KR20010030109A - 인버터용 파워트랜지스터의 과열 검출장치 및 방법 - Google Patents

인버터용 파워트랜지스터의 과열 검출장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

인버터용 파워트랜지스터의 과열검출 장치 및 방법이 개시된다. 인버터용 파워 트랜지스터의 과열 검출 장치는 입력되는 제어신호에 따라 부하로의 전력공급이 온/오프 스위칭 되게 전원과 접속된 파워 트랜지스터로의 전류패스 경로 상에 설치된 저항소자와, 저항소자의 양단에서 발생되는 전압신호에서 제1기준 신호를 차감한 차신호를 적분하는 적분기와, 적분기의 출력신호를 설정된 제2 기준신호와 비교한 결과를 출력하는 비교부 및 비교부로부터 출력되는 신호가 과열 신호에 해당하면 상기 파워트랜지스터의 구동을 오프시키는 제어부를 구비한다. 이러한 인버터용 파워트랜지스터의 과열 검출 장치 및 방법에 의하면, 온도센서에 비해 저가인 적분기에 의해 파워트랜지스터의 내부 온도 변화에 신속하게 추종하는 신호를 얻음으로서 파워 트랜지스터의 과열 진입을 보다 빠르게 차단시킬 수 있고, 경제적인 면에서도 유리한 장점이 있다.

Description

인버터용 파워트랜지스터의 과열 검출장치 및 방법 {Apparatus of detecting overheat of a power transistor for an inverter and method thereof}
본 발명은 인버터용 파워트랜지스터의 과열 검출장치 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 온도상승으로 인한 파워트랜지스터의 파손을 방지하는 인버터용 파워트랜지스터의 과열 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기의 인버터는 직류전원(DC)을 압축기의 모터와 같은 구동 부하에 적합한 교류전원(DC)으로 변환시키는 장치이다. 이와 같은 인버터의 전력변환은 복수의 파워트랜지스터의 선택적 스위칭 작용에 의해 이루어진다.
파워트랜지스터는 공기조화기의 운전중에 발생되는 과부하 조건이나 오결선 또는 미결선시에 발생될 수 있는 과전류(OVER CURRENT)로 인한 온도상승으로 파손을 당할 우려가 있다.
따라서, 근래에 출시되는 인버터형 공기조화기의 경우에는 파워트랜지스터의 파손을 방지하기 위한 보호장치가 구성되어 있다.
도 1은 종래의 파워트랜지스터의 과전류 검출 장치를 나타낸 보인 회로도이다.
도면을 참조하면, 인버터(20)는 교류전압(1)을 직류전압으로 변환시키는 직류변환부(10)로부터 전력을 공급받도록 접속되어 있다.
인버터(20)는 직류변환부(10)로부터 압축기의 모터(21)로의 전력공급을 스위칭 할 수 있도록 된 다수의 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)를 구비한다.
모터(21) 구동시 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)들은 모터(21)에 3상 교류전원이 인가되도록 제어부(50)에 의해 선택적으로 구동된다.
인버터(20)의 입력측은 과전류 검출회로에 연결되는 바, 인버터(20)의 입력측에 연결된 제 1 및 제 3라인(L1, L3)은 과전류 검출회로의 기준전압발생부(30)와 연결되며, 제 2 라인(L2)은 비교부(40)와 연결된다.
제2라인(L2)과 제3라인(L3)은 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)를 통해 흐르는 전류를 검출하기 위한 저항(R20)의 양단에 각각 접속되어 있다.
기준전압발생부(30)는 제 1 라인(L1)과 제 3 라인(L3)의 사이에 연결되어 인가되는 전류를 제한하는 제 1 내지 제 4 저항(R1 내지 R4)을 포함한다. 또한, 기준전압발생부(30)는 제 1 내지 제 4 저항(R1 내지 R4)에 연결되어 일정 전압 이상만을 도통시키는 제너다이오드(ZD1)와, 전압을 충전시키는 제 1 캐패시터(C1)와, 제 1 캐패시터(C1)에 충전된 전압을 분압하여 비교기(41)의 반전 입력단에 입력하는 제7 저항(R7) 및 제 8저항(R8)을 포함한다.
비교부(40)의 비교기(41)는 제2라인(L2)을 통해 접속된 제9저항(R9)과 제10저항(R10)에 의해 분압되어 비반전단자로 입력되는 전압과, 기준전압 발생부(30)에서 반전단자로 입력되는 전압을 비교하고, 비교 결과 신호를 출력한다.
제어부(50)는 비교부(40)에서 출력되는 신호에 따라 모터(21) 구동을 제어한다. 제어부(50)는 비교기(41)의 출력단과 연결된 포토커플러(PC1)와, 포토커플러 (PC1)의 출력단에 연결된 제 12 저항(R12)과 제 8 캐패시터(C8) 및, 마이컴(50A)을 구비한다.
상기와 같이 구성된 종래의 파워트랜지스터의 과전류검출회로에 대한 작용을 설명한다.
먼저, 직류변환부(10)는 교류전원(1)을 직류전원으로 변환시킨다. 인버터(20)는 마이컴(50A)에 의해 선택적으로 스위칭되는 파워 트랜지스터(Q1 내지 Q6)에 의해 직류변환부(10)에 의해 생성된 직류전압을 교류전압으로 변환시켜 압축기의 모터(21)에 인가한다. 따라서, 회전되는 모터(21)에 의해 공기조화기의 난방 또는 냉방 동작이 실행된다.
이때, 제1 내지 제3라인(L1,L2, L3)에 유지되는 전압신호가 과전류 검출회로에 인가된다.
과전류 검출회로의 기준전압 발생부(30)는 제1 및 제3 라인(L1, L3)에 유지되는 전압에 대응되는 전압을 발생하여 비교기(41)의 입력단자에 인가한다.
비교기(41)는 기준전압 발생부(30)로부터 반전단자를 통해 입력되는 전압과 인버터(20)의 전류 검출용 저항(R20)의 전압 강하에 대응되어 비반전 입력단자를 통해 입력되는 신호를 비교한다.
비교기(41)는 비반전단자에 입력되는 전압이 반전단자에 입력되는 전압 보다 높은 경우에 하이신호를 출력한다. 마이컴(50A)은 비교기(41)로부터 포토커플러(PC1)를 통해 인버터(20)로의 과전류에 대응되는 신호가 입력되면, 압축기의 모터(21) 구동을 정지시킨다.
그러나, 이와 같은 종래의 인버터 과전류 검출회로는 설정된 순간 최대 허용 전류 예컨대 34A 이상의 과전류만을 검출 할 수 있도록 구성되어 있으므로, 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)의 온도 상승에 영향을 미칠 수 있는 28A 이상 34A 미만 사이의 전류에 대해서는 검출할 수 없다. 압축기의 모터(21)에 28A 이상, 34A 미만 사이의 전류가 계속적으로 공급되면 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)의 온도가 상승된다.
그 결과, 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)는 온도가 지속적으로 상승되어 일정온도 이상이 되면 전류 용량이 감소하고, 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)의 전류용량이 28A이하로 감소되는 시점에서 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)가 파괴되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로 검출하고자 하는 과전류를 낮추는 방안이 있다. 그러나, 검출하고자 하는 과전류를 28A 이하로 낮추었을 경우에는 파워 트랜지스터(Q1 내지 Q6)의 급격한 온도상승을 유발하지 않는 일시적이고 불연속적인 과전류에 대해서도 과전류 검출기준에 해당되므로 정상적인 운전에서 압축기의 모터(21)가 정지하는 결과를 초래하게 된다.
따라서, 근래에는 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)에 불연속적인 과전류의 인가상태와 연속적인 과전류의 인가상태를 모두 검출하기 위해 온도센서를 채용하고, 그 온도센서에 의해 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)의 온도를 검출하여 압축기의 모터(21)를 제어함에 의해 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)의 파손을 방지할 수 있도록 하고 있다.
그러나, 이러한 온도센서는 단가가 높기 때문에 제품의 재료비를 상승시키는 주요인으로 작용하게 된다. 또한, 온도센서는 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)의 표면 온도만을 검출할 수 있도록 되어 있기 때문에, 실제 내부회로의 온도변화를 빠르게 추종하기가 어렵게 되어 신속한 제어가 불가능하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 인버터의 파워트랜지스터의 내부 온도 변화를 빠르게 추종하여 검출하고, 파워트랜지스터의 과열을 방지하는 인버터용 파워트랜지스터의 과열 검출 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 파워트랜지스터의 과전류 검출장치를 나타낸 회로도이고,
도 2는 본 발명에 따른 인버터용 파워트랜지스터의 과열 검출 장치를 나타낸 회로도이고,
도 3은 본 발명에 따른 인버터용 파워트랜지스터의 과열 검출과정을 나타내보인 플로우도이고,
도 4는 도 2의 파워트랜지스터의 구동예에 따른 적분기의 출력값 및 그에 따른 파워트랜지스터의 온도 변화를 나타낸 그래프이고,
도 5는 도 2의 파워트랜지스터의 또 다른 구동예에 따른 적분기의 출력값 및 그에 따른 파워트랜지스터의 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉
10, 100: 직류변환부 20, 200: 인버터
30: 기준전압 발생부 40, 500: 비교부
50, 600: 제어부 41, 510: 비교기
300: 제1기준신호 발생부 400: 적분기
450: 제2기준신호 발생부
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 입력되는 제어신호에 따라 부하로의 전력공급이 온/오프 스위칭 되게 전원과 접속된 인버터용 파워 트랜지스터의 과열 검출 장치에 있어서, 상기 전원으로부터 상기 파워 트랜지스터로의 전류패스 경로 상에 설치된 저항소자와; 상기 저항소자의 양단에서 발생되는 전압신호에서 제1기준 신호를 차감한 차신호를 적분하는 적분기와; 상기 적분기의 출력신호를 설정된 제2 기준신호와 비교한 결과를 출력하는 비교부; 및 상기 비교부로부터 출력되는 신호가 과열 신호에 해당하면 상기 파워트랜지스터의 구동을 오프시키는 제어부;를 구비한다.
상기 적분기는 제1입력단에 상기 저항소자에서 발생되는 전압신호가 입력되고, 제2입력단에 상기 제1기준신호가 입력되는 오피앰프와; 상기 오피앰프의 출력단과 상기 제1 입력단 사이에 접속된 캐패시터; 및 상기 커패시터와 병렬상으로 접속된 저항소자;를 포함하는 것이 바람직하다.
바람직하게는 상기 제1기준신호는 상기 파워트랜지스터에 대해 설정된 정격 전류가 상기 저항소자를 통해 흐를 때 상기 저항소자의 양단에서 발생되는 전압신호와 같은 값으로 설정되고, 상기 제2기준신호는 상기 파워트랜지스터가 설정된 과열 온도에 도달하였을 때에 대응되는 상기 적분기의 출력값으로 설정된다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면 입력되는 제어신호에 따라 부하로의 전력공급이 온/오프 스위칭 되게 전원과 접속된 인버터용 파워 트랜지스터의 과열 검출 방법에 있어서, 상기 전원으로부터 상기 파워트랜지스터로 설정된 전류 이상이 흐르면 상기 설정전류를 초과한 전류에 대응되는 제1신호를 발생시키는 단계와; 상기 제1신호를 시간에 따라 적분하는 단계와; 상기 적분된 신호를 설정된 과열 기준신호와 비교하는 단계; 및 상기 적분된 신호가 상기 과열 기준신호를 초과하면 상기 파워트랜지스터의 구동을 오프시키는 단계;를 포함한다.
상기 적분하는 단계에서 상기 제1신호가 발생되지 않는 동안은 적분된 전압을 설정된 방전률에 따라 방전시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인버터용 파워트랜지스터의 과열 검출 장치 및 방법을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 인버터용 파워트랜지스터의 과열 검출 장치를 나타낸 회로도이다.
도면을 참조하면, 인버터(200)는 상용 교류전압(101)을 직류전압으로 변환시키는 직류변환부(100)로부터 전력을 공급받도록 접속되어 있다.
인버터(200)는 직류변환부(100)로부터 압축기의 모터(210)로의 전력공급을 스위칭 할 수 있도록 된 다수의 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)를 구비한다.
모터(21) 구동시 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)들은 모터(210)에 3상 교류전원이 인가되도록 제어부(600)에 의해 그 게이드 단자(a 내지 f)들이 선택적으로 스위칭 된다. 즉, 모터(210)로의 전류패스 경로를 형성하도록 홀수 첨자가 부여된 파워트랜지터(Q1,Q2,Q3)중 선택된 하나와 짝수 첨자가 부여된 파워트랜지터(Q2, Q4, Q6)중 선택된 하나가 쌍으로 스위치 온 된다.
본 발명에 따른 파워 트랜지스터(Q1 내지 Q6)의 과열 검출장치는 저항소자(R30), 제1기준신호 발생부(300), 적분기(400), 제2기준신호 발생부(450), 비교부(500) 및 제어부(600)를 구비한다.
저항소자(R30)는 직류변환부(100)로부터 부하인 모터(210)로의 전류공급 경로상에 설치되어 있다.
제1기준신호 발생부(300)는 전원(Vcc1)과 직렬상으로 접속된 저항(R15)(R16)의 분압에 의해 발생된 제1기준신호(Vo)를 적분기(400)의 제2입력단인 반전단자에 에 입력한다.
제1기준신호(Vo)는 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)에 전류가 공급될 때 허용될 수 있는 정격전류에 대응되는 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 예컨대 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)의 정격전류가 20A이고, 저항소자의 저항값이 0.02옴이면 제1기준신호가 0.4볼트가 발생되게 제1기준신호(Vo) 발생부(300)를 구성한다.
적분기(400)는 오피앰프(410)와, 오피앰프(410)의 제1입력단인 비반전단자와 출력단 사이에 상호 병렬상으로 접속된 저항(R0) 및 커패시터(C0)를 구비한다.
오피앰프(410)의 비반전단자는 전류 검출용 저항소자(R30)의 전압강하에 대응되는 전압신호(Va)를 입력받도록 저항소자(R30)와 접속되어 있다.
오피앰프(410)의 제2입력단인 반전단자에는 제1기준신호 발생부(300)로부터 출력되는 제1기준신호(Vo)가 입력된다.
적분기(400)의 비반전단자와 접속된 저항(R14)과 커패시터(CO)에 의해 결정되는 적분률은 모터(210)로의 전력공급시 도통전류에 대응하는 파워 트랜지스터(Q1 내지 Q6)의 온도 상승률과 같거나 약간 높게 결정되는 것이 바람직하다.
커패시터(C0)와 병렬상으로 접속된 저항(R0)은 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)가 스위치 오프되는 동안 즉, 저항소자(R30)를 통해 전류가 흐르지 않는 동안 커패시터(C0)에 충전된 전압을 방전시키기 위한 것이다. 따라서, 모든 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)가 스위치 오프되면, 저항소자(RO)에 의한 캐패시터(C0)의 방전에 의해 적분기의 출력전압(Vs)은 감쇠되고, 모터(210)로의 전력공급이 일정시간 이상 중단되면 적분기(400)의 출력전압(Vs)은 리셋된다.
상기 커패시터(C0)와 방전용 저항소자(R0)의 시정수는 모터(210) 구동이 중단되는 스위치 오프 동안의 파워 트랜지스터(Q1 내지 Q6)의 온도 감소율과 같게 결정되는 것이 바람직하다.
제2기준신호 발생부(450)는 전원(Vcc1)으로부터 분압용 저항(R17 및 R18)에 의해 분압된 제2기준신호(Vt)를 발생한다. 제2기준신호(Vt)는 연속 또는 불연속적으로 도통시킨 전류에 의해 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)가 설정된 과열 온도에 도달하였을 때에 대응되는 적분기(400)의 출력값으로 설정되는 것이 바람직하다.
비교부(500)의 비교기(510)는 적분기(400)의 출력신호(Vs)와 제2기준신호 발생부(450)로부터 출력되는 제2기준신호(Vt)를 비교하고, 비교한 결과를 출력한다.
제어부(600)는 비교부(500)의 출력신호에 따라 파워 트랜지스터(Q1 내지 Q6)의 과열여부를 판단하고, 판단결과에 따라 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)의 구동을 제어한다.
제어부(600)는 비교부(500)의 출력신호를 포터 커플러(PC2)를 통해 입력받도록 되어 있다.
즉, 비교부(500)의 출력신호가 하이신호이면 연동되는 포터커플러(PC2)의 스위치 오프에 의해 하이신호(Vcc3 전압신호)가 마이컴(600A)에 인가된다. 또 다르게 비교부(500)의 출력신호가 로우신호이면 포터커플러(PC2)의 스위치 온에 의해 로우신호가 마이컴(600A)에 인가된다. 비교부(500)로부터 마이컴(600A)에 인가되는 하이신호는 과열신호에 해당한다.
이와는 다르게 제어부(600)는 비교부(500)의 출력신호를 직접 또는 포터커플러(PC2)와는 다른 신호 중계방식에 의해 입력받도록 구성될 수 있다.
도시된 예와는 다른 전력 변환 방식이 적용되되 부하로의 전력공급을 파워트랜지스터의 스위칭 제어에 의해 수행되도록 된 전력공급회로에는 본 발명의 과열 검출장치가 적용될 수 있다. 즉. 부하가 단상 교류 모터인 경우에도 파워트랜지스터의 수(4개)만 줄어들고, 과열검출 회로는 동일하게 적용된다. 또한 직류로 직접 구동되는 부하로의 전력공급을 스위칭 하도록 파워 트랜지스터가 설치된 회로의 경우에도 본 발명에 따른 과열검출회로가 적용될 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하면서 본 발명에 따른 과열 검출과정을 설명한다.
설정된 부하 구동조건에 따라 제어부(600)는 부하를 구동시킨다(S220). 즉, 모터(210)에 맞는 교류 전력이 공급되도록 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)를 선택적으로 스위칭한다.
부하 구동단계(S220)에서 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)를 통해 부하로 공급되는 전류에 대응되는 전압신호(Va)를 검출한다(S222). 여기서 Va는 전류 검출용 저항소자 (R30)양단의 전압강하에 의해 발생되는 전압신호에 대응되어 적분기(400)의 저항(R14)을 통해 발생된 전압이다.
다음으로 검출된 전압신호(Va)가 설정된 제1기준전압신호(Vo)를 초과하는 지를 판단한다(S224).
상기 판단단계(S224)에서 검출된 전압신호(Va)가 설정된 제1기준신호(Vo) 이하로 판단되면 적분된 전압(Vs)을 설정된 방전율에 따라 방전시킨다(S226).
이와는 다르게, 상기 판단 단계(S224)에서 검출된 전압신호(Va)가 설정된 제1기준신호(Vo)를 초과한 것으로 판단되면 초과값(Va-Vo)에 대해 적분한 적분값(Vs)을 산출한다(S228). 여기서 초과값(Va-Vo)는 제1신호에 해당한다.
적분값 산출 단계(S228)에서 산출된 적분값(Vs)이 과열기준에 해당하는 제2기준신호(Vt)를 초과하였는지를 판단하고(S230), 초과한 것으로 판단되면 파워트랜지스터(Q1 내지 Q6)를 모두 오프시켜 모터(210) 구동을 중단한다(S232).
이하에서는 본 발명에 따른 파워 트랜지스터의 과열 검출 장치 및 방법에 의한 인버터 구동예를 도 4 내지 도 5를 함께 참조하여 설명한다.
도 4는 도 2의 파워트랜지스터의 구동예에 따른 적분기의 출력값 및 그에 따른 파워트랜지스터의 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4(A)는 제1기준신호에 대응되는 정격 전류와 파워트랜지스터가 파괴될 수 있는 과전류(Ipeak) 사이값의 전류를 부하에 공급하되, 전류 공급에 대한 온/오프 구동 비가 파워트랜지스터의 온도를 점진적으로 상승시킬 수 있을 정도로 파워트랜지스터를 제어부가 선택적으로 구동할 때 저항소자를 통해 흐르는 전류를 나타내보인 파형도이다.
도 4(B)는 도 4A의 전류파형도에 대응되는 적분기의 출력값이고, 도 4(C)는 도 4(A)와 같이 파워 트랜지스터가 구동될 때 파워트랜지스터의 온도를 나타내보인 그래프이다.
도면들을 통해 알수 있는 바와 같이, 적분기(400)에서 출력되는 전압(Vs)은 파워트랜지스터(Q1 ~ Q6)의 온도상승률과 비례하여 점진적으로 증가한다. 부하인 모터(210)로의 구동 오프 기간은 있지만, 구동 오프기간이 온 기간에 비해 짧아 적분기(400)의 커패시터(C0)에 의한 방전은 미미하다. 이러한 구동 조건이 반복되면, 파워 트랜지스터(Q1 ~ Q6)의 온도상승과 더불어 점진적으로 상승하는 적분기(400)의 출력값(Vs)이 설정된 제2기준전압(Vt)에 도달되고, 제어부(600)는 비교부(500)로부터 출력되는 과열신호에 의해 모터(210)의 구동을 정지시킨다. 모터(210)의 구동이 정지되면 스위치 오프된 파워트랜지스터(Q1 ~ Q6)의 온도도 파괴 온도 이하로 하강하고, 적분기(400)의 출력값도 커패시터(C0)의 방전에 의해 하강한다.
도 5는 도 2의 파워트랜지스터의 또 다른 구동예에 따른 적분기의 출력값 및 그에 따른 파워트랜지스터의 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5(A)는 도 4(A) 보다 파워 트랜지스터(Q1 ~ Q6)의 구동 온 시간에 대한 구동 오프시간을 상대적으로 충분히 길게 파워트랜지스터(Q1 ~ Q6)가 구동될 때의 저항소자(R30)를 통해 흐르는 전류를 나타내보인 파형도이다.
도 5(A)와 같이 구동될 때 파워트랜지스터(Q1 ~ Q6)는 파괴 온도 이하에서 온도의 증감이 반복된다. 또한, 적분기(400)의 출력값도 도 5(B)와 같이 파워 트랜지스터(Q1 ~ Q6)의 온도 증감에 대응되어 과열 판단용 제2기준신호(Vt) 보다 낮은 범위에서 증감이 반복된다. 저항소자(R30)에 전류가 흐르지 않는 구간 동안 적분기(400)는 캐패시터(C0)의 방전에 의해 파워트랜지스터(Q1 ~ Q6)의 온도 하강율과 비례하여 그 적분치(Vs)가 감소된다. 특히 부하로의 구동 오프시간이 충분히 길어지면 적분기(400)의 출력값은 리셋된다. 따라서, 적분기(400)는 캐패시터(C0)와 병렬로 연결된 방전 저항(R0)에 의해 전류가 불연속적으로 인가될 때 전류가 인가되지 않는 구간 동안의 파워트랜지스터(Q1 ~ Q6)의 온도 하강에 대응되어 적분된 전압이 감소되어 출력되기 때문에 파워트랜지스터(Q1 ~ Q6)의 구동에 따른 온도 변화에 대응되는 신호를 제공한다.
지금까지 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 인버터용 파워트랜지스터의 발열감지장치 및 방법에 의하면, 온도센서에 비해 저가인 적분기에 의해 파워트랜지스터의 내부 온도 변화에 신속하게 추종하는 신호를 얻음으로서, 파워 트랜지스터의 과열을 보다 빠르게 차단시킬 수 있고, 경제적인 면에서도 유리한 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 입력되는 제어신호에 따라 부하로의 전력공급이 온/오프 스위칭 되게 전원과 접속된 인버터용 파워 트랜지스터의 과열 검출 장치에 있어서,
    상기 전원으로부터 상기 파워 트랜지스터로의 전류패스 경로 상에 설치된 저항소자와;
    상기 저항소자의 양단에서 발생되는 전압신호에서 제1기준 신호를 차감한 차신호를 적분하는 적분기와;
    상기 적분기의 출력신호를 설정된 제2 기준신호와 비교한 결과를 출력하는 비교부; 및
    상기 비교부로부터 출력되는 신호가 과열 신호에 해당하면 상기 파워트랜지스터의 구동을 오프시키는 제어부;를 구비하는 특징으로 하는 인버터용 파워 트랜지스터의 과열 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 적분기는
    제1입력단에 상기 저항소자에서 발생되는 전압신호가 입력되고, 제2입력단에 상기 제1기준신호가 입력되는 오피앰프와;
    상기 오피앰프의 출력단과 상기 제1 입력단 사이에 접속된 캐패시터; 및
    상기 커패시터와 병렬상으로 접속된 저항소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터용 파워트랜지스터의 과열 검출장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1기준신호는 상기 파워트랜지스터에 대해 설정된 정격 전류가 상기 저항소자를 통해 흐를 때 상기 저항소자의 양단에서 발생되는 전압신호와 같은 값으로 설정된 것을 특징으로 하는 인버터용 파워트랜지스터의 과열 검출장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2기준신호는 상기 파워트랜지스터가 설정된 과열 온도에 도달하였을 때에 대응되는 상기 적분기의 출력값으로 설정된 것을 특징으로 하는 인버터용 파워 트랜지스터의 과열 검출장치.
  5. 입력되는 제어신호에 따라 부하로의 전력공급이 온/오프 스위칭 되게 전원과 접속된 인버터용 파워 트랜지스터의 과열 검출 방법에 있어서,
    상기 전원으로부터 상기 파워트랜지스터로 설정된 전류 이상이 흐르면 상기 설정전류를 초과한 전류에 대응되는 제1신호를 발생시키는 단계와;
    상기 제1신호를 시간에 따라 적분하는 단계와;
    상기 적분된 신호를 설정된 과열 기준신호와 비교하는 단계; 및
    상기 적분된 신호가 상기 과열 기준신호를 초과하면 상기 파워트랜지스터의 구동을 오프시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터용 파워트랜지스터의 과열 검출방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적분하는 단계에서 상기 제1신호가 발생되지 않는 동안은 적분된 전압을 설정된 방전률에 따라 방전시키는 단계:를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터용 파워트랜지스터의 과열 검출방법.
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