KR101825866B1 - 고전압 직류전류 온도 퓨즈 - Google Patents

Abstract

고전압 직류 온도 퓨즈는 적어도 고전압 직류 회로에 연결된 고전압 저전류 온도 퓨즈 (300)로 구성된다. 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈는 케이싱(301), 케이싱 내에 캡슐화 된 가용 합금 와이어 (303)와, 상기 케이싱 외부로 확장된 두 핀(306,307)을 포함하고, 상기 가용 합금 와이어는 두 핀 사이를 연결한다. 상기 두 핀 중 하나에는 아크 제거 슬리브(304)와 스프링(305)이 슬리브되며, 상기 아크 제거 스리브의 일단은 상기 가용 합금 와이어들에 접촉되고, 아크 제거 슬리브의 다른 끝단은 상기 스프링에 접촉된다. 상기 스프링의 일측 끝단은 상기 케이싱의 내측 끝 표면에 접촉되고, 상기 스프링은 압축된 상태다. 상기 고전압 직류전류 온도 퓨즈는 고전압 저전류 온도 퓨즈와 병렬연결된 일반적인 온도 퓨즈를 더 포함하거나, 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈와 직렬연결된 전류 퓨즈(200)를 더 포함하여 구성된다. 상기 고전압 직류전류 온도 퓨즈는 고전압 직류전류 회로에 직접 적용이 가능하고 시간에 맞춰 아크 차단 문제를 해결할 수 있다.

Description

고전압 직류전류 온도 퓨즈{HIGH-VOLTAGE DIRECT-CURRENT TEMPERATURE FUSE}

본 발명은 고전압 직류전류 온도 퓨즈에 관한 것으로, 특히 고전압 직류전류 회로 내의 아크 차단에 사용되는 고전압 직류전류 온도 퓨즈에 관한 것이다.

온도 퓨즈는 온도 용융성 차단기(cutout)이라고도 하며, 보통 열을 발생하는 경향의 전자 기기에 탑재된다. 상기 기기의 고장, 열의 발생 그리고 이상 온도를 초과할 때, 상기 온도 퓨즈는 자동으로 용융되어 화재로부터 전자 기기를 보호하기 위해 전원 공급 장치를 차단한다. 최근에, 상기 온도 퓨즈는 전기밥솥, 전기다리미, 전기난로 등 가열을 주요 기능으로 하는 대부분의 가전제품에 탑재된다. 내부 부품(internal parts)가 동작하지 않을 때, 전원 공급 장치는 상기 기기의 더 심각한 손상을 방지하는 온도 퓨즈에 의해 제때 차단될 수 있어, 화재원이 되는 것을 피할 수 있다. 상기 온도 퓨즈는 잘 알려진 퓨즈와 동일하다. 이는 보통 회로 내의 단지 전원 공급 경로(path)다. 이는 전류가 정격값을 초과하지 않으면 회로에 아무런 영향을 주지 않는다. 이는 평상시 동작에서 낮은 저항, 작은 전원 손실 및 낮은 표면 온도를 가진다. 단지 상기 전자 기기가 고장으로 비정상적인 온도를 발생하는 경우 전원 공급 회로를 차단한다.

상기 온도 퓨즈는 온도범위가 온도 퓨즈 위치에서 온도 퓨즈 내부의 가용(可鎔, fusible) 합금 와이어의 용융 온도에 도달했을 때 전원 공급 회로의 내에서 과열 보호의 역할을 한다. 용융 에이전트에 의해, 상기 가용 합금 와이어는 양쪽 단부의 리드를 향해 수축되어 비정상적인 온도에 의해 회로의 다른 요소들이 더 손상되는 것을 방지한다. 따라서 상기 온도 퓨즈는 과열 방지가 필요한 많은 회로들에 적용된다. 서로 다른 회로들은 서로 다른 온도 퓨즈를 가지고 있다.

고전압 레벨이 400V 또는 그 이상의 직류전류 회로에서, 종래 온도 퓨즈의 가용 합금 와이어의 용융 과정 동안에 상기 용융 합금 와이어의 수축 속도는 느리고, 두 리드의 사이 간격은 매우 짧으며, 아크가 발생되어 결과적으로 제시간 내에 회로를 차단할 수 없다. 상기 회로는 고온 연소와 함께 아크의 발생에 기인하여 제거될 수 있다. 따라서 만약 전압 레벨이 400V 또는 그 이상인 직류전류 회로에 사용되는 현존하는 온도 퓨즈는 제시간 내에 보호 회로를 차단할 수 없을 뿐만 아니라 불필요한 문제들을 유발한다.

본 발명의 실시 예는, 종래 온도 퓨즈가 고전압 회로에 직접 사용될 수 없는 문제점을 감안하여, 제시간 내에 아크를 차단하는 문제를 해결하기 위한 고전압 직류전류 온도 퓨즈를 제공함에 목적이 있다.

구체적인 해결수단은 다음과 같다: 적어도 고전압 직류전류 회로에 연결되는 고전압 저전류 온도 퓨즈로 구성되는 고전압 직류전류 온도 퓨즈에서, 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈는, 케이싱과, 케이싱 내에서 캡슐화된 가용 합금 와이어와, 상기 케이싱의 외부로 연장되는 두 리드들을 포함하고, 상기 가용 합금 와이어는 상기 두 리드들의 사이를 연결하고; 상기 리드들 중 하나는 아크 제거 슬리브와 스프링에 연속적으로 끼워지고, 상기 아크 제거 슬리브의 일측 단은 상기 가용 합금 와이어에 연결되고, 상기 아크 제거 슬리브의 타측 단은 상기 스프링에 연결되고, 상기 스프링은 압축된 상태다.

상기 고전압 저전류 온도 퓨즈는 고전압, 저전류 아크 제거 및 차단 보호를 적용하는 기능을 한다. 가용 합금 와이어는 일반 온도에서 적당한 강성을 가지며, 상기 아크 제거 슬리브는 상기 압축 스프링의 영향으로 상기 가용 합금 와이어를 향해 밀린다. 압축 스프링이 압축된 상태에서의 탄성은 가용 합금 와이어와 리드들의 용접 힘을 파괴할 만큼 충분하지 않다. 따라서 고전압 저전류 온도 퓨즈가 고전압 직류전류 회로에 연결되고, 만약 온도가 가용 합금 와이어의 퓨징 온도(fusing temperature)에 도달하면, 상기 가용 합금 와이어는 액화된 상태에서 좋은 유동체가 된다. 상기 압축 스프링의 영향으로 상기 아크 제거 슬리브는 가용 합금 와이어를 차단하고, 하나의 리드를 덮도록 상기 축을 따라 이동하고, 고전압 아크의 발생을 피할 수 있도록 두 전극 사이의 방전간극을 절연시킨다.

바람직한 실시 예로서, 아크를 차단하기 위한 상기 고전압 직류전류 회로의 더 좋은 응용을 위하여, 본 발명의 실시 예는 또한 고전압 직류전류 온도 퓨즈를 제공한다. 상기 고전압 직류전류 온도 퓨즈는 고전압 직류전류 회로에 직렬 연결되는 제2온도 퓨즈를 포함한다. 상기 고저압 저전류 온도 퓨즈는 상기 다른 온도 퓨즈에 병렬 연결된다.

바람직한 실시 예로서, 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈는 전류 퓨즈와 함께 직렬연결되어 프라이머리 브랜치를 형성한다. 상기 프라이머리 브랜치는 사이 다른 온도 퓨즈에 병렬 연결된다. 상기 전류 퓨즈의 저항은 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈의 그것에 비하여 더 크다.

상기 배치에 따르면, 상기 보호되는 회로가 고전압, 대전류 회로일 때, 온도가 상기 제2온도 퓨즈의 용융점에 도달하여 그것이 차단된 후, 상기 전류는 병렬연결된 상기 프라이머리 브랜치로 흐른다. 전류 퓨즈의 저항은 고전압 저전류 온도 퓨즈의 그것보다 크기 때문에 상기 전류 퓨즈가 먼저 오프되고, 병렬 연결된 상기 프라이머리 브랜치를 차단한다. 보호되는 회로가 고전압 저전류 회로일 때, 온도가 상기 제2온도 퓨즈의 용융점에 도달하여 그것이 차단된 후, 상기 전류는 병렬연결된 상기 프라이머리 브랜치로 흐른다. 이때 상기 저전류는 프라이머리 브랜치 내의 상기 전류 퓨즈를 차단시키지 못하고, 상기 온도가 과열 고전압 차단이 생기도록 고전압 저전류 온도 퓨즈의 용융점까지 계속 증가하고, 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈는 과온 고전압 차단의 방법으로써 병렬 연결된 프라이머리 브랜치를 차단한다.

바람직한 실시 예로서, 상기 전류 퓨즈는 양단에 금속 연결 터미널을 가지는 튜브 바디와 튜브 내에 금속 가용 와이어를 포함하는 튜브 퓨즈이다. 더 바람직하게는, 상기 전류 퓨즈는 N형 전류 퓨즈이며, 퓨즈 링크와 양단이 상기 퓨즈 링크의 양단 사이에 접속되는 두 개의 리드들을 포함한다. 상기 두 리드들은 상기 퓨즈 링크들의 상기 N자 형의 상부로부터 서로 평행하게 확장된다. 그 중에서 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈가 상기 N형 전류 퓨즈에 병렬 연결되어 사용될 때, 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈의 차단 전류는 상기 N형 전류 퓨즈의 그것 보다 적다. 바람직한 실시 예로서, N형 퓨즈 링크는 상기 케이싱 내에서 캡슐화된다. 상기 케이싱은 석영 모래와 같은 아크 제거 물질로 충진된다. 상기 N형 전류 퓨즈는 고전압 고전류 아크 제거의 기능을 가진다. 선형 공간 구조 제조에 비하여, 차단이 이루어질 때, N형 퓨즈 링크를 가지는 전류 퓨즈 내에서 병렬 연결된 리드들에 의해 발생된 전계 강도는 여러 배 이상이다. 하전 입자들의 확산과 재조합 프로세스는 고전계 강도에서는 더 빠르고, 전극 리드 사이의 갭은 빠르게 절연 상태를 회복하게 만들어 아크 제거 목적을 달성할 수 있다. 따라서 아크 제거의 보호 기능이 기록된 일반 퓨즈의 그것에 비하여 복수 배 더 크다.

바람직한 실시 예로서, 상기 제2온도 퓨즈는 적어도 하나의 가용 합금 와이어를 포함한다. 상기 가용 합금 와이어는 상기 두 개의 리드들 사이에 제공된다. 특별히 가용 합금 와이어는 솔더링에 의해 상기 두 리드들 사이에 용접된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서 상기 제2온도 퓨즈는 케이싱과 베이스에 의해 절연된다. 상기 가용 합금 와이어와 두 리드들은 상기 절연 케이싱과 베이스에 의해 형성된 공간 내에 배치된다. 특별하게, 상기 가용 합금 와이어는 두 리드들 사이에 용접된다. 상기 두 리드들의 끝단은 상기 베이스의 외부로 확장된다. 실제 필요에 따라 하나 또는 둘 이상의 가용 합금 와이어 조각들이 상기 두 리드의 사이에 제공될 수 있다. 상기 수는 그것에 의해 제한되지 않는다.

바람직한 실시 예로서, 실시 예에서 상기 제2 퓨즈는 이 실시예에서 두 조각의 가용 합금 와이어를 포함한다. 상기 두 조각의 가용 합금 와이어는 상기 두 리드의 사이에 평행 또는 교차되게 용접되어 브리지 타입 접속을 형성한다. 상기 두 개의 리드들의 반대편 끝단은 베이스의 외부에 있다. 대칭 구조의 두 L형 리드들은 병렬 연결 내에서 합금 와이어를 균일하게 분할하고 병렬 연결 내에서 흐름 용량의 효과적인 이용을 개선한다.

바람직한 실시 예로서, 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈는 정방형 쉘형 또는 도기 튜브형 온도 퓨즈 또는 이 분야에서 보통 사용되는 다른 합금 온도 퓨즈이다. 합금 온도 퓨즈의 동작 원리는 같다. 다른 회로들에 더 나은 적용이 요구되는 실제 회로에 따라서 다른 형의 온도 퓨즈가 선택될 수 있다.

바람직한 실시 예로서, 본 발명의 바람직한 실시 예의 고전압 직류전류 온도 퓨즈는 또한 몇몇(N)의 세컨더리 브랜치를 포함한다. 상기 세컨더리 브랜치는 연속적으로 상호 직렬연결되는 고전압 저전류 온도 퓨즈와 전류 퓨즈를 포함한다. 그 중에서 고전압 저전류 온도 퓨즈의 구조와 전류 퓨즈의 구조가 상기 프라이머리 브랜치의 구조와 동일한 경우는 여기서 다시 설명하지 않는다. 상기 N이 1인 경우, 상기 세컨더리 브랜치는 상기 프라이머리 브랜치의 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈에 병렬 연결된다. 상기 N이 1보다 큰 경우, 상기 N번째 세컨더리 브랜치는 N-1번째 세컨더리 브랜치의 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈에 병렬 연결된다. 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈의 다중 병렬 방법을 사용하여, 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈는 낙뢰 보호 모듈에 적용하도록 확장될 수 있다. 따라서 보호 회로는 전압에 의해 더 효과적이고 시기적절하게 차단할 수 있게 한다.

본 발명은 현재의 온도 퓨즈의 내부 구성을 개선하여 종래 온도 퓨즈가 고전압 회로에 직접 사용될 수 없는 문제점을 해결하여, 고전압 저전류 온도 퓨즈를 고전압 직류전류 회로의 보호를 위해 직접 사용할 수 있다. 회로에 의해 발생된 열이 너무 높을 때, 고전압 저전류 온도 퓨즈는 차단되어 상기 회로가 다른 전기적 요소들에 더 손상을 주는 것을 피하고, 화재의 원인이 되는 것을 피할 수 있다.

더하여, 본 발명의 실시 예는 또한 고전압 직류전류 온도 퓨즈의 개선된 솔루션을 제공한다. 회로 연결 방법에 의해 고전압 저전류 온도 퓨즈는 전류 퓨즈에 직렬 연결되고 다른 온도 퓨즈에 병렬 연결되어, 상기 전압 아크는 때맞춰 제거 된다. 그 결과로서, 고전압 저전류와 고전압 고전류의 양 조건에서, 제시간 내에 아크가 제거되고 회로를 차단하여, 결과적으로 아크에 의한 화재 또는 비정상적인 온도의 증가로부터 회로의 다른 요소들이 더 손상되는 것을 방지한다. 부가적으로 본 발명의 상기 고전압 직류전류 온도 퓨즈는 고전압 저전류 온도 퓨즈를 연결하는 다중 병렬 방법을 사용하여, 상기 고전압 직류전류 온도 퓨즈는 낙뢰 보호 모듈에 적용하도록 확장될 수 있다.

아래의 도면을 참조하여, 본 발명의 더 상세한 설명을 한다:
도 1은 본 발명의 실시 예1의 부분 단면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예1의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예1의 개략 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예2의 개략 회로도이다.
텍스트에서 동일한 도면부호는 동일한 부분을 나타낸다. 도면을 설명할 때, 해당하는 도면들과 함께 논의되어지는 일부 또는 요소들을 보인다.

이하, 본 발명의 실시 예들에 대하여 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다. 특히 단지 몇 가지 실시 예만을 설명한다. 그러나 실제로는 본 발명의 실시 예는 다양한 형태로 구체화 될 수 있으며, 본 발명의 상세한 설명에 의해 본 발명의 실시 예들이 제한되지 않는다. 이 실시 예들은 본 발명의 더 나은 이해를 목적으로 제공되어진다.

실시 예1

도 1과 도 2는 본 발명의 실시 예1의 부분 단면 사시도와 분해 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예의 고전압 직류전류 온도 퓨즈는 절연 베이스(101)와 그 상부에 제공된 큰 케이싱(103)을 포함한다. 일반 온도 퓨즈(100), 전류 퓨즈(200), 그리고 고전압 저전류 온도 퓨즈(300)는 절연 베이스(101)와 큰 케이싱(103)의 사이에 형성되는 공간부(cavity)의 내부에 제공된다. 특히, 고전압 저전류 온도 퓨즈(300)는 전류 퓨즈에 연속적으로 직렬 연결되어 프라이머리 브랜치(primary branch)를 형성한다. 따라서 상기 프라이머리 브랜치는 온도 퓨즈(100)에 병렬로 연결된다. 그 다음, 온도 퓨즈(100)는 고전압 회로에 직렬연결되어 고전압 회로를 위한 과열 보호 장치로 제공된다.

삭제

도 2를 참조하면, 온도 퓨즈(100)는 특별히 절연 베이스(101) 상에 배치된 작은 케이싱(102)을 포함한다. 온도 퓨즈의 우측 리드(105)와 온도 퓨즈의 좌측 리드(106)는 절연 베이스(101)의 양 측면 상에 고정되어 제공된다. 가용 합금 와이어(104)는 절연 베이스(101)와 작은 케이싱(102)에 의해 형성된 폐쇄 공간의 내에서 제공된다. 가용 합금 와이어(104)는 상기 온도 퓨즈의 좌측 리드(106)와 우측 리드 사이에 용접된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 실시 예에서, 가용 합금 와이어(104)의 두 조각은 병렬로 제공됨이 명확하게 포함된다. 다른 실시 예로, 가용 합금 와이어들은 필요에 따라 하나 또는 둘 또는 더 많은 조각들이 병렬 또는 교차하여 제공될 수 있다. 이는 구체적인 실시 예에서 가용 합금 와이어들의 조각들의 수와 각 조각들의 단면적은 온도 퓨즈의 다양한 전류 플로우 레이트(current flow rates)에 따라 당업자에 의해 적당하게 조정될 수 있음에 유의해야 한다. 실시 예에서 좌측 리드(106)와 우측 리드(105)는 가용 합금 와이어(104)의 중앙의 수직축을 기준으로 대칭되게 배치되는 L자 형상이며, 베이스(101)와 일체가 되도록 주입된다. 가용 합금 와이어(104)의 두 조각들은 두 L자 형상 좌측 리드(106)와 우측 리드(105)의 사이에 병렬 연결되어 브리지 타입 연결을 형성한다. 또한 상기 좌측 리드(106)와 우측 리드(105)의 터미널들은 절연 베이스(101)에 접촉되고, 각각 가용 합금 와이어(104)를 향하는 방향으로 확장된다. 가용 합금 와이어(104)들은 온도에 민감하며, 용융 에이전트에 의해 코팅되는 저온 용융 전도성 합금 물질로 만들어진다. 온도가 가용 합금 와이어(104)의 용융 온도에 도달했을 때, 가용 합금 와이어는 용융된다. 표면 텐션과 용융 에이전트의 영향에 의해, 가용 합금 와이어(104)는 양 단을 향해 수축되어 볼이 되고, 두 리드들의 양단에 부착되고, 응용 회로 내의 용융 스위치 포인트가 되어 회로를 차단한다.

삭제

전류 퓨즈(200)는 전류 퓨즈의 케이싱(201)과 커버 플레이트(202)를 포함한다. 퓨즈(203)는 전류 퓨즈의 케이싱(201)과 커버 플레이트(202)의 사이에 형성되는 공간에 배열된다. 그 중에서 퓨즈(203)는 N형으로 굽은 형상이다. 좌측 리드(204)와 우측 리드(205)는 각각 퓨즈(203)의 양단에 연결된다. 좌측 리드(204)와 우측 리드(205)는 상기 퓨즈(203)의 상기 N형 모양의 상단으로부터 연장되는 형상으로, 서로 다른 것에 대하여 평행한 방향의 선단부를 가진다. 좌측 리드(204)와 우측 리드(205)는 전류 퓨즈의 케이싱(201)에 형성된 관통 홀들을 각각 통과하여, 전류 퓨즈의 케이싱(201)의 외부로 연장되고 외부로 노출되어, 외부의 퓨즈(203)의 전기적 연결 포인트가 된다. 퓨즈(203)는 N형 공간부의 내부 벽면에 접촉되지 않고 N형 공간부의 내에 매달려 있다. 전류 퓨즈(200) 내의 퓨즈(203)는 굽은 N형의 모양으로, 전류 퓨즈(200)는 N형 전류 퓨즈라 불려진다. 아크 제거(extinguishing)의 효과를 증가시키기 위하여, N형 공간은 또한 석영 모래와 같은 아크 제거 물질들로 충진될 수 있으며, 퓨즈(203)의 열균형을 안정되게 만들 수 있다. 특히 고전압 저전류 온도 퓨즈가 N형 전류 퓨즈에 직렬 연결되도록 사용되었을 때, 고전압 저전류 온도 퓨즈의 항복 전류는 상기 N형 전류 퓨즈의 그것보다 작다.

전류 퓨즈(200)에 전원이 공급되었을 때, 전류 변환으로부터 열이 발생하여 퓨즈(203)의 온도는 증가하게 된다. 일반적인 동작 전류가 공급되거나 허용된 과전류가 공급되었을 때, 전류에 의해 열이 발생되고, 상기 열은 퓨즈(203), 전류 퓨즈의 케이싱(201)과 주변의 환경을 통한 방사, 대류, 전도 등의 수단에 의해 제거되어 점차 균형에 도달하게 된다. 만약 열의 제거 속도가 열 발생 속도를 따라가지 못하면, 그 열은 퓨즈 링크에 축적되어 퓨즈(203)의 온도를 증가시킨다. 온도가 퓨즈(203)의 용융 점에 도달하거나 초과하게 되면, 그것은 액화 또는 기화되어 회로를 차단한다.

퓨즈(203)의 용융 모멘트에서, 통상 N형 구조의 양측면에 대하여 중앙 포인트로부터 파단된다. 아크는 대부분의 하전입자들이 아크로부터 생성되는 것처럼 필연적으로 퓨즈(203)의 파단점에서 발생된다. 동시에, 전계 강도는 전류 퓨즈에 병렬 연결되어진 좌측 리드(204)와 우측 리드(205)에 의해 복수 배(multiple times) 이상으로 발생한다. 하전 입자들의 확산과 재조합 프로세스는 아크 제거의 목적을 달성하기 위하여 고전계 강도에서는 더 빠르고, 전극 리드 사이의 갭은 빠르게 절연 상태를 회복하게 만든다. 따라서, 상기 아크 제거 보호 효과는 기록되어진 일반 퓨즈의 그것에 비하여 복수 배 더 있으며, 회로와 인간에 대한 안전 보호가 실현된다.

도 2를 참고하면, 고전압 저전류 온도 퓨즈(300)는 일회용의 비-재장착가능한 용융 디바이스다. 실시 예에서 정방형 쉘 타입 온도 퓨즈는 고전압 저전류 온도 퓨즈의 케이싱(301)과 베이스(302)로 이루어지는 쉘과, 케이싱의 안쪽에 실링된 온도 센싱수단과(예를 들어 가용 합금 와이어(303)는 낮은 용융 점과 우수한 온도 감도를 가지며, 가용 합금 와이어(303)는 용융 에이전트에 코팅됨), 상기 쉘 외부로 연장되는 두 리드를 포함하여 사용된다. 두 리드의 도면 부호는 각각 306, 307이다. 그 중에서 가용 합금 와이어(303)는 왼쪽 리드(306)와 오른쪽 리드(307)의 사이에 용접된다. 도 2에 도시한 바와 같이 왼쪽 리드(306)와 오른쪽 리드(307)는 서로 병렬로 제공된다. 두 리드의 중심축은 가용 합금 와이어(303)에 대해 수직을 이룬다. 가용 합금 와이어(303)는 특히 왼쪽 리드(306)와 오른쪽 리드(307)의 축의 상단에 용접된다. 왼쪽 리드(306)와 오른쪽 리드(307)는 베이스(302)의 비아 홀들을 축방향으로 통과한 이후, 가용 합금 와이어(303)로부터 멀어지는 방향을 따라 굽혀지고 연장된다. 연장된 각 리드들은 외부의 전기적 연결 포인트로써 베이스(302)의 외부로 노출된다.

베이스(302) 내측에서 제공되는 둥근 공간부에는 압축 스프링(305)과 아크 제거 슬리브(304)가 위치한다. 아크 제거 슬리브(304)와 압축 스프링(305)는 고전압 좌측 리드(306)의 축을 감싸도록 위치된다. 압축 상태의 압축 스프링(305)의 일측 끝단은 베이스(302)의 둥근 캐비티의 안쪽 끝의 면에 연결되고, 다른 끝단은 아크 제거 슬리브에 접촉된다. 상기 아크 제거 슬리브(304)의 압축 스프링(305) 반대편의 끝단은 가용 합금 와이어(303)에 접촉된다. 가용 합금 와이어(303)는 일반 온도에서 압축 스프링(305)의 영향으로 아크 제거 슬리브(304)가 가용 합금 와이어(303)를 미는 경우에도 적당한 강성을 가진다. 압축 스프링이 압축된 상태에서의 탄성은 가용 합금 와이어(303)와 고전압 좌측 리드(306)과 고전압 우측 리드(307)의 용접 힘을 파괴할 만큼 충분하지 않다.

고전압 저전류 온도 퓨즈(300)는 고온과 고전압 차단 보호의 주역할을 한다. 고전압 저전류 온도 퓨즈(300) 영역의 온도가 고전압 저전류 온도 퓨즈(300) 내의 가용 합금 와이어(303)의 용융 온도에 이르렀을 때, 가용 합금 와이어(303)는 용융된다. 또한 용융 에이이전트(예를 들어 스페셜 레진(special regin))와 표면의 장력의 도움으로, 가용 합금 와이어(303)는 양측 끝단으로 수축되고 구형이되어, 두 리드(각각 도면부호 306, 307)의 끝단에 부착된다. 고전압 회로에 위치된 상기 회로는, 가용 합금 와이어(303)의 수축 속도가 매우 느리고, 고전압 좌측 리드(306)와 우측 리드(307) 사이의 갭이 매우 짧아 아크가 발생되곤 한다. 고전압의 아크 발생과 함께, 액화된 가용 합금 와이어(303)는 좋은 유동체가 된다. 압축 스프링(305)의 도움으로, 아크 제거 슬리브(304)는 가용 합금 와이어(303)를 차단하도록 상기 축을 따라 이동한다. 아크 제거 슬리브(304)는 고전압 좌측 리드(306)를 덮어 고전압 좌측 리드(306)와 고전압 우측 리드(307) 사이의 방전간극(discharging gap)을 절연시킨다. 따라서 상기 전류 회로는 아크에 의한 화재 발생 또는 온도의 비정상적인 증가로부터 초래되는 상기 회로 내의 다른 요소들이 더 손상되는 것을 차단하여 방지한다.

도 3은 본 발명의 실시 예1의 회로도이다. 도 3을 참조하면 전류 퓨즈(200)는 고전압 저전류 온도 퓨즈(300)에 직렬연결되고, 그 뒤에 일반 온도 퓨즈(100)와 병렬 연결된다. 일반 온도 퓨즈(100)의 좌측과 우측 리드들은 상기 고전압 회로에 직렬 연결되어 고전압 회로를 위한 고온 보호를 제공한다. 더 특별하게, 전류 퓨즈(200)의 좌측 리드(204)는 고전압 저전류 온도 퓨즈(300)의 우측 리드(307)에 전기적 직렬 접촉 형태를 이룬다. 전류 퓨즈(200)의 우측 리드(205)와 고전압 저전류 온도 퓨즈(300)의 좌측 리드(306)는 각각 온도 퓨즈(100)의 우측 리드(105)와 좌측 리드(106)에 연결된다. 상기 일반 온도 퓨즈(100)의 우측 리드(105)와 좌측 리드(106)는 고전압 회로에 직렬 연결되어 회로 내에서 고전압 회로를 위한 과열 보호 제공으로서의 필요한 보호를 한다.

뿐만 아니라 본 발명의 실시 예에서의 고전압 직류 온도 퓨즈의 기능을 실현하기 위하여, 전통적인 온도 퓨즈(100)의 용융 온도는 고전압 저전류 온도 퓨즈(300)의 용융 온도보다 작게 되도록 구성한다. 전류 퓨즈의 퓨즈 링크 저항은 고전압 저전류 온도 퓨즈의 그것보다 더 크게 한다.

따라서, 상기 회로가 고전압 저전류 회로일 때, 만약 외부 온도가 온도 퓨즈(100)의 용융온도에 도달하고, 표면 장력과 용융 에이전트에 의해, 가용 합금 와이어(104)가 용융 단선되고, 양단의 좌측과 우측 리드를 향해 수축된다. 병렬 회로의 존재에 기인하여, 가용 합금 와이어(104)의 절단은 아크를 발생시키지 않는다. 상기 전류는 온도 퓨즈(100)와 병렬 연결되고, 고전압 저전류 온도 퓨즈(300)와 직렬 연결된 전류 퓨즈에 의해 형성된 프라이머리 브랜치를 통해 흐른다. 전류 퓨즈(200) 내의 퓨즈(203)의 저항은 고전압 저전류 온도 퓨즈(300)의 그것보다 크고, 퓨즈(203)는 상기 병렬회로의 차단을 위해 첫번째로 차단된다. 선형 퓨즈에 대하여 퓨즈(203)의 용융 모멘트에서, 병렬 리드에 의해 생성되는 전계 강도는 복수 배 이상으로 발생하고, 하전 입자들의 확산과 재조합 프로세스는 아크 제거의 목적을 달성하기 위하여 고전계 강도에서는 더 빠르고, 전극 리드 사이의 갭은 빠르게 절연 상태를 회복하게 만든다. 전류 퓨즈(200)는 상기 일반 퓨즈의 그것에 비하여 복수 배 더 큰 아크 제거 보호를 한다.

상기 회로가 고전압 저전류 회로일 때, 만약 외부 온도가 온도 퓨즈(100)의 용융점에 도달하면, 가용 합금 와이어(104)는 차단되고, 전류는 전류 퓨즈(200)와 고전압 저전류 온도 퓨즈(300)에 의해 형성되는 병렬회로를 통해 흐르게 된다. 상기 병렬회로를 흐르는 전류는 전류 퓨즈(200)를 퓨즈 오프시키기에 충분하지 않고, 상기 병렬회로는 차단되지 않으며 외부 온도는 계속 증가한다. 외부 온도가 고전압 저전류 온도 퓨즈(300)의 가용 합금 와이어(303)의 용융점에 도달했을 때, 가용 합금 와이어(303)는 차단되고, 양단을 향해 수축되면서 구형이 되고, 두 리드(306,307)의 끝단에 부착된다. 상기 회로가 고전압 회로인 동안에, 가용 합금 와이어(303)의 수축 속도가 매우 느리고, 고전압 좌측 리드(306)와 우측 리드(307) 사이의 갭이 매우 짧아 아크가 발생되기 쉽다. 고전압의 아크 발생과 함께 액화된 가용 합금 와이어(303)는 좋은 유동체가 된다. 압축 스프링(305)의 도움으로, 아크 제거 슬리브(304)는 가용 합금 와이어(303)를 차단하도록 상기 축을 따라 이동한다. 아크 제거 슬리브(304)는 고전압 좌측 리드(306)를 덮어 고전압 좌측 리드(306)와 고전압 우측 리드(307) 사이의 방전간극(discharging gap)을 절연시킨다. 따라서 상기 전류 회로는 아크에 의한 화재 발생 또는 온도의 비정상적인 증가로부터 초래되는 상기 회로 내의 다른 요소들이 더 손상되는 것을 차단하여 방지한다.

실시 예2

도 4는 본 발명의 실시 예2의 회로도이다. 실시 예2에서는 확장된 솔루션으로서, 고전압 직류전류 온도 퓨즈는 온도 퓨즈(100), 전류 퓨즈(200) 및 고전압 저전류 온도 퓨즈(300)가 실시 예1과 동일하게 구성된다. 그 중에서 고전압 저전류 온도 퓨즈(300)는 전류 퓨즈(200)에 연속적으로 직렬 연결되어 프라이머리 브랜치를 형성한다. 다음, 상기 프라이머리 브랜치는 온도 퓨즈(100)의 양단에 병렬 연결된다. 온도 퓨즈(100)는 고전압 회로를 위한 과열 보호 제공을 위해 고전압 회로에 직렬연결된다. 고전압 회로는 여기서 다시 설명하지 않는다.

실시 예1과 실시 예2 사이의 차이점은 다음과 같다: 상기 고전압 직류전류 온도 퓨즈는 또한 N개의 세컨더리 브랜치들을 포함하고, 각 세컨더리 브랜치들은 전류 퓨즈에 연속으로 직렬 연결된 고전압 저전류 온도 퓨즈를 포함한다. 그 중에 고전압 저전류 온도 퓨즈와 전류 퓨즈의 구조는 프라이머리 브랜치의 그것과 동일하다. N이 1일 때, 세컨더리 브랜치는 프라이머리 브랜치 내의 고전압 저전류 온도 퓨즈에 병렬 연결된다. N이 1보다 클때, N번째 세컨더리 브랜치는 N-1번째 세컨더리 브랜치의 고전압 저전류 온도 퓨즈에 병렬 연결된다. 도 4에 도시한 바와 같이 도 4에는 두 개의 세컨더리 브랜치를 포함한다. N이 2이다. 첫번째 세컨더리 브랜치는 서로 직렬로 연속 연결된 고전압 저전류 온도 퓨즈(300')과 전류 퓨즈(200')를 포함한다. 두번째 세컨더리 브랜치는 서로 연속적으로 직렬 연결된 고전압 저전류 온도 퓨즈(300'')와 전류 퓨즈(200'')를 포함한다. 그 중 첫번째 세컨더리 브랜치는 상기 프라이머리 브랜치의 고전압 저전류 온도 퓨즈(300)에 병렬 연결된다. 두번째 세컨더리 브랜치는 첫번째 세컨더리 브랜치 내의 고전압 저전류 온도 퓨즈(300')에 병렬 연결된다.

사실, 확장된 솔루션으로서, 세컨더리 브랜치의 수는 실시 예2에 의해 제한되지 않으며 더 많을 수 있다. 다음 단계의 세컨더리 브랜치는 마지막 단계의 세컨더리 브랜치 내의 고전압 저전류 온도 퓨즈에 병렬 연결된다. 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈의 다중 병렬 방법을 사용하여, 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈는 낙뢰 보호 모듈에 적용하도록 확장될 수 있다. 따라서 보호 회로는 전압 차단의 효과를 이루기에 더 효과적이고 시기적절하게 분리된다.

부가적으로, 다른 응용 솔루션으로서, 상기 실시 예1과 실시 예2의 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈는 양쪽 모두 도기 튜브(porcelain-tube)형 온도 퓨즈를 사용할 수 있다. 상기 도기 튜브형 온도 퓨즈는 도기 튜브로 절연되고, 내부에는 미리결정된 온도에서 용융가능한 가용 합금 와이어들이 캡슐화된다.

상기 가용 합금 와이어들은 선형 대칭인 우측 리드와 좌측 리드 사이에 용접된다. 두 리드의 끝단은 각각 상기 가용 합금 와이어로부터 멀어지는 방향으로 절연된 도기 튜브의 외부로 연장된다. 그 중 2개의 리드는 아크 제거 슬리브와 압축 스프링에 의해 슬리브될 수 있다. 아크 제거 슬리브의 일단은 가용 합금 와이어에 접촉되고, 타단은 상기 스프링에 접촉된다. 상기 스프링의 일단은 압축 상태에서 상기 절연 도기 튜브의 내측 끝 면에 접촉된다. 압축 스프링이 압축된 상태에서의 탄성은 가용 합금 와이어와 좌측 및 우측 리드들의 용접 힘을 파괴할 만큼 충분하지 않다. 다른 설정들은 실시 예1과 실시 예2와 동일하므로 여기서는 다시 설명하지 않는다.

뿐만아니라 기본적인 응용 솔루션으로서, 본 발명의 실시 예에서 고전압 저전류 온도 퓨즈(300)는 고전압 직류전류 회로에 단독(예를 들어 고전압 직류전류 회로에 직렬 연결되어)으로 사용될 수 있다. 상기 회로가 고전압 저전류 회로일 때, 만약 외부 온도가 상기 고전압 직류전류 온도 퓨즈(300)의 가용 합금 와이어(303)의 용융점에 도달하면, 가용 합금 와이어(303)는 퓨즈 오프되고, 가용 합금 와이어(303)는 퓨즈 오프되고, 양단을 향해 수축되면서 구형이 되고, 도면 부호 306, 307의 리드들의 끝단에 부착된다. 상기 회로가 고전압 회로가된 이후부터, 가용 합금 와이어(303)의 수축 속도가 매우 느리고, 고전압 좌측 리드(306)와 우측 리드(307) 사이의 갭이 매우 짧아 아크가 발생되기 쉽다. 고전압의 아크 발생과 함께, 액화된 가용 합금 와이어(303)는 좋은 유동체가 된다. 아크 제거 슬리브(304)는 압축 스프링(305)의 탄성의 영향에 의해 가용 합금 와이어(303)를 차단하도록 상기 축을 따라 이동한다. 아크 제거 슬리브(304)는 고전압 좌측 리드(306)를 덮어 고전압 좌측 리드(306)와 고전압 우측 리드(307) 사이의 특별한 방전간극을 절연시킨다. 따라서 상기 전류 회로는 아크에 의한 화재 발생 또는 온도의 비정상적인 증가로부터 초래되는 상기 회로 내의 다른 요소들이 더 손상되는 것을 차단하여 방지한다.

또 다른 확장된 솔루션으로써, 전류 퓨즈에 병렬 연결된 일반 온도 퓨즈를 사용하는 방법을 고전압 직류전류 회로에 적용하여 사용할 수 있다. 비록 상기 방법은 효과가 만족스럽지 않을 수도 있지만, 회로를 차단하는 기능과 아크를 제거하는 기능을 구현할 수 있다. 만약 외부 온도가 온도 퓨즈(100)의 용융 온도에 도달하면, 가용 합금 와이어(104)가 용융 단선되고, 양단의 좌측과 우측 리드를 향해 수축된다. 병렬 회로의 존재에 기인하여, 가용 합금 와이어(104)의 절단은 아크를 발생시키지 않는다. 상기 전류는 온도 퓨즈(100)와 병렬 연결된 전류 퓨즈를 통해 흐른다. 상기 전류가 어떤 강도 또는 어떤 온도에 도달하였을 때, 전류 퓨즈(200)의 퓨즈(203)는 자동으로 차단되어 전류를 차단하여, 회로의 동작 안정성 보호의 기능을 달성한다.

당업자들에게 본 발명의 수정과 다른 실시 예들을 구상하는 것은 용이하다.본 발명의 상기 상세한 설명과 도면에는 유용한 기술적인 동기들을 가지고 있다. 따라서 본 발명의 상기 실시 예들은 바람직한 실시 예를 개시하고, 개시된 특별한 ttlf시예들에 의해 제한되지 않을 뿐만 아니라 단지 바람직한 실시 예에 한정된 것이고 특정한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위 내에서 다양한 변경과 다른 실시 예를 포함한다. 비록 문맥에서 구체적으로 확정된 용어가 사용되었으나, 그들은 어디까지나 일반적이고 설명적인 의미로 사용된 것이고, 제한을 구성하지 않는다.

100:온도 퓨즈 101:절연 베이스
102:작은 케이싱 103:큰 케이싱
104:용융가능한 합금 와이어들 105:온도 퓨즈의 좌측 리드
106:온도 퓨즈의 우측 리드 200:전류 퓨즈
201:전류 퓨즈의 케이싱 202:커버 플레이트
203:퓨즈 204:전류 퓨즈의 좌측 리드
205:전류 퓨즈의 우측 리드 300:고전압 저전류 온도 퓨즈
301:고전압 저전류 온도 퓨즈 케이싱 302:베이스
303:용융가능한 합금 와이어들 304:아크 제거 슬리브
305:압축 스프링
306:고전압 저전류 온도 퓨즈의 좌측 리드
307:고전압 저전류 온도 퓨즈의 우측 리드

Claims (8)

1. 고전압 직류전류 회로에 연결되는 고전압 저전류 온도 퓨즈와 전류 퓨즈 및 온도 퓨즈로 구성되는 고전압 직류전류 온도 퓨즈에서,
   상기 고전압 저전류 온도 퓨즈는,
   케이싱,
   상기 케이싱 내에서 캡슐화된 가용 합금 와이어, 및
   제1리드와 제2리드를 포함하고, 상기 제1리드와 상기 제2리드는 상기 케이싱의 외부로 연장되고,
   상기 가용 합금 와이어는 상기 제1리드와 제2리드의 사이를 연결하고; 상기 제1리드 또는 제2리드 중 하나는 아크 제거 슬리브와 스프링에 연속적으로 끼워지고; 상기 아크 제거 슬리브의 일측 단은 상기 가용 합금 와이어에 연결되고, 상기 아크 제거 슬리브의 타측 단은 상기 스프링에 연결되고, 상기 스프링의 일단은 상기 케이싱의 내부 끝단 면에 연결되고; 상기 스프링은 압축된 상태이며,
   고전압 직류전류 온도 퓨즈는 제2온도 퓨즈를 더 포함하고, 상기 제2온도 퓨즈는 상기 고전압 직류전류 회로에 직렬연결되고, 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈는 상기 제2온도 퓨즈에 병렬연결되고,
   상기 고전압 저전류 온도 퓨즈는 전류 퓨즈와 직렬로 더 연결되어 프라이머리 브랜치를 형성하고, 상기 프라이머리 브랜치는 상기 제2온도 퓨즈에 병렬 연결되고; 상기 전류 퓨즈의 저항은 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈의 그것보다 더 큰 것을 특징으로 하는 고전압 직류전류 온도 퓨즈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고전압 저전류 온도 퓨즈의 용융 온도는 상기 제2온도 퓨즈의 용융 온도보다 더 큰 것을 특징으로 하는 고전압 직류전류 온도 퓨즈.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 전류 퓨즈는 양단에 금속 연결 터미널을 가지는 튜브 바디와, 튜브 내에 금속 가용 와이어를 포함하는 튜브 퓨즈로 구성된 것을 특징으로 하는 고전압 직류전류 온도 퓨즈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 전류 퓨즈는 N형 전류 퓨즈이며, 퓨즈 링크와 양단이 상기 퓨즈 링크에 접속되는 두 개의 리드들을 포함하고, 상기 두 개의 리드들은 상기 퓨즈 링크들의 끝으로부터 서로 평행하게 확장된 것을 특징으로 하는 고전압 직류전류 온도 퓨즈.
6. 제2항에 있어서,
   상기 제2온도 퓨즈는 적어도 하나의 가용 합금 와이어와 함께 제공되고; 상기 적어도 하나의 가용 합금 와이어는, 제2온도 퓨즈의 좌측 리드와 우측 리드 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 고전압 직류전류 온도 퓨즈.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2온도 퓨즈는 적어도 두 조각의 가용 합금 와이어들을 포함하며; 상기 적어도 두 조각의 가용 합금 와이어는 상기 좌측 리드와 우측 리드의 사이를 가로지르거나 평행하게 제공되는 것을 특징으로 하는 고전압 직류전류 온도 퓨즈.
8. 제1항 내지 제2항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고전압 직류전류 온도 퓨즈는 또한 N개의 세컨더리 브랜치를 포함하며, 상기 세컨더리 브랜치는 연속적으로 상호 직렬연결되는 고전압 저전류 온도 퓨즈와 전류 퓨즈를 포함하고,
   상기 N이 1인 경우, 상기 세컨더리 브랜치는 상기 프라이머리 브랜치의 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈에 병렬 접속되고,
   상기 N이 1보다 큰 경우, N번째 세컨더리 브랜치는 N-1번째 세컨더리 브랜치의 상기 고전압 저전류 온도 퓨즈에 병렬 접속되는 것을 특징으로 하는 고전압 직류전류 온도 퓨즈.

Images