KR20210009542A - Emp protective device for coaxial cable - Google Patents

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KR20210009542A
KR20210009542A KR1020190086204A KR20190086204A KR20210009542A KR 20210009542 A KR20210009542 A KR 20210009542A KR 1020190086204 A KR1020190086204 A KR 1020190086204A KR 20190086204 A KR20190086204 A KR 20190086204A KR 20210009542 A KR20210009542 A KR 20210009542A
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이재복
강성만
명성호
주문노
한승문
김호동
센드레이 세르게이
우정민
정준영
조연규
최승규
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Abstract

The present invention relates to an electromagnetic pulse (EMP) protection device for blocking a very fast transient voltage/current due to an EMP which comprises: a gas discharge tube (GDT) connected between a voltage line and a ground line, and primarily blocking a transient voltage signal due to an EMP; a diode unit disposed at a rear end of the GDT and including a plurality of bidirectional diode units connected between the voltage line and the ground line; and a bifilar transformer disposed at a rear end of the diode unit and suppressing a transient voltage signal passing through the diode unit.

Description

동축 케이블용 EMP 방호 장치{EMP PROTECTIVE DEVICE FOR COAXIAL CABLE}EMP protection device for coaxial cable {EMP PROTECTIVE DEVICE FOR COAXIAL CABLE}

본 발명은 안테나 통신선 또는 RF 통신선 등에 적용 가능한 EMP 방호 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압/전류를 효과적으로 차단할 수 있는 EMP 방호 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an EMP protection device applicable to an antenna communication line or an RF communication line, and more particularly, to an EMP protection device capable of effectively blocking transient voltage/current caused by an electromagnetic pulse (EMP).

최근 전기/전자통신기술의 발전에 따라 산업 플랜트, 회사, 일반 가정 등에서 디지털 전기/전자기기의 사용이 크게 확대되고 있는 추세이다. 하지만, 디지털 전기/전자기기의 경우 낙뢰 또는 전자기펄스(electromagnetic　pulse, EMP) 등에 의해 발생하는 과도 전압에 매우 취약하므로 실제 과도 전압 유입 시 기기의 손상 가능성이 높아지는 문제점을 갖는다. 따라서, 과도 전압에 의한 기기 손상을 방지할 목적으로 과도 전압 보호 장치가 널리 사용되고 있다.With the recent development of electric/electronic communication technology, the use of digital electric/electronic devices in industrial plants, companies, and general homes is increasing greatly. However, digital electric/electronic devices are very vulnerable to transient voltages caused by lightning or electromagnetic pulses (EMPs), and thus, there is a problem that the possibility of damage to the device increases when an actual transient voltage is introduced. Therefore, transient voltage protection devices are widely used for the purpose of preventing device damage due to transient voltage.

과도 전압 보호 장치란 과도 전압(transient　voltage) 또는 노이즈(noise)를 감쇠시키는 장치를 의미하며, 전화선, 데이터 네트워크, CCTV 회로, 케이블 TV 회로, 또는 전자/통신 장비 등과 연결되는 AC/DC 전원선, 제어선 또는 통신선 상에 설치되어 과도 전압을 감쇠시키는 역할을 수행하게 된다. 상기 과도 전압 보호 장치로는 낙뢰로 인한 서지(surge)를 차단하기 위한 서지 보호 장치와 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압을 차단하기 위한 EMP 방호 장치 등이 있다.Transient voltage protection device means a device that attenuates transient voltage or noise, and is an AC/DC power line connected to a telephone line, data network, CCTV circuit, cable TV circuit, or electronic/communication equipment, It is installed on the control line or the communication line and plays a role of attenuating the transient voltage. Examples of the transient voltage protection device include a surge protection device for blocking a surge due to a lightning strike and an EMP protection device for blocking a transient voltage due to an electromagnetic pulse (EMP).

이러한 과도 전압 보호 장치를 구성하는 소자는 전압/전류 특성에 따라 크게 클램프(clamp) 소자와 크로바(crowbar) 소자로 구분되는데, 전자의 경우 실리콘 애벌런치 다이오드(Silicon Avalanche Diode, SAD)와 금속 산화물 배리스터(Metal Oxide Varistor, MOV)가 주로 사용되고, 후자의 경우 가스 방전관(Gas Discharge Tube, GDT)과 사이리스터 서지 억제기(Thyristor Surge Suppressor, TSS)가 주로 사용된다.The elements constituting this transient voltage protection device are largely divided into clamp elements and crowbar elements according to voltage/current characteristics.In the former case, silicon avalanche diodes (SAD) and metal oxide varistors (Metal Oxide Varistor, MOV) is mainly used, and in the latter case, a gas discharge tube (GDT) and a thyristor surge suppressor (TSS) are mainly used.

이 중 가스 방전관(GDT)은 불활성 가스로 채워진 관 내부에 두 전극이 서로 마주보고 있는 형태를 가지며, 다른 소자들(가령, 실리콘 애벌런치 다이오드, 금속 산화물 배리스터 등)에 비해 자체 정전 용량이 낮은 특성이 있어 고주파 신호가 유입되는 통신 관련 회로의 과도 전압 보호용으로 주로 활용되고 있다. 또한, 상기 가스 방전관(GDT)은 양 단에 인가되는 과도 전압(transient voltage)이 미리 결정된 항복 전압(breakdown voltage)보다 크면 방전하여 과도 전압 보호를 수행하게 된다.Among them, the gas discharge tube (GDT) has a shape in which two electrodes face each other inside a tube filled with an inert gas, and its own capacitance is low compared to other devices (eg, silicon avalanche diode, metal oxide varistor, etc.) Therefore, it is mainly used for protection of transient voltages in communication-related circuits in which high-frequency signals are introduced. In addition, when the transient voltage applied to both ends of the gas discharge tube GDT is greater than a predetermined breakdown voltage, the gas discharge tube GDT is discharged to perform transient voltage protection.

도 1은 종래 기술에 따른 과도 전압 보호 장치를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 과도 전압 보호 장치(10)는 정상 전압 신호(또는 정격 전압 신호, Vc)가 인가되는 전압선(11)과 접지선(12) 사이에 연결된 가스 방전관(13)을 포함한다. 낙뢰 또는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)가 전압선(11)으로 인가되어 가스 방전관(13)의 양단 전압이 가스 방전관(13)의 항복 전압보다 크게 되는 경우, 상기 가스 방전관(13)은 방전되어 정상 전압 신호(Vc)에 의한 정상 전류(Ic)와 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is)를 접지(ground) 방향으로 흐르게 한다.1 is a diagram showing a transient voltage protection device according to the prior art. 1, the conventional transient voltage protection device 10 is a gas discharge tube 13 connected between the voltage line 11 and the ground line 12 to which a normal voltage signal (or rated voltage signal, V c ) is applied. Includes. When the transient voltage signal V s due to lightning or electromagnetic pulse EMP is applied to the voltage line 11 so that the voltage across the gas discharge tube 13 becomes greater than the breakdown voltage of the gas discharge tube 13, the gas discharge tube ( 13) is discharged to allow the normal current I c by the normal voltage signal V c and the transient current I s by the transient voltage signal V s to flow in the ground direction.

그런데, 종래의 과도 전압 보호 장치는 낙뢰로 인한 과도 전압/전류에 대해서는 효과적으로 차단할 수 있지만, 전자기펄스(Electromagnetic Pulse, EMP)로 인한 매우 빠른 과도 전압/전류에 대해서는 완벽하게 차단할 수 없는 문제가 있다.However, the conventional transient voltage protection device can effectively block a transient voltage/current due to a lightning strike, but there is a problem that it cannot completely block a very fast transient voltage/current due to an electromagnetic pulse (EMP).

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 전자기펄스(EMP)로 인한 매우 빠른 과도 전압/전류를 효과적으로 차단할 수 있는 EMP 방호 장치를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to solve the above and other problems. Another object is to provide an EMP protection device capable of effectively blocking a very fast transient voltage/current caused by an electromagnetic pulse (EMP).

또 다른 목적은 가스 방전관(GDT), 복수의 양방향 다이오드 유닛으로 구성된 다이오드부 및 바이파일러 변압기(bifilar transformer)를 포함하는 EMP 방호 장치를 제공함에 있다.Another object is to provide an EMP protection device including a gas discharge tube (GDT), a diode unit composed of a plurality of bi-directional diode units, and a bifilar transformer.

또 다른 목적은 가스 방전관(GDT), 복수의 양방향 다이오드 유닛으로 구성된 다이오드부, 바이파일러 변압기 및 하나 이상의 필터를 포함하는 EMP 방호 장치를 제공함에 있다.Another object is to provide an EMP protection device including a gas discharge tube (GDT), a diode unit composed of a plurality of bidirectional diode units, a bi-piler transformer, and one or more filters.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 전압선과 접지선 사이에 연결되어, 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호를 일차적으로 차단하는 가스 방전관(GDT); 상기 가스 방전관의 후단에 배치되며, 상기 전압선과 상기 접지선 사이에 연결된 복수의 양방향 다이오드 유닛들을 포함하는 다이오드부; 및 상기 다이오드부의 후단에 배치되어, 상기 다이오드부를 통과하는 과도 전압 신호를 억제하는 바이파일러(bifilar) 변압기를 포함하는 EMP 방호 장치를 제공한다. 여기서, 각각의 양방향 다이오드 유닛은 서로 병렬 연결된 하나 이상의 순방향 다이오드와 하나 이상의 역방향 다이오드로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention in order to achieve the above or other objects, there is provided a gas discharge tube (GDT) connected between a voltage line and a ground line to primarily block a transient voltage signal due to an electromagnetic pulse (EMP); A diode unit disposed at a rear end of the gas discharge tube and including a plurality of bidirectional diode units connected between the voltage line and the ground line; And a bifilar transformer disposed at a rear end of the diode unit to suppress a transient voltage signal passing through the diode unit. Here, each bidirectional diode unit is characterized in that it is composed of one or more forward diodes and one or more reverse diodes connected in parallel with each other.

좀 더 바람직하게는, 상기 다이오드부는, 전압선과 접지선 사이에 직렬 연결된 양방향 다이오드 유닛들의 개수에 대응하는 항복 전압을 갖는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 다이오드부의 양단 전압이 해당 다이오드부의 항복 전압보다 더 큰 경우, 상기 다이오드부는 전압선과 접지선 사이를 도통하여 가스 방전관을 통과하는 과도 전압 신호에 의한 과도 전류가 접지(ground) 방향으로 흐르도록 제어하는 것을 특징으로 한다. More preferably, the diode unit is characterized in that it has a breakdown voltage corresponding to the number of bidirectional diode units connected in series between the voltage line and the ground line. In addition, when the voltage across the diode unit is greater than the breakdown voltage of the corresponding diode unit, the diode unit conducts between the voltage line and the ground line and controls the transient current due to the transient voltage signal passing through the gas discharge tube to flow in the ground direction. Characterized in that.

좀 더 바람직하게는, 상기 바이파일러 변압기는 차동모드 신호에 해당하는 정상 전압 신호를 그대로 통과시키고, 동상모드 신호에 해당하는 과도 전압 신호를 차단하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 바이파일러 변압기는 마그네틱 코어와 상기 마그네틱 코어를 감싸는 두 개의 코일로 구성되며, 상기 두 개의 코일은 한 쌍의 나선 구조로 감겨진 상태임을 특징으로 한다. 또한, 상기 바이파일러 변압기는 마그네틱 코어와 상기 마그네틱 코어를 감싸는 동축 케이블로 구성되는 것을 특징으로 한다. More preferably, the bi-piler transformer is characterized in that it passes the normal voltage signal corresponding to the differential mode signal as it is and blocks the transient voltage signal corresponding to the common mode signal. In addition, the bipiler transformer is composed of a magnetic core and two coils surrounding the magnetic core, and the two coils are wound in a pair of spiral structures. In addition, the bi-piler transformer is characterized in that it is composed of a magnetic core and a coaxial cable surrounding the magnetic core.

좀 더 바람직하게는, 상기 EMP 방호 장치는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호의 고주파 성분을 차단하는 저주파 필터, 상기 과도 전압 신호의 저주파 성분을 차단하는 고주파 필터, 상기 과도 전압 신호의 DC 성분을 차단하는 DC 필터, 상기 과도 전압 신호의 저주파 및 고주파 성분을 차단하는 대역 통과 필터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.More preferably, the EMP protection device includes a low frequency filter that blocks a high frequency component of a transient voltage signal due to an electromagnetic pulse (EMP), a high frequency filter that blocks a low frequency component of the transient voltage signal, and a DC component of the transient voltage signal. It may further include at least one of a DC filter that cuts off and a band pass filter that blocks low and high frequency components of the transient voltage signal.

본 발명의 실시 예들에 따른 EMP 방호 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다. The effects of the EMP protection device according to embodiments of the present invention will be described as follows.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 가스 방전관(GDT), 복수의 양방향 다이오드 유닛으로 구성된 다이오드부 및 바이파일러 변압기를 포함하는 EMP 방호 장치를 이용하여 전자기펄스(EMP)로 인한 매우 빠른 과도 전압/전류를 효과적으로 차단할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, a very fast transient voltage due to an electromagnetic pulse (EMP) using an EMP protection device including a gas discharge tube (GDT), a diode unit composed of a plurality of bi-directional diode units, and a bipiler transformer /It has the advantage of being able to block the current effectively.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 가스 방전관(GDT), 복수의 양방향 다이오드 유닛으로 구성된 다이오드부, 바이파일러 변압기 및 하나 이상의 필터를 포함하는 EMP 방호 장치를 이용하여 전자기펄스(EMP)로 인한 매우 빠른 과도 전압/전류를 효과적으로 차단할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, an electromagnetic pulse (EMP) using an EMP protection device including a gas discharge tube (GDT), a diode unit composed of a plurality of bidirectional diode units, a bipiler transformer, and one or more filters. It has the advantage of being able to effectively block very fast transient voltage/current caused by.

다만, 본 발명의 실시 예들에 따른 EMP 방호 장치가 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects that can be achieved by the EMP protection device according to the embodiments of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned are common knowledge in the technical field to which the present invention belongs from the following description. It can be clearly understood by those who have.

도 1은 종래 기술에 따른 과도 전압 보호 장치를 나타내는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 구성을 나타내는 도면;
도 3은 도 2의 EMP 방호 장치에 적용 가능한 필터들의 종류를 나타내는 도면;
도 4는 도 2의 EMP 방호 장치에 설치된 다이오드부의 일 구성을 예시하는 도면;
도 5는 도 2의 EMP 방호 장치에 설치된 바이파일러 변압기의 구성 및 심볼을 설명하는 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 구성을 나타내는 도면;
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 구성을 나타내는 도면;
도 9는 도 8의 EMP 방호 장치에 사용되는 바아파일러 변압기를 예시하는 도면;
도 10은 동축 케이블용 EMP 방호 장치의 성능을 검증하는 방법을 나타내는 도면;
도 11은 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전류의 파형과 EMP 방호 장치의 출력 전류 파형을 예시하는 도면.1 is a diagram showing a transient voltage protection device according to the prior art;
2 is a view showing the configuration of an EMP protection device according to an embodiment of the present invention;
3 is a view showing types of filters applicable to the EMP protection device of FIG. 2;
4 is a diagram illustrating a configuration of a diode unit installed in the EMP protection device of FIG. 2;
5 is a view for explaining the configuration and symbols of the bi-pilar transformer installed in the EMP protection device of FIG.
6 is a view referred to for explaining the operation of the EMP protection device according to an embodiment of the present invention;
7 is a view showing the configuration of an EMP protection device according to another embodiment of the present invention;
8 is a view showing the configuration of an EMP protection device according to another embodiment of the present invention;
9 is a view illustrating a bar piler transformer used in the EMP protection device of FIG. 8;
10 is a diagram showing a method of verifying the performance of an EMP protection device for a coaxial cable;
11 is a diagram illustrating a waveform of a transient current due to an electromagnetic pulse (EMP) and an output current waveform of an EMP protection device.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but identical or similar elements are denoted by the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all modifications included in the spirit and scope of the present invention It should be understood to include equivalents or substitutes.

본 발명은 전자기펄스(EMP)로 인한 매우 빠른 과도 전압/전류를 효과적으로 차단할 수 있는 EMP 방호 장치를 제안한다. 또한, 본 발명은 가스 방전관(GDT), 복수의 양방향 다이오드 유닛으로 구성된 다이오드부 및 바이파일러 변압기를 포함하는 EMP 방호 장치를 제안한다. 또한, 본 발명은 가스 방전관(GDT), 복수의 양방향 다이오드 유닛으로 구성된 다이오드부, 바이파일러 변압기 및 하나 이상의 필터를 포함하는 EMP 방호 장치를 제안한다.The present invention proposes an EMP protection device capable of effectively blocking a very fast transient voltage/current caused by an electromagnetic pulse (EMP). In addition, the present invention proposes an EMP protection device including a gas discharge tube (GDT), a diode unit composed of a plurality of bi-directional diode units, and a bi-piler transformer. In addition, the present invention proposes an EMP protection device including a gas discharge tube (GDT), a diode unit composed of a plurality of bi-directional diode units, a bi-piler transformer, and one or more filters.

이하에서는, 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 구성을 나타내는 도면이다.2 is a diagram showing the configuration of an EMP protection device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMP 방호 장치(100)는 전압선(110), 접지선(120), 가스 방전관(Gas Discharge Tube, 130), 필터부(140), 다이오드부(150) 및 바이파일러 변압기(160)를 포함한다.2, the EMP protection device 100 according to an embodiment of the present invention includes a voltage line 110, a ground line 120, a gas discharge tube 130, a filter unit 140, and a diode unit ( 150) and a bi-filer transformer 160.

전압선(110)은 전화선, 데이터 네트워크, CCTV 회로, 케이블 TV 회로, 전자/통신장비 등과 연결되는 DC/AC 전원선, 제어선 또는 통신선 등을 포함하는 광의의 개념이다. 상기 전압선(110)은 RF 신호가 인가되는 통신선이거나, DC 전압 신호가 인가되는 DC 전압선이거나, 혹은 AC 전압 신호가 인가되는 AC 전압선 등일 수 있다.The voltage line 110 is a broad concept including a telephone line, a data network, a CCTV circuit, a cable TV circuit, a DC/AC power line, a control line, or a communication line connected to electronic/communication equipment. The voltage line 110 may be a communication line to which an RF signal is applied, a DC voltage line to which a DC voltage signal is applied, or an AC voltage line to which an AC voltage signal is applied.

전압선(110)과 접지선(120) 사이에는 정상 전압 신호(Vc)가 인가되며, 상기 전압선(110)과 접지선(120)에는 상기 정상 전압 신호(Vc)를 제공하는 전압원(source, 미도시)과 상기 정상 전압 신호(Vc)를 제공받는 부하(load, 50) 등이 연결될 수 있다.A normal voltage signal (V c ) is applied between the voltage line 110 and the ground line 120, and a voltage source (not shown) that provides the normal voltage signal V c to the voltage line 110 and the ground line 120. ) And a load 50 to which the normal voltage signal V c is provided may be connected.

가스 방전관(Gas Discharge Tube, GDT, 130)은 전압선(110)과 접지선(120) 사이에 연결될 수 있다. 상기 가스 방전관(130)은 부하(50)와 병렬로 연결될 수 있다.The gas discharge tube (GDT) 130 may be connected between the voltage line 110 and the ground line 120. The gas discharge tube 130 may be connected to the load 50 in parallel.

가스 방전관(130)은 불활성 가스를 세라믹 용기에 봉입하고 합금 전극을 사용한 방전관이다. 상기 가스 방전관(130)은 과도 전압으로부터 부하를 보호하기 위한 미리 결정된 항복 전압(breakdown voltage)을 갖는다.The gas discharge tube 130 is a discharge tube containing an inert gas in a ceramic container and using an alloy electrode. The gas discharge tube 130 has a predetermined breakdown voltage for protecting a load from an excessive voltage.

이러한 가스 방전관(130)의 항복 전압을 정상 전압 신호(Vc)의 전압 크기보다 크게 설정한 경우, 상기 가스 방전관(130)은 정상 전압 신호(Vc)에 대해 반응(동작)하지 않으므로 상기 정상 전압 신호(Vc)에 의한 정상 전류(Ic)는 가스 방전관(130)으로 흐르지 않고 부하(50) 방향으로만 흐르게 된다.When the breakdown voltage of the gas discharge tube 130 is set to be larger than the voltage level of the normal voltage signal V c , the gas discharge tube 130 does not react (operate) to the normal voltage signal V c . The normal current I c by the voltage signal V c does not flow through the gas discharge tube 130, but flows only in the direction of the load 50.

한편, 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)가 전압선(110)으로 인가되어 가스 방전관(130)의 양단 전압이 해당 가스 방전관(130)의 항복 전압보다 크게 되는 경우, 상기 가스 방전관(130)은 방전(또는 개통)되어 정상 전압 신호(Vc)에 의한 정상 전류(Ic)와 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is)를 접지(ground) 방향으로 흐르게 한다. 이에 따라, 가스 방전관(130)은, 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs) 인가 시, 상기 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is)가 부하(50) 방향으로 흐르는 것을 일차적으로 차단할 수 있다.On the other hand, when the transient voltage signal V s due to the electromagnetic pulse (EMP) is applied to the voltage line 110 so that the voltage across the gas discharge tube 130 is greater than the breakdown voltage of the gas discharge tube 130, the gas discharge tube 130 discharge (or opening) the flow a normal voltage signal (V c) steady-state current (I c) and the transient current (I s) according to the over-voltage signal (V s) by a ground (ground) direction . Accordingly, the gas discharge tube 130, when the transient voltage signal (V s ) due to the electromagnetic pulse (EMP) is applied, the transient current (I s ) due to the transient voltage signal (V s ) is in the direction of the load 50 It can block flow first

필터부(140)는 가스 방전관(130)과 부하(50) 사이에 배치되어, 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 특정 주파수 성분을 차단하거나 억제하는 역할을 수행한다.The filter unit 140 is disposed between the gas discharge tube 130 and the load 50 and serves to block or suppress a specific frequency component of the transient voltage signal V s due to the electromagnetic pulse EMP.

일 실시 예로, 필터부(140)는 가스 방전관(130)과 다이오드부(150) 사이에 배치되며, 고주파 필터(High Pass Filter, 141) 및 DC 필터(143) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.As an example, the filter unit 140 is disposed between the gas discharge tube 130 and the diode unit 150 and may include at least one of a high pass filter 141 and a DC filter 143.

고주파 필터(141)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압/전류의 저주파 성분을 차단(또는 필터링)하는 역할을 수행한다. 즉, 고주파 필터(141)는 가스 방전관(130)을 통과하는 과도 전압/전류의 저주파 성분을 차단할 수 있다. 이러한 고주파 필터(141)는 전압선(110)과 접지선(120) 사이에 병렬로 연결되는 커패시터 소자(C)로 구성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다. The high frequency filter 141 serves to block (or filter) the low frequency component of the transient voltage/current due to the electromagnetic pulse (EMP). That is, the high frequency filter 141 may block a low frequency component of the transient voltage/current passing through the gas discharge tube 130. The high frequency filter 141 may include a capacitor element C connected in parallel between the voltage line 110 and the ground line 120, but is not limited thereto.

DC 필터(143)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압/전류의 DC 성분을 차단(또는 필터링)하는 역할을 수행한다. 즉, DC 필터(143)는 가스 방전관(130)을 통과하는 과도 전압/전류의 DC 성분을 차단할 수 있다. 이러한 DC 필터(143)는 전압선(110) 상에 직렬로 연결되는 커패시터 소자(C)로 구성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.The DC filter 143 serves to block (or filter) the DC component of the transient voltage/current due to the electromagnetic pulse (EMP). That is, the DC filter 143 may block the DC component of the transient voltage/current passing through the gas discharge tube 130. The DC filter 143 may be composed of a capacitor element C connected in series on the voltage line 110, but is not limited thereto.

한편, 다른 실시 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 필터부(140)는 저주파 필터(Low Pass Filter, 145) 및 대역 통과 필터(Band Pass Filter, 147) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Meanwhile, as another embodiment, as shown in FIG. 3, the filter unit 140 may include at least one of a low pass filter 145 and a band pass filter 147.

저주파 필터(145, 147)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압/전류의 고주파 성분을 차단(또는 필터링)하는 역할을 수행한다. 즉, 저주파 필터(145, 147)는 가스 방전관(130)을 통과하는 과도 전압/전류의 고주파 성분을 차단할 수 있다. 이러한 저주파 필터(145, 147)는 전압선(110)과 접지선(120) 사이에 병렬로 연결되는 커패시터 소자(C)와 전압선(110) 상에 직렬로 연결되는 인덕터 소자(L)로 구성되거나 혹은 전압선(110) 상에 직렬로 연결되는 인덕터 소자(L)로 구성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.The low-frequency filters 145 and 147 serve to block (or filter) high-frequency components of the transient voltage/current due to the electromagnetic pulse (EMP). That is, the low frequency filters 145 and 147 may block high frequency components of the transient voltage/current passing through the gas discharge tube 130. These low-frequency filters 145 and 147 are composed of a capacitor element C connected in parallel between the voltage line 110 and the ground line 120 and an inductor element L connected in series on the voltage line 110, or It may be composed of an inductor element L connected in series on the 110, but is not limited thereto.

대역 통과 필터(149)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압/전류의 저주파 및 고주파 성분을 차단(또는 필터링)하는 역할을 수행한다. 즉, 대역 통과 필터(149)는 가스 방전관(130)을 통과하는 과도 전압/전류의 저주파 및 고주파 성분을 동시에 차단할 수 있다. 이러한 대역 통과 필터(149)는 전압선(110) 상에 연결된 병렬 구조의 커패시터 소자(C) 및 인덕터 소자(L)로 구성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.The band-pass filter 149 serves to block (or filter) low-frequency and high-frequency components of transient voltage/current due to electromagnetic pulses (EMP). That is, the band-pass filter 149 may simultaneously block low-frequency and high-frequency components of the transient voltage/current passing through the gas discharge tube 130. The band pass filter 149 may include a capacitor element C and an inductor element L of a parallel structure connected on the voltage line 110, but is not limited thereto.

한편, 본 실시 예에서는, 하나의 필터부가 EMP 방호 장치(100)에 설치되는 것을 예시하고 있으나 반드시 이에 제한되지는 않으며 복수의 필터부가 EMP 방호 장치에 설치될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 또한, 필터부가 가스 방전관(130)과 다이오드부(150) 사이에 배치되는 것을 예시하고 있으나 반드시 이에 제한되지는 않으며, 다이오드부(150)와 바이파일러 변압기(160) 사이 혹은 바이파일러 변압기(160)와 부하(50) 사이에 배치될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.Meanwhile, in the present embodiment, it is illustrated that one filter unit is installed in the EMP protection device 100, but is not limited thereto, and it will be apparent to those skilled in the art that a plurality of filter units may be installed in the EMP protection device. In addition, the filter unit is exemplified to be disposed between the gas discharge tube 130 and the diode unit 150, but is not necessarily limited thereto, and the diode unit 150 and the bi-filer transformer 160 or the bi-filer transformer 160 It will be apparent to those skilled in the art that it may be disposed between the and the load 50.

다이오드부(150)는 가스 방전관(130)과 부하(50) 사이, 좀 더 바람직하게는 필터부(140)와 바이파일러 변압기(160) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 상기 다이오드부(150)는 전압선(110)과 접지선(120) 사이에서 부하(50)와 병렬로 연결될 수 있다.The diode unit 150 may be disposed between the gas discharge tube 130 and the load 50, more preferably between the filter unit 140 and the bi-piler transformer 160. In this case, the diode unit 150 may be connected in parallel with the load 50 between the voltage line 110 and the ground line 120.

다이오드부(150)는 복수의 다이오드들로 구성되며, 상기 복수의 다이오드들은 전기/전자 통신, 일반 전자 부품, 조명, ESD(Electro Static Discharge) 및 기타 과도 전압 상태를 보호하기 위한 과 전압 보호 소자로 사용되며, 매우 빠른 응답 속도와 높은 에너지 흡수 기능을 갖는다.The diode unit 150 is composed of a plurality of diodes, and the plurality of diodes are overvoltage protection devices for protecting electrical/electronic communication, general electronic components, lighting, electrostatic discharge (ESD), and other transient voltage conditions. It is used, and has very fast response speed and high energy absorption.

다이오드부(150)는 전압선(110)과 접지선(120) 사이에 연결된 복수의 양방향 다이오드 유닛들(151)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 복수의 양방향 다이오드 유닛들(151)은 전압선(110)과 접지선(120) 사이에 직렬로 연결될 수 있다.The diode unit 150 may include a plurality of bidirectional diode units 151 connected between the voltage line 110 and the ground line 120. In this case, the plurality of bidirectional diode units 151 may be connected in series between the voltage line 110 and the ground line 120.

각각의 양방향 다이오드 유닛(151)은 하나 이상의 순방향 다이오드(151a)와 하나 이상의 역방향 다이오드(151b)로 구성될 수 있다. 이때, 상기 순방향 다이오드(151a)와 역방향 다이오드(151b)는 병렬로 연결되는 구조를 갖는다. Each bidirectional diode unit 151 may include one or more forward diodes 151a and one or more reverse diodes 151b. In this case, the forward diode 151a and the reverse diode 151b are connected in parallel.

각각의 양방향 다이오드 유닛(151)은 순방향 다이오드(151a)로 인한 +0.7V의 항복 전압과 역방향 다이오드(151b)로 인한 -0.7V의 항복 전압을 동시에 갖는 구조이다.Each bidirectional diode unit 151 has a structure having a breakdown voltage of +0.7V due to the forward diode 151a and a breakdown voltage of -0.7V due to the reverse diode 151b at the same time.

다이오드부(150)는 전압선(110)과 접지선(120) 사이에 직렬로 연결된 양방향 다이오드 유닛들(151)의 개수에 대응하는 항복 전압을 갖는다. 가령, 도 4에 도시된 바와 같이, 전압선(110)과 접지선(120) 사이에 직렬 연결된 양방향 다이오드 유닛들의 개수가 5개인 경우, 다이오드부(150)는

Figure pat00001
의 항복 전압을 갖는다. 따라서, 상기 양방향 다이오드 유닛들의 개수 조절을 통해 다이오드부(150)의 항복 전압을 미리 결정할 수 있다.The diode unit 150 has a breakdown voltage corresponding to the number of bidirectional diode units 151 connected in series between the voltage line 110 and the ground line 120. For example, as shown in FIG. 4, when the number of bidirectional diode units connected in series between the voltage line 110 and the ground line 120 is 5, the diode unit 150
Figure pat00001
It has a breakdown voltage of Accordingly, the breakdown voltage of the diode unit 150 may be determined in advance by adjusting the number of the bidirectional diode units.

이러한 방식을 통해 다이오드부(150)의 항복 전압을 정상 전압 신호(Vc)의 전압 크기보다 크게 설정한 경우, 상기 다이오드부(150)는 정상 전압 신호(Vc)에 반응(동작)하지 않으므로 정상 전압 신호(Vc)에 의한 정상 전류(Ic)는 다이오드부(150)로 흐르지 않고 부하(50) 방향으로만 흐르게 된다.When the breakdown voltage of the diode unit 150 is set to be greater than the voltage level of the normal voltage signal V c through this method, the diode unit 150 does not react (operate) to the normal voltage signal V c . The normal current I c by the normal voltage signal V c does not flow to the diode unit 150, but only flows in the direction of the load 50.

한편, 전자기펄스(EMP)로 인한 양의 과도 전압 신호(Vs)가 전압선(110)으로 인가되어 다이오드부(150)의 양단 전압이 해당 다이오드부(150)의 순방향 항복 전압(가령, +3.5V)보다 크게 되는 경우, 상기 다이오드부(150)는 전압선(110)과 접지선(120) 사이를 빠르게 도통(또는 개통)하여 양의 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is)가 접지(ground) 방향으로 흐르도록 한다.On the other hand, a positive transient voltage signal (V s ) due to the electromagnetic pulse (EMP) is applied to the voltage line 110 so that the voltage across the diode unit 150 is applied to the forward breakdown voltage (eg, +3.5) of the diode unit 150. When greater than V), the diode unit 150 quickly conducts (or opens) between the voltage line 110 and the ground line 120 so that the transient current I s due to the positive transient voltage signal V s Flow in the direction of ground.

또한, 전자기펄스(EMP)로 인한 음의 과도 전압 신호(Vs)가 전압선(110)으로 인가되어 다이오드부(150)의 양단 전압이 해당 다이오드부(150)의 역방향 항복 전압(가령, -3.5V)보다 크게 되는 경우, 상기 다이오드부(150)는 전압선(110)과 접지선(120) 사이를 빠르게 도통(또는 개통)하여 상기 음의 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is)가 접지(ground) 방향으로 흐를 수 있도록 한다.In addition, a negative transient voltage signal (V s ) due to an electromagnetic pulse (EMP) is applied to the voltage line 110 so that the voltage across the diode unit 150 is reduced to a reverse breakdown voltage (eg, -3.5) of the diode unit 150. When it is greater than V), the diode unit 150 quickly conducts (or opens) between the voltage line 110 and the ground line 120, and the transient current I s due to the negative transient voltage signal V s Flow in the direction of ground.

바이파일러 변압기(또는 바이파일러 코일, 160)는 가스 방전관(130)과 부하(50) 사이, 좀 더 바람직하게는 다이오드부(150)와 부하(50) 사이에 배치될 수 있다.The bi-piler transformer (or bi-piler coil) 160 may be disposed between the gas discharge tube 130 and the load 50, more preferably between the diode unit 150 and the load 50.

바이파일러 변압기(160)는 하나의 마그네틱 코어(magnetic core)와 두 개의 인덕터 소자(즉, 코일)로 구성될 수 있다. 이때, 제1 인덕터 소자는 전압선(110) 상에 직렬로 연결될 수 있고, 제2 인덕터 소자는 접지선(120) 상에 직렬로 연결될 수 있다.The bifilar transformer 160 may be composed of one magnetic core and two inductor elements (ie, coils). In this case, the first inductor element may be connected in series on the voltage line 110, and the second inductor element may be connected in series on the ground line 120.

일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 바이파일러 변압기(160)는 고리 모양의 마그네틱 코어(161)와, 상기 마그네틱 코어(161)에 감긴 제1 코일(163) 및 제2 코일(165)로 구성될 수 있다. 이때, 상기 마그네틱 코어(131)는 철, 니켈, 코발트 등과 같은 다양한 자성 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 코일(163, 165)은 한 쌍의 나선 구조로 감겨진 상태이며, 이러한 나선 구조는 전류 흐름으로써 발생되는 나선 내에 포함된 전자장을 줄이는 역할을 수행한다.As an example, as shown in FIG. 5, the bi-piler transformer 160 includes a ring-shaped magnetic core 161 and a first coil 163 and a second coil 165 wound around the magnetic core 161. Can be configured. In this case, the magnetic core 131 may be formed of various magnetic materials such as iron, nickel, cobalt, and the like. The first and second coils 163 and 165 are wound in a pair of helical structures, and this helical structure serves to reduce an electromagnetic field included in the spiral generated by current flow.

바이파일러 변압기(160)는, 일종의 동상모드쵸크(common mode choke)로서, 차동모드 신호에 대해서는 0의 임피던스를 가지게 되어 해당 신호를 감쇄 없이 통과시키고, 동상모드 신호에 대해서는 매우 높은 임피던스를 가지게 되어 해당 신호를 억제하는 역할을 수행한다. 특히, 바이파일러 변압기(160)는 통신 인터페이스 회로에서 동상 신호 간섭을 억제하는 역할을 수행한다.The bifilar transformer 160 is a kind of common mode choke, and has an impedance of 0 for a differential mode signal and passes the signal without attenuation, and has a very high impedance for a common mode signal. It serves to suppress the signal. In particular, the bi-filer transformer 160 serves to suppress in-phase signal interference in a communication interface circuit.

본 실시 예에서, 바이파일러 변압기(160)는 직렬누설인덕턴스를 매우 작게 함으로써, 전압선(110)으로 인가된 정상 전압 신호를 왜곡 없이 부하 단으로 통과시킬 수 있다. 또한, 바이파일러 변압기(160)는 동상모드 신호에 대해 매우 높은 임피던스를 가지므로 상기 동상모드 신호에 해당하는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호를 억제할 수 있다. 즉, 바이파일러 변압기(160)는 차동모드 신호에 해당하는 정상 전압 신호를 원활하게 통과시키고, 동상모드 신호에 해당하는 과도 전압 신호를 효과적으로 차단할 수 있다.In this embodiment, the bi-piler transformer 160 makes the series leakage inductance very small, so that the normal voltage signal applied to the voltage line 110 can be passed through the load terminal without distortion. In addition, since the bipiler transformer 160 has a very high impedance for the in-mode signal, it is possible to suppress a transient voltage signal due to an electromagnetic pulse (EMP) corresponding to the in-mode signal. That is, the bipiler transformer 160 can smoothly pass a normal voltage signal corresponding to a differential mode signal and effectively block a transient voltage signal corresponding to a common mode signal.

한편, 본 실시 예에서는, 하나의 바이파일러 변압기(160)가 EMP 방호 장치(100)에 설치되는 것을 예시하고 있으나 반드시 이에 제한되지는 않으며, 둘 이상의 바이파일러 변압기들이 EMP 방호 장치(100)에 설치될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.On the other hand, in the present embodiment, it is illustrated that one bi-piler transformer 160 is installed in the EMP protection device 100, but is not necessarily limited thereto, and two or more bi-piler transformers are installed in the EMP protection device 100 It will be apparent to those skilled in the art that it can be.

이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMP 방호 장치는 가스 방전관의 후단에 필터부, 다이오드부 및 바이파일러 변압기를 배치함으로써, 상기 가스 방전관을 통과하는 전자기펄스(EMP)로 인한 매우 빠른 과도 전압/전류를 효과적으로 차단할 수 있다.As described above, as described above, the EMP protection apparatus according to an embodiment of the present invention arranges a filter unit, a diode unit, and a bi-piler transformer at the rear end of the gas discharge tube, thereby causing the electromagnetic pulse (EMP) passing through the gas discharge tube. It can effectively block very fast transient voltage/current.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.6 is a diagram referenced for explaining the operation of the EMP protection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 정상 전압 신호(Vc)가 전압선(110)으로 인가되는 경우, 상기 정상 전압 신호(Vc)의 전압 크기가 가스 방전관(130)의 항복 전압보다 작기 때문에, 상기 가스 방전관(130)은 동작하지 않는다. 그리고, 필터부(140)는 동작 주파수 대역에 대응하는 정상 전압 신호(Vc)를 그대로 통과시킨다. 이후, 다이오드부(150)의 양단 전압이 해당 다이오드부(150)의 항복 전압보다 작기 때문에, 상기 다이오드부(150)는 동작하지 않는다. 마지막으로, 바이파일러 변압기(160)는 차동모드 신호에 해당하는 정상 전압 신호(Vc)를 그대로 통과시킨다. 따라서, 가스 방전관(130) 및 다이오드부(150)가 모두 턴 오프(turn off) 상태이므로, 정상 전압 신호(Vc)에 의한 정상 전류(IC)는 부하(50) 방향으로만 흐르게 된다.As shown in FIG. 6, when the normal voltage signal V c is applied to the voltage line 110, the voltage level of the normal voltage signal V c is smaller than the breakdown voltage of the gas discharge tube 130. The gas discharge tube 130 does not operate. In addition, the filter unit 140 passes the normal voltage signal V c corresponding to the operating frequency band as it is. Thereafter, since the voltage at both ends of the diode unit 150 is less than the breakdown voltage of the corresponding diode unit 150, the diode unit 150 does not operate. Finally, the bi-filer transformer 160 passes the normal voltage signal V c corresponding to the differential mode signal as it is. Accordingly, since both the gas discharge tube 130 and the diode unit 150 are turned off, the normal current I C by the normal voltage signal V c flows only in the direction of the load 50.

이러한 상태에서 전자기펄스(EMP)로 인한 매우 빠른 과도 전압 신호(Vs)가 전압선(110)으로 인가되는 경우, 가스 방전관(130)의 양단 전압이 가스 방전관(130)의 항복 전압보다 크기 때문에, 상기 가스 방전관(130)은 방전(또는 개통)되어 정상 전압 신호(Vc)에 의한 정상 전류(Ic)를 접지(ground) 방향으로 흐르게 한다. 또한, 가스 방전관(130)은 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is) 중 일부 과도 전류(Is1)를 접지(ground) 방향으로 흐르게 한다.In this state, when a very fast transient voltage signal V s due to an electromagnetic pulse (EMP) is applied to the voltage line 110, since the voltage at both ends of the gas discharge tube 130 is greater than the breakdown voltage of the gas discharge tube 130, The gas discharge tube 130 is discharged (or opened) to allow the normal current I c by the normal voltage signal V c to flow in the ground direction. In addition, the gas discharge tube 130 flows some of the transient current I s1 of the transient current I s caused by the transient voltage signal V s in the ground direction.

가스 방전관(130)은, 과도 전압 신호에 대한 응답 속도가 빠르지 않기 때문에, 전자기펄스(EMP)로 인한 매우 빠른 과도 전압/전류를 완벽하게 차단할 수 없다. 따라서, 가스 방전관(130)에서 미처 차단하지 못한 과도 전압/전류는 가스 방전관(130)의 후단에 설치된 고주파 필터(141), DC 필터(143), 다이오드부(150) 및 바이파일러 변압기(160)를 통해 순차적으로 제거될 수 있다.The gas discharge tube 130 cannot completely block a very fast transient voltage/current due to an electromagnetic pulse (EMP) because the response speed to the transient voltage signal is not fast. Therefore, the transient voltage/current that has not been blocked by the gas discharge tube 130 is a high frequency filter 141, a DC filter 143, a diode unit 150, and a bi-filer transformer 160 installed at the rear end of the gas discharge tube 130. Can be removed sequentially through.

고주파 필터(141)는 가스 방전관(130)을 통과한 과도 전압 신호(Vs)의 저주파 성분을 차단할 수 있고, DC 필터(143)는 가스 방전관(130)을 통과한 과도 전압 신호(Vs)의 DC 성분을 차단할 수 있다. 또한, 다이오드부(150)의 양단 전압이 다이오드부(150)의 항복 전압보다 크기 때문에, 상기 다이오드부(150)는 전압선(110)과 접지선(120) 사이를 매우 빠른 속도로 도통(또는 개통)하여 DC 필터(143)를 통과하는 과도 전류(Is4) 중 일부 과도 전류(Is5)를 접지 방향으로 흐르게 한다.A high frequency filter 141 is over-voltage signal (V s) having passed through the gas discharge tube 130 which may block the low frequency component of the over-voltage signal (V s), DC filter 143 through the gas discharge tube (130) Can block the DC component of In addition, since the voltage across the diode unit 150 is greater than the breakdown voltage of the diode unit 150, the diode unit 150 conducts (or opens) between the voltage line 110 and the ground line 120 at a very high speed. to flow to some transient (s5 I) of the transient current (I s4) flowing through the DC filter 143 to the ground direction.

바이파일러 변압기(160)는 다이오드부(150)를 통과하는 일부 과도 전류(Is6)를 차단할 수 있다. 이후, 전압선(110)으로 인가된 과도 전압 신호(Vs)가 접지를 통해 모두 사라지면, EMP 방호 장치(100)의 가스 방전관(130) 및 다이오드부(150)는 원래 상태로 복귀하게 된다.The bipiler transformer 160 may block some transient current I s6 passing through the diode unit 150. Thereafter, when the transient voltage signal V s applied to the voltage line 110 disappears through the ground, the gas discharge tube 130 and the diode unit 150 of the EMP protection device 100 return to their original state.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 구성을 나타내는 도면이다.7 is a diagram showing the configuration of an EMP protection device according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치(200)는 전압선(210), 접지선(220), 가스 방전관(230), 필터부(240), 복수의 다이오드부(250, 260) 및 바이파일러 변압기(270)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the EMP protection device 200 according to another embodiment of the present invention includes a voltage line 210, a ground line 220, a gas discharge tube 230, a filter unit 240, a plurality of diode units 250, 260) and a bi-filer transformer 270.

EMP 방호 장치(200)의 전압선(210), 접지선(220), 가스 방전관(230), 필터부(240) 및 바이파일러 변압기(270)는 상술한 도 2의 전압선(110), 접지선(120), 가스 방전관(130), 필터부(140) 및 바이파일러 변압기(160)와 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.The voltage line 210, the ground line 220, the gas discharge tube 230, the filter unit 240, and the bi-filer transformer 270 of the EMP protection device 200 are the voltage line 110 and the ground line 120 of FIG. 2 described above. , Since the gas discharge tube 130, the filter unit 140, and the bi-filer transformer 160 are the same, a detailed description thereof will be omitted.

본 실시 예에 따른 EMP 방호 장치(200)는, 도 2의 EMP 방호 장치(100)와 달리, 필터부(240)와 바이파일러 변압기(260) 사이에 병렬로 연결된 복수의 다이오드부(250, 260)를 구비할 수 있다. 이는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전류의 흡수 용량을 증가시키기 위함이다.The EMP protection apparatus 200 according to the present embodiment, unlike the EMP protection apparatus 100 of FIG. 2, a plurality of diode units 250 and 260 connected in parallel between the filter unit 240 and the bi-piler transformer 260 ) Can be provided. This is to increase the absorption capacity of the transient current due to the electromagnetic pulse (EMP).

각각의 다이오드부(250, 260)는 동일한 개수의 양방향 다이오드 유닛들을 구비할 수 있다. 이에 따라, 제1 다이오드부(250)의 항복 전압과 제2 다이오드부(260)의 항복 전압은 서로 동일하다.Each of the diode units 250 and 260 may include the same number of bidirectional diode units. Accordingly, the breakdown voltage of the first diode unit 250 and the breakdown voltage of the second diode unit 260 are the same.

한편, 다른 실시 예로, 각각의 다이오드부 사이에 하나 이상의 필터를 배치할 수 있다. 이 경우, 각각의 다이오드부는 서로 다른 개수의 양방향 다이오드 유닛들을 구비할 수 있다.Meanwhile, in another embodiment, one or more filters may be disposed between each diode unit. In this case, each diode unit may include a different number of bidirectional diode units.

이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치는 가스 방전관의 후단에 필터부, 복수의 다이오드부 및 바이파일러 변압기를 배치함으로써, 상기 가스 방전관을 통과하는 매우 빠른 과도 전압/전류를 효과적으로 차단할 수 있다.As described above, as described above, the EMP protection device according to another embodiment of the present invention arranges a filter unit, a plurality of diode units, and a bipiler transformer at the rear end of the gas discharge tube, so that a very fast transient voltage passing through the gas discharge tube / It can cut off the current effectively.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 구성을 나타내는 도면이다.8 is a diagram showing the configuration of an EMP protection device according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치(300)는 동축 케이블용 EMP 방호 장치로서, 바디 케이스(301), 입력 커넥터(302), 제1 통신선(303), 제2 통신선(304), 가스 방전관(305), 제1 및 제2 고주파 필터(306, 315), 제1 및 제2 DC 필터(307, 311), 제1 및 제2 저주파 필터(310, 318), 대역 통과 필터(314), 제1 내지 제6 다이오드부(308, 309, 312, 313, 316, 317), 바이파일러 변압기(319), 절연 부재(320) 및 출력 커넥터(321)를 포함할 수 있다.8, the EMP protection device 300 according to another embodiment of the present invention is an EMP protection device for a coaxial cable, and includes a body case 301, an input connector 302, a first communication line 303, and 2 communication line 304, gas discharge tube 305, first and second high frequency filters 306 and 315, first and second DC filters 307 and 311, first and second low frequency filters 310 and 318 , A band pass filter 314, the first to sixth diode units 308, 309, 312, 313, 316, 317, a bi-filer transformer 319, an insulating member 320, and an output connector 321. I can.

EMP 방호 장치(300)의 가스 방전관(305), 제1 고주파 필터(306), 제1 DC 필터(307), 다이오드부(308, 309, 312, 313, 316, 317) 및 바이파일러 변압기(319)는 상술한 도 2의 가스 방전관(130), 고주파 필터(141), DC 필터(143), 다이오드부(150) 및 바이파일러 변압기(160)와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.The gas discharge tube 305 of the EMP protection device 300, the first high-frequency filter 306, the first DC filter 307, the diode unit 308, 309, 312, 313, 316, 317, and the bi-filer transformer 319 ) Is the same as or similar to the gas discharge tube 130, the high-frequency filter 141, the DC filter 143, the diode unit 150, and the bi-piler transformer 160 of FIG. 2, so a detailed description thereof will be omitted. .

바디 케이스(301)는 EMP 방호 장치(300)의 구성 요소들을 보호하는 역할을 수행한다. 상기 바디 케이스(301)는 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 갖도록 형성된다. The body case 301 serves to protect the components of the EMP protection device 300. The body case 301 is formed to have an inner space for accommodating various electronic components.

입력 커넥터(301)는 바디 케이스(301)의 일 측면에 배치되며, 제1 동축 케이블(801)과 연결된다. 출력 커넥터(321)는 바디 케이스(301)의 타 측면에 배치되며, 제2 동축 케이블(803)과 연결된다.The input connector 301 is disposed on one side of the body case 301 and is connected to the first coaxial cable 801. The output connector 321 is disposed on the other side of the body case 301 and is connected to the second coaxial cable 803.

바디 케이스(301)와 출력 커넥터(321) 사이에는 절연 부재(320)가 배치될 수 있다. 상기 절연 부재(320)는 바디 케이스(301)와 출력 커넥터(321) 사이를 절연하는 역할을 수행한다. 이는 EMP 방호장치의 성능을 검증하기 위해 필요한 국제 시험 규격 중 하나인 PCI(Pulsed Current Injection) 테스트를 통과하기 위함이다.An insulating member 320 may be disposed between the body case 301 and the output connector 321. The insulating member 320 serves to insulate between the body case 301 and the output connector 321. This is to pass the PCI (Pulsed Current Injection) test, which is one of the international test standards required to verify the performance of the EMP protection device.

제1 통신선(303)은 입/출력 커넥터(302, 321)를 통해 제1 및 제2 동축 케이블(801, 803)의 중심 도체(또는 심선, 미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 통신선(304)은 입/출력 커넥터(302, 321)를 통해 제1 및 제2 동축 케이블(801, 803)의 외부 도체(또는 쉴드, 미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. The first communication line 303 may be electrically connected to the center conductor (or core wire, not shown) of the first and second coaxial cables 801 and 803 through the input/output connectors 302 and 321. The second communication line 304 may be electrically connected to an external conductor (or shield, not shown) of the first and second coaxial cables 801 and 803 through the input/output connectors 302 and 321.

가스 방전관(305)은 입력 커넥터(302)와 제1 고주파 필터(306) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303)과 접지(ground) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 과도 전압 신호(Vs)가 제1 통신선(303)으로 인가되는 경우, 가스 방전관(305)은 제1 통신선(303)과 접지 사이를 도통하여 상기 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is) 중 일부를 접지 방향으로 흐르도록 한다.The gas discharge tube 305 is disposed between the input connector 302 and the first high frequency filter 306 and may be connected in parallel between the first communication line 303 and the ground. If the over-voltage signal (V s) applied to the first communication line 303, the gas discharge tube 305 is transient current of the first communication line 303 and by conduction through the ground the excess voltage signal (V s) ( Part of I s ) flows toward the ground.

제1 고주파 필터(306)는 가스 방전관(305)과 제1 DC 필터(307) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303)과 접지(ground) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 제1 고주파 필터(306)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 저주파 성분을 차단할 수 있다. The first high frequency filter 306 is disposed between the gas discharge tube 305 and the first DC filter 307 and may be connected in parallel between the first communication line 303 and the ground. The first high frequency filter 306 may block a low frequency component of the transient voltage signal V s due to the electromagnetic pulse EMP.

제1 DC 필터(307)는 제1 고주파 필터(306)와 제1 및 제2 다이오드부(308, 309) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303) 상에 직렬로 연결될 수 있다. 제1 DC 필터(307)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 DC 성분을 차단할 수 있다.The first DC filter 307 is disposed between the first high frequency filter 306 and the first and second diode units 308 and 309, and may be connected in series on the first communication line 303. The first DC filter 307 may block a DC component of the transient voltage signal V s due to the electromagnetic pulse EMP.

제1 및 제2 다이오드부(308, 309)는 제1 DC 필터(307)와 제1 저주파 필터(310) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303)과 접지(ground) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 다이오드부(308, 309)는 서로 동일한 개수의 양방향 다이오드 유닛들을 구비할 수 있다. 과도 전압 신호(Vs)가 제1 통신선(303)으로 인가되는 경우, 제1 및 제2 다이오드부(308, 309)는 제1 통신선(303)과 접지 사이를 도통하여 상기 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is) 중 일부를 접지 방향으로 흐르도록 한다.The first and second diode units 308 and 309 are disposed between the first DC filter 307 and the first low-frequency filter 310, and may be connected in parallel between the first communication line 303 and the ground. have. In this case, the first and second diode units 308 and 309 may include the same number of bidirectional diode units. When the transient voltage signal V s is applied to the first communication line 303, the first and second diode units 308 and 309 conduct the first communication line 303 and the ground to conduct the transient voltage signal V s) and some of the transient current (I s) to flow by a ground direction.

제1 저주파 필터(310)는 제1 및 제2 다이오드부(308, 309)와 제2 DC 필터(311) 사이에 배치될 수 있다. 제1 저주파 필터(310)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 고주파 성분을 차단할 수 있다.The first low frequency filter 310 may be disposed between the first and second diode units 308 and 309 and the second DC filter 311. The first low frequency filter 310 may block a high frequency component of the transient voltage signal V s due to the electromagnetic pulse EMP.

제2 DC 필터(311)는 제1 저주파 필터(310)와 제3 및 제4 다이오드부(312, 313) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303) 상에 직렬로 연결될 수 있다. 제2 DC 필터(311)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 DC 성분을 차단할 수 있다.The second DC filter 311 is disposed between the first low-frequency filter 310 and the third and fourth diode units 312 and 313 and may be connected in series on the first communication line 303. The second DC filter 311 may block a DC component of the transient voltage signal V s due to the electromagnetic pulse EMP.

제3 및 제4 다이오드부(312, 313)는 제2 DC 필터(311)와 대역 통과 필터(314) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303)과 접지(ground) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제3 및 제4 다이오드부(312, 313)는 서로 동일한 개수의 양방향 다이오드 유닛들을 구비할 수 있다. 한편, 상기 제3 및 제4 다이오드부(312, 313)는 제1 및 제2 다이오드부(308, 309)와 다른 개수의 양방향 다이오드 유닛들을 구비할 수 있다. 과도 전압 신호(Vs)가 제1 통신선(303)으로 인가되는 경우, 제3 및 제4 다이오드부(312, 313)는 제1 통신선(303)과 접지 사이를 도통하여 상기 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is) 중 일부를 접지 방향으로 흐르도록 한다.The third and fourth diode units 312 and 313 are disposed between the second DC filter 311 and the band pass filter 314 and may be connected in parallel between the first communication line 303 and the ground. . In this case, the third and fourth diode units 312 and 313 may include the same number of bidirectional diode units. Meanwhile, the third and fourth diode units 312 and 313 may include a different number of bidirectional diode units from the first and second diode units 308 and 309. When the transient voltage signal (V s ) is applied to the first communication line 303, the third and fourth diode units 312 and 313 conduct the first communication line 303 and the ground to conduct the transient voltage signal V s) and some of the transient current (I s) to flow by a ground direction.

대역 통과 필터(314)는 제3 및 제4 다이오드부(312, 313)와 제2 고주파 필터(315) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303) 상에 직렬로 연결될 수 있다. 대역 통과 필터(314)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 저주파 성분 및 고주파 성분을 동시에 차단할 수 있다.The band pass filter 314 is disposed between the third and fourth diode units 312 and 313 and the second high frequency filter 315 and may be connected in series on the first communication line 303. The band pass filter 314 may simultaneously block a low frequency component and a high frequency component of the transient voltage signal V s due to the electromagnetic pulse EMP.

제2 고주파 필터(315)는 대역 통과 필터(314)와 제5 및 제6 다이오드부(316, 317) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303)과 접지(ground) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 제2 고주파 필터(315)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 저주파 성분을 차단할 수 있다.The second high frequency filter 315 is disposed between the band pass filter 314 and the fifth and sixth diode units 316 and 317 and may be connected in parallel between the first communication line 303 and the ground. . The second high frequency filter 315 may block a low frequency component of the transient voltage signal V s due to the electromagnetic pulse EMP.

제5 및 제6 다이오드부(316, 317)는 제2 고주파 필터(315)와 제2 저주파 필터(318) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303)과 접지(ground) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제5 및 제6 다이오드부(316, 317)는 서로 동일한 개수의 양방향 다이오드 유닛들을 구비할 수 있다. 한편, 상기 제5 및 제6 다이오드부(316, 317)는 제1 내지 제4 다이오드부(308, 309, 312, 313)와 다른 개수의 양방향 다이오드 유닛들을 구비할 수 있다. 과도 전압 신호(Vs)가 제1 통신선(303)으로 인가되는 경우, 제5 및 제6 다이오드부(316, 317)는 제1 통신선(303)과 접지 사이를 도통하여 상기 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is) 중 일부를 접지 방향으로 흐르도록 한다.The fifth and sixth diode units 316 and 317 are disposed between the second high-frequency filter 315 and the second low-frequency filter 318, and may be connected in parallel between the first communication line 303 and the ground. have. In this case, the fifth and sixth diode units 316 and 317 may include the same number of bidirectional diode units. Meanwhile, the fifth and sixth diode units 316 and 317 may include a different number of bidirectional diode units from the first to fourth diode units 308, 309, 312 and 313. When the transient voltage signal V s is applied to the first communication line 303, the fifth and sixth diode units 316 and 317 conduct the first communication line 303 and the ground to conduct the transient voltage signal V s) and some of the transient current (I s) to flow by a ground direction.

제2 저주파 필터(318)는 제5 및 제6 다이오드부(316, 317)와 바이파일러 변압기(319) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303) 상에 직렬로 연결될 수 있다. 제2 저주파 필터(318)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 고주파 성분을 차단할 수 있다.The second low-frequency filter 318 is disposed between the fifth and sixth diode units 316 and 317 and the bi-filer transformer 319 and may be connected in series on the first communication line 303. The second low frequency filter 318 may block a high frequency component of the transient voltage signal V s due to the electromagnetic pulse EMP.

바이파일러 변압기(319)는 제2 저주파 필터(318)와 출력 커넥터(321) 사이에 배치되며, 마그네틱 코어와 상기 마그네틱 코어를 감싸는 두 개의 코일로 구성될 수 있다. 이때, 바이파일러 변압기(319)의 제1 코일은 제1 통신선(303) 상에 직렬로 연결될 수 있고, 해당 변압기(319)의 제2 코일은 제2 통신선(304) 상에 직렬로 연결될 수 있다. 상기 바이파일러 변압기(319)는 차동모드 신호에 해당하는 정상 전압 신호를 원활하게 통과시키고, 동상모드 신호에 해당하는 과도 전압 신호를 효과적으로 차단할 수 있다.The bifilar transformer 319 is disposed between the second low-frequency filter 318 and the output connector 321, and may include a magnetic core and two coils surrounding the magnetic core. At this time, the first coil of the bifilar transformer 319 may be connected in series on the first communication line 303, and the second coil of the corresponding transformer 319 may be connected in series on the second communication line 304. . The bipiler transformer 319 can smoothly pass a normal voltage signal corresponding to a differential mode signal and effectively block a transient voltage signal corresponding to a common mode signal.

한편, 다른 실시 예로, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 바이파일러 변압기(319)는 마그네틱 코어(910)와 상기 마그네틱 코어(910)를 감싸는 동축 케이블(920)로 구성될 수 있다. 이때, 상기 동축 케이블(920)의 일 단은 PCB 기판에 실장된 제2 저주파 필터(318)와 연결될 수 있고, 타 단은 출력 커넥터(321)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 동축 케이블(920)은 중심 도체, 절연체, 외부 도체 및 외피로 구성될 수 있다.Meanwhile, as another example, as shown in FIG. 9, the bi-pilar transformer 319 may include a magnetic core 910 and a coaxial cable 920 surrounding the magnetic core 910. At this time, one end of the coaxial cable 920 may be connected to the second low frequency filter 318 mounted on the PCB board, and the other end may be connected to the output connector 321. In addition, the coaxial cable 920 may be composed of a center conductor, an insulator, an outer conductor, and an outer shell.

이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치는 가스 방전관의 후단에 복수의 필터, 복수의 다이오드부 및 바이파일러 변압기를 배치함으로써, 상기 가스 방전관을 통과하는 매우 빠른 과도 전압/전류를 효과적으로 차단할 수 있다. 또한, 상기 EMP 방호 장치는 부하로 전원을 공급하는 전기/전자 장비뿐만 아니라 동축 케이블이 사용되는 RF 통신 장비에도 적용 가능하다.As described above, as described above, the EMP protection device according to another embodiment of the present invention arranges a plurality of filters, a plurality of diodes, and a bipiler transformer at the rear end of the gas discharge tube, so that a very fast transient passing through the gas discharge tube is performed. It can effectively cut off voltage/current. In addition, the EMP protection device is applicable not only to electric/electronic equipment that supplies power to a load, but also to RF communication equipment using a coaxial cable.

도 10은 동축 케이블용 EMP 방호 장치(300)의 성능을 검증하는 방법을 나타내는 도면이다. 즉, 도 10의 (a)는 과도 전압 신호 인가 시, EMP 방호 장치에 장착된 출력 커넥터의 외부 접속부(outer contact)에 흐르는 전류를 측정하는 시험 방법이고, 도 10의 (b)는 과도 전압 신호 인가 시, EMP 방호 장치에 장착된 출력 커넥터의 중심 접속부(center contact)에 흐르는 전류를 측정하는 시험 방법이다.10 is a diagram showing a method of verifying the performance of the EMP protection device 300 for a coaxial cable. That is, Figure 10 (a) is a test method for measuring the current flowing through the outer contact of the output connector mounted on the EMP protection device when the transient voltage signal is applied, and Figure 10 (b) is the transient voltage signal. When applied, it is a test method that measures the current flowing through the center contact of the output connector mounted on the EMP protection device.

도 10의 (a) 및 (b)에 도시된 시험 방법은 EMP 방호 장치(300)의 성능을 검증하기 위한 PCI 테스트로서, 출력 커넥터(321)의 중심 접속부와 외부 접속부에 흐르는 전류가 임계 전류(0.1A) 이하인 조건을 만족하여야 한다.The test methods shown in (a) and (b) of FIG. 10 are PCI tests for verifying the performance of the EMP protection device 300, and the current flowing to the center connection part and the external connection part of the output connector 321 is a critical current ( The conditions below 0.1A) must be satisfied.

먼저, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 출력 커넥터(321)의 중심 접속부와 접지 사이에 임피던스 매칭을 위한 저항 소자(50Ω)를 연결하고, 출력 커넥터(321)의 외부 접속부와 접지 사이에 전류 측정기(CT)를 연결한 상태에서 EMP 방호 장치(300)의 성능을 시험할 수 있다. 본 발명에 따른 EMP 방호 장치(300)는 바디 케이스(301)와 출력 커넥터(321) 사이에 절연 부재(320)를 배치함으로써, 상기 출력 커넥터(321)의 외부 접속부에 흐르는 전류를 미리 결정된 임계 전류(0.1A) 이하로 제한하여 PCI 테스트를 통과할 수 있다. First, as shown in (a) of FIG. 10, a resistance element (50Ω) for impedance matching is connected between the center connection part of the output connector 321 and the ground, and between the external connection part of the output connector 321 and the ground. It is possible to test the performance of the EMP protection device 300 while the current measuring device (CT) is connected to. EMP protection device 300 according to the present invention by disposing the insulating member 320 between the body case 301 and the output connector 321, the current flowing through the external connection of the output connector 321 is a predetermined threshold current Limit to (0.1A) or less to pass the PCI test.

다음으로, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 출력 커넥터(321)의 중심 접속부와 외부 접속부 사이에 임피던스 매칭을 위한 저항 소자(50Ω)와 전류 측정기(CT)를 직렬로 연결한 상태에서 EMP 방호 장치(300)의 성능을 시험할 수 있다. 본 발명에 따른 EMP 방호 장치는 바디 케이스(301)와 출력 커넥터(321) 사이에 절연 부재(320)를 배치함으로써, 상기 출력 커넥터(321)의 중심 접속부에 흐르는 전류를 미리 결정된 임계 전류(0.1A) 이하로 제한하여 PCI 테스트를 통과할 수 있다.Next, as shown in (b) of FIG. 10, in a state in which a resistance element (50Ω) for impedance matching and a current meter (CT) are connected in series between the center connection part of the output connector 321 and the external connection part. The performance of the EMP protection device 300 can be tested. In the EMP protection device according to the present invention, by disposing the insulating member 320 between the body case 301 and the output connector 321, the current flowing at the center connection portion of the output connector 321 is reduced to a predetermined threshold current (0.1A). ) Or less to pass the PCI test.

도 11은 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전류의 파형과 EMP 방호 장치의 출력 전류 파형을 예시하는 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 전자기펄스(EMI)로 인한 매우 빠른 과도 전류(τR=20nsec, FWHM=500~550nsec)가 EMP 방호 장치(100, 200, 300)의 입력 단으로 인가되는 경우, 상기 EMP 방호 장치(100, 200, 300)는 가스 방전관, 필터부, 다이오드부 및 바이파일러 변압기를 이용하여 상기 전자기펄스(EMI)로 인한 과도 전류를 효과적으로 차단할 수 있음을 확인할 수 있다.11 is a diagram illustrating a waveform of a transient current due to an electromagnetic pulse (EMP) and an output current waveform of an EMP protection device. As shown in FIG. 11, when a very fast transient current (τ R =20 nsec, FWHM = 500 ~ 550 nsec) due to an electromagnetic pulse (EMI) is applied to the input terminal of the EMP protection device 100, 200, 300, It can be seen that the EMP protection devices 100, 200, and 300 can effectively block the transient current due to the electromagnetic pulse (EMI) by using a gas discharge tube, a filter unit, a diode unit, and a bipiler transformer.

한편 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, although specific embodiments of the present invention have been described above, various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, and should be defined by the claims to be described later, as well as those equivalent to the claims.

100: EMP 방호 장치 110: 전압선
120: 접지선 130: 가스 방전관
140: 필터부 150: 다이오드부
160: 바이파일러 변압기100: EMP protection device 110: voltage line
120: ground wire 130: gas discharge tube
140: filter unit 150: diode unit
160: bipiler transformer

Claims (8)

전압선과 접지선 사이에 연결되어, 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호를 일차적으로 차단하는 가스 방전관(GDT);
상기 가스 방전관의 후단에 배치되며, 상기 전압선과 상기 접지선 사이에 연결된 복수의 양방향 다이오드 유닛들을 포함하는 다이오드부; 및
상기 다이오드부의 후단에 배치되어, 상기 다이오드부를 통과하는 과도 전압 신호를 억제하는 바이파일러(bifilar) 변압기를 포함하는 EMP 방호 장치.A gas discharge tube (GDT) connected between the voltage line and the ground line to primarily block a transient voltage signal due to an electromagnetic pulse (EMP);
A diode unit disposed at a rear end of the gas discharge tube and including a plurality of bidirectional diode units connected between the voltage line and the ground line; And
EMP protection device including a bifilar transformer disposed at the rear end of the diode unit and suppressing a transient voltage signal passing through the diode unit. 제1항에 있어서,
각각의 양방향 다이오드 유닛은 서로 병렬 연결된 하나 이상의 순방향 다이오드와 하나 이상의 역방향 다이오드로 구성되는 것을 특징으로 하는 EMP 방호 장치.The method of claim 1,
Each bidirectional diode unit is an EMP protection device, characterized in that consisting of one or more forward diodes and one or more reverse diodes connected in parallel with each other. 제1항에 있어서,
상기 다이오드부는, 상기 전압선과 상기 접지선 사이에 직렬 연결된 양방향 다이오드 유닛들의 개수에 대응하는 항복 전압을 갖는 것을 특징으로 하는 EMP 방호 장치.The method of claim 1,
Wherein the diode unit has a breakdown voltage corresponding to the number of bidirectional diode units connected in series between the voltage line and the ground line. 제3항에 있어서,
상기 다이오드부의 양단 전압이 상기 다이오드부의 항복 전압보다 더 큰 경우, 상기 다이오드부는 상기 전압선과 상기 접지선 사이를 도통하여 상기 가스 방전관을 통과하는 과도 전압 신호에 의한 과도 전류가 접지(ground) 방향으로 흐르도록 제어하는 것을 특징으로 하는 EMP 방호 장치.The method of claim 3,
When the voltage across the diode unit is greater than the breakdown voltage of the diode unit, the diode unit conducts between the voltage line and the ground line so that a transient current caused by a transient voltage signal passing through the gas discharge tube flows in the ground direction. EMP protection device, characterized in that to control. 제1항에 있어서,
상기 바이파일러 변압기는 차동모드 신호에 해당하는 정상 전압 신호를 그대로 통과시키고, 동상모드 신호에 해당하는 과도 전압 신호를 차단하는 것을 특징으로 하는 EMP 방호 장치.The method of claim 1,
The bi-piler transformer EMP protection device, characterized in that passing the normal voltage signal corresponding to the differential mode signal as it is, and blocking the transient voltage signal corresponding to the common mode signal. 제1항에 있어서,
상기 바이파일러 변압기는 마그네틱 코어와 상기 마그네틱 코어를 감싸는 두 개의 코일로 구성되며,
상기 두 개의 코일은 한 쌍의 나선 구조로 감겨진 상태임을 특징으로 하는 EMP 방호 장치.The method of claim 1,
The bifilar transformer is composed of a magnetic core and two coils surrounding the magnetic core,
The EMP protection device, characterized in that the two coils are wound in a pair of spiral structures. 제1항에 있어서,
상기 바이파일러 변압기는 마그네틱 코어와 상기 마그네틱 코어를 감싸는 동축 케이블로 구성되는 것을 특징으로 하는 EMP 방호 장치.The method of claim 1,
EMP protection device, characterized in that the bi-piler transformer is composed of a magnetic core and a coaxial cable surrounding the magnetic core. 제1항에 있어서,
상기 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호의 고주파 성분을 차단하는 저주파 필터, 상기 과도 전압 신호의 저주파 성분을 차단하는 고주파 필터, 상기 과도 전압 신호의 DC 성분을 차단하는 DC 필터, 상기 과도 전압 신호의 저주파 및 고주파 성분을 차단하는 대역 통과 필터 중 적어도 하나를 더 포함하는 EMP 방호 장치.The method of claim 1,
A low frequency filter that blocks a high frequency component of the transient voltage signal due to the electromagnetic pulse (EMP), a high frequency filter that blocks a low frequency component of the transient voltage signal, a DC filter that blocks the DC component of the transient voltage signal, and the transient voltage signal EMP protection device further comprising at least one of a band pass filter for blocking low and high frequency components of.
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