KR200447775Y1 - DC-AC inverter electric shock protection apparatus and DC-AC inverter having the same - Google Patents

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KR200447775Y1 KR2020070014730U KR20070014730U KR200447775Y1 KR 200447775 Y1 KR200447775 Y1 KR 200447775Y1 KR 2020070014730 U KR2020070014730 U KR 2020070014730U KR 20070014730 U KR20070014730 U KR 20070014730U KR 200447775 Y1 KR200447775 Y1 KR 200447775Y1
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Abstract

본 고안은 디씨-에이씨(DC-AC) 인버터 감전 방지 장치 및 이를 포함한 디씨-에이씨 인버터에 관한 것으로, DC전압을 AC 전압으로 변환시켜 출력하는 스위칭부와 스위칭부를 제어하는 마이크로 콘트롤러 유닛을 포함하는 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치로서, 스위칭부의 출력 단자에 연결되어, 누설전류를 감지하여, 출력 전압을 발생시키는 누설전류 감지부와, 누설전류 감지부의 출력 전압을 인가받아, 누설전류 감지 신호를 발생시키는 신호 변환부와, 신호 변환부의 누설전류 감지 신호를 인가받아, 전원차단 신호를 발생시키는 전원차단 구동부 및 전원차단 구동부의 전원차단 신호를 인가받아, 마이크로 콘트롤러 유닛을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 MCU 제어부를 포함하며, 마이크로 콘트롤러 유닛은 MCU 제어부의 제어신호에 따라, 스위칭부의 동작을 오프(off)시키는 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치 및 이를 포함한 디씨-에이씨 인버터가 제공된다.The present invention relates to a DC-AC inverter electric shock prevention device and a DC-AC inverter including the same, DC-AC inverter comprising a switching unit for converting the DC voltage to the AC voltage and a micro-controller unit for controlling the switching unit -An AC inverter electric shock prevention device, which is connected to the output terminal of the switching unit, detects a leakage current and generates an output voltage, and receives an output voltage of the leakage current detection unit to generate a leakage current detection signal. MCU which receives the signal converter and the leakage current detection signal of the signal converter, and receives the power cut-off signal for generating the power cut-off signal and the power cut-off signal for the power cut-off driver, and outputs a control signal for controlling the microcontroller unit. The control unit, the micro-controller unit, according to the control signal of the MCU control unit, the switching unit There is provided a DC-AC inverter electric shock prevention device for turning off the operation of the DC-AC inverter and the same.

Description

디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치 및 이를 포함한 디씨-에이씨 인버터{DC-AC inverter electric shock protection apparatus and DC-AC inverter having the same}DC-AC inverter electric shock protection apparatus and DC-AC inverter having the same}

본 고안은 디씨-에이씨(DC-AC) 인버터 감전 방지 장치 및 이를 포함한 디씨-에이씨 인버터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비절연형 디씨-에이씨 인버터에서 입력측 접지와 출력 단자가 연결되어 발생될 수 있는 감전 사고를 방지하기 위한 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치 및 이를 포함한 디씨-에이씨 인버터에 관한 것이다.The present invention relates to a DC-AC inverter electric shock prevention device and a DC-AC inverter including the same, more specifically, an electric shock that can be generated by connecting the input ground and the output terminal in the non-isolated DC-AC inverter The present invention relates to a DC-AC inverter electric shock prevention device for preventing an accident and a DC-AC inverter including the same.

최근 자동차 내에서 AC사용 가전기기(게임기, 휴대폰 충전기, Note book PC 등)의 사용이 늘어남에 따라 DC 전압을 AC 전압으로 변환하는 디씨-에이씨 인버터의 사용 역시 늘어나고 있다. 특히 RV(레저용 차량)에서는 기본 장비로 장착되는 경향이다. Recently, as the use of AC home appliances (game consoles, mobile phone chargers, note book PCs, etc.) in cars increases, the use of DC-AC inverters that convert DC voltage to AC voltage is also increasing. In particular, RVs (leisure vehicles) tend to be equipped as basic equipment.

도 1은 일반적인 절연형 디씨-에이씨 인버터의 개략적인 블록도 이며, 도 2는 일반적인 비절연형 디씨-에이씨 인버터의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a typical isolated DC-AC inverter, and FIG. 2 is a schematic block diagram of a general non-isolated DC-AC inverter.

도 1을 참조하면, 절연형 디씨-에이씨 인버터는 SMPS(Switching Mode Power Supply)(10), 트랜스포머(20), 정류 및 직류고압부(30), H-브리지 스위칭부(40) 및 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU)(미도시)을 포함한다. 절연형 디씨-에이씨 인버터의 동작을 간단히 살펴보면, DC저전압은 SMPS(10)를 거쳐 20KHZ ~ 100KHZ 스위칭 펄스로 변환된 후, 트랜스포머(20)를 거쳐 승압 변환된다. 그 다음에, 승압된 전원은 정류 및 직류고압부(30)를 거쳐 DC 200V ~ 300V 로 변환되고, 이러한 전압을 H-브리지 스위칭부(40)에서 사각파 AC 전압으로 변환되어 부하로 출력된다.Referring to FIG. 1, an isolated DC-AC inverter includes a switching mode power supply (SMPS) 10, a transformer 20, a rectifying and direct current high voltage unit 30, an H-bridge switching unit 40, and a microcontroller unit. MCU) (not shown). Briefly referring to the operation of the isolated DC-AC inverter, the DC low voltage is converted into a 20KHZ ~ 100KHZ switching pulse via the SMPS (10), and then step-up conversion through the transformer 20. Then, the boosted power source is converted into DC 200V to 300V through the rectifying and DC high voltage unit 30, and this voltage is converted into a square wave AC voltage by the H-bridge switching unit 40 and outputted to the load.

일반적으로 절연형 디씨-에이씨 인버터는 트랜스포머(20)를 기준으로 입력측 접지(Gin)과 출력측 접지(Gout)는 분리되어 있다. 이와 같이, 입력측 접지와 출력측 접지가 분리되어 있으므로, 고전압이 흐르는 출력측의 어느 한 선이 감전 상태에 있더라도, 입력측 접지(Gin)과 출력측 접지(Gout)가 독립적이어서 감전 사고가 발생하지 않게 된다. 그러나 절연형 디씨-에이씨 인버터는 대용량으로 갈수록 효율이 낮아지며, 이에 따라 인버터 기기의 발열량도 많아지고, 또한 회로구성이 복잡해지며 이에 가격이 올라가는 문제점이 있다.In general, the isolated DC-AC inverter is separated from the input ground (G in ) and the output side ground (G out ) based on the transformer 20. In this way, since the input ground and the output ground are separated, even if any line on the output side through which a high voltage flows is in an electric shock state, the input ground (G in ) and the output ground (G out ) are independent so that an electric shock accident does not occur. . However, the insulation type DC-AC inverter has a problem that the efficiency becomes lower as the capacity becomes larger, and thus, the heat generation amount of the inverter device increases, and also the circuit configuration becomes complicated and the price increases.

도 2를 참조하면, 비절연형 디씨-에이씨 인버터는 SMPS(Switching Mode Power Supply)(10), 트랜스포머(20), 정류 및 직류고압부(30), H-브리지 스위칭부(40) 및 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU)(미도시)을 포함하며, 입력측 접지와 출력측 접지가 동일하다.Referring to FIG. 2, the non-isolated DC-AC inverter includes a switching mode power supply (SMPS) 10, a transformer 20, a rectifying and direct current high voltage unit 30, an H-bridge switching unit 40, and a microcontroller unit. MCU (not shown), and the input ground and the output ground are the same.

비절연형 DC/AC 인버터는 절연형 방식에 비해 효율이 좋으며 발열량 또한 낮다. 그리고 같은 접지이기 때문에 회로 구성이 쉬우며 가격이 낮다는 장점이 있다. 대용량일수록 비절연형 DC/AC 인버터가 사용되고 있다. 그러나 입력측과 출력측 접지(Gc)가 동일하기 때문에, 고전압이 흐르는 출력의 어느 한 선이 감전 상태가 된다면 인체를 통하여 접지(Gc)로 루프가 형성되므로 감전 상황에 놓이게 되며, 더구나 차량일 경우는 입력 그라운드와 자동차 그라운드와 같기 때문에 더욱 위험한 상황이 발생한다.Non-isolated DC / AC inverters offer better efficiency and lower heat generation than isolated. And because of the same ground, the circuit configuration is easy and the price is low. Non-isolated DC / AC inverters are used as they are larger. However, since the input side and the output side ground (G c ) are the same, if any line of high voltage output is in an electric shock state, a loop is formed to the ground (G c ) through the human body, which leads to an electric shock situation. Since is the same as the input ground and the car ground, a more dangerous situation occurs.

본 고안은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 자동차 내에서 사용하는 디씨-에이씨 인버터에서 입력측 접지와 고전압 출력측의 어느 한 선과 연결됨으로써 전류가 흐를 때, 이를 감지하여 디씨-에이씨 인버터의 동작을 멈춤으로 감전사고를 방지하기 위한 것이다.The present invention is to overcome the above-mentioned problems, the technical problem to be achieved by the present invention is to detect when the current flows by connecting any one of the input ground and the high voltage output side in the DC-AC inverter used in the automobile This is to prevent the electric shock by stopping the operation of the DC-AC inverter.

상기 본 고안의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치에 따르면, DC전압을 AC 전압으로 변환시켜 출력하는 스위칭부와 상기 스위칭부를 제어하는 마이크로 콘트롤러 유닛을 포함하는 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치로서, 상기 스위칭부의 출력 단자에 연결되어, 누설전류를 감지하여, 출력 전압을 발생시키는 누설전류 감지부; 상기 누설전류 감지부의 출력 전압을 인가받아, 누설전류 감지 신호를 발생시키는 신호 변환부; 상기 신호 변환부의 누설전류 감지 신호를 인가받아, 전원차단 신호를 발생시키는 전원차단 구동부; 및 상기 전원차단 구동부의 전원차단 신호를 인가받아, 상기 마이크로 콘트롤러 유닛을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 MCU 제어부를 포함하며, 상기 마이크로 콘트롤러 유닛은 상기 MCU 제어부의 제어신호에 따라, 상기 스위칭부의 동작을 오프(off)시킨다.According to the DC-AC inverter electric shock prevention device of the present invention for achieving the object of the present invention, a DC-AC inverter including a switching unit for converting and outputting a DC voltage to AC voltage and a microcontroller unit for controlling the switching unit An electric shock prevention device, comprising: a leakage current sensing unit connected to an output terminal of the switching unit to sense a leakage current to generate an output voltage; A signal converter configured to receive an output voltage of the leakage current detector to generate a leakage current detection signal; A power cutoff driver configured to receive a leakage current detection signal of the signal converter to generate a power cutoff signal; And a microcontroller configured to receive a power off signal of the power cutoff driver and output a control signal for controlling the microcontroller unit, wherein the microcontroller unit operates according to a control signal of the MCU controller. Off.

상기 누설전류 감지부는 상기 스위칭부의 출력 단자에 연결된 영상 변류기를 포함한다.The leakage current detector includes an image current transformer connected to an output terminal of the switching unit.

상기 신호 변환부는 상기 누설전류 감지부의 출력 전압을 증폭하기 위한 증폭기를 포함한다.The signal converter includes an amplifier for amplifying the output voltage of the leakage current detector.

상기 전원차단 구동부는 래치 회로를 포함한다.The power interruption driver includes a latch circuit.

상기 MCU 제어부는 상기 전원차단 구동부의 전원차단 신호에 따라, 상기 제어신호를 발생시키는 스위칭 소자를 포함한다.The MCU control unit includes a switching device for generating the control signal according to the power cutoff signal of the power cutoff driver.

상기 신호 변환부 및 상기 전원차단 구동부의 동작 전압을 제공하는 전원부를 더 포함한다.The apparatus may further include a power supply unit configured to provide an operating voltage of the signal converter and the power cutoff driver.

상기 전원부, 상기 신호 변환부 및 상기 전원차단 구동부는 단일 칩으로 구성된다.The power supply unit, the signal conversion unit, and the power cutoff driving unit are configured as a single chip.

본 고안의 디씨-에이씨 인버터에 따르면, DC 전압을 승압하는 트랜스포머; 상기 트랜스포머에서 출력된 DC 전압을 AC 전압으로 변환시켜 출력하는 스위칭부; 상기 스위칭부를 제어하는 마이크로 콘트롤러 유닛; 상기 스위칭부의 출력 단자에 연결되어, 누설전류를 감지하여, 출력 전압을 발생시키는 누설전류 감지부; 상기 누설전류 감지부의 출력 전압을 인가받아, 누설전류 감지 신호를 발생시키는 신호 변환부; 상기 신호 변환부의 누설전류 감지 신호를 인가받아, 전원차단 신호를 발생시키는 전원차단 구동부; 및 상기 전원차단 구동부의 전원차단 신호를 인가받아, 상기 마이크로 콘트롤러 유닛을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 MCU 제어부를 포함하며, 상기 마이크로 콘트롤러 유닛은 상기 MCU 제어부의 제어신호에 따라, 상기 스위칭부의 동작을 오프(off)시키는 것을 특징으로 하며, 상기 트랜스포머의 입력측 접지와 출력측 접지는 동일하다.According to the DC-AC inverter of the present invention, a transformer for boosting the DC voltage; A switching unit converting the DC voltage output from the transformer into an AC voltage and outputting the converted AC voltage; A micro controller unit for controlling the switching unit; A leakage current detection unit connected to an output terminal of the switching unit to sense a leakage current to generate an output voltage; A signal converter configured to receive an output voltage of the leakage current detector to generate a leakage current detection signal; A power cutoff driver configured to receive a leakage current detection signal of the signal converter to generate a power cutoff signal; And a microcontroller configured to receive a power off signal of the power cutoff driver and output a control signal for controlling the microcontroller unit, wherein the microcontroller unit operates according to a control signal of the MCU controller. It characterized in that the off (off), the input ground and the output ground of the transformer is the same.

본 고안에 따르면, 디씨-에이씨 인버터를 비절연형으로 구성하여, 효율 향상, 발열량 감소 및 회로 구성의 간소화를 이루는 동시에, 비절연형의 문제점이었던 감전 사고 발생을 방지하기 위하여, 감전방지 장치를 구비함으로써 보호 기능이 추가되어 제품의 품질 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the DC-AC inverter is configured to be non-isolated to improve efficiency, reduce heat generation, simplify circuit configuration, and to prevent an electric shock occurrence, which is a problem of non-isolated, by providing an electric shock prevention device. Functions can be added to improve product quality and reliability.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 고안의 예시적인 실시예에 따른 디씨-에이씨 인버터의 개략적인 블록도이며, 도 4는 본 고안의 예시적인 실시예에 따른 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치의 블록도이다.3 is a schematic block diagram of a DC-AC inverter according to an exemplary embodiment of the present invention, Figure 4 is a block diagram of a DC-AC inverter electric shock prevention device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 디씨-에이씨 인버터는 SMPS(Switching Mode Power Supply)(100), 트랜스포머(200), 정류 및 직류고압부(300), H-브리지 스위칭부(400), 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치(500) 및 마이크로 콘트롤러 유 닛(MCU; Micro Controller Unit)(600)을 포함한다. 3 and 4, the DC-AC inverter includes a switching mode power supply (SMPS) 100, a transformer 200, a rectifying and direct current high voltage unit 300, an H-bridge switching unit 400, and a DC-AC. Inverter electric shock prevention device 500 and a micro controller unit (MCU; Micro Controller Unit) (600).

SMPS(100)는 DC 입력 전압(본 실시예의 경우, DC 12V)을 20KHZ ~ 100KHZ 스위칭 펄스로 변환시켜 출력한다. SMPS(100)에서 출력된 전압은 트랜스포머(200)를 거쳐 승압 변환된다. 트랜스포머(200)에서 출력된 전압은 정류 및 직류 고압부(300)를 거쳐 DC 200V ~ 300V로 출력되고, 정류 및 직류 고압부(300)에서 출력된 전압은 H-브리지 스위칭부(400)에서 사각파 AC 전압으로 변환되어 부하(700)로 출력된다.The SMPS 100 converts the DC input voltage (DC 12V in this embodiment) into 20KHZ to 100KHZ switching pulses and outputs them. The voltage output from the SMPS 100 is stepped up through the transformer 200. The voltage output from the transformer 200 is output to DC 200V ~ 300V via the rectification and DC high voltage unit 300, the voltage output from the rectification and DC high voltage unit 300 is a square wave AC in the H-bridge switching unit 400 The voltage is converted into a voltage and output to the load 700.

디씨-에이씨 인버터 내의 최종 출력단인 H-브리지 스위칭부(400)는 H-브리지 스위칭 제어회로(410)와 H-브리지 스위칭 회로(450)를 포함하며, H-브리지 스위칭 제어회로(410)는 MCU(600)로부터 H-브리지 PWM 신호를 인가받아 H-브리지 스위칭 회로(450)를 구동시켜 AC 전압을 출력한다.The H-bridge switching unit 400, which is the final output terminal in the DC-AC inverter, includes an H-bridge switching control circuit 410 and an H-bridge switching circuit 450, and the H-bridge switching control circuit 410 includes an MCU. The H-bridge PWM signal is applied from 600 to drive the H-bridge switching circuit 450 to output an AC voltage.

H-브리지 스위칭 회로(450)는 일반적으로 4개의 스위칭 소자를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 그 배수(예컨대, 8개, 12개, 16개 등)로 구성될 수 있다. 상기 H-브리지 스위칭 회로(450)은 4개의 스위칭소자를 이용하여 'X'자 형태의 스위칭 동작으로 사각파 형태의 AC파형을 출력한다. 예를 들어, 제1구간 및 제2구간으로 나뉘어 AC 출력이 이루어진다고 할 때, 제1구간에서는 제1스위치(S1) 및 제4스위치(S4)를 온(ON)시키며, 제2스위치(S2) 및 제3스위치(S3)를 오프(OFF)시킨다. 제2구간에서는 제1스위치(S1) 및 제4스위치(S4)를 오프(OFF)시키며, 제2스위치(S2) 및 제3스위치(S3)를 온(ON)으로 하여 제1구간, 제2구간에서 사각파 형태의 AC 파형 을 출력한다.The H-bridge switching circuit 450 generally includes, but is not limited to, four switching elements, and may be configured in multiples (eg, eight, twelve, sixteen, etc.). The H-bridge switching circuit 450 outputs a square wave AC waveform by using an X-shaped switching operation using four switching elements. For example, when the AC output is divided into a first section and a second section, the first switch S 1 and the fourth switch S 4 are turned on in the first section, and the second switch is turned on. (S 2 ) and the third switch S 3 are turned OFF. In the second section, the first switch S 1 and the fourth switch S 4 are turned off, and the second switch S 2 and the third switch S 3 are turned on. A square wave AC waveform is output in the section and the second section.

본 발명에 따른 디씨-에이씨 인버터는 입력측 접지와 출력측 접지를 연결하여 동일한 접지(GND)로 사용하는 비절연형 디씨-에이씨 인버터이므로, 고전압이 흐르는 출력의 어느 한 선과 입력측 접지가 연결되어 전류가 흐르면, 사용자는 감전 상황에 놓이게 되는데, 이를 방지하기 위하여 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치(500)가 구비된다.DC-AC inverter according to the present invention is a non-isolated DC-AC inverter using the same ground (GND) by connecting the input side ground and the output side ground, so that any current is connected to any one line of the high voltage output output and the input side ground, The user is placed in an electric shock situation, in order to prevent this, the DC-AC inverter electric shock prevention device 500 is provided.

디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치(500)는 전원부(510), 누설전류 감지부(530), 신호 변환부(550), 전원차단 구동부(570) 및 MCU 제어부(590)를 포함한다.The DC-AC inverter electric shock prevention device 500 includes a power supply unit 510, a leakage current detector 530, a signal converter 550, a power cutoff driver 570, and a MCU controller 590.

전원부(510)는 정류 및 직류 고압부(300)의 출력 단자에 연결되어, 정류 및 직류 고압부(300)에서 출력되는 DC 고전압을 인가받아, 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치(500)에 동작전원을 제공한다. 즉, 전원부(510)는 신호 변환부(550) 및 전원차단 구동부(570)에 내부 동작 전원을 공급한다.The power supply unit 510 is connected to the output terminal of the rectification and DC high voltage unit 300, and receives a DC high voltage output from the rectification and DC high voltage unit 300 to provide operating power to the DC-AC inverter electric shock prevention device 500. do. That is, the power supply unit 510 supplies the internal operating power to the signal converter 550 and the power cutoff driver 570.

누설전류 감지부(530)는 H-브리지 스위칭부(400)의 출력 단자에 연결되어, 누설전류를 감지하고, 누설전류가 감지되면, 소정의 출력 전압을 발생시킨다. 누설 전류 감지부(530)는 누설전류를 감지할 수 있는 회로 예를 들면, 영상 변류기를 포함한다. 누설전류 감지부(530)에서 누설 전류를 감지하는 원리는 다음과 같다.The leakage current detector 530 is connected to the output terminal of the H-bridge switching unit 400 to detect a leakage current, and when the leakage current is detected, generates a predetermined output voltage. The leakage current detection unit 530 includes a circuit capable of detecting leakage current, for example, an image current transformer. The principle of detecting the leakage current in the leakage current detecting unit 530 is as follows.

정상동작일 경우 즉 누설전류가 발생하지 않는 경우, AC 출력측 양단간에 흐르는 입,출력 전류는 같다. 그러나 인체의 한 부분이 출력측의 어느 한 선과 접촉이 되어 누설 전류가 발생을 할 경우, 출력측의 어느 한 선에 흐르는 전류는 인체 를 통하여 접지(GND)로 흐르게 되어, AC 출력측 양단간에 흐르는 입,출력 전류 값이 다르게 되고, 그 결과 AC 출력측에 흐르는 전류값이 달라져서, 영상 변류기의 자기장 변화로 인해 전압이 발생한다.In normal operation, that is, when no leakage current occurs, the input and output currents flowing between both ends of the AC output side are the same. However, when a part of the human body comes into contact with any one line on the output side and a leakage current occurs, the current flowing on any one line on the output side flows to ground (GND) through the human body and flows in between the AC output side. The current value is different, and as a result, the current value flowing to the AC output side is different, and a voltage is generated due to the change in the magnetic field of the image current transformer.

신호 변환부(550)는 누설전류 감지부(530)에 누설 전류 감지 시 발생하는 출력 전압을 인가받아, 누설전류 감지 신호를 발생시킨다. 전원차단 구동부(570)는 신호 변환부(550)에서 출력된 누설전류 감지 신호를 인가받아, 전원차단 신호를 발생시킨다.The signal converter 550 receives the output voltage generated when the leakage current is detected by the leakage current detector 530 to generate a leakage current detection signal. The power cutoff driver 570 receives the leakage current detection signal output from the signal converter 550 to generate a power cutoff signal.

MCU 제어부(590)는 전원차단 구동부(570)에서 출력된 전원차단 신호를 인가받아, 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU)(600)을 제어하기 위한 제어신호를 출력한다. 즉, MCU 제어부(590)는 전원차단 신호를 인가받으면, 마이크로 콘트롤러 유닛(600)으로 하여금 H-브리지 스위칭부(400)의 동작을 오프시키도록 하는 제어신호(즉, H-브리지 스위칭 구동 차단 신호)를 생성하고, 이러한 H-브리지 스위칭 구동 차단 신호를 마이크로 콘트롤러 유닛(600)에 인가한다.The MCU controller 590 receives the power cutoff signal output from the power cutoff driver 570 and outputs a control signal for controlling the microcontroller unit (MCU) 600. That is, when the MCU controller 590 receives the power-off signal, a control signal (that is, the H-bridge switching driving cutoff signal) for causing the microcontroller unit 600 to turn off the operation of the H-bridge switching unit 400. ) And apply this H-bridge switching drive blocking signal to the microcontroller unit 600.

마이크로 콘트롤러 유닛(600)는 MCU 제어부(590)에서 출력된 H-브리지 스위칭 구동 차단 신호를 인가받으면, H-브리지 스위칭부(400)의 동작을 오프(OFF)시켜서, AC 전압이 더 이상 출력되지 않도록 하여, 감전을 방지하게 된다.When the micro-controller unit 600 receives the H-bridge switching driving block signal output from the MCU controller 590, the micro controller unit 600 turns off the operation of the H-bridge switching unit 400 so that the AC voltage is no longer output. To prevent electric shock.

도 5는 본 고안의 예시적인 실시예에 따른 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치를 포함한 디씨-에이씨 인버터의 상세 회로도이다.5 is a detailed circuit diagram of a DC-AC inverter including a DC-AC inverter electric shock prevention device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치(500)의 누설전류 감지 부(530)는 H-브리지 스위칭회로(450)의 출력 단자에 연결된 영상 변류기(531)와 영상 변류기(531)에 연결된 저항(R1)과 캐패시터(C1)로 구성되어, 사람이 인지할 수 있는 누설 전류 약 4 ~ 5mA의 전류를 감지하면, 전압이 발생한다.Referring to FIG. 5, the leakage current detection unit 530 of the DC-AC inverter electric shock prevention device 500 may be connected to an image current transformer 531 and an image current transformer 531 connected to an output terminal of the H-bridge switching circuit 450. It consists of a connected resistor (R 1 ) and a capacitor (C 1 ), the voltage is generated when the human current detects a current of about 4 ~ 5mA.

신호 변환부(550)는 누설 전류 감지부(530)와 연결되어 있는 두 개의 다이오드(D1, D2) 및 증폭기(551)를 포함한다. 누설전류 감지부(530)에서 발생된 전압은 다이오드와 증폭기(551)를 통하여 펄스 신호를 증폭하여 누설전류 감지 신호가 발생시킨다.The signal converter 550 includes two diodes D 1 and D 2 and an amplifier 551 connected to the leakage current detector 530. The voltage generated by the leakage current detector 530 amplifies a pulse signal through the diode and the amplifier 551 to generate a leakage current detection signal.

전원차단 구동부(570)는 래치 회로(571)를 포함하며, 증폭기(551)로부터 누설 전류 감지 신호가 수신되면, 래치 회로(571)를 통하여 전원 차단 신호를 발생시킨다. 본 실시예의 경우, 전원부(510), 신호 변환부(550) 및 전원차단 구동부(570)는 단일 칩으로 구현된다.The power cutoff driver 570 includes a latch circuit 571. When the leakage current sensing signal is received from the amplifier 551, the power cutoff driver 570 generates a power cutoff signal through the latch circuit 571. In the present embodiment, the power supply unit 510, the signal converter 550, and the power cutoff driver 570 are implemented as a single chip.

MCU 제어부(590)는 스위칭 소자 즉, 트랜지스터(TR1) 및 저항(R2, R3)을 포함한다. 전원차단 구동부(570)에서 출력된 전원 차단 신호가 MCU 제어부(590)에 인가되면, 트랜지스터(TR1)이 구동되어, 마이크로 콘트롤러 유닛(600)은 0V 전압을 인가받게 되며, 전원 차단 신호가 발생하지 않을 경우 마이크로 콘트롤러 유닛(600)은 5V 전압을 인가받는다. The MCU controller 590 includes a switching element, that is, a transistor TR 1 and resistors R 2 and R 3 . When the power cutoff signal output from the power cutoff driver 570 is applied to the MCU controller 590, the transistor TR 1 is driven so that the microcontroller unit 600 receives a 0V voltage and a power cutoff signal is generated. If not, the microcontroller unit 600 receives a 5V voltage.

마이크로 콘트롤러 유닛(600)은 OV 전압을 인가받으면, 디씨-에이씨 인버터에 누설 전류가 흐르는 것을 판단하게 되고, H-브리지 스위칭부(400)의 동작을 제어하는 H-브리지 PWM 신호를 오프(OFF)시킨다. 그 결과, H-브리지 스위칭부(400)의 동작은 멈추게 되고, 누설 전류는 더 이상 흐르지 않게 되어, 감전 상태가 해소된다.When the microcontroller unit 600 receives the OV voltage, the microcontroller unit 600 determines that a leakage current flows through the DC-AC inverter, and turns off the H-bridge PWM signal for controlling the operation of the H-bridge switching unit 400. Let's do it. As a result, the operation of the H-bridge switching unit 400 is stopped, the leakage current no longer flows, and the electric shock state is eliminated.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치 및 이를 포함한 디씨-에이씨 인버터의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only an exemplary embodiment of a DC-AC inverter electric shock prevention device and a DC-AC inverter including the same, the subject innovation is not limited to the above embodiment, the utility model registration claims below As claimed in the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention will have a technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

도 1은 일반적인 절연형 디씨-에이씨 인버터의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a typical isolated DC-AC inverter.

도 2는 일반적인 비절연형 디씨-에이씨 인버터의 개략적인 블록도이다.2 is a schematic block diagram of a general non-isolated DC-AC inverter.

도 3은 본 고안의 예시적인 실시예에 따른 디씨-에이씨 인버터의 개략적인 블록도이다.3 is a schematic block diagram of a DC-AC inverter according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 고안의 예시적인 실시예에 따른 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치의 블록도이다.4 is a block diagram of a DC-AC inverter electric shock prevention device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 고안의 예시적인 실시예에 따른 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치를 포함한 디씨-에이씨 인버터의 상세 회로도이다.5 is a detailed circuit diagram of a DC-AC inverter including a DC-AC inverter electric shock prevention device according to an exemplary embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100: SMPS 200: 트랜스포머100: SMPS 200: transformer

300: 정류 및 직류 고압부 400: H-브리지 스위칭부300: rectification and DC high voltage unit 400: H-bridge switching unit

410: H-브리지 스위칭 제어회로 450: H-브리지 스위칭회로410: H-bridge switching control circuit 450: H-bridge switching circuit

500: 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치 510: 전원부500: DC-AC inverter electric shock prevention device 510: power supply

530: 누설전류 감지부 550: 신호변환부530: leakage current detection unit 550: signal conversion unit

570: 전원차단 구동부 590: MCU 제어부570: power cut off driving unit 590: MCU control unit

600: MCU 700: 부하600: MCU 700: Load

Claims (8)

DC전압을 AC 전압으로 변환시켜 출력하는 스위칭부와 상기 스위칭부를 제어하는 마이크로 콘트롤러 유닛을 포함하는 디씨-에이씨(DC-AC) 인버터 감전 방지 장치에 있어서,In the DC-AC inverter electric shock prevention device comprising a switching unit for converting and outputting a DC voltage to an AC voltage and a micro controller unit for controlling the switching unit, 상기 스위칭부의 출력 단자에 연결되어, 누설전류를 감지하여, 출력 전압을 발생시키는 누설전류 감지부;A leakage current detection unit connected to an output terminal of the switching unit to sense a leakage current to generate an output voltage; 상기 누설전류 감지부의 출력 전압을 인가받아, 누설전류 감지 신호를 발생시키는 신호 변환부; A signal converter configured to receive an output voltage of the leakage current detector to generate a leakage current detection signal; 상기 신호 변환부의 누설전류 감지 신호를 인가받아, 전원차단 신호를 발생시키는 전원차단 구동부; 및A power cutoff driver configured to receive a leakage current detection signal of the signal converter to generate a power cutoff signal; And 상기 전원차단 구동부의 전원차단 신호를 인가받아, 상기 마이크로 콘트롤러 유닛을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 MCU 제어부를 포함하며, And a MCU controller receiving the power cutoff signal of the power cutoff driver and outputting a control signal for controlling the microcontroller unit. 상기 마이크로 콘트롤러 유닛은 상기 MCU 제어부의 제어신호에 따라, 상기 스위칭부의 동작을 오프(off)시키고, The micro controller unit turns off the operation of the switching unit according to a control signal of the MCU controller, 상기 MCU 제어부는, 상기 전원차단 구동부의 전원차단 신호에 따라, 상기 제어신호를 발생시키는 스위칭 소자를 포함하고, The MCU control unit includes a switching device for generating the control signal according to a power off signal of the power cutoff driver. 상기 스위칭 소자는, 상기 마이크로 콘트롤러 유닛에 접속되는 컬렉터와 접지되는 이미터를 구비하는 BJT 타입 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치.And said switching element comprises a BJT type transistor having a collector connected to said microcontroller unit and an emitter grounded. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 누설전류 감지부는,The leakage current detection unit, 상기 스위칭부의 출력 단자에 연결된 영상 변류기를 포함하는 것을 특징으로 하는 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치.DC-AC inverter electric shock prevention device comprising an image current transformer connected to the output terminal of the switching unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 신호 변환부는,The signal converter, 상기 누설전류 감지부의 출력 전압을 증폭하기 위한 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치.DC-AC inverter electric shock prevention device comprising an amplifier for amplifying the output voltage of the leakage current detection unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전원차단 구동부는 래치 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치.DC-AC inverter electric shock prevention device, characterized in that the power cut-off driving unit comprises a latch circuit. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 신호 변환부 및 상기 전원차단 구동부의 동작 전압을 제공하는 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치.DC-AC inverter electric shock prevention device further comprising a power supply for providing an operating voltage of the signal conversion unit and the power cut-off driving unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전원부, 상기 신호 변환부 및 상기 전원차단 구동부는 단일 칩으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디씨-에이씨 인버터 감전 방지 장치.DC-AC inverter electric shock prevention device, characterized in that the power supply unit, the signal conversion unit and the power cut-off driving unit is composed of a single chip. DC 전압을 승압하는 트랜스포머;A transformer for boosting a DC voltage; 상기 트랜스포머에서 출력된 DC 전압을 AC 전압으로 변환시켜 출력하는 스위칭부;A switching unit converting the DC voltage output from the transformer into an AC voltage and outputting the converted AC voltage; 상기 스위칭부를 제어하는 마이크로 콘트롤러 유닛;A micro controller unit for controlling the switching unit; 상기 스위칭부의 출력 단자에 연결되어, 누설전류를 감지하여, 출력 전압을 발생시키는 누설전류 감지부;A leakage current detection unit connected to an output terminal of the switching unit to sense a leakage current to generate an output voltage; 상기 누설전류 감지부의 출력 전압을 인가받아, 누설전류 감지 신호를 발생시키는 신호 변환부; A signal converter configured to receive an output voltage of the leakage current detector to generate a leakage current detection signal; 상기 신호 변환부의 누설전류 감지 신호를 인가받아, 전원차단 신호를 발생시키는 전원차단 구동부; 및A power cutoff driver configured to receive a leakage current detection signal of the signal converter to generate a power cutoff signal; And 상기 전원차단 구동부의 전원차단 신호를 인가받아, 상기 마이크로 콘트롤러 유닛을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 MCU 제어부를 포함하며, And a MCU controller receiving the power cutoff signal of the power cutoff driver and outputting a control signal for controlling the microcontroller unit. 상기 마이크로 콘트롤러 유닛은 상기 MCU 제어부의 제어신호에 따라, 상기 스위칭부의 동작을 오프(off)시키는 것을 특징으로 하며, 상기 트랜스포머의 입력측 접지와 출력측 접지는 동일하고, The micro-controller unit, according to the control signal of the MCU control unit, characterized in that (off) the operation of the switching unit (off), the input ground and the output ground of the transformer is the same, 상기 MCU 제어부는, 상기 전원차단 구동부의 전원차단 신호에 따라, 상기 제어신호를 발생시키는 스위칭 소자를 포함하고, The MCU control unit includes a switching device for generating the control signal according to a power off signal of the power cutoff driver. 상기 스위칭 소자는, 상기 마이크로 콘트롤러 유닛에 접속되는 컬렉터와 접지되는 이미터를 구비하는 BJT 타입 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 디씨-에이씨 인버터.And said switching element comprises a BJT type transistor having a collector connected to said microcontroller unit and an emitter grounded.
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