KR20190075723A - 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로 - Google Patents

전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로 Download PDF

Info

Publication number
KR20190075723A
KR20190075723A KR1020170177547A KR20170177547A KR20190075723A KR 20190075723 A KR20190075723 A KR 20190075723A KR 1020170177547 A KR1020170177547 A KR 1020170177547A KR 20170177547 A KR20170177547 A KR 20170177547A KR 20190075723 A KR20190075723 A KR 20190075723A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power switching
temperature
switching device
resistor
control signal
Prior art date
Application number
KR1020170177547A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102046889B1 (ko
Inventor
정용찬
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020170177547A priority Critical patent/KR102046889B1/ko
Publication of KR20190075723A publication Critical patent/KR20190075723A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102046889B1 publication Critical patent/KR102046889B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/04—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature
    • H02H5/042—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature using temperature dependent resistors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/022—Compressor control arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/14—Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/021—Inverters therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로는, 전력 스위칭 소자의 동작을 위한 스위칭 신호를 상기 전력 스위칭 소자에 인가하고, 게이트 제어 신호에 근거하여 상기 스위칭 신호를 차단하는 스위칭 신호 입력부, 상기 전력 스위칭 소자의 온도에 대응하는 전압을 인가하는 온도 감지부, 상기 온도에 대응하는 전압의 크기 및 기준 전압의 크기에 기초하여 상기 게이트 제어 신호를 출력하는 비교기, 및, 상기 기준 전압을 인가하고, 상기 게이트 제어 신호에 근거한 저항값의 변경에 의하여 상기 기준 전압의 크기를 변경하는 기준 신호 조절부를 포함한다.

Description

전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로{CIRCUIT FOR BLOCKING OPERATION OF POWER SWITCH}
본 발명은, 전력 스위칭 소자의 온도가 상승하는 경우 전력 스위칭 소자의 온도를 하강시키도록 하드웨어 적으로 구성한 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로에 관한 것이다.
일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 장치로서 냉동기기, 예를 들어 냉장고나 공기조화기 등의 일부분으로 사용된다.
공기 조화기는 압축기로 냉매를 압축시킨 후 압축된 냉매가 기화하면서 발생되는 열 교환을 통하여 공기를 냉각하는 장치이다.
공기조화기는 압축기, 팬 등에 전동기를 사용하며, 이를 구동하기 위하여 입력전원으로부터 제공된 교류전압을 직류전압으로 변환하고, 변환된 직류전압을 펄스-폭 변조된 (PWM:Pulse Width Modulation) 전압으로 다시 변환하여 부하에 공급한다.
한편 입력 전원을 압축기에 전달하는 전력 변환 장치는 다수의 전력 스위칭 소자를 포함한다.
예를 들어 컨버터는 전력 스위칭 소자를 구비하고, 마이컴에서 출력하는 컨버터 제어 신호에 기초하여 전력 스위칭 소자의 동작에 따라 입력 전원에 대한 정류나 승압을 수행할 수 있다.
또 다른 예를 들어 인버터는 다수의 전력 스위칭 소자를 구비하고, 마이컴에서 출력하는 인버터 제어 신호에 기초한 스위칭 소자의 동작에 따라 직류 전압을 구동 전압으로 변환할 수 있다.
한편 전력 스위칭 소자에서의 손실(Loss)는 대부분 발열로 나타나게 된다. 그리고 발열로 인하여 온도가 높아질수록 전력 스위칭 소자의 성능은 떨어지고, 온도가 한계치 이상으로 높아질 경우에는 전력 스위칭 소자가 소손되게 된다.
따라서 전력 스위칭 소자의 온도를 감지하고, 온도가 일정 값 이상 증가하면 전력 스위칭 소자의 동작을 중단시키고, 온도가 다시 내려가면 전력 스위칭 소자의 동작을 재개하는 기술이 등장하였다.
한편 전력 스위칭 소자의 동작을 중단시키는 차단 온도 및 전력 스위칭 소자의 동작을 재개하는 복귀 온도가 동일하게 설정되는 경우, 전력 스위칭 소자의 온도가 차단 온도 근처에서 횡보할 수 있으며, 이에 따라 단 시간 안에 전력 스위칭 소자의 동작 중단과 동작 재개가 반복되는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 경우 전력 스위칭 소자는 도통과 차단을 반복하기 때문에 전력 스위칭 소자의 수명에 좋지 못한 영향을 미치게 되고 압축기에 대한 전력 공급이 불안정해질 수 있다.
이를 극복하기 위하여, 대한민국 등록특허 KR 10-0537090 B1에서는 두개의 서미스터(thermistor)을 이용하여 복귀 온도를 차단 온도보다 낮추는 기술을 제시하고 있다. 이 기술에 따르면 단시간에 도통과 차단을 반복하는 문제를 해결함으로써, 전력 공급을 안정화 하고 전력 스위치 소자의 수명을 늘릴 수 있다.
다만 PTC 서미스터나 NTC 서미스터 등의 서미스터는 고가의 부품이며, 대한민국 등록특허 KR 10-0537090 B1에서 제시된 기술은 두개의 서미스터(thermistor)의 사용이 필수적이기 때문에, 제품의 원가가 상승하는 문제가 있다.
또한 전력 스위칭 소자의 온도가 상승한다고 하여 곧바로 전력 스위칭 소자의 동작을 중단하는 것은, 전력 변환 장치의 잦은 중단을 야기할 수 있으며 전력 스위칭 소자의 수명을 단축시킬 수 있다. 따라서 전력 스위칭 소자의 온도 상승을 단계적으로 억제할 필요가 있다.
본 발명의 목적은, 하나의 서미스터를 비교기, 저항, 스위치 등과 함께 구성하여 전력 스위칭 소자의 차단 온도와 복귀 온도를 다르게 설정할 수 있는 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 제공하기 위함이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전력 스위칭 소자의 온도에 따라 게이트 저항을 변화시키거나 전력 스위칭 소자의 동작을 중단시킴으로써, 전력 스위칭 소자의 온도 상승을 단계적으로 억제할 수 있는 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 제공하기 위함이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로는, 전력 스위칭 소자의 온도와 기준 전압의 크기를 비교하여 스위칭 신호의 차단을 위한 게이트 제어 신호를 출력하는 비교기를 포함하고, 게이트 제어 신호가 출력되면 기준전압의 크기는 변경된다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로는, 전력 스위칭 소자의 온도가 관리 시작 온도보다 높으면 게이트 저항부의 저항값을 감소시키고, 전력 스위칭 소자의 온도가 차단 온도보다 높으면 스위칭 신호의 인가를 중단한다.
본 발명은, 하나의 서미스터를 비교기, 저항, 스위치 등과 함께 구성하여 전력 스위칭 소자의 차단 온도와 복귀 온도를 다르게 설정함으로써, 전력 스위칭 소자가 도통 및 차단을 반복하는 문제를 적은 비용으로 해결할 수 있다. 이에 따라 본 발명은, 적은 비용으로도 압축기에 대한 전력 공급을 안정화 하고 전력 스위칭 소자의 수명을 늘릴 수 있는 장점이 있다.
본 발명은, 발열로 인하여 전력 스위칭 소자의 능력이 낮아지는 시점에서는 게이트 저항을 감소시킴으로써 발열 정도를 개선하고, 발열로 인하여 소손의 위험성이 있는 온도까지 온도가 상승한 경우에는 전력 스위칭 소자의 동작을 중단시킴으로써 장치의 안정성을 향상시켰다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 적용이 가능한 전력 변환 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5a는 본 발명의 제1 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 도시한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 제1 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로에서의 신호 파형을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7a는 본 발명의 제2 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 도시한 도면이다.
도 7b는 본 발명의 제2 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로에서의 신호 파형을 도시한 도면이다.
도 8a는 본 발명의 제3 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 도시한 도면이다.
도 8b는 본 발명의 제3 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로에서의 신호 파형을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 개시되는 전원 유지 회로는 공기 조화기에 적용될 수 있다. 다만 이에 한정되지 아니하며, 본 명세서에 개시되는 전원 유지 회로는 냉장고 등 냉매를 압축하기 위한 압축기를 포함하는 모든 기기에 적용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)는 실내기(10), 상기 실내기(10)에 연결되는 적어도 하나의 실외기(20), 실내기(10)와 연결되는 리모컨(미도시), 그리고 실내기(10) 및 실외기(20)를 제어하는 제어기(미도시)를 포함할 수 있다.
제어기(미도시)는 실내기(10) 및 실외기(20)와 연결되어 그 동작을 모니터링하고 제어할 수 있다. 이때, 제어기(미도시)는 복수의 실내기에 연결되어 실내기에 대한 운전설정, 잠금설정, 스케줄제어 등을 수행할 수 있다. 제어기(미도시)는 실내기(10) 또는 실외기(20)에 포함되는 구조일 수 있다.
공기조화기(100)는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기, 덕트형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 이하 설명의 편의를 위하여 스탠드형 공기조화기를 예로 설명한다.
실외기(20)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브를 포함할 수 있다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함할 수 있다.
실외기(20)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(10)로 냉매를 공급한다. 실외기(20)는 제어기(미도시) 또는 실내기(10)의 요구에 의해 구동되고, 구동되는 실내기(10)에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기(20)에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변 된다.
실내기(10)는 실외기(20)에 연결되어, 냉매를 공급받아 공조 대상으로 냉온 또는 열온의 공기를 토출한다. 실내기(10)는 실내 열교환기와, 실내기팬, 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브, 다수의 센서를 포함할 수 있다.
실외기 및 실내기는 제어기(미도시)와 별도의 통신선으로 연결되어 제어기(미도시)의 제어에 따라 동작할 수 있다.
리모컨(미도시)은 실내기(10)에 연결되어, 실내기(10)로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기(10)의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때, 리모컨(미도시)은 실내기(10)와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신한다. 이를 위해, 리모컨(미도시)은 데이터를 송신 또는 수신할 수 있는 통신 모듈을 포함할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 리모컨(미도시)을 통해 목표 온도를 입력할 수 있다. 이경우, 리모컨(미도시)은 목표 온도에 대한 사용자 입력을 수신하고, 제어기(미도시)로 전송한다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 2를 참조하면, 공기조화기(100)는, 크게 실내기(10)와 실외기(20)로 구분된다.
실외기(20)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102)와, 압축기를 구동하는 압축기용 모터(102b)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(104)와, 실외 열교환기(104)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(105a)과 실외팬(105a)을 회전시키는 모터(105b)로 이루어진 실외 송풍기(105)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(106)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(110)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(103) 등을 포함한다.
또한 실외기(20)는, 후술하는 전원 유지 회로를 포함할 수 있다.
실내기(10)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(108)와, 실내측 열교환기(108)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(109a)과 실내팬(109a)을 회전시키는 모터(109b)로 이루어진 실내 송풍기(109) 등을 포함한다.
실내측 열교환기(108)는 적어도 하나가 설치될 수 있다.
압축기(102)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.
또한, 공기조화기(50)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.
한편, 도 2에서는 실내기(10)와 실외기(20)를 각각 1개씩 도시하고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구동장치는 이에 한정되지 않으며, 복수개의 실내기와 실외기를 구비하는 멀티형 공기조화기, 한 개의 실내기와 복수개의 실외기를 구비하는 공기조화기 등에도 적용이 가능함은 물론이다.
도 3은 본 발명의 적용이 가능한 전력 변환 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 적용이 가능한 전력 변환 장치는, 전원 입력부(350), 정류부(360), 컨버터, DC 링크 캐패시터(370), 인버터(380) 및 압축기(390)를 포함할 수 있다.
이하에서는 전력 스위칭 소자를 포함하는 컨버터로써 인터리브드 PFC(310)를 소개하나 이에 한정되지 아니하며, 전력 스위칭 소자를 포함하는 모든 유형의 컨버터에 본 발명이 적용될 수 있다.
전원 입력부(350)은 외부로부터 입력 전원을 인가받아 실외기에 공급할 수 있다.
정류부(360)는 복수의 다이오드, 예를 들어 네 개의 다이오드로 구성된 다이오드 브리지 회로를 포함할 수 있다.
정류부(360)는 전원 입력부(350)에 연결되어, 전원 입력부(350)를 통하여 공급되는 교류 전압을 정류할 수 있다.
인터리브드 PFC(310)는 정류부(360)에 연결되고, 마이컴에서 출력되는 컨버터 제어신호에 따라 전력 스위칭 소자(S1, S2)를 동작하여 입력 전원의 역률을 개선할 수 있다.
구체적으로, 인터리브드 PFC(310)는 마이컴의 제어 하에, 전력 스위칭 소자(S1, S2)를 온(on) 상태로 하여 입력전원의 전류를 환류하고, 환류된 전류를 연결된 리액터(316, 321)에 저장함으로써 입력 교류 전압에 의해 공급되는 전력의 역률을 개선할 수 있다.
여기서, 전력 스위칭 소자(S1, S2)는 예를 들어, 절연 게이트 양극성 트랜지스터 (Insulated Gate Bipolar Transistor; IGBT), MOSFET 등일 수 있다.
전력 스위칭 소자(S1, S2)는 컨버터 제어신호에 따라 입력전원(350)의 환류 경로를 단속할 수 있다. 즉, 컨버터 제어신호에 따라 전력 스위칭 소자 (S1, S2)의 스위칭 동작이 이루어져서 입력전원이 환류될 수 있다.
인터리브드 PFC(310)는 제1 부스트 컨버터 및 제2 부스트 컨버터를 포함할 수 있다.
제1 부스트 컨버터는, 제1 리액터(316), 제1 스위치(S1) 및 다이오드를 포함할 수 있다.
제1 스위치(S1)에는 프리휠링 다이오드(Freewheeling Diode)가 연결될 수 있으며, 제1 스위치(S1)의 전단에는 제1 리액터(316)가 연결될 수 있다.
또한 제1 부스트 컨버터(315)는, 제1 스위치(S1)를 흐르는 전류를 감지하기 위한 제1 션트 저항(R1)을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 제1 션트 저항(R1)이 구비되는 것 없이 다른 전류 감지 수단이 사용될 수도 있다.
제2 부스트 컨버터는, 제2 리액터(321), 제2 스위치(S2) 및 다이오드를 포함할 수 있다.
또한 제2 스위치(S2)에는 프리휠링 다이오드(Freewheeling Diode)가 연결될 수 있으며, 제2 스위치(S2)의 전단에는 제2 리액터(321)가 연결될 수 있다.
또한 제2 부스트 컨버터는, 제2 스위치(S2)를 흐르는 전류를 감지하기 위한 제2 션트 저항(R2)을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 제2 션트 저항(R2)이 구비되는 것 없이 다른 전류 감지 수단이 사용될 수도 있다.
인터리브드 PFC(310)는, 제1 부스트 컨버터 및 제2 부스트 컨버터의 전류를 제어하며, 하나의 부스트 컨버터의 전류 위상에 지연을 주어 전류 리플을 서로 상쇄시켜 입력단 인덕터, 입력단 EMI 필터를 감소시키는 역할을 수행할 수 있다.
이 경우 마이컴은 스위치(S1, S2)에 인가되는 컨버터 제어 신호의 입력 듀티를 가변하여 전류제어를 수행할 수 있다.
여기서 컨버터 제어 신호는 PWM(Pulse Width Modulation, 펄스폭변조) 전압 듀티를 제어하는 PWM 신호일 수 있다.
DC 링크 캐패시터(370)는 인터리브드 PFC(310)의 후단에 연결될 수 있다.
DC 링크 캐패시터(370)는 인터리브드 PFC(310)의 출력 단에 병렬 연결되고, DC 링크 캐패시터(370)의 양단에 생기는 직류 전압, 즉 직류 링크 전압을 인버터(380)의 입력단으로 인가할 수 있다.
DC 링크 캐패시터(370)는 인버터(380) 내의 전력 스위칭 소자들이 스위칭하는 동안, 스위칭 주파수에 대응하여 발생하는 리플 전압(전압 변동)을 평활화할 수 있다.
또한 DC 링크 캐패시터(370)는, 입력 전원 전압에 따라 변동하는 전압을 평활화할 수 있다.
인버터(380)는 일 단이 DC 링크 캐패시터(370)에 병렬 접속되고, 타 단이 압축기(390)에 접속될 수 있다. 인버터(380)는 복수의 전력 스위칭 소자들을 포함하고, 인버터 제어 신호에 따라 DC 링크 캐패시터(370)에 충전된 직류 링크 전압을 교류로 변환하여 압축기(390) 에 공급할 수 있다.
마이컴(미도시)은, 인버터(380) 내의 전력 스위칭 소자들에 인버터 제어신호를 출력하고, 인터리브트 PFC(310) 내의 스위치에 컨버터 제어신호를 출력할 수 있다.
마이컴(340)은 공기 조화기의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
한편 도 3에서 설명한 바와 같이 인버터(380), 컨버터(310) 또는 기타 장치는, 입력 전원을 압축기(390)로 전달하는데 이용되는 전력 스위칭 소자들을 포함한다. 그리고 본 발명은 이러한 전력 스위칭 소자 들의 발열 상태를 개선하는데 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5a는 본 발명의 제1 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 도시한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 제1 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로에서의 신호 파형을 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 5a에 따르면 본 발명의 실시 예에 따른 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로는, 전력 스위칭 소자(410), 온도 감지부(420), 스위칭 신호 입력부(430), 마이컴(440), 비교기(450) 및 기준신호 조절부(460)를 포함할 수 있다.
전력 스위칭 소자(410)는 전력 변환 장치 내에서 전력의 전달에 이용되는 소자일 수 있다.
구체적으로 컨버터 내부의 전력 스위칭 소자는, 입력 전원을 정류하거나 역률을 개선하여 DC 링크 캐패시터(370)에 저장하는데 이용되는 스위칭 소자일 수 있다.
또한 인버터 내부의 전력 스위칭 소자는 링크 캐패시터(370)에 저장된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 압축기(390)에 공급되는데 이용되는 스위칭 소자일 수 있다.
전력 스위칭 소자(410)는 절연 게이트 양극성 트랜지스터 (Insulated Gate Bipolar Transistor; IGBT), MOSFET 등일 수 있다. 다만 이에 한정되지 아니하며, 본 발명은 전원의 인가 또는 차단에 따라 전류 통로의 도통이나 차단을 수행할 수 있는 모든 스위칭 소자에 적용될 수 있다.
온도 감지부(420)는, 제1 전압 입력부, 제9 저항(R9) 및 써미스터(thermistor)를 포함할 수 있다.
이하에서는 써미스터(thermistor)가 NTC 서미스터(Negative Temperature Coefficient Thermistor, NTC Thermistor)이고 그에 따라 기준 신호 조절부, 비교기 등을 구성하는 것으로 설명한다.
다만 이에 한정되지 아니하며, 써미스터(thermistor)를 PTC 서미스터(Positive Temperature Coefficient Thermistor, PTC Thermistor)로 구성하고 이에 따라 다른 회로를 구성할 수 있음은 당업자에게 명확할 것이다.
한편 NTC 서미스터의 일단은 접지에 연결되고 및 타단은 제9 저항(R9)에 직렬로 연결될 수 있다.
또한 제9 저항(R9)의 일단은 제1 전압 입력부에 연결되고 타단은 NTC 서미스터에 연결될 수 있다.
NTC 서미스터는 전력 스위칭 소자(410)의 온도를 감지할 수 있다. 예를 들어 NTC 서미스터는 전력 스위칭 소자(410)의 방열판(510)에 장착되어 전력 스위칭 소자(410)의 온도를 감지할 수 있다.
여기서 NTC 서미스터는 온도가 상승함에 따라 저항값이 감소하는 소자일 수 있다.
한편 온도 감지부(420)는 전력 스위칭 소자의 온도에 대응하는 전압을 인가할 수 있다.
구체적으로, 제9 저항(R9) 및 NTC 서미스터는 제1 전압 입력부에서 인가되는 전압(VR1)을 전압 분배 법칙에 따라 분배할 수 있다.
그리고 제9 저항(R9)과 NTC 서미스터의 연결단(1011)은 비교기(450)의 입력단과 연결될 수 있다.
이 경우 전압 분배 법칙에 따라, 온도 감지부(420)는 전력 스위칭 소자(410)의 온도의 변화에 대응하여 크기가 변화하는 전압(V1)을 비교기(450)의 입력단에 인가할 수 있다.
예를 들어 NTC 서미스터를 이용하여 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 구성하는 경우, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 상승하여 NTC 서미스터의 저항값이 감소하게 되면, 온도 감지부(420)에서 비교기(450)의 입력단에 인가하는 전압(V1)의 크기는 감소할 수 있다.
다른 예를 들어, NTC 서미스터를 이용하여 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 구성하는 경우, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 하강하여 NTC 서미스터의 저항값이 증가하게 되면, 온도 감지부(420)에서 비교기(450)의 입력단에 인가하는 전압(V1)의 크기는 증가할 수 있다.
스위칭 신호 입력부(430)는, 전력 스위칭 소자의 동작을 위한 스위칭 신호(S1)를 전력 스위칭 소자(410)에 인가할 수 있다.
구체적으로 스위칭 신호 입력부(430)는 게이트 저항(R4), 제4 스위치(TR4)를 포함할 수 있다.
제4 스위치(TR4)는 마이컴(440) 및 게이트 저항(R4)과 연결될 수 있다. 또한 게이트 저항(R4)은 제4 스위치(TR4) 및 전력 스위칭 소자(410)의 게이트(gate)와 연결될 수 있다.
여기서 제4 스위치(TR4)는 트랜지스터일 수 있다. 그리고 제4 스위치(TR4)가 온(on)인 상태에서는 마이컴(440)에서 출력된 스위칭 신호(S1)가 전력 스위칭 소자(410)의 게이트로 인가되어 전력 스위칭 소자(410)가 온/오프 동작할 수 있다.
한편 스위칭 신호 입력부(430)는, 게이트 제어 신호(S2)에 근거하여 전력 스위칭 소자의 동작을 위한 스위칭 신호(S1)를 전력 스위칭 소자(410)에 인가하거나 차단할 수 있다.
구체적으로 제4 스위치(TR4)가 트랜지스터로 구성되는 경우, 제4 스위치(TR4)의 베이스단은 비교기(450)의 출력단과 연결될 수 있다.
또한 제4 스위치(TR4)는 비교기(450)로부터 게이트 제어 신호(S2)가 출력되지 않는 경우 스위칭 온 되고, 게이트 제어 신호(S2)가 출력되는 경우 스위칭 오프 되는 노멀 클로즈(normal close) 스위칭 소자로 구성될 수 있다. 이를 위하여 제4 스위치(TR4)의 베이스단과 비교기(450)의 출력단 사이에는 신호 반전 회로(미도시)가 배치될 수 있다.
그리고 비교기(450)로부터 게이트 제어 신호(S2)가 출력되지 않으면, 제4 스위치(TR4)가 온(on)되어 스위칭 신호(S1)는 전력 스위칭 소자(410)에 인가될 수 있다.
또한 비교기(450)로부터 게이트 제어 신호(S2)가 출력되면, 제4 스위치(TR4)가 오프(off)되어 전력 스위칭 소자(410)에 인가되던 스위칭 신호(S1)는 차단될 수 있다.
비교기(450)는 전력 스위칭 소자의 온도에 대응하는 전압(V1)의 크기 및 기준 전압(V2)의 크기에 기초하여 게이트 제어 신호를 출력할 수 있다.
구체적으로 비교기(450)의 두개의 입력 단에는 기준 전압(V2) 및 전력 스위칭 소자의 온도에 대응하는 전압(V1)이 인가될 수 있다.
그리고 온도 감지부(420)를 NTC 서미스터를 이용하여 구성하는 경우, 기준 전압(V2)이 전력 스위칭 소자의 온도에 대응하는 전압(V1)보다 크면, 비교기(450)는 게이트 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.
즉, 비교기(450)는, 기준 전압(V2)이 전력 스위칭 소자의 온도에 대응하는 전압(V1)보다 작은 경우 로우 신호를 출력하고, 기준 전압(V2)이 전력 스위칭 소자의 온도에 대응하는 전압(V1)보다 큰 경우 하이 신호를 출력할 수 있다. 그리고 게이트 제어 신호(S2)는 하이 신호를 의미할 수 있다.
기준 신호 조절부(460)는 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제3 저항(R3) 및 제1 스위치(TR1) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서 제1 저항(R1)의 일단은 제2 전압 입력부에 연결되고 타단은 제2 저항(R2)과 직렬로 연결될 수 있다.
또한 제2 저항(R2)의 일단은 접지에 연결되고 타단은 제1 저항(R1)과 직렬로 연결될 수 있다. 여기서 제2 저항(R2)은 제1 저항(R1)과의 전압 분배에 의하여 기준 전압을 공급하는 저항일 수 있다.
한편 기준 신호 조절부(460)는 기준 전압을 인가할 수 있다.
구체적으로, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)는 제2 전압 입력부에서 인가되는 전압(VR2)을 전압 분배 법칙에 따라 분배할 수 있다.
그리고 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)의 연결단(1012)은 비교기(450)의 입력단에 연결될 수 있다.
이 경우 기준 신호 조절부(460)는 제2 저항(R2)의 양단 전압인 기준 전압(V2)를 비교기(450)의 입력단에 인가할 수 있다.
한편 기준 신호 조절부(460)는 게이트 제어 신호에 근거한 저항값의 변경에 의하여 기준 전압의 크기를 변경할 수 있다.
구체적으로, 기준 신호 조절부(460)는 제1 스위치(TR1)가 스위칭 온(on) 됨에 따라 제1 저항(R1)과 병렬로 연결되는 제3 저항(R3)를 포함할 수 있다.
또한 제1 스위치(TR1)는 트랜지스터로 구성되고, 베이스단은 비교기(450)의 출력단에 연결될 수 있다.
그리고 비교기(450)로부터 게이트 제어 신호(S2)가 출력되지 않으면, 제1 스위치(TR1)는 스위칭 오프 되고 제3 저항(R3)는 제1 저항(R1)에 병렬로 연결되지 않을 수 있다. 이 경우에는 제2 전압 입력부에서 인가되는 전압(VR2)이 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)의 전압 분배 법칙에 따라 분배될 수 있다.
이 경우 기준 신호 조절부(460)는 제2 저항(R2)의 양단 전압인 기준 전압(V2)를 비교기(450)의 입력단에 인가할 수 있다.
한편 비교기(450)로부터 게이트 제어 신호(S2)가 출력되면 제1 스위치(TR1)는 스위칭 온 되고 제3 저항(R3)는 제1 저항(R1)에 병렬로 연결될 수 있다.
이 경우 제3 저항(R3)은 제1 저항(R1)과 함께 합성 저항을 구성할 수 있다.
그리고 제2 저항(R2), 그리고 제1 저항(R1)과 제3 저항(R1)의 합성 저항은, 제2 전압 입력부에서 인가되는 전압(VR2)을 전압 분배 법칙에 따라 분배할 수 있다.
이 경우 기준 신호 조절부(460)는 제2 저항(R2)의 양단 전압인 기준 전압(V2)를 비교기(450)의 입력단에 인가할 수 있다.
한편 제3 저항(R3)이 제1 저항(R1)에 병렬로 연결되는 경우에는, 제1 저항(R1)에 더 큰 전압이 인가되기 때문에 기준 전압(V2)의 크기는 증가할 수 있다.
다음은 도 5b의 그래프를 함께 참고하여, 온도 변화에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로의 동작을 설명한다.
제 1 구간(S1)은, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 정상 온도 범위 내에 있어, 전력 스위칭 소자(410)가 정상 동작 하는 구간이다.
온도 감지부(420)는 전력 스위칭 소자(410)의 온도 감지 신호를 비교기(450)의 입력단에 출력할 수 있다. 여기서 전력 스위칭 소자(410)의 온도 감지 신호는 제9 저항(R9) 및 NTC 서미스터의 전압 분배에 따라 비교기(450)의 입력단에 인가되는 전압, 즉 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)을 의미할 수 있다.
또한 NTC 서미스터를 이용하여 온도 감지부(420)를 구성하였는 바, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 상승하는 경우에는 NTC 서미스터의 저항값이 감소하게 되고, 이에 따라 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1) 역시 감소하게 된다.
한편 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 정상 온도 범위 내에 있는 경우, 제1 스위치(TR1)는 스위칭 오프 되고 제3 저항(R3)는 제1 저항(R1)에 병렬로 연결되지 않은 상태이다.
이 경우 기준 신호 조절부(460)의 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)는 제2 전압 입력부에서 인가되는 전압(VR2)을 전압 분배 법칙에 따라 분배하고, 제2 저항(R2)의 양단 전압인 기준 전압(V2)를 비교기(450)의 입력단에 인가할 수 있다.
한편, NTC 서미스터, 제9 저항(R9), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제1 전압 입력부 및 제2 전압 입력부는, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 정상 온도 범위 내인 경우 기준 전압(V2)이 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)보다 작도록 설계될 수 있다.
따라서 제1 구간(S1)에서, 비교기(450)는 게이트 제어 신호를 출력하지 않을 수 있다.
한편 게이트 제어 신호가 출력되지 않는 경우, 제4 스위치(TR4)는 스위칭 온 될 수 있다. 이에 따라 마이컴(440)에서 출력된 스위칭 신호(S1)는 전력 스위칭 소자(410)의 게이트에 인가되며, 이에 따라 전력 스위칭 소자(410)는 온/오프 동작 할 수 있다.
도 5b의 그래프의 V3는 전력 스위칭 소자(410)의 게이트로 인가되는 스위칭 신호(S1)의 전압 파형을 도시한 것이다.
한편 비교기(450)로부터 게이트 제어 신호(S2)가 출력되지 않으면, 기준 신호 조절부(460)의 제1 스위치(TR1)는 스위칭 오프된 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라 제1 구간(S1) 내에서는 제3 저항(R3)는 제1 저항(R1)에 병렬로 연결되지 않은 상태를 유지할 수 있다.
제1 시점(T1)은 제1 구간(S2)에서 제2 구간(S2)로 진입하는 시점으로, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 차단 온도보다 높아진 시점을 의미할 수 있다.
여기서 차단 온도는, 전력 스위칭 소자(410)에 대한 스위칭 신호의 인가를 중단함으로써 전력 스위칭 소자(410)의 동작을 중단 시키는데 기준이 되는 온도일 수 있다.
비교기(450)는 전력 스위칭 소자(410)의 온도 감지 신호에 기초하여, 전력 스위칭 소자의 온도가 차단 온도보다 높으면 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어 신호(S2)를 스위칭 신호 입력부(430)에 출력할 수 있다.
구체적으로, NTC 서미스터, 제9 저항(R9), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제1 전압 입력부 및 제2 전압 입력부는, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 차단 온도보다 높아지면 기준 전압(V2)이 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)보다 커지도록 설계될 수 있다.
따라서 제2 구간(S2)에서, 비교기(450)는 게이트 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.
한편 게이트 제어 신호(S2)가 출력되는 경우, 제4 스위치(TR4)는 스위칭 오프 될 수 있다.
이에 따라 마이컴(440)에서 출력된 스위칭 제어 신호(S1)는 스위칭 신호 입력부(430)에서 차단되고, 스위칭 제어 신호(S1)는 전력 스위칭 소자(410)의 게이트에 인가되지 않을 수 있다. 이에 따라 전력 스위칭 소자(410)는 동작을 중단하고, 전력 스위칭 소자(410)의 동작이 중단됨에 따라 전력 스위칭 소자(410)의 온도는 낮아질 수 있다.
제 2 구간(S2)은, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 복귀 온도보다 높아서, 전력 스위칭 소자(410)의 동작이 중단된 상태를 유지하는 구간이다.
여기서 복귀 온도는, 전력 스위칭 소자(410)에 대한 스위칭 신호의 인가를 재개함으로써 전력 스위칭 소자(410)의 동작을 재개시키는데 기준이 되는 온도일 수 있다.
전력 스위칭 소자(410)의 동작이 중단되는 경우 전력 스위칭 소자(410)의 온도는 다시 낮아질 수 있다. 그리고 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 낮아지는 것에 대응하여, 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)은 커질 수 있다.
한편 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 낮아져서 곧바로 전력 스위칭 소자(410)의 동작을 재개하는 경우, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 다시 상승할 수 있다. 그리고 차단 온도와 복귀 온도가 동일한 경우에는, 전력 스위칭 소자(410)의 도통과 차단이 계속적으로 반복될 수 있다.
따라서 비교기(450)는 게이트 제어신호(S2)가 출력된 후 전력 스위칭 소자의 온도가 복귀 온도보다 낮으면 게이트 제어신호(S2)의 출력을 중단할 수 있다. 여기서 복귀 온도는 차단 온도보다 낮을 수 있다.
구체적으로, 비교기(450)로부터 게이트 제어 신호(S2)가 출력되면, 제1 스위치(TR1)는 스위칭 온 되고 제3 저항(R3)는 제1 저항(R1)에 병렬로 연결될 수 있다.
이 경우 제2 저항(R2)에 더 큰 전압이 인가되기 때문에 기준 전압(V2)의 크기가 증가할 수 있다. 그리고 기준 전압(V2)의 크기가 증가한 다는 것은, 제2 구간(S2)에서 다시 제1 구간(S1)으로 진입하기 위한 복귀 온도가 제1 구간(S1)에서 제2 구간(S2)으로 진입하기 위한 차단 온도보다 더 낮음을 의미할 수 있다.
즉, 전력 스위칭 소자의 동작을 재개하기 위한 복귀 온도는, 전력 스위칭 소자의 동작을 중단하기 위한 차단 온도보다 낮을 수 있다.
제2 시점(T2)은 제2 구간(S2)에서 제1 구간(S1)로 다시 진입하는 시점으로, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 복귀 온도보다 낮아진 시점을 의미할 수 있다.
전력 스위칭 소자(410)의 온도가 다시 낮아지는 경우, 다시 제1 구간(S1)으로 진입하고 전력 스위칭 소자(410)는 동작을 재개할 수 있다.
구체적으로 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 복귀 온도보다 낮으면 비교기(450)는 게이트 제어 신호(S2)의 출력을 중단할 수 있다.
더욱 구체적으로, NTC 서미스터, 제9 저항(R9), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제3 저항(R3), 제1 전압 입력부 및 제2 전압 입력부는, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 복귀 온도보다 낮아지는 경우 증가한 기준 전압(V2)이 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)보다 작아지도록 설계될 수 있다.
이 경우 비교기(450)는 게이트 제어 신호(S2)의 출력을 중단할 수 있다.
한편 게이트 제어 신호(S2)가 출력되지 않는 경우, 제4 스위치(TR4)는 스위칭 온 될 수 있다. 이에 따라 마이컴(440)에서 출력된 스위칭 제어 신호(S1)는 전력 스위칭 소자(410)의 게이트에 인가되며, 이에 따라 전력 스위칭 소자(410)는 온/오프 동작을 재개할 수 있다.
한편 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 복귀 온도보다 낮아져서 전력 스위칭 소자(410)의 동작이 재개되는 경우, 전력 스위칭 소자(410)는 다시 차단 온도를 기준으로 동작이 중단될 수 있다.
구체적으로, 비교기(450)로부터 게이트 제어 신호가 출력되지 않으면, 기준 신호 조절부(460)의 제1 스위치(TR1)는 스위칭 오프될 수 있다. 이에 따라 제3 저항(R3)은 제1 저항(R1)에 병렬로 연결되지 않게 된다. 이에 따라 기준 전압(V2)은 다시 낮아질 수 있다.
그리고 비교기(450)는 다시 낮아진 기준 전압(V2) 및 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)을 비교하여 게이트 제어 신호를 출력할 수 있다.
이와 같이 본 발명은, 하나의 서미스터를 비교기, 저항, 스위치 등과 함께 구성하여 전력 스위칭 소자의 차단 온도와 복귀 온도를 다르게 설정함으로써, 전력 스위칭 소자가 도통 및 차단을 반복하는 문제를 적은 비용으로 해결할 수 있다. 이에 따라 본 발명은, 적은 비용으로도 압축기에 대한 전력 공급을 안정화 하고 전력 스위칭 소자의 수명을 늘릴 수 있는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7a는 본 발명의 제2 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 도시한 도면이다.
도 7b는 본 발명의 제2 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로에서의 신호 파형을 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 7a에 따르면 본 발명의 실시 예에 따른 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로는, 전력 스위칭 소자(410), 온도 감지부(420), 스위칭 신호 입력부(430), 마이컴(440), 비교기(450), 기준신호 조절부(460) 제2 비교기(470) 및 제2 기준 신호 조절부(480)를 포함할 수 있다.
제2 실시 예에서 별도로 설명하는 것 외에는, 제1 실시 예의 설명이 모두 적용될 수 있다.
제9 저항(R9)과 NTC 서미스터의 연결단(1011)은 비교기(450)의 입력단 및 제2 비교기(470)의 입력단과 연결될 수 있다.
이 경우 전압 분배 법칙에 따라, 온도 감지부(420)는 전력 스위칭 소자(410)의 온도의 변화에 대응하여 크기가 변화하는 전압(V1)을 비교기(450)의 입력단 및 제2 비교기(470)의 입력단에 인가할 수 있다.
예를 들어 NTC 서미스터를 이용하여 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 구성하는 경우, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 상승하여 NTC 서미스터의 저항값이 감소하게 되면, 온도 감지부(420)에서 비교기(450)의 입력단 및 제2 비교기(470)의 입력단에 인가하는 전압(V1)의 크기는 감소할 수 있다.
다른 예를 들어, NTC 서미스터를 이용하여 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 구성하는 경우, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 하강하여 NTC 서미스터의 저항값이 증가하게 되면, 온도 감지부(420)에서 비교기(450)의 입력단 및 제2 비교기(470)의 입력단에 인가하는 전압(V1)의 크기는 증가할 수 있다.
스위칭 신호 입력부(430)는 게이트 저항부 및 제4 스위치(TR4)를 포함할 수 있다.
게이트 저항부는, 제4 저항(R4), 제5 저항(R5) 및 제2 스위치(TR2)를 포함할 수 있다.
게이트 저항부는 제4 스위치(TR4) 및 전력 스위칭 소자(410)의 게이트와 연결되어, 마이컴으로부터 출력되는 스위칭 신호를 전력 스위칭 소자(410)에 전달할 수 있다.
스위칭 신호 입력부(430)는 게이트 저항부의 저항값을 가변할 수 있다.
구체적으로 게이트 저항부의 제4 저항(R4)의 일단은 전력 스위칭 소자(410)의 게이트와 연결되고, 타단은 제4 스위치(TR4)와 연결될 수 있다.
제5 저항(R5)는 제2 스위치(TR2)가 스위칭 온(on) 됨에 따라 제4 저항과 병렬로 연결될 수 있다. 그리고 제5 저항(R5)는 제2 스위치(TR2)가 스위칭 오프(off) 됨에 따라 제4 저항과 병렬로 연결되지 않을 수 있다.
한편 스위칭 신호 입력부(430)는 제2 게이트 제어 신호(S4)에 기초하여 게이트 저항부의 저항값을 가변할 수 있다.
구체적으로 제2 스위치(TR2)가 트랜지스터로 구성되는 경우, 제2 스위치(TR2)의 베이스단은 제2 비교기(470)의 출력단과 연결될 수 있다.
또한 제2 게이트 제어 신호(S4)가 제2 스위치(TR2)의 베이스단에 인가되면, 제2 스위치(TR2)는 스위칭 온(on)될 수 있다. 이에 따라 게이트 저항부는 제4 저항(R4) 및 제5 저항(R5)의 합성 저항으로 구성되게 되고, 게이트 저항부의 저항값은 감소할 수 있다.
또한 제2 게이트 제어 신호(S4)가 제2 스위치(TR2)의 베이스단에 인가되지 않으면, 제2 스위치(TR2)는 스위칭 오프(off)될 수 있다. 이에 따라 게이트 저항부는 제4 저항(R4)으로 구성되게 되고, 게이트 저항부의 저항값은 증가할 수 있다.
한편 스위칭 신호 입력부(430)는, 전력 스위칭 소자의 동작을 위한 스위칭 신호(S1)를 전력 스위칭 소자(410)에 인가할 수 있다.
구체적으로 제4 스위치(TR4)는 마이컴(440) 및 게이트 저항부와 연결될 수 있다. 또한 게이트 저항부는 전력 스위칭 소자의 게이트(gate)와 연결될 수 있다.
그리고 제4 스위치(TR4)가 온(on)인 상태에서는 마이컴(440)에서 출력된 스위칭 신호(S1)가 게이트 저항부를 통과하여 전력 스위칭 소자(410)의 게이트로 인가됨으로써 전력 스위칭 소자(410)가 온/오프 동작할 수 있다.
한편 스위칭 신호 입력부(430)는, 게이트 제어 신호(S2)에 근거하여 전력 스위칭 소자의 동작을 위한 스위칭 신호(S1)를 전력 스위칭 소자(410)에 인가하거나 차단할 수 있다.
구체적으로 제4 스위치(TR4)가 트랜지스터로 구성되는 경우, 제4 스위치(TR4)의 베이스단은 비교기(450)의 출력단과 연결될 수 있다.
또한 제4 스위치(TR4)는 비교기(450)로부터 게이트 제어 신호(S2)가 출력되지 않는 경우 스위칭 온 되고 게이트 제어 신호(S2)가 출력되는 경우 스위칭 오프 되는 노멀 클로즈(normal close) 스위칭 소자로 구성될 수 있다.
이를 위하여 제4 스위치(TR4)의 베이스단과 비교기(450)의 출력단 사이에는 신호 반전 회로(520)가 배치될 수 있다.
예를 들어, 비교기(450)로부터 하이 신호인 게이트 제어 신호(S2)가 출력되는 경우, 신호 반전 회로(520)는 로우 신호를 제4 스위치(TR4)에 출력할 수 있다. 이에 따라 제4 스위치(TR4)는 스위칭 오프 될 수 있다.
다른 예를 들어 비교기(450)로부터 로우 신호가 출력되는 경우(즉 게이트 제어 신호(S2)가 출력되지 않는 경우), 신호 반전 회로(520)는 하이 신호를 제4 스위치(TR4)에 출력할 수 있다. 이에 따라 제4 스위치(TR4)는 스위칭 온 될 수 있다.
이에 따라 비교기(450)로부터 게이트 제어 신호(S2)가 출력되지 않으면, 제4 스위치(TR4)가 온(on)되어 스위칭 신호(S1)는 전력 스위칭 소자(410)에 인가될 수 있다.
또한 비교기(450)로부터 게이트 제어 신호(S2)가 출력되면, 제4 스위치(TR4)가 오프(off)되어 전력 스위칭 소자(410)에 인가되던 스위칭 신호(S1)는 차단될 수 있다.
제2 실시예의 비교기(450) 및 기준 신호 조절부(460)에는 제1 실시예에서의 비교기(450) 및 기준 신호 조절부(460)에 대한 설명이 그대로 적용될 수 있다.
제2 비교기(470)는 전력 스위칭 소자의 온도에 대응하는 전압(V1)의 크기 및 제2 기준 전압(V4)의 크기에 기초하여 제2 게이트 제어 신호(S4)를 출력할 수 있다.
구체적으로 제2 비교기(470)의 두개의 입력 단에는 제2 기준 전압(V4) 및 전력 스위칭 소자의 온도에 대응하는 전압(V1)이 인가될 수 있다.
그리고 온도 감지부(420)를 NTC 서미스터를 이용하여 구성하는 경우, 제2 기준 전압(V4)이 전력 스위칭 소자의 온도에 대응하는 전압(V1)보다 크면, 제2 비교기(470)는 게이트 제어 신호(S4)를 출력할 수 있다.
즉, 제2 비교기(470)는, 제2 기준 전압(V4)이 전력 스위칭 소자의 온도에 대응하는 전압(V1)보다 작은 경우 로우 신호를 출력하고, 제2 기준 전압(V4)이 전력 스위칭 소자의 온도에 대응하는 전압(V1)보다 큰 경우 하이 신호를 출력할 수 있다. 그리고 제2 게이트 제어 신호(S4)는 하이 신호를 의미할 수 있다.
제2 기준 신호 조절부(480)는 제6 저항(R6), 제7 저항(R7), 제8 저항(R8) 및 제3 스위치(TR3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서 제6 저항(R6)의 일단은 제3 전압 입력부에 연결되고 타단은 제7 저항(R7)과 직렬로 연결될 수 있다.
또한 제7 저항(R7)의 일단은 접지에 연결되고 타단은 제6 저항(R6)과 직렬로 연결될 수 있다. 여기서 제7 저항(R7)은 제6 저항(R6)과의 전압 분배에 의하여 제2 기준 전압(V2)을 공급하는 저항일 수 있다.
한편 제2 기준 신호 조절부(480)는 제2 기준 전압(V4)을 인가할 수 있다.
구체적으로, 제6 저항(R6) 및 제7 저항(R7)은 제3 전압 입력부에서 인가되는 전압(VR3)을 전압 분배 법칙에 따라 분배할 수 있다.
그리고 제6 저항(R6)과 제7 저항(R7)의 연결단(1013)은 제2 비교기(470)의 입력단에 연결될 수 있다.
이 경우 제2 기준 신호 조절부(480)는 제7 저항(R7)의 양단 전압인 제2 기준 전압(V4)을 제2 비교기(470)의 입력단에 인가할 수 있다.
한편 제2 기준 신호 조절부(480)는 제2 게이트 제어 신호(S4)에 근거한 저항값의 변경에 의하여 제2 기준 전압(V4)의 크기를 변경할 수 있다.
구체적으로, 제2 기준 신호 조절부(480)는 제3 스위치(TR3)가 스위칭 온(on) 됨에 따라 제6 저항(R6)과 병렬로 연결되는 제8 저항(R8)를 포함할 수 있다.
또한 제3 스위치(TR3)는 트랜지스터로 구성되고, 베이스단은 제2 비교기(470)의 출력단에 연결될 수 있다.
그리고 제2 비교기(470)로부터 제2 게이트 제어 신호(S4)가 출력되지 않으면, 제3 스위치(TR3)는 스위칭 오프 되고 제8 저항(R8)는 제6 저항(R6)에 연결되지 않을 수 있다. 이 경우에는 제3 전압 입력부에서 인가되는 전압(VR3)이 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)의 전압 분배 법칙에 따라 분배될 수 있다.
이 경우 제2 기준 신호 조절부(480)는 제7 저항(R7)의 양단 전압인 제2 기준 전압(V4)를 제2 비교기(470)의 입력단에 인가할 수 있다.
한편 제2 비교기(470)로부터 제2 게이트 제어 신호(S4)가 출력되면 제3 스위치(TR3)는 스위칭 온 되고 제8 저항(R8)는 제6 저항(R6)에 병렬로 연결될 수 있다.
이 경우 제8 저항(R8)은 제6 저항(R6)과 함께 합성 저항을 구성할 수 있다.
그리고 제7 저항(R7), 그리고 제6 저항(R6)과 제8 저항(R8)의 합성 저항은, 제3 전압 입력부에서 인가되는 전압(VR3)을 전압 분배 법칙에 따라 분배할 수 있다.
이 경우 제2 기준 신호 조절부(480)는 제7 저항(R7)의 양단 전압인 제2 기준 전압(V4)를 제2 비교기(470)의 입력단에 인가할 수 있다.
한편 제8 저항(R8)이 제6 저항(R6)에 병렬로 연결되는 경우에는, 제7 저항(R7)에 더 큰 전압이 인가되기 때문에 제2 기준 전압(V4)의 크기는 증가할 수 있다.
한편 제9 스위치(TR9)는 접지 및 전력 스위칭 소자(410)의 게이트와 연결될 수 있다. 또한 제9 스위치(TR9)는 트랜지스터로 구성될 수 있으며, 제9 스위치(TR9)의 베이스단은 비교기(450)와 연결될 수 있다.
한편 제9 스위치(TR9)는 게이트 제어 신호(S2)에 기초하여 스위칭 온 또는 스위칭 오프될 수 있다.
구체적으로 비교기(450)로부터 게이트 제어 신호(S2)가 출력되는 경우, 제9 스위치(TR9)는 스위칭 온 될 수 있다. 반면에 비교기(450)로부터 게이트 제어 신호(S2)가 출력되지 않는 경우, 제9 스위치(TR9)는 스위칭 오프 될 수 있다.
한편, 제9 스위치(TR9)가 온(on)인 상태에서는 전력 스위칭 소자(410)의 게이트가 접지와 연결될 수 있다.
또한 제9 스위치(TR9)가 오프(off)인 상태에서는 전력 스위칭 소자(410)의 게이트와 접지의 연결이 차단될 수 있다.
다음은 도 7b의 그래프를 함께 참고하여, 온도 변화에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로의 동작을 설명한다.
제 1 구간(S1)은, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 정상 온도 범위 내에 있어, 전력 스위칭 소자(410)가 정상 동작 하는 구간이다.
온도 감지부(420)는 전력 스위칭 소자(410)의 온도 감지 신호를 비교기(450)의 입력단 및 제2 비교기(470)의 입력단에 출력할 수 있다. 여기서 전력 스위칭 소자(410)의 온도 감지 신호는 제9 저항(R9) 및 NTC 서미스터의 전압 분배에 따라 비교기(450)의 입력단 및 제2 비교기(470)의 입력단에 인가되는 전압, 즉 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)을 의미할 수 있다.
또한 NTC 서미스터를 이용하여 온도 감지부(420)를 구성하였는 바, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 상승하는 경우에는 NTC 서미스터의 저항값이 감소하게 되고, 이에 따라 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1) 역시 감소하게 된다.
한편 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 정상 온도 범위 내에 있는 경우, 기준 신호 조절부(460)의 제1 스위치(TR1)는 스위칭 오프 되고 제3 저항(R3)는 제1 저항(R1)에 병렬로 연결되지 않은 상태이다.
이 경우 기준 신호 조절부(460)의 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)는 제2 전압 입력부에서 인가되는 전압(VR2)을 전압 분배 법칙에 따라 분배하고, 제2 저항(R2)의 양단 전압인 기준 전압(V2)를 비교기(450)의 입력단에 인가할 수 있다.
한편 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 정상 온도 범위 내에 있는 경우, 제2 기준 신호 조절부(480)의 제3 스위치(TR3)는 스위칭 오프 되고 제8 저항(R8)는 제6 저항(R6)에 병렬로 연결되지 않은 상태이다.
이 경우 제2 기준 신호 조절부(480)의 제6 저항(R6) 및 제7 저항(R7)는 제3 전압 입력부에서 인가되는 전압(VR3)을 전압 분배 법칙에 따라 분배하고, 제7 저항(R7)의 양단 전압인 제2 기준 전압(V4)를 제2 비교기(470)의 입력단에 인가할 수 있다.
전력 스위칭 소자(410)의 온도가 정상 온도 범위 내에 있는 경우, 스위칭 신호 입력부(430)의 제2 스위치(TR2)는 스위칭 오프되고 제5 저항(R5)는 제4 저항(R4)에 병렬로 연결되지 않은 상태이다.
이 경우 게이트 저항부의 저항값은 제4 저항(R4)의 저항값과 동일할 수 있다.
한편, NTC 서미스터, 제9 저항(R9), 제6 저항(R6), 제7 저항(R7), 제1 전압 입력부 및 제3 전압 입력부는, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 정상 온도 범위 내인 경우 제2 기준 전압(V4)이 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)보다 작도록 설계될 수 있다.
따라서 제1 구간(S1)에서, 제2 비교기(470)는 제2 게이트 제어 신호(S4)를 출력하지 않을 수 있다.
또한 NTC 서미스터, 제9 저항(R9), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제6 저항(R6), 제7 저항(R7), 제1 전압 입력부, 제2 전압 입력부 및 제3 전압 입력부는, 기준 전압(V2)이 제2 기준 전압(V4)보다 작도록 설계될 수 있다.
따라서 기준 전압(V2)은 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)보다 작기 때문에, 제1 구간(S1)에서, 비교기(450)는 게이트 제어 신호(S2)를 출력하지 않을 수 있다.
한편 게이트 제어 신호(S2)가 출력되지 않는 경우, 제4 스위치(TR4)는 스위칭 온 될 수 있다. 이에 따라 마이컴(440)에서 출력된 스위칭 신호(S1)는 전력 스위칭 소자(410)의 게이트에 인가되며, 이에 따라 전력 스위칭 소자(410)는 온/오프 동작 할 수 있다.
도 7b의 그래프의 V3은 전력 스위칭 소자(410)의 게이트로 인가되는 스위칭 신호(S1)의 전압 파형을 도시한 것이다.
한편 비교기(450)로부터 게이트 제어 신호(S2)가 출력되지 않으면, 기준 신호 조절부(460)의 제1 스위치(TR1)는 스위칭 오프된 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라 제1 구간(S1) 내에서는 제3 저항(R3)는 제1 저항(R1)에 병렬로 연결되지 않은 상태를 유지할 수 있다.
또한 제2 비교기(470)로부터 제2 게이트 제어 신호(S4)가 출력되지 않으면, 제2 기준 신호 조절부(480)의 제3 스위치(TR3)는 스위칭 오프된 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라 제1 구간(S1) 내에서는 제8 저항(R8)는 제6 저항(R6)에 병렬로 연결되지 않은 상태를 유지할 수 있다.
제1 시점(T1)은 제1 구간(S2)에서 제2 구간(S2)로 진입하는 시점으로, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 관리 시작 온도보다 높아진 시점을 의미할 수 있다.
여기서 관리 시작 온도는, 전력 스위칭 소자(410)의 게이트 저항의 저항값을 감소시킴으로써 전력 스위칭 소자(410)에서 발생하는 발열을 감소시키는데 기준이 되는 온도일 수 있다.
한편 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로는 게이트 저항 조절부를 포함할 수 있다. 여기서 게이트 저항 조절부는 제2 비교기(470) 및 제2 기준 신호 조절부(480)를 포함할 수 있다.
전력 스위칭 소자(410)의 온도 감지 신호에 기초하여, 게이트 저항 조절부는 전력 스위칭 소자의 온도가 관리 시작 온도보다 높으면 게이트 저항부의 저항값을 감소시키기 위한 게이트 제어 신호(S4)를 스위칭 신호 입력부(430)에 출력할 수 있다.
구체적으로, NTC 서미스터, 제9 저항(R9), 제6 저항(R6), 제7 저항(R7), 제1 전압 입력부 및 제2 전압 입력부는, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 관리 시작 온도보다 높아지면 제2 기준 전압(V4)이 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)보다 커지도록 설계될 수 있다.
따라서 제2 구간(S2)에서, 게이트 저항 조절부의 제2 비교기(470)는 게이트 저항부의 저항값을 감소시키기 위한 게이트 제어 신호(S4)를 출력할 수 있다.
한편 게이트 저항부의 저항값을 감소시키기 위한 게이트 제어 신호(S4)가 출력되는 경우, 제2 스위치(TR2)는 스위칭 온 될 수 있다. 이에 따라 제5 저항(R5)는 제4 저항(R4)에 병렬로 연결될 수 있다.
이 경우 게이트 저항부는 제5 저항(R5)와 제4 저항(R4)의 합성 저항으로 구성되며, 이에 따라 게이트 저항부의 저항값은 감소할 수 있다.
그리고 게이트 저항부의 저항값이 감소함에 따라, 게이트 저항부에서의 로스(loss)가 줄어들게 되어 전력 스위칭 소자(410)의 발열은 감소될 수 있다.
한편 전력 스위칭 소자의 차단 온도는 전력 스위칭 소자의 관리 시작 온도보다 더 높을 수 있다. 즉 NTC 서미스터, 제9 저항(R9), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제6 저항(R6), 제7 저항(R7), 제1 전압 입력부, 제2 전압 입력부 및 제3 전압 입력부는, 기준 전압(V2)이 제2 기준 전압(V4)보다 작도록 설계될 수 있다.
그리고 제1 시점(T1)에서는 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 차단 온도보다 낮은 바, 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어 신호(S2)를 출력하지 않을 수 있다.
이에 따라 마이컴(440)에서 출력된 스위칭 신호(S1)는 전력 스위칭 소자(410)의 게이트에 계속 인가되며, 이에 따라 전력 스위칭 소자(410)는 온/오프 동작 할 수 있다.
제 2 구간(S2)은, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 관리 종료 온도보다 높아서 게이트 저항부의 저항값이 낮아진 상태를 유지하는 구간이다.
또한 제 2 구간(S2)은, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 차단 온도보다 낮아서 전력 스위칭 소자(410)가 동작을 유지하는 구간이다.
여기서 관리 종료 온도는, 전력 스위칭 소자(410)의 게이트 저항부의 저항값을 기존값으로 다시 높이는데 기준이 되는 온도일 수 있다.
게이트 저항부의 저항값이 낮아지는 경우 전력 스위칭 소자(410)의 온도는 다시 낮아질 수 있다. 그리고 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 낮아지는 것에 대응하여, 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)은 커질 수 있다.
한편 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 낮아져서 곧바로 게이트 저항부의 저항값을 기존값으로 높이는 경우, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 다시 상승할 수 있다. 그리고 관리 시작 온도와 관리 종료 온도가 동일한 경우에는, 게이트 저항부의 저항값이 반복하여 변경될 수 있다.
따라서 게이트 저항 조절부는 게이트 저항부의 저항값을 감소시키기 위한 게이트 제어 신호(S4)가 출력된 후, 전력 스위칭 소자의 온도가 관리 종료 온도보다 낮으면 게이트 저항부의 저항값을 감소시키기 위한 게이트 제어 신호(S4)의 출력을 중단할 수 있다. 여기서 관리 종료 온도는 관리 시작 온도보다 낮을 수 있다.
구체적으로, 게이트 저항 조절부의 제2 비교기(470)로부터 게이트 저항부의 저항값을 감소시키기 위한 게이트 제어 신호(S4)가 출력되면, 제3 스위치(TR3)는 스위칭 온 되고 제8 저항(R8)는 제6 저항(R6)에 병렬로 연결될 수 있다.
이 경우 제7 저항(R7)에 더 큰 전압이 인가되기 때문에 제2 기준 전압(V4)의 크기가 증가할 수 있다. 그리고 제2 기준 전압(V4)의 크기가 증가한 다는 것은, 제1 구간(S1)으로 다시 진입하기 위한 관리 종료 온도가 제1 구간(S1)에서 제2 구간(S2)으로 진입하기 위한 관리 시작 온도보다 더 낮음을 의미할 수 있다.
즉, 게이트 저항부의 저항값을 기존값으로 증가시키기 위한 관리 종료 온도는, 게이트 저항부의 저항값을 감소시키기 위한 관리 시작 온도보다 낮을 수 있다.
제2 시점(T2)은 제2 구간(S2)에서 제3 구간(S3)으로 진입하는 시점으로, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 차단 온도보다 높아진 시점을 의미할 수 있다.
여기서 차단 온도는, 전력 스위칭 소자(410)에 대한 스위칭 신호의 인가를 중단함으로써 전력 스위칭 소자(410)의 동작을 중단 시키는데 기준이 되는 온도일 수 있다.
한편 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로는 스위칭 동작 차단부를 포함할 수 있다. 여기서 스위칭 동작 차단부는 비교기(450) 및 기준 신호 조절부(460)를 포함할 수 있다.
온도 감지 신호에 기초하여, 스위칭 동작 차단부는 전력 스위칭 소자의 온도가 차단 온도보다 높으면, 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어 신호(S2)를 스위칭 신호 입력부(430)에 출력할 수 있다.
구체적으로, NTC 서미스터, 제9 저항(R9), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제1 전압 입력부 및 제2 전압 입력부는, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 차단 온도보다 높아지면 기준 전압(V2)이 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)보다 커지도록 설계될 수 있다.
따라서 제3 구간(S3)에서, 비교기(450)는 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.
한편 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어 신호(S2)가 출력되는 경우, 제4 스위치(TR4)는 스위칭 오프 될 수 있다.
이에 따라 마이컴(440)에서 출력된 스위칭 제어 신호(S1)는 스위칭 신호 입력부(430)에서 차단되고, 스위칭 제어 신호(S1)는 전력 스위칭 소자(410)의 게이트에 인가되지 않을 수 있다. 이에 따라 전력 스위칭 소자(410)는 동작을 중단하고, 전력 스위칭 소자(410)의 동작이 중단됨에 따라 전력 스위칭 소자(410)의 온도는 낮아질 수 있다.
제 3 구간(S3)은, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 복귀 온도보다 높아서, 전력 스위칭 소자(410)의 동작이 중단된 상태를 유지하는 구간이다.
여기서 복귀 온도는, 전력 스위칭 소자(410)에 대한 스위칭 신호의 인가를 재개함으로써 전력 스위칭 소자(410)의 동작을 재개시키는데 기준이 되는 온도일 수 있다.
스위칭 동작 차단부의 비교기(450)는 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어신호(S2)가 출력된 후 전력 스위칭 소자의 온도가 복귀 온도보다 낮으면 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어신호(S2)의 출력을 중단할 수 있다. 여기서 복귀 온도는 차단 온도보다 낮을 수 있다.
구체적으로, 스위칭 동작 차단부의 비교기(450)로부터 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어신호(S2)가 출력되면, 제1 스위치(TR1)는 스위칭 온 되고 제3 저항(R3)는 제1 저항(R1)에 병렬로 연결될 수 있다.
이 경우 제2 저항(R2)에 더 큰 전압이 인가되기 때문에 기준 전압(V2)의 크기가 증가할 수 있다. 그리고 기준 전압(V2)의 크기가 증가한 다는 것은, 제3 구간(S3)에서 다시 제2 구간(S2)으로 진입하기 위한 복귀 온도가 제2 구간(S2)에서 제3 구간(S3)으로 진입하기 위한 차단 온도보다 더 낮음을 의미할 수 있다.
즉, 전력 스위칭 소자의 동작을 재개하기 위한 복귀 온도는, 전력 스위칭 소자의 동작을 중단하기 위한 차단 온도보다 낮을 수 있다.
한편 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어신호(S2)가 출력되면, 제9 스위치(TR9)는 전력 스위칭 소자(410)의 게이트를 접지와 연결할 수 있다.
구체적으로 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어신호(S2), 즉 하이 신호가 출력됨에 따라, 제9 스위치(TR9)의 베이스 단에는 전압이 인가될 수 있다. 이에 따라 제9 스위치(TR9)가 스위칭 온 되면서 전력 스위칭 소자(410)의 게이트를 접지와 연결할 수 있다.
이 경우 전력 스위칭 소자(410)의 게이트의 전압은 0볼트(V)가 되어, 전력 스위칭 소자(410)는 완전히 차단될 수 있다.
제3 시점(T3)은 제3 구간(S3)에서 제2 구간(S2)로 다시 진입하는 시점으로, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 복귀 온도보다 낮아진 시점을 의미할 수 있다.
전력 스위칭 소자(410)의 온도가 다시 낮아지는 경우, 다시 제2 구간(S2)으로 진입하고 전력 스위칭 소자(410)는 동작을 재개할 수 있다.
구체적으로 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 복귀 온도보다 낮으면 스위칭 동작 차단부의 비교기(450)는 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어신호(S2)의 출력을 중단할 수 있다.
더욱 구체적으로, NTC 서미스터, 제9 저항(R9), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제3 저항(R3), 제1 전압 입력부 및 제2 전압 입력부는, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 복귀 온도보다 낮아지는 경우, 증가한 기준 전압(V2)이 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)보다 작아지도록 설계될 수 있다.
이 경우 비교기(450)는 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어신호(S2)의 출력을 중단할 수 있다.
한편 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어신호(S2)가 출력되지 않는 경우, 제4 스위치(TR4)는 스위칭 온 될 수 있다.
또한 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어신호(S2)가 출력되지 않는 경우, 제9 스위치(TR9)가 오프되어, 전력 스위칭 소자(410)의 게이트와 접지와의 연결이 차단될 수 있다.
이에 따라 마이컴(440)에서 출력된 스위칭 제어 신호(S1)는 전력 스위칭 소자(410)의 게이트에 인가되며, 이에 따라 전력 스위칭 소자(410)는 온/오프 동작을 재개할 수 있다.
한편 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 복귀 온도보다 낮아져서 전력 스위칭 소자(410)의 동작이 재개되는 경우, 전력 스위칭 소자(410)는 다시 차단 온도를 기준으로 동작이 중단될 수 있다.
구체적으로, 스위칭 동작 차단부의 비교기(450)로부터 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어신호(S2)가 출력되지 않으면, 스위칭 동작 차단부의 기준 신호 조절부(460)의 제1 스위치(TR1)는 스위칭 오프될 수 있다. 이에 따라 제3 저항(R3)은 제1 저항(R1)에 병렬로 연결되지 않게 된다. 이에 따라 기준 전압(V2)은 다시 낮아질 수 있다.
그리고 비교기(450)는 다시 낮아진 기준 전압(V2) 및 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)을 비교하여 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 게이트 제어신호(S2)를 출력할 수 있다.
한편 전력 스위칭 소자(410)의 관리 종료 온도는 전력 스위칭 소자의 복귀 온도보다 더 낮을 수 있다. 즉 NTC 서미스터, 제9 저항(R9), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제6 저항(R6), 제7 저항(R7), 제8 저항(R8), 제1 전압 입력부, 제2 전압 입력부 및 제3 전압 입력부는, 기준 전압(V2)(또는 증가한 기준 전압(V2))이 증가한 제2 기준 전압(V4)보다 작도록 설계될 수 있다.
그리고 제3 시점(T3)에서는 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 관리 종료 온도보다 높은 바, 게이트 저항 조절부는 게이트 저항부의 저항값을 감소시키기 위한 게이트 제어 신호(S4)를 계속 출력할 수 있다.
이에 따라 게이트 저항부는 저항값이 낮아진 상태를 계속 유지할 수 있다.
제4 시점(T4)은 제2 구간(S2)에서 제1 구간(S1)로 다시 진입하는 시점으로, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 관리 종료 온도보다 낮아진 시점을 의미할 수 있다.
여기서 관리 종료 온도는, 전력 스위칭 소자(410)의 게이트 저항의 저항값을 다시 기존값으로 증가시키는데 기준이 되는 온도일 수 있다.
전력 스위칭 소자(410)의 온도가 관리 종료 온도보다 낮아지는 경우, 제1 구간(S1)으로 진입하고 게이트 저항의 저항값은 기존값으로 다시 증가할 수 있다.
구체적으로 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 관리 종료 온도보다 낮으면 게이트 저항 조절부의 제2 비교기(470)는 게이트 저항부의 저항값을 감소시키기 위한 게이트 제어신호(S4)의 출력을 중단할 수 있다.
더욱 구체적으로, NTC 서미스터, 제9 저항(R9), 제6 저항(R6), 제7 저항(R7), 제8 저항(R8), 제1 전압 입력부 및 제3 전압 입력부는, 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 관리 종료 온도보다 낮아지는 경우, 증가한 제2 기준 전압(V4)이 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)보다 작아지도록 설계될 수 있다.
이 경우 제2 비교기(470)는 게이트 저항부의 저항값을 감소시키기 위한 게이트 제어신호(S4)의 출력을 중단할 수 있다.
한편 게이트 저항부의 저항값을 감소시키기 위한 게이트 제어신호(S4)가 출력되지 않는 경우, 제2 스위치(TR2)는 스위칭 오프 될 수 있다.
이에 따라 제5 저항(R5)은 제4 저항(R4)에 병렬로 연결되지 않게 되며, 게이트 저항부의 저항값은 기존의 값으로 감소할 수 있다.
한편 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 관리 종료 온도보다 낮아져서 게이트 저항부의 저항값이 기존의 값으로 조절된 경우, 다시 관리 시작 온도를 기준으로 게이트 저항부의 저항값이 조절될 수 있다.
구체적으로, 게이트 저항 조절부의 제2 비교기(470)로부터 게이트 저항부의 저항값을 감소시키기 위한 게이트 제어신호(S4)가 출력되지 않으면, 게이트 저항 조절부의 제2 기준 신호 조절부(480)의 제3 스위치(TR3)는 스위칭 오프될 수 있다. 이에 따라 제8 저항(R8)은 제6 저항(R6)에 병렬로 연결되지 않게 된다. 이에 따라 제2 기준 전압(V4)은 다시 낮아질 수 있다.
그리고 제2 비교기(470)는 다시 낮아진 제2 기준 전압(V4) 및 전력 스위칭 소자(410)의 온도에 대응하는 전압(V1)을 비교하여 게이트 저항부의 저항값을 감소시키기 위한 게이트 제어신호(S4)를 출력할 수 있다.
이와 같이 본 발명은, 하나의 서미스터를 비교기, 저항, 스위치 등과 함께 구성하여 전력 스위칭 소자의 차단 온도와 복귀 온도를 다르게 설정함으로써, 전력 스위칭 소자가 도통 및 차단을 반복하는 문제를 적은 비용으로 해결할 수 있다. 이에 따라 본 발명은, 적은 비용으로도 압축기에 대한 전력 공급을 안정화 하고 전력 스위칭 소자의 수명을 늘릴 수 있는 장점이 있다.
한편 게이트 저항에서는 전력 스위칭 소자의 온/오프시 발생되는 리커버리 전류에 의하여 전력 손실이 발생되고, 이 손실의 대부분은 발열로 나타난다. 그리고 게이트 저항의 저항값이 낮을수록 손실이 줄어들기 때문에 발열도 역시 줄어들게 된다.
따라서 본 발명은 전력 스위칭 소자의 온도 상승시 게이트 저항의 저항값을 낮춤으로써 전력 스위칭 소자의 발열을 개선할 수 있는 장점이 있다.
또한 게이트 저항이 낮아진 경우에는 서지(surge) 전압/전류가 높아지게 되거나, 노이즈가 증가하는 문제가 발생할 수 있기 때문에, 게이트 저항값의 감소는 임시적 대책으로 활용되어야 한다. 따라서 본 발명은 전력 스위칭 소자의 온도에 따라 게이트 저항의 감소/복귀를 조절함으로써, 발열 개선이 필요한 상황에서만 게이트 저항값의 조절을 이용한 발열 개선을 활용할 수 있도록 설계하였다.
또한 관리 시작 온도와 관리 종료 온도를 다르게 설정함으로써, 게이트 저항의 저항값이 반복적으로 변경되는 문제를 해결할 수 있다.
또한 본 발명은 전력 스위칭 소자의 온도가 증가한다고 하여 동작을 바로 중단시키는게 아니라, 게이트 저항의 저항값을 낮추는 온도 관리 구간을 두었다. 즉, 정상 운전(제1 구간(S1), 게이트 저항 감소(제2 구간(S2)), 전력 스위칭 소자의 동작 중단(제3 구간(S3))의 순서로 전력 스위칭 소자의 온도를 단계적으로 관리하였다.
전력 스위칭 소자의 온도가 증가한다고 하여 동작을 바로 중단시키는 경우에는, 압축기에 대한 전력 공급에 차질이 발생하거나, 전력 스위칭 소자의 수명에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.
따라서 본 발명은, 발열로 인하여 전력 스위칭 소자의 능력이 낮아지는 시점에서는 게이트 저항을 감소시킴으로써 발열 정도를 개선하고, 발열로 인하여 소손의 위험성이 있는 온도까지 온도가 상승한 경우에는 전력 스위칭 소자의 동작을 중단시킴으로써 장치의 안정성을 향상시켰다.
또한 본 발명은, 전력 스위칭 소자의 동작 중단시 전력 스위칭 소자의 게이트를 접지와 연결하였다. 이에 따라 전력 스위칭 소자의 도통을 완전히 차단함으로써, 발열의 개선을 극대화 하였다.
도 8a는 본 발명의 제3 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로를 도시한 도면이다.
도 8b는 본 발명의 제3 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로에서의 신호 파형을 도시한 도면이다.
제 3 실시 예에서는 제2 실시 예와 다른 점만 설명하도록 한다.
제2 실시 예에서는 전력 스위칭 소자의 관리 시작 온도와 관리 종료 온도가 상이했던 것에 반해, 제3 실시 예에서는 전력 스위칭 소자의 관리 시작 온도와 관리 종료 온도가 동일한 것으로 구성하였다.
구체적으로 제2 실시 예에서는 제2 기준 신호 조절부(480)의 제8 저항(R8) 및 제3 스위치(TR3)가 제2 기준 전압(V4)을 가변하였으나, 제3 실시 예에서는 제2 기준 신호 조절부(480)의 제8 저항(R8) 및 제3 스위치(TR3)가 존재하지 않는다.
따라서 제2 기준 전압(V4)의 크기는 고정되며, 이에 따라 전력 스위칭 소자의 관리 시작 온도와 관리 종료 온도는 동일할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른, 전력 스위칭 소자의 동작 차단 방법을 설명하기 위한 도면이다.
스위칭 신호 입력부(430)는 전력 스위칭 소자(410)에 전력 스위칭 소자의 동작을 위한 스위칭 신호(S1)를 인가할 수 있다(S910).
한편 온도 감지부(420)는 전력 스위칭 소자(410)의 온도 감지 신호를 출력할 수 있다(S930).
한편 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 제1값 이상이면 전력 스위칭 소자의 게이트 저항을 감소 시킬 수 있다(S950).
구체적으로 게이트 저항 조절부는 전력 스위칭 소자의 온도가 관리 시작 온도보다 높으면 제1 게이트 제어 신호를 출력할 수 있다.
이 경우 스위칭 신호 입력부(430)는 전력 스위칭 소자의 게이트 저항을 감소시킬 수 있다.
한편 전력 스위칭 소자(410)의 온도가 제2값 이상이면 전력 스위칭 소자에 인가되는 스위칭 신호를 차단할 수 있다.
구체적으로 스위칭 동작 차단부는, 전력 스위칭 소자의 온도가 차단 온도보다 높으면 제2 게이트 제어 신호를 출력할 수 있다.
이 경우 스위칭 신호 입력부(430)는 스위칭 신호의 인가를 차단할 수 있다.
이 경우 스위치는 제2 게이트 제어 신호에 기초하여 전력 스위칭 소자의 게이트를 접지와 연결할 수 있다.
한편, 제2 게이트 제어신호가 출력된 후 전력 스위칭 소자의 온도가 복귀 온도보다 낮으면, 스위칭 동작 차단부는 제2 게이트 제어신호의 출력을 중단할 수 있다. 이 경우 복귀 온도는 차단 온도보다 낮을 수 있다.
한편 제1 게이트 제어신호가 출력된 후 전력 스위칭 소자의 온도가 관리 종료 온도보다 낮으면 게이트 저항 조절부는 제1 게이트 제어신호의 출력을 중단할 수 있다. 이 경우 관리 종료 온도는 관리 시작 온도보다 낮을 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 마이컴(480)를 포함할 수도 있다. 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
410: 전력 스위칭 소자 420: 온도 감지부
430: 스위칭 신호 입력부 440: 마이컴
450: 비교기 460: 기준 신호 조절부

Claims (14)

  1. 전력 스위칭 소자의 동작을 위한 스위칭 신호를 상기 전력 스위칭 소자에 인가하고, 게이트 제어 신호에 근거하여 상기 스위칭 신호를 차단하는 스위칭 신호 입력부;
    상기 전력 스위칭 소자의 온도에 대응하는 전압을 인가하는 온도 감지부;
    상기 온도에 대응하는 전압의 크기 및 기준 전압의 크기에 기초하여 상기 게이트 제어 신호를 출력하는 비교기; 및
    상기 기준 전압을 인가하고, 상기 게이트 제어 신호에 근거한 저항값의 변경에 의하여 상기 기준 전압의 크기를 변경하는 기준 신호 조절부를 포함하는
    전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기준 신호 조절부는,
    제1 저항;
    상기 제1 저항과의 전압 분배에 의하여 상기 기준 전압을 공급하는 제2 저항;
    상기 게이트 제어 신호가 출력되면 제3 저항을 상기 제1 저항에 병렬로 연결함으로써, 상기 기준 전압을 증가시키는 스위치를 포함하는
    전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 온도에 대응하는 전압 및 제2 기준 전압의 크기에 기초하여 제2 게이트 제어 신호를 출력하는 제2 비교기;를 더 포함하고,
    상기 스위칭 신호 입력부는,
    상기 스위칭 신호를 상기 전력 스위칭 소자에 전달하는 게이트 저항부를 포함하고,
    상기 게이트 저항부는,
    상기 전력 스위칭 소자의 게이트와 연결되는 제4 저항 및
    제5 저항; 및
    상기 제2 게이트 제어 신호가 출력되면 상기 제5 저항을 상기 제4 저항에 병렬로 연결함으로써, 상기 게이트 저항을 감소시키는 제2 스위치를 포함하는
    전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제2 게이트 제어 신호에 근거한 저항값의 변경에 의하여 상기 제2 기준 전압을 증가시키는 제2 기준 신호 조절부를 더 포함하고.
    상기 제2 기준 신호 조절부는,
    제6 저항;
    상기 제6 저항과의 전압 분배에 의하여 상기 제2 기준 전압을 공급하는 제7 저항;
    상기 제2 게이트 제어 신호가 출력되면 제8 저항을 상기 제6 저항에 병렬로 연결함으로써, 상기 제2기준 전압을 증가시키는 제3 스위치를 포함하는
    전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 스위칭 신호 입력부는,
    상기 게이트 제어 신호가 출력되면 상기 스위칭 신호를 차단하는 제4 스위치를 포함하는
    전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 게이트 제어 신호에 근거하여 상기 전력 스위칭 소자의 게이트를 접지와 연결하는 제5 스위치를 더 포함하는
    전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로.
  7. 전력 스위칭 소자의 게이트 저항부를 포함하고, 상기 전력 스위칭 소자의 동작을 위한 스위칭 신호를 상기 전력 스위칭 소자에 인가하는 스위칭 신호 입력부;
    상기 전력 스위칭 소자의 온도 감지 신호를 출력하는 온도 감지부;
    상기 온도 감지 신호에 기초하여, 상기 전력 스위칭 소자의 온도가 관리 시작 온도보다 높으면 상기 게이트 저항부의 저항값을 감소시키기 위한 제1 게이트 제어신호를 상기 스위칭 신호 입력부에 출력하는 게이트 저항 조절부; 및
    상기 온도 감지 신호에 기초하여, 상기 전력 스위칭 소자의 온도가 차단 온도보다 높으면 상기 스위칭 신호의 인가를 중단하기 위한 제2 게이트 제어신호를 상기 스위칭 신호 입력부에 출력하는 스위칭 동작 차단부를 포함하는
    전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 게이트 저항 조절부는,
    상기 제1 게이트 제어신호가 출력된 후 상기 전력 스위칭 소자의 온도가 관리 종료 온도보다 낮으면 상기 제1 게이트 제어신호의 출력을 중단하고,
    상기 관리 종료 온도는,
    상기 관리 시작 온도보다 낮은
    전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 스위칭 동작 차단부는,
    상기 제2 게이트 제어신호가 출력된 후 상기 전력 스위칭 소자의 온도가 복귀 온도보다 낮으면 상기 제2 게이트 제어신호의 출력을 중단하고,
    상기 복귀 온도는,
    상기 차단 온도보다 낮은
    전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 게이트 제어 신호가 출력되면, 상기 전력 스위칭 소자의 게이트를 접지와 연결하는 스위치를 더 포함하는
    전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로.
  11. 전력 스위칭 소자에 상기 전력 스위칭 소자의 동작을 위한 스위칭 신호를 인가하는 단계;
    상기 전력 스위칭 소자의 온도 감지 신호를 출력하는 단계;
    상기 온도 감지 신호에 기초하여, 상기 전력 스위칭 소자의 온도가 관리 시작 온도보다 높으면 제1 게이트 제어신호를 출력하는 단계;
    상기 제1 게이트 제어신호에 기초하여 상기 전력 스위칭 소자의 게이트 저항을 감소시키는 단계;
    상기 온도 감지 신호에 기초하여, 상기 전력 스위칭 소자의 온도가 차단 온도보다 높으면 제2 게이트 제어신호를 출력하는 단계; 및
    상기 제2 게이트 제어신호에 기초하여 상기 전력 스위칭 소자에 인가되는 스위칭 신호를 차단하는 단계를 포함하는
    전력 스위칭 소자의 동작 차단 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제1 게이트 제어신호가 출력된 후 상기 전력 스위칭 소자의 온도가 관리 종료 온도보다 낮으면 상기 제1 게이트 제어신호의 출력을 중단하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 관리 종료 온도는,
    상기 관리 시작 온도보다 낮은
    전력 스위칭 소자의 동작 차단 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제2 게이트 제어신호가 출력된 후 상기 전력 스위칭 소자의 온도가 복귀 온도보다 낮으면 상기 제2 게이트 제어신호의 출력을 중단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 복귀 온도는,
    상기 차단 온도보다 낮은
    전력 스위칭 소자의 동작 차단 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 제2 게이트 제어 신호에 기초하여 상기 전력 스위칭 소자의 게이트를 접지와 연결하는 단계를 더 포함하는
    전력 스위칭 소자의 동작 차단 방법.
KR1020170177547A 2017-12-21 2017-12-21 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로 KR102046889B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170177547A KR102046889B1 (ko) 2017-12-21 2017-12-21 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170177547A KR102046889B1 (ko) 2017-12-21 2017-12-21 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190075723A true KR20190075723A (ko) 2019-07-01
KR102046889B1 KR102046889B1 (ko) 2019-12-02

Family

ID=67255699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170177547A KR102046889B1 (ko) 2017-12-21 2017-12-21 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102046889B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008220119A (ja) * 2007-03-07 2008-09-18 Toyota Motor Corp ゲート電圧制御回路及びゲート電圧制御方法
JP2013126313A (ja) * 2011-12-15 2013-06-24 Panasonic Corp キャパシタ装置
JP2014166021A (ja) * 2013-02-25 2014-09-08 Daikin Ind Ltd 半導体装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008220119A (ja) * 2007-03-07 2008-09-18 Toyota Motor Corp ゲート電圧制御回路及びゲート電圧制御方法
JP2013126313A (ja) * 2011-12-15 2013-06-24 Panasonic Corp キャパシタ装置
JP2014166021A (ja) * 2013-02-25 2014-09-08 Daikin Ind Ltd 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR102046889B1 (ko) 2019-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9941807B2 (en) Power conversion apparatus and air conditioner including the same
KR102543891B1 (ko) 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기
US10516331B2 (en) Power conversion device and air conditioner comprising same
KR102485727B1 (ko) 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기
JP2011259640A (ja) モータ制御装置、圧縮装置
KR101986297B1 (ko) 인터리브드 pfc 제어 장치
KR102046889B1 (ko) 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로
JP3774298B2 (ja) 電動機制御装置及び冷凍サイクル装置
KR102214659B1 (ko) 공기조화기
KR102183096B1 (ko) 공기조화기 및 그 동작방법
KR102455073B1 (ko) 직류 링크 전압의 조절이 가능한 정류 장치
KR102198956B1 (ko) 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로
KR102135083B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기
KR102198185B1 (ko) 공기조화기 및 그 동작방법
KR102199378B1 (ko) 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기
KR101982717B1 (ko) 전력 변환 장치
KR20190087903A (ko) 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로
KR101895486B1 (ko) 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기
KR102201291B1 (ko) 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기
KR101965180B1 (ko) 공기조화기
KR102201579B1 (ko) 모터 구동장치 및 공기조화기
KR102260614B1 (ko) 공기조화기
KR102224639B1 (ko) 공기조화기
KR102053986B1 (ko) 대기 전력 장치
KR20190040734A (ko) 스위치 소손 방지 회로

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
GRNT Written decision to grant