KR20070102885A - Induction melting furnace detection circuit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유도용해로 인버터 소손 소자 탐지 회로에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 병렬연결된 SCR 중 소손된 SCR을 탐지하는 회로에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 선택된 하나의 SCR 양단에 고주파 테스트 신호를 인가하는 입력부와; 이 입력부의 양단에 병렬연결되어 입력부의 양단으로부터 입력된 전압의 차를 증폭하여 출력하는 차동증폭기와; 차동증폭기로부터 입력받은 전압을 정류하는 정류기; 및 정류기에서 정류된 전압을 기준전압과 비교하여 SCR의 소손 여부에 따른 판별신호를 출력하는 비교기를 포함하는 유도용해로 인버터 소손 소자 탐지 회로가 제공된다. 이와 같은 유도용해로 인버터 소손 소자 탐지 회로에 의하면, 대용량 인버터에 적용되어 병렬로 연결된 다수의 SCR 중 선택된 SCR의 단락에 의한 소손 여부를 단시간 내에 판단하여 소손된 SCR을 수리 및 교체하는 것이 효율적으로 수행될 수 있도록 한다.The present invention relates to an inverter burnout element detection circuit by induction melting, and more particularly, to a circuit for detecting a burnt out SCR among SCRs connected in parallel. According to the invention, the input unit for applying a high frequency test signal across the selected one SCR; A differential amplifier connected in parallel to both ends of the input part and amplifying and outputting a difference in voltage input from both ends of the input part; A rectifier rectifying the voltage received from the differential amplifier; And a comparator for comparing the voltage rectified in the rectifier with a reference voltage and outputting a discriminating signal according to whether or not the SCR is burned out. According to the inverter burnout element detection circuit with such induction melting, it is possible to efficiently repair and replace a damaged SCR by judging whether a short circuit of selected SCRs among a plurality of SCRs connected in parallel is applied to a large capacity inverter in a short time. To help.
Description
도 1은 SCR로 이루어진 전압원 인버터를 나타낸 회로도,1 is a circuit diagram showing a voltage source inverter made of SCR,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도용해로 인버터 소손 소자 탐지 회로를 인버터에 적용하여 SCR의 소손 여부를 탐지하는 것을 나타낸 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating whether an SCR is damaged by applying an inverter burnout element detection circuit to an inverter by induction melting according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
200...유도용해로 인버터 소손 소자 탐지 회로 210...입력부200 ... Inverter burnout element detection circuit due to
212...고주파 전압원 214...저항212 High-frequency voltage sources 214 Resistance
220...차동증폭기 230...정류기220 ...
240...비교기240 ... Comparators
본 발명은 유도용해로 인버터 소손 소자 탐지 회로에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 병렬연결된 SCR 중 소손된 SCR을 탐지하는 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an inverter burnout element detection circuit by induction melting, and more particularly, to a circuit for detecting a burnt out SCR among SCRs connected in parallel.
일반적으로, 사이리스터(thyristor)는 실리콘 제어 정류기(silicon controlled rectifier : 이하 SCR)라고도 하며, 양극(anode), 음극(cathode), 게이 트(gate)의 3단자로 구성되어 있으며, 게이트에 신호가 인가되면 양극과 음극 사이에 전류가 흐르고, 게이트 신호가 없으면 양극과 음극 사이에 전류는 흐르지 않도록 하는 소자를 말한다.In general, a thyristor is also referred to as a silicon controlled rectifier (SCR), and is composed of three terminals of an anode, a cathode, and a gate, and a signal is applied to the gate. When the current flows between the anode and the cathode, and there is no gate signal refers to a device that does not flow between the anode and the cathode.
상기 실리콘 제어 정류기의 응용 범위는 고전압직류(HVDC) 송전과 같은 고전력에서 전동기 제어, 초음파 등 고주파 응용에 이르기까지 다양하며, LASCR(Light Activated Thyristor), RCT(Reverse Conducting Thyristor), CATT(Gate Assisted Turn-off Thyristor), GTO(Gate Turn-off Thyristor), ASCR(Asymmetric Thyristor), MCT(MOS Controlled Thyristor) 등 여러 형태가 있다.The application range of the silicon controlled rectifier varies from high power, such as high voltage direct current (HVDC) transmission, to high frequency applications such as motor control, ultrasonic, and the like. There are many forms, including -off thyristor (GTO), gate turn-off thyristor (GTO), asymmetric thyristor (ASCR), and MOS controlled thyristor (MCT).
상기 실리콘 제어 정류기(SCR)는 대용량 인버터에 적용되어 회로를 구성할 수 있는데, 상기 인버터는 도 1에 도시한 바와 같이 대용량을 구성하기 위하여 SCR(SCR1~SCR6)을 병렬로 연결하며, 각각의 SCR이 온(on)이 될 경우 전류의 기울기를 제한함으로써, 전류가 SCR의 일부분으로 편중되어 소손되는 것을 방지하기 위하여 상기 SCR1~6에 스너버 리액터(SL1~SL6)가 직렬로 연결되고, 각각의 SCR에 다이오드(D1~D6)가 인버스(inverse)로 병렬연결되어 구성하게 된다.The silicon controlled rectifier (SCR) may be applied to a large capacity inverter to configure a circuit. The inverter connects SCRs (SCR1 to SCR6) in parallel to form a large capacity as shown in FIG. When it is turned on, by limiting the slope of the current, snubber reactors SL1 to SL6 are connected in series to the SCR1 to 6 to prevent the current from being biased and burned out as a part of the SCR. The diodes D1 to D6 are connected to the SCR in inverse parallel configuration.
이와 같은 대용량 인버터(100)의 SCR은 과도한 전류의 흐름, 과도한 전압의 인가, 과도한 스위칭 손실, 냉각의 불충분, 조임 불량 등에 의하여 소손되는 경우가 발생하는데, 상기 SCR은 소손되었을 때, 애노드(anode)와 캐소드(cathode)가 융착되어 단락회로를 형성하게 되는데 상기 인버터(100)와 같이 병렬로 연결된 SCR 중 보통 하나만이 소손된다.The SCR of the
그러나, 소손된 SCR은 소손되지 않은 SCR과 병렬로 연결되어 있으므로, 병렬 연결된 SCR1~SCR6 중 멀티메터 등과 같은 테스트 장치로 단락에 의하여 소손된 SCR 하나만을 감지하여 소손 여부를 판단하는 것은 극히 어려우며, 각각의 SCR을 하나씩 차례로 분리하여 찾아내야하는 어려움이 있으며, 이에 따라 소손된 SCR을 수리하거나 교체할 경우 장시간이 요구되는 문제점을 갖는다.However, since the damaged SCR is connected in parallel with the undamaged SCR, it is extremely difficult to determine whether it is damaged by detecting only one damaged SCR by a short circuit with a test device such as a multimeter among the paralleled SCR1 to SCR6. There is a difficulty in finding the SCRs one by one separately, and accordingly, when repairing or replacing a damaged SCR, a long time is required.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 인버터에 병렬로 연결된 SCR 중 소손된 SCR을 탐지할 수 있는 유도용해로 인버터 소손 소자 탐지 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an inverter burnout element detection circuit with induction melting capable of detecting a damaged SCR among SCRs connected in parallel to the inverter.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의하여 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the invention will be described below and will be appreciated by the embodiments of the invention. In addition, the objects and advantages of the invention may be realized by the means and combinations indicated in the claims.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유도용해로 인버터 소손 소자 탐지 회로는 선택된 하나의 SCR 양단에 고주파 테스트 신호를 인가하는 입력부; 상기 입력부의 양단에 병렬연결되어 상기 입력부의 양단으로부터 입력된 전압의 차를 증폭하여 출력하는 차동증폭기; 상기 차동증폭기로부터 입력받은 전압을 정류하는 정류기; 및 상기 정류기에서 정류된 전압을 기준전압과 비교하여 상기 SCR의 소손 여부에 따른 판별신호를 출력하는 비교기를 포함한다.Induction melting element detection circuit of the present invention for achieving the above object is an input unit for applying a high frequency test signal across the selected one SCR; A differential amplifier connected in parallel to both ends of the input unit to amplify and output a difference in voltage input from both ends of the input unit; A rectifier rectifying the voltage received from the differential amplifier; And a comparator for comparing the voltage rectified by the rectifier with a reference voltage and outputting a determination signal based on whether the SCR is burned out.
또한, 유도용해로 인버터 소손 소자 탐지 회로는 상기 판별신호가 (+) 값일 경우 상기 SCR이 정상임을 나타내고, (-) 값일 경우 상기 SCR이 소손된 것을 나타 내는 것을 특징으로 한다.In addition, the inverter burnout element detection circuit by induction melting indicates that the SCR is normal when the determination signal is a positive value, and that the SCR is burned out when the determination signal is a negative value.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유도용해로 인버터 소손 소자 탐지 회로를 인버터에 적용하여 SCR의 소손 여부를 탐지하는 것을 나타낸 회로도이다.Figure 2 is a circuit diagram showing the detection of burnout of the SCR by applying an inverter burnout element detection circuit to the inverter by induction melting according to an embodiment of the present invention.
여기서, 도 1에 나타낸 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 구성 및 기능을 갖는 동일부재를 나타내므로 반복적인 설명은 생략하도록 한다. Here, the same reference numerals as the reference numerals shown in FIG. 1 denote the same members having the same configuration and function, and thus repeated descriptions thereof will be omitted.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유도용해로 인버터 소손 소자 탐지 회로(200)는 입력부(210), 차동증폭기(220), 정류기(230) 및 비교기(240)를 포함한다.As shown, the induction melting
상기 입력부(210)는 테스트 신호를 발생시키는 고주파 전압원(212)과 저항(214)이 직렬로 연결되어 구성되며, 병렬 연결된 인버터(100)의 SCR(SCR1~SCR6) 중 선택된 하나의 SCR(본 발명의 실시예에서는 SCR1을 대상으로 하기로 한다.)의 애노드(anode)에 (+)극을 연결하고 캐소드(catode)에 (-)극을 연결하여 상기 SCR1의 양단에 고주파 테스트 신호를 인가하게 된다.The
상기 차동증폭기(220)는 상기 입력부(210)의 (+,-) 양단에 연결되어 상기 입력부(210)로부터 상기 SCR1에 테스트 신호가 인가되는 경우의 상기 SCR1의 애노드(anode)와 캐소드(cathode) 간의 전압 차를 출력하게 된다.The
상기 정류기(230)는 상기 차동증폭기(220)에서 출력된 전압차를 정류하는 회로로서, 상기 차동증폭기(220)에서 출력된 교류(A.C) 성분을 직류(D.C) 성분으로 정류하여 그 정류된 신호를 출력하게 되는 것이다.The
상기 비교기(240)는 반전단자(-)로 입력되는 기준전압(Vref)과 비반전단자(+)로 입력되는 전압을 비교하여 비반전단자의 전압이 반전단자의 전압보다 클 경우 (+)신호를 출력하고 비반전단자의 전압이 반전단자의 전압보다 작을 경우 (-)신호를 출력하는 소자로서, 상기 SCR1의 단락에 의한 소손 여부를 판단하기 위하여, 상기 정류기(230)에서 정류된 신호를 상기 기준전압(Vref)과 비교하게 된다.The
여기서, 상기 기준전압(Vref)은 인버터(100)의 회로에 따라 변동이 가능한 값이며, SCR의 특성에 따라 적절하게 설정되어 상기 정류기(230)에서 정류된 신호를 상기 기준전압(Vref)을 비교하여 상기 정류된 신호가 기준전압(Vref)보다 높을 경우 (+) 값을 출력하고, 상기 기준전압(Vref)보다 낮을 경우 (-)값을 출력하는 것이다.Here, the reference voltage (Vref) is a value that can be changed according to the circuit of the
이하에서는 본 발명의 유도용해로 인버터 소손 소자 탐지 회로(200)에 의하 여, 인버터(100)의 병렬연결된 SCR1~SCR6 중 선택된 SCR의 소손 여부를 탐지하는 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of detecting whether the selected SCR of the SCR1 to SCR6 connected in parallel by the
우선, 상기 인버터(100)의 SCR1~SCR6 중 어느 하나의 SCR(본 발명의 실시예로 SCR1이 소손된 것으로 가정함)에 소손이 발생하여 상기 인버터(100)가 정상적으로 작동하지 않는다고 판단되면, 상기 인버터(100)의 SCR1의 애노드(anode)와 캐소드(cathode) (+,-)양단에 상기 입력부(210)를 연결한다.First, if burnout occurs in any one of the SCRs SCR1 to SCR6 of the inverter 100 (assuming that SCR1 is burned in an embodiment of the present invention), and the
이후, 상기 고주파 전압원(212)으로부터 상기 SCR1에 고주파 테스트 신호를 인가하게 되는데, 상기 SCR1은 상기 SCR2,SCR3과 병렬로 연결되어 있으나, 상기 스너버 리액터(SL1)와는 직렬로 연결되어 있으므로 선택되지 않은 이외의 SCR(SCR2,SCR3)의 소손과 관계없이 개별적으로 선택된 SCR1의 단락에 의한 소손 여부만을 판단할 수 있는 것이다.Thereafter, a high frequency test signal is applied to the SCR1 from the high
상기 SCR1이 정상일 경우 상기 SCR1의 양단에는 일정한 전압이 걸리게 되며, 상기 SCR1 양단의 전압은 상기 차동증폭기(220)의 두 입력단으로 입력되어 전압 차에 따른 신호를 출력하게 된다.When the SCR1 is normal, a constant voltage is applied at both ends of the SCR1, and the voltages at both ends of the SCR1 are input to two input terminals of the
상기 차동증폭기(220)에서 출력된 신호는 (+, -) 성분이 포함되어 있으므로, 상기 차동증폭기(220)에서 출력된 신호를 상기 정류기(230)에서 정류하게 되고, 이에 따라 상기 정류기(230)에서 정류된 신호는 상기 SCR1의 양단의 전압 차를 나타내는 것이다.Since the signal output from the
다음으로, 상기 정류기(230)에서 정류된 신호가 상기 비교기(240)에 입력되어 상기 기준전압(Vref)과 비교하게 되는데, 상기 비교기(240)에 입력된 전압은 상 기 SCR1이 정상일 경우 상기 기준전압(Vref)보다 높음으로 상기 비교기(240)는 (+) 값을 출력하게 되고, 따라서 상기 SCR1이 정상임을 나타내는 것이다.Next, the signal rectified by the
반면에, 상기 SCR1이 단락에 의하여 소손된 상태라면, 상기 차동증폭기(220)로 입력되는 전압은 상기 SCR1의 애노드(anode)와 캐소드(cathode) 사이의 전압차로서, 단락에 의하여 소손되었으므로 0V에 가까운 값을 가지며, 이 신호는 상기 정류기(230)를 통하여 정류되어 상기 비교기(240)에 입력되어도, 0V에 가까운 값이므로 상기 비교기(240)에 인가되는 상기 기준전압(Vref)보다 낮게 된다.On the other hand, if the SCR1 is burned out due to a short circuit, the voltage input to the
따라서, 상기 비교기(240)에 입력되는 신호가 상기 기준전압(Vref)보다 낮으므로, 상기 비교기(240)는 (-)값을 출력하게 되고, 이에 따라 상기 SCR1이 단락에 의하여 소손되어 있음을 탐지하게 되는 것이다.Therefore, since the signal input to the
상기 선택된 SCR1이 본 발명의 유도용해로 인버터 소손 소자 탐지 회로(200)에 의하여 정상으로 판단되면, 선택되지 않은 이외의 SCR(SCR2~SCR6)에 상기에서 설명한 본 발명의 실시예에 따라 순차적으로 적용하여 상기 인버터(100)의 병렬연결된 SCR(SCR1~SCR6) 중 소손된 SCR을 탐지해 낼 수 있게 되는 것이다.If it is determined that the selected SCR1 is normal by the inverter burnout
여기서는, 3병렬로 이루어진 인버터에 본 발명의 유도용해로 인버터 소손 소자 탐지 회로를 적용하여 설명하고 있으나, 2이상의 병렬회로로 이루어진 다양한 전력변환기에 적용되어 소손된 SCR을 탐지하는 것이 가능하다.Here, although an inverter burnout element detection circuit has been described as an induction solution of the present invention to an inverter composed of three parallels, it is possible to detect a burned SCR applied to various power converters including two or more parallel circuits.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범 위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated by the limited embodiment and drawing, this invention is not limited by this, The person of ordinary skill in the art to which this invention belongs, Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.
상술한 바와 같이 본 발명의 유도용해로 인버터 소손 소자 탐지 회로에 의하면, 대용량 인버터에 적용되어 병렬로 연결된 다수의 SCR 중 선택된 SCR의 단락에 의한 소손 여부를 단시간 내에 판단하여 소손된 SCR을 수리 및 교체하는 것이 효율적으로 수행될 수 있도록 한다.As described above, according to the induction melting element detection circuit of the present invention, it is applied to a large-capacity inverter to repair or replace a damaged SCR by judging in a short time whether or not it is caused by a short circuit of a selected SCR among a plurality of SCRs connected in parallel. To be done efficiently.
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