KR101524660B1 - 사이리스터 고장 검출 시스템 및 방법 - Google Patents

사이리스터 고장 검출 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 교류(AC) 전원 라인에 캐패시터(Capacitor)나 리액터(Reactor) 또는 저항(Resistor) 등의 부하를 투입할 때 야기되는 전압/전류 써지 또는 스파크를 방지하기 위해 사용되는 전력 스위칭 소자 사이리스터(Thyristor)에 대해 게이트 드라이버(Gate Driver)를 통해 사이리스터의 고장 상태를 감지하여 알람(Alarm) 및 드라이 접점 신호를 출력해 줄 수 있도록 하는 사이리스터 고장 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 사이리스터 고장 검출 시스템은, 애노드와 캐소드 및 게이트에 관한 전극을 갖는 사이리스터; 상기 애노드와 상기 캐소드 및 상기 게이트에 각각 연결되고, 광 출력을 통해 상기 애노드와 상기 캐소드 및 상기 게이트 간의 연결 불량 유무, 상기 게이트와의 전원 상태를 검사하여 전원 고장 유무, 동작 불량 유무를 피드백(Feedback)하는 게이트 드라이버; 외부로부터 동작 온(ON) 신호가 입력되면, 상기 게이트 드라이버로부터 전달받은 피드백에 근거한 이상 발생 시 상기 사이리스터를 온(ON) 또는 오프(OFF)시키는 보호 동작을 실행하거나, 알람(Alarm) 및 드라이 접점 신호를 발생하는 컨트롤 보드(Control Board)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사이리스터 고장 검출 시스템 및 방법{Thyristor break detecting method and system}
본 발명은 사이리스터 고장 검출 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 교류(AC) 전원 라인에 캐패시터(Capacitor)나 리액터(Reactor) 또는 저항(Resistor) 등의 부하를 투입할 때 야기되는 전압/전류 써지 또는 스파크를 방지하기 위해 사용되는 전력 스위칭 소자 사이리스터(Thyristor)에 대해 게이트 드라이버(Gate Driver)를 통해 사이리스터의 고장 상태를 감지하여 알람(Alarm) 및 드라이접점 신호를 출력해 줄 수 있도록 하는 사이리스터 고장 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 사이리스터(Thyristor)는 실리콘 제어정류기(silicon controlled rectifier: SCR)로서, 애노드(anode)·캐소드(cathode)·게이트(gate)의 3단자로 구성되어 있으며, 게이트에 신호가 인가되면 지속적인 게이트 전류의 공급 없이도 주회로에 역전류가 인가되거나 전류가 유지전류(holding current) 이하로 떨어질 때까지 통전 상태를 유지한다.
전력 스위칭 소자인 사이리스터를 사용함으로 AC 전원 라인에 전압 또는 전류 0점에서 캐패시터(Capacitor) 또는 리액터(Reactor) 또는 저항(Resistor) 등의 부하를 투입할 수 있다.
전압 또는 전류 0점에서 이들 부하를 AC 전원 라인에 투입 함으로써 투입 순간에 야기되는 전압/전류 써지 또는 스파크를 제거할 수 있다. 이렇게 전압 0점에서 투입하는 방식을 ZVS (Zero Voltage Switching)이라고 하며 전류 0점에서 투입하는 방식을 ZCS(Zero Current Switching) 이라고 한다.
높은 전압에서 이러한 방식의 스위칭을 구현하기 위해서는 사이리스터 또는 FET, GTO 등과 같이 속도가 빠른 전력 스위칭 소자를 사용하여야 한다. 이들 중에서 대 전력에는 가격적인 이점이 있는 사이리스터를 많이 사용하고 있다.
또한, 사이리스터는, 고전압, 대전류의 제어가 용이하며 제어 이득이 높고 수명이 반영구적이어서 신뢰성이 높다. 따라서 사이리스터는 전력제어 분야에 광범위하게 사용되고 있으며 특히 높은 신뢰성이 요구되는 시스템에서의 전력 변환 및 제어에 많이 사용되고 있다.
기존의 사이리스터의 고장 검출 방법은, 사이리스터를 절연한 상태에서 작업자가 절연 저항기를 이용하여 사이리스터의 절연저항을 측정한 후에, 사이리스터의 정격 절연저항과 비교함으로써 사이리스터의 고장을 검출한다.
이와 같은 경우에 사이리스터의 캐소드와 애노드 양단의 전압을 제거한 후 저항계 등으로 측정을 해야 하므로 사이리스터 밸브 시스템을 정지시켜야 하는 문제점과, 사이리스터의 고장을 정확하고 신속하게 검출할 수 없다는 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 제977460호(등록일 : 2010.08.17)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 교류(AC) 전원 라인에 캐패시터(Capacitor)나 리액터(Reactor) 또는 저항(Resistor) 등의 부하를 투입할 때 야기되는 전압/전류 써지 또는 스파크를 방지하기 위해 사용되는 전력 스위칭 소자 사이리스터(Thyristor)에 대해 게이트 드라이버(Gate Driver)를 통해 사이리스터의 고장 상태를 감지하여 알람(Alarm) 및 드라이 접점 신호를 출력해 줄 수 있도록 하는 사이리스터 고장 검출 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 애노드와 캐소드 및 게이트에 관한 전극을 갖는 사이리스터; 상기 애노드와 상기 캐소드 및 상기 게이트에 각각 연결되고, 광 출력을 통해 상기 애노드와 상기 캐소드 및 상기 게이트 간의 연결 불량 유무, 상기 게이트와의 전원 상태를 검사하여 전원 고장 유무, 동작 불량 유무를 피드백(Feedback)하는 게이트 드라이버; 외부로부터 동작 온(ON) 신호가 입력되면, 상기 게이트 드라이버로부터 전달받은 피드백에 근거한 이상 발생 시 상기 사이리스터를 온(ON) 또는 오프(OFF)시키는 보호 동작을 실행하거나, 알람(Alarm) 및 드라이접점 출력 신호를 발생하는 컨트롤 보드(Control Board)를 포함하는 사이리스터 고장 검출 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 게이트 드라이버는, 상기 캐소드의 접지 라인과 상기 애노드 간에 제1저항(R1)과 제2저항(R2)이 직렬로 연결되며, 이 연결점에 제1 비교기(Comp1)가 연결되며, 상기 게이트와의 연결 라인 상에 제2 비교기(Comp2)가 연결되고, 상기 제1 비교기(Comp1)와 상기 제2 비교기(Comp2)의 출력이 각각 제3 비교기(Comp3)에 입력되며, 상기 제3 비교기(Comp3)의 출력에 광 출력 소자가 연결되며, 상기 게이트와의 연결 라인 상에 제3저항(R3)을 통해 전원전압(Vcc)이 연결됨과 더불어 광 입력 소자가 제4 비교기(Comp4)를 통해 연결될 수 있다.
또한, 상기 컨트롤 보드는, 상기 게이트 드라이버의 전원 상실 시 상기 광 출력이 전달이 안돼서 상기 게이트 드라이버의 고장으로 인식할 수 있다.
또한, 상기 게이트 드라이버는 상기 애노드와 상기 캐소드 간에 분배 저항 제1저항(R1)과 제2저항(R2)이 위치하고, 상기 분배 저항(R1, R2)을 통해 상기 캐소드와 상기 애노드 간의 전압을 입력받는데, 상기 애노드와 상기 캐소드 간의 절연저항이 감소하여 상기 분배 저항을 통해 입력되는 전압의 크기가 특정(Reference) 전압보다 더 이하이면 상기 광 출력을 오프(Off)하게 되며, 상기 컨트롤 보드는 상기 게이트 드라이버로부터 상기 광 출력이 전달이 안되면 상기 게이트 드라이버의 고장으로 인식할 수 있다.
그리고, 상기 게이트 드라이버는 상기 게이트와의 연결 라인 상에 저항(R3)을 통해 전원전압(Vcc)이 연결되고, 상기 사이리스터와의 연결이 끊어지게 되면 상기 전원전압(Vcc)이 저항(R3)을 통해 입력되어 특정(Reference) 전압보다 더 이상이면 상기 광 출력을 오프(Off)하게 되며, 상기 컨트롤 보드는 상기 게이트 드라이버로부터 상기 광 출력이 전달이 안되면 상기 게이트 드라이버의 고장으로 인식할 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 게이트 드라이버(Gate Driver)가 광 출력을 통해 사이리스터의 애노드와 캐소드 및 게이트 간의 연결 불량 유무, 상기 게이트와의 전원 상태를 검사하여 전원 고장 유무, 동작 불량 유무를 피드백(Feedback)하는 단계; 및 (b) 컨트롤 보드(Control Board)가 외부로부터 동작 온(ON) 신호가 입력되면, 상기 게이트 드라이버로부터 전달받은 피드백에 근거한 이상 발생 시 상기 사이리스터를 온(ON) 또는 오프(OFF)시키는 보호 동작을 실행하거나, 알람(Alarm) 및 드라이 접점 신호를 발생하는 단계를 포함하는 사이리스터 고장 검출 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 (a) 단계에서 상기 게이트 드라이버(Gate Driver)는, 상기 캐소드의 접지 라인과 상기 애노드 간에 제1저항(R1)과 제2저항(R2)이 직렬로 연결되며, 이 연결점에 제1 비교기(Comp1)가 연결되며, 상기 게이트와의 연결 라인 상에 제2 비교기(Comp2)가 연결되고, 상기 제1 비교기(Comp1)와 상기 제2 비교기(Comp2)의 출력이 각각 제3 비교기(Comp3)에 입력되며, 상기 제3 비교기(Comp3)의 출력에 광 출력 소자가 연결되며, 상기 게이트와의 연결 라인 상에 제3저항(R3)을 통해 전원전압(Vcc)이 연결됨과 더불어 광 입력 소자가 제4 비교기(Comp4)를 통해 연결된 상태에서, 상기 광 출력을 통해 상기 애노드와 상기 캐소드 및 상기 게이트 간의 연결 불량 유무, 상기 게이트와의 전원 상태를 검사하여 전원 고장 유무, 동작 불량 유무를 상기 컨트롤 보드에 피드백(Feedback)하게 된다.
또한, 상기 (b) 단계에서 상기 컨트롤 보드는, 상기 게이트 드라이버의 전원 상실 시 상기 광 출력이 전달이 안되면 상기 게이트 드라이버의 고장으로 인식하게 된다.
또한, 상기 (a) 단계에서 상기 게이트 드라이버는, 상기 애노드와 상기 캐소드 간에 분배 저항 제1저항(R1)과 제2저항(R2)이 위치하고, 상기 분배 저항(R1, R2)을 통해 상기 캐소드와 상기 애노드 간의 전압을 입력받으며, 상기 애노드와 상기 캐소드 간의 절연저항이 감소하여 상기 분배 저항을 통해 입력되는 전압의 크기가 특정(Reference) 전압보다 더 이하이면 상기 광 출력을 오프(Off)하게 되며, 상기 (b) 단계에서 상기 컨트롤 보드는, 상기 광 출력이 오프됨에 따라 상기 게이트 드라이버로부터 상기 광 출력이 전달이 안되는 경우에 상기 게이트 드라이버의 고장으로 인식할 수 있다.
그리고, 상기 (a) 단계에서 상기 게이트 드라이버는 상기 게이트와의 연결 라인 상에 저항(R3)을 통해 전원전압(Vcc)이 연결되고, 상기 사이리스터와의 연결이 끊어지게 되면 상기 전원전압(Vcc)이 저항(R3)을 통해 입력되어 특정(Reference) 전압보다 더 이상이면 상기 광 출력을 오프(Off)하게 되며, 상기 (b) 단계에서 상기 컨트롤 보드는, 상기 광 출력이 오프됨에 따라 상기 게이트 드라이버로부터 상기 광 출력이 전달이 안되면 상기 게이트 드라이버의 고장으로 인식할 수 있다.
본 발명에 의하면, 사이리스터의 교류(AC) 전원 라인에 캐패시터(Capacitor)나 리액터(Reactor) 또는 저항(Resistor) 등의 부하를 투입할 때 야기되는 전압/전류 써지 또는 스파크를 방지할 수 있다.
또한, 사이리스터의 고장 유무, 드라이버 전원의 고장 유무, 사이리스터와 드라이버 간의 연결 불량 유무를 광 출력을 통해 쉽게 파악할 수 있다.
그리고, 전통적인 방식으로 사이리스터의 고장 검출 시, 캐소드와 애노드 양단의 전압을 제거한 후 저항계 등으로 측정해야 하므로, 사이리스터 밸브 시스템을 정지시켜야 했으나, 본 발명에 따르면 사이리스터 밸브 시스템의 정지 없이 실시간으로 고장을 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사이리스터 고장 검츨 시스템의 전반적인 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 드라이버의 내부 구성을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 사이리스터 고장 검출 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 사이리스터 고장 검출 시스템 및 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사이리스터 고장 검츨 시스템의 전반적인 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사이리스터 고장 검출 시스템(100)은, 사이리스터(Thyristor)(110), 게이트 드라이버(Gate Driver)(120), 컨트롤 보드(Control Board)(130) 및 외부 제어기(Controller)(140)를 포함한다.
사이리스터(110)는 애노드와 캐소드 및 게이트에 관한 전극을 갖는다.
게이트 드라이버(120)는 애노드와 캐소드 및 게이트에 각각 연결되고, 광 출력을 통해 애노드와 캐소드 및 게이트 간의 연결 불량 유무, 게이트와의 전원 상태를 검사하여 전원 고장 유무, 동작 불량 유무를 컨트롤 보드(130)에 피드백(Feedback) 한다.
또한, 게이트 드라이버(120)는, 도 2에 도시된 바와 같이 캐소드의 접지 라인과 애노드 간에 제1저항(R1)과 제2저항(R2)이 직렬로 연결되며, 이 연결점에 제1 비교기(Comp1)가 연결된다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 드라이버의 내부 구성을 나타낸 구성도이다. 또한, 게이트와의 연결 라인 상에 제2 비교기(Comp2)가 연결되고, 제1 비교기(Comp1)와 제2 비교기(Comp2)의 출력이 각각 제3 비교기(Comp3)에 입력되며, 제3 비교기(Comp3)의 출력에 광 출력 소자가 연결된다. 그리고, 게이트와의 연결 라인 제3저항(R3)을 통해 전원전압(Vcc)이 연결됨과 더불어 광 입력 소자가 제4 비교기(Comp4)를 통해 연결된다.
컨트롤 보드(130)는 외부 제어기(140)로부터 동작 온(ON) 신호가 입력되면, 게이트 드라이버(120)로부터 전달받은 피드백에 근거한 이상 발생 시 사이리스터(110)를 온(ON) 또는 오프(OFF)시키는 보호 동작을 실행하거나, 알람(Alarm) 및 드라이(Dry) 접점 신호를 발생한다.
또한, 컨트롤 보드(130), 게이트 드라이버(120)의 전원 상실 시 광 출력이 전달이 안되면 게이트 드라이버(120)의 고장으로 인식할 수 있다.
또한, 게이트 드라이버(120)는 애노드와 캐소드 간에 분배 저항인 제1저항(R1)과 제2저항(R2)이 위치하고, 분배 저항(R1, R2)을 통해 캐소드와 애노드 간의 전압을 입력받는다.
그런데, 애노드와 캐소드 간의 절연저항이 감소하여 분배 저항을 통해 입력되는 전압의 크기가 특정(Reference) 전압보다 더 이하이면 광 출력을 오프(Off)하게 되며, 컨트롤 보드(130)는 게이트 드라이버(120)로부터 광 출력이 전달이 안되면 게이트 드라이버(120)의 고장으로 인식할 수 있다.
그리고, 게이트 드라이버(120)는 게이트와의 연결 라인 상에 저항(R3)을 통해 전원전압(Vcc)이 연결되고, 사이리스터(110)와의 연결이 끊어지게 되면 전원전압(Vcc)이 저항(R3)을 통해 입력되어 특정(Reference) 전압보다 더 이상이면 광 출력을 오프(Off)하게 되며, 컨트롤 보드(130)는 게이트 드라이버(120)로부터 광 출력이 전달이 안되면 게이트 드라이버(120)의 고장으로 인식할 수 있다.
도 3은 본 발명의 사이리스터 고장 검출 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사이리스터 고장 검출 시스템(100)에서, 먼저 컨트롤 보드(130)는 외부 제어기(140)로부터 전원 온(ON) 신호가 입력되면(S310-예), 게이트 드라이버(120)의 전원을 검사하고, 사이리스터(110)를 검사하며, 사이리스터와 게이트 드라이버 간의 연결을 검사한다(S320).
이때, 게이트 드라이버(Gate Driver)는, 캐소드의 접지 라인과 애노드 간에 제1저항(R1)과 제2저항(R2)이 직렬로 연결되며, 이 연결점에 제1 비교기(Comp1)가 연결되며, 게이트와의 연결 라인 상에 제2 비교기(Comp2)가 연결되고, 제1 비교기(Comp1)와 제2 비교기(Comp2)의 출력이 각각 제3 비교기(Comp3)에 입력되며, 제3 비교기(Comp3)의 출력에 광 출력 소자가 연결되며, 게이트와의 연결 라인 상에 제3저항(R3)을 통해 전원전압(Vcc)이 연결됨과 더불어 광 입력 소자가 제4 비교기(Comp4)를 통해 연결된 상태에서, 애노드와 캐소드 및 게이트 간의 연결 불량 유무, 게이트와의 전원 상태를 검사하여 전원 고장 유무, 동작 불량 유무를 컨트롤 보드(130)에 피드백(Feedback)하게 된다.
이어, 컨트롤 보드(130)는 게이트 드라이버(120)로부터 전달받은 피드백에 근거해 게이트 드라이버(120)의 상태가 정상인 경우(S330-예), 온(ON)/오프(OFF) 신호를 사이리스터(110)에 출력한다(S340).
따라서, 사이리스터(110)는 컨트롤 보드(130)로부터의 온(ON)/오프(OFF) 신호에 따라 온(ON) 동작하거나 오프(OFF) 동작을 실행하게 된다(S350).
그러나, 게이트 드라이버(120)로부터 아무런 피드백이 없는 비정상 상태인 경우(S330-아니오), 컨트롤 보드(130)는 사이리스터를 온(ON) 또는 오프(OFF)시키는 보호 동작을 실행하고, 알람(Alarm) 및 드라이 접점 신호를 발생한다(S360).
즉, 컨트롤 보드(130)는, 게이트 드라이버의 전원 상실 시 광 출력이 전달이 안되면 게이트 드라이버의 고장으로 인식하게 된다.
또한, 게이트 드라이버(120)는, 애노드와 캐소드 간에 분배 저항 제1저항(R1)과 제2저항(R2)이 위치하고, 분배 저항(R1, R2)을 통해 캐소드와 애노드 간의 전압을 입력받으며, 애노드와 캐소드 간의 절연저항이 감소하여 분배 저항을 통해 입력되는 전압의 크기가 특정(Reference) 전압보다 더 이하이면 광 출력을 오프(Off)하게 되며, 이에 따라 컨트롤 보드(130)는, 광 출력이 오프됨에 따라 게이트 드라이버(120)로부터 광 출력이 전달이 안되는 경우에 게이트 드라이버의 고장으로 인식할 수 있다.
그리고, 사이리스터의 특성 상 캐소드와 게이트 간에는 항상 일정한 저항값이 존재하게 되는데, 게이트 드라이버(120)는 게이트와의 연결 라인 상에 저항(R3)을 통해 전원전압(Vcc)이 연결되고, 사이리스터(110)와의 연결이 끊어지게 되면 전원전압(Vcc)이 저항(R3)을 통해 입력되어 특정(Reference) 전압보다 더 이상이면 광 출력을 오프(Off)하게 되며, 이에 따라 컨트롤 보드(130)는, 광 출력이 오프됨에 따라 게이트 드라이버(120)로부터 광 출력이 전달이 안되면 게이트 드라이버의 고장으로 인식하게 된다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 교류(AC) 전원 라인에 캐패시터(Capacitor)나 리액터(Reactor) 또는 저항(Resistor) 등의 부하를 투입할 때 야기되는 전압/전류 써지 또는 스파크를 방지하기 위해 사용되는 전력 스위칭 소자 사이리스터(Thyristor)에 대해 게이트 드라이버(Gate Driver)를 통해 사이리스터의 고장 상태를 감지하여 알람(Alarm) 및 드라이 접점 신호를 출력해 줄 수 있도록 하는 사이리스터 고장 검출 시스템 및 방법을 실현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 교류(AC) 전원 라인에 캐패시터(Capacitor)나 리액터(Reactor) 또는 저항(Resistor) 등의 부하를 투입할 때 야기되는 전압/전류 써지 또는 스파크를 방지하기 위해 사용되는 전력 스위칭 소자 사이리스터(Thyristor)에 대해 게이트 드라이버(Gate Driver)를 통해 사이리스터의 고장 상태를 감지하여 알람(Alarm) 및 드라이 접점 신호를 출력해 줄 수 있도록 하는 사이리스터 고장 검출 시스템 및 방법에 적용할 수 있다.
100 : 사이리스터 고장 검출 시스템
110 : 사이리스터
120 : 게이트 드라이버
130 : 컨트롤 보드
140 : 외부 제어기

Claims (10)

  1. 애노드와 캐소드 및 게이트에 관한 전극을 갖는 사이리스터;
    상기 애노드와 상기 캐소드 및 상기 게이트에 각각 연결되고, 광 출력을 통해 상기 애노드와 상기 캐소드 및 상기 게이트 간의 연결 불량 유무, 상기 게이트와의 전원 상태를 검사하여 전원 고장 유무, 동작 불량 유무를 피드백(Feedback)하는 게이트 드라이버;
    외부로부터 동작 온(ON) 신호가 입력되면, 상기 게이트 드라이버로부터 전달받은 피드백에 근거한 이상 발생 시 상기 사이리스터를 온(ON) 또는 오프(OFF)시키는 보호 동작을 실행하고, 알람(Alarm) 및 드라이 접점 신호를 발생하는 컨트롤 보드(Control Board);
    를 포함하는 사이리스터 고장 검출 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 게이트 드라이버는,
    상기 캐소드의 접지 라인과 상기 애노드 간에 제1저항(R1)과 제2저항(R2)이 직렬로 연결되며, 이 연결점에 제1 비교기(Comp1)가 연결되며,
    상기 게이트와의 연결 라인 상에 제2 비교기(Comp 2)가 연결되고, 상기 제1 비교기(Comp1)와 상기 제2 비교기(Comp2)의 출력이 각각 제3 비교기(Comp3)에 입력되며, 상기 제3 비교기(Comp3)의 출력에 광 출력 소자가 연결되며,
    상기 게이트와의 연결 라인 상에 제3저항(R3)을 통해 전원전압(Vcc)이 연결됨과 더불어 광 입력 소자가 제4 비교기(Comp 4)를 통해 연결된 것을 특징으로 하는 사이리스터 고장 검출 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨트롤 보드는, 상기 게이트 드라이버의 전원 상실 시 상기 광 출력이 전달이 안돼서 상기 게이트 드라이버의 고장으로 인식하는 것을 특징으로 하는 사이리스터 고장 검출 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 게이트 드라이버는 상기 애노드와 상기 캐소드 간에 분배 저항 제1저항(R1)과 제2저항(R2)이 위치하고, 상기 분배 저항(R1, R2)을 통해 상기 캐소드와 상기 애노드 간의 전압을 입력받는데, 상기 애노드와 상기 캐소드 간의 절연저항이 감소하여 상기 분배 저항을 통해 입력되는 전압의 크기가 특정(Reference) 전압보다 더 이하이면 상기 광 출력을 오프(Off)하게 되며,
    상기 컨트롤 보드는 상기 게이트 드라이버로부터 상기 광 출력이 전달이 안되면 상기 게이트 드라이버의 고장으로 인식하는 것을 특징으로 하는 사이리스터 고장 검출 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 게이트 드라이버는 상기 게이트와의 연결 라인 상에 저항(R3)을 통해 전원전압(Vcc)이 연결되고, 상기 사이리스터와의 연결이 끊어지게 되면 상기 전원전압(Vcc)이 저항(R3)을 통해 입력되어 특정(Reference) 전압보다 더 이상이면 상기 광 출력을 오프(Off)하게 되며,
    상기 컨트롤 보드는 상기 게이트 드라이버로부터 상기 광 출력이 전달이 안되면 상기 게이트 드라이버의 고장으로 인식하는 것을 특징으로 하는 사이리스터 고장 검출 시스템.
  6. (a) 게이트 드라이버(Gate Driver)가 광 출력을 통해 사이리스터의 애노드와 캐소드 및 게이트 간의 연결 불량 유무, 상기 게이트와의 전원 상태를 검사하여 전원 고장 유무, 동작 불량 유무를 피드백(Feedback)하는 단계; 및
    (b) 컨트롤 보드(Control Board)가 외부로부터 동작 온(ON) 신호가 입력되면, 상기 게이트 드라이버로부터 전달받은 피드백에 근거한 이상 발생 시 상기 사이리스터를 온(ON) 또는 오프(OFF)시키는 보호 동작을 실행하고, 알람(Alarm) 및 드라이접점 신호를 발생하는 단계;
    를 포함하는 사이리스터 고장 검출 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 상기 게이트 드라이버(Gate Driver)는, 상기 캐소드의 접지 라인과 상기 애노드 간에 제1저항(R1)과 제2저항(R2)이 직렬로 연결되고, 이 연결점에 제1 비교기(Comp1)가 연결되며, 상기 게이트와의 연결 라인 상에 제2 비교기(Comp2)가 연결되고, 상기 제1 비교기(Comp1)와 상기 제2 비교기(Comp2)의 출력이 각각 제3 비교기(Comp3)에 입력되며, 상기 제3 비교기(Comp3)의 출력에 광 출력 소자가 연결되며, 상기 게이트와의 연결 라인 상에 제3저항(R3)을 통해 전원전압(Vcc)이 연결됨과 더불어 광 입력 소자가 제4 비교기(Comp4)를 통해 연결된 상태에서, 상기 광 출력을 통해 상기 애노드와 상기 캐소드 및 상기 게이트 간의 연결 불량 유무, 상기 게이트와의 전원 상태를 검사하여 전원 고장 유무, 동작 불량 유무를 상기 컨트롤 보드에 피드백(Feedback)하는 것을 특징으로 하는 사이리스터 고장 검출 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 상기 컨트롤 보드는, 상기 게이트 드라이버의 전원 상실 시 상기 광 출력이 전달이 안되면 상기 게이트 드라이버의 고장으로 인식하는 것을 특징으로 하는 사이리스터 고장 검출 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 상기 게이트 드라이버는, 상기 애노드와 상기 캐소드 간에 분배 저항 제1저항(R1)과 제2저항(R2)이 위치하고, 상기 분배 저항(R1, R2)을 통해 상기 캐소드와 상기 애노드 간의 전압을 입력받으며, 상기 애노드와 상기 캐소드 간의 절연저항이 감소하여 상기 분배 저항을 통해 입력되는 전압의 크기가 특정(Reference) 전압보다 더 이하이면 상기 광 출력을 오프(Off)하게 되며,
    상기 (b) 단계에서 상기 컨트롤 보드는, 상기 광 출력이 오프됨에 따라 상기 게이트 드라이버로부터 상기 광 출력이 전달이 안되는 경우에 상기 게이트 드라이버의 고장으로 인식하는 것을 특징으로 하는 사이리스터 고장 검출 방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 상기 게이트 드라이버는 상기 게이트와의 연결 라인 상에 저항(R3)을 통해 전원전압(Vcc)이 연결되고, 상기 사이리스터와의 연결이 끊어지게 되면 상기 전원전압(Vcc)이 저항(R3)을 통해 입력되어 특정(Reference) 전압보다 더 이상이면 상기 광 출력을 오프(Off)하게 되며,
    상기 (b) 단계에서 상기 컨트롤 보드는, 상기 광 출력이 오프됨에 따라 상기 게이트 드라이버로부터 상기 광 출력이 전달이 안되면 상기 게이트 드라이버의 고장으로 인식하는 것을 특징으로 하는 사이리스터 고장 검출 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113364246A (zh) * 2021-07-08 2021-09-07 珠海格力电器股份有限公司 一种晶闸管的驱动控制装置和方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020036839A (ko) * 1999-08-13 2002-05-16 킹 로버트 에이. 고장난 사이리스터를 검출하기 위한 방법 및 장치
KR20110079166A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 한국전력공사 고장 감시 시스템
JP2011205812A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp サイリスタ直列回路の故障検出回路
KR101373165B1 (ko) * 2012-11-30 2014-03-11 주식회사 포스코 사이리스터 고장 검출 장치 및 검출 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020036839A (ko) * 1999-08-13 2002-05-16 킹 로버트 에이. 고장난 사이리스터를 검출하기 위한 방법 및 장치
KR20110079166A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 한국전력공사 고장 감시 시스템
JP2011205812A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp サイリスタ直列回路の故障検出回路
KR101373165B1 (ko) * 2012-11-30 2014-03-11 주식회사 포스코 사이리스터 고장 검출 장치 및 검출 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113364246A (zh) * 2021-07-08 2021-09-07 珠海格力电器股份有限公司 一种晶闸管的驱动控制装置和方法
CN113364246B (zh) * 2021-07-08 2023-07-25 珠海格力电器股份有限公司 一种晶闸管的驱动控制装置和方法

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