KR101085864B1 - 유피에스 장치 정류기와 인버터의 아이지비티(ｉｇｂｔ)소자 구동회로 - Google Patents

유피에스 장치 정류기와 인버터의 아이지비티(ｉｇｂｔ)소자 구동회로 Download PDF

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신우전원기술 주식회사
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Abstract

본 발명은 유피에스 장치의 정류기와 인버터의 IGBT 구동회로에 관한 것으로서, 스위칭 제어부에서 발생된 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)와, 상기 스위칭 제어부에서 발생된 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)를 인버터(INV1)를 통해 반전신호로 입력받아 앤드 조합하여 상부 IGBT소자(IGBTTOP)를 구동시키는 상부 IGBT 구동회로와; 상기 스위칭 제어부에서 발생된 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)와, 상기 스위칭 제어부에서 발생된 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)를 인버터(INV2)를 통해 반전신호로 입력받아 앤드 조합하여 하부 IGBT소자(IGBTBOT)를 구동시키는 하부 IGBT 구동회로로 유피에스 장치 정류기 및 인버터의 IGBT구동회로로 구성함으로써, 스위칭 제어부의 고장이나 외부 잡음에 의해 동시에 하이구간이 발생되는 오신호시에 상하부 IGBT소자를 턴오프시킴으로써 회로를 보호하도록 한 것이다.

Description

유피에스 장치 정류기와 인버터의 아이지비티(ＩＧＢＴ)소자 구동회로{IGBT drive circuit for rectifier and inverter of UPS}
본 발명은 무정전전원공급장치(UPS ; Uninterruptible Power Supply, 이하; '유피에스'라 칭함)의 정류기와 인버터의 스위칭소자(이하, 'IGBT'라 칭함)의 단락사고 방지를 위한 IGBT 구동회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상부 IGBT와 하부 IGBT의 게이트 구동신호를 이용하여 사고 발생시 상하부 IGBT를 모두 오프시켜 정류기 또는 인버터를 보호할 수 있도록 한 유피에스 장치 정류기와 인버터의 IGBT소자 구동회로에 관한 것이다.
유피에스 장치는 정전을 대비하여 비상전원을 공급하기 위한 무정전 전원공급장치로서, 도 1은 종래 IGBT소자를 이용하는 정류기 및 인버터를 구비하는 단상 구성된 유피에스 장치 구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 단상 교류 입력전원(INPUT MAINS)을 리액터(L1)를 통해 입력받아 정류부(10)의 정류 다이오드(D1,D2)와 IGBT(Q1,Q2)를 이용하여 정류하면서 입력 역률을 제어하고, 상기 정류부(10)에서 출력되는 높은 직류 전원을 직류-직류 변환부(20)에서 밧데리(30)에 충전시키기 위한 전압으로 직류-직류 변환하여 밧데리(30)에 충전시키며, 상기 직류-직류 변환부(20)의 출력 전원을 평활부(40)의 콘덴서(C1)를 통해 평활시키고, 상기 평활부(40)에서 평활된 전원을 인버터(50)를 통해서 부하측에서 필요로하는 교류 전원으로 변환하여 출력필터부(60)를 통해서 출력 전원을 필터링하여 출력한다. 이때 인버터-바이패스 절체 스위치부(70)에 의해 상기 입력전원을 그대로 바이패스시켜 부하측으로 출력하거나, 상기 출력필터부(60)의 출력전원을 부하측으로 출력하도록 선택한다.
컨트롤러(80)에서는 상기 정류부(10), 상기 직류-직류변환부(20), 상기 인버터부(50) 및 상기 인버터-바이패스 절체 스위치부(70)를 제어하여 입력전원의 정상시에는 상기 인버터-바이패스 절체 스위치부(70)를 제어하여 인버터 출력전원이 부하측으로 공급되게 하고, 정전시에는 상기 밧데리(30)에 충전되었던 전원을 인버터(50)를 통해 교류전원으로 변환하여 부하측으로 출력하도록 제어하며, 정류기나, 인버터 고장시, 상기 인버터-바이패스 절체 스위치부(70)를 제어하여 바이패스 전원을 부하측으로 출력하도록 제어한다.
이와 같이 종래의 유피에스 장치는, 정류부(10)와 인버터(50)는 각각 IGBT소자를 스위칭 소자로 이용하여 제어하는데, 컨트롤러(80)에는 스위칭 제어부가 구비되어 정류부(10)와 인버터(30)의 IGBT소자를 제어하기 위한 스위칭신호 즉, IGBT의 게이트 구동신호가 발생되며, 정류부(10)를 예로들면, 상부 IGBT소자(Q1)의 게이트 구동신호(GATETOP)와, 하부 IGBT소자(Q2)의 게이트 구동신호(GATEBOT)가 각각 출력되어 각각 상부 구동회로 및 하부 구동회로를 통해 상부 IGBT(Q1)과 하부 IGBT(Q2)를 구동시킨다. 즉, 상부 구동회로와 하부 구동회로는 각각의 독립적으로 동작하여 상부 및 하부 IGBT소자를 구동시키도록 되어 있다.
이와 같이 종래에는 유피에스 장치는 상부 IGBT소자와 하부 IGBT소자를 각각의 구동신호에 의거하여 제어하기 때문에 스위칭 제어부 고장시 또는 스위칭 제어부와 IGBT 구동회로 간의 외부 노이즈에 의한 오신호 발생시, 상부 IGBT와 하부 IGBT가 동시에 도통되어 DC-LINK 단락사고가 발생하여 IGBT 소자가 손상된다.
본 발명은 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)와 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT) 2개를 이용해서 각각의 IGBT소자를 구동하는 회로로 스위칭 제어부 고장시 또는 스위칭 제어부와 IGBT 구동회로 간의 외부 노이즈에 의한 오신호 발생시에 상부 IGBT와 하부 IGBT가 모두 OFF되도록 하여 DC-LINK 단락사고 및 IGBT 손상을 방지할 수 있도록 한 유피에스 장치 정류기와 인버터의 IGBT소자 구동회로를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 IGBT 구동회로에 IGBT소자에 흐르는 전류를 검출하여 기준치 이상이 흐르면, IGBT 구동신호를 자동차단하고 스위칭 제어부로 고장신호를 피드백시키도록 함으로서, IGBT 소자를 보호할 수 있도록 한 유피에스 장치 정류기와 인버터의 IGBT소자 구동회로를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은,
유피에스 장치의 정류부와 인버터 스위칭 제어부에서 발생되는 상부 IGBT소자와 하부 IGBT소자의 구동신호에 의해 각각 정류부와 인버터의 상부 IGBT소자와 하부 IGBT소자를 각각 구동시키는 정류기 및 인버터의 IGBT소자 구동회로에 있어서,
상기 스위칭 제어부에서 발생된 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)와, 상기 스위칭 제어부에서 발생된 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)를 인버터(INV1)를 통해 반전신호로 입력받아 앤드 조합하여 상부 IGBT소자(IGBTTOP)를 구동시키는 상부 IGBT 구동회로와;
상기 스위칭 제어부에서 발생된 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)와, 상기 스위칭 제어부에서 발생된 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)를 인버터(INV2)를 통해 반전신호로 입력받아 앤드 조합하여 하부 IGBT소자(IGBTBOT)를 구동시키는 하부 IGBT 구동회로로 유피에스 장치 정류기 및 인버터의 IGBT구동회로가 구성됨에 특징이 있다.
또한 본 발명의
상기 상부 IGBT 구동회로와 하부 IGBT 구동회로는 각각 상부 IGBT소자(IGBTTOP)와 하부 IGBT소자(IGBTBOT)의 콜렉터와 에미터 양단 전압(VCE)을 각각 검출하여 기준전압 이상인 경우, 각각 상부 IGBT소자(IGBTTOP)와 하부 IGBT소자(IGBTBOT)의 게이트구동신호를 차단함과 아울러 상기 스위칭 제어부로 고장신호(FALT)를 피드백시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 상부 IGBT 구동회로는,
상기 스위칭 제어부에서 발생된 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)와, 상기 스위칭 제어부에서 발생된 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)를 인버터(INV1)를 통해 반전신호로 입력받아 앤드 조합하는 앤드게이트와;
상기 앤드게이트의 출력신호를 증폭 버퍼링하는 버퍼와;
상기 버퍼의 출력신호에 의해 제어되는 포토커플러(PC11)와,
상기 포토커플러의 출력신호에 의해 IGBT 게이트 구동신호를 발생하여 상부 IGBT소자(IGBTTOP)의 게이트에 인가하는 IGBT 베이스 구동회로부로 구성되고,
상기 하부 IGBT 구동회로는,
상기 스위칭 제어부에서 발생된 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)와, 상기 스위칭 제어부에서 발생된 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)를 인버터(INV2)를 통해 반전신호로 입력받아 앤드 조합하는 앤드게이트와,
상기 앤드게이트의 출력신호를 증폭 버퍼링하는 버퍼와;
상기 버퍼의 출력신호에 의해 제어되는 포토커플러(PC21)와,
상기 포토커플러의 출력신호에 의해 IGBT 게이트 구동신호를 발생하여 하부 IGBT소자(IGBTBOT)의 게이트에 인가하는 IGBT 베이스 구동회로부로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명은,
상기 상부 IGBT 구동회로와, 상기 하부 IGBT 구동회로는,
IGBT소자의 콜렉터와 에미터 사이의 전압(VCE)을 검출하는 전압검출부와;
상기 전압 검출부에서 검출된 전압(VCE)과 기준전압(Vref)을 비교하여 기준전압 이상인지를 검출하는 비교기와;
상기 비교기의 출력에 의해 제어되는 포토커플러와;
상기 포토커플러의 출력신호에 의거하여 상기 버퍼의 출력을 차단시킴과 아울러 상기 스위칭 제어부에 고장신호(FALT)를 피드백시키는 신호제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명은, 유피에스 장치의 정류기와 인버터의 IGBT 소자를 구동시킬때에 상부 IGBT 구동회로는, 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)와 반전된 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)를 앤드조합하여 상부 IGBT소자(IGBTTOP)를 구동시키고, 하부 IGBT 구동회로는, 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)와 반전된 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)를 앤드조합하여 하부 IGBT소자(IGBTBOP)를 구동시키도록 구성함으로써, 잡음 또는 고장으로 인하여 상부 IGBT 구동시 하부 IGBT 구동신호가 온되거나, 하부 IGBT 구동시 상부 IGBT 구동신호가 온 되는 경우, 앤드게이트에서 오프신호를 발생하여 IGBT소자를 모두 오프시킨다. 이에 따라 노이즈나 고장시 동시에 상하부 IGBT 소자가 온되는 것을 방지하여 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, IGBT구동회로에 IGBT 소자에 흐르는 전압을 검출하여 기준전압 이상이면 해당 IGBT소자 구동신호를 오프 상태로 차단시키므로 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 유피에스 장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 유피에스 장치 정류기 및 인버터의 IGBT 구동회로도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 유피에스 장치 정류기 및 인버터의 IGBT 구동회로도로서, 이에 도시된 바와 같이,
유피에스 장치의 정류부와 인버터 스위칭 제어부(100)에서 발생되는 상부 IGBT소자와 하부 IGBT소자의 구동신호에 의해 각각 정류부와 인버터의 상부 IGBT소자와 하부 IGBT소자를 각각 구동시키는 정류기 및 인버터의 IGBT소자 구동회로에 있어서,
상기 스위칭 제어부(100)에서 발생된 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)와, 상기 스위칭 제어부(100)에서 발생된 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)를 인버터(INV1)를 통해 반전신호로 입력받아 앤드 조합하여 상부 IGBT소자(IGBTTOP)를 구동시키는 상부 IGBT 구동회로(110)와;
상기 스위칭 제어부(100)에서 발생된 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)와, 상기 스위칭 제어부(100)에서 발생된 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)를 인버터(INV2)를 통해 반전신호로 입력받아 앤드 조합하여 하부 IGBT소자(IGBTBOT)를 구동시키는 하부 IGBT 구동회로(120)로 구성된다.
상기 상부 IGBT 구동회로(110)와 하부 IGBT 구동회로(120)는 각각 상부 IGBT소자(IGBTTOP)와 하부 IGBT소자(IGBTBOT)의 콜렉터와 에미터 양단 전압(VCE)을 각각 검출하여 기준전압 이상인 경우, 각각 상부 IGBT소자(IGBTTOP)와 하부 IGBT소자(IGBTBOT)의 게이트구동신호를 차단함과 아울러 상기 스위칭 제어부(100)로 고장신호(FALT)를 피드백시키도록 구성된다.
본 발명에 의한 상기 상부 IGBT 구동회로(110)와, 상기 하부 IGBT 구동회로(120)의 구체적인 실시 예는 다음과 같다.
상기 상부 IGBT 구동회로(110)는,
상기 스위칭 제어부(100)에서 발생된 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)와, 상기 스위칭 제어부에서 발생된 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)를 인버터(INV1)를 통해 반전신호로 입력받아 앤드 조합하는 앤드게이트(111)와;
상기 앤드게이트(111)의 출력신호를 증폭 버퍼링하는 버퍼(112)와;
상기 버퍼(112)의 출력신호에 의해 제어되는 포토커플러(PC11)와;
상기 포토커플러(PC11)의 출력신호에 의해 IGBT 게이트 구동신호를 발생하여 상부 IGBT소자(IGBTTOP)의 게이트에 인가하는 IGBT 베이스 구동회로부(113)로 구성되고,
상기 하부 IGBT 구동회로(120)는,
상기 스위칭 제어부(100)에서 발생된 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)와, 상기 스위칭 제어부(100)에서 발생된 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)를 인버터(INV2)를 통해 반전신호로 입력받아 앤드 조합하는 앤드게이트(121)와;
상기 앤드게이트(121)의 출력신호를 증폭 버퍼링하는 버퍼(122)와;
상기 버퍼(122)의 출력신호에 의해 제어되는 포토커플러(PC21)와;
상기 포토커플러(PC21)의 출력신호에 의해 IGBT 게이트 구동신호를 발생하여 하부 IGBT소자(IGBTBOT)의 게이트에 인가하는 IGBT 베이스 구동회로부(123)로 구성됨을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 상부 IGBT 구동회로(110)와, 상기 하부 IGBT 구동회로(120)에 각각 IGBT 소자에 흐르는 전압을 검출하여 기준전압보다 높으면, IGBT구동신호를 차단하는 보호기능이 더 포함되며, 이러한 구성의 실시 예는 다음과 같다.
상기 상부 IGBT 구동회로(110)와 상기 하부 IGBT 구동회로(120)에는,
IGBT소자의 콜렉터와 에미터 사이의 전압(VCE)을 검출하는 전압검출부(114)(124)와;
상기 전압 검출부(114)(124)에서 검출된 전압(VCE)과 기준전압(Vref)을 비교하여 기준전압 이상인지를 검출하는 비교기(115)(125)와;
상기 비교기(115)(125)의 출력에 의해 제어되는 포토커플러(PC12)(PC22)와;
상기 포토커플러(PC12)(PC22)의 출력신호에 의거하여 상기 버퍼(112)(122)의 출력을 차단시킴과 아울러 상기 스위칭 제어부(100)에 고장신호(FALT)를 피드백시키는 신호제어부(116)(126)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
여기서 상기 스위칭 제어부(100)의 리세트 신호(RESET)에 의해 상기 신호제어부(116)(126)가 제어되어 IGBT 구동신호를 차단시켜 리세트 시킬 수 있도록 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명은, 유피에스 장치의 정류기나 인버터를 구성하고 있는 상부 IGBT소자(IGBTTOP)와, 하부 IGBT소자(IGBTBOT)를 제어함에 있어서, 스위칭 제어부(100)에서 발생 되는 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)와 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT) 2개를 조합하여 IGBT소자를 구동시키도록 함으로써, 동시에 상부 및 하부 IGBT소자(IGBTTOP)(IGBTBOT)가 턴 온 되는 것을 방지하도록 구성된 것에 가장 큰 특징이 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)와 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)가 동시에 하이 구간이 발생되지 않고 겹치지 않도록 데드타임(dead time)이 포함되어 구형파 펄스 신호로 발생 된다. 즉, 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)가 하이 상태인 구간에서는 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)가 로우 상태의 구간을 유지하며, 데드타임 구간에서는 모두 로우 상태를 유지한다.
상부 IGBT 구동회로(110)는, 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)가 하이신호일때 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)가 로우 신호이므로, 상부 IGBT 구동신호(GATETOP) 하이신호와, 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)가 인버터(INV1)를 통해 반전된 하이신호가 앤드게이트(111)에 입력되고, 앤드게이트(111)에서 하이신호가 출력되어 버퍼(112)를 통해서 포토커플러(PC11)의 발광소자를 턴온시킨다. 이에 따라 포토커플러(PC11)의 수광소자도 턴온되어 IGBT 베이스 구동회로부(113)에 인에이블신호를 인가하며, IGBT 베이스 구동회로부(113)에서는 게이트 구동신호를 VON 신호로서 상부 IGBT소자(IGBTTOP)를 턴온시킨다.
이때, 하부 IGBT 구동회로(120)는, 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)인 하이신호가 인버터(INV2)를 통해 반전되어 로우신호로 입력되고, 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)가 로우 신호이므로, 앤드게이트(121)는 로우신호가 출력되어 하부 IGBT소자(IGBTBOT)는 오프상태가 된다.
만약, 스위칭 제어부(100)의 고장이나 외부 노이즈에 의해 오신호가 발생되면, 즉, 상부 IGBT 구동신호(GATETOP) 또는 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)가 로우신호인 구간에서 하이 펄스가 발생되는 경우, 종래의 IGBT 구동회로는 각각 IGBT소자를 제어하므로, 동시에 턴온되는 사고가 발생 된다.
이에 반해 본 발명에서는 상부 및 하부 IGBT 구동신호(GATETOP)(GATEBOT)를 서로 교차하여 반전시킨 신호와 앤드 조합하게 함으로써, 동시에 하이신호가 되는 구간에서는 인버터의 출력이 하이에서 로우신호가 되면서 앤드게이트에서 로우신호가 출력되므로, IGBT 소자를 오프상태로 만든다.
따라서, 본 발명에서는 상부 IGBT 소자(IGBTTOP)와 하부 IGBT 소자((IGBTBOT)가 동시에 턴 온될수 있는 여지를 미리 방지함으로써 스위칭 제어부(100)의 고장이나 외부 잡음등으로 인한 오신호 발생시에도 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명에서는 IGBT소자에 흐르는 전압을 검출하여 기준전압 이상일때 IGBT를 오프시키도록 제어한다. 상부 IGBT 구동회로(110)를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
전압검출부(114)가 상부 IGBT소자(IGBTTOP)의 콜렉터-에미터간 전압(VCE)을 검출하고, 비교기(115)에서 기준전압(Vref)과 비교한다. 상부 IGBT소자(IGBTTOP)의 콜렉터-에미터간 전압(VCE)이 기준전압(Vref)보다 높으면, 비교기(115)는 하이신호가 출력되고, 포토커플러(PC12)가 턴온되며, 신호제어부(116)는 버퍼(112)를 차단제어함과 동시에 스위칭 제어부(100)에 고장신호(FALT)를 피드백시킨다.
따라서 IGBT소자에 흐르는 전압이 기준전압 이상이 되면 자동으로 IGBT소자는 오프상태로 제어되고, 스위칭 제어부(100)에 고장신호가 입력되어 회로를 보호할 수 있게 된다.
100 : 스위칭 제어부 110 : 상부 IGBT 구동회로
120 : 하부 IGBT 구동회로 111, 121 : 앤드게이트
112, 122 : 버퍼 113, 123 : IGBT 베이스 구동회로부
114, 124 : 전압 검출부 115, 125 : 비교기
116, 126 : 신호 제어부 INV1, INV2 : 인버터
PC11, PC12, PC21, PC22 : 포토커플러

Claims (5)

  1. 유피에스 장치의 정류부와 인버터 스위칭 제어부(100)에서 발생되는 상부 IGBT소자와 하부 IGBT소자의 구동신호에 의해 각각 정류부와 인버터의 상부 IGBT소자와 하부 IGBT소자를 각각 구동시키는 정류기 및 인버터의 IGBT소자 구동회로에 있어서,
    상기 스위칭 제어부(100)에서 발생된 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)와, 상기 스위칭 제어부(100)에서 발생된 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)를 인버터(INV1)를 통해 반전신호로 입력받아 앤드 조합하여 상부 IGBT소자(IGBTTOP)를 구동시키는 상부 IGBT 구동회로(110)와;
    상기 스위칭 제어부(100)에서 발생된 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)와, 상기 스위칭 제어부(100)에서 발생된 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)를 인버터(INV2)를 통해 반전신호로 입력받아 앤드 조합하여 하부 IGBT소자(IGBTBOT)를 구동시키는 하부 IGBT 구동회로(120)로 구성된 것을 특징으로 하는 유피에스 장치 정류기와 인버터의 IGBT소자 구동회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 IGBT 구동회로(110)와 하부 IGBT 구동회로(120)는,
    각각 상부 IGBT소자(IGBTTOP)와 하부 IGBT소자(IGBTBOT)의 콜렉터와 에미터 양단 전압(VCE)을 각각 검출하여 기준전압 이상인 경우, 각각 상부 IGBT소자(IGBTTOP)와 하부 IGBT소자(IGBTBOT)의 게이트 구동신호를 차단함과 아울러 상기 스위칭 제어부(100)로 고장신호(FALT)를 피드백시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 유피에스 장치 정류기와 인버터의 IGBT소자 구동회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 IGBT 구동회로(110)는,
    상기 스위칭 제어부(100)에서 발생된 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)와, 상기 스위칭 제어부(100)에서 발생된 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)를 인버터(INV1)를 통해 반전신호로 입력받아 앤드 조합하는 앤드게이트(111)와;
    상기 앤드게이트(111)의 출력신호를 증폭 버퍼링하는 버퍼(112)와;
    상기 버퍼(112)의 출력신호에 의해 제어되는 포토커플러(PC11)와;
    상기 포토커플러(PC11)의 출력신호에 의해 IGBT 게이트 구동신호를 발생하여 상부 IGBT소자(IGBTTOP)의 게이트에 인가하는 IGBT 베이스 구동회로부(113)로 구성되고,
    상기 하부 IGBT 구동회로(120)는,
    상기 스위칭 제어부(100)에서 발생된 하부 IGBT 구동신호(GATEBOT)와, 상기 스위칭 제어부(100)에서 발생된 상부 IGBT 구동신호(GATETOP)를 인버터(INV2)를 통해 반전신호로 입력받아 앤드 조합하는 앤드게이트(121)와;
    상기 앤드게이트(121)의 출력신호를 증폭 버퍼링하는 버퍼(122)와;
    상기 버퍼(122)의 출력신호에 의해 제어되는 포토커플러(PC21)와;
    상기 포토커플러(PC21)의 출력신호에 의해 IGBT 게이트 구동신호를 발생하여 하부 IGBT소자(IGBTBOT)의 게이트에 인가하는 IGBT 베이스 구동회로부(123)로 구성된 것을 특징으로 하는 유피에스 장치 정류기와 인버터의 IGBT소자 구동회로.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 상부 IGBT 구동회로(110)와 상기 하부 IGBT 구동회로(120)에는,
    IGBT소자의 콜렉터와 에미터 사이의 전압(VCE)을 검출하는 전압검출부(114)(124)와;
    상기 전압 검출부(114)(124)에서 검출된 전압(VCE)과 기준전압(Vref)을 비교하여 기준전압 이상인지를 검출하는 비교기(115)(125)와;
    상기 비교기(115)(125)의 출력에 의해 제어되는 포토커플러(PC12)(PC22)와;
    상기 포토커플러(PC12)(PC22)의 출력신호에 의거하여 상기 버퍼(112)(122)의 출력을 차단시킴과 아울러 상기 스위칭 제어부(100)에 고장신호(FALT)를 피드백시키는 신호제어부(116)(126)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유피에스 장치 정류기와 인버터의 IGBT소자 구동회로.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 스위칭 제어부(100)의 리세트 신호(RESET)에 의해 상기 신호제어부(116)(126)가 제어되어 IGBT 구동신호를 차단시켜 리세트시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 유피에스 장치 정류기와 인버터의 IGBT소자 구동회로.

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3654506A1 (de) * 2018-11-16 2020-05-20 Siemens Aktiengesellschaft Überstromerkennung eines elektronischen schalters
WO2020099426A1 (de) * 2018-11-16 2020-05-22 Siemens Aktiengesellschaft Überstromerkennung eines elektronischen schalters
CN113039711A (zh) * 2018-11-16 2021-06-25 西门子股份公司 电开关的过流识别
US11476656B2 (en) 2018-11-16 2022-10-18 Siemens Aktiengesellschaft Overcurrent detection in an electronic switch

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