KR101978286B1 - 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 소호 장치 - Google Patents

소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 소호 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101978286B1
KR101978286B1 KR1020187024483A KR20187024483A KR101978286B1 KR 101978286 B1 KR101978286 B1 KR 101978286B1 KR 1020187024483 A KR1020187024483 A KR 1020187024483A KR 20187024483 A KR20187024483 A KR 20187024483A KR 101978286 B1 KR101978286 B1 KR 101978286B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power device
transistor
switch
terminal
pin
Prior art date
Application number
KR1020187024483A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180102668A (ko
Inventor
차오스 구오
Original Assignee
광저우 킹서 일렉트로닉스 씨오., 엘티디
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CN201610116841.8A external-priority patent/CN105610301A/zh
Priority claimed from CN201710029448.XA external-priority patent/CN106847582B/zh
Application filed by 광저우 킹서 일렉트로닉스 씨오., 엘티디 filed Critical 광저우 킹서 일렉트로닉스 씨오., 엘티디
Publication of KR20180102668A publication Critical patent/KR20180102668A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101978286B1 publication Critical patent/KR101978286B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/22—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of ac into dc
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • H01H47/24—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil having light-sensitive input
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H01H2009/543—Contacts shunted by static switch means third parallel branch comprising an energy absorber, e.g. MOV, PTC, Zener
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H01H2009/544—Contacts shunted by static switch means the static switching means being an insulated gate bipolar transistor, e.g. IGBT, Darlington configuration of FET and bipolar transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H01H2009/545—Contacts shunted by static switch means comprising a parallel semiconductor switch being fired optically, e.g. using a photocoupler
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H01H2009/546—Contacts shunted by static switch means the static switching means being triggered by the voltage over the mechanical switch contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K2017/515—Mechanical switches; Electronic switches controlling mechanical switches, e.g. relais

Abstract

본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 소호 장치는 전기 분야에 속하며, 특히 전기식 소호 장치에 적용하는 파워 디바이스를 구동하기 위한 소호용 파워 디바이스의 구동 장치이다. 구동되는 파워 디바이스와, 소호되는 기계 스위치가 병렬 접속되는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 검출 스위치를 구비하고, 상기 제1 전압 검출 스위치의 입력 단자는 상기 파워 디바이스의 양 단자에 접속되고, 상기 제1 전압 검출 스위치는 상기 파워 디바이스의 구동 회로에 직렬 접속되고, 상기 제1 전압 검출 스위치는 상기 파워 디바이스의 양 단자에 전위차가 있다고 검출했을 경우에 온이 되고, 상기 제1 전압 검출 스위치는 구동 신호를 상기 파워 디바이스에 전달하여 상기 파워 디바이스를 온으로 구동하고, 상기 제1 전압 검출 스위치는 비자기 소호형 스위치, 또는 임계값이 상기 파워 디바이스의 온 전압보다 작은 자기 소호형 스위치이다. 본 발명은 고내압의 반도체 디바이스가 불필요하고 기계 스위치의 절단을 실시간으로 검출 가능하며 구동 소비 에너지가 적다는 이점이 있다.

Description

소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 소호 장치
본 발명에 따른 소호(消弧; arc extinguishing)용 파워 디바이스의 구동 장치 및 소호 장치는 전기 분야에 속하며, 특히 기계 스위치의 전기식 소호 장치에 적용되는 파워 디바이스를 구동하기 위한 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 기계 스위치의 소호에 이용되는 소호 장치이다.
현재 전기 제어 시스템에서는 릴레이 등의 기계 스위치로 부하를 차단 제어할 때, 차단시의 아크가 크기 때문에 기계 스위치의 전기 수명이 매우 짧다는 단점이 있다. 이에, 파워 디바이스와 기계 스위치를 병렬 접속하는 전기식 소호 장치가 등장하였다. 예를 들면 특허번호 CN01201907.0으로 명칭이 "전기식 소호 장치"인 특허문헌과, 특허번호 CN200910306608.6으로 명칭이 "광 커플러에 기초한 혼합식 교류 접촉기 패시브 스위치 구동 제어 장치"인 특허문헌의 2개의 특허문헌에 개시된 바와 같이, 사이리스터(파워 디바이스)와 접촉기의 기계 스위치가 병렬 접속되고, 제어 회로가 접촉기의 제어 코일에 접속된다. 접촉기의 기계 스위치로 차단하기 전에 사이리스터를 온으로 하는 제어 신호가 주어지고, 접촉기의 제어 코일은 전력 공급이 차단된다. 기계 스위치를 절단할 때 사이리스터가 온이 되고, 제어 회로의 필터 콘덴서 방전으로 인해, 온으로 한 사이리스터를 오프하는 제어 신호가 늦어지며 사이리스터가 오프가 되고 아크 없이 차단이 완료된다.
상기 전기식 소호 장치는 아래의 단점을 가진다.
접촉기의 기계 스위치를 절단하기 전에 제어 회로에서, 사이리스터를 온으로 하는 제어 신호를 미리 줄 필요가 있다.
사이리스터(파워 디바이스)의 구동 신호가 그 주회로에서 반도체 스위치를 통해 주어지기 때문에, 반도체 스위치는 내압(耐壓) 요구가 높고 신뢰성이 낮으며 파괴되기 쉽다.
본 발명은 종래의 전기식 소호용 파워 디바이스의 구동 부족에 대해, 내압 요구가 없고 기계 스위치의 절단을 실시간으로 검출 가능하며 코스트 퍼포먼스가 높은 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 소호 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이하의 기술적 수단을 통해 달성된다.
구동되는 파워 디바이스와, 소호되는 기계 스위치가 병렬 접속되는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치로서, 제1 전압 검출 스위치를 구비하고, 제1 전압 검출 스위치의 입력 단자는 파워 디바이스의 양 단자에 접속되고, 제1 전압 검출 스위치는 파워 디바이스의 구동 회로에 직렬 접속되며, 제1 전압 검출 스위치는 파워 디바이스의 양 단자에 전위차가 있다고 검출했을 경우에 온이 되고, 제1 전압 검출 스위치는 구동 신호를 파워 디바이스에 전달하여 파워 디바이스를 온으로 구동하고, 제1 전압 검출 스위치는 비자기(非自己) 소호형 스위치, 또는 임계값이 파워 디바이스의 온 전압보다 작은 자기 소호형 스위치인 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 검출 스위치의 입력 회로와, 제1 전압 검출 스위치의 출력 회로와, 파워 디바이스의 사이는 절연 분리되지 않는다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 검출 스위치는 제2 전류 제한 소자와 반도체 스위치를 구비하고, 파워 디바이스의 양 단자의 전위차 신호는 제2 전류 제한 소자를 통해 반도체 스위치의 제어 단자에 전달되고, 반도체 스위치는 구동 회로에 직렬 접속되며, 제2 전류 제한 소자는 저항 또는 콘덴서이다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 반도체 스위치는 트랜지스터로 사이리스터 등가 회로를 구동하는 회로, 또는 사이리스터 등가 회로, 또는 사이리스터이다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 사이리스터 등가 회로 또는 사이리스터는 구동 회로에 직렬 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 사이리스터 등가 회로는 PNP형 트랜지스터와 NPN형 트랜지스터를 구비하고, PNP형 트랜지스터의 베이스는 NPN형 트랜지스터의 콜렉터에 접속되고, PNP형 트랜지스터의 콜렉터는 NPN형 트랜지스터의 베이스에 접속되고, PNP형 트랜지스터의 이미터 및 NPN형 트랜지스터의 이미터는 구동 회로에 직렬 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 콘덴서를 구비하고, 제1 전압 검출 스위치의 제어 단자는 파워 디바이스의 제1 단자에 접속되며, 제1 콘덴서는 제1 전압 검출 스위치, 파워 디바이스의 제2 단자, 제3 단자를 통해 구동 회로를 형성하고, 제1 콘덴서는 제1 콘덴서에 충전하기 위한 스위치 또는 제1 전류 제한 소자에 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 검출 스위치는 제1 전압 검출 스위치의 최소 온 전류가 될 때까지 제1 콘덴서에 방전시킨다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 파워 디바이스는 단방향(單方向) 사이리스터 또는 쌍방향 사이리스터이고, 소호용 파워 디바이스의 구동 장치는 단방향 도통(導通) 소자와 제1 전압 안정화 소자를 더 구비하고, 제1 전류 제한 소자, 단방향 도통 소자 및 제1 콘덴서는 직렬 접속되어 직렬 회로가 형성되고, 직렬 회로의 일단은 급전 전원에 접속되고, 직렬 회로의 타단은 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되며, 제1 콘덴서는 제1 전압 검출 스위치, 파워 디바이스의 제2 단자 및 파워 디바이스의 제3 단자를 통해 구동 회로를 형성하고, 제1 전압 안정화 소자는 제1 콘덴서에 병렬 접속되어 있거나, 또는 제1 전압 안정화 소자는 단방향 도통 소자를 통해 제1 콘덴서에 병렬 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 검출 스위치는 전파(全波; full-wave) 전압 검출 회로이다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 급전 전원은 파워 디바이스가 배치된 전력망에 의해 비절연적으로 공급된다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 급전 전원은 중성선이거나, 또는 파워 디바이스의 제3 단자에 대해 다른 상(phase)의 전원이다.
상기 중 어느 하나에 기재된 소호용 파워 디바이스의 구동 장치를 구비하고, 파워 디바이스, 제1 핀, 제2 핀, 제3 핀을 더 구비하며, 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 파워 디바이스는 절연 재료로 봉지(封止)되어 있으며, 제1 핀, 제2 핀은 각각 파워 디바이스의 제1 단자, 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 제3 핀은 직렬 회로의 제1 전류 제한 소자단에 접속되어 있는 소호 장치.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제2 콘덴서와 제1 광전 스위치를 더 구비하고, 제1 전압 검출 스위치는 전압 제로 크로스 검출 스위치이고, 제1 콘덴서는 제1 광전 스위치, 제1 전압 검출 스위치, 파워 디바이스의 제2 단자 및 파워 디바이스의 제3 단자를 통해 구동 회로를 형성하고, 기계 스위치가 닫히기 전에 제1 광전 스위치가 온이 되고, 제1 콘덴서의 전하가 제1 광전 스위치를 통해 제2 콘덴서에 축적되고, 제1 전압 검출 스위치가 온이 될 때, 제1 콘덴서의 전하가 제1 광전 스위치 및 제1 전압 검출 스위치를 통해 파워 디바이스를 온으로 구동하고, 그 후 기계 스위치가 닫히고, 제1 전압 검출 스위치가 오프가 되고, 기계 스위치에 의해 차단할 경우 제1 광전 스위치가 오프가 되고, 제1 전압 검출 스위치가 온이 되며, 제2 콘덴서가 제1 전압 검출 스위치를 통해 파워 디바이스를 온으로 구동한다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 광전 스위치의 제어 단자는 전류 제한 소자를 통해 기계 스위치의 제어 단자에 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제2 광전 스위치를 구비하고, 제2 광전 스위치는 사이리스터 출력이 구비된 포토커플러, 또는 포토커플러로 사이리스터 등가 회로를 구동하는 것이며, 제2 광전 스위치의 제어 단자는 제1 전압 검출 스위치에 접속되고, 제2 광전 스위치의 출력 단자는 기계 스위치의 제어 코일에 직렬 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 파워 디바이스는 사이리스터이고, 제1 전압 검출 스위치는 제2 전류 제한 소자, 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 제3 트랜지스터, 제4 트랜지스터를 구비하고, 제2 트랜지스터의 이미터는 제3 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 제2 트랜지스터의 베이스는 제3 트랜지스터의 이미터에 접속되고, 제2 트랜지스터의 콜렉터는 제1 트랜지스터의 베이스에 접속되며, 제4 트랜지스터의 베이스는 제3 트랜지스터의 콜렉터에 접속되고, 제4 트랜지스터의 콜렉터는 제2 트랜지스터의 이미터에 접속되고, 제4 트랜지스터의 이미터는 제1 트랜지스터의 베이스에 접속되며, 제2 트랜지스터의 베이스는 제2 전류 제한 소자를 통해 파워 디바이스의 제1 단자에 접속되고, 제2 트랜지스터의 이미터는 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 제1 트랜지스터의 이미터 및 제1 트랜지스터의 콜렉터는 구동 회로에 직렬 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제5 트랜지스터를 더 구비하고, 제5 트랜지스터의 베이스는 제1 트랜지스터의 콜렉터에 접속되고, 제5 트랜지스터의 콜렉터는 제1 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 제5 트랜지스터의 이미터는 구동 회로에 직렬 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 파워 디바이스는 사이리스터이고, 제1 전압 검출 스위치는 제2 전류 제한 소자, 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 제3 트랜지스터, 제4 트랜지스터를 구비하며, 제2 트랜지스터의 이미터는 제3 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 제2 트랜지스터의 베이스는 제3 트랜지스터의 이미터에 접속되고, 제2 트랜지스터의 콜렉터는 제1 트랜지스터의 베이스에 접속되며, 제4 트랜지스터의 베이스는 제3 트랜지스터의 콜렉터에 접속되고, 제4 트랜지스터의 콜렉터는 제2 트랜지스터의 이미터에 접속되고, 제4 트랜지스터의 이미터는 제1 트랜지스터의 베이스에 접속되며, 제2 트랜지스터의 베이스는 제2 전류 제한 소자를 통해 파워 디바이스의 제1 단자에 접속되고, 제1 트랜지스터의 콜렉터는 제2 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 제2 트랜지스터의 이미터는 파워 디바이스의 제2 단자에 접속되고, 제1 트랜지스터의 이미터 및 제2 트랜지스터의 이미터는 파워 디바이스의 구동 회로에 직렬 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제2 전압 검출 스위치를 더 구비하고, 제1 전압 검출 스위치, 파워 디바이스의 제2 단자 및 파워 디바이스의 제3 단자는 파워 디바이스의 구동 회로를 형성하며, 제1 전압 검출 스위치의 제어 단자는 파워 디바이스의 제1 단자에 접속되고, 제2 전압 검출 스위치의 양 단자는 각각 파워 디바이스의 제2 단자, 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제2 전압 검출 스위치는 제1 전압 검출 스위치에 직렬 접속되어 제1 직렬 회로가 형성되고, 제2 전압 검출 스위치의 제어 단자는 제1 직렬 회로의 제1 전압 검출 스위치단에 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제2 전압 검출 스위치는 구동 신호의 전압에 의해 파워 디바이스가 포화 상태가 되지 않을 경우에 온이 된다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제2 전압 검출 스위치는 저항과 트랜지스터를 구비한다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제2 전압 검출 스위치는 제3 전압 안정화 소자, 제6 트랜지스터, 제7 트랜지스터, 제11 저항, 제12 저항, 제13 저항을 구비하고, 제6 트랜지스터의 콜렉터는 제7 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 제6 트랜지스터의 콜렉터는 제12 저항을 통해 제7 트랜지스터의 콜렉터에 접속되고, 제7 트랜지스터의 콜렉터 및 제7 트랜지스터의 이미터는 제2 전압 검출 스위치의 주 회로단이고, 제13 저항, 제3 전압 안정화 소자 및 제6 트랜지스터의 베이스는 제6 트랜지스터의 이미터에 직렬 접속되어 제4 직렬 회로가 형성되고, 제4 직렬 회로는 제1 콘덴서에 병렬 접속되고, 제11 저항의 양단은 각각 제6 트랜지스터의 베이스, 제6 트랜지스터의 이미터에 접속되고, 제6 트랜지스터의 이미터는 제7 트랜지스터의 이미터에 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제2 전압 검출 스위치는 제3 전압 안정화 소자, 제6 트랜지스터, 제7 트랜지스터, 제11 저항, 제12 저항, 제13 저항, 제4 콘덴서를 구비하고, 제6 트랜지스터의 콜렉터는 제7 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 제6 트랜지스터의 콜렉터는 제12 저항을 통해 제7 트랜지스터의 콜렉터에 접속되고, 제7 트랜지스터의 콜렉터 및 제7 트랜지스터의 이미터는 제2 전압 검출 스위치의 주 회로단이고, 제13 저항, 제3 전압 안정화 소자 및 제6 트랜지스터의 베이스는 제6 트랜지스터의 이미터에 직렬 접속되어 직렬 회로가 형성되고, 직렬 회로는 제2 전압 검출 스위치의 주 회로단에 병렬 접속되고, 제11 저항의 양단은 각각 제6 트랜지스터의 베이스, 제6 트랜지스터의 이미터에 접속되고, 제6 트랜지스터의 이미터는 제7 트랜지스터의 이미터에 접속되고, 제4 콘덴서의 양단은 각각 제7 트랜지스터의 베이스, 제7 트랜지스터의 이미터에 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 반도체 스위치, 제1 전류 제한 소자, 제1 콘덴서를 구비하고, 제1 반도체 스위치, 제1 콘덴서 및 제1 전류 제한 소자는 순차적으로 직렬 접속되어 제2 직렬 회로가 형성되고, 제2 직렬 회로는 기계 스위치의 부하에 병렬 접속되고, 제2 직렬 회로의 제1 반도체 스위치단은 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 제1 반도체 스위치와 제1 콘덴서의 공통단은 파워 디바이스의 제2 단자에 접속되고, 제1 반도체 스위치 및 제1 콘덴서가 직렬 접속되어 이루어진 제3 직렬 회로는 제1 전압 검출 스위치에 병렬 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 안정화 소자를 구비하고, 제1 전압 안정화 소자는 제1 콘덴서에 병렬 접속되어 있거나, 또는 제1 전압 안정화 소자는 제1 반도체 스위치를 통해 제1 콘덴서에 병렬 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 반도체 스위치는 다이오드이고, 다이오드의 캐소드는 제1 콘덴서에 접속되며, 파워 디바이스는 직류의 소호에 이용된다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 검출 스위치는 트리거 스위치, 트랜지스터, 제3 콘덴서를 구비하고, 트리거 스위치는 제3 직렬 회로에 병렬 접속되고, 파워 디바이스의 제3 단자와 파워 디바이스의 제1 단자 사이의 전위차 신호는 제3 콘덴서 및 트랜지스터에 의해 증폭된 후에 트리거 스위치의 트리거 극에 전달된다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 트리거 스위치는 사이리스터 또는 사이리스터 등가 회로이다.
상기 소호용 파워 디바이스의 구동 장치를 구비하고, 파워 디바이스, 제1 핀, 제2 핀, 제3 핀을 더 구비하고, 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 파워 디바이스는 절연 재료로 봉지되어 있고, 제1 핀, 제2 핀은 각각 파워 디바이스의 제1 단자, 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 제3 핀은 제2 직렬 회로의 제1 전류 제한 소자단에 접속되어 있는 소호 장치.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 검출 스위치를 이네이블(enable)로 하기 위한 포토커플러를 더 구비하고, 포토커플러의 제어 단자는 기계 스위치의 제어 단자에 접속되어 있다.
상기 소호용 파워 디바이스의 구동 장치를 구비하고, 파워 디바이스, 제1 핀, 제2 핀, 제3 핀, 제4 핀, 제5 핀을 더 구비하고, 포토커플러, 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 파워 디바이스는 절연 재료로 봉지되어 있고, 제1 핀, 제2 핀은 각각 파워 디바이스의 제1 단자, 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 제3 핀은 제2 직렬 회로의 제1 전류 제한 소자단에 접속되고, 제4 핀 및 제5 핀은 포토커플러의 제어 단자에 접속되어 있는 소호 장치.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제어 유닛, 제1 포토커플러, 제2 포토커플러를 더 구비하고, 제1 포토커플러의 출력 단자 및 제2 포토커플러의 제어 단자는 제1 전압 검출 스위치에 접속되고, 제2 포토커플러의 출력 신호는 제어 유닛에 출력되며, 제1 포토커플러의 제어 단자는 제어 유닛에 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 파워 디바이스는 전압 제어형 디바이스이다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 파워 디바이스는 전계 효과 트랜지스터 또는 IGBT이다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 파워 디바이스는 직류의 소호에 이용되며, 소호용 파워 디바이스의 구동 장치는 제1 반도체 스위치, 제1 전류 제한 소자, 제1 콘덴서를 구비하고, 제1 반도체 스위치, 제1 콘덴서 및 제1 전류 제한 소자는 순차적으로 직렬 접속되어 제2 직렬 회로가 형성되고, 제2 직렬 회로는 기계 스위치의 부하에 병렬 접속되고, 제2 직렬 회로의 제1 반도체 스위치단은 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 제1 반도체 스위치와 제1 콘덴서의 공통단은 파워 디바이스의 제2 단자에 접속되고, 제1 반도체 스위치 및 제1 콘덴서가 직렬 접속되어 이루어진 제3 직렬 회로는 제1 전압 검출 스위치에 병렬 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 검출 스위치는 트리거 스위치, 트랜지스터, 제3 콘덴서를 구비하고, 트리거 스위치는 제3 직렬 회로에 병렬 접속되고, 파워 디바이스의 제3 단자와 파워 디바이스의 제1 단자 사이의 전위차 신호는 제3 콘덴서 및 트랜지스터에 의해 증폭된 후에 트리거 스위치의 트리거 극에 전달된다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 트리거 스위치는 사이리스터, 또는 사이리스터 등가 회로이다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 반도체 스위치는 다이오드이고, 다이오드의 캐소드는 제1 콘덴서에 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 안정화 소자를 구비하고, 제1 전압 안정화 소자는 제1 콘덴서에 병렬 접속되어 있거나, 또는 제1 전압 안정화 소자는 제1 반도체 스위치를 통해 제1 콘덴서에 병렬 접속되어 있다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제2 전압 검출 스위치를 더 구비하고, 제1 전압 검출 스위치, 파워 디바이스의 제2 단자 및 파워 디바이스의 제3 단자는 파워 디바이스의 구동 회로를 형성하고, 제1 전압 검출 스위치의 제어 단자는 파워 디바이스의 제1 단자에 접속되어 있고, 제2 전압 검출 스위치의 양 단자는 각각 파워 디바이스의 제2 단자, 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 제2 전압 검출 스위치는 구동 신호의 전압에 의해 파워 디바이스가 포화 상태가 되지 않을 경우에 온이 된다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 파워 디바이스는 전압 제어형 디바이스이다.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 파워 디바이스는 전계 효과 트랜지스터 또는 IGBT이다.
상기 소호용 파워 디바이스의 구동 장치를 구비하고, 파워 디바이스, 제1 핀, 제2 핀, 제3 핀을 더 구비하고, 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 파워 디바이스는 절연 재료로 봉지되어 있고, 제1 핀, 제2 핀은 각각 파워 디바이스의 제1 단자, 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 제3 핀은 제2 직렬 회로의 제1 전류 제한 소자단에 접속되어 있는 소호 장치.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 검출 스위치를 이네이블로 하기 위한 포토커플러를 더 구비하고, 포토커플러의 제어 단자는 기계 스위치의 제어 단자에 접속되어 있다.
상기 소호용 파워 디바이스의 구동 장치를 구비하고, 파워 디바이스, 제1 핀, 제2 핀, 제3 핀, 제4 핀, 제5 핀을 더 구비하고, 포토커플러, 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 파워 디바이스는 절연 재료로 봉지되어 있고, 제1 핀, 제2 핀은 각각 파워 디바이스의 제1 단자, 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 제3 핀은 제2 직렬 회로의 제1 전류 제한 소자단에 접속되고, 제4 핀 및 제5 핀은 포토커플러의 제어 단자에 접속되어 있는 소호 장치.
소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 도 1에 도시한 바와 같이, 구동되는 파워 디바이스(TR1)와, 소호되는 기계 스위치(K1)가 병렬 접속되고, 제1 전압 검출 스위치(A1)를 구비하며, 제1 전압 검출 스위치(A1)의 입력 단자는 파워 디바이스(TR1)의 양 단자에 접속되고, 제1 전압 검출 스위치(A1)는 파워 디바이스(TR1)의 구동 회로에 직렬 접속되고, 제1 전압 검출 스위치(A1)는 파워 디바이스(TR1)의 양 단자에 전위차가 있다고 검출했을 경우에 온이 되고, 제1 전압 검출 스위치(A1)는 구동 신호를 파워 디바이스(TR1)에 전달하여 파워 디바이스(TR1)를 온으로 구동하고, 제1 전압 검출 스위치(A1)는 비자기 소호형(semi-controllable) 스위치, 또는 임계값이 파워 디바이스(TR1)의 온 전압보다 작은 자기 소호형(fully-controllable) 스위치이다.
동작 원리: P4단에 구동 신호가 입력되고, 기계 스위치(K1)의 닫힘 상태에서 제1 전압 검출 스위치(A1)가 오프로 되고, 제1 전압 검출 스위치(A1)는 파워 디바이스(TR1)의 양 단자에 전위차가 있다고 검출했을 경우에 온이 되고(즉, 기계 스위치(K1)의 절단을 실시간으로 검출했을 경우에 온이 됨), 제1 전압 검출 스위치(A1)는 구동 신호를 파워 디바이스(TR1)에 전달하여 파워 디바이스(TR1)를 온으로 구동한다. 파워 디바이스(TR1)를 실시간으로 온으로 구동하여 소호하는 목적을 달성하고, 구동 에너지를 미리 공급할 필요가 없어 구동 신호에 의한 동작 에너지를 저감한다. 여기서 제1 전압 검출 스위치(A1)로는 비자기 소호형 스위치를 사용해도 되고, 임계값이 파워 디바이스(TR1)의 온 전압보다 작은 자기 소호형 스위치를 사용해도 된다.
본 발명은 설계가 합리적이다. 본 발명은 고내압(高耐壓) 반도체 디바이스를 필요로 하지 않고 기계 스위치의 절단을 실시간으로 검출 가능하며 구동 소비 에너지가 적다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치의 회로 원리도이다.
도 2는 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 소호 장치의 실시예 1의 회로 원리도 1이다.
도 3은 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치의 제1 전압 검출 스위치의 회로 원리도 1이다.
도 4는 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치의 제1 전압 검출 스위치의 회로 원리도 2이다.
도 5는 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 소호 장치의 실시예 1의 회로 원리도 2이다.
도 6은 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치의 제1 전압 검출 스위치의 회로 원리도 3이다.
도 7은 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치의 제1 전압 검출 스위치의 회로 원리도 4이다.
도 8은 본 발명에 따른 소호 장치의 봉지 개념도 1이다.
도 9는 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 소호 장치의 실시예 2의 회로 원리도이다.
도 10은 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치의 포토커플러로 사이리스터 등가 회로를 구동하는 원리도이다.
도 11은 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 소호 장치의 실시예 3의 회로 원리도이다.
도 12는 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치의 제1 전압 검출 스위치의 회로 원리도 5이다.
도 13은 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치의 사이리스터 등가 회로 원리도이다.
도 14는 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치의 제2 전압 검출 스위치의 회로 원리도 1이다.
도 15는 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치의 제2 전압 검출 스위치의 회로 원리도 2이다.
도 16은 본 발명에 따른 소호 장치의 봉지 개념도 2이다.
도 17은 본 발명에 따른 소호 장치의 실시예 4의 회로 원리도이다.
본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치의 실시예 1은 도 2에 도시한 것과 같다.
구동되는 파워 디바이스(TR1)(쌍방향 사이리스터)와, 소호되는 기계 스위치(K1)가 병렬 접속되는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 검출 스위치(A1), 제1 전류 제한 소자(R1)(저항), 제1 콘덴서(C1), 단방향 도통 소자(D1)(다이오드), 제1 전압 안정화 소자(Z1)(제너 다이오드)를 구비하고, 제1 전압 검출 스위치(A1)의 제어 단자는 파워 디바이스(TR1)의 제1 단자(제2 애노드)에 접속되고, 제1 전류 제한 소자(R1), 단방향 도통 소자(D1) 및 제1 콘덴서(C1)는 직렬 접속되어 직렬 회로가 형성되고, 직렬 회로의 일단은 급전 전원(급전 전원은 중성선이어도 되고, 파워 디바이스(TR1)의 제3 단부에 대해 다른 상(phase)의 전원이어도 된다)에 접속되고, 직렬 회로의 타단은 파워 디바이스(TR1)의 제3 단자(제1 애노드)에 접속되고, 제1 콘덴서(C1)는 제1 전압 검출 스위치(A1), 파워 디바이스(TR1)의 제2 단자(트리거 극), 파워 디바이스(TR1)의 제3 단자를 통해 구동 회로를 형성하고, 제1 전압 안정화 소자(Z1)는 단방향 도통 소자(D1)를 통해 제1 콘덴서(C1)에 병렬 접속되어 있다(제1 전압 안정화 소자(Z1)는 제1 콘덴서(C1)에 직접 병렬 접속되어도 되나, 단방향 도통 소자(D1)에 대한 내압 요구를 높일 필요가 있다).
제1 전압 검출 스위치(A1)는 도 3, 도 4에 도시한 회로에 기초해서 선택할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 전압 검출 스위치(A1)는 4단자 회로이면서 전파 전압 검출 회로이다. 제1 전압 검출 스위치(A1)는 비자기 소호형 스위치이고(제5 트랜지스터(Q5)를 생략할 때, 임계값이 파워 디바이스(TR1)의 온 전압보다 작은 자기 소호형 스위치이다), 제1 전압 검출 스위치(A1)는 제2 전류 제한 소자(R2)(저항), 제1 트랜지스터(Q1), 제2 트랜지스터(Q2), 제3 트랜지스터(Q3), 제4 트랜지스터(Q4), 제5 트랜지스터(Q5), 제4 저항(R4), 제5 저항(R5), 제6 저항(R6), 제7 저항(R7), 제8 저항(R8)을 구비하며, 제2 트랜지스터(Q2)의 이미터는 제3 트랜지스터(Q3)의 베이스에 접속되고, 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스는 제3 트랜지스터(Q3)의 이미터에 접속되고, 제2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터는 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스에 접속되며, 제4 트랜지스터(Q4)의 베이스는 제3 트랜지스터(Q3)의 콜렉터에 접속되고, 제4 트랜지스터(Q4)의 콜렉터는 제2 트랜지스터(Q2)의 이미터에 접속되고, 제4 트랜지스터(Q4)의 이미터는 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스에 접속되며, 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스는 제2 전류 제한 소자(R2)를 통해 파워 디바이스(TR1)의 제1 단자에 접속되고, 제2 트랜지스터(Q2)의 이미터는 파워 디바이스(TR1)의 제3 단자에 접속되고, 제1 트랜지스터(Q1)의 이미터 및 제1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터는 파워 디바이스(TR1)의 구동 회로에 직렬 접속되며, 제5 트랜지스터(Q5)의 베이스는 제1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 접속되고, 제5 트랜지스터(Q5)의 콜렉터는 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스에 접속되고, 제5 트랜지스터(Q5)의 이미터는 파워 디바이스(TR1)의 구동 회로에 직렬 접속되어 있다. 제4 저항(R4)의 양단은 각각 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스, 제2 트랜지스터(Q2)의 이미터에 접속되고, 제5 저항(R5)의 양단은 각각 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스, 제1 트랜지스터(Q1)의 이미터에 접속되고, 제6 저항(R6)의 양단은 각각 제5 트랜지스터(Q5)의 베이스, 제5 트랜지스터(Q5)의 이미터에 접속되고, 제7 저항(R7)의 양단은 각각 제4 트랜지스터(Q4)의 베이스, 제4 트랜지스터(Q4)의 이미터에 접속되고, 제8 저항(R8)은 전류 제한에 이용된다. 제4 저항(R4), 제5 저항(R5), 제6 저항(R6), 제7 저항(R7) 및 제8 저항(R8)은 필요에 따라 선택할 수 있다. 제1 전압 검출 스위치(A1)는 제2 전류 제한 소자(R2)(저항이며, 콘덴서를 사용해도 된다)와, 반도체 스위치(도 3의 트랜지스터 회로이며, 쌍방향 사이리스터를 이용해도 되고 도 4에 도시한 트랜지스터 회로를 이용해도 된다)를 구비한다. 파워 디바이스(TR1)의 양 단자의 전위차 신호는 제2 전류 제한 소자(R2)를 통해 반도체 스위치의 제어 단자에 전달되고, 반도체 스위치는 구동 회로에 직렬 접속되어 있으며, 제1 트랜지스터(Q1), 제2 트랜지스터(Q2), 제3 트랜지스터(Q3), 제4 트랜지스터(Q4) 및 제5 트랜지스터(Q5)가 접속되어 이루어진 회로는 트랜지스터로 사이리스터 등가 회로를 구동하는 회로이고, 제1 트랜지스터(Q1)(NPN형 트랜지스터) 및 제5 트랜지스터(Q5)(PNP형 트랜지스터)가 접속되어 이루어진 사이리스터 등가 회로는 파워 디바이스(TR1)의 구동 회로에 직렬 접속되어 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제1 전압 검출 스위치(A1)는 3단자 회로이면서 전파 전압 검출 회로이며, 제2 전류 제한 소자(R2)(저항), 제1 트랜지스터(Q1), 제2 트랜지스터(Q2), 제3 트랜지스터(Q3), 제4 트랜지스터(Q4), 제4 저항(R4), 제5 저항(R5), 제7 저항(R7)을 구비한다. 제2 트랜지스터(Q2)의 이미터는 제3 트랜지스터(Q3)의 베이스에 접속되고, 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스는 제3 트랜지스터(Q3)의 이미터에 접속되고, 제2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터는 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스에 접속되고, 제4 트랜지스터(Q4)의 베이스는 제3 트랜지스터(Q3)의 콜렉터에 접속되고, 제4 트랜지스터(Q4)의 콜렉터는 제2 트랜지스터(Q2)의 이미터에 접속되고, 제4 트랜지스터(Q4)의 이미터는 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스에 접속되고, 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스는 제2 전류 제한 소자(R2)를 통해 파워 디바이스(TR1)의 제1 단자에 접속되고, 제1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터는 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스에 접속되고, 제2 트랜지스터(Q2)의 이미터는 파워 디바이스(TR1)의 제2 단자에 접속되고, 제1 트랜지스터(Q1)의 이미터 및 제2 트랜지스터(Q2)의 이미터는 파워 디바이스(TR1)의 구동 회로에 직렬 접속되어 있다. 제4 저항(R4)의 양단은 각각 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스, 제2 트랜지스터(Q2)의 이미터에 접속되고, 제5 저항(R5)의 양단은 각각 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스, 제1 트랜지스터(Q1)의 이미터에 접속되고, 제7 저항(R7)의 양단은 각각 제4 트랜지스터(Q4)의 베이스, 제4 트랜지스터(Q4)의 이미터에 접속되고, 제4 저항(R4), 제5 저항(R5) 및 제7 저항(R7)은 필요에 따라 선택할 수 있다. 제1 트랜지스터(Q1)(NPN형 트랜지스터) 및 제2 트랜지스터(Q2)(PNP형 트랜지스터)가 접속되어 이루어진 사이리스터 등가 회로는 파워 디바이스(TR1)의 구동 회로에 직렬 접속되어 있다.
동작 원리: 기계 스위치(K1)가 닫히면 부하(RL)가 전력 공급되고 부하(RL)의 양단의 전압이 제1 전류 제한 소자(R1), 단방향 도통 소자(D1)를 통해 제1 전압 안정화 소자(Z1)의 전압 안정값과 거의 같아질 때까지 제1 콘덴서(C1)에 충전된다. 기계 스위치(K1)로 차단하는 과정 중, 제1 전압 검출 스위치(A1)는 파워 디바이스(TR1)의 양 단자에 전위차가 있다고 검출했을 경우에 온이 되고(즉, 기계 스위치(K1)의 절단을 실시간으로 검출했을 경우에 온이 됨), 제1 콘덴서(C1)는 제1 전압 검출 스위치(A1), 파워 디바이스(TR1)의 제2 단자(트리거 극), 파워 디바이스(TR1)의 제3 단자(제1 애노드)를 통해 구동 회로를 형성하고, 파워 디바이스(TR1)를 온으로 구동한다. 제1 전압 검출 스위치(A1)를 흐르는 전류가 그 최소 유지 전류보다 작을 경우에 자동으로 오프가 되고, 즉 제1 전압 검출 스위치(A1)는 제1 전압 검출 스위치(A1)의 최소 온 전류가 될 때까지 제1 콘덴서(C1)에 급속 방전시키고, 파워 디바이스(TR1)는 전류가 제로가 될 때 자동으로 오프가 된다. 파워 디바이스(TR1)가 실시간으로 구동되어 소호되고, 온 시간이 짧다는 목적이 달성된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 파워 디바이스는 쌍방향 사이리스터이다. 단방향 사이리스터를 이용할 경우 도 5에 도시한 바와 같이 관련 소자의 극성을 조정하면 된다. 제1 전압 검출 스위치(A1)에 대해서는 도 6, 도 7에 도시한 회로를 참조할 수 있다. 도 6, 도 7에 도시한 회로와 도 3, 도 4에 도시한 회로는 관련 PNP형 트랜지스터를 NPN형 트랜지스터로 바꾸고, NPN형 트랜지스터를 PNP형 트랜지스터로 바꾸는 것만 다르고 동작 원리가 완전히 동일하다. 역병렬 접속된 단방향 트랜지스터를 구동할 경우, 2개의 본 발명에 따른 구동 장치를 배치하면 된다. 제1 전압 검출 스위치(A1)가 전파 전압 검출 회로이기 때문에 기계 스위치(K1)에 의한 차단시에 소호할 때마다 1개의 단방향 사이리스터가 온 되면 된다. 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 중 하나에서는 기계 스위치(K1)의 노멀 오픈 상태에서 제1 전압 검출 스위치(A1)에 의해 제1 콘덴서(C1)에 방전 상태를 유지시켜, 대응되는 파워 디바이스가 온이 되는 것을 방지한다.
소호 장치는 상기 소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 더하여, 파워 디바이스, 제1 핀, 제2 핀, 제3 핀을 더 구비하고, 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 파워 디바이스는 절연 재료로 봉지되어 있으며, 제1 핀, 제2 핀은 각각 파워 디바이스의 제1 단자, 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 제3 핀은 제1 전류 제한 소자(R1), 단방향 도통 소자(D1) 및 제1 콘덴서(C1)의 직렬 회로의 제1 전류 제한 소자(R1)단(비고: 제1 전류 제한 소자(R1)단은 제1 콘덴서(C1)에 대한 위치이다)에 접속되어 있다. 봉지 개념도는 도 8을 참조하기 바란다. 당해 소호 장치는 사용이 편리하고 보급하기 쉽다는 이점이 있다.
상기 실시예에서는 기계 스위치(K1)가 절단되기 전에 파워 디바이스 구동용 에너지를 공급할 필요가 없다. 제1 전압 검출 스위치(A1)가 기계 스위치(K1)의 절단을 실시간으로 검출함으로써 제1 콘덴서(C1)에 대한 용량 요구를 대폭 저감하고, 제1 콘덴서(C1)의 충전 및 방전 속도를 향상시켜 전기식 소호 장치의 소호 응답 시간을 빠르게 하여, 파워 디바이스의 소호 시 온 시간을 단축한다(온 시간을 반 사이클보다 짧게 할 수 있다). 제1 콘덴서(C1)는 세라믹 칩 콘덴서가 채용되어도 되며 부피가 작고 비용이 낮으며 고내열성, 집적화 몰드 성형 프로세스에 적합할 수 있다. 실제 사용 시, 제1 콘덴서(C1)의 방전 회로에 전류 제한 저항을 직렬 접속해도 되고, 또 필요에 따라 제1 전압 검출 스위치(A1)에 정전류 회로를 채용해도 된다. 220V 교류 시스템에서는 수십 암페어의 사이리스터를 구동하기 위해 제1 전압 안정화 소자의 전압 안정값을 20V로, 제1 콘덴서(C1)의 용량을 1~5μF로, 제1 전류 제한 소자(R1)의 저항값을 330KΩ(소비 전력은 0.147W에 불과하다)로 설정할 수 있다. 사이리스터의 구동 신호는 직접 직류 전력망을 통해 제1 전류 제한 소자(R1)에 의해 전류 제한되고, 단방향 도통 소자(D1)에 의해 정류되어, 제1 콘덴서(C1)에 축적되어 공급되기 때문에 사이리스터의 구동에 트리거 트랜스가 필요하지 않고, 고압 전자 스위치가 불필요하며 신뢰성이 높고 회로가 간단하며 점유 공간이 작고 코스트 퍼포먼스가 높다는 이점이 있다. 특히 교류 전력 자체에 제로점이 있을 경우, 동기 신호가 불필요하며 3단자 회로에 의해 소호를 신속하고 정확하게 수행하는 목적을 달성할 수 있으며 접속선이 적고 사용이 편리하다. 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치를 사용하는 소호 장치는 푸쉬 버튼 스위치나 스트로크 스위치 등, 제어 코일이 없는 기계 스위치의 소호에도 적용할 수 있어 적용 범위가 넓다는 이점이 있다.
본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치의 실시예 2는 도 9에 도시한 것과 같은 것이다.
구동되는 파워 디바이스(TR1)(쌍방향 사이리스터)는 소호되는 기계 스위치(K1)에 병렬 접속되는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 검출 스위치(A1), 제1 전류 제한 소자(R1)(저항), 제1 콘덴서(C1), 단방향 도통 소자(D1)(다이오드), 제1 전압 안정화 소자(Z1)(제너 다이오드), 제2 콘덴서(C2), 제1 광전 스위치(OPT1), 제2 광전 스위치(OPT2)를 구비하고, 제1 전압 검출 스위치(A1)의 제어 단자는 파워 디바이스(TR1)의 제1 단자에 접속되고, 제1 전류 제한 소자(R1), 단방향 도통 소자(D1) 및 제1 콘덴서(C1)는 직렬 접속되어 직렬 회로가 형성되고, 직렬 회로의 일단은 급전 전원(급전 전원은 중성선이어도 되고 파워 디바이스(TR1)의 제3 단자에 대해 다른 상의 전원이어도 된다)에 접속되고, 직렬 회로의 타단은 파워 디바이스(TR1)의 제3 단자에 접속되며, 제1 전압 안정화 소자(Z1)는 단방향 도통 소자(D1)를 통해 제1 콘덴서(C1)에 병렬 접속된다(제1 전압 안정화 소자(Z1)는 제1 콘덴서(C1)에 직접 병렬 접속되어도 되나, 단방향 도통 소자(D1)에 대한 내압 요구를 높일 필요가 있다). 제1 콘덴서(C1)는 제1 광전 스위치(OPT1), 제1 전압 검출 스위치(A1), 파워 디바이스(TR1)의 제2 단자, 파워 디바이스(TR1)의 제3 단자를 통해 구동 회로를 형성하고, 제1 광전 스위치(OPT1)의 제어 단자는 전류 제한 소자(R10)를 통해 기계 스위치(K1)의 제어 단자에 접속되고, 제2 광전 스위치(OPT2)는 사이리스터 출력이 구비된 포토커플러이거나, 또는 도 10에 도시한 포토커플러로 사이리스터 등가 회로를 구동하는 것이 채용된다. 제2 광전 스위치(OPT2)의 제어 단자는 제1 전압 검출 스위치(A1)에 접속되고, 제2 광전 스위치(OPT2)의 출력 단자는 기계 스위치(K1)의 제어 코일에 직렬 접속되어 있다. 비고: 제1 콘덴서(C1)와 제2 콘덴서(C2)는 설명의 편의를 위해 구분되며, 실제 사용 시에 바꿔서 정의할 수 있다.
제1 전압 검출 스위치(A1)는 전압 제로 크로스 검출 스위치여도 된다.
동작 원리: 전원은 제1 전류 제한 소자(R1), 단방향 도통 소자(D1)를 통해 제1 전압 안정화 소자(Z1)의 전압 안정값과 거의 같아질 때까지 제1 콘덴서(C1)에 충전한다. 기계 스위치(K1)가 닫히기 전에 기계 스위치(K1)가 제어 신호를 입력하여, 제1 광전 스위치(OPT1)가 온 되고, 제1 콘덴서(C1)의 전하는 제1 광전 스위치(OPT1)를 통해 제2 콘덴서(C2)에 축적된다. 제1 전압 검출 스위치(A1)가 제로 크로스로 온이 될 경우, 제1 콘덴서(C1), 제2 콘덴서(C2)의 전하는 제1 광전 스위치(OPT1), 제1 전압 검출 스위치(A1)를 통해 파워 디바이스(TR1)를 온으로 구동하고, 제2 광전 스위치(OPT2)가 온이 되고, 기계 스위치(K1)가 닫히고 제1 전압 검출 스위치(A1)가 오프가 된다. 기계 스위치(K1)로 차단할 경우 제1 광전 스위치(OPT1)가 오프가 되고, 제1 전압 검출 스위치(A1)가 온이 되며, 제2 콘덴서(C2)는 제1 전압 검출 스위치(A1)를 통해 파워 디바이스(TR1)를 온으로 구동하고, 제1 전압 검출 스위치(A1)를 흐르는 전류가 그 최소 유지 전류보다 작을 경우에 자동적으로 오프가 된다. 파워 디바이스(TR1)가 실시간으로 구동되어 소호되며, 파워 디바이스(TR1)의 온 시간이 짧다는 목적이 달성된다.
본 실시예는 릴레이 등의 제로 크로스로 온 되는 기계 스위치의 전기식 소호 장치의 구동에 적용할 수 있다. 제2 광전 스위치(OPT2)에 의해 파워 디바이스(TR1)가 제로 크로스로 온이 되기 전에 기계 스위치(K1)가 닫히는 것을 피하는 점에서 유리하다. 기계 스위치(K1)의 동작 속도가 반 사이클보다 길 경우, 제2 광전 스위치(OPT2)를 생략해도 된다. 제1 광전 스위치(OPT1)에 의해, 기계 스위치(K1)로 인한 차단시 소호에 대한 파워 디바이스(TR1)의 온 시간을 저감하고, 본 장치의 2차 응답 속도를 빠르게 하는 점에서 유리하다. 또한 제로 크로스로 온이 될 때, 2개의 콘덴서에 의해 파워 디바이스(TR1)의 구동 에너지가 동시에 공급되기 때문에, 기계 스위치(K1)가 닫히기 전에 파워 디바이스(TR1)의 구동 에너지가 중단되지 않는 것을 확보할 수 있다. 제2 콘덴서(C2)의 용량은 제1 콘덴서(C1)의 용량보다 훨씬 크며 적어도 10배 크다. 본 실시예에서는 필요에 따라 집적화해도 되고, 제2 콘덴서(C2)를 외부에 배치해도 된다.
본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치의 실시예 3은 도 11에 도시한 것과 같은 것이다.
구동되는 파워 디바이스(QA)(전계 효과 트랜지스터이며, IGBT 등의 전압 제어형 디바이스를 사용해도 된다)는 소호되는 기계 스위치(K1)에 병렬 접속되는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 검출 스위치(A1), 제2 전압 검출 스위치(A2), 포토커플러(OPT1), 제1 반도체 스위치(D1)(다이오드), 제1 전류 제한 소자(R1), 제1 콘덴서(C1), 제1 전압 안정화 소자(Z1)(제너 다이오드), 제3 저항(R3)을 구비하고, 제1 전압 검출 스위치(A1), 파워 디바이스(QA)의 제2 단자 및 파워 디바이스(QA)의 제3 단자는 파워 디바이스(QA)의 구동 회로를 형성한다. 제1 전압 검출 스위치(A1)의 제어 단자는 파워 디바이스(QA)의 제1 단자에 접속되어 있다. 제2 전압 검출 스위치(A2)의 양 단자는 각각 파워 디바이스(QA)의 제2 단자, 파워 디바이스(QA)의 제3 단자에 접속되고, 제2 전압 검출 스위치(A2) 및 제1 전압 검출 스위치(A1)는 직렬 접속되어 제1 직렬 회로가 형성되고, 제2 전압 검출 스위치(A2)의 제어 단자는 제1 직렬 회로의 제1 전압 검출 스위치(A1)단에 접속되어 있다. 제2 전압 검출 스위치(A2)는 구동 신호의 전압에 의해 파워 디바이스(QA)가 포화 상태가 되지 않을 경우에 온이 된다. 포토커플러(OPT1)는 제1 전압 검출 스위치(A1)를 이네이블로 하기 위한 것이며, 포토커플러(OPT1)의 제어 단자는 기계 스위치(K1)의 제어 단자에 접속되어 있다. 제1 반도체 스위치(D1), 제1 콘덴서(C1) 및 제1 전류 제한 소자(R1)는 순차적으로 직렬 접속되어 제2 직렬 회로가 형성되고, 제2 직렬 회로는 기계 스위치(K1)의 부하(RL)에 병렬 접속되고, 제2 직렬 회로의 제1 반도체 스위치(D1)단은 파워 디바이스(QA)의 제3 단자에 접속되고, 제1 반도체 스위치(D1)와 제1 콘덴서(C1)의 공통단은 파워 디바이스(QA)의 제2 단자에 접속되고, 제1 반도체 스위치(D1) 및 제1 콘덴서(C1)가 직렬 접속되어 이루어진 제3 직렬 회로는 제1 전압 검출 스위치(A1)에 병렬 접속되어 있다. 제1 전압 안정화 소자(Z1)는 제1 반도체 스위치(D1)를 통해 제1 콘덴서(C1)에 병렬 접속되어 있다(제1 전압 안정화 소자(Z1)는 제1 콘덴서(C1)에 직접 병렬 접속되어도 된다). 제1 반도체 스위치(D1)의 캐소드는 제1 콘덴서(C1)에 접속되어 있다. 기계 스위치(K1)의 동작 주파수가 높지 않을 경우 포토커플러(OPT1)를 생략해도 된다. 제3 저항(R3)은 양단이 각각 파워 디바이스(QA)의 제2 단자, 파워 디바이스(QA)의 제3 단자에 접속되고, 제1 콘덴서(C1)의 방전 경로를 제공하고, 파워 디바이스(QA)에 저항이 내장된 경우에 생략해도 된다.
제1 전압 검출 스위치(A1)는 도 12에 도시한 바와 같이 트리거 스위치(TG1), 제8 트랜지스터(Q8), 제3 콘덴서(C3), 제2 저항(R2), 제9 저항(R9), 다이오드(D2)를 구비하고, 트리거 스위치(TG1)는 제1 반도체 스위치(D1) 및 제1 콘덴서(C1)가 직렬 접속되어 이루어진 제3 직렬 회로에 병렬 접속되고, 파워 디바이스(QA)의 제3 단자와 파워 디바이스(QA)의 제1 단자 사이의 전위차 신호는 제2 저항(R2), 제3 콘덴서(C3) 및 제8 트랜지스터(Q8)에 의해 증폭된 후에 트리거 스위치(TG1)의 트리거 극에 전달되고, 제9 저항(R9)은 다이오드(D2)에 병렬 접속되고, 다이오드(D2)는 제8 트랜지스터(Q8)의 베이스 및 제8 트랜지스터(Q8)의 이미터에 역병렬 접속되어 있다. 제2 저항(R2)은 전류 제한용이고, 제9 저항(R9)은 회로의 내(耐)간섭 능력을 향상시키기 위한 것이며, 제2 저항(R2), 제9 저항(R9)은 필요에 따라 선택할 수 있다. 트리거 스위치(TG1)는 사이리스터 또는 도 13에 도시한 사이리스터 등가 회로를 이용할 수 있다.
제2 전압 검출 스위치(A2)는 도 14에 도시한 바와 같이 저항 및 트랜지스터로 이루어지며, 제3 전압 안정화 소자(Z3), 제6 트랜지스터(Q6), 제7 트랜지스터(Q7), 제11 저항(R11), 제12 저항(R12), 제13 저항(R13)을 구비하고, 제6 트랜지스터(Q6)의 콜렉터는 제7 트랜지스터(Q7)의 베이스에 접속되고, 제6 트랜지스터(Q6)의 콜렉터는 제12 저항(R12)을 통해 제7 트랜지스터(Q7)의 콜렉터에 접속되고, 제7 트랜지스터(Q7)의 콜렉터 및 제7 트랜지스터(Q7)의 이미터는 제2 전압 검출 스위치(A2)의 주 회로단이고, 제13 저항(R13), 제3 전압 안정화 소자(Z3), 제6 트랜지스터(Q6)의 베이스 및 제6 트랜지스터(Q6)의 이미터는 직렬 접속되어 제4 직렬 회로가 형성되고, 제4 직렬 회로는 제1 콘덴서(C1)에 병렬 접속되고, 제11 저항(R11)의 양단은 각각 제6 트랜지스터(Q6)의 베이스, 제6 트랜지스터(Q6)의 이미터에 접속되고, 제6 트랜지스터(Q6)의 이미터는 제7 트랜지스터(Q7)의 이미터에 접속되어 있다.
제2 전압 검출 스위치(A2)에는 2단자 회로를 이용할 경우, 도 15에 도시한 바와 같이 제3 전압 안정화 소자(Z3), 제6 트랜지스터(Q6), 제7 트랜지스터(Q7), 제11 저항(R11), 제12 저항(R12), 제13 저항(R13), 제4 콘덴서(C4)를 구비하고, 제6 트랜지스터(Q6)의 콜렉터는 제7 트랜지스터(Q7)의 베이스에 접속되고, 제6 트랜지스터(Q6)의 콜렉터는 제12 저항(R12)을 통해 제7 트랜지스터(Q7)의 콜렉터에 접속되고, 제7 트랜지스터(Q7)의 콜렉터 및 제7 트랜지스터(Q7)의 이미터는 제2 전압 검출 스위치(A2)의 주 회로단이고, 제13 저항(R13), 제3 전압 안정화 소자(Z3), 제6 트랜지스터(Q6)의 베이스 및 제6 트랜지스터(Q6)의 이미터는 직렬 접속되어 직렬 회로가 형성되고, 당해 직렬 회로는 제2 전압 검출 스위치(A2)의 주 회로단에 병렬 접속되고(즉, 제7 트랜지스터(Q7)의 콜렉터, 제7 트랜지스터(Q7)의 이미터에 병렬 접속되어 있다), 제11 저항(R11)의 양단은 각각 제6 트랜지스터(Q6)의 베이스, 제6 트랜지스터(Q6)의 이미터에 접속되고, 제6 트랜지스터(Q6)의 이미터는 제7 트랜지스터(Q7)의 이미터에 접속되고, 제4 콘덴서(C4)의 양단은 각각 제7 트랜지스터(Q7)의 베이스, 제7 트랜지스터(Q7)의 이미터에 접속되어 있다.
소호 장치는 상기 소호용 파워 디바이스의 구동 장치(포토커플러(OPT1)를 생략했을 경우)에 더하여, 파워 디바이스(QA), 제1 핀(PA), 제2 핀(PB), 제3 핀(PC)을 구비하고, 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 파워 디바이스는 절연 재료로 봉지되어 있고, 제1 핀(PA), 제2 핀(PB)은 각각 파워 디바이스의 제1 단자, 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 제3 핀(PC)은 제2 직렬 회로의 제1 전류 제한 소자(R1)단에 접속되어 있다. 봉지 개념도는 도 8을 참조하기 바란다.
포토커플러(OPT1)를 구비할 경우, 제4 핀(PD)과 제5 핀(PE)을 더 구비하며, 제1 핀(PA), 제2 핀(PB)은 각각 파워 디바이스의 제1 단자, 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 제3 핀(PC)은 제2 직렬 회로의 제1 전류 제한 소자단(급전 전원단)에 접속되고, 제4 핀(PD), 제5 핀(PE)은 포토커플러(OPT1)의 제어 단자에 접속되어 있다. 봉지 개념도는 도 16을 참조하기 바란다.
동작 원리: 기계 스위치(K1)가 급전되어 닫히고, 전원이 제1 전류 제한 소자(R1), 제1 반도체 스위치(D1)를 통해 제1 전압 안정화 소자(Z1)의 전압 안정값과 거의 같아질 때까지 제1 콘덴서(C1)에 충전한다. 기계 스위치(K1)가 닫힌 상태에서 제1 전압 검출 스위치(A1)가 오프가 되고, 제2 전압 검출 스위치(A2)가 오프가 된다. 기계 스위치(K1)에 대한 전력 공급이 끊겼을 경우, 포토커플러(OPT1)가 오프가 되고, 제1 전압 검출 스위치(A1)가 이네이블되며, 제1 전압 검출 스위치(A1)가 파워 디바이스(QA)의 양 단자에 전위차가 있다고 검출했을 경우(즉, 기계 스위치(K1)의 절단을 실시간으로 검출했을 경우)에 트리거 스위치(TG1)가 트리거되어 온이 되고, 제1 콘덴서(C1)의 전하가 제1 전압 검출 스위치(A1)를 통해 파워 디바이스(QA)에 전달되어 파워 디바이스(QA)를 온으로 구동한다. 제2 전압 검출 스위치(A2)는 구동 신호의 전압에 의해 파워 디바이스(QA)가 포화 상태가 되지 않을 경우에 온이 되고, 제1 콘덴서(C1)의 방전을 빠르게 하여 파워 디바이스(QA)를 급속하게 오프시킨다. 파워 디바이스(QA)를 실시간으로 온으로 구동하여 소호하는 목적이 달성된다.
본 실시예에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치는 아래의 이점이 있다.
제2 전압 검출 스위치(A2)에 의해 파워 디바이스가 증폭 영역에서 동작하는 것을 방지하여, 파워관의 과부하 내량을 높이고 온도 상승을 저감한다. 제1 콘덴서(C1)의 방전 속도 및 제2 전압 검출 스위치(A2)의 오프를 빨리함으로써 소호 장치의 응답 속도를 빨리한다. 파워 디바이스(QA)는 직류의 소호에 이용된다. 제1 콘덴서(C1)의 충전에는 다이오드를 직렬 접속하는(즉, 제1 반도체 스위치(D1) 및 제1 콘덴서(C1)가 직렬 접속되어 이루어진 제3 직렬 회로는 제1 전압 검출 스위치(A1)에 병렬 접속됨) 형태를 채용하고, 제1 콘덴서(C1)의 풀 업 전류에 의해 파워 디바이스(QA)를 온으로 구동하고, 음극에 부하가 접속된 NPN형 트랜지스터, N채널 효과 트랜지스터, IGBT의 구동에 유리하다. 또한 제1 전압 검출 스위치(A1)는 용량(제3 콘덴서(C3))과 결합하는 형태가 채용되고, 기계 스위치(K1)의 절단 상태에서의 소비 전력은 제로이며, 자동차 등의 경우에 유리하게 적용할 수 있다. 그리고 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치를 이용하는 소호 장치는 동기 신호가 불필요하며, 푸쉬 버튼 스위치, 배형상 스위치(rocker switch), 스트로크 스위치 등, 제어 코일이 없는 기계 스위치의 소호에 적용할 수 있어 적용 범위가 넓다는 이점이 있다.
본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치의 실시예 4는 도 17에 도시한 것과 같은 것이다.
구동되는 파워 디바이스(QA)(전계 효과 트랜지스터이며, IGBT 등의 전압 제어형 디바이스를 사용해도 된다)는 소호되는 기계 스위치(K1)에 병렬 접속되는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 검출 스위치(A1), 제2 전압 검출 스위치(A2), 제1 전류 제한 소자(R1), 제1 콘덴서(C1), 제1 전압 안정화 소자(Z1)(제너 다이오드), 제3 저항(R3), 제어 유닛(C), 제1 포토커플러(OPT1), 제2 포토커플러(OPT2)를 구비하고, 제1 전압 검출 스위치(A1)의 제어 단자는 파워 디바이스(QA)의 제1 단자에 접속되고, 제2 전압 검출 스위치(A2)의 양 단자는 각각 파워 디바이스(QA)의 제2 단자, 파워 디바이스(QA)의 제3 단자에 접속되고, 제2 전압 검출 스위치(A2)는 제1 전압 검출 스위치(A1)에 직렬 접속되어 제1 직렬 회로가 형성되고, 제2 전압 검출 스위치(A2)의 제어 단자는 제1 직렬 회로의 제1 전압 검출 스위치(A1)단에 접속되고, 제1 포토커플러(OPT1)의 출력 단자, 제2 포토커플러(OPT2)의 제어 단자는 제1 전압 검출 스위치(A1)에 접속되고, 제1 포토커플러(OPT1), 파워 디바이스(QA)의 구동 전원은 PC단 전원이 제1 전류 제한 소자(R1)를 통해 제1 콘덴서(C1)에 축적되어 공급되고, 제2 포토커플러(OPT2)의 출력 신호는 제어 유닛(C)에 전달되고, 제1 포토커플러(OPT1)의 제어 단자는 제어 유닛(C)에 접속되고, 제1 전압 안정화 소자(Z1)는 제1 콘덴서(C1)에 병렬 접속되어 있다. 제3 저항(R3)은 양단이 각각 파워 디바이스(QA)의 제2 단자, 파워 디바이스(QA)의 제3 단자에 접속되고, 제1 콘덴서(C1)의 방전 경로를 제공하고, 파워 디바이스(QA)에 저항이 내장된 경우에 생략해도 된다. 비고: 도 17에 도시한 바와 같이 제1 포토커플러(OPT1)의 출력 단자, 제2 포토커플러(OPT2)의 제어 단자 및 제1 전압 검출 스위치(A1)는 파워 디바이스(QA)의 구동 회로에 직렬 접속되고, 실제 적용시 제1 전압 검출 스위치(A1)의 내부 회로에 접속되어도 된다.
동작 원리: 본 장치는 급전되고, 전원은 제1 전류 제한 소자(R1)를 통해 제1 전압 안정화 소자(Z1)의 전압 안정값과 거의 같아질 때까지 제1 콘덴서(C1)에 충전한다. 기계 스위치(K1)가 닫힌 상태에서 제1 전압 검출 스위치(A1)가 오프가 되고, 제2 전압 검출 스위치(A2)가 오프가 된다. 기계 스위치(K1)에 대한 전력 공급이 끊겼을 경우, 제1 전압 검출 스위치(A1)가 파워 디바이스(QA)의 양 단자에 전위차가 있다고 검출했을 경우에(즉, 기계 스위치(K1)의 절단을 실시간으로 검출했을 경우에) 온이 되고, 제1 콘덴서(C1)의 전하가 제1 포토커플러(OPT1), 제2 포토커플러(OPT2)의 제어 단자, 제1 전압 검출 스위치(A1)를 통해 파워 디바이스(QA)에 전달되어 파워 디바이스(QA)를 온으로 구동한다. 제2 포토커플러(OPT2)의 출력 신호는 제어 유닛(C)에 전달되고, 제어 유닛(C)은 제1 포토커플러(OPT1)를 통해 제1 콘덴서(C1)의 방전이 정지되도록 제어한다. 제2 전압 검출 스위치(A2)는 구동 신호의 전압에 의해 파워 디바이스(QA)가 포화 상태가 되지 않을 경우에 온이 되고, 파워 디바이스(QA)의 결합 용량에 방전시켜 파워 디바이스(QA)를 급속하게 오프시킨다. 파워 디바이스(QA)가 실시간으로 구동되어 소호되며, 파워 디바이스(QA)의 온 시간이 짧다는 목적이 달성된다. 비고: 파워 디바이스(QA)가 사이리스터인 경우, 제2 전압 검출 스위치(A2)를 생략해도 된다.
본 실시예에서는 제1 전압 검출 스위치(A1)에 의해 파워 디바이스(QA)를 실시간으로 온으로 구동하여 소호를 한다. 제2 포토커플러(OPT2)는 신호를 제어 유닛(C)에 피드백하고, 또한 제어 유닛(C)은 제1 포토커플러(OPT1)를 통해 파워 디바이스(QA)의 오프를 제어함으로써 파워 디바이스(QA)의 소호 속도가 빠르면서 파워 디바이스(QA)의 소호 온 시간이 짧다는 이점이 있다.
상기 실시예에서는 필요에 따라 콘덴서에 저항이 직렬 접속되어도 되고, 콘덴서에 정전류 회로가 직렬 접속되어도 된다. 파워 디바이스 등의 비자기 소호형 또는 자기 소호형 디바이스의 구동단에 저항이 직렬 접속 또는 병렬 접속되어도 된다. 본 발명의 봉지 개념도에서 핀에 부호를 붙이지 않은 것은, 핀의 배열 순서와 대응하는 회로와의 접속 관계는 프로세스 및 외부의 세트 제품에 따라 임의로 설정할 수 있고, 또한 그 외형도 한정되지 않으며 종래의 봉지 외형 및 핀 형태를 채용할 수 있기 때문이다.
이상으로부터, 본 발명에 따른 제1 전압 검출 스위치는 기계 스위치의 절단을 실시간으로 검출하고 파워 디바이스를 구동하기 위한 구동 에너지를 대폭 저감할 수 있다. 제1 전압 검출 스위치의 제어 에너지는 파워 디바이스의 양 단자에서 공급되고, 제1 전압 검출 스위치(A1)의 입력 회로와, 제1 전압 검출 스위치(A1)의 출력 회로와, 파워 디바이스의 사이는 절연 분리되지 않기 때문에 비용이 낮고 부피가 작다는 이점이 있다. 본 발명의 실시예에 따른 구동 에너지는 파워 디바이스가 배치된 전력망에 의해 비절연적으로 공급되고, 콘덴서로 에너지가 축적되며 콘덴서에서 제1 전압 검출 스위치(기계 스위치의 절단을 실시간으로 검출함)를 통해 방전하는 형태에 의해 파워 디바이스를 온으로 구동하여, 콘덴서의 용량에 대한 요구가 낮다(수 μF여도 된다). 콘덴서는 세라믹 칩 콘덴서를 채용해도 되며, 회로가 간단하고 소비 전력이 작으며 비용이 낮고 응답 속도가 빠르며 파워 디바이스의 온 시간이 적고 집적화하기 쉬운 이점이 있다. 집적화된 소호용 파워 디바이스 구동 집적 회로로 할 수 있어 전기식 소호 기술의 보급에 유리하다. 또한 본 발명에 따른 소호용 파워 디바이스의 구동 장치를 이용하는 소호 장치에 의하면, 제로 크로스로 온하는 것이 불필요한 경우 동기 신호를 필요로 하지 않으며, 푸쉬 버튼 스위치, 스트로크 스위치 등 제어 코일이 없는 기계 스위치의 소호에 적용할 수 있어 적용 범위가 넓다는 이점이 있다. 본 발명에 따른 파워 디바이스를 구비한 소호 장치는 부피가 작고 사용이 편리하다는 이점이 있다.

Claims (47)

  1. 구동되는 파워 디바이스와, 소호되는 기계 스위치가 병렬 접속되는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치에 있어서, 제1 전압 검출 스위치를 구비하고, 상기 제1 전압 검출 스위치의 입력 단자는 상기 파워 디바이스의 양 단자에 접속되고, 상기 제1 전압 검출 스위치는 상기 파워 디바이스의 구동 회로에 직렬 접속되고, 상기 제1 전압 검출 스위치는 상기 파워 디바이스의 양 단자에 전위차가 있다고 검출했을 경우에 온이 되고, 상기 제1 전압 검출 스위치는 구동 신호를 상기 파워 디바이스에 전달하여 상기 파워 디바이스를 온으로 구동하고, 상기 제1 전압 검출 스위치는 비자기 소호형 스위치, 또는 임계값이 상기 파워 디바이스의 온 전압보다 작은 자기 소호형 스위치인 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전압 검출 스위치의 입력 회로와, 상기 제1 전압 검출 스위치의 출력 회로와, 상기 파워 디바이스의 사이는 절연 분리되지 않는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전압 검출 스위치는 제2 전류 제한 소자와 반도체 스위치를 구비하고, 상기 파워 디바이스의 양 단자의 전위차 신호는 상기 제2 전류 제한 소자를 통해 상기 반도체 스위치의 제어 단자에 전달되고, 상기 반도체 스위치는 상기 구동 회로에 직렬 접속되며, 상기 제2 전류 제한 소자는 저항 또는 콘덴서인 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 반도체 스위치는 트랜지스터로 사이리스터 등가 회로를 구동하는 회로, 또는 사이리스터 등가 회로, 또는 사이리스터인 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 사이리스터 등가 회로 또는 상기 사이리스터는 상기 구동 회로에 직렬 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 사이리스터 등가 회로는 PNP형 트랜지스터와 NPN형 트랜지스터를 구비하고, 상기 PNP형 트랜지스터의 베이스는 상기 NPN형 트랜지스터의 콜렉터에 접속되고, 상기 PNP형 트랜지스터의 콜렉터는 상기 NPN형 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 상기 PNP형 트랜지스터의 이미터 및 상기 NPN형 트랜지스터의 이미터는 상기 구동 회로에 직렬 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    제1 콘덴서를 구비하고, 상기 제1 전압 검출 스위치의 제어 단자는 상기 파워 디바이스의 제1 단자에 접속되고, 상기 제1 콘덴서는 상기 제1 전압 검출 스위치, 상기 파워 디바이스의 제2 단자, 제3 단자를 통해 구동 회로를 형성하고, 상기 제1 콘덴서는 상기 제1 콘덴서에 충전하기 위한 스위치 또는 제1 전류 제한 소자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 전압 검출 스위치는 제1 전압 검출 스위치의 최소 온 전류가 될 때까지 상기 제1 콘덴서에 방전시키는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 파워 디바이스는 단방향 사이리스터 또는 쌍방향 사이리스터이고, 상기 소호용 파워 디바이스의 구동 장치는 단방향 도통 소자와 제1 전압 안정화 소자를 더 구비하며, 상기 제1 전류 제한 소자, 상기 단방향 도통 소자 및 상기 제1 콘덴서는 직렬 접속되어 직렬 회로가 형성되고, 상기 직렬 회로의 일단은 급전 전원에 접속되고, 상기 직렬 회로의 타단은 상기 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 상기 제1 콘덴서는 상기 제1 전압 검출 스위치, 상기 파워 디바이스의 제2 단자 및 상기 파워 디바이스의 제3 단자를 통해 구동 회로를 형성하고, 상기 제1 전압 안정화 소자는 상기 제1 콘덴서에 병렬 접속되어 있거나, 또는 상기 제1 전압 안정화 소자는 상기 단방향 도통 소자를 통해 상기 제1 콘덴서에 병렬 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 전압 검출 스위치는 전파 전압 검출 회로인 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 급전 전원은 상기 파워 디바이스가 배치된 전력망에 의해 비절연적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 급전 전원은 중성선이거나, 또는 상기 파워 디바이스의 제3 단자에 대해 다른 상(phase)의 전원인 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  13. 청구항 9에 있어서,
    제2 콘덴서와 제1 광전 스위치를 더 구비하고, 상기 제1 전압 검출 스위치는 전압 제로 크로스 검출 스위치이며, 상기 제1 콘덴서는 상기 제1 광전 스위치, 상기 제1 전압 검출 스위치, 상기 파워 디바이스의 제2 단자 및 상기 파워 디바이스의 제3 단자를 통해 구동 회로를 형성하고, 상기 기계 스위치가 닫히기 전에 상기 제1 광전 스위치가 온이 되고, 상기 제1 콘덴서의 전하가 상기 제1 광전 스위치를 통해 상기 제2 콘덴서에 축적되고, 상기 제1 전압 검출 스위치가 온이 될 때, 제1 콘덴서의 전하가 상기 제1 광전 스위치 및 상기 제1 전압 검출 스위치를 통해 상기 파워 디바이스를 온으로 구동하고, 그 후 상기 기계 스위치가 닫히고, 상기 제1 전압 검출 스위치가 오프가 되고, 상기 기계 스위치에 의해 차단할 경우 상기 제1 광전 스위치가 오프가 되고, 상기 제1 전압 검출 스위치가 온이 되며, 상기 제2 콘덴서가 상기 제1 전압 검출 스위치를 통해 상기 파워 디바이스를 온으로 구동하는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 광전 스위치의 제어 단자는 전류 제한 소자를 통해 상기 기계 스위치의 제어 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  15. 청구항 13에 있어서,
    제2 광전 스위치를 구비하고, 상기 제2 광전 스위치는 사이리스터 출력이 구비된 포토커플러, 또는 포토커플러로 사이리스터 등가 회로를 구동하는 것이며, 상기 제2 광전 스위치의 제어 단자는 상기 제1 전압 검출 스위치에 접속되고, 상기 제2 광전 스위치의 출력 단자는 상기 기계 스위치의 제어 코일에 직렬 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 파워 디바이스는 사이리스터이고, 상기 제1 전압 검출 스위치는 제2 전류 제한 소자, 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 제3 트랜지스터, 제4 트랜지스터를 구비하고, 상기 제2 트랜지스터의 이미터는 상기 제3 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 상기 제2 트랜지스터의 베이스는 상기 제3 트랜지스터의 이미터에 접속되고, 상기 제2 트랜지스터의 콜렉터는 상기 제1 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 상기 제4 트랜지스터의 베이스는 상기 제3 트랜지스터의 콜렉터에 접속되고, 상기 제4 트랜지스터의 콜렉터는 상기 제2 트랜지스터의 이미터에 접속되고, 상기 제4 트랜지스터의 이미터는 상기 제1 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 상기 제2 트랜지스터의 베이스는 상기 제2 전류 제한 소자를 통해 상기 파워 디바이스의 제1 단자에 접속되고, 상기 제2 트랜지스터의 이미터는 상기 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 상기 제1 트랜지스터의 이미터 및 상기 제1 트랜지스터의 콜렉터는 상기 구동 회로에 직렬 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    제5 트랜지스터를 더 구비하고, 상기 제5 트랜지스터의 베이스는 상기 제1 트랜지스터의 콜렉터에 접속되고, 상기 제5 트랜지스터의 콜렉터는 상기 제1 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 상기 제5 트랜지스터의 이미터는 상기 구동 회로에 직렬 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 파워 디바이스는 사이리스터이고, 상기 제1 전압 검출 스위치는 제2 전류 제한 소자, 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 제3 트랜지스터, 제4 트랜지스터를 구비하고, 상기 제2 트랜지스터의 이미터는 상기 제3 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 상기 제2 트랜지스터의 베이스는 상기 제3 트랜지스터의 이미터에 접속되고, 상기 제2 트랜지스터의 콜렉터는 상기 제1 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 상기 제4 트랜지스터의 베이스는 상기 제3 트랜지스터의 콜렉터에 접속되고, 상기 제4 트랜지스터의 콜렉터는 상기 제2 트랜지스터의 이미터에 접속되고, 상기 제4 트랜지스터의 이미터는 상기 제1 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 상기 제2 트랜지스터의 베이스는 상기 제2 전류 제한 소자를 통해 상기 파워 디바이스의 제1 단자에 접속되고, 상기 제1 트랜지스터의 콜렉터는 상기 제2 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 상기 제2 트랜지스터의 이미터는 상기 파워 디바이스의 제2 단자에 접속되고, 상기 제1 트랜지스터의 이미터 및 상기 제2 트랜지스터의 이미터는 상기 파워 디바이스의 구동 회로에 직렬 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  19. 청구항 1에 있어서,
    제2 전압 검출 스위치를 더 구비하고,
    상기 제1 전압 검출 스위치, 상기 파워 디바이스의 제2 단자 및 상기 파워 디바이스의 제3 단자는 상기 파워 디바이스의 구동 회로를 형성하고,
    상기 제1 전압 검출 스위치의 제어 단자는 상기 파워 디바이스의 제1 단자에 접속되고,
    상기 제2 전압 검출 스위치의 양 단자는 각각 상기 파워 디바이스의 제2 단자, 상기 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제2 전압 검출 스위치는 상기 제1 전압 검출 스위치에 직렬 접속되어 제1 직렬 회로가 형성되고, 상기 제2 전압 검출 스위치의 제어 단자는 상기 제1 직렬 회로의 제1 전압 검출 스위치단에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 제2 전압 검출 스위치는 상기 구동 신호의 전압에 의해 상기 파워 디바이스가 포화 상태가 되지 않을 경우에 온이 되는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  22. 청구항 19에 있어서,
    상기 제2 전압 검출 스위치는 저항과 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  23. 청구항 19에 있어서,
    제1 콘덴서를 구비하고, 상기 제2 전압 검출 스위치는 제3 전압 안정화 소자, 제6 트랜지스터, 제7 트랜지스터, 제11 저항, 제12 저항, 제13 저항을 구비하고, 상기 제6 트랜지스터의 콜렉터는 상기 제7 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 상기 제6 트랜지스터의 콜렉터는 상기 제12 저항을 통해 상기 제7 트랜지스터의 콜렉터에 접속되고, 상기 제7 트랜지스터의 콜렉터 및 제7 트랜지스터의 이미터는 상기 제2 전압 검출 스위치의 주 회로단이고, 상기 제13 저항, 상기 제3 전압 안정화 소자 및 상기 제6 트랜지스터의 베이스는 상기 제6 트랜지스터의 이미터에 직렬 접속되어 제4 직렬 회로가 형성되고, 상기 제4 직렬 회로는 상기 제1 콘덴서에 병렬 접속되고, 상기 제11 저항의 양단은 각각 상기 제6 트랜지스터의 베이스, 상기 제6 트랜지스터의 이미터에 접속되고, 상기 제6 트랜지스터의 이미터는 상기 제7 트랜지스터의 이미터에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  24. 청구항 19에 있어서,
    상기 제2 전압 검출 스위치는 제3 전압 안정화 소자, 제6 트랜지스터, 제7 트랜지스터, 제11 저항, 제12 저항, 제13 저항, 제4 콘덴서를 구비하고, 상기 제6 트랜지스터의 콜렉터는 상기 제7 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 상기 제6 트랜지스터의 콜렉터는 상기 제12 저항을 통해 상기 제7 트랜지스터의 콜렉터에 접속되고, 상기 제7 트랜지스터의 콜렉터 및 상기 제7 트랜지스터의 이미터는 상기 제2 전압 검출 스위치의 주 회로단이고, 상기 제13 저항, 상기 제3 전압 안정화 소자 및 상기 제6 트랜지스터의 베이스는 상기 제6 트랜지스터의 이미터에 직렬 접속되어 직렬 회로가 형성되고, 상기 직렬 회로는 상기 제2 전압 검출 스위치의 주 회로단에 병렬 접속되고, 상기 제11 저항의 양단은 각각 상기 제6 트랜지스터의 베이스, 상기 제6 트랜지스터의 이미터에 접속되고, 상기 제6 트랜지스터의 이미터는 상기 제7 트랜지스터의 이미터에 접속되고, 상기 제4 콘덴서의 양단은 각각 상기 제7 트랜지스터의 베이스, 상기 제7 트랜지스터의 이미터에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  25. 청구항 19에 있어서,
    제1 반도체 스위치, 제1 전류 제한 소자, 제1 콘덴서를 구비하고, 상기 제1 반도체 스위치, 상기 제1 콘덴서 및 상기 제1 전류 제한 소자는 순차적으로 직렬 접속되어 제2 직렬 회로가 형성되고, 상기 제2 직렬 회로는 상기 기계 스위치의 부하에 병렬 접속되고, 상기 제2 직렬 회로의 상기 제1 반도체 스위치단은 상기 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 상기 제1 반도체 스위치와 상기 제1 콘덴서의 공통단은 상기 파워 디바이스의 제2 단자에 접속되고, 상기 제1 반도체 스위치 및 상기 제1 콘덴서가 직렬 접속되어 이루어진 제3 직렬 회로는 상기 제1 전압 검출 스위치에 병렬 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  26. 청구항 25에 있어서,
    제1 전압 안정화 소자를 구비하고, 상기 제1 전압 안정화 소자는 상기 제1 콘덴서에 병렬 접속되어 있거나, 또는 상기 제1 전압 안정화 소자는 상기 제1 반도체 스위치를 통해 상기 제1 콘덴서에 병렬 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  27. 청구항 25에 있어서,
    상기 제1 반도체 스위치는 다이오드이고, 상기 다이오드의 캐소드는 상기 제1 콘덴서에 접속되고, 상기 파워 디바이스는 직류의 소호에 이용되는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  28. 청구항 25에 있어서,
    상기 제1 전압 검출 스위치는 트리거 스위치, 트랜지스터, 제3 콘덴서를 구비하고, 상기 트리거 스위치는 상기 제3 직렬 회로에 병렬 접속되고, 상기 파워 디바이스의 제3 단자와 상기 파워 디바이스의 제1 단자 사이의 전위차 신호는 상기 제3 콘덴서 및 상기 트랜지스터에 의해 증폭된 후에 상기 트리거 스위치의 트리거 극에 전달되는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 트리거 스위치는 사이리스터 또는 사이리스터 등가 회로인 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  30. 청구항 25 내지 29 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전압 검출 스위치를 이네이블로 하기 위한 포토커플러를 더 구비하고, 상기 포토커플러의 제어 단자는 상기 기계 스위치의 제어 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  31. 청구항 1 또는 19에 있어서,
    제어 유닛, 제1 포토커플러, 제2 포토커플러를 더 구비하고, 상기 제1 포토커플러의 출력 단자 및 상기 제2 포토커플러의 제어 단자는 상기 제1 전압 검출 스위치에 접속되고, 상기 제2 포토커플러의 출력 신호는 상기 제어 유닛에 출력되며, 상기 제1 포토커플러의 제어 단자는 상기 제어 유닛에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  32. 청구항 19에 있어서,
    상기 파워 디바이스는 전압 제어형 디바이스인 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  33. 청구항 32에 있어서,
    상기 파워 디바이스는 전계 효과 트랜지스터 또는 IGBT인 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  34. 청구항 1에 있어서,
    상기 파워 디바이스는 직류의 소호에 이용되며, 상기 소호용 파워 디바이스의 구동 장치는 제1 반도체 스위치, 제1 전류 제한 소자, 제1 콘덴서를 구비하고, 상기 제1 반도체 스위치, 상기 제1 콘덴서 및 상기 제1 전류 제한 소자는 순차적으로 직렬 접속되어 제2 직렬 회로가 형성되고, 상기 제2 직렬 회로는 상기 기계 스위치의 부하에 병렬 접속되고, 상기 제2 직렬 회로의 제1 반도체 스위치단은 상기 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 상기 제1 반도체 스위치와 상기 제1 콘덴서의 공통단은 상기 파워 디바이스의 제2 단자에 접속되고, 상기 제1 반도체 스위치 및 상기 제1 콘덴서가 직렬 접속되어 이루어진 제3 직렬 회로는 상기 제1 전압 검출 스위치에 병렬 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  35. 청구항 34에 있어서,
    상기 제1 전압 검출 스위치는 트리거 스위치, 트랜지스터, 제3 콘덴서를 구비하고, 상기 트리거 스위치는 상기 제3 직렬 회로에 병렬 접속되고, 상기 파워 디바이스의 제3 단자와 상기 파워 디바이스의 제1 단자 사이의 전위차 신호는 상기 제3 콘덴서 및 상기 트랜지스터에 의해 증폭된 후에 상기 트리거 스위치의 트리거 극에 전달되는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  36. 청구항 35에 있어서,
    상기 트리거 스위치는 사이리스터 또는 사이리스터 등가 회로인 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  37. 청구항 34에 있어서,
    상기 제1 반도체 스위치는 다이오드이고, 상기 다이오드의 캐소드는 상기 제1 콘덴서에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  38. 청구항 34에 있어서,
    제1 전압 안정화 소자를 구비하고, 상기 제1 전압 안정화 소자는 상기 제1 콘덴서에 병렬 접속되어 있거나, 또는 상기 제1 전압 안정화 소자는 상기 제1 반도체 스위치를 통해 상기 제1 콘덴서에 병렬 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  39. 청구항 34에 있어서,
    제2 전압 검출 스위치를 더 구비하고,
    상기 제1 전압 검출 스위치, 상기 파워 디바이스의 제2 단자 및 상기 파워 디바이스의 제3 단자는 상기 파워 디바이스의 구동 회로를 형성하고,
    상기 제1 전압 검출 스위치의 제어 단자는 상기 파워 디바이스의 제1 단자에 접속되어 있고,
    상기 제2 전압 검출 스위치의 양 단자는 각각 상기 파워 디바이스의 제2 단자, 상기 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 상기 제2 전압 검출 스위치는 상기 구동 신호의 전압에 의해 상기 파워 디바이스가 포화 상태가 되지 않을 경우에 온이 되는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  40. 청구항 39에 있어서,
    상기 파워 디바이스는 전압 제어형 디바이스인 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  41. 청구항 39에 있어서,
    상기 파워 디바이스는 전계 효과 트랜지스터 또는 IGBT인 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  42. 청구항 34 내지 41 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전압 검출 스위치를 이네이블로 하기 위한 포토커플러를 더 구비하고, 상기 포토커플러의 제어 단자는 상기 기계 스위치의 제어 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호용 파워 디바이스의 구동 장치.
  43. 청구항 9 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 소호용 파워 디바이스의 구동 장치를 구비하고, 상기 파워 디바이스, 제1 핀, 제2 핀, 제3 핀을 더 구비하고, 상기 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 상기 파워 디바이스는 절연 재료로 봉지되어 있으며, 상기 제1 핀, 상기 제2 핀은 각각 상기 파워 디바이스의 제1 단자, 상기 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 상기 제3 핀은 상기 직렬 회로의 제1 전류 제한 소자단에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호 장치.
  44. 청구항 25 내지 29 중 어느 한 항에 기재된 소호용 파워 디바이스의 구동 장치를 구비하고, 상기 파워 디바이스, 제1 핀, 제2 핀, 제3 핀을 더 구비하고, 상기 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 상기 파워 디바이스는 절연 재료로 봉지되어 있으며, 상기 제1 핀, 상기 제2 핀은 각각 상기 파워 디바이스의 제1 단자, 상기 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 상기 제3 핀은 상기 제2 직렬 회로의 제1 전류 제한 소자단에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호 장치.
  45. 청구항 30에 기재된 소호용 파워 디바이스의 구동 장치를 구비하고, 상기 파워 디바이스, 제1 핀, 제2 핀, 제3 핀, 제4 핀, 제5 핀을 더 구비하며, 상기 포토커플러, 상기 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 상기 파워 디바이스는 절연 재료로 봉지되어 있고, 상기 제1 핀, 상기 제2 핀은 각각 상기 파워 디바이스의 제1 단자, 상기 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 상기 제3 핀은 상기 제2 직렬 회로의 제1 전류 제한 소자단에 접속되고, 상기 제4 핀 및 상기 제5 핀은 상기 포토커플러의 제어 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호 장치.
  46. 청구항 34 내지 41 중 어느 한 항에 기재된 소호용 파워 디바이스의 구동 장치를 구비하고, 상기 파워 디바이스, 제1 핀, 제2 핀, 제3 핀을 더 구비하고, 상기 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 상기 파워 디바이스는 절연 재료로 봉지되어 있으며, 상기 제1 핀, 상기 제2 핀은 각각 상기 파워 디바이스의 제1 단자, 상기 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 상기 제3 핀은 상기 제2 직렬 회로의 제1 전류 제한 소자단에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호 장치.
  47. 청구항 42에 기재된 소호용 파워 디바이스의 구동 장치를 구비하고, 상기 파워 디바이스, 제1 핀, 제2 핀, 제3 핀, 제4 핀, 제5 핀을 더 구비하며, 상기 포토커플러, 상기 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 상기 파워 디바이스는 절연 재료로 봉지되어 있고, 상기 제1 핀, 상기 제2 핀은 각각 상기 파워 디바이스의 제1 단자, 상기 파워 디바이스의 제3 단자에 접속되고, 상기 제3 핀은 상기 제2 직렬 회로의 제1 전류 제한 소자단에 접속되고, 상기 제4 핀 및 상기 제5 핀은 상기 포토커플러의 제어 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 소호 장치.
KR1020187024483A 2016-01-24 2017-01-20 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 소호 장치 KR101978286B1 (ko)

Applications Claiming Priority (21)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610070145.8 2016-01-24
CN201610070145 2016-01-24
CN201610116841.8A CN105610301A (zh) 2015-02-27 2016-02-26 晶闸管触发装置
CN201610116841.8 2016-02-26
CN201610133080 2016-03-02
CN201610133080.7 2016-03-02
CN201610176973.X 2016-03-18
CN201610176973 2016-03-18
CN201610307735 2016-05-03
CN201610307735.8 2016-05-03
CN201610392525 2016-05-22
CN201610392525.3 2016-05-22
CN201610403426 2016-06-02
CN201610403426.0 2016-06-02
CN201610946077.7 2016-10-26
CN201610946077 2016-10-26
CN201610923032 2016-10-29
CN201610923032.8 2016-10-29
CN201710029448.XA CN106847582B (zh) 2016-01-24 2017-01-16 灭弧功率器件驱动装置及灭弧装置
CN201710029448.X 2017-01-16
PCT/CN2017/071791 WO2017125054A1 (zh) 2016-01-24 2017-01-20 灭弧功率器件驱动装置及灭弧装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180102668A KR20180102668A (ko) 2018-09-17
KR101978286B1 true KR101978286B1 (ko) 2019-05-14

Family

ID=59361482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187024483A KR101978286B1 (ko) 2016-01-24 2017-01-20 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 소호 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10468207B2 (ko)
EP (1) EP3407368B1 (ko)
JP (1) JP6596781B2 (ko)
KR (1) KR101978286B1 (ko)
AU (1) AU2017209635B2 (ko)
WO (1) WO2017125054A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110993403B (zh) * 2017-07-24 2023-07-25 广州市金矢电子有限公司 直流灭弧电路及装置
CN111527575B (zh) * 2017-09-14 2023-01-10 广州市金矢电子有限公司 直流灭弧装置
AU2019341286B2 (en) * 2018-09-19 2023-01-19 Qiaoshi Guo Arc-extinguishing circuit and apparatus
CN110350899A (zh) * 2019-08-09 2019-10-18 广东福田电器有限公司 无触点开关
CN110514940B (zh) * 2019-09-27 2021-06-04 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种直流接地极线路电弧熄灭特性试验装置及试验方法
FR3107987A1 (fr) * 2020-03-09 2021-09-10 Hager-Electro Sas Dispositif d’interrupteur hybride et de commande
CN111711202A (zh) * 2020-06-30 2020-09-25 合肥众甫工业技术有限公司 基于三相四线制电网的无功补偿电容投切装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102323472A (zh) 2011-09-08 2012-01-18 广州市金矢电子有限公司 电压过零检测装置及过零投切开关
CN103035445A (zh) 2012-12-17 2013-04-10 江苏元中直流微电网有限公司 大电流直流开关灭弧装置电路
CN103325591A (zh) 2013-05-28 2013-09-25 北京联动天翼科技有限公司 直流机械开关的包含可控开关的灭弧装置及灭弧方法
CN104392860A (zh) 2014-03-07 2015-03-04 广州市金矢电子有限公司 电容耦合式灭弧电路及装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3783305A (en) * 1972-08-18 1974-01-01 Heinemann Electric Co Arc elimination circuit
DE3543804A1 (de) * 1984-12-14 1986-06-19 General Electric Co., Schenectady, N.Y. Schalter mit lichtbogenkommutierung
JPH01313817A (ja) * 1988-06-10 1989-12-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 開閉装置
JP3132589B2 (ja) * 1991-12-09 2001-02-05 富士電機株式会社 開閉装置
JP3441813B2 (ja) * 1994-10-05 2003-09-02 アルプス電気株式会社 機械式スイッチの接点間アークの消去装置
US5703743A (en) * 1996-04-29 1997-12-30 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Two terminal active arc suppressor
US6621668B1 (en) * 2000-06-26 2003-09-16 Zytron Control Products, Inc. Relay circuit means for controlling the application of AC power to a load using a relay with arc suppression circuitry
AU2002953498A0 (en) * 2002-12-20 2003-01-09 Integrated Electronic Solutions Pty Ltd Relay contact protection
TWM349544U (en) * 2008-07-11 2009-01-21 Goodwell Electric Corp Electronic switch structure capable of eliminating electric arc
US8619395B2 (en) * 2010-03-12 2013-12-31 Arc Suppression Technologies, Llc Two terminal arc suppressor
CN204204692U (zh) 2014-04-04 2015-03-11 广州市金矢电子有限公司 电流监控式电子灭弧装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102323472A (zh) 2011-09-08 2012-01-18 广州市金矢电子有限公司 电压过零检测装置及过零投切开关
CN103035445A (zh) 2012-12-17 2013-04-10 江苏元中直流微电网有限公司 大电流直流开关灭弧装置电路
CN103325591A (zh) 2013-05-28 2013-09-25 北京联动天翼科技有限公司 直流机械开关的包含可控开关的灭弧装置及灭弧方法
CN104392860A (zh) 2014-03-07 2015-03-04 广州市金矢电子有限公司 电容耦合式灭弧电路及装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180102668A (ko) 2018-09-17
EP3407368A1 (en) 2018-11-28
EP3407368A4 (en) 2019-10-23
EP3407368B1 (en) 2021-03-03
JP6596781B2 (ja) 2019-10-30
JP2019506131A (ja) 2019-02-28
WO2017125054A1 (zh) 2017-07-27
US10468207B2 (en) 2019-11-05
AU2017209635B2 (en) 2019-05-02
AU2017209635A1 (en) 2018-09-13
US20190035571A1 (en) 2019-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101978286B1 (ko) 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 소호 장치
CN106783297B (zh) 直流灭弧功率器件驱动装置及灭弧装置
TWI509989B (zh) 可變電抗電路中使用ｂｊｔ開關之阻抗匹配網路
US10424443B2 (en) Capacitive coupling-type arc extinguishing circuit and apparatus having same
CN106847582B (zh) 灭弧功率器件驱动装置及灭弧装置
WO2016134669A1 (zh) 晶闸管驱动装置
CN205407770U (zh) 双向晶闸管触发节流电路及其触发电路
CN104620504A (zh) 用于操控半导体开关元件的电路装置
CN205407767U (zh) 单向晶闸管触发节流电路及其触发装置
WO2013155904A1 (zh) 一种电源
CN107404778B (zh) 电磁加热烹饪系统及其驱动控制电路、检测方法
WO2017125055A1 (zh) 混合式开关
CN109450418B (zh) 一种带开关控制单元的igbt隔离驱动电路及其控制方法
WO2017125056A1 (zh) 过零检测装置及同步开关
CN107046418B (zh) 一种单火线取电电路
CN104578739A (zh) 一种准谐振反激式变换器的有源箝位电路
Wang et al. High temperature gate drive circuits for silicon carbide switching devices
CN110286263A (zh) 过零检测装置及同步开关
CN114123804A (zh) 点检火电路、点检火装置及燃气装置
CN206627562U (zh) 过零检测装置及同步开关
WO2017143586A2 (zh) 晶闸管触发装置
EP3407495B1 (en) Half-controlled-type device drive method and apparatus, and hybrid device
WO2017144004A1 (zh) 半控型器件驱动装置
CN115877062A (zh) 高隔离电压的副边采样电路及装置
RU2396706C1 (ru) Силовой ключ на мдп-транзисторе

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant