KR0158299B1 - 고용량 gto 구동장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 GTO소자의 구동시 전력손실을 최소한으로 줄이면서 안정되게 온ㆍ오프를 수행할 수 있도록 한 고용량 GTO 구동장치에 관한 것으로, 본 발명은 전원발생부로 부터 구동전원을 받아 소정의 구동전원으로 분할 공급하는 전원전압공급부와, 광전송부로 부터 입력되는 광신호를 수신하여 GTO 게이트의 온ㆍ오프신호로 변환 제어하는 게이트제어신호수신부와, 상기 전력모니터신호, 최소 온/오프 시간과 게이트와 케소우드간에 단락검지신호, 전류피드백신호, 무응답펄스신호에 대하여 논리 연산하여 소정의 온ㆍ오프, 하이게이트신호를 출력하는 논리신호출력부와, 상기 논리신호출력부에서 출력되는 온ㆍ오프신호에 의하여 GTO에 온ㆍ오프신호를 발생하는 게이트온ㆍ오프신호발생부와, 상기 논리신호출력부에서 출력되는 하이 게이트신호를 받아 온시 순간적으로만 동작하는 하이 게이트신호발생부와, 상기 게이트온ㆍ오프신호발생부와 하이 게이트신호발생부에서 발생되는 게이트 온ㆍ오프신호와 하이신호를 각각 출력하는 게이트신호출력부와, 상기 게이트신호출력부에서 출력되는 온ㆍ오프게이트신호를 유지하도록 피드백하는 게이트피드백부로 구성하여서 된 것을 특징으로 한다.

Description

고용량 GTO 구동장치
제1도는 본 발명 GTO 구동장치의 전체적인 제어블럭도.
제2도는 본 발명 GTO 구동장치의 논리신호출력부의 상세 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 전원발생부 101 : 전원공급부
102 : 게이트제어신호수신부 103 : 논리신호출력부
104 : 게이트온신호발생부 105 : 게이트오프신호발생부
106 : 하이게이트신호발생부 107 : 온게이트신호출력부
108 : 오프게이트신호출력부 109 : 하이게이트신호출력부
110 : 온게이트피드백 111 : 게이트오프신호발생부
본 발명은 고용량 GTO 구동장치에 관한 것으로, 특히 GTO소자의 구동시 전력손실을 최소한으로 줄이면서 안정되게 온ㆍ오프를 수행할 수 있도록 한 고용량 GTO 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로 GTO(Gate Turn - Off thyristor)소자는 통상의 다이리스터와 같이 외부에 전류회로를 필요하지 않아 주회로 구성이 간단해지는 이점이 있지만, 게이트 구동조건에 필요한 즉 턴오프시 서지전압에 의한 파괴를 방지하기 위하여 스너버회로와 주회로배선 설계에 주의를 요하게 된다.
또한 GTO소자는 다이리스터와 파워트랜지스터의 중간특성을 가지고 있으며, 이 GTO 소자는 역 게이트전류에 의해 차단할 수 있는 순방향 전류의 최대값이 정해져 있어, 이 전류값을 넘는 전류를 차단하면 GTO 소자는 손상되므로 반드시 가제어 온 전류이내에서 사용을 하여야 하는 특성이 있다.
상기와 같은 특성을 갖는 GTO 소자를 구동하는 종래의 고용량 GTO 구동장치는 GTO 소자의 특성상 온시 높은전류와 오프시 큰 전류를 인가해 주고, 온상태 유지시에도 유지전류를 인가해 주도록 되어 있어, 이로 인한 큰 전력손실을 야기 시키게 되는가 하면, 상기 구동장치의 전원감소시에는 GTO 구동회로의 기능 상실로 인하여 GTO 소자를 파괴시키게 되는 문제점을 가지게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 GTO 소자의 특성인 온ㆍ오프시 큰전류를 허용하고, 온 유지시 유지전류를 히스테리시스 폭에 의해 제어하며, 소정의 폭을 갖는 온펄스에 대하여는 GTO가 온 되지 않도록 함으로써, 상기 GTO소자가 안정되게 온ㆍ오프 수행을 할수 있도록 하고자 하는데 있다.
상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 전원발생부로 부터 구동전원을 받아 소정의 구동전원으로 분할 공급하는 전원전압공급부와, 광전송부로 부터 입력되는 광신호를 수신하여 GTO 게이트의 온ㆍ오프신호로 변환 제어하는 게이트제어신호수신부와, 상기 전력모니터신호, 최소 온/오프 시간과 게이트와 케소우드간에 단락검지신호, 전류피드백신호, 무응답펄스신호에 대하여 논리 연산하여 소정의 온ㆍ오프, 하이게이트신호를 출력하는 논리신호출력부와, 상기 논리신호출력부에서 출력되는 온ㆍ오프신호에 의하여 GTO에 온ㆍ오프신호를 발생하는 게이트온ㆍ오프신호발생부와, 상기 논리신호출력부에서 출력되는 하이 게이트신호를 받아 온시 순간적으로만 동작하는 하이 게이트신호발생부와, 상기 게이트온ㆍ오프신호발생부와 하이 게이트신호발생부에서 발생되는 게이트 온ㆍ오프신호와 하이신호를 각각 출력하는 게이트신호출력부와, 상기 게이트신호출력부에서 출력되는 온ㆍ오프게이트신호를 유지하도록 피드백하는 게이트피드백부로 구성하여서 된 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 발명 GTO 구동장치의 전체적인 제어블럭도 로서, 전원발생부(100)로 부터 DC 100 V의 구동전원을 받아 소정의 구동전압 5V, 7.5V, 15V의 전원전압으로 분할 공급하는 전원전압공급부(101)와, 광전송부(도시되지않음)로 부터 입력되는 광신호를 수신하여 GTO 게이트의 온ㆍ오프신호로 변환 제어하는 게이트제어신호수신부(102)와, 상기 전력모니터신호, 최소 온/오프 시간과 게이트와 케소우드간에 단락검지신호, 전류피드백신호, 무응답펄스신호에 대하여 논리 연산하여 소정의 온ㆍ오프, 하이 게이트신호를 출력하는 논리신호출력부(103)와, 상기 논리신호출력부(103)에서 출력되는 온ㆍ오프신호에 의하여 GTO에 온ㆍ오프신호를 발생하는 게이트 온ㆍ오프신호발생부(104)(105)와, 상기 논리신호출력부(103)에서 출력되는 하이 게이트신호를 받아 온시 순간적으로만 동작하는 하이 게이트신호발생부(106)와, 상기 게이트 온ㆍ오프신호발생부(104)(105)와 하이 게이트신호발생부(106)에서 발생되는 게이트 온ㆍ오프신호와 하이신호를 GTO의 게이트에 출력하는 온ㆍ오프게이트신호출력부(107)(108)및 하이 게이트신호출력부(109)와, 상기 게이트신호출력부(107)(108)에서 출력되는 온ㆍ오프게이트신호를 유지하기 위하여 피드백하는 온게이트피드백부(110), 오프게이트피드백부(111)로 구성되게 된다.
제2도는 본 발명 GTO 구동장치의 논리신호출력부의 상세 회로도 로서, 광전송부(도시되지않음)로 부터 입력되는 광신호를 수신하여 GTO 게이트의 온ㆍ오프신호로 변환 제어하는 게이트제어신호수신부(102)의 신호와 구동장치에 공급되는 전력을 감시하는 전력모니터(201)로 부터 초기 스위치 온하여 안정된 스타트를 유지하는 초기 안정화부(202)로 부터의 신호를 논리곱하는 앤드게이트(AND1)와, 상기 앤드게이트(AND1)의 출력신호와 무응답펄스신호부(203)로 부터의 무응답펄스를 논리곱하여 광신호가 상기 무응답펄스보다 작으면 신호를 출력하지 않는 앤드게이트(AND2)와, 상기 앤드게이트(AND2)의 출력신호에 대하여 최소 온ㆍ오프시간을 설정하여 온/오프게이트신호를 출력하는 최소 온/오프시간설정부(204)와, 상기 최소 온/오프시간설정부(204)에서 최소 온/오프시간을 설정한 상태에서, 피드백되는 온ㆍ오프게이트신호를 히스테리시스의 폭과 비교하는 히스테리시스비교부(206)와, 상기 히스테리시스 비교부(206)의 비교출력신호와 상기 최소온/오프시간설정부(204)에서 출력되는 온시간으로 초기 구동하는 초기구동회로(208)에서 출력되는 초기구동신호와 논리합하는 오아게이트(OR)와, 상기 오아게이트(OR)에서 출력되는 신호와 상기 최소온/오프시간설정부(204)에서 출력되는 온시간 신호와를 논리곱하여 하이게이트신호를 출력하는 앤드게이트(AND3)와, 상기 최소온/오프시간설정부(204)에서 출력되는 오프시간을 소정의 시간 지연하는 지연회로(209)로 부터 지연된 신호와 GTO의 게이트와 케소우드간에 단락상태를 감지하는 단락감지부(207)로 부터 출력되는 단락신호와 논리곱하여 GTO의 게이트와 케소우드간에 단락시 오프게이트신호를 출력하는 앤드게이트(AND4)와, 상기 앤드게이트(AND4)에서 출력되는 오프신호를 광절연하는 광절연부(210)로 구성하여서 된 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저 GTO 구동장치에 전원발생부(100)로 부터 전원전압공급부(101)에 전원전압이 공급되면 상기 전원전압공급부(101)에서는 5V, 7.5V, 15V의 전원전압으로 분할하여 구동전압을 출력하게 된다.
상기 구동전압이 출력된 상태에서 게이트제어신호수신부(102)에서는 광전송부(도시되지않음)로 부터 입력되는 광신호를 수신하여 GTO 게이트의 온ㆍ오프신호로 변환 제어하여, 제어된 신호를 논리신호출력부(103)에 입력시키면, 상기 논리신호출력부(103)에서는 제2도에 도시한 바와같이 광전송부(도시되지않음)로 부터 입력되는 광신호를 구동장치에 공급되는 전력을 감시하는 전력모니터(201)로 부터 초기 스위치 온하여 안정된 스타트를 유지하는 초기 안정화부(202)로 부터의 신호를 논리곱하는 앤드게이트(AND1)와, 상기 앤드게이트(AND1)의 출력신호와 무응답펄스신호부(203)로 부터의 무응답펄스를 논리곱하는 앤드게이트(AND2)와, 상기 앤드게이트(AND2)의 출력신호에 대하여 최소 온ㆍ오프시간을 설정하여 온/오프게이트신호를 출력하는 최소 온/오프시간설정부(204)를 통해서 초기에 온시 많은 전류가 인가되어야 하므로 하이게이트신호와 온게이트신호를 함께 출력하게 되고, 이어서 GTO의 게이트와 케소우드간에 단락상태를 감지하는 단락감지부(207)로 부터 출력되는 단락신호와 상기 최소온/오프시간설정부(204)에서 출력되는 오프 시간을 소정의 시간 지연하는 지연회로(209)로 부터 지연된 신호와 논리곱하여 앤드게이트(AND4)를 통해서 오프게이트신호를 출력하게 된다.
상기와 같이 논리신호출력부(103)에서 출력되는 온ㆍ오프, 하이게이트신호는 게이트온ㆍ오프신호발생부(104)(105)를 통해서 GTO를 온ㆍ오프하는 온ㆍ오프 게이트신호를 발생함과 아울러, 하이게이트신호발생부(106)를 통해서 온시 순간적으로만 동작하는 하이 게이트신호를 발생하여 온ㆍ오프게이트신호출력부(107)(108)및 하이게이트신호출력부(109)에 인가하게 되고, 상기 온게이트신호출력부(107)및 하이게이트신호출력부(109)에서는 초기에 하이게이트신호와 온신호를 출력하여 GTO을 온 시키고 이어서 소정의 최소시간 지연후 오프게이트출력부(108)을 통해서 오프게이트신호를 출력하여 GTO를 오프시키며, 그후에는 상기 온ㆍ오프게이트신호출력부(107)(108)에서 출력되는 온ㆍ오프게이트신호는 온게이트 피드백부(110), 오프게이트 피드백부(111)을 각각 통해서 하이게이트신호와 함께 피드백되어 상기 논리신호출력부(103)에 입력되고 이 입력된 하이게이트신호와 온ㆍ오프게이트신호는 상기 논리신호출력부(103)의 히스테리시스비교부(206)를 통해서 히스테리시스 폭과 비교된 하이게이트신호를 출력하되 이 하이게이트신호는 온ㆍ오프게이트신호에 의하여 온ㆍ오프를 반복하면서 GTO를 온ㆍ오프 구동시키게 된 것이다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 고용량 GTO 구동장치에 있어서, GTO를 초기의 온 구동시 논리신호출력부에 의하여 전류를 많이 인가되도록 하이게이트신호와 온게이트신호를 함께 출력하고, 그후에는 피드백되는 하이게이트신호와 온ㆍ오프게이트신호를 히스테리시스폭과 비교하여 하이게이트신호를 온ㆍ오프 반복하면서 GTO를 온ㆍ오프구동하게 되므로 GTO 구동회로의 전력손실을 방지할수 있을 뿐만 아니라, 전원전압이 저하에 의하여 GTO 소자가 파괴되는 것을 방지하게 되어 안정되게 GTO를 구동시킬수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (2)

  1. 전원발생부로 부터 구동전원을 받아 소정의 구동전원으로 분할 공급하는 전원전압공급부와, 광전송부로 부터 입력되는 광신호를 수신하여 GTO 게이트의 온ㆍ오프신호로 변환 제어하는 게이트제어신호수신부와, 상기 전력모니터신호, 최소 온/오프 시간과 게이트와 캐소우드간에 단락검지신호, 전류피드백신호, 무응답펄스신호에 대하여 논리 연산하여 소 정의 온, 오프, 하이게이트신호를 출력하는 논리신호출력부와, 상기 논리신호출력부에서 출력되는 온ㆍ오프신호에 의하여 GTO에 온ㆍ오프신호를 발생하는 게이트온ㆍ오프신호발생부와, 상기 논리신호출력부에서 출력되는 하이 게이트신호를 받아 온시 순간적으로만 동작하는 하이 게이트신호발생부와, 상기 게이트온ㆍ오프신호발생부와 하이 게이트신호발생부에서 발생되는 게이트 온ㆍ오프신호와 하이신호를 각각 출력하는 게이트신호출력부와, 상기 게이트신호출력부에서 출력되는 온ㆍ오프게이트신호를 유지하도록 피드백하는 게이트피드백부로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 고용량 GTO 구동장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 논리신호출력부는 광전송부(도시되지않음)로 부터 입력되는 광신호를 수신하여 GTO 게이트의 온ㆍ오프신호로 변환 제어하는 게이트제어신호수신부(102)의 신호와 구동장치에 공급되는 전력을 감시하는 전력모니터(201)로 부터 초기 스위치 온하여 안정된 스타트를 유지하는 초기안정화부(202)로 부터의 신호를 논리곱하는 앤드게이트(AND1)와, 상기 앤드게이트(AND1)의 출력신호와 무응답펄스신호부(203)로 부터의 무응답펄스를 논리곱하여 광신호가 상기 무응답펄스보다 작으면 신호를 출력하지 않는 앤드게이트(AND2)와, 상기 앤드게이트(AND2)의 출력신호에 대하여 최소 온ㆍ오프시간을 설정하여 온/오프게이트신호를 출력하는 최소 온/오프시간설정부(204)와, 상기 최소 온/오프시간설정부(204)에서 최소 온/오프시간을 설정한 상태에서, 피드백되는 온ㆍ오프게이트신호를 히스테리시스폭과 비교하는 히스테리시스비교부(206)와, 상기 히스테리시스비교부(206)의 비교출력신호와 상기 최소온/오프시간설정부(204)에서 출력되는 온시간으로 초기 구동하는 초기구동회로(208)에서 출력되는 초기구동신호와 논리합하는 오아게이트(OR)와, 상기 오아게이트(OR)에서 출력되는 신호와 상기 최소온/오프시간설정부(204)에서 출력되는 온시간 신호와를 논리곱하여 하이게이트신호를 출력하는 앤드게이트(AND3)와, 상기 최소온/오프시간설정부(204)에서 출력되는 오프시간을 소정의 시간 지연하는 지연회로(209)로 부터 지연된 신호와 GTO의 게이트와 케소우드간에 단락상태를 감지하는 단락감지부(207)로 부터 출력되는 단락신호와 논리곱하여 GTO의 게이트와 케소우드간에 단락시 오프게이트신호를 출력하는 앤드게이트(AND4)와, 상기 앤드게이트(AND4)에서 출력되는 오프신호를 광절연하는 광절연부(210)로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 고용량 GTO 구동장치.
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