KR101355806B1 - Electronic apparatus for controlling heating device of railroad cars - Google Patents

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KR101355806B1
KR101355806B1 KR1020130035151A KR20130035151A KR101355806B1 KR 101355806 B1 KR101355806 B1 KR 101355806B1 KR 1020130035151 A KR1020130035151 A KR 1020130035151A KR 20130035151 A KR20130035151 A KR 20130035151A KR 101355806 B1 KR101355806 B1 KR 101355806B1
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Abstract

Disclosed is an electronic heating control apparatus for railroad cars, capable of controlling the operation of a heater by using a high DC voltage. The electronic heating control apparatus for the railroad cars includes: a switching unit which receives the high DC voltage and transmits or does not transmit the high DC voltage to the heater as an output signal; a sensor unit which senses the voltage and current of the input signal which is inputted to the switching unit and the voltage and current of the output signal which is outputted from the switching unit.; and a control unit which generates a driving signal by using an inputted operation command signal and the voltage and the current which are sensed by the sensing unit. [Reference numerals] (110) Switching unit; (121) Input voltage sensor; (123) Output current sensor; (125) Output voltage sensor; (130) Control unit; (140) Heater; (AA) High DC voltage; (BB) Driving signal; (CC) Heater power off signal; (DD) Operation command signal

Description

철도차량용 전자식 난방 제어장치{Electronic apparatus for controlling heating device of railroad cars}Electronic heating control device for railway vehicles {Electronic apparatus for controlling heating device of railroad cars}

본 발명은 전자식 난방 제어장치에 관한 것으로, 특히 전압 및 전류를 실시간 감시하여 철도차량의 히터 동작을 제어하는 철도차량용 전자식 난방 제어장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic heating control device, and more particularly, to an electronic heating control device for a railroad car that controls a heater operation of a railroad car by monitoring voltage and current in real time.

종래에는 철도차량의 히터에 전원을 공급하기 위하여 기계식 접촉기를 사용하여 동작 신호를 접촉기 코일에 인가하면 접촉기의 구동 코일이 접촉기의 접점을 붙여 히터에 전원을 공급하고 접촉기의 보조 접점이 제어 장치에 동작 상태를 알려주는 방식으로 구성되어 있었다.Conventionally, when a motion signal is applied to a contactor coil by using a mechanical contactor to supply power to a heater of a railway vehicle, the drive coil of the contactor attaches the contactor contactor to supply power to the heater, and the auxiliary contactor of the contactor operates to the control device. It was organized in a way that informs the status.

이와 같이 고속 철도차량에서 고압직류전압을 기계식 접촉기로 히터에 통전과 차단에 관한 제어를 하는 경우, 전류를 통전하여 내부 접점 부분이 온/오프(on/off) 동작을 하는 경우 전기적인 아크 등이 발생하여 마모되거나 융착되어 수명 단축과 잦은 고장이 발생하는 문제점이 있었다.As such, when high-voltage DC voltage is used to control the heating and interruption of the heater with a mechanical contactor in the high-speed railway vehicle, when the internal contact portion is turned on / off by applying current, an electric arc or the like is applied. There was a problem in that wear occurs or fusion caused shortening the life and frequent failures.

그리고, 기계식 접촉기로 통전과 차단을 하면서 입력 전압, 통전 전류, 부하인 히터의 상태, 접촉기 자체의 상태에 따른 적절한 동작을 수행하지 않음으로 인하여, 동작 중 오동작이나 장비의 파손이 발생하는 문제도 있었다.In addition, there is a problem in that malfunction or damage to the equipment occurs due to failure to perform the proper operation according to the input voltage, the energizing current, the state of the heater as the load, and the state of the contactor itself while energizing and disconnecting the mechanical contactor. .

또한, 고속 차량의 고압 전원 공급 장치가 정상 상태가 아닐 때 히터가 온(on)되어 있으면 차량 전체에 전원 이상이 발생하여 차량 운행이 되지 않는 문제가 발생하였다.
In addition, when the heater is turned on when the high-voltage power supply of the high speed vehicle is not in a normal state, a problem occurs in that the vehicle is not driven because power failure occurs in the entire vehicle.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전압 및 전류를 실시간 감시하여 철도차량의 히터 동작을 제어하는 철도차량용 전자식 난방 제어장치를 제공하는데 있다.
The problem to be solved by the present invention is to provide an electronic heating control device for a railway vehicle to control the heater operation of the railway vehicle by monitoring voltage and current in real time.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고압직류전압을 이용하여 히터의 동작을 제어하는 철도차량용 전자식 난방 제어장치는, 구동신호에 응답하여 상기 고압직류전압을 입력신호로 입력받아 출력신호로써 상기 히터에 전달하거나 전달하지 않는 스위칭부, 상기 스위칭부에 입력되는 입력신호의 전압 및 상기 스위칭부에서 출력하는 상기 출력신호의 전압과 전류를 감지하는 센서부 및 상기 센서부에서 감지된 전압 및 전류와 입력된 동작명령신호를 이용하여 상기 구동신호를 생성하여 상기 스위칭부로 전달하는 제어부를 구비할 수 있다.Electronic heating control device for a railway vehicle for controlling the operation of the heater by using a high pressure DC voltage according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the high-voltage DC voltage in response to a drive signal and outputs the input signal A switching unit that transmits or does not transmit the signal to the heater; And a controller configured to generate the driving signal using the current and the input operation command signal and transmit the generated driving signal to the switching unit.

상기 제어부는, 상기 스위칭부의 동작을 지시하는 동작명령신호가 입력되는 구간에서 상기 센서부에서 감지된 전압 및 전류가 안정범위에 포함되는 경우, 상기 스위칭부가 동작하도록 상기 구동신호를 생성하여 상기 스위칭부로 전달할 수 있다.The controller may be configured to generate the driving signal to operate the switching unit to the switching unit when the voltage and current sensed by the sensor unit are included in a stable range in a period in which an operation command signal indicating the operation of the switching unit is input. I can deliver it.

상기 제어부는, 상기 스위칭부의 동작을 지시하는 동작명령신호가 입력되지 않는 구간에서 상기 출력신호의 전압이 감지되는 경우, 상기 히터의 전원을 차단하는 히터전원차단신호를 생성하여 상기 히터를 구동하는 히터구동부로 전달할 수 있다.The control unit, when the voltage of the output signal is sensed in a section in which the operation command signal for instructing the operation of the switching unit is detected, the heater to generate a heater power cutoff signal for shutting off the heater to drive the heater Can be delivered to the drive.

상기 센서부는, 상기 스위칭부에 입력되는 상기 입력신호의 전압을 감지하는 입력전압센서, 상기 스위칭부에서 출력되는 상기 출력신호의 전류를 감지하는 출력전류센서 및 상기 스위칭부에서 출력되는 상기 출력신호의 전압을 감지하는 출력전압센서를 구비할 수 있다.The sensor unit may include an input voltage sensor sensing a voltage of the input signal input to the switching unit, an output current sensor sensing a current of the output signal output from the switching unit, and an output signal output from the switching unit. It may be provided with an output voltage sensor for sensing the voltage.

상기 제어부는, 상기 스위칭부의 동작을 지시하는 동작명령신호가 입력되는 구간에서, 상기 입력전압센서에서 감지된 전압이 과전압으로 판단되는 제 1 임계전압과 저전압으로 판단되는 제 2 임계전압 사이에 있고, 상기 출력전류센서에서 감지된 전류가 과전류로 판단되는 임계전류 미만이며, 상기 스위칭부에서 출력하는 상기 출력신호의 전압이 상기 출력전압센서에서 감지되는 경우, 상기 스위칭부가 동작하도록 상기 구동신호를 생성하여 상기 스위칭부로 전달할 수 있다.The control unit may be between a first threshold voltage determined as an overvoltage and a second threshold voltage determined as a low voltage in a period in which an operation command signal indicating an operation of the switching unit is input, When the current sensed by the output current sensor is less than a threshold current determined as an overcurrent, and the voltage of the output signal output from the switching unit is detected by the output voltage sensor, the driving unit generates the drive signal to operate It can be transferred to the switching unit.

상기 제어부는, 상기 스위칭부의 동작을 지시하는 동작명령신호가 입력되지 않는 구간에서 상기 출력신호의 전압이 감지되는 경우, 상기 히터의 전원을 차단하는 히터전원차단신호를 생성하여 상기 히터를 구동하는 히터구동부로 전달할 수 있다.The control unit, when the voltage of the output signal is sensed in a section in which the operation command signal for instructing the operation of the switching unit is detected, the heater to generate a heater power cutoff signal for shutting off the heater to drive the heater Can be delivered to the drive.

상기 스위칭부는, 상기 구동신호에 응답하여 온 또는 오프되는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated Gate Bypolar Transistor)를 포함할 수 있다.The switching unit may include an insulated gate bipolar transistor that is turned on or off in response to the driving signal.

상기 스위칭부는, 상기 입력신호인 고압직류전압의 (+)극이 인가되는 콜렉터, 상기 히터에 연결되는 에미터 및 상기 구동신호가 인가되는 베이스를 구비하는 상기 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 및 일단에 상기 구동신호가 인가되고 타단이 상기 콜렉터에 연결되는 다이오드를 구비할 수 있다.
The switching unit may include an insulated gate bipolar transistor having a collector to which a positive pole of a high voltage DC voltage as the input signal is applied, an emitter connected to the heater, and a base to which the driving signal is applied, and one end of the driving signal. Is applied and the other end is provided with a diode connected to the collector.

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 철도차량용 전자식 난방 제어장치는 고속 철도차량에서 고압직류전압을 제어하기 위하여 종래에 적용하던 기계식 접촉기를 전자식으로 변경함으로써, 종래 발생하던 전기적인 아크의 발생을 방지할 수 있어 수명의 단축이나 이로 인한 장비의 고장 등이 발생하지 않도록 할 수 있는 장점이 있다.Electronic heating control device for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention by changing the mechanical contactor applied to the conventional electronic to control the high-voltage DC voltage in a high-speed railway vehicle, the generation of a conventional electric arc It can be prevented to reduce the lifespan or the resulting equipment has the advantage that can be prevented from occurring.

또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 철도차량용 전자식 난방 제어장치는 고속 철도차량에서 난방용 히터에 전원을 공급하기 위한 고압직류전원 공급 장치의 공급 전압과 히터에 공급되는 전류, 전압 값을 실시간으로 감시하여 고속 철도차량의 고압직류전원 공급장치의 상태, 히터의 동작 상태 및 전자식 난방 제어장치의 상태 등을 종합적으로 파악함으로써 오동작을 방지할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the electronic heating control device for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention, the supply voltage of the high-voltage DC power supply for supplying power to the heater for heating in a high-speed railway vehicle and the current, voltage value supplied to the heater By monitoring in real time, there is an advantage of preventing malfunction by comprehensively grasping the state of the high-voltage DC power supply of the high-speed railway vehicle, the operation state of the heater and the state of the electronic heating control device.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 철도차량용 전자식 난방 제어장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 철도차량용 전자식 난방 제어장치의 스위칭부의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 철도차량용 전자식 난방 제어장치의 동작을 설명하기 위한 각 신호의 타이밍도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS A brief description of each drawing is provided to more fully understand the drawings recited in the description of the invention.
1 is a block diagram of an electronic heating control device for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of a switching unit of the electronic heating control apparatus for a railway vehicle of FIG. 1.
3 is a timing diagram of each signal for explaining the operation of the electronic heating control apparatus for a railway vehicle of FIG. 1.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 철도차량용 전자식 난방 제어장치(100)의 블록도이고, 도 2는 도 1의 철도차량용 전자식 난방 제어장치(100)의 스위칭부(110)의 일 실시예를 도시한 도면이며, 도 3은 도 1의 철도차량용 전자식 난방 제어장치(100)의 동작을 설명하기 위한 각 신호의 타이밍도이다.1 is a block diagram of an electronic heating control apparatus for a railway vehicle 100 according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a switching unit 110 of the electronic heating control apparatus for a railway vehicle 100 of FIG. 3 is a timing diagram of each signal for explaining an operation of the electronic heating control apparatus 100 for a railway vehicle of FIG. 1.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 고압직류전압을 이용하여 히터(140)의 동작을 제어하는 철도차량용 전자식 난방 제어장치(100)는 스위칭부(110), 센서부(120) 및 제어부(130)를 구비할 수 있다.1 to 3, the electronic heating control apparatus 100 for a railway vehicle that controls the operation of the heater 140 by using a high-pressure DC voltage includes a switching unit 110, a sensor unit 120, and a controller 130. It may be provided.

스위칭부(110)는 구동신호에 응답하여 상기 고압직류전압을 입력신호(IN)로 입력받아 출력신호(OUT)로써 히터(140)에 전달하거나 전달하지 않을 수 있다. 스위칭부(110)는 상기 구동신호에 응답하여 온 또는 오프되는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated Gate Bypolar Transistor)(IGBT)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스위칭부(110)는, 입력신호(IN)인 고압직류전압의 (+)극이 인가되는 콜렉터, 히터(140)에 연결되는 에미터 및 상기 구동신호가 인가되는 베이스를 구비하는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT), 및 일단에 상기 구동신호가 인가되고 타단이 상기 콜렉터에 연결되는 다이오드(DI)를 구비할 수 있다. 다만, 본 발명의 스위칭부(110)가 이 경우에 한정되는 것은 아니며 제어부(130)에서 인가되는 상기 구동신호에 응답하여 고압직류전압을 히터(140)에 전달하거나 차단할 수 있다면 다른 다양한 구성을 가질 수 있다.The switching unit 110 may receive the high voltage DC voltage as an input signal IN in response to the driving signal, or may not transmit the high voltage to the heater 140 as an output signal OUT. The switching unit 110 may include an insulated gate bipolar transistor (IGBT) turned on or off in response to the driving signal. For example, the switching unit 110 includes a collector to which a positive pole of a high voltage DC voltage as an input signal IN is applied, an emitter connected to the heater 140, and a base to which the driving signal is applied. An insulation gate bipolar transistor (IGBT) and a diode (DI) connected to the collector and the other end of the driving signal may be provided. However, the switching unit 110 of the present invention is not limited to this case and may have various other configurations as long as it can transmit or block the high-voltage DC voltage in response to the driving signal applied from the controller 130. Can be.

센서부(120)는 스위칭부(110)에 입력되는 상기 고압직류전압인 입력신호(IN)의 전압을 감지할 수 있고, 스위칭부(110)에서 출력하는 출력신호(OUT)의 전압과 전류를 감지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서부(120)는 입력전압센서(121), 출력전류센서(123) 및 출력전압센서(125)를 구비할 수 있다. 입력전압센서(121)는 스위칭부(110)로 입력되는 입력신호(IN)의 전압을 감지할 수 있고, 출력전류센서(123)는 스위칭부(110)에서 출력되는 출력신호(OUT)의 전류를 감지할 수 있으며, 출력전압센서(125)는 스위칭부(110)에서 출력되는 출력신호의 전압을 감지할 수 있다.The sensor unit 120 may sense the voltage of the input signal IN, which is the high voltage DC voltage input to the switching unit 110, and detect the voltage and current of the output signal OUT output from the switching unit 110. It can be detected. According to an embodiment of the present invention, the sensor unit 120 may include an input voltage sensor 121, an output current sensor 123, and an output voltage sensor 125. The input voltage sensor 121 may detect the voltage of the input signal IN input to the switching unit 110, and the output current sensor 123 may output the current of the output signal OUT output from the switching unit 110. The output voltage sensor 125 may detect the voltage of the output signal output from the switching unit 110.

제어부(130)는 센서부(120)에서 감지된 전압 및 전류와 입력된 동작명령신호를 이용하여 상기 구동신호를 생성할 수 있고, 상기 생성된 구동신호를 스위칭부(110)로 전달할 수 있다. 상기 동작명령신호는 스위칭부(110)가 입력된 상기 고압직류전압을 히터(140)로 전달하는 동작을 수행할 것인지 여부에 대한 정보를 포함하는 신호로 외부에서 인가되는 신호이고, 상기 구동신호는 스위칭부(110)가 동작을 수행할 것인지 여부에 대한 정보를 포함하는 신호로 제어부(130)에서 생성되어 스위칭부(110)에 인가되는 신호이다.The controller 130 may generate the driving signal using the voltage and current sensed by the sensor unit 120 and the input operation command signal, and transmit the generated driving signal to the switching unit 110. The operation command signal is a signal including information on whether the switching unit 110 transmits the input high voltage DC voltage to the heater 140 and is a signal applied from the outside, and the driving signal is A signal including information on whether the switching unit 110 performs an operation is a signal generated by the controller 130 and applied to the switching unit 110.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 철도차량용 전자식 난방 제어장치(100)의 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the operation of the electronic heating control apparatus 100 for a railway vehicle will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 3.

제어부(130)에 입력된 상기 동작명령신호가 제 1 논리상태인 t1~t6 구간은 스위칭부(110)가 동작을 수행하도록 하는 구간이고, 상기 동작명령신호가 제 2 논리상태인 나머지 구간은 스위칭부(110)가 동작을 수행하지 않도록 하는 구간이다.A period t1 to t6 in which the operation command signal input to the controller 130 is in a first logic state is a period for the switching unit 110 to perform an operation, and the remaining sections in which the operation command signal is in a second logic state are switched. This section is such that the unit 110 does not perform an operation.

먼저, 제어부(130)에 입력된 상기 동작명령신호가 스위칭부(110)가 동작을 수행하도록 하는 신호인 경우인 t1~t6 구간에 대하여 설명한다. 이 경우, 제어부(130)는 스위칭부(110)의 동작을 지시하는 동작명령신호가 입력되는 구간에서 센서부(120)에서 감지된 전압 및 전류가 안정범위에 포함되는 경우, 스위칭부(110)가 동작하도록 상기 구동신호를 생성하여 스위칭부(110)로 전달할 수 있다. 센서부(120)에서 감지된 전압 및 전류가 상기 안정범위에 속한다는 것은 정상적으로 동작하고 있음을 의미하는 것으로, 과전압이 걸린 상태, 과전류가 흐르는 상태 및 스위칭부(110)의 출력신호가 정상적으로 출력되지 않는 상태를 제외한 정상적인 상태를 의미한다.First, a section t1 to t6 which is a case where the operation command signal input to the controller 130 is a signal for the switching unit 110 to perform an operation will be described. In this case, the control unit 130 includes the switching unit 110 when the voltage and current detected by the sensor unit 120 are included in the stable range in a section in which an operation command signal indicating the operation of the switching unit 110 is input. The driving signal may be generated and transferred to the switching unit 110 to operate. When the voltage and current sensed by the sensor unit 120 fall within the stable range, it means that it is operating normally. The overvoltage state, the overcurrent flow state, and the output signal of the switching unit 110 are not normally output. It means the normal state except the non-state.

상기 안정범위를 판단하기 위하여 센서부(120)에서 감지된 전압 및 전류를 임계값과 비교하여 상기 안정범위에 해당하는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 입력전압센서(121)에서 감지된 전압이 과전압으로 판단되는 제 1 임계전압과 저전압으로 판단되는 제 2 임계전압 사이에 있는 경우, 제어부(130)는 입력전압센서(121)에서 감지된 전압이 안정범위에 있는 것으로 판단할 수 있다. 도 3에서 t2 시점 이전 구간과 t3 시점 이후 구간은 입력전압센서(121)에서 감지된 전압이 상기 안정범위에 있는 것으로 판단되는 구간이며, t2~t3 구간은 입력전압센서(121)에서 감지된 전압이 과전압 또는 저전압인 것으로 판단되는 구간이다. 따라서, 제어부(130)는 t2~t3 구간에서 스위칭부(120)가 입력신호(IN)를 히터(140)로 전달하지 않고 차단하도록 제 1 논리상태(예를 들어, 도 3의 경우 하이레벨인 상태)의 구동신호를 생성하여 스위칭부(120)로 전달할 수 있다.In order to determine the stable range, a voltage and a current sensed by the sensor unit 120 are compared with a threshold to determine whether the stable range falls. For example, when the voltage sensed by the input voltage sensor 121 is between the first threshold voltage determined as the overvoltage and the second threshold voltage determined as the low voltage, the controller 130 detects by the input voltage sensor 121. It can be determined that the voltage is in the stable range. In FIG. 3, the period before the time point t2 and the time after the time point t3 are periods in which the voltage detected by the input voltage sensor 121 is determined to be in the stable range, and the periods t2 to t3 are voltages detected by the input voltage sensor 121. This section is determined to be overvoltage or undervoltage. Accordingly, the controller 130 may control the switching unit 120 to block the input signal IN without transmitting the input signal IN to the heater 140 in the period t2 to t3. Drive signal of the state) can be generated and transferred to the switching unit 120.

그리고, 출력전류센서(123)에서 감지된 전류가 과전류로 판단되는 임계전류 미만인 경우, 제어부(130)는 출력전류센서(123)에서 감지된 전류가 안정범위에 있는 것으로 판단할 수 있다. 도 3에서 t4 시점 이전 구간과 t5 시점 이후 구간은 출력전류센서(123)에서 감지된 전류가 상기 안정범위에 있는 것으로 판단되는 구간이며, t4~t5 구간은 출력전류센서(123)에서 감지된 전류가 과전류인 것으로 판단되는 구간이다. 따라서, 제어부(130)는 t4~t5 구간에서 스위칭부(120)가 입력신호(IN)를 히터(140)로 전달하지 않고 차단하도록 제 1 논리상태(예를 들어, 도 3의 경우 하이레벨인 상태)의 구동신호를 생성하여 스위칭부(120)로 전달할 수 있다.When the current sensed by the output current sensor 123 is less than the threshold current determined as the overcurrent, the controller 130 may determine that the current sensed by the output current sensor 123 is in a stable range. In FIG. 3, the section before time t4 and the section after time t5 are sections in which the current sensed by the output current sensor 123 is determined to be in the stable range, and sections t4 to t5 are currents detected by the output current sensor 123. Is a section that is determined to be an overcurrent. Accordingly, the controller 130 may control the switching unit 120 to block the input signal IN without transmitting the input signal IN to the heater 140 in the period t4 to t5. Drive signal of the state) can be generated and transferred to the switching unit 120.

또한, 스위칭부(120)에서 출력하는 출력신호(OUT)의 전압이 출력전압센서(125)에서 감지되는 경우 제어부(130)는 스위칭부(120)의 출력신호(OUT)가 안정범위에 있는 것으로 판단할 수 있고, 스위칭부(120)에서 출력하는 출력신호(OUT)의 전압이 출력전압센서(125)에서 감지되지 않는 경우 제어부(130)는 철도차량용 전자식 난방 제어장치(100)가 정상적으로 동작하지 않는 것으로 판단할 수 있다. 상기 동작명령신호가 스위칭부(110)가 동작을 수행하도록 하는 신호인 경우에 해당하는 구간에서 출력신호(OUT)가 정상적으로 출력되지 않는 것은 오동작하고 있음을 의미하는 것이기 때문이다. 도 3에서 t2~t3 구간 및 t4~t5 구간은 철도차량용 전자식 난방 제어장치(100)가 정상적으로 동작하지 않는 것으로 판단되는 구간이다. 따라서, 제어부(130)는 t2~t3 구간 및 t4~t5 구간에서 스위칭부(120)가 입력신호(IN)를 히터(140)로 전달하지 않고 차단하도록 제 1 논리상태(예를 들어, 도 3의 경우 하이레벨인 상태)의 구동신호를 생성하여 스위칭부(120)로 전달할 수 있다.In addition, when the voltage of the output signal OUT output from the switching unit 120 is detected by the output voltage sensor 125, the controller 130 indicates that the output signal OUT of the switching unit 120 is in a stable range. If the voltage of the output signal OUT output from the switching unit 120 is not detected by the output voltage sensor 125, the controller 130 does not operate the electronic heating control device 100 for a railway vehicle normally. You can judge that you do not. This is because the output signal OUT is not normally output in a section corresponding to the case where the operation command signal is a signal for the switching unit 110 to perform an operation. In FIG. 3, sections t2 to t3 and sections t4 to t5 are sections in which the electronic heating control device 100 for a railway vehicle is not normally operated. Therefore, the controller 130 may control the first logic state (for example, FIG. 3) so that the switching unit 120 blocks the input signal IN without transmitting the input signal IN to the heater 140 in the period t2 to t3 and the period t4 to t5. In this case, a driving signal of a high level state may be generated and transferred to the switching unit 120.

즉, 제어부(130)에 입력된 상기 동작명령신호가 스위칭부(110)가 동작을 수행하도록 하는 신호인 경우인 t1~t6 구간에 대하면 살펴보면, 입력전압센서(121)에서 감지된 입력신호(IN)의 전압이 과전압 또는 저전압으로 판단되는 t2~t3 구간, 출력전류센서(123)에서 감지된 출력신호(OUT)의 전류가 과전류인 것으로 판단되는 t4~t5 구간 및 출력전압센서(125)에서 출력신호(OUT)가 정상적으로 감지되는 않는 t2~t3 구간과 t4~t5 구간에서, 스위칭부(110)가 동작을 수행하도록 하는 동작명령신호가 인가되었음에도 불구하고 제어부(130)는 스위칭부(120)의 동작을 차단하는 상기 구동신호를 생성하여 스위칭부(120)로 전달할 수 있다.That is, when the operation command signal input to the controller 130 is a signal for the switching unit 110 to perform an operation, the period t1 to t6 will be described, and the input signal detected by the input voltage sensor 121 ( In the period t2 to t3 where the voltage of IN) is determined to be an overvoltage or the low voltage, the period t4 to t5 where the current of the output signal OUT sensed by the output current sensor 123 is determined to be an overcurrent, and the output voltage sensor 125 In the period t2 to t3 and the period t4 to t5 in which the output signal OUT is not normally sensed, the controller 130 controls the switching unit 120 even though an operation command signal for causing the switching unit 110 to perform an operation is applied. The driving signal for blocking the operation may be generated and transferred to the switching unit 120.

다음으로, 제어부(130)에 입력된 상기 동작명령신호가 스위칭부(110)가 동작을 수행하지 않도록 하는 신호인 경우인 t6 시점 이후의 구간에 대하여 설명한다.Next, a section after time t6, in which the operation command signal input to the controller 130 is a signal for preventing the switching unit 110 from performing an operation, will be described.

스위칭부(110)가 동작하지 않도록 하는 상기 동작명령신호가 수신되는 구간에서는 철도차량용 전자식 난방 제어장치(100)가 동작하지 않아야 하고 히터(140)에 전원도 인가되지 않아야 한다. 그러나, 오작동 등으로 인하여 히터(140)로 전원이 인가될 수 있으며, 이 경우 도 3에 도시된 것과 같이 t7~t8 구간에서 출력전압센서(125)가 출력신호(OUT)의 전압을 검출하게 된다. 이와 같이 히터(140)가 동작하지 않아야 하는 구간에서 출력신호(OUT)가 감지되면, 제어부(130)는 히터(140)의 전원을 차단하는 히터전원차단신호를 생성하여 히터(140)를 구동하는 히터구동부(미도시)로 전달함으로써 히터(140)에 전원이 인가되는 것을 차단할 수 있다.In the section in which the operation command signal for preventing the switching unit 110 from operating, the electronic heating control apparatus 100 for a railway vehicle should not operate and power should not be applied to the heater 140. However, due to a malfunction or the like, power may be applied to the heater 140. In this case, as illustrated in FIG. 3, the output voltage sensor 125 detects the voltage of the output signal OUT in a period t7 to t8. . When the output signal OUT is detected in the section in which the heater 140 should not operate as described above, the controller 130 generates the heater power cutoff signal to cut off the power of the heater 140 to drive the heater 140. By transmitting to a heater driving unit (not shown) it is possible to block the power is applied to the heater 140.

이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 철도차량용 전자식 난방 제어장치(100)는 입력신호(IN)의 전압과 출력신호(OUT)의 전압 및 전류를 실시간으로 감지하여 오동작하는 경우 히터(140)에 인가되는 전원을 차단할 수 있으므로, 장비의 고장 등을 방지할 수 있고 히터에 전원이 잘못 인가되는 오동작을 방지할 수 있다.As described above, the electronic heating control device for a railway vehicle 100 according to an embodiment of the present invention detects the voltage of the input signal IN and the voltage and current of the output signal OUT in real time. When malfunctioning, the power applied to the heater 140 may be cut off, thereby preventing a malfunction of the equipment, and preventing a malfunction in which power is incorrectly applied to the heater.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100:철도차량용 전자식 난방 제어장치
110:스위칭부
120:센서부
121:입력전압센서
123:출력전류센서
125:출력전압센서
130:제어부
140:히터100: electronic heating control device for railway vehicles
110: switching part
120: sensor unit
121: input voltage sensor
123: output current sensor
125: output voltage sensor
130:
140: heater

Claims (8)

고압직류전압을 이용하여 히터의 동작을 제어하는 철도차량용 전자식 난방 제어장치에 있어서,
구동신호에 응답하여 상기 고압직류전압을 입력신호로 입력받아 출력신호로써 상기 히터에 전달하거나 전달하지 않는 스위칭부;
상기 스위칭부에 입력되는 입력신호의 전압 및 상기 스위칭부에서 출력하는 상기 출력신호의 전압과 전류를 감지하는 센서부; 및
상기 센서부에서 감지된 전압 및 전류와 입력된 동작명령신호를 이용하여 상기 구동신호를 생성하여 상기 스위칭부로 전달하는 제어부;를 구비하고,
상기 센서부는,
상기 스위칭부에 입력되는 상기 입력신호의 전압을 감지하는 입력전압센서;
상기 스위칭부에서 출력되는 상기 출력신호의 전류를 감지하는 출력전류센서; 및
상기 스위칭부에서 출력되는 상기 출력신호의 전압을 감지하는 출력전압센서;를 구비하고,
상기 제어부는,
상기 스위칭부의 동작을 지시하는 동작명령신호가 입력되는 구간에서, 상기 입력전압센서에서 감지된 전압이 과전압으로 판단되는 제 1 임계전압과 저전압으로 판단되는 제 2 임계전압 사이에 있고, 상기 출력전류센서에서 감지된 전류가 과전류로 판단되는 임계전류 미만이며, 상기 스위칭부에서 출력하는 상기 출력신호의 전압이 상기 출력전압센서에서 감지되는 경우, 상기 스위칭부가 동작하도록 상기 구동신호를 생성하여 상기 스위칭부로 전달하고,
상기 스위칭부의 동작을 지시하는 동작명령신호가 입력되지 않는 구간에서 상기 출력신호의 전압이 감지되는 경우, 상기 히터의 전원을 차단하는 히터전원차단신호를 생성하여 상기 히터를 구동하는 히터구동부로 전달하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전자식 난방 제어장치.In the electronic heating control device for a railway vehicle that controls the operation of the heater using a high-pressure DC voltage,
A switching unit which receives the high-voltage direct current voltage as an input signal in response to a driving signal and does not transmit or transmit the output signal to the heater as an output signal;
A sensor unit for sensing the voltage of the input signal input to the switching unit and the voltage and current of the output signal output from the switching unit; And
And a controller configured to generate the driving signal by using the voltage and current sensed by the sensor unit and the input operation command signal, and transmit the generated driving signal to the switching unit.
The sensor unit includes:
An input voltage sensor sensing a voltage of the input signal input to the switching unit;
An output current sensor for sensing a current of the output signal output from the switching unit; And
And an output voltage sensor for sensing a voltage of the output signal output from the switching unit.
The control unit,
In a section in which an operation command signal for instructing the operation of the switching unit is input, a voltage sensed by the input voltage sensor is between a first threshold voltage determined as an overvoltage and a second threshold voltage determined as a low voltage, and the output current sensor When the current sensed at is less than a threshold current determined to be an overcurrent, and the voltage of the output signal output from the switching unit is detected by the output voltage sensor, the driving unit generates the driving signal for operation and transfers it to the switching unit. and,
When a voltage of the output signal is sensed in a section in which an operation command signal for instructing the operation of the switching unit is not input, a heater power cutoff signal for cutting off the power of the heater is generated and transmitted to the heater driver for driving the heater. Electronic heating control device for a railway vehicle, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 스위칭부는,
상기 구동신호에 응답하여 온 또는 오프되는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated Gate Bypolar Transistor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전자식 난방 제어장치.The apparatus of claim 1,
And an insulated gate bipolar transistor turned on or off in response to the drive signal. 제2항에 있어서, 상기 스위칭부는,
상기 입력신호인 고압직류전압의 (+)극이 인가되는 콜렉터, 상기 히터에 연결되는 에미터 및 상기 구동신호가 인가되는 베이스를 구비하는 상기 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터; 및
일단에 상기 구동신호가 인가되고 타단이 상기 콜렉터에 연결되는 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전자식 난방 제어장치.
The method of claim 2, wherein the switching unit,
The insulated gate bipolar transistor having a collector to which a positive pole of the high voltage DC voltage as the input signal is applied, an emitter connected to the heater, and a base to which the driving signal is applied; And
An electronic heating control device for a railway vehicle, characterized in that the driving signal is applied to one end and the other end is connected to the collector.
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