KR19990027295U - 전원 바이패스기능을 구비한 인버트회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전원이 정상적인 경우에는 바이패스시키고 전원의 전압이 저전압으로 되는 경우에는 전압보상을 수행하도록 인버터를 동작시킴으로써, 전원 바이패스를 위한 별도의 스위치없이도 전원 바이패스를 수행할 수 있으며, 또한 바이패스모드에서 보상모드로의 절환을 신속히 수행할 수 있도록 한 전원 바이패스기능을 구비한 인버트회로에 관한 것이다.

상기한 본 고안에 의하면, 바이패스 스위치를 사용하여 입력전류를 정확히 감지하여 입력전류가 영으로 되는 점을 정확히 감지하여 바이패스 스위치를 차단하는 종래의 복잡한 제어과정을 통하지 않고도 지연시간없이 바이패스모드에서 보상모드로 신속히 전환가능한 것이며, 또한 바이패스를 위한 SCR등의 바이패스전용 스위치가 불필요하게 되는 것이다.

Description

전원 바이패스기능을 구비한 인버트회로

본 고안은 전원 바이패스기능을 구비한 인버트회로에 관한 것으로, 특히 전원이 정상적인 경우에는 바이패스시키고 전원의 전압이 저전압으로 되는 경우에는 전압보상을 수행하도록 인버터를 동작시킴으로써, 전원 바이패스를 위한 별도의 스위치없이도 전원 바이패스를 수행할 수 있으며, 또한 바이패스모드에서 보상모드로의 절환을 신속히 수행할 수 있도록 한 전원 바이패스기능을 구비한 인버트회로에 관한 것이다.

일반적으로, 인버터는 직류를 교류로 변환시키는 장치로서, 이 인버터는 다양한 회로설계로 구현된다.

도 1은 종래 전원 바이패스 및 인버트 회로도로서, 도 1을 참조하면, 전원부(10)로부터의 입력전압(V)이 정상적일 경우에는 바이패스 스위치(SCR1,SCR2)를 향상 도통시킴으로써, 전원부(10)의 전류는 상기 바이패스 스위치(SCR1,SCR2)를 통해서 부하(70)로 흐른다. 만약, 상기 전원부(10)에 의한 입력전압이 저전압으로 되거나 정전이 되면, 상기 부하(70)에 정상적인 전압을 공급해 주기 위해 바이패스 스위치(SCR1,SCR2)를 차단상태로 함과 동시에 인버터(30)를 동작시킴으로써, 상기 인버터(30)가 트랜스포머(40)를 통해 전원부(10)의 저전압을 보상시킨후 상기 부하(70)에 공급해 주게 된다.

상기 바이패스 스위치(SCR1,SCR2)를 차단시키는 경우에 있어서, 전류값이 큰 구간에서 바이패스 스위치(SCR1,SCR2)를 강제로 차단하게 되면 선로에 존재하는 인덕턴스 성분에 의한 영향으로 바이패스 스위치(SCR1,SCR2)차단시 상기 바이패스 스위치의 양단에 스파크가 발생하여 스위치가 소손되는 경우가 발생되므로, 이를 방지하기 위해 필히 입력전류(I)에 대한 위상을 체크하다가 전류값이 영인시점이 검출되는 순간에 상기 바이패스 스위치(SCR1,SCR2)를 차단시켜야 한다.

따라서, 종래 전원 바이패스 및 인버트 회로에 있어서, 저전압이 검출되는 시점에서 상기 바이패스 스위치를 즉각적으로 차단시키지 못하며, 상기 전류가 제로크로싱되는 시점에서 바이패스 스위치가 오프되므로, 상기 저전압이 검출되는 시점에서 상기 바이패스 스위치가 오프되는 시점까지 소정의 시간이 소요되는 문제점이 있으며, 또한, 실제 회로에서는 전류파형이 부하의 종류에 따라서 정확한 사인파가 아니고 스파이크성 전류파형이 되거나 불연속적인 전류파형이 될 수 있다. 이러한 전류파형은 정확한 위상검출이 힘들고 따라서 바이패스 스위치를 정확히 조작하기가 힘들고 스위치 소손의 가능성이 높다는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 고안의 목적은 전원이 정상적인 경우에는 바이패스시키고 전원의 전압이 저전압으로 되는 경우에는 전압보상을 수행하도록 인버터를 동작시킴으로써, 전원 바이패스를 위한 별도의 스위치없이도 전원 바이패스를 수행할 수 있으며, 또한 바이패스모드에서 보상모드로의 절환을 신속히 수행할 수 있도록 한 전원 바이패스기능을 구비한 인버트회로를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 전원 바이패스 및 인버트 회로도이다.

도 2는 본 고안에 따른 전원 바이패스 및 인버트 회로도이다.

도 3은 도 2의 제어부(100)의 제어단자로 출력되는 제어신호의 타이밍도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 전원 20 : 정류부

35 : 인버터 40 : 트랜스포머

60 : 백업스위치 70 : 부하

100 : 제어부

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 고안의 회로는 전원부의 교류전원을 정류하는 정류부; 상기 전원부의 전압이 정상상태이면 제1,2제어단자로 로우레벨을, 제3,4제어단자로 하이레벨을 각각 출력하고, 반면 저전압으로 감지되면 제1,3제어단자로된 하나의 제어단자쌍과 제2,4제어단자로된 다른 하나의 제어단자쌍으로 위상이 서로다른 PWM신호를 각각 제공하는 제어부; 상기 정류부에 접속된 전압공급라인 양단간에 직렬로 접속한 제1,2트랜지스터와, 상기 제1,2트랜지스터에 병렬접속하며 상기 정류부에 접속된 전압공급라인 양단간에 직렬로 접속한 제3,4트랜지스터를 포함하여, 상기 제어부의 제1,2,3,4제어단자 각각에 제1,2,3,4트랜지스터의 베이스단 각각을 일대일 대응시켜 접속하여 구성한 인버터; 상기 제1,3트랜지스터의 접점과 상기 제2,4트랜지스터의 접점사이에 구성된 1차측코일과, 상기 전원부와 부하사이에 구성된 2차측코일을 포함하는 트랜스포머; 를 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 전원 바이패스기능을 구비한 인버트회로에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 고안에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도 2는 본 고안에 따른 전원 바이패스 및 인버트 회로도로서, 도 2를 참조하면, 본 고안에 따른 전원 바이패스기능을 구비한 인버트회로는 전원부(10)의 교류전원을 정류하는 정류부(20)와, 상기 전원부(10)의 전압이 정상상태이면 제1,2제어단자(S1,S2)로 로우레벨을, 제3,4제어단자(S3,S4)로 하이레벨을 각각 출력하고, 반면 저전압으로 감지되면 제1,3제어단자(S1,S3)로된 하나의 제어단자쌍과 제2,4제어단자(S2,S4)로된 다른 하나의 제어단자쌍으로 위상이 서로다른 PWM신호를 각각 제공하는 제어부(100)와, 상기 정류부(20)에 접속된 전압공급라인 양단간에 직렬로 접속한 제1,2트랜지스터(Q1,Q2)와, 상기 제1,2트랜지스터(Q1,Q2)에 병렬접속하며 상기 정류부(20)에 접속된 전압공급라인 양단간에 직렬로 접속한 제3,4트랜지스터(Q3,Q4)를 포함하여, 상기 제어부(100)의 제1,2,3,4제어단자(S1∼S4) 각각에 제1,2,3,4트랜지스터(Q1∼Q4)의 베이스단 각각을 일대일 대응시켜 접속하여 구성한 인버터(35)와, 상기 제1,3트랜지스터(Q1,Q3)의 접점과 상기 제2,4트랜지스터(Q2,Q4)의 접점사이에 구성된 1차측코일(L1)과, 상기 전원부(10)와 부하(70)사이에 구성된 2차측코일(L2)을 포함하는 트랜스포머(40)로 구성한다.

상기 제어부(100)는 미도시된 저전압검출부로부터 제공된 검출전압(VD)에 기초해서 정상전압이면 인버터(35)를 바이패스모드로 동작시키고, 저전압이면 인버터(30)를 보상모드로 동작시키며, 또한, 상기 제어부(100)는 PWM신호의 주파수를 상기 전원부(10)의 주파수에 동기시켜 출력한다.

도 3은 도 2의 제어부(100)의 제어단자로 출력되는 제어신호의 타이밍도이며, 여기서, 도면중 미설명부호인 C는 평활콘덴서이고, 60은 백업스위치로서, 이는 인버터회로에 이상인 발생하는 비상시에 사용하는 스위치이다.

이와같이 구성된 본 고안의 회로에 따른 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.

도 2 및 도 3을 참조하여 본 고안에 따른 전원 바이패스기능을 구비한 인버트회로에 대해 설명하면, 먼저, 본 고안에서는 미도시된 전원부(10)의 전압상태를 검출하는 전압검출부로부터의 전압검출신호(VD)를 이용하여 제어부(100)가 인버터(35)의 동작을 제어하는데, 이하 이를 구체적으로 설명한다.

먼저 상기 제어부(100)는 상기 전압검출신호(VD)가 정상전압이면 상기 제어부(100)는 바이패스모드로 인버터(35)를 제어하는데, 이 바이패스모드에서는 제1,2제어단자(S1,S2)로는 로우레벨을 제공하고, 또한 제3,4제어단자(S3,S4)로는 하이레벨을 제공한다.

한편, 상기 전원부(10)의 교류전압은 정류부(20)에서 정류되고 평활콘덴서(C)에서 평활된후 인버터(35)로 직류전압이 제공된다.

상기 인버터(35)의 동작은 상기 제어부(100)의 제1,2제어단자(S1,S2)를 통한 로우레벨에 의해 제1,2트랜지스터(Q1,Q2)는 차단상태로 되고, 상기 제어부(100)의 제3,4제어단자(S3,S4)를 통한 하이레벨에 의해 제3,4트랜지스터(Q1,Q2)는 도통상태로 되므로, 상기 제3,4트랜지스터(Q3,Q4)와 트랜스포머(40)의 1차측코일(L1)에 의해서 폐루프가 형성된다.

이때, 트랜스포머(40)의 2차측이 단락되어 있는 것과 같은 상태가 되기 때문에 1차측 역시 단락되어 있으므로 상기 전원부(10)의 전류가 상기 트랜스포머(40)의 2차측코일(L2)을 통해서 부하(70)로 정상적으로 흐르게 되는 것이다.

다음으로, 상기 제어부(100)는 상기 전압검출신호(VD)가 비정상전압으로 저전압이면 상기 제어부(100)는 보상모드로 인버터(35)를 제어하는데, 이 보상모드에서는 PWM제어방식을 사용하여 제1,3제어단자(S1,S3)로된 하나의 제어단자쌍과 제2,4제어단자(S2,S4)로된 다른 하나의 제어단자쌍으로 위상이 서로다른 PWM신호를 도 3에 도시한 바와같이 각각 제공한다. 도 3에서 LVDP는 저전압검출시점을 표시한 것이다.

이때, 상기 인버터(35)의 동작은 상기 제어부(100)의 제1,3제어단자(S1,S2)를 통한 제어신호에 의해 제1,3트랜지스터(Q1,Q3)가 반복적으로 온/오프동작하고, 또한 상기 제어부(100)의 제2,4제어단자(S2,S4)를 통한 제어신호에 의해 제2,4트랜지스터(Q2,Q2)가 반복적으로 오프/온동작하게 되며, 이에따라 상기 인버터(35)의 제1,3트랜지스터(Q1,Q3)가 온되는 동안에는 상기 제2,4트랜지스터(Q2,Q4)가 오프되고, 반면에 제1,3트랜지스터(Q1,Q3)가 오프되는 동안에는 상기 제2,4트랜지스터(Q2,Q4)가 온된다.

이와같은 인버터(35)의 동작에 의해, 상기 정류부(20)를 통한 직류전압에 의한 전류흐름이 트랜스포머(40)의 1차측코일(L1)에서 교번적으로 일어나는데, 이 전류흐름은 상기 전원부(10)의 전류흐름에 동기되어 상기 전원부(10)의 전압이 보상되는 것이다.

즉, 상기 인버터(35)의 동작과 트랜스포머(40)에 의해 발생된 전압은 입력전압과 동상이면서 입력에서 발생된 저전압분만큼만 발생된다. 이렇게 함으로서 저전압이 들어오거나 순시정전시 시간지연없이 부하에 정상적인 전원을 공급할 수 있게 되는 것이다.

상기한 본 고안에 의하면, 바이패스 스위치를 사용하여 입력전류를 정확히 감지하여 입력전류가 영으로 되는 점을 정확히 감지하여 바이패스 스위치를 차단하는 종래의 복잡한 제어과정을 통하지 않고도 지연시간없이 바이패스모드에서 보상모드로 신속히 전환가능한 것이며, 또한 바이패스를 위한 SCR등의 바이패스전용 스위치가 불필요하게 되는 것이다.

상술한 바와같은 본 고안에 따르면, 전원이 정상적인 경우에는 바이패스시키고 전원의 전압이 저전압으로 되는 경우에는 전압보상을 수행하도록 인버터를 동작시킴으로써, 전원 바이패스를 위한 별도의 스위치없이도 전원 바이패스를 수행할 수 있으며, 또한 바이패스모드에서 보상모드로의 절환을 신속히 수행할 수 있는 효과가 있는 것이다.

이상의 설명은 본 고안의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 고안은 그 구성의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능한다.

Claims (2)

1. 전원부(10)의 교류전원을 정류하는 정류부(20);

   상기 전원부(10)의 전압이 정상상태이면 제1,2제어단자(S1,S2)로 로우레벨을, 제3,4제어단자(S3,S4)로 하이레벨을 각각 출력하고, 반면 저전압으로 감지되면 제1,3제어단자(S1,S3)로된 하나의 제어단자쌍과 제2,4제어단자(S2,S4)로된 다른 하나의 제어단자쌍으로 위상이 서로다른 PWM신호를 각각 제공하는 제어부(100);

   상기 정류부(20)에 접속된 전압공급라인 양단간에 직렬로 접속한 제1,2트랜지스터(Q1,Q2)와, 상기 제1,2트랜지스터(Q1,Q2)에 병렬접속하며 상기 정류부(20)에 접속된 전압공급라인 양단간에 직렬로 접속한 제3,4트랜지스터(Q3,Q4)를 포함하여, 상기 제어부(100)의 제1,2,3,4제어단자(S1∼S4) 각각에 제1,2,3,4트랜지스터(Q1∼Q4)의 베이스단 각각을 일대일 대응시켜 접속하여 구성한 인버터(35);

   상기 제1,3트랜지스터(Q1,Q3)의 접점과 상기 제2,4트랜지스터(Q2,Q4)의 접점사이에 구성된 1차측코일(L1)과, 상기 전원부(10)와 부하(70)사이에 구성된 2차측코일(L2)을 포함하는 트랜스포머(40);

   를 구비함을 특징으로 하는 전원 바이패스기능을 구비한 인버터.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부(100)는 PWM신호의 주파수를 상기 전원부(10)의 주파수에 동기시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 전원 바이패스기능을 구비한 인버트회로.