(19)대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(51) 。Int. Cl.
G01R 25/00 (2006.01)
(45) 공고일자
(11) 등록번호
(24) 등록일자
2006년05월23일
10-0583173
2006년05월17일
(21) 출원번호 10-2004-0012056 (65) 공개번호 10-2005-0083513
(22) 출원일자 2004년02월23일 (43) 공개일자 2005년08월26일
(73) 특허권자 서재성
경기도 고양시 덕양구 관산동 186-21 동아빌라 5-202
(72) 발명자 서재성
경기도 고양시 덕양구 관산동 186-21 동아빌라 5-202
심사관 : 김재문
(54) 상 판별기
요약
본 발명은 입력되는 교류 3상 전원을 항상 검사하여 상의 방향이 변경되거나 결상이 되는 경우 이를 검출하여 신호를 출력
하는 상 판별기에 관한 것으로서, 교류 3상 전원을 입력받아 두 개의 포토커플러(PHOTO COUPLER)로 3상의 방향을 검
출하는 상검출부(200)와 한 개의 스위치와 1차 권선을 2개 가진 변압기로 구성되어 결상 검출과 입력전압을 절환할 수 있
는 전압절환부(300)와 상검출부(200)에서 검출된 신호를 릴레이를 통해 외부로 출력하는 신호출력부(400)와 회로 전체에
직류전원을 공급하는 전원부(500)로 구성된 것을 특징으로 하는 발명이다.
대표도
도 1
색인어
3상 판별기 역상 결상 PHASE DISCRIMINATOR
명세서
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 상 판별기에 대한 구체적인 회로도이며,
도 2는 전압 절환 회로를 설명하기 위한 회로도이며,
도 3은 도 1의 각 지점에 대한 타이밍 차트이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
등록특허 10-0583173
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200 : 상검출부 202 : 제 1 포토커플러
204 : 제 2 포토커플러 300 : 전압절환부
400 : 신호출력부 500 : 전원부
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 상 판별기에 대한 것으로서, 입력되는 교류 3상 전원을 항상 검출하여 상의 방향이 변경되거나 결상이 되는 경
우 신호를 출력하여 교류 3상 기기가 역상이나 단상으로 소손되는 것을 방지한다. 일반적인 상 판별기는 OP-AMP
(OPERATIONAL AMPLIFIER)나 마이크로 프로세서를 적용하여 가격이 높고 오동작의 우려가 있으며 특히 현재 많이 사
용되는 인버터(INVERTER)등의 기기에서 발생하는 고주파 잡음에 취약한 문제가 있고 입력되는 교류 3상 전압에 따라 서
로 다른 제품이 필요하다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 입력되는 교류 3상 전원이 결상이 되거나 상의 방향이 변
경되는 경우 출력신호를 발생함으로써 사용자에게 경보를 하거나 교류 3상에서 사용중인 기기를 역상이나 결상으로부터
보호하고 교류 3상 전원의 전압차에 관계없이 사용할 수 있는 상 판별기를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상 판별기는, 입력되는 교류 3상 전원의 두 상에 서로 반대로 연결되어 역상
과 정상을 판별하는 두 개의 포토커플러 회로로 구성된 상검출부(200)와 저압과 저압의 2배에 해당하는 고압의 교류 3상
전원 입력에 전압절환을 통해 사용할 수 있도록 절환스위치와 1차 권선을 2개 가진 변압기로 구성된 전압절환부(300)와
상검출부(200)의 신호를 입력받아서 릴레이(RELAY)를 통해 신호를 출력하는 신호출력부(400)와 직류 전원을 공급하는
전원부(500)로 구성된 것을 특징으로 한다.
발명의 구성 및 작용
이하, 상술한 내용을 본 발명에 따른 실시예를 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 상 판별기에 대한 구체적인 회로도로서, 입력되는 교류 3상 전원의 상을 각각 R상, S상, T상이라고 할 때
상검출부(200)는 R상과 S상에 연결된 저항 R1과 다이오드(DIODE) D1과 저항 R5와 제 1 포토커플러(202)와 제너 다이
오드 ZD1과 저항 R4와 커패시터(CAPACITOR) C2로 구성된 역상 검출 회로와 S상과 R상에 연결된 저항 R2와 다이오드
D2와 저항 R6과 제 2 포토커플러(204)와 제너 다이오드 ZD2와 저항 R3과 커패시터 C1로 구성된 정상 검출 회로로 구분
할 수 있는데 두 회로는 동일하고 방향만 반대이며 R상과 S상이 정상적으로 입력되면 두 회로중 한 회로는 반드시 동작해
서 출력이 나타나며 두 회로에서 아무런 출력이 나타나지 않는다면 결상으로 판별한다.
상검출부(200)를 정상 검출 회로를 기준으로 동작을 설명하면 R상이 S상보다 120도 위상이 앞서게 되면 전압차에 의하여
R상에서 S상으로 전류가 흐르고 이때 제 2 포토커플러(204)가 동작하게되어 정상 신호가 발생하는데, 저항 R2와 커패시
터 C1이 임피던스(IMPEDANCE)로 작용하여 제 2 포토커플러가 동작할 수 있도록 전압을 강하시키고 제 2 포토커플러
(204)와 역방향으로 연결된 다이오드 D2는 역전압을 흡수하며 저항 R6은 도통각을 제한하고 제너 다이오드 ZD2는 제 2
포토커플러(204)의 동작 전압을 제한하며 저항 R3은 잔류 전하를 T상으로 바이패스(BY PASS)시켜 2차에 초당 60개의
펄스(PULSE) 형태의 신호를 출력하는데, R상이 S상보다 120도 위상이 늦게되면 전류가 S상에서 R상으로 흘러 제 2 포토
커플러(204)는 동작하지 않고 제 1 포토커플러(202)가 동작하여 2차에 역상 신호가 출력된다.
그리고 교류 3상 전원의 T상에 한 단자가 연결되고 R상과 S상중 한 상에 다른 한 단자가 연결되는 전압절환부(300)는 결
상이 되면 회로에 직류전원이 공급되지 못해 결상 상태를 출력하게 되며 절환스위치 SW1과 1차 권선이 2개인 변압기 T1
로 구성된다.
등록특허 10-0583173
- 2 -
도 2에 도시된 회로도는, 절환스위치의 동작에 따른 절환 회로의 변화를 설명하는데 절환스위치를 저압으로 선택하면 변
압기 T1의 1차 권선 2개가 병렬 회로로 구성되어 임피던스를 구성하는 저항 R2와 커패시터 C2가 S상에 연결되고 고압으
로 선택하면 변압기 T1의 1차 권선 2개가 직렬 회로로 구성되고 두 권선의 중점에 저항 R2와 커패시터 C2가 연결되고 S
상과 T상의 반전압이 저항 R2와 커패시터 C2에 입력되어 저압과 고압의 전압차가 크지 않아서 회로를 그대로 사용할 수
있다.
그리고 신호출력부(400)는 초기에는 결상 출력인 POWER_DROP을 나타내다가 제 1 포토커플러(202)나 제 2 포토커플러
(204)의 신호가 입력되면 동작하는 정상-결상 릴레이 RELAY1 회로와 제 2 포토커플러(204)의 신호가 입력되면 동작하
는 정상-역상 릴레이 RELAY2 회로로 구성되는데, 역상 검출 회로인 제 1 포토커플러(202)가 동작하면 VCC에 연결된 저
항 R7을 통해 커패시터 C3과 R9로 이루어진 C-R충방전 회로에 1초에 60개의 펄스(PULSE)형태의 신호로 전하가 충전
되며 다이오드 D3을 통해 역상-결상 릴레이 RELAY1을 여자시키는 트랜지스터 Q1을 동작시켜 정상을 나타내는
POWER_NORMAL을 출력하게 되고 정상-역상 릴레이 RELAY2는 여자되지 않는다.
또 정상 검출 회로인 제 2 포토커플러(204)가 동작하면 VCC에 연결된 저항 R8을 통해 커패시터 C4과 저항 R10으로 구성
된 C-R 충방전 회로에 전하가 충전되면 정상-역상 릴레이 RELAY2를 여자시키는 트랜지스터 Q2를 동작시켜 정상을 나
타내는 DIRECTION_CW를 출력하게되고 C-R 충방전 회로의 전하는 다시 다이오드 D4를 통해 커패시터 C6과 저항 R8로
구성된 C-R 충방전 회로를 통해 정상-결상 릴레이 RELAY1을 여자시키는 트랜지스터 Q1을 동작시켜 정상 출력인
POWER_NORMAL을 출력시키는데 커패시터 C6과 저항 R8로 구성된 C-R 충방전 회로는 정상-역상 릴레이 RELAY2가
먼저 여자되어 안정화된 후 정상-결상 릴레이 RELAY1을 여자시키도록 시간을 지연시키는 역할을 한다.
전원부(500)은 전체 회로에 직류전원을 공급한다.
도 3에 도시된 타이밍 차트는 정상-역상 릴레이 RELAY2가 정상출력인 DIRECTION_CW를 출력할 때 입력되는 교류 3상
전원의 R상 신호(A)와 S상 신호(B)와 제 2 포토커플러(204)의 양극(ANDDE) 신호(C)와 커패시터 C4와 R10으로 구성된
C-R충방전 회로의 신호(D)와 트랜지스터 Q2의 베이스(BASE) 신호(E)와 커패시터 C6과 R8로 구성된 C-R 충방전 회로
의 신호(F)를 보여준다.
발명의 효과
상기와 같이 구성된 본 발명의 상 판별기는, 교류 3상 전압의 전압차에 관계없이 동일한 제품을 사용할 수 있고 , 전압의 유
무로 상 판별이 이루어져 잡음에 강하며 회로가 간단하여 신뢰성이 높고 가격을 저렴하게 만든 발명이다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
입력되는 교류 3상 전원의 각각 R상, S상, T상이라고 할 때 R상과 S상에 서로 반대로 연결되어 역상과 정상을 판별하는
두 개의 포토커플러 회로로 구성된 상검출부(200)와 상검출부(200)에 연결된 교류 3상 전원의 두 상중 한 상과 T상에 연
결되어 저압과 저압의 2배에 해당하는 고압의 교류 3상 전원의 입력에서 전압절환을 통해 사용할 수 있도록 절환스위치와
1차 권선을 2개 가진 변압기로 구성된 전압절환부(300)와 상검출부(200)의 신호를 입력받아서 릴레이(RELAY)를 통해
신호를 출력하는 신호출력부(400)로 구성된 것을 특징으로 하는 상 판별기.
청구항 2.
제 1항에 있어서, R상과 S상에 서로 역방향으로 연결되어 상의 방향을 검출 할 수 있도록 상검출부(200)의 저항 R1과 저
항 R2와 커패시터 C1과 커패시터 C2와 제 1 포토커플러(202)와 제너 다이오드 ZD1과 제 2 포토커플러(204)와 제너 다
이오드 ZD2로 구성된 것을 특징으로 하는 상 판별기.
청구항 3.
등록특허 10-0583173
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제 1항에 있어서, 전압절환부(300)에서 절환스위치 SW1과 1차 권선을 2개 가진 변압기 T1과 저항 R2와 커패시터 C2로
구성된 것을 특징으로 하는 상 판별기
도면
도면1
등록특허 10-0583173
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도면2
등록특허 10-0583173
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도면3
등록특허 10-0583173
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