KR100304902B1 - Circuit for protecting Insulate Gate Bipolar Transistor of Induction Heating Cooker - Google Patents
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Abstract
IGBT를 구비한 유도가열조리기기에서, 상기 IGBT를 구동시키기 위한 구동신호를 출력하는 IGBT 구동부와, 상기 IGBT 구동부의 구동신호에 따라 도통되는 IGBT의 컬렉터 전압을 인가 받아 저전압으로 감압시키는 전압감압부와, 상기 전압감압부를 통해 감압된 전압에서 일정레벨 이상의 전압만을 감지하여 통과시키는 전압감지부와, 상기 전압감지부를 통해 통과된 전압에 따라 상기 IGBT의 온/오프를 제어하는 보호회로 출력부를 포함하여 구성된 것으로 IGBT 전압을 직접 감지하지 않고 전압 감압을 수행한 후 저전압을 감지함으로써 제너 전압이 낮은 제너다이오드를 사용하고, 0.5w 이하의 저전력을 사용함으로써 제조단가 및 납기기간을 최소화 시킬 수 있는 효과가 있다.In an induction heating cooking apparatus having an IGBT, an IGBT driver for outputting a driving signal for driving the IGBT, a voltage reducing unit for reducing the voltage to a low voltage by receiving the collector voltage of the IGBT conducted according to the driving signal of the IGBT driver; And a voltage detector configured to detect and pass only a voltage of a predetermined level or more from the voltage reduced by the voltage reducer, and a protection circuit output unit configured to control on / off of the IGBT according to the voltage passed through the voltage detector. It is possible to minimize manufacturing cost and delivery time by using zener diode with low zener voltage and using low power of 0.5w or less by sensing low voltage after performing voltage decompression without directly sensing IGBT voltage.
Description
본 발명은 유도가열조리기에 관한 것으로, 특히 유도가열조리기의 절연 게이트 양극 트랜지스터(Insulate Gate Bipolar Transistor; 이하 IGBT라 약칭함) 보호회로에 관한 것이다.The present invention relates to an induction heating cooker, and more particularly, to an insulate gate bipolar transistor (hereinafter referred to as IGBT) protection circuit of an induction cooker.
일반적으로 유도가열조리기(Induction Heating Cooker)는 열원으로 유도가열(Induction Heating, 이하 IH라 약칭함)을 사용하는 조리기기이다.Induction heating cooker is generally a cooking apparatus using induction heating (hereinafter abbreviated as IH) as a heat source.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 유도가열조리기의 IGBT 보호회로를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an IGBT protection circuit of an induction heating cooker according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 따른 유도가열조리기의 IGBT 보호회로를 나타낸 도면이다.1 is a view showing the IGBT protection circuit of the induction heating cooker according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 유도가열조리기의 절연 게이트 양극 트랜지스터 보호회로는 IGBT(IG1)를 구동하기 위해 구동신호를 출력하는 IGBT 구동부(10)와, 상기 IGBT(IG1)의 컬렉터 전압레벨을 감지하기 위한 전압감지부(20)와, 상기 전압감지부(20)에서 감지된 전압레벨에 따라 상기 IGBT(IG1)의 온/오프를 제어하는 보호회로 출력부(30)와, 상기 보호회로 출력부(30)의 신호에 따라 신호를 출력하는 IGBT부(40)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the insulated gate anode transistor protection circuit of the induction heating cooker according to the related art includes an IGBT driver 10 for outputting a driving signal for driving an IGBT IG1, and a collector of the IGBT IG1. A voltage sensing unit 20 for sensing a voltage level, a protection circuit output unit 30 for controlling on / off of the IGBT IG1 according to the voltage level sensed by the voltage sensing unit 20, and The IGBT unit 40 outputs a signal according to the signal of the protection circuit output unit 30.
상기 전압감지부(20)는 상기 IGBT(IG1)의 컬렉터에 캐소드가 연결되는 제너다이오드(ZD1)와, 상기 제너다이오드(ZD1)의 애노드에 연결되는 제 1 및 제 2 저항(R1)(R2)으로 구성된다.The voltage sensing unit 20 includes a zener diode ZD1 having a cathode connected to a collector of the IGBT IG1, and first and second resistors R1 and R2 connected to an anode of the zener diode ZD1. It consists of.
상기 보호회로 출력부(30)는 트랜지스터(Q1)와, 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스 및 에미터에 병렬로 연결되는 캐패시터(C1), 제 1 다이오드(D1) 및 제 3 저항(R3)으로 구성된다.The protection circuit output unit 30 includes a transistor Q1, a capacitor C1, a first diode D1, and a third resistor R3 connected in parallel to the base and emitter of the transistor Q1. do.
상기 IGBT부(40)는 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터와 컬렉터에 연결되는 제 2 다이오드(D2)와, 상기 제 2 다이오드(D2)에 병렬연결되는 제 4 저항(R4)과, 상기 제 4 저항(R4)이 베이스와 에미터에 연결되는 IGBT(IG1)로 구성된다.The IGBT unit 40 includes a second diode D2 connected to the emitter and the collector of the transistor Q1, a fourth resistor R4 connected in parallel to the second diode D2, and the fourth Resistor R4 consists of an IGBT IG1 connected to the base and the emitter.
이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 유도가열조리기의 IGBT 보호회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the IGBT protection circuit of the induction heating cooker according to the prior art configured as described above are as follows.
상기 전압감지부(20)는 일정전압 이상의 상기 IGBT(IG1) 컬렉터 전압(VCe)을 감지한다. 상기 IGBT(IG1)의 컬렉터 전압(VCe)이 일정전압 이상이면 상기 제너다이오드(ZD1)의 제너전압이 DC 390V이므로 상기 전압감지부(20)의 전압이 390V 이상일 경우 신호를 출력한다.The voltage sensing unit 20 senses the IGBT (IG1) collector voltage VCe above a predetermined voltage. When the collector voltage VCe of the IGBT IG1 is equal to or greater than a predetermined voltage, the zener voltage of the zener diode ZD1 is 390 V. Therefore, when the voltage of the voltage sensing unit 20 is 390 V or more, a signal is output.
상기 보호회로 출력부(30)는 상기 전압감지부(20)의 출력전압이 390V 이상이면 제 3 저항(R3)양단에 0.7V 전압이 인가되어 상기 트랜지스터(Q1)가 동작함으로써 상기 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전압이 0.2V로 하강되므로 상기 IGBT(IG1)의 게이트 전압을 0V로 유지시킨다.When the output voltage of the voltage sensing unit 20 is greater than or equal to 390 V, the protection circuit output unit 30 is provided with a voltage of 0.7 V across the third resistor R3 to operate the transistor Q1 to thereby operate the transistor Q1. The collector voltage of is lowered to 0.2V so that the gate voltage of the IGBT (IG1) is maintained at 0V.
그러면, 상기 IGBT 구동부(10)에서는 하이(10V 이상) 또는 로우(0V)와 관계없이 구동되지 않는다.Then, the IGBT driver 10 is not driven regardless of high (more than 10V) or low (0V).
따라서, 상기 IGBT(IG1) 구동시 발생되는 IGBT부(40)의 공진전압이 390V 이상이거나 입력전원이 DC로 390V 이상이면 상기 전압감지부(20)에서 보호회로 출력부(30)로 전압이 전달되므로 과전압에서 IGBT(IG1)가 턴온된다.Therefore, when the resonance voltage of the IGBT unit 40 generated when driving the IGBT IG1 is 390 V or more or the input power is 390 V or more, the voltage is transferred from the voltage sensing unit 20 to the protection circuit output unit 30. Therefore, the IGBT (IG1) is turned on at overvoltage.
이상에서 설명한 바와 같이 종래 기술에 따른 유도가열조리기의 IGBT 보호회로는 IGBT의 고전압을 감지하기 위해 제너 전압이 높은 제너다이오드를 사용함으로써 제조단가가 높고, 도입부품을 사용함으로써 납기가 늦어지는 문제점이 있었다.As described above, the IGBT protection circuit of the induction heating cooker according to the prior art has a problem in that the manufacturing cost is high by using a zener diode with a high zener voltage to detect the high voltage of the IGBT, and the delivery time is delayed by using the introduced parts. .
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, IGBT 게이트를 안정화하기 위해 고전압을 감지하던 기존 방식을 저전압 감지회로로 변경하여 원가축소 및 수급을 원활하게 할 수 있도록 한 유도가열조리기의 IGBT 보호회로를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve this problem, IGBT protection circuit of the induction heating cooker to facilitate the cost reduction and supply by changing the existing method of detecting high voltage to low voltage detection circuit to stabilize the IGBT gate The purpose is to provide.
도 1은 종래 기술에 따른 유도가열조리기의 IGBT 보호회로를 나타낸 도면1 is a view showing an IGBT protection circuit of an induction heating cooker according to the prior art
도 2는 본 발명에 따른 유도가열조리기의 IGBT 보호회로를 나타낸 도면2 is a view showing the IGBT protection circuit of the induction heating cooker according to the present invention
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : IGBT 구동부 200 : 전압감압부100: IGBT driving unit 200: voltage reducing unit
300 : 전압감지부 400 : 보호회로 출력부300: voltage detection unit 400: protection circuit output unit
IG10 : IGBTIG10: IGBT
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유도가열조리기의 IGBT 보호회로는 IGBT를 구비한 유도가열조리기기에서, 상기 IGBT를 구동시키기 위한 구동신호를 출력하는 IGBT 구동부와, 상기 IGBT 구동부의 구동신호에 따라 도통되는 IGBT의 컬렉터 전압을 인가 받아 저전압으로 감압시키는 전압감압부와, 상기 전압감압부를 통해 감압된 전압에서 일정레벨 이상의 전압만을 감지하여 통과시키는 전압감지부와, 상기 전압감지부를 통해 통과된 전압에 따라 상기 IGBT의 온/오프를 제어하는 보호회로 출력부를 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.The IGBT protection circuit of the induction heating cooking apparatus of the present invention for achieving the above object is an IGBT driving unit for outputting a driving signal for driving the IGBT in the induction heating cooking apparatus having an IGBT, and the drive signal of the IGBT driving unit The voltage reducing unit receives the collector voltage of the IGBT which is conducted accordingly and reduces the voltage to a low voltage, a voltage sensing unit for detecting and passing only a voltage of a predetermined level or more from the voltage reduced by the voltage reducing unit, and a voltage passed through the voltage sensing unit. In accordance with the present invention is configured to include a protection circuit output unit for controlling the on / off of the IGBT.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유도가열조리기의 IGBT 보호회로를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an IGBT protection circuit of an induction heating cooker according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 유도가열조리기의 IGBT 보호회로를 나타낸 회로도이다.2 is a circuit diagram showing an IGBT protection circuit of an induction heating cooker according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 IGBT(IG10)를 구동하기 위해 구동신호를 출력하는 IGBT 구동부(100)와, 상기 IGBT 구동부(100)의 구동신호에 따라 구동하는 IGBT(IG10)와, 상기 IGBT(IG10)의 컬렉터 전압을 감지하여 감압시켜주는 전압감압부(200)와, 상기 전압감압부(200)를 통해 감압된 전압에서 일정레벨 이상의 전압만을 감지하는 전압감지부(300)와, 상기 전압감지부(300)에서 감지된 전압에 따라 상기 IGBT(IG10)의 게이트를 온/오프 하는 보호회로 출력부(400)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the present invention provides an IGBT driver 100 for outputting a driving signal for driving an IGBT IG10, an IGBT IG10 for driving according to a driving signal of the IGBT driver 100, and A voltage reducing unit 200 which senses and decompresses the collector voltage of the IGBT IG10, a voltage sensing unit 300 which senses only a voltage of a predetermined level or more at a voltage decompressed through the voltage reducing unit 200; The protection circuit output unit 400 turns on / off the gate of the IGBT IG10 according to the voltage sensed by the voltage sensing unit 300.
상기 전압감압부(200)는 상기 IGBT(IG10)의 컬렉터에 연결된 제 1 및 제 2저항(R11)(R12)으로 구성되며, 상기 전압감지부(300)는 상기 제 2 저항(R12)에 일단이 연결되는 제 3 저항(R13)과, 상기 제 3 저항(R13)에 캐소드가 연결되는 제너다이오드(ZD10)로 구성된다.The voltage reducing unit 200 includes first and second resistors R11 and R12 connected to the collector of the IGBT IG10, and the voltage sensing unit 300 is once connected to the second resistor R12. The third resistor R13 is connected to the third resistor R13, and a zener diode ZD10 is connected to the third resistor R13.
따라서, 상기 제너다이오드(ZD10)는 상기 전압감압부(200)의 제 1 및 제 2 저항(R11)(R12)과 상기 제 3 저항(R13)을 통한 분압 전압값에 의해 동작여부가 결정된다.Accordingly, whether the zener diode ZD10 is operated is determined by the divided voltage values through the first and second resistors R11 and R12 and the third resistor R13 of the voltage reducing unit 200.
상기 보호회로 출력부(400)는 트랜지스터(Q10)와, 상기 트랜지스터(Q10)의 베이스 및 에미터에 연결되는 제 2 다이오드(D12) 및 제 4 저항(R14)으로 구성된다.The protection circuit output unit 400 includes a transistor Q10, a second diode D12 and a fourth resistor R14 connected to the base and the emitter of the transistor Q10.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 유도가열조리기의 IGBT 보호회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the IGBT protection circuit of the induction heating cooker according to the present invention configured as described above is as follows.
상기 전압감압부(200)는 상기 IGBT(IG10)의 컬렉터 전압을 인가받아 상기 제 1 저항(R11) 및 제 2 저항(R12)을 통해 감압시키며, 상기 전압감지부(300)는 상기 제 1 저항(R11) 및 제 2 저항(R12)과 상기 제 3 저항(R13)의 저항비에 따라 상기 전압감지부(300)의 입력단에 저전압을 공급한다.The voltage reducing unit 200 receives the collector voltage of the IGBT IG10 to reduce the pressure through the first resistor R11 and the second resistor R12, and the voltage detector 300 receives the first resistor. The low voltage is supplied to the input terminal of the voltage sensing unit 300 according to the resistance ratio between R11 and the second resistor R12 and the third resistor R13.
예를 들면, 입력전압이 DC 390V일 경우 상기 제 3 저항(R13)의 양단전압이 9.8V가 되도록 감압시키며, 상기 전압감지부(300)의 입력전압이 9.8V가 되면 상기 제너다이오드(ZD10)의 제너전압인 9.1V를 초과하게 되므로 상기 보호회로 출력부(400)의 트랜지스터(Q10)가 동작하게 된다.For example, when the input voltage is DC 390V, the voltage is reduced so that the voltage between both ends of the third resistor R13 is 9.8V. When the input voltage of the voltage sensing unit 300 is 9.8V, the zener diode ZD10 is applied. Since the zener voltage of 9.1V is exceeded, the transistor Q10 of the protection circuit output unit 400 operates.
상기 트랜지스터(Q10)의 컬렉터 전압이 0.2V로 하강되어 상기 IGBT(IG10)의게이트 전압을 0V로 유지되므로, 상기 IGBT 구동부(100)에서 하이/로우 입력전압에 관계없이 IGBT(IG10)는 구동되지 않는다.Since the collector voltage of the transistor Q10 is lowered to 0.2V to maintain the gate voltage of the IGBT IG10 at 0V, the IGBT driver IG10 is not driven regardless of the high / low input voltage. Do not.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유도가열조리기의 IGBT 보호회로는 고전압을 감지하기 위해 제너전압이 높은 제너다이오드 대신 저전압을 감지하기 위한 제너다이오드를 사용하기 위해 고전압을 인가 받아 저항비에 따라 산출되는 분배전압을 인가받아 IGBT의 구동여부를 결정한다.As described above, the IGBT protection circuit of the induction heating cooker according to the present invention is calculated according to the resistance ratio by receiving a high voltage in order to use a zener diode for detecting a low voltage instead of a zener diode with a high zener voltage to detect a high voltage. The IGBT is driven or not by applying the division voltage.
본 발명에 따른 유도가열조리기의 IGBT 보호회로는 다음과 같은 효과가 있다.The IGBT protection circuit of the induction heating cooker according to the present invention has the following effects.
첫째, IGBT 전압을 직접 감지하지 않고 전압 감압을 수행하여 저전압으로 감지함으로써 제너전압이 낮은 제너다이오드를 사용하게 되고, 0.5w 이하의 저전력을 사용함으로써 제조단가가 낮은 국산품을 사용할 수 있다.First, by detecting the low voltage by performing voltage decompression without directly sensing the IGBT voltage, a zener diode having a low zener voltage is used, and a domestic product having low manufacturing cost can be used by using a low power of 0.5w or less.
둘째, 제조단가가 낮은 국산품을 사용함으로써 납기기간을 최소화 시킬 수 있다.Second, by using domestic products with low manufacturing costs, the delivery time can be minimized.
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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Payment date: 20080630 Year of fee payment: 8 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |