KR102122713B1 - inverter employing colpitts oscillator employing inverer with function of stabilization to frequency - Google Patents

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KR102122713B1 KR1020190160292A KR20190160292A KR102122713B1 KR 102122713 B1 KR102122713 B1 KR 102122713B1 KR 1020190160292 A KR1020190160292 A KR 1020190160292A KR 20190160292 A KR20190160292 A KR 20190160292A KR 102122713 B1 KR102122713 B1 KR 102122713B1
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Abstract

An embodiment relates to a Colpitts oscillator for an inverter having a frequency stabilization function and an inverter using the same. Specifically, the Colpitts oscillator and the inverter using the same, in the oscillation operation, the temperature change causes an integer value change in each component so that the desired stability cannot be obtained, and the Colpitts oscillator and the inverters using the same adds the resistance connected to the emitter of the oscillation-based transistor to the resistance with a negative characteristic of different resistance value according to a target temperature to obtain a desired frequency stability for different target temperatures. Accordingly, the frequency stability of the existing inverter Colpitts oscillator was ±1% at the rapid temperature change, but the effect of exceeding the existing frequency stability by mounting additional components and changing a circuit as described above to compensate the temperature.

Description

주파수 안정화 기능을 구비한 인버터용 콜피츠 발진기를 사용한 인버터{inverter employing colpitts oscillator employing inverer with function of stabilization to frequency}Inverter employing colpitts oscillator employing inverer with function of stabilization to frequency}

본 명세서에 개시된 내용은 인버터의 동작을 할시, 콜피츠 발진기로부터의 발진 신호에 의해 출력 구동신호를 발생함으로써, 목표하는 인버터의 출력 구동을 할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 이러한 발진 동작이 될 시, 콜피츠 발진기에서 급격한 온도변화에 따른 주파수를 안정화함으로써, 목표하는 주파수 안정도를 얻을 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.The present disclosure relates to a technology that enables an output drive of a target inverter by generating an output drive signal by an oscillation signal from a Colpits oscillator when the inverter is operated. More specifically, when the oscillation operation is performed, the present invention relates to a technique for stabilizing a frequency according to a rapid temperature change in a Colpitts oscillator, thereby obtaining a target frequency stability.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the content described in this section is not prior art to the claims of this application and is not admitted to be prior art by inclusion in this section.

일반적으로, 인버터는 구동전원을 공급할 시, 직류전원을 교류전원으로 변환하여 부하에 공급하는 장치로서, 교류전동기 등의 속도 조절을 효율적으로 할 수 있다.Generally, an inverter is a device that converts direct current power to alternating current power and supplies it to a load when supplying driving power, and can efficiently regulate speed of an alternating current motor or the like.

이러한 인버터는 이렇게 구동전원을 변환할시, 발진기에서 출력궤환전압에 따라 상이한 제어신호를 입력받아 발진신호를 상이하게 발생하여 구동전원의 변환을 함으로써, 목표 출력구동을 할 수 있도록 한다.When converting the driving power in this way, the inverter receives a different control signal according to the output feedback voltage from the oscillator, generates a different oscillation signal, converts the driving power, and enables target output driving.

참고적으로, 이때 이러한 발진기 중의 하나인 콜피츠 발진기는 두 개의 직렬 커패시터와 한 개의 인덕터의 병렬 공진 회로를 되먹임 회로로 하면서 직렬 정전 용량기의 한쪽 전압을 되먹임 전압으로 하여 구성되는 발진기이다.For reference, at this time, one of these oscillators, the Colpitts oscillator, is an oscillator composed of two series capacitors and a parallel resonant circuit of one inductor as a feedback circuit and one voltage of the series capacitor as a feedback voltage.

그런데, 이때 이러한 기존의 콜피츠 발진기 등은 발진 동작에 있어, 온도 변화는 각 부품의 정수값 변화를 일으켜 목적하는 주파수 안정도를 얻을 수 없도록 하는 문제점이 있다.However, at this time, such a conventional Colpitts oscillator has a problem in that an oscillation operation causes a change in temperature to cause an integer value change of each component to obtain a desired frequency stability.

이러한 배경의 선행기술문헌은 관련 선행기술을 살펴볼 경우, 특허문헌으로부터 선행기술을 조사해서 관련 선행기술로서 직접적으로 관련된 국내선행기술이 검색되지 않고 아래의 특허문헌 정도일 뿐이다.When looking at the related prior art, the prior art literature with such a background is a search for the prior art from the patent literature, and the related domestic prior technology is not searched directly, but only the following patent literature.

(특허문헌 1) KR1020010101413 A(Patent Document 1) KR1020010101413 A

참고적으로, 상기 특허문헌 1의 기술은 사인파 발진기에 관한 것으로, 출력 구동신호를 발생하기 위한 발진 동작을 할 시, OP-앰프 등을 통해 사인파를 발생함으로써, 발진이 이루어지도록 하는 장치에 관한 것이다.For reference, the technology of Patent Document 1 relates to a sine wave oscillator, and relates to an apparatus for generating oscillation by generating a sine wave through an OP-amp or the like when performing an oscillation operation for generating an output driving signal. .

개시된 내용은, 인버터용 콜피츠 발진기의 급격한 온도변화에 따른 주파수 안정도 저하가 될 시, 온도 보상을 위한 회로 변경으로부터 주파수 안정화를 구현함으로써, 목표하는 주파수 안정도를 얻을 수 있도록 하는 주파수 안정화 기능을 구비한 인버터용 콜피츠 발진기 및 그를 사용한 인버터를 제공하고자 한다.Disclosed is a frequency stabilization function capable of obtaining a target frequency stability by implementing frequency stabilization from a circuit change for temperature compensation when a frequency stability decreases due to a rapid temperature change of an inverter Colpitts oscillator. An object of the present invention is to provide an inverter Colpitts oscillator and an inverter using the same.

실시예에 따른 주파수 안정화 기능을 구비한 인버터용 콜피츠 발진기 및 그를 사용한 인버터는,Colpit oscillator for an inverter with a frequency stabilization function according to the embodiment and the inverter using the same,

발진 동작에 있어, 온도 변화는 각 부품의 정수값 변화를 일으켜 목적하는 안정도를 얻을 수 없어 발진 기반용 트랜지스터의 이미터에 연결된 저항에 목표 온도에 따른 상이한 저항값의 부성특성을 가진 저항을 연결하여 추가함으로써, 상이한 목표 온도별로 목적하는 주파수 안정도를 얻는 것을 특징으로 한다.In the oscillation operation, the temperature change causes an integer value change of each part, so that the desired stability cannot be obtained, and the resistance connected to the emitter of the oscillation-based transistor is connected to a resistor with a negative characteristic of different resistance value according to the target temperature. By adding, it is characterized in that desired frequency stability is obtained for different target temperatures.

실시예들에 의하면, 기존 인버터용 콜피츠 발진기는 급격한 온도변화에 따른 주파수 안정도가 ±1% 이었으나, 온도 보상을 위하여 전술한 바와 같이 회로를 변경함으로써 추가 부품의 실장에 따라 기존 주파수 안정도를 상회하는 효과가 있다.According to the embodiments, the frequency stability of the existing Inverter Colpitts oscillator was ±1% due to a sudden change in temperature, but by changing the circuit as described above for temperature compensation, it exceeds the existing frequency stability by mounting additional components. It works.

도 1은 일실시예에 따른 주파수 안정화 기능을 구비한 인버터용 콜피츠 발진기를 사용한 인버터의 구성을 도시한 블록도
도 2는 일실시예에 따른 주파수 안정화 기능을 구비한 인버터용 콜피츠 발진기의 회로도
도 3은 도 2와 다른 실시예에 따른 주파수 안정화 기능을 구비한 인버터용 콜피츠 발진기의 회로도1 is a block diagram showing the configuration of an inverter using a Colpitts oscillator for an inverter with a frequency stabilization function according to an embodiment
2 is a circuit diagram of an inverter Colpitts oscillator with a frequency stabilization function according to an embodiment
3 is a circuit diagram of an inverter Colpitts oscillator with a frequency stabilization function according to another embodiment of FIG.

본 개시내용의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and features of the present disclosure, and methods for achieving them will become apparent by referring to embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나 본 개시내용은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 개시내용의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시내용은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.However, the present disclosure is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the disclosure of the present disclosure to be complete, and are generally in the art to which the present disclosure pertains. It is provided to fully inform the person of knowledge of the scope of the invention, and the present disclosure is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.

본 개시내용의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 개시내용의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing embodiments of the present disclosure, when it is determined that a detailed description of known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present disclosure, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 일실시예에 따른 주파수 안정화 기능을 구비한 인버터용 콜피츠 발진기를 사용한 인버터의 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an inverter using a Colpitts oscillator for an inverter with a frequency stabilization function according to an embodiment.

도 1에 도시된 바와 같이, 그 인버터는 DC입력전원의 역극성입력과 과전압을 차단하는 제 1 보호부(110)와, 발진에 대한 제어부(120), 사인파 발진기(130), 사인파 발진신호에 의해 목표 출력 구동신호를 출력하는 구동부(140), 이러한 출력이 될 시의 과전류에 대한 제 2 보호부(150) 및 전압조정부(160)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the inverter includes a first protection unit 110 for blocking reverse polarity input and overvoltage of DC input power, a control unit 120 for oscillation, a sine wave oscillator 130, and a sine wave oscillation signal. It includes a driving unit 140 for outputting a target output driving signal, a second protection unit 150 and a voltage adjustment unit 160 for overcurrent when the output is made.

이러한 경우, 그 인버터는 상기 발진기(130)가 발진 동작에 있어, 발진 기반용 트랜지스터의 이미터에 연결된 저항에 목표 온도에 따른 상이한 저항값의 부성특성을 가진 저항을 연결하여 추가함으로써, 상이한 목표 온도별로 목적하는 주파수 안정도를 얻는 것이다.In this case, the inverter, the oscillator 130 in the oscillation operation, by connecting to the resistance connected to the emitter of the oscillation-based transistor to the resistance having a negative characteristic of a different resistance value according to the target temperature, by adding a different target temperature It is to obtain the desired frequency stability.

상기 제 1 보호부(110)는 DC입력전원을 인가받을 시, 인가된 DC입력전원에 대해 역극성입력과 과전압을 차단함으로써, 내부 소자를 보호하는 것이다. 구체적으로, 상기 제 1 보호부(110)는 역극성 보호부(111)와 과전압 보호부(112)를 포함하여 된 것으로, DC입력전원을 인가받아 내부의 출력구동부와 증폭회로, 기준전압공급부 및 비교기 등에 공급하며, 다이오드를 이용하여 역극성입력으로부터 내부를 보호한다.The first protection unit 110 protects internal elements by blocking reverse polarity input and overvoltage with respect to the applied DC input power when the DC input power is applied. Specifically, the first protection unit 110 includes a reverse polarity protection unit 111 and an overvoltage protection unit 112, and receives an input power of DC input, an internal output driving unit, an amplification circuit, and a reference voltage supply unit. It is supplied to a comparator and the like, and a diode is used to protect the inside from reverse polarity input.

상기 제어부(120)는 상기 제 1 보호부(110)에 의해 DC입력전원에서 역극성입력과 과전압이 차단될 시, 차단된 DC입력전원을 내부제어용 기준 전원으로 사용하기 위해 전원 안정화하여 출력궤환전압과 비교함으로써, 제어신호로서 출력하는 것이다. 구체적으로, 상기 제어부(120)는 기준 전압 발생부와 비교기를 포함하여 된 것으로, DC입력전원을 내부제어용 기준 전원으로 사용하기 위한 전원 안정화 회로의 출력전압과 출력궤환전압을 비교하여, 발진회로를 제어한다.When the reverse polarity input and the overvoltage are cut off from the DC input power by the first protection unit 110, the control unit 120 stabilizes the power to use the blocked DC input power as a reference power for internal control and outputs the feedback voltage. By comparing with, it outputs as a control signal. Specifically, the control unit 120 includes a reference voltage generator and a comparator, and compares an output voltage and an output feedback voltage of a power stabilization circuit for using a DC input power as a reference power for internal control, and performs an oscillation circuit. Control.

상기 발진기(130)는 상기 제어부(120)에 의해 제어신호가 발생될 시, 발생된 제어신호에 따라 사인파를 발진신호로서 발생시킴으로써, 인버터 자체의 구동이 되도록 한다. 이러한 경우, 상기 발진기(130)는 트랜지스터로 구성하여 목표 출력 구동신호에 따라 특정 주파수 예를 들어, 400Hz의 사인파를 발생 시킨다. 그리고, 이러한 경우 상기 발진기(130)는 콜피츠 발진기로 이루어지고, 상기 콜피츠 발진기는 기본적으로 인버터의 동작을 할시, 입력전원으로부터의 내부제어용 기준 전압과 출력궤환전압의 차이에 따른 제어신호에 의해 상이하게 발생하는 사인파의 발진신호로서 구동전원을 변환함으로써 목표 출력구동을 한다. 또한 이때, 일실시예에 따른 콜피츠 발진기는 아래의 구성을 구비한다. 즉, 일실시예에 따른 콜피츠 발진기는 발진 동작에 있어, 온도 변화 예를 들어, -35℃ ~ +80℃는 각 부품의 정수값 변화를 일으켜 목적하는 안정도를 얻을 수 없어 발진 기반용 트랜지스터의 이미터에 연결된 저항에 목표 온도별로 상이한 저항값의 부성특성(-)을 가진 저항을 연결하여 추가함으로써, 목적하는 주파수 안정도를 얻는다(구체적인 구성과 동작은 아래의 도 2를 참조하여 후술함). 따라서, 이를 통해 기존 인버터용 콜피츠 발진기는 급격한 온도변화에 따른 주파수 안정도가 ±1% 이었으나, 온도 보상을 위하여 전술한 바와 같이 회로를 변경함으로써 추가 부품의 실장에 따라 기존 주파수 안정도를 상회하는 효과가 있다.When the control signal is generated by the control unit 120, the oscillator 130 generates a sine wave as an oscillation signal according to the generated control signal, thereby driving the inverter itself. In this case, the oscillator 130 is composed of a transistor and generates a sine wave of a specific frequency, for example, 400 Hz according to the target output driving signal. And, in this case, the oscillator 130 is made of a Colpitts oscillator, and basically, the Colpitts oscillator is operated by the control signal according to the difference between the internal control reference voltage and the output feedback voltage from the input power when the inverter operates. The target output is driven by converting the driving power as the oscillation signal of the different sine waves. In addition, at this time, the Colpitts oscillator according to an embodiment has the following configuration. That is, the Colpitts oscillator according to an embodiment is in an oscillation operation, and temperature changes, for example, -35°C to +80°C, cause an integer value change of each part, so that the desired stability cannot be obtained, so that the oscillation-based transistor is The desired frequency stability is obtained by connecting and adding a resistor having a negative characteristic (-) of a different resistance value for each target temperature to the resistor connected to the emitter (the specific configuration and operation will be described later with reference to FIG. 2 below). Accordingly, the frequency stability of the existing Inverter Colpitts oscillator was ±1% due to the rapid temperature change, but the effect of exceeding the existing frequency stability by mounting additional components by changing the circuit as described above for temperature compensation have.

상기 구동부(140)는 상기 발진기(130)에 의해 발진신호가 발생될 시, 발생된 발진신호에 대해 증폭을 하여 출력구동신호를 발생함으로써, 인버터 자체의 구동을 하는 것이다. 즉, 상기 구동부(140)는 발진신호를 트랜지스터와 트랜스를 이용하여 증폭함으로써, 목표 출력 구동신호를 제공한다. When the oscillation signal is generated by the oscillator 130, the driving unit 140 amplifies the generated oscillation signal to generate an output driving signal, thereby driving the inverter itself. That is, the driving unit 140 amplifies the oscillation signal using a transistor and a transformer, thereby providing a target output driving signal.

상기 제 2 보호부(150)는 상기 구동부(140)에 의해 출력구동신호가 발생될 시, 발생된 출력구동신호에 대해 과전류를 차단함으로써, 과전류시 발진기의 동작을 차단한다. 구체적으로, 상기 제 2 보호부(150)는 예를 들어, 400Hz 출력측에 과전류를 트랜스를 통하여 검류해서 과전류 시 검출된 신호에 의하여 발진회로를 차단한다.When the output driving signal is generated by the driving unit 140, the second protection unit 150 blocks the overcurrent of the generated output driving signal, thereby blocking the operation of the oscillator during overcurrent. Specifically, the second protection unit 150, for example, checks the overcurrent on the 400Hz output side through a transformer to block the oscillation circuit by a signal detected during overcurrent.

상기 전압조정부(160)는 상기 구동부(140)에 의해 출력구동신호가 발생될 시, 발생된 출력구동신호에 대해 미리 설정된 동작구동전압에 따라 출력 전압을 설정함으로써, 출력전압이 안정적으로 구동할 수 있도록 한다. 즉, 상기 전압조정부(160)는 동작구동전압을 설정하여 출력전압이 안정적으로 구동하기 위해서 출력 전압을 설정한다.When the output driving signal is generated by the driving unit 140, the voltage adjusting unit 160 sets the output voltage according to a preset operating driving voltage for the generated output driving signal, so that the output voltage can be stably driven. To make. That is, the voltage adjusting unit 160 sets the operation driving voltage to set the output voltage in order to stably drive the output voltage.

도 2는 이러한 도 1의 인버터에 사용하는 발진기(130)에 따른 일실시예의 주파수 안정화 기능을 구비한 인버터용 콜피츠 발진기의 회로도이다.2 is a circuit diagram of an inverter Colpitts oscillator with a frequency stabilization function according to an embodiment of the oscillator 130 used in the inverter of FIG. 1.

도 2에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 콜피츠 발진기는 기본적으로 인버터의 동작을 할시, 입력전원으로부터의 내부제어용 기준 전압과 출력궤환전압의 차이에 따른 제어신호에 의해 상이하게 발생하는 사인파의 발진신호로서 구동전원을 변환함으로써 목표 출력구동을 한다.As shown in FIG. 2, the Colpitts oscillator according to an embodiment basically generates a sine wave differently generated by a control signal according to a difference between an internal control reference voltage and an output feedback voltage from an input power when an inverter is operated. The target output driving is performed by converting the driving power as the oscillation signal.

이러한 경우, 일실시예에 따른 콜피츠 발진기는 아래의 구성을 구비한다.In this case, the Colpitts oscillator according to an embodiment has the following configuration.

즉, 이러한 콜피츠 발진기는 발진 동작에 있어, 온도 변화 예를 들어, -35℃ ~ +80℃는 각 부품의 정수값 변화를 일으켜 목적하는 안정도를 얻을 수 없어 발진 기반용 트랜지스터(Q1)의 이미터에 연결된 저항에 목표 온도별로 상이한 저항값의 부성특성(-)을 가진 저항을 연결하여 추가함으로써, 목적하는 주파수 안정도를 얻는다.That is, in the oscillation operation, such a Colpitts oscillator has a temperature change, for example, -35°C to +80°C, which causes an integer value change in each component, so that the desired stability cannot be obtained, so that the oscillation-based transistor Q1 is already A desired frequency stability is obtained by connecting and connecting a resistor having a negative characteristic (-) of a different resistance value for each target temperature to the resistor connected to the terminal.

이러한 경우, 동작 온도는 -55℃ ~ +100℃를 목적 온도로 설정하고, 상용은 0℃ ~ 70℃로 설정하고, 공업용은 -25℃ ~ 85℃ 또는 -40℃ ~ 85℃로 하며, 군용은 -55℃ ~ 125℃로 설정한다.In this case, the operating temperature is set to -55°C to +100°C as the target temperature, commercial use is set to 0°C to 70°C, industrial use is -25°C to 85°C or -40°C to 85°C, and military Is set to -55℃ ~ 125℃.

a) 이를 위해 상기 콜피츠 발진기는 발진신호가 발생될 시, 제어신호에 따라 동작하는 트랜지스터(Q1)와 각 콜렉터에 연결된 제 1 인덕터(L1) 및 제 1-3 커패시터(C1-C3), 베이스에 연결된 발진 주파수결정용 제 1-2 저항(R1-R2), 이미터로의 제 3 저항(R3)과 제 4 커패시터(C4)를 포함하여 사인파를 발생함으로써 발진한다.a) To this end, when the oscillation signal is generated, the Colpits oscillator includes a transistor Q1 operating according to a control signal, a first inductor L1 connected to each collector, and a first 1-3 capacitors C1-C3, base The oscillation is performed by generating a sine wave, including the first and second resistors R1-R2 for determining the oscillation frequency connected to the third resistor R3 to the emitter and the fourth capacitor C4.

b) 그리고, 상기 발진이 될 시, 목적 온도에 따라 상이한 저항값의 부성특성(-)을 가진 저항을 상기 제 3 저항(R3)에 연결하여 추가해서 주파수를 안정화함으로써, 상이한 목적 온도별로 주파수 안정도를 구현한다.b) And, when the oscillation occurs, by adding a resistance having a negative characteristic (-) of a different resistance value according to the target temperature to the third resistor (R3) to stabilize the frequency by adding, to stabilize the frequency for different target temperatures Implement

그래서, 일실시예에 따른 콜피츠 발진기는 기존에 급격한 온도변화에 따른 주파수 안정도가 ±1% 이었으나 도 2와 같이 온도 보상을 위하여 회로를 변경하여 추가 부품의 실장에 따라 기존 주파수 안정도를 상회하는 f0±0.5%의 결과를 얻게 되었다.So, the Colpitts oscillator according to one embodiment had a frequency stability of ±1% according to a sudden temperature change, but f0 exceeds the existing frequency stability according to the mounting of additional parts by changing the circuit for temperature compensation as shown in FIG. A result of ±0.5% was obtained.

이상과 같이, 일실시예는 발진 동작에 있어, 온도 변화는 각 부품의 정수값 변화를 일으켜 목적하는 안정도를 얻을 수 없어 발진 기반용 트랜지스터의 이미터에 연결된 저항에 목표 온도에 따른 상이한 저항값의 부성특성을 가진 저항을 연결하여 추가함으로써, 상이한 목표 온도별로 목적하는 주파수 안정도를 얻는다.As described above, in one embodiment, in the oscillation operation, the temperature change causes an integer value change of each component, so that the desired stability cannot be obtained, and the resistance connected to the emitter of the oscillation-based transistor is different from the resistance value according to the target temperature. By connecting and adding resistors with negative characteristics, desired frequency stability for different target temperatures is obtained.

따라서, 이를 통해 일실시예는 인버터용 콜피츠 발진기의 급격한 온도변화에 따른 주파수 안정도 저하가 될 시, 온도 보상을 위한 회로 변경으로부터 주파수 안정화를 구현함으로써, 목표하는 주파수 안정도를 얻는다.Accordingly, through this, in one embodiment, when the frequency stability decreases due to the rapid temperature change of the inverter Colpitts oscillator, frequency stabilization is implemented from a circuit change for temperature compensation, thereby obtaining a target frequency stability.

이에 따라, 나아가서 기존 인버터용 콜피츠 발진기는 급격한 온도변화에 따른 주파수 안정도가 ±1% 이었으나, 온도 보상을 위하여 전술한 바와 같이 회로를 변경함으로써 추가 부품의 실장에 따라 기존 주파수 안정도를 상회한다.Accordingly, while the frequency stability of the existing inverter for the Colpitts oscillator was ±1% due to the rapid temperature change, by changing the circuit as described above for temperature compensation, it exceeds the existing frequency stability by mounting additional components.

특히, 추가적으로 이러한 경우 일실시예에 따른 콜피츠 발진기는 이러한 콜피츠 발진기 회로의 구성 중, 제 3 저항(R3)에 제 4 저항(R4)과 제 5 저항(R5)의 부성특성을 가진 저항을 추가함으로써, 원활히 목적하는 주파수 안정도를 얻도록 한다.In particular, additionally, in this case, the Colpitts oscillator according to the embodiment has a resistance having negative characteristics of the fourth resistor R4 and the fifth resistor R5 to the third resistor R3 among the components of the Colpitts oscillator circuit. By adding, the desired frequency stability is obtained smoothly.

즉, 일실시예에 따른 콜피츠 발진기는 상기한 저항이 상기 주파수 안정도가 구현될 시, 상기 제 3 저항(R3)에 제 4 저항(R4)과 제 5 저항(R5)의 부성특성을 가진 저항을 연결하여 추가함으로써, 원활히 목적하는 주파수 안정도를 얻도록 한다.That is, the Colpitts oscillator according to an embodiment is a resistance having a negative characteristic of the fourth resistor (R4) and the fifth resistor (R5) to the third resistor (R3), when the above-described resistance is implemented in the frequency stability By connecting and adding, it is possible to obtain the desired frequency stability smoothly.

또한, 이러한 경우 일실시예의 콜피츠 발진기는 전술한 제 4 저항(R4)과 제 5 저항(R5)의 부성특성을 가진 저항을 추가할 시, 트랜지스터(Q1)의 이미터에 연결된 제 3 저항(R3)의 저항값과 동일하게 사용하므로 -55℃ ~ +100℃(주변온도)에서 목표하는 주파수 안정도를 얻도록 한다. In addition, in this case, when adding a resistor having negative characteristics of the above-described fourth resistor (R4) and the fifth resistor (R5), the Colpits oscillator of one embodiment, the third resistor connected to the emitter of the transistor Q1 ( R3) is used in the same way as the resistance value to obtain the target frequency stability from -55℃ to +100℃ (ambient temperature).

즉, 이러한 콜피츠 발진기는 상기 제 4 저항(R4)과 제 5 저항(R5)이 상기 주파수 안정도를 구현할 시, 25℃에서는 상기 제 3 저항(R3)의 저항값과 동일하게 함으로써, 상기 목표온도가 -55℃ ~ +100℃인 경우에서 목적하는 주파수 안정도를 구현한다.That is, when the fourth resistor R4 and the fifth resistor R5 realize the frequency stability, the Colpitz oscillator is equal to the resistance value of the third resistor R3 at 25° C., thereby achieving the target temperature. When -55℃ ~ +100℃, the desired frequency stability is realized.

한편, 추가적으로 다른 실시예에 따른 발진기는 위의 경우에 더해, 주파수의 변화를 최소화하고 온도가 증가함에 따라 저항값이 감소하게 되는 온도 보상용 수단으로부터 주파수 안정도를 구현함으로써, 향상된 주파수 안정도를 구현한다.On the other hand, in addition to the above case, the oscillator according to another embodiment realizes improved frequency stability by minimizing the change in frequency and implementing frequency stability from the temperature compensation means that the resistance value decreases as the temperature increases. .

도 3은 이러한 도 2와 다른 실시예에 따른 주파수 안정화 기능을 구비한 인버터용 콜피츠 발진기의 회로도이다.3 is a circuit diagram of an inverter Colpitts oscillator having a frequency stabilization function according to another embodiment.

구체적으로는, 이러한 발진기는 도 3과 같이 상기한 발진이 될 시, 목적 온도에 따라 상이한 저항값의 부성특성(-)을 가진 저항 또는 다이오드로부터 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결된 발진 주파수결정용 제 2 저항(R2)에 병렬로 연결하여 더 추가함으로써, 상이한 목적 온도별로 향상된 주파수 안정도를 구현한다.Specifically, such an oscillator is used for determining the oscillation frequency connected to the base of the transistor Q1 from a resistor or diode having a negative characteristic (-) of a different resistance value according to the target temperature when the oscillation is the same as shown in FIG. 3. By connecting in parallel to the second resistor R2 and further adding it, improved frequency stability for different target temperatures is realized.

따라서, 이를 통해 다른 실시예에 따른 발진기는 위의 경우에 더해 주파수의 변화를 최소화하고 온도가 증가함에 따라 저항값이 감소하게 되는 온도 보상용 수단으로부터 주파수 안정도를 구현함으로써, 향상된 주파수 안정도를 구현한다.Accordingly, through this, the oscillator according to another embodiment implements the frequency stability from the temperature compensation means that minimizes the change in frequency in addition to the above case and the resistance value decreases as the temperature increases, thereby realizing improved frequency stability. .

이러한 경우, 상기 발진기는 상기한 저항이 상기 향상된 주파수 안정도가 구현될 시, 상기 제 2 저항(R2)에 제 6 저항과 제 7 저항의 부성특성을 가진 저항을 연결하여 추가함으로써, 상기 향상된 주파수 안정도의 구현을 한다.In this case, when the above-described resistance is realized, the oscillator adds the second resistor R2 by connecting a resistor having a negative characteristic of a sixth resistor and a seventh resistor, thereby improving the frequency stability. Do the implementation of

또한, 이때 상기 제 6 저항과 제 7 저항은 상기 향상된 주파수 안정도의 구현이 될 시, 상기 제 2 저항(R2)의 저항값과 동일하게 함으로써, 상기 목표온도가 -55℃ ~ +100℃인 경우에서 목적하는 향상된 주파수 안정도를 구현한다.In addition, in this case, when the sixth and seventh resistors realize the improved frequency stability, when the target temperature is -55°C to +100°C, by making the resistance value of the second resistor R2 the same. Achieves the desired improved frequency stability.

한편, 추가적으로 이러한 인버터에 적용된 일실시예에 따른 전압 안정화 기능을 구비한 인버터용 제어부를 설명하면 아래와 같다.Meanwhile, a controller for an inverter having a voltage stabilization function according to an embodiment applied to such an inverter will be described below.

일실시예에 따른 제어부는 기본적으로 인버터의 동작을 할시, 입력전원으로부터의 내부제어용 기준 전압과 출력궤환전압의 비교에 따른 제어 출력전압으로부터 발진기를 구동시킴으로써, 목표 출력구동을 할 수 있도록 하는 인버터용 제어부를 전제로 한다.The control unit according to an embodiment is basically for an inverter that enables target output driving by driving an oscillator from a control output voltage according to a comparison of a reference voltage for internal control from an input power supply and an output feedback voltage when an inverter is operated. The control unit is assumed.

이러한 경우, 일실시예에 따른 인버터용 제어부는 아래의 구성을 구비한다.In this case, the controller for an inverter according to an embodiment has the following configuration.

a) 즉, 이러한 인버터용 제어부는 상기 발진기가 구동될 시, 상기 출력궤환전압에 따라 동작하는 제 1 트랜지스터(Q1)와 상기 내부제어용 기준 전압에 따라 동작하는 제 2 트랜지스터(Q2)로부터 상기 제어 출력전압을 발생하고, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)에 연결된 기본의 제 1 다이오드(D1)로부터 온도 변화에 따른 기본 전압 변동이 됨으로써, 발진기 구동을 하고 있다.a) That is, when the oscillator is driven, the control unit for the inverter outputs the control from the first transistor Q1 operating according to the output feedback voltage and the second transistor Q2 operating according to the internal control reference voltage. The oscillator is driven by generating a voltage and changing the basic voltage according to a temperature change from the basic first diode D1 connected to the second transistor Q2.

b) 그리고, 이러한 경우 상기 제어 출력전압이 발생될 시, 목적 온도에 따라 상이한 개수의 부성특성(-)을 가진 다이오드를 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 입력저항(R3)에 연결하여 추가해서 상기 내부제어용 기준 전압과 상기 출력궤환전압을 균형이 이루어지도록 함으로써, 상이한 목적 온도별로 제어 출력전압의 안정도를 구현한다.b) And, in this case, when the control output voltage is generated, a diode having a different number of negative characteristics (-) according to the target temperature is connected to the input resistance R3 of the first transistor Q1 to add the By making the balance between the internal control reference voltage and the output feedback voltage, the stability of the control output voltage for different target temperatures is realized.

그래서, 급격한 온도변화에 따른 전압 안정도 V0±0.1V를 얻고자 하였을때, 기존의 회로구성으로는 전압안정도 V0±0.25V 수준에 머물렀으나, 일실시예에 따른 회로구성으로 보완 하였을때는 목표한 전압 안정도 V0±0.1V 를 달성할 수 있었다.So, when it was desired to obtain voltage stability V0±0.1V according to a rapid temperature change, the voltage stability remained at the level of V0±0.25V with the existing circuit configuration, but when supplemented with the circuit configuration according to one embodiment, the target voltage stability V0±0.1V could be achieved.

참고적으로, 온도변화에 따른 전압 변동 기본은 다이오드 D1에 따라 결정되나 상업용 일반저항과 반도체로 이루어진 간략한 회로에서 넓은 온도변화에 따른 제어 출력 전압 안정도를 얻기 어렵다.For reference, the basic of voltage fluctuation due to temperature change is determined by diode D1, but it is difficult to obtain control output voltage stability due to wide temperature change in a simple circuit composed of commercial general resistance and semiconductor.

이상과 같이, 일실시예는 인버터의 발진 동작을 제어함에 있어서, 온도 변화에 따라 제어 출력전압의 변동이 심하여 기준 전압과 피드백 전압의 균형이 이루어지도록 입력측 부품의 온도변화에 따른 정수값 변화를 다이오드를(부성(-)특성을) 추가함으로써, 급격한 온도변화에 따른 전압변동을 최소화한다.As described above, according to an embodiment of the present invention, in controlling the oscillation operation of the inverter, the change in the integer value according to the temperature change of the input-side component is made so that the control output voltage is highly fluctuated according to the temperature change so that the reference voltage and feedback voltage are balanced By adding (negative (-) characteristic), it minimizes voltage fluctuations due to rapid temperature change.

따라서, 이를 통해 일실시예는 인버터의 발진 동작에 대한 제어에 있어서, 상이한 목적 온도별로 제어 출력전압의 안정도를 구현함으로써, 급격한 온도변화에 따른 전압변동을 안정화한다.Accordingly, through this, in one embodiment, in controlling the oscillation operation of the inverter, by implementing the stability of the control output voltage for each different target temperature, the voltage fluctuation according to the rapid temperature change is stabilized.

특히, 추가적으로 이러한 경우 일실시예에 따른 제어부는 이러한 제어부 회로의 구성 중, 상기 입력저항(R3)에 제 2 다이오드(D2)와 제 3 다이오드(D3)의 부성특성을 가진 다이오드를 추가함으로써, 원활히 목적하는 전압 안정도를 얻도록 한다.Particularly, in this case, the control unit according to an embodiment may smoothly add a diode having negative characteristics of the second diode D2 and the third diode D3 to the input resistor R3 during the configuration of the control circuit. Obtain the desired voltage stability.

110 : 제 1 보호부 120 : 제어부
130 : 발진기 140 : 구동부
150 : 제 2 보호부 160 : 전압 조정부110: first protection unit 120: control unit
130: oscillator 140: drive unit
150: second protection unit 160: voltage adjustment unit

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete DC입력전원을 인가받을 시, 인가된 DC입력전원에 대해 역극성입력과 과전압을 차단함으로써, 내부 소자를 보호하는 제 1 보호부;
상기 제 1 보호부에 의해 DC입력전원에서 역극성입력과 과전압이 차단될 시, 차단된 DC입력전원을 내부제어용 기준 전원으로 사용하기 위해 전원 안정화하여 출력궤환전압과 비교함으로써, 제어신호로서 출력하는 제어부;
상기 제어부에 의해 제어신호가 발생될 시, 발생된 제어신호에 따라 사인파를 발진신호로서 발생시킴으로써, 인버터 자체의 구동이 되도록 하는 발진기;
상기 발진기에 의해 발진신호가 발생될 시, 발생된 발진신호에 대해 증폭을 하여 출력 구동신호를 발생함으로써, 인버터 자체의 구동을 하는 구동부;
상기 구동부에 의해 출력 구동신호가 발생될 시, 발생된 출력 구동신호에 대해 과전류를 차단함으로써, 과전류시 발진기의 동작을 차단하는 제 2 보호부; 및
상기 구동부에 의해 출력 구동신호가 발생될 시, 발생된 출력 구동신호에 대해 미리 설정된 동작구동전압에 따라 출력 전압을 설정함으로써, 출력전압이 안정적으로 구동할 수 있도록 하는 전압조정부; 를 포함하고 있으며,
상기 발진기는
a) 상기 발진신호가 발생될 시, 상기 제어신호에 따라 동작하는 트랜지스터(Q1)와 각 콜렉터에 연결된 제 1 인덕터(L1) 및 제 1-3 커패시터(C1-C3), 베이스에 연결된 발진 주파수결정용 제 1-2 저항(R1-R2), 이미터에 연결된 제 3 저항(R3)과 제 4 커패시터(C4)를 포함하여 사인파를 발생함으로써 발진하고,
b) 상기 발진을 할 경우, 목적 온도에 따라 상이한 저항값의 부성특성(-)을 가진 저항을 상기 제 3 저항(R3)에 연결하여 추가해서 주파수를 안정화함으로써, 상이한 목적 온도별로 주파수 안정도를 구현하고,

상기 저항은
상기 주파수 안정도가 구현될 시, 상기 제 3 저항(R3)에 제 4 저항(R4)과 제 5 저항(R5)의 부성특성을 가진 저항을 연결하여 추가함으로써, 상기 주파수 안정도의 구현을 하고,

상기 제 4 저항(R4)과 제 5 저항(R5)은
상기 주파수 안정도의 구현을 할 경우, 상기 제 3 저항(R3)의 저항값과 각기 동일하게 함으로써, 상기 목적 온도가 -55℃ ~ +100℃인 경우에서 목적하는 주파수 안정도를 구현하며,

c) 상기 발진이 될 시, 목적 온도에 따라 상이한 저항값의 부성특성(-)을 가진 저항 또는 다이오드로부터 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결된 발진 주파수결정용 제 2 저항(R2)에 병렬로 연결하여 더 추가함으로써, 상이한 목적 온도별로 향상된 주파수 안정도를 구현하고,

상기 저항은
상기 향상된 주파수 안정도가 구현될 시, 상기 제 2 저항(R2)에 제 6 저항과 제 7 저항의 부성특성을 가진 저항을 연결하여 추가함으로써, 상기 향상된 주파수 안정도의 구현을 하고,

상기 제 6 저항과 제 7 저항은
상기 향상된 주파수 안정도의 구현이 될 시, 상기 제 2 저항(R2)의 저항값과 동일하게 함으로써, 상기 목적 온도가 -55℃ ~ +100℃인 경우에서 목적하는 향상된 주파수 안정도를 구현하며,

상기 제어부는
인버터의 동작을 할시, 입력전원으로부터의 내부제어용 기준 전압과 출력궤환전압의 비교에 따른 제어 출력전압으로부터 발진기를 구동시킴으로써, 목표 출력구동을 할 수 있도록 하는 인버터용 제어부로 구성하고 있으며,
a) 상기 발진기가 구동될 시, 상기 출력궤환전압에 따라 동작하는 제 1 트랜지스터와 상기 내부제어용 기준 전압에 따라 동작하는 제 2 트랜지스터로부터 상기 제어 출력전압을 발생하고, 상기 제 2 트랜지스터에 연결된 기본의 제 1 다이오드로부터 온도 변화에 따른 기본 전압 변동이 됨으로써, 발진기 구동을 하고,
b) 상기 제어 출력전압이 발생될 시, 목적 온도에 따라 상이한 개수의 부성특성을 가진 다이오드를 상기 제 1 트랜지스터의 입력저항에 연결하여 추가해서 상기 내부제어용 기준 전압과 상기 출력궤환전압을 균형이 이루어지도록 함으로써, 상이한 목적 온도별로 제어 출력전압의 안정도를 구현하는 것;
을 특징으로 하는 주파수 안정화 기능을 구비한 인버터용 콜피츠 발진기를 사용한 인버터.A first protection unit that protects an internal device by blocking reverse polarity input and overvoltage with respect to the applied DC input power when receiving the DC input power;
When the reverse polarity input and the overvoltage are cut off from the DC input power by the first protection unit, the power is stabilized and compared with the output feedback voltage to use the blocked DC input power as a reference power for internal control, and output as a control signal. Control unit;
When the control signal is generated by the control unit, by generating a sine wave as an oscillation signal according to the generated control signal, the oscillator to drive the inverter itself;
When the oscillation signal is generated by the oscillator, a driving unit for driving the inverter itself by amplifying the generated oscillation signal to generate an output driving signal;
When the output driving signal is generated by the driving unit, by blocking the overcurrent to the generated output driving signal, the second protection unit to block the operation of the oscillator during overcurrent; And
When the output driving signal is generated by the driving unit, by setting the output voltage in accordance with a preset operating drive voltage for the generated output driving signal, a voltage adjusting unit to stably drive the output voltage; It contains,
The oscillator
a) When the oscillation signal is generated, the transistor Q1 operating according to the control signal, the first inductor L1 connected to each collector and the first 1-3 capacitors C1-C3, and the oscillation frequency connected to the base are determined. It is oscillated by generating a sine wave, including a first 1-2 resistor (R1-R2), a third resistor (R3) connected to the emitter, and a fourth capacitor (C4),
b) In the case of the oscillation, by adding a resistance having a negative characteristic (-) of a different resistance value according to the target temperature to the third resistor (R3) to stabilize the frequency, realizing the frequency stability for different target temperatures and,

The resistance
When the frequency stability is implemented, the frequency stability is realized by connecting and adding a resistor having negative characteristics of the fourth resistor (R4) and the fifth resistor (R5) to the third resistor (R3),

The fourth resistor R4 and the fifth resistor R5 are
When the frequency stability is realized, the desired frequency stability is realized when the target temperature is -55°C to +100°C by making the resistance value of the third resistor (R3) the same.

c) When the oscillation occurs, it is connected in parallel to the second resistor (R2) for determining the oscillation frequency connected to the base of the transistor (Q1) from a resistor or diode having a negative characteristic (-) of a different resistance value according to the target temperature. By adding more, it is possible to realize improved frequency stability for different target temperatures,

The resistance
When the improved frequency stability is implemented, the improved resistance is achieved by connecting the second resistor R2 with a resistor having a negative characteristic of a sixth resistor and a seventh resistor, and adding the resistance.

The sixth and seventh resistors are
When the improved frequency stability is realized, the same value as the resistance of the second resistor R2 is realized to achieve the desired improved frequency stability when the target temperature is -55°C to +100°C,

The control unit
When operating the inverter, it is composed of an inverter control unit that enables target output driving by driving the oscillator from the control output voltage according to the comparison of the internal control reference voltage from the input power supply and the output feedback voltage.
a) When the oscillator is driven, the control output voltage is generated from a first transistor operating according to the output feedback voltage and a second transistor operating according to the reference voltage for internal control, and a basic connection to the second transistor is generated. The primary voltage fluctuates according to the temperature change from the first diode, thereby driving the oscillator,
b) When the control output voltage is generated, a diode having a different number of negative characteristics according to the target temperature is added to the input resistance of the first transistor to balance the internal control reference voltage and the output feedback voltage. To achieve the stability of the control output voltage for different target temperatures;
Inverter using a Colpits oscillator for an inverter with a frequency stabilization function, characterized in that. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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