KR100240936B1

KR100240936B1 - 인버터 회로의 보호 회로

Info

Publication number: KR100240936B1
Application number: KR1019970024132A
Authority: KR
Inventors: 이철희
Original assignee: 김재복; 기아중공업주식회사
Priority date: 1997-06-11
Filing date: 1997-06-11
Publication date: 2000-01-15
Also published as: KR19990000969A

Abstract

본 발명은 인버터 회로의 보호 회로에 관한 것으로, 게이트 드라이부에서 출력되는 구동 신호에 따라 파워 트랜지스터를 온 및 오프시키면서 부하에 동작 전원을 인가하는 인버터 회로에 과전류의 유입을 방지하기 위해, 정류부의 출력 전압을 더욱 안정된 직류 전압으로 안정화하여 출력하는 레귤레이터와, 상기 레귤레이터의 출력 전압을 기준 전압과 비교하여 기준 전압 이상일 때 하이 신호를 출력하는 비교부와, 상기 비교부의 출력단에 연결되어 하이 신호일 때는 전류를 인가하지 않고 로우 신호일 때는 전류를 인가하는 포토 커플러와, 상기 포토 커플러의 출력단에는 연결되어 인버터 구동부에 과대 전류가 흐를 때 오프되도록 한 발광 다이오드를 구비하여 각종 부하에 교류 전원을 인가하는 인버터 구동부를 과전류로부터 보호할 수 있는 효과가 있다.

Description

인버터 회로의 보호 회로

본 발명은 인버터 회로의 보호 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 게이트 드라이부에서 출력되는 구동 신호에 따라 파워 트랜지스터를 온 및 오프시키면서 부하에 동작 전원을 인가하는 인버터 회로에 과전류의 유입을 방지함으로써 인버터 회로의 파손을 방지할 수 있는 인버터 회로의 보호 회로에 관한 것이다.

일반적으로 모터를 구동하기 위한 인버터 회로의 구성은 제1도에 도시된 바와 같이 교류 전원을 직류 신호로 정류하도록 다수의 다이오드(D1~D6) 및 평활용전해 콘덴서(C1)로 이루어진 정류부(10)와, 상기 정류부(10)로부터 정류된 직류 신호를 다시 소정의 교류 신호로 변환하기 위해 다수의 파워 트랜지스터(Q1~Q6)로 구성된 인버터 구동부(30)와, 상기 인버터 구동부(30)의 출력 주파수를 조정하기 위해 각 파워 트랜지스터의 베이스에 일정한 구동 신호를 공급하는 게이트 드라이부(20)와, 상기 인버터 구동부(30)의 각 파워 트랜지스터의 출력단에 저항(R1~R3)을 경유하여 연결된 모터(M)로 구성되어 있다.

이러한 구성을 하는 종래 인버터 회로의 동작은 먼저 교류 전원이 정류부(10)의 다이오드(D1~D6) 및 평활용 전해 콘덴서(C1)에 의해 직류 신호로 변환되어 출력된다. 그러면 상기 직류 신호는 다시 인버터 구동부(30)의 파워 트랜지스터의 콜렉터단에 입력되고 이는 다시 소정의 주파수 및 전압을 갖는 교류 신호로 변환되어 출력되며, 상기 출력된 교류 전원은 모터(M)에 입력됨으로서 모터(M)가 소정의 속도로 회전되는 것이다. 여기서 상기 인버터 구동부(30)의 파워 트랜지스터(Q1~Q6)의 베이스에는 전류 또는 전압을 단속적으로 출력하는 게이트 드라이부(20)가 연결되어 있음으로서 상기 게이트 드라이부(20)의 구동 신호에 따라서 모터(M)의 속도가 제어되는 것이다.

그러나 이러한 종래의 인버터 회로는 입력되는 교류 전원에 관계없이 정류부에서 교류 전원을 정류하여 인버터 구동부에 동작 전원으로 인가하고, 게이트 드라이부에서 구동 신호를 출력하여 인버터 구동부의 파워 트랜지스터를 구동시켰으므로 입력되는 교류 전원이 정격 전압 이상으로 될 경우에 파워 트랜지스터가 과구동되어 손상됨은 물론 인버터 구동부에 동작 전원을 공급하는 전해 콘덴서가 손상되는 결함이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 게이트 드라이부에서 출력되는 구동 신호에 따라 파워 트랜지스터를 온 및 오프시키면서 부하에 동작 전원을 인가하는 인버터 회로에 과전류의 유입을 방지함으로서 인버터 회로의 파손을 방지할 수 있는 인버터 회로의 보호 회로를 제공하는데 있다.

제1도는 종래 일반적인 인버터 회로도이다.

제2도는 본 발명에 의한 인버터 회로의 보호 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 정류부 20 : 게이트 드라이부(gate drive部)

30 : 인버터 구동부 40 : 보호 회로

41 : 레귤레이터

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 인버터 회로의 보호 회로는 교류 전원(AC)을 전파 정류하고 평활하는 정류부와, 이 정류부의 출력 전압을 구동전압으로 입력받고 게이트 드라이부의 구동 신호에 의해 모터의 구동을 제어하는 인버터 구동부로 구성된 인버터 회로에 있어서, 상기 정류부의 출력단에 연결되어 출력 전압을 더욱 안정된 직류 전압으로 안정화하여 출력하는 레귤레이터와; 상기 레귤레이터의 출력 전압을 기준 전압과 비교하여 기준 전압 이상일 때 하이(High) 신호를, 기준 전압 이하일 때 로우(Low) 신호를 출력하는 비교부와; 상기 비교부의 출력단에 연결되어 하이 신호일 때는 전류를 인가하지 않아 발광 다이오드를 소등하는 동시에 출력단에 일정 전압을 인가하여 게이트 구동부가 작동하지 않도록 하고, 로우 신호일 때는 전류를 인가하여 발광 다이오드를 점등하는 동시에 출력단에는 전압을 인가하지 않아 게이트 구동부가 작동하도록 하는 포토 커플러를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명에 의한 인버터 회로의 보호 회로를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 의한 인버터 회로의 보호 회로도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 인버터 회로의 보호 회로는 종래와 같이 교류의 전원을 정류하기 위한 다이오드(D1~D6)와 정류된 직류 전원을 평활하게 하기 위한 전해 콘덴서(C1)로서 정류부(10)가 구성되어 있고, 상기 정류부(10)의 출력단에 즉, 평활용 콘덴서(C1)의 A, B 단자 사이에 이미 정류된 전원을 더욱 안정된 직류 전원으로 출력하는 레귤레이터(41) 및 발진 방지용 콘덴서(C2, C3)가 연결되어 있으며, 상기 레귤레이터(41)의 출력단에는 레귤레이터(41)에서 직류화된 입력 전원을 분압하는 저항(R4, R5)이 결선되어 있고 상기 분압 저항 사이에는 비교부(CP)의 반전 입력단(-)이 연결되어 있다. 또한 상기 비교부(CP)의 비반전입력단(＋)에는 기준 전압을 설정하기 위한 저항(R6) 및 가변저항(VR)이 상기 분압 저항(R5)의 출력단에 연결되어 있다. 또한 상기 입력 전원의 분압값과 기준 전압을 비교하여 입력 전원의 상태를 출력하는 비교부(CP)의 출력단에는 상기 출력 신호에 따라 신호를 온 및 오프 시켜 주도록 포토 다이오드(PD1) 및 포토 트랜지스터(PT1)로 이루어진 포토 커플러(PC)가 연결되어 있고, 상기 포토 커플러(PC)의 출력단에는 발광 다이오드(PD2)가 연결되어 상기 비교부(CP)의 출력 신호에 따라 온 및 오프되도록 되어 있다. 또한, 상기 포토 커플러(PC)의 출력단은 게이트 드라이부(20)에 결선됨으로써, 상기 포토 커플러(PC)의 작동 여부에 따라 소정 전압이 상기 게이트 드라이부(20)에 인가되도록 되어 있다. 한편 상기 정류부의 출력단에는 종래와 같이 게이트 드라이부(20)의 구동 신호에 의해 구동되는 인버터 구동부(30)가 다수의 파워 트랜지스터(Q1~Q6)로 구성되어 있으며 상기 인버터 구동부(30)의 출력단에 모터(M)가 저항(R1~R3)을 경유하여 연결된 구조를 한다.

도면중 부호 40은 본 발명에 의한 보호 회로를 나타낸다.

상기와 같은 구성을 하는 본 발명에 의한 인버터 회로의 보호 회로의 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

우선 입력되는 교류 전원은 다수의 다이오드(D1~D6) 및 평활용 콘덴서(C1)로 이루어진 정류부(10)에 의해 전파 정류, 고주파 및 노이즈가 제거된 직류 전압으로 되어 출력된다. 상기 직류 전압은 레귤레이터(41) 및 콘덴서(C2, C3)에 의해 최종적으로 안정된 직류 전압(Vd)으로 출력되며 이 출력 전압은 분압 저항 R4과 R5에 의해 분압된 입력 전압(Vi)이 되며, 기준 전압(Vr)은 가변 저항(VR)에 의해 소정값으로 설정된다. 상기 입력 전압(Vi)은 비교부(CP)에 의해 기준 전압(Vr)과 비교되는데 입력 전압(Vi)이 기준 전압(Vr)보다 높게 되면 하이(High) 신호를 출력하고 입력 전압(Vi)이 기보다 낮게 되면 로우(Low) 신호를 출력한다.

따라서 상기 비교부(CP)의 출력단에는 소정 전압이 인가되어 있는 포토 커플러(PC)가 연결되어 있음으로 비교부(CP)의 출력이 하이 상태일 때 포토 커플러(PC)의 포토 다이오드(PD1)가 작동하지 않게 되어 전체 포토 커플러(PC)가 작동되지 않으며, 또한 상기 포토 커플러(PC)에 연결된 발광 다이오드(PD2) 역시 오프된다. 한편, 상기 포토 커플러(PC)와 게이트 드라이부(20)는 도선으로 결선되어 있음으로 소정 전압이 상기 게이트 드라이부(20)에 인가된다.

여기서, 상기 비교부(CP)의 출력단이 하이 신호를 출력하고 있다는 것은 현재 과전류가 유입되고 있다는 것이며, 이 상태는 상기와 같이 발광 다이오드(PD2)가 소등된 상태에 의해 사용자가 인지하게 된다.

계속해서, 상기와 같이 게이트 드라이부(20)에 소정 전압이 인가되면, 상기 게이트 드라이부(20)는 인버터 구동부(23)의 파워 트랜지스터(Q1~Q2)의 베이스에 입력되는 전원을 차단함으로써, 인버터 구동부(30)가 작동되지 않게 하여 정류부(10)로부터의 과전류가 인버터에 유입됨을 방지하는 것이다.

한편 상기 입력 전압(Vi)이 기준 전압(Vr)보다 낮으면 즉, 과전류 상태가 아니면 비교부(CP)의 출력단은 로우 상태를 유지함으로서 포토 커플러(PC)가 온되며 이로서 발광 다이오드(PD2) 역시 온상태로 된다. 그러면, 상기 포토 커플러(PC)와 게이트 드라이부(20) 사이에는 전압이 인가되지 않게 된다. 또한, 상기와 같이 전압이 인가되지 않게 되면, 게이트 드라이부(20)는 인버터 구동부(23)의 파워 트랜지스터(Q1~Q6)의 베이스에 전원을 입력함으로서 모터(M)를 구동하게 되는 것이다.

여기서 사용자는 상기 비교부(CP)의 기준 전압 입력단에 저항 R6를 경유하여 연결된 가변 저항(VR)을 조정함으로서 상기 비교부(CP)의 기준 전압을 소정의 값으로 조정하여 사용할 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 여기에만 한정되지 않고 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 여러 가지로 변형된 실시예가 가능할 것이다.

따라서 본 발명에 의한 인버터 회로의 보호 회로는 게이트 드라이부에서 출력되는 구동 신호에 따라 파워 트랜지스터를 온 및 오프 식히면서 부하에 동작 전원을 인가하는 인버터 회로에 과전류의 유입을 방지함으로서 인버터 회로의 파손을 방지할 수 있는 인버터 회로의 보호 회로를 제공하는 것이다.

Claims

교류 전원(AC)을 전파 정류하고 평활하는 정류부와, 이 정류부의 출력 전압을 구동 전압으로 입력받고 게이트 드라이부의 구동 신호에 의해 모터의 구동을 제어하는 인버터 구동부로 구성된 인버터 회로에 있어서, 상기 정류부의 출력단에 연결되어 출력 전압을 더욱 안정된 직류 전압으로 안정화하여 출력하는 레귤레이터와; 상기 레귤레이터의 출력 전압을 기준 전압과 비교하여 기준 전압 이상일 때 하이(High) 신호를, 기준 전압 이하일 때 로우(Low) 신호를 출력하는 비교부와; 상기 비교부의 출력단에 연결되어 하이 신호일 때는 전류를 인가하지 않아 발광 다이오드를 소등하는 동시에 출력단에 일정 전압을 인가하여 게이트 구동부가 작동하지 않도록 하고, 로우 신호일 때는 전류를 인가하여 발광 다이오드를 점등하는 동시에 출력단에는 전압을 인가하지 않아 게이트 구동부가 작동하도록 하는 포토 커플러를 포함하여 이루어진 인버터 회로의 보호 회로.
제1항에 있어서, 상기 비교부의 기준 전압 입력단에는 기준 전압 설정용의 가변 저항이 더 연결된 것을 특징으로 하는 인버터 회로의 보호 회로.