KR100189890B1 - A protecting apparatus for over-current of the power supply with a great current - Google Patents
A protecting apparatus for over-current of the power supply with a great current Download PDFInfo
- Publication number
- KR100189890B1 KR100189890B1 KR1019950004958A KR19950004958A KR100189890B1 KR 100189890 B1 KR100189890 B1 KR 100189890B1 KR 1019950004958 A KR1019950004958 A KR 1019950004958A KR 19950004958 A KR19950004958 A KR 19950004958A KR 100189890 B1 KR100189890 B1 KR 100189890B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- switching means
- current
- voltage
- overcurrent
- semiconductor switching
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/08112—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit in bipolar transistor switches
Abstract
본 발명은 대전류 출력 기기의 보호 장치에 관한 것으로, 상세하게는 서보, 인버터 등의 AC, DC 모터 구동 장치, 히터, 에어컨 등의 전열 기기에서 발생하는 과전류를 차단하여 보호하기 위한 과전류 차단 대전류 출력 기기 보호 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protection device for a large current output device, and more particularly, an overcurrent blocking high current output device for blocking and protecting overcurrent generated from an AC, DC motor driving device such as a servo and an inverter, a heater, an air conditioner, and the like It relates to a protection device.
즉, 본 발명에 따른 대전류 출력 기기 보호 장치는 반도체 스위칭 소자의 특성, 즉 베이스 혹은 게이트에 바이어스 전류를 흘릴 때 생기는 에미터와 컬렉터 사이에 생기는 전압강하의 크기는 흘려주는 바이어스 전류의 크기에 선형적으로 비례한다는 특성을 이용하여, 이 전압 강하를 검출하여 이 전압이 일정치 이하로 떨어질 경우 과전류 발생으로 판단하여 구동 회로를 차단함과 동시에 경보음을 울려주어 회로를 보호하며, 또한 구동 회로를 차단하여 회로를 보호하여 주는 보호 장치를 구동부와 일체형으로 형성하여 회로 보호에 신뢰성을 확보토록 하고 있다.That is, in the large current output device protection device according to the present invention, the characteristics of the semiconductor switching device, that is, the magnitude of the voltage drop generated between the emitter and the collector when the bias current is applied to the base or the gate is linear to the magnitude of the bias current. By using this characteristic, it detects this voltage drop and if it falls below a certain value, it judges that overcurrent occurs and shuts off the driving circuit and simultaneously sounds the alarm and protects the circuit. Therefore, the protection device to protect the circuit is formed integrally with the driving unit to ensure reliability in circuit protection.
Description
제1도는 종래의 대전류 출력 기기 보호 장치의 개략적 블럭도.1 is a schematic block diagram of a conventional high current output device protection device.
제2도는 본 발명에 따른 대전류 출력 기기 보호 장치의 회로도.2 is a circuit diagram of a high current output device protection device according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 제1구동부 2 : 제2구동부1: first driving unit 2: second driving unit
3 : 제1파워 트랜지스터부 4 : 제2파워 트랜지스터부3: first power transistor section 4: second power transistor section
본 발명은 대전류 출력 기기의 보호 장치에 관한 것으로, 상세하게는 서보, 인버터 등의 AC, DC 모터 구동 장치, 히터, 에어컨 등의 전열 기기에서 발생하는 과전류를 차단하여 보호하기 위한 과전류 차단 대전류 출력 기기 보호 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protection device for a large current output device, and more particularly, an overcurrent blocking high current output device for blocking and protecting overcurrent generated from an AC, DC motor driving device such as a servo and an inverter, a heater, an air conditioner, and the like It relates to a protection device.
제1도는 종래의 대전류 출력 기기 보호 장치의 개략적 블럭도이다. 블럭도를 참조하여 그 구성 및 동작을 살펴보면 다음과 같다.1 is a schematic block diagram of a conventional high current output device protection device. Looking at the block diagram and its configuration and operation as follows.
제1구동 신호 및 제2구동 신호는 각각 제1구동부(1) 및 제2구동부(2)를 통해 증폭되어 출력단 반도체소자(제1파워 트랜지스터부(3), 제2파워 트랜스지스터부(4))에 인가되고, 출력단 반도체 소자는 전류를 전동기 등의 부하로 흘려넣어 회전력을 발생시킨다.The first driving signal and the second driving signal are amplified by the first driving unit 1 and the second driving unit 2, respectively, to output semiconductor devices (the first power transistor unit 3 and the second power transistor unit 4). ), The output terminal semiconductor element flows a current into a load such as an electric motor to generate a rotational force.
이와 같은 대전류 출력 기기는 부하(전동기)로의 출력선에서 홀(Hall) 소자 등을 사용한 전류 센서로서 출력 전류를 검출하여 과전류검출기에 인가한다. 과전류가 발생한 경우 과전류 검출기의 출력 신호는CPU 등의 인터럽트로서 인가되어 출력 제어 신호를 발생하게 하여 상기 제1구동부(1) 및 제2구동부(2)의 동작을 차단한다.Such a large current output device is a current sensor using a Hall element or the like on an output line to a load (motor), and detects an output current and applies it to an overcurrent detector. When an overcurrent occurs, the output signal of the overcurrent detector is applied as an interrupt such as a CPU to generate an output control signal to block the operation of the first driver 1 and the second driver 2.
이러한 방식의 대전류 출력 기기에서는 구동부와 보호 장치(회로)가 분리되어 있어, 홀 소자 등의 전류 센서의 전류 감지 신호를 궤환 신호를 사용하여 소자를 보호한다.In this type of large current output device, the driver and the protection device (circuit) are separated, and the element is protected by using a feedback signal for the current sensing signal of a current sensor such as a hall element.
그러나 이와 같은 대전류 출력 기기 보호 장치는 외부 잡음에 영향을 받거나 처리 회로의 응답 속도가 떨어지게 되어 보호 동작의 안정성이 저하되는 단점이 있다.However, such a large current output device protection device has a disadvantage of being affected by external noise or the response speed of the processing circuit is reduced, thereby reducing the stability of the protection operation.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안된 것으로, 외부 잡음의 영향을 배제하고 과전류에 신속하게 대응할 수 있는 안정된 대전류 출력 기기 보호 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to improve the above problems, and an object thereof is to provide a stable high current output device protection device capable of swiftly responding to overcurrent without removing the influence of external noise.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 대전류 출력기기 보호 장치는, 구동하고자 하는 부하에 전류를 공급하는 반도체 스위칭 수단과, 이 반도체 스위칭 수단을 구동하기 위한 구동 수단들을 구비하여 된 대전류 기기에 있어서, 상기 스위칭 수단에 접속되어상기 반도체 스위칭 수단의 양단의 전압을 검출하여 상기 스위칭 수단에 과전류가 흐르는 가를 감지하여 주는 과전류 감지 수단, 상기 반도체 스위칭 수단의 양단에서 감지된 전압에 따라 턴온되어 상기 구동 수단의 바이어스 전압을 제어함으로써 상기 구동 수단을 턴오프시키는 스위칭 수단을 구비하여 상기 과전류 감지 수단에 의해 상기 과전류가 감지될 경우 이 과전류를 차단하도록 상기 구동 수단의 바이어스 입력단과 접속되도록 만들어진 과전류 차단 수단, 그리고 상기 과전류 차단 수단의 스위칭 수단에 접속되어 상기 과전류가 흐를 경우 이를 알려주는 경보 수단을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a high current output device protection device according to the present invention includes a semiconductor switching means for supplying current to a load to be driven, and a high current device provided with driving means for driving the semiconductor switching means. An over-current detecting means connected to the switching means for detecting a voltage across the semiconductor switching means to sense whether an overcurrent flows through the switching means, and is turned on in accordance with the voltage sensed at both ends of the semiconductor switching means. An over-current blocking means provided with a switching means for turning off said driving means by controlling a bias voltage of said means, said over-current blocking means adapted to be connected with a bias input terminal of said driving means to block said over-current when said over-current sensing means senses said over-current; And the above Is connected to the switching means of the current blocking means is characterized in that the alarm means is provided with a to let you know when the overcurrent flows.
본 발명에 있어서, 상기 과전류 경보 수단은 상기 과전류 차단수단에 접속되어 이 과전류 차단 수단이 턴온될 경우 흐르는 전류에 의해 경보 신호를 생성 전달하는 포토 커플러를 구비하여 된 것이 바람직하며, 상기 스위칭 수단은 트랜지스터와 이 트랜지스터의 바이어스 입력단에 접속된 저항기와 캐패시터 및 상기 트랜지스터의 바이어스 입려단과 상기 저항기와 캐패시터의 접속절점과 상기 반도체 스위칭 수단의 전압 검출단 사이에 접속되어 소정 전압 이상의 역 전압이 인가되었을 때 통전되는 정전압 다이오드를 구비한 것이 바람직하며, 상기 과전류 감지 수단은 상기 반도체 스위칭 수단의 전압 검출단과 상기 정전압 다이오드 사이에 저항기 및 다이오드를 직렬로 접속하되 상기 다이오드의 접속 방향이 상기 반도체 스위칭 수단의 전압 검출단이 과전압인 경우에는 이 과전압이 상기 스위칭 수단의 바이어스 입력단에 전달되지 않도록 하고 상기 반도체 스위칭 수단에 과전류가 흘러 상기 반도체 스위칭 수단의 전압 검출단이 저전압인 경우 이 저전압에 의해 상기 스위칭 수단의 바이어스 입력단에 배치된 상기 캐패시터에 충전된 저하가 방전될 수 있도록 접속된 것이 바람직하며, 상기 과전류 차단 수단은 상기 스위칭 수단의 출력단과 상기 구동 수단의 바이어스 입력단과 저항기 및 다이오드를 통하여 접속된 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the overcurrent alarm means includes a photo coupler which is connected to the overcurrent interruption means and generates and transmits an alarm signal by a current flowing when the overcurrent interruption means is turned on. And a resistor and a capacitor connected to a bias input terminal of the transistor, a bias applying end of the transistor, a connection node of the resistor and a capacitor, and a voltage detection terminal of the semiconductor switching means and are energized when a reverse voltage of a predetermined voltage or more is applied. Preferably, a constant voltage diode is provided, wherein the overcurrent sensing means connects a resistor and a diode in series between the voltage detection terminal of the semiconductor switching means and the constant voltage diode, and the connection direction of the diode is to detect the voltage of the semiconductor switching means. In the case of the overvoltage, the overvoltage is not transmitted to the bias input terminal of the switching means, and when the overcurrent flows through the semiconductor switching means, when the voltage detection terminal of the semiconductor switching means is a low voltage, the low voltage is applied to the bias input terminal of the switching means. It is preferable that the drop charged in the capacitor disposed is discharged, and the overcurrent interruption means is connected through an output terminal of the switching means, a bias input terminal of the driving means, a resistor and a diode.
이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 대전류 출력 기기 보호 장치를 설명한다.Hereinafter, a high current output device protection device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
제2도는 본 발명에 따른 대전류 출력 기기 보호 장치의 회로도이다. 이 도면을 참조하여 그 구성을 설명한다.2 is a circuit diagram of a high current output device protection device according to the present invention. The configuration will be described with reference to this drawing.
구동 신호 신호가 제1포토 커플러(PC1)에 입력되면 구동부의 앞단인 트랜지스터 Q1 및 Q2의 베이스 단자들에 각각 입력된다. 여기서, 구동부는 트랜지스터 Q1, 제1파워 트랜지스터 Q4 및 제2파워 트랜지스터 Q5로 구성되어 반도체 스위칭 소자(IGBT)를 구동한다.When the driving signal is input to the first photo coupler PC1, the driving signal is input to the base terminals of the transistors Q1 and Q2, which are the front ends of the driving unit, respectively. Here, the driving unit is composed of a transistor Q1, a first power transistor Q4, and a second power transistor Q5 to drive the semiconductor switching element IGBT.
또한, 보호 장치로서는 상기 구동부(Q1, Q4, Q5)와 일체형으로 접속되는 스위칭 수단으로 트랜지스터 Q3, 제너 다이오드(ZD1) 및 트랜지스터 Q2가 마련된다. 그리고 경보음을 울리기 위한 포토커플러(PC2)가 구동부 차단용 트랜지스더 Q3의 컬렉터와 접속되어 Q3가 턴온될 때 흐르는 전류가 이 포토 커플러(PC2)를 거쳐 흐르게 함으로써 경보음을 울릴 신호를 부저(미도시)에 전달하게 된다.그리고, 트랜지스터 Q2는 구동부 차단용 트랜지스터 Q3에 바이어스 전압을 공급하는 캐패시더 C2를 충전 혹은 방전시키는 역할을 한다.As the protection device, the transistor Q3, the zener diode ZD1, and the transistor Q2 are provided as switching means which are integrally connected to the driving units Q1, Q4, Q5. A photo coupler PC2 for sounding an alarm is connected to the collector of the driving block transistor Q3 so that a current flowing when the Q3 is turned on flows through the photo coupler PC2 so that a buzzer signal is generated. The transistor Q2 charges or discharges the capacitor C2 that supplies a bias voltage to the driver blocking transistor Q3.
이와 같이 구성된 대전류 출력 기기 보호 장치는 다음과 같이 동작한다.The high current output device protection device configured as described above operates as follows.
1.구동시1.Drive
1) 입력 신호가 '로우'인 경우1) When input signal is 'low'
전기적으로 절연부인 포토 커플러(PC1)의 출력 전압이 '하이'가되어 PNP형인 트랜지스터 Q1, Q2의 바이어스 전압이 하이가 되므로 Q1, Q2가 '오프'되고, 캐패시더 C2는 저항기 R4를 통하여 충전되며, PNP형 트랜지스터 Q3의 바이어스 입력단(베이스 단자)에 배치된 캐패시터 C3 역시 충전되므로 Q3는 '오프'상태를 유지하여 포토 커플러(PC2)는 전류가 흐르지 않으므로 경보음이 울리지 않는다.Since the output voltage of the electrically isolated photo coupler PC1 becomes high and the bias voltage of the PNP transistors Q1 and Q2 becomes high, Q1 and Q2 are 'off', and the capacitor C2 is charged through the resistor R4. Since the capacitor C3 disposed at the bias input terminal (base terminal) of the PNP type transistor Q3 is also charged, Q3 remains 'off' so that the photo coupler PC2 does not flow current so that no alarm sounds.
또한, Q1이 '오프'이므로 반도체 스위칭 수단(IGBT)의 구동부 트랜지스터 Q5는 '오프'가 되고, IGBT의 구동부 트랜지스터 Q4는 '온'되어 반도체 스위칭 소자(IGBT)의 게이트에는 '하이'가 인가되어 전력이 출력된다.In addition, since Q1 is 'off', driver transistor Q5 of semiconductor switching means IGBT is 'off', driver transistor Q4 of IGBT is 'on' and 'high' is applied to the gate of semiconductor switching element IGBT. Power is output.
2) 입력 신호가 '하이'인 경우2) When input signal is 'high'
전기적으로 절연부인 포토 커플러(PC1)의 출력 전압이 '로우'가 되어 pnp형인 트랜지스터 Q1, Q2의 바이어스 전압이 로우가 되므로, 트랜지스터 Q1 및 Q2가 '온'된다. 따라서 Q4는 '오프', Q5는 '온'되어 반도체 스위칭 소자(IGBT)의 게이트에는 '로우'가 인가되어 전력이 차단된다.Since the output voltage of the electrically isolated photo coupler PC1 is 'low' and the bias voltages of the pnp-type transistors Q1 and Q2 are low, the transistors Q1 and Q2 are 'on'. Therefore, Q4 is 'off' and Q5 is 'on' so that 'low' is applied to the gate of the semiconductor switching element IGBT to cut off the power.
2. 과전류 발생시2. When overcurrent occurs
출력 전류가 점차 커지게 되면 반도체 스위칭 소자(IGBT)의 C-E간의 전압이 작아져 과전류 검출점에 도달하제 된다. 이 경우 과전류 감지 수단에 해당하는 D2, R6와 스위칭 소자 Q3의 바이어스 입력단에 접속된 ZD1, R7, C3를 통하는 경로가 형성되며, 따라서 캐패시터 C3에 충전된 전압이 상기 경로를 통하여 방전되므로 Q3의 바이어스 입력단(베이스) 전압이 낮아져 Q3가 온된다. 이 때는 Q1이 오프로서 Q4의 '온'신호가 인가되어도 Q3가 '온'되므로, 스위칭 수단 Q3와 함께 과전류 차단 수단을 이루는 D1, R8를 통하여 구동부 트랜지스터의 바이어스 입력단 전압이 낮아져 Q4는 오프되므로 반도체 스위칭 소자(IGBT)의 출력은 자동으로 차단된다.As the output current gradually increases, the voltage between C-E of the semiconductor switching element IGBT decreases to reach the overcurrent detection point. In this case, a path is formed through D2, R6 corresponding to the overcurrent sensing means, and ZD1, R7, C3 connected to the bias input terminal of the switching element Q3, so that the voltage charged in the capacitor C3 is discharged through the path, thereby biasing the Q3. Q3 is turned on by lowering the input (base) voltage. At this time, even when Q1 is turned off and Q4 is turned on, Q3 is turned on. Therefore, the bias input terminal voltage of the driving transistor is lowered through D1 and R8, which constitutes an overcurrent blocking means together with the switching means Q3. The output of the switching element IGBT is cut off automatically.
또한, Q3가 '온'이므로 PC2가 '온'되어 외부로의 과전류 발생신호가 출력된다. 이와 같이 과전류 발생시에는 경보음을 울림과 동시에 자동으로 구동부를 차단하여 회로를 보호하게 된다.In addition, since Q3 is 'on', PC2 is 'on' and an overcurrent generation signal to the outside is output. As such, when an overcurrent occurs, an alarm sounds and the driving unit is automatically shut off to protect the circuit.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 대전류 출력 기기 보호장치는 반도체 스위칭 소자의 특성, 즉 베이스 혹은 게이트에 바이어스전류를 흘릴 때 생기는 에미터와 컬렉터 사이에 생기는 전압강하의 크기는 흘려주는 바이어스 전류의 크기에 선형적으로 비례한다는 특성을 이용하여, 이 전압 강하를 검출하여 이 전압이 일정치 이하로 떨어질경우 과전류 발생으로 판단하여 구동 회로를 차단함과 동시에 경보음을 울려주어 회로를 보호하며, 또한 구동 회로를 차단하여 회로를 보호하여주는 보호 장치를 구동부와 일체형으로 형성하여 회로 보호에 신뢰성을 확보토록 하고 있다.As described above, the large current output device protection device according to the present invention has the characteristics of the semiconductor switching element, that is, the magnitude of the voltage drop generated between the emitter and the collector generated when the bias current flows through the base or gate. It detects this voltage drop and uses the characteristic of linear proportional to, and if it falls below a certain value, it judges that overcurrent occurs and shuts off the driving circuit and simultaneously sounds the alarm and protects the circuit. A protection device that protects the circuit by cutting off the circuit is formed integrally with the driving unit to ensure reliability in circuit protection.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019950004958A KR100189890B1 (en) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | A protecting apparatus for over-current of the power supply with a great current |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019950004958A KR100189890B1 (en) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | A protecting apparatus for over-current of the power supply with a great current |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR960036234A KR960036234A (en) | 1996-10-28 |
KR100189890B1 true KR100189890B1 (en) | 1999-06-01 |
Family
ID=19409558
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019950004958A KR100189890B1 (en) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | A protecting apparatus for over-current of the power supply with a great current |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100189890B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100942114B1 (en) | 2007-11-06 | 2010-02-12 | 엘에스산전 주식회사 | Apparatus for driving switching device |
-
1995
- 1995-03-10 KR KR1019950004958A patent/KR100189890B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100942114B1 (en) | 2007-11-06 | 2010-02-12 | 엘에스산전 주식회사 | Apparatus for driving switching device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR960036234A (en) | 1996-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5383082A (en) | Overcurrent protector for power element | |
US5530788A (en) | Electric motor drive control apparatus | |
KR0171713B1 (en) | Overcurrent protection circuit of a power semiconductor transistor | |
JP2006024997A (en) | Control apparatus for semiconductor switch | |
US20100097737A1 (en) | Load driving device | |
KR100189890B1 (en) | A protecting apparatus for over-current of the power supply with a great current | |
JPH05267580A (en) | Semiconductor device | |
JPH11113169A (en) | Protection device for semiconductor circuit | |
JP3474775B2 (en) | Inverter control semiconductor device | |
JP3476903B2 (en) | Load drive circuit with protection function | |
JPH07227038A (en) | Load driving circuit | |
KR100189872B1 (en) | A cut-off apparatus for power supply | |
KR0184564B1 (en) | Motor protection circuit | |
KR0125907Y1 (en) | Power stabilization circuit | |
KR100187202B1 (en) | Motor protection circuit | |
KR100625171B1 (en) | A device for preventing overcurrent | |
JP3651143B2 (en) | Output circuit of control device | |
JPH11299223A (en) | Switching power unit | |
KR100192957B1 (en) | Dc motor malfunction protecting circuit by inrushing current | |
KR200144600Y1 (en) | Gate drive circuit with overcurrent protection | |
JP2886398B2 (en) | Stepping motor drive | |
JP3094653B2 (en) | Overcurrent protection circuit | |
JPH09135156A (en) | Electric load driving device | |
KR900009626Y1 (en) | Power circuit | |
KR910004028Y1 (en) | Over voltage protective circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20061227 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |