KR19990024700A - 실리콘 제어 정류기 및 게이트 펄스 변압기 시험장치 - Google Patents

실리콘 제어 정류기 및 게이트 펄스 변압기 시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실제로 전류를 흘려서 SCR 및 SCR의 게이트 단자에 신호를 공급하는 GPT의 건전성을 시험하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 특정 주파수의 구형파, 삼각파, 정현파 등을 발생시키는 파형 발생부와, 파형 발생부로부터 발생된 신호를 일정의 출력으로 조절하여 증폭시키는 출력조절 및 증폭부와, 출력조절 및 증폭부로부터의 신호를 받아 변환시키는 GPT와, GPT의 출력을 표시하는 표시부를 포함하여 구성되는 GPT 시험 장치를 제공한다.
또한, 전원부의 전원을 정류하여 직류로 변환시키는 정류부와, 정류부로부터 공급된 직류 전원의 공급 및 차단을 제어하는 시간 제어부와, 전원부의 전원의 위상각을 변환시켜 상기 GPT의 1차측에 신호를 가하는 위상각 변환부와, 출력 조절 및 증폭부의 출력과 상기 위상각 변환부의 출력중 어느 하나를 선택하여 상기 SCR 게이트에 신호를 가하도록 하는 선택부와, 시간 제어부에 의해 정해진 시간 동안 전원 공급을 하며, 전원 공급중 상기 GPT의 출력 신호에 의해 도통하는 SCR과, SCR의 도통 및 차단 여부를 나타내는 부하와, 부하의 출력을 표시하는 표시부를 포함하여 구성되는 SCR 시험장치를 제공한다.

Description

실리콘 제어 정류기 및 게이트 펄스 변압기 시험 장치
본 발명은 실리콘 제어 정류기(Silicon Controlled Rectifier, 이하 SCR이라 한다.) 및 게이트 펄스 변압기(Gate Pulse Transformer, 이하 GPT 라 한다.)의 건전성을 시험하는 장치로서, 특히 실제로 전류를 흘려서 SCR 및 SCR의 게이트 단자에 신호를 공급하는 GPT의 건전성을 시험하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일반적으로 SCR은 제어 게이트를 가진 pnpn 다이오드의 4층 디바이스로, 게이트 단자에 신호를 가해 애노우드, 캐소우드간을 도통 상태로 할 수 있지만, 일단 도통 상태로 된 SCR은 전원을 0으로 하지 않는한 그대로 래치 업(latch up)되어 게이트 단자는 제어 능력을 잃어버리는 동작 특성을 가지고 있어 보통 교류회로에서 통전 개시 위상을 제어하는 것에 의해 실효적으로 부하에의 공급 전력을 연속적으로 제어하는데 사용되고 있으며, 이러한 SCR을 동작시키기 위해 게이트에 신호를 가하기 위한 신호를 발생시키는 신호 전달 특성이 좋은 절연 변압기로서 GPT가 사용된다.
따라서, 자동전압 조정기(AVR), 무정전 시스템(UPS), 충전 장치등 대전류등 SCR이 적용되는 설비에서 SCR과 GPT를 실제로 사용하기 전이나 사용중 GPT의 건전성을 정밀하게 시험하여 판단하여 계측기는 이미 시판, 사용되고 있지만 (예컨대, Tectonics 사의 Curver Tracer 등) 이는 매우 고가이며 또한 정밀한 데이터를 얻기 위한 실험실용으로서 실제 현장에서 신속, 간편하게 사용하기에는 어려움 및 필요성도 크지 않아 그다지 사용되지 않고 통상은 절연 저항계 등을 이용하여 SIR과 APT의 건전성을 판단하는 방법이 이용되고 있다.
이때, SIR은 절연 저항게로 소자 양단간의 절연 저항을 측정하거나, 간단히 건전지든 전원과 도통시 점등되도록 하는 램프 등 발광 수단을 이용하여 SCR의 게이트에 수동으로 신호를 가해 램프의 발광 여부로 도통 상태를 확인하여 건전성 여부를 판단하고 있다.
그러나 절연 저항계에 의한 판단 방법은 단지 SCR의 단자간 절연 저항값만 알 수 있어 실제 SCR의 건전성 판단의 신뢰성에는 한계가 있으며, 건전지와 램프를 이용한 건전성 판단 방법도 SCR으 용량이 큰 경우에는 건전성 시험의 신뢰성이 없고 게이트 신호 발생 시간과 SCR 도통 시간을 비교하기 곤란할 뿐만 아니라 조작 또한 매우 번거롭게 된다.
또한, GPT도 일반 변압기의 건전성 판단 방법과 같이 절연 저항계로 1차측과 2차측간, 1차측과 접지간, 2차측과 접지간의 절연 저항값을 측정하여 판단하고 있으나, SCR의 경우와 마찬가지로 절연 저항계를 이용한 건전성 판단으로는 모두 이상이 없어도 GPT의 기능상 1차측에 신호 파형이 인가될 때 2차측에서의 파형이 일그러지거나 감쇠되는 경우도 있게 되며, 종래의 파형 발생기(예컨대, Function Generator)의 출력이 1에서 2 W정도에 불과하여 용량이 큰 GPT는 시험할 수 없게 되었다.
따라서, 상기 SCR 및 GPT 시험에 있어서 종래의 방법에 의한 건전성 판단으로는 아무런 이상이 없더라도 이들을 적용하는 설비에 설치하여 사용할때 실제로 고장이 발생하는 경우가 종종 있게 되어 보다 조작이 간편하고 정확하며 신뢰성 있는 판단의 필요성이 있게 된다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, SCR 및 GPT에 실제 동작하는 전류를 흘려 실부하 동작시험을 함으로써 실제의 운전 조건과 유사한 조건하에서 간편하고 정확하며 신뢰성 있는 시험 장치를 제공하려는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 한 실시예에 따른 블록도중, SCR 시험장치의 위상각 변환부의 일례를 나타낸 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 한 실시예에 따른 블록도중, SCR과 GPT의 접속 관계를 나타낸 것이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11: 파형 발생부12: 출력 조절 및 증폭부
13: GPT14: 전원부
15: 위상각 변환부16: 정류부
17: 시간 제어부18: 선택부
19: SCR20: 부하
21: 표시부
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 특정 주파수의 구형파, 삼각파, 정현파, 등을 발생시키는 파형 발생부와, 상기 파형 발생부로부터 발생된 신호를 일정의 출력으로 조절하여 증폭시키는 출력조절 및 증폭부와, 상기 출력조절 및 증폭부로부터의 신호를 받아 변환시키는 GPT와, 상기 GPT출력중 출력 조절 및 증폭부의 출력만이 표시부에 나타나도록 선택하는 선택부와, 상기 GPT의 출력을 표시하는 표시부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 GPT 시험 장치를 제공한다.
또한, 전원부와, 상기 전원부의 전원을 정류하여 직류로 변환시키는 정류부와, 상기 정류부로부터 공급된 직류 전원의 공급 및 차단을 제어하는 시간 제어부와, 상기 전원부의 전원의 위상각을 변환시켜 상기 GPT의 1차측에 신호를 가하는 위상각 변환부와, 상기 출력 조절 및 증폭부의 출력과 상기 위상각 변환부의 출력중 어느 하나를 선택하여 상기 SCR 게이트에 신호를 가하도록 하는 선택부와, 상기 시간 제어부에 의해 정해진 시간 동안 전원 공급을 하며, 전원 공급중 상기 GPT의 출력 신호에 의해 도통하는 SCR과, 상기 SCR의 도통 및 차단 여부를 나타내는 부하와, 상기 부하의 출력을 표시하는 표시부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 SCR 시험장치를 제공한다.
아래에서, 본 발명에 따른 SCR 및 GPT 시험 장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 SCR 및 GPT 시험 장치를 일체로 나타낸 블록도로서, 도 1중에서 GPT 시험 장치는 파형 발생부(11), 출력 조절 및 증폭부(12), GPT(13), 선택부(18), 표시부(21)로 구성된다.
도 1중, 파형 발생부(11)에서 발생된 특정 주파수의 정현파, 구형파, 삼각파중 필요한 하나의 파형을 선택하는데, 본 발명의 실시예에서는 구형파를 선택한다.
출력 조절 및 증폭 수단(12)에 의해 구형파의 전압을 0에서 25 까지 조절하여 이를 저주파 증폭기를 통해 증폭함으로써, 100W 정도의 큰 용량의 GPT에도 적용할 수 있는 출력의 크기를 갖도록 한다.
조절 및 증폭된 구형파 신호는 GPT(13)의 1차측을 거쳐 2차측에는 임펄스가 발생하게 되는데 절연 저항계에서 정상으로 판정된 경우라도 이로서는 알수 없는 임펄스의 일그러짐의 발생이나 감쇠가 있는가를 표시부(21)를 통해 알 수 있어 이로부터 GPT의 건전성을 판단한다.
선택부(18)는 GPT(13) 시험의 경우에는 파형 발생부(11)로부터 발생된 구형파만이 SCR(19)에 가해지지 않고 표시부(21)에 나타나도록 선택되어지며, 다음에서 설명할 SCR(19) 시험의 경우에는 구형파 신호 또는 위상 변환된 펄스파중 하나를 선택하여 SCR(19)에 가해지도록 선택한다.
도 1에 도시된 SCR 및 GPT 시험 장치를 일체로 나타낸 블록도중, SCR 시험 장치는 전원부(14), 위상각 변환부(15), 정류부(16), 시간 제어부(17), 선택부(18), SCR(19), 부하(20), 표시부(21)로 구성되며, 도 2는 SCR 시험 장치의 위상 각 변환부의 회로도의 일례이고, 도 3은 SCR과 GPT의 접속 관계를 나타낸 것이다.
도 1중, SCR 및 GPT 시험 장치는 정류부(16)를 거친 약 90V 정도의 직류 전원을 시간 조절 가능한 타이머 등을 사용하여 일정 시간 동안 공급 또는 차단하도록 하는 시간 제어부(17)에 의해 일정 시간 동안만 공급하도록 할때 직류 전원의 공급 시간내 선택부(18)에 의해 선택되어진 구형파 신호 또는 위상각 변환부(16)의 출력 펄스중 하나가 SCR(19)의 게이트에 가해져 SCR(19)을 도통시킨다.
이 경우에 전원이 0으로 공급이 중단되기 전까지는 게이트에 GPT(13)의 출력 신호를 제거하여도 계속 도통 상태를 유지하는 SCR(19)의 특성으로부터 시간 제어부(17)의 작동에 의해 전원 공급이 중단되어 0으로 되면, 파형 발생부(11)로부터 발생된 구형파를 선택한 경우 SCR(19)이 차단되는가를 부하(20)에 걸리는 출력 신호를 표시부(21)를 통해 파악함으로써 SCR(19)의 건전성 여부를 판단할 수 있게 된다.
도 2는 위상각 변환부(15)의 일례를 나타낸 회로도로서, D1, D2에 의해 전원의 사인파중 일정 크기 이상의 윗부분과 아래 부분이 잘리워진 파형의 위상을 주파수의 영향을 받는 커패시터 C1 및 저항 R5, R6와 VR1의 크기를 조정하여 임의로 변환시켜 C2, R13의 미분 회로를 거치면서 제너 다이오드 ZD에 의해 정(+)의 파형만의 펄스 파형을 만들게 된다.
즉, 정류되기 전의 전원의 위상을 변화시켜 가면서 변환된 위상각에 맞추어 SCR(19)이 동작하는가를 부하(20)를 통해 표시부(21)에 의해 SCR(19)의 위상각 제어 특성을 파악함으로써 건전성의 판단을 할 수 있게 된다.
도 3은 SCR(19)의 게이트에 GPT(13)의 2차측이 연결된 구성 관계를 구체적으로 나타낸 것이다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 SCR 및 GPT 시험 장치는 실제 사용하는 전류를 흘려서 시험함으로써 SCR 및 GPT의 건전성을 표시부와 조합하여 판단할 수있게 됨으로써 간편하면서 정확하고 신뢰성 있는 건전성 판단이 가능하게 된다.
이상에서 본 발명의 SCR 및 GPT 시험 장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능게됨은 명백하다.

Claims (2)

  1. 특정 주파수의 구형파, 삼각파, 정현파, 등을 발생시키는 파형 발생부와,
    상기 파형 발생부로부터 발생된 신호를 일정의 출력으로 조절하여 증폭시키는 출력조절 및 증폭부와,
    상기 출력조절 및 증폭부로부터의 신호를 받아 변환시키는 게이트 펄스 변압기(Gate Pulse Transformer, 이하 GPT 라 한다.)와,
    상기 GPT 출력중 출력 조절 및 증폭부의 출력만이 표시부에 나타나도록 선택하는 선택부와,
    상기 GPT의 출력을 표시하는 표시부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 게이트 펄스 변압기 시험 장치.
  2. 전원부와,
    상기 전원부의 전원을 정류하여 직류로 변환시키는 정류부와,
    상기 정류부로부터 공급된 직류 전원의 공급 및 차단을 제어하는 시간 제어부와,
    상기 전원부의 전원의 위상각을 변환시켜 상기 GPT의 1차측에 신호를 가하는 위상각 변환부와,
    상기 시간 제어부에 의해 정해진 시간 동안 전원 공급을 하며, 전원 공급중 상기 GPT의 출력 신호에 의해 도통하는 실리콘 제어 정류기(Silicon Controlled Rectifier, 이하 SCR이라 한다.)와,
    상기 출력 조절 및 증폭부의 출력과 상기 위상각 변환부의 출력중 어느 하나를 선택하여 상기 SCR 게이트에 신호를 가하도록 하는 선택부와,
    상기 SCR의 도통 및 차단 여부를 나타내는 부하와,
    상기 부하의 출력을 표시하는 표시부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 실리콘 제어 정류기 시험장치.
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