KR102485197B1

KR102485197B1 - High current output control circuit

Info

Publication number: KR102485197B1
Application number: KR1020200072880A
Authority: KR
Inventors: 강효진; 오성민
Original assignee: 효성중공업 주식회사
Priority date: 2020-06-16
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2023-01-05
Also published as: KR20210155539A

Abstract

본 발명은 고속 스위칭을 통해 고전류로부터 기기의 보호하는 고전류 출력 제어회로에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 고전류 출력 제어회로는, 제1 메인선로에서 분기된 제1 분기선로에 일단이 연결되고 제2 메인선로에서 분기된 제2 분기선로(21)에 타단이 연결된 릴레이 스위치; 상기 릴레이 스위치를 구동하는 릴레이 코일; 상기 제1 메인선로의 타단과 상기 제2 메인선로의 타단에 연결된 브릿지 정류부; 상기 브릿지 정류부의 출력단자 사이에 병렬로 연결되어 스위칭에 의해 전류를 도통 및 차단하는 반도체 스위치; 상기 릴레이 코일의 전류인가 및 상기 반도체 스위치의 턴온/턴오프를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 기설정된 특정조건이 되면 상기 반도체 스위치를 턴온시키고 상기 릴레이 코일로 전류를 인가하도록 제어한다.The present invention relates to a high current output control circuit that protects a device from high current through high-speed switching. A high current output control circuit according to an embodiment of the present invention includes a relay switch having one end connected to a first branch line branched from a first main line and the other end connected to a second branch line 21 branched from a second main line; a relay coil driving the relay switch; a bridge rectifier connected to the other end of the first main line and the other end of the second main line; a semiconductor switch that is connected in parallel between the output terminals of the bridge rectifier and conducts and blocks current by switching; and a control unit for controlling the application of current to the relay coil and turning on/off of the semiconductor switch, wherein the control unit turns on the semiconductor switch and applies current to the relay coil when a predetermined specific condition is met.

Description

High current output control circuit {High current output control circuit}

본 발명은 출력 제어회로에 관한 것으로서, 특히 고속 스위칭을 통해 고전류로부터 기기를 보호하고 고속 출력이 가능하도록 하는 고전류 출력 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to an output control circuit, and more particularly, to a high-current output control circuit that protects a device from high current through high-speed switching and enables high-speed output.

일반적으로 고전압, 고전류의 출력 제어를 위해 파워 릴레이(power relay)가 많이 사용되고 있다. 파워 릴레이는 코일에 발생된 자기장에 의해 스위치가 온/오프되어 스위치를 통한 전류의 도통 및 차단이 이루어지도록 하는 장치로서 전류의 온/오프 제어가 필요한 다양한 제품에 널리 사용되고 있다.In general, a power relay is widely used to control output of high voltage and high current. A power relay is a device that turns on/off a switch by a magnetic field generated in a coil to conduct or block current through the switch, and is widely used in various products that require current on/off control.

도 1은 일반적인 파워 릴레이의 구성도이다. 도 1을 참조하면 일반적으로 파워 릴레이는 코일(1)과 스위치(2)를 포함하여 구성될 수 있다.1 is a configuration diagram of a general power relay. Referring to FIG. 1, a power relay may generally include a coil 1 and a switch 2.

코일(1)에 전류가 인가되면 코일(1)에 자기장이 발생되고 자기장에 의해 스위치(2)가 온(on)되어 스위치(2)의 양단을 통해 전류가 도통된다. 전류가 계속 공급되면 스위치(2)는 계속 온 상태를 유지하여 전류가 계속 도통되도록 한다.When current is applied to the coil 1, a magnetic field is generated in the coil 1, and the switch 2 is turned on by the magnetic field, so that current is conducted through both ends of the switch 2. If current continues to be supplied, switch 2 remains on so that current continues to flow.

코일(1)에 전류가 인가되지 않으면 스위치(1)는 오프(off)되어 스위치(1)의 양단은 개방되므로 전류의 흐름은 차단된다.When no current is applied to the coil 1, the switch 1 is turned off and both ends of the switch 1 are open, so that current flow is blocked.

이러한 파워 릴레이는 발전 및 전력 분야에서 고전류로 동작하는 기기를 제어하고 시스템을 고전류로부터 보호하기 위한 제품에 주로 사용되고 있다.These power relays are mainly used in products for controlling devices operating with high currents and protecting systems from high currents in power generation and power fields.

일례로, 전력계통에 고장이 발생한 경우, 이를 감지하여 파워 릴레이를 온시켜 차단기를 동작시킴으로써 고장을 제거하도록 하여 시스템을 보호할 수 있다.For example, when a failure occurs in the power system, the system can be protected by detecting this and turning on a power relay to operate a circuit breaker to remove the failure.

이때, 고전류를 빠르게 제어하고 사고시 고전류로부터 시스템을 안전하게 보호하기 위해서는 파워 릴레이의 스위칭 속도가 빨라야 한다. At this time, in order to quickly control the high current and safely protect the system from the high current in case of an accident, the switching speed of the power relay must be fast.

다른 예로서, 파워 릴레이를 이용하여 고전류의 기기를 제어하는 디지털 제어회로에서 파워 릴레이의 속도는 제어회로의 동작속도에 영향을 줄 수 있다.As another example, in a digital control circuit that uses a power relay to control a high-current device, the speed of the power relay may affect the operating speed of the control circuit.

하지만, 종래의 파워 릴레이는 동작시간이 수 ㎳ ~ 수십 ㎳이므로 스위칭 속도가 늦다는 문제점이 있다. 스위칭 속도가 늦으면 고전류에 의해 부품이나 소자에 손상을 주거나 고전류 기기의 제어속도에 악영향을 미친다는 문제점이 있다.However, since the operating time of the conventional power relay is several ms to several tens of ms, the switching speed is slow. If the switching speed is slow, there is a problem in that components or devices are damaged by high current or the control speed of high current devices is adversely affected.

또한, 일반적인 파워 릴레이는 기계적 스위치(mechanical switch)를 사용하므로 스위칭 속도를 줄이는데는 한계가 있다.In addition, since a general power relay uses a mechanical switch, there is a limit to reducing the switching speed.

한국등록특허 제10-1124291호Korean Patent Registration No. 10-1124291

본 발명은 고전류 기기를 제어하기 위해 코일을 여자시켜 동작하는 파워 릴레이와 반도체 스위칭소자를 결합하여 제어 동작속도가 향상되도록 개선된 고전류 출력 제어회로를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an improved high-current output control circuit to improve control operation speed by combining a power relay operated by exciting a coil to control a high-current device and a semiconductor switching element.

본 발명은 고전류를 사용하는 기기에서 고전류에 의한 회로나 장치를 빠르게 보호할 수 있도록 하는 고전류 출력 제어회로를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a high current output control circuit that can quickly protect circuits or devices caused by high current in devices using high current.

본 발명은 빠른 스위칭 속도를 구현함으로써 고전류의 빠른 제어가 가능하도록 하는 고전류 출력 제어회로를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a high current output control circuit capable of rapidly controlling a high current by implementing a fast switching speed.

본 발명은 고전류 기기에서 수십 ~ 수백 ㎲의 스위칭 동작속도를 구현할 수 있도록 하는 고전류 출력 제어회로를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a high-current output control circuit capable of realizing a switching operation speed of several tens to hundreds of μs in a high-current device.

본 발명의 실시예에 따른 고전류 출력 제어회로는, 제1 메인선로에서 분기된 제1 분기선로에 일단이 연결되고 제2 메인선로에서 분기된 제2 분기선로(21)에 타단이 연결된 릴레이 스위치; 상기 릴레이 스위치를 구동하는 릴레이 코일; 상기 제1 메인선로의 타단과 상기 제2 메인선로의 타단에 연결된 브릿지 정류부; 상기 브릿지 정류부의 출력단자 사이에 병렬로 연결되어 스위칭에 의해 전류를 도통 및 차단하는 반도체 스위치; 상기 릴레이 코일의 전류인가 및 상기 반도체 스위치의 턴온/턴오프를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 기설정된 특정조건이 되면 상기 반도체 스위치를 턴온시키고 상기 릴레이 코일로 전류를 인가하도록 제어한다.A high current output control circuit according to an embodiment of the present invention includes a relay switch having one end connected to a first branch line branched from a first main line and the other end connected to a second branch line 21 branched from a second main line; a relay coil driving the relay switch; a bridge rectifier connected to the other end of the first main line and the other end of the second main line; a semiconductor switch that is connected in parallel between the output terminals of the bridge rectifier and conducts and blocks current by switching; and a control unit for controlling the application of current to the relay coil and turning on/off of the semiconductor switch, wherein the control unit turns on the semiconductor switch and applies current to the relay coil when a predetermined specific condition is met.

본 발명에서, 상기 기설정된 특정조건이 되면 상기 반도체 스위치가 먼저 턴온된 후 상기 릴레이 스위치가 온되고, 상기 반도체 스위치의 턴온 스위칭속도는 20~500㎲이다.In the present invention, when the predetermined specific condition is met, the semiconductor switch is first turned on and then the relay switch is turned on, and the turn-on switching speed of the semiconductor switch is 20 to 500 μs.

본 발명에서, 상기 릴레이 스위치는, 상기 제1 분기선로의 타측에 연결된 제1 접점단자; 제2 분기선로의 타측에 연결된 제2 접점단자; 상기 제1 접점단자와 제2 접점단자를 전기적으로 연결 및 연결해제시키는 스위칭 접점단자를 포함한다.In the present invention, the relay switch may include a first contact terminal connected to the other side of the first branch line; a second contact terminal connected to the other side of the second branch line; and a switching contact terminal for electrically connecting and disconnecting the first contact terminal and the second contact terminal.

본 발명에서, 상기 브릿지 정류부는, 제1 단자, 제2 단자, 제3 단자, 제4 단자를 포함하고, 상기 제1 단자는 상기 제1 메인선로의 타측이 연결되고 상기 제2 단자는 제2 메인선로의 타측이 연결되고, 상기 제3 단자는 상기 반도체 스위치의 일단에 연결되고 상기 제4 단자는 반도체 스위치의 타단에 연결된다.In the present invention, the bridge rectifier unit includes a first terminal, a second terminal, a third terminal, and a fourth terminal, the first terminal is connected to the other side of the first main line, and the second terminal is connected to the second terminal. The other side of the main line is connected, the third terminal is connected to one end of the semiconductor switch, and the fourth terminal is connected to the other end of the semiconductor switch.

본 발명에서, 상기 브릿지 정류부는, 상기 제1 메인선로의 타단에 연결된 제1 단자로부터 분기되며 서로 순방향으로 연결되는 제1 다이오드와 제4 다이오드; 상기 제2 메인선로의 타단에 연결된 제2 단자로부터 분기되며 서로 서로 순방향으로 연결되는 제2 다이오드와 제3 다이오드를 포함한다.In the present invention, the bridge rectifier may include: a first diode and a fourth diode branched from a first terminal connected to the other end of the first main line and connected in a forward direction to each other; A second diode and a third diode are branched from a second terminal connected to the other end of the second main line and connected in a forward direction to each other.

본 발명에서, 상기 제1 다이오드와 제2 다이오드는 서로 역방향으로 연결되고, 상기 제3 다이오드와 제4 다이오드는 서로 역방향으로 연결되고, 상기 제1 다이오드와 제3 다이오드는 서로 순방향으로 연결되고, 상기 제2 다이오드와 제4 다이오드는 서로 순방향으로 연결된다.In the present invention, the first diode and the second diode are connected in reverse directions to each other, the third diode and the fourth diode are connected in reverse directions to each other, the first diode and the third diode are connected in forward directions to each other, The second diode and the fourth diode are connected in a forward direction to each other.

본 발명에서, 상기 특정조건이 되면 상기 제어부에 의해 상기 반도체 스위치가 먼저 턴온되어 상기 제1 메인선로에 연결된 제1 입출력단자를 통해 입력된 전류는 상기 제1 메인선로, 브릿지 정류부, 반도체 스위치, 브릿지 정류부 및 제2 메인선로를 통해 상기 제2 메인선로에 연결된 제2 입출력단자로 출력되고, 이후에 상기 릴레이 스위치가 온되면 상기 반도체 스위치는 턴오프되고 상기 제1 입출력단자를 통해 입력된 전류는 상기 제1 메인선로, 제1 릴레이 스위치 및 제2 메인선로를 통해 상기 제2 입출력단자로 출력된다.In the present invention, when the specific condition is met, the semiconductor switch is first turned on by the controller, and the current input through the first input/output terminal connected to the first main line is passed through the first main line, the bridge rectifier, the semiconductor switch, and the bridge. It is output to the second input/output terminal connected to the second main line through the rectifier and the second main line, and then, when the relay switch is turned on, the semiconductor switch is turned off and the current input through the first input/output terminal is It is output to the second input/output terminal through the first main line, the first relay switch, and the second main line.

본 발명에서, 상기 특정조건이 되면 상기 제어부에 의해 상기 반도체 스위치가 먼저 턴온되어 상기 제2 메인선로에 연결된 제2 입출력단자를 통해 입력된 전류는 상기 제2 메인선로, 브릿지 정류부, 반도체 스위치, 브릿지 정류부 및 제1 메인선로를 통해 상기 제1 메인선로에 연결된 제1 입출력단자로 출력되고, 이후에 상기 릴레이 스위치가 온되면 상기 반도체 스위치는 턴오프되고 상기 제2 입출력단자를 통해 입력된 전류는 상기 제2 메인선로, 제1 릴레이 스위치 및 제1 메인선로를 통해 상기 제1 입출력단자로 출력된다.In the present invention, when the specific condition is met, the semiconductor switch is first turned on by the controller, and the current input through the second input/output terminal connected to the second main line is passed through the second main line, the bridge rectifier, the semiconductor switch, and the bridge. It is output to the first input/output terminal connected to the first main line through the rectifier and the first main line, and then, when the relay switch is turned on, the semiconductor switch is turned off and the current input through the second input/output terminal is It is output to the first input/output terminal through the second main line, the first relay switch, and the first main line.

본 발명에 의하면 고전류 기기를 제어하기 위해 파워 릴레이의 스위칭 동작속도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to improve the switching operation speed of a power relay to control a high-current device.

본 발명에 의하면 고전류를 사용하는 기기에서 고전류에 의한 회로나 장치를 빠르게 보호할 수 있다. According to the present invention, it is possible to quickly protect a circuit or device caused by a high current in a device using a high current.

본 발명은 고전류를 제어하기 위한 디지털 제어회로에서 빠른 스위칭 속도를 구현할 수 있다.The present invention can implement a fast switching speed in a digital control circuit for controlling high current.

본 발명은 고전류를 사용하는 기기에서 수십 ~ 수백 ㎲의 스위칭 동작속도를 구현할 수 있다.The present invention can implement a switching operation speed of tens to hundreds of μs in a device using a high current.

도 1은 종래의 일반적인 고전류 출력 제어회로의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고전류 출력 제어회로의 구성도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전류 출력 제어회로의 동작에 따른 전류의 제1 방향 흐름을 설명하는 도면.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고전류 출력 제어회로의 동작에 따른 전류의 제2 방향 흐름을 설명하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 고전류 출력 제어회로의 일 사용 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 고전류 출력 제어회로의 다른 사용 예시도.1 is a block diagram of a conventional high-current output control circuit;
2 is a block diagram of a high current output control circuit according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B are diagrams illustrating a flow of current in a first direction according to an operation of a high current output control circuit according to an embodiment of the present invention;
4A and 4B are diagrams illustrating the flow of current in a second direction according to the operation of a high current output control circuit according to another embodiment of the present invention.
5 is an example of use of a high current output control circuit according to the present invention.
6 is another example of use of the high current output control circuit according to the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고전류 출력 제어회로의 구성도이다.2 is a block diagram of a high current output control circuit according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고전류 출력 제어회로(100)는 릴레이 코일(110), 릴레이 스위치(120), 브릿지 정류부(130), 반도체 스위치(140) 및 제어부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , a high current output control circuit 100 according to an embodiment of the present invention includes a relay coil 110, a relay switch 120, a bridge rectifier 130, a semiconductor switch 140, and a control unit 150. can be configured to include

본 발명에 따른 고전류 출력 제어회로(100)는 2개의 입출력단자(X1,X2)를 가질 수 있다. 제1 입출력단자(X1)에는 제1 메인선로(10)의 일측이 연결되고 제2 입출력단자(X2)에는 제2 메인선로(20)의 일측이 연결된다.The high current output control circuit 100 according to the present invention may have two input/output terminals X1 and X2. One side of the first main line 10 is connected to the first input/output terminal X1 and one side of the second main line 20 is connected to the second input/output terminal X2.

입출력단자(X1,X2)는 외부장치와 연결될 수 있다. 예컨대, 전원공급장치, 전류공급장치, 신호처리장치, IC소자 등과 연결될 수 있다.The input/output terminals X1 and X2 may be connected to external devices. For example, it may be connected to a power supply device, a current supply device, a signal processing device, an IC device, and the like.

제1 메인선로(10)에서 제1 분기선로(11)가 분기되고 제2 메인선로(20)에서 제2 분기선로(21)가 분기될 수 있다. 즉, 제1 분기선로(11)의 일측은 제1 메인선로(10)에 연결되고 제2 분기선로(21)의 일측은 제2 메인선로(20)에 연결된다.The first branch line 11 may branch from the first main line 10 and the second branch line 21 may branch from the second main line 20 . That is, one side of the first branch line 11 is connected to the first main line 10 and one side of the second branch line 21 is connected to the second main line 20 .

제1 분기선로(11)의 타측과 제2 분기선로(21)의 타측 사이에는 릴레이 스위치(120)가 연결된다. 릴레이 스위치(120)는 제1 접점단자(121), 제2 접점단자(122) 및 스위칭 접점단자(123)를 포함하여 구성된다.A relay switch 120 is connected between the other side of the first branch line 11 and the other side of the second branch line 21 . The relay switch 120 includes a first contact terminal 121, a second contact terminal 122 and a switching contact terminal 123.

구체적으로, 제1 분기선로(11)의 타측에는 릴레이 스위치(120)의 제1 접점단자(121)에 연결되고 제2 분기선로(21)의 타측에는 릴레이 스위치(120)의 제2 접점단자(122)에 연결된다.Specifically, the other side of the first branch line 11 is connected to the first contact terminal 121 of the relay switch 120, and the other side of the second branch line 21 is connected to the second contact terminal of the relay switch 120 ( 122) is connected.

제1 접점단자(121)과 제2 접점단자(122)는 스위칭 접점단자(123)에 의해 전기적으로 연결되거나 또는 연결해제될 수 있다.The first contact terminal 121 and the second contact terminal 122 may be electrically connected or disconnected by the switching contact terminal 123 .

스위칭 접점단자(123)가 동작하여 제1 접점단자(121)와 제2 접점단자(122)에 연결되면 제1 접점단자(121)와 제2 접점단자(122)는 전기적으로 연결된다.When the switching contact terminal 123 operates and is connected to the first contact terminal 121 and the second contact terminal 122, the first contact terminal 121 and the second contact terminal 122 are electrically connected.

이때, 제1 입출력단자(X1)를 통해 공급되는 전류는 제1 접점단자(121), 스위칭 접점단자(123), 제2 접점단자(122)를 통해 제2 입출력단자(X2)로 흐를 수 있다. At this time, the current supplied through the first input/output terminal X1 may flow to the second input/output terminal X2 through the first contact terminal 121, the switching contact terminal 123, and the second contact terminal 122. .

또한, 제2 입출력단자(X2)를 통해 공급되는 전류는 제2 접점단자(122), 스위칭 접점단자(123), 제1 접점단자(121)를 통해 제1 입출력단자(X1)로 흐를 수 있다. In addition, the current supplied through the second input/output terminal X2 may flow to the first input/output terminal X1 through the second contact terminal 122, the switching contact terminal 123, and the first contact terminal 121. .

릴레이 스위치(120)의 스위칭 접점단자(123)의 온(on)/오프(off)를 동작시키기 위하여 릴레이 코일(110)이 구비될 수 있다. A relay coil 110 may be provided to turn on/off the switching contact terminal 123 of the relay switch 120.

릴레이 코일(110)에 전류가 인가될 수 있으며, 이를 위해 릴레이 코일(110)에 전류를 인가할 수 있는 전류공급부(미도시)가 연결될 수 있다.Current may be applied to the relay coil 110, and for this purpose, a current supply unit (not shown) capable of applying current to the relay coil 110 may be connected.

이러한 전류공급부는 후술되는 제어부(150)에 의해 릴레이 코일(110)에 전류를 공급하거나 또는 전류의 공급을 차단할 수 있다. 즉, 제어부(150)는 전류공급부를 제어하여 릴레이 코일(110)에 전류를 인가할 수 있다.The current supply unit may supply current to the relay coil 110 or cut off supply of current by the control unit 150 to be described later. That is, the control unit 150 may apply current to the relay coil 110 by controlling the current supply unit.

릴레이 코일(110)에 전류가 공급되는 릴레이 코일(110)에 자기장이 발생되고 자기장으로 인한 자기력에 의해 스위칭 접점단자(123)를 동작시킬 수 있다. A magnetic field is generated in the relay coil 110 to which current is supplied to the relay coil 110, and the switching contact terminal 123 can be operated by magnetic force caused by the magnetic field.

따라서, 릴레이 코일(110)에서 발생된 자기장의 범위 내에 릴레이 코일(110)이 배치됨이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the relay coil 110 is disposed within the range of the magnetic field generated by the relay coil 110.

구체적으로, 릴레이 코일(110)에 전류가 공급되지 않으면 자기력이 발생하지 않으므로 스위칭 접점단자(123)는 동작하지 않으며 제1 및 제2 접점단자(121,122)는 전기적으로 연결된 상태가 되지 않는다.Specifically, since magnetic force is not generated when current is not supplied to the relay coil 110, the switching contact terminal 123 does not operate and the first and second contact terminals 121 and 122 are not electrically connected.

릴레이 코일(110)에 전류가 공급되면 자기력에 의해 스위칭 접점단자(123)가 동작하여 제1 및 제2 접점단자(121,122)와 접촉되어 제1 및 제2 접점단자(121,122)는 전기적으로 연결된다. When current is supplied to the relay coil 110, the switching contact terminal 123 is operated by magnetic force and comes into contact with the first and second contact terminals 121 and 122, so that the first and second contact terminals 121 and 122 are electrically connected. .

여기서, 릴레이 코일(110)에 전류가 공급되어 스위칭 접점단자(123)가 제1 및 제2 접점단자(121,122)와 접촉된 상태에서, 릴레이 코일(110)로 전류의 공급이 차단되면 스위칭 접점단자(123)는 제1 및 제2 접점단자(121,122)와 접촉이 분리되어 제1 및 제2 접점단자(121,122)는 전기적으로 연결되지 않는 상태로 복귀할 수 있다.Here, when current is supplied to the relay coil 110 and the supply of current to the relay coil 110 is cut off in a state where the switching contact terminal 123 is in contact with the first and second contact terminals 121 and 122, the switching contact terminal 123 may be separated from contact with the first and second contact terminals 121 and 122 to return to a state in which the first and second contact terminals 121 and 122 are not electrically connected.

제1 메인선로(10)의 타측과 제2 메인선로(20)의 타측 사이에는 브릿지 정류부(bridge rectifier circuit)(130)가 연결될 수 있다.A bridge rectifier circuit 130 may be connected between the other side of the first main line 10 and the other side of the second main line 20 .

브릿지 정류부(130)는 4개의 단자, 즉 제1 단자(131), 제2 단자(132), 제3 단자(133), 제4 단자(134)를 포함할 수 있다.The bridge rectifier 130 may include four terminals, that is, a first terminal 131 , a second terminal 132 , a third terminal 133 , and a fourth terminal 134 .

제1 단자(131)에는 제1 메인선로(10)의 타측이 연결되고 제2 단자(132)에는 제2 메인선로(20)의 타측이 연결될 수 있다.The other side of the first main line 10 may be connected to the first terminal 131 and the other side of the second main line 20 may be connected to the second terminal 132 .

그리고, 제3 단자(133)과 제4 단자(134)는 후술될 반도체 스위치(140)와 연결될 수 있다. 즉, 제3 단자(133)는 반도체 스위치(140)의 일단에 연결되고 제4 단자(134)는 반도체 스위치(140)의 타단에 연결될 수 있다.Also, the third terminal 133 and the fourth terminal 134 may be connected to a semiconductor switch 140 to be described later. That is, the third terminal 133 may be connected to one end of the semiconductor switch 140 and the fourth terminal 134 may be connected to the other end of the semiconductor switch 140 .

브릿지 정류부(130)는 제1 입출력단자(X1)를 통해 제1 단자(131)로 전류가 공급되거나 또는 제2 입출력단자(X2)를 통해 제2 단자(132)로 전류가 공급되는 경우 그 전류의 방향을 결정할 수 있다. 이때, 그 전류가 반도체 스위치(140)로 공급되도록 전류의 방향이 결정될 수 있다.The bridge rectifier 130 is configured to supply current to the first terminal 131 through the first input/output terminal X1 or to the second terminal 132 through the second input/output terminal X2. direction can be determined. At this time, the direction of the current may be determined so that the current is supplied to the semiconductor switch 140 .

브릿지 정류부(130)는 제1 메인선로(10)의 타단이 연결된 제1 단자(131)과 전기적으로 연결되는 복수 개의 다이오드(D1,D3)와, 제2 메인선로(20)의 타단이 연결된 제2 단자(132)와 전기적으로 연결되는 복수의 다이오드(D2,D4)를 포함할 수 있다.The bridge rectifier 130 includes a plurality of diodes D1 and D3 electrically connected to the first terminal 131 to which the other end of the first main line 10 is connected, and the other end of the second main line 20 to which it is connected. A plurality of diodes D2 and D4 electrically connected to the second terminal 132 may be included.

제1 단자(131)와 제2 단자(132)는 전류가 입력되는 입력단자의 역할을 하고 제3 단자(133)와 제4 단자(134)는 전류가 출력되는 출력단자의 역할을 할 수 있다.The first terminal 131 and the second terminal 132 may serve as input terminals through which current is input, and the third terminal 133 and fourth terminal 134 may serve as output terminals through which current is output. .

구체적으로, 브릿지 정류부(130)는 제1 메인선로(10)의 타단에 연결된 제1 단자(131)로부터 분기되며 서로 순방향으로 연결되는 제1 다이오드(D1)와 제4 다이오드(D4), 제2 메인선로(20)의 타단에 연결된 제2 단자(132)로부터 분기되며 서로 서로 순방향으로 연결되는 제2 다이오드(D2)와 제3 다이오드(D3)를 포함한다. Specifically, the bridge rectifier 130 is branched from the first terminal 131 connected to the other end of the first main line 10, and the first diode D1 and the fourth diode D4 connected in the forward direction to each other, the second It is branched from the second terminal 132 connected to the other end of the main line 20 and includes a second diode D2 and a third diode D3 connected in a forward direction to each other.

이러한 구성에 의하면, 제1 다이오드(D1)는 제1 단자(131)와 제3 단자(133) 간에 연결된 분기선로에 제1 단자(131)에서 제3 단자(133)의 방향으로 연결되고, 제2 다이오드(D2)는 제2 단자(132)와 제3 단자(133) 간에 연결된 분기선로에 제2 단자(132)에서 제3 단자(133)의 방향으로 연결된다. According to this configuration, the first diode (D1) is connected in the direction from the first terminal 131 to the third terminal 133 to the branch line connected between the first terminal 131 and the third terminal 133, The two diodes D2 are connected in a direction from the second terminal 132 to the third terminal 133 in a branch line connected between the second terminal 132 and the third terminal 133 .

또한, 제3 다이오드(D3)는 제1 단자(131)와 제4 단자(134) 간에 연결된 분기선로에 제4 단자(134)에서 제1 단자(131)의 방향으로 연결되고, 제4 다이오드(D4)는 제2 단자(132)와 제4 단자(134) 간에 연결된 분기선로에 제4 단자(134)에서 제2 단자(132)의 방향으로 연결된다.In addition, the third diode D3 is connected in the direction from the fourth terminal 134 to the first terminal 131 to the branch line connected between the first terminal 131 and the fourth terminal 134, and the fourth diode ( D4) is connected in the direction from the fourth terminal 134 to the second terminal 132 to a branch line connected between the second terminal 132 and the fourth terminal 134.

이때, 제1 다이오드(D1)와 제2 다이오드(D2)는 서로 역방향으로 연결되고, 제3 다이오드(D3)와 제4 다이오드(D4)는 서로 역방향으로 연결된다. 또한, 제1 다이오드(D1)와 제3 다이오드(D3)는 서로 순방향으로 연결되고, 제2 다이오드(D2)와 제4 다이오드(D4)는 서로 순방향으로 연결된다.At this time, the first diode D1 and the second diode D2 are connected in opposite directions to each other, and the third diode D3 and the fourth diode D4 are connected in opposite directions to each other. In addition, the first diode D1 and the third diode D3 are forward connected to each other, and the second diode D2 and the fourth diode D4 are forward connected to each other.

서로 역방향으로 연결된 제1 다이오드(D1)와 제2 다이오드(D2)가 만나는 제3 단자(133)는 반도체 스위치(140)의 일단과 연결되고, 서로 역방향으로 연결된 제3 다이오드(D3)와 제4 다이오드(D4)가 만나는 제4 단자(134)는 반도체 스위치(140)의 타단과 연결된다.The third terminal 133 where the first and second diodes D1 and D2 connected in opposite directions meet is connected to one end of the semiconductor switch 140, and the third diode D3 and the fourth diode D3 connected in opposite directions to each other connect to one end of the semiconductor switch 140. The fourth terminal 134 where the diode D4 meets is connected to the other terminal of the semiconductor switch 140 .

즉, 제3 단자(133)는 제1 보조선로(30)를 통해 반도체 스위치(140)의 일단과 연결되고, 제4 단자(134)는 제2 보조선로(40)를 통해 반도체 스위치(140)의 타단과 연결된다.That is, the third terminal 133 is connected to one end of the semiconductor switch 140 through the first auxiliary line 30, and the fourth terminal 134 is connected to the semiconductor switch 140 through the second auxiliary line 40. connected to the other end of

반도체 스위치(140)는 브릿지 정류부(130)의 두 출력단자, 즉 제3 단자(133) 및 제4 단자(134) 사이에 병렬로 연결되며, 제어부(150)의 제어신호에 의해 전류를 도통 및 차단시킬 수 있다. 즉, 반도체 스위치(140)가 턴온(turn-on)되면 전류가 도통되고 턴오프(turn-off)되면 전류가 차단된다. 본 실시예에서 반도체 스위치는 트랜지스터가 될 수 있으며, 예컨대 IGBT, MOSFET으로 구현될 수 있다.The semiconductor switch 140 is connected in parallel between the two output terminals of the bridge rectifier 130, that is, the third terminal 133 and the fourth terminal 134, and conducts and conducts current by a control signal from the control unit 150. can be blocked. That is, when the semiconductor switch 140 is turned on, current is conducted, and when it is turned off, current is blocked. In this embodiment, the semiconductor switch may be a transistor, and may be implemented with, for example, an IGBT or MOSFET.

이러한 반도체 스위치(140)는 예컨대 게이트 단자(G), 드레인 단자(D), 에미터 단자(E)를 포함할 수 있다. 반도체 스위치(140)로 전류가 공급되는 경우, 그 전류는 드레인 단자(D)로 입력되어 에미터 단자(E)로 출력될 수 있다. The semiconductor switch 140 may include, for example, a gate terminal (G), a drain terminal (D), and an emitter terminal (E). When current is supplied to the semiconductor switch 140, the current may be input to the drain terminal (D) and output to the emitter terminal (E).

이때, 게이트 단자(G)로 반도체 스위치(140)의 턴온 제어신호가 입력되는 경우에만 전류를 도통시킬 수 있다. 즉, 게이트 단자(G)에 턴오프 제어신호가 입력되면 전류는 도통되지 않는다. 본 실시예에서 턴오프 제어신호는 턴온 제어신호가 출력되지 않는 것으로 대체할 수 있다. 즉, 이 경우 턴온 제어신호가 출력되지 않으면 전류는 도통되지 않는 것이다.At this time, current can be conducted only when the turn-on control signal of the semiconductor switch 140 is input to the gate terminal G. That is, when the turn-off control signal is input to the gate terminal G, current is not conducted. In this embodiment, the turn-off control signal may be replaced with one in which the turn-on control signal is not output. That is, in this case, if the turn-on control signal is not output, the current is not conducted.

제어부(150)는 기설정된 특정조건이 되는지를 확인하고 특정조건이 되면 반도체 스위치(140)의 게이트 단자(G)로 턴온 제어신호를 출력할 수 있다. 예컨대, 고전류 출력 제어회로(100)의 스위칭 동작이 필요한 조건이 되면 게이트 단자(G)로 턴온 제어신호를 출력함으로써 반도체 스위치(140)가 턴온되도록 할 수 있다.The control unit 150 may check whether a preset specific condition is met and output a turn-on control signal to the gate terminal G of the semiconductor switch 140 when the specific condition is met. For example, when a condition required for the switching operation of the high current output control circuit 100 is met, the semiconductor switch 140 can be turned on by outputting a turn-on control signal to the gate terminal G.

고전류 출력 제어회로(100)의 스위칭 동작이 필요한 경우라면, 예를 들어 고전류 출력 제어회로(100)를 통해 고전류를 바이패스시키는 경우 또는 고전류 출력 제어회로(100)를 통해 고전류를 공급 또는 출력하는 경우 등이 될 수 있다. 즉, 이는 고전류 출력 제어회로(100)를 통해 전류를 빠르게 도통시키는 경우라면 모두 해당될 수 있다.If the switching operation of the high current output control circuit 100 is required, for example, when bypassing a high current through the high current output control circuit 100 or supplying or outputting a high current through the high current output control circuit 100 etc. That is, this may apply to any case in which current is quickly conducted through the high current output control circuit 100.

또한, 제어부(150)는 릴레이 코일(110)로 전류가 인가되도록 전류공급부(미도시)를 제어할 수 있다. 제어부(150)는 고전류 출력 제어회로(100)를 구동시키기 위해 상기 전류공급부를 동작시켜 릴레이 코일(110)에 전류가 인가되도록 할 수 있다. 물론, 전류의 공급 및 공급차단을 제어할 수 있다.In addition, the controller 150 may control a current supply unit (not shown) so that current is applied to the relay coil 110 . The control unit 150 may apply current to the relay coil 110 by operating the current supply unit to drive the high current output control circuit 100 . Of course, it is possible to control the supply and cut-off of current.

본 실시예에서 제어부(150)는 고전류 출력 제어회로(100)의 구동 여부를 결정할 수 있다. 이를 위해 제어부(150)는 고전류 출력 제어회로(100)의 구동을 위한 특정조건이 만족하는지를 판단할 수 있다. In this embodiment, the controller 150 may determine whether the high current output control circuit 100 is driven. To this end, the control unit 150 may determine whether a specific condition for driving the high current output control circuit 100 is satisfied.

예를 들어, 고전류 출력 제어회로(100)를 통해 전류를 빠르게 도통시켜야 하는 특정조건이 만족되면 게이트 단자(G)로 턴온 제어신호를 출력함과 동시에 전류공급부를 동작시켜 릴레이 코일(110)로 전류가 공급되도록 할 수 있다.For example, when a specific condition to quickly conduct current through the high current output control circuit 100 is satisfied, a turn-on control signal is output to the gate terminal G and at the same time, the current supply unit is operated so that the current flows through the relay coil 110. can be supplied.

이로써, 릴레이 스위치(120)와 반도체 스위치(140)가 턴온된다. 이때, 반도체 스위치(140)의 스위칭 속도가 더 빠르므로 반도체 스위치(140)가 먼저 턴온되고 이후에 릴레이 스위치(120)가 턴온된다. As a result, the relay switch 120 and the semiconductor switch 140 are turned on. At this time, since the switching speed of the semiconductor switch 140 is faster, the semiconductor switch 140 is first turned on and then the relay switch 120 is turned on.

본 실시예에서 반도체 스위치(140)의 스위칭 속도는 수십~수백 ㎲이고, 바람직하게는 20~500㎲이다. 릴레이 스위치(120)의 스위칭 속도는 수~수십 ㎳이다. In this embodiment, the switching speed of the semiconductor switch 140 is tens to hundreds of μs, preferably 20 to 500 μs. The switching speed of the relay switch 120 is several to several tens of ms.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 고전류 출력 제어회로의 동작을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the high current output control circuit according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전류 출력 제어회로의 동작에 따른 전류의 제1 방향 흐름을 설명하는 도면이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고전류 출력 제어회로의 동작에 따른 전류의 제2 방향 흐름을 설명하는 도면이다.3A and 3B are diagrams illustrating a flow of current in a first direction according to the operation of a high current output control circuit according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4A and 4B are high current output according to another embodiment of the present invention. It is a diagram explaining the flow of current in the second direction according to the operation of the control circuit.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 전류가 제1 입출력단자(X1)로 입력되어 고전류 출력 제어회로(100)를 통해 제2 입출력단자(X2)로 출력되는 예가 도시된다.3A and 3B, an example in which current is input to the first input/output terminal X1 and output to the second input/output terminal X2 through the high current output control circuit 100 in one embodiment of the present invention is shown. .

제어부(150)는 고전류 출력 제어회로(100)를 통해 전류를 도통시키는 특정조건이 만족되는지를 판단하여 만족되면, 반도체 스위치(140)의 게이트 단자(G)로 턴온 제어신호를 출력함과 동시에 릴레이 코일(110)로 전류가 공급되도록 제어할 수 있다.The controller 150 determines whether a specific condition for conducting current through the high current output control circuit 100 is satisfied, and if satisfied, outputs a turn-on control signal to the gate terminal G of the semiconductor switch 140 and relays it at the same time. Current may be controlled to be supplied to the coil 110 .

이로써, 반도체 스위치(140)와 릴레이 스위치(120)가 턴온될 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이 두 스위치(120,140) 간에는 스위칭 속도가 다르므로 반도체 스위치(140)가 먼저 턴온될 수 있다.As a result, the semiconductor switch 140 and the relay switch 120 may be turned on. At this time, as described above, since the switching speed is different between the two switches 120 and 140, the semiconductor switch 140 may be turned on first.

반도체 스위치(140)가 턴온되면 제1 입출력단자(X1)로 입력된 전류(I1)는 제1 메인선로(10)를 통해 브릿지 정류부(130)의 제1 단자(131)로 공급될 수 있다. When the semiconductor switch 140 is turned on, the current I1 input to the first input/output terminal X1 may be supplied to the first terminal 131 of the bridge rectifier 130 through the first main line 10.

그리고, 전류(I1)는 제1 다이오드(D1)와 반도체 스위치(140)를 거쳐 브릿지 정류부(130)의 제4 단자(134)로 공급될 수 있다. Also, the current I1 may be supplied to the fourth terminal 134 of the bridge rectifier 130 via the first diode D1 and the semiconductor switch 140 .

계속해서, 전류(I1)는 제4 다이오드(D4)를 거쳐서 제2 입출력단자(X2)를 통해 출력될 수 있다.Subsequently, the current I1 may be output through the second input/output terminal X2 via the fourth diode D4.

이러한 과정이 진행되는 동안, 릴레이 스위치(120)가 턴온되면 제어부(150)는 반도체 스위치(140)의 게이트 단자(G)로 턴오프 제어신호를 출력하여 반도체 스위치(140)가 턴오프되도록 할 수 있다. During this process, when the relay switch 120 is turned on, the controller 150 outputs a turn-off control signal to the gate terminal G of the semiconductor switch 140 so that the semiconductor switch 140 is turned off. there is.

다른 실시예에서는 제어부(150)에서 게이트 단자(G)로 턴온 제어신호를 출력하지 않는 것으로 반도체 스위치(140)가 턴오프되도록 할 수도 있다.In another embodiment, the semiconductor switch 140 may be turned off by not outputting a turn-on control signal from the controller 150 to the gate terminal G.

그러면, 제1 메인선로(10)를 통해 반도체 스위치(130)의 제1 단자(131)로 공급되는 전류(I1)는 더 이상 공급되지 않고, 대신에 릴레이 스위치(120)를 통해 도통될 수 있다. Then, the current I1 supplied to the first terminal 131 of the semiconductor switch 130 through the first main line 10 is no longer supplied, and instead may be conducted through the relay switch 120. .

릴레이 스위치(120)를 통해 도통되는 전류(I1')는 제2 입출력단자(X2)를 통해 출력될 수 있다.The current I1' conducted through the relay switch 120 may be output through the second input/output terminal X2.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 고전류 출력 제어회로(100)의 동작을 살펴보면, 제어부(150)에서 고전류 출력 제어회로(100)를 통해 전류를 도통해야 하는 특정조건이 만족되는 것으로 판단되면 반도체 스위치(140)와 릴레이 스위치(120)를 턴온시킨다. As such, looking at the operation of the high current output control circuit 100 according to the embodiment of the present invention, when the controller 150 determines that a specific condition for conducting current through the high current output control circuit 100 is satisfied, the semiconductor switch 140 and the relay switch 120 are turned on.

이때, 스위칭 속도가 빠른 반도체 스위치(150)가 먼저 턴온되어 전류를 우선 빠르게 도통시킨다. 이후에, 릴레이 스위치(120)가 턴온되면 반도체 스위치(150)를 턴오프시켜 반도체 스위치(150)를 통한 전류의 도통은 차단되고, 그 전류가 릴레이 스위치(120)를 통해 안정적으로 도통되도록 한다.At this time, the semiconductor switch 150, which has a fast switching speed, is first turned on to conduct current quickly. Subsequently, when the relay switch 120 is turned on, the semiconductor switch 150 is turned off so that conduction of current through the semiconductor switch 150 is blocked and the current is stably conducted through the relay switch 120.

여기서, 릴레이 스위치(120)가 턴온된 후 반도체 스위치(150)를 턴오프하는 이유는, 고전류 출력 제어회로(100)가 예컨대 고전류를 사용하는 기기에 적용된 경우 반도체 스위치(150)를 오래 사용하게 되면 고전류에 의해 반도체 스위치(140)가 소손되기 때문이다. Here, the reason why the semiconductor switch 150 is turned off after the relay switch 120 is turned on is when the semiconductor switch 150 is used for a long time when the high current output control circuit 100 is applied to a device using a high current, for example. This is because the semiconductor switch 140 is burned by a high current.

즉, 반도체 스위치(140)를 통해 전류를 빠르게 도통시키는 목적이 달성한 후에는 반도체 스위치(140)를 턴오프시켜 고전류에 안정적인 릴레이 스위치(120)를 통해 전류를 도통시키도록 하는 것이다.That is, after the purpose of rapidly conducting current through the semiconductor switch 140 is achieved, the semiconductor switch 140 is turned off to conduct current through the relay switch 120 stable at high current.

다음으로, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서 전류가 제2 입출력단자(X2)로 입력되어 고전류 출력 제어회로(100)를 통해 제1 입출력단자(X1)로 출력되는 다른 예가 도시된다.Next, referring to FIGS. 4A and 4B , in another embodiment of the present invention, current is input to the second input/output terminal (X2) and output to the first input/output terminal (X1) through the high current output control circuit (100). Another example is shown.

반도체 스위치(140)가 턴온되면 제2 입출력단자(X2)로 입력된 전류(I2)는 제2 메인선로(20)를 통해 브릿지 정류부(130)의 제2 단자(132)로 공급될 수 있다. When the semiconductor switch 140 is turned on, the current I2 input to the second input/output terminal X2 may be supplied to the second terminal 132 of the bridge rectifier 130 through the second main line 20.

그리고, 전류(I2)는 제2 다이오드(D2)와 반도체 스위치(140)를 거쳐 브릿지 정류부(130)의 제4 단자(134)로 공급될 수 있다. Also, the current I2 may be supplied to the fourth terminal 134 of the bridge rectifier 130 via the second diode D2 and the semiconductor switch 140 .

계속해서, 전류(I2)는 제3 다이오드(D3)를 거쳐서 제1 입출력단자(X1)를 통해 출력될 수 있다.Subsequently, the current I2 may be output through the first input/output terminal X1 via the third diode D3.

이러한 과정이 진행되는 동안, 릴레이 스위치(120)가 턴온되면 제어부(150)는 반도체 스위치(140)의 게이트 단자(G)로 턴오프 제어신호를 출력하여 반도체 스위치(140)가 턴오프되도록 할 수 있다.During this process, when the relay switch 120 is turned on, the controller 150 outputs a turn-off control signal to the gate terminal G of the semiconductor switch 140 so that the semiconductor switch 140 is turned off. there is.

그러면, 제2 메인선로(10)를 통해 반도체 스위치(130)의 제2 단자(132)로 공급되는 전류(I1)는 더 이상 공급되지 않고, 대신에 릴레이 스위치(120)를 통해 도통될 수 있다. Then, the current I1 supplied to the second terminal 132 of the semiconductor switch 130 through the second main line 10 is no longer supplied, but instead can be conducted through the relay switch 120. .

릴레이 스위치(120)를 통해 도통되는 전류(I2')는 제1 입출력단자(X1)를 통해 출력될 수 있다.The current I2' conducted through the relay switch 120 may be output through the first input/output terminal X1.

이와 같이 다른 실시예에 따른 고전류 출력 제어회로(100)의 동작을 살펴보면, 제어부(150)에서 고전류 출력 제어회로(100)를 통해 전류를 도통해야 하는 특정조건이 만족되는 것으로 판단되면 반도체 스위치(140)와 릴레이 스위치(120)를 턴온시킨다. As described above, looking at the operation of the high current output control circuit 100 according to another embodiment, when the controller 150 determines that the specific condition for conducting current through the high current output control circuit 100 is satisfied, the semiconductor switch 140 ) and turn on the relay switch 120.

이와 같은 동작에 의해 본 발명의 고전류 출력 제어회로(100)는 전류의 빠른 도통과, 고전류에 의한 반도체 스위치(140)의 소손 방지와, 릴레이 스위치(120)를 통한 고전류의 안정적인 도통의 목적을 달성할 수 있게 된다.By this operation, the high current output control circuit 100 of the present invention achieves the purpose of fast conduction of current, prevention of burnout of the semiconductor switch 140 due to high current, and stable conduction of high current through the relay switch 120. You can do it.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전류 출력 제어회로의 사용 예시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고전류 출력 제어회로의 다른 사용 예시도이다.5 is a diagram illustrating use of a high-current output control circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating another use of a high-current output control circuit according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 고전류 출력 제어회로(100)는 상위 제어설비(210)와 하위 제어설비(220) 사이에 설치될 수 있다. Referring to FIG. 5 , the high current output control circuit 100 according to the present invention may be installed between an upper control device 210 and a lower control device 220.

예컨대, 도시된 바와 같이 고전류 출력 제어회로(100)의 제1 입출력단자(X1)는 상위 제어설비(210)와 연결될 수 있고, 고전류 출력 제어회로(100)의 제2 입출력단자(X2)는 하위 제어설비(220)와 연결될 수 있다.For example, as shown, the first input/output terminal (X1) of the high current output control circuit 100 may be connected to the upper control facility 210, and the second input/output terminal (X2) of the high current output control circuit 100 may be connected to the lower control device (210). It may be connected to the control facility 220.

이에, 고전류 출력 제어회로(100)를 통해 상위 제어설비(210)와 하위 제어설비(220) 간에는 고속의 고전류 출력이 가능하며, 이를 이용하여 빠른 신호 전달도 가능한 것이다Therefore, high-speed high-current output is possible between the upper control facility 210 and the lower control facility 220 through the high-current output control circuit 100, and fast signal transmission is possible using this.

뿐만 아니라, 상술한 바와 같이 고전류 출력 제어회로(100)는 양방향 전류 공급이 가능하므로, 상위 제어설비(210) 및 하위 제어설비(220) 간의 양방향 전류 전송 및 양방향 신호 전달이 가능하다. In addition, as described above, since the high current output control circuit 100 can supply bi-directional current, bi-directional current transmission and bi-directional signal transmission between the upper control device 210 and the lower control device 220 are possible.

본 실시예에서 상위 제어설비(210) 및 하위 제어설비(220)는 예컨대, HVDC, STATCOM 등의 상위 및 하위 제어기가 될 수 있고, 고전류 출력 제어회로(100)는 이들 제어기의 디지털 출력보드에 설치될 수 있다.In this embodiment, the upper control equipment 210 and the lower control equipment 220 may be, for example, upper and lower controllers such as HVDC and STATCOM, and the high current output control circuit 100 is installed on the digital output board of these controllers It can be.

예컨대, 모듈러 멀티레벨 컨버터(MMC)와 연계되는 HVDC 시스템에서, 복수의 서브모듈(sub-module)이 직렬로 연결되어 컨버터 암(arm)을 형성하고, 이러한 컨버터 암이 복수 개가 배치되는 MMC 컨버터의 경우, 각각의 컨버터 암을 제어하는 컨버터 암 제어기와 상위의 메인제어기는 디지털 출력보드에 장착된 고전류 출력 제어회로(100)를 통해 전류를 고속으로 전달할 수 있으며, 이를 이용하여 고속으로 제어신호를 주고 받을 수 있다.For example, in an HVDC system associated with a modular multi-level converter (MMC), a plurality of sub-modules are serially connected to form a converter arm, and a plurality of such converter arms are disposed in the MMC converter. In this case, the converter arm controller controlling each converter arm and the upper main controller can transmit current at high speed through the high current output control circuit 100 mounted on the digital output board, and use this to give a control signal at high speed. can receive

또한, 본 발명에 따른 고전류 출력 제어회로(100)를 포함하는 디지털 출력보드가 제어기에 구성될 수 있고, 고전류 출력 제어회로(100)는 특정조건에 따라 컨버터 암 제어기와 메인제어기 간 전류의 송수신 및 이를 이용한 제어신호의 송수신이 가능한 것이다.In addition, a digital output board including the high current output control circuit 100 according to the present invention may be configured in the controller, and the high current output control circuit 100 transmits and receives current between the converter arm controller and the main controller according to specific conditions and It is possible to transmit and receive control signals using this.

이 경우, HVDC 시스템의 MMC 컨버터에서 메인제어기는 상위 제어설비(210)가 될 수 있고, 컨버터 암 제어기는 하위 제어설비(220)가 될 수 있다.In this case, in the MMC converter of the HVDC system, the main controller may be the upper control facility 210, and the converter arm controller may be the lower control facility 220.

도 6에 도시된 다른 예시를 참조하면, 본 발명에 따른 고전류 출력 제어회로는 MMC 컨버터를 구성하는 서브모듈(sub-module)에 설치될 수 있다.Referring to another example shown in FIG. 6 , the high current output control circuit according to the present invention may be installed in a sub-module constituting the MMC converter.

상술한 바와 같이 MMC 컨버터는 복수 개의 컨버터 암으로 구성되면, 각 컨버터 암에는 복수의 서브모듈이 직렬로 연결된다.As described above, when the MMC converter is composed of a plurality of converter arms, a plurality of submodules are connected in series to each converter arm.

도면의 예시와 같이, 본 발명에 따른 고전류 출력 제어회로(100)는 서브모듈(310)의 입출력단자(X,Y) 사이에 서브모듈(310)에 병렬로 연결될 수 있다.As shown in the drawing, the high current output control circuit 100 according to the present invention may be connected in parallel to the submodule 310 between the input/output terminals X and Y of the submodule 310 .

이때, 서브모듈(310)이 정상적으로 동작하는 경우 전류는 입출력단자(X,Y)를 통해 서브모듈(310)로 공급된다. 만약, MMC 컨버터에 고장이 발생하는 경우에는 고전류 출력 제어회로(100)가 동작하여 고전류의 고장전류가 서브모듈(310)이 아니라 고전류 출력 제어회로(100)를 통해 바이패스 되도록 할 수 있다.At this time, when the submodule 310 operates normally, current is supplied to the submodule 310 through the input/output terminals X and Y. If a failure occurs in the MMC converter, the high current output control circuit 100 operates so that the high current fault current can be bypassed through the high current output control circuit 100 instead of the submodule 310.

예컨대, 고전류의 고장전류는 제1 입출력단자(X1)을 통해 고전류 출력 제어회로(100)로 공급되고 제2 입출력단자(X2)를 통해 바이패스될 수 있다. 물론, 반대의 전류 흐름도 가능하다.For example, high-current fault current may be supplied to the high-current output control circuit 100 through the first input/output terminal X1 and bypassed through the second input/output terminal X2. Of course, the reverse current flow is also possible.

이로써, 고전류의 고장전류가 서브모듈(310)로는 공급되지 않고 고전류 출력 제어회로(100)를 통해 빠른 바이패스가 가능하여 고전류의 고장전류로부터 서브모듈(310)를 보호할 수 있도록 한다. 이는 본 발명의 고전류 출력 제어회로(100)에서 빠른 스위칭이 가능하므로 고전류를 빠르게 바이패스시킬 수 있는 것이다.Thus, high-current fault current is not supplied to the sub-module 310 and fast bypass is possible through the high-current output control circuit 100, so that the sub-module 310 can be protected from the high-current fault current. Since fast switching is possible in the high current output control circuit 100 of the present invention, high current can be quickly bypassed.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 고전류의 기기를 포함하는 전력설비 또는 고전류의 기기를 제어하기 위한 제어설비 등에서 고전류 출력 제어회로를 사용하는 경우, 보다 빠른 동작속도를 제공하고 안정적으로 고전류를 도통시킬 수 있도록 하는 개선된 고전류 출력 제어회로를 제공할 수 있다.As described above, in the present invention, when a high-current output control circuit is used in a power facility including a high-current device or a control facility for controlling a high-current device, it is possible to provide a faster operation speed and stably conduct a high current. It is possible to provide an improved high-current output control circuit that allows

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments and can be manufactured in various different forms, and those skilled in the art in the art to which the present invention belongs A person will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.

10 : 제1 메인선로 11 : 제1 분기선로
20 : 제2 메인선로 21 : 제2 분기선로
30 : 제1 보조선로 40 : 제2 보조선로
110 : 릴레이 코일 120 : 릴레이 스위치
121 : 제1 접점단자 122 : 제2 접점단자
123 : 스위칭 접점단자 130 : 브릿지 정류부
131 : 제1 단자 132 : 제2 단자
133 : 제3 단자 134 : 제4 단자
140 : 반도체 스위치 150 : 제어부
D1~D4 : 제1 내지 제4 다이오드10: 1st main line 11: 1st branch line
20: 2nd main line 21: 2nd branch line
30: first auxiliary line 40: second auxiliary line
110: relay coil 120: relay switch
121: first contact terminal 122: second contact terminal
123: switching contact terminal 130: bridge rectifier
131: first terminal 132: second terminal
133: third terminal 134: fourth terminal
140: semiconductor switch 150: control unit
D1 to D4: first to fourth diodes

Claims

In the high-current output control circuit for protecting the sub-module constituting the MMC converter by bypassing the fault current generated in the multi-level modular converter (MMC),
One end is connected to the first input/output terminal (X1) connected to the first branch line 11 branched from the first main line 10 of the MMC converter and branched from the second main line 20 of the MMC converter. a relay switch 120 having the other end connected to the second input/output terminal X2 connected to the second branch line 21;
a relay coil 110 generating a magnetic field when current is supplied and driving the relay switch 120 with magnetic force generated by the generated magnetic field;
One end is simultaneously connected to the first branch line 11 of the first main line 10 and the first input/output terminal X1 of the relay switch 120, and the other end is connected to the second main line 20 a bridge rectifier 130 connected to the second branch line 21 and the second input/output terminal X2 of the relay switch 120 at the same time;
a semiconductor switch 140 connected in parallel between the output terminals of the bridge rectifier 130 to conduct and block current by switching;
A controller 150 for controlling turn-on/turn-off of the semiconductor switch 140,
The first and second input/output terminals X1 and X2 are connected to the input/output terminals X and Y of the submodule 310 constituting the MMC converter, so that the high current output control circuit is parallel to the submodule 310. connected to,
When a failure occurs in the MMC converter, the control unit 150 turns on the semiconductor switch 140 and simultaneously applies the current to the relay coil 110, and when the semiconductor switch 140 is turned on, the MMC The fault current of the converter is simultaneously supplied to the relay coil 110 and the bridge rectifier 130 through the first input/output terminal (X1) or the second input/output terminal (X2), and the fault current is supplied to the semiconductor switch. 140 is turned on at a switching speed of 20 to 500 μs, and while the semiconductor switch 140 is turned on, a magnetic field is generated in the relay coil 110 by the fault current, and the magnetic force due to the magnetic field The relay switch 120 is turned on so that the fault current is bypassed through the relay switch 120 without passing through the submodule 310, and when the bypassed and set time elapses, the semiconductor switch 140 A high current output control circuit that turns off.

delete

The method of claim 1,
The relay switch 120,
a first contact terminal 121 connected to the other side of the first branch line 11;
a second contact terminal 122 connected to the other side of the second branch line 21;
A high current output control circuit including a switching contact terminal 123 electrically connecting and disconnecting the first contact terminal 121 and the second contact terminal 122.

The method of claim 1,
The bridge rectifier 130,
It includes a first terminal 131, a second terminal 132, a third terminal 133, and a fourth terminal 134,
The first terminal 131 is connected to the other side of the first main line 10, the second terminal 132 is connected to the other side of the second main line 20, and the third terminal 133 Is connected to one end of the semiconductor switch 140, and the fourth terminal 134 is connected to the other end of the semiconductor switch 140 High current output control circuit.

The method of claim 5,
The bridge rectifier 130,
a first diode (D1) and a fourth diode (D4) branched from the first terminal (131) connected to the other end of the first main line (10) and connected in a forward direction to each other;
A high current output control circuit comprising a second diode (D2) and a third diode (D3) branched from the second terminal (132) connected to the other end of the second main line (20) and connected in a forward direction to each other.

The method of claim 6,
The first diode D1 and the second diode D2 are connected in opposite directions to each other, the third diode D3 and the fourth diode D4 are connected in opposite directions to each other, and the first diode D1 and A third diode (D3) is connected to each other in a forward direction, and the second diode (D2) and the fourth diode (D4) are connected to each other in a forward direction.

The method of claim 7,
When current is applied to the first terminal 131 through the first main line 10 while the semiconductor switch 140 is turned on, the current flows through the first diode D1 to the semiconductor switch 140. ) and the fourth diode D4 to the second main line 20, and when current is applied to the second terminal 132 through the second main line 20, the current The high current output control circuit output to the first main line 10 through the semiconductor switch 140 and the third diode D3 through two diodes D2.

The method of claim 1,
When a failure occurs in the MMC converter, the semiconductor switch 140 is first turned on by the control unit, and the current input through the first input/output terminal X1 connected to the first main line 10 is transferred to the first main line (10), the bridge rectifier 130, the semiconductor switch 140, the bridge rectifier 130 and the second main line 20 are output to the second input/output terminal X2 connected to the second main line 20. Then, when the relay switch 120 is turned on, the semiconductor switch 140 is turned off and the current input through the first input/output terminal X1 flows through the first main line 10 and the first relay switch. A high current output control circuit output to the second input/output terminal (X2) through (120) and the second main line (20).

in claim 1
When a failure occurs in the MMC converter, the semiconductor switch 140 is first turned on by the control unit, and the current input through the second input/output terminal X2 connected to the second main line 20 is transferred to the second main line. (20), bridge rectifier 130, semiconductor switch 140, bridge rectifier 130 and output to the first input/output terminal (X1) connected to the first main line 10 through the first main line 10 Then, when the relay switch 120 is turned on, the semiconductor switch 140 is turned off and the current input through the second input/output terminal X2 flows through the second main line 20 and the first relay switch. A high current output control circuit output to the first input/output terminal (X1) through (120) and the first main line (10).