KR200390968Y1 - 전자접촉기의 코일구동회로 - Google Patents

전자접촉기의 코일구동회로 Download PDF

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KR200390968Y1 KR20-2005-0013209U KR20050013209U KR200390968Y1 KR 200390968 Y1 KR200390968 Y1 KR 200390968Y1 KR 20050013209 U KR20050013209 U KR 20050013209U KR 200390968 Y1 KR200390968 Y1 KR 200390968Y1
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최재혁
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

본 고안은 사용자 및 환경조건에 맞게 주접점의 석방시간 조절이 가능한 전자접촉기의 코일구동회로에 관한 것으로서, 스위치가 꺼져 전원이 오프되거나 순간 정전 현상이 발생되더라도 코일에서 발생되는 역기전력이 전자회로부에 손상을 주지 안는 것은 물론 발생된 역기전력의 흡수 시간 조절이 가능 함으로 설정 시간동안 코아를 통해 발생되는 유도기전력을 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 것이다.본 고안에 따른 코일구동부는 상기 제어신호부의 제어신호를 반전시키는 인버터와, 상기 인버터 출력신호를 코일에서 발생하는 역기전력을 흡수하는 트랜지스터 베이스와 절연시키는 전달부와, 역기전력 흡수시간을 조절하여 석방시간을 결정하기 위한 가변저항 및 콘덴서로 구성된 저항/콘덴서 조합부, 및 상기 트랜지스터를 보호하기 위하여 상기 트랜지스터의 컬렉터와 에미터에 병렬로 연결되는 바리스터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자접촉기의 코일구동회로{Coil operating circuit for electronic contactor}
본 고안은 사용자 및 환경조건에 맞게 주접점의 석방시간 조절이 가능한 전자접촉기의 코일구동회로에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 스위치가 꺼져 전원이 오프되거나 순간 정전 현상이 발생되더라도 코일에서 발생되는 역기전력이 전자회로부에 손상을 주지 안는 것은 물론 발생된 역기전력의 흡수 시간 조절이 가능 함으로 설정 시간동안 코아를 통해 발생되는 유도기전력을 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 것이다.
공장 자동화 시스템 구성 요소기기로서 전기공급, 차단장치인 전자접촉기가 필수적으로 사용되고 있으나, 낙뢰 등으로 인해 발생하는 순간정전 및 순시전압저하 (Voltage-Sag)는 전자접촉기를 트립시키고 해당 기기의 운전을 정지시켜 막대한 경제적 피해 손실을 유발 시킨다.
이에 순간정전 등의 짧은 순시전압 저하가 발생시에는 이를 보상하여 운전중인 전자접촉기의 온 상태를 유지시켜 정상 가동하게　하여줌으로 설비 재기동에 따른 공정지연과 연속공정 중단으로 발생되는 직, 간접 피해 손실을 사전에 방지 할 수 있어야 할 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래 전자 접촉기의 코일 구동 회로는 입력단자로부터 입력된 전원을 정류하여 각 회로에 직류 전압을 공급하는 정류부(10)와, 특정전압 이상에서의 동작을 위한 전압 검출부(20)와, 전압 검출부에서 검출된 전압을 입력으로 하여 제어 신호를 발생하는 제어 신호부(30)와, 제어 신호부에서 발생된 제어신호에 따라 온/오프 되는 스위칭부 (40)와, 전자 접촉기의 석방시 코일에서 발생되는 역기전력을 흡수하는 코일 구동부(50)로 구성된다.
코일 구동부(50)는 정류부에서 생성된 직류전압은 제 1 다이오드(D1)의 애노드와 연결되고, 제 1 다이오드(D1)의 캐소드에 애노드가 연결되는 제 2 다이오드(D2)와, 제 2 다이오드(D2)의 캐소드에 애노드가 연결되는 제 3 다이오드(D3)와, 제 1 다이오드의 에노드와 제 3 다이오드의 캐소드에 병렬로 연결되는 콘덴서(C1)과, 제 3 다이오드(D3)의 캐소드와 에미터가 연결되는 트랜지스터(Q1)와 트랜지스터(Q1)의 베이스와 연결되는 저항(R1)과 트랜지스터(Q1)의 컬레터와 에미터에 병렬로 연결되는 바리스터(TNR1)와 코일로 구성된다.
이와 같이 구성된 기존의 전자 접촉기의 코일 구동 회로는 입력단자에 동작전압 이상의 전압이 인가되면 전압 검출부(20)에서 이를 검출하고, 검출된 신호는 제어 신호부(30)로 전달하여, 도 2에 나타난 바와 같이 초기 전자 접촉기가 흡인동작을 할 수 있도록 흡인신호를 발생한 후 흡인 상태가 계속 유지 될 수 있도록 유지 신호를 발생시키며 이는 스위칭부(40)와 연결된다.
스위칭부(40)가 온(ON)되어 있는 동안 코일 구동부(50)의 콘덴서(C1)은 제1, 2, 3 다이오드(D1, 2, 3)의 전압 강하 분만큼 전하가 충전되고, 스위칭부(40)가 오프(OFF)되면 상기 콘덴서에 충전된 전하가 저항(R1)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스로 전류가 인가 되고, 그에 따라 트랜지스터(Q1)는 도통되어서 스위칭부(40)가 온(ON)되어 있는 기간동안 코일에 축적된 전류 및 코일의 온/오프시 발생되는 역기전력을 트랜지스터(Q1)를 통해 다시 코일로 전류가 흐르게 된다.
이때 콘덴서(C1)의 완전방전 시간이 스위칭부(40)의 오프(OFF) 시간보다 길게 됨으로 이에 따라 스위칭부(40)가 온/오프를 반복해서 행하게 됨으로써 코일에는 일정한 전류가 흐르고 전자 접촉기에 일정한 유지력을 제공하게 된다.
이러한 상태에서 입력된 전압이 석방전압 이하로 내려 가거나 오프(OFF)가 되면 제어부에선 석방신호를 출력하고 스위칭부(40)가 오프되면 콘덴서(C1)에 축적된 전하가 저항(R1)을 통해서 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가된다. 그러면, 트랜지스터(Q1)는 도통하게 되고, 그 도통 시간 동안 코일에 축적된 전류가 트랜지스터(Q1)를 통해 코일로 다시 흐르게 된다. 이후 콘덴서(C1)에 축적된 전하가 소모되어 트랜지스터(Q1)의 베이스에 전류가 인가되지 못하면 트랜지스터(Q1)는 오프(OFF)되고 이때 코일에 남아있는 잔여 전류는 바리스터(TNR1)를 통해 소모되고 전자 접촉기의 흡인 유지력 이하로 내려갈 때 석방되도록 동작한다.
하지만, 이런 종래의 전자접촉기는 석방 시 트랜지스터(Q1)의 컬렉터와 에미터가 오픈되는 시점에선 바리스터(TNR1)가 코일에 남아있는 잔여 에너지를 바리스터 전압만큼 흡수하고 도2에서 보듯 트랜지스터(Q1)의 VCE은 바리스터전압(TNR1)이 나타난다.
이러한 지속적인 스트레스가 바리스터(TNR1)에 지속적으로 영향을 주면 신뢰성 저하 및 수명 저하의 원인이 되며 트래지스터의 보호 기능을 상실하게 된다. 그리고 석방시간은 제1, 2, 3 다이오드(D1, 2, 3)의 전압 강하 분, 콘덴서(C1)및 저항(R1) 시상수에 의해 고정 됨으로써 사용자의 목적에 맞게 석방시간의 조절은 불가능 하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안은 부속장치의 접속이 필요 없이 석방시간을 사용자가 손쉽게 조절이 가능 함으로써, 순간정전 및 순시전압저하 현상이 발생 되더라도 주 접점 및 보조 접점을 설정 시간 동안 유지시키는 것을 목적으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참고로 하여 본 고안을 설명한다.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 전자접촉기의 코일구동회로를 설명하기 위한 블록도 및 세부 회로도이다.
본 고안의 실시예에 따른 전자접촉기의 코일 구동 회로는 입력단자로부터 입력된 전원을 정류하여 직류 전압을 출력하는 정류부(100)와 동작전압 이상의 전압이 인가되면 전압을 검출하는 전압 검출부(110), 코일 구동에 필요한 제어 신호를 발생하는 제어 신호부(120)와, 제어 신호부에서 발생된 제어신호에 따라 온/오프 되는 스위칭부(140)와, 전자 접촉기의 석방시 코일에서 발생되는 역기전력을 흡수하고 석방시간 조절이 가능한 코일 구동부(130)로 구성된다.
여기서 상기 코일 구동부에 대한 세부 회로도는 도 3의 코일 구동부에 도시한 바와 같다.
인버터(INV.1)는 제어 신호부의 신호를 입력 받아 반전신호를 출력하여 포터커플러(P/C1)의 애노드 입력으로 연결되고 절연된 포터커플러(P/C1)의 출력측의 에노드는 가변저항과 직렬연결되고, 가변저항(VR1)은 트랜지스터(Q1)의 베이스 측으로 연결되고, 여기에 콘덴서(C1)가 병렬로 연결 된다. 그리고 트랜지스터(Q1)의 에미터와 컬렉터에 바리스터(TNR1)와 코일이 각각 병렬로 연결된다.
제어 신호부에서 발생된 신호는 최종적으로 스위칭부(140)로 인가되는 신호의 반전된 신호가 트랜지스터(Q1)의 베이스로 연결되어 스위칭부(140)가 턴온시 트랜지스터(Q1)는 턴오프 되고, 스위칭부(140)가 턴오프시 트랜지스터(Q1)가 턴온 되므로 코일에서 발생되는 에너지인 역기전력을 흡수할 뿐 아니라 가변저항(VR1)의 크기 조절이 가능하여 트랜지스터(Q1)의 턴온 시간 조절이 가능함으로 특정시간 동안 코아를 통해 발생되는 유도기전력을 전원 오프 후에도 일정하게 유지 시킬 수 가 있다.
그리하여, 본 고안에 의한 전자접촉기의 코일구동회로는 역기전력을 흡수하여 전자회로부에 손상을 주지 않는 것은 물론 발생된 역기전력의 흡수 시간 조절이 가능하여 주위 환경 및 사용자의 조건에 맞게 석방시간 조절이 가능하다.
본 고안의 전자접촉기는 반전된 제어부 신호를 입력받는 코일 구동부와 제어부 신호를 입력받는 스위칭부로 구성되어지고, 반전된 제어부 신호가 발생되는 측에는 가변저항과 콘덴서를 직/병렬 연결함으로써 부속장치의 접속이 필요없이 트랜지스터가 턴온(turn-on) 되는 시간의 조절이 손쉽게 가능함으로써 석방시간의 조절이 또한 가능하게 되므로 순간정전 및 순시전압저하 현상이 발생 되더라도 주 접점 및 보조 접점을 설정 시간 동안 유지시킬 수 있다.
도 1은 종래의 전자접촉기의 코일구동회로의 상세도
도 2는 도 1의 코일구동회로의 각 구성부분의 신호파형도
도 3은 본 고안에 따른 전자접촉기의 코일구동회로의 상세도

Claims (2)

  1. 정류부, 전압검출부, 제어신호부 ,코일구동부 및 스위칭부를 포함하는 전자접촉기의 코일구동회로에 있어서,
    상기 코일구동부는 상기 제어신호부의 제어신호를 반전시키는 인버터와,
    상기 인버터 출력신호를 코일에서 발생하는 역기전력을 흡수하는 트랜지스터 베이스와 절연시키는 전달부와,
    역기전력 흡수시간을 조절하여 석방시간을 결정하기 위한 가변저항 및 콘덴서로 구성된 저항/콘덴서 조합부, 및
    상기 트랜지스터를 보호하기 위하여 상기 트랜지스터의 컬렉터와 에미터에 병렬로 연결되는 바리스터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자접촉기의 코일구동회로.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전달부는 포터 커플러 인것을 특징으로 하는 전자접촉기의 코일구동회로.
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