KR0160425B1

KR0160425B1 - Ac power control device

Info

Publication number: KR0160425B1
Application number: KR1019960008851A
Authority: KR
Inventors: 정인규
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1999-03-20
Also published as: KR970066780A

Abstract

본 발명은 교류전력제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구형파발진회로를 이용한 교류전력제어장치에 있어서 상용교류전원과 구형파신호의 위상을 동기시킬 수 있도록 된 것으로, 이는 구형파신호를 발생시키는 구형파발진부(40)와, 상기 구형파발진부(40)로부터 구형파신호를 입력받아 부하에 공급되는 상용교류전원의 위상을 제어하는 전력제어부(20)를 구비한 교류전력제어장치에 있어서, 상용교류전원의 위상을 검출하여 상기 구형파발진부(40)에 인가하는위상검출부(50)를 구비하여 구형파의 위상을 상용교류전원의 위상과 동기시키도록 된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an AC power control device, and more particularly, in the AC power control device using a square wave oscillation circuit, it is possible to synchronize the phase of a commercial AC power supply and a square wave signal, which is a square wave oscillator generating a square wave signal. An AC power control device including a power control unit (20) for controlling a phase of a commercial AC power supplied to a load by receiving a square wave signal from the rectangular wave oscillator (40), the phase of the commercial AC power supply being changed. The phase detection unit 50 is detected and applied to the square wave oscillator 40 to synchronize the phase of the square wave with the phase of a commercial AC power supply.

Description

AC power control device

제1도는 일반적인 교류전력제어장치의 구성을 보인 회로도.1 is a circuit diagram showing the configuration of a general AC power control device.

제2도는 본 발명에 따른 교류전력제어장치의 구성을 보인 상세회로도.Figure 2 is a detailed circuit diagram showing the configuration of the AC power control apparatus according to the present invention.

제3도 (a) 및 (c)는 본 발명에 따른 교류전력제어장치의 각 부의 출력파형도이다.3 (a) and 3 (c) are output waveform diagrams of respective parts of the AC power control apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

20 : 전력제어부 30 : 전원부20: power control unit 30: power supply unit

40 : 구형파발진부 50 : 위상검출부40: square wave oscillator 50: phase detector

본 발명은 교류전력제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구형파발진회로를 이용한 교류전력제어장치에 있어서 상용교류전원과 구형파신호의 위상을 동기시킬 수 있도록 된 교류전력제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an AC power control device, and more particularly, to an AC power control device capable of synchronizing a phase of a commercial AC power supply and a square wave signal in an AC power control device using a square wave oscillation circuit.

종래의 교류전력제어장치는 제1도에 도시한 바와 같이 상용교류전원(AC)과, 상기 상용교류전원(AC)을 인가받아 구동되는 부하(10)와, 게이트신호를 인가받아 상기 부하(10)에 공급되는 상기 상용교류전원(AC)의 위상을 제어하여 각 부하(10)의 출력전력을 제어하는 전력제어부(20)와, 상기 전력제어부(20)에 게이트신호를 제공하는 구형파발진부(40) 및 상기 구형파발진부(40)에 직류전원(Vcc)을 공급하는 전원부(30)를 구비한다. 이러한 구성에 있어서, 상기 전력제어부(20)는 부하(10)에 직렬연결된 실리콘 제어 정류소자(SCR)이다.In the conventional AC power control apparatus, as shown in FIG. 1, a commercial AC power source, a load 10 driven by the commercial AC power source, and a gate signal are applied to the load 10. Power control unit 20 for controlling the output power of each load 10 by controlling the phase of the commercial AC power supplied to the power supply; and a square wave oscillator 40 for providing a gate signal to the power control unit 20. ) And a power supply unit 30 for supplying a DC power supply (Vcc) to the square wave oscillator (40). In this configuration, the power control unit 20 is a silicon control rectifier (SCR) connected in series with the load (10).

이러한 구성에 있어서, 구형파발진부(40)는 두 개의 비교기(IC1)(IC2)를 구비하며, 또한, 상기 비교기(IC1)의 비반전(+) 단자는 저항(R6)을 경유하여 전원(Vcc)에 접속되고, 비반전단자는 컨덴서(C2)를 경유하여 전원에 접속되어 있다. 또한, 비교기(IC1)의 출력단은 비교기(IC2)의 반전(-)단자에 접속되고, 비교기(IC1)의 출력신호는 저항(R7)을 개재하여 비반전(+)단자에 피드백되며, 저항(R10)을 경유하여 전원에 접속된다. 이때, 비교기(IC1)의 반전단자는 직렬연결된 저항(R8)(R9)을 개재하여 출력단에 접속된다.In this configuration, the square wave oscillator 40 includes two comparators IC1 and IC2, and the non-inverting (+) terminal of the comparator IC1 is connected to the power supply Vcc via the resistor R6. The non-inverting terminal is connected to the power supply via the capacitor C2. In addition, the output terminal of the comparator IC1 is connected to the inverting (-) terminal of the comparator IC2, the output signal of the comparator IC1 is fed back to the non-inverting (+) terminal through the resistor R7, and the resistance ( Connected to the power supply via R10). At this time, the inverting terminal of the comparator IC1 is connected to the output terminal through the resistors R8 and R9 connected in series.

반면, 비교기(IC2)는 저항(R7)의 양단간의 전압강하를 간지하도록 반전단자 및 비반전단자가 저항(R7) 양단에 접속된다.On the other hand, in the comparator IC2, an inverting terminal and a non-inverting terminal are connected to both ends of the resistor R7 so as to intercept the voltage drop between the both ends of the resistor R7.

이러한 구성에 있어서의 종래의 교류전력제어장치는 비교기(IC1)의 비반전단자의 입력신호가 반전단자의 입력신호보다 커지게 되는 시점에서 SCR을 온 시키게되는데 이때 상용교류전원의 위상을 고려하지 않고 단지, 컨덴서(C2)의 충방전에 의거하여 SCR을 구동시킴으로써 전력제어시 각종 전기적 잡음 및 SCR의 전류상승률이 증가되는 문제점이 있었다.The conventional AC power control device in this configuration turns on the SCR when the input signal of the non-inverting terminal of the comparator IC1 becomes larger than the input signal of the inverting terminal, without considering the phase of the commercial AC power supply. However, by driving the SCR based on the charging and discharging of the capacitor C2, there was a problem in that various electric noises and current rise rates of the SCR were increased during power control.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 구형파발진회로의 구형파신호를 상용교류전원의 위상과 동기시킴으로써 부하의 전력제어시 발생되는 전기적 잡음을 제거할 수 있도록 된 교류전력제어장치를 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and its object is to synchronize the square wave signal of the square wave oscillation circuit with the phase of a commercial AC power supply to remove electrical noise generated during power control of a load. To provide a control device.

이러한 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 교류전력제어장치는 구형파신호를 발생시키는 구형파발진부와, 상기 구형파발진부로부터 구형파신호를 입력받아 부하에 공급되는 상용교류전원의 위상을 제어하는 전력제어부를 구비한 교류 전력제어장치에 있어서, 상용교류전원의 위상을 검출하여 상기 구형파발진부에 인가하는위상검출부를 구비하여 구형파의 위상을 상용교류전원의 위상과 동기시키도록 된 것을 특징으로 한다.AC power control device according to the present invention for realizing this object is provided with a square wave oscillator for generating a square wave signal, and a power control unit for controlling the phase of the commercial AC power supplied to the load by receiving the square wave signal from the square wave oscillator In the AC power control device, a phase detection unit for detecting a phase of a commercial AC power supply and applying the same to the square wave oscillator is provided to synchronize the phase of the square wave with the phase of the commercial AC power supply.

또한, 상기 위상검출부는 상용교류전원의 양단에 직렬연결된 저항과, 상기 저항의 중간단으로부터 감압된 상용교류전원을 구형파발진부에 인가하는 저항을 구비한 것을 특징으로 한다.The phase detection unit may include a resistor connected in series to both ends of the commercial AC power supply, and a resistor for applying the commercial AC power source reduced in pressure from the middle end of the resistor to the square wave oscillator.

이하에는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 구성 및 작용효과를 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration and the effect according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

먼저, 제2도는 본 발명에 따른 교류전력제어장치의 구성을 나타낸 회로도로서, 제1도와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하며 상세한 설명은 생략한다. 이는 상용교류전원(AC)과, 상기 상용교류전원(AC)을 인가받아 구동되는 부하(10)와, 게이트신호를 인가받아 상기 부하(10)에 공급되는 상기 상용교류 전원의 위상을 제어하여 각 부하의 출력전력을 제어하는 전력제어부(20)와, 상용 교류전원의 동기신호를 얻기위한 위상검출부(50)와, 상기 위상검출부(50)로부터 위상검출신호를 입력받아 상기 전력제어부(20)에 게이트신호를 제공하는 구형파발진부(40) 및 상기 구형파발진부(40)에 직류전원을 공급하는 전원부(30)를 구비한다. 이러한 구성에 있어서, 상기 전력제어부(20)는 부하에 직렬연결된 실리콘제어 정류소자(SCR)이다.First, Figure 2 is a circuit diagram showing the configuration of the AC power control apparatus according to the present invention, the same reference numerals are used for the same parts as in Figure 1 and detailed description thereof will be omitted. This is performed by controlling the phases of the commercial AC power supply, the load 10 driven by the commercial AC power, and the commercial AC power supplied to the load 10 by receiving a gate signal. A power control unit 20 for controlling the output power of the load, a phase detection unit 50 for obtaining a synchronous signal of a commercial AC power supply, and a phase detection signal from the phase detection unit 50 is input to the power control unit 20 A square wave oscillator 40 for providing a gate signal and a power supply unit 30 for supplying DC power to the square wave oscillator 40 are provided. In this configuration, the power control unit 20 is a silicon control rectifier (SCR) connected in series with the load.

상기한 구성에 있어서, 위상검출부(50)는 상용교류전원(AC)에 병렬로 접속되며 상호 직렬연결된 저항(R1)(R2)와, 상기 저항(R1)(R2)의 중간단에 일단이 접속되고 타단은 구형파발진부(40)의 비교기(IC1)의 비반전단자에 접속된 저항(R5)를 구비하여, 상용교류전원의 크기를 구형파발진부(40)에서 이용할 수 있는 적당한 크기의 신호로 감압시킨 뒤 구형파발진부(40)에 인가하게 된다.In the above-described configuration, the phase detection unit 50 is connected in parallel to the commercial AC power supply AC and one end is connected to the intermediate ends of the resistors R1 and R2 connected in series with each other. And the other end is provided with a resistor R5 connected to the non-inverting terminal of the comparator IC1 of the square wave oscillator 40, thereby reducing the size of the commercial AC power supply with a signal of an appropriate size that can be used by the square wave oscillator 40. It is applied to the back square wave oscillator 40.

또한, 전원부(30)는 저항(R3)를 통해 상용교류전원을 소정크기로 전압 강하시킨 뒤 직렬연결된 다이오드(D1)을 통해 반파정류하고, 컨덴서(C1)을 통해 평활한 다음 전류제한용 저항(R4)를 통하여 제너다이오드(ZD)에서 전압을 안정화 시킨 뒤 각 부에 직류전원을 공급하게 된다.In addition, the power supply unit 30 drops the commercial AC power supply to a predetermined size through the resistor R3, and rectifies the wave halfway through the diode D1 connected in series, and smoothes through the capacitor C1, and then the current limiting resistor ( The voltage is stabilized in the zener diode (ZD) through R4) and DC power is supplied to each part.

제3도는 본 발명에 따른 교류전력제어장치의 각 부의 파형을 나타낸 것이다. 이를 참조하여 본 발명에 따른 교류전력제어장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 위상검출부(50)를 구형파발진부(40)에 접속시키지 않은 경우를 설명한다. 이때, 구형파발진부(40)의 비교기(IC1)의 출력이 '하이' 상태인 것으로 가정하면, 제3도 (a)에 도시된 바와 같이 저항(R7)(R10)을 통하여 비교기(IC1)의 +단자에도 '하이' 상태가 유지되게 된다. 또한, 비교기(IC1)의 -단자는 저항(R8)(R9)(R10)을 통하여 컨덴서(C2)에 전압을 인가하게 되는데, 이때 컨덴서(C2)의 일측단자는 직류전원(Vcc)에 접속되어 있으므로 컨덴서(C2)는 방전되게 된다.Figure 3 shows the waveform of each part of the AC power control apparatus according to the present invention. Referring to the operation of the AC power control apparatus according to the present invention will be described. First, the case where the phase detection part 50 is not connected to the square wave oscillation part 40 is demonstrated. At this time, assuming that the output of the comparator IC1 of the square wave oscillator 40 is in a 'high' state, the + of the comparator IC1 is provided through the resistors R7 and R10 as shown in FIG. The terminal will also remain 'high'. In addition, the negative terminal of the comparator IC1 applies a voltage to the capacitor C2 through the resistors R8, R9, and R10. At this time, one terminal of the capacitor C2 is connected to the DC power supply Vcc. Therefore, the capacitor C2 is discharged.

이는 즉, 제3도(b)에 도시된 바와 같이 직류전원(Vcc)에 접속되지 않은 컨덴서(C2)의 타측단의 전압이 상승된다는 의미이므로, 비교기(IC1)의 -단자의 입력전압이 +단자의 입력전압보다 높아지는 시점에서 비교기(IC1)의 출력이 '로우' 상태로 반전되게 된다.That is, since the voltage at the other end of the capacitor C2 that is not connected to the DC power supply Vcc is increased as shown in FIG. 3 (b), the input voltage of the negative terminal of the comparator IC1 is +. The output of the comparator IC1 is inverted to a 'low' state at a time higher than the input voltage of the terminal.

따라서, 컨덴서(C2)는 방전이 중지되고 급속하게 충전되게 되며, 직류전원(Vcc)에 접속되지 않은 컨덴서(C2)의 타측은 전압이 하강되게 된다. 이때, 비교기의 +단자는 저항(R7)에 의하여 출력신호가 피드백되므로 '로우' 상태를 유지하고 있다.Therefore, the capacitor C2 stops discharging and is rapidly charged, and the voltage of the capacitor C2 that is not connected to the DC power supply Vcc is lowered. At this time, the + terminal of the comparator maintains a 'low' state because the output signal is fed back by the resistor R7.

그러나, 비교기의 -단자의 급속한 충전으로 -단자측의 입력전압이 +단자측의 전압보다 더 낮아지게 되면 비교기(IC1)은 '로우'상태에서 '하이' 상태로 반전되게 된다. 따라서, 이러한 과정을 반복하여 제3도(a) 및 (b)에 도시한 바와 같은 파형을 나타내게 된다.However, if the input voltage of the-terminal side becomes lower than the voltage of the + terminal side due to the rapid charging of the-terminal of the comparator, the comparator IC1 is inverted from the 'low' state to the 'high' state. Therefore, this process is repeated to display the waveform as shown in FIGS. 3A and 3B.

반면, 본 발명에 따른 위상검출부(50)가 비교기(IC1)의 +단자에 위상동기신호를 출력하게 되면, 제3도(c)에 도시한 바와 같은 파형이 비교기(IC1)의 +단자에 입력되게 된다. 이는, 위상검출부(50)에 의하여 구형파신호보다 상대적으로 작은 크기로 감압된 교류파형신호가 중첩되게 된다. 따라서, 비교기(IC1)의 -단자의 입력전압이 +단자의 입력전압보다 커지게 되는 시점에서는 -단자에 가해지는 컨덴서(C2)에 의한 충방전전압은 그 상승속도가 상용교류전원(AC)의 주파수(60Hz)보다 느리게 설정되어 있으므로 상용교류전원(AC)의 +주기에서는 비교기(IC1)의 출력이 반전될 수 없다.On the other hand, when the phase detector 50 according to the present invention outputs the phase synchronization signal to the + terminal of the comparator IC1, the waveform shown in FIG. 3C is input to the + terminal of the comparator IC1. Will be. This means that the AC waveform signal decompressed to a size smaller than the square wave signal by the phase detector 50 overlaps. Therefore, when the input voltage of the-terminal of the comparator IC1 becomes larger than the input voltage of the + terminal, the charge / discharge voltage of the capacitor C2 applied to the-terminal increases in the rising speed of the commercial AC power supply. Since it is set slower than the frequency (60 Hz), the output of the comparator IC1 cannot be reversed in the + period of the AC.

따라서, 상용교류전원의 -주기에서 비교기(IC1)가 반전되고, 비교기(IC2)는 저항(R7) 양단에의 전압강하에 의하여 실리콘제어정류소자(SCR)의 게이트단자에 구동신호를 입력하게 된다. 그러나, 실리콘제어정류소자(SCR)는 단방향성임으로 게이트신호가 인가됨과 동시에 구동되지 않고, 상용교류전원의 +주기가 시작될 때까지 소정시간 지연된 후에 상용교류전원의 +주기가 시작되면서부터 구동되어 부하를 구동시키게 된다. 즉, 실리콘제어정류소자(SCR)은 상용교류전원의 위상과 동기되어 구동되게 된다.Accordingly, the comparator IC1 is inverted in the-period of the commercial AC power supply, and the comparator IC2 inputs the driving signal to the gate terminal of the silicon control rectifier SCR by the voltage drop across the resistor R7. . However, the silicon control rectifier (SCR) is unidirectional and is not driven at the same time as the gate signal is applied, but is delayed for a predetermined time until the + cycle of the commercial AC power is started, and then is driven from the start of the + cycle of the commercial AC power. Will be driven. That is, the silicon controlled rectifier (SCR) is driven in synchronization with the phase of the commercial AC power supply.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 교류전력제어장치의 위상동기회로에 의하여 상용교류전원의 위상과 구형파신호의 위상을 동기시킴으로써 전기적 잡음을 제거하고, 실리콘제어정류소자의 전류상승률을 감소시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.As described above, the phase synchronization circuit of the AC power control device according to the present invention synchronizes the phase of the commercial AC power supply with the phase of the square wave signal to remove electrical noise and reduce the current rise rate of the silicon controlled rectifier. Will be provided.

Claims

In the AC power control device comprising a square wave oscillator 40 for generating a square wave signal and a power control unit 20 for receiving a square wave signal from the square wave oscillator 40 and controlling a phase of a commercial AC power supplied to a load. And a phase detection unit (50) for detecting a phase of a commercial AC power supply and applying it to the square wave oscillation unit (40) to synchronize the phase of the square wave with the phase of the commercial AC power supply.

The commercial AC power supply of claim 1, wherein the phase detection unit 50 is a resistor R1 (R2) connected in series at both ends of the commercial AC power source, and a pressure reduced from an intermediate end of the resistors R1 and R2. AC power control device comprising a resistor (R5) for applying to the square wave oscillator (40).

The square wave oscillator 40 has an inverting terminal connected to a power supply via a capacitor C2, a non-inverting terminal is input with an output signal of the phase detector 50, and an output terminal is a resistor R7. A comparator IC1 feedback-connected to the non-inverting terminal and a comparator IC2 for outputting a predetermined control signal to the power control unit by connecting an inverting terminal and a non-inverting terminal to both ends of the resistor R7, respectively. AC power control device comprising a.

The AC power control device according to claim 1, wherein the power control unit (20) is a silicon controlled rectifying device which is driven on and off by receiving an output signal of the square wave oscillator (40).