KR20200103425A - Circuit for inverter - Google Patents

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KR20200103425A
KR20200103425A KR1020190021914A KR20190021914A KR20200103425A KR 20200103425 A KR20200103425 A KR 20200103425A KR 1020190021914 A KR1020190021914 A KR 1020190021914A KR 20190021914 A KR20190021914 A KR 20190021914A KR 20200103425 A KR20200103425 A KR 20200103425A
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김경진
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엘에스일렉트릭(주)
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    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
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    • H02M7/539—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
    • H02M7/5395—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation
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Abstract

The present invention relates to an inverter circuit which comprises an initial charging unit which limits a current of a rectifier unit during initial operation, supplies and charges the limited current to a direct current (DC) link capacitor, and supplies the current of the rectifier unit to the DC link capacitor by closing a relay when the charging is completed. The inverter circuit further comprises: a voltage detection unit detecting a voltage applied to resistance of the initial charging unit and controlling the voltage to be supplied to the relay regardless of external control when the voltage is detected; and a relay driving unit maintaining a closed state by supplying a pulse width modulated voltage in the closed state of the relay.

Description

인버터 회로{Circuit for inverter}Inverter circuit {Circuit for inverter}

본 발명은 인버터 회로에 관한 것으로, 더 상세하게는 펄스폭 변조를 통해 인버터의 접점 상태를 유지하는 인버터 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an inverter circuit, and more particularly, to an inverter circuit for maintaining a contact state of the inverter through pulse width modulation.

인버터는, 입력되는 교류전원을 일정 주파수를 가지는 교류전원으로 변환하여 전동기에 제공하는 전력변환장치이다. 인버터에는 돌입전류에 의한 과전류에 의해 소자가 파괴되는 것을 방지하기 위한 초기충전회로를 포함하고 있다.The inverter is a power conversion device that converts input AC power into AC power having a certain frequency and provides it to an electric motor. The inverter includes an initial charging circuit for preventing the device from being destroyed by overcurrent caused by inrush current.

초기충전회로는 초기충전저항을 포함하고 있으며, 초기동작에서는 초기충전저항을 통해 제한된 전류만을 공급하여, DC링크 커패시터를 충전한다.The initial charging circuit includes an initial charging resistance, and in the initial operation, only a limited current is supplied through the initial charging resistance to charge the DC link capacitor.

DC링크 커패시터가 충전된 상태에서는 릴레이를 통한 전류패스를 형성하여, 초기충전저항을 통해서 흐르는 전류를 차단하게 된다.When the DC link capacitor is charged, a current path is formed through the relay to block the current flowing through the initial charging resistor.

이처럼 릴레이가 턴온된 상태를 인버터 동작이 계속되는 한 유지하고 있어야 한다. As long as the inverter operation continues, the relay must be kept on.

릴레이의 닫힌 상태의 접점 유지를 위하여, 릴레이에 지속적으로 전원이 공급되는 경우 열이 발생할 수 있는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위하여 종래에는 릴레이 접점 유지를 위하여 펄스폭 변조된 신호를 공급하는 릴레이 구동회로가 제안되었다.In order to maintain the contact of the relay in a closed state, there is a problem in that heat may be generated when power is continuously supplied to the relay. To solve this problem, conventionally, a relay driving circuit for supplying a pulse width modulated signal to maintain a relay contact has been proposed.

도 1은 종래 인버터의 회로도이고, 도 2는 도 1에서 릴레이 구동부의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a conventional inverter, and FIG. 2 is a circuit diagram of a relay driver in FIG. 1.

도 1과 도 2를 각각 참조하면, 종래 인버터 회로는, 3상 교류전원을 인가받아 정류하는 정류부(100)와, 상기 정류부(100)에서 정류된 전류를 공급받아 평활 및 충전하는 DC링크 커패시터(300)와, 상기 DC링크 커패시터(300)의 충전전압을 소정의 주파수를 가지는 교류전압으로 변환하여 전동기(도면 미도시)에 공급하는 인버터부(400)와, 초기 동작시 저항(210)을 통해 상기 정류부(100)의 정류된 전류를 제한하여 공급하며, 상기 DC링크 커패시터(300)의 충전이 완료되면 릴레이(220)를 닫아 릴레이(220)를 통해 전류를 공급하는 초기충전부(200)와, 상기 릴레이(220)를 제어하는 릴레이 구동부(500)를 포함하여 구성된다.Referring to FIGS. 1 and 2, respectively, a conventional inverter circuit includes a rectifying unit 100 for receiving and rectifying a three-phase AC power, and a DC link capacitor for smoothing and charging by receiving the current rectified by the rectifying unit 100. 300), the inverter unit 400 converting the charging voltage of the DC link capacitor 300 into an AC voltage having a predetermined frequency and supplying it to an electric motor (not shown), and a resistor 210 during initial operation. An initial charging unit 200 that limits and supplies the rectified current of the rectifying unit 100, and when charging of the DC link capacitor 300 is completed, the relay 220 is closed to supply current through the relay 220, It is configured to include a relay driving unit 500 for controlling the relay 220.

상기 릴레이 구동부(500)는 릴레이의 접점상태를 제어하기 위한 것으로, 외부 제어장치(예를 들어 CPU)의 제어에 따라 릴레이(220)를 구동한다.The relay driver 500 is for controlling the contact state of the relay, and drives the relay 220 according to the control of an external control device (eg, a CPU).

초기동작에서 3상 교류전원이 정류부(100)의 각 입력단에 각각 입력되면, 수동소자인 다이오드들을 포함하는 정류부(100)는 직류전류를 공급한다. In the initial operation, when three-phase AC power is input to each input terminal of the rectifying unit 100, the rectifying unit 100 including diodes as passive elements supplies a DC current.

이때 릴레이 구동부(500)는 외부 제어신호에 따라 릴레이(220)를 열린상태로 유지하며, 정류부(100)에서 정류된 직류전류는 상기 릴레이(220)와 병렬연결된 저항(210)을 통해 흐르게 된다.At this time, the relay driving unit 500 maintains the relay 220 in an open state according to an external control signal, and the DC current rectified by the rectifying unit 100 flows through the resistor 210 connected in parallel with the relay 220.

이때 저항(210)의 크기에 의해 DC링크 커패시터(300)에 공급되는 전류는 제한되어, 초기 돌입전류에 의한 DC링크 커패시터(300)의 절연 파괴 등 소자 손상을 방지할 수 있다.At this time, the current supplied to the DC link capacitor 300 is limited by the size of the resistor 210, so that device damage such as insulation breakdown of the DC link capacitor 300 due to an initial rush current can be prevented.

이처럼 저항(210)을 통해 제한된 전류를 공급하여 DC링크 커패시터(300)를 완전히 충전한 후, 릴레이 구동부(500)는 릴레이(220)를 닫아 저항(210)을 통하지 않고 릴레이(220)를 통해 정류부(100)의 전류가 DC링크 커패시터(300)로 공급되도록 한다.In this way, after supplying a limited current through the resistor 210 to completely charge the DC link capacitor 300, the relay driving unit 500 closes the relay 220 so that the rectifying unit through the relay 220 without passing through the resistor 210 The current of 100 is supplied to the DC link capacitor 300.

이때 릴레이 구동부(500)의 제어는 외부 제어기의 CPU 등을 통해 이루어지며, 외부 제어기는 DC링크 커패시터(300)의 충전전압을 검출하여 검출된 충전전압이 기준전압에 도달하면 릴레이(220)를 닫는 제어를 수행하게 된다.At this time, the control of the relay driver 500 is performed through the CPU of an external controller, and the external controller detects the charging voltage of the DC link capacitor 300 and closes the relay 220 when the detected charging voltage reaches the reference voltage. Control.

도 2를 참조하면 상기 릴레이 구동부(500)는, 상기 릴레이(220)가 접속되는 커넥터(CN1)와, 상기 커넥터(CN1)에 접속된 릴레이(220)와 병렬로 배치되는 다이오드(D1)와, 상기 외부 제어기의 제어신호(/MC)에 의해 턴온 제어되는 제1트랜지스터(Q1)와, 상기 제1트랜지스터(Q1)의 턴온상태에서 공급된 전류에 의해 턴온되어 상기 커넥터(CN1)에 결합된 릴레이(220)의 접점을 닫힌 상태로 제어하는 제2트랜지스터(Q2)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the relay driving unit 500 includes a connector CN1 to which the relay 220 is connected, a diode D1 disposed in parallel with the relay 220 connected to the connector CN1, A first transistor (Q1) controlled to be turned on by the control signal (/MC) of the external controller, and a relay connected to the connector (CN1) by being turned on by a current supplied in the turned-on state of the first transistor (Q1). It is configured to include a second transistor (Q2) for controlling the contact of 220 in a closed state.

이와 같은 구성에서 상기 제어신호(/MC)에 의해 제1트랜지스터(Q1)가 턴온된 상태에서, 상기 릴레이(220)의 코일에는 전류가 흐르게 되며, 릴레이(220)의 접점이 닫힌 상태가 된다.In this configuration, when the first transistor Q1 is turned on by the control signal /MC, a current flows through the coil of the relay 220, and the contact point of the relay 220 is closed.

이처럼 릴레이(220)가 닫힌 상태에서는 릴레이(220)를 통해 정류부(100)의 정류된 전류가 DC링크 커패시터(300)로 공급되며, 초기 충전시 제한된 전류를 공급하는 저항(210)을 통해서는 전류가 흐르지 않게 된다.As such, when the relay 220 is closed, the rectified current of the rectifier 100 through the relay 220 is supplied to the DC link capacitor 300, and the current through the resistor 210 that supplies a limited current during initial charging. Does not flow.

인버터의 동작 상태에서는 앞서 설명한 바와 같이 릴레이(220)가 닫힌 상태로 유지되어야 하나, 지속적인 전원의 공급은 릴레이(220) 코일에서 열을 발생시키게 되며, 소비전력이 증가하게 되는 문제점이 있었다.In the operating state of the inverter, the relay 220 must be maintained in a closed state as described above, but continuous supply of power generates heat in the coil of the relay 220, and there is a problem in that power consumption increases.

또한, 발열 문제를 해결하기 위해서는 릴레이(220)의 크기를 더 크게 제작할 수 밖에 없는 문제점도 있었다.In addition, in order to solve the heat generation problem, there is also a problem in which the size of the relay 220 must be made larger.

이를 해결하는 방법으로 종래에는 도 3에 도시한 바와 같이 릴레이(220)의 접점을 변환하여 닫힌 상태를 만들기 위한 전압을 제1구간(T1) 동안 공급하도록 외부 제어기의 제어신호(/MC)가 인가되고, 릴레이(220)의 접점이 완전히 닫힌 상태에서는 제2구간(T2)과 같이 릴레이(220)의 코일에 공급되는 전압을 펄스폭 변조하여 릴레이(220) 접점이 유지될 수 있는 정도의 전압을 제공하게 된다.As a method of solving this, conventionally, a control signal (/MC) of an external controller is applied to supply a voltage for making a closed state by converting the contact point of the relay 220 as shown in FIG. 3 during the first section (T1). In a state where the contact point of the relay 220 is completely closed, the voltage supplied to the coil of the relay 220 is pulse-width modulated as in the second section T2 to obtain a voltage sufficient to maintain the contact point of the relay 220. Will be provided.

이처럼 릴레이(220) 접점의 변환 초기에는 소정의 시간 동안 릴레이 구동부(500)에서 릴레이(220) 코일에 전류가 흐를 수 있게 제어한 다음에는 주기적으로 릴레이(220) 코일에 공급되는 전류를 차단과 공급을 소정의 간격으로 반복 제어하여 발열량을 최소화한 상태로 릴레이(220) 접점을 닫힌 상태로 유지하게 된다.As such, in the initial conversion of the relay 220 contact point, the relay driver 500 controls the current to flow through the relay 220 coil for a predetermined time, and then periodically cuts off and supplies the current supplied to the relay 220 coil. The relay 220 is repeatedly controlled at predetermined intervals to minimize the amount of heat generated and maintains the contact of the relay 220 in a closed state.

그러나 종래에는 외부 제어기의 제어신호(/MC)에만 의존하기 때문에 외부 제어기의 오동작이나 노이즈 발생에 의하여 펄스폭 변조 제어구간인 제2구간(T2)에서 전압이 공급되지 않는 상태가 발생할 수 있다. However, in the related art, since it relies only on the control signal /MC of the external controller, a state in which the voltage is not supplied in the second section T2, which is the pulse width modulation control section, may occur due to malfunction or noise generation of the external controller.

이때 릴레이(220)는 닫힌 상태에서 열린 상태로 접점이 변환될 수 있다. 이처럼 릴레이(220)가 열린 상태로 변환된 경우에도 외부 제어기는 상태를 알 수 없고 펄스폭 변조 제어를 계속 수행하기 때문에 릴레이(220)를 닫힌 상태로 변환하지 못하게 된다.At this time, the relay 220 may convert a contact point from a closed state to an open state. In this way, even when the relay 220 is converted to an open state, the external controller cannot know the state and continues to perform pulse width modulation control, so that the relay 220 cannot be converted to a closed state.

릴레이(220)가 열린 상태에서는 저항(210)을 통해 전류가 흐르게 되며, 이때 인버터부(400)의 부하에 의해 저항(210)에서 열이 발생하게 되며, 인버터의 발화 또는 사고를 유발할 수 있는 문제점이 있었다.When the relay 220 is open, a current flows through the resistor 210, and at this time, heat is generated in the resistor 210 by the load of the inverter unit 400, and a problem that may cause the inverter to ignite or an accident. There was this.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 초기충전부의 릴레이를 펄스폭 변조 방식으로 제어하되, 오류에 의해 릴레이가 열린 상태로 접점이 변환되는 것을 검출하고, 접점을 다시 닫힌 상태로 자동 변환할 수 있는 인버터 회로를 제공함에 있다.The technical problem to be solved by the present invention is that the relay of the initial charging unit is controlled by a pulse width modulation method, but detects that the contact is converted into an open state due to an error, and automatically converts the contact into a closed state. It is to provide an inverter circuit.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명 인버터 회로는, 초기동작시 정류부의 전류를 제한하고, 제한된 전류를 DC링크 커패시터로 공급하여 충전하고, 충전이 완료되면 릴레이를 닫아 정류부의 전류를 DC링크 커패시터로 공급하는 초기충전부를 포함하는 인버터 회로에서, 상기 초기충전부의 저항에 걸리는 전압을 검출하고, 전압이 검출되면 외부 제어와 무관하게 상기 릴레이에 전압이 공급되도록 제어하는 전압검출부를 구비하여, 상기 릴레이의 닫힘 상태에서 펄스폭 변조된 전압을 공급하여 닫힘 상태를 유지하는 릴레이 구동부를 더 포함한다.The inverter circuit of the present invention for solving the above technical problems limits the current of the rectifier during initial operation, supplies the limited current to the DC link capacitor to charge, and closes the relay when charging is completed to transfer the current of the rectifier to the DC link. In an inverter circuit including an initial charging unit supplied to a capacitor, comprising a voltage detection unit that detects a voltage applied to the resistance of the initial charging unit and, when the voltage is detected, controls a voltage to be supplied to the relay regardless of external control, the It further includes a relay driving unit for maintaining the closed state by supplying a pulse width modulated voltage in the closed state of the relay.

본 발명의 실시예에서, 상기 저항은, 상기 릴레이와 병렬 연결되며, 상호 직렬연결된 두 저항 중 선택된 하나일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the resistor may be one selected from two resistors connected in parallel with the relay and connected in series with each other.

본 발명의 실시예에서, 상기 릴레이 구동부는, 외부 제어기의 제어신호에 따라 온오프되는 제1트랜지스터와, 상기 제1트랜지스터가 턴온되면 함께 턴온되어, 상기 릴레이에 전압을 공급하는 제2트랜지스터를 더 포함하되, 상기 전압검출부는 상기 저항의 전압이 검출되면 상기 제어신호에 무관하게 제2트랜지스터를 턴온시켜 릴레이에 전압을 공급할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the relay driver further includes a first transistor that is turned on and off according to a control signal from an external controller, and a second transistor that is turned on together when the first transistor is turned on, and supplies a voltage to the relay. However, when the voltage of the resistance is detected, the voltage detector may supply a voltage to the relay by turning on the second transistor irrespective of the control signal.

본 발명의 실시예에서, 상기 릴레이 구동부는, 상기 릴레이가 결합되는 커넥터와, 상기 릴레이와 병렬연결되는 다이오드를 포함하고, 상기 릴레이와 다이오드의 접점과 접지 사이에 상기 제2트랜지스터가 연결될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the relay driving unit includes a connector to which the relay is coupled, and a diode connected in parallel with the relay, and the second transistor may be connected between a contact point of the relay and the diode and a ground.

본 발명의 실시예에서, 상기 전압검출부는, 상기 저항의 전압이 검출되면 상기 제2트랜지스터를 턴온시키는 포토커플러를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the voltage detector may include a photocoupler that turns on the second transistor when the voltage of the resistance is detected.

본 발명의 실시예에서, 상기 전압검출부는, 상기 포토커플러와 직렬 배치되며, 외부의 인에이블신호에 따라 온오프되어 상기 포토커플러를 통해 상기 저항의 전압을 검출할 수 있도록 하는 제1포토커플러를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the voltage detector includes a first photocoupler arranged in series with the photocoupler and turned on and off according to an external enable signal to detect the voltage of the resistance through the photocoupler. It may contain more.

본 발명은 릴레이 접점을 닫힌 상태로 변환 후, 접점 상태를 유지하기 위하여 펄스폭 변조된 전압을 공급할 때 발생할 수 있는 릴레이 접점 변환상태를 검출하고, 접점이 열린 상태로 변환되었으면 다시 닫힌 상태가 되도록 전압을 공급함으로써, 제어 오류에 의해 고장이나 사고가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.The present invention detects a relay contact conversion state that may occur when a pulse width modulated voltage is supplied to maintain the contact state after converting the relay contact into a closed state, and when the contact is converted into an open state, the voltage is again closed. By supplying, there is an effect of preventing a failure or an accident from occurring due to a control error.

도 1은 종래의 인버터 회로도이다.
도 2는 도 1에서 릴레이 구동부의 회로도이다.
도 3은 종래 릴레이 제어 전압 파형도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인버터 회로도이다.
도 5는 도 4에서 릴레이 구동부의 일실시 회로도이다.
도 6은 본 발명에 따른 릴레이 제어 전압 파형도이다.
도 7은 본 발명에 적용되는 전압검출부의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a conventional inverter.
2 is a circuit diagram of a relay driver in FIG. 1.
3 is a conventional relay control voltage waveform diagram.
4 is a circuit diagram of an inverter according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram of an embodiment of a relay driving unit in FIG. 4.
6 is a waveform diagram of a relay control voltage according to the present invention.
7 is a circuit diagram of a voltage detector applied to the present invention.

본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.In order to fully understand the configuration and effects of the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms and various modifications may be added. However, the description of the present embodiment is provided to complete the disclosure of the present invention, and to fully inform a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In the accompanying drawings, for convenience of description, the size of the components is enlarged compared to the actual size, and the ratio of each component may be exaggerated or reduced.

'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.Terms such as'first' and'second' may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the above terms. The above terms may be used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, without departing from the scope of the present invention, the'first element' may be named as the'second element', and similarly, the'second element' may also be named as the'first element'. I can. In addition, expressions in the singular include plural expressions unless clearly expressed otherwise in context. Unless otherwise defined, terms used in the embodiments of the present invention may be interpreted as meanings commonly known to those of ordinary skill in the art.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 인버터 회로를 설명하기로 한다.Hereinafter, an inverter circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인버터 회로의 블록 구성도이다.4 is a block diagram of an inverter circuit according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인버터 회로는, 3상 교류전원을 인가받아 정류하는 정류부(10)와, 상기 정류부(10)에서 정류된 전류를 공급받아 평활 및 충전하는 DC링크 커패시터(30)와, 상기 DC링크 커패시터(30)의 충전전압을 소정의 주파수를 가지는 교류전압으로 변환하여 전동기(도면 미도시)에 공급하는 인버터부(40)와, 초기 동작시 저항(R, R_sen)을 통해 상기 정류부(10)의 정류된 전류를 제한하여 공급하며, 상기 DC링크 커패시터(30)의 충전이 완료되면 릴레이(21)를 닫아 릴레이(21)를 통해 전류를 공급하는 초기충전부(20)와, 상기 릴레이(21)를 제어함과 아울러 상기 저항(R_sen)의 전압을 검출하여 릴레이(21) 접점 상태를 확인하고 자동제어하는 릴레이 구동부(50)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 4, the inverter circuit according to a preferred embodiment of the present invention includes a rectifier 10 for receiving and rectifying a three-phase AC power supply, and a DC link for smoothing and charging by receiving a current rectified from the rectifier 10. A capacitor 30, an inverter unit 40 converting the charged voltage of the DC link capacitor 30 into an AC voltage having a predetermined frequency and supplying it to an electric motor (not shown), and a resistance R, R_sen) to limit and supply the rectified current of the rectifying unit 10, and when charging of the DC link capacitor 30 is completed, the relay 21 is closed to supply current through the relay 21 ( 20) and a relay driving unit 50 that controls the relay 21 and detects the voltage of the resistor R_sen to check the contact state of the relay 21 and automatically control the relay 21.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인버터 회로의 구성과 작용에 대하여 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the inverter circuit according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described in more detail.

상기 릴레이 구동부(50)는 릴레이의 접점상태를 제어하기 위한 것으로, 외부 제어장치(예를 들어 CPU)의 제어에 따라 릴레이(21)를 구동한다.The relay driving unit 50 is for controlling the contact state of the relay, and drives the relay 21 according to the control of an external control device (eg, a CPU).

초기동작에서 3상 교류전원이 정류부(10)의 각 입력단에 각각 입력되면, 수동소자인 다이오드들을 포함하는 정류부(10)는 직류전류를 공급한다. 릴레이 구동부(50)는 외부 제어신호에 따라 릴레이(21)를 열린 상태로 유지한다.In the initial operation, when three-phase AC power is input to each input terminal of the rectifying unit 10, the rectifying unit 10 including diodes, which are passive elements, supplies a DC current. The relay driver 50 keeps the relay 21 open according to an external control signal.

따라서, 정류부(10)에서 정류된 직류전류는 상기 릴레이(21)와 병렬연결된 저항(R, R_sen)을 통해 흐르게 된다.Accordingly, the DC current rectified by the rectifying unit 10 flows through the resistors R and R_sen connected in parallel with the relay 21.

상기 릴레이(21)와 병렬연결된 저항을 설명의 편의를 위하여 직렬연결된 두 저항인 R과 R_sen으로 구분하여 설명한다. 그러나 초기충전부(20)에 사용되는 직렬 저항의 수는 본 발명의 특징적인 구성과는 무관하다. For convenience of explanation, the resistance connected in parallel with the relay 21 is divided into two series-connected resistors R and R_sen. However, the number of series resistors used in the initial charging unit 20 is irrelevant to the characteristic configuration of the present invention.

위에서 저항(R)과 구분되는 저항(R_sen)은 릴레이(21)의 접점 상태를 확인할 수 있도록 릴레이 구동부(50)에서 전압을 검출하는 저항, 즉 센싱저항을 나타낸다.The resistance R_sen distinguished from the resistance R above represents a resistance for detecting a voltage in the relay driving unit 50, that is, a sensing resistance so that the contact state of the relay 21 can be checked.

하지만, 센싱저항이 구분되어 있지 않더라도, 릴레이(21)와 병렬연결된 전체 저항에 인가된 전압을 검출하여도 동일한 작용을 할 수 있다. 즉, 센싱저항(R_sen)은 설명의 편의를 위한 것으로 이해될 수 있다.However, even if the sensing resistance is not divided, the same function can be performed even by detecting the voltage applied to the entire resistor connected in parallel with the relay 21. That is, the sensing resistance R_sen may be understood as for convenience of description.

인버터의 초기 동작에서 저항(R,R_sen)의 크기에 의해 DC링크 커패시터(30)에 공급되는 전류는 제한되어, 초기 돌입전류에 의한 DC링크 커패시터(30)의 절연 파괴 등 소자 손상을 방지할 수 있다.In the initial operation of the inverter, the current supplied to the DC link capacitor 30 is limited by the size of the resistors (R, R_sen), so it is possible to prevent device damage such as insulation breakdown of the DC link capacitor 30 due to the initial inrush current. have.

이처럼 저항(R,R_sen)을 통해 제한된 전류를 공급하여 DC링크 커패시터(30)를 충전한 후, 릴레이 구동부(50)는 릴레이(21)를 닫아 저항(R,R_sen)을 통하지 않고 릴레이(21)를 통해 정류부(100)의 전류가 DC링크 커패시터(300)로 공급되도록 한다.In this way, after charging the DC link capacitor 30 by supplying a limited current through the resistors R, R_sen, the relay driving unit 50 closes the relay 21 so that the relay 21 does not pass through the resistors R, R_sen. Through this, the current from the rectifying unit 100 is supplied to the DC link capacitor 300.

이때 릴레이 구동부(50)의 제어는 외부 제어기의 CPU 등을 통해 이루어지며, 외부 제어기는 DC링크 커패시터(30)의 충전전압을 검출하여 검출된 충전전압이 기준전압에 도달하면 릴레이(21)를 닫는 제어를 수행하게 된다.At this time, the control of the relay driving unit 50 is performed through a CPU of an external controller, and the external controller detects the charging voltage of the DC link capacitor 30 and closes the relay 21 when the detected charging voltage reaches the reference voltage. Control.

도 5에 본 발명에 적용되는 릴레이 구동부(50)의 일실시 회로도를 도시하였다.5 shows a circuit diagram of one embodiment of the relay driving unit 50 applied to the present invention.

도 5를 참조하면 상기 릴레이 구동부(50)는, 상기 릴레이(21)가 접속되는 커넥터(CN1)와, 상기 커넥터(CN1)에 접속된 릴레이(21)와 병렬로 배치되는 다이오드(D1)와, 상기 외부 제어기의 제어신호(/MC)에 의해 턴온 제어되는 제1트랜지스터(Q1)와, 상기 제1트랜지스터(Q1)의 턴온상태에서 공급된 전류에 의해 턴온되어 상기 커넥터(CN1)에 결합된 릴레이(220)의 접점을 닫힌 상태로 제어하는 제2트랜지스터(Q2)와, 상기 센싱저항(R_sen)의 전압을 검출하고, 검출된 전압이 설정전압 이상인 경우 상기 제2트랜지스터(Q2)를 턴온시켜 릴레이(21)를 닫힌 상태로 제어하는 전압검출부(51)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the relay driving unit 50 includes a connector CN1 to which the relay 21 is connected, a diode D1 disposed in parallel with the relay 21 connected to the connector CN1, A first transistor (Q1) controlled to be turned on by the control signal (/MC) of the external controller, and a relay connected to the connector (CN1) by being turned on by a current supplied in the turned-on state of the first transistor (Q1). The second transistor Q2 controls the contact of 220 in a closed state, and the voltage of the sensing resistor R_sen is detected, and when the detected voltage is greater than or equal to the set voltage, the second transistor Q2 is turned on to turn on the relay. It includes a voltage detector 51 for controlling (21) in a closed state.

상기 제어신호(/MC)는 외부 제어기의 신호이며, 외부 제어기에서 DC링크 커패시터(30)의 전압을 검출하여 기준전압 이상인 경우 제1트랜지스터(Q1)를 턴온 시킬 수 있는 전압레벨의 신호로서 입력된다. The control signal (/MC) is a signal of an external controller, and is input as a signal of a voltage level capable of turning on the first transistor Q1 when the external controller detects the voltage of the DC link capacitor 30 and is above the reference voltage. .

이때, 도 6과 같이 제1구간(T1) 처럼 제어신호(/MC)에 의해 제1트랜지스터(Q1)가 턴온되고, 제1트랜지스터(Q1)의 턴온 상태에 따라 턴온되는 제2트랜지스터(Q2)의 턴온상태는 소정 시간 동안 유지되며, 커넥터(CN1)에 연결된 릴레이(21)의 코일에도 전류가 충분히 흐르도록 하여, 릴레이(21) 접점을 닫힘 상태로 제어하게 된다.At this time, as shown in FIG. 6, the first transistor Q1 is turned on by the control signal /MC as in the first section T1, and the second transistor Q2 is turned on according to the turn-on state of the first transistor Q1. The turn-on state of is maintained for a predetermined time, and current flows sufficiently to the coil of the relay 21 connected to the connector CN1, thereby controlling the contact of the relay 21 to a closed state.

릴레이(21) 접점이 닫힌 상태에서는 제어신호(/MC)가 주기적으로 하이와 로우 상태로 반복되어 입력되며, 따라서 제1트랜지스터(Q1)와 제2트랜지스터(Q2) 또한 턴온과 턴오프 상태를 상대적으로 짧은 주기로 반복하여, 도 6의 펄스폭 변조 구간인 제2구간(T2)의 전압을 릴레이(21)에 공급한다.When the relay (21) contact is closed, the control signal (/MC) is periodically repeatedly input in high and low states. Therefore, the first transistor (Q1) and the second transistor (Q2) also have a relative turn-on and turn-off state. By repeating in a short period, the voltage of the second section T2, which is the pulse width modulation section of FIG. 6, is supplied to the relay 21.

이러한 펄스폭 변조에 의해서도 릴레이(21)의 접점 상태를 닫힌 상태로 유지할 수 있다.The contact state of the relay 21 can be maintained in a closed state even by such pulse width modulation.

이와 같은 상태에서 상기 제어신호(/MC)가 제1트랜지스터(Q1)를 턴온시키는 조건으로 입력되어야 하는 때에, 외부의 잡음이나 오류에 의해 턴오프 조건으로 입력되는 경우, 즉 도 6에서 제3구간(T3)과 같이 릴레이(21)의 접점이 닫힌 상태를 유지하기 위하여 전압이 공급되어야 할 시점에서 전압이 공급되지 않는 경우, 릴레이(21) 접점 상태는 열림 상태가 된다.In such a state, when the control signal /MC is to be input under the condition of turning on the first transistor Q1, when it is input as a turn-off condition due to external noise or error, that is, the third section in FIG. As shown in (T3), when the voltage is not supplied at the point when voltage is to be supplied in order to maintain the contact of the relay 21 in a closed state, the contact state of the relay 21 becomes an open state.

외부 제어기는 릴레이(21)가 열린 상태라는 것을 검출하지 못하고, 제2구간(T2)과 같이 릴레이(21)에 전압을 짧은 주기로 공급하는 제어를 하게 되며, 따라서 릴레이(21)의 접점 상태는 닫힌 상태로 변환되지 못하고, 열린 상태로 유지된다.The external controller does not detect that the relay 21 is in an open state, and controls supplying the voltage to the relay 21 in a short period like the second section (T2), so the contact state of the relay 21 is closed. It cannot be converted into a state and remains open.

이때, 정류부(10)의 전류는 상기 릴레이(21)를 통해 공급되지 못하며, 초기충전상태처럼 저항(R)과 센싱저항(R_sen)을 통해 DC링크 커패시터(30)로 공급된다.At this time, the current of the rectifying unit 10 cannot be supplied through the relay 21, and is supplied to the DC link capacitor 30 through a resistor R and a sensing resistor R_sen as in the initial charging state.

상기 저항(R)과 센싱저항(R_sen)에 정류부(10)의 전류가 흐르면서, 센싱저항(R_sen)에는 전압이 걸리게 되며, 이때의 전압은 전압검출부(51)에서 검출된다.As the current of the rectifying unit 10 flows through the resistor R and the sensing resistor R_sen, a voltage is applied to the sensing resistor R_sen, and the voltage at this time is detected by the voltage detector 51.

상기 전압검출부(51)는 센싱저항(R_sen)에 전압이 걸린 상태에서 제2트랜지스터(Q2)를 턴온시키는 제어를 수행한다. 이때 제2트랜지스터(Q2)의 턴온 상태는 제어신호(/MC)에 의해 온오프 제어되는 제1트랜지스터(Q1)와는 무관하게 동작한다.The voltage detector 51 performs control to turn on the second transistor Q2 while a voltage is applied to the sensing resistor R_sen. At this time, the turn-on state of the second transistor Q2 operates regardless of the first transistor Q1 controlled on and off by the control signal /MC.

상기 제2트랜지스터(Q2)의 턴온 상태는 상기 릴레이(21) 접점이 완전히 닫힌 상태가 될 때까지 지속된다. 이는 릴레이(21)가 닫힌 상태로 전환되어, 상기 저항(R)과 센싱저항(R_sen)을 통해 정류부(10)의 전류가 DC링크 커패시터(30)로 공급되는 것이 완전히 차단되면, 전압검출부(51)에서 전압이 검출되지 않기 때문에 전압검출부(51)의 제2트랜지스터(Q2) 제어상태가 해제될 때까지 지속되는 것이다.The turn-on state of the second transistor Q2 continues until the contact point of the relay 21 is completely closed. This is when the relay 21 is switched to a closed state, and when the current from the rectifier 10 is completely blocked from being supplied to the DC link capacitor 30 through the resistor R and the sensing resistor R_sen, the voltage detector 51 Since the voltage is not detected at ), it continues until the control state of the second transistor Q2 of the voltage detector 51 is released.

이러한 전압검출부(51)의 제어에 따라 제4구간(T4)과 같이 릴레이(21)에 충분한 전압이 공급되어 접점을 닫힌 상태로 제어한 후, 다시 제어신호(/MC)에 따른 펄스폭 변조 방식의 전압공급이 제5구간(T5)처럼 이어지게 된다.Under the control of the voltage detector 51, a sufficient voltage is supplied to the relay 21 as in the fourth section (T4) to control the contact point in a closed state, and then a pulse width modulation method according to the control signal (/MC) The voltage supply of is continued like the fifth section T5.

이후에도, 인버터의 구동이 지속되는 동안은 제3구간(T3)과 같이 릴레이(21)에 전압이 공급되지 않을 때, 전압검출부(51)에 의해 릴레이(21) 접점을 닫힌 상태로 유지할 수 있게 된다.Thereafter, while the inverter continues to be driven, when a voltage is not supplied to the relay 21 as in the third section T3, the contact of the relay 21 can be maintained in a closed state by the voltage detector 51. .

도 7에는 상기 전압검출부(51)의 일실시 구성예를 도시하였다.7 shows an example of the configuration of the voltage detector 51.

전압검출부(51)는 센싱저항(R_sen)의 양단에 대하여 직렬연결된 포토커플러(PC1, PC2)를 포함할 수 있다. 이때 제1포토커플러(PC1)의 수광부와 제2포토커플러(PC2)의 발광부가 상기 센싱저항(R_sen)에 대하여 병렬로 배치되며, 제1포토커플러(PC1)는 외부 제어기의 인에이블신호(EN)에 따라 도통되어 제2포토커플러(PC2)의 발광부를 통해 광을 방출한다.The voltage detection unit 51 may include photocouplers PC1 and PC2 connected in series to both ends of the sensing resistor R_sen. At this time, the light receiving part of the first photo coupler PC1 and the light emitting part of the second photo coupler PC2 are arranged in parallel with respect to the sensing resistor R_sen, and the first photo coupler PC1 is an enable signal EN of the external controller. ) To emit light through the light emitting portion of the second photocoupler PC2.

즉, 인에이블신호(EN)가 수신된 상태에서, 센싱저항(R_sen)의 전압을 검출한다.That is, while the enable signal EN is received, the voltage of the sensing resistor R_sen is detected.

제2포토커플러(PC2)는 전압이 검출되면, 제2트랜지스터(Q2)를 턴온시켜 커넥터(CN1)에 연결된 릴레이(21)에 전압을 공급하여, 접점을 닫힌 상태로 제어할 수 있다.When a voltage is detected, the second photocoupler PC2 may turn on the second transistor Q2 to supply a voltage to the relay 21 connected to the connector CN1 to control the contact in a closed state.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent ranges of embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims.

10:정류부 20:초기충전부
21:릴레이 30:DC링크 커패시터
40:인버터부 50:릴레이 구동부
51:전압검출부 10: rectification unit 20: initial charging unit
21: relay 30: DC link capacitor
40: inverter unit 50: relay drive unit
51: voltage detection unit

Claims (6)

초기동작시 정류부의 전류를 제한하고, 제한된 전류를 DC링크 커패시터로 공급하여 충전하고, 충전이 완료되면 릴레이를 닫아 정류부의 전류를 DC링크 커패시터로 공급하는 초기충전부를 포함하는 인버터 회로에서,
상기 초기충전부의 저항에 걸리는 전압을 검출하고, 전압이 검출되면 외부 제어와 무관하게 상기 릴레이에 전압이 공급되도록 제어하는 전압검출부를 구비하여, 상기 릴레이의 닫힘 상태에서 펄스폭 변조된 전압을 공급하여 닫힘 상태를 유지하는 릴레이 구동부를 더 포함하는 인버터 회로.In an inverter circuit including an initial charging unit that limits the current of the rectifier during initial operation, supplies the limited current to the DC link capacitor to charge, and when charging is complete, closes the relay to supply the current from the rectifier to the DC link capacitor,
A voltage detector is provided that detects a voltage applied to the resistance of the initial charging unit, and when the voltage is detected, a voltage detector is provided to supply a voltage to the relay irrespective of external control. Inverter circuit further comprising a relay driving unit for maintaining the closed state. 제1항에 있어서,
상기 저항은,
상기 릴레이와 병렬 연결되며, 상호 직렬연결된 두 저항 중 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 인버터 회로.The method of claim 1,
The resistance is,
Inverter circuit, characterized in that one selected from two resistors connected in parallel with the relay and connected in series. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 릴레이 구동부는,
외부 제어기의 제어신호에 따라 온오프되는 제1트랜지스터; 및
상기 제1트랜지스터가 턴온되면 함께 턴온되어, 상기 릴레이에 전압을 공급하는 제2트랜지스터를 더 포함하되,
상기 전압검출부는,
상기 저항의 전압이 검출되면 상기 제어신호에 무관하게 제2트랜지스터를 턴온시켜 릴레이에 전압을 공급하는 인버터 회로.The method according to claim 1 or 2,
The relay driving unit,
A first transistor turned on and off according to a control signal from an external controller; And
Further comprising a second transistor that is turned on when the first transistor is turned on to supply a voltage to the relay,
The voltage detection unit,
An inverter circuit for supplying a voltage to a relay by turning on a second transistor regardless of the control signal when the voltage of the resistance is detected. 제3항에 있어서,
상기 릴레이 구동부는,
상기 릴레이가 결합되는 커넥터; 및
상기 릴레이와 병렬연결되는 다이오드를 포함하고,
상기 릴레이와 다이오드의 접점과 접지 사이에 상기 제2트랜지스터가 연결되는 인버터 회로.The method of claim 3,
The relay driving unit,
A connector to which the relay is coupled; And
Including a diode connected in parallel with the relay,
An inverter circuit in which the second transistor is connected between a contact point of the relay and a diode and a ground. 제3항에 있어서,
상기 전압검출부는,
상기 저항의 전압이 검출되면 상기 제2트랜지스터를 턴온시키는 포토커플러를 포함하는 인버터 회로.The method of claim 3,
The voltage detection unit,
An inverter circuit including a photocoupler that turns on the second transistor when the voltage of the resistance is detected. 제5항에 있어서,
상기 전압검출부는,
상기 포토커플러와 직렬 배치되며, 외부의 인에이블신호에 따라 온오프되어 상기 포토커플러를 통해 상기 저항의 전압을 검출할 수 있도록 하는 제1포토커플러를 더 포함하는 인버터 회로.
The method of claim 5,
The voltage detection unit,
The inverter circuit further comprising a first photocoupler arranged in series with the photocoupler and turned on and off according to an external enable signal to detect the voltage of the resistor through the photocoupler.
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