KR100209769B1 - 전동차에 있어서 인버터의 스위칭 구동 장치 - Google Patents

전동차에 있어서 인버터의 스위칭 구동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동기에 있어서 인버터의 스위칭 구동 장치에 관한 것으로, 본 발명은, 제 1,2 스위칭구동신호(S1',S2')에 의해 제 1,2 스위칭소자(1,2)가 온/오프되어, 직류전원을 교류전원으로 변환하는 전력회로(10)와; 제 1,2 제어신호(S1,S2)를 출력하는 제어회로(20); 및 상기 제 1,2 제어신호(S1,S2)를 입력받아 제 1,2 스위칭구동신호(S1',S2')를 출력하는 스위칭구동회로(30)가 구비된 전동차의 인버터에 있어서, 상기 스위칭구동회로(30)가, 베이스단이 상기 제 1,2 버퍼(31,32)를 통해 상기 제어 회로(20)로부터 제 1,2 제어신호(S1,S2)를 입력받는 제 1,2 푸시풀 증폭기(33,34); 애노드단이 상기 제 1,2 푸시풀 증폭기(33,34)의 출력단에 연결되고 캐소드단이 제 2,1 푸시풀 증폭기(34,33)의 출력단에 연결되어 있는 제 1,2 발광소자(35,36); 제 1,2 발광소자(35,36)로부터 출력된 광신호를 입력받아 전기신호로 변환하는 제 1,2 수광소자(37,38); 상기 제 1,2 수광소자(37,38)로부터 입력된 전기신호에 따라 상기 전력회로(10)에 제 1,2 스위칭 구동 신호(S1',S2')을 공급하는 제 1,2 구동부(39,40)로 구성되어 있어, 상기 발광 소자의 방향성을 이용하여 상기 제 1,2 발광소자(35,36)가 동시에 발광하는 것을 방지함으로써, 한 암(11)내의 두 스위칭소자(1,2)가 동시에 온되는 것을 방지하여 암 단락에 의한 스위칭 소자의 파손을 방지한다는 데 그 효과가 있다.

Description

전동차에 있어서 인버터의 스위칭 구동 장치 ( An apparatus for driving a switch of inverter in a electric-train )
본 발명은 스위칭 소자를 이용하여 펄스폭 변조( PWM : Pulse Width Modulation )를 수행하는 전동차의 인버터에 관한 것으로, 특히 한 개의 암내에 존재하는 두 개의 스위칭 소자가 동시에 스위칭 온되는 것을 방지하도록 되어진 전동차에 있어서 인버터의 스위칭 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로 인버터란 팬토그래프를 통해 인가되는 직류 가선 전압을 유도 전동기를 구동시키기에 적합한 소정의 교류 전원으로 변환하는 장치를 말하는데, 상기 인버터로 입력된 소정의 직류 전원은 3상 교류 전원으로 변환된 후 유도 전동기로 입력되어, 상기 유도 전동기를 구동시키게 된다.
즉, 상기 인버터는 상기 유도 전동기의 회전력을 가감하기 위해 전압 제어를 하고 상기 유도 전동기의 회전수를 가감하기 위해 주파수를 제어를 함으로써, 상기 유도 전동기의 속도를 제어한다.
도 1 은 일반적인 인버터를 도시한 회로도로서, 도 1 에 도시된 바와같이 인버터는 전력 회로(10)와 제어 회로(20)와 스위칭 구동 회로(30)로 구성되어 있다.
상기 전력 회로(10)는 세 개의 암(11,11',11)으로 구성되어 있고, 상기 각각의 암(11)은 직렬로 연결된 두 개의 스위칭 소자 즉, 제 1 스위칭 소자(1)와 제 2 스위칭 소자(2)로 구성되어 있어, 상기 제어 회로(20)로부터 출력되는 제어 신호에 의해 각각의 스위칭 소자가 스위칭 온/오프되어, 입력된 직류 전원을 교류 전원으로 변환 출력한다.
이때, 상기 제어 회로(20)에서 전력 회로(10)로 제어 신호(S 1,2,3,4,5,6)를 전송하는 데에는 일반적으로 전기적 절연이 필요한데, 즉, 상기 제어 회로(20)는 통상 5V 전압을 사용하는데 반해 상기 전력 회로(10)는 1500V 정도의 전압을 사용하고 있기 때문에, 상기 제어 회로(20)와 전력 회로(10)의 접지를 분리할 필요가 있다.
이를 위해 일반적으로 상기 인버터는 광파이버 및 포토 커플러로 구현된 스위칭 구동 회로(30)를 구비하고 있다.
상기 스위칭 구동 회로(30)의 동작을 좀더 자세히 살펴보면, 예컨대, 상기 제어 회로(20)로부터 하이 레벨의 제 1 제어 신호(S1)가 출력되면, 상기 하이 레벨의 제 1 제어 신호(S1)는 제 1 버퍼(BUF1)에 입력되고 상기 제 1 버퍼(BUF1)는 로우 레벨 신호를 출력한다. 이에 따라 제 1 포토 다이오드(D1)의 애노드단에 Vcc1(5V) 전압이 걸리고 캐소드단에 로우 레벨 신호(0V) 전압이 걸리게 되므로, 상기 제 1 포토 다이오드(D1)의 양단 전압차에 의해 전류가 발생하여 상기 제 1 포토 다이오드(D1)가 발광하게 된다. 상기 제 1 포토 트랜지스터(T1)는 상기 빛을 수광하여 턴온됨으로써, 소정 전압(Vcc2)이 상기 제 1 포토 트랜지스터(T1)의 콜렉터단에 인가되어 에미터단을 통해 접지로 바이패스된다. 이에 따라 상기 제 1 포토 트랜지스터(PT)의 콜랙터단에 병렬로 연결되어 있는 제 1 구동부(A)에 로우 레벨 신호(0V)가 입력된다.
반대로, 상기 제어 회로(20)로부터 로우 레벨의 제 1 제어 신호(S1)가 출력되면, 상기 로우 레벨의 제 1 제어 신호(S1)는 제 1 버퍼(BUF1)에 입력되고, 상기 제 1 버퍼(BUF1)는 하이 레벨 신호를 출력한다. 이에 따라 제 1 포토 다이오드(D1)의 애노드단에 Vcc1(5V) 전압이 걸리고 캐소드단에 하이 레벨 신호(5V) 전압이 걸리게 되므로, 상기 제 1 포토 다이오드(D1)의 양단에 전압차가 제로(0)가 되어 전류가 발생하지 않는다. 상기 제 1 포토 다이오드(D1)에 전류가 흐르지 않음에 따라, 상기 제 1 포토 트랜지스터(T1)가 턴오프되어, 상기 제 1 구동부(A)에 하이 레벨 신호(Vcc2)가 입력된다.
이에 따라 상기 제 1 구동부(A)는 상기 제 1 포토 트랜지스터(T1)의 콜렉터단으로부터 입력된 하이 또는 로우 레벨의 신호에 따라, 상기 전력 회로(10)의 제 1 암(11)의 제 1 스위칭 소자(1)에 하이 또는 로우 레벨의 제 1 스위칭 구동 신호(S1')를 출력하게 되고, 상기 스위칭 구동 신호(S1')는 상기 제 1 스위칭 소자(1)의 베이스단에 입력되어 상기 제 1 스위칭 소자(1)를 스위칭 온/오프시킨다.
이때, 상기 전력 회로(10)에 존재하는 6 개의 스위칭 소자( 3개의 암에 각각 2 개의 스위칭 소자가 구비되어 있음 )는 모두, 상기 제어 회로(20)로부터 출력되는 6 개의 제어 신호( S 1,2,3,4,5,6 )에 의해 제어된다.
이때, 상기 암(11)내의 두 개의 스위칭 소자(1,2)가 동시에 켜지면 단락이 발생하게 되는데, 이를 암단락이라 한다.
상기 암 단락이 발생하면 순간적으로 용량 이상의 전류가 흐르게 되고, 상기 과전류로 인해 고가의 스위칭 소자가 파손되는 경우가 빈번하게 발생한다.
즉, 종래의 인버터는 한 암(11)내의 두 스위칭 소자(1,2)를 구동시키기 위한 두 개의 포토 커플러(D1-T1, D2-T2)가 전기적 잡음 둥의 원인에 의해 동시에 발광할 경우 암 단락을 가져올 수 있다는 문제점이 있었다. 특히 최근 중앙 제어 장치가 점점 고주파수화 되고 스위칭 소자의 스위칭 속도 또한 높아짐에 따라 전기적 잡음에 의한 오동작이 점점 빈번해지고 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 한 암(11)내의 두 스위칭 소자(1,2)가 동시에 스위칭 온되는 것을 방지하도록 되어진 전동기에 있어서 인버터의 스위칭 구동 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동기에 있어서 인버터의 스위칭 구동 장치는, 세 개의 암으로 구성되어 있고, 상기 각각의 암이 제 1 스위칭 소자와 제 2 스위칭 소자로 구성되어 있어, 제 1 스위칭 구동 신호와 제 2 스위칭 구동 신호에 의해 상기 제 1 스위칭 소자와 제 2 스위칭 소자가 각각 스위칭 온/오프되어, 입력된 직류 전원을 교류 전원으로 변환 출력하는 전력 회로와 ; 상기 제 1 스위칭 소자와 제 2 스위칭 소자를 온/오프시키기 위해 제 1 제어 신호와 제 2 제어 신호를 출력하는 제어 회로 ; 및 상기 제어부로부터 제 1 제어 신호와 제 1 제어 신호를 입력받아 상기 전력 회로에 제 1 스위칭 구동 신호와 제 2 스위칭 구동 신호를 출력하는 스위칭 구동 회로가 구비된 전동차의 인버터에 있어서, 상기 스위칭 구동 회로가, 상기 제어 회로로부터 입력된 제 1 제어 신호를 버퍼링하는 제 1 버퍼부와 ; 상기 제어 회로로부터 입력된 제 2 제어 신호를 버퍼링하는 제 2 버퍼부 ; 베이스단이 상기 버퍼링된 제 1 제어 신호를 입력받는 제 1 푸시풀 증폭기 ; 베이스단이 상기 버퍼링된 제 2 제어 신호를 입력받는 제 2 푸시풀 증폭기 ; 애노드단이 상기 제 1 푸시풀 증폭기의 출력단에 연결되고 캐소드단이 제 2 푸시풀 증폭기의 출력단에 연결되어 있는 제 1 발광 소자 ; 애노드단이 상기 제 2 푸시풀 증폭기의 출력단에 연력되고 캐소드단이 제 1 푸시풀 증폭기의 출력단에 연결되어 있는 제 2 발광 소자 ; 제 1 발광 소자로부터 출력된 광신호를 입력받아 전기적 신호로 변환 출력하는 제 1 수광 소자 ; 제 2 발광 소자로부터 출력된 광신호를 입력받아 전기적 신호로 변환 출력하는 제 2 수광 소자 ; 상기 제 1 수광 소자로부터 입력된 전기적 신호에 따라 상기 전력 회로에 제 1 스위칭 구동 신호을 공급하는 제 1 구동부 ; 및 상기 제 2 수광 소자로부터 입력된 전기적 신호에 따라 상기 전력 회로에 제 2 스위칭 구동 신호을 공급하는 제 2 구동부로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 장치는 상기 제 1,2 푸시풀 증폭기의 출력단 사이에 제 1,2 발광 소자를 역방향으로 병렬 연결하여, 발광 소자의 방향성( 한쪽으로만 전압이 가해졌을 경우에만 발광한다 )을 이용하여, 상기 제 1,2 발광 소자가 동시에 발광하는 것을 방지함으로써, 한 개의 암내에 존재하는 두 개의 스위칭 소자가 동시에 스위칭 온되는 것을 방지하여 암단락에 의한 스위칭 소자의 파손을 방지하도록 된 것이다.
도 1 은 일반적인 인버터 회로를 도시한 회로도,
도 2 는 본 발명에 따른 전동차에 있어서 인버터의 스위칭 구동 장치를 도시한 회로도,
도 3a 는 제 1 포토 다이오드가 발광할 경우 전류 흐름의 방향을 표시한 도면,
도 3b 는 제 2 포토 다이오드가 발광할 경우 전류 흐름의 방향을 표시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 명칭
10 : 전력 회로 20 : 제어 회로
30 : 스위칭 구동 회로 11 : 제 1 암
1 : 제 1 스위칭 수단 2 : 제 2 스위칭 수단
31 : 제 1 버퍼 32 : 제 2 버퍼
33 : 제 1 푸시풀 증폭기 34 : 제 2 푸시풀 증폭기
35 : 제 1 발광 소자 36 : 제 2 발광 소자
37 : 제 1 수광 소자 38 : 제 2 수광 소자(38)
39 : 제 1 구동부 40 : 제 2 구동부
D : 역전류 차단용 다이오드 R1, R3 : 전류 제한용 저항
Q1,Q2,Q3,Q4 : 트랜지스터
R2-C1, R4-C2 : 스피드업 저항 및 커패시터
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 장치의 동작 및 효과를 자세히 살펴보도록 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 장치는 전동차에 있어서 인버터의 스위칭 구동 장치를 도시한 회로도이다.
도 2 에 도시된 바와 같이 본 발명의 장치는, 세 개의 암으로 구성되어 있고, 상기 각각의 암(11)이 제 1 스위칭 소자(1)와 제 2 스위칭 소자(2)로 구성되어 있어, 제 1 스위칭 구동 신호(S1')와 제 2 스위칭 구동 신호(S2')에 의해 상기 제 1 스위칭 소자(1)와 제 2 스위칭 소자(2)가 각각 스위칭 온/오프되어, 입력된 직류 전원을 교류 전원으로 변환 출력하는 전력 회로(10)와 ; 상기 제 1 스위칭 소자(1)와 제 2 스위칭 소자(2)를 온/오프시키기 위해 제 1 제어 신호(S1)와 제 2 제어 신호(S2)를 출력하는 제어 회로(20) ; 및 상기 제어부(20)로부터 제 1 제어 신호(S1)와 제 1 제어 신호(S2)를 입력받아 상기 전력 회로(10)에 제 1 스위칭 구동 신호(S1')와 제 2 스위칭 구동 신호(S2')를 출력하는 스위칭 구동 회로(30)가 구비된 전동차의 인버터에 있어서, 상기 스위칭 구동 회로(30)가, 상기 제어 회로(20)로부터 입력된 제 1 제어 신호(S1)를 반전 출력하는 제 1 버퍼부(31)와 ; 상기 제어 회로(20)로부터 입력된 제 2 제어 신호(S2)를 반전 출력하는 제 2 버퍼부(32) ; 베이스단이 상기 반전된 제 1 제어 신호(S1)를 입력받는 제 1 푸시풀 증폭기(33) ; 베이스단이 상기 반전된 제 2 제어 신호(S2)를 입력받는 제 2 푸시풀 증폭기(34) ; 애노드단이 상기 제 1 푸시풀 증폭기(33)의 출력단에 연결되고 캐소드단이 제 2 푸시풀 증폭기(34)의 출력단에 연결되어 있는 제 1 포토 다이오드(35) ; 애노드단이 상기 제 2 푸시풀 증폭기(34)의 출력단에 연력되고 캐소드단이 제 1 푸시풀 증폭기(33)의 출력단에 연결되어 있는 제 2 포토 다이오드(36) ; 제 1 포토 다이오드(35)로부터 출력된 광신호를 입력받아 전기적 신호로 변환 출력하는 제 1 포토 트랜지스터(37) ; 제 2 포토 다이오드(36)로부터 출력된 광신호를 입력받아 전기적 신호로 변환 출력하는 제 2 포토 트랜지스터(38) ; 상기 제 1 포토 트랜지스터(37)로부터 입력된 전기적 신호에 따라 상기 전력 회로(10)에 제 1 스위칭 구동 신호(S1')을 공급하는 제 1 구동부(39) ; 및 상기 제 2 포토 트랜지스터(38)로부터 입력된 전기적 신호에 따라 상기 전력 회로(10)에 제 2 스위칭 구동 신호(S2')을 공급하는 제 2 구동부(40)로 구성되어 있다.
또한, 본 발명의 장치는, 상기 제 1 포토 다이오드(35)와 역방향으로 병렬 연결되어 있어, 상기 제 1 포토 다이오드(35)를 역전압으로부터 보호하는 제 1 역전압 차단용 다이오드(D1)와 ; 상기 제 2 포토 다이오드(36)와 역방향으로 병렬 연결되어 있어, 상기 제 2 포토 다이오드(36)를 역전압으로부터 보호하는 제 2 역전압 차단용 다이오드(D2)를 더 포함하여 구성되어 있다.
또한, 본 발명의 장치는, 상기 제 1 푸시풀 증폭기(33)의 출력단과 제 1 포토 다이오드(35) 사이에 연결되어 있어, 상기 제 1 포토 다이오드(35)를 신속하게 스위칭 온/오프시키는 제 1 스피드업부(R2,C1)와 ; 상기 제 2 푸시풀 증폭기(34)의 출력단과 제 2 포토 다이오드(36) 사이에 연결되어 있어, 상기 제 2 포토 다이오드(36)를 신속하게 스위칭 온/오프시키는 제 2 스피드업부(R4,C2)를 더 포함하여 구성되어 있다.
이어서 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 장치의 동작 및 효과를 상기 제 1 포토 다이오드(35)가 발광할 경우와 제 2 포토 다이오드(36)가 발광할 경우 및 상기 제 1,2 포토 다이오드(35,36)가 동시에 발광하지 않을 경우로 나누어 설명하면 다음과 같다.
도 3a 는 상기 제 1 포토 다이오드(35)가 발광할 경우 전류 흐름의 방향을 표시하고 있으며, 도 3b 는 상기 제 2 포토 다이오드(36)가 발광할 경우 전류 흐름의 방향을 표시하고 있다.
1. 제 1 포토 다이오드가 발광할 경우
상기 제어 회로(20)가 로우 레벨의 제 1 제어 신호(S1)와 하이 레벨의 제 2 제어 신호(S2)를 출력하면, 상기 로우 레벨의 제 1 제어 신호(S1)는 제 1 버퍼(31)에 입력되어 반전 출력된다.
따라서 상기 제 1 버퍼(31)로부터 출력된 하이 레벨 신호는 제 1 푸시풀 증폭기(33)의 베이스단에 입력되고, 이에 따라 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴온되고, 제 2 트랜지스터(Q2)는 턴오프된다.
한편, 상기 제어 회로(20)로부터 출력된 하이 레벨의 제 2 제어 신호(S2)는 제 2 버퍼(32)에 입력되어 반전 출력된다.
따라서 상기 제 2 버퍼(32)로부터 출력된 로우 레벨 신호는 제 2 푸시풀 증폭기(34)의 베이스단에 입력되고, 이에 따라 제 4 트랜지스터(Q4)가 턴온되고, 제 3 트랜지스터(Q3)는 턴오프된다.
따라서 도 3a 에 도시된 바와 같이 소정 전압(Vcc1)이 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단 및 에미터단에 인가되어 소정 전류()가 상기 제 1 포토 다이오드(35)를 통해 상기 제 4 트랜지스터(Q4)의 에미터단 및 콜렉터단에 인가되어 접지로 흐른다.
상기 제 1 포토 다이오드(35)에 전류가 흐름에 따라 상기 제 1 포토 다이오드(35)가 발광하게 되고, 이에 따라 상기 제 1 포토 트랜지스터(37)가 턴온되어 소정 전압(Vcc3)이 상기 제 1 포토 트랜지스터(37)의 콜렉터단에 인가되어 에미터단을 통해 접지로 바이패스된다.
따라서 상기 제 1 포토 트랜지스터(37)의 콜랙터단에 병렬로 연결되어 있는 제 1 구동부(39)에 로우 레벨 신호(0V)가 입력된다.
상기 제 1 구동부(39)는 상기 제 1 포토 트랜지스터(37)의 콜렉터단으로부터 입력된 하이 또는 로우 레벨의 신호에 따라 상기 전력 회로(10)의 제 1 암(11)의 제 1 스위칭 소자(1)에 하이 또는 로우 레벨의 제 1 스위칭 구동 신호(S1')를 출력하게 되고, 상기 제 1 스위칭 구동 신호(S1')는 상기 제 1 스위칭 소자(1)의 베이스단에 입력되어 상기 제 1 스위칭 소자(1)를 스위칭 온/오프시킨다.
2. 제 2 포토 다이오드가 발광할 경우
상기 제어 회로(20)가 하이 레벨의 제 1 제어 신호(S1)와 로우 레벨의 제 2 제어 신호(S2)를 출력하면, 상기 하이 레벨의 제 1 제어 신호(S1)는 제 1 버퍼(31)에 입력되어 반전 출력된다.
따라서 상기 제 1 버퍼(31)로부터 출력된 로우 레벨 신호는 제 1 푸시풀 증폭기(33)의 베이스단에 입력되고, 이에 따라 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴온되고, 제 1 트랜지스터(Q1)는 턴오프된다.
한편, 상기 제어 회로(20)로부터 출력된 로우 레벨의 제 2 제어 신호(S2)는 제 2 버퍼(32)에 입력되어 반전 출력된다.
따라서 상기 제 2 버퍼(32)로부터 출력된 하이 레벨 신호는 제 2 푸시풀 증폭기(34)의 베이스단에 입력되고, 이에 따라 제 3 트랜지스터(Q3)가 턴온되고, 제 4 트랜지스터(Q4)는 턴오프된다.
따라서 도 3b 에 도시된 바와 같이 소정 전압(Vcc2)이 상기 제 3 트랜지스터(Q3)의 콜렉터단 및 에미터단에 인가되어 소정 전류()가 상기 제 2 포토 다이오드(36)를 통해 상기 제 3 트랜지스터(Q3)의 에미터단 및 콜렉터단에 인가되어 접지로 흐른다.
상기 제 2 포토 다이오드(36)에 전류가 흐름에 따라 상기 제 2 포토 다이오드(36)가 발광하게 되고, 이에 따라 상기 제 2 포토 트랜지스터(38)가 턴온되어 소정 전압(Vcc4)이 상기 제 2 포토 트랜지스터(38)의 콜렉터단에 인가되어 에미터단을 통해 접지로 바이패스된다.
따라서 상기 제 2 포토 트랜지스터(38)의 콜랙터단에 병렬로 연결되어 있는 제 2 구동부(40)에 로우 레벨 신호(0V)가 입력된다.
상기 제 2 구동부(40)는 상기 제 2 포토 트랜지스터(39)의 콜렉터단으로부터 입력된 하이 또는 로우 레벨의 신호에 따라 상기 전력 회로(10)의 제 1 암(11)의 제 2 스위칭 소자(2)에 하이 또는 로우 레벨의 제 2 스위칭 구동 신호(S2')를 출력하게 되고, 상기 제 2 스위칭 구동 신호(S2')는 상기 제 2 스위칭 소자(2)의 베이스단에 입력되어 상기 제 2 스위칭 소자(2)를 스위칭 온/오프시킨다.
3. 제 1,2 포토 다이오드가 동시에 발광하지 않을 경우
상기 제어 회로(20)가 하이 레벨의 제 1 제어 신호(S1)와 하이 레벨의 제 2 제어 신호(S2)를 출력하거나, 혹은 로우 레벨의 제 1 제어 신호(S1)와 로우 레벨의 제 2 제어 신호(S2)를 출력하면, 상기 제 1,2 포토 다이오드(35,36)가 동시에 발광하지 않는다.
예컨대 상기 제어 회로(20)가 하이 레벨의 제 1 제어 신호(S1)와 하이 레벨의 제 2 제어 신호(S2)를 출력하면 상기 하이 레벨의 제 1 제어 신호(S1)는 제 1 버퍼(31)에 입력되어 반전 출력된다.
따라서 상기 제 1 버퍼(31)로부터 출력된 로우 레벨 신호는 제 1 푸시풀 증폭기(33)의 베이스단에 입력되고, 이에 따라 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴온되고, 제 1 트랜지스터(Q1)는 턴오프된다.
한편, 상기 제어 회로(20)로부터 출력된 하이 레벨의 제 2 제어 신호(S2)는 제 2 버퍼(32)에 입력되어 반전 출력된다.
따라서 상기 제 2 버퍼(32)로부터 출력된 로우 레벨 신호는 제 2 푸시풀 증폭기(34)의 베이스단에 입력되고, 이에 따라 제 4 트랜지스터(Q4)가 턴온되고, 제 3 트랜지스터(Q3)는 턴오프된다.
이에 따라 상기 제 1,2 포토 다이오드(35,36)에 전류가 흐르지 않음에 따라 상기 제 1,2 포토 다이오드(35,36)가 발광하지 않게 되고, 이에 따라 상기 제 1,2 포토 트랜지스터(37,38)가 턴오프되어, 상기 제 1,2 구동부(39,40)에 하이 레벨 신호(Vcc3,Vcc4)가 입력된다.
상기 제 1,2 구동부(39,40)는 상기 제 1,2 포토 트랜지스터(37,38)의 콜렉터단으로부터 입력된 하이 또는 로우 레벨의 신호에 따라 상기 전력 회로(10)의 제 1 암(11)의 제 1,2 스위칭 소자(1,2)에 하이 또는 로우 레벨의 제 1,2 스위칭 구동 신호(S1',S2')를 출력하게 되고, 상기 제 1,2 스위칭 구동 신호(S1',S2')는 상기 제 1,2 스위칭 소자(1,2)의 베이스단에 입력되어 상기 제 1,2 스위칭 소자(1,2)를 스위칭 온/오프시킨다.
이때, 상기 전력 회로(10)에 존재하는 6 개의 스위칭 소자( 3개의 암에 각각 2 개의 스위칭 소자가 구비되어 있음 )는 모두, 상기 제어 회로(20)로부터 출력되는 6 개의 제어 신호( S 1,2,3,4,5,6 )에 의해 제어된다.
여기서 상기 다이오드(D1,D2)는 역전압으로부터 상기 제 1,2 포토 트랜지스터(35,36)를 보호하기 위한 역전압 차단용 다이오드이고, 저항(R1,R3)은 전류 제한용 저항이며, 상기 커패시터(C1,C2) 및 저항(R3,R4)은 제 1,2 포토 다이오드(35,36)의 스위칭 온/오프를 신속하게 수행하기 위한 스피드업용 커패시터 및 저항이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 장치는, 상기 제 1,2 푸시풀 증폭기(33,34)의 출력단 사이에 제 1,2 발광 소자(35,36)를 역방향으로 병렬 연결하여, 발광 소자의 방향성을 이용하여 즉, 한쪽으로만 전압이 가해졌을 경우에만 발광한다는 특성을 이용하여, 상기 제 1,2 발광 소자(35,36)가 동시에 발광하는 것을 방지함으로써, 한 개의 암(11)내에 존재하는 두 개의 스위칭 소자(1,2)가 동시에 스위칭 온되는 것을 방지하여 암단락에 의한 스위칭 소자의 파손을 방지한다는 데 그 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 세 개의 암으로 구성되어 있고, 상기 각각의 암(11)이 제 1 스위칭 소자(1)와 제 2 스위칭 소자(2)로 구성되어 있어, 제 1 스위칭 구동 신호(S1')와 제 2 스위칭 구동 신호(S2')에 의해 상기 제 1 스위칭 소자(1)와 제 2 스위칭 소자(2)가 각각 스위칭 온/오프되어, 입력된 직류 전원을 교류 전원으로 변환 출력하는 전력 회로(10)와 ; 상기 제 1 스위칭 소자(1)와 제 2 스위칭 소자(2)를 온/오프시키기 위해 제 1 제어 신호(S1)와 제 2 제어 신호(S2)를 출력하는 제어 회로(20) ; 및 상기 제어부(20)로부터 제 1 제어 신호(S1)와 제 1 제어 신호(S2)를 입력받아 상기 전력 회로(10)에 제 1 스위칭 구동 신호(S1')와 제 2 스위칭 구동 신호(S2')를 출력하는 스위칭 구동 회로(30)가 구비된 전동차의 인버터에 있어서,
    상기 스위칭 구동 회로(30)가,
    상기 제어 회로(20)로부터 입력된 제 1 제어 신호(S1)를 버퍼링하는 제 1 버퍼부(31)와 ;
    상기 제어 회로(20)로부터 입력된 제 2 제어 신호(S2)를 버퍼링하는 제 2 버퍼부(32) ;
    베이스단이 상기 버퍼링된 제 1 제어 신호(S1)를 입력받는 제 1 푸시풀 증폭기(33) ;
    베이스단이 상기 버퍼링된 제 2 제어 신호(S2)를 입력받는 제 2 푸시풀 증폭기(34) ;
    애노드단이 상기 제 1 푸시풀 증폭기(33)의 출력단에 연결되고 캐소드단이 제 2 푸시풀 증폭기(34)의 출력단에 연결되어 있는 제 1 발광 소자(35) ;
    애노드단이 상기 제 2 푸시풀 증폭기(34)의 출력단에 연력되고 캐소드단이 제 1 푸시풀 증폭기(33)의 출력단에 연결되어 있는 제 2 발광 소자(36) ;
    제 1 발광 소자(35)로부터 출력된 광신호를 입력받아 전기적 신호로 변환 출력하는 제 1 수광 소자(37) ;
    제 2 발광 소자(36)로부터 출력된 광신호를 입력받아 전기적 신호로 변환 출력하는 제 2 수광 소자(38) ;
    상기 제 1 수광 소자(37)로부터 입력된 전기적 신호에 따라 상기 전력 회로(10)에 제 1 스위칭 구동 신호(S1')을 공급하는 제 1 구동부(39) ; 및
    상기 제 2 수광 소자(38)로부터 입력된 전기적 신호에 따라 상기 전력 회로(10)에 제 2 스위칭 구동 신호(S2')을 공급하는 제 2 구동부(40)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기에 있어서 인버터의 스위칭 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 소자(35)와 역방향으로 병렬 연결되어 있어, 상기 제 1 발광 소자(35)를 역전압으로부터 보호하는 제 1 역전압 차단용 다이오드(D1)와 ;
    상기 제 2 발광 소자(36)와 역방향으로 병렬 연결되어 있어, 상기 제 2 발광 소자(36)를 역전압으로부터 보호하는 제 2 역전압 차단용 다이오드(D2)를 더 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기에 있어서 인버터의 스위칭 구동 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 푸시풀 증폭기(33)의 출력단과 제 1 발광 소자(35) 사이에 연결되어 있어, 상기 제 1 발광 소자(35)를 신속하게 스위칭 온/오프시키는 제 1 스피드업부(R2,C1)와 ;
    상기 제 2 푸시풀 증폭기(34)의 출력단과 제 2 발광 소자(36) 사이에 연결되어 있어, 상기 제 2 발광 소자(36)를 신속하게 스위칭 온/오프시키는 제 2 스피드업부(R4,C2)를 더 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기에 있어서 인버터의 스위칭 구동 장치.
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