KR20030065936A - 인버터의 에프이티 보호 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인버터의 FET 보호 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하로부터 입력되는 신호로 부하의 동작 여부를 판단하여 동작 여부에 따라 PWM 발진을 통해 펄스 형태의 스위칭 신호를 출력하는 PWM 발진 및 피드백 회로와, 상기 PWM 발진 및 피드백 회로로부터 출력되는 스위칭 신호에 따라 스위칭되어 입력 전압을 타단으로 공급하는 FET와, 상기 FET의 스위칭속도를 개선시키도록 상기 FET의 후단에 병렬 연결되어 그라운드에 접지되는 쇼트키 다이오드와, 상기 FET로부터 인가되는 전원 신호중 고주파 성분의 신호를 제거하는 코일을 포함하는 인버터에 있어서, 상기 쇼트키 다이오드의 접속 노드에 입력단이 연결되고, 상기 PWM 발진 및 피드백 회로의 제어단에 입력단이 연결되어, 상기 쇼트키 다이오드의 개방 여부를 감지하여 상기 쇼트키 다이오드가 개방되면 상기 PWM 발진 및 피드백 회로로 제어 신호를 출력하여 이의 구동을 정지시켜 상기 FET를 오프시키는 보호 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면 쇼트키 다이오드의 개방시 이를 감지하여 PWM 발진 및 피드백 회로의 구동을 멈춰 FET의 구동을 멈춤으로써 FET가 파손되는 것을 미연에 방지하도록 하는

Description

인버터의 에프이티 보호 회로{CIRCUIT FOR PROTECTING FET OF INVERTER}
본 발명은 인버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쇼트키 다이오드의 개방시 이를 감지하여 FET의 구동을 멈춤으로써 FET가 파손되는 것을 미연에 방지하도록 하는 인버터의 FET 보호 회로에 관한 것이다.
일반적으로 인버터는 도 1에 도시된 바와 같이 부하(5)로부터 입력되는 신호로 부하(5)의 동작 여부를 판단하여 동작 여부에 따라 PWM 발진을 통해 펄스 형태의 스위칭 신호를 출력하는 PWM 발진 및 피드백 회로(1)와, PWM 발진 및 피드백 회로(1)로부터 출력되는 스위칭 신호에 따라 스위칭되어 입력 전압을 타단으로 공급하는 FET(2)와, FET(2)의 FET(2)로부터 출력되는 펄스 파형을 개선하여 스위칭 속도를 개선시키도록 FET(2)의 후단에 병렬 연결되어 그라운드에 접지되는 쇼트키 다이오드(3)와, FET(2)로부터 인가되는 전원 신호중 고주파 성분의 신호를 제거하는 코일(4)로 구성된다.
이러한 일반적인 인버터의 동작을 도 1을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 PWM 발진 및 피드백 회로(1)에서 스위칭 신호를 출력하면 FET(2)가 구동된다. 이때 쇼트키 다이오드(3)가 FET(2)로부터 출력되는 펄스 파형을 개선하여 스위칭 속도를 개선시켜 출력하면 입력 전압이 코일(4)을 통해 부하(5)로 인가된다.
그러나 이러한 종래의 인버터는 쇼트키 다이오드의 개방시 FET가 발열되어 FET가 녹거나 또는 FET의 납땜이 떨어져 불량 발생의 원인이 되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 쇼트키 다이오드의 개방시 이를 감지하여 PWM 발진 및 피드백 회로의 구동을 멈춰 FET의 구동을 멈춤으로써 FET가 파손되는 것을 미연에 방지하도록 하는데 있다.
도 1은 일반적인 인버터의 구성을 나타낸 블록 회로도
도 2는 본 발명에 따른 인버터의 FET 보호 회로의 구성을 나타낸 블록 회로도
도 3은 쇼트키 다이오드의 단락 및 개방시 도 2의 접속 노드(a)에서 출력되는 파형을 나타낸 파형도
<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : PWM 발진 및 피드백 회로2 : FET
3 : 쇼트키 다이오드100 : 보호 회로
110 : 평활 회로C1 : 콘덴서
D1 : 다이오드R1~R4 : 저항
Q1, Q2 : 제 1, 2트랜지스터
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
부하로부터 입력되는 신호로 부하의 동작 여부를 판단하여 동작 여부에 따라 PWM 발진을 통해 펄스 형태의 스위칭 신호를 출력하는 PWM 발진 및 피드백 회로와, 상기 PWM 발진 및 피드백 회로로부터 출력되는 스위칭 신호에 따라 스위칭되어 입력 전압을 타단으로 공급하는 FET와, 상기 FET의 스위칭속도를 개선시키도록 상기 FET의 후단에 병렬 연결되어 그라운드에 접지되는 쇼트키 다이오드와, 상기 FET로부터 인가되는 전원 신호중 고주파 성분의 신호를 제거하는 코일을 포함하는 인버터에 있어서,
상기 쇼트키 다이오드의 접속 노드에 입력단이 연결되고, 상기 PWM 발진 및 피드백 회로의 제어단에 입력단이 연결되어, 상기 쇼트키 다이오드의 개방 여부를 감지하여 상기 쇼트키 다이오드가 개방되면 상기 PWM 발진 및 피드백 회로로 제어 신호를 출력하여 이의 구동을 정지시켜 상기 FET를 오프시키는 보호 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서 상기 FET 보호 회로는,
상기 쇼트키 다이오드의 접속 노드에 캐소드와 애노드가 순차적으로 병렬 연결되어 접속 노드에 걸리는 전압에 따라 스위칭되는 다이오드와,
상기 다이오드의 애노드에 병렬 연결되어 상기 다이오드를 통해 인가되는 AC 파형의 신호를 DC 파형의 신호로 평활시키도록 콘덴서와 저항으로 이루어진 평활부와,
상기 평활부에 에미터가 연결되고, 그라운드에 베이스가 연결되며, 정전압단에 컬렉터가 연결되어 상기 평활부로부터 출력되는 신호 레벨에 따라 스위칭되는 제 1트랜지스터와,
정전압단에 베이스와 에미터가 공통으로 연결되고, 상기 PWM 발진 및 피드백 회로의 제어단에 컬렉터가 연결되어 상기 제 1트랜지스터와 연동되어 정전압단의 전압을 상기 PWM 발진 및 피드백 회로로 인가/차단시켜 이의 구동을 제어하는 제 2트랜지스터로 구성된다.
이하, 본 발명에 의한 인버터의 FET 보호 회로의 구성을 도 2를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 도 2에 있어서 도 1에 나타낸 인버터와 동일 부분에 대해서는 도 1과 동일한 부호를 부여하여 그에 대한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 인버터의 FET 보호 회로의 구성을 나타낸 블록 회로도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 인버터의 FET 보호 회로(100)는, 다이오드(D1)와, 평활부(110)와, 제 1트랜지스터(Q1)와, 제 2트랜지스터(Q2)로 구성된다. 도면중 미설명 부호인 R2, R3, R4는 전압 센싱용 저항이다.
먼저 다이오드(D1)는 쇼트키 다이오드(3)의 접속 노드(a)에 캐소드와 애노드가 순차적으로 병렬 연결되어 접속 노드(a)에 걸리는 전압에 따라 스위칭된다.
그리고 평활부(110)는 다이오드(D1)의 애노드에 일단이 병렬 연결되고, 타단이 그라운드에 접지되어 다이오드(D1)를 통해 인가되는 AC 파형의 신호를 DC 파형의 신호로 평활시키도록 콘덴서(C1)와 저항(R1)으로 이루어진다.
또한 제 1트랜지스터(Q1)는 평활부(110)의 콘덴서(C1)측에 에미터가 연결되고, 그라운드에 베이스가 연결되며, 정전압단(Vcc)에 컬렉터가 연결되어 평활부(110)로부터 출력되는 신호 레벨에 따라 스위칭된다.
또 제 2트랜지스터(Q2)는 정전압단(Vcc)에 베이스와 에미터가 공통으로 연결되고, PWM 발진 및 피드백 회로(1)의 제어단에 컬렉터가 연결되어 제 1트랜지스터(Q1)와 연동되어 정전압단(Vcc)의 전압을 PWM 발진 및 피드백 회로(1)로 인가/차단시켜 이의 구동을 제어한다.
이하 본 발명에 따른 인버터의 FET 보호 회로의 동작을 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 쇼트키 다이오드의 단락 및 개방시 도 2의 접속 노드(a)에서 출력되는 파형을 나타낸 파형도이다.
먼저 쇼트키 다이오드(3)가 단락, 즉 온시에는 도 3의 a와 같이 정상적인 +전위의 구형파 신호가 출력된다. 이러한 상태에서 쇼트키 다이오드(3)가 개방, 즉 오프되면 도 3의 b와 같이 -전위의 AC 파형의 신호가 출력된다.
이때 접속 노드(a)에 +전위의 구형파 신호가 출력되면 보호 회로(100)의 다이오드(D1)는 개방, 즉 오프 상태를 유지하고 있다가 -전위의 AC 파형이 걸리면 단락, 즉 온되어 -전위의 AC 파형의 신호를 패스시킨다.
그러면 저항(R1)과 콘덴서(C1)로 이루어진 평활부(110)에 의해 -전위의 AC 파형의 신호가 -전위의 DC 파형의 신호로 평활된다. 이때 평활부(110)에 의해 평활되어진 -전위의 DC 파형의 신호로 인해 제 1트랜지스터(Q1)의 에미터가 -전위이므로 이의 베이스와의 전위차로 인해 제 1트랜지스터(Q1)가 온된다.
그러면 제 1트랜지스터(Q1)가 오프된 상태에서 제 2트랜지스터(Q2)의 에미터와 베이스가 정전압단(Vcc)의 정전압에 의해 동전위를 유지하고 있다가, 제 1트랜지스터(Q1)가 온되면 베이스의 전위가 낮아져 제 2트랜지스터(Q2)가 온된다.
제 2트랜지스터(Q2)가 온되면 이의 컬렉터에는 정전압단(Vcc)의 정전압이 인가되고, 이로 인해 제 2트랜지스터(Q2)의 컬렉터에 PWM 발진 및 피드백 회로(1) 내부의 PWM IC(도시 생략)의 DTC(Dead Time Control)단, 즉 제어단이 연결되어 있기 때문에 제어단으로 정전압단(Vcc)의 정전압이 인가되어 PWM 발진 및 피드백 회로(1)가 오프된다.
한편 PWM 발진 및 피드백 회로(1)가 오프되면 발진이 멈춰지고, 이로 인해 FET(2)의 구동이 오프되어 인버터 전체가 오프된다.
따라서 쇼트키 다이오드의 개방시 보호 회로가 동작되어 FET의 구동을 멈춤으로써 FET가 파손되는 것을 방지한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 인버터의 FET 보호 회로에 의하면, 쇼트키 다이오드의 개방시 이를 감지하여 PWM 발진 및 피드백 회로의 구동을 멈춰 FET의 구동을 멈춤으로써 FET가 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

Claims (2)

  1. 부하로부터 입력되는 신호로 부하의 동작 여부를 판단하여 동작 여부에 따라 PWM 발진을 통해 펄스 형태의 스위칭 신호를 출력하는 PWM 발진 및 피드백 회로와, 상기 PWM 발진 및 피드백 회로로부터 출력되는 스위칭 신호에 따라 스위칭되어 입력 전압을 타단으로 공급하는 FET와, 상기 FET의 스위칭속도를 개선시키도록 상기 FET의 후단에 병렬 연결되어 그라운드에 접지되는 쇼트키 다이오드와, 상기 FET로부터 인가되는 전원 신호중 고주파 성분의 신호를 제거하는 코일을 포함하는 인버터에 있어서,
    상기 쇼트키 다이오드의 접속 노드에 입력단이 연결되고, 상기 PWM 발진 및 피드백 회로의 제어단에 입력단이 연결되어, 상기 쇼트키 다이오드의 개방 여부를 감지하여 상기 쇼트키 다이오드가 개방되면 상기 PWM 발진 및 피드백 회로로 제어 신호를 출력하여 이의 구동을 정지시켜 상기 FET를 오프시키는 보호 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터의 FET 보호 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 FET 보호 회로는,
    상기 쇼트키 다이오드의 접속 노드에 캐소드와 애노드가 순차적으로 병렬 연결되어 접속 노드에 걸리는 전압에 따라 스위칭되는 다이오드와,
    상기 다이오드의 애노드에 병렬 연결되어 상기 다이오드를 통해 인가되는 AC파형의 신호를 DC 파형의 신호로 평활시키도록 콘덴서와 저항으로 이루어진 평활부와,
    상기 평활부에 에미터가 연결되고, 그라운드에 베이스가 연결되며, 정전압단에 컬렉터가 연결되어 상기 평활부로부터 출력되는 신호 레벨에 따라 스위칭되는 제 1트랜지스터와,
    정전압단에 베이스와 에미터가 공통으로 연결되고, 상기 PWM 발진 및 피드백 회로의 제어단에 컬렉터가 연결되어 상기 제 1트랜지스터와 연동되어 정전압단의 전압을 상기 PWM 발진 및 피드백 회로로 인가/차단시켜 이의 구동을 제어하는 제 2트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 인버터의 FET 보호 회로.
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