KR101979216B1

KR101979216B1 - 누설전류 검출장치 및 이 장치를 갖는 누전차단기

Info

Publication number: KR101979216B1
Application number: KR1020180092312A
Authority: KR
Inventors: 김선정
Original assignee: 주식회사 써니아이씨
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2018-08-08
Publication date: 2019-05-17

Abstract

본 발명은 영상변류기로부터 입력되는 입력신호에 의해 전기 선로의 누전 발생 여부를 판단하는 누설전류 검출장치에 관한 것으로, 누설전류 검출장치는 입력신호에 대해 필요한 처리를 실행하는 신호 처리부와, 신호 처리부가 처리한 신호에 의해 전기 선로를 차단하는 차단신호를 출력하는 신호 출력부를 포함하고, 신호 처리부는, 입력신호를 증폭하는 증폭부와 누설전류 검출장치의 차단전압을 변화시키는 전류공급회로를 포함하며, 증폭부는 입력신호를 증폭하는 차동 쌍과, 차동 쌍의 컬렉터 측에 접속되며 베이스와 컬렉터가 서로 접속된 양극성 접합 트랜지스터와, 차동 쌍과 양극성 접합 트랜지스터 사이에 각각 접속된 저항을 포함하고, 전류공급회로는 증폭부와 동일한 구성을 구비하는 입력단 복제전류 공급회로로 구성된다.

Description

누설전류 검출장치 및 이 장치를 갖는 누전차단기{LEAKAGE CURRENT DETECTING APPARATUS AND EARTH LEAKAGE CIRCUIT BREAKER HAVING THE SAME}

본 발명은 누설전류 검출장치 및 이 장치를 갖는 누전차단기에 관한 것이다.

각종 전기선로나 기기 등의 지락(地絡)에 의한 누전을 검출하고, 누전이 검출되면 당해 전기선로로부터 부하 측으로 공급되는 전력공급을 차단함으로써 전기선로나 기기 등에 대한 전력 공급을 차단하는 장치로 누전차단기가 널리 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 누전차단기의 누설전류 검출장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이며, 도 1에 나타내는 것과 같이, 일반적으로 누전차단기는 외부로부터 입력되는 교류 전원을 직류로 변환하고 이를 각 부의 동작에 필요한 전압이나 기준신호 또는 전류를 생성하는 신호 생성부(110)와, 전기 선로의 누전 발생 시에 영상변류기가 출력하는 누설전류 감지신호에 대해 증폭 등의 처리를 실행하는 신호 처리부(130)와, 신호 처리부(130)가 처리한 신호에 의해 상기 전기 선로의 차단 여부를 결정하고 필요한 차단신호를 출력하는 신호 출력부(150)로 이루어지는 누설전류 검출회로(100)를 포함하며, 예를 들어 특허문헌 1, 2 등에는 이와 같은 구성을 구비하는 누전차단기의 누설전류 검출장치가 개시되어 있다.

한편, 특허문헌 1, 2 등의 종래의 누전차단기의 누설전류 검출장치는 상기 신호 생성부와 신호 처리부 및 신호 출력부 등을 구성하는 회로소자로 통상 1㎛ 이상, 경우에 따라서는 100㎛ 이상의 BJT(Bipolar Function Transistor) 소자를 사용하고 있었고, 이에 따라 누설전류 검출장치의 소형화, 고속화 및 저 소비전력화 등에 한계가 있었다.

공개특허 10-2010-0080188호 공보(2010. 7. 8. 공개) 일본 특개 소57-95132호 공보(1982. 6. 12. 공개)

본 발명은 0.35㎛ 이하의 소형 회로소자를 사용하여 누설전류 검출장치를 구성함으로써 종래기술의 상기 과제를 해결하는 동시에, 회로소자의 소형화에 따른 정전기 등의 외부 충격으로부터 장치의 오동작을 방지하도록 한 누설전류 검출장치 및 이 장치를 갖는 누전차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 누설전류 검출장치는, 영상변류기로부터 입력되는 입력신호에 의해 전기 선로의 누전 발생 여부를 판단하는 누설전류 검출장치로, 상기 누설전류 검출장치는 상기 입력신호에 대해 필요한 처리를 실행하는 신호 처리부와, 상기 신호 처리부가 처리한 신호에 의해 상기 전기 선로를 차단하는 차단신호를 출력하는 신호 출력부를 포함하고, 상기 신호 처리부는, 상기 입력신호를 증폭하는 증폭부와 상기 누설전류 검출장치의 차단전압을 변화시키는 전류공급회로를 포함하며, 상기 증폭부는 상기 입력신호를 증폭하는 차동 쌍과, 상기 차동 쌍의 컬렉터 측에 접속되며 베이스와 컬렉터가 서로 접속된 양극성 접합 트랜지스터와, 상기 차동 쌍과 상기 양극성 접합 트랜지스터 사이에 각각 접속된 저항을 포함하고, 상기 전류공급회로는 상기 차동 쌍의 후미전류의 전류 미러 회로를 구성하며, 상기 증폭부와 동일한 구성을 구비하는 입력단 복제전류 공급회로로 이루어진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 누전차단기는, 상기 누설전류 검출장치와, 상기 누설전류 검출장치의 출력신호에 따라서 상기 전기선로를 차단하는 트립 수단을 포함한다.

상기 구성에 의해 본 발명은 누설전류 검출장치의 소형화, 고속화 및 저 소비전력화가 가능한 동시에, 회로소자의 소형화에 따른 차단전압의 변화율을 감소시킬 수 있고, 정전기 등의 외부 충격으로부터 장치의 오동작을 방지하도록 한 누설전류 검출장치 및 이 장치를 갖는 누전차단기를 얻을 수 있다.

도 1은 일반적인 누전차단기의 누설전류 검출장치의 전체 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 신호 생성부의 구성을 나타내는 회로도,
도 3은 신호 처리부의 구성을 나타내는 회로도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시형태의 증폭부 및 전류공급회로의 구성을 나타내는 회로도,
도 5는 도 4의 증폭부 및 전류공급회로에 의한 차단전압 변화 값을 나타내는 그래프,
도 6은 신호 출력부의 구성을 나타내는 회로도,
도 7은 증폭부 및 전류공급회로의 변형 예를 나타내는 회로도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태의 누설전류 검출장치(100) 및 이 장치를 이용한 누전차단기에 대해서 도 1 내지 6을 참조하면서 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서는 종래의 일반적인 누설전류 검출장치(100)의 신호 생성부(110)와 신호 처리부(130) 및 신호 출력부(150)와 본 발명의 바람직한 실시형태의 누설전류 검출장치(100)의 신호 생성부(110)와 신호 처리부(130) 및 신호 출력부(150)의 차이점을 중심으로 설명하며, 종래의 일반적인 누설전류 검출장치(100)의 신호 생성부(110)와 신호 처리부(130) 및 신호 출력부(150)의 구성 및 동작에 대해서는 공지의 기술이므로 본 실시형태와의 차이점의 설명을 위해 필요한 사항에 대해서만 간단하게 설명하고, 그 외의 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 신호 생성부(110)에 대해서 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2는 신호 생성부의 구성을 나타내는 회로도로서, (a)는 종래의 일반적인 신호 생성부(110)의 구성을, (b)는 본 발명의 바람직한 실시형태의 신호 생성부(110)의 구성을 각각 나타내는 회로도이다.

도 2 (a), (b)에 나타내는 것과 같이, 종래의 신호 생성부(110)와 본 발명의 바람직한 실시형태의 신호 생성부(110)는 당해 신호 생성부(110)에 입력하는 교류 전원(AC in)의 써지(surge) 잡음으로부터 회로를 보호하는 바리스터(VR1)와 교류 전원(AC in)을 직류로 정류하는 다이오드(DP1-DP4)와 정류한 직류 전원을 각 부를 구동하기 위한 구동전압(Vcc)인 직류 전압으로 변환하는 저항(R0) 및 커패시터(C1)와, 구동전압(Vcc)이 일정 전압 이상으로 상승하지 않도록 제한하는 구동전압 제한부(111)와 누설전류 검출장치(100) 내부의 각 부에서 필요한 전원과 기준신호를 생성하는 내부 기준신호 발생부(113)를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시형태의 신호 생성부(110)가 종래의 신호 생성부(110)와 다른 점은, 본 실시형태의 신호 생성부(110)는 0.35㎛ 이하의 MOS 공정용 소자를 사용하여 제품의 소형화를 도모하는 동시에, 이에 따른 내전압의 보완 및 정전기 충격에 의한 보호 강화 등을 위해 다음과 같은 구성을 추가 내지 보완하고 있다는 점에 있다.

구체적으로는, 본 실시형태의 신호 생성부(110)에서는 교류 전원(AC in)을 직류로 정류하는 다이오드(DP1-DP4)의 출력단자(Vs)와 접지 사이에 바리스터(VR11)를 추가하여, 외부로부터 인입되는 써지에 의해 후술하는 전원차단용 실리콘 제어정류기(SCR)가 온(ON)이 되는 오동작을 방지하도록 하고 있다.

또, 종래의 구동전압 제한부(111)는 다이오드(D0)의 단일 소자로 구성되어 있었고, 이 다이오드(D0)는 항복전압이 통상 50V 이상이었으나, 본 실시형태의 0.35㎛ 이하의 MOS 공정에서 사용되는 소자는 통상 20V 이하의 낮은 내전압을 갖는다는 문제의 개선을 위해, 본 실시형태의 신호 생성부(110)는 3개의 양극성 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor : BJT, Q1~Q3)와 3개의 제너 다이오드(Z1~Z3)를 직렬로 연결한 구성으로 하였다.

상세하게는, 3개의 양극성 접합 트랜지스터(Q1~Q3) 각각의 베이스와 컬렉터를 서로 연결하여 다이오드와 마찬가지로 대략 0.7V에서 온 되도록 하였고, 3개의 제너 다이오드(Z1~Z3)는 각각 제너 전압인 대략 6.5V에서 온 되므로, 결과적으로 구동전압 제한부(111)는 대략 21.6V((0.7Vx3) + (6.5Vx3) = 21.6V) 이내로 구동전압을 제한하도록 하였다.

또, 구동전압(Vcc) 단자와 접지 사이에 DMOS(Double-Diffused MOS) 트랜지스터(M11)와 저항(R11)을 추가하여 내전압이 낮아진 구동전압 제한부(111)를 보완하는 동시에, 누설전류 검출장치(100) 전체를 정전기 충격으로부터 보호할 수 있도록 하였다.

또, 본 실시형태의 내부 기준신호 발생부(113)는 3개의 BJT(Q6~Q8)와 1개의 제너 다이오드(Z4)의 직렬접속에 의해 기준전압(Vref)을 생성하도록 하고 있고, 생성한 기준전압(Vref)을 후술하는 신호 처리부(130)와 신호 출력부(150)로 출력하는 출력용 소자로 종래의 내부 기준신호 발생부(113)의 BJT(Q4) 대신 30V 이상의 높은 내전압을 가지는 DMOS 트랜지스터(M13)를 사용함으로써 회로의 내전압을 보강하는 동시에, 낮은 온 저항(수 mohm 이하) 특성을 가지며 열의 발생도 매우 적은 DMOS 트랜지스터(M13)에 의해 열로 인한 전력손실을 거의 제거할 수 있도록 하였다.

또, 본 실시형태의 내부 기준신호 발생부(113)는 BJT(Q5)가 출력단자와 DMOS 트랜지스터(M13)의 게이트 단자 사이에서 부궤환(negative feedback)을 가지도록 구성하여 더욱 안정적인 기준전압(Vref)을 제공하도록 하고 있다.

또, DMOS 트랜지스터(M13)의 게이트 단자와 접지 사이에 MOS FET(M12)를 접속하여 높은 직류전압을 전달하는 DMOS 트랜지스터(M13)와 BJT(Q5~Q8) 및 제너 다이오드(Z4)를 정전기와 같은 충격으로부터 보호하도록 하였다.

다음에, 신호 처리부(130)에 대해서 도 3을 참조하면서 설명한다. 도 3은 신호 처리부의 구성을 나타내는 회로도로서, (a)는 종래의 일반적인 신호 처리부(130)의 구성을, (b)는 본 발명의 바람직한 실시형태의 신호 처리부(130)의 구성을 각각 나타내는 회로도이다.

도 3 (a)에 나타내는 것과 같이, 종래의 신호 처리부(130)는 전기 선로에 누전이 발생하면 영상변류기(ZCT)가 출력하는 입력신호(유도전류)를 전압신호로 변환하는 저항(R3, R4)과 입력신호의 크기를 일정전압 이하로 제한하는 제너 다이오드(Z1)와 입력신호에 포함되어 있는 고주파 잡음을 제거하는 커패시터(C2)와 입력신호가 일정한 직류전압으로 입력되도록 하는 기준전압회로(131) 및 증폭부(133)를 포함하며, 기준전압회로(131)와 증폭부(133)는 100㎛ 이상의 BJT(Q2a~Q9a)와 다이오드(D1~D3) 및 저항(R5~R9) 등으로 구성되어 있다.

이에 반해, 본 발명의 바람직한 실시형태의 신호 처리부(130)는, 도 3 (b)에 나타내는 것과 같이, 0.35㎛ 이하의 MOS 공정용 소자를 사용하여 제품의 소형화를 도모하는 동시에, 이에 따른 내전압의 보완, 정전기 충격에 의한 보호 강화 및 다른 시스템 칩과의 융합 시 증가하는 잡음에 의한 오동작을 방지하도록 하고 있다.

구체적으로는, 먼저, 신호 처리부(130)의 입력단 및 출력단과 구동전압 단자(Vcc) 사이에 다이오드(D11, D12)와 다이오드(D13)를 각각 접속하여, 입력단 및 출력단으로 입력되는 정전기의 (+) 전하가 회로 내부로 흐르지 않고 이들 다이오드(D11, D12, D13)를 통해서 구동전압 단자(Vcc)로 흐르도록 하고 있다.

또, 신호 처리부(130)의 입력단 및 출력단과 접지 사이에 각각 게이트와 소스가 상호 접속된 CMOS 트랜지스터(M11, M12)와 베이스 단자가 플로팅 되어 마치 N-P-P-N 다이오드와 같이 동작하는 BJT(Q11)를 각각 접속하여, 정전기의 (-)전하에 의한 충격 발생 시 각각 상기 다이오드(D11, D12) 및 다이오드(D13)와 함께 동작하도록 함으로써 정전기의 (-) 전하가 회로 내부로 흐르지 않고 접지단자로 흐르도록 하고 있다.

신호 처리부(130)는 전기선로에 누설전류가 발생한 때에 영상변류기(ZCT)로부터 입력하는 입력신호가 누설전류인가 여부를 기준전압과 비교하여 판단하므로 잡음에 의한 영향을 거의 받지 않아야 하며, 따라서 본 실시형태에서는 증폭부(133)의 차동 쌍을 구성하는 0.35㎛ 이하의 소형화된 BJT(Q2a, Q3a)는 미스 매칭(mismatching)의 감소를 위해 각각 4개 이상의 BJT를 병렬로 접속하였다.

또, 증폭부(133)의 차동 쌍을 구성하는 BJT(Q2a, Q3a)의 낮아진 내전압에 따른 컬렉터 단자의 전압 증가를 제한하여 이들 BJT(Q2a, Q3a)의 내전압 능력을 보완하기 위해, 베이스와 컬렉터를 서로 연결하여 다이오드와 같이 동작하도록 한 BJT(Q1a)을 BJT(Q2a, Q3a)의 컬렉터 단에 추가하여 BJT(Q2a, Q3a)에 걸리는 전압을 문턱 전압만큼 드롭시키도록 하고 있다.

또, 본 실시형태의 신호 처리부(130)에서는 입력단과 접지 사이에 커패시터(C11, C12)를 추가하여, 시스템 칩과 융합 시 증가하는 고주파 잡음으로부터 영상변류기를 통해 입력되는 미약한 누설전류 감지신호를 보호할 수 있도록 하였다.

또, 본 실시형태의 신호 처리부(130)는 0.35㎛ 이하의 MOS 공정으로 구현 시에 문제가 되는, 잡음에 의한 영향이 기존보다 커져서 누전 여부를 판단하는 기준전압인 차단전압의 변화율이 증가한다는 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 구성도 채용하고 있다.

도 4에 나타내는 것과 같이, 신호 처리부(130)의 차단전압을 변화시키는 후미전류(tail current, It, 도 3 및 도 4 참조)의 전류 미러회로 구성인 전류공급회로(135)를 BJT(Q1a, Q2a, Q3a)와 저항(R7, R8)으로 이루어지는 증폭부(133)와 동일한 구성을 이루는, 즉, BJT(Q11, Q22, Q33)와 저항(R77, R88)으로 이루어지는 입력단 복제전류 공급회로를 구성하도록 하고 있고, 이에 의해, 입력단에서 발생하는 잡음을 입력단 복제전류 공급회로에 동조시켜서 잡음 발생에 따른 비대칭을 최소화함으로써 복제전류 공급회로의 전류(Is) 와 후미전류(It) 사이의 변화를 최소화하여 차단전압의 변화율을 감소시킬 수 있도록 하고 있다.

상기 구성에 의하면, 예를 들어, 증폭부(133)를 구성하는 저항(R7, R8)의 공정변화에 의해 저항 R7 및 R8의 저항값이 △R7, △R8만큼 커지면, 동일하게 입력단 복제전류 공급회로의 저항(R77, R88)의 저항값도 △R77, △R88만큼 커지게 되며, 따라서 전류공급회로(135)의 전류 값(Is)의 변화 값(△Is)과 후미전류(It)의 변화 값(△It)이 동조되어 서로 동일한 방향의 변화 값을 보이게 된다. 만일, 전류 값(Is)의 변화 값(△Is)과 후미전류의 변화 값(△It)이 서로 다르면 두 전류의 변화 값(△)의 차이는 두 배(△=△Is-(-△It))로 커지게 된다.

이와 같은 입력단 복제전류 공급회로를 적용한 때의 차단전압의 변화율(△)의 차이를 스파이스 모델 파라미터(Spice model parameter)를 이용하여 몬테카를로 시뮬레이션(Monte carlo simulation)한 결과는 도 5와 같으며, 도 5에 나타내는 것과 같이, 종래의 일반적인 전류공급회로(135)를 사용한 경우 △=8mV(12mV 내지 20mV 범위)였으나, 본 실시형태의 입력단 복제전류 공급회로로 한 경우는 △=0.7mV(15.7mV 내지 16.4mV 범위) 이내로 감소하였으며, 이로부터 본 실시형태의 입력단 복제전류 공급회로를 적용한 전류공급회로(135)에 의하면 종래에 비해 차단전압 변화 값(△)이 현저하게 감소하였다는 것을 확인할 수 있었다. 여기서, 도 5는 도 4의 증폭부 및 전류공급회로에 의한 차단전압 변화 값을 나타내는 그래프이며, (a)는 종래의 차단전압 변화 값을, (b)는 본 발명의 바람직한 실시형태의 차단전압 변화 값을 각각 나타낸다.

다음에, 신호 출력부(150)에 대해서 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 6은 신호 출력부의 구성을 나타내는 회로도로서, (a)는 종래의 일반적인 신호 출력부(150)의 구성을, (b)는 본 발명의 바람직한 실시형태의 신호 출력부(150)의 구성을 각각 나타내는 회로도이다.

도 6 (a)에 나타내는 것과 같이, 종래의 신호 출력부(150)는 신호 출력의 시간을 조정하는 커패시터(C3)와 신호 처리부(130)로부터 인입되는 신호를 래치하는 래치 회로(151)와 전원차단용 실리콘 제어정류기(SCR)와 잡음 제거용 커패시터(C4, C5) 및 실리콘 제어정류기(SCR)가 안정된 동작을 할 수 있도록 신호 생성부(110)의 정류된 전원(Vs)의 잡음을 제거하는 저항(Re) 및 커패시터(C6) 등으로 구성되어 있다.

이에 반해 본 실시형태의 신호 출력부(150)는 신호 생성부(110) 및 신호 처리부(130)와 마찬가지로 0.35㎛ 이하의 MOS 공정용 소자를 이용하여 제품의 소형화를 이루는 동시에, 약해진 내전압의 보완과 함께 정전기 충격에도 견딜 수 있도록 하기 위해 다음과 같은 구성을 추가하고 있다.

상세하게는, 도 6 (b)에 나타내는 것과 같이, 먼저, 신호 출력부(150)의 입력단 및 출력단과 구동전압(Vcc) 단자 사이에 각각 다이오드(D21), 다이오드(D22) 및 다이오드(D23)를 추가하여 단자에서 발생하는 정전기의 (+) 전하가 회로 내부로 흐르지 않고 각각 다이오드(D21), 다이오드(D22) 및 다이오드(D23)를 통해서 구동전압(Vcc) 단자로 흐르도록 하고 있다.

또한, 입력단 및 출력단과 접지 사이에 저항(R21)을 통해 게이트와 소스가 서로 접속되어 항복전압을 낮춘 CMOS 트랜지스터(M21)와 베이스 단자가 플로팅 되어서 마치 N-P-P-N 다이오드와 같이 동작하는 BJT(Q22) 및 BJT(Q23)를 추가함으로써 정전기의 (-) 전하에 의한 충격 발생 시 각각 다이오드(D21), 다이오드(D22) 및 다이오드(D23)와 함께 정전기의 (-) 전하가 회로의 내부로 흐르지 않고 접지로 흐르도록 함으로써 각 단에 발생하는 정전기 충격을 회피할 수 있도록 하고 있다.

또, 신호 출력부(150)의 입력단과 BJT(Qa) 사이에 저항(R22)을 추가하여 정전기에 의한 충격 발생 시 흐르는 전류를 제한하도록 함으로써 BJT(Qa)와 다이오드(Da)를 정전기 충격에 의한 과전류로부터 보호할 수 있도록 하고 있다.

이상, 본 발명을 종래의 일반적인 구성의 신호 생성부(110), 신호 처리부(130) 및 신호 출력부(150)와 비교하면서 바람직한 실시형태에 의해서 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지는 않으며, 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한도 내에서 다양한 변경 또는 변형이 가능하다.

상기 실시형태에서는 신호 처리부(130)의 전류공급회로(135)를 증폭부(133)의 구성과 동일한 구성으로 복제하여 입력단 복제전류 공급회로를 구성하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 7과 같은 구성으로 간략화하여도 상기 실시형태의 전류공급회로(135)와 사실상 동일한 정도의 효과를 얻을 수 있다.

도 7은 증폭부 및 전류공급회로의 변형 예를 나타내는 회로도이며, 본 변형 예의 간략화한 전류공급회로(135a)는 실시형태의 도 4의, 각각 직렬 접속된 저항(R77) 및 BJT(Q22)와 저항(R88)과 BJT(Q33)가 서로 병렬 접속되어 입력단 복제전류 공급회로를 이루는 구성을 저항(R777)과 BJT(Q222)가 직렬 접속된 단일 구성의 입력단 복제전류 공급회로로 간략화하고 있다.

100 누설전류 검출장치
110 신호 생성부
130 신호 처리부
133 증폭부
135 전류공급회로
150 신호 출력부

Claims

영상변류기로부터 입력되는 입력신호에 의해 전기 선로의 누전 발생 여부를 판단하는 누설전류 검출장치로,
상기 누설전류 검출장치는 상기 입력신호에 대해 필요한 처리를 실행하는 신호 처리부와, 상기 신호 처리부가 처리한 신호에 의해 상기 전기 선로를 차단하는 차단신호를 출력하는 신호 출력부를 포함하고,
상기 신호 처리부는 상기 입력신호를 증폭하는 증폭부와 상기 누설전류 검출장치의 차단전압을 변화시키는 전류공급회로를 포함하며,
상기 증폭부는 상기 입력신호를 증폭하는 차동 쌍과, 상기 차동 쌍의 컬렉터 측에 접속되며 베이스와 컬렉터가 서로 접속된 양극성 접합 트랜지스터와, 상기 차동 쌍과 상기 양극성 접합 트랜지스터 사이에 각각 접속된 저항을 포함하고,
상기 전류공급회로는 상기 차동 쌍의 후미전류의 전류 미러 회로를 구성하며, 상기 증폭부와 동일한 구성을 구비하는 입력단 복제전류 공급회로로 이루어지는 누설전류 검출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 차동 쌍은 각각 4개 이상의 양극성 접합 트랜지스터가 병렬 접속된 것인 누설전류 검출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 신호 처리부는,
상기 신호 처리부의 입력단과 구동전압 단자 사이에 병렬 접속된 2개의 다이오드와,
상기 신호 처리부의 입력단과 접지 사이에 병렬 접속되며 각각 게이트와 소스가 상호 접속된 2개의 CMOS 트랜지스터와,
상기 신호 처리부의 출력단과 상기 구동전압 단자 사이에 접속된 다이오드와,
상기 신호 처리부의 출력단과 상기 접지 사이에 접속되며 베이스 단자가 플로팅 된 양극성 접합 트랜지스터를 더 포함하는 누설전류 검출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 신호 출력부는,
상기 신호 출력부의 입력단과 구동전압 단자 사이에 접속된 다이오드와,
상기 신호 출력부의 입력단과 접지 사이에 접속되며 저항을 통해 게이트와 소스가 서로 접속된 CMOS 트랜지스터와,
상기 신호 출력부의 출력단과 상기 구동전압 단자 사이에 접속된 다이오드와,
상기 신호 출력부의 출력단과 상기 접지 사이에 접속되며 베이스 단자가 플로팅 된 양극성 접합 트랜지스터를 더 포함하는 누설전류 검출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 누설전류 검출장치는 외부로부터 입력되는 교류 전원을 직류로 변환하고, 이로부터 상기 각 부의 동작에 필요한 전압이나 기준신호 또는 전류를 생성하여 상기 각 부에 공급하는 신호 생성부를 더 포함하고,
상기 신호 생성부는 3개의 양극성 접합 트랜지스터 3개의 제너 다이오드를 직렬로 접속된 구동전압 제한부를 포함하는 누설전류 검출장치.
청구항 5에 있어서,
상기 신호 생성부는,
3개의 양극성 접합 트랜지스터와 1개의 제너 다이오드의 직렬접속에 의해 구성되는 기준전압 생성부와,
상기 기준전압 생성부가 생성한 기준전압을 상기 신호 처리부와 상기 신호 출력부로 출력하는 기준전압 출력용 DMOS(Double-Diffused MOS) 트랜지스터를 포함하는 누설전류 검출장치.
청구항 6에 있어서,
상기 기준전압 출력용 DMOS 트랜지스터의 게이트 단자와 접지 사이에 접속된 정전기 충격 보호용 DMOS 트랜지스터를 더 포함하는 누설전류 검출장치.
청구항 5에 있어서,
구동전압 단자와 접지 사이에 접속되며 저항을 통해 게이트와 소스가 서로 접속된 내전압 보완용 DMOS 트랜지스터를 더 포함하는 누설전류 검출장치.
영상변류기로부터 입력되는 입력신호에 의해 전기 선로의 누전 발생 여부를 판단하는 누설전류 검출장치로,
상기 누설전류 검출장치는 상기 입력신호에 대해 필요한 처리를 실행하는 신호 처리부와, 상기 신호 처리부가 처리한 신호에 의해 상기 전기 선로를 차단하는 차단신호를 출력하는 신호 출력부를 포함하고,
상기 신호 처리부는,
상기 입력신호를 증폭하는 증폭부와 상기 누설전류 검출장치의 차단전압을 변화시키는 전류공급회로를 포함하며,
상기 증폭부는 상기 입력신호를 증폭하는 차동 쌍과, 상기 차동 쌍의 컬렉터 측에 접속되며 베이스와 컬렉터가 서로 접속된 양극성 접합 트랜지스터와, 상기 차동 쌍과 상기 양극성 접합 트랜지스터 사이에 각각 접속된 저항을 포함하고,
상기 전류공급회로는 상기 차동 쌍의 후미전류의 전류 미러 회로를 구성하며, 베이스와 컬렉터가 상호 접속된 2개의 양극성 접합 트랜지스터와 상기 2개의 양극성 접합 트랜지스터 사이에 접속된 저항을 포함하는 입력단 복제전류 공급회로로 이루어지는 누설전류 검출장치.
청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 누설전류 검출장치와,
상기 누설전류 검출장치의 출력신호에 따라서 상기 전기선로를 차단하는 트립 수단을 포함하는 누전차단기.