a large current.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상시 전류의 선로를 변경하여 대전류용 퓨즈를 구현하는 퓨즈 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a fuse system for implementing a large current fuse by changing the line of the constant current.
본 발명의 일 측면에 따르면, 주 회로에 연결된 1차측 인덕터 및 상기 1차측 인덕터에 정합된 2차측 인덕터로 이루어진 커플드 인덕터, 상기 2차측 인덕터에 전기적으로 연결된 다이악 스위치, 상기 다이악 스위치에 연결되어 상기 다이악 스위치의 턴온시 상기 1차측 인덕터에 병렬로 바이패스 회로를 형성하면서 상기 주 회로를 차단하는 선로 변경 스위치 및 상기 선로 변경 스위치에 연결되어 상기 바이패스 회로를 구성하고, 상기 바이패스 회로에 흐르는 허용량 이상의 전류를 차단하는 전력 퓨즈를 포함하는 퓨즈 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, a coupled inductor consisting of a primary side inductor connected to a main circuit and a secondary side inductor matched to the primary side inductor, a diac switch electrically connected to the secondary side inductor, and connected to the diac switch Connected to the line change switch and the line change switch to cut off the main circuit while forming a bypass circuit in parallel to the primary inductor when the dia-ac switch is turned on to form the bypass circuit. A fuse system is provided that includes a power fuse that cuts off a current beyond the allowable amount of current therein.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 다이악 스위치는 상기 2차측 인덕터에 전기적으로 연결되는 스너버 회로, 쌍으로 이루어져 서로 역병렬로 연결되고, 애노드 전극과 캐소드 전극이 상기 스너버 회로와 병렬로 연결된 복수의 사이리스터, 상기 복수의 사이리스터 각각의 제어 전극에 캐소드 전극이 연결된 복수의 다이오드 및 상기 복수의 다이오드 각각의 애노드 전극에 애노드 전극이 연결되고, 상기 복수의 사이리스터 각각의 애노드 전극에 캐소드 전극이 연결된 복수의 제너 다이오드를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the dia-ac switch is a snubber circuit electrically connected to the secondary inductor, which is formed in pairs and connected in parallel to each other, and an anode electrode and a cathode electrode are connected in parallel with the snubber circuit. A plurality of thyristors connected, a plurality of diodes having a cathode electrode connected to each control electrode of the plurality of thyristors and an anode electrode is connected to the anode electrode of each of the plurality of diodes, the cathode electrode is connected to the anode electrode of each of the plurality of thyristors It may include a plurality of zener diodes.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 선로 변경 스위치는 상기 1차측 인덕터와 직렬로 상기 주 회로에 연결되는 차단 스위치, 상기 다이악 스위치와 전기적으로 연결되는 구동 코일, 상기 차단 스위치에 기계적으로 연결되고, 상기 구동 코일로부터 이격되어 배치되며, 상기 구동 코일에 전류 인가시 상기 구동 코일의 자기력에 의해 움직이는 반발판, 상기 반발판에 연동되어 동작하는 상기 차단 스위치 및 상기 반발판에 기계적으로 연결되어 상기 구동 코일에 전류 인가시 상기 1차측 인덕터와 병렬로 형성된 상기 바이패스 회로를 단락시키는 단락 접점을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the line change switch is a cutoff switch connected to the main circuit in series with the primary side inductor, a drive coil electrically connected to the diaak switch, and mechanically connected to the cutoff switch. The driving coil is spaced apart from the driving coil, and is mechanically connected to the blocking switch and the reaction board, which operate in conjunction with the reaction board, when the current is applied to the driving coil. When a current is applied to the coil may include a short contact for shorting the bypass circuit formed in parallel with the primary side inductor.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 1차측 인덕터와 상기 선로 변경 스위치의 차단 스위치 사이에 연결되어 상기 주 회로를 구성하는 주 회로 반도체소자 스위치를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the electronic device may further include a main circuit semiconductor device switch connected between the primary side inductor and the cutoff switch of the line change switch to configure the main circuit.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 선로 변경 스위치는 상기 1차측 인덕터와 직렬로 상기 주 회로에 연결되는 차단 스위치, 상기 다이악 스위치와 전기적으로 연결되는 구동 코일 및 상기 차단 스위치에 기계적으로 연결되고, 상기 구동 코일로부터 이격되어 배치되며, 상기 구동 코일에 전류 인가시 상기 구동 코일의 자기력에 의해 상기 차단 스위치를 개방시키는 반발판을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the line change switch is mechanically connected to a disconnect switch connected to the main circuit in series with the primary side inductor, a drive coil electrically connected to the diac switch, and the disconnect switch. And a repulsive plate disposed to be spaced apart from the driving coil and opening the cutoff switch by a magnetic force of the driving coil when a current is applied to the driving coil.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전력 퓨즈와 직렬로 상기 차단 스위치에 연결되어 상기 바이패스 회로를 구성하는 바이패스 스위치를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the electronic device may further include a bypass switch connected to the cutoff switch in series with the power fuse to configure the bypass circuit.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 1차측 인덕터에 고장 전류가 인가될 때 상기 다이악 스위치를 턴온시키기 위해 상기 다이악 스위치에 제어 신호를 제공하는 고장 감지 장치를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the apparatus may further include a failure detecting apparatus for providing a control signal to the dia-ac switch to turn on the dia-ac switch when a fault current is applied to the primary inductor.
본 발명에 따른 퓨즈 시스템은 고장 발생시 바이패스 회로에서 전력 퓨즈를 이용하여 고장 전류를 차단하므로, 정상시 고장 전류보다 작지만 비교적 큰 용량을 갖는 전류를 통전시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 퓨즈 시스템은 정상시 전 류가 상기 전력 퓨즈를 통하지 않고 고장시 전류가 상기 전력 퓨즈에 통하므로, 상기 전력 퓨즈의 열적인 문제점을 해결하여 정격 전류를 높일 수 있다.The fuse system according to the present invention cuts off the fault current by using the power fuse in the bypass circuit when a fault occurs, so that a current having a relatively large capacity but smaller than the fault current in normal state can be energized. Therefore, in the fuse system according to the present invention, since the normal current does not pass through the power fuse and the current passes through the power fuse, it is possible to solve the thermal problem of the power fuse to increase the rated current.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
이하, 본 발명에 따른 퓨즈 시스템의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the fuse system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals and duplicate description thereof Will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 퓨즈 시스템을 나타내는 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating a fuse system according to an exemplary embodiment.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 퓨즈 시스템(100)은 주 회로에 연결된 커플드 인덕터(110), 상기 커플드 인덕터(110)에 전기적으로 연결된 다이악(Diac) 스위치(120), 상기 커플드 인덕터(110)와 상기 다이악 스위치(120)에 연결된 선로 변경 스위치(130) 및 상기 선로 변경 스위치(130)에 연결되어 상기 바이패스 회로를 구성하는 전력 퓨즈(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a
상기 커플드 인덕터(110)는 상기 주 회로에 연결된 1차측 인덕터(113) 및 상기 1차측 인덕터(113)에 정합된 2차측 인덕터(111)를 포함한다. 상기 커플드 인덕터(110)는 통상의 변압기로서 구성될 수 있다. 상기 1차측 인덕터(113)는 상기 주 회로에 직렬로 연결되어 상기 주 회로에 흐르는 전류의 경로를 형성한다. 상기 2차측 인덕터(111)는 상기 1차측 인덕터(113)에 기설정된 권선비를 가지면서 상기 1차측 인덕터(113)에 정합된다. 또한, 상기 2차측 인덕터(111)는 상기 1차측 인덕터(113)와 절연된다. 따라서, 상기 2차측 인덕터(111)의 양 단에는 상기 1차측 인덕터(113)의 양 단에 걸리는 전압에 비례한 전압이 형성된다. 상기 2차측 인덕터(111)에는 상기 1차측 인덕터(113)을 통해 상기 주 회로에 흐르는 전류에 비례한 전류가 형성될 수 있다.The coupled
상기 다이악 스위치(120)는 도 2를 더 참조하여 설명한다. 도 2는 도 1에 도시된 다이악 스위치를 상세하게 나타내는 회로도이다.The
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 다이악 스위치(120)는 상기 2차측 인덕터(111)에 전기적으로 연결된다. 상기 다이악 스위치(120)는 상기 선로 변경 스위치(130)로 인가되는 전류의 흐름을 제어한다. 상기 다이악 스위치(120)는 정상시 턴-오프 상태를 유지하고, 상기 2차측 인덕터(111)에 기 설정된 레벨 이상의 전압이 인가될 경우 턴-온되어 상기 선로 변경 스위치(130)의 구동 코일(133)에 전류가 흐르도록 경로를 형성한다.1 and 2, the
상기 다이악 스위치(120)는 상기 2차측 인덕터(111)와 상기 선로 변경 스위치(130) 사이에 연결된 스너버(snubber)(125), 쌍을 이루어 상기 스너버(125)에 역병렬로 연결된 제1 사이리스터(thyristor) (S1) 및 제2 사이리스터 (S2), 쌍을 이루어 각각 상기 제1 및 제2 사이리스터들(S1,S2)의 제어 전극에 연결된 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2), 쌍을 이루어 각각 상기 제1 및 제2 다이오드들(D1,D2)에 연결된 제1 제너 다이오드(Z1) 및 제2 제너 다이오드(Z2)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 다이악 스위치(120)는 상기 제1 및 제2 제너 다이오드들(Z1,Z2) 각각의 캐소드 전극과 상기 제1 및 제2 사이리스터들(S1,S2) 각각의 애노드 전극 사이에 연결된 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 더 포함할 수 있다.The
상기 스너버(125)는 상기 2차측 인덕터(111)와 상기 차단 스위치(131) 사이에 직렬로 연결된다. 상기 스너버(125)는 상기 커플드 인덕터(110)의 전류 흐름이 변화함에 따라 상기 2차측 인덕터(111)에 과전압이 인가되는 것을 방지함으로써 노이즈(noise) 및 오동작을 방지한다. 이를 위해 상기 스너버(125)는 커패시터(C)와 제3 저항(R3)으로 이루어진 RC 스너버가 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 제1 및 제2 사이리스터들(S1,S2)은 상기 스너버(125)에 역병렬로 연결된다. 상기 제1 및 제2 사이리스터들(S1,S2) 각각은 상기 스너버(125)의 양단에 애노드 전극 및 캐소드 전극이 연결된다. 또한, 상기 제1 및 제2 사이리스터들(S1,S2) 각각의 제어 전극에는 상기 제1 및 제2 다이오드들(D1,D2) 각각의 캐소드 전극이 연결되어 제어 신호를 수신한다. 상기 제1 및 제2 사이리스터들(S1,S2) 각각은 상기 제어 신호에 응답하여 턴온되고, 상기 선로 변경 스위치(130)에 인가되는 전류의 많은 부분이 흐르도록 이동로를 제공한다.The first and second thyristors S1 and S2 are connected in anti-parallel to the
상기 제1 및 제2 다이오드들(D1,D2) 각각은 상기 제1 및 제2 사이리스터들(S1,S2) 각각의 제어 전극에 연결된다. 상기 제1 및 제2 다이오드들(D1,D2) 각각은 상기 제1 및 제2 제너 다이오드들(Z1,Z2)과 역으로 위치하고, 상기 제1 및 제2 제너 다이오드들(Z1,Z2) 각각의 순방향으로 흐르는 전류를 차단한다. 상기 제1 및 제2 다이오드들(D1,D2) 각각은 상기 제1 및 제2 제너 다이오드들(Z1,Z2)에 설정된 항복 전압 이상의 전압에 대응하는 전류만을 통과시킨다. 상기 제1 및 제2 다이오드들(D1,D2)에 의해 과전류가 흐르는 경우, 상기 제1 및 제2 사이리스터들(S1,S2)은 턴온되어 상기 전력 퓨즈(140)가 동작할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 다이오드들(D1,D2)에 인가되는 교류 전압의 극성에 따라 상부에 위치한 상기 제1 다이 오드(D1)와 하부에 위치한 상기 제2 다이오드(D2)가 상보적으로 턴온된다. 그리고, 상기 제1 및 제2 다이오드들(D1,D2) 각각에 연결된 상기 제1 및 제2 사이리스터들(S1,S2)도 상보적으로 턴온된다.Each of the first and second diodes D1 and D2 is connected to a control electrode of each of the first and second thyristors S1 and S2. Each of the first and second diodes D1 and D2 is disposed in a direction opposite to the first and second zener diodes Z1 and Z2, and each of the first and second zener diodes Z1 and Z2 is respectively located in the opposite direction. Shut off the current flowing in the forward direction. Each of the first and second diodes D1 and D2 passes only a current corresponding to a voltage equal to or higher than the breakdown voltage set in the first and second zener diodes Z1 and Z2. When overcurrent flows through the first and second diodes D1 and D2, the first and second thyristors S1 and S2 may be turned on to operate the
상기 제1 및 제2 제너 다이오드들(Z1,Z2) 각각은 상기 제1 및 제2 다이오드들(D1,D2)과 역으로 연결된다. 상기 제1 및 제2 제너 다이오드들(Z1,Z2) 각각의 애노드 전극은 상기 제1 및 제2 다이오드들(D1,D2)의 애노드 전극에 연결되며, 상기 제1 및 제2 제너 다이오드들(Z1,Z2) 각각의 캐소드 전극은 상기 제1 및 제2 저항들(R1,R2)을 통해 상기 스너버(125)에 연결된다. 상기 제1 및 제2 제너 다이오드들(Z1,Z2) 각각의 순방향으로 흐르는 전류는 상기 제1 및 제2 다이오드들(D1,D2)에 의해 차단되므로, 상기 제1 및 제2 제너 다이오드들(Z1,Z2) 각각의 역방향으로 항복 전압 이상의 전압이 인가될 때 상기 제1 및 제2 제너 다이오드들(Z1,Z2)에 전류가 흐른다. 상기 제1 및 제2 다이오드들(D1,D2)의 턴온에 대응하여 상부에 위치한 제1 제너 다이오드(Z1)와 하부에 위치한 제2 제너 다이오드(Z2)는 상보적으로 턴온된다.Each of the first and second zener diodes Z1 and Z2 is inversely connected to the first and second diodes D1 and D2. An anode electrode of each of the first and second zener diodes Z1 and Z2 is connected to an anode electrode of the first and second diodes D1 and D2, and the first and second zener diodes Z1. Each cathode electrode is connected to the
상기 제1 및 제2 저항들(R1,R2) 각각은 상기 제1 및 제2 제너 다이오드들(Z1,Z2) 각각의 캐소드 전극과 상기 제1 및 제2 사이리스터들(S1,S2) 각각의 애노드 전극 사이에 연결되고, 상기 제1 및 제2 제너 다이오드들(Z1,Z2)과 상기 스너버(125) 사이에 연결된다. 상기 제1 및 제2 저항들(R1,R2)은 상기 제1 및 제2 제너 다이오드들(Z1,Z2)과 상기 제1 및 제2 다이오드들(D1,D2)을 급변하는 전압 및 전류로부터 보호한다.Each of the first and second resistors R1 and R2 is a cathode of each of the first and second zener diodes Z1 and Z2, and an anode of each of the first and second thyristors S1 and S2. It is connected between the electrode, and is connected between the first and second zener diodes (Z1, Z2) and the snubber (125). The first and second resistors R1 and R2 protect the first and second zener diodes Z1 and Z2 and the first and second diodes D1 and D2 from a rapidly changing voltage and current. do.
상기 선로 변경 스위치(130)는 상기 다이악 스위치(120)에 전기적으로 연결된다. 상기 선로 변경 스위치(130)는 정상시 상기 주 회로를 연결하여 전류가 흐르게 한다. 상기 선로 변경 스위치(130)는 고장 전류가 인가될 때 상기 주 회로를 차단하고, 상기 한류부(140)에 고장 전류를 인가하여 한류시킨다.The
상기 선로 변경 스위치(130)는 상기 커플드 인덕터(110)에 연결된 차단 스위치(131), 상기 다이악 스위치(120)에 연결된 구동 코일(133), 상기 구동 코일(133)로부터 이격되어 위치한 반발판(135), 상기 반발판(135)에 기계적으로 연결된 단락 접점(137)을 포함한다.The
상기 차단 스위치(131)는 상기 커플드 인덕터(110)에 연결되어 주 회로를 구성하며, B 접점 상태(Normally turn-on)를 유지한다. 정상시 상기 차단 스위치(131)가 닫혀서 상기 1차측 인덕터(113) 및 상기 차단 스위치(131)를 통과한 전류가 부하까지 인가될 수 있다.The
상기 구동 코일(133)은 상기 다이악 스위치(120)와 상기 2차측 인덕터(111) 사이에 연결된다. 정상시 상기 다이악 스위치(120)가 턴-오프되어 상기 구동 코일(133)에는 전류가 흐르지 않는다. 고장 전류가 발생하여 상기 다이악 스위치(120)가 턴-온되면, 상기 2차측 인덕터(111)로부터 상기 다이악 스위치(120)를 통과한 전류가 상기 구동 코일(133)에 흐른다. 상기 전류를 통해 상기 구동 코일(133)의 주변에 자기력이 발생한다.The driving
상기 반발판(135)은 상기 구동 코일(133)로부터 이격되어 배치된다. 또한, 상기 반발판(135)에는 상기 차단 스위치(131) 및 상기 단락 접점(137)이 기계적으로 연결되며, 전기적으로 절연된다. 상기 반발판(135)의 동작에 따라 상기 차단 스위치(131) 및 상기 단락 접점(137)은 상기 반발판(135)과 함께 기계적으로 움직이게 된다. 상기 반발판(135)은 고장 전류가 발생할 때 상기 구동 코일(133)의 주변에 발생한 자기력에 의해 상기 구동 코일(133)로부터 반발력을 받는다. 이에 따라, 상기 반발판(135)이 상기 반발력에 의해 상기 구동 코일(133)로부터 멀어지면 상기 차단 스위치(131)는 개방되고, 상기 단락 접점(137)은 닫혀 상기 바이패스 회로를 형성한다.The
상기 단락 접점(137)은 상기 1차측 인덕터(113)의 병렬 가지에 형성된다. 상기 단락 접점(137)은 A 접점(normally turn-off) 상태를 유지한다. 이에 따라, 상기 단락 접점(137)은 상기 커플드 인덕터(110)의 병렬 가지를 개방 상태로 유지시킨다. 이때, 고장 전류가 발생하면 상기 단락 접점(137)은 상기 구동 코일(133)로부터 멀어지는 상기 반발판(135)에 의해 닫힌다. 따라서, 상기 고장 전류 발생시 상기 단락 접점(137)은 상기 1차측 인덕터(113)의 병렬 가지를 단락 상태로 만들어 상기 커플드 인덕터(110)에 대한 바이패스 회로를 형성한다.The
상기 전력 퓨즈(140)는 상기 선로 변경 스위치(130)의 상기 단락 접점(137)과 연결되어 상기 바이패스 회로를 형성한다. 상기 전력 퓨즈(140)는 상기 고장 전류 발생시 상기 차단 스위치(131)가 개방되어 상기 바이패스 회로를 경유하는 상기 고장 전류를 통과시키거나 차단한다. 상기 전력 퓨즈(140)는 기 설정된 정격 전류 용량을 가지며, 상기 정격 전류 용량 이상의 상기 고장 전류가 흐를 경우 용단되어 상기 고장 전류를 차단한다. 상기 전력 퓨즈(140)는 고장시에만 대용량의 전류가 흐르므로 정격 전류 용량이 작아도 상기 바이패스 회로에 사용될 수 있다.The
상기 퓨즈 시스템(100)은 상기 구동 코일(133)에 병렬로 연결되고, 기 설정된 에너지 미만의 전류가 상기 다이악 스위치(120)를 통과시 기 설정된 시간 동안 에너지를 흡수하여 고장 신호를 판별하는 고장 검증 장치(170)를 더 포함한다.The
상기 고장 검증 장치(170)는 상기 커플드 인덕터(110) 및 상기 다이악 스위치(120) 사이에 상기 선로 변경 스위치(130)의 구동 코일(133)과 병렬로 연결된다. 상기 고장 검증 장치(170)는 고장 전류의 발생 여부를 판단한다. 상기 다이악 스위치(120)는 상기 2차측 인덕터(111)에 인가된 전압에 의해 동작하기 때문에 고장 전류 이외의 원인으로 상기 다이악 스위치(120)가 턴온되는 경우가 발생할 수 있다. 상기 고장 검증 장치(170)는 기 설정된 에너지 이하의 전류가 상기 다이악 스위치(120)를 통과할 때 기 설정된 시간 동안 에너지를 흡수한다. 상기 고장 검증 장치(170)는 기 설정된 시간 이후에도 전류가 계속 흐르는 경우 고장 전류로 판단하여 전류를 차단하면 전류는 상기 구동 코일(133)로 흐르게 된다.The
상기 퓨즈 시스템(100)는 고장 발생시 상기 바이패스 회로에서 상기 전력 퓨즈(140)를 이용하여 고장 전류를 차단하므로, 정상시 고장 전류보다 작지만 비교적 큰 용량을 갖는 전류를 통전시킬 수 있다. 따라서, 상기 퓨즈 시스템(100)는 정상시 전류가 상기 전력 퓨즈(140)를 통하지 않고 고장시 전류가 상기 전력 퓨즈(140)에 통하므로, 상기 전력 퓨즈(140)의 열적인 문제점을 해결하여 정격 전류를 높일 수 있다.The
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 퓨즈 시스템을 나타내는 회로도이 다. 앞선 실시 예와 동일한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였으며, 여기서는 앞선 실시 예와의 차이점을 중심으로 설명한다.3 is a circuit diagram illustrating a fuse system according to another exemplary embodiment. Portions having the same configuration and operation as those of the foregoing embodiment are denoted by the same reference numerals, and the following description will focus on differences from the foregoing embodiments.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 퓨즈 시스템(300)은 주 회로에 연결된 커플드 인덕터(110), 상기 커플드 인덕터(110)에 전기적으로 연결된 다이악 스위치(120), 상기 커플드 인덕터(110)와 상기 다이악 스위치(120)에 연결된 선로 변경 스위치(130), 상기 선로 변경 스위치(130)에 연결되어 상기 바이패스 회로를 구성하는 전력 퓨즈(140), 상기 선로 변경 스위치(130)에 병렬로 연결되는 고장 검증 장치(170) 및 상기 커플드 인덕터(110)와 상기 선로 변경 스위치(130) 사이에 연결되어 상기 주 회로를 구성하는 주 회로 스위치(310)를 포함한다.Referring to FIG. 3, a
상기 주 회로 스위치(310)는 고장 전류 발생시 상기 선로 변경 스위치(130)의 차단 스위치(131)가 개방되면서 발생하는 아크를 소멸시킨다. 상기 주 회로 스위치(310)는 상기 차단 스위치(131)가 개방되고 상기 선로 변경 스위치(130)의 단락 접점(137)이 단락되는 것에 대응하여 턴오프된다. 상기 주 회로 스위치(310)는 턴오프되어 상기 주 회로의 전류를 완전히 차단함으로써 상기 차단 스위치(131)에서 발생하는 아크를 소멸시킨다. 상기 주 회로 스위치(310)는 IGBT, GTO, IGCT 및 사이리스터 중 하나의 전력용 반도체소자 스위치로 이루어질 수 있다. 다만, 상기 주 회로 스위치(310)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 전력 퓨즈(140)는 상기 주 회로 스위치(310)에서 아크가 소멸된 후 용단되어 상기 고장 전류를 차단한다.The
상기 퓨즈 시스템(300)는 상기 주 회로에 상기 주 회로 스위치(310)를 구비 하여 상기 차단 스위치(131)에서 발생되는 아크를 완전히 소멸시킬 수 있다.The
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 퓨즈 시스템을 나타내는 회로도이다. 앞선 실시 예와 동일한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였으며, 여기서는 앞선 실시 예와의 차이점을 중심으로 설명한다.4 is a circuit diagram illustrating a fuse system according to another exemplary embodiment. Portions having the same configuration and operation as those of the foregoing embodiment are denoted by the same reference numerals, and the following description will focus on differences from the foregoing embodiments.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 퓨즈 시스템(400)은 주 회로에 연결된 커플드 인덕터(110), 상기 커플드 인덕터(110)에 전기적으로 연결된 다이악 스위치(120), 상기 커플드 인덕터(110)와 상기 다이악 스위치(120)에 연결된 선로 변경 스위치(430), 상기 선로 변경 스위치(130)에 연결되어 상기 바이패스 회로를 구성하는 전력 퓨즈(140), 상기 선로 변경 스위치(130)에 병렬로 연결되는 고장 검증 장치(170), 상기 커플드 인덕터(110)와 상기 선로 변경 스위치(130) 사이에 연결되어 상기 주 회로를 구성하는 주 회로 스위치(310) 및 상기 전력 퓨즈(140)와 상기 선로 변경 스위치(130) 사이에 연결되어 바이패스 회로를 구성하는 바이패스 회로 스위치(450)를 포함한다.Referring to FIG. 4, a
상기 선로 변경 스위치(430)는 상기 커플드 인덕터(110)의 1차측 인덕터(113)와 상기 주 회로 스위치(310)에 직렬로 연결된 차단 스위치(431), 상기 다이악 스위치(120)에 연결된 구동 코일(433) 및 상기 구동 코일(433)로부터 이격되어 위치하고, 상기 차단 스위치(431)와 기계적으로 연결되는 반발판(435)을 포함한다.The
상기 바이패스 회로 스위치(450)는 고장 전류 발생시 상기 차단 스위치(431)가 개방되면 상기 고장 전류에 응답하여 턴온되고, 상기 고장 전류가 상기 커플드 인덕터(110)를 우회하여 상기 전력 퓨즈(140)로 흐르는 바이패스 회로를 형성한다.The
상기 바이패스 회로 스위치(450)는 IGBT, GTO, IGCT 및 사이리스터 중 하나의 전력용 반도체소자 스위치로 이루어질 수 있다. 다만, 상기 바이패스 회로 스위치(450)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 퓨즈 시스템(100)은 앞선 실시 예에 서술된 상기 선로 변경 스위치(430)의 단락 접점을 대체하는 상기 바이패스 회로 스위치(450)를 구비하여 상기 주 회로에 흐르는 전류를 우회시킬 수 있다.The
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 퓨즈 시스템을 나타내는 회로도이다. 앞선 실시 예와 동일한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였으며, 여기서는 앞선 실시 예와의 차이점을 중심으로 설명한다.5 is a circuit diagram illustrating a fuse system according to another exemplary embodiment. Portions having the same configuration and operation as those of the foregoing embodiment are denoted by the same reference numerals, and the following description will focus on differences from the foregoing embodiments.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 퓨즈 시스템(500)은 커플드 인덕터(110), 다이악 스위치(120), 선로 변경 스위치(430), 전력 퓨즈(140), 고장 검증 장치(170), 주 회로 스위치(310), 바이패스 회로 스위치(450) 및 고장 감지 장치(510)를 포함한다.Referring to FIG. 5, a
상기 고장 감지 장치(510)는 주 회로에 전기적으로 연결된 변류기(330)를 통해 상기 주 회로에 고장 전류의 발생 여부를 감지할 수 있다. 상기 고장 감지 장치(510)는 상기 다이악 스위치(120)와 전기적으로 연결되어 상기 주 회로에 고장 전류가 발생되었을 경우, 상기 다이악 스위치(120)에 전기적인 신호를 인가하여 상기 다이악 스위치(120)를 턴온시킨다. 즉, 상기 고장 감지 장치(510)는 상기 주 회 로에 고장 전류가 발생하였을 때, 직접적으로 상기 다이악 스위치(120)를 구동한다. 따라서, 수동 소자로 이루어진 상기 다이악 스위치(120)의 동작에만 의존하는 것이 아니라, 능동 소자로 이루어진 상기 고장 감지 장치(510)가 직접 상기 다이악 스위치(120)을 제어할 수도 있기 때문에 동작의 신뢰성을 확보할 수 있다.The
상기 퓨즈 시스템(500)는 능동 소자로 이루어져서 주 회로의 변류기(330)에 연결된 고장 감지 장치(510)가 고장 전류 발생시 다이악 스위치(120)를 직접 제어하여 동작의 신뢰성을 확보할 수 있다.The
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 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.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 퓨즈 시스템을 나타내는 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating a fuse system according to an exemplary embodiment.
도 2는 도 1에 도시된 다이악 스위치를 상세하게 나타내는 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating in detail the dia-ac switch shown in FIG. 1.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 퓨즈 시스템을 나타내는 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating a fuse system according to another exemplary embodiment.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 퓨즈 시스템을 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating a fuse system according to another exemplary embodiment.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 퓨즈 시스템을 나타내는 회로도이다.5 is a circuit diagram illustrating a fuse system according to another exemplary embodiment.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 퓨즈 시스템 110: 커플드 인덕터100: fuse system 110: coupled inductor
120: 다이악 스위치 130: 선로 변경 스위치120: diamond switch 130: line change switch
140: 전력 퓨즈 170: 고장 검증 장치 140: power fuse 170: failure verification device
310: 주 회로 스위치 450: 바이패스 회로 스위치310: main circuit switch 450: bypass circuit switch
510: 고장 감지 장치510: fault detection device
Claims (9)
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Family Applications (1)
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2009
- 2009-09-30 KR KR1020090093469A patent/KR101073101B1/en active Active
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