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KR101894002B1 - A detection circuit for degradation of a surge protective device - Google Patents

A detection circuit for degradation of a surge protective device Download PDF

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KR101894002B1
KR101894002B1 KR1020160179174A KR20160179174A KR101894002B1 KR 101894002 B1 KR101894002 B1 KR 101894002B1 KR 1020160179174 A KR1020160179174 A KR 1020160179174A KR 20160179174 A KR20160179174 A KR 20160179174A KR 101894002 B1 KR101894002 B1 KR 101894002B1
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Abstract

본 발명은 PTC(Positive Temperature Coefficient Thermistor) 써미스터를 서지 보호기에 직렬로 연결하고 부하에는 병렬로 연결하여 과전압으로 인한 서지 보호기의 특성저하 발생 시 서지 보호기의 동작전압이 감소되는 것을 LED 표시 등을 통해 외부에 전달하거나 별도의 릴레이를 통해 부하전류를 차단하는 서지 보호기의 특성저하 감지회로에 관한 것이다.
본 발명의 특성저하 감지회로(100)는 부하(10)에 병렬로 연결되어 입력단(LINE, GND)의 서지 전압으로부터 부하(10)를 보호하기 위한 서지 보호기(110)와, 서지 보호기(110)에 직렬로 연결되어 서지 보호기(110)의 누설전류(Is)에 따라 저항이 증가되는 피티시(PTC;120)와, 피티시(PTC;120)와 서지 보호기(110)의 공통 연결단의 전압(VIN)을 소정의 기준전압(VREF)과 비교하여 서지 보호기의 특성 저하를 감지하기 위한 비교기(130)와, 비교기(130)가 서지 보호기의 특성 저하를 감지하면 점등되어 특성 저하를 표시하는 광 검출기(140)와, 광 검출기(140)가 점등되면 부하의 전류를 차단하는 릴레이(150)로 구성된다.
In the present invention, a PTC (Positive Temperature Coefficient Thermistor) thermistor is connected in series to a surge protector and connected in parallel to a load, so that the operating voltage of the surge protector is reduced when the surge protector degrades due to overvoltage. To a surge protector, which is connected to the surge protector.
The characteristic deterioration detecting circuit 100 of the present invention includes a surge protector 110 connected in parallel to a load 10 to protect the load 10 from surge voltages at input terminals LINE and GND, (PTC) 120, which is connected in series to the surge protector 110 and whose resistance increases according to the leakage current Is of the surge protector 110, and the voltage of the common connection terminal of the PTC 120 and the surge protector 110 A comparator 130 for comparing the input voltage V IN with a predetermined reference voltage V REF to detect the deterioration of the characteristics of the surge protector, And a relay 150 that cuts off the load current when the photodetector 140 is turned on.

Description

서지 보호기의 특성저하 감지회로{A detection circuit for degradation of a surge protective device}[0001] The present invention relates to a surge protective device,

본 발명은 서지 보호기의 특성 저하를 감지하기 위한 서지 보호기의 특성저하 감지회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PTC(Positive Temperature Coefficient Thermistor) 써미스터를 서지 보호기에 직렬로 연결하여 과전압으로 인한 서지 보호기의 특성저하 발생 시 서지 보호기의 동작전압이 감소되는 것을 LED 표시 등을 통해 외부에 전달하거나 별도의 릴레이를 통해 부하전류를 차단하는 서지 보호기의 특성저하 감지회로에 관한 것이다. The present invention relates to a circuit for detecting the deterioration of a surge protector for detecting degradation of a surge protector, and more particularly, to a surge protector having a surge protector connected in series to a surge protector by connecting a PTC (Positive Temperature Coefficient Thermistor) And more particularly, to a circuit for detecting a characteristic deterioration of a surge protector that transmits a reduction in the operating voltage of the surge protector to the outside through an LED indicator or blocks a load current through a separate relay.

일반적으로, 서지 보호기(SPD, Surge Protection Device)는 낙뢰 또는 전원 스위치 개폐 시 발생하는 서지 전압으로부터 부하를 보호하기 위해 사용되는 것으로, TVS(Transient Voltage Suppressor diode) 다이오드 또는 MOV(Metal Oxide Varistor)를 부하입력 측에 병렬로 연결하여 서지 보호기 동작전압 이상의 서지 전압 발생 시 순간적으로 내부저항이 낮아지고 단락상태를 유지하여 부하에 유입되는 서지 전류를 제한하는 것이다.In general, a surge protection device (SPD) is used to protect a load from a surge voltage generated when a lightning stroke or a power switch is turned on and off. A TVD (Transient Voltage Suppressor diode) diode or a metal oxide varistor When the surge voltage exceeds the operating voltage of the surge protector by connecting in parallel to the input side, the internal resistance momentarily decreases and the short-circuit state is maintained to limit the surge current flowing into the load.

한편, 서지 보호기는 입력전압이 정상이면 내부저항이 매우 높아 누설전류가 미세하므로 그 특성 저하를 감지하는 것이 매우 어렵고, 따라서 과도한 서지 에너지로 인해 고장 전류가 인가되어 서지 보호기가 영구적으로 단락 또는 개방 상태에 이를 때까지 특성저하에 대응하여 미리 조치하기 어려운 문제점이 있다. On the other hand, the surge protector is very difficult to detect the degradation of its characteristics because the internal resistance is very high when the input voltage is normal and the leakage current is fine. Therefore, when the surge protector is permanently short- There is a problem in that it is difficult to take measures in advance in response to the characteristic deterioration.

도 1은 종래의 서지 보호기의 보호회로를 도시한 개략도로서, 종래의 서지 보호기의 보호회로는 써멀 퓨즈(Thermal Fuse;FUSE)를 서지 보호기(SPD)에 직렬로 연결하고, 서지 보호기(SPD)에 병렬로 엘이디(LED)를 연결하여 퓨즈(FUSE)가 동작하면 별도의 표시등(LED)을 통해 서지 보호기(SPD)의 파손 여부 및 교체시기를 외부로 전달하도록 되어 있다. FIG. 1 is a schematic diagram showing a conventional surge protector protection circuit. In the conventional surge protector protection circuit, a thermal fuse (FUSE) is connected in series to a surge protector (SPD), and a surge protector When the fuse is operated by connecting LEDs in parallel, it is possible to transmit to the outside whether the surge protector (SPD) is damaged or replaced through a separate indicator light (LED).

그런데 이와 같은 종래의 보호회로는 서지 보호기(SPD)의 영구적 파손 시, 고장 전류로 인한 화재 예방에는 효과적이나 서지 보호기(SPD)의 특성저하(Degradation)로 인해 그 동작전압이 감소하고 누설전류가 증가하면 이를 감지하지 못해 퓨즈(FUSE)의 동작 시점까지 누설전류로 인해 부품의 과열이 지속됨과 아울러 입력전압이 낮아지는 문제점이 있다.However, such a conventional protection circuit is effective in preventing fire due to a fault current when the surge protector (SPD) is permanently damaged, but its operation voltage is decreased due to the degradation of the surge protector (SPD) It is impossible to detect it, so that the overheating of the component is continued due to the leakage current until the operation of the fuse, and the input voltage is lowered.

KRKR 10-125322910-1253229 B1B1 KRKR 10-142907810-1429078 B1B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 서지 보호기에 PTC 써미스터를 직렬로 연결한 후 서지 보호기의 특성저하가 발생하여 그 동작전압이 감소하고 누설전류가 상승하면 PTC 저항이 올라가는 것을 이용하여 서지 보호기의 동작전압 가변을 지속적으로 감지하고, 미리 설정된 기준전압보다 낮아지면 인접한 LED를 ON시킴과 아울러 필요 시 별도의 스위치 회로를 통해 부하(LOAD)를 전원에서 분리할 수 있는 서지 보호기의 특성저하 감지회로를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a surge protector, in which a surge protector is deteriorated in characteristics after a PTC thermistor is connected in series, When the PTC resistance is raised, the operating voltage of the surge protector is continuously detected. If it is lower than the preset reference voltage, the adjacent LED is turned on, and if necessary, the load (LOAD) A surge protector for detecting a characteristic of the surge protector;

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일측면에 따른 회로는, 부하에 병렬로 연결되어 서지 전압으로부터 부하를 보호하기 위한 서지 보호기와, 상기 서지 보호기에 직렬로 연결되어 상기 서지 보호기의 누설전류에 따라 저항이 증가되는 피티시(PTC)와, 상기 피티시(PTC)와 상기 서지 보호기의 공통 연결단의 전압을 소정의 기준전압과 비교하여 상기 서지 보호기의 특성 저하를 감지하기 위한 비교기와, 상기 비교기가 서지 보호기의 특성 저하를 감지하면 점등되어 특성 저하를 표시하는 광 검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a surge protector including: a surge protector connected in parallel to a load to protect a load from a surge voltage; and a surge protector connected in series to the surge protector, A comparator for comparing a voltage of a common connection terminal of the PTC and the surge protector to a predetermined reference voltage to detect degradation of the characteristics of the surge protector; And a photodetector that is turned on when the comparator senses a deterioration of the characteristics of the surge protector to indicate a degradation of the characteristics.

상기 서지 보호기의 특성저하 감지회로는, 상기 광 검출기가 점등되면 상기 부하의 전류를 차단하는 릴레이를 더 포함하여 과전압 입력 또는 서지 보호기의 특성저하 발생 시 서지 보호기의 내부 과열을 제한하고 피티시(PTC) 전압에 반비례하는 서지 보호기의 동작전압과 미리 설정된 서지 보호기 특성저하 기준전압을 비교기로 입력받아 그 출력으로 상기 릴레이를 제어하여 부하 전류를 차단하는 것이다.The characteristic deterioration detection circuit of the surge protector further includes a relay for interrupting a current of the load when the photodetector is lit, thereby limiting the internal overheating of the surge protector when an overvoltage input or a surge protector degrades, ) Voltage of the surge protector and the predetermined reference voltage of the surge protector are input to the comparator and the relay is controlled by the output of the comparator to shut off the load current.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따른 회로는, 부하에 병렬로 연결되어 서지 전압으로부터 부하를 보호하기 위한 서지 보호기와, 상기 서지 보호기에 직렬로 연결되어 서지 보호기의 누설전류가 증가하면 이에 비례하여 저항이 증가하면서 전압이 상승하는 피티시(PTC)와, 상기 피티시(PTC)에 병렬로 연결되어 상기 피티시(PTC)의 전압에 따라 점등되면서 밝기가 변화되어 서지 보호기의 특성저하 상태를 표시하는 엘이디(LED)로 구성되어 과전압 입력 또는 서지 보호기의 특성저하 발생 시 상기 서지 보호기의 내부 과열을 제한하고 상기 피티시(PTC) 전압에 비례하여 상기 엘이디(LED) 전류 세기를 조정하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a circuit comprising: a surge protector connected in parallel with a load to protect a load from a surge voltage; and a series circuit connected to the surge protector, (PTC) connected in parallel to the PTC (PTC) and turned on in accordance with the voltage of the PTC (PTC), the brightness of the surge protector (LED) that indicates a degraded state of the surge protector. When an overvoltage input or a surge protector deteriorates, the internal overheating of the surge protector is limited and the LED current intensity is proportional to the PTC voltage Is adjusted.

본 발명에 따른 서지 보호기의 특성저하 감지회로는, 서지 보호기에 PTC 써미스터를 직렬로 연결하여 서지 보호기의 특성이 저하될 경우에도 누설전류에 의한 열로 인해 PTC 저항이 상승하는 것을 이용하여 서지 보호기의 특성저하를 감지하여 표시함으로써 미리 조치를 취해 누설전류로 인해 부품이 과열되어 화재가 발생하거나 입력전압이 낮아져 오동작하게 되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.The characteristic deterioration detection circuit of the surge protector according to the present invention uses a PTC thermistor connected in series to a surge protector to increase the resistance of the PTC due to heat due to leakage current even when the characteristics of the surge protector deteriorate, It is possible to prevent a component from being overheated due to leakage current by taking measures beforehand for detecting a drop and preventing a fire from occurring or a malfunction due to a low input voltage.

도 1은 종래의 서지 보호기의 보호회로를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서지 보호기의 특성저하 감지회로를 도시한 회로도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서지 보호기의 특성저하 감지회로를 도시한 회로도이다.
1 is a schematic view showing a protection circuit of a conventional surge protector,
FIG. 2 is a circuit diagram showing a characteristic deterioration detecting circuit of a surge protector according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a circuit for detecting the degradation of characteristics of a surge protector according to another embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings. The following examples are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서지 보호기의 특성저하 감지회로를 도시한 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a circuit for detecting the degradation of characteristics of a surge protector according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서지 보호기의 특성저하 감지회로(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 부하(10)에 병렬로 연결되어 입력단(LINE, GND)의 서지 전압으로부터 부하(10)를 보호하기 위한 서지 보호기(110)와, 서지 보호기(110)에 직렬로 연결되어 서지 보호기(110)의 누설전류(Is)에 따라 저항이 증가되는 피티시(PTC;120)와, 피티시(PTC;120)와 서지 보호기(110)의 공통 연결단의 전압(VIN)을 소정의 기준전압(VREF)과 비교하여 서지 보호기의 특성 저하를 감지하기 위한 비교기(130)와, 비교기(130)가 서지 보호기의 특성 저하를 감지하면 점등되어 특성 저하를 표시하는 광 검출기(140)와, 광 검출기(140)가 점등되면 부하의 전류를 차단하는 릴레이(150)로 구성되어 과전압 입력 또는 서지 보호기의 특성저하 발생 시 서지 보호기의 내부 과열을 제한하고 피티시(PTC) 전압에 반비례하는 서지 보호기의 동작전압과 미리 설정된 서지 보호기 특성저하 기준전압을 비교기(130)로 입력받아 그 출력으로 릴레이(150)를 제어하여 부하 전류를 차단하는 것이다.2, the circuit for detecting the degradation of the surge protector according to the preferred embodiment of the present invention is connected in parallel to the load 10 to detect the load 10 from the surge voltage at the input terminals LINE and GND, (PTC) 120 connected in series to the surge protector 110 to increase the resistance in accordance with the leakage current Is of the surge protector 110, a surge protector 110 for protecting the surge protector 110, A comparator 130 for comparing the voltage V IN of the common connection terminal of the PTC 120 and the surge protector 110 with a predetermined reference voltage V REF to detect degradation of the characteristics of the surge protector 130, A photodetector 140 which is turned on when the characteristic of the surge protector is deteriorated to indicate the degradation of the characteristics and a relay 150 which blocks the current of the load when the photodetector 140 is turned on, (PTC) in the event of a degradation in the characteristics of the surge protector, The operation voltage of the surge protector in inverse proportion to the voltage and the preset reference surge protector degradation reference voltage are input to the comparator 130 and the relay 150 is controlled by the output of the comparator 130 to shut off the load current.

도 2를 참조하면, 서지 보호기(SPD;110)의 특성저하를 감지하기 위해 PTC 써미스터(120)를 입력전압(VLINE)과 서지 보호기(110) 사이에 직렬로 연결하고, 서지보호기(SPD;110)의 감지전압(VIN)은 비교기(CM, Comparator;130) 입력회로의 양(+) 단자에 연결한다. 비교기(CM;130)의 음(-) 단자에 연결되는 기준(Reference)전압 (VREF)은 서지 보호기(110)의 특성저하 기준전압이며, 그 설정은 서지 보호기(110)의 동작전압(VSPD, Maximum Operating Voltage or Reverse Stand-off Voltage) 및 그 감지 오차(VDIFF)를 고려하여 R2, R3 저항치로 설정한다. 따라서 기준전압(VREF)은 다음 수학식 1과 같이 구해지고, 미리 설정된 감지오차(VDIFF)가 작을수록 서지 보호기(110)의 특성저하를 보다 조기에 감지할 수 있다.Referring to FIG. 2, a PTC thermistor 120 is connected in series between an input voltage V LINE and a surge protector 110 to sense degradation of a surge protector (SPD) 110, and a surge protector (SPD) 110 sense voltage (V iN) of a) is a comparator (CM, comparator; is connected to the positive (+) terminal 130), the input circuit. The reference voltage V REF connected to the negative terminal of the comparator CM 130 is a characteristic deterioration reference voltage of the surge protector 110 and its setting is determined by the operating voltage V of the surge protector 110 SPD , Maximum Operating Voltage or Reverse Stand-off Voltage) and its detection error (V DIFF ). Accordingly, the reference voltage V REF can be obtained according to the following Equation 1, and the lower the detection error V DIFF , the earlier the characteristic deterioration of the surge protector 110 can be detected.

Figure 112016127398214-pat00001
Figure 112016127398214-pat00001

서지 보호기(110)가 정상적인 상태에서는 다음 표 1과 같이, 서지 보호기(110)의 동작전압(VSPD)은 입력전압(VLINE) 보다 크거나 같고, 서지 보호기의 감지전압(VIN)은 입력전압(VLINE)과 같으며, 다시 기준전압(VREF)보다는 크므로 비교기(CM; 130)는 1을 출력하고, 광 검출기(140)의 내부 LED는 OFF 상태가 된다. 광 검출기(140)로는 출력단이 격리된 LED 등을 이용할 수 있다.In the normal state of the surge protector 110, the operating voltage V SPD of the surge protector 110 is equal to or greater than the input voltage V LINE , and the sensing voltage V IN of the surge protector is input The comparator CM 130 outputs 1 and the internal LED of the photodetector 140 becomes OFF since the voltage is equal to the voltage V LINE and is greater than the reference voltage V REF . As the photodetector 140, an LED or the like isolated from an output terminal may be used.

VSPD >= VLINE,
VIN = VLINE,
VIN > VREF,
LED = OFF
V SPD > = V LINE ,
V IN = V LINE ,
V IN > V REF ,
LED = OFF

한편, 서지 보호기(110)의 특성저하 또는 과전압 입력 상태에서는 다음 표 2와 같이, 서지 보호기(110)의 동작전압이 입력전압(VLINE) 보다 낮아지면 누설전류(Is)가 증가하고, 이로 인해 PTC(120)의 내부 저항치가 높아지면 PTC 전압(VPTC)는 상승하고, 이에 따라 서지 보호기(110)는 내부 과열이 제한된다. 이 때, 기준전압(VREF)은 입력전압(VLINE)에 비례하므로 감지전압(VIN)이 기준전압(VREF) 보다 작아지고, 비교기(CM;130)는 0을 출력하며, LED(140)는 ON 상태가 된다. If the operating voltage of the surge protector 110 is lower than the input voltage V LINE as shown in the following Table 2, the leakage current Is increases in the state where the surge protector 110 is in a degraded state or an overvoltage input state, When the internal resistance value of the PTC 120 becomes high, the PTC voltage V PTC rises, and accordingly, the surge protector 110 limits the internal overheating. At this time, since the reference voltage V REF is proportional to the input voltage V LINE , the sensing voltage V IN becomes smaller than the reference voltage V REF , the comparator CM 130 outputs 0, 140 are turned on.

VIN = VLINE - VPTC,
VIN < VREF,
LED = ON
V IN = V LINE - V PTC ,
V IN < V REF ,
LED = ON

일반적으로, 서지 전류가 PTC 최대 허용 전류(Maximum Fault Current)를 초과하여 발생하면, PTC(120)는 파손되고 영구적 개방 상태가 된다. 만일 서지 보호기(110) 역시 같은 시점에 영구적 개방 상태가 되면 다음 표 3과 같이, 감지전압(VIN)은 R1 저항을 통해 접지전압 VGND와 같아지고, 이는 다시 기준전압(VREF)보다 작으므로 비교기(CM;130)는 0을 출력하고, LED(140)는 ON 상태가 된다.Generally, if the surge current occurs beyond the PTC maximum allowed current, the PTC 120 will break and become permanently open. If the surge protector 110 also becomes permanently open at the same time, the sense voltage V IN becomes equal to the ground voltage V GND through the resistor R 1, which is again less than the reference voltage V REF , The comparator (CM) 130 outputs 0, and the LED 140 becomes ON.

VIN = VGND,
VIN < VREF,
LED = ON
V IN = V GND ,
V IN < V REF ,
LED = ON

이러한 바람직한 실시예에 따른 서지 보호기의 특성저하 감지회로(100)는 기준전압(VREF) 설정을 통해 특성저하 감지범위를 정밀하게 유지할 수 있으나 비교기(CM) 회로가 추가되어야 한다.The surge protector degradation detection circuit 100 according to this preferred embodiment can precisely maintain the degradation detection range by setting the reference voltage V REF , but a comparator (CM) circuit must be added.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서지 보호기의 특성저하 감지회로를 도시한 회로도로서, 비교기 없이 저항 및 LED을 이용하여 저렴하게 구성한 예이다.FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a circuit for detecting the degradation of the characteristics of a surge protector according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 서지 보호기의 특성저하 감지회로(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 부하(10)에 병렬로 연결되어 서지 전압으로부터 부하(10)를 보호하기 위한 서지 보호기(210)와, 서지 보호기(210)에 직렬로 연결되어 서지 보호기의 누설전류가 증가하면 이에 비례하여 저항이 증가하면서 전압이 상승하는 피티시(PTC;220)와, 피티시(PTC;220)에 병렬로 연결되어 피티시(PTC)의 전압에 따라 점등되면서 밝기가 변화되어 서지 보호기의 특성저하 상태를 아날로그적으로 표시하는 엘이디(LED; 230)로 구성되어 과전압 입력 또는 서지 보호기의 특성저하 발생 시 서지 보호기의 내부 과열을 제한하고 피티시(PTC) 전압에 비례하여 엘이디(LED) 전류 세기를 조정하는 것이다.3, a surge protector of a surge protector according to another embodiment of the present invention includes a surge protector (not shown) connected in parallel to a load 10 to protect the load 10 from a surge voltage (PTC) 220 that is connected in series to the surge protector 210 and increases in voltage with an increase in resistance in proportion to an increase in the leakage current of the surge protector, (LEDs) 230 that are connected in parallel and are turned on according to the voltage of the PTC (PTC) to change the brightness and display the characteristic degradation state of the surge protector in an analog manner. When the overvoltage input or the characteristics of the surge protector deteriorates Limiting the internal overheating of the surge protector and adjusting the intensity of the LED current proportional to the PTC voltage.

도 3을 참조하면, LED 전류(ILED)는 다음 수학식 2와 같이, PTC 전압 VPTC에 비례한다. Referring to FIG. 3, the LED current (I LED ) is proportional to the PTC voltage V PTC , as shown in the following equation (2).

Figure 112016127398214-pat00002
Figure 112016127398214-pat00002

서지 보호기(210)가 정상적인 상태에서 LED 전류(ILED)는 다음 표 4와 같이 매우 낮다. The LED current (I LED ) is very low as shown in the following Table 4 when the surge protector 210 is in a normal state.

VIN = VLINE,
VPTC = 0,
ILED = 0
V IN = V LINE ,
V PTC = 0,
I LED = 0

서지 보호기(210)가 특성저하 또는 과전압 입력 상태에서는 다음 표 5와 같이 서지 보호기(210)의 동작전압이 입력전압(VLINE)보다 낮아지면 누설전류(Is)가 증가하고, 이로 인해 PTC(220)의 내부 저항 치가 높아지면 PTC 전압(VPTC)은 상승하고, 서지 보호기(210)의 내부 과열은 제한된다. 이 때, LED 전류 ILED 는 PTC전압(VPTC)에 비례하여 상승한다.When the operating voltage of the surge protector 210 is lower than the input voltage V LINE as shown in the following Table 5, the leakage current Is increases and the PTC 220 , The PTC voltage V PTC rises and the internal overheating of the surge protector 210 is limited. At this time, the LED current I LED rises in proportion to the PTC voltage (V PTC ).

VLINE > VIN,
VPTC > 0,
ILED > 0
V LINE > V IN ,
V PTC > 0,
I LED > 0

일반적으로 서지 전류가 PTC 최대 허용 전류를 초과하여 발생하면(Maximum Fault Current), PTC(220)는 파손되고 영구적 개방 상태가 된다. 만일 서지 보호기(210) 역시 같은 시점에 영구적 개방 상태가 되면, LED 전류 ILED는 다음의 수학식 3과 같이 R7, R8 저항에 합산에 반비례하고, 입력전압 VLINE에 비례한다.Generally, if the surge current occurs beyond the PTC maximum allowable current (Maximum Fault Current), the PTC 220 will break and become permanently open. If the surge protector 210 also becomes permanently open at the same time, the LED current I LED is inversely proportional to the sum of the R7 and R8 resistances and proportional to the input voltage V LINE , as shown in Equation 3 below.

Figure 112016127398214-pat00003
Figure 112016127398214-pat00003

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

100,200: 서지 보호기의 특성저하 감지회로 10: 부하
110,210: 서지 보호기 120,220: 피티시(PTC)
130: 비교기 140: 광 검출기
150: 릴레이 230: 엘이디(LED)
100,200: Detecting circuit of surge protector degradation characteristic 10: Load
110,210 Surge protector 120,220 PTC (PTC)
130: comparator 140: photodetector
150: Relay 230: LED (LED)

Claims (3)

부하에 병렬로 연결되어 서지 전압으로부터 부하를 보호하기 위한 서지 보호기와,
상기 서지 보호기에 직렬로 연결되어 상기 서지 보호기의 누설전류에 따라 저항이 증가되는 피티시(PTC)와,
상기 피티시(PTC)와 상기 서지 보호기의 공통 연결단의 전압을 소정의 기준전압(VREF)과 비교하여 상기 서지 보호기의 특성 저하를 감지하기 위한 비교기와,
상기 비교기가 서지 보호기의 특성 저하를 감지하면 점등되어 특성 저하를 표시하는 광 검출기를 포함하고,
상기 기준전압(VREF)은,
상기 서지 보호기의 특성 저하를 검출하기 위한 기준전압으로서, 그 설정은 서지 보호기의 동작전압(VSPD, Maximum Operating Voltage or Reverse Stand-off Voltage) 및 그 감지 오차(VDIFF)를 고려하여 수학식
Figure 112018031266214-pat00009
으로 구해지고, 미리 설정된 감지 오차(VDIFF)가 작을수록 서지 보호기의 특성저하를 보다 조기에 감지할 수 있는 것을 특징으로 하는 서지 보호기의 특성저하 감지회로.
A surge protector connected in parallel to the load to protect the load from surge voltage,
(PTC) connected in series to the surge protector to increase the resistance according to a leakage current of the surge protector,
A comparator for comparing the voltage of the common connection terminal of the PTC and the surge protector to a predetermined reference voltage VREF to detect the degradation of the surge protector;
And a photodetector that is turned on when the comparator senses a deterioration in the characteristics of the surge protector,
The reference voltage (V REF )
(V SPD ) and a detection error (V DIFF ) of the surge protector, the setting of the reference voltage for detecting the deterioration of the characteristics of the surge protector,
Figure 112018031266214-pat00009
And the characteristic deterioration of the surge protector can be detected earlier as the preset detection error (V DIFF ) is smaller.
제1항에 있어서, 상기 서지 보호기의 특성저하 감지회로는,
상기 광 검출기가 점등되면 상기 부하의 전류를 차단하는 릴레이를 더 포함하여
과전압 입력 또는 서지 보호기의 특성저하 발생 시 서지 보호기의 내부 과열을 제한하고 피티시(PTC) 전압에 반비례하는 서지 보호기의 동작전압과 미리 설정된 서지 보호기 특성저하 기준전압을 비교기로 입력받아 그 출력으로 상기 릴레이를 제어하여 부하 전류를 차단하는 것을 특징으로 하는 서지 보호기의 특성저하 감지회로.
2. The surge protector according to claim 1,
And a relay for blocking the current of the load when the photodetector is turned on
When the overvoltage input or the characteristics of the surge protector deteriorates, it limits the internal overheating of the surge protector and inputs the operating voltage of the surge protector in inverse proportion to the PTC voltage and the preset reference surge protector degradation reference voltage to the comparator, And the load current is cut off by controlling the relay.
부하에 병렬로 연결되어 서지 전압으로부터 부하를 보호하기 위한 서지 보호기와,
상기 서지 보호기에 직렬로 연결되어 서지 보호기의 누설전류가 증가하면 이에 비례하여 저항이 증가하면서 전압이 상승하는 피티시(PTC)와,
상기 피티시(PTC)에 저항(R7)과 함께 병렬로 연결되어 상기 피티시(PTC)의 전압에 따라 점등되면서 밝기가 변화되어 상기 서지 보호기의 특성저하 상태를 아날로그적으로 표시하는 엘이디(LED)로 구성되고,
상기 엘이디(LED)에 흐르는 전류(ILED)는
수학식
Figure 112018031266214-pat00010
에 따라 산출되며,
과전압 입력 또는 서지 보호기의 특성저하 발생 시 상기 서지 보호기의 내부 과열을 제한하고 상기 피티시(PTC) 전압(VPTC)에 비례하여 상기 엘이디(LED) 전류 세기를 조정하는 것을 특징으로 하는 서지 보호기의 특성저하 감지회로.
A surge protector connected in parallel to the load to protect the load from surge voltage,
(PTC) which is connected in series to the surge protector and whose voltage increases when the leakage current of the surge protector increases,
(LED) which is connected to the PTC in parallel with a resistor R7 and is turned on according to the voltage of the PTC to change the brightness of the PTC so as to analogously display the characteristic deterioration state of the surge protector, &Lt; / RTI &gt;
The current (I LED ) flowing through the LED
Equation
Figure 112018031266214-pat00010
Lt; / RTI &gt;
(LED) current intensity in proportion to the PTC voltage (V PTC ) while restricting internal overheating of the surge protector when an overvoltage input or a surge protector degrades in characteristics. Characteristic degradation detection circuit.
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