KR101983134B1 - 인버터 보호 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인버터 모듈의 출력 전류에 기초하여 기준 전압 신호를 획득하는 기준 전압 획득부, 상기 기준 전압 신호의 노이즈를 제거하여 필터링 신호를 출력하는 필터링부, 센싱 단자를 경유하여 상기 필터링 신호를 센싱하는 센싱부, 상기 센싱 단자와 접지 사이에 형성된 정전기 방전 다이오드, 상기 정전기 방전 다이오드의 일 단과 접지 사이에 형성된 바이패스부를 포함하는 인버터 보호 장치에 관한 것이다.

Description

인버터 보호 장치 {PROTECTION APPARATUS FOR INVERTER}
본 발명은 인버터 보호 장치에 관한 것으로, 특히 노이즈에 의한 오동작을 방지할 수 있는 인버터 보호 장치에 관한 것이다.
근래에 전력 사용량이 증가하면서 전력 예비율에 대한 우려가 높아지고 있고 고효율 기기에 대한 요구가 점점 커지고 있다. 특히, 해가 갈수록 에어컨 등의 냉방 수요가 급격히 늘어나면서 전력 수요량이 전력 공급량을 초과할 수도 있다는 우려가 높아지고 있다. 또, 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 이러한 우려에 대한 인식이 공감대를 형성해가고 있다.
따라서 정부는 3대 생활 가전 기기에 대하여 효율 등급에 따른 정부 보조금을 지원해주고 있다. 또, 가전기기 제조사에서는 정부의 에너지 효율 규제 정책에 맞는 제품을 개발, 생산하기 위하여 다양한 기술을 채용하고 있다. 예컨대, 기존의 정속 운전 방식의 모터 구동 회로를 인버터를 채용한 PWM 모터 제어 방식으로 변경함으로써 에너지 효율이 향상된 제품이 생산되고 있다.
인버터는 직류를 교류로 변환하는 모든 기기를 의미할 수 있다. 예컨대, 인버터는 모터를 제어 구동하기 위한 장치에서 사용될 수 있다.
과거에는 스위칭 소자(IGBT, MOSFET), 게이트 드라이버 IC를 개별 단위 소자로 구성하여 인버터를 구성하였다. 그러나 현재는 회로 및 패키지의 집적도가 향상되었기 때문에 하나의 패키지에 상기 개별 단위 소자를 모두 집적화하여 사용하고 있다.
인버터 모듈은 PWM 신호를 이용하여 모터를 구동, 제어할 수 있다. 또, 인버터 모듈은 각 스위칭 소자에 흐르는 전류를 모니터링할 수 있다. 상기 모니터링된 전류에 기초하여, PWM 신호의 듀티비를 증가시켜야 하는지 감소시켜야 하는지가 결정될 수 있다.
한편, 인버터 모듈에 포함된 스위칭 소자에 흐르는 전류를 검출하기 위하여 인버터 하측의 스위칭 소자와 접지 사이에 전류 검출 저항(shunt resistor)이 사용된다. 상기 전류 검출 저항 양단에 걸리는 전압 및 기준 전압에 근거하여, 과전류 상태를 판별하고 스위칭 소자의 파괴를 방지할 수 있다.
한편, 스위칭 노이즈, 외부에서 인가되는 뇌서지 전압, 정전기 등이 회로 내에 인가되었을 때 인버터 회로를 보호하고 오동작이 발생하지 않도록 하기 위한 구성이 요구되고 있다.
하기의 선행기술문헌에 기재된 특허문헌 1은, 인버터의 과전류 검출 회로에 관한 것으로, 외부에서 인가되는 뇌서지 전압, 정전기 등에 의한 오동작을 방지하는 구성을 개시하고 있지 않다.
한국공개특허 제2000-001632호
본 명세서는 노이즈에 의한 오동작을 방지할 수 있는 인버터 보호 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 양상에 따른 인버터 보호 장치는 인버터 모듈의 출력 전류에 기초하여 기준 전압 신호를 획득하는 기준 전압 획득부, 상기 기준 전압 신호의 노이즈를 제거하여 필터링 신호를 출력하는 필터링부, 센싱 단자를 경유하여 상기 필터링 신호를 센싱하는 센싱부, 상기 센싱 단자와 접지 사이에 형성된 정전기 방전 다이오드, 상기 정전기 방전 다이오드의 일 단과 접지 사이에 형성된 바이패스부를 포함할 수 있다.
상기 기준 전압 획득부는 상기 인버터 모듈의 출력 전류에 기초하여 출력 전압을 획득하는 전압 센싱부, 상기 출력 전압의 레벨을 조정하는 레벨 조정부를 포함할 수 있다.
상기 기준 전압 획득부는 복수의 출력 전압을 결합하는 결합부를 포함할 수 있다.
상기 레벨 조정부는 상기 출력 전압을 분배하는 복수의 저항 소자를 포함할 수 있다.
상기 필터링부는 RC 필터를 포함할 수 있다.
상기 바이패스부는 적어도 하나의 다이오드 소자를 포함할 수 있다.
상기 다이오드 소자의 순방향 전압은 적어도 0.7V일 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 인버터 보호 장치는 인버터 모듈의 출력 전류에 기초하여 기준 전압 신호를 획득하는 기준 전압 획득부, 상기 기준 전압 신호의 노이즈를 제거하여 필터링 신호를 출력하는 필터링부, 센싱 단자를 경유하여 상기 필터링 신호를 센싱하는 센싱부, 상기 센싱 단자와 접지 사이에 형성된 정전기 방전 다이오드, 상기 정전기 방전 다이오드와 전기적으로 접속되고, 상기 정전기 방전 다이오드를 경유하여 인가되는 전압을 클램핑(clamping)하는 바이패스부를 포함할 수 있다.
상기 기준 전압 획득부는 상기 인버터 모듈의 출력 전류에 기초하여 출력 전압을 획득하는 전압 센싱부, 상기 출력 전압의 레벨을 조정하는 레벨 조정부를 포함할 수 있다.
상기 기준 전압 획득부는 복수의 출력 전압을 결합하는 결합부를 포함할 수 있다.
상기 레벨 조정부는 상기 출력 전압을 분배하는 복수의 저항 소자를 포함할 수 있다.
상기 필터링부는 RC 필터를 포함할 수 있다.
상기 바이패스부는 적어도 하나의 다이오드 소자를 포함할 수 있다.
상기 다이오드 소자의 순방향 전압은 적어도 0.7V일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 인버터 보호 장치는 인버터 모듈의 출력 전류에 기초하여 기준 전압 신호를 획득하는 기준 전압 획득부, 상기 기준 전압 신호의 노이즈를 제거하여 필터링 신호를 출력하는 필터링부, 센싱 단자를 경유하여 상기 필터링 신호를 센싱하는 센싱부, 상기 센싱 단자와 접지 사이에 형성된 정전기 방전 다이오드, 상기 정전기 방전 다이오드로부터의 신호를 바이패스 시키는 바이패스부를 포함할 수 있다.
상기 기준 전압 획득부는 상기 인버터 모듈의 출력 전류에 기초하여 출력 전압을 획득하는 전압 센싱부, 상기 출력 전압의 레벨을 조정하는 레벨 조정부를 포함할 수 있다.
상기 기준 전압 획득부는 복수의 출력 전압을 결합하는 결합부를 포함할 수 있다.
상기 레벨 조정부는 상기 출력 전압을 분배하는 복수의 저항 소자를 포함할 수 있다.
상기 필터링부는 RC 필터를 포함할 수 있다.
상기 바이패스부는 적어도 하나의 다이오드 소자를 포함할 수 있다.
상기 다이오드 소자의 순방향 전압은 적어도 0.7V일 수 있다.
본 명세서의 개시에 의해, 노이즈에 의한 오동작을 방지할 수 있는 인버터 보호 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 인버터 모듈 및 전류 검출 회로를 나타낸 도면이다.
도 2는 전류 검출 회로를 나타낸 도면이다.
도 3은 전류 검출 회로에 외부 노입즈가 유입된 상황을 나타낸 도면으로서, 도 3(a)는 외부 노이즈 유입 시 충전, 방전 패스(path)를 나타내며, 도 3(b)는 센싱 단자에 인가되는 전압에 따른 스위칭 동작 파형 신호를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 인버터 보호 장치를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 인버터 보호 장치에 외부 노이즈가 유입된 상황을 나타낸 도면으로서, 도 5(a)는 외부 노이즈 유입 시 충전, 방전 패스(path)를 나타내며, 도 5(b)는 센싱 단자(CS)에 인가되는 전압에 따른 스위칭 동작 신호 파형을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 인버터 보호 장치를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 인버터 모듈 및 전류 검출 회로를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 인버터 모듈(10)은 인버터 제어부(14), 스위칭 소자(11, 12, 13), 센싱부(15)를 포함할 수 있다.
상기 인버터 제어부(14)는 상기 스위칭 소자(11, 12, 13)의 구동을 제어할 수 있다.
상기 스위칭 소자(11, 12, 13)는 인버터 회로를 구성하는 하측의 스위칭 소자일 수 있다. 각각의 스위칭 소자(11, 12, 13)의 에미터 단자는 전류 검출 저항(20)과 접속될 수 있다. 즉, 각각의 스위칭 소자(11, 12, 13)와 접지 사이에 전류 검출 저항(20)이 연결될 수 있다.
상기 센싱부(15)는 전류 검출 회로에서 측정된 전기적 정보를 획득할 수 있다.
한편, 상기 전류 검출 회로는 전류 검출 저항(20), 스위칭 다이오드부(30), 노이즈 제거 필터(40)를 포함할 수 있다.
일 하측 스위칭 소자(11)의 에미터 단자에 대하여 일 전류 검출 저항(20-1)이 연결될 수 있다. 따라서 상기 전류 검출 저항(20-1)에 흐르는 전류에 의하여 상기 전류 검출 저항(20-1) 양단에 출력 전압이 걸릴 수 있다.
또, 일 하측 스위칭 소자(12)의 에미터 단자에 대하여 일 전류 검출 저항(20-2)이 연결될 수 있다. 따라서 상기 전류 검출 저항(20-2)에 흐르는 전류에 의하여 상기 전류 검출 저항(20-2) 양단에 출력 전압이 걸릴 수 있다.
또, 일 하측 스위칭 소자(13)의 에미터 단자에 대하여 일 전류 검출 저항(20-3)이 연결될 수 있다. 따라서 상기 전류 검출 저항(20-3)에 흐르는 전류에 의하여 상기 전류 검출 저항(20-3) 양단에 출력 전압이 걸릴 수 있다.
상기 구성은 저렴한 비용으로 각 상의 전류를 검출할 수 있는 구성으로 일반적으로 널리 사용되고 있다.
상기 스위칭 다이오드부(30)는 각 전류 검출 저항(20-1, 20-2, 20-3)에 대응되는 다이오드 소자(30-1, 30-2, 30-3)를 포함할 수 있다. 한편, 각 전류 검출 저항(20-1, 20-2, 20-3)이 획득한 출력 전압은 상기 스위칭 다이오드부(30)에 의하여 결합될 수 있다. 즉, 상기 스위칭 다이오드부(30)의 출력단에서는 상기 각 출력 전압의 합이 측정될 수 있다.
상기 노이즈 제거 필터(40)는 RC필터를 포함하며, 스위칭 다이오드부(30)에서 결합된 출력 전압의 노이즈를 제거할 수 있다. 또, 상기 노이즈 제거 필터(40)는 센싱 단자(CS)를 경유하여 상기 출력 전압을 센싱부(15)에 전달할 수 있다.
한편, 상기 인버터 제어부(14)는 상기 센싱부(15)가 획득한 출력 전압 및 기준 전압을 비교하여 상기 스위칭 소자(11, 12, 13)를 턴오프시킬 수 있다. 한편, 상기 기준 전압은 과전류 상태를 판별하기 위한 기준치를 의미한다. 따라서 과전류 상태에서 상기 센싱부(15)가 획득한 출력 전압은 상기 기준 전압보다 크다.
과전류 상태에서 상기 스위칭 소자(11, 12, 13)가 턴오프됨으로써 상기 스위칭 소자(11, 12, 13)가 파괴되는 것이 방지될 수 있다.
일반적으로 인버터 모듈의 스위칭 소자 양단에는 300V 이상의 전압이 인가되고, 스위칭 소자를 통해 수 암페어(A) 이상의 전류가 흐른다. 따라서 스위칭 소자가 스위칭 온-오프 동작을 반복할 때 피시비(PCB) 패턴의 기생 성분에 의해서 노이즈가 커질 수 있다. 또, 뇌서지 전압, 정전기 등에 의한 외부 노이즈에 의해 센싱 단자에 비정상적인 신호가 인가될 수 있다. 이런 경우, 상기 인버터 제어부(14)는 인버터 모듈의 상태를 과전류 상태로 잘못 인식할 수 있다. 상기 인버터 제어부(14)가 인버터 모듈의 상태를 과전류 상태로 오인식하는 경우, 상기 인버터 모듈의 구동이 정지된다.
외부에서 인가되는 뇌서지 전압, 정전 전압은 짧은 시간이기는 하지만 적게는 수십 볼트에서 많게는 수백 볼트 이상 인가된다. 따라서 이러한 노이즈에 의한 오동작을 방지하기 위한 구성이 필요하다.
도 2는 전류 검출 회로를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 전류 검출 회로는 기준 전압 획득부(120), 필터링부(130), 정전기 방전 다이오드(140)를 포함할 수 있다.
상기 기준 전압 획득부(120)는 전압 센싱부(122), 결합부(123), 레벨 조정부(124)를 포함할 수 있다.
상기 전압 센싱부(122)는 센싱 저항을 포함할 수 있다. 상기 센싱 저항은 인버터 모듈로부터의 전류를 전압으로 변환할 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 전류 검출 저항(20-1, 20-2, 20-3)이 센싱 저항에 해당할 수 있다.
또, 상기 전압 센싱부(122)는 증폭기(OP-AMP)를 포함할 수 있다. 상기 증폭기(OP-AMP)는 상기 센싱 저항이 획득한 전압을 증폭할 수 있다.
상기 결합부(123)는 인버터의 각 스위칭 소자와 연결된 각 센싱 저항이 획득한 전압을 결합할 수 있다.
예컨대, 상기 결합부(123)는 스위칭 다이오드(D1)를 포함할 수 있다. 상기 일 스위칭 다이오드(D1)는 일 전압 센싱부(122)로부터 전달된 전압을 상기 결합부의 출력단으로 전달할 수 있다.
도 2는 인버터부의 일 상에 대한 전압 센싱부(122), 스위칭 다이오드(123)를 도시한 것이다. 각 상에 대한 전압은 스위칭 다이오드에 의하여 결합부의 출력단에서 결합될 수 있다.
상기 레벨 조정부(124)는 상기 결합부(123)의 출력 전압을 소정의 레벨로 조정할 수 있다. 이를 위하여, 상기 레벨 조정부(124)는 결합부의 출력 전압을 분배하기 위한 복수의 저항 소자(R1, R2)를 포함할 수 있다.
상기 필터링부(130)는 상기 기준 전압 획득부의 출력 전압에 대하여 노이즈 필터링을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 필터링부(130)는 상기 기준 전압의 노이즈를 제거하여 필터링 신호를 출력할 수 있다. 상기 필터링 신호는 상기 필터링부(130)의 출력을 의미한다.
한편, 상기 필터링부(130)는 저항 소자(R3) 및 커패시터 소자(C1)로 이루어진 RC 필터를 구비할 수 있다.
상기 필터링부(130)의 출력은 센싱 단자(CS)로 입력될 수 있다.
상기 센싱 단자(CS)에는 센싱부, 인버터 제어부가 접속될 수 있다.
이와 같은 방식에 의하여 상기 인버터 제어부는 인버터 전류를 획득할 수 있다.
정상적인 경우, PCB에서 나타나는 기생 성분이 작을 때에는 인버터 모듈의 구동에 문제가 없다. 그러나 외부에서 노이즈가 유입될 경우에는 센싱 단자(CS)에서 측정되는 전압 레벨이 기준 전압보다 높게 측정될 수 있다. 상기 기준 전압은 인버터 전류의 정상 상태를 판별하는데 기준이 되는 전압일 수 있다. 따라서 외부 노이즈가 유입되는 경우, 상기 센싱 단자(CS)에서 측정되는 전압 레벨이 기준 전압보다 높아져서 인버터 모듈이 정상 동작을 할 수 없다.
도 3은 전류 검출 회로에 외부 노입즈가 유입된 상황을 나타낸 도면으로서 도 3(a)는 외부 노이즈 유입 시 충전, 방전 패스(path)를 나타내며, 도 3(b)는 센싱 단자에 인가되는 전압에 따른 스위칭 동작 파형 신호를 나타낸다.
도 3(a)를 참조하면, 외부 노이즈 또는 스위칭 소자의 연속적인 스위칭 동작에 인한 스위칭 노이즈가 접지를 통하여 전류 검출 회로에 인가될 수 있다.
예컨대, 상기 노이즈가 정전기 방전 다이오드(40)를 통해 전류 검출 회로로 유입될 수 있다(①).
상기 전류 검출 회로로 유입된 노이즈는 소정의 경로(②, ③)를 통하여 커패시터 소자(C1)에 충전될 수 있다.
이후, 상기 노이즈의 유입이 정지되면, 상기 커패시터 소자(C1)에 충전된 에너지는 소정의 경로(④, ⑤, ⑥)를 통하여 방전될 수 있다.
도 3(b)는 센싱 단자(CS)에 인가되는 전압에 따른 스위칭 동작 신호 파형을 나타낸 도면이다.
본 실시예에서는 커패시터 소자(C1)의 커패시턴스가 1nF이고, 저항 소자(R3)의 저항이 2KΩ이고, 저항 소자(R2)의 저항이 1.62KΩ이고, 저항 소자(R1)의 저항이 6.8KΩ인 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
소정의 노이즈가 유입되고 상기 경로(①, ②, ③)를 통하여 커패시터 소자(C1)가 충전된 경우, 방전 저항(R2+R3)은 3.62Ω이 되고, 커패시터 소자(C1)의 커패시턴스는 1nF이므로, 방전 시간(τ)은 3.62μsec이 될 수 있다. 즉, 충전된 상기 커패시터 소자(C1)가 방전되는데 3.62초가 소요될 수 있다.
일반적으로, 소정의 기준 전압보다 높은 전압이 소정 시간 이상 유지되는 경우, 인버터 모듈의 과전류 보호 동작이 액티브 상태로 변환될 수 있다. 과전류 보호 동작이 액티브 상태로 변환되는 경우, 스위칭 동작이 정지되어 인버터 모듈의 동작이 정지된다.
예컨대, 도 3(b)를 참조하면, 기준 전압이 0.5 V이고, 상기 기준 전압보다 높은 전압이 센싱 단자(CS)에 소정 시간 이상 검출되어 스위칭 동작 신호가 오프된 것을 확인할 수 있다. 즉, 노이즈에 의하여 인버터 모듈의 오동작이 발생한 것을 확인할 수 있다.
따라서 노이즈에 의한 오동작 발생을 억제하기 위한 구성이 구비될 필요가 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 인버터 보호 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 상기 인버터 보호 장치는 기준 전압 획득부(220), 필터링부(230), 정전기 방전 다이오드(240), 바이패스부(250), 센싱부를 포함할 수 있다.
상기 기준 전압 획득부(220)는 인버터 모듈의 출력 전류에 기초하여 기준 전압 신호를 획득할 수 있다. 상기 기준 전압 신호는 상기 기준 전압 획득부(220)의 출력 전압을 의미한다.
상기 기준 전압 획득부(220)는 전압 센싱부(222), 결합부(223), 레벨 조정부(224)를 포함할 수 있다.
상기 전압 센싱부(222)는 상기 인버터 모듈의 출력 전류에 기초하여 출력 전압을 획득할 수 있다.
상기 전압 센싱부(222)는 센싱 저항을 포함할 수 있다. 상기 센싱 저항은 인버터 모듈로부터의 전류를 전압으로 변환할 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 전류 검출 저항(20-1, 20-2, 20-3)이 센싱 저항에 해당할 수 있다.
또, 상기 전압 센싱부(222)는 증폭기(OP-AMP)를 포함할 수 있다. 상기 증폭기(OP-AMP)는 상기 센싱 저항이 획득한 전압을 증폭할 수 있다.
상기 결합부(223)는 인버터의 각 스위칭 소자와 연결된 각 센싱 저항이 획득한 전압을 결합할 수 있다. 여기서 각 센싱 저항이 획득한 전압은 인버터의 출력 전압이다.
예컨대, 상기 결합부(223)는 스위칭 다이오드(D10)를 포함할 수 있다. 상기 일 스위칭 다이오드(D10)는 일 전압 센싱부(222)로부터 전달된 전압을 상기 결합부의 출력단으로 전달할 수 있다.
도 4는 인버터부의 일 상에 대한 전압 센싱부(222), 스위칭 다이오드(223)를 도시한 것이다. 각 상에 대한 전압은 스위칭 다이오드에 의하여 결합부의 출력단에서 결합될 수 있다.
상기 레벨 조정부(224)는 상기 결합부(223)의 출력 전압을 소정의 레벨로 조정할 수 있다. 이를 위하여, 상기 레벨 조정부(224)는 결합부의 출력 전압을 분배하기 위한 복수의 저항 소자(R10, R20)를 포함할 수 있다.
상기 필터링부(230)는 상기 기준 전압 획득부의 출력 전압 신호에 대하여 노이즈 필터링을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 필터링부(230)는 상기 기준 전압 신호의 노이즈를 제거하여 필터링 신호를 출력할 수 있다. 상기 필터링 신호는 상기 필터링부(230)의 출력을 의미한다.
한편, 상기 필터링부(230)는 저항 소자(R30) 및 커패시터 소자(C10)로 이루어진 RC 필터를 구비할 수 있다.
상기 필터링부(230)의 출력은 센싱 단자(CS)로 입력될 수 있다.
상기 센싱 단자(CS)에는 센싱부, 인버터 제어부가 접속될 수 있다.
상기 센싱부는 센싱 단자를 경유하여 상기 필터링 신호를 센싱할 수 있다.
이와 같은 방식에 의하여 상기 인버터 제어부는 인버터 전류를 획득할 수 있다.
상기 정전기 방전 다이오드(240)는 상기 센싱 단자(CS)와 접지 사이에 형성될 수 있다. 상기 정전기 방전 다이오드(240)는 정전기 방전(Electrostatic Discharge) 보호 기능을 수행할 수 있다.
한편, 상기 바이패스부(250)는 상기 정전기 방전 다이오드(D20)의 일 단과 접지 사이에 형성될 수 있다.
또, 상기 바이패스부(250)는 상기 정전기 방전 다이오드(D20)와 전기적으로 접속되고, 상기 정전기 방전 다이오드(D20)를 경유하여 인가되는 전압을 클램핑(clamping)할 수 있다.
또, 상기 바이패스부(250)는 상기 정전기 방전 다이오드(D20)로부터의 신호를 바이패스시킬 수 있다.
상기 바이패스부(250)는 다이오드 소자를 포함할 수 있다. 또, 상기 다이오드의 애노드는 센싱 단자(CS)와 연결될 수 있다. 또, 상기 다이오드 소자의 캐소드는 접지와 연결될 수 있다.
또, 상기 바이패스부(250)는 복수의 다이오드 소자를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 바이패스부(250)는 두 개의 다이오드 소자(D30, D40)를 포함할 수 있다. 상기 다이오드 소자(D30, D40)는 직렬로 연결될 수 있다.
상기 다이오드 소자는 노이즈에 의해 유입된 전압 이상을 클램핑(clamping)하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 다이오드 소자는 상기 커패시터 소자(C10)에 충전되는 전압을 크게 감소시킬 수 있다. 일반적인 인버터 모듈 사용환경을 고려했을 때, 상기 다이오드 소자의 순방향 전압은 적어도 0.7 V인 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 인버터 보호 장치에 외부 노이즈가 유입된 상황을 나타낸 도면으로서 도 5(a)는 외부 노이즈 유입 시 충전, 방전 패스(path)를 나타내며, 도 5(b)는 센싱 단자(CS)에 인가되는 전압에 따른 스위칭 동작 신호 파형을 나타낸다.
도 5(a)를 참조하면, 외부 노이즈 또는 스위칭 소자의 연속적인 스위칭 동작에 의한 스위칭 노이즈가 접지를 통하여 인버터 보호 장치에 인가될 수 있다.
예컨대, 상기 노이즈가 정전기 방전 다이오드(240)를 통해 인버터 보호 장치로 유입될 수 있다(①).
상기 인버터 보호 장치로 유입된 노이즈는 소정의 경로(②, ③)를 통하여 커패시터 소자(C10)에 충전될 수 있다. 이 때, 상기 바이패스부(250)는 상기 경로(②, ③)를 통하여 인가되는 전압을 클램핑(clamping)할 수 있다. 또는, 상기 바이패스부(250)는 상기 경로(②, ③)를 통하여 인가되는 전압을 바이패스시킬 수 있다.
상기 바이패스부에 의하여 상기 커패시터 소자(C10)에 충전되는 전압은 노이즈의 크기에 비하여 크게 감소될 수 있다.
이후, 상기 노이즈의 유입이 정지되면, 상기 커패시터 소자(C10)에 충전된 에너지는 소정의 경로(④, ⑤, ⑥)를 통하여 방전될 수 있다.
이 때, 상기 커패시터 소자(C10)에 충전되는 전압이 감소하므로, 방전 시간도 크게 감소될 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 의한 인버터 보호 장치는 노이즈에 의한 오동작을 방지할 수 있다.
도 5(b)는 센싱 단자(CS)에 인가되는 전압에 따른 스위칭 동작 신호 파형을 나타낸 도면이다.
본 실시예에서는 커패시터 소자(C10)의 커패시턴스가 1nF이고, 저항 소자(R30)의 저항이 2KΩ이고, 저항 소자(R20)의 저항이 1.62KΩ이고, 저항 소자(R10)의 저항이 6.8KΩ인 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
도 3(b), 도 5(b)를 참조하면, 도 5(b)에 의한 실시예에서는 기준 전압보다 높은 전압이 센싱 단자(CS)에 인가되는 시간이 크게 단축된 것을 확인할 수 있다. 따라서 상기 스위칭 동작 신호는 계속적으로 온 상태를 유지할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 노이즈에 의한 오동작이 발생하지 않은 것을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 인버터 보호 장치를 나타낸 도면이다.
여기서 각 구성의 기능은 앞에서 설명한 바와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 상기 바이패스부(250)가 인버터 모듈의 내부에 위치할 수 있다.
즉, 상기 바이패스부(250)는 인버터 모듈의 내부에서 노이즈에 의한 오동작 방지 기능을 수행할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
200 : 인버터 보호 장치
220 : 기준 전압 획득부
230 : 필터링부
240 : 정전기 방전 다이오드
250 : 바이패스부

Claims (21)

  1. 인버터 모듈의 출력 전류에 기초하여 기준 전압 신호를 획득하는 기준 전압 획득부;
    상기 기준 전압 신호의 노이즈를 제거하여 필터링 신호를 출력하는 필터링부;
    센싱 단자를 경유하여 상기 필터링 신호를 센싱하는 센싱부;
    상기 센싱 단자와 접지 사이에 형성된 정전기 방전 다이오드; 및
    상기 정전기 방전 다이오드의 일 단과 접지 사이에 형성된 바이패스부; 를 포함하고,
    상기 기준 전압 획득부는,
    상기 인버터 모듈의 출력 전류에 기초하여 출력 전압을 획득하는 전압 센싱부; 및
    상기 출력 전압의 레벨을 조정하는 레벨 조정부; 를 포함하고,
    상기 기준 전압 획득부는,
    복수의 출력 전압을 결합하는 결합부를 포함하는
    인버터 보호 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 상기 레벨 조정부는,
    상기 출력 전압을 분배하는 복수의 저항 소자를 포함하는 인버터 보호 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 필터링부는,
    RC 필터를 포함하는 인버터 보호 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 바이패스부는,
    적어도 하나의 다이오드 소자를 포함하는 인버터 보호 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 다이오드 소자의 순방향 전압은 적어도 0.7V인 인버터 보호 장치.
  8. 인버터 모듈의 출력 전류에 기초하여 기준 전압 신호를 획득하는 기준 전압 획득부;
    상기 기준 전압 신호의 노이즈를 제거하여 필터링 신호를 출력하는 필터링부;
    센싱 단자를 경유하여 상기 필터링 신호를 센싱하는 센싱부;
    상기 센싱 단자와 접지 사이에 형성된 정전기 방전 다이오드; 및
    상기 정전기 방전 다이오드와 전기적으로 접속되고, 상기 정전기 방전 다이오드를 경유하여 인가되는 전압을 클램핑(clamping)하는 바이패스부; 를 포함하고,
    상기 기준 전압 획득부는,
    상기 인버터 모듈의 출력 전류에 기초하여 출력 전압을 획득하는 전압 센싱부; 및
    상기 출력 전압의 레벨을 조정하는 레벨 조정부; 를 포함하고
    상기 기준 전압 획득부는,
    복수의 출력 전압을 결합하는 결합부를 포함하는
    인버터 보호 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8 항에 있어서, 상기 레벨 조정부는,
    상기 출력 전압을 분배하는 복수의 저항 소자를 포함하는 인버터 보호 장치.
  12. 제8 항에 있어서, 상기 필터링부는,
    RC 필터를 포함하는 인버터 보호 장치.
  13. 제8 항에 있어서, 상기 바이패스부는,
    적어도 하나의 다이오드 소자를 포함하는 인버터 보호 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 다이오드 소자의 순방향 전압은 적어도 0.7V인 인버터 보호 장치.
  15. 인버터 모듈의 출력 전류에 기초하여 기준 전압 신호를 획득하는 기준 전압 획득부;
    상기 기준 전압 신호의 노이즈를 제거하여 필터링 신호를 출력하는 필터링부;
    센싱 단자를 경유하여 상기 필터링 신호를 센싱하는 센싱부;
    상기 센싱 단자와 접지 사이에 형성된 정전기 방전 다이오드; 및
    상기 정전기 방전 다이오드로부터의 신호를 바이패스 시키는 바이패스부; 를 포함하고,
    상기 기준 전압 획득부는,
    상기 인버터 모듈의 출력 전류에 기초하여 출력 전압을 획득하는 전압 센싱부; 및
    상기 출력 전압의 레벨을 조정하는 레벨 조정부; 를 포함하고
    상기 기준 전압 획득부는,
    복수의 출력 전압을 결합하는 결합부를 포함하는
    인버터 보호 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제15 항에 있어서, 상기 레벨 조정부는,
    상기 출력 전압을 분배하는 복수의 저항 소자를 포함하는 인버터 보호 장치.
  19. 제15 항에 있어서, 상기 필터링부는,
    RC 필터를 포함하는 인버터 보호 장치.
  20. 제15 항에 있어서, 상기 바이패스부는,
    적어도 하나의 다이오드 소자를 포함하는 인버터 보호 장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 다이오드 소자의 순방향 전압은 적어도 0.7V인 인버터 보호 장치.
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