KR100262656B1 - 직류전압 검출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘리베이터의 직류전압 검출장치에 관한 것으로 제어전압인 직류전압을 컨버터 제어기에서 정밀하게 검출하여 제어용 전원과 전력용 전원을 분리하야 하는 곳에 사용할 수 있도록 한 직류전압 검출장치를 제공함에 있다.
본 발명의 직류전압 검출장치는 직류 링크단 양단에 연결되어 직류전압을 분압하는 분압기와, 상기 분압기에서 출력되는 직류전압의 성분 중 고조파 잡음을 제거하는 제 1 저역통과 필터부와, 상기 제 1 저역통과 필터부에서 출력되는 직류전압을 인가받아 주파수로 변환하는 전압/주파수 변환기와, 상기 전압/주파수 변환기에서 출력되는 주파수와 기준전압(+Vc)을 인가받는 앤드 게이트와, 상기 앤드 게이트의 출력신호에 따라 제어기의 응답도 및 잡음도에 의한 오동작을 방지하기 위해 광 신호를 보내는 광 송신기와, 상기 광 송신기에서 전달되는 빛을 형태신호로 인가받는 광 수신기와, 상기 광 송신기와 광 수신기를 연결시켜주는 광 케이블과, 상기 광 수신기의 출력을 인가받아 설정된 시간동안 타이머로 펄스를 카운터하여 실제의 직류전압을 읽어들이게 하는 마이콤으로 구성되는 것을 특징으로 하는 직류전압 검출장치이다.

Description

직류전압 검출 장치
제1도는 종래의 3상 전동기용 컨버터 제어회로를 나타낸 블록도.
제2도는 제1도의 직류전압 검출부의 상세회로도.
제3도는 본 발명의 직류전압 검출장치의 상세회로도.
제4a도, 제4b도는 본 발명의 전압/주파수 입력 및 출력 그래프, 제4c도는 본 발명의 마이콤인식 전압 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
5 : 직류전압 검출부 10 : 분압기
11 : 제 1 저역통과 필터부 15 : 전압/주파수 변환부
16 : 마이콤 17 : 과전압 검출부
18 : 저전압 검출부 19, 20 : 제 1 및 제 2 포트 커플러
21 : 앤드 게이트 22 : 광 송신기
23 : 광 발신기 24 : 광 케이블
본 발명은 직류전압 검출장치에 관한 것으로서, 특히 제어전압인 직류전압을 컨버터 제어기에서 정밀하게 검출하여 제어용 전원과 전력용 전원을 분리해야 하는 곳에 사용할 수 있도록 한 직류전압 검출장치에 관한 것이다.
제 1도는 종래의 3상 전동기용 컨버터 제어회로를 나타낸 블록도로써, 60Hz의 3상 교류전원(VAC)을 인가받아 직류전압(VDC)으로 변환시키는 컨버터부(1)와, 상기 컨버터부(1)에서 출력되는 직류전압(VDC)을 평활시키는 평활 커패시터부(2)와, 상기 컨버터부(1)에서 출력되는 직류전압(VDC)을 교류전압(VAC)으로 변환하는 인버터부(3)와, 상기 인버터부(3)에서 출력되는 교류전압(VAC)을 입력받아 구동하는 유동 전동기(4)와, 상기 평활 패시터부(2)에서 평활된 전압을 검출하는 직류전압 검출부(5)와, 각 상에 연결되어 위상을 검출하는 위상 검출부(6)와, 3상 교류전원에서 출력되는 전류를 검출하는 전류검출부(7)와, 상기 직류전압 검출부(5)와 위상 검출부(6) 그리고 전류 검출부(7)에서 출력되는 신호를 입력으로 받아들이는 컨버터 제어기(8)와, 상기 컨버터 제어기(8)에서 출력되는 신호를 입력하여 상기 컨버터부(1)로 출력 신호를 보내는 드라이브부(9)와, 상기 컨버터부(1)의 출력양단과 평활 커패시터부(2) 사이에 연결된 분압기(10)와 제 1 저역통과 필터부(11)로 구성된다.
제 2도는 제 1도의 직류전압 검출부의 상세회로도로서, 직류 링크단(DCP, DCN) 양단에 직류전압(VDC)을 인가받고, 저항(R1)과 저항(R2)이 직렬로 연결된 분압기(10)와, 상기 분압기(10)에 접속되어 있으며, 상기 분압기(10)에서 출력되는 직류전압(VDC)을 분압하여 인가받고, 저항(R3)과 콘덴서(C1)가 병렬로 연결된 제 1 저역통과 필터부(11)와, 상기 제 1 저역통과 필터부(11)에 접속된 직류전압 검출부(5)와, 상기 분압기(10)에 접속되어 설정된 전압보다 높은지 아니면 낮은지를 검출하는 과전압 검출부(17) 및 저전압 검출부(18)와, 상기 과전압 검출부(17)와 저전압 검출부(18)에 각각 접속되어 출력전압을 인가받고, 콜렉터단은 출력단이며 에미터단은 접지되어 가시광선 발광 다이오드 및 적외선 발광 다이오드 톤온시 턴온 되는 수광용 트랜지스터로 구성된 제 1 및 제 2 포토 커플로(19)(20)와, 상기 직류전압 검출부(5)와 제 1 및 제 2 포토 커플러(19)(20)에 접속되어 출력 신호를 인가받는 마이콤(16)으로 구성된다.
상기 직류전압 검출부(5)는 상기 제 1 저역통과 필터부(11)에서 출력되는 직류전압(VDC)을 인가받고, 전원 +VCC와 전원 -VCC단자에 연결된 전원분리 앰프(12)와, 상기 전원분리 앰프(12)에 접속되어 출력되는 직류전압(VDC)을 인가받고, 저항(R4)과 콘텐서(C2)가 병렬로 연결된 제 2 저역통과 필터부(13)와, 상기 제 2 저역통과 필터부(13)의 출력단에 접속되어 출력 직류전압(VDC)을 인가받고 증폭기의 비반전(+)단에 연결되는 저항(R5)(R6) 그리고 콘덴서(C4)와 상기 증폭기의 반전(-)단에 연결되어 있는 콘덴서(C3)로 구성된 2중 저역통과 필터부(14)와, 상기 2중 저역통과 필터부(14)에 직렬로 접속된 저항(R6)과, 출력되는 직류전압(VDC) 전압을 주파수로 변환하는 전압/주파수 변환기(15)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래의 직류전압 검출회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.
직류 링크단(DCP)(DCN)양단에 연결되어 출력되는 직류전압(VDC)이 분압기(10)를 통해 분압되어 상기 제 1 저역통과 필터부(11)에 인가되어 상기 직류전압(VDC) 성분중 고조파 잡음이 제거되고 상기 직류전압 검출부(5)로 인가된다.
한편, 상기 분압기(10)에서 분압되어 출력되는 직류전압(VDC)은 상기 과전압 검출기(17)와 저전압 검출기(18)에 입력되어 상기 과전압 검출기(17)와 저전압 검출기(18)에 입력되는 기준전압(+VC)보다 높은지 아니면 낮은지를 검출하여 제 1 및 제 2포토 커플러(19)(20)에 인가된다.
상기 직류전압 검출부(5)의 전원분리 앰프(12)에 인가된 직류전압(VDC)은 상기컨버터 제어기(9)의 전원단 전압으로 변환되어 제 2저역통과 필터부(13)에 인가된다.
상기 제 2 저역통과 필터부(13)에 인가된 직류전압 성분중 고조파 잡음이 제거되어 2중 저역통과 필터부(14)에 인가된다.
상기 2중 저역통과 필터부(14)는 비교기의 반전 입력단자(-)에 연결된 콘덴서(C3)와 상기 비교기의 출력을 피드백으로 인가받아 설정된 전압과 상기 비교기의 비반전 입력단자(+)에 연결된 저항(R5)(R6) 및 콘덴서(C4)를 거쳐 전압이 입력된다.
상기 비교기는 반전 입력단자(-)에 입력된 전압과 비반전 입력단자(+)에 입력된 전압차이에 의해 출력전압이 생기게 된다.
상기 전압/주파수 변환기(15)에 인가된 전압은 주파수로 변환되어 출력되는데 이 신호는 상기 마이콤(16)에 인가되고, 상기 제 1 및 제 2 포토 커플러(19)(20)에서 출력되는 신호도 상기 마이콤(16)에 인가되면, 상기 마이콤(16) 내부에 있는 카운터가 펄스를 카운터하여 전압값으로 읽어들이게 된다.
그러나, 직류전압(VDC)의 검출신호가 직류 링크단에서 상기 마이콤(16)까지 전달되는데 직류전압 검출신호에 실린 잡음을 제거하기 위하여 상기 제 2 저역통과 필터부(13)와 2중 저역통과 필터부(14)의 복수개 저역통과 필터가 구비됨으로써 검출신호에 시간지연이 발생하고, 이로 인해 상기 컨버터 제어기(8)의 응답 특성이 떨어지는 문제점있다.
또한 직류 링크단에 구비된 상기 컨버터부(1)와 인버터부(32)의 스위칭에 의해 고조파 잡음이 상기 컨버터 제어기(8)에 전달되어 상기 마이콤(16)이 오동작을 일으킬 수도 있는 문제점이 있다.
또한 전원분리 앰프(12)의 구성은 스위칭 소자, 변압기, 전자소자로 구성된 소자이기 때문에 소자 소손시에 제어기 전원(+VCC, -VCC)을 통해 전체 시스템에 나쁜 영향을 미치게 되고 상기 전원분리 앰프(12)의 구성이 복잡함에 따라 소자의 가격이 상승하게 되는 문제점도 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 직류전압 검출신호의 지연시간에 따른 제어기 응답특성 저하를 방지하기 위하여 제 2 저역통과 필터부와 2중 저역통과 필터를 제거하고, 전압/주파수 변환기를 제 1 저역통과 필터부의 출력에 연결시키고, 고조파 잡음에 의한 컨버터 제어기 오동작을 방지하기 위하여 광전송 장치를 구비하여 잡음이 이동경로를 제거하고, 전원분리 앰프 소손시에 전체 시스템에 미치는 영향을 없애기 위하여 전원분리 앰프를 제거하여 신뢰성 향상과 원가 절감하는 직류전압 검출장치를 제공하는데 그 목적 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직류전압 검출장치의 특징은 직류 링크단 양단에 연결되어 직류전압을 분압하는 분압기와, 상기 분압기에서 출력되는 직류전압의 성분중 고조파 잡음을 제거하는 제 1 저역통과 필터부와, 상기 제 1 저역통과 필터부에서 출력되는 직류전압을 인가받아 주파수로 변환하는 전압/주파수 변환기와, 상기 전압/주파수 변환기에서 출력되는 주파수와 기준전압(+VC)을 인가받는 앤드 게이트와, 상기 앤드 게이트의 출력신호에 다라 제어기의 응답도 및 잡음도에 의한 오동작을 방지하기 위해 광 신호를 보내는 광 송신기와, 상기 광 송신기에서 전달되는 빛을 형태신호로 인가받는 광 수신기와, 상기 광 송신기와 광 수신기를 연결시켜주는 광 케이블과, 상기 광 수신기의 출력을 인가받아 설정된 시간동안 타이머로 펄스를 카운터하여 실제의 직류전압을 읽어들이게 하는 마이콤으로 이루어진 점에 있다.
이하, 본 발명의 직류전압 검출 장치의 바람직한 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명의 직류전압 검출 회로도로써, 직류 링크단(DCP)(DCN)의 직류전압(VDC)을 인가받고, 저항(R4)과 저항(R2)가 직렬로 연결된 분압기(10)와, 상기 분압기(10)에 접속되어 있으며 상기 분압기(10)에서 출력되는 직류전압(VDC)을 분압하여 인가받고, 저항(R3)과 콘덴서(C1)가 병렬로 연결된 제 1 저역통과 필터부(11)와, 상기 제 1 저역통과 필터부(11)에서 출력되는 직류전압(VDC)을 인가받아 주파수로 변환하는 전압/주파수 변환기(15)와, 상기 전압/주파수 변환기(15) 출력단에 연결되어 있고, 기준전압(+VC)을 인가받는 앤드 게이트(21)와, 상기 앤드 게이트(21)에 접속되어 고조파 잡음을 감지하기 위해 광을 송신하는 광 송신기(22)와, 상기 광송신기(22)에서 출력되는 광 신호를 인가받은 상기 직류전압 검출부(5)와, 한편 상기 분압기(10)에 접속되어 설정된 전압보다 높은지 아니면 낮은지를 검출하는 과전압 검출부(17) 그리고 저전압 검출부(18)와, 상기 과전압 검출부(17)와 저전압 검출부(18)에 각각 접속되어 출력전압을 인가받고, 콜렉터 단은 출력단이며 에미터단은 접지되어 가시광선 발광 다이오드 및 적외선 발광 다이오드 턴온시 턴온되는 수광용 트랜지스터로 구성된 제 1 및 제 2 포토 커플러(19)(20)와, 상기 직류전압 검출부(5)와 제 1 및 제 2 포토 커플러(19)(20)에 접속되어 출력신호를 인가받은 마이콤(16)으로 구성된다.
상기 직류전압 검출기(5)는 광 송신기(22)에서 송신된 광 신호가 고조파 잡음을 감지하고 돌아오는 광 신호를 수신하는 광 수신기(23)와, 상기 광 송신기(22)와 광 수신기(23)사이에 접속되어 있는 광 케이블(24)과, 상기 광 수신기(23)의 출력을 받아들이는 마이콤(16)으로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 직류전압 검출회로의 동작을 설명하면 다음과 같다,
직류 링크단(DCP)(DCN) 양단에 연결되어 출력되는 직류전압(VDC)을 분압하는 상기 분압기(10)에서 출력되는 직류전압(VDC)은 상기 제 1 저역통과 필터부(11)에 인가되어 직류전압(VDC) 성분중 고조파 잡음이 제거되고, 상기 제 1 저역통과 필터부(11)에서 출력되는 직류전압(VDC)은 상기 전압/주파수 변환기(15)에 인가된다.
상기 전압/주파수 변환기(15)에 인가된 직류전압(VDC)은 주파수로 변환(제 4a, 제4b도는 전압/주파수 입력 및 출력 그래프 참조)되어 상기 전압/주파수 변환기(15)의 출력단에 직렬로 접속된 상기 앤드 게이트(21)에 인가되며, 상기 앤드 게이트(21)에는 전압(+VC)이 인가된다.
상기 앤드 게이트(21)에서 출력되는 신호는 광 송신기(22)에 인가되고, 상기 앤드게이트(21)와 광 송신기(22) 사이에 저항(R4)이 분기 접속되어 과전압을 방지하여 상기 광 송신기의 다이오드 파괴를 예방하게 된다.
또한, 상기 광 송신기(22)에 저항(R5) 및 콘덴서(C2)가 연결되어 입력전압(+VC)을 제어하고, 상기 앤드 게이트(21)에서 출력되는 신호를 인가받아 고조파잡음에 의한 상기 시스템 오동작을 방지하기 위하여 빛을 보내어 고조파 잡음의 이동경로를 제거하게 된다.
상기 광 송신기(22)에서 출력된 광 신호는 상기 광 케이블(24)을 통하여 상기 직류 전압 검출기(5)의 광 수신기(23)로 인가된다.
상기 광 수신기(23)는 수광되는 광 신호를 전기적인 신호로 변환하여 마이콤(16)에 출력하면, 상기 마이콤(16)은 상기 광 수신기(23)의 출력을 인가받아 내부에 있는 타이머로 펄스를 카운터하여 실제의 직류전압을 읽어들이게 된다(제4c도는 본 발명의 마이콤 인식 전압 그래프).
한편, 상기 분압기(10)에서 분압되어 출력되는 직류전압(VDC)은 상기 과전압 검출기(17)와 저전압 검출기(18)에 입력되어 상기 과전압 검출기(17)와 저전압 검출기(18)에 입력되는 기준전압(+VC)보다 높은지 아니면 낮은지를 검출하여 제 1 및 제 2 포토 커플러(19)(20)에 인가된다.
상기 제 1 및 제 2 포토 커플러(19)(20)에 인가된 전기신호를 발광부에서 빛으로 변환하고, 수광부에서는 다시 전기신로로 환원하여 상기 마이콤(16)에 출력신호를 보내게 되므로 제어전압인 직류전압을 컨버터 제어기에서 정밀하게검출하여 제어용 전원과 전력용 전원을 분리해야 하는 곳에 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 직류전압 검출장치에 관한 것으로써, 고조파 잡음에 의한 컨버터 제어기 오동작을 방지하기 위하여 광전송 장치를 구비하여 잡음의 이동경로를 제거하고, 전원분리 앰프 소손시에 전체 시스템에 미치는 영향을 없애기 위하여 전원분리 앰프를 제거하여 신뢰성 향상과 원가절감을 하는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 직류 링크단 양단에 연결되어 직류전압을 분압하는 분압기와, 상기 분압기에서 출력되는 직류전압의 성분중 고조파 잡음을 제거하는 제 1 저역통과 필터부와, 상기 제 1 저역통과 필터부에서 출력되는 직류전압을 인가받아 주파수로 변환하는 전압/주파수 변환기와, 상기 전압/주파수 변환기에서 출력되는 주파수와 기준전압(+Vc)을 인가받는 앤드 게이트와, 상기 앤드게이트의 출력신호에 따라 제어기의 응답도 및 잡음도에 의한 오동작을 방지하기 위해 광 신호를 보내는 광 송신기와, 상기 광 송신기에서 전달되는 빛을 형태신호로 인가받는 광 수신기와, 상기광 송신기와 광 수신기를 연결시켜주는 광 케이블과, 상기 광 수신기의 출력을 인가받아 설정된 시간동안 타이머로 펄스를 카운터하여 실제의 직류전압을 읽어들이게 하는 마이콤으로 구성되는 것을 특징으로 하는 직류 전압 검출장치.
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