KR20080104468A - Apparatus for protecting conveter - Google Patents

Apparatus for protecting conveter Download PDF

Info

Publication number
KR20080104468A
KR20080104468A KR1020070051291A KR20070051291A KR20080104468A KR 20080104468 A KR20080104468 A KR 20080104468A KR 1020070051291 A KR1020070051291 A KR 1020070051291A KR 20070051291 A KR20070051291 A KR 20070051291A KR 20080104468 A KR20080104468 A KR 20080104468A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
processing
voltage
converter
current
output
Prior art date
Application number
KR1020070051291A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김종현
유동욱
류명효
정혜만
하석진
Original Assignee
한국전기연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전기연구원 filed Critical 한국전기연구원
Priority to KR1020070051291A priority Critical patent/KR20080104468A/en
Publication of KR20080104468A publication Critical patent/KR20080104468A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

An apparatus for protecting a converter is provided to prevent an operation area of the converter from being shifted from zero-voltage switching domain to zero-current switching domain. In an apparatus for protecting a converter, a sensing unit(20) senses the output voltage(VO) and output current(IO) of the converter(10). A processing unit(30) processes an output current and output voltage and generates a processing voltage(VT) and a processing electric current(IT). A phase comparator(40) compares the phase of the processing voltage with that of the processing current, outputs a reference value(Q). A controller(50) controls the operation of converter according to the reference value.

Description

컨버터 보호 장치{apparatus for protecting conveter}Converter protection device {apparatus for protecting conveter}

도 1은 종래의 컨버터에서 컨버터를 보호하는 방법에 대한 개략도이다.1 is a schematic diagram of a method of protecting a converter in a conventional converter.

도 2는 컨버터에서 주파수에 따른 전압 이득 그래프이다.2 is a graph of voltage gain versus frequency in a converter.

도 3은 컨버터에서 주파수에 따른 영전압스위칭 영역과 영전류스위칭 영역을 도시한 그래프이다.3 is a graph illustrating a zero voltage switching region and a zero current switching region according to frequency in a converter.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컨버터 보호 장치의 블럭도이다4 is a block diagram of a converter protection device according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라, 가공 전압과 가공 전류를 형성시키는 파형도이다.5 is a waveform diagram for forming a processing voltage and a processing current according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비교부의 구성도이다.6 is a block diagram of a comparison unit according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 컨버터 20 : 센싱부10: converter 20: sensing unit

30 : 가공부 40 : 비교부30: processing part 40: comparison part

50 : 제어부50: control unit

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 가변 전압을 발생시키기 위하여 사용되는 풀 브릿지 컨버터나 하프 브릿지 컨버터를 주파수 가변 방식으로 동작시킬 때, 컨버터의 동작을 영전압스위칭 영역에서 영전류스위칭 영역으로 넘어가는 것을 사전에 방지하여 컨버터의 손상을 막을 수 있는 컨버터 보호 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the above problems of the prior art, and when operating a full bridge converter or a half bridge converter used for generating a variable voltage in a frequency variable manner, the operation of the converter is a zero voltage switching region. It is an object of the present invention to provide a converter protection device that prevents damage to the converter by preventing the transition from the current to the zero current switching region.

일반적으로 전원 장치에서 가변 전압을 얻기 위하여 풀 브릿지 컨버터나 하프 브릿지 컨버터를 사용하고 있고 이의 제어 방법으로는 주파수 가변 제어와 펄스 폭 제어 두 가지 방법을 사용하고 있다. In general, a full-bridge converter or a half-bridge converter is used to obtain a variable voltage in a power supply device, and there are two methods of controlling a frequency variable and a pulse width.

상기 제어 방법 중 주파수 가변 제어 방식을 사용하는 경우에는, 도 2에 도시된 바와 같은 주파수에 따른 전압 이득 그래프 중 최대 이득을 얻는 주파수(공진주파수)를 기준으로 오른쪽 주파수대를 이용한다. In the case of using the variable frequency control method of the control method, the right frequency band is used based on the frequency (resonant frequency) to obtain the maximum gain in the voltage gain graph according to the frequency as shown in FIG.

즉, 처음에는 고주파수로 동작을 시작하여 낮은 출력 전압을 얻고 출력 전압을 높이기 위해 동작 주파수를 점차 낮추어 간다. 동작 주파수가 낮아져 공진주파수에 가까워질수록 출력전압은 상승하고 공진주파수가 되었을 때 출력전압은 최대가 된다. That is, at first, the operation frequency is started to obtain a low output voltage and the operation frequency is gradually lowered to increase the output voltage. As the operating frequency decreases and approaches the resonance frequency, the output voltage rises and the output voltage becomes maximum when the resonance frequency reaches.

하지만 컨버터의 동작을 살펴보면 도 3에 도시된 바와 같이 공진주파수 보다 높은 영역에서는 영전압스위칭 (Zero Voltage Switching)을 하고 공진주파수 보다 낮은 영역에서는 영전류스위칭 (Zero Current Switching)을 한다. 공진주파수를 기준으로 동작주파수가 오르락 내리락 할 때에는 동작이 불안해져 컨버터가 손상되는 경우가 발생한다. However, referring to the operation of the converter, as shown in FIG. 3, zero voltage switching is performed in a region higher than the resonance frequency and zero current switching is performed in a region lower than the resonance frequency. When the operating frequency rises and falls based on the resonance frequency, the operation becomes unstable and the converter may be damaged.

따라서 일반적으로 컨버터에서 동작 주파수를 정할 때 어느 한쪽에 선택하여 사용한다. 하지만 출력전압 조정이 필요한 전원 장치에 있어서는 사용자가 출력전압을 높이려는 시도에서 동작주파수가 공진주파수의 영역으로 쉽게 넘어갈 수 있으므로 이를 막기 위한 보호회로가 필요하다. Therefore, in general, when selecting an operating frequency in the converter, either side is used. However, in a power supply device that requires an output voltage adjustment, a protection circuit is required to prevent the operating frequency from being easily shifted to the resonant frequency when the user attempts to increase the output voltage.

도 1은 기존의 풀 브릿지 컨버터나 하프 브릿지 컨버터에서 컨버터를 보호하기 위한 방법을 제시한 것으로, 이것은 단순히 컨버터에 흐르는 전류를 센싱 저항 (RS) 또는 전류 변압기 (CT : Current Transformer)를 사용하여 검출하고, 검출된 값이 기준치 이상이면 컨버터의 동작이상으로 보고 컨버터의 동작을 멈추는 동작이다. 그러나, 이것은 과전류가 발생하는 원인을 제거하는 방법이 아니라 과전류 발생 후에 컨버터를 보호하는 방법으로 이것이 반복되면 컨버터는 파괴되는 문제점이 발생한다.1 illustrates a method for protecting a converter in a conventional full bridge converter or a half bridge converter, which simply detects a current flowing through the converter by using a sensing resistor (R S ) or a current transformer (CT). If the detected value is equal to or greater than the reference value, the operation is reported to be an abnormal operation of the converter and the operation of the converter is stopped. However, this is not a method of eliminating the cause of the overcurrent, but a method of protecting the converter after the overcurrent is generated. If this is repeated, the converter is destroyed.

본 발명은 컨버터 보호 장치에 관한 것으로, 특히 가변 전압을 발생시키기 위하여 사용되는 풀 브릿지 컨버터나 하프 브릿지 컨버터를 주파수 가변 방식으로 동작시킬 때, 컨버터의 동작을 영전압스위칭 영역에서 영전류스위칭 영역으로 넘어가는 것을 사전에 방지하여 컨버터의 손상을 막을 수 있는 컨버터 보호 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a converter protection device. In particular, when operating a full bridge converter or a half bridge converter used to generate a variable voltage in a frequency variable manner, the operation of the converter is shifted from the zero voltage switching region to the zero current switching region. The present invention relates to a converter protection device that can prevent damage to the converter in advance.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 컨버터 보호 장치를 이루는 구성수단은, 컨버터 보호 장치에 있어서, 풀 브릿지 컨버터 또는 하프 브릿지 컨버터의 출력 전압과 출력 전류를 센싱하는 센싱부, 상기 출력 전압과 출력 전류를 변형시켜 가공 전압 및 가공 전류를 생성시키는 가공부, 상기 가공 전압과 가공 전류를 입력받아, 상기 가공 전압의 위상과 가공 전류의 위상을 비교한 후, 비교 값을 출력하는 위상 비교부, 상기 위상 비교부에서 출력되는 비교 값이 상기 가공 전류의 위상이 상기 가공 전압의 위상과 같거나 빠른 경우에 해당하는 경우에는 상기 컨버터의 동작을 중지시키는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a constituent means of the converter protection device according to the present invention includes a sensing unit configured to sense an output voltage and an output current of a full bridge converter or a half bridge converter in the converter protection device, and the output voltage. And a processing unit for generating a processing voltage and a processing current by modifying the output current, and a phase comparing unit which receives the processing voltage and the processing current, compares the phase of the processing voltage with the phase of the processing current, and then outputs a comparison value. And a controller for stopping the operation of the converter when the comparison value output from the phase comparison unit corresponds to a case where the phase of the processing current is equal to or faster than the phase of the processing voltage.

또한, 상기 가공 전압은 상기 출력 전압의 위상을 지연시켜 가공된 전압인 것을 특징으로 한다.In addition, the processing voltage is characterized in that the voltage processed by delaying the phase of the output voltage.

또한, 상기 가공 전류는 상기 출력 전류의 극성 정보를 이용하여 가공된 전류인 것을 특징으로 한다.In addition, the processing current is characterized in that the processed current using the polarity information of the output current.

또한, 상기 비교부는 D-플립플롭으로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the comparison unit is characterized in that composed of D-flip flop.

또한, 상기 D-플립플롭은 상기 가공 전압의 신호가 상승에지(rising edge)일 때, 상기 가공 전류의 신호가 Low("0")인 경우에는 Low("0") 값을 출력하고, 상기 가공 전류의 신호가 Hihg("1")인 경우에는 Hihg("1") 값을 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, the D-flip-flop outputs a Low ("0") value when the signal of the machining current is Low ("0") when the signal of the machining voltage is a rising edge. When the signal of the machining current is Hihg ("1"), the Hihg ("1") value is output.

또한, 상기 D-플립플롭이 Hihg("1") 값을 출력한 경우에, 상기 제어부는 상기 컨버터의 동작을 중지시키는 것을 특징으로 한다.Further, when the D-flip-flop outputs a Hihg ("1") value, the control unit stops the operation of the converter.

또한, 상기 D-플립플롭은 상기 출력 전압에 의하여 인에이블(enable)되는 것을 특징으로 한다.In addition, the D-flip-flop may be enabled by the output voltage.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 구성수단으로 이루어져 있는 본 발명인 컨버터 보호 장치에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the converter protection device of the present invention consisting of the above configuration means.

도 4은 본 발명의 실시예에 따른 컨버터 보호 장치의 블럭도이다.4 is a block diagram of a converter protection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 컨버터 보호 장치는 컨버터(10)의 출력 전압(VO)과 출력 전류(IO)를 센싱하는 센싱부(20)와, 상기 센싱부(20)에서 센싱한 출력 전압(VO)과 출력 전류(IO)를 소정의 형태로 가공하여 가공 전압(VT)과 가공 전류(IT)를 생성시키는 가공부(30)와, 상기 가공 전압(VT)과 가공 전류(IT)의 위상을 비교하여 비교 값(Q)을 출력하는 위상 비교부(40)와, 상기 위상 비교부(40)의 비교 값(Q)에 따라, 상기 컨버터(10)의 동작 여부를 제어하는 제어부(50)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 4, the converter protection device according to the present invention includes a sensing unit 20 for sensing an output voltage V O and an output current I O of the converter 10, and the sensing unit 20. A processing unit 30 for generating a processing voltage V T and a processing current I T by processing the output voltage V O and the output current I O sensed by a predetermined shape, and the processing voltage ( V T ) and the phase comparator 40 for comparing the phase of the processing current I T and outputting a comparison value Q, and the converter (A) according to the comparison value Q of the phase comparator 40. And a controller 50 for controlling the operation of 10).

상기 컨버터(10)는 가변 전압을 얻기 위하여 사용되는 컨버터로써, 풀 브릿지 컨버터 또는 하프 브릿지 컨버터가 해당된다. 상기 컨버터(10)는 주파수 가변 제어시, 동작 주파수를 변화시켜 공진 주파수를 지나갈 때 발생하는 컨버터의 동작 불안이 해소되어야 한다.The converter 10 is a converter used to obtain a variable voltage, and corresponds to a full bridge converter or a half bridge converter. When the converter 10 controls the variable frequency, the operating anxiety of the converter generated when the operating frequency is changed to pass the resonance frequency should be solved.

상기 컨버터(10)의 동작 불안을 해소하는 것이 본 발명의 목적인데, 이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 다음과 같은 구성요소가 필요하고, 각 구성요소들은 다음과 같은 동작을 수행한다.It is an object of the present invention to solve the operational anxiety of the converter 10, in order to achieve the object of the present invention, the following components are required, and each component performs the following operation.

먼저, 센싱부(20)가 상기 풀 브릿지 컨버터 또는 하프 브릿지 컨버터의 출력 전압(VO)과 출력 전류(IO)를 센싱한다. 상기 센싱부(20)에 의하여 센싱된 출력 전압(VO)과 출력 전류(IO)는 가공부(30)에 전달된다.First, the sensing unit 20 senses the output voltage V O and the output current I O of the full bridge converter or the half bridge converter. The output voltage V O and the output current I O sensed by the sensing unit 20 are transmitted to the processing unit 30.

상기 출력 전압(VO)과 출력 전류(IO)를 입력받은 상기 가공부(30)는 상기 출력 전압(VO)과 출력 전류(IO)를 소정 펄스 형태로 변형하여 가공 전압(VT)과 가공 전류(IT)를 생성시킨다. The output voltage (V O) and the output current (I O) to the processing unit 30 is received by the predetermined said output voltage (V O) and the output current (I O), transformed into a pulse-type machining voltage (V T ) And the machining current I T.

상기 가공부(30)에 의하여 가공되는 상기 가공 전압(VT)은 상기 출력 전압(VO)의 위상이 소정 시간만큼 지연된 펄스 전압이다. 그리고, 상기 가공 전류(IT)는 상기 출력 전류(IO)의 극성 정보를 이용하여 가공된 펄스 전류이다.The processing voltage V T processed by the processing unit 30 is a pulse voltage in which the phase of the output voltage V O is delayed by a predetermined time. The processing current I T is a processed pulse current using polarity information of the output current I O.

구체적으로, 도 5를 참조하여 설명하면, 도 5에서 맨 위에 도시된 파형은 출력 전압(VO)과 출력 전류(IO)의 파형이다. 상기 가공부(30)는 상기 출력 전압(VO)의 위상을 소정의 시간(Td)만큼 지연시켜 가공 전압(VT)을 생성한다(도 5에서 가운데에 도시된 파형). Specifically, referring to FIG. 5, the waveform shown at the top in FIG. 5 is the waveform of the output voltage V O and the output current I O. The processing unit 30 generates the processing voltage V T by delaying the phase of the output voltage V O by a predetermined time Td (waveform shown in the center in FIG. 5).

그리고, 상기 가공부(30)는 상기 출력 전류(IO)의 극성 정보를 이용하여 상 기 펄스 형태의 가공 전류(IT)를 생성한다(도 5에서 맨 밑에 도시된 파형). 즉, 상기 가공부(30)는 상기 출력 전류(IO)가 양일 때에는 High("1"), 음일 때에는 Low("0")로 출력하여 펄스 형태의 가공 전류(IT)를 생성한다.In addition, the processing unit 30 generates the processing current I T in the form of pulse using the polarity information of the output current I O (waveform shown at the bottom in FIG. 5). That is, the processing unit 30 outputs high ("1") when the output current I O is positive and low ("0") when the output current I O is positive, thereby generating the processing current I T in the form of a pulse.

본 발명에서는 컨버터가 영전압스위칭 영역에서 동작하도록 하고자 한다. 상기 컨버터가 영전압스위칭 영역에서 동작하기 위해서는 출력 전압(VO)의 위상이 출력 전류(IO)의 위상보다 빠를 때 가능하다. 따라서, 상기 출력 전류(IO)의 위상이 상기 출력 전압(VO)의 위상보다 빨라지는가를 판단하여, 이 경우에 상기 컨버터의 동작을 중지시켜야 한다. In the present invention, the converter is intended to operate in the zero voltage switching region. In order for the converter to operate in the zero voltage switching region, it is possible when the phase of the output voltage V O is earlier than the phase of the output current I O. Therefore, it is necessary to determine whether the phase of the output current I O is faster than the phase of the output voltage V O , in which case the operation of the converter must be stopped.

그러나, 상기와 같이, 상기 출력 전류(IO)의 위상이 상기 출력 전압(VO)의 위상보다 빨라진 경우에는 이미 상기 컨버터의 동작이 불안해지고, 손상을 입게 되는 것이다. 따라서, 본 발명에서는 상기 출력 전압(VO)의 위상을 지연시켜 가공 전압(VT)을 생성하고, 상기 출력 전류(IO)를 가공한 가공 전류(IT)가 상기 가공 전압(VT)의 위상보다 빨라지는가를 판단하는 것이다. 결국, 상기 지연 시간(Td)만큼 마진을 두기 때문에, 상기 컨버터의 동작을 중지시키는 시점에서 상기 컨버터는 손상을 입지 않게 되는 것이다.However, as described above, when the phase of the output current I O becomes faster than the phase of the output voltage V O , the operation of the converter is already unstable and damaged. Therefore, in the present invention, the processing voltage V T is generated by delaying the phase of the output voltage V O , and the processing current I T which processes the output current I O is the processing voltage V T. It is judged whether it is faster than the phase of). As a result, since the margin is set by the delay time Td, the converter is not damaged when the converter is stopped.

상기와 같은 가공부(30)에 의하여 가공된 가공 전압(VT)과 가공 전류(IT)는 위상 비교부(40)에 입력된다. 상기 위상 비교부(40)는 상기 가공 전압(VT)과 가공 전류(IT)를 입력받아 상기 가공 전압(VT)의 위상과 상기 가공 전류(IT)의 위상을 비교 한 후, 그 비교 값을 출력한다.The processing voltage V T and the processing current I T processed by the processing unit 30 as described above are input to the phase comparison unit 40. After comparing phases of the phase comparator 40 is the processing voltage (V T) and processing the current (I T), an input receiving the phase and the processing current (I T) of the working voltage (V T), the Output the comparison value.

상기와 같이 가공 전압과 가공 전류의 위상을 비교하여, 비교 값을 출력하기 위하여, 본 발명에서는 상기 위상 비교부(40)를 도 6에 도시된 바와 같이, D-플립플롭으로 구성한다.As described above, in order to compare the phases of the processing voltage and the processing current and output a comparison value, the phase comparison unit 40 is configured as a D-flip flop as shown in FIG. 6.

상기와 같이 D-플립플롭으로 구성된 상기 위상 비교부(40)에서는 상기 D-플립플롭의 입력으로서, 상기 가공 전압(VT)과 가공 전류(IT)를 입력받아, 상기 가공 전압(VT)의 신호가 상승에지(rising edge)일 때, 상기 가공 전류(IT)의 신호가 Low("0")인 경우에는 Low("0") 값을 출력하고, 상기 가공 전류(IT)의 신호가 High("1")인 경우에는 High("1") 값을 출력시킨다. As described above, the phase comparison unit 40 configured as a D-flip flop receives the processing voltage V T and the processing current I T as inputs of the D-flip flop, and the processing voltage V T. When the signal of) is a rising edge, when the signal of the machining current I T is Low ("0"), a value of Low ("0") is output and the machining current I T is output. If the signal is High ("1"), it outputs High ("1") value.

상기 위상 비교부(40)를 구성하는 D-플립플롭은 상기 출력 전압에 의하여 인에이블(enable)된다. 상기 출력 전압(VO)은 상기 가공 전압(VT)보다 위상이 빠르기 때문에, 상기 위상 비교부(40)에서 가공 전압(VT)과 가공 전류(IT)의 위상을 비교할 때에는 상기 D-플립플롭은 항상 활성화되어 있다.The D-flip-flop constituting the phase comparator 40 is enabled by the output voltage. Since the output voltage V O is faster than the processing voltage V T , the phase comparison unit 40 compares the phase of the processing voltage V T with the processing current I T when the phase voltage D − is equal to that of the processing voltage V T. Flip-flops are always active.

상기 가공 전압(VT)의 신호가 상승에지(rising edge)일 때, 상기 가공 전류(IT)의 신호가 Low("0")인 경우에는 상기 가공 전압(VT)의 위상이 상기 가공 전 류(IT)의 위상보다 더 빠르다는 것을 의미하고, 결과적으로 상기 컨버터가 영전압스위칭 영역에서 동작하고 있다는 것이 된다.When the signal of the processing voltage (V T ) is a rising edge, when the signal of the processing current (I T ) is Low ("0"), the phase of the processing voltage (V T ) is the processing. This means that it is faster than the phase of current I T , and consequently the converter is operating in the zero voltage switching region.

반대로, 상기 가공 전압(VT)의 신호가 상승에지(rising edge)일 때, 상기 가공 전류(IT)의 신호가 High("1")인 경우에는 상기 가공 전압(VT)의 위상이 상기 가공 전류(IT)의 위상과 동일하거나 더 느리다는 것을 의미하고, 결과적으로 상기 컨버터가 영전압스위칭 영역에서 영전류스위칭 영역으로 넘어갈 직전에 있는 것이다. 이때, 상기 가공전압(VT)은 상기 출력 전압(VO)의 위상이 지연된 전압이기 때문에, 실제 영전류스위칭 영역에서 동작하는 것이 아니다.On the contrary, when the signal of the processing voltage V T is a rising edge, when the signal of the processing current I T is High (“1”), the phase of the processing voltage V T is increased. It means that it is equal to or slower in phase with the processing current I T , and consequently the converter is on the verge of transitioning from the zero voltage switching region to the zero current switching region. At this time, since the processing voltage V T is a voltage at which the phase of the output voltage V O is delayed, it does not operate in the actual zero current switching region.

상기와 같이, 위상 비교부(40)에서 출력된 비교 값은 상기 제어부(50)에 전달된다. 상기 제어부(50)는 상기 위상 비교부(40)에서 출력되는 비교 값(Q)이 상기 가공 전류(IT)의 위상이 상기 가공 전압(VT)의 위상과 같거나 빠른 경우에 해당하는 경우에는 상기 컨버터(10)의 동작을 중지시킨다.As described above, the comparison value output from the phase comparator 40 is transmitted to the controller 50. The controller 50 if the if the comparison value (Q) output from the phase comparator 40 this phase of the working current (I T) equal to the phase of the working voltage (V T) or fast Stops the operation of the converter 10.

즉, 상기 제어부(50)는 상기 위상 비교부(40)를 구성하는 D-플립플롭이 High("1") 값을 출력한 경우에는 상기 컨버터(10)의 동작을 중지시킨다. 상기 D-플립플롭이 High("1") 값을 출력한 경우에는 상기 가공 전류(IT)의 위상이 상기 가공 전압(VT)의 위상과 동일하거나 더 빠르다는 것을 의미하기 때문에, 상기 컨버터가 영전압스위칭 동작 영역에서 영전류스위칭 동작 영역으로 넘어갈 직전이라는 것이다. 따라서, 상기 제어부(50)는 사전에 상기 컨버터의 동작 불안과 손상을 방지하 기 위하여 상기 컨버터의 동작을 중지시킨다.That is, the controller 50 stops the operation of the converter 10 when the D-flip-flop constituting the phase comparator 40 outputs a high value ("1"). When the D-flip-flop outputs a High ("1") value, it means that the phase of the processing current I T is equal to or faster than the phase of the processing voltage V T , and thus the converter. Is just before the transition from the zero voltage switching operation region to the zero current switching operation region. Accordingly, the controller 50 stops the operation of the converter in order to prevent anxiety and damage to the converter in advance.

상술한 본 발명인 컨버터 보호 장치의 동작을 정리하면 다음과 같다.The operation of the converter protection device of the present invention described above is summarized as follows.

컨버터(10)에서 영전압스위칭(ZVS) 동작은 출력 전압(VO)의 위상이 출력 전류(IO)의 위상보다 빠를 때 가능하다. 하지만 출력 전압(VO)을 최대로 하기 위해 동작주파수를 고주파수에서 저주파수로 낮추다 보면 출력 전압(VO)의 위상이 출력 전류(IO)의 위상이 일치하는 공진 영역으로 들어가고, 이때 컨버터의 동작은 불안하여 과전류를 발생한다. The zero voltage switching (ZVS) operation in the converter 10 is possible when the phase of the output voltage V O is earlier than the phase of the output current I O. However, the output voltage (V O) to look let down at a high frequency to the operating frequency to a maximum of the low frequency into the resonator region where the phase of the output voltage (V O) is the phase matching of the output current (I O), wherein the converter operates in the Is unstable and generates overcurrent.

따라서 본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이 출력 전압(VO)의 위상을 기준으로 소정의 마진(Td 만큼)을 두어, 가공 전압(VT)을 만들고, 출력 전류(IO)의 극성 정보만 가져와 가공 전류(IT)를 만든다.Accordingly, in the present invention, as shown in FIG. 5, a predetermined margin (by Td) is provided based on the phase of the output voltage V O to generate a processing voltage V T , and polarity information of the output current I O. Only to create a machining current (I T ).

여기서 출력 전압(VO)은 도 1에서 설명한 바와 같이, 컨버터의 전압을 직접 센싱하거나, FET의 게이트 구동 신호를 이용하여 센싱할 수 있다. 상기 출력 전압(VO)과 상기 가공 전압(VT)의 위상 차이가 컨버터(10)를 동작 불안에서 보호할 수 있는 마진이다. Here, the output voltage V O may be directly sensed by the voltage of the converter or by using the gate driving signal of the FET as described with reference to FIG. 1. The phase difference between the output voltage V O and the processing voltage V T is a margin that can protect the converter 10 from unstable operation.

상기 가공 전류(IT)는 상기 출력 전류(IO)가 양일 때는 High이고 음일 때는 Low를 출력하여 생성된다. 상기 가공 전압(VT)과 가공 전류(IT) 및 출력 전압(VO)을 입력으로 하여, 도 6에 도시된 D-플립플롭(D flip/flop)을 이용하여 컨버터를 보호 할 수 있는 회로를 구현할 수 있다. The processing current I T is generated by outputting high when the output current I O is positive and low when negative. By using the processing voltage (V T ), the processing current (I T ) and the output voltage (V O ) as input, it is possible to protect the converter by using the D flip-flop (D flip / flop) shown in FIG. The circuit can be implemented.

상기 D-플립플롭(D flip/flop)의 출력 Q는 가공 전압 신호가 상승에지(rising edge) 일 때, 입력되는 가공 전류가 Low이고, 이때 Enable 단자로 들어가는 출력 전압의 신호가 High 일 때 Low가 된다. 즉, 상기 D-플립플롭(D flip/flop)의 출력 Q가 Low 일 때 컨버터는 영전압스위칭(ZVS) 영역에서 동작을 한다. The output Q of the D flip / flop is low when the processing voltage signal is rising when the processing voltage signal is rising edge, and is low when the signal of the output voltage entering the enable terminal is high. Becomes That is, when the output Q of the D flip / flop is Low, the converter operates in the zero voltage switching (ZVS) region.

기본적으로, 상기 컨버터가 영전압스위칭 영역에서 동작하는가를 확인하는 방법은 가공 전압 신호와 입력되는 가공 전류의 정보로 충분하나, 출력 전압의 신호를 Enable 단자로 사용하여 회로의 신뢰성을 높일 수 있다. 도 6에 도시된 D flip/flop 출력 Q의 결과로부터 컨버터가 영전압스위칭(ZVS) 영역에서 동작함을 알 수 있고 출력 Q가 High로 바뀌면 동작이상으로 판단하고 컨버터의 동작을 멈추게 한다. Basically, the method of confirming whether the converter operates in the zero voltage switching region is sufficient with information of the process voltage signal and the input process current, but it is possible to increase the reliability of the circuit by using the signal of the output voltage as the enable terminal. It can be seen from the result of the D flip / flop output Q shown in FIG. 6 that the converter operates in the zero voltage switching (ZVS) region. When the output Q changes to High, it is determined that the converter is in an abnormal state and the operation of the converter is stopped.

상기와 같은 구성 및 바람직한 실시예를 가지는 본 발명인 컨버터 보호 장치에 의하면, 가변 전압을 발생시키기 위하여 사용되는 풀 브릿지 컨버터나 하프 브릿지 컨버터를 주파수 가변 방식으로 동작시킬 때, 컨버터의 동작을 영전압스위칭 영역에서 영전류스위칭 영역으로 넘어가는 것을 사전에 방지할 수 있기 때문에, 컨버터의 손상을 막을 수 있고, 이 컨버터를 사용하는 전원 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.According to the converter protection device of the present invention having the configuration and the preferred embodiment as described above, the operation of the converter when the full bridge converter or the half bridge converter used to generate the variable voltage in a frequency variable manner, the operation of the converter is zero voltage switching region. Since it is possible to prevent the transition to the zero-current switching region at, the damage of the converter can be prevented and the reliability of the power supply device using the converter can be improved.

Claims (7)

컨버터 보호 장치에 있어서,In the converter protection device, 풀 브릿지 컨버터 또는 하프 브릿지 컨버터의 출력 전압과 출력 전류를 센싱하는 센싱부;A sensing unit configured to sense an output voltage and an output current of a full bridge converter or a half bridge converter; 상기 출력 전압과 출력 전류를 변형시켜 가공 전압 및 가공 전류를 생성시키는 가공부;A processing unit for generating a processing voltage and a processing current by modifying the output voltage and the output current; 상기 가공 전압과 가공 전류를 입력받아, 상기 가공 전압의 위상과 가공 전류의 위상을 비교한 후, 비교 값을 출력하는 위상 비교부;A phase comparison unit configured to receive the processing voltage and the processing current, compare a phase of the processing voltage with a phase of the processing current, and output a comparison value; 상기 위상 비교부에서 출력되는 비교 값이 상기 가공 전류의 위상이 상기 가공 전압의 위상과 같거나 빠른 경우에 해당하는 경우에는 상기 컨버터의 동작을 중지시키는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 컨버터 보호 장치.And a control unit for stopping the operation of the converter when the comparison value output from the phase comparison unit corresponds to a case where the phase of the processing current is equal to or faster than the phase of the processing voltage. . 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 가공 전압은 상기 출력 전압의 위상을 지연시켜 가공된 전압인 것을 특징으로 하는 컨버터 보호 장치.And said processing voltage is a voltage processed by delaying the phase of said output voltage. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 가공 전류는 상기 출력 전류의 극성 정보를 이용하여 가공된 전류인 것을 특징으로 하는 컨버터 보호 장치.And said processing current is a current processed using polarity information of said output current. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 비교부는 D-플립플롭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 컨버터 보호 장치.And said comparator comprises a D-flip-flop. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 D-플립플롭은 상기 가공 전압의 신호가 상승에지(rising edge)일 때, 상기 가공 전류의 신호가 Low("0")인 경우에는 Low("0") 값을 출력하고, 상기 가공 전류의 신호가 Hihg("1")인 경우에는 Hihg("1") 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 컨버터 보호 장치.The D-flip-flop outputs a low ("0") value when the signal of the processing current is low ("0") when the signal of the processing voltage is a rising edge, and the processing current. If the signal of Hihg ("1") is Hihg ("1") converter output device characterized in that for outputting. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 D-플립플롭이 Hihg("1") 값을 출력한 경우에, 상기 제어부는 상기 컨버터의 동작을 중지시키는 것을 특징으로 하는 컨버터 보호 장치.And the controller stops the operation of the converter when the D-flip-flop outputs a Hihg ("1") value. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 D-플립플롭은 상기 출력 전압에 의하여 인에이블(enable)되는 것을 특징으로 하는 컨버터 보호 장치.And said D-flip-flop is enabled by said output voltage.
KR1020070051291A 2007-05-28 2007-05-28 Apparatus for protecting conveter KR20080104468A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070051291A KR20080104468A (en) 2007-05-28 2007-05-28 Apparatus for protecting conveter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070051291A KR20080104468A (en) 2007-05-28 2007-05-28 Apparatus for protecting conveter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080104468A true KR20080104468A (en) 2008-12-03

Family

ID=40366083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070051291A KR20080104468A (en) 2007-05-28 2007-05-28 Apparatus for protecting conveter

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080104468A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140116338A (en) Switch control circuit, power supply device comprising the same, and driving method of the power supply device
US9584045B2 (en) Converter controller with half bridge adaptive dead time circuit and method
KR20150095180A (en) Switch control circuit and resonant converter comprising thereof
US11552553B2 (en) Load abnormality detecting circuit for inverter and inverter apparatus
KR20070002005A (en) Control circuit for switching power supply
JP3652098B2 (en) Load abnormality detection circuit for inverter
EP4293891A1 (en) Micro-inverter and grid-tied output control method and device therefor
US11719758B2 (en) Load abnormality detecting circuit for inverter
US20170170715A1 (en) Method of controlling an inverter
JP6340463B1 (en) Power supply
JP5353406B2 (en) Switching power supply
JP2013153620A (en) Switching power supply device
KR20080104468A (en) Apparatus for protecting conveter
JP4701584B2 (en) Welding machine or cutting machine
EP3787373B1 (en) Induction cooker and operation method thereof
Zhang et al. A dead-time compensation method for parabolic current control with improved current tracking precision
Chen et al. DSP-based high-frequency HVDC source for verifying internal pressure of vacuum chamber
JP4500470B2 (en) Power converter
JPH08331855A (en) Inverter apparatus
JP2004147441A (en) Electric power supply device and method therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
NORF Unpaid initial registration fee