KR101748727B1 - Leakage current detector - Google Patents
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Abstract
본 발명은 영상변류기를 이용하여 외부전원과 부하를 연결하는 전원선에 누설전류의 생성 여부를 파악하는 누전 차단기에 있어,상기 영상변류기가 출력하는 아날로그 신호를 해당 디지털신호로 변환시켜 출력하는 증폭부, 수신된 상기 출력된 디지털신호에 의해 충전 또는 방전되는 커패시터를 포함하고, 상기 커패시터에 걸리는 전압신호를 출력하는 스위칭부, 상기 스위칭부가 출력한 신호가 기설정된 제1 기준전위 이상인 경우에 제1 하이레벨 신호를 출력하는 비교부, 및 상기 비교부가 출력한 제2 디지털신호가 누적되어 발생하는 입력신호가 기설정된 제2 기준전위 이상인 경우에 제2 하이레벨 신호를 출력하여 상기 누전 차단기를 제어하는 제어부를 포함하는 누전차단기에 관한 것이다.The present invention relates to an earth leakage breaker for detecting whether a leakage current is generated in a power line connecting an external power source and a load using a video current transformer, A switching unit including a capacitor charged or discharged by the received digital signal and outputting a voltage signal to be applied to the capacitor; a first switching unit for switching the first high signal when the signal outputted from the switching unit is higher than a first reference potential, Level signal to output a second high-level signal when the input signal generated by accumulating the second digital signal output from the comparison unit is equal to or higher than a predetermined second reference potential, The present invention relates to an earth leakage breaker.
Description
본 발명은 영상 변류기로부터 측정되는 누설감지신호 누전 차단기에 있어서, 노이즈 전류 및 서지전류(surge current)등을 누설전류로부터 구분하여 전원 차단동작을 실행하는 누전차단기에 관한 것이다.The present invention relates to a leakage detection circuit leakage breaker measured from a video current transformer, and more particularly, to a leakage circuit breaker that separates a noise current, a surge current, and the like from a leakage current.
누전차단기는 각종 전기선로에서 발생하는 누설전류에 의한 전원의 불 평형 전류가 설정된 값을 초과하는 경우 회로내의 해당 전원을 차단하여 화재나 아크에 의한 인체 감전 및 화재를 방지하는 안정장치이다.The earth leakage breaker is a safety device that prevents the human body from electric shock and fire due to fire or arc by cutting off the corresponding power source in the circuit when the unbalanced current of the power source due to the leakage current generated from various electric wire lines exceeds the set value.
도 1은 종래의 누전검출 IC 회로(30)의 기본구성을 나타내고 있다.Fig. 1 shows a basic configuration of a conventional electrical leak detecting IC circuit 30.
우선, 영상변류기(20)는 외부전원(10)과 부하(50)를 연결하는 복수의 라인을 둘러싸고 이들에 흐르는 왕복전류가 생성한 자속정보를 누전검출 IC 회로(30)에 전송한다.First, the
즉, 상기 복수의 라인 중 하나는 상기 부하(50)를 향한 입력전류가 흐르고, 다른 하나는 상기 부하(50)로부터의 출력전류가 흐르는데, 정상상태(누전이 이루어지지 않는 상태)에서는 상기 영상변류기(20)을 거치는 이들 각각의 전류량은 동일하되 방향은 반대가 되므로 그로 인해 각각의 전류에 의해 발생하는 자속은 서로 상쇄되어 상기 누전검출 IC회로(30)에 나타나는 합성자속은 "0"이 된다.That is, in one of the plurality of lines, an input current flows to the
이때, 상기 복수의 라인과 전기적으로 연결된 외부기기에서 누전이 발생하는 경우 누설전류량만큼 라인에 나타나는 합성자계는 편차를 이루게 되어 그 편차만큼 상기 누전검출 IC회로(30)에 나타난다. At this time, when an electric leakage occurs in an external device electrically connected to the plurality of lines, the combined magnetic field appearing on the line by the leakage current amount is deviated and appears in the electric leakage detecting IC circuit 30 by the deviation.
상기 편차에 의한 생성된 AC 패턴을 갖는 전압은 증폭부(31)를 거쳐 설정된 비율로 증폭되어 상기 A/D 컨버터(32)를 거쳐 디지털신호로 전환된다. 상기 누전검출 IC회로(30)내에 위치한 래치부(33)는 상기 전환되어 입력된 디지털신호를 근거하여 전원차단 스위치(40)의 동작을 위한 제어신호를 전송할 수 있다.The voltage having the generated AC pattern due to the deviation is amplified at a predetermined ratio via the
그러나, 이와 같은 종래의 누전검출 IC회로(30)는 외부에서 정격전류의 6-7배 이상의 과전류 순간적으로 유입되거나 강한 전자파 간섭 또는 전자파 장해에 의한 단발성 과전류가 선로에 흐르는 경우, 해당전류를 누전전류로 판단하여 부하(50)에 대한 전원공급을 차단하는 문제점이 있다.However, in such a conventional electrical leak detecting IC circuit 30, when an overcurrent of 6 to 7 times or more of the rated current flows from the outside, or a single overcurrent due to strong electromagnetic interference or electromagnetic interference flows through the line, The power supply to the
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 영상변류기를 통해 감지된 부하에 대한 전류량의 변경이 일시적인 써지 전류 또는 노이즈성 전류로 판단되는 경우 전원이 공급되도록 하고 누설전류가 발생한 경우에만 해당 전원을 차단함으로써 오작동을 줄이고 안정적인 전원공급을 구비한 누전차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional art, and it is an object of the present invention to provide a power supply device, in which power is supplied when a change in the amount of current to a load sensed through a video current transformer is determined as a temporary surge current or a noise current, And an object of the present invention is to provide an electric leakage circuit breaker having a stable power supply by reducing the malfunction by turning off the corresponding power source.
또한, 누설전류로 의심되는 신호에 대한 외부전원 차단동작의 지연시간을 결정하는 커패시터의 정전용량에 따라 기준전압을 다르게 계산하는 제어부를 구비한 누전차단기를 제안하는 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a leakage circuit breaker having a control section for calculating a reference voltage differently according to a capacitance of a capacitor which determines a delay time of an external power supply cut-off operation for a signal suspected of being a leakage current.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 영상변류기를 이용하여 외부전원과 부하를 연결하는 전원선에 발생하는 누설전류여부를 파악하는 누전 차단기에 있어서, 상기 영상변류기가 출력하는 아날로그 신호를 해당 디지털신호로 변환시켜 출력하는 증폭부, 수신된 상기 출력된 디지털신호에 의해 충전 또는 방전되는 커패시터를 포함하고, 상기 커패시터에 걸리는 전압신호를 출력하는 스위칭부, 상기 스위칭부가 출력한 신호가 기설정된 제1 기준전위 이상인 경우에 제1 하이레벨 신호를 출력하는 비교부, 및 상기 비교부가 출력한 제2 디지털신호가 누적되어 발생하는 입력신호가 기설정된 제2 기준전위 이상인 경우에 제2 하이레벨 신호를 출력하여 상기 누전 차단기를 제어하는 제어부를 포함하는 누전 차단기를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an earth leakage breaker for detecting leakage current generated in a power source line connecting an external power source and a load using a video current transformer, A switching unit including a capacitor charged or discharged by the received digital signal and outputting a voltage signal to be applied to the capacitor; Level signal when the input signal generated by cumulatively accumulating the second digital signal output from the comparator is equal to or higher than a predetermined second reference potential, and a second high-level signal And a control unit for controlling the electric leakage circuit breaker by outputting the electric current.
이때, 상기 증폭부, 상기 스위칭 부, 및 상기 비교부는 각각 복수 개로 구성되어, 상기 복수개의 비교부들 중 제1 비교부는 상기 복수개의 증폭부들 중 제 1 증폭부 및 상기 복수개의 스위칭부들 중 제2 스위칭부가 처리한 신호를 입력받아 제1 디지털신호를 출력하고, 상기 복수개의 비교부들 중 제2 비교부는 상기 복수개의 증폭부들 중 제 2 증폭부 및 상기 복수개의 스위칭부들 중 제2 스위칭부가 처리한 신호를 입력받아 제2 디지털신호를 출력할 수 있다.Here, the amplifying unit, the switching unit, and the comparing unit may each include a plurality of comparators, and the first comparing unit of the plurality of comparing units may include a first amplifying unit of the plurality of amplifying units and a second switching unit of the plurality of switching units And a second comparing unit of the plurality of comparing units receives a signal processed by the second switching unit of the second amplifying unit and the plurality of switching units of the plurality of amplifying units, And can output the second digital signal.
또한, 상기 제1 비교부와 상기 제2 비교부는 하나의 외부소자와 연결되어, 상기 제1 및 상기 제2 디지털신호가 하나의 신호로 조합되어 상기 하나의 외부소자에 입력될 수 있다.The first comparing unit and the second comparing unit may be connected to one external device, and the first and second digital signals may be combined into one signal and input to the one external device.
또한, 상기 영상변류기 및 상기 증폭부 간을 연결하는 필터부를 더 포함하며, 상기 필터부는 상기 영상변류기가 측정한 전류가 갖는 고주파 성분을 제거하는 저주파 통과필터를 포함할 수 있다.The filter unit may further include a filter unit that connects the image current transformer and the amplifying unit, and the filter unit may include a low pass filter that removes a high frequency component of a current measured by the image current transformer.
또한, 상기 제1 증폭부는 상기 영상변류기로부터 수신한 신호의 양의 반파장 동안의 해당 위상의 절대값이 기설정된 제3 기준전위 이상인 경우에 제3 하이레벨 신호를 출력하고, 상기 제2 증폭부는 상기 영상변류기로부터 수신한 신호의 음의 반파장 동안의 해당 위상의 절대값이 기설정된 제4 기준전위 이상인 경우에 제 4 하이레벨 신호를 출력할 수 있다.The first amplifying unit outputs a third high level signal when the absolute value of the phase of the signal received from the video current transformer during a positive half wavelength is equal to or greater than a predetermined third reference potential, And output a fourth high level signal when the absolute value of the phase of the signal received from the image deflector during the negative half wavelength is equal to or greater than a predetermined fourth reference potential.
일 실시 예에 따라, 상기 증폭부 및 상기 비교부 간을 연결하는 스위칭부를 더 포함하며, 상기 스위칭부는 상기 커패시터를 충전 또는 방전 시키는 복수의 스위칭소자를 포함하되, 상기 복수의 스위칭 소자 각각은 상기 증폭부가 출력하는 디지털신호에 의해 턴-온 또는 턴-오프 동작을 할 수 있다.The switching unit may further include a switching unit connecting the amplifying unit and the comparing unit, wherein the switching unit includes a plurality of switching devices for charging or discharging the capacitor, A turn-on or turn-off operation can be performed by a digital signal to be output.
이때, 상기 비교부는 상기 커패시터의 전압을 수신하고, 상기 커패시터의 전압이 기설정된 기준전위 이상인 경우에 제 5 하이레벨 신호를 출력할 수 있다.At this time, the comparator may receive the voltage of the capacitor, and may output a fifth high level signal when the voltage of the capacitor is equal to or higher than a predetermined reference potential.
또한, 상기 비교부는 상기 수신된 신호의 파장에 해당하는 시간이 기설정된 기준시간 미만인 경우에 로우레벨 신호를 출력할 수 있다.In addition, the comparator may output a low level signal when the time corresponding to the wavelength of the received signal is less than a predetermined reference time.
일 실시 예에 따라, 본 발명에 따른 상기 비교부 및 상기 제어부 간을 연결하는 외부소자를 더 포함하며, 상기 외부소자는 상기 비교기가 출력하는 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호의 고주파 성분을 제거하는 저주파 통과필터를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a signal processing apparatus for receiving a signal output from the comparator and removing a high frequency component of the received signal, And a low-pass filter.
이때, 상기 외부소자의 일단은 상기 제어부의 입력단과 연결되어, 상기 저주파 통과필터를 이루는 커패시터의 전압이 상기 제어부에 입력될 수 있다.At this time, one end of the external device is connected to the input terminal of the control unit, and the voltage of the capacitor constituting the low-pass filter may be input to the control unit.
또한, 상기 제어부는 상기 커패시터의 전압이 기설정된 기준전압 이상이 되는 경우 하이레벨 신호를 출력하는 래치회로를 더 포함할 수 있다.The controller may further include a latch circuit for outputting a high level signal when the voltage of the capacitor reaches a predetermined reference voltage or more.
일 실시 예에 따라, 본 발명에 따른 누전 차단기는 상기 제어부와 전기적으로 연결되어 상기 부하로 인가되는 공급전원을 차단하는 트립구동부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the earth leakage breaker according to the present invention may further include a trip driving unit electrically connected to the control unit to shut off the power supply to the load.
이때, 상기 제어부는 상기 제2 하이레벨 신호를 근거하여 상기 트립구동부의 전원 차단동작을 제어하는 신호를 출력하는 사이리스터 회로를 더 포함할 수 있다.The controller may further include a thyristor circuit for outputting a signal for controlling the power-off operation of the trip driving unit based on the second high-level signal.
이때, 상기 증폭부, 비교부, 스위칭부, 및 제어부 각각과 연결되어, 상기 외부 전원을 변화시켜 상기 증폭부, 비교부,스위칭부, 및 제어부 각각에 필요한 각기 다른 전원을 공급하는 전원전압 발생부를 더 포함할 수 있다.Here, the power supply voltage generating unit is connected to the amplifying unit, the comparing unit, the switching unit, and the control unit, respectively, and supplies the power to the amplifying unit, the comparing unit, the switching unit, .
본 발명에 따른 누전차단기는 누설전류로 의심될 수 있는 신호들이 반복적이고 지속적으로 측정된 경우에만 누설전류로 판단하여 전원을 차단하기 때문에 노이즈 전류 및 일시적으로 발생하는 서지전류 등에 의한 전원차단을 방지할 수 있다. 그러므로 부하에 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 효과가 있다.The leakage circuit breaker according to the present invention determines the leakage current only when repeatedly and continuously measuring signals that may be suspected to be leakage currents and cuts off the power supply so as to prevent the power supply from being cut off due to the noise current and the surge current . Therefore, the power supply can be stably supplied to the load.
도 1은 종래의 누전차단기(30)의 기본구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 누전차단기를 나타낸 블록도 이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 누전차단기의 증폭부의 신호처리동작을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 스위칭 부의 신호처리동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 비교부의 신호처리동작을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 제어부의 신호처리동작을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a basic configuration of a conventional earth leakage breaker 30.
2 is a block diagram illustrating an earth leakage breaker according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a signal processing operation of an amplifying unit of an earth leakage breaker according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a signal processing operation of the switching unit of the present invention.
5 is a diagram showing a signal processing operation of the comparison unit of the present invention.
6 is a diagram illustrating a signal processing operation of the control unit according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals denote like or similar elements, and redundant description thereof will be omitted.
또한 본 발명과 관련된 누전차단기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있음을 유념해야 한다.Further, the earth leakage breaker according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The suffix "module" and " part "for components used in the following description are given merely for convenience of description, and do not give special significance or role in themselves. Accordingly, it should be noted that "module" and "part" may be used interchangeably.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 오작동 방지 기능을 갖는 누전차단기의 기본구성을 나타내고 있다.2 shows a basic configuration of an earth leakage breaker having a malfunction prevention function according to an embodiment of the present invention.
즉, 영상변류기(210)를 이용하여 외부전원(200)과 부하(250)를 연결하는 전원 선에 발생하는 누설전류여부를 파악하는 누전차단기로서, 상기 영상변류기(210)가 출력하는 아날로그 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호가 갖는 복수의 주파수 성분들 중, 특정 주파수대역을 제거하는 필터부(221), 상기 특정 주파수가 제거된 아날로그 신호를 해당 디지털신호로 변환시켜 출력하는 증폭부(222), 수신된 상기 해당 디지털신호에 의해 충전 또는 방전되는 커패시터(미도시)를 포함하고, 상기 커패시터에 걸리는 전압신호를 출력하는 스위칭부(223), 상기 스위칭부(223)가 출력한 신호가 기설정된 제1 기준전위 이상인 경우에 제1 하이레벨 신호를 출력하는 비교부(224), 및 상기 비교부(224)가 출력한 제1 하이레벨 신호가 누적되어 발생하는 입력신호가 기설정된 제2 기준전위 이상인 경우에 제2 하이레벨 신호를 출력하여 상기 누전 차단기를 제어하는 제어부(240)를 포함할 수 있다.That is, an earth leakage breaker that detects whether a leakage current is generated in a power line connecting the external power source 200 and the
여기서, 본 발명에 따른 누전차단기는 복수 개의 누전검출 IC회로(220)를 포함할 수 있고 각각의 누전검출 IC회로(220)는 동일한 내부 구성요소를 포함할 수 있다. 다만, 이들은 각기 다른 입력전압을 수신할 수 있다.Here, the earth leakage breaker according to the present invention may include a plurality of electrical leak detecting IC circuits 220, and each of the electrical leak detecting IC circuits 220 may include the same internal components. However, they can receive different input voltages.
예를 들어, 상기 복수개의 누전검출 IC회로(220) 중 제1 누전 검출 IC회로는 상기 영상변류기(210)가 측정한 아날로그 신호의 양의 전압 신호를 수신하는 반면, 상기 복수개의 누전검출 IC회로 중 제2 누전검출 IC회로는 상기 영상변류기(210)가 측정한 아날로그 신호의 음의 전압 신호를 수신할 수 있다. For example, the first electrical leak detecting IC circuit among the plurality of electrical leak detecting IC circuits 220 receives the positive voltage signal of the analog signal measured by the
그렇지만, 상기 제1 누전검출 IC회로 및 상기 제2 누전검출 IC회로 각각은 서로 동일한 방식으로 각기 다른 입력신호를 처리하여 출력할 수 있다. However, the first electrical leak detecting IC circuit and the second electrical leak detecting IC circuit may process different input signals in the same manner and output the same.
상기 제1 누전검출 IC회로가 출력하는 제1 디지털신호와 상기 제2 누전검출 IC회로가 출력하는 제2 디지털신호는 서로 조합되어 하나의 입력신호로서 상기 외부소자(230)에 입력될 수 있다.The first digital signal output by the first electrical leak detecting IC circuit and the second digital signal output by the second electrical leak detecting IC circuit may be combined with each other and input to the
본 발명의 다른 일 실시 예로서, 상기 누전검출 IC회로(220)는 복수개의 동일한 기능을 하는 내부소자로 이루어질 수 있다.As another embodiment of the present invention, the electrical leak detecting IC circuit 220 may be composed of a plurality of internal elements having the same function.
즉, 상기 증폭부(222), 상기 스위칭부(223), 및 상기 비교부(224)는 각각 복수 개로 구성되어, 상기 복수의 비교부(224) 중 제1 비교부(미도시)는 상기 복수의 증폭부(222) 중 제 1 증폭부(미도시) 및 상기 복수의 스위칭부(223) 중 제1 스위칭부(미도시)가 처리한 신호를 입력받아 제1 디지털신호를 출력하고, 상기 복수의 비교부(224) 중 제2 비교부(미도시)는 상기 복수의 증폭부(222) 중 제 2 증폭부(미도시) 및 상기 복수개의 스위칭부(223) 중 제2 스위칭부(미도시)가 처리한 신호를 입력받아 제2 디지털신호를 출력할 수 있다.That is, each of the amplifying
또한, 상기 제1 비교부(미도시)와 상기 제2 비교부(미도시)는 하나의 외부소자(230)와 연결되어, 상기 제1 비교부(미도시)가 출력하는 제1 디지털신호 및 상기 제2 비교부(미도시)가 출력하는 제2 디지털신호가 하나의 신호로 조합되어 상기 하나의 외부소자(230)에 입력될 수 있다.Also, the first comparator (not shown) and the second comparator (not shown) are connected to one
우선, 상기 필터부(221)는 전원 공급선을 타고 흐르는 교류 전원신호의 고주파 노이즈 신호를 제거하는 저주파 통과필터를 포함할 수 있다. First, the
따라서, 상기 저주파 통과 필터를 통과한 신호는, 예를 들어, 컷-오프 주파수 이하의 저주파 신호들로서, 누설전류 또는 단발성 임펄스 전류에 의해 생성된 전압신호가 포함될 수 있다. Thus, the signal having passed through the low-pass filter may include, for example, a low-frequency signal below a cut-off frequency, or a voltage signal generated by a leakage current or a single impulse current.
다음으로, 상기 증폭부(222)는 연산 증폭기(Op-amp)를 포함하고, 상기 필터부(221)가 출력하는 전압신호를 선별하여 증폭시킬 수 있다. Next, the
상기 증폭부(222)는 복수개의 증폭부(제1 증폭부, 제 2 증폭부)로 구성되어, 제1 증폭부(미도시)는 상기 영상변류기(210)로부터 입력된 신호의 양의 반파장 동안의 해당 위상의 절대값이 기설정된 제1 기준전위 이상인 경우에 제1 하이레벨 신호를 출력하고, 제2 증폭부(미도시)는 상기 영상변류기(210)로부터 입력된 신호의 음의 반파장 동안의 해당 위상의 절대값이 기설정된 제2 기준전위 이상인 경우에 제2 하이레벨 신호를 출력할 수 있다.The amplifying
본 발명의 일 실시 예로서, 상기 증폭부(222) 및 상기 비교부(224) 간을 연결하는 스위칭부(223)는 복수개의 스위칭부(제1 스위칭부, 제2 스위칭부)로 구성되고, 상기 제1 스위칭부(미도시) 및 상기 제2 스위칭부(미도시) 각각은 하나의 커패시터(미도시) 및 상기 커패시터(미도시)를 충전 또는 방전 시키는 복수의 스위칭소자(미도시)를 포함할 수 있다. The
이때, 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부 각각에 포함된 복수의 스위칭 소자는 상기 증폭부(제1 증폭부, 제2 증폭부)로부터 입력된 디지털신호에 의해 턴-온 또는 턴-오프 동작을 개시할 수 있다.At this time, a plurality of switching elements included in each of the first switching unit and the second switching unit is turned on or off by a digital signal input from the amplifying unit (first amplifying unit and second amplifying unit) Operation can be started.
다음으로, 본 발명의 일 실시 예로서, 연산 증폭기(Op-amp)를 포함한 비교부(224)는 복수개의 비교부(제1 비교부, 제2 비교부)로 구성될 수 있다.Next, as an embodiment of the present invention, the comparing
여기서, 상기 제1 비교부(미도시)는 시간에 따라 변화하는 상기 제 1 스위칭부의 커패시터 전압이 기설정된 제3 기준전위이상이 되는 경우 제3 하이레벨 신호를 출력할 수 있다. The first comparator (not shown) may output a third high level signal when the capacitor voltage of the first switching unit, which changes with time, becomes equal to or higher than a predetermined third reference potential.
또한 상기 제2 비교부(미도시)는 시간에 따라 변화하는 상기 제2 스위칭부의 커패시터 전압이 기설정된 제4 기준전위이상이 되는 경우 제4 하이레벨 신호를 출력할 수 있다.The second comparator (not shown) may output a fourth high level signal when the capacitor voltage of the second switching part, which changes with time, becomes equal to or higher than a predetermined fourth reference potential.
또한, 상기 제1 비교부 및 제2 비교부 각각은 상기 수신된 신호의 파장에 해당하는 시간이 기설정된 기준시간(제1 기준시간, 제2 기준시간) 미만인 경우에 로우레벨 신호(제1 로우레벨 신호, 제2 로우레벨 신호)를 출력할 수 있다.In addition, each of the first comparing unit and the second comparing unit may be configured such that when the time corresponding to the wavelength of the received signal is less than a preset reference time (first reference time, second reference time) Level signal, a second low-level signal).
다음으로, 상기 비교부(제1 비교부, 제2 비교부) 및 상기 제어부(240) 간을 연결하는 하나의 외부소자(230)는 상기 제1 비교부 및 상기 제2 비교부가 출력하는 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호의 고주파 성분을 제거하는 저주파 통과필터(미도시)를 포함할 수 있다. Next, an
여기서, 상기 저주파 통과필터를 구성하는 커패시터(미도시)는 상기 비교부(제1 비교부, 제2 비교부)가 출력하는 하이레벨 신호에 의해 충전되고 상기 비교부(제1 비교부, 제2 비교부)가 출력하는 로우레벨 신호에 의해 방전될 수 있다.Here, a capacitor (not shown) constituting the low-pass filter is charged by a high-level signal output from the comparators (first comparator and second comparator), and the comparator The comparator) can be discharged by the low level signal outputted from the comparator.
따라서, 누설전류가 지속적으로 발생하는 경우, 상기 커패시터는 완전히 방전되지 않은 상태에서 충전과 방전이 반복되어 이루어져 상기 커패시터의 전압이 증가되어 기설정된 기준 전위이상이 되는 경우, 상기 커패시터(미도시) 전압을 수신하는 상기 제어부(240)는 외부전원의 차단을 개시하는 하이레벨 신호를 출력할 수 있다.Accordingly, when the leakage current is continuously generated, the capacitor is repeatedly charged and discharged in a state that the capacitor is not completely discharged. When the voltage of the capacitor is increased to be equal to or higher than a predetermined reference potential, the capacitor (not shown) The control unit 240 may output a high level signal to start interrupting the external power supply.
상기 제어부(240)는 상기 하이레벨 신호를 출력하는 래치회로(미도시), 및 상기 출력된 하이레벨 신호를 근거하여 누설전류의 흐름을 차단하는 트립구동부(미도시)의 동작을 제어하는 사이리스터 회로(미도시)를 포함할 수 있다. The control unit 240 includes a latch circuit (not shown) for outputting the high level signal, and a thyristor circuit (not shown) for controlling the operation of a trip driving unit (not shown) (Not shown).
즉, 상기 제어부(240)로부터의 하이레벨 신호는 상기 래치회로(미도시)와 연결된 사이리스터 회로(미도시)를 턴-온 시키고, 상기 사이리스터 회로(미도시)는 반도체 소자로서, 일반적인 실리콘제어정류기(Silicon Controlled Rectifier, SCR)를 포함할 수 있다.That is, the high level signal from the control unit 240 turns on a thyristor circuit (not shown) connected to the latch circuit (not shown), and the thyristor circuit (not shown) (Silicon Controlled Rectifier, SCR).
즉, 상기 사이리스터 회로(미도시)는 상기 트립구동부(미도시)의 트립코일에 전류의 흐름을 허용하여 상기 선로상의 스위치를 작동시켜 상기 부하(240)로 향하는 누전전류의 흐름을 차단할 수 있다.That is, the thyristor circuit (not shown) may allow the flow of current to the trip coil of the trip driving unit (not shown) to operate the switch on the line to cut off the leakage current flowing to the load 240.
상기 제어부(240)는 상기 기설정된 기준 전위(전압) 값을 저장하고, 저장된 기준 전압 값과 상기 외부소자(230)를 통해 입력되는 전압을 비교 분석하기 위해 마이컴(micro computer), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러 또는 다양한 제어기 형태로 구현될 수 있다.The controller 240 stores a predetermined reference voltage value and compares the stored reference voltage value with a voltage input through the
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 누전차단기의 증폭부(222)의 신호처리동작을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a signal processing operation of the amplifying
여기서, 상기 증폭부(제1 증폭부, 제2 증폭부)는 저장된 기준전압(VREF1,VREF2)을 상기 필터부(221)로부터 수신한 아날로그 신호와 비교한 후 선별적으로 디지털신호를 증폭하여 출력할 수 있다.Here, the amplifying unit (first amplifying unit and second amplifying unit) compares the stored reference voltages V REF1 and V REF2 with the analog signal received from the
본 발명의 일 실시 예로서, 상기 제1 증폭부(미도시)는 상기 영상변류기(210)로부터 수신한 신호의 양의 반파장에 해당하는 위상의 절대값이 기설정된 제1 기준전압(VREF1)이상이 되는 경우 하이레벨 신호를 증폭하여 출력하고, 상기 제2 증폭부(미도시)는 상기 영상변류기(210)로부터 수신한 신호 중 음의 반파장에 해당하는 위상의 절대값이 기설정된 제2 기준전압(VREF2)의 전위차 이상이 되는 경우 하이레벨 신호를 출력할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first amplifying unit (not shown) may be configured such that an absolute value of a phase corresponding to a half wavelength of a positive half of a signal received from the video
도 4는 본 발명의 스위칭부(223)의 신호처리 동작을 나타낸 도면이다. 여기서, 상기 스위칭부(제1 스위칭부, 제2 스위칭부)는 상기 증폭부(제1 증폭부, 제2 증폭부)가 출력하는 디지털신호(제1 디지털신호, 제2 디지털신호)를 수신하고 상기 수신된 디지털신호(제1 디지털신호, 제2 디지털 신호)에 의해 충전 또는 방전되는 커패시터의 전압을 출력할 수 있다. 4 is a diagram showing a signal processing operation of the
여기서, 상기 스위칭부(제1 스위칭부, 제2 스위칭부)는 입력신호(Vinput)에 따라 작동되는 복수의 스위칭소자들을 이용하여 외부전원을 통해 상기 커패시터를 충전 또는 방전시킬 수 있다.Here, the switching unit (the first switching unit and the second switching unit) may charge or discharge the capacitor through an external power source using a plurality of switching devices operated according to the input signal V input .
여기서, 상기 출력신호의 제1 영역(Voutput1)은 상기 커패시터의 충전시간(t1)에 해당하는 신호를 나타내고 상기 출력신호의 제2 영역(Voutput2)은 상기 커패시터의 방전시간(t1)에 해당하는 신호를 나타낸다.Here, the first region (V output1) is the discharge time (t 1) of shows the signal corresponding to the charge time (t 1) of the capacitor the second region (V output2) of the output signal is the capacitor of the output signal ≪ / RTI >
도 5는 본 발명에 따른 비교부(224)의 신호처리동작을 나타낸 도면이다. 5 is a diagram showing a signal processing operation of the
본 발명의 일 실시 예로서, 상기 비교부(제1 비교부, 제2 비교부)는 수신된 입력신호가 기설정된 기준 전압(VREF3)보다 큰 신호가 되는 경우 해당 하이레벨 신호를 출력할 수 있다. In an embodiment of the present invention, when the received input signal is a signal larger than a predetermined reference voltage (V REF3 ), the comparison unit (first comparison unit and second comparison unit) may output a corresponding high level signal have.
예를 들어, 상기 제1 비교부 및 제2 비교부 각각은 제1 시간대(t1)에 해당하는 입력신호가 상기 기준 전압(VREF3)보다 작은 위상을 가지므로 로우레벨 신호를 출력할 수 있다.For example, each of the first comparator and the second comparator may output a low level signal because the input signal corresponding to the first time period t 1 has a phase smaller than the reference voltage V REF3 .
또한, 상기 제1 비교부 및 제2 비교부 각각은 제2 시간대(t2) 및 제3 시간대(t3)의 입력신호가 상기 기준 전압(VREF3)보다 큰 위상을 가지므로 (제1 비교부, 제2 비교부)는 하이레벨 신호를 출력할 수 있다.In addition, since each of the first comparing unit and the second comparing unit has a phase in which the input signal in the second time zone (t 2 ) and the third time zone (t 3 ) is larger than the reference voltage (V REF3 ) A second comparator) can output a high level signal.
또한, 상기 제1 비교부 및 제2 비교부 각각은 제4 시간대(t4)의 입력신호가 상기 기준 전압(VREF3)보다 작은 위상을 갖고 기설정된 시간대(time period)보다 짧은 시간 동안 이루어져 로우레벨 신호를 출력할 수 있다.In addition, each of the first comparing unit and the second comparing unit may be configured such that the input signal of the fourth time zone (t 4 ) has a phase smaller than the reference voltage (V REF3 ) and is for a time shorter than a predetermined time period, Level signal.
도 6은 본 발명에 따른 제어부(240)의 신호처리동작을 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a signal processing operation of the control unit 240 according to the present invention.
여기서, 제어부(240)는 외부소자(230)로부터의 출력신호가 기설정된 기준전압(VREF4)보다 큰 시점(t1)에서 하이레벨 신호를 출력할 수 있다. Here, the control unit 240 may output a high level signal at a time point t 1 when the output signal from the
여기서, 상기 외부소자(230)로부터 출력되어 상기 제어부(240)에 입력되는 신호는 상기 외부소자(230)의 변화하는 커패시터(미도시) 전압을 나타낼 수 있다.Here, the signal output from the
상기 제어부(240)가 출력하는 상기 하이레벨 신호는 상기 트립구동부(미도시)의 트립코일에 전류의 흐름을 허용하여 상기 선로상의 스위치(미도시)를 작동시켜 상기 부하(250)로 향하는 누전전류의 흐름을 차단할 수 있다.The high level signal output by the controller 240 allows a current to flow through the trip coil of the trip driver (not shown) to operate a switch (not shown) on the line to generate a leakage current Can be blocked.
30: 누전검출 IC회로 (종래) 230: 외부소자
200: 외부전원 240: 제어부
210: 영상변류기 250: 부하
220: 누전검출 IC회로 (본 발명)30: Leakage detection IC circuit (conventional) 230: External element
200: external power source 240:
210: Video current transformer 250: Load
220: Leakage detection IC circuit (present invention)
Claims (14)
상기 영상변류기가 출력하는 아날로그 신호를 해당 디지털신호로 변환시켜 출력하는 증폭부;
수신된 상기 출력된 디지털신호에 의해 충전 또는 방전되는 커패시터를 포함하고, 상기 커패시터에 걸리는 전압신호를 출력하는 스위칭부;
상기 스위칭부가 출력한 신호가 기설정된 제1 기준전위 이상인 경우에 제1 하이레벨 신호를 출력하는 비교부;
상기 비교부가 출력한 제2 디지털신호가 누적되어 발생하는 입력신호가 기설정된 제2 기준전위 이상인 경우에 제2 하이레벨 신호를 출력하여 상기 누전 차단기를 제어하는 제어부;및
상기 증폭부 및 상기 비교부 간을 연결하는 스위칭부;를 포함하며,
상기 스위칭부는 상기 커패시터를 충전 또는 방전시키는 복수의 스위칭소자를 포함하되, 상기 복수의 스위칭 소자 각각은 상기 증폭부가 출력하는 디지털신호에 의해 턴-온 또는 턴-오프 동작을 하는 것을 특징으로 하는 누전차단기.1. An earth leakage breaker for detecting a leakage current generated in a power line connecting an external power source and a load using a video current transformer,
An amplifier for converting an analog signal output from the image transformer into a corresponding digital signal and outputting the digital signal;
A switching unit including a capacitor charged or discharged by the received digital signal, and outputting a voltage signal to the capacitor;
A comparator for outputting a first high level signal when the signal output from the switching unit is equal to or higher than a predetermined first reference potential;
A control unit for outputting a second high level signal when the input signal generated by accumulation of the second digital signal output from the comparison unit is equal to or higher than a predetermined second reference potential and controlling the earth leakage breaker;
And a switching unit connecting the amplifying unit and the comparing unit,
Wherein the switching unit includes a plurality of switching elements for charging or discharging the capacitor, wherein each of the plurality of switching elements performs a turn-on or a turn-off operation by a digital signal outputted from the amplifying unit .
상기 증폭부, 상기 스위칭 부, 및 상기 비교부는 각각 복수 개로 구성되어, 상기 복수개의 비교부 중 제1 비교부는 상기 복수개의 증폭부 중 제 1 증폭부 및 상기 복수개의 스위칭부 중 제1 스위칭부가 처리한 신호를 입력받아 제1 디지털신호를 출력하고,
상기 복수개의 비교부 중 제2 비교부는 상기 복수개의 증폭부 중 제 2 증폭부 및 상기 복수개의 스위칭부 중 제2 스위칭부가 처리한 신호를 입력받아 제2 디지털신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기.The method according to claim 1,
Wherein the first amplifying unit, the switching unit, and the comparing unit are each composed of a plurality of comparators, and the first comparing unit of the plurality of comparing units performs the first switching unit process among the first amplifying unit and the plurality of switching units Receives a signal and outputs a first digital signal,
Wherein the second comparing unit of the plurality of comparing units receives the signal processed by the second amplifying unit and the second switching unit of the plurality of switching units and outputs the second digital signal, .
상기 제1 비교부와 상기 제2 비교부는 하나의 외부소자와 연결되어, 상기 제1 및 상기 제2 디지털신호가 하나의 신호로 조합되어 상기 하나의 외부소자에 입력되는 것을 특징으로 하는 누전 차단기. 3. The method of claim 2,
Wherein the first comparing unit and the second comparing unit are connected to one external device so that the first and second digital signals are combined into one signal and input to the one external device.
상기 영상변류기 및 상기 증폭부 간을 연결하는 필터부를 더 포함하며,
상기 필터부는 상기 영상변류기가 측정한 전류가 갖는 고주파 성분을 제거하는 저주파 통과필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 누전차단기.The method according to claim 1,
Further comprising a filter unit connecting the image transformer and the amplifying unit,
Wherein the filter unit includes a low-pass filter for removing a high-frequency component of a current measured by the image current transformer.
상기 제1 증폭부는 상기 영상변류기로부터 수신한 신호의 양의 반 파장 동안의 해당 위상의 절대값이 기설정된 제3 기준전위 이상인 경우에 제3 하이레벨 신호를 출력하고,
상기 제2 증폭부는 상기 영상변류기로부터 수신한 신호의 음의 반파장 동안의 해당 위상의 절대값이 기설정된 제4 기준전위 이상인 경우에 제 4 하이레벨 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 누전차단기.3. The method of claim 2,
Wherein the first amplifying unit outputs a third high level signal when the absolute value of the phase of the signal received from the video current transformer during the positive half wave period is equal to or greater than a predetermined third reference potential,
Wherein the second amplifying unit outputs a fourth high level signal when the absolute value of the phase of the signal received from the video current transformer during the negative half wavelength is equal to or greater than a predetermined fourth reference potential.
상기 커패시터의 전압을 수신하고, 상기 커패시터의 전압이 기설정된 기준전위 이상인 경우에 제 5 하이레벨 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 누전차단기.The apparatus according to claim 1,
And a fifth high level signal is output when the voltage of the capacitor is higher than a predetermined reference potential.
상기 수신된 신호의 파장에 해당하는 시간이 기설정된 기준시간 미만인 경우에 로우레벨 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 누전차단기.8. The apparatus according to claim 7,
And outputs a low level signal when the time corresponding to the wavelength of the received signal is less than a predetermined reference time.
상기 비교부 및 상기 제어부 간을 연결하는 외부소자를 더 포함하며,
상기 외부소자는 상기 비교부가 출력하는 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호의 고주파 성분을 제거하는 저주파 통과필터를 포함한 것을 특징으로 하는 누전차단기.The method according to claim 1,
And an external device for connecting the comparison unit and the control unit,
Wherein the external device includes a low-pass filter that receives a signal output from the comparison unit and removes a high-frequency component of the received signal.
상기 제어부의 입력단과 연결되어, 상기 저주파 통과필터를 이루는 커패시터의 전압이 상기 제어부에 입력되는 것을 특징으로 하는 누전차단기.10. The semiconductor device according to claim 9, wherein one end of the external device
Wherein a voltage of a capacitor constituting the low-pass filter is connected to the input of the control unit, and the voltage of the capacitor constituting the low-pass filter is input to the control unit.
상기 커패시터의 전압이 기설정된 기준전압 이상이 되는 경우 하이레벨 신호를 출력하는 래치회로를 더 포함한 것을 특징으로 하는 누전차단기.11. The apparatus according to claim 10,
And a latch circuit for outputting a high level signal when the voltage of the capacitor becomes equal to or higher than a predetermined reference voltage.
상기 부하에 공급되는 전원을 차단하는 트립구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누전차단기. The apparatus according to claim 1, further comprising:
Further comprising a trip driving unit for shutting off power supplied to the load.
상기 제2 하이레벨의 신호를 근거하여 상기 트립구동부의 전원 차단동작을 제어하는 신호를 출력하는 사이리스터 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누전차단기.13. The apparatus according to claim 12,
And a thyristor circuit for outputting a signal for controlling the power-off operation of the trip driving unit based on the second high-level signal.
상기 증폭부, 비교부, 스위칭부, 및 제어부 각각과 연결되어,
상기 외부 전원을 변화시켜 상기 증폭부, 비교부,스위칭부, 및 제어부 각각에 필요한 각기 다른 전원을 공급하는 전원전압 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누전차단기.The method according to claim 1,
A comparator, a switching unit, and a control unit,
Further comprising a power supply voltage generator for varying the external power supply to supply different power supplies to the amplifying unit, the comparing unit, the switching unit, and the control unit.
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