KR100585860B1

KR100585860B1 - 인버터의 구동 회로

Info

Publication number: KR100585860B1
Application number: KR1020030086554A
Authority: KR
Inventors: 박동현
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2006-06-07
Also published as: KR20050052960A

Abstract

본 발명은 인버터의 구동 회로에 관한 것으로, 종래에는 전류 검출 저항에 의한 잡음 영향이 많아 인버터가 오동작하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 유도 전동기에 흐르는 전류를 전류 검출 저항에 의해 검출하여 유도 전동기의 운전 제어에 사용하는 인버터에 있어서, 3상전원을 직류로 변환하는 정류부와; 상기 정류부의 접지를 1차 접지로 연결하고 직류/직류 변환하는 전원부와; 상기 전원부의 2차 접지를 공통 접지로 연결하는 전류 검출회로, 게이트 드라이버, 제어부, 및 제어 스위치 소자와; 상기 공통 접지에 일측을 연결하고 상기 1차 접지에 일측을 연결하는 전류 검출 저항으로 구성되어 전류 검출 저항에 의한 잡음 영향이 줄어들므로 제어부와 전류 검출회로에 잡음 발생이 줄어들고 잡음에 의한 인버터의 오동작을 줄이는 효과가 있다.

Description

인버터의 구동 회로{DRIVING CIRCUIT OF INVERTER}

도 1은 종래 인버터의 구동 회로의 구성을 보인 블록도.

도 2는 도 1의 전원부, 제어부, 게이트 드라이버, 스위칭부의 접지 운영을 설명하는 예시도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인버터의 구동 회로의 구성을 보인 블록도.

도 4는 도 3의 전원부, 제어부, 게이트 드라이버, 스위칭부의 접지 운영을 설명하는 예시도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

31 : 3상전원 33 : 정류부

37 : 전류 검출회로 38 : 게이트 드라이버

39 : 제어부

본 발명은 인버터의 구동 회로에 관한 것으로, 특히 로직 회로에 오동작을 유발하는 잡음이 전원부로부터 발생되어 제어부에 미치는 영향을 최소로 할 수 있 게 한 인버터의 구동 회로에 관한 것이다.

인버터는 상용전원을 입력받아 전력변환을 통해 출력전압과 주파수를 변환시켜 전동기에 공급함으로써 전동기 속도 및 토크를 고효율로 제어하는 가변속 전동기 구동 장치이다.

그리고, 인버터는 유동 전동기의 속도를 정밀 제어하여 에너지를 절약하므로 각종 송풍기, 펌프 및 공작기계, 섬유기계 등의 자동화 설비에 널리 쓰여 품질을 향상시키고 있다.

도 1은 종래 인버터의 구동 회로의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 3상 전원(1)을 직류로 변환하는 컨버터(2)와; 상기 직류전압을 평활시키는 평활 콘덴서(C)와; 제어 스위치 소자(4)를 구동하는 게이트 드라이버(8)와; 상기 게이트 드라이버(8)에 의해 운전되는 유도 전동기(5)와; 상기 유도 전동기(5)와 제어 스위치 소자(4)에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출회로(7)와; 상기 전류 검출 회로(7)의 상전류 정보를 수집하고 게이트 드라이버(8)에 운전을 지령하는 제어부(9)와; 상기 제어부(9)에 전원을 공급하는 전원부(18)로 구성된다.

컨버터(2)는 3상 전원(1)을 직류로 변환하고 평활 콘덴서(3)는 상기 직류전압을 평활시켜 제어 스위치 소자(4)에 공급한다. 전류 검출회로(7)는 유도 전동기(5)와 제어 스위치 소자(4)에 흐르는 전류를 검출한다.

제어부(9)는 상기 전류 검출 회로(7)의 상전류 정보를 수집하고 게이트 드라이버(8)에 운전을 지령하고 게이트 드라이버(8)는 제어 스위치 소자(4)를 구동하여 유동 전동기(5)를 동작시킨다.

도 2는 도 1의 전원부, 제어부, 게이트 드라이버, 제어 스위치 소자의 접지 운영을 설명하는 예시도로서, 직류단에 1개의 전류 검출 저항을 이용한 전원부와 제어부의 접지 운영을 설명하면 다음과 같다.

3상 전원(1)이 인가되면 컨버터(2)와 평활 콘덴서(3)를 통해 직류 전압으로 변환된다. 이때, 인버터는 운전 대기 상태가 되고 제어부(9)는 운전 지령 신호에 의해 게이트 드라이버(8)로 구동 신호를 출력한다.

구동 신호는 게이트 드라이버(8)에 의해 증폭되어 제어 스위치 소자(4)로 전달되고 유도 전동기(5)로 교류 신호가 출력된다.

제어 스위치 소자(4)와 유도 전동기(5)에 흐르는 전류는 제어 스위치 소자의 공통 연결선(13)과 전류 검출 저항(Rs1)을 통해 흐르고 전류 검출 저항을 통해 흐른 전류는 전류 검출 신호(10)의 전압으로 변환되어 전류 검출회로(7)로 전달된다.

제어부(9)의 구동 신호(12)는 게이트 드라이버(8)와 제어부의 접지(14)를 통해 전달된다. 게이트 드라이버에 의해 증폭된 구동 신호(11)는 제어 스위치 소자(4), 제어 스위치 소자의 공통 연결선(13), 전류 검출 저항(6), 전원부의 접지(15)를 통해 전달된다.

그리고, 구동 신호는 게이트 드라이버 내의 증폭회로부로 연결선(19), 전류 검출 저항(Rs1), 연결선(15)를 통하여 전달된다. 게이트 드라이버 내부 회로에 의해 증폭된 구동 신호는 저항(Rg), 연결선(13), 연결선(19)을 통하여 제어 스위치 소자(4)에 전달된다.

제어부로 전원을 공급하는 전원부(18)는 1차측 접지를 전원부 접지(16)에 연 결하고, 전원부의 1차측 스위칭 전류는 컨버터 접지(17)를 통하여 흐른다. 1차와 절연된 2차측 제어 전원의 전류는 제어부 접지(14)를 통하여 흐른다.

즉, 전원부(18)의 1차측 전류는 컨버터 접지(16)를 통해서 흐르고, 2차측 전류는 제어부(9)와 제어부 접지(14)를 통해 흘러 각각의 독립적인 경로를 갖는다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 인버터에서 제어 스위치 소자의 스위칭 동작시 큰 전류 및 스위칭 잡음이 전류 검출 저항을 통해 흐른다. 이러한 전류와 잡음은 게이트 드라이버의 로직 회로에 영향을 주어 오동작을 발생시키는 문제점이 있다.

또한, 게이트 드라이버의 전류 검출 저항을 통한 신호 전달은 전류 검출회로에 잡음을 제공하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 전류 검출 저항의 일측을 전류 검출회로, 제어부, 및 게이트 드라이버의 공통 접지에 연결하고 다른 일측을 정류부 접지에 연결하여 전류 검출 저항에 의한 잡음의 영향을 최소로 할 수 있도록 한 인버터의 구동 회로를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유도 전동기에 흐르는 전류를 전류 검출 저항에 의해 검출하여 유도 전동기의 운전 제어에 사용하는 인버터에 있어서,

3상전원을 직류로 변환하는 정류부와; 상기 정류부의 접지를 1차 접지로 연결하고 직류/직류 변환하는 전원부와; 상기 전원부의 2차 접지를 공통 접지로 연결하는 전류 검출회로, 게이트 드라이버, 제어부, 및 제어 스위치 소자와; 상기 공통 접지에 일측을 연결하고 상기 1차 접지에 일측을 연결하는 전류 검출 저항으로 구성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인버터의 구동 회로의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 유도 전동기에 흐르는 전류를 전류 검출 저항에 의해 검출하여 유도 전동기의 운전 제어에 사용하는 인버터에 있어서,

3상전원(31)을 직류로 변환하는 정류부(33)와; 상기 정류부(33)의 접지를 1차 접지로 연결하고 직류/직류 변환하는 전원부(48)와; 상기 전원부(48)의 2차 접지를 공통 접지로 연결하는 전류 검출회로(37), 게이트 드라이버(38), 제어부(39), 제어 스위치 소자(34)와; 상기 공통 접지에 일측을 연결하고 상기 1차 접지에 일측을 연결하는 전류 검출 저항(Rs4)으로 구성된다.

정류부(33)는 3상전원(31)을 직류로 변환하는 컨버터(32)와 직류 변환된 직류 전압을 평활하는 평활 콘덴서(C3)로 구성되어 제어 스위치 소자(34)를 통해 유도 전동기(35)로 전원을 공급한다.

전원부(48)는 정류부(33)에 의해 직류 변환된 전압을 직류/직류 변환하여 제어부(39)에 공급한다. 전류 검출회로(37), 게이트 드라이버(38), 제어부(39), 제어 스위치 소자(34)는 상기 전원부(48)의 2차 접지를 공통 접지로 연결한다.

전류 검출 저항(Rs4)은 상기 공통 접지를 일측에 연결하고 상기 전원부(48)의 1차 접지를 일측에 연결한다. 전류 검출회로(37)는 상기 공통 접지와 1차 접지 사이의 전압을 입력받아 유도 전동기(35)에 흐르는 전류를 검출한다.

도 4는 도 3의 전원부, 제어부, 게이트 드라이버, 스위칭부의 접지 운영을 설명하는 예시도이다.

3상전원(31)이 인가되면 컨버터(32)와 평활 콘덴서(C3)를 통해 직류 전압으로 변환되고, 인버터는 운전 대기 상태가 된다.

제어부(39)는 운전 지령신호에 의해 게이트 드라이버(38)로 구동 신호를 출력하고, 구동 신호(42)는 게이트 드라이버(38)를 통해 증폭되어 제어 스위치 소자(34)의 게이트에 전달된다. 유도 전동기(35)는 제어 스위치 소자(34)에 의해 교류 신호를 입력받아 구동된다.

제어 스위치 소자(34), 유도 전동기(35)에 흐르는 전류는 정류부 접지(46), 전류 검출 저항(Rs4)을 통해 흐르고, 전류 검출 저항(Rs4)을 통해 흐른 전류는 전류 검출 신호의 전압으로 변환되어 전류 검출회로(37)로 전달된다.

제어부(39)의 구동 신호는 게이트 드라이버(38), 제어부(39)의 접지를 통해 전달된다. 전원부(48)는 1차 접지를 정류부 접지(46)에 연결하고 전원부(48)의 1차측 스위칭 전류는 정류부 접지(46)를 통하여 흐른다. 1차와 절연된 전원부(48)의 2차 전원의 전류는 제어부 접지(44)를 통하여 흐른다.

즉, 전원부(48)의 1차측 전류는 정류부 접지(46)를 통해 흐르고, 2차측 전류는 제어부(39), 제어부 접지(44)를 통해 흘러 각각의 독립적인 경로를 갖는다. 제 어부(39)로부터 출력되는 구동 신호(42)는 게이트 드라이버(38)에 입력되고 제어부 접지(44)를 통하여 전달된다.

상기 구동신호(42)는 게이트 드라이버(38) 내의 증폭회로부, 연결선(49), 연결선(45)을 통하여 전달된다. 게이트 드라이버(38)에 의해 증폭된 구동 신호는 저항(Rg3), 연결선(43), 연결선(49)를 통하여 제어 스위치 소자(34)에 전달된다.

위와 같이, 접지 운영에 있어서 게이트 드라이버(38)에 입력된 구동 신호는 연결선(45)을 통하여 전달되어 전류 검출 저항(Rs4)을 통하여 흐르는 전류와 스위칭 잡음으로부터 분리되어 있다. 또한, 구동 신호의 전달이 전류 검출 저항(Rs4)을 거치지 않으므로 전류 검출회로(37)는 잡음의 영향을 덜 받으면서 전류를 검출할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 전류 검출 저항에 의한 잡음 영향을 줄이는 접지 운영을 함으로써 제어부와 전류 검출회로에 잡음 발생이 줄어들고 잡음에 의한 인버터의 오동작을 줄이는 효과가 있다.

Claims

유도 전동기에 흐르는 전류를 전류 검출 저항에 의해 검출하여 유도 전동기의 운전 제어에 사용하는 인버터에 있어서,

3상전원을 직류로 변환하는 정류부와;

상기 정류부의 접지를 1차 접지로 연결하고 직류/직류 변환하는 전원부와;

상기 전원부의 2차 접지를 공통 접지로 연결하는 전류 검출회로, 게이트 드라이버, 제어부, 및 제어 스위치 소자와;

상기 공통 접지에 일측을 연결하고 상기 1차 접지에 일측을 연결하는 전류 검출 저항으로 구성된 것을 특징으로 하는 인버터의 구동 회로.