KR19980043923A

KR19980043923A - 인버터회로의 입력전압 감지보호회로

Info

Publication number: KR19980043923A
Application number: KR1019960061904A
Authority: KR
Inventors: 정병조
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 1998-09-05

Abstract

본 발명은 인버터회로의 입력전압 감지보호회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저전압영역에서 입력전압 노이즈에 의한 인버터회로 소자의 파괴를 방지할 수 있는 입력전압 감지보호회로에 관한 것이다.

이 입력전압 감지보호회로는, 입력되는 교류전압을 기준전압과 비교해서 노이즈신호를 검출하는 비교수단과, 상기 비교수단의 기준전압을 입력교류전압 레벨에 따라서 가변 제어하는 기준전압조정수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

인버터회로의 입력전압 감지보호회로

제1도는 종래의 인버터회로의 입력전압 감지보호회로도.

제2도는 제1도에 도시된 각 부분의 출력 파형도.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 인버터회로의 입력전압 감지보호회로도.

제4도는 제3도에 도시한 각 부분의 출력 파형도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10,30,35:비교기 15,40:인버터회로

R1~R9:저항 D1:다이오드

C1:콘덴서

종래의 인버터회로의 입력전압 감지보호회로에 대해서 상세하게 설명한다.

제1도는 종래의 인버터회로의 입력전압 감지보호회로도이다.

구성을 살펴보면, 0볼트~253볼트의 교류전압을 입력하는 입력단자(5)에 두개의 저항(R1,R2)이 직렬 접속하고, 상기 두 저항 사이의 접속점에 비교기(10)의 비반전입력단자가 접속된다. 그리고 12볼트의 공급전원이 직렬 접속하고 있는 저항(R3,R4)에 의해 분압되어 상기 비교기(10)의 반전단자로 입력된다.

이때 상기 비교기(10)는 입력되는 교류전압을 상기 저항(R3,R4)에 의해 분압된 기준전압과 비교하여, 상기 입력 교류전압이 높을 때는 하이신호를 출력하고, 입력되는 교류전압이 낮을 때는 로우신호를 출력한다.

상기 비교기(10)의 출력신호는 항상 일정한 전압을 출력하는 인버터회로(15)로 입력되고, 상기 인버터회로는 상기 입력전압 감지보호회로에서 하이신호 출력시, 다시 말해서 비교기(10)에서 하이신호를 출력할 때는 구동을 억제하도록 제어되고 있다.

그리고 상기 인버터회로(15)는 출력보상기능을 가지고 있으며, 항상 일정한 크기의 전압을 출력하기 위한 회로이다.

상기 구성으로 이루어진 종래의 인버터회로의 입력전압 감지보호회로의 동작에 대해서 설명한다.

입력단자(5)로 교류 0볼트~253볼트 사이의 전압이 입력된다. 이렇게 입력전압의 불균형은 초기에 입력전압 감지보호회로로 입력되는 교류전압의 크기와, 전압을 지속적으로 입력하고 있는 상태에서의 입력전압 크기가 다를 수 있기 때문이며, 또한 우리가 흔히 사용하는 220볼트 또는 110볼트의 전압도 항상 일정하게 220볼트 또는 110볼트가 입력된다고 보기는 어렵다. 단지 220볼트 전후의 전압 또는 110볼트 전후의 전압이 입력되는 것일 뿐이다. 따라서 입력단자(5)로 입력되는 전압은 상기 설명처럼 0볼트에서 253볼트 사이의 전압이 입력되는 것이다.

이 입력 전압은 전압분배저항(R1,R2)에 의해 분배되어서 비교기(10)의 비반전단자로 입력된다. 그리고 상기 비교기(10)는 저항(R3,R4)에 의해 결정된 기준전압을 반전단자로 입력해서, 상기 두 전압을 비교한다.

이때 상기 비교기(10)는 비반전단자로 입력된 교류전압이 기준전압보다 높으면 하이신호를 출력하고, 반전단자로 입력된 기준전압이 입력전압보다 높을 때는 로우신호를 출력하다. 제2도의 (가)는 비교기(10)의 비반전단자로 입력되는 전압과 반전단자로 입력되는 기준전압을 비교해서 도시한 출력 파형도이고, 제2도의 (나)는 입력전압이 상기 (가)의 파형도와 같은 형태로 비교기(10)로 입력될 때, 상기 비교기(10)의 출력 상태를 도시하고 있다. 즉, 상기 제2도의 (가),(나)에서 볼수 있는 바와 같이, 상기 입력전압이 기준전압보다 높을 때, 상기 비교기(10)에서는 하이신호를 출력하고 있다.

그리고 제2도의 (다)는 인버터회로(15)의 구동 전압을 도시하는 파형도인데, 상기 파형도에서 알 수 있는 바와 같이 비교기(10)에서 하이신호 출력시 인버터회로(15)는 출력을 로우신호로 전환해서 구동을 억제한다.

이상 설명한 바와 같이 종래의 인버터회로의 입력전압 감지보호회로는, 입력전압을 특정 기준전압과 비교해서 기준전압보다 높은 레벨의 스파크와 같은 노이즈신호를 검출하고, 검출된 신호가 신호처리에 불필요한 노이즈신호일 때, 인버터회로의 구동을 억제해서 노이즈신호에 의한 소자의 파손등을 방지하고 있다.

그러나 종래의 인버터회로의 입력전압 감지보호회로는, 전압분배저항(R3,R4)에 의해 결정되는 기준전압을 높은 전압 값에 기준하여 설정하고 있다. 그래서 제2도의 (라)에 도시하고 있는 바와 같이 입력전압이 기준전압보다 낮은 경우에는 상기 비교기(10)의 출력은 항상 로우 상태가 되고, 따라서 상기 인버터회로(15)는 항상 구동상태가 된다.

한편, 제2도의 (마)에 도시한 바와 같이 입력전압에 따른 인버터회로의 구동시간은 저전압일수록 구동시간(on time)이 최고치가 된다. 왜냐하면 상기 인버터회로(15)는 항상 일정한 크기의 전압을 출력하기 위한 회로이므로, 저전압이 입력되고 있을 때에는 출력보상기능에 의해 구동시간을 최고치로 해서 원하는 크기의 전압을 생성하기 때문이다.

이때 상기 인버터회로(15)는 구동 시간(on time)이 최고치에 도달할 동안에 인버터회로의 소자에 악영향을 미치게 될 노이즈신호가 입력되더라도 상기 설정된 기준 전압보다 낮은 경우에는 상기 비교기(10)에서 검출이 되지 않는다. 이는 설정된 기준전압이 높은 전압 값에 기준하여 설정되어 있기 때문이다. 이 경우, 상기 구동시간에 따른 인버터회로의 출력보상기능에 의해서 상기 인버터회로의 임의의 소자가 파손되는 문제가 발생되었다.

따라서 본 발명의 목적은 입력전압레벨에 따라서 기준전압을 조정하여 인버터회로의 신뢰성을 높일 수 있는 인버터회로의 입력전압 감지보호회로를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인버터회로의 입력전압 감지보호회로는, 입력되는 교류전압을 기준전압과 비교해서 노이즈신호를 검출하는 비교수단과, 상기 비교수단의 기준전압을 입력교류전압 레벨에 따라서 가변 제어하는 기준전압조정수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 실시에에 따른 인버터회로의 입력전압 감지보호회로는, 입력전압에 따라서 소정시간 동안 구동되어 항상 일정한 출력전압을 유지하는 인버터회로에서, 저전압영역에서 입력전압 노이즈신호에 의한 최대 출력을 낮게 제한한다. 이를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 인버터회로의 입력전압 감지보호회로는 입력전압에 따라서 기준신호를 조정하여, 입력전압에 따른 높은 레벨의 노이즈신호를 검출하고, 노이즈신호 입력시 인버터회로의 구동을 억제해서 회로소자의 파손을 방지시킨다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 인버터회로의 입력전압 감지보호회로에 대해서 상세하게 설명한다.

제3도는 본 발명의 실시예에 다른 입력전압 감지보호회로도이다.

구성을 설명한다. 0볼트 ~253볼트의 교류전압을 입력하는 입력단자(20)에 저항(R1,R5)의 일측이 각각 접속하고 있다. 상기 저항(R5)은 또 다른 저항(R6)과 직렬 접속하고, 두 저항(R5,R6) 사이의 접속점에 제1비교기(30)의 비반전단자가 접속하고 있다. 그리고 상기 저항(R6)의 다른 일측은 기저전원에 접속된다. 상기 제1비교기(30)의 반전단자에는 12볼트의 공급전원을 직렬 접속하고 있는 저항(R7,R8)에 의해 분압시킨 기준전압(Vref')이 입력된다. 그리고 상기 제1비교기(30)의 출력단자는 저항(R9)를 통해서 다이오드(D1)의 일측에 접속된다.

한편, 상기 저항(R1)의 타측은 제2비교기(35)의 비반전단자에 접속됨과 동시에 저항(R2)를 통해서 기저전원에 접속한다. 그리고 상기 제2비교기(35)의 반전단자는 12볼트의 공급전원을 직렬 접속하고 있는 저항(R3,R4)에 의해 분압시킨 전압을 입력하고, 상기 반전단자에 대하여 상기 저항(R4)은 콘덴서(C1)와 병렬 접속되며, 상기 콘덴서(C1)를 통하여 다이오드(D1)의 일측이 접속된다.

그리고 상기 제2비교기(35)의 출력신호는 항상 일정한 전압을 출력하는 인버터회로(40)로 입력된다. 상기 인버터회로는 상기 입력전압 감지보호회로에서 하이신호 출력시, 다시 말해서 비교기(35)에서 하이신호를 출력할 때는 구동을 억제하도록 제어되고 있다.

그리고 상기 인버터회로(40)는 출력보상기능을 가지고 있으며, 일정한 크기의 전압을 출력하기 위한 회로이다.

상기 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 인버터회로의 입력전압 감지보호회로의 동작에 대해서 상세하게 설명한다.

입력단자(20)로 입력되는 전원은 저항(R1)을 통해서 제2비교기(35)의 비반전단자로 입력됨과 동시에 저항(R5,R6)에 의해 분압되어 제1비교기(30)의 비반전단자로 입력된다. 그리고 상기 제1비교기(30)의 반전단자에는 저항(R7,R8)에 의해 분압된 기준전압(Vref')이 입력된다. 이때 상기 제1비교기(30)는 두 입력신호를 비교해서 비반전단자의 전압이 높을 때는 하이신호를 출력하고, 반전단자의 전압이 높을 때는 로우신호를 출력한다.

상기 제1비교기(30)의 비반전단자로 입력되는 전압이 기준전압(Vref')보다 낮으므로해서 상기 제1비교기(30)에서 로우신호가 출력되면, 상기 다이오드(D1)는 온도상태가 되고, 이때 제2비교기(35)의 반전단자는 저항(R3)과 병렬 접속되는 두개의 저항(R4,R9)에 의해 분압시킨 전압을 기준전압으로 입력한다.

다시 말해서 상기 제1비교기(30)의 반전단자로 입력되는 기준전압(Vref')보다 이하의 전압의 입력단자(20)로 입력될 때, 다이오드(D1)가 온 상태가 되므로서 상기 제2비교기(35)의 기준전압은 정상상태에서보다 낮아지게 되는 것이다.

이와 같이 결정된 기준전압에 기초해서 상기 제2비교기(35)는 비반전단자로 입력되는 전압을 비교하고, 입력전압이 기준전압보다 높을 때는 하이신호를 출력하여 인버터회로(40)의 구동을 억제한다. 왜냐하면 기준전압보다 높은 입력전압은 인버터회로(40) 소자의 파손을 유발하기 때문이다. 물론 상기 제2비교기(35)의 비반전단자로 입력되는 전압이 기준전압보다 낮을 때에는 로우신호를 출력해서 인버터회로(40)가 구동되도록 제어한다.

제4도의 (가)는 입력단자(20)로 입력되는 전압을 제1비교기(30)의 기준전압에 기초해서 도시한 파형도이고, 제4도의 (나)는 상기 (가) 파형도에 따른 전압에 의해서 상기 제2비교기(35)에서 2단계로 결정되는 기준전압을 도시한 것이다. 그리고 제4도의 (다)는 입력전압과 구동시간과의 관계를 도시한 파형도이다. 즉, 제4도의 (다)에서 알 수 있는 바와 같이 일정한 입력전압 이하, 즉 인버터회로의 구동시간이 일정시간(T_ON)이상에서는 정상상태의 기준전압보다 낮은 전압이 입력전압 감지전압으로 결정됨을 제4도의 (나)와 비교해서 알 수 있다.

다음, 상기 제1비교기(30)의 비반전단자로 입력되는 전압이 반전단자로 입력되는 기준전압(Vref')보다 클때, 상기 제1비교기(30)의 출력단자는 하이신호를 출력하고, 이 하이신호에 의해서 다이오드(D1)는 오프 상태가 된다.

이때, 제2비교기(35)의 반전단자로 입력되는 기준전압은 저항(R3,R4)에 의해 결정된 크기가 되고, 이 기준전압과 비반전단자로 입력되는 입력전압을 비교하여, 입력전압이 기준전압보다 낮을 때는 로우신호를 출력해서 인버터회로(40)의 동작을 제어하고, 입력전압이 기준전압보다 높을 때는 하이신호를 출력해서 인버터회로(40)의 동작을 억제한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 입력전압에 따라서 노이즈신호 검출에 따른 기준전압을 두 단계로 구분하고 있고, 이것으로 저전압에서 나타날 수 있는 최대 출력을 제4도의 (라)에 빗금으로 표시하고 있는 부분만큼 감소시키고 있다. 이렇게 되면 종래보다 출력이 낮아지기 때문에 인버터회로의 구동소자의 공진전압이 감소되고 소자의 파괴를 방지할 수 있게 된다(제4도의 마).

그러므로 인하여 본 발명의 실시예에 따른 입력전압 감지보호회로는 제4도의 (바)에 도시하고 있는 바와 같이 입력전압에 따라서 출력보상을 하여 항상 일정한 출력전압을 유지하는 인버터회로에서 저전압 영역에서 입력전압 노이즈신호에 의한 최대 출력을 낮게 제한하므로서 구동소자의 신뢰성을 높일 수 있는 잇점이 있다.

Claims

입력되는 교류전압을 기준전압과 비교해서 노이즈신호를 검출하는 비교수단과,

상기 비교수단의 기준전압을 입력교류전압 레벨에 따라서 가변 제어하는 기준전압조정수단을 포함하여 구성되는 입력전압 감지보호회로.
제1항에 있어서,

상기 기준전압조정수단은, 입력되는 교류전압의 레벨을 검출하는 레벨검출부와,

가변 기준전압부와,

상기 레벨검출부의 출력신호에 따라서 상기 가변 기준전압부의 전류 통로를 스위칭하는 스위칭수단을 포함하는 입력전압 감지보호회로.
제2항에 있어서,

상기 레벨검출부는, 비교기로 구성됨을 특징으로 하는 입력전압 감지보호회로.
제3항에 있어서,

상기 가변 기준전압부는 저항으로 구성됨을 특징으로 하는 입력전압 감지보호회로.