KR101193467B1 - Power-saving power supply apparatus for heater - Google Patents

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정성훈
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(주)에스티엔아이
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Abstract

PURPOSE: A power supply device for saving power of a heater is provided to generally use the power supply device by replacing only the driving unit for heating. CONSTITUTION: A DC conversion and power factor controller(12) corrects a power factor of AC power and outputs DC. A heating power generator(13) converts power from the DC conversion and power factor controller to power for heating. An output unit(14) supplies the power from the heating power generator to a driving power source of a heater. A driving power unit(21) supplies power from a main circuit as the driving power. A driving amplifier(23) amplifies a control signal of a first control unit(25) and outputs the amplified control signal to the heating power generator. [Reference numerals] (11) Line filter; (12) Power factor controller; (13) High frequency power generator; (14) DC output unit; (21) Driving power unit; (22) Second control unit; (23) Driving amplifier; (24) Detector; (25) First control unit; (AA) Utility power source; (BB) DC power source; (CC) External device or network/communication protocol of device

Description

히터 전력 절감 전원공급장치{Power-saving power supply apparatus for heater}Power-saving power supply apparatus for heater

본 발명은 히터 전력 절감 전원공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heater power saving power supply.

보다 상세하게는, 넓은 범위에서 경제적이고 범용으로 사용될 수 있는 히터 전력 절감 전원공급장치에 관한 것이다.
More particularly, it relates to a heater power saving power supply that can be economically and universally used in a wide range.

일반적으로 히터를 구동하기 위해서는 별도의 전원장치가 필요하다. 종래의 히터 가열용 전원을 생성하여 공급하는 전원 공급 장치로 에스씨알(SCR) 전력 조정기 등이 주로 사용된다. 종래의 일반 히터는 상용 전원에 직접 사용하거나 에스씨알(SCR) 전력 조정기 등의 전원을 사용하므로 전력 사용 효율과 전력 변환 효율이 낮고, 출력 상태에 대응하는 응답 속도가 느려서 고속의 순시 제어 및 정밀 제어가 쉽게 되지 않으며, 특히 가열 온도 변화에 대한 고속의 대응과 조절이 힘들고, 이러한 문제들을 해결하기 위하여 별도의 새로운 형태의 히터 가열용 전원이 필요하다는 문제점이 있었다.In general, a separate power supply is required to drive the heater. A conventional SCR power regulator is mainly used as a power supply device for generating and supplying power for heating a heater. Conventional heaters are used directly for commercial power or using power sources such as SCR power regulators, resulting in low power usage and power conversion efficiency, and low response speeds for output conditions. There is a problem that is not easy, and in particular, the high-speed response and control of the heating temperature change is difficult, and to solve these problems, a separate new type of heater heating power is required.

히터 가열용 전원 공급장치는 교류 전원을 싸이리스타 전력 소자를 사용하여 위상 각 제어를 하거나 온 오프 제어를 하는 SCR 전력 조정기와 트랜스의 탭을 변화시켜서 전력을 조정하는 탭 변화(TAP CHANGE) 방식의 전력 조정기 등이 일반적으로 사용되었다.The heater heating power supply uses an alternating current power supply with a thyristor power element to control the phase angle or on / off control, and a tap change method that adjusts the power by changing the tap of the transformer. Power regulators and the like have been commonly used.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 넓은 구동 전원 범위에서 고속의 순시 제어 및 정밀 제어가 쉽고, 특히 가열 온도 변화에 대한 고속의 대응과 조절아 사용 가능한 히터 전력 절감 전원공급장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the present invention is easy to high-speed instantaneous control and precise control over a wide range of driving power supply, and in particular can be used for high-speed response and control of heating temperature changes It is an object of the present invention to provide a heater power saving power supply.

또한 본 발명은 전기 에너지가 절감되는 경제적인 고효율의 히타 가열용 전원 공급 장치인 히터 전력 절감 전원공급장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
In addition, the present invention is to provide a heater power saving power supply device that is an economical high efficiency heater power supply for electrical energy is reduced, an object thereof.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 상용 전원을 라인 필터를 통해 입력받아 역률 보상하여 직류 전원으로 변환하여 히터로 공급하는 주회로부; 및 상기 주회로부의 입력전원의 역률이 보상되도록 제어하고, 역률 보상된 직류 전원을 히터 가열을 위한 전력으로 변환되도록 제어하는 주회로부 제어기로 이루어진 것을 특징으로 한다.One embodiment of the present invention for achieving the above object, the main circuit unit for receiving the commercial power through a line filter to power factor correction to convert the DC power supply to the heater; And a main circuit controller configured to control the power factor of the input power of the main circuit unit to be compensated and to convert the power factor corrected DC power into power for heating the heater.

상기 주회로부는, 라인 필터를 통하여 공급되는 상용전원인 교류 전원을 직류로 변환하고, 상기 주회로부 제어기의 제어에 의해 상기 교류 전원의 역률을 보정하여 직류 전원으로 출력하는 직류변환 및 역률 제어기; 상기 주회로부 제어기의 제어에 의해 상기 직류변환 및 역률 제어기에서 변환된 전원을 히터 가열용 전력으로 변환하여 공급하는 가열 전력 발생기; 및 상기 가열 전력 발생기에서 변환된 히터 가열을 위한 전력을 히터의 구동전원으로 공급하는 출력기로 이루어진 것을 특징으로 한다.
The main circuit unit may include: a DC conversion and power factor controller for converting AC power, which is commercial power supplied through a line filter, into DC, and correcting the power factor of the AC power by the control of the main circuit controller to output the DC power; A heating power generator converting and supplying the power converted by the DC conversion and power factor controller into the heater heating power by the control of the main circuit controller; And an output unit configured to supply power for heating the heater converted by the heating power generator to a driving power source of the heater.

상기 주회로부로부터 공급되는 상용전원을 구동 전원으로 공급하는 구동용 전원부; 상기 구동용 전원부의 구동전원에 의해 구동되고, 상기 직류변환/역률 제어기에서 출력되는 직류 전원을 피드백받아 직류 전원을 체크하여 일정한 직류 전원이 공급되도록 역률이 보상되도록 상기 직류변환/역률 제어기를 제어하는 제 2 제어부; 상기 주회로부에서 히터로 출력되는 직류 전원을 피드백받아 직류 전원의 전압 및 전류를 검출하는 검출기; 상기 검출기로부터 입력되는 전압 및 전류 값을 체크하여 주회로부의 출력단의 이상 여부를 체크하고, 체크 결과에 따라 상기 주회로부로부터 히터로 정전압 및 정전류가 공급되도록 주회로부를 제어하는 제 1 제어부; 및 상기 제 1 제어부의 제어신호를 증폭시켜 상기 가열 전력 발생기로 출력하는 구동앰프로 이루어진 것을 특징으로 한다.
A driving power supply unit supplying commercial power supplied from the main circuit unit to a driving power source; Controlling the DC conversion / power factor controller to be driven by the driving power of the driving power supply unit, the DC power is compensated by the feedback of the DC power output from the DC conversion / power factor controller to check the DC power supply so that a constant DC power is supplied. A second control unit; A detector for detecting a voltage and a current of the DC power by receiving the DC power outputted from the main circuit unit to the heater; A first control unit which checks whether an output terminal of the main circuit unit is abnormal by checking voltage and current values input from the detector, and controls the main circuit unit to supply a constant voltage and a constant current from the main circuit unit to the heater according to a check result; And a driving amplifier for amplifying the control signal of the first controller and outputting the amplified control signal to the heating power generator.

상기 가열 전력 발생기는, IGBT 또는 MOSFET로 이루어진 브릿지 회로인 것을 특징으로 한다.
The heating power generator is characterized in that the bridge circuit consisting of IGBT or MOSFET.

상기 출력기는, 상기 가열 전력 발생부에서 공급되는 전력을 히터에 공급하기 위해 전기적으로 정합되도록 하는 출력정합기와, 상기 출력 정합기를 상기 가열 전력 발생기에 연결시키고, 상기 가열 전력 발생기에서 공급되는 가열 전력을 상기 출력 정합기로 공급되도록 하는 출력 결합기로 이루어진 것을 특징으로 한다.
The output unit may include an output matcher configured to be electrically matched to supply power supplied from the heating power generator to the heater, and the output matcher to the heating power generator, and to supply heating power supplied from the heating power generator. And an output coupler configured to be supplied to the output matcher.

상기 직류변환 및 역률 제어기는, 초퍼(chopper) 중에서 부스트(Boost), 벅(Buck), 중 하나의 방식으로 구성되는 것을 특징으로 한다.The DC conversion and power factor controller is characterized in that configured in one of the boost (Boost), Buck (buck), the chopper.

상기 히터 전력 절감 전원공급장치는, 부하와 단독으로 연결 되거나, 직렬 연결, 병렬 연결 및 직렬과 병렬 연결이 혼용된 형태 중 어느 하나의 전기적 연결구조를 가지는 것을 특징으로 한다.The heater power saving power supply device is connected to the load alone, or characterized in that it has any one electrical connection structure of the form of a series connection, a parallel connection and a series and parallel connection is mixed.

상기 출력 결합기는, 캐패시터(CAPACITOR)와 소형이며 경량화 되어진 고주파(HIGH FREQUENCY), 트랜스포머, 고속다이오드 및 FET로 이루어진 것을 특징으로 한다.
The output coupler is characterized by consisting of a capacitor (CAPACITOR) and small and lightweight high frequency (HIGH FREQUENCY), transformer, high-speed diode and FET.

상기 제 1 제어부는, 히터로 공급되는 히터 가열용 전력 발생 여부를 제어하고, 히터로 일정한 직류 전원이 공급될 수 있도록 제어하며, 히터로 출력되는 전류 및 전압을 피드백받아 히터의 전류 및 전압으로부터 히터의 이상상태를 감지하고, 외부장치, 기기의 네트워크 및 통신프로토콜을 통해 입력되는 신호로부터 외부환경의 이상상태를 감지하여 이상상태가 감지되는 경우 주회로부의 작동상태가 중지되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
The first control unit controls whether the heating power for heating the heater is supplied to the heater, controls to supply a constant DC power to the heater, and receives feedback from the current and voltage output to the heater from the heater current and voltage Detects the abnormal state of the external device, and detects the abnormal state of the external environment from the signal input through the network and communication protocol of the external device, characterized in that the control to stop the operation state of the main circuit unit when the abnormal state is detected. .

본 발명에 따른 히터 전력 절감 전원공급장치는 히터 가열에 요구 되어지는 구동 전원에 있어서 히터를 가열하기 위한 구동부만을 교체함으로써 히터 가열용 전원 공급장치를 범용으로 사용하는 것이 가능하고, 히터를 가열하기 위한 고주파 스위칭 방식의 가열 전력 발생기와 출력 결합기와 정합기를 포함하는 출력기를 적용하여, 소형 및 경량화를 시킬 수 있을 뿐만 아니라 효율적이고 경제적인 히터 가열용 전원 공급장치를 제공할 수 있도록 하는데 있다.
The heater power saving power supply device according to the present invention can be used in general by using a heater heating power supply by replacing only the drive unit for heating the heater in the drive power required for the heater heating. By applying a high-frequency switching type heating power generator and an output coupler including an output combiner and a matching device, it is possible to provide an efficient and economical heater heating power supply as well as being compact and lightweight.

도 1은 본 발명에 따른 히터 전력 절감 전원공급장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1에 적용된 출력기의 구성을 좀 더 상세하게 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating the configuration of a heater power saving power supply apparatus according to the present invention.
2 is a block diagram illustrating in more detail the configuration of the output device applied to FIG. 1.

이하, 본 발명인 히터 전력 절감 전원공급장치에 대해서 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a description will be given of the heater power saving power supply of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 바와 같이, 히터 전력 절감 전원공급장치(100)는 상용 전원을 라인 필터(11)를 통해 입력받아 역률 보상하여 직류 전원으로 변환하여 히터로 공급하는 주회로부(10)와, 상기 주회로부(10)의 입력전원의 역률이 보상되도록 제어하고, 역률 보상된 직류 전원을 히터 가열을 위한 전력으로 변환되도록 제어하는 주회로부 제어기(20)로 구성된다.
As shown in FIG. 1, as shown in FIG. 1, the heater power saving power supply device 100 receives commercial power through a line filter 11 to convert power factor to DC power to compensate for power factor. The main circuit unit 10 and the main circuit unit controller 20 controls the power factor of the input power of the main circuit unit 10 to be compensated and controls the power factor corrected DC power to be converted into power for heating the heater.

상기 주회로부(10)는 라인 필터(11)를 통하여 공급되는 상용전원인 교류 전원을 직류로 변환하고, 상기 주회로부 제어기(20)의 제어에 의해 상기 교류 전원의 역률을 보정하여 직류 전원으로 출력하는 직류변환 및 역률 제어기(12)와, 상기 주회로부 제어기(20)의 제어에 의해 상기 직류변환 및 역률 제어기(12)에서 변환된 전원을 히터 가열용 전력으로 변환하여 공급하는 가열 전력 발생기(13)와, 상기 가열 전력 발생기(13)에서 변환된 히터 가열을 위한 전력을 히터의 구동전원으로 공급하는 출력기(14)로 구성된다.
The main circuit unit 10 converts AC power, which is commercial power supplied through the line filter 11, into DC, and corrects the power factor of the AC power under the control of the main circuit controller 20 to output the DC power. A heating power generator 13 for converting and supplying the power converted by the DC conversion and power factor controller 12 into the heater heating power by the control of the DC conversion and power factor controller 12 and the main circuit controller 20. ) And an output unit 14 for supplying electric power for heating the heater converted by the heating power generator 13 to the driving power of the heater.

상기 주회로부 제어기(20)는 상기 주회로부(10)로부터 공급되는 상용전원을 구동 전원으로 공급하는 구동용 전원부(21)와, 상기 구동용 전원부(21)의 구동전원에 의해 구동되고, 상기 직류변환/역률 제어기(12)에서 출력되는 직류 전원을 피드백받아 직류 전원을 체크하여 일정한 직류 전원이 공급되도록 역률이 보상되도록 상기 직류변환/역률 제어기(12)를 제어하는 제 2 제어부(22)와, 상기 주회로부(10)에서 히터로 출력되는 직류 전원을 피드백받아 직류 전원의 전압 및 전류를 검출하는 검출기(24)와, 상기 검출기(24)로부터 입력되는 전압 및 전류 값을 체크하여 주회로부(10)의 출력단의 이상 여부를 체크하고, 체크 결과에 따라 상기 주회로부(10)로부터 히터로 정전압 및 정전류가 공급되도록 주회로부(10)를 제어하는 제 1 제어부(25)와, 상기 제 1 제어부(25)의 제어신호를 증폭시켜 상기 가열 전력 발생기(13)로 출력하는 구동앰프(23)로 구성된다.
The main circuit unit controller 20 is driven by a driving power supply unit 21 for supplying commercial power supplied from the main circuit unit 10 as driving power, and a driving power supply of the driving power supply unit 21, and the direct current. A second control unit 22 controlling the DC conversion / power factor controller 12 so that the power factor is compensated so that a constant DC power is supplied by receiving the DC power output from the conversion / power factor controller 12 and checking the DC power; The detector 24 detects the voltage and current of the DC power by receiving the DC power output from the main circuit unit 10 to the heater and checks the voltage and current values input from the detector 24. A first control unit 25 for checking whether an output terminal of the output terminal is abnormal and controlling the main circuit unit 10 to supply a constant voltage and a constant current from the main circuit unit 10 to the heater according to the check result, and the first control unit ( 25) The driving amplifier 23 amplifies a control signal and outputs the heating signal to the heating power generator 13.

상기 가열 전력 발생기(13)는 IGBT 또는 MOSFET로 이루어진 브릿지 회로로 이루어진다.
The heating power generator 13 consists of a bridge circuit consisting of an IGBT or a MOSFET.

상기 출력기(14)는 상기 가열 전력 발생부(13)에서 공급되는 전력을 히터에 공급하기 위해 전기적으로 정합되도록 하는 출력정합기(142)와, 상기 출력 정합기(142)를 상기 가열 전력 발생기(13)에 연결시키고, 상기 가열 전력 발생기(13)에서 공급되는 가열 전력을 상기 출력 정합기(142)로 공급되도록 하는 출력 결합기(141)로 구성된다.
The output unit 14 includes an output matcher 142 which is electrically matched to supply electric power supplied from the heating power generator 13 to the heater, and the output matcher 142 by the heating power generator ( 13 is coupled to the output coupler 141 to supply the heating power supplied from the heating power generator 13 to the output matcher 142.

상기 직류변환 및 역률 제어기(12)는 초퍼(chopper) 중에서 부스트(Boost), 벅(Buck), 중 하나의 방식으로 구성된다.The DC conversion and power factor controller 12 is configured in one of boost, buck, among choppers.

상기 히터 전력 절감 전원공급장치(100)는 히터와 단독으로 연결 되거나, 직렬 연결, 병렬 연결 및 직렬과 병렬 연결이 혼용된 형태 중 어느 하나의 전기적 연결구조를 가진다.The heater power saving power supply 100 is connected to the heater alone, or has an electrical connection structure of any one of the form of a series connection, a parallel connection, and a series and parallel connection is mixed.

상기 출력 결합기(141)는 캐패시터(CAPACITOR)와 소형이며 경량화 되어진 고주파(HIGH FREQUENCY), 트랜스포머, 고속다이오드 및 FET로 이루어진다.
The output coupler 141 is composed of a capacitor (CAPACITOR) and small and lightweight high frequency (HIGH FREQUENCY), transformer, high-speed diode and FET.

상기 제 1 제어부(25)는 히터로 공급되는 히터 가열용 전력 발생 여부를 제어하고, 히터로 일정한 직류 전원이 공급될 수 있도록 제어하며, 히터로 출력되는 전류 및 전압을 피드백받아 히터의 전류 및 전압으로부터 히터의 이상상태를 감지하고, 외부장치, 기기의 네트워크 및 통신프로토콜을 통해 입력되는 신호로부터 외부환경의 이상상태를 감지하여 이상상태가 감지되는 경우 주회로부(10)의 작동상태가 중지되도록 제어한다.
The first control unit 25 controls whether the heating power for heating the heater is supplied to the heater, controls to supply a constant DC power to the heater, and receives the current and voltage output to the heater feedback and the current and voltage of the heater Detects the abnormal state of the heater from, and detects the abnormal state of the external environment from the signal input through the external device, the network of the device and the communication protocol to control the operation state of the main circuit unit 10 to stop when the abnormal state is detected do.

상기와 같이 구성된 히터 전력 절감 전원공급장치의 작용에 대해서 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the heater power saving power supply device configured as described above are as follows.

본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며,. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. The scope of the present invention is not limited to the embodiment described below. Embodiments of the invention may be modified in many different forms, Moreover, embodiment of this invention is provided in order to demonstrate this invention more completely to those with average knowledge in the technical field. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

본 발명에 따른 히터 전력 절감 전원공급장치는 히터 가열에 따른 다양한 히터 종류에 적용이 가능하다.Heater power saving power supply apparatus according to the present invention can be applied to various heater types according to the heater heating.

도 1에 도시된 바와 같이 가열용 히터는 히터를 구동하기 위한 가열용 출력을 공급하는 히터 가열용 전원 장치인 출력기(14)와 연결되어 있다.
As shown in FIG. 1, the heater for heating is connected to an output unit 14, which is a heater heating power supply for supplying a heating output for driving the heater.

본 발명인 히터 전력 절감 전원공급장치(100)에 포함된 전원공급장치(10)의 직류 변환 및 역률 제어기(12)는 라인 필터(11)를 통해 상용 전원을 입력받아, 직류로 변환하여 역률을 보상하여 가열 전력 발생기(13)로 출력한다.The DC conversion and power factor controller 12 of the power supply device 10 included in the heater power saving power supply device 100 of the present invention receives commercial power through the line filter 11 and converts the DC power into DC to compensate for the power factor. To the heating power generator 13.

이때, 직류 변환 및 역률 제어기(12)는 제 2 제어부(22)의 제어에 의해 라인 필터(11)를 통해 입력되는 상용전원인 교류 전원을 직류 전압으로 변환하고, 역률을 보상하여 상기 가열 전력 발생기(13)에 적절한 양질의 직류 전원을 공급하게 된다.
At this time, the DC conversion and power factor controller 12 converts AC power, which is a commercial power input through the line filter 11, into DC voltage under the control of the second controller 22, and compensates for the power factor to generate the heating power generator. Supply good quality DC power supply to (13).

그리고 가열 전력 발생기(13)는 상기 직류 변환 및 역률 제어기(12)로부터 공급되는 양질의 직류 전원을 공급받아 구동된다.
And the heating power generator 13 is driven by receiving a high-quality DC power supplied from the DC conversion and power factor controller 12.

상기 직류 변환 및 역률 제어기(12)와 연결된 가열 전력 발생기(13)는 IGBT 혹은 MOSFET 등 반도체 소자를 브릿지 형태로 구성된 스위치를 채용하고 있어, 직류 변환 및 역률 제어기(12)에서 적절한 양질의 직류 전원을 공급받아 구형파 형태의 전압으로 변환하여 고주파 교류 전력으로 변환한 후 가열 전력 발생기(13)와 연결된 출력기(14)를 통해 히터로 공급되도록 한다.
The heating power generator 13 connected to the DC conversion and power factor controller 12 employs a switch configured in the form of a bridge of a semiconductor element such as an IGBT or a MOSFET. It is supplied to the square wave-type voltage is converted to high frequency AC power and then supplied to the heater through the output unit 14 connected to the heating power generator 13.

한편, 상기 히터로 항상 일정한 가열용 출력 전력을 공급하는 출력기(14)는 가열을 위한 출력전력을 히터에 전달하는 과정에서 출력 정합기(142)를 통해 전기적인 정합 작용이 이루어지도록 한다. 그리고 출력 정합기(142)는 출력 결합기(141)를 통해 상기 가열 전력 발생기(13)에 연결되고, 상기 가열 전력발생기(13)에 의해 발생된 가열 전력을 히터로 공급되도록 한다.On the other hand, the output unit 14, which always supplies a constant heating output power to the heater so that the electrical matching action is made through the output matching unit 142 in the process of transmitting the output power for heating to the heater. The output matcher 142 is connected to the heating power generator 13 through the output coupler 141, and supplies the heating power generated by the heating power generator 13 to the heater.

본 발명에 따른 출력기(14)는 다른 방식의 히터 가열용 전원 공급장치에 비해 효율이 높고 내구성이 강하며, 히터 가열용 전원 공급 장치를 소형화 및 경량화에 하는데 유리하다.The output unit 14 according to the present invention has high efficiency and durability compared to other types of heater heating power supplies, and is advantageous for miniaturizing and reducing the weight of the heater heating power supply.

상기 출력기(14)의 출력 정합기(142)는 가열용 출력 전력을 일정하게 공급 받아서 가열 되는 가열용 히타의 임피던스(IMPEDANCE)를 최소화 하며, 출력 결합기(141)는 가열 전력 발생기(13)에서 발생되는 고주파 교류 전력을 출력 정합기(142)에 전달한다. The output matcher 142 of the output unit 14 receives a constant output power for heating to minimize the impedance (IMPEDANCE) of the heating heater to be heated, the output coupler 141 is generated in the heating power generator 13 The high frequency AC power is transmitted to the output matcher 142.

상기 히터는 적어도 하나의 히터를 포함해서 다양한 개수의 다양한 전기적 연결 관계를 갖는 히터를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명은 전력 절감 전원공급장치(100)의 출력기(14)에 결합되는 히터는 경우에 따라 복수의 히터가 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 직렬과 병렬 연결이 합쳐진 형태의 전기적 연결 구조로 연결될 수 있다.The heater may include a heater having various numbers of various electrical connection relationships including at least one heater. That is, in the present invention, the heater coupled to the output unit 14 of the power saving power supply device 100 may be connected in an electrical connection structure in which a plurality of heaters are connected in series or in parallel, or in series and parallel in combination. have.

본 발명에 의해 실시되는 히터 전력 절감 전원공급장치(100)는 출력 정합기(142)를 통하여 효율이 높은 가열용 출력 전력을 얻는 장치로서, 반도체 소자의 고주파 스위칭 동작을 이용하여 전력의 흐름을 제어하므로 종래 방식의 히터 가열용 전원 공급 장치에 비해 효율이 높고, 소형화 및 경량화에 유리하며, 다양한 구동 전력이 요구되는 히터 가열용 전원 공급 장치로 사용할 수 있으며 범용적으로 제공 될 수 있다.
The heater power saving power supply device 100 according to the present invention is an apparatus for obtaining a high efficiency heating output power through the output matching unit 142, and controls the flow of power by using a high frequency switching operation of a semiconductor device. Therefore, the efficiency is higher than that of the conventional heater heating power supply, it is advantageous in miniaturization and light weight, can be used as a heater heating power supply that requires a variety of driving power and can be provided universally.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있을 것이지만, 이는 첨부된 청구항에서 포함되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
As mentioned above, although preferred embodiments of the present invention have been described in detail, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains should realize the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as defined in the appended claims. Although various modifications or changes may be made, these are included in the spirit and scope of the invention as included in the appended claims.

100 : 히터 전력 절감 전원공급장치
10 : 주회로부
11 : 라인필터
12 : 직류변환 및 역률 제어기
13 : 가열 전력 발생기
14 : 출력기
141 : 출력 결합기
142 : 출력 정합기
20 : 주회로부 제어기
21 : 구동용 전원부
22 : 제 2 제어부
23 : 구동 앰프
24 : 검출기
25 제 1 제어부100: heater power saving power supply
10: main circuit
11: line filter
12: DC conversion and power factor controller
13: heating power generator
14: writer
141: output combiner
142: output matcher
20: main circuit controller
21: drive power supply
22: second control unit
23: drive amplifier
24: detector
25 first control unit

Claims (9)

상용 전원을 라인 필터를 통해 입력받아 역률 보상하여 직류 전원으로 변환하여 히터로 공급하는 주회로부; 및 상기 주회로부의 입력전원의 역률이 보상되도록 제어하고, 역률 보상된 직류 전원을 히터 가열을 위한 전력으로 변환되도록 제어하는 주회로부 제어기를 포함하여 이루어지며,
상기 주회로부는 라인 필터를 통하여 공급되는 상용전원인 교류 전원을 직류로 변환하고, 상기 주회로부 제어기의 제어에 의해 상기 교류 전원의 역률을 보정하여 직류 전원으로 출력하는 직류변환 및 역률 제어기와, 상기 주회로부 제어기의 제어에 의해 상기 직류변환 및 역률 제어기에서 변환된 전원을 히터 가열용 전력으로 변환하여 공급하는 가열 전력 발생기와, 상기 가열 전력 발생기에서 변환된 히터 가열을 위한 전력을 히터의 구동전원으로 공급하는 출력기를 포함하며,
상기 주회로부 제어기는 상기 주회로부로부터 공급되는 상용전원을 구동 전원으로 공급하는 구동용 전원부와, 상기 구동용 전원부의 구동전원에 의해 구동되고, 상기 직류변환/역률 제어기에서 출력되는 직류 전원을 피드백받아 직류 전원을 체크하여 일정한 직류 전원이 공급되도록 역률이 보상되도록 상기 직류변환/역률 제어기를 제어하는 제 2 제어부와, 상기 주회로부에서 히터로 출력되는 직류 전원을 피드백받아 직류 전원의 전압 및 전류를 검출하는 검출기와, 상기 검출기로부터 입력되는 전압 및 전류 값을 체크하여 주회로부의 출력단의 이상 여부를 체크하고, 체크 결과에 따라 상기 주회로부로부터 히터로 정전압 및 정전류가 공급되도록 주회로부를 제어하는 제 1 제어부와, 상기 제 1 제어부의 제어신호를 증폭시켜 상기 가열 전력 발생기로 출력하는 구동앰프가 구성되어 이루어지되,
상기 출력기는 상기 가열 전력 발생부에서 공급되는 전력을 히터에 공급하기 위해 전기적으로 정합되도록 하는 출력정합기와, 상기 출력 정합기를 상기 가열 전력 발생기에 연결시키고, 상기 가열 전력 발생기에서 공급되는 가열 전력을 상기 출력 정합기로 공급되도록 하는 출력 결합기로 이루어지고,
상기 출력 결합기는 캐패시터(CAPACITOR)와 소형이며 경량화 되어진 고주파(HIGH FREQUENCY), 트랜스포머, 고속다이오드 및 FET로 이루어진 것을 특징으로 하는 히터 전력 절감 전원공급장치.
A main circuit unit receiving commercial power through a line filter and converting the power factor into DC power to supply a heater; And a main circuit controller configured to control the power factor of the input power of the main circuit unit to be compensated and to convert the power factor corrected DC power into power for heating the heater.
The main circuit unit converts AC power, which is commercial power supplied through a line filter, into direct current, a direct current conversion and power factor controller for correcting the power factor of the AC power under the control of the main circuit controller, and outputting the generated DC power; A heating power generator for converting and supplying the power converted by the DC conversion and power factor controller into heater heating power by the control of the main circuit controller, and the power for heating the heater converted by the heating power generator as a driving power source of the heater. It includes a writer to supply
The main circuit controller is driven by a driving power supply unit for supplying commercial power supplied from the main circuit unit to a driving power, and driven by a driving power supply of the driving power supply unit, and receiving a DC power output from the DC conversion / power factor controller. A second control unit controlling the DC conversion / power factor controller so that the power factor is compensated so that a constant DC power is supplied by checking a DC power supply, and detecting the voltage and current of the DC power supply by receiving the DC power output from the main circuit unit to the heater A first control unit configured to check an abnormality of an output terminal of the main circuit unit by checking a detector and a voltage and current value input from the detector, and to control the main circuit unit to supply a constant voltage and a constant current from the main circuit unit to the heater according to a check result. A control unit and amplifying a control signal of the first control unit to generate the heating power generator Drive amplifier outputs to the configuration is made,
The output unit may include an output matcher configured to be electrically matched to supply power supplied from the heating power generator to the heater, the output matcher to the heating power generator, and output heating power supplied from the heating power generator to the heating unit. Consisting of an output coupler to be fed to an output matcher,
The output combiner is a capacitor (CAPACITOR) and a compact and lightweight high frequency (HIGH FREQUENCY), transformer, high-speed diode and FET, characterized in that the heater power saving power supply.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 직류변환 및 역률 제어기는,
초퍼(chopper) 중에서 부스트(Boost), 벅(Buck), 중 하나의 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 히터 전력 절감 전원공급장치.
The method of claim 1,
The DC conversion and power factor controller,
Heater power saving power supply, characterized in that configured in one of the boost (Boost), Buck (buck) of the chopper.
제 1 항에 있어서,
상기 히터 전력 절감 전원공급장치는, 부하와 단독으로 연결 되거나, 직렬 연결, 병렬 연결 및 직렬과 병렬 연결이 혼용된 형태 중 어느 하나의 전기적 연결구조를 가지는 것을 특징으로 하는 히터 전력 절감 전원공급장치.
The method of claim 1,
The heater power saving power supply unit, the heater power saving power supply unit, characterized in that it is connected to the load alone, or in any one of the form of a series connection, parallel connection, and a combination of series and parallel connection.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 제어부는,
히터로 공급되는 히터 가열용 전력 발생 여부를 제어하고, 히터로 일정한 직류 전원이 공급될 수 있도록 제어하며, 히터로 출력되는 전류 및 전압을 피드백받아 히터의 전류 및 전압으로부터 히터의 이상상태를 감지하고, 외부장치, 기기의 네트워크 및 통신프로토콜을 통해 입력되는 신호로부터 외부환경의 이상상태를 감지하여 이상상태가 감지되는 경우 주회로부의 작동상태가 중지되도록 제어하는 히터 전력 절감 전원공급장치.
The method of claim 1,
The first control unit,
Controls whether or not the heater heating power is supplied to the heater, controls to supply a constant DC power to the heater, detects the abnormal state of the heater from the current and voltage of the heater by feedback to the current and voltage output to the heater Heater power saving power supply to detect the abnormal state of the external environment from the signal input through the external device, the network of the device and the communication protocol to stop the operation state of the main circuit unit when an abnormal state is detected.
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