KR0171711B1

KR0171711B1 - 전력용 반도체 트랜지스터의 과전류 보호회로

Info

Publication number: KR0171711B1
Application number: KR1019950046629A
Authority: KR
Inventors: 이오재
Original assignee: 이형도; 삼성전기주식회사
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR970031137A

Abstract

이 발명은 일반 IGBT를 이용하여 과전류 보호 기능 및 단락전류 보호 기능을 수해하는 IGBT의 과전류 보호회로에 관한 것으로서, 종래의 기술에 있어서는 전류 검출용 단자가 있는 특수한 고가의 IGBT를 사용해서 전류 검출용 단자인 에미터에 저항(R1)을 연결하여 과전류 또는 단락전류를 검출하기 때문에 과전류 보호회로의 원가가 상승하게 되는 결점이 있었으나, 이 발명에서는 IGBT의 콜렉터와 에미터 사이의 포화 전압을 이용하여 다이오드(D1)를 통해 IGBT소자에 흐르는 전류를 검출함으로써 일반 IGBT 소자를 이용해서도 과전류 보호 기능을 수행할 수 있으므로 상기 결점을 개선시킬 수 있는 것이다.

Description

전력용 반도체 트랜지스터의 과전류 보호회로

제1도는 종래 기술에 따른 전력용 반도체 트랜지스터의 과전류 보호회로의 일 실시예를 나타낸 회로도.

제2도는 이 발명에 따른 전력용 반도체 트랜지스터의 과전류 보호회로의 일 실시예를 나타낸 회로도.

제3도는 제2도의 각 부를 더욱 상세하게 나타낸 상세 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50,60 : 제1,제2전류 검출부 70 : 전류 제어부

D1 : 다이오드

이 발명은 전력용 반도체 트랜지스터(이하 IGBT : Insulated Gate Bipolar Transistor라 한다)의 과전류 보호 회로에 관한 것으로서, 특히, 일반 IGBT를 이용하여 과전류 보호(Over Current Protection)기능 및 단락전류 보호(Short Current Protection)기능을 수행하는 전력용 반도체 트랜지스터의 과전류 보호회로에 관한 것이다.

이와 관련하여, 제1도는 종래 기술에 따른 IGBT의 과전류 보호회로의 일 실시예를 나타낸 회로도로서, 전류 검출용 단자를 구비한 전력용 반도체인 IGBT와, IGBT의 전류 검출용 단자로부터 전류를 인가받아 과전류를 검출하는 제1전류 검출부(10)와, IGBT의 전류 검출용 단자로부터 전류를 인가받아 단락전류를 검출하는 제2전류 검출부(20)와, 제1, 제2전류 검출부(10,20) 중에 어느 하나라도 과전류 또는 단락전류를 검출할 경우 IGBT를 오프(Off))시키는 전류 제어부(30)로 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 종래 기술을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, IGBT는 전류 검출용 단자를 구비한 전력용 반도체이며, 제1전류 검출부(10)는 IGBT의 전류 검출용 단자로부터 전류를 인가받아 과전류를 검출하고 제2전류 검출부(20)는 IGBT의 전류 검출용 단자로부터 전류를 인가받아 단락전류를 검출한다.

다음, 전류 제어부(30)는 제1,제2전류 검출부(10,20) 중에 어느 하나라도 과전류 또는 단락전류를 검출할 경우 IGBT의 게이트(Gate)에 로우 레벨(Low Level)의 신호를 인가해서 IGBT가 오프되도록 한다.

물론, 정상의 경우 전류 제어부(30)는 IGBT의 게이트에 하이레벨(High Level)의 신호를 인가해서 IGBT가 온(On) 상태를 유지하도록 한다.

그러나 이와 같은 종래의 기술에 있어서는 전류 검출용 단자가 있는 특수한 고가의 IGBT를 사용해서 전류 검출용 단자인 에미터(Emitter)에 저항(R1)을 연결하여 과전류 또는 단락전류를 검출하기 때문에 과전류 보호회로의 원가가 상승하게 되는 결점이 있다.

이 발명은 이와 같은 종래 기술의 결점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 전류 검출용 단자가 없는 일반 IGBT 소자를 사용해서 과전류를 검출함으로써 과전류 보호 기능 및 단락전류 보호기능을 수행하는 IGBT의 과전류 보호회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도를 참조하면, 제2도는 이 발명에 따른 IGBT의 과전류 보호회로의 일 실시예를 나타낸 회로도로서, 전류 검출용 단자를 구비하지 않은 전력용 반도체인 IGBT와, IGBT의 콜렉터(Collector)로부터 다이오드(Diode)(D1)를 통해 전류를 인가받아 과전류를 검출하는 제1전류 검출부(50)와, IGBT의 콜렉터로부터 다이오드(D1)를 통해 전류를 인가받아 단락전류를 검출하는 제2전류 검출부(60)와, 제1,제2전류 검출부(50,60)중에 어느 하나라도 과전류 또는 단락전류를 검출할 경우 IGBT를 오프시키는 전류 제어부(70)를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 이 발명을 제3도를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, IGBT는 전류 검출용 단자를 구비하지 않은 전력용 반도체이며, 제1전류 검출부(50)는 IGBT의 콜렉터로부터 다이오드(D1)를 통해 전류를 인가받아 과전류를 검출하고 제2전류 검출부(60)는 IGBT의 콜렉터로부터 다이오드(D1)를 통해 전류를 인가받아 단락전류를 검출한다.

다음, 전류 제어부(70)는 제1, 제2전류 검출부(50,60) 중에 어느 하나라도 과전류 또는 단락전류를 검출할 경우 IGBT의 게이트에 로우레벨의 신호를 인가하여 IGBT를 오프시킨다.

물론, 정상의 경우 전류 제어부(70)는 IGBT의 게이트에 하이레벨의 신호를 인가해서 IGBT가 온 상태를 유지하도록 한다.

여기서, 제1, 제2전류 검축부(50,60) 및 전류 제어부(70)의 상세회로는 종래의 상세회로와 같기 때문에 간단히 설명하기로 한다.

먼저, 정상 동작의 경우

입력이 하이레밸(High Level) -→ 플립 플롬(Flip Flop)(FF1, FF2)의 각 출력(/Q)은 로우 레벨(Low Level) -→ 트랜지스터 (Q2,Q3)는 턴-온(Turn-on), 트랜지스터(Q1,Q4)는 턴-오프(Turn-off) -→ IGBT온,

다음, 과전류를 검출할 경우

IGBT의 콜렉터 전류 증가 -→ IGBT의 에미터와 콜렉터 사이의 전압증가 -→ 비교기(CM1)의 출력 하이 레벨 -→ 딜레이(Delay)부에 의해 딜레이 -→ 비교기(CM3)의 출력 하이레벨 -→ 플립 플롭(FF2)의 출력(/Q) 하이레벨 -→ 트랜지스터(Q1,Q4)는 턴-온, 트랜지스터(Q2,Q3)는 턴-오프 -→IGBT 오프.

그리고 단락전류를 검출할 경우

과전류를 검출할 경우의 상황과 함께 비교기(CM2)의 출력도 하이레벨로 되며, 플립 플롭(FF1)의 출력(Q)은 로우레벨로 되고 트랜지스터(Q5)는 턴-온되어 결국, IGBT는 오프된다.

이때, Vr1 Vr2 이다.

이상에서 설명한 바와 같이 이 발명은 IGBT의 콜렉터와 에미터사이의 포화전압을 이용하여 다이오드(D1)를 통해 IGBT 소자에 흐르는 전류를 검출함으로써 일반 IGBT소자를 이용해서도 과전류 보호기능을 수행할 수 있으므로 과전류 보호회로의 원가가 하락하는 효과가 있다.

Claims

전류 검출용 단자를 구비하지 않은 전력용 반도체인 IGBT와; 상기 IGBT의 콜렉터로부터 다이오드(D1)를 통해 전류를 인가 받아 과전류를 검출하는 제1전류 검출부(50)와; 상기 IGBT의 콜렉터로부터 다이오드(D1)를 통해 전류를 인가받아 단락전류를 검출하는 제2전류 검출부(60)와; 상기 제1, 제2전류 검출부(50,60) 중에 어느 하나라도 과전류 또는 단락전류를 검출할 경우 IGBT를 오프시키는 전류 제어부(70)를 포함하여 이루어지는 전력용 반도체 트랜지스터의 과전류 보호회로.