KR102578475B1 - Igbt 게이트 구동부의 전원공급 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상용 전원을 공급받아 펄스전원으로 변환하여 출력되는 펄스전원 케이블에 페라이트 코어 전원을 생성하여 IGBT 게이트를 구동에 필요한 전원을 공급하도록 한 ICBT 게이트 구동부의 전원공급 장치에 관한 것으로서, 외부의 상용 전원이 공급하는 전원 공급부와, 상기 전원 공급부로부터 상용 전원을 전달받아 펄스형태의 전원을 생성하여 출력하는 펄스전원 생성부와, 상기 펄스전원 생성부로부터 생성된 펄스전원을 전달하고 상기 펄스전원을 상기 펄스전원 생성부로 피드백하는 펄스전원 출력 케이블과, 상기 펄스전원 출력 케이블에 접속되어 상기 펄스전원이 인가될 때 발생하는 자속과 상기 자속에 의해 발생하는 자기장을 통해 페라이트 코어 전원을 생성하는 다수의 페라이트 코어 전원 생성부와, 상기 각 페라이트 코어 전원 생성부로부터 생성된 페라이트 코어 전원을 공급받아 동작하는 IGBT 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

IGBT 게이트 구동부의 전원공급 장치{Power supply for IGBT gate driver}
본 발명은 IGBT 게이트 구동부의 전원공급 장치에 관한 것으로, 특히 상용 전원을 공급받아 펄스전원으로 변환하여 출력되는 펄스전원 케이블에 페라이트 코어 전원을 생성하여 IGBT 게이트를 구동에 필요한 전원을 공급하도록 한 ICBT 게이트 구동부의 전원공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로 IGBT(Insulated gate bipolar transistor)는 절연 게이트 양극성 트랜지스터를 가리키는 단어로서 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터를 게이트부에 짜 넣은 접합형 트랜지스터로서 게이트-이미터간의 전압이 구동되어 입력신호에 의해서 온/오프가 생기며 대전력의 고속스위칭이 가능한 반도체 소자이다. 현재 모터 가변속 구동장치나 산업용 로봇장치, 컴퓨터의 무정전 전원장치 등 스위칭 주파수가 수k에서 20kHz 정도의 중용량 장치에 IGBT가 주로 사용되는데 최근에는 냉장고의 컴프레서 구동으로부터 대용량의 전철의 모터 구동장치 등 다양한 분야의 전기기기에 IGBT가 사용되고 있다.
그러나 상기와 같이 ICBT를 구동하기 위해서 각 IGBT별로 컨버터 장치가 요구된다. 이러한 별도의 DC/DC 컨버터 장치를 외부에 구비하고 이를 케이블로 연결하여 사용하기도 하지만, 외부 케이블의 전송 노이즈로 인한 전력 변환 효율이 저하되거나 비용 절감 측면에서도 효과적이지 못했다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로 상용 전원을 공급받아 펄스전원으로 변환하여 출력되는 펄스전원 케이블에 페라이트 코어 전원을 생성하여 IGBT 게이트를 구동에 필요한 전원을 공급하도록 한 ICBT 게이트 구동부의 전원공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 ICBT 게이트 구동부의 전원공급 장치는 외부의 상용 전원이 공급하는 전원 공급부와, 상기 전원 공급부로부터 상용 전원을 전달받아 펄스형태의 전원을 생성하여 출력하는 펄스전원 생성부와, 상기 펄스전원 생성부로부터 생성된 펄스전원을 전달하고 상기 펄스전원을 상기 펄스전원 생성부로 피드백하는 펄스전원 출력 케이블과, 상기 펄스전원 출력 케이블에 접속되어 상기 펄스전원이 인가될 때 발생하는 자속과 상기 자속에 의해 발생하는 자기장을 통해 페라이트 코어 전원을 생성하는 다수의 페라이트 코어 전원 생성부와, 상기 각 페라이트 코어 전원 생성부로부터 생성된 페라이트 코어 전원을 공급받아 동작하는 IGBT 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 IGBT 게이트 구동부의 전원공급 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 상용 전원을 공급받아 펄스전원으로 변환하여 출력되는 펄스전원 케이블에 페라이트 코어 전원을 생성하여 IGBT 게이트를 구동에 필요한 전원을 공급할 수 있도록 함으로써 ICBT 전원 공급부의 구성 간소화 및 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 ICBT 게이트 구동부의 전원공급 장치를 개략적으로 나타낸 구성도
도 2는 도 1의 IGBT 구동부를 나타낸 회로도
도 3 및 도 4는 도 1의 펄스전원 생성부에서 생성된 펄스전원의 출력파형을 나타낸 화면
도 5는 도 1의 페라이트 코어 전원 생성부의 구성을 나타낸 구성도
도 6은 도 1의 페라이트 코어 전원 생성부에서 생성된 페라이트 코어 전원의 출력파형을 나타낸 화면
도 7은 도 1의 페라이트 코어 전원 생성부에서 생성된 페라이트 코어 전원을 IGBT 구동부에 연결시킨 상태에서 출력파형을 나타낸 화면
도 8은 도 1의 페라이트 코어 전원 생성부와 IGBT 구동부의 연결관계를 설명하기 위한 구성도
도 9 및 도 10은 도 8의 각 구성과 출력파형을 나타낸 화면
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, “~상에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명에서 첨부된 도면의 도시 사항은 본 발명의 기술적 특징을 부각하여 설명하기 위해서, 본 발명과 동일한 기술 분야에서 적용되는 일반적인 기기/구성/장치 등의 일부 구성에 대한 도시 및 이에 대한 설명이 생략될 수 있다. 또한 동일한 목적으로, 일부 구성에 대한 도시가 확대되거나 과도하게 부각되어 도시되거나 그 도시가 축소 또는 생략될 수 있으나, 이러한 도시 사항이 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아님은 당연할 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 ICBT 게이트 구동부의 전원공급 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
본 발명에 의한 ICBT 게이트 구동부의 전원공급 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 외부의 상용 전원이 공급하는 전원 공급부(110)와, 상기 전원 공급부(110)로부터 상용 전원을 전달받아 펄스형태의 전원을 생성하여 출력하는 펄스전원 생성부(120)와, 상기 펄스전원 생성부(120)로부터 생성된 펄스전원을 전달하고 상기 펄스전원을 상기 펄스전원 생성부(120)로 피드백하는 펄스전원 출력 케이블(130)과, 상기 펄스전원 출력 케이블(130)에 접속되어 상기 펄스전원이 인가될 때 발생하는 자속과 상기 자속에 의해 발생하는 자기장을 통해 페라이트 코어 전원을 생성하는 다수의 페라이트 코어 전원 생성부(140)와, 상기 각 페라이트 코어 전원 생성부(140)로부터 생성된 페라이트 코어 전원을 공급받아 동작하는 IGBT 구동부(150)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 전원 공급부(110)는 외부의 상용전원을 공급받아 상기 펄스전원 변환부(120)에 전원을 공급하기 위한 것으로, 외부에서 3상의 220V의 교류전원을 입력받는다.
한편, 상기 전원 공급부(110)는 220V의 상용 전원뿐만 아니라 니켈 카드뮴(Ni-Cd), 알카라인 전지, 니켈 수소(Ni-Mh), 밀폐형 납산(SLA), 리튬 이온(Li-ion) 및 리튬 폴리머(Lipolymer) 등의 충전 전지로서 태양광, 풍력, 지열 등에서 생산된 신재생 에너지를 포함할 수 있다.
상기 펄스전원 생성부(120)에서 생성된 펄스전원의 펄스 형태의 파형으로는 구형파(square wave), 사인파(sine wave), 삼각파(triangle wave), 톱날파(sawtooth wave), 또는 맥류파(구형파나 사인파나 삼각파와 같은 정형의 파형은 아니나 이들과 비슷하여 이들에 준하는 파형) 등이 있다.
또한, 상기 펄스전원 생성부(120)는 공급전력, 펄스전류, 펄스전압, 펄스주기, 펄스지속시간 및 휴지시간의 크기를 각각 또는 별개로, 또는, 서로 연관하여 조절하거나 제어하여 펄스전원을 생성한다.
상기 펄스전원 생성부(120)에서 상용 전원을 펄스전원으로 생성하는데, 복수개의 반도체 스위치 및 커패시터를 포함하여 구성하며 상기 전원 공급부(110)로부터 공급되는 상용 전원을 전달받아 커패시터에 충전하고 방전하도록 펄스전압과 펄스전류와 인가시간과 공급전력을 각각 임의로 제어할 수 있다.
여기서 펄스전원(pulse power)이라고 함은, 전압(V)과 전류(I)와 전력(P)이 시간(t)의 변화에 따라 정극성만(positively rising)으로 또는 부극성만(negatively rising)으로 또는 정 및 부극성이 동시(alternately)에 변하는 전원의 형태를 통괄하여 지칭하는 것이다. 이는 직류전원이 전압(V)과 전류(I)와 전력(P)이 시간(t)의 변수가 아닌 것에 대비됨을 의미한다. 한편 펄스전원은 펄스전압과 직류전압이 중첩(superpose)되어 있는 것도 통상 전기전자공학에서는 펄스전원에 포함시킨다. 왜냐하면 전술했듯이, 시간(t)의 변화에 따라 전원(전압(V)과 전류(I)와 전력(P))에 변하는 부분이 포함되어 있고, 이 경우 펄스부분이 대부분 더욱 중요하게 사용되기 때문이다. 따라서 본 명세서에서 지칭하는 펄스전원은 이상의 설명에서 기술한 모든 종류의 펄스전원을 의미한다.
또한 펄스제어기술(pulse control technology)이라고 하면, 펄스전원의 변수들(variables)을 다양한 제어와 조절이 동반된 기술을 의미한다. 일예로, 동일한 펄스전력(PP=VPIPt/T)에서도, 펄스전압(VP)을 n배로 하면 PP=VPIPt/T=nVPIP(t/nT)로 되며, 펄스전류(IP)를 n배로 하면 PP=VPIPt/T=VPnIP(t/nT)로 되고, 또 펄스주기(T=1/f)를 가감(PP=VPIPt/T=VPIPt/nTn=VPIPt/mTm)하여 필요한 임의의 주파수(f)를 갖는 다양한 펄스전원으로 구현할 수도 있고, 펄스지속시간(t)을 가감하여 펄스전력을 임의로 변경(PP=VPIPt/T=VPIP(nt/n)/T=VPIP(mt/m)/T)할 수 있는 모든 기술들을 의미한다.
상기 펄스전원 출력 케이블(130)은 표면이 절연 재질로 코팅되어 있다. 즉, 상기 펄스전원 출력 케이블(130)은 페라이트 코어 전원의 경우 절연을 유지하기 위하여 에폭시봉으로 절연된 케이블을 페라이트 코어에 통과시키어 설치되므로, 페라이트 코어 전원의 내경을 일정한 간격을 유지시킬 필요가 있다.
상기 페라이트 코어 전원 생성부(140)는 상기 펄스전원 출력 케이블(130)에 체결어 페라이트 코어 전원을 생성하여 출력하는데, 상기 페라이트 코어는 통상적으로 페라이트 재질로 이루어진 원통의 코어에 전기적 신호를 음향기기에 연결시키는 도선의 초단이나 종단을 통과하도록 설치된다. 이러한 페라이트 코어는 와전류 손실이 적고 고주파까지 높은 투자율을 가지며, 비교적 간단한 구성에 의하여 전자파 등의 노이즈를 제거할 수 있음과 동시에, 신호의 일그러짐이나 이상발진 등의 부작용이 적어 통상적으로 사용되고 있다.
상기 페라이트 코어 전원 생성부(140)는 유도 결합 방식(inductive coupling) 방식이 주로 사용되고 있으며, 이 방식은, 인접한 두 개의 코일(coil) 중 1차 코일에 흐르는 전류의 세기를 변화시키면, 그 전류에 의해 자기장이 변하고, 이로 인하여 2차 코일을 지나는 자속이 변하게 되어, 2차 코일 측에 유도 기전력이 생기는 원리를 이용한다.
즉, 이 방식에 따르면, 두 개 도선을 공간적으로 움직이지 않고도 두 개 코일을 이격시킨 채 1차 코일의 전류만 변화시키면, 유도 기전력이 생기게 된다.
도 2는 도 1의 IGBT 구동부를 나타낸 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 IGBT 구동부(150)는 마이컴(151)과, 게이트 드라이브 IC(152)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 마이컴(151)은 상기 페라이트 코어 전원 생성부(140)로부터 페라이트 코어 전원을 공급받을 수 있다. 상기 마이컴(151)은 상기 페라이트 코어 전원 생성부(140)로부터 페라이트 코어 전원을 PWM(Pulse Width Modulation) 신호로 변환하고, 변환된 PWM 신호를 게이트 드라이브 IC(152)로 전달할 수 있다.
상기 마이컴(151)은 공급되는 페라이트 코어 전원을 PWM 신호로 변환시 PWM 신호의 펄스 폭, 즉 듀티 사이클(duty cycle)을 조절할 수 있다. 상기 마이컴(151)은 PWM 신호의 듀티 사이클을 조절하여 모터를 제어할 수 있다.
상기 게이트 드라이브 IC(152)는 상기 마이컴(151)으로부터 PWM 신호를 전달받을 수 있고, 전달된 PWM 신호를 게이트 신호(Gate signal)로 변환하여 IGBT의 게이트에 전달할 수 있다.
한편, Active High Type 인 게이트 드라이브 IC(152)는 PWM 신호가 하이(High)로 인가되면 하이를 출력하는 게이트 신호로 변환하고, PWM 신호가 로우(Low)로 인가되면 로우를 출력하는 게이트 신호로 변환할 수 있다. 또는, Active Low Type 인 게이트 드라이브 IC(152)는 PWM 신호가 하이로 인가되면 로우를 출력하는 게이트 신호로 변환하고, PWM 신호가 로우로 인가되면 하이를 출력하는 게이트 신호로 변환할 수 있다.
상기 게이트 드라이브 IC(152)는 변환된 게이트 신호를 IGBT의 게이트(G)에 전달할 수 있다.
상기 IGBT의 게이트는 게이트 드라이브 IC(152)로부터 게이트 신호를 전달받을 수 있다. 상기 IGBT는 전달된 게이트 신호를 통해 하이가 인가되면 온되고, 로우가 인가되면 오프될 수 있다.
한편, 상기 마이컴(151)과 게이트 드라이브 IC(152)는 각각 전압을 공급받는 전원을 포함할 수 있다. 상기 마이컴(151)과 게이트 드라이브 IC(152)는 각각 전원을 통해 전압을 공급 받아 신호를 출력할 수 있다.
상기 마이컴(151)과 게이트 드라이브 IC(152)에 전압이 정상적으로 공급되는 경우 마이컴(151)은 게이트 드라이브 IC(152)로 PWM 신호를 전달할 수 있다. PWM 신호는 하이와 로우가 반복되는 신호로, 하이(또는 로우)가 지속되는 시간은 조절될 수 있다. 한편, Active High Type의 게이트 드라이브 IC(152)로 PWM 신호를 전달하는 경우 하이가 지속되는 시간과 Active Low Type의 게이트 드라이브 IC(152)로 PWM 신호를 전달하는 경우 로우가 지속되는 시간은 제한될 필요가 있다. 게이트 드라이브 IC(152)가 IGBT의 게이트로 소정 시간 이상 하이인 게이트 신호를 출력하는 것을 방지하기 위함이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 펄스전원 생성부에서 생성된 펄스전원의 출력파형을 나타낸 화면이다.
도 3에서와 같이, 상기 펄스전원 생성부(120)에서 생성된 펄스전원의 출력전압을 오픈(open)시킨 경우 29.5V(Pk-GND)이고(a), 상기 펄스전원의 출력이 50kHz의 작은 구형파가 약 5kHz의 주기를 가지고 반복해서 발생함을 알 수 있다(b 및 c).
또한, 도 4에서와 같이, 상기 펄스전원 생성부(120)에서 생성된 펄스전원의 출력전압을 Short시킨 경우 펄스전원의 출력전압을 4.0V(Pk-GND)이고(a), 파형의 주기를 펄스전원의 출력을 오픈시킨 경우와 같이 상기 펄스전원의 출력이 50kHz의 작은 구형파가 약 5kHz의 주기를 가지고 반복해서 발생함을 알 수 있다(b 및 c).
도 5는 도 1의 페라이트 코어 전원 생성부의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 5에서와 같이, 상기 페라이트 코어 전원 생성부(140)는 상기 펄스전원 출력 케이블(130)에 체결되어 펄스전원이 인가될 때 발생하는 자기장을 통해 전원을 생성하는 전원 생성부(141)와, 상기 전원 생성부(141)로부터 생성된 페라이트 코어 전원을 전달하는 페라이트 코어 전원 케이블(142) 및 상기 페라이트 코어 전원 케이블(142)을 통해 전달된 페라이트 코어 전원을 상기 IGBT 구동부(150)에 인가하는 커넥터(143)를 포함하여 이루어진다.
이때 상기 페라이트 코어 전원 케이블(142)는 Red선 및 White선(R, W) 끼리는 연결되어 있고, Black선(B)은 분리되어 있다.
도 6은 도 1의 페라이트 코어 전원 생성부에서 생성된 페라이트 코어 전원의 출력파형을 나타낸 화면이다.
도 6에서와 같이, 상기 페라이트 코어 전원 생성부(140)에서 생성된 페라이트 코어 전원의 출력을 오픈(open)시킨 경우에 진폭이 약 1.78V인 사인파와 유사한 파형이 출력된다.
도 7은 도 1의 페라이트 코어 전원 생성부에서 생성된 페라이트 코어 전원을 IGBT 구동부에 연결시킨 상태에서 출력파형을 나타낸 화면이다.
도 7에서와 같이, 페라이트 코어 전원의 출력파형은 약 9.16V(Pk-GND)의 펄스 파형이 출력되고, 그 파형의 주기는 펄스전원 발생부의 펄스전원의 출력파형과 동일하다.
도 8은 도 1의 페라이트 코어 전원 생성부와 IGBT 구동부의 연결관계를 설명하기 위한 구성도이고, 도 9 및 도 10은 도 8의 각 구성과 출력파형을 나타낸 화면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 페라이트 코어 전원 생성부(140)의 페라이트 코어 전원 케이블(143)은 다섯라인(2개의 Red 및 White와 1개의 Black)으로 구성되어 상기 IGBT 구동부(150)의 다섯핀(1 내지 5)에 각각 연결된다.
또한, 도 9에서와 같이, CH1은 CN01 커넥터의 핀 1과 핀 5에 연결된 상태에서 Vpk-pk가 약 15V의 펄스파를 출력하고, CH2는 CN01 커넥터의 핀 1과 핀 4에 연결된 상태에서 Vpk-pk가 약 29.8V의 펄스파를 출력하며, CH3은 DC링크 커패시터 양단 측정 파형이 약 42.5V의 dc전압을 각각 출력한다.
또한, 도 10에서와 같이, DC링크 커패시터 양단의 측정파형은 45.83V임을 알 수 있다.
한편, 이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
110 : 전원 공급부 120 : 펄스전원 생성부
130 : 펄스전원 출력 케이블 140 : 페라이트 코어 전원 생성부
150 : IGBT 구동부

Claims (5)

  1. 외부의 상용 전원이 공급하는 전원 공급부와,
    상기 전원 공급부로부터 상용 전원을 전달받아 펄스형태의 전원을 생성하여 출력하는 펄스전원 생성부와,
    상기 펄스전원 생성부로부터 생성된 펄스전원을 전달하고 상기 펄스전원을 상기 펄스전원 생성부로 피드백하는 펄스전원 출력 케이블과,
    상기 펄스전원 출력 케이블에 접속되어 상기 펄스전원이 인가될 때 발생하는 자속과 상기 자속에 의해 발생하는 자기장을 통해 페라이트 코어 전원을 생성하는 다수의 페라이트 코어 전원 생성부와,
    상기 각 페라이트 코어 전원 생성부로부터 생성된 페라이트 코어 전원을 공급받아 동작하는 IGBT 구동부를 포함하여 구성되고,
    상기 페라이트 코어 전원 생성부는 상기 펄스전원 출력 케이블에 체결되어 펄스전원이 인가될 때 발생하는 자기장을 통해 전원을 생성하는 전원 생성부와, 상기 전원 생성부로부터 생성된 페라이트 코어 전원을 전달하는 페라이트 코어 전원 케이블 및 상기 페라이트 코어 전원 케이블을 통해 전달된 페라이트 코어 전원을 상기 IGBT 구동부에 인가하는 커넥터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 IGBT 게이트 구동부의 전원공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 펄스전원 출력 케이블은 절연 재질로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 IGBT 게이트 구동부의 전원공급 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 펄스전원의 펄스 형태의 파형은 구형파, 사인파, 삼각파, 톱날파, 또는 맥류파 중에서 어느 하나 인것을 특징으로 하는 IGBT 게이트 구동부의 전원공급 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 IGBT 구동부는 상기 페라이트 코어 전원 생성부에서 생성된 페라이트 코어 전원을 PWM 신호로 변환하고 상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 조절하여 출력하는 마이컴과, 상기 마이컴으로부터 PWM 신호를 전달받고, 전달된 PWM 신호를 게이트 신호로 변환하여 IGBT의 게이트에 전달하는 게이트 드라이브 IC를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 IGBT 게이트 구동부의 전원공급 장치.
  5. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09168276A (ja) * 1995-06-06 1997-06-24 Kollmorgen Corp Ｉｇｂｔゲート駆動装置用の高周波パルス変成器
KR20030080490A (ko) * 2002-04-09 2003-10-17 스마트에어 주식회사 자가 진단 및 제어 시스템을 구비한 오존 발생 장치
JP2017139870A (ja) * 2016-02-03 2017-08-10 富士電機株式会社 電力変換装置
KR20170116502A (ko) * 2016-04-11 2017-10-19 현대자동차주식회사 인버터의 스위칭 속도 제어 장치 및 그 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09168276A (ja) * 1995-06-06 1997-06-24 Kollmorgen Corp Ｉｇｂｔゲート駆動装置用の高周波パルス変成器
KR20030080490A (ko) * 2002-04-09 2003-10-17 스마트에어 주식회사 자가 진단 및 제어 시스템을 구비한 오존 발생 장치
JP2017139870A (ja) * 2016-02-03 2017-08-10 富士電機株式会社 電力変換装置
KR20170116502A (ko) * 2016-04-11 2017-10-19 현대자동차주식회사 인버터의 스위칭 속도 제어 장치 및 그 방법

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