KR19990058428A - 고주파인버터장치의 드라이브신호 처리회로 - Google Patents

고주파인버터장치의 드라이브신호 처리회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인버터장치의 고주파스위칭부의 스위칭소자를 제어하는 신호처리부에서 발생하는 드라이브신호를 효율적으로 처리할 수 있는 고주파인버터장치의 드라이브신호 처리회로에 관한 것으로,
통신용 직류전원을 승압한 후에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출부(20)로부터 출력을 전달받아 직류전압을 교류전압으로 만드는 고주파스위칭부(70)의 스위칭소자를 제어하는 신호처리부(130)를 포함하는 통신전원용 인버터에 있어서, 상기 신호처리부(130)가 신호발생부(1)와, 이 신호발생부의 출력단에 서로 병렬 연결되는 지연시간 개선을 위한 다이오드(2a)(2b)(2c)(2d) 및 데드타임 정수를 가지는 저항(3a)(3b)(3c)(3d)과, 이 저항과 직렬연결되고 데드타임 정수를 가지는 캐패시터(4a)(4b)(4c)(4d)와, 이 캐패시터의 출력단에 직렬연결된 버퍼기능의 인버터IC(8a)(8b)(8c)(8d)와, 이 인버터IC에 직렬연결되어 드라이브신호를 절연시키는 포토커플러(5a)(5b)(5c)(5d)와, 이 포토커플러의 출력단에 연결되어 신호발생부(1)의 출력신호의 이상유무를 체크하여 이상신호발생시 이를 차단하도록 된 신호제어IC(6)를 포함하여 구성된 것이다.

Description

고주파인버터장치의 드라이브신호 처리회로
본 발명은 인버터장치의 고주파스위칭부의 스위칭소자를 제어하는 신호처리부에서 발생하는 드라이브신호를 효율적으로 처리할 수 있는 고주파인버터장치의 드라이브신호 처리회로에 관한 것이다.
일반적으로, 통신전원용 인버터장치는 고주파방식(DC/DC:Fs 120KHz, DC/AC:Fs 30KHz)을 사용하여 직류(DC)를 입력으로 공급받아 교류(AC)의 출력을 갖도록 하는 것으로서, 컴퓨터, 모니터, 프린터 등 사무자동화기기 등에 적용하도록 된 것이다.
그러나, 종래 인버터장치는 AC출력측에 규소강판트랜스를 사용함에 따라 장치의 부피와 무게가 커지며 소음이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 인버터장치의 전원효율이 약 60∼70%임을 감안할 때 소자의 발열이 문제가 되며, 이를 줄이기 위한 방안으로 방열판(HEAT SINK)을 사용하기는 하나 강제통풍을 위한 팬의 설치가 불가피해지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 인버터장치의 고주파스위칭부에 연결되는 신호처리부의 드라이브신호를 효율적으로 처리할 수 있는 고주파인버터장치의 드라이브신호 처리회로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 신호발생부의 출력단에 서로 병렬 연결된 다이오드 및 저항과, 상기 저항의 출력단에 직렬연결된 데드타임 정수 캐패시터와, 이 캐패시터와 직렬연결된 버퍼기능의 인버터IC와, 신호의 절연을 위해 인버터IC의 출력단에 연결되는 포토커플러와, 상기 포토커플러의 출력단에 연결되어 신호발생의 이상유무를 체크하며 이상신호발생시 이를 차단하도록 된 신호제어IC를 구비한 신호처리부를 갖는 것을 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 인버터장치의 블록도,
도 2는 본 발명 인버터장치 신호처리부의 회로도,
도 3은 본 발명 인버터장치에 적용된 전압파형도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 신호발생부 2a∼2d : 다이오드
3a∼3d : 저항 4a∼4d : 캐패시터
5a∼5d : 포토커플러 6 : 신호제어IC
7 : 게이트구동부 8a∼8d : 인버터IC
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 통신전원용 인버터장치의 블록도를 보인 것으로서, 직류입력전원의 공급 및 차단을 위한 입력스위치(10)와, 직류입력전압을 검출하는 전류검출부(20)와, 직류입력전압 -48V를 승압 및 절연하기 위한 고주파변환부(30)와, 고주파변환 제어를 위한 펄스폭변조부(40)와, 고주파변환부(30)에 의해 승압된 소정전압을 정류 및 평활시키는 평활회로부(50)와, DC/DC 출력에서의 전류궤환을 처리하는 궤환회로부(60)와, 고주파변환부(30)에 의해 승압된 직류전압을 교류전압으로 만들기 위한 고주파스위칭부(70)와, 고주파스위칭부(70)의 스위칭소자를 제어하는 신호처리부(130)와, 직류전압전류검출부(100)로부터 교류출력전압 및 전류를 감지하여 신호처리부(130)를 제어하는 인버터제어회로부(80)와, 고주파스위칭부(70)의 출력단에 연결되어 고주파 노이즈를 제거하는 로우패스필터부(90)와, 1·2차보조전원(110)(120)을 포함하여 구성되어 있다.
도 2는 본 발명에 따른 통신전원용 인버터의 회로도를 나타낸 것으로서, 신호발생부(1)와, 이 신호발생부의 출력단에 서로 병렬 연결되어 지연시간을 보상해주는 다이오드(2a)(2b)(2c)(2d) 및 데드타임 정수를 가지는 저항(3a)(3b)(3c)(3d)과, 이 저항과 직렬연결되고 데드타임 정수를 가지는 캐패시터(4a)(4b)(4c)(4d)와, 이 캐패시터의 출력단에 직렬연결된 버퍼기능의 인버터IC(8a)(8b)(8c)(8d)와, 이 인버터IC에 직렬연결되어 드라이브신호를 절연시키는 포토커플러(5a)(5b)(5c)(5d)와, 이 포토커플러의 출력단에 연결되어 신호발생의 이상유무를 체크하며 이상신호발생시 신호를 차단하도록 된 신호제어IC(6)로 구성되어 있다.
상기 포토커플러(5a)(5b)(5c)(5d)의 일단에는 1차전원(Vcc1)이 그리고 출력단에는 2차전원(Vcc2)이 연결된다.
또한, 신호발생부(1)의 일단에 연결된 인버터IC(8e)의 출력단에 직렬연결된 포토커플러(5e)는 신호제어IC(6)에 연결된다.
상기 다이오드(2a)(2b)(2c)(2d)와 저항(3a)(3b)(3c)(3d)의 각 출력단에는, 일단이 신호발생부(1)에 연결된, 다이오드(2e)가 연결되어 각 출력신호의 이상상태를 감지한다.
미설명부호 9a∼9e과 10a∼10e는 저항이다.
상기와 같이 구성된 본 발명 실시예에 따른 통신전원용 인버터의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
통신전원용 직류전원(-48V, 12V)을 승압한 후에 흐르는 전류를 검출하여 소정의 전압으로 변환하는 전류검출부(20) 및 고주파변환부(30)로부터 출력된 전류는 평활회로부(50)에 의해 정류 및 평활된 후 고주파스위칭부(70)로 전달된다.
이때, 고주파스위칭부(70)의 스위칭소자인 FET를 제어하기 위해 펄스폭변조제어부(40)로부터 신호처리부(130)에 입력된 신호를 이용하게 되는데, 출력이 쇼트인 경우에는 FET의 게이트를 차단해주고 부하인 경우에는 소프트스위칭이 되도록 고주파스위칭부(70)를 제어하게 된다.
즉, 신호발생부(130)에서 발생된 신호가 병렬연결된 다이오드(2a)와 저항(3a)을 거쳐 캐패시터(4a)를 통과하면서 포토커플러(5a)의 트랜지스터의 턴온신호를 지연시키는 데드타임을 갖게 되며, 캐패시터(4a)와 직렬연결된 인버터IC(8a) 및 포토커플러(5a)에 의해 신호절연되어 안정적으로 고주파스위칭부의 게이트구동부(7)로 전달된다.
이때, 다이오드(2a)는 지연시간의 개선과 원활한 고주파화가 가능한 신호처리의 역할을 한다.
한편, 포토커플러(5a)의 출력단에 연결된 신호제어IC(6a)는 상기 포토커플러(5a)의 신호를 계속 감지하여 신호발생부(1)의 이상신호 발생시 게이트구동부(7)로 전달되지 않도록 신호를 차단하는 역할을 한다.
이처럼, 본 고안 실시예의 인버터장치를 사용하면 도 3에 나타낸 바와 같이 드라이브신호를 안정적으로 처리할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, AC출력측에 규소강판트랜스를 사용하는 대신에 간단한 회로부를 구성함으로써 드라이브신호를 효율적으로 제어하므로 인버터가 안정적으로 동작할 수 있음은 물론, 종래 방열판(HEAT SINK) 및 팬을 사용함에 따라 발생되던 소음을 줄이고 장치의 부피가 커지는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 통신용 직류전원을 승압한 후에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출부(20)로부터 출력을 전달받아 직류전압을 교류전압으로 만드는 고주파스위칭부(70)의 스위칭소자를 제어하는 신호처리부(130)를 포함하는 통신전원용 인버터에 있어서, 상기 신호처리부(130)가 신호발생부(1)와, 이 신호발생부의 출력단에 서로 병렬 연결되는 지연시간 개선을 위한 다이오드(2a)(2b)(2c)(2d) 및 데드타임 정수를 가지는 저항(3a)(3b)(3c)(3d)과, 이 저항과 직렬연결되고 데드타임 정수를 가지는 캐패시터(4a)(4b)(4c)(4d)와, 이 캐패시터의 출력단에 직렬연결된 버퍼기능의 인버터IC(8a)(8b)(8c)(8d)와, 이 인버터IC에 직렬연결되어 드라이브신호를 절연시키는 포토커플러(5a)(5b)(5c)(5d)와, 이 포토커플러의 출력단에 연결되어 신호발생부(1)의 출력신호의 이상유무를 체크하여 이상신호발생시 이를 차단하도록 된 신호제어IC(6)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고주파인버터장치의 드라이브신호 처리회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호발생부(1)의 일단에 인버터IC(8e)가 연결되며, 상기 인버터IC의 출력단에는 신호제어IC(6)에 연결된 포토커플러(5e)가 연결되는 것을 특징으로 하는 고주파인버터장치의 드라이브신호 처리회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 포토커플러(5a)(5b)(5c)(5d)의 일단에는 1차보조전원(Vcc1)이 그리고 출력단에는 2차보조전원(Vcc2)이 연결되는 것을 특징으로 하는 고주파인버터장치의 드라이브신호 처리회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 다이오드(2a)(2b)(2c)(2d)와 저항(3a)(3b)(3c)(3d)의 각 출력단에는 일단이 신호발생부(1)에 연결된 다이오드(2e)가 연결되는 것을 특징으로 하는 고주파인버터장치의 드라이브신호 처리회로.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101290582B1 (ko) * 2011-04-26 2013-07-30 한국전력공사 게이트 드라이브 회로를 위한 고주파 전류 공급 장치
CN108483562A (zh) * 2018-06-28 2018-09-04 江苏欧姆朗光电科技有限公司 一种净水设备控制系统

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