KR101596223B1 - 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치 및 방법 - Google Patents

유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치는 제 1 스위칭부를 온 또는 오프시키기 위한 제 1 구동신호 및 제 2 스위칭부를 온 또는 오프시키기 위한 제 2 구동신호를 생성하고, 생성된 제 1 구동신호 및 생성된 제 2 구동신호를 출력하여 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부의 동작을 제어하는 스위칭 제어부 및 제 1 구동신호 및 제 2 구동신호가 동시에 제 1스위칭부와 제 2 스위칭부를 온시키는 값을 나타내면, 디스에이블 신호를 출력하여 스위칭 제어부의 동작을 정지시키는 암쇼트 검출부를 포함한다.

Description

유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치 및 방법{Protecting apparatus and method for half/full bridge circuit which have the first switching unit and the second switching unit connected to the first switching unit in series in image forming apparatus}
본 발명은 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1스위칭부와 제 2스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
화상형성장치에서 웜업 시간(Warm-Up Time, WUT)을 단축하기 위해 유도가열방식의 기술이 활용되고 있다. 유도가열을 수행하기 위해서는 별도의 구동 드라이버가 필요하며, 이러한 구동 드라이버는 인버터라고 칭한다. 인버터의 구동을 위한 주요 전력 토폴로지(Power Topology)로는 클래스 E(Class E), 하프 브리지(Half Bridge), 풀 브리지(Full Bridge)를 적용할 수 있다. 이 중에서도 하프 브리지와 풀 브리지를 주로 사용하는데, 인버터의 구동을 위한 전력 토폴로지로 하프 브리지와 풀 브리지를 적용하는 경우에는 각 폴(Pole)의 스위치 즉, 하이 사이드(High Side)와 로우 사이드(Low Side)의 스위칭부가 동시에 턴온(Turn-On)되는 암쇼트(Armshort) 현상을 방지하여야 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치는 상기 제 1 스위칭부를 온 또는 오프시키기 위한 제 1 구동신호 및 상기 제 2 스위칭부를 온 또는 오프시키기 위한 제 2 구동신호를 생성하고, 상기 생성된 제 1 구동신호 및 상기 생성된 제 2 구동신호를 출력하여 상기 제 1 스위칭부와 상기 제 2 스위칭부의 동작을 제어하는 스위칭 제어부; 및 상기 제 1 구동신호 및 상기 제 2 구동신호가 동시에 상기 제 1스위칭부와 상기 제 2 스위칭부를 온시키는 값을 나타내면, 디스에이블 신호를 출력하여 상기 스위칭 제어부의 동작을 정지시키는 암쇼트 검출부를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 방법은 상기 제 1 스위칭부를 온 또는 오프시키기 위한 제 1 구동신호 및 상기 제 2 스위칭부를 온 또는 오프시키기 위한 제 2 구동신호를 상기 제 1 스위칭부와 상기 제 2 스위칭부에 각각 출력하는 단계; 및 상기 제 1 구동신호와 상기 제 2 구동신호가 동시에 하이신호를 나타내면, 상기 제 1 구동신호와 상기 제 2 구동신호의 출력을 중단시키는 단계를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 일 실시예에 따른 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치는 제 1 스위칭부를 온 또는 오프시키기 위한 제 1 구동신호 및 제 2 스위칭부를 온 또는 오프시키기 위한 제 2 구동신호를 생성하고, 생성된 제 1 구동신호 및 생성된 제 2 구동신호를 출력하여 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부의 동작을 제어하는 스위칭 제어부 및 제 1 구동신호 및 제 2 구동신호가 동시에 제 1스위칭부와 제 2 스위칭부를 온시키는 값을 나타내면, 디스에이블 신호를 출력하여 스위칭 제어부의 동작을 정지시키는 암쇼트 검출부를 포함함으로써, 제어 프로그램의 오류나 연산처리부의 오동작으로 인해 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 동시에 온되는 암쇼트 현상을 방지할 수 있다.
이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치(100)는 연산처리부(110), 데드타임 삽입부(120), 스위칭 제어부(130), 암쇼트 검출부(140)를 포함한다.
연산처리부(110)는 제 1 PWM(펄스 폭 변조, Pulse Width Modulation) 신호를 생성하여 출력한다. 이 때, PWM신호는 일정한 펄스 폭(pulse width)을 가지는 하이신호와 로우신호로 구성된다. 연산처리부(110)의 출력단은 2개의 라인으로 분기되고, 제 1 라인(A1)에는 제 1 PWM 신호가 출력되고, 제 2 라인(A2)에는 제 2 PWM 신호가 출력된다. 이 때, 제 2 라인(A2)에는 인버터가 연결되어 있고, 인버터의 입력단에 제 1 PWM 신호가 입력되면, 제 1 PWM 신호가 반전된 제 2 PWM 신호가 인버터의 출력단에서 출력된다. 이 때, 연산처리부(110)와 데드타임 삽입부(120)는 제 1라인(A1)과 제 2라인(A2)을 통해 연결된다.
데드타임 삽입부(DeadTime insertion unit, 120)는 2개의 입력단을 구비하고, 제 1 라인(A1)과 연결된 제 1 입력단에는 제 1 PWM 신호가 입력되고, 제 2 라인(A2)과 연결된 제 2 입력단에는 제 2 PWM 신호가 입력된다. 데트타임 삽입 부(120)는 제 1 PWM 신호와 제 2 PWM 신호의 로우신호에서 하이신호에 도달하는 시간을 지연시킨다. 이 때, 제 1 PWM 신호를 시간 지연시킨 신호를 제 1 신호라고 하고, 제 2 PWM 신호를 시간 지연시킨 신호를 제 2 신호라고 한다. 제 1 신호는 제 1 출력단에 연결된 제 3라인(B1)을 통해 출력되고, 제 2 신호는 제 2 출력단에 연결된 제 4라인(B2)을 통해 출력된다. 출력된 제 1 신호 및 제 2 신호는 스위칭 제어부(130)에 입력된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 도 1의 데드타임 삽입부의 구성을 나타낸 회로도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는, 데드타임 삽입부(200)를 2개의 RC 필터(210, 220)를 사용하여 구성할 수 있다.
제 1 RC 필터(210)는 제 1 입력단(211), 제 1 출력단(212), 제 1 저항(213), 제 1 다이오드(214) 및 제 1 커패시터(215)를 포함한다. 제 1 입력단(211)에는 제 1 PWM 신호가 입력되고, 제 1 출력단(212)은 제 1 신호를 출력한다. 제 1 저항(213)은 제 1 입력단(211)과 제 1 출력단(212)을 연결하며, 제 1 다이오드(214)는 제 1 저항(213)과 병렬 연결되며, 제 1 다이오드(214)의 캐소드단이 제 1 입력단(211)과 연결되고, 제 1 다이오드(214)의 애노드단은 제 1 출력단(212)과 연결된다. 또한, 제 1 캐퍼시터(215)는 일단이 제 1출력단(212)과 연결되고, 다른 일단은 접지된다.
제 2 RC 필터(220)는 제 2 입력단(221), 제 2 출력단(222), 제 2 저항(223), 제 2 다이오드(224) 및 제 2 커패시터(225)를 포함한다. 제 2 입력단(221)에는 제 2 PWM 신호가 입력되고, 제 2 출력단(222)에는 제 2 신호가 출력된다. 제 2 저 항(223)은 제 2 입력단(221)과 제 2 출력단(222)을 연결하며, 제 2 다이오드(224)는 제 2저항(223)과 병렬 연결되며, 제 2 다이오드(224)의 캐소드단이 제 2 입력단(221)과 연결되고, 제 2 다이오드(224)의 애노드단은 제 2 출력단(222)과 연결된다. 또한, 제 2 캐퍼시터(225)는 일단이 제 2 출력단(222)과 연결되고, 다른 일단은 접지된다.
다시 도 1을 참조하면, 스위칭 제어부(130)는 2개의 입력단을 구비하고, 제 3라인(B1)과 연결된 제 3 입력단에는 제 1 신호가 입력되고, 제 4 라인(B2)과 연결된 제 5 입력단에는 제 2 신호가 입력된다. 스위칭 제어부(130)에 제 1 신호와 제 2 신호가 입력되면, 스위칭 제어부(130)는 제 1 신호와 제 2 신호를 미리 설정된 값과 비교하고, 제 1 신호와 제 2 신호의 크기가 미리 설정된 값 이상인 구간에서만 하이신호를 가지는 제 1 구동신호와 제 2 구동신호를 생성한다. 생성된 제 1 구동신호는 제 3출력단과 연결된 제 5라인(C1)을 통해 제 1 스위칭부로 출력되고, 생성된 제 2 구동신호는 제 4 출력단과 연결된 제 6라인(C2)을 통해 제 2 스위칭부로 출력된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 도 1의 스위칭 제어부의 구성을 나타낸 회로도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 2개의 비교기(310, 320)를 사용하여, 스위칭 제어부(300)를 구성할 수 있다.
제 1 비교기(310)는 제 1 신호가 입력되는 제 3 입력단(311), 미리 설정된 값이 기준전압으로 입력되는 제4 입력단(312) 및 제 3 입력단을 통해 입력된 제 1 신호와 제 4 입력단을 통해 입력된 기준 전압을 비교하고, 제 1신호의 크기가 기준 전압 이상인 구간에서만 하이신호를 가지는 제 1 구동 신호를 생성하고, 생성된 제 1 구동신호를 출력하는 제 3 출력단(313)을 포함한다. 제 3 출력단(313)과 연결된 제 5라인(C1)을 통해서 제 1 구동신호가 출력되어, 제 1 스위칭부로 입력된다.
제 2 비교기(320)는 제 2 신호가 입력되는 제 5 입력단(321), 미리 설정된 값이 기준전압으로 입력되는 제 6 입력단(322) 및 제 5 입력단(321)을 통해 입력된 제 2 신호와 제 6 입력단(322)을 통해 입력된 기준 전압을 비교하고, 제 2신호의 크기가 기준 전압 이상인 구간에서만 하이신호를 가지는 제 2 구동 신호를 생성하고, 생성된 제 2 구동신호를 출력하는 제 4 출력단(323)을 포함한다. 제 4 출력단(323)과 연결된 제 6라인(C2)을 통해서 제 2 구동신호가 출력되어, 제 2 스위칭부로 입력된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로 보호 장치의 구성 소자에서 입출력되는 신호들의 파형도이다.
도 4의 a1은 본 발명의 일 실시예에 따라 데드타임 삽입부에 제 1 라인(A1)을 통해 입력되는 제 1 PWM 신호의 파형도이고, 도 4의 a2는 본 발명의 일 실시예에 따라 데드타임 삽입부에 제 2 라인(A2)을 통해 입력되는 제 2 PWM 신호의 파형도이다. 도 4의 a1 및 a2에 도시된 바와 같이, 제 1 PWM 신호는 일정한 크기의 폭(W)을 가지는 구형파이며, 제 2 PWM 신호는 제 1 PWM가 반전된 구형파이다.
도 4의 b1은 본 발명의 일 실시예에 따라 데드타임 삽입부에서 제 3 라인(B1)을 통해 출력되는 제 1 신호의 파형도이고, 도 4의 b2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 데드타임 삽입부에서 제 4라인(B2)을 통해 출력되는 제 2 신호의 파형도이다. 본 발명의 일 실시예에서는 데드타임 삽입부를 2개의 RC 필터를 사용하여, 입력되는 제 1 PWM 신호와 제 2 PWM 신호를 각각 필터링한다. 제 1 PWM 신호는 제 1 RC 필터에 의해 필터링되어, 도 4의b1및 b2에 도시된 바와 같이 로우신호가 하이신호에 도달하는데 시간이 지연된 제 1 신호가 생성된다. 또한, 제 2 신호도 제 1 신호와 동일한 형태의 파형을 가진다.
도 4의 c1은 본 발명의 일 실시예에 따라 스위칭 제어부에서 제 5라인(C1)을 통해 출력되는 제 1구동신호의 파형도이고, 도 4의 c2는 본 발명의 일 실시예에 따라 스위칭 제어부에서 제 6라인(C2)을 통해 출력되는 제 2 구동신호의 파형도이다. 도 4의 c1 및 c2에 도시된 바와 같이, 제 1구동신호는 제 1 신호와 기준전압(Vref)을 비교하여, 기준전압(Vref)의 크기보다 큰 제 1 신호의 구간에서 하이신호를 가진다. 제 2 구동신호는 제 2 신호와 기준전압(Vref)을 비교하여, 기준전압(Vref)의 크기보다 큰 제 2 신호의 구간에서만 하이신호를 가진다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 제 1 구동신호와 제 2 구동신호는 구형파의 형태를 가지면서, 동시에 로우신호가 존재하는 데드 타임(Td1, Td2, Td3, Td4)이 존재한다. 따라서, 원칙적으로 제 1 구동신호와 제 2 구동신호는 동시에 하이신호를 나타낼 수 없다. 하지만, 제어 프로그램의 오류나 연산처리부의 오동작으로 인해 제 1구동신호와 제 2구동신호에서 동시에 하이신호가 존재하는 상황이 발생할 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 암쇼트 검출부(Armshort Detection unit, 140)는 스위칭 제어부(130)에서 출력되는 제 1 구동신호와 제 2 구동신호를 입력 받고, 제 1 구동신호와 제 2 구동신호가 동시에 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부를 온시키는 값을 나타내면, 디스에이블 신호를 스위칭 제어부(130)로 출력하여 스위칭 제어부(130)의 동작을 정지시켜, 암쇼트 검출부(140)에서 제 1 구동신호 및 제 2 구동신호가 출력되지 않도록 한다. 본 발명의 일 실시예에서는 구동신호의 하이신호를 스위칭부를 온시키는 값으로 판단한다. 따라서, 암쇼트 검출부(140)는 제 1 구동신호와 제 2 구동신호가 동시에 하이신호를 출력하면, 디스에이블 신호를 출력한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 도 1의 암쇼트 검출부의 구성을 나타낸 회로도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 암쇼트 검출부(500)는 앤드 게이트(510)와 트랜지스터(520)를 포함한다.
앤드 게이트(500)에는 제 1 구동신호와 제 2 구동신호가 입력되고, 입력된 제 1구동신호와 제 2구동신호가 동시에 하이신호를 나타내면, 하이신호를 출력한다. 앤드 게이트(510)로부터 출력된 하이신호가 트랜지스터의 베이스에 입력되면, 트랜지스터의 베이스와 이미터 사이에는 0.7[V] 이상의 베이스와 이미터 간 전압(Vbe)가 걸리므로, 컬렉터와 이미터는 도통된다. 트랜지스터의 컬렉터는 출력단으로 사용되며, 컬렉터와 이미터가 도통되면, 출력단은 접지되므로, 디스에이블 신호를 출력한다. 반면, 앤드 게이트로부터 로우신호가 출력되면, 트랜지스터의 베이스와 이미터 사이에는 0.7[V] 이상의 베이스와 이미터 간 전압(Vbe)이 걸리지 않으므로, 컬레터와 이미터는 도통되지 않는다. 컬렉터와 이미터가 도통되지 않으면, 출력단에는 구동 전압(Vcc)가 인가되므로, 출력단은 인에이블 신호를 출력한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 도 1의 암쇼트 검출부의 구성을 나 타낸 회로도이다. 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 도 6의 암쇼트 검출부는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 도 5의 암쇼트 검출부에서 트랜지스터 대신에 사이리스터(620)를 사용한다. 도 6의 암쇼트 검출부(600)에 따르면, 앤드 게이트(610)에서 출력된 하이신호가 사이리스터(620)의 게이트에 입력되면, 사이리스터의 양극과 음극이 통전된다. 따라서, 사이리스터의 양극에 위치한 출력단은 접지되고, 출력단에는 디스에이블 신호가 출력된다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 도 1의 암쇼트 검출부의 구성을 나타낸 회로도이다. 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 도 7의 암쇼트 검출부(700)는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 도 5의 암쇼트 검출부에서 앤드 게이트 대신에, 2개의 다이오드(D3, D4)와 1개의 저항(R1)을 사용한다.
본 발명의 제 3 실시예에 따르는 도 1의 암쇼트 검출부(700)에서는 캐소드단에 제 1 구동신호가 입력되는 제 3 다이오드(710), 캐소드단에 제 2 구동신호가 입력되는 제 4 다이오드(720) 및 일단이 제 3 다이오드(710)의 애노드단과 제 4 다이오드(720)의 애노드단에 연결되고, 다른 일단이 구동 전압에 연결되는 제 3 저항(730)을 사용하면, 앤드 게이트와 동일하게 동작한다. 제 3 다이오드(710)와 제 4 다이오드(720)에 동시에 하이신호가 입력되면, 제 3 다이오드(710)와 제 4 다이오드(720)에는 역전압이 걸리므로, 제 3 다이오드(710)와 제 4 다이오드(720)는 도통되지 않는다. 반면, 제 3 다이오드(710)와 제 4 다이오드(720)에 로우신호가 입력되면, 제 3 다이오드(710)와 제 4 다이오드(720)에는 정전압이 걸리므로, 제 3 다이오드(710)와 제 4 다이오드(720)는 도통된다. 따라서, 제 3 다이오드(710)와 제 4 다이오드(720) 중 어느 하나의 다이오드에 로우신호가 입력되면, 로우신호가 출력되나, 제 3 다이오드(710)와 제 4 다이오드(720)에 동시에 하이신호가 입력되면, 구동 전압(Vcc)인 하이신호가 출력된다. 따라서, 앤드 게이트처럼 동작한다.
도 8은 본 발명의 제 4실시예에 따르는 도 1의 암쇼트 검출부의 구성을 나타낸 회로도이다. 본 발명의 제 4 실시예에 따르는 도 8의 암쇼트 검출부(800)는 앤드 게이트에 대응하여 2개의 다이오드(810, 820)와 1개의 저항(830)을 사용하는 본 발명의 제 3실시예에 따르는 도 7의 암쇼트 검출부에서 트랜지스터 대신에 사이리스터(840)를 사용한다. 따라서, 도 6 및 도 7을 참조하면, 도 8의 동작 방법을 알 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 암쇼트 검출부(140)에서 디스에이블 신호가 출력되면, 스위칭 제어부(130)는 동작을 정지한다. 따라서, 제 1 구동신호와 제 2 구동신호는 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부로 출력되지 않고, 이에 따라 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부는 동시에 온되는 암쇼트 현상이 발생하지 않게 된다. 또한, 스위칭 제어부(130)에서 출력되는 제 1 구동신호 및 제 2 구동신호가 동시에 하이신호를 나타내면, 암쇼트 검출부(140)는 제 1 구동신호 및 제 2 구동신호를 제 8라인(E1)을 통해 연산처리부(110)로 출력한다. 연산처리부(110)는 입력된 제 1구동신호 및 제 2 구동신호에 따라 본 발명의 일 실시예에 따르는 장치를 포함하는 시스템의 구동을 정지시키고, 에러 메시지를 표시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따르는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 도 1 내지 8에 기술된 본 발명의 일 실시예들에 따르는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 방법을 살펴본다.
제 900 단계에서는 제 1 스위칭부를 온 또는 오프시키기 위한 제 1 구동신호와 제 2 스위칭부를 온 또는 오프시키기 위한 제 2 구동신호를 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부에 각각 출력한다. 이 때, 제 1 구동신호는 도 4의 a1에 도시된 바와 같은 PWM 신호를 시간 지연시킨 도 4의 b1의 제 1 신호와 미리 설정된 값을 비교하여, 제 1 신호의 크기가 미리 설정된 기준 전압 값 이상인 구간에서만 하이신호를 가지는 신호를 의미하고, 이는 도 4의 c1에 도시된 바와 같다. 제 2 구동신호도 도 4의 a2에 도시된 바와 같은 PWM 신호를 시간 지연시킨 도 4의 b2의 제 2 신호와 미리 설정된 값을 비교하여, 제 2 신호의 크기가 미리 설정된 기준 전압 값 이상인 구간에서만 하이신호를 가지는 신호를 의미하고, 이는 도 4의 c2에 도시된 바와 같다. 이와 같이, 제 1 구동신호와 제 2 구동신호는 도 4의 c1 및 c2에 도시된 바와 구형파의 형태를 나타내며, 일정 구간에서는 제 1 구동신호와 제 2구동신호가 동시에 로우신호를 가지는 데드 타임(Td1, Td2, Td3, Td4)을 가진다. 본 발명의 일 실시예에서는 제 1 또는 2 구동 신호가 하이신호인 구간에서 제 1 또는 2 스위칭부를 온시키기고, 로우신호인 구간에서 제 1 또는 2 스위칭부를 오프시킨다.
제 910 단계에서는 제 1구동신호 및 제 2 구동신호가 동시에 하이신호를 나타내면, 제 1 구동신호 및 제 2 구동신호의 출력을 중단시킨다. 제 1 구동신호와 제 2 구동신호는 하이신호 구간에서 제 1 스위칭부 또는 제 2 스위칭부를 온시키는데, 제 1 구동신호와 제 2 구동신호가 동시에 하이신호를 나타내면, 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 동시에 온되어 암쇼트 현상이 발생한다. 따라서, 제 1 구동신호와 제 2 구동신호가 동시에 하이신호를 나타내면, 제 1 구동신호 및 제 2 구동신호의 출력을 방지하여, 암쇼트 현상을 방지한다. 또한, 시스템의 구동을 정지시키고, 에러 메시지를 표시하여, 사용자에게 문제점이 발생했음을 알릴 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 구동시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한 상술한 본 발명의 실시예에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 씨디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 도 1의 데드타임 삽입부의 구성을 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 도 1의 스위칭 제어부의 구성을 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로 보호 장치의 구성 소자에서 입출력되는 신호들의 파형도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 도 1의 암쇼트 검출부의 구성을 나타낸 회로도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 도 1의 암쇼트 검출부의 구성을 나타낸 회로도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 도 1의 암쇼트 검출부의 구성을 나타낸 회로도이다.
도 8은 본 발명의 제 4실시예에 따르는 도 1의 암쇼트 검출부의 구성을 나타낸 회로도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따르는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

Claims (15)

  1. 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치에 있어서,
    상기 제 1 스위칭부를 온 또는 오프시키기 위한 제 1 구동신호 및 상기 제 2 스위칭부를 온 또는 오프시키기 위한 제 2 구동신호를 생성하고, 상기 생성된 제 1 구동신호 및 상기 생성된 제 2 구동신호를 출력하여 상기 제 1 스위칭부와 상기 제 2 스위칭부의 동작을 제어하는 스위칭 제어부; 및
    상기 제 1 구동신호 및 상기 제 2 구동신호가 동시에 상기 제 1스위칭부와 상기 제 2 스위칭부를 온시키는 값을 나타내면, 디스에이블 신호를 출력하여 상기 스위칭 제어부의 동작을 정지시키는 암쇼트 검출부를 포함하는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 PWM 신호를 생성하여 출력하는 연산처리부;
    상기 제 1 PWM 신호 및 상기 제 1 PWM 신호를 반전시킨 제 2 PWM 신호가 로우신호에서 하이신호에 도달하는 시간을 지연시켜 생성한 제 1 신호 및 제 2 신호를 출력하는 데드타임 삽입부를 더 포함하고,
    상기 스위칭 제어부는
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 미리 설정된 값과 비교하여, 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 크기가 상기 미리 설정된 값 이상인 구간에서만 하이신호를 나타내는 상기 제 1 구동신호 및 상기 제 2 구동신호를 생성하는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 스위칭 제어부는
    상기 제 1 구동신호 및 상기 제 2 구동신호가 동시에 상기 제 1스위칭부와 상기 제 2 스위칭부를 온시키는 값을 나타내면, 상기 제 1 구동신호 및 상기 제 2 구동신호를 상기 연산처리부로 출력하고,
    상기 연산처리부는
    상기 입력된 제 1 구동신호 및 제 2 구동신호에 따라 상기 장치를 포함하는 시스템의 구동을 정지시키고, 에러 메시지를 표시하는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 데드 타임 삽입부는
    상기 제 1 PWM 신호를 입력 받는 제 1 입력단;
    상기 제 1 신호를 출력하는 제 1 출력단;
    상기 제 1 입력단과 상기 제 1 출력단을 연결하는 제 1 저항;
    상기 제 1 저항과 병렬 연결되며, 캐소드단이 상기 제 1 입력단과 연결되고, 애노드단이 상기 제 1 출력단과 연결된 제 1 다이오드; 및
    상기 제 1 출력단에 일단이 연결되고, 다른 일단은 접지된 제 1 커패시터를 포함하는 제 1RC 필터와
    상기 제 2 PWM 신호를 입력 받는 제 2 입력단;
    상기 제 2 신호를 출력하는 제 2 출력단;
    상기 제 2 입력단과 상기 제 2 출력단을 연결하는 제 2 저항;
    상기 제 2 저항과 병렬 연결되며, 캐소드단이 상기 제 2 입력단과 연결되고, 애노드단이 상기 제 2 출력단과 연결된 제 2 다이오드; 및
    상기 제 2 출력단에 일단이 연결되고, 다른 일단은 접지된 제 2 커패시터를 포함하는 제 2 RC 필터를 포함하는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 스위칭 제어부는
    상기 제 1 신호가 입력되는 제 3 입력단;
    상기 미리 설정된 값이 기준 전압으로 입력되는 제 4 입력단; 및
    상기 입력된 값들을 비교하여 상기 제 1 신호의 크기가 상기 기준 전압의 크기 이상인 구간에서만 하이신호를 나타내는 제 1 구동신호를 생성한 후, 상기 생성된 제 1 구동신호를 출력하는 제 3 출력단을 포함하는 제 1 비교기와
    상기 제 2 신호가 입력되는 제 5 입력단;
    상기 미리 설정된 값이 기준 전압으로 입력되는 제 6 입력단; 및
    상기 입력된 값들을 비교하여 상기 제 2 신호의 크기가 상기 기준 전압의 크기 이상인 구간에서만 하이신호를 가지는 상기 제 2 구동 신호를 생성한 후, 상기 생성된 제 2 구동신호를 출력하는 제 4 출력단을 포함하는 제 2 비교기를 포함하는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 암쇼트 검출부는
    상기 제 1 구동신호와 상기 제 2 구동신호가 입력되고, 상기 제 1 구동신호와 상기 제 2 구동신호가 동시에 하이신호를 나타내면, 하이신호를 출력하는 앤드 게이트; 및
    상기 앤드 게이트에서 출력된 상기 하이신호가 베이스에 입력되면, 컬렉터와 이미터가 도통되어 디스에이블 신호를 출력하는 트랜지스터를 포함하는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 암쇼트 검출부는
    캐소드단에 제 1 구동신호가 입력되는 제 3 다이오드;
    캐소드단에 제 2 구동신호가 입력되는 제 4 다이오드;
    일단이 상기 제 3 다이오드의 애노드단과 상기 제 4 다이오드의 애노드단에 연결되고, 다른 일단이 구동 전압에 연결되는 제 3 저항; 및
    상기 제 3 저항의 일단에서 출력된 하이신호가 베이스에 입력되면, 컬렉터와 이미터가 도통되어 디스에이블 신호를 출력하는 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제 1 구동신호와 상기 제 2 구동신호가 하이신호를 나타내면, 상기 제 3 저항의 일단은 하이신호를 출력하는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 암쇼트 검출부는
    상기 제 1 구동신호와 상기 제 2 구동신호가 입력되고, 상기 제 1 구동신호와 상기 제 2 구동신호가 하이신호를 나타내면, 하이신호를 출력하는 앤드 게이트; 및
    상기 앤드 게이트에서 출력된 상기 하이신호가 게이트에 입력되면, 양극과 음극이 통전되어 디스에이블 신호를 출력하는 사이리스터를 포함하는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 암쇼트 검출부는
    캐소드단에 제 1 구동신호가 입력되는 제 5 다이오드;
    캐소드단에 제 2 구동신호가 입력되는 제 6 다이오드;
    일단이 상기 제 5 다이오드의 애노드단과 상기 제 6 다이오드의 애노드단에 연결되고, 다른 일단이 구동 전압에 연결되는 제 4 저항; 및
    상기 제 4 저항의 일단에서 출력된 상기 하이신호가 게이트에 입력되면, 양극과 음극이 통전되어 디스에이블 신호를 출력하는 사이리스터를 포함하고,
    상기 제 1 구동신호와 상기 제 2 구동신호가 하이신호를 나타내면, 상기 제 4 저항의 일단에서 하이신호를 출력하는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭부들을 온 시키는 값은
    상기 구동신호들의 하이신호를 나타내는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 장치.
  11. 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 방법에 있어서,
    상기 제 1 스위칭부를 온 또는 오프시키기 위한 제 1 구동신호 및 상기 제 2 스위칭부를 온 또는 오프시키기 위한 제 2 구동신호를 상기 제 1 스위칭부와 상기 제 2 스위칭부에 각각 출력하는 단계; 및
    상기 제 1 구동신호와 상기 제 2 구동신호가 동시에 하이신호를 나타내면, 상기 제 1 구동신호와 상기 제 2 구동신호의 출력을 중단시키는 단계를 포함하는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 구동신호는
    제 1 PWM 신호가 로우신호에서 하이신호에 도달하는 시간을 지연시킨 제 1 신호와 미리 설정된 값을 비교하여, 상기 제 1 신호의 크기가 상기 미리 설정된 값 이상인 구간에서만 하이신호를 가지는 신호이며,
    상기 제 2 구동신호는
    상기 제 1 PWM 신호를 반전시킨 제 2 PWM 신호가 로우신호에서 하이신호에 도달하는 시간을 지연시킨 제 2 신호와 상기 미리 설정된 값을 비교하여, 상기 제 2 신호의 크기가 상기 미리 설정된 값 이상인 구간에서만 하이신호를 가지는 신호인 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 구동신호와 상기 제 2 구동신호가 동시에 하이신호를 나타내면, 시스템의 구동을 정지시키는 단계를 더 포함하는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 구동신호와 상기 제 2 구동신호가 동시에 하이신호를 나타내면, 에러 메시지를 표시하는 단계를 더 포함하는 유도 가열을 수행하는 화상형성장치에서 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부가 직렬로 연결된 하프 또는 풀 브리지 회로를 보호하는 방법.
  15. 제 12 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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